发布时间:2023-09-26 14:43:14
绪论:一篇引人入胜的如何开展人工智能教育,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

一研究背景
在发达国家,应用型本科院校一直占有很大的比重。在我国,应用型本科院校也逐渐成为高等教育大众化的主力军,对我国高等教育系统未来发展越来越重要的作用。金陵科技学院作为教育部应用科技大学改革试点战略研究单位、中国应用技术大学(学院)联盟创始单位,也正在积极地去探究相关的应用型专业建设模式。电子信息工程专业作为学校的一门深度涉软专业,也要紧跟南京城市软件建设发展方向,这对应用型电子信息工程专业培养既是机遇又是挑战。随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,电子信息工程的应用也越来越广泛,对人们的生活产生了非常大的影响。,不但改变着人们获取信息、存储信息和管理信息的方式,而且为人们进行信息的获取、存储和管理提供了新的途径和方法,目前,各行业大都需要电子信息工程专业人才,而且薪金很高。2015年5月8日,备受瞩目的《中国制造2025》由国务院正式下发,这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。该规划二个突出特点是,将"加快新一代信息通信技术与制造业的深度融合"作为贯彻始终的主题,提出坚持自主研发和开放合作并举,加快建立现代电子信息产业体系,为推动信息化与工业化深度融合、实现制造业由大变强、建设网络强国提供强有力的基础支撑。在今年,随着国家“两会”的盛大召开,人工智能首次被提升到国家发展战略高度,人工智能技术的重大突破将带来新一轮科技革命和产业革命,大力发展人工智能技术是中国经济转型升级的重要动力。电子信息技术的巨大成功和进步,使人工智能可以深层次、多维度地参与到各个行业各个领域中,使科技的进步快速融入到跨界合作中。比如,电子信息技术的成熟,使人工智能可以深度服务于医疗卫生事业、配合甚至取代医生进行精确的手术治疗。在无人驾驶领域,无人驾驶汽车、无人驾驶飞机、无人驾驶舰船都已经陆续投入使用;在军事领域,人工智能的运用更是已经炉火纯青,俄罗斯与美国的人工智能作战部队和相关系统,已经在反恐作战中屡立战功,威力无比,作战效能与性价比远远超越人类士兵。由此可看出,人工智能在电子信息技术大发展的当下,终于在应用层面开始发光发热,现出巨大的生命力和后续无穷无尽的成长潜力,人工智能在各行各业的广泛应用,是国家经济结构战略性调整、产能升级改造、产业结构优化、核心技术创新获得成功的关键。随着BAT、华为、大疆无人机等高科技企业在人工智能应用和开发上的不断探索,刺激更多人才和资本向人工智能商业应用领域涌入。目前,基于人工智能学习背景下,软硬件相关知识过硬的电子信息类专业人才已经成为社会上最为紧缺的人才,薪水待遇很高。
二需要解决的关键问题
作为应用型本科院校,如何将“人工智能”新概念融入到电子信息工程专业建设中,根据社会发展的需求,校企紧密结合,培养出复合型的,应用型的社会紧缺人才,是需要去解决的关键问题。1.像当年互联网的崛起一样,人工智能真正的发展才刚刚兴起,相关的概念及定义还不完全定型,如何把握好未来人工智能的发展方向,有针对性地在传统的电子信息工程课程计划中规划与人工智能息息相关的课程,比如人工智能原理,机器学习,深度学习等课程,将两者有机融合,在人才培养上面临较大的挑战。2.人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的崭新概念。如果要将“人工智能”融入到电子信息工程专业建设中,就不仅需要学生学好如模拟电子技术,数字电子技术,数字信号处理,单片机技术,C/C++程序设计等传统的课程,打好基础,还需要加强在数据挖掘,神经网络等以数学为基础的课程方面的建设,扎实学生的数学物理基础。这对学生的学习能力要求更高,老师的教学水平也提出更高的要求。因此,如何加强此方面的师资专业培训,是一个该课题需要解决的关键问题。3.一个专业人才的培养,不仅需要优秀的师资力量以及良好的学风,还需要有相关的硬件实验平台作为支撑。如何根据“人工智能”新概念,针对性地新建一些诸如智能传感器实验室,人体特征识别实验室,机器人实验室等,把电子信息工程专业中的电子器件技术,信号处理技术等应用于人脸识别,智能家居,机器人等热门领域,根据学生的兴趣爱好因材施教,提高学生的动手能力,也是该课题需要去解决的一个关键问题。
三研究内容
本文以“人工智能”新概念下的电子信息工程专业教学及实践模式为研究内容,重点研究如何将人工智能相关的理论及实验课程建设融入到传统的电子信息工程专业培养方案中,做到无缝结合,在培养模式上需要有一定的理论创新,以更好地适应人工智能类的高新电子信息技术企业对相关应用型人才的要求。目前拟以现有电子信息工程专业的课程体系和专业方向为基础,形成以“人工智能”为导向的应用型电子信息工程特色专业建设,在未来的专业发展规划中,逐渐形成物联网、智能家居、机器人,无人机,人脸识别,语音交互,智能驾驶等不同的专业方向,增加学生的就业面,提高学生的就业层次,加强学生的就业竞争力。主要具体体现在以下几个方面:
(一)实践教学的形式多样
可采用以“学生兴趣爱好”为依据的引导式教学实践模式,在扎实学生数学物理等理论的基础上,将最新的人工智能概念贯穿在电子信息工程专业课程体系中,通过不同的应用型实验项目拓宽学生的知识面,提高学生的主动学习能力,动手实践能力,创新能力以及独立开展研究的能力,将课堂教学、校内实验和校外企业实习三者相互结合,鼓励学生参加诸如全国大学生电子设计大赛,全国大学生智能设计竞赛,中美创客大赛等赛事,以确保培养出高素质的应用型专业人才。同时,让学生从大二开始就自选课题、进实验室、根据兴趣爱好组建不同研究方向的实验团队,并为学生按照不同的研究方向配备专业教师,以此让学生融入到教师的科研工作中去,形成所谓的本科生导师制制度,由相应的导师全程指导,开展科学研究,培养学生的科技创新能力和动手实践能力。
(二)注重提高教师的教学及科研水平
在努力提高学生学习能力的同时,注重提高应用型电子信息工程专业教师的教学及科研水平,使其能够很好地将“人工智能”新概念用于电子信息工程专业的教学中,指导学生参加相关的各种竞赛,提高教师团队的实践能力及技术水平。通过海内外招聘和内部强化培养(教师博士化、教师双师化、教师国际化)等举措,加强师资团队建设;通过鼓励教师积极开设MOOC课程,参加教师技能大赛以及国内外教学培训,从多方面提高教师的教学水平。
(三)建立完善的校企合作制度,为学生提供相应的实习基地
企业工程师可以参与相关的人才培养方案修订和部分的教学实践工作。这种合作制度既可以提高教师的科研应用水平,也可以为学生提供就业机会,增强学生的实践创新能力。
(四)注重课程大纲修改,实验室平台建设
以改革传统的电子信息工程专业的培养模式为目标,总结在“人工智能”新概念下教学及实践的相关经验,形成一个有鲜明特色的电子信息工程专业培育模式。应用型本科院校电子信息工程专业人才未来的发展战略和改革方向,应重点考察“人工智能”新概念下专业人才培养模式的优缺点。重点关注“人工智能”新概念下的教学及实践课程大纲修订、教师教学及科研能力培训体系构建、实验室软硬件平台建设、校企合作培养模式探讨及校外实习基金建设等工作。
四结语
本文探讨和研究了“人工智能”新概念下应用型电子信息工程专业培养模式,结合金陵科技学院电子信息工程专业的发展情况,对原有的专业培养模式做了一定的理论创新,引入了“人工智能”新概念,从理论和实践教学,学生学习能力和教师教研技能培养,校企合作办学,实验室建设等方面进行了一系列的探讨。
参考文献
[1]姚俊.电子信息工程专业人才培养模式研究[J].山东社会科学2016(S1):357-358.
一、网站的构建
1.网站框架设计
我国高中阶段人工智能教育还处于起步阶段,据调查,全国已开设人工智能课程的中学不超过十所。事实上,对于人工智能这一前沿学科,大部分信息技术教师还缺乏足够的了解,因此对于该课程的开设也一直处于观望状态。考虑到人工智能教育的实际情况以及网站的主要对象,我们以高中信息技术选修课教材《人工智能初步》为基础,按教学内容设置和划分栏目,同时又围绕“学人工智能、教人工智能、用人工智能、机器人专题”四大专题进行内容重组。当然,网站的基本架构并非一成不变,它需要在实际应用中进行检验与修正,最终实现网站的完美架构。依据上述思路建构的网站基本框架如图1所示。
2.网站的栏目设计
新闻栏目以图文的形式人工智能发展的最新情况,这是激发并维持广大师生关注人工智能的基础,也是师生获取最新信息的窗口。子栏目“中国动态”“欧美动态”等分别介绍了各地区最新的人工智能信息,尤其是机器人产品的新闻。子栏目“会议论坛”,“比赛通知”为师生、参与比赛提供服务。
论文栏目是作为资源型网站的基础。子栏目“教学研究”主要面向从事人工智能教育的研究者和教师,探讨教学方法、分析教学案例、推荐教材和参考书,为更好的开展人工智能教学提供理论依据。子栏目“学习乐园”主要面向学生,展示活动实录、阐述学习感受,聆听专家意见,为更好的学习人工智能提供事实参考,教师也通过“学习乐园”来了解学生的所思所感所想。子栏目“赛事规则”介绍了各个地区和各级机器人比赛的一些规则,有利于师生更好的进行人工智能的教与学。
资源、视频、图库、酷站:这四个栏目是资源型网站的核心。尤其是资源模块中的子栏目“电子书刊”“教学课件”“人工智能软件”分别以不同的文件格式向师生提供教与学的资源,使其能快速准确地获取符合需求的资源,免去了在因特网上盲目搜索出现大量冗余信息的麻烦。网站整合了文本、视频、图片等多媒体信息,以丰富多彩的形式呈现资源,增强了网站的吸引力和信息的可阅读性。
爱问栏目是作为学习型网站的基础,也是本网站的一大特色。“爱问”是采用了模仿“百度知道系统”的程序设计,更注重知识的答疑解惑。我们将此栏目划分为“学人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“机器人问题”四个子栏目,师生可根据各自的需要进行提问、回答问题、搜索问题等操作。同时,设立了积分制,激发师生提问和回答问题的热情。
用户中心栏目是学习型网站的核心。作为一个专题网站,必然要十分强调学习的功能。子栏目“网络书签”的功能可以使学习者记录自己所浏览过的或所感兴趣的网页,便于在下次登陆后继续学习。在子栏目“信息”功能中,学习者可以新闻、论文、资源、爱问等信息,待管理员审核通过后即可在网站中显示出来。另外,教师也可在教学过程中通过此模块要求学生提交作业,便于教师随时随地的批改作业。
二、网站的访问数据分析
人工智能教育专题网站从开设至今将近8个月的时间,已经有超过1万的独立访客访问了本站,我们选取了最近访问的2000位独立访客进行研究。通过对地域、被检索方式、受访页面及回头率的分析,可为网站下一步的改进与完善提供依据,为其他人工智能教育类网站的建设,在网站的用户类型,网站的内容选择与更新,网站的推介宣传等方面提供参考与借鉴。
1.地域分析
在统计到的访问该网站的地域中,国外共有12个国家访问了本网站。国内除西藏、澳门之外,其他省份、直辖市、特别行政区都有访问过本网站,这为我们今后在高中普及人工智能教育提供了有力的依据。但是,通过图2的数据我们也可看到,各个地区间的访问量差距较大,并且访问量靠前的几个省份基本上是沿海地区,而中部和西部地区的访问量比较少,所以在今后的工作中不仅要加强网站本身的建设和宣传,更要把人工智能教育的理念推广到中部和西部地区,使那里的中小学师生也接触人工智能的知识,激发他们对信息技术美好前景的向往。
2.被检索方式分析
搜索引擎是网络上最常用的获取资源的方式。掌握用户使用搜索引擎的情况,有助于了解网站的被检索方式。统计搜索关键字的次数,有助于了解网站被检索访问的原因。在专题网站建设完成后,向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系统提交收录网页申请是极其必要的,它有利于提高网站的知名度和访问量。而在网站中增加“人工智能”,“prolog 源程序”等文字内容,将会有利于用户在盲目搜索时能访问到该专题网站。
3.受访页面分析
受访页面是指用户访问该专题网站时所停留的页面。通过对受访页面的统计,使我们能够掌握用户相对较为关注网站的哪些内容。表1数据中“学人工智能”占23.82%,“资源下载”占了16.32%,表明用户对人工智能的知识还不是很了解,对人工智能的认识还停留在“学”的层面,远未达到“教”的程度。人工智能教育类网站在建设中,如果能提供大量的人工智能的基础知识以及丰富的可下载资源,将会显著提高网站的受欢迎度以及用户的认可度。
4.回头率分析
在网站访问统计中,通常将距离上次访问超过12小时的再次访问记录为一次回头。通过对回头率的统计(表略)看出该专题网站的粘性不是很高,尤其是3次回访以上的用户还不多。通过对部分用户访谈后了解到,网站的更新速度慢,资源较少,内容偏难是其不愿进行多次回访的主要原因。所以,人工智能教育类网站在维护期间要注意内容的时效性、丰富性、通俗性才能保证网站访问的可持续性。
三、网站建设的若干思考
目前国内外有关人工智能的专题网站不多,针对人工智能教育的网站更少。在可供借鉴的成熟案例较少、研究又处于刚起步阶段的情况下,有必要对我们的工作进行反思总结。通过上述访问数据的分析,以及在人工智能教育专题网站建设的准备阶段,实施阶段及运行阶段的实践,我们认为在建设人工智能教育类网站时应当注意以下几个问题。
1. 充分关注用户信息
访问量是综合类或门户类网站的生命线,应当尽可能地拓宽访问者的类型与层次。但人工智能作为一门新兴学科,其专题网站的学科性特点甚至比普通的专题学习网站还要突出,因此单从访问量上来说,它是无法和门户类网站相比的。所以在建设的初期首先就要考虑的网站的对象问题,也就是要关注哪类人访问了网站。只有准确的掌握了用户的信息才能更好提供用户需要的资源。
在这里,人工智能教育专题网站是通过以下三种手段来获取用户信息的。
第一,用户必须注册才能访问网站,注册的内容包括年龄、身份、学历,电子邮件等内容。
第二,在网站中设立“网站调查”栏目,可以对“你是如何知道本站的”,“你觉得本站建设的如何”等内容教学在线调查。
第三,通过“中国站长站”等专业的数据收集程序来获取用户基本信息,可收集到用户地域、受访问页面、用户回头率等信息。只有掌握了准确的用户信息,才能更好的为用户提供服务。
2.与用户携手共建网上资源
人工智能的子学科门类众多,仅高中教材《人工智能初步》中就有知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解等多个主题。而且我国的人工智能研究相对薄弱,很多资料都是外文的。任何一个人要很熟练的掌握人工智能的各个内容是很困难也是不现实的。我们通过一年多的实践也体会到,仅仅依靠课题组成员很难保证网站资源库内容的全面性和针对性。所以在网站最新一次改版中,我们增加了用户的信息功能,使得用户自己可以新闻、添加文章,上传资源,只要经过管理员审核即可在网站中显示。
另外,在人工智能教学过程中,我们也充分利用学生的优势,要求学生以作业的形式提交文本和视频资源,并将作业的数量和质量作为考察学生学习效果的一个指标。这些举措保证了网站内容更新的时效性和内容的针对性。用户所的就是用户所关注的,用户所关注的就是网站所要收集的。
3.通过多种形式充分发挥网站作用
目前,全国高中开设了“人工智能初步”选修课的学校极少,教师手头上可供选择的教材也只有5套。从专题网站上统计的数据来看,虽然网站目前的用户主要是教师,但“学人工智能”页面访问量却远多于“教人工智能”。从这些情况看,单靠几个人工智能教育类的专题网站无法从根本上解决高中人工智能教育现阶段所面临的窘境。所以,在条件允许的情况下,可以通过研修班、会议论坛等形式组织教师进行面对面的交流。
例如,我们就在2007年5月25日至27日在浙江师范大学举办了全国首届“高中人工智能课程研修班”,来自全国十个省市的70余位信息技术教师及教研员参加了研修班的学习。在研修活动中,教师不仅学习了人工智能的知识,也对人工智能教育的现状及发展过程中遇到的问题做了充分了探讨和交流。本次研修活动结束后,人工智能教育专题网站则成了学员们交换信息、交流体会、共享资源的有效平台。
四、结束语
总之,借助专题网站的平台作用开展各种活动,不仅弥补了人工智能教育网站缺乏面对面交流和互动的缺点,也为把网站资源建设的更具针对性提供了有效帮助。
参考文献:
[1]张剑平. 关于人工智能教育的思考[J] .电化教育研究.2003,(1).
时代转型下的“国学热”催生了幼儿国学教育潮流,但在具体实践中教育效果却不尽如人意。纵观现阶段的幼儿国学教育,我们不难发现其存在一定的误区:
1.1教学活动方式单一
“幼儿园在进行国学启蒙教育时采用的教学形式较为单一,幼儿园采用的最主要方式是诵读法[1]”。首先,一位老师面对多位幼儿,教师朗读示范,幼儿跟读后进行熟背是现在多数幼儿园的教学形式,以强迫幼儿“读经”的形式灌输传统文化知识。其次,教师多采用传统的“奖励”模式来激励幼儿背诵。导致幼儿背诵课文仅仅是为了表现自己并获得奖励,而并非为了获取知识。这种单一的教学模式,忽视了幼儿的兴趣,也体现不了幼儿学习国学经典的真实意义。
1.2缺乏国学启蒙环境的熏陶
当前幼儿园的国学环境启蒙大多形式较为复古。根据调查,目前幼儿园进行的环境创设,大多是形式上的创设。大多数幼儿园误以为将国学经典(如《千字文》《百家姓》《三字经》)通篇印在墙面上、将国学经典人物画像挂在墙上,或者在某一区域内摆放古代学习的书桌和古代书本,便是营造了国学环境。这些复古形式的长期使用会使幼儿对国学失去兴趣,产生“抵触”和“视而不见”的现象。
1.3缺乏科学系统的国学教育内容
国学文化包罗万象。首先,当前大部分私立幼儿园对幼儿国学教育的理解都停留在国学经典典籍这个层面上,将国学典籍的教学作为国学教育的重点,且80%以上的幼儿园都单纯地以《弟子规》和《千字文》背诵作为国学教育的主要内容。其次,幼儿园国学教育内容的选择忽视了幼儿年龄阶段特点和身心发展水平,教材也不具备层次性。
2幼儿园国学教育融入人工智能的必要性
时代转型背景下,人工智能与教育领域的深度融合是解决当前幼儿国学教育问题、健康发展的必经之路。当前幼儿园亟须建设国学特色课程、提高国学教师素质、实现高效的因材施教。
人工智能是一门综合的交叉学科,涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。[9]首先,人工智能的新型教育模式能综合多领域学科知识,打破单一的教学方式,创新当前幼儿国学教育。其次,人工智能可以发挥其智能化、自动化、个性化和协同的特点,为幼儿园区域活动提供智能化、自动化的环境创设材料。此外,人工智能可以根据每一位幼儿的特点采用大数据分析的方式,分析幼儿认知发展程度,在夯实国学教育理论的基础上,根据幼儿身心发展规律循序渐进地实施幼儿国学教育,在真正意义上建设并发展幼儿园特色课程。[2]国学教育师资短缺是阻碍国学教育发展的首要因素。教师短缺是一个严重的问题,对教育影响重大。而人工智能能够独立扮演教师的角色,且储备了大量国学专业知识。人工智能在以教师的角色进入幼儿园师资队伍的同时,对幼儿教师本身提出了新的要求。人工智能背景下的幼儿教师需要具备更广泛的知识范围、更强的综合素质、创新型的思维以及较强的信息技术应用能力。因此,人工智能以其本身的智能化和幼儿教师的专业化能够提高幼儿园师资队伍的整体素质。
幼儿园国学教育融入人工智能,旨在促进幼儿国学个性化教育。在幼儿园国学教育中引入人工智能,为幼儿活动提供了创新性的玩教具和活动形式。在国学教育中,兼顾幼儿的特殊性,通过分析不同年龄段的幼儿身体发育程度、认知水平、思维能力、学习接受程度,为幼儿制定个性化课程。因此,人工智能技术与国学教育融合能兼顾个体的特殊性,能够高效地做到因材施教。
3幼儿园国学教育融入人工智能的路径
幼儿园国学教育融入人工智能是在遵循幼儿身心发展规律的同时,借助人工智能科技优势,实现传统幼儿国学教育与人工智能的有机结合,能够增强国学教育的效果。
3.1环境创设
人工智能以其不可匹敌的技术优势,创设全新的学校环境特征[3]。国学环境创设融入人工智能是促进国学教育开展的重要路径。在传统环境静态创设的基础上,安置多媒体一体机来创设动态多变的主题墙,播放国学经典动画、歌曲、故事,展示栩栩如生的动态人物造型,呈现丰富多样的色彩,使幼儿园的墙面设计能够有效地将动态和静态相结合。除了提供动态国学经典文化元素之外,还可以利用人工智能筛选不同年龄段的国学知识展现给幼儿,创设符合幼儿年龄特点的主题墙。天花板是传统环境创设易忽略的一步。吊饰是悬挂于天花板的装饰,它能够为幼儿园内公共环境增添动感和立体感。可以利用人工智能将国学经典文化中的人物形象(孔融、孟子、孔子)、书法作品、传世经典国画、经典国学典籍(《三字经》《千字文》)等投影展示到天花板上。同时,在图书角安置人工智能设备,将传统纸质书籍与有声读物有机结合,打造人工智能读书角。书架旁边则可以布置以国学经典文化为主元素的周边,力图将智能元素与传统文化元素相结合进行环境创设。
3.2人工智能教学系统
人工智能教育系统的融入促进了“有形”教师与“隐形”教师的有效结合,发挥了国学教育的巨大效力。首先,智能多媒体一体机是较为普遍的一种人工智能系统。在组织国学经典教育过程中利用其人工智能计算的个性特点,选择出适合各个年龄阶段儿童的国学经典知识。以小班为例,人工智能设备筛选出适合小班幼儿观看的图片、国学律动、顺口溜、儿童化故事等,并以动态方式展现给幼儿。同时,教师要对多媒体设备进行有效操作、关注幼儿的身心状态。其次,人工智能机器人基本可以代替传统教师进行“教学自动化设计”,减轻教师负担。机器人能为幼儿营造出一种“混合现实”的环境,让幼儿更好地参与到故事表达中,机器人作为活动组织者,替代了教师在活动组织中的主导角色,自行设计活动流程,引导幼儿自主探索学习。此外,远程教学是基于人工智能的教育交流平台。[4]幼儿园建立远程教学,以线上互动的方式,将幼儿国学教育专家与幼儿园的孩子联系起来,实现专家与孩子的线上国学交流和互动,以便对幼儿进行更专业、更科学的国学教育指导。
3.3智能化、自动化的国学区域活动
区域活动,是指教师根据教育目标,为幼儿提供一定的活动空间和活动材料,幼儿在丰富的环境中进行自主、自由的探索性活动和个性化学习。幼儿国学区域活动的智能化能促进幼儿园学知识的有效获得。
3.3.1智能化材料
人工智能的发展带来智能化的益智玩教具,智能机器人尤为突出。首先,在国学区域活动中投放智能化的玩教具,能够实现区域活动智能化。以国学艺术活动“智能机器人与幼儿园皮影戏剪纸活动的融合”为例。在幼儿美工区进行活动前,人工智能机器人独自操作皮影戏,并展示给幼儿,启发幼儿如何做皮影戏剪纸。随后,机器人可以扮演活动组织者,引导幼儿逐步完成皮影剪纸。其次,国学的益智玩教具还包括国学经典有声读物、国学趣味创意触感玩具书、智能优秀传统人物模型、智能传统习俗文物模型等。这些智能化材料的投入将大大提升区域活动的智能化和自主性。
3.3.2自主化学习