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【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 人工智能技術(shù) 系統(tǒng)
人工智能(Artificial Intelligence)是研究使計(jì)算機(jī)模擬人的學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等思維過程和智能行為的學(xué)科,用過對計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理的研究,制造出類似于人腦智能的計(jì)算機(jī),使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及,人們教育觀念正在悄然改變,新型的教育模式正在成形,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育迅速發(fā)展,然而由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育發(fā)展尚不成熟,實(shí)際應(yīng)用過程中存在諸多問題,而人工智能的引入,則使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育水平提升到一個(gè)全新的發(fā)展臺階,并展現(xiàn)了其廣闊的發(fā)展前景[1]。
一、人工智能技術(shù)概況
人工智能是通過研究人的智慧機(jī)理和思維過程,利用計(jì)算機(jī)體現(xiàn)和模擬人的智能行為。人工智能自其正式提出至今短短幾十年內(nèi)取得飛速的發(fā)展,已經(jīng)成為一種成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧,在進(jìn)行信息分析處理時(shí)可以采取語音識別,實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,所以其應(yīng)用范圍自其發(fā)展以來逐步向諸多領(lǐng)域擴(kuò)展,如醫(yī)學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)、機(jī)械等,而其研究課題也不斷深入,如專家系統(tǒng)、機(jī)器人、自然語言處理系統(tǒng)、博弈等。人工智能具有理解經(jīng)驗(yàn)并從中學(xué)習(xí)、辨別模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地對新環(huán)境做出反應(yīng)、在解決問題時(shí)使用推理進(jìn)行有效的推導(dǎo)、能處理復(fù)雜的情況、應(yīng)用知識控制環(huán)境等諸多能力。人工智能是一個(gè)知識信息系統(tǒng),知識在人工智能中占據(jù)重要的地位,計(jì)算機(jī)的智能只有通過對知識的發(fā)現(xiàn)、儲存、學(xué)習(xí)、推理和決策才能展現(xiàn)出來。人工智能主要有以下優(yōu)勢:首先,由于知識儲存與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,為人們知識傳播和復(fù)制帶來了極大的便利,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使知識的傳播和復(fù)制突破時(shí)間和空間的限制,為人們帶來無限的知識共享。其次,人工智能系統(tǒng)拓展了知識信息獲取渠道,同時(shí)在某些任務(wù)處理的質(zhì)量和速度上,人工智能展現(xiàn)的能力驚人的能力,遠(yuǎn)非人類所能及[2]。
二、人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用
(一)智能決策支持系統(tǒng)
智能決策支持系統(tǒng)(IntelligentDecision Support System)是由決策支持系統(tǒng)與人工智能結(jié)合的產(chǎn)物,在網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。智能決策支持系統(tǒng)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用,則使得決策目標(biāo)和進(jìn)行問題的識別更加明確,幫助決策者建立起完善的決策模型,提供多種備選方案,同時(shí)對各種備選方案進(jìn)行選擇、優(yōu)化、比較、分析,從而使決策者的決策更加準(zhǔn)確、有效[3]。
(二)智能教學(xué)專家系統(tǒng)
智能教學(xué)專家系統(tǒng)ITES(Intelligent Teaching Expert System)是傳統(tǒng)CAI系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的主要方向,是一種開放式交互教學(xué)系統(tǒng),通過智能教學(xué)專家系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)對專家教授教學(xué)思維的模擬,從而為教學(xué)提供一個(gè)良好的智能環(huán)境。一方面,學(xué)生可以通過智能專家系統(tǒng)獲取知識,另一方面,智能教學(xué)專家系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生的具體實(shí)際情況(包括知識儲備、能力、學(xué)習(xí)方式等)進(jìn)行知識傳授,從而使教學(xué)效果大大提升。在智能教學(xué)專家系統(tǒng)中,智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)占據(jù)重要地位,具有以下智能:首先,自動(dòng)生成各種問題和練習(xí),并在教學(xué)內(nèi)容理解的基礎(chǔ)上,形成問題解決方案,同時(shí)還能自動(dòng)生成和理解自然語言;其次,能根據(jù)學(xué)生的自身實(shí)際情況,對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行合理調(diào)整,并對教學(xué)內(nèi)容具有解釋咨詢的能力;再次,能對學(xué)生的錯(cuò)誤進(jìn)行判斷,評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)行為,并幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤,同時(shí)使自身教學(xué)策略得到完善。
(三)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)
智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)(Intelligent Induct-learning System)是現(xiàn)代繼續(xù)安吉網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育項(xiàng)目的保障。通過智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng),能為學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,并能快速地獲取其所需要的各種資源,從而使學(xué)習(xí)者獲得學(xué)習(xí)的全方位服務(wù),進(jìn)而達(dá)到學(xué)習(xí)的成功。智能Agent技術(shù)的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng),可根據(jù)學(xué)生的具體情況制定符合學(xué)生實(shí)際的導(dǎo)學(xué)策略,并為學(xué)生提供個(gè)性化、針對性的服務(wù)。在這種導(dǎo)學(xué)策略下,系統(tǒng)不僅能自動(dòng)生成各種問題和解決方案,并且能合理規(guī)劃、調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度,同時(shí)能針對信息反饋內(nèi)容及時(shí)修正導(dǎo)學(xué)策略,使導(dǎo)學(xué)策略更加合理科學(xué)[4]。除了上述3各種系統(tǒng)在計(jì)算教學(xué)中的應(yīng)用,還有智能仿真技術(shù)(Intelligent Simulation Technology)、智能硬件網(wǎng)絡(luò)IHN(Intelligent Hardware Network)、智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)INES (Intelligent Network Examine System)、智能信息檢索引擎 (Intelligence Information Retrieval Engine)等系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中應(yīng)用,這些人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用,共同推進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展。
三、結(jié)語
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中加強(qiáng)對人工智能技術(shù)的引入,使我國現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢,通過多種智能系統(tǒng)的應(yīng)用,使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的學(xué)習(xí)環(huán)境得到極大的改善,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的時(shí)空制約進(jìn)一步突破,大大延伸了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的服務(wù)領(lǐng)域。隨著人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中應(yīng)用的深入研究和發(fā)展,未來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的個(gè)性化將會更加突出,遠(yuǎn)程教育也將實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]潘瑞玲,余輪.具有Agent功能的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03):105-106.
[2]何丕廉,蘇成君,郝禎亮.網(wǎng)上虛擬教室中筆記系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(18):239-241.
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《中國職業(yè)技術(shù)教育》雜志是由中華人民共和國教育部主管,教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所、中國職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會和高等教育出版社共同主辦的一份綜合性中文期刊,集政策指導(dǎo)性、學(xué)術(shù)理論性和應(yīng)用服務(wù)于一身,是教育部指導(dǎo)全國職業(yè)教育工作的重要輿論工具,是服務(wù)各級各類職業(yè)教育機(jī)構(gòu)的主要陣地。
中國職業(yè)技術(shù)教育投稿欄目:主要有職教要聞、專稿專訪、綜合管理方略、課程教材、教研與教學(xué)、師資隊(duì)伍建設(shè)、研究與探討、職業(yè)指導(dǎo)、職業(yè)培訓(xùn)、高等職業(yè)教育等欄目。
再給大家推薦職業(yè)教育范文:人工智能背景下職業(yè)教育變革及模式建構(gòu)
董文娟1,黃堯2(1.天津大學(xué)教育學(xué)院,天津300350;2.北京師范大學(xué)國家職業(yè)教育研究院,北京100875)
摘要:順應(yīng)人工智能時(shí)代的浪潮,基于新興技術(shù)的職業(yè)教育變革及新模式建構(gòu)勢在必行。該文從職業(yè)教育智慧化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策保障、信息化生態(tài)重構(gòu)四個(gè)方面,剖析了人工智能時(shí)代職業(yè)教育變革的現(xiàn)實(shí)訴求,并進(jìn)一步分析了當(dāng)前職業(yè)教育外部環(huán)境及其自身發(fā)展的困境。人工智能背景下職業(yè)教育的變革體現(xiàn)出融合、創(chuàng)新、跨界、終身化的新特征?;诖?,從課程、教學(xué)、學(xué)習(xí)、環(huán)境、教師發(fā)展、評價(jià)、教育管理及組織等方面,探究職業(yè)教育的變革路徑及模式建構(gòu)。最后探討了職業(yè)教育模式變革還面臨回歸教育本質(zhì)、規(guī)避技術(shù)弊端等挑戰(zhàn),并提出“適應(yīng)—引領(lǐng)人工智能”的發(fā)展目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:人工智能;職業(yè)教育變革;模式建構(gòu);智慧化
“人工智能的迅速發(fā)展將深刻改變?nèi)祟惿鐣?、改變世界。特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、超級計(jì)算等新理論、新技術(shù)及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動(dòng)下,人工智能發(fā)展呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征。”[1]人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力,為我國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革下的“新常態(tài)”經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)能,使人們的思維模式和生活方式發(fā)生了深刻變革。近年來,國家高度重視與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)系最為密切的職業(yè)教育,積極推進(jìn)職業(yè)教育信息化,運(yùn)用人工智能改革教學(xué)方法和人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建新型智能職教體系,提升信息技術(shù)引領(lǐng)職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展的能力。
一、人工智能背景下職業(yè)教育變革的現(xiàn)實(shí)訴求
人工智能對傳統(tǒng)教育理念產(chǎn)生了革命性沖擊,職業(yè)教育結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,勞動(dòng)力素質(zhì)與市場需求的矛盾、學(xué)習(xí)方式與自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)的矛盾等促使職業(yè)教育向智慧化、智能化發(fā)展。目前,我國處于教育信息化2.0、工業(yè)4.0的新時(shí)期,全球范圍內(nèi)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速進(jìn)行?!耙粠б宦贰薄爸袊圃?025”人工智能等重大國家戰(zhàn)略的提出,及以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)為特征的新興經(jīng)濟(jì)模式要求教育領(lǐng)域,尤其是職業(yè)教育培養(yǎng)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)急需的技術(shù)技能型、智慧型人才,具備更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力,促進(jìn)智慧化發(fā)展,助力經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級。
(一)職業(yè)教育智慧化訴求:職業(yè)教育信息化發(fā)展的必然選擇
“智慧教育是以物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)為依托,創(chuàng)造智慧教學(xué)環(huán)境,轉(zhuǎn)換教育方法,內(nèi)容與手段,注重教育網(wǎng)絡(luò)化,個(gè)性化和智能化的一種教育新模式。”[2]智慧教育作為“一種由學(xué)校、區(qū)域或國家提供的高學(xué)習(xí)體驗(yàn)、高內(nèi)容適配性和高教學(xué)效率的教育行為(系統(tǒng))”,被視為教育信息化發(fā)展的高端形態(tài)[3]。因此,職業(yè)教育的智慧化并非簡單的數(shù)字化,強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)推動(dòng)職業(yè)教育教學(xué)模式和方法的變革,改變思維模式,創(chuàng)建價(jià)值等方面共享的學(xué)習(xí)共同體,培養(yǎng)創(chuàng)新型、智慧型人才。
職業(yè)教育智慧化是職業(yè)教育信息化發(fā)展的必然選擇。目前,我國的職業(yè)教育信息化水平正在穩(wěn)步提高,投入持續(xù)增加,各種智能信息技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、測量評價(jià)等領(lǐng)域,并逐步成熟,正在努力打造一個(gè)信息化、智慧化的現(xiàn)代職業(yè)教育生態(tài)系統(tǒng)。新時(shí)期我國很多地區(qū)及職業(yè)院校積極提升現(xiàn)有信息化系統(tǒng)的智慧化水平,積極創(chuàng)建智慧校園、智慧社區(qū)等,逐步實(shí)現(xiàn)了組織管理的智慧化、資源環(huán)境的智慧化和服務(wù)評價(jià)的智慧化。
(二)經(jīng)濟(jì)發(fā)展訴求:人工智能時(shí)代的新興經(jīng)濟(jì)需要高技能智慧型人才
人工智能時(shí)代職業(yè)教育運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù),與經(jīng)濟(jì)及其他部門跨界融合,不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù),推動(dòng)職業(yè)教育模式創(chuàng)新,形成了以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施、人工智能為實(shí)現(xiàn)手段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)。人工智能時(shí)代是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為支撐的新時(shí)代,各行各業(yè)的運(yùn)作發(fā)展和對知識技術(shù)的掌握要求達(dá)到了更高層面,相應(yīng)的教育需求也有所提升,市場環(huán)境渴求勇于創(chuàng)新、個(gè)性化的高技能智慧型人才。職業(yè)教育要應(yīng)對行業(yè)上升發(fā)展的勞動(dòng)力需求問題,基于人工智能應(yīng)用,提高技能培養(yǎng)層級,以適應(yīng)新的社會勞務(wù)需求?,F(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)依托互聯(lián)網(wǎng)科技,與智能化設(shè)備直接聯(lián)接,通過數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用,促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。勞動(dòng)密集型企業(yè)已不適應(yīng)現(xiàn)代行業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需升級為網(wǎng)絡(luò)智能型,與此同時(shí),職業(yè)院校的課程模式、專業(yè)設(shè)置、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、師資結(jié)構(gòu)等也做出相應(yīng)的調(diào)整和革新,既促進(jìn)了職業(yè)教育的智慧化、智能化,又推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)升級和工業(yè)變革。
(三)政策保障:國家從宏觀層面保障人工智能時(shí)代的職業(yè)教育發(fā)展
2016年是我國人工智能元年,2017年我國頒布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,提出了“將發(fā)展人工智能放在國家戰(zhàn)略層面進(jìn)行系統(tǒng)謀劃和布局”,這預(yù)示著我國人工智能時(shí)代的全面到來,為我國職業(yè)教育的發(fā)展提供了良好的宏觀政策環(huán)境。人工智能給職業(yè)教育帶來了符合時(shí)代精神的新內(nèi)容,積極融合信息技術(shù),整合職業(yè)教育資源,提升公共服務(wù)水平,影響和改變了原有的教育生態(tài)。緊密依托信息共享平臺,突破時(shí)空限制,讓學(xué)習(xí)者自我選擇,更加人性化和智能化。我國很多職業(yè)院校已經(jīng)開啟了智慧校園的行動(dòng)計(jì)劃,一些大中城市也在積極制定實(shí)施智慧城市的發(fā)展規(guī)劃,在良好的政策保障中提升智慧化水平。
(四)信息化生態(tài)重構(gòu)訴求:人工智能時(shí)代的職業(yè)教育變革是對職業(yè)教育信息化生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)
“依據(jù)《2006-2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》,我國正在有序推進(jìn)數(shù)字教育向智慧教育的躍遷升級和創(chuàng)新發(fā)展。”[4]在新興智能信息技術(shù)的催促下,技術(shù)變革帶來了職業(yè)教育系統(tǒng)的顛覆性創(chuàng)新改革,打破現(xiàn)有的條條框框,改革傳統(tǒng)教育模式,再造教育業(yè)務(wù)新流程。在職業(yè)教育領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),提升各科各門教育教學(xué)業(yè)務(wù),打造各級各類智能實(shí)訓(xùn)部門、培訓(xùn)機(jī)構(gòu),覆蓋貫通中高職院校,整合系統(tǒng)內(nèi)外現(xiàn)有資源,推進(jìn)智慧教育生態(tài)有序發(fā)展,為各類用戶提供最適合、最智能的職業(yè)教育資源和服務(wù),完成對職業(yè)教育信息化生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)。
二、當(dāng)前職業(yè)教育發(fā)展的現(xiàn)實(shí)困境
人工智能對各行各業(yè)的影響具有革命性和顛覆性,可能帶來新的發(fā)展機(jī)遇,也可能帶來不確定性的挑戰(zhàn),比如可能會改變就業(yè)結(jié)構(gòu)、影響政府管理、威脅經(jīng)濟(jì)安全等,還可能會沖擊法律與社會倫理,影響社會穩(wěn)定乃至全球治理。當(dāng)前,人工智能與“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”浪潮席卷而來,職業(yè)院校既是人工智能應(yīng)用的戰(zhàn)場,又是培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新型人才的“夢工廠”[5]。人工智能時(shí)代的職業(yè)教育信息化發(fā)展迅速,影響是廣而深的,對職業(yè)教育外部環(huán)境及其本身都造成了極大的沖擊。
(一)職業(yè)教育外部環(huán)境發(fā)展困境
“據(jù)聯(lián)合國教科文組織預(yù)測,到2020年,人工智能將替代20億個(gè)工作崗位”[6],那些技術(shù)含量低、重復(fù)性強(qiáng)的技能將被智能機(jī)器、數(shù)碼設(shè)備所替代,工業(yè)機(jī)器人也將大面積應(yīng)用。智能設(shè)備替代行業(yè)勞動(dòng)力,能夠降低勞動(dòng)成本,且具有高效、易操作等競爭優(yōu)勢。傳統(tǒng)職業(yè)教育培養(yǎng)模式很難適應(yīng)未來行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,人工智能沖擊職業(yè)教育就業(yè)崗位,撼動(dòng)其所依附的崗位基礎(chǔ),對職業(yè)教育的生存與定位產(chǎn)生了威脅。因此,根據(jù)智能時(shí)代職業(yè)教育的崗位特征與需求,提升職業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)技能,是新形勢下職業(yè)教育的發(fā)展方向。
(二)職業(yè)教育自身發(fā)展困境
近年來,人工智能在職業(yè)教育領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用和提高是目前職業(yè)教育的發(fā)展趨勢。我國重視職業(yè)教育信息化、智能化發(fā)展,各級各類職業(yè)院校在信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、校園信息化管理等方面都有了顯著提升,但信息技術(shù)與職業(yè)教育的深度融合仍不夠緊密,表現(xiàn)出信息化管理效率低、科學(xué)決策水平低等現(xiàn)象。人工智能背景下職業(yè)教育自身發(fā)展的困境表現(xiàn)在:
1.課程與教學(xué)困境
職業(yè)院校新課程改革提倡構(gòu)建智慧課堂,制定個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃,注重課堂實(shí)施效果。但目前的實(shí)際課程教學(xué)仍是以教師為中心,強(qiáng)調(diào)知識的灌輸,重視統(tǒng)一性和計(jì)劃性,與教育改革提倡的個(gè)性化教學(xué)相去甚遠(yuǎn)。教學(xué)方法、教學(xué)理念更新慢,很難激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力,創(chuàng)新性思維弱,使得個(gè)性化教育的無法實(shí)現(xiàn)。近年來,中央、省、市、縣四級教育平臺逐步建立起來,課程與教學(xué)的層級設(shè)計(jì)逐步完善,但在實(shí)施的過程中,各級平臺之間存在溝通不暢等問題,各級資源內(nèi)容不系統(tǒng),不銜接,導(dǎo)致無序疊加和資源的重復(fù)浪費(fèi),“精品課程”等項(xiàng)目豐富了課程資源,但質(zhì)量不高。在線課程與教學(xué)以傳統(tǒng)的科目、章節(jié)為單元,構(gòu)建系統(tǒng)性的在線教育內(nèi)容,為用戶提供專業(yè)化的知識選擇,但由于受時(shí)間條件等限制,大多數(shù)受教育者習(xí)慣于碎片化學(xué)習(xí),連貫性和整體性差,缺乏對課程與教學(xué)體系的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。
2.認(rèn)知困境
隨著人工智能時(shí)代的到來,許多職業(yè)院校將“未來教室”“智慧課堂”定位為未來發(fā)展方向,進(jìn)行了多種嘗試和改革,如MOOC混合教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、多屏教學(xué)等,但“管理者和施教者對智慧教育的理解多停留在‘智慧課堂=多媒體+傳統(tǒng)教學(xué)的層面’,教學(xué)觀念和思維依然固化,并沒有因?yàn)樾录夹g(shù)的參與而得到實(shí)質(zhì)改變”[7],缺乏對多媒體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和智能學(xué)習(xí)平臺的深層認(rèn)識,更缺乏對管理評價(jià)和互動(dòng)交流等模塊的理解與掌握,雖投入大量人力財(cái)力采購了數(shù)量巨大、設(shè)備精良的多媒體設(shè)備和智能服務(wù)設(shè)備,但沒有充分有效使用,大大限制了智慧教育的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3.用戶困境
傳統(tǒng)教學(xué)以群體教育為基本單元,教師和學(xué)習(xí)者作為學(xué)習(xí)共同體,在管理、學(xué)習(xí)的互動(dòng)過程中形成強(qiáng)大的群體約束力,促進(jìn)雙方共同進(jìn)步。在信息化教育時(shí)代,學(xué)習(xí)者自由掌握學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度,遇到問題可能無法及時(shí)解決并獲得反饋,無法進(jìn)行面對面交流,因此,基于人工智能網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)平臺,學(xué)習(xí)者需要高自控力、高學(xué)習(xí)能力才能適應(yīng)這種全新的學(xué)習(xí)方式。
4.評價(jià)困境
傳統(tǒng)的評價(jià)方式多依靠經(jīng)驗(yàn)和觀察,智慧型評價(jià)則是基于學(xué)習(xí)過程的一種發(fā)展性評價(jià),以采集到的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為客觀基礎(chǔ)。在人工智能、數(shù)字信息化環(huán)境下教育效果的評價(jià)實(shí)際要受到很多因素的影響和局限,在信息技術(shù)與職業(yè)教育融合的過程之中,許多智能技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)實(shí)踐,難以進(jìn)行定性定量的智慧評價(jià),如互動(dòng)交流及深層次的學(xué)習(xí)評價(jià)等。
三、人工智能背景下職業(yè)教育變革的新特征
人工智能帶來了思維模式的創(chuàng)新,改變了人們認(rèn)識問題、思考和解決問題的方式,越來越多地依賴人與智能網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同創(chuàng)新。人工智能背景下的職業(yè)教育變革圍繞經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局,“主動(dòng)服務(wù)國家重大發(fā)展戰(zhàn)略,加大虛擬現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算等新技術(shù)應(yīng)用,體現(xiàn)校企合作、知行合一等職教特色,以應(yīng)用促融合、以融合促創(chuàng)新、以創(chuàng)新促發(fā)展?!盵8]人工智能背景下職業(yè)教育的變革必將加速推進(jìn)職業(yè)教育的現(xiàn)代化、智能化進(jìn)程,表現(xiàn)出了融合、創(chuàng)新、跨界和終身化的新特征。
(一)融合
人工智能技術(shù)科學(xué)應(yīng)用于當(dāng)前職業(yè)教育,在最短的時(shí)間內(nèi)整合、重組大量的知識信息,形成科學(xué)的技術(shù)技能知識體系,為職業(yè)教育資源、企業(yè)資源、產(chǎn)業(yè)資源、社會資源等一切有可能聯(lián)結(jié)的資源融合提供了可能。為促進(jìn)職業(yè)教育的智慧化發(fā)展,在現(xiàn)有的合作模式、集團(tuán)模式、產(chǎn)教融合模式等實(shí)體協(xié)作發(fā)展的基礎(chǔ)上,建立智能互動(dòng)的智慧教育供給平臺、常態(tài)化智慧課堂和大數(shù)據(jù)化智慧教育生態(tài)系統(tǒng),為我國新興經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供高技能、智慧型人才支撐。
(二)創(chuàng)新
信息化時(shí)代下“變”為創(chuàng)新立足之要點(diǎn)。創(chuàng)新時(shí)代最需要提升的就是創(chuàng)造智慧。“由知識的理解記憶,轉(zhuǎn)向知識的遷移、應(yīng)用并最終指向創(chuàng)造發(fā)明”[9],以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力,提升其創(chuàng)新思維和智慧思維,不斷開拓人類社會發(fā)展的高度和寬度。智能化、信息化的時(shí)代是創(chuàng)新不斷的時(shí)代,是原有知識不斷被更新、技術(shù)不斷被升級的時(shí)代。人工智能促使社會化協(xié)同大規(guī)模發(fā)展,促進(jìn)職業(yè)教育體系核心要素的重組與重構(gòu),創(chuàng)新生產(chǎn)關(guān)系,呈現(xiàn)出新的協(xié)作架構(gòu),開創(chuàng)了新的教育供給方式,增加了教育的選擇性,推動(dòng)了教育的民主化。學(xué)習(xí)者能夠按照自己的價(jià)值觀、興趣與愛好等選擇適合自己個(gè)性發(fā)展的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容,促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化、多樣化發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)教育公平。
(三)跨界
智能科學(xué)與職業(yè)教育連接起來,搭建起兩者溝通的橋梁,跨越了人工智能虛擬教育和線下實(shí)體教育的界限,實(shí)現(xiàn)了兩者之間的融合。教育供給由競爭資源轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同合作,直線型的中心組織管理轉(zhuǎn)向去中心化、泛化管理。通過大數(shù)據(jù)智能技術(shù)平臺、遠(yuǎn)程教育平臺等對職業(yè)教育資源進(jìn)行整合共享,跨越教育邊界,與市場、行業(yè)、企業(yè)以及職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對接,提供更加便捷的智慧化服務(wù)。
(四)終身化
人工智能時(shí)代職業(yè)教育的變革堅(jiān)持“以人為本”的教育理念,滿足學(xué)習(xí)者在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、以任意方式、任意步調(diào)終身學(xué)習(xí)的需求[10]。打破了地域和時(shí)間的限制,體現(xiàn)了教育的泛在化、個(gè)性化和終身化,與終身教育理念的發(fā)展目標(biāo)不謀而合。人工智能時(shí)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快,人們追求高層次自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn),充分體現(xiàn)出終身學(xué)習(xí)的必要性和緊迫性。目前,我國正在積極創(chuàng)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境,致力于構(gòu)建終身化學(xué)習(xí)型社會,努力創(chuàng)造有利條件向全民提供終身教育與學(xué)習(xí)的機(jī)會。
四、人工智能背景下職業(yè)教育發(fā)展的模式建構(gòu)
人工智能背景下職業(yè)教育的變革預(yù)示著全新思維意識形態(tài)、社會發(fā)展形態(tài)的變革,重塑職業(yè)教育可持續(xù)發(fā)展的新思維,重構(gòu)信息時(shí)代職業(yè)教育的價(jià)值鏈和生態(tài)系統(tǒng)。智能化技術(shù)科學(xué)將現(xiàn)代職業(yè)教育內(nèi)部各要素,以及內(nèi)部要素與外部環(huán)境之間,通過虛擬技術(shù)和智能化手段互聯(lián)貫通,突破傳統(tǒng)教育價(jià)值的鏈狀模式,使職業(yè)教育由傳統(tǒng)模式走向“人工智能+職業(yè)教育”模式的建構(gòu)。人工智能對職業(yè)教育課程、教學(xué)、評價(jià)、管理、教師發(fā)展等方面產(chǎn)生系統(tǒng)性影響,為職業(yè)教育提高教育質(zhì)量和提升服務(wù)水平提供了技術(shù)支持和現(xiàn)實(shí)路徑,解決不能兼顧職業(yè)教育規(guī)模和質(zhì)量的矛盾問題。下面將從課程、教學(xué)、學(xué)習(xí)、環(huán)境、教師發(fā)展、評價(jià)、教育管理及組織等方面來探究職業(yè)教育的變革路徑及模式建構(gòu)。
(一)人工智能背景下職業(yè)教育的課程模式
人工智能時(shí)代的信息知識、科學(xué)技術(shù)正在以前所未有的速度增長、更新和迭代,呈現(xiàn)出了碎片化、多元化、創(chuàng)新性、社會性的特征。人工智能背景下職業(yè)教育的課程模式是為學(xué)習(xí)者提供按需可隨時(shí)選擇的知識儲備智能模式,解決了傳統(tǒng)職業(yè)院校課程教學(xué)的滯后性,呈現(xiàn)的是現(xiàn)代職業(yè)教育的前沿信息和內(nèi)容。課程革命愈演愈烈,靈活多樣的微課、慕課等形式層出不窮,在線課程將成為常態(tài),信息傳播媒介、知識獲取方式等都發(fā)生了巨大改變,課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形態(tài)、呈現(xiàn)方式、實(shí)施及評價(jià)等也都進(jìn)行了相應(yīng)變革。智能化信息科學(xué)技術(shù)為課程的設(shè)計(jì)、架構(gòu)、實(shí)施提供了快捷和便利,為學(xué)習(xí)者的個(gè)性化、終身化選擇提供了多種渠道。人工智能背景下職業(yè)教育的課程模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,線上線下融合的大規(guī)模開放課程融入現(xiàn)代職業(yè)教育,課程的表現(xiàn)形態(tài)和實(shí)施途徑呈現(xiàn)出智能化、數(shù)字化、立體化的特征,成為學(xué)校常態(tài)課程的有機(jī)組成部分,為學(xué)習(xí)者提供了更多的可選擇機(jī)會,使實(shí)施個(gè)性化課程成為可能?,F(xiàn)代職業(yè)教育的課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)性與生活性相互融合與轉(zhuǎn)化,融入社會資源,立足于我國社會經(jīng)濟(jì)的新常態(tài)和學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展,實(shí)現(xiàn)社會化協(xié)同發(fā)展,共贏共創(chuàng);其次,課程實(shí)施的空間得以拓展,跨越了社會組織邊界、職業(yè)院校邊界,將從班級、年級、全校擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)社區(qū)以及更大的空間。課程的整體結(jié)構(gòu)從分散走向整合,以技術(shù)為媒介,形成跨學(xué)科、多學(xué)科整合的課程;最后,課程內(nèi)容的組織、課程的實(shí)施逐步模塊化、碎片化、移動(dòng)化與泛在化,社會化分工更加精細(xì),教師也將承擔(dān)教學(xué)設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、在線輔導(dǎo)等不同的角色。
(二)人工智能背景下職業(yè)教育的教學(xué)模式
人工智能時(shí)代將信息技術(shù)有效地融合于職業(yè)教育各學(xué)科的教學(xué)過程,從知識的傳遞轉(zhuǎn)變?yōu)檎J(rèn)知的建構(gòu),從注重講授和內(nèi)容,轉(zhuǎn)變成重視學(xué)習(xí)過程[11],構(gòu)建“以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體”的以數(shù)字化、智能化為特征的智慧教學(xué)模式,重視學(xué)生的主體地位,引導(dǎo)學(xué)生“自主、探究、合作”。人工智能背景下職業(yè)教育的教學(xué)模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,人們的學(xué)習(xí)方法、認(rèn)知方式和思維模式已經(jīng)發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。信息化教學(xué)使得信息技術(shù)已成為學(xué)習(xí)者認(rèn)知的必要工具,認(rèn)知方式也由“從技術(shù)中學(xué)”轉(zhuǎn)型為“用技術(shù)學(xué)”。其次,信息化教學(xué)的重點(diǎn)從“面向內(nèi)容設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)變到“面向?qū)W習(xí)過程設(shè)計(jì)”,更加重視學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題能力的培養(yǎng),關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程,以及其獲得學(xué)習(xí)活動(dòng)的體驗(yàn)。同時(shí),信息化教學(xué)要將課堂內(nèi)的學(xué)習(xí)知識和課堂外的實(shí)踐活動(dòng)聯(lián)結(jié)互動(dòng),按照學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求和認(rèn)知方式自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。第三,智慧教學(xué)將成為課堂教學(xué)的新重點(diǎn)。日常教學(xué)工作形態(tài)不再是點(diǎn)線面的連接,而是呈現(xiàn)為智能化、立體化的教學(xué)空間,智慧課堂將會促進(jìn)學(xué)習(xí)者的深度學(xué)習(xí)、交互學(xué)習(xí)和融合學(xué)習(xí),智能備課、批閱以及個(gè)性化指導(dǎo)等也將成為教育者新的教學(xué)工作形式。從機(jī)械評價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果轉(zhuǎn)變成適應(yīng)性評價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果。第四,在線教學(xué)、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法將成為新的教學(xué)形態(tài),促進(jìn)教育均衡發(fā)展,實(shí)現(xiàn)跨學(xué)校、跨區(qū)域的流轉(zhuǎn)。移動(dòng)學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程協(xié)作等信息化教學(xué)模式,能夠?qū)崿F(xiàn)教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的全面實(shí)時(shí)互動(dòng),最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主觀能動(dòng)性,提升教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量。
(三)人工智能背景下職業(yè)教育的學(xué)習(xí)模式
智能系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為學(xué)習(xí)者提供了豐富多元的學(xué)習(xí)資源和環(huán)境,推進(jìn)了教育教學(xué)活動(dòng)與學(xué)習(xí)環(huán)境的融合發(fā)展,人工智能背景下職業(yè)教育的學(xué)習(xí)模式也逐步建立起來,具體表現(xiàn)為:首先,智能時(shí)代的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋每一個(gè)人、每一個(gè)角落,活動(dòng)空間由課堂內(nèi)拓展到課堂外,學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)正在互相補(bǔ)充、互相與融合,導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為變化、學(xué)習(xí)方式的革新。其次,基于互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了一批創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式,借助情景感知技術(shù)及智慧信息技術(shù),進(jìn)行真實(shí)過程體驗(yàn)的情境學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識遷移運(yùn)用的情境化和社會化。第三,借助互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)和各種應(yīng)用工具,學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身學(xué)習(xí)需求,選擇最優(yōu)學(xué)習(xí)方式,也可利用數(shù)據(jù)分析技術(shù),追蹤記錄學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)交互過程,隨時(shí)隨地獲取個(gè)性化教學(xué)服務(wù)和量身定制的學(xué)習(xí)資源,拓寬了智慧教育視野。第四,各職業(yè)院校開始拓展校園智慧學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間,以實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)相互結(jié)合的智慧校園育人環(huán)境。推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè),加強(qiáng)教與學(xué)全過程的數(shù)據(jù)采集和分析,“引導(dǎo)各地各職業(yè)院校開發(fā)基于工作過程的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源和個(gè)性化自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)”[12],強(qiáng)化優(yōu)質(zhì)資源在學(xué)習(xí)環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用。
(四)人工智能背景下職業(yè)教育的環(huán)境模式
智慧教育環(huán)境是以大數(shù)據(jù)、多媒體、云計(jì)算等智能信息技術(shù)為基礎(chǔ)而構(gòu)建的虛實(shí)融合、智能適應(yīng)的均衡化生態(tài)系統(tǒng)。信息技術(shù)與職業(yè)教育的深度融合,為師生的全面發(fā)展提供了智慧化的成長環(huán)境,如智慧云平臺、智慧校園。人工智能背景下職業(yè)教育的環(huán)境模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,智慧教育環(huán)境將信息技術(shù)與職業(yè)教育服務(wù)結(jié)合、面對面教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合,形成數(shù)字化的、虛實(shí)結(jié)合的職業(yè)教育智能服務(wù)新模式。其次,智慧教育環(huán)境將促進(jìn)各種智能化、數(shù)字化信息技術(shù)融入職業(yè)院校的各個(gè)業(yè)務(wù)范圍和業(yè)務(wù)領(lǐng)域,與系統(tǒng)內(nèi)的其他業(yè)務(wù)橫向互聯(lián)、縱向貫通,且信息能夠適時(shí)生成和采集,全過程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與互聯(lián)化。第三,智慧教育環(huán)境能夠感知學(xué)習(xí)者所處的學(xué)習(xí)情境,理解學(xué)習(xí)者的行為與意圖,滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求,提供多元化的適應(yīng)服務(wù)和智能感知的信息服務(wù)?;ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用基于智能數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)與自動(dòng)監(jiān)控,為學(xué)習(xí)者提供定制式的學(xué)習(xí)服務(wù)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。未來教室必將變成“虛擬+現(xiàn)實(shí)”的智慧課堂,在網(wǎng)絡(luò)空間中參與線上課程、線下活動(dòng),實(shí)現(xiàn)線上線下互動(dòng)交流。同時(shí),智慧校園的創(chuàng)建和管理,能夠?qū)γ總€(gè)班級、學(xué)區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理,構(gòu)建出一個(gè)以問題、任務(wù)為線索,學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的知識體系和促進(jìn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的智慧管理平臺。到2020年,“90%以上的職業(yè)院校建成不低于《職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范》要求的數(shù)字校園,各地普遍建立推進(jìn)職業(yè)教育信息化持續(xù)健康發(fā)展的政策機(jī)制”[13],以學(xué)習(xí)者為中心的自主、泛在學(xué)習(xí)普遍開展,精準(zhǔn)的智能服務(wù)能夠滿足職業(yè)教育的終身化定制。
(五)人工智能背景下職業(yè)教育的教師發(fā)展模式
人工智能背景下職業(yè)教育的變革對教師的專業(yè)發(fā)展、素質(zhì)能力提出了新要求,改變了教師的能力結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)。教育信息化大背景下,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體手段的產(chǎn)生、智能化設(shè)備的使用極大提高了教師的專業(yè)發(fā)展和能力素養(yǎng),以適應(yīng)新課程改革與教育信息化的要求。人工智能背景下職業(yè)教育的教師發(fā)展模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,新時(shí)代教師專業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求和外在環(huán)境都要求教師能夠認(rèn)識、了解和應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)工具,促使教師專業(yè)發(fā)展能力和素養(yǎng)的提升和豐富。其次,教師的專業(yè)發(fā)展要面向?qū)嶋H、情境化、網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)問題,教師需要在多變的教育情境中綜合運(yùn)用核心教學(xué)技能,將信息技術(shù)知識、學(xué)科內(nèi)容知識、教學(xué)法知識很好地融合并遷移運(yùn)用。新時(shí)代的教師要學(xué)會掌握使用智能化設(shè)備和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)資源,積極加強(qiáng)與其他專家、教師的合作,或遠(yuǎn)程工作,形成基于智慧教育技術(shù)的多元化的學(xué)習(xí)共同體。教師的工作狀態(tài)由個(gè)體的單獨(dú)工作轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w的共同協(xié)作,大大提升了教師的工作效率。第三,信息化背景下教師的教學(xué)理念要發(fā)生轉(zhuǎn)變,由促進(jìn)學(xué)生“接受學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)建構(gòu)”,由“被動(dòng)適應(yīng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)參與”,越來越強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的過程體驗(yàn),從了解信息技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎莆罩腔劢逃夹g(shù),保持學(xué)科知識,教學(xué)方法,核心技術(shù)的動(dòng)態(tài)平衡,促進(jìn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)的發(fā)生。第四,信息化教師要學(xué)會使用智能化教育技術(shù),積極開發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源,創(chuàng)設(shè)豐富多元的教學(xué)活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生掌握智能信息工具,學(xué)會探究和解決問題,發(fā)展提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和信息化學(xué)習(xí)能力。教師的信息化教學(xué)能力和素養(yǎng)全面提升,信息技術(shù)應(yīng)用能力實(shí)現(xiàn)常態(tài)化。
(六)人工智能背景下職業(yè)教育的評價(jià)模式
現(xiàn)代教育價(jià)值趨于多元,以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能化信息技術(shù)使教育評價(jià)在評價(jià)依據(jù)、評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)主體等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了全面轉(zhuǎn)變。人工智能背景下職業(yè)教育的評價(jià)模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)過程使得伴隨式評價(jià)成為可能,更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的個(gè)體差異和特點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)過程評價(jià)和多元共同評價(jià),更加客觀全面,重視評價(jià)過程的診斷與改進(jìn)功能,以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化發(fā)展。其次,互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能云技術(shù)的出現(xiàn)使得評價(jià)的技術(shù)和手段多樣化、智能化,節(jié)省人力物力財(cái)力,提高了評價(jià)的科學(xué)性、針對性。第三,以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的適應(yīng)性評價(jià)因人而異,可獲得及時(shí)反饋,可真實(shí)地測評學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、能力傾向和個(gè)性特征等,從知識領(lǐng)域擴(kuò)展到技能領(lǐng)域、情感、態(tài)度與價(jià)值觀,構(gòu)建以學(xué)習(xí)者核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育測量與評價(jià)體系,促進(jìn)學(xué)習(xí)者發(fā)展。
(七)人工智能背景下職業(yè)教育的管理模式
智能化信息技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等能夠促進(jìn)大規(guī)模社會化協(xié)同,拓展教育資源與服務(wù)的共享性,提高教育管理、決策與評價(jià)的智慧性,因此,基于互聯(lián)網(wǎng)的教育管理必將逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下職業(yè)教育的管理模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,互聯(lián)網(wǎng)將家庭、學(xué)校、社區(qū)等緊密、方便地聯(lián)系在一起,拓寬了家長和社會機(jī)構(gòu)參與學(xué)校管理的渠道,各利益相關(guān)者可共同參與現(xiàn)代職業(yè)院校的學(xué)校管理,協(xié)作育人。其次,新時(shí)代的職業(yè)院校管理模式通過可視化界面進(jìn)行智能化管理,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幾乎全部數(shù)字化,能有效降低信息管理系統(tǒng)的技術(shù)門檻,使管理工作更加輕松、高效。通過深度的數(shù)據(jù)挖掘與分析,能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化、精準(zhǔn)資源信息的智能推薦和服務(wù),為管理人員和決策者提供及時(shí)、全面、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持,以提高決策的科學(xué)性。第三,通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全方位、隨時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)督與指導(dǎo),從督導(dǎo)評估轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)評估,可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的實(shí)時(shí)溝通與協(xié)作,促進(jìn)社會化分工,促進(jìn)職業(yè)院校內(nèi)部重構(gòu)管理業(yè)務(wù)流程,使管理智能化、網(wǎng)絡(luò)化、專業(yè)化。
(八)人工智能背景下職業(yè)教育的組織模式
人工智能時(shí)代信息科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展沖擊著學(xué)校內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,各職業(yè)院校需要合理調(diào)整內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和資源分配,通過互聯(lián)網(wǎng)加快信息流動(dòng)等方式,提高各職業(yè)院校組織管理的效率和活力。人工智能背景下職業(yè)教育的組織模式的建構(gòu)表現(xiàn)為:首先,當(dāng)今時(shí)代人工智能的產(chǎn)生不可能替代學(xué)校教育,但可以改變學(xué)校教育的基本業(yè)務(wù)流程。人工智能推動(dòng)了學(xué)校組織結(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,教學(xué)與課程是提供信息數(shù)據(jù)的重要平臺,學(xué)校組織則構(gòu)成了教育大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)。其次,“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”的跨界融合將打破學(xué)校的圍墻的阻隔,互聯(lián)網(wǎng)將學(xué)校組織與企業(yè)、科研院所等社會機(jī)構(gòu)緊密聯(lián)系起來,提供優(yōu)質(zhì)教育資源供給,共同承擔(dān)知識的傳授、傳播、轉(zhuǎn)化等功能,促進(jìn)學(xué)校組織體系核心要素的重構(gòu)。第三,建設(shè)“智慧校園”,實(shí)現(xiàn)線上線下融合的智慧校園育人環(huán)境,實(shí)施一體化校園網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證,推動(dòng)智能化教育資源共建共享,實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育信息化建設(shè)的均衡發(fā)展。
五、人工智能背景下職業(yè)教育的模式變革面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展目標(biāo)
人工智能將推進(jìn)大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等智能信息技術(shù)深層次融入職業(yè)教育課程與教學(xué)、組織與管理、評價(jià)與反饋等領(lǐng)域,形成社會化多元供給,為學(xué)習(xí)者提供多樣化的參與方式、自主選擇的學(xué)習(xí)形式和及時(shí)獲得反饋的評價(jià)途徑,有利于實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育的共建、共享、共治。但其全面實(shí)現(xiàn),還面臨著諸多挑戰(zhàn)。
(一)挑戰(zhàn)
首先,職業(yè)教育的新模式建構(gòu)需要充足的資金支持。各職業(yè)院校積極建構(gòu)智慧校園,努力實(shí)現(xiàn)智慧化產(chǎn)學(xué)研環(huán)境,打造一體化智慧城市網(wǎng)絡(luò)等核心技術(shù)的開發(fā),都需要資金的根本保障。政府要給予資金政策保障并加強(qiáng)監(jiān)管,資金管理部門要合理規(guī)劃,合理利用,??顚S?,落到實(shí)處。其次,職業(yè)教育的新模式建構(gòu)的成果表現(xiàn)離不開學(xué)習(xí)者對技術(shù)的理解、掌握和應(yīng)用。在實(shí)際實(shí)施過程中,教育工作者既要利用信息技術(shù)優(yōu)勢變革職業(yè)教育,也要避免技術(shù)中心主義傾向,“避免一味追趕技術(shù)新潮而不顧學(xué)生身心健康等,技術(shù)本身是一個(gè)禍福相依的辯證法?!盵14]第三,“目前的教育實(shí)踐中,仍未能充分實(shí)現(xiàn)人機(jī)合理分工和雙邊優(yōu)勢互補(bǔ)。人工智能終端系統(tǒng)擅長邏輯性、單調(diào)重復(fù)的工作,而人類則更適合情感性、創(chuàng)造性和社會性的工作。”[15]現(xiàn)階段,信息化技術(shù)水平還有待提高,智能機(jī)器不能完全勝任知識傳播、數(shù)據(jù)處理等工作,有待于進(jìn)一步開發(fā)和完善,絕對依賴互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備,還存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。
(二)發(fā)展目標(biāo)
人工智能時(shí)代職業(yè)教育變革重新架構(gòu)了職業(yè)教育發(fā)展模式,完成了對資源的重新整合配置,改變了人的思維方式、學(xué)習(xí)方式和生活方式。人工智能時(shí)代下沒有職業(yè)教育模式的改革,就不可能建構(gòu)真正的現(xiàn)代化職業(yè)教育。人工智能背景下職業(yè)教育的發(fā)展目標(biāo)可以概括為個(gè)三方面:
1.“智慧腦”與“智能腦”融通
隨著第四次產(chǎn)業(yè)革命的到來,信息技術(shù)爆發(fā)式發(fā)展,造就了以電腦、互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能腦。職業(yè)教育智慧化發(fā)展的一個(gè)目標(biāo)就是如何讓學(xué)習(xí)者發(fā)揮人腦“智慧腦”與機(jī)器設(shè)備“智能腦”的“雙腦”共同協(xié)作[16]。人工智能時(shí)代職業(yè)教育與信息技術(shù)的深度融合,就是要通過“智慧腦”和“智能腦”的協(xié)同作用,發(fā)揮互補(bǔ)優(yōu)勢,進(jìn)行融通式學(xué)習(xí),而不是簡單地人腦與電腦的技術(shù)對接。
2.“現(xiàn)實(shí)世界”與“虛擬世界”結(jié)合
在人工智能時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的發(fā)展使人類擁有了真實(shí)與虛擬兩個(gè)世界,虛擬信息技術(shù)的興起在一定程度上會影響職業(yè)教育的實(shí)體教育,實(shí)體教育的發(fā)展也需要虛擬技術(shù)的支撐。但在具體的學(xué)習(xí)實(shí)踐中,還會存在利用這兩個(gè)世界時(shí)顧此失彼、難以平衡的問題。目前,虛擬化教育技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域不斷應(yīng)用與推廣,職業(yè)教育的發(fā)展模式不斷優(yōu)化,使得職業(yè)院校線上線下的邊界逐漸消融,“現(xiàn)實(shí)世界”與“虛擬世界”更好地結(jié)合。人工智能時(shí)代職業(yè)教育的本質(zhì)沒有發(fā)生根本改變,學(xué)習(xí)者要學(xué)會利用這兩個(gè)世界虛實(shí)融合、高度互動(dòng),充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,更好地學(xué)習(xí)與生活。
3.職業(yè)教育“適應(yīng)人工智能”發(fā)展為“引領(lǐng)人工智能”
人工智能為職業(yè)教育帶來了強(qiáng)大的技術(shù)支持,為職業(yè)教育帶來了便利。初始階段的職業(yè)教育基本知識和技能被數(shù)字化和智能化,通過人工智能相關(guān)課程,云教育模式,個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃等,適應(yīng)并應(yīng)用人工智能,以提高職業(yè)教育的效率和質(zhì)量。職業(yè)教育重在技術(shù)創(chuàng)新,對于行業(yè)技術(shù)發(fā)展具有一定的引領(lǐng)性作用。未來人工智能將成為職業(yè)院??焖侔l(fā)展和轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐?!叭缒承┞殬I(yè)院?;谧陨韮?yōu)勢專業(yè)與相關(guān)行業(yè)的智能自動(dòng)化企業(yè)合作,實(shí)現(xiàn)以職業(yè)教育發(fā)展引領(lǐng)人工智能?!盵17]目前,人工智能處于適應(yīng)性大發(fā)展階段,隨著信息化技術(shù)的提高和智能化設(shè)備的普及,人工智能時(shí)代必將由專用人工智能時(shí)代步入通用人工智能時(shí)代。在通用人工智能時(shí)代,人工智能與職業(yè)教育深度融合高效協(xié)作,職業(yè)教育完全適應(yīng)且完美應(yīng)用于人工智能,進(jìn)一步引領(lǐng)人工智能發(fā)展,由“人工智能+職業(yè)教育”發(fā)展為“職業(yè)教育+人工智能”的時(shí)代。
關(guān)鍵詞:精品課程;視頻公開課;課程建設(shè);人工智能
一、引言
中南大學(xué)的人工智能課程是國內(nèi)高校最早開設(shè)的該課程之一。1987年清華大學(xué)出版社出版了我校蔡自興和清華大學(xué)徐光編著的《人工智能及其應(yīng)用》,成為國內(nèi)率先出版的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人工智能教材,為人工智能課程提供了一部好教材,對人工智能在中國的傳播和發(fā)展起到重大推動(dòng)作用。
我校人工智能課程自開設(shè)以來已培養(yǎng)約30屆學(xué)生,培養(yǎng)人數(shù)超過3000人。授課對象包括計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化專業(yè)的本科生和電子信息類等專業(yè)的研究生。2001年,我們研發(fā)的“人工智能網(wǎng)絡(luò)課程”被評為優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程。2003年和2007年“人工智能”分別被評為首批國家精品課程和全國雙語教學(xué)示范課程。同時(shí),課程的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源和知識表示方法的課堂錄像陸續(xù)上網(wǎng),向全社會開放,成為學(xué)生復(fù)習(xí)和自學(xué)的有力手段和特色環(huán)境。
近年來隨著國外名校的視頻公開課風(fēng)靡網(wǎng)絡(luò),建設(shè)我國自己的視頻公開課已勢在必行。在這種背景下,人工智能課程的等一批國家精品視頻公開課應(yīng)運(yùn)而生。我們的“人工智能PK人類智能”的視頻公開課入選國家精品視頻公開課建設(shè)計(jì)劃,已成為首批播出的課程之一,受到公眾歡迎與好評。
二、講授內(nèi)容選定
人工智能是一門前沿交叉學(xué)科,也是一門與人類生活息息相關(guān)和公眾頗感興趣的科學(xué)。網(wǎng)絡(luò)視頻公開課是以大學(xué)生為服務(wù)主體,同時(shí)面向社會大眾,是免費(fèi)開放的科學(xué)與文化素質(zhì)教育的網(wǎng)絡(luò)視頻課程與學(xué)術(shù)講座。由于人工智能屬于專業(yè)基課程,如何在有限的時(shí)間內(nèi)講述一個(gè)完整的專題,避免艱深的專業(yè)知識,讓大多數(shù)人都能聽懂并感興趣,是安排視頻課程內(nèi)容時(shí)需要首先考慮的問題。為此,在內(nèi)容安排上將重點(diǎn)放在專業(yè)史和熱點(diǎn)研究介紹上,其目的是通過介紹學(xué)科的發(fā)展史和一些經(jīng)典或熱點(diǎn)問題的研究情況,激發(fā)大家對人工智能研究的興趣,增進(jìn)對人工智能知識的了解,認(rèn)識到前沿科學(xué)其實(shí)離現(xiàn)實(shí)并不遙遠(yuǎn)。
在上述理念指導(dǎo)下,本視頻課程并沒有照搬平時(shí)上課的內(nèi)容,而是精選了人工智能領(lǐng)域中一些具有代表性的內(nèi)容進(jìn)行介紹。首先概述人工智能的起源與發(fā)展歷史,以及人工智能領(lǐng)域影響最大的三大流派及其認(rèn)知觀等。然后介紹人工智能中幾種經(jīng)典技術(shù),包括推理證明技術(shù)、問題求解技術(shù)等。此外,對人工智能中公眾最感興趣的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域――機(jī)器人學(xué)進(jìn)行闡述。最后,對人工智能的一些最新研究發(fā)展領(lǐng)域,如計(jì)算智能和群智能技術(shù)等進(jìn)行討論。具體內(nèi)容安排如下:
第一講:人工智能的誕生
長期以來人工智能充滿了激烈爭論,其發(fā)展過程不是一帆風(fēng)順的,在中國也歷經(jīng)了質(zhì)疑、批評甚至打壓,直至出現(xiàn)希望的曙光,形成今天的可喜局面,其過程可謂艱辛。該講從不同角度對人工智能的定義進(jìn)行介紹,分析其異同,介紹人工智能的起源與發(fā)展過程,特別是在中國的發(fā)展情況,讓聽眾對什么是人工智能有個(gè)大致的了解。
第二講:人工智能的學(xué)派
從符號主義為代表的經(jīng)典人工智能到連接主義、行為主義,人工智能的研究可以說是從一家獨(dú)秀走向百家爭鳴。該講介紹人工智能的主要學(xué)派,各自的理論基和認(rèn)知觀,并論述人工智能對社會、文化、經(jīng)濟(jì)等層面的影響。
第三講:經(jīng)典人工智能的推理技術(shù)
經(jīng)典人工智能的有關(guān)推理技術(shù)和方法是早期人工智能研究的主要手段,用于研究基于經(jīng)典邏輯的自動(dòng)定理證明等問題,對人工智能學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。本講主要介紹基于數(shù)理邏輯方法的推理證明技術(shù),尤其是定理證明方法的代表之一――消解原理。
第四講:問題求解與搜索
問題求解技術(shù)是人工智能研究領(lǐng)域的一個(gè)核心問題,涉及問題表示和求解搜索兩部分內(nèi)容。這一講主要介紹問題求解中的一種常用方法――狀態(tài)空間法,闡述圖搜索方法和求解策略,特別是引入啟發(fā)式信息的啟發(fā)式搜索方法。
第五講:機(jī)器人學(xué)
機(jī)器人是人們聽到人工智能時(shí)幾乎第一時(shí)間聯(lián)想到的事物。機(jī)器人學(xué)作為一門學(xué)科,該講介紹機(jī)器人學(xué)的發(fā)展過程和機(jī)器人的分類,探討機(jī)器人學(xué)與人工智能的關(guān)系,說明研究開發(fā)機(jī)器人技術(shù)的動(dòng)機(jī)。
第六講:人工智能的新領(lǐng)域――計(jì)算智能
經(jīng)典人工智能雖在早期占有統(tǒng)治地位,但目前已經(jīng)不再是研究熱點(diǎn)。而計(jì)算智能則異軍突起,成為智能學(xué)科中新的增長點(diǎn)。本講主要介紹計(jì)算智能的幾個(gè)主要分支神經(jīng)計(jì)算、進(jìn)化計(jì)算、模糊計(jì)算和人工生命的一些基知識。
第七講:人工智能中的仿生學(xué)――群智能
人工智能是一門信息科學(xué)與生命科學(xué)等高度交叉的科學(xué),不僅涉及到計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、數(shù)學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科,還涉及到心理學(xué)、腦科學(xué)、仿生學(xué)等各種學(xué)科。群智能就是仿生學(xué)在人工智能中應(yīng)用的典型。該講主要介紹受到蟻群和鳥群社會行為啟發(fā)而構(gòu)建的蟻群算法和粒群算法,將其轉(zhuǎn)換為可計(jì)算模型,引入到問題優(yōu)化求解中。
三、課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)
由于授課對象的不同和授課時(shí)間的限制,在只有30分鐘的一講一主題情況下,要像平時(shí)上課那樣詳細(xì)講解是不可能的,為此需要對視頻公開課的材料進(jìn)行重新組織。我們的人工智能課程作為首批國家精品課程,其教學(xué)資源還是比較豐富的,具有一定優(yōu)勢。
首先,使用主講人編著的《人工智能及其應(yīng)用》作為課程教材。根據(jù)教學(xué)對象不同,編撰了不同類型的教材,以適應(yīng)不同層次學(xué)生的要求。2003年和2004年在清華大學(xué)出版社先后出版了《人工智能及其應(yīng)用》第三版“本科生用書”和“研究生用書”。2005年在高等教育出版社出版了面向大專院校和網(wǎng)絡(luò)課程的《人工智能基》,以及在國防科技大學(xué)出版社出版了面向管理類學(xué)生的《人工智能及其在決策系統(tǒng)中的應(yīng)用》。2010年又出版了“十一五”規(guī)劃教材《人工智能及其應(yīng)用》第四版及《人工智能基》第二版,使教材與時(shí)俱進(jìn),不斷創(chuàng)新,更好地為人工智能教學(xué)改革和人才培養(yǎng)服務(wù)。這些教材已為高水平課程建設(shè)和學(xué)科建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn),也為視頻網(wǎng)絡(luò)課程提供了豐富的素材。
其次,教學(xué)資源豐富,知識融會溝通。課程主講人也是國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)“智能科學(xué)基系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”的負(fù)責(zé)人,團(tuán)隊(duì)成員除承擔(dān)人工智能課程教學(xué)外,還負(fù)責(zé)智能控制、機(jī)器人學(xué)等相關(guān)課程的教學(xué)。這些課程也都有對應(yīng)的自編優(yōu)秀教材,都可直接作為課程的參考資料。
“人工智能網(wǎng)絡(luò)課程”具有明顯特色(網(wǎng)絡(luò)化、智能化和個(gè)性化),得到專家和同行的認(rèn)可和肯定,被教育部評為國家級優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程。特別是更新后的向?qū)W(xué)習(xí)、個(gè)性化以及算法實(shí)驗(yàn),采用了人工智能技術(shù)本身來實(shí)現(xiàn)人工智能網(wǎng)絡(luò)課程,具有顯著的特色和先進(jìn)性。網(wǎng)站上課程的教學(xué)大綱、教案、課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、課堂錄像和參考文獻(xiàn)一應(yīng)俱全。人工智能相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源,如網(wǎng)站、新聞組、BBS等,包括了大量的文獻(xiàn)資料、討論、本領(lǐng)域研究的前沿動(dòng)態(tài)、人工智能課程相關(guān)的演示動(dòng)畫
和實(shí)驗(yàn)等。
雖然有相當(dāng)豐富的教學(xué)資源,但為了適應(yīng)視頻公開課的需要,在視頻公開課材料的組織上仍然花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。本視頻公開課課程具有下列主要特色:
(1)材料翔實(shí)、圖文并茂
人工智能的發(fā)展經(jīng)過幾代人的努力奮斗,其在中國的發(fā)展尤其曲折。在課程資料組織過程中,對許多重要理論與方法的提出者以及一些會議與紀(jì)念活動(dòng)等介紹,基本上都配以圖片。這些圖片有的是自己的第一手資料,有些則是從網(wǎng)絡(luò)搜索得到。這些圖片的引入,給本來相當(dāng)枯燥無味的文字和概念增加了趣味性和對觀眾的吸引力,也是視頻教學(xué)優(yōu)勢的一個(gè)體現(xiàn)。
(2)深入淺出、直觀生動(dòng)
人工智能作為一門講述前沿理論的專業(yè)基課,其復(fù)雜的技術(shù)、算法、理論是一般觀眾很難理解的。視頻課程不可能在較短時(shí)間內(nèi)將這些問題講透,而是通過形象的動(dòng)畫說明基本原理和概念,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣,真正起到帶“入門”的作用。這也是視頻課程的優(yōu)勢所在。
(3)精選題材、注重趣味
人工智能是一門高度交叉的科學(xué),涉及面極廣。為了讓觀眾盡可能全面地了解這門學(xué)科,公開課著力于講授內(nèi)容的精選。從人工智能的起源開始,分別介紹了經(jīng)典人工智能的搜索推理技術(shù)、當(dāng)前的研究熱點(diǎn)計(jì)算智能和群智能技術(shù),以及人們對人工智能最直觀的印象――機(jī)器人學(xué),形成一定的體系。在這些題材中包括了邏輯學(xué)、生物學(xué)、腦科學(xué)、神經(jīng)學(xué)乃至仿生學(xué)等不同的學(xué)科交叉,力求使枯燥的科學(xué)理論變成美味的知識盛宴。
四、問題與體會
經(jīng)過緊張的準(zhǔn)備和拍攝過程,“人工智能PK人類智能”精品視頻公開課終于上網(wǎng)與廣大觀眾見面了。由于時(shí)間倉促和經(jīng)驗(yàn)不足等原因,本視頻課程仍存在一些不足之處,值得今后彌補(bǔ)。
(1)考慮到比較通俗易懂的要求,使沒有相關(guān)專業(yè)基的公眾也能夠基本上聽懂,因而將很大一部分內(nèi)容的重點(diǎn)放在了專業(yè)史上,其專業(yè)深度不夠。
(2)由于每講必須在30分鐘內(nèi)講完一個(gè)專題,因此難以對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入探討,只能簡要介紹其原理和概念,使觀眾能知其然,卻沒法知其所以然。
(3)國外的公開課基本上都是隨堂錄像,視頻課講的內(nèi)容就是平時(shí)課堂講授的內(nèi)容。而我國的視頻公開課課程卻強(qiáng)調(diào)普及性,相應(yīng)的犧牲了部分專業(yè)性,在定位上仍有猶豫。這可能是我們的公開課與國外公開課的一個(gè)重要差別。
要把我國的視頻公開課建設(shè)好,不能盲目追求觀看率和點(diǎn)擊率。從課程性質(zhì)上看,文史類課程由于受眾面廣,容易被更多的人群接受和理解,觀看的人就自然會多。理工類課程由于受限于領(lǐng)域基知識,受眾面相對較窄,其接受程度肯定較低。要真正建設(shè)一門好的視頻公開課,還是應(yīng)該明確定位,內(nèi)容貴精不貴多,完整清晰的講述好若干知識點(diǎn),讓觀眾真正有所收獲就是成功的。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]人工智能;中學(xué)輔助教育;教育資源
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197
1 中學(xué)教育現(xiàn)狀
教育乃立國之本,而中學(xué)教育乃是重中之重。一方面,中學(xué)生處于青春的成長期,各項(xiàng)綜合素質(zhì)逐漸完善中,中學(xué)教育意義和責(zé)任重大;另一方面,中學(xué)教育仍然是應(yīng)試教育為主,仍然需要面對千軍萬馬過獨(dú)木橋的“中考”“高考”,中學(xué)教育很大程度左右了學(xué)生的未來。
目前的中學(xué)教育資源,分為公共教育資源――公辦/民辦學(xué)校教育,和社會教育資源――私人家教、補(bǔ)習(xí)班等,有如下兩個(gè)特點(diǎn)。
1.1 學(xué)生得到的公共教育資源不足
學(xué)校班級結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是:一名班主任教師,多名科任教師。在大多數(shù)學(xué)校中,無論是班主任教師,還是科任教師,均會承擔(dān)其他班級的教學(xué)任務(wù)??梢钥闯?,教師資源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上線壓力,教師往往會將有限的精力分散關(guān)注在所有的學(xué)生上,每個(gè)學(xué)生得到的公共教育資源并不多。
1.2 學(xué)生獲取的社會教育資源不公
學(xué)生若在學(xué)校無法獲取更多的教育資源,將不得不轉(zhuǎn)向社會教育資源去求助。據(jù)統(tǒng)計(jì),學(xué)生參與社會教育資源的成本在200元/小時(shí),學(xué)習(xí)費(fèi)用成本過高,進(jìn)一步造成普通學(xué)生的社會教育資源也無法獲取。
本文要探討的,正是通過人工智能這一現(xiàn)代信息化技術(shù),構(gòu)建智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),使中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
2 智能輔助學(xué)習(xí)
2.1 人工智能簡介
人工智能(Artificial Intelligence)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科,能夠?qū)θ说囊庾R、思維等信息過程進(jìn)行模擬。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是近年來大數(shù)據(jù)技術(shù)的成功應(yīng)用,人工智能在越來越多的行業(yè)展現(xiàn)出蓬勃的沖擊力。以谷歌圍棋機(jī)器人“阿爾法”、微軟助理機(jī)器人“小娜”等為代表的虛擬智能機(jī)器人,能像人那樣思考,也具備超過常人的智能。
在國內(nèi),人工智能在教育領(lǐng)域的理論研究和教學(xué)實(shí)踐表現(xiàn)得越來越活躍,盡管人工智能并不是為教育專門研發(fā)的,但是人工智能的不斷發(fā)展,使得其在教育中的應(yīng)用也越來越廣泛,教育的智能化一直是教育界和教育技術(shù)領(lǐng)域的理想和目標(biāo)。
2.2 智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)
智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),其表現(xiàn)形式是能夠?yàn)槊總€(gè)學(xué)生,配備一個(gè)虛擬教師。學(xué)生能夠通過電子設(shè)備(如手機(jī)、計(jì)算機(jī)),與虛擬教師進(jìn)行交流對話,咨詢虛擬教師各學(xué)科的問題,并得到有效的學(xué)習(xí)輔助。
該智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),具備以下幾個(gè)特征。
2.2.1 虛擬教師跨學(xué)科能力
與傳統(tǒng)的教師專一某一學(xué)科不同,虛擬教師并沒有學(xué)科邊界劃分。只要學(xué)習(xí)系統(tǒng)研發(fā)出某一學(xué)科的學(xué)習(xí)算法,該虛擬教師就能夠獲取該門學(xué)科的能力。
2.2.2 虛擬教師深度自學(xué)習(xí)
虛擬教師的“智能”來源于三方面。一是學(xué)生基本信息檔案,該檔案涵蓋了從小學(xué)教育開始的學(xué)科成績、綜合能力、愛好特長等,虛擬教師得到學(xué)生的人物畫像。二是虛擬教師對學(xué)生的自學(xué)習(xí),每一次雙方的溝通交流,虛擬教師都能夠不斷更新發(fā)展學(xué)生的畫像。三是虛擬教師對學(xué)校課堂內(nèi)容的自學(xué)習(xí),虛擬教師并不是獨(dú)立于學(xué)校教育存在的,而是作為學(xué)習(xí)教育資源的一個(gè)補(bǔ)充,虛擬教師能夠掌握課堂進(jìn)展、作業(yè)部署、考試動(dòng)態(tài)等信息。
2.2.3 接近自然語義的溝通
學(xué)生與虛擬教師之間,可以通過自然語義的語音和文字進(jìn)行溝通,如 “今天數(shù)學(xué)作業(yè)第2題不會”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他計(jì)算輔助手段為補(bǔ)充,如上傳某道數(shù)學(xué)題圖片,虛擬教師通過圖形識別匹配,給出該題的解題思路和講解。
2.3 優(yōu)勢分析
智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),有三大核心優(yōu)勢。
一是“即學(xué)即問”,相比目前的學(xué)校教育和社會教育,學(xué)生在學(xué)習(xí)遇到困難時(shí),只有有限的時(shí)間與教師交流,在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生將不受空間、時(shí)間限制,隨時(shí)隨地可以與虛擬教師互動(dòng),獲取充足的教育資源。
二是“定制教學(xué)”,相比目前的教育形式,課堂上教師與學(xué)生是一對多的關(guān)系,教師不可能專為某個(gè)學(xué)生定制教學(xué)方案,在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)虛擬教師與學(xué)生是一對一的關(guān)系,虛擬教師能夠更了解學(xué)生,根據(jù)學(xué)生的具體情況制訂最佳學(xué)習(xí)方案。
三是“受眾廣闊”,相比目前的公共教育資源緊缺、社會教育資源費(fèi)用昂貴,智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)一旦推廣,受眾學(xué)生可無限增加,邊際效應(yīng)非常明顯。并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特有的水平擴(kuò)展能力,能夠隨著學(xué)生人數(shù)的增加而增加,支撐廣大的學(xué)生輔助學(xué)習(xí)。
2.4 前景預(yù)測
筆者比較看好人工智能在中學(xué)輔助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技術(shù)發(fā)展,為中學(xué)教育帶來的價(jià)值外,當(dāng)前國家政策和社會環(huán)境也非常有利。
第一,未來10年國家政府和教育部門會大幅增加在教育信息化產(chǎn)業(yè)上的投入,隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要(2010―2020年)》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011―2020年)》等相關(guān)規(guī)劃相繼出臺,各級地方政府和教育部門都非常重視教育信息化產(chǎn)業(yè)的投入,人工智能+云計(jì)算是重中之重,人工智能技術(shù)的興起必將教育信息化推向一個(gè)新的高度。
第二,教育信息化逐漸成為風(fēng)口,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究《中國在線教育市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì),2015年在線教育市場規(guī)模大約為479億美元,而這一數(shù)字在2020年預(yù)計(jì)將增長到504億美元。這個(gè)持續(xù)迅猛增長的市場正在吸引越來越多的創(chuàng)意和資本,教育領(lǐng)域中的人工智能也很快會成為熱點(diǎn),涉足其中的高科技公司也會越來越多。
3 結(jié) 論
本文通過智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),探索了人工智能在中學(xué)輔助教育中的一個(gè)應(yīng)用。雖然沒有介紹具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)研發(fā),但對現(xiàn)狀痛點(diǎn)、應(yīng)用前景做了綜合性分析概述,相信隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展、教育領(lǐng)域的融合開放,本文探索的這個(gè)應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)于市場,使廣大中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]人工智能;公共管理;運(yùn)用
中圖分類號:D631.43文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)已經(jīng)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn),它不但給人們的工作生活帶來快捷和便利,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。把人工智能運(yùn)用到公共管理當(dāng)中,可以創(chuàng)新管理理念和管理模式,提高公共管理和社會治理的效能。
一、公共管理概述
公共管理是指以政府為核心的公共部門,把科學(xué)管理理念、功能、組織及手段應(yīng)用到公共事務(wù)。公共管理的特征:其一,公共管理主要把實(shí)現(xiàn)公共利益當(dāng)作主要目標(biāo),促使社會整體朝著更加良好的方向發(fā)展;其二,積極履行社會公共責(zé)任是公共管理重要職能;其三,公共管理能夠結(jié)合實(shí)際發(fā)展需要,協(xié)調(diào)與控制各項(xiàng)公共事務(wù),并不斷創(chuàng)新管理方式和手段。因此,公共管理者需要在法律基礎(chǔ)上主動(dòng)實(shí)行公權(quán)力,科學(xué)合理地運(yùn)用各項(xiàng)公共資源才能順利實(shí)現(xiàn)最終管理目標(biāo)。目前,社會對公共管理者的專業(yè)能力及綜合素養(yǎng)要求越來越高,公眾在整個(gè)過程中賦予公共管理者較多的期望和責(zé)任。此外,公共管理也具備技術(shù)掌控職能、社會協(xié)調(diào)職能及預(yù)測職能等,這些都是新時(shí)代對公共管理者提出的新要求,公共管理者必須全面掌握各方面技能,了解并掌握公眾的實(shí)際需求與時(shí)代的發(fā)展趨勢,才能成為一名符合時(shí)展的高素養(yǎng)公共管理者。
二、人工智能對公共管理的主要影響
(一)人工智能對公共管理的促進(jìn)作用
公共管理指通過使用管理理論、技術(shù)及方法等知識,系統(tǒng)化、專業(yè)化地管理公共事業(yè),不斷優(yōu)化公共資源分配,使公共事業(yè)為人民服務(wù)。傳統(tǒng)公共管理模式在公共管理信息收集及資源管理配置方面,需耗費(fèi)大量人力、物力及財(cái)力,要想提升公共管理水平,就要加大成本投入。因此,傳統(tǒng)的管理模式已無法適應(yīng)新時(shí)期公共事業(yè)管理需求。將人工智能運(yùn)用到公共管理中,尤其在收集處理公共管理信息方面效果較為明顯。其一,智能化管理系統(tǒng)能夠全面提升收集信息的效率和質(zhì)量;其二,人工智能管理模式更為精準(zhǔn)有效。人工智能對于問題與數(shù)據(jù)分析更具針對性,分析結(jié)果更加科學(xué)合理,可以準(zhǔn)確把握社會個(gè)體需求,做到管理精準(zhǔn)化、個(gè)性化;其三,在公共管理中運(yùn)用人工智能可以節(jié)約成本,并實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的管理目標(biāo),提升公共管理效益;其四,在公共管理中運(yùn)用人工智能,使資源配置更加符合公眾需求,采用人工智能化、科學(xué)化資源配置模式,能夠使資源合理利用,發(fā)揮最大效能。
(二)人工智能給公共管理帶來的風(fēng)險(xiǎn)
人工智能作為新興信息技術(shù),為公共管理事業(yè)帶來了較多機(jī)遇,推動(dòng)了公共管理事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。然而人工智能也給公共管理事業(yè)帶來了相應(yīng)的機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)。人工智能給公共管理帶來的機(jī)遇在于人工智能與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以完整的保存海量數(shù)據(jù),并挖掘與分析有價(jià)值的信息。網(wǎng)絡(luò)安全性使得人工智能技術(shù)存在諸多未知性,人工智能是否能夠確保信息資源安全,包括信息存儲、授權(quán)使用,行為軌跡等管理問題[1]。信息安全對公共管理十分重要,要確保信息安全才能使公共事業(yè)管理中資源配置更加科學(xué)合理,最終實(shí)現(xiàn)提升公共管理效率。通過以往的案例證明,人工智能技術(shù)的自我安全性還不足,因此,要想使人工智能在公共管理事業(yè)中得到普及,就必須盡快解決這一問題。
三、人工智能在公共關(guān)系管理當(dāng)中的具體運(yùn)用
當(dāng)前,人工智能快速發(fā)展,能給人們的工作生活帶來巨大改變,幫助人們完成了許多高難度、高強(qiáng)度、復(fù)雜化的公共工作,推動(dòng)智能社會發(fā)展。人工智能能夠代替人開展腦力勞動(dòng)工作,可以改變許多工作模式。但是人工智能屬于輔助工具,人們要正確認(rèn)識并科學(xué)合理地利用它,才能充分發(fā)揮它在公共管理中的真正價(jià)值。在人類社會不斷進(jìn)步與發(fā)展過程中,公共管理者必須不斷學(xué)習(xí)、掌握先進(jìn)技術(shù),才能提升對人工智能的利用效率,把具有明確規(guī)則卻復(fù)雜、耗時(shí)耗力的工作交給人工智能。
(一)公共事業(yè)方面。有人認(rèn)為人工智能在生活和工作中不常用到,然而其已經(jīng)運(yùn)用到了人們生活的方方面面。2016年共享單車方便了出行,各年齡段的人安裝了共享單車APP。共享單車具有明顯優(yōu)勢,快捷便利、綠色環(huán)保,是人們出行的首選。共享單車?yán)萌斯ぶ悄芷脚_,來科學(xué)的預(yù)測騎行的行程、路況及停放等,從而有效整合了天氣、時(shí)間等各項(xiàng)變量工作,合理分析了其需求量和供給量,進(jìn)一步提升了共享單車管理效率和效益。由此可見,人工智能已經(jīng)越來越多地進(jìn)入到了人們的日常生活當(dāng)中,改變了人們的生活模式,使人們的生活朝著智能化方向發(fā)展。
(二)社會經(jīng)濟(jì)方面
運(yùn)用人工智能能夠把消費(fèi)者具體需求反饋給企業(yè),企業(yè)根據(jù)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以制定出更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,提供高效服務(wù)[2]。當(dāng)前電子支付是人們生活中重要的內(nèi)容,人們出行不用帶大量現(xiàn)金,運(yùn)用支付寶或微信就能夠進(jìn)行支付。同樣在電商物流整個(gè)過程中,分揀機(jī)器人就屬于人工智能,其每天能夠完成大于20萬的工作量,很好地解決了困擾電商的物流問題,降低了人工成本,提高了工作效率。
(三)教育管理方面
人工智能運(yùn)用包含教育管理,通過智能化學(xué)習(xí)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析,教師能根據(jù)學(xué)生具體情況,如學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、知識點(diǎn)掌握等制定相應(yīng)的個(gè)性化教育方案,提高了育人效果。從當(dāng)前人工智能在教育領(lǐng)域運(yùn)用情況看,在遠(yuǎn)程教育中同樣獲得了良好效果。在運(yùn)用人工智能后,學(xué)生獲得了個(gè)性化教育,創(chuàng)建了新的教學(xué)、內(nèi)容研發(fā)和師資管理等形態(tài)。運(yùn)用人工智能可以更準(zhǔn)確、有針對性地協(xié)助教學(xué),使日常教學(xué)效率得到大幅度提升。
四、人工智能在公共管理中的應(yīng)用措施
(一)改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方式
人工智能技術(shù)的運(yùn)用,還可以推動(dòng)人才培養(yǎng)方式的變革和發(fā)展,能夠創(chuàng)建健全的新型教育方式。首先,加強(qiáng)編程教育普及,設(shè)置人工智能方面的課程,把人工智能和其他學(xué)習(xí)的教育結(jié)合起來,健全人才培養(yǎng)方式。其次,組織多元化、多層面的人工智能科普活動(dòng),使社會大眾能夠進(jìn)一步認(rèn)識和了解人工智能。最后,加大人工智能基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)。
(二)重新構(gòu)建組織形式
隨著人工智能的出現(xiàn)和廣泛運(yùn)用,管理主體要結(jié)合自身特點(diǎn),積極主動(dòng)運(yùn)用人工智能,不斷發(fā)展完善管理結(jié)構(gòu)。
在日后的工作當(dāng)中,管理主體要和普通員工、智能機(jī)器有效合作,全面發(fā)揮潛在優(yōu)勢。另外,運(yùn)用人工智能技術(shù)的時(shí)候,管理者要精心設(shè)計(jì)各種組織形式,才能確保信息傳遞真實(shí)、高效。
(三)創(chuàng)新工作模式
隨著社會發(fā)展和科技進(jìn)步,公共管理者必須具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)才能滿足工作需求。在工作中可以通過人機(jī)互動(dòng)工作模式,充分發(fā)揮人工智能在處理重復(fù)性、邏輯性等工作的優(yōu)勢,和管理者的工作充分融合、優(yōu)勢互補(bǔ),將人工智能運(yùn)用到公共管理中,創(chuàng)新工作模式,推動(dòng)公共管理事業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:人工智能;研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué);民族關(guān)系
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科,對它的研究涉及控制論、信息論、系統(tǒng)論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等諸多的學(xué)科及領(lǐng)域,是一門綜合性的交叉學(xué)科[1]。
人工智能的研究、應(yīng)用和發(fā)展,在一定程度上代表著信息技術(shù)的發(fā)展方向,同時(shí)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了迫切的需求。今天,人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語言理解、模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機(jī)器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中,并對人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響[2]。
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在大學(xué)教育中是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是提高人才素質(zhì)與能力的重要途徑。人工智能課程除了具有較強(qiáng)的專業(yè)性之外,還具有突出的實(shí)踐性,為了能深入理解和掌握所學(xué)內(nèi)容,必須把講授和實(shí)踐結(jié)合起來。本文結(jié)合該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué),將研究型教學(xué)的理念引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué),并對教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和問題加以初步的總結(jié)。
1研究型教學(xué)模式背景
研究型教學(xué)是相對于以單向性知識傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)提出的,是指教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識積累為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識和能力,自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題,在研究中積累知識、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式。研究性教學(xué)是對現(xiàn)有的大學(xué)課堂教學(xué)模式的突破。有利于開發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生適應(yīng)社會需要的創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力,充分展現(xiàn)現(xiàn)代大學(xué)培養(yǎng)人才、發(fā)展科學(xué)、服務(wù)社會的三大基本職能[3]。
19世紀(jì)初,德國著名教育家洪堡最早提出了教學(xué)與科研相統(tǒng)一的原則,為研究型教學(xué)模式的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50、60年代,美國著名教育心理學(xué)家布魯納提出了著名的“發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式”[4],成為后來探究性學(xué)習(xí)和研究型教學(xué)的先導(dǎo)。20世紀(jì)70年代,美國研究教學(xué)專家薩奇曼正式提出了研究訓(xùn)練教學(xué)模式。他認(rèn)為學(xué)生會本能地對周圍新奇事物發(fā)生興趣,并想方設(shè)法弄清這些新奇事物背后究竟發(fā)生了什么,這是一種進(jìn)行科學(xué)研究的可貴的動(dòng)力。
自此,研究型教學(xué)理念開始廣泛使用?,F(xiàn)在,哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)等世界著名大學(xué),都非常注重學(xué)生能力的培養(yǎng),普遍采取了研究型教學(xué)模式。以美國高校為例,雖然美國高校83%的教師在課堂教學(xué)中主要采用講授法進(jìn)行教學(xué),但在整個(gè)教學(xué)過程中都滲透著研究型教學(xué)的方法,如積極引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過程,開設(shè)研究性課程,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與科研活動(dòng)等。我國自20世紀(jì)90年代初推出211工程建設(shè)以來,清華大學(xué)、北京大學(xué)、人民大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)等一些重點(diǎn)大學(xué)都提出了建設(shè)世界一流的綜合性研究型大學(xué)的目標(biāo)。這些高校在實(shí)現(xiàn)從單向知識傳授的傳統(tǒng)型教學(xué)向關(guān)注創(chuàng)新性教育的研究型教學(xué)轉(zhuǎn)變方面進(jìn)行了許多有益的嘗試。
2研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)
本科教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,還要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科研素質(zhì)。大學(xué)是培養(yǎng)未來一線創(chuàng)新人才的主要基地,必須從本科教學(xué)人手,深入探索研究型教學(xué)的手段和方法,才能滿足未來經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的需要,才能符合建設(shè)研究型大學(xué)的需要。特別是近幾年來我國對科研的投入不斷增加,研究生招生規(guī)模逐年增大,本科高年級學(xué)生打算繼續(xù)讀研的也不在少數(shù)。而人工智能是計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科非常活躍的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等,都是目前國際和國內(nèi)熱門的研究方向。
人工智能課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占據(jù)著重要的位置。在專業(yè)理論方面,它承續(xù)了離散數(shù)學(xué)中的邏輯知識;在專業(yè)方法方面,是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)的繼續(xù);在專業(yè)工具方面,是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的生動(dòng)實(shí)例。并且人工智能的每一部分內(nèi)容都可以作為一個(gè)深入的研究課題,課堂上講解的內(nèi)容不可能面面俱到,學(xué)生們也不可能對人工智能的每一領(lǐng)域都做很深入的學(xué)習(xí)。并且人工智能涉及很多的數(shù)理邏輯知識,有些顯得難以理解,并且往往讓學(xué)生感到比較枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就漸漸淡薄,學(xué)生往往被動(dòng)“聽講”,難以獲得預(yù)期的教學(xué)效果。
針對這一特點(diǎn),在人工智能教學(xué)中,如何引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)人工智能的知識、激發(fā)學(xué)生的研究興趣,樹立目標(biāo)意識找準(zhǔn)研究方向,為未來的科研工作打下基礎(chǔ),研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)就成為了人工智能課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和必然選擇。
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的研究導(dǎo)向
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果照搬一些教材中的例子或習(xí)題教學(xué),一方面學(xué)生們會缺乏興趣,另一方面學(xué)生對這個(gè)領(lǐng)域的知識缺乏全面的了解。應(yīng)不斷提出一些學(xué)生們感興趣的開放性課題,比如基于支持向量機(jī)的人臉識別、基于膚色的人臉檢測,基于內(nèi)容的圖像檢索等,培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生們逐漸深入的學(xué)習(xí)某一領(lǐng)域的知識。比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在模式識別、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域都取得過成功應(yīng)用,是一種具有強(qiáng)大的非線性學(xué)習(xí)能力的計(jì)算智能技術(shù)。然而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自身也存在著一些缺點(diǎn),如會有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等,而支持向量機(jī)在這些方面具有顯著優(yōu)點(diǎn)。我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)人臉識別的實(shí)驗(yàn),用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)分別實(shí)現(xiàn),并作以比較。讓學(xué)生們在了解人工智能新技術(shù)的同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生們?nèi)绾畏治鰡栴}、解決問題的科研能力。
2.2人工智能課程實(shí)驗(yàn)
該課程是一門對實(shí)驗(yàn)技術(shù)有較高要求的課程,對于基本原理和方法的實(shí)現(xiàn),要求學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算機(jī)專業(yè)技能訓(xùn)練和培養(yǎng)良好的科研工作作風(fēng)。因此對課程中的技能及技術(shù)性內(nèi)容,除單獨(dú)進(jìn)行必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練外,還融入到綜合和研究型試驗(yàn)中,通過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)練習(xí),達(dá)到牢固掌握人工智能原理和人工智能的問題求解技術(shù)的目的。
該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是實(shí)踐項(xiàng)目,由具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的任課教師和助教負(fù)責(zé),學(xué)生可在全天候開放的專用機(jī)房完成。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上,我們嘗試把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和開發(fā)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度,安排相應(yīng)的開放實(shí)驗(yàn),開放性實(shí)驗(yàn)以科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)為主。并在課程的教學(xué)過程中,不斷深化和擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展趨勢和本院老師的最新研究成果,對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行更新。
課程主要設(shè)置三種層次的實(shí)驗(yàn):1)基本原理和算法編程,測試?yán)O(shè)計(jì)及程序測試實(shí)驗(yàn);2)分析綜合實(shí)驗(yàn);3)研究型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)包括課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、結(jié)果討論、總結(jié)提高等六個(gè)環(huán)節(jié)。對于綜合性和研究型實(shí)驗(yàn),把學(xué)生分成5個(gè)人一小組,每小組選做其中的一個(gè)。學(xué)生從指導(dǎo)老師處了解到實(shí)驗(yàn)課題后,即著手查資料,研讀文獻(xiàn),鉆研有關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生先提出實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)與老師討論后,即可開始實(shí)驗(yàn)研究。
3實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建
民族關(guān)系問題對被訪對象,特別對少數(shù)民族被訪對象是非常敏感的問題,對民族關(guān)系的評價(jià)又存在個(gè)體層面、群體層面、不同階層人群之間的差異,因此,僅僅以傳統(tǒng)的文獻(xiàn)分析、問卷統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場觀察等民族學(xué)方法來進(jìn)行調(diào)查,得到的數(shù)據(jù)會存在較多誤差。
因此結(jié)合本校的民族特色和民族學(xué)領(lǐng)域獨(dú)特的研究優(yōu)勢,將信息認(rèn)知技術(shù)引入民族關(guān)系研究,運(yùn)用圖像、心電和腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將分析的結(jié)果和心理場景測試及民族學(xué)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行相互印證和參數(shù)修正,從而獲得盡可能客觀的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將有助于建立一個(gè)客觀、完備、科學(xué)的民族關(guān)系監(jiān)測體系,并真實(shí)全面地評估民族關(guān)系,從而使決策機(jī)構(gòu)及時(shí)做出正確的決策?;诙嘈畔⑷诤系拿褡尻P(guān)系監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。
目前該平臺已經(jīng)搭建,由北京市公共安全信息監(jiān)測平臺建設(shè)、北京市公共安全信息監(jiān)測平臺建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究、基于多源信息融合的民族信任研究等多個(gè)重大項(xiàng)目支撐。在這個(gè)平臺的下面,涉及到人臉識別、表情識別,視頻監(jiān)控、認(rèn)識等領(lǐng)域,小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、模糊數(shù)學(xué)、信息融合等人工智能知識得到了具體的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好,自愿參加到該平臺下的某一項(xiàng)目,切實(shí)對自己所學(xué)知識有一個(gè)深刻的理解和掌握。
4結(jié)語
研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不但使學(xué)生更好地掌握了人工智能的基本概念、基本理論和基本技術(shù),也切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和編程能力。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)踐過程中還有以下問題需要改進(jìn):
1) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念很難普及。很多教師對研究型教學(xué)模式的內(nèi)涵未能準(zhǔn)確把握,把研究型教學(xué)模式等同于學(xué)生實(shí)習(xí)或者寫論文。
2) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔導(dǎo)老師素養(yǎng)需要提高。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為體現(xiàn)創(chuàng)新教育要求的現(xiàn)代教學(xué)模式,需要的不是知識傳授型的教師,而是高素質(zhì)的研究型教師。教師不僅是單一的教者,更應(yīng)該成為一個(gè)學(xué)者,教師不僅要有研究型教學(xué)的教育觀念、快速接受新知識的能力和高超的教學(xué)技能,要能夠合理地規(guī)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
3) 需要建立一套合理的學(xué)生學(xué)業(yè)和教師績效的評價(jià)體系。
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Exploration and Practice of the Research Experiment on Artificial Intelligence
ZHANG Ting, YANG Guo-sheng
(College of Information Engineering, Minzu University of China, Beijing 100081, China)
關(guān)鍵詞:人工智能;全英文教學(xué);教學(xué)內(nèi)容改革;教學(xué)模式改革
1 實(shí)施全英文教學(xué)的必要性
隨著國際學(xué)術(shù)交流的日益活躍以及國際化辦學(xué)的趨勢發(fā)展,借鑒國外著名大學(xué)的辦學(xué)理念和管理模式,利用世界優(yōu)質(zhì)教育資源,提升教育教學(xué)水平,造就具有國際競爭能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才,正成為我國教育改革與發(fā)展的新方向。
智能化是人類社會技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心課程之一,人工智能的地位正隨著該學(xué)科的不斷發(fā)展和其技術(shù)的廣泛應(yīng)用迅速提高,而且在非計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,具有不同專業(yè)背景的學(xué)者也通過這個(gè)年輕的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新思想和新方法。由于人工智能課程內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)以及邊緣學(xué)科的新理論、新方法與新技術(shù),因此在該課程中開展全英文教學(xué)不僅可以讓學(xué)生充分了解人工智能日新月異的發(fā)展,還可以促進(jìn)本科教學(xué)與國際接軌,在培養(yǎng)國際化創(chuàng)新人才方面具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。
2 當(dāng)前國內(nèi)全英文教學(xué)存在的主要問題
筆者對當(dāng)前國內(nèi)高校人工智能課程全英文教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析,調(diào)查對象為軟件工程專業(yè)本科三年級學(xué)生,調(diào)研問卷共58份。調(diào)查項(xiàng)目、內(nèi)容及結(jié)果見表1。
從項(xiàng)目1和2的調(diào)查結(jié)果看,大部分學(xué)生認(rèn)為開展全英文教學(xué)有必要,其在提高英語應(yīng)用能力、增強(qiáng)自己的就業(yè)競爭力以及了解國際前沿等方面有很大幫助。然而,由于全英語教學(xué)在我國尚處于起步階段,進(jìn)行全英語教學(xué)的效果并不十分理想,其教學(xué)試點(diǎn)與實(shí)踐尚存在一些亟待解決的問題,主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
(1)對全英文教學(xué)的理解存在偏差。從項(xiàng)目3~5的調(diào)查結(jié)果看,教師不能正確處理好全英文教學(xué)與專業(yè)英語課教學(xué)的關(guān)系,使全英文教學(xué)變?yōu)榧冇⒄Z課教學(xué)或?qū)I(yè)英語課的翻版。大部分學(xué)生還是希望教學(xué)授課語言以雙語為主或以中文為主、英文為輔,多媒體課件形式為中英文相結(jié)合。
(2)全英文教學(xué)達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。從項(xiàng)目6和7的調(diào)查結(jié)果看,雖然一些大學(xué)花了很大代價(jià)邀請國外一流教授專家講授課程,但由于人工智能課程理論性強(qiáng)、難度大,學(xué)生很難適應(yīng)全英文課程教學(xué)。
(3)缺乏內(nèi)容全面和難度適中的教材。從項(xiàng)目8和9的調(diào)查結(jié)果看,一些大學(xué)在實(shí)施人工智能課程全英語教學(xué)時(shí)直接引進(jìn)原版英文教材,但這對本科生來說,原版英文教材內(nèi)容偏多、難度較大,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不免有諸多畏難情緒。
(4)師資匱乏。從項(xiàng)目10的調(diào)查結(jié)果看,學(xué)生對承擔(dān)全英文教學(xué)教師的滿意程度普遍不高。實(shí)際上,全英文教學(xué)對承擔(dān)課程教學(xué)的教師要求很高,他們不僅需要具備專業(yè)知識,而且還要掌握英語應(yīng)用技能,而現(xiàn)階段國內(nèi)高校中能承擔(dān)全英語教學(xué)的師資仍然十分匱乏。
綜上所述,如何改革全英文教學(xué)模式,講授哪些教學(xué)內(nèi)容,采用何種科學(xué)的教學(xué)方法與手段,是值得我們思考和關(guān)注的教學(xué)改革重點(diǎn)和難點(diǎn)。
針對以上這些問題,我們深入研究人工智能課程的特點(diǎn),對現(xiàn)有教學(xué)模式、內(nèi)容及方法進(jìn)行全方位探索和改革,制訂全英文教學(xué)計(jì)劃,對促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)國際創(chuàng)新型人才起重要作用,其重要意義具體體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
(1)探索如何將理論知識傳授、綜合能力培養(yǎng)與英語交流運(yùn)用三者有機(jī)結(jié)合,建立全英文教學(xué)的新型模式,這將對更新教學(xué)理念和探索適合于計(jì)算機(jī)軟件人才培養(yǎng)的教學(xué)方法產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
(2)全英文課程教學(xué)能夠讓學(xué)生掌握最先進(jìn)的人工智能國際前沿技術(shù),開闊國際視野,有利于培養(yǎng)復(fù)合型、實(shí)用型、具有國際競爭力的高層次創(chuàng)新人才。
(3)全英文教學(xué)改革的探索與實(shí)踐能夠促進(jìn)國內(nèi)教育向國際教育邁進(jìn)。
3 全英文教學(xué)內(nèi)容改革
建立完善的全英語教學(xué)體系,需要有系統(tǒng)而完整的教學(xué)內(nèi)容。我國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)人工智能課程課時(shí)一般只有36學(xué)時(shí),因此我們需要考慮從什么角度組織教學(xué)內(nèi)容,才能讓學(xué)生比較容易地理解、熟悉和掌握人工智能的原理、方法與技術(shù),從而顯著提高教學(xué)效果。
與國內(nèi)教學(xué)內(nèi)容相比,國外教學(xué)更注重分析問題的思維方法和解決問題的應(yīng)用能力,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力十分有益,但是原版內(nèi)容過多,且大多以國外政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會和生活為背景,對于我國學(xué)生來說,理解某些內(nèi)容和背景比較困難。因此直接套用原版教學(xué)內(nèi)容往往存在一定問題,我們需要在引進(jìn)、消化和吸收國外經(jīng)典教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上,有選擇性地挑選合適內(nèi)容。國外經(jīng)典教材編寫思路不盡相同,一些經(jīng)典人工智能教材及主要內(nèi)容見表2。
人工智能的基本思想和主要內(nèi)容是研究人類智能活動(dòng)規(guī)律和用于模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)。從表2中可以看出它們的共同點(diǎn),即人工智能應(yīng)圍繞“智能”這個(gè)核心,但由于智能本身非常復(fù)雜,難以用單一的理論與方法描述,需要從不同的抽象層次刻畫智能這個(gè)主題。我們認(rèn)為,人工智能的主要內(nèi)容可按圖1所示劃分為不同層次并確定講授順序。
在最底層,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與演化計(jì)算(適應(yīng)性原理與仿生機(jī)制等)輔助感知以及與物理世界的交互;抽象層反映知識在智能中的角色和創(chuàng)建以及圍繞問題求解的知識的抽象、表示和理解;更高層則提出學(xué)習(xí)、規(guī)劃、推理的模型和方式;應(yīng)用層構(gòu)造智能化智能體以及具有一定智能的人工系統(tǒng),讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以往需要人的智力才能完成的工作。除了將人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為這4個(gè)層次,為保證教學(xué)內(nèi)容的循序漸進(jìn)性,還可按照抽象層更高層最底層應(yīng)用層順序安排教學(xué)內(nèi)容。
4 全英文教學(xué)模式改革的實(shí)施關(guān)鍵
針對以上國內(nèi)全英文教學(xué)中存在的主要問題,我們提出人工智能課程全英文教學(xué)模式改革的實(shí)施關(guān)鍵,包括全英文課堂教學(xué)模式的重定位,“二三二”模式教學(xué)方法的改革,集先進(jìn)性、前沿性和實(shí)用性為一體的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新以及全專業(yè)英語教學(xué)團(tuán)隊(duì)的打造。
4.1 全英文課堂教學(xué)模式的重定位
人工智能課程教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手與應(yīng)用能力以及提高英語交流水平三者相結(jié)合為主要目標(biāo),分兩個(gè)階段進(jìn)行,國內(nèi)教師與國外教師共同授課。首先,國內(nèi)主講教師講授人工智能課程的基礎(chǔ)原理、模型和方法,可采用集中授課、案例教學(xué)和課堂實(shí)踐等教學(xué)方式,使學(xué)生掌握人工智能的一般基礎(chǔ)知識;在此基礎(chǔ)上,再邀請國際知名外籍教師為學(xué)生講授人工智能國際前沿技術(shù),包括集中授課和專題研討。經(jīng)過基礎(chǔ)學(xué)習(xí),學(xué)生一般已掌握人工智能基礎(chǔ)知識,因此對于外籍教師所講授的學(xué)科前沿等內(nèi)容能夠準(zhǔn)確理解和把握。與單純采用全英文教學(xué)或單純邀請外籍教師授課相比,該模式能收到較好的預(yù)期效果?!?+1”全英文雙課堂教學(xué)模式如圖2所示。
4.2 “二三二”模式教學(xué)方法的改革
實(shí)行全英語教學(xué)后,由于使用英文教材及中外教育背景存在差異等因素,我們在教學(xué)過程中對教學(xué)方法進(jìn)行一定程度的調(diào)整和改進(jìn),包括全英文授課形式、案例教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)手段等方面;配合“1+1”全英文雙課堂教學(xué)模式,提出圖3所示的“二三二”模式教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生成為具有綜合能力、創(chuàng)新能力、國際視野和英語技能的復(fù)合型人才。
該教學(xué)方法模式包括:(1)過渡式全英文與沉浸式全英語兩大英語教學(xué)方式;(2)激勵(lì)自主式、啟發(fā)互動(dòng)式、體驗(yàn)學(xué)習(xí)式三大學(xué)習(xí)法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生牢固掌握人工智能基礎(chǔ)理論與方法;(3)參與學(xué)習(xí)式和自我展示式兩大學(xué)習(xí)法,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和創(chuàng)新能力。
在全英文課堂授課過程中,我們需要注重把握英語與專業(yè)的比例。首先,不能一味地追求全英文授課的形式而忽視教學(xué)效果;其次,還需要為學(xué)生提供一個(gè)良好的語言學(xué)習(xí)環(huán)境,在實(shí)際教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生良好的英語思維習(xí)慣,從根本上提高學(xué)生的英語水平。
人工智能課程包含大量概念,內(nèi)容抽象,算法復(fù)雜,學(xué)生往往難以理解與掌握。將案例教學(xué)方法引入課程教學(xué)能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,獲得較好的預(yù)期教學(xué)效果,但要達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo),僅僅靠課堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還需要拓展第二課堂。有計(jì)劃地邀請國外人工智能專家和教授到大學(xué)進(jìn)行專題講座,鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的課外科研/科技活動(dòng),使得學(xué)生能夠體驗(yàn)式地、自主地學(xué)習(xí),更好地了解人工智能新技術(shù),從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。構(gòu)建案例教學(xué)和課堂實(shí)踐的雙課堂教學(xué)模式,不僅能夠豐富教學(xué)內(nèi)涵,而且可以充實(shí)學(xué)科前沿知識并拓寬學(xué)生的國際視野。
4.3 集先進(jìn)性、前沿性和實(shí)用性為一體的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新
除了引進(jìn)、消化和吸收國外經(jīng)典教材內(nèi)容以外,我們還需要逐步建立起具有自身特色的教學(xué)內(nèi)容,以保證教學(xué)內(nèi)容集先進(jìn)性、前沿性和實(shí)用性為一體。
(1)先進(jìn)性。我們提出教學(xué)與科研相結(jié)合,以科研帶動(dòng)教學(xué)發(fā)展的新思路。教師可結(jié)合自己的人工智能及其相關(guān)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目,將科研最新研究成果以及學(xué)科前沿知識進(jìn)行梳理與優(yōu)化并有機(jī)融入課程教學(xué)中,確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性,有效提高教學(xué)改革的質(zhì)量。
(2)前沿性。對人工智能發(fā)展較快的領(lǐng)域,如智能計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等,還需更新和補(bǔ)充全英文教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)可以邀請國際知名大學(xué)教授共同研究與探討教學(xué)內(nèi)容,保證課程內(nèi)容具有一定的前沿性,通過實(shí)現(xiàn)全英語教學(xué)保證課程與國際接軌。
(3)實(shí)用性。在講授基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上,還應(yīng)注重實(shí)踐的應(yīng)用,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力,以符合素質(zhì)教育必須注重實(shí)踐的要求。教師可結(jié)合教學(xué)中的基本理論知識,適當(dāng)補(bǔ)充案例與實(shí)例,使得教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際相聯(lián)系,豐富課程內(nèi)涵并提高教學(xué)效果。
4.4 全專業(yè)英語教學(xué)團(tuán)隊(duì)的打造
師資力量直接影響教學(xué)效果。師資的匱乏是現(xiàn)階段全英語教學(xué)面臨的主要問題之一。雖然一些教師具有較扎實(shí)的人工智能學(xué)科功底,但不能熟練地運(yùn)用英語進(jìn)行授課,而有些教師則知識結(jié)構(gòu)單一,缺少人工智能及其相關(guān)學(xué)科間的交叉與融合,因此我們需要多渠道、多層次地打造既具備專業(yè)知識,又具有學(xué)科交叉與融合能力,同時(shí)掌握英語技能的全英語教師隊(duì)伍。將科研與教學(xué)相結(jié)合,利用與國外人工智能及相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人建立的合作關(guān)系優(yōu)勢加強(qiáng)交流與合作,爭取申請國際合作科研項(xiàng)目,利用科研提高教師的教學(xué)質(zhì)量、專業(yè)水平和英語技能。
5 全英文教學(xué)的具體實(shí)施
我們在軟件工程專業(yè)本科三年級學(xué)生的人工智能課堂上實(shí)施全英文教學(xué),具體實(shí)施過程如下。
(1)國際軟件學(xué)院成立教學(xué)主管部門領(lǐng)導(dǎo)小組、從事教學(xué)研究的骨干教師組成的全英文教學(xué)工作小組以及由教學(xué)督導(dǎo)組成的監(jiān)管小組,三者之間相互配合并共同促進(jìn),保障全英文教學(xué)工作的順利推進(jìn)與落實(shí)。領(lǐng)導(dǎo)小組對全英文教學(xué)的師資培訓(xùn)、人才引進(jìn)、多媒體網(wǎng)絡(luò)資源開發(fā)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教材編寫等予以政策支持;教學(xué)工作小組制訂全英文教學(xué)工作規(guī)劃和年度計(jì)劃;監(jiān)管小組定期對工作小組的教學(xué)完成情況進(jìn)行評估。
(2)在課程教學(xué)中,打破國內(nèi)常規(guī)教學(xué)方式,建立開放式全英文教學(xué)模式,教學(xué)形式多種多樣。教學(xué)方式以“1+1”雙課堂教學(xué)模式為核心,以講授與專題討論相結(jié)合的方式,圍繞基本原理、方法與技術(shù)展開教學(xué),激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新學(xué)習(xí)的熱情。
(3)國際軟件學(xué)院在人工智能相關(guān)領(lǐng)域承擔(dān)并完成了一批國家與省部級科研課題,而且取得了一些有影響的研究成果,形成了自己的學(xué)科特色和優(yōu)勢。2006年,國際軟件學(xué)院聘請被譽(yù)為世界“人工大腦”領(lǐng)域先驅(qū)的美國猶他州州立大學(xué)計(jì)算機(jī)系Hugo de Gaffs教授擔(dān)任武漢大學(xué)全職教授和學(xué)院國際人工智能研究室主任。
(4)聘請與國際軟件學(xué)院有合作協(xié)議的國立首爾大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院Bob McKay教授專職來校為本科生講授人工智能技術(shù)前沿。同時(shí),利用國外學(xué)者來武漢大學(xué)順訪的機(jī)會,請其為學(xué)生作學(xué)術(shù)報(bào)告,使學(xué)生了解國際最新人工智能技術(shù),如邀請?jiān)?jīng)在麻省理工學(xué)院從事過7年博士后研究的宋森研究員進(jìn)行“理解大腦與仿制大腦”的講座等。
(5)國際軟件學(xué)院在遴選教師到與學(xué)院有教學(xué)和科研合作的國外大學(xué)進(jìn)修時(shí),優(yōu)先考慮給本科生授課的全英文教師,并將全英文教學(xué)能力作為選拔條件,以教師的學(xué)術(shù)進(jìn)修帶動(dòng)全英文教學(xué)建設(shè),使學(xué)科和專業(yè)建設(shè)與全英語教學(xué)隊(duì)伍打造相結(jié)合,全面推進(jìn)全英語教學(xué)工作的開展。
6 結(jié)語
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要課程,目前正面臨著知識更新和教學(xué)改革的緊迫任務(wù)。筆者以實(shí)施全英文教學(xué)為契機(jī),針對目前國內(nèi)全英文教學(xué)中存在的亟待解決的主要問題,提出人工智能全英文教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式改革的新思路。
(1)以智能為核心,從不同抽象層次刻畫智能主題,構(gòu)造人工智能最底層、抽象層、更高層以及應(yīng)用層4大模塊內(nèi)容。
(2)突破傳統(tǒng)教學(xué)模式,對全英文教學(xué)模式進(jìn)行重定位,提出“1+1”全英文雙課堂教學(xué)模式。
(3)提出“二三二”模式教學(xué)方法的改革方案,培養(yǎng)具有綜合能力、創(chuàng)新能力、國際視野、英語技能的復(fù)合型人才。
(4)提出教學(xué)與科研相結(jié)合,以科研帶動(dòng)教學(xué)發(fā)展的新思路,進(jìn)行集先進(jìn)性、前沿性和實(shí)用性為一體的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新。
關(guān)鍵字:人工智能;案例教學(xué);學(xué)科分支;雙語教學(xué)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
1 引言
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支,是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的一門前沿科學(xué),它的出現(xiàn)及所取得的成就引起了人們的高度重視,被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)根本目標(biāo)。
人工智能課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心課程之一,其地位正在隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用而得到迅速提高。目前,國內(nèi)外重點(diǎn)大學(xué)都非常重視該門課程的教學(xué)和研究,許多重點(diǎn)大學(xué)都有自己獨(dú)立的人工智能研究所。
本文通過多年的人工智能教學(xué)實(shí)踐,對人工智能教學(xué)的方法進(jìn)行了初步的實(shí)踐和探索。中央民族大學(xué)在人工智能課程建設(shè)和教學(xué)過程中,針對計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展趨勢,提出擯棄傳統(tǒng)講、學(xué)、考模式,注重學(xué)生能力培養(yǎng)的措施。在教學(xué)和實(shí)踐過程中,不斷進(jìn)行探索,既從計(jì)算機(jī)學(xué)科本科的教學(xué)理念出發(fā),從人工智能這門學(xué)科特點(diǎn)出發(fā),以計(jì)算機(jī)學(xué)科分支的角度認(rèn)知人工智能,組織教材的知識架構(gòu)并進(jìn)行教學(xué)。用計(jì)算機(jī)學(xué)科的觀點(diǎn)分析人工智能的基本原理與方法時(shí),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是這些基本原理與方法與其他的計(jì)算機(jī)分支的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。共同點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)學(xué)科的本質(zhì),不同點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)人工智能的本質(zhì)。本文就針對我校人工智能課程教學(xué)的一些基本問題加以初步總結(jié)。
2 從計(jì)算機(jī)學(xué)科分支的角度認(rèn)知人工智能
人工智能屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)分支的學(xué)科,同時(shí)又是一門涉及控制論、信息論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多學(xué)科交叉的課程。我國高等院校計(jì)算機(jī)學(xué)科的本科教學(xué)所設(shè)置的人工智能課程一般只有40課時(shí)左右,以什么角度組織教材內(nèi)容,提高教學(xué)效果,才能使學(xué)生較容易地理解和掌握人工智能的原理與技術(shù),是我們值得探索的問題。
人工智能處理的對象是知識,知識處理則需采用知識表示。因此,若以計(jì)算機(jī)分支的角度也就是用計(jì)算機(jī)學(xué)科的觀點(diǎn)看待人工智能,人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以知識為主線,以知識表示和搜索為基石進(jìn)行組織。反映到實(shí)際教學(xué)中,就是人工智能的各個(gè)分支的介紹,這包括知識庫系統(tǒng)、自然語言理解、規(guī)劃、機(jī)器人等。總之,教學(xué)內(nèi)容可分成兩個(gè)部分,第一部分是基礎(chǔ)理論和基本方法,包括:邏輯表示與歸結(jié)推理方法、搜索原理,知識表示(包括產(chǎn)生式系統(tǒng)、語義網(wǎng)絡(luò)、框架)、推理(包括不確定性推理、非單調(diào)推理)、機(jī)器學(xué)習(xí)。第二部分是實(shí)用技術(shù),包括知識庫系統(tǒng)、高級搜索、自然語言理解。
3 優(yōu)化和更新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)雙語教學(xué)
人工智能作為一門新學(xué)科,在1988年前,國內(nèi)外均未見有教學(xué)大綱和教材,開設(shè)本課程面臨的首要問題就是確定教學(xué)內(nèi)容,包括人工智能的知識表示和推理以及人工智能的應(yīng)用兩個(gè)部分。前者是人工智能的重要基礎(chǔ),后者討論幾種人工智能應(yīng)用系統(tǒng),包括專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)規(guī)劃和機(jī)器視覺等系統(tǒng)。這些內(nèi)容只是給出了人工智能課程的初步框架。
隨著人工智能研究的進(jìn)一步深入, 到20世紀(jì)90年代中期,人工智能也從符號(邏輯)主義一枝獨(dú)秀發(fā)展到符號主義、連接主義和行為主義多家爭鳴的新局面, 模糊計(jì)算和神經(jīng)計(jì)算作為新內(nèi)容列入到人工智能課程,充實(shí)了人工智能課程的內(nèi)容。進(jìn)入21世紀(jì)以來,人工智能學(xué)科又有了新的發(fā)展。為了及時(shí)反映人工智能研究和學(xué)科的最新進(jìn)展,我們及時(shí)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和更新:把人工智能分為基礎(chǔ)部分和擴(kuò)展應(yīng)用部分。
在教學(xué)和實(shí)踐過程中,考慮到本課程的多學(xué)科交叉性以及相關(guān)信息學(xué)科的快速發(fā)展, 在目前高校提倡雙語教學(xué)的環(huán)境下,將《人工智能》教材逐步改為全英語教材,這樣可以更快地掌握學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài), 掌握最先進(jìn)的技術(shù), 與國際發(fā)展趨勢接軌。Nils J.Nilsson教授所著的《人工智能》教材是美國Stanford大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科教材,該教材體系比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,便于學(xué)生接受、理解、掌握和鞏固所學(xué)知識;同時(shí)這本書內(nèi)容豐富、取材新穎,適合作為該課程的英文教材。
4 注重案例教學(xué)、改革教學(xué)方法
案例教學(xué)首創(chuàng)于哈佛大學(xué)商學(xué)院,在經(jīng)貿(mào)、管理、法學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)得到應(yīng)用并取得顯著績效,然而目前工科專業(yè)還較少運(yùn)用案例教學(xué)方法。人工智能的每一部分內(nèi)容均包含大量概念,內(nèi)容抽象,算法復(fù)雜,學(xué)生往往被動(dòng)“聽講”;并且涉及很多的數(shù)理邏輯知識,有些顯得難以理解,并且往往讓學(xué)生感到比較枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就漸漸淡薄,難以獲得預(yù)期的教學(xué)效果。鑒于這一現(xiàn)實(shí)問題,我們將案例教學(xué)方法引入到該課程的教學(xué)之中。
例如在邏輯推理技術(shù)和搜索技術(shù)這兩方面的教學(xué)過程中,我們使用參考教材《人工智能:一種現(xiàn)代方法》,并利用其中基于JAVA的教學(xué)開發(fā)工具包AIMA進(jìn)行案例設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué),在教學(xué)過程中結(jié)合AIMA中的案例來講解,使比較枯燥的知識以有效、實(shí)用和具體的形式表現(xiàn)出來,做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。在講解搜索技術(shù)時(shí),以“八皇后”問題為案例,結(jié)合AIMA中的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),以講解和討論相結(jié)合的方式,學(xué)習(xí)盲目搜索、啟發(fā)式搜索等算法,使學(xué)生不僅能理解狀態(tài)空間的產(chǎn)生方法,而且能設(shè)計(jì)算法、實(shí)現(xiàn)算法,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力。在學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、進(jìn)化計(jì)算等方面的內(nèi)容時(shí),我們主要借助于Matlab提供的相關(guān)工具箱。
5 加強(qiáng)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)、改革考核方法
建立一支愛崗敬業(yè)、富有戰(zhàn)斗力的教學(xué)隊(duì)伍是出色完成教學(xué)任務(wù)和提高課程教學(xué)質(zhì)量的根本保證。教學(xué)人才資源是教學(xué)的第一資源。在學(xué)校有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)院的支持下,我們組成一支知識結(jié)構(gòu)和年齡比較合理的教師隊(duì)伍。
在教師隊(duì)伍的建設(shè)過程中,積極引導(dǎo)鼓勵(lì)教師對考試方法的改革。一方面這樣可以打破以往應(yīng)試教育的弊??;另一方面,也可以使學(xué)生從繁重的死記硬背中解脫出來。結(jié)合這門課的特點(diǎn),我們加強(qiáng)平時(shí)思維能力的考核,注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力的培養(yǎng),在學(xué)習(xí)中大量采用寫讀書報(bào)告的形式。在此基礎(chǔ)上加大平時(shí)成績的比例,使得平時(shí)成績占到總成績的40%左右,杜絕依靠一次考試決定成績的狀況。這樣,既迫使學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)思考,也減輕有些學(xué)生想通過考試作弊完成學(xué)習(xí)任務(wù)的僥幸心理。
關(guān)鍵詞:人工智能;會計(jì)軟件開發(fā)技術(shù);翻轉(zhuǎn)課堂;知識庫;會計(jì)信息化
一、引言
近年來,隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,知識管理理念的日趨成熟,新興技術(shù)對高等學(xué)校教育教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新帶來了良好的機(jī)遇。2012年3月13日,教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》,旨在推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合,實(shí)現(xiàn)教育思想、理念、方法和手段全方位創(chuàng)新。2016年6月7日,教育部頒布實(shí)施的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》,以期加快推動(dòng)信息技術(shù)與教學(xué)教育的融合發(fā)展。這些政策的出臺為高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的發(fā)展提供了明確的實(shí)施導(dǎo)向和政策支持,也為重慶理工大學(xué)會計(jì)信息化國家級精品課程之《會計(jì)軟件開發(fā)技術(shù)》(AccountingSoftwareDevelopmentTechnology,以下簡稱為ASDT)課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新帶來了良好的契機(jī)。知識庫采用知識表示方式來存儲、組織、管理和使用互相聯(lián)系的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識、學(xué)習(xí)過程沉淀的知識和學(xué)生自我搭建的知識?;谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫構(gòu)建與應(yīng)用,不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,讓課程教學(xué)延伸到網(wǎng)絡(luò)平臺,還能夠在很大程度上提高課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。大數(shù)據(jù)、人工智能、知識庫等技術(shù)的發(fā)展為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的有效開展提供了良好的技術(shù)支撐,引起了教育界的廣泛關(guān)注。周宇等人(2016)提出了一種面向關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)知識庫構(gòu)建方法,該方法能夠覆蓋機(jī)構(gòu)知識庫構(gòu)建的整個(gè)過程,并支持機(jī)構(gòu)知識的資源整合、語義檢索、知識推理和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。鐘曉流等人(2013)信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的有效教學(xué)設(shè)計(jì)模型,對翻轉(zhuǎn)課堂產(chǎn)生的背景與緣起、含義與特征、當(dāng)前的研究進(jìn)展與實(shí)踐案例、相關(guān)的技術(shù)工具等進(jìn)行了系統(tǒng)分析。曾明星等人(2014)闡述了翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀,分析了軟件開發(fā)類課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的可行性,探討了軟件開發(fā)類課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型及其構(gòu)成要素。劉清堂等人(2016)分析了機(jī)器教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、智能導(dǎo)師系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)理念、關(guān)鍵技術(shù)以及代表性系統(tǒng),提出以學(xué)習(xí)分析為核心的智能技術(shù)整合、融合人工智能和人類智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)。綜觀上述文獻(xiàn),現(xiàn)有研究主要從翻轉(zhuǎn)課堂的可行性和模型等方面去思考翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式改革問題,而利用人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)去改革與創(chuàng)新翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究文獻(xiàn)還相對比較匱乏。基于人工智能技術(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫構(gòu)建與應(yīng)用,通過全程記錄課上和課下的教學(xué)互動(dòng)過程,可以改善翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、評價(jià)體系等諸多方面的不足。鑒于此,本文基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),探索改進(jìn)與提升翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新的新技術(shù)與新方法。
二、基于人工智能的春秋戰(zhàn)國翻轉(zhuǎn)課堂知識的表達(dá)
人工智能(ArtificialIntelligence)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué),主要包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理、智能監(jiān)控、智能搜索等核心技術(shù)。ASDT課程將語音識別、語義識別、圖像識別和智能搜索等人工智能技術(shù)融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革的同時(shí),導(dǎo)入春秋戰(zhàn)國時(shí)期的七國爭霸作為教學(xué)情景,將班上所有學(xué)生平均分成七個(gè)小組,分別對應(yīng)齊、楚、燕、趙、韓、魏、秦等七個(gè)國家,每個(gè)小組的學(xué)生進(jìn)行角色扮演,實(shí)施“春秋爭霸”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。在ASDT教學(xué)過程中,在講授會計(jì)軟件開發(fā)技術(shù)和會計(jì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理流程的同時(shí),讓學(xué)生充分參與課程教學(xué)活動(dòng),強(qiáng)化互動(dòng)學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、PPT制作與演講能力、知識消化吸收及應(yīng)用等能力?;谌斯ぶ悄芊D(zhuǎn)課堂知識庫構(gòu)建的基礎(chǔ)是將ASDT課堂的課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中形成的知識符號化的一個(gè)過程,通過對知識的映射轉(zhuǎn)化為可供描述的事實(shí)和推理事實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建知識庫的過程中,知識的表達(dá)方式是構(gòu)建知識庫的關(guān)鍵。知識表達(dá)方式主要包括描述性、直接性、過程性等表達(dá)方式。其中,描述性的知識表達(dá)方式是客觀和完整地反映相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的理論知識,具有準(zhǔn)確性和邏輯性的特點(diǎn)。直接性的表達(dá)方式是以專業(yè)理論知識為基礎(chǔ),以圖片、視頻、音頻和圖形等方式直接表達(dá)知識的本質(zhì)。過程性的知識表達(dá)方式是在教學(xué)過程中的積累和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)知識。以下具體闡述在課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中知識的表達(dá)方式。
(一)課堂教學(xué)活動(dòng)課堂教學(xué)活動(dòng)由教師圍繞各小組在完成作業(yè)的過程中遇到的實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組作品展示和組織小組間互動(dòng)討論。在課堂教學(xué)活動(dòng)中,各小組通過PPT演示講解本組作品中所涉及的知識點(diǎn),運(yùn)行程序進(jìn)行作品展示。其他小組針對展示的作品輪流提問,小組回答問題以后,教師對作品進(jìn)行綜合性點(diǎn)評并打分。最后,教師根據(jù)知識庫中的記錄的學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中遇到的問題引導(dǎo)學(xué)生互動(dòng)討論,解決問題,針對學(xué)生不能解決的問題,進(jìn)行重點(diǎn)講解。在整個(gè)課堂教學(xué)活動(dòng)中,教師對知識點(diǎn)的講解、評價(jià)表現(xiàn)為描述性的知識,而教師和學(xué)生的角色高頻切換,教師和學(xué)生評價(jià)、引導(dǎo)和提問不停迭代的探究式教學(xué)過程,表現(xiàn)為過程性的知識。通過語音識別、語義識別等人工智能技術(shù)的運(yùn)用,自動(dòng)識別和理解學(xué)生作品展示、各小組提問、教師綜合點(diǎn)評等教學(xué)活動(dòng)中的語言,轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的文本,按照知識的表達(dá)方式自動(dòng)分類,并實(shí)時(shí)傳送到網(wǎng)絡(luò)平臺,更新知識庫。
(二)學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)將ASDT課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容按主題進(jìn)行任務(wù)分解,根據(jù)教學(xué)計(jì)劃逐步推進(jìn),學(xué)生根據(jù)小組任務(wù)在重慶理工大學(xué)精品課程網(wǎng)上觀看教學(xué)視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí),小組成員合作完成小組任務(wù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問,可以借助智能搜索技術(shù)檢索知識庫,知識庫推送相關(guān)知識點(diǎn),幫助學(xué)生解決問題。在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生在網(wǎng)頁中通過簡單檢索、組配檢索、限制檢索等手段,進(jìn)行交互式的訪問,最終獲得所需的知識信息,表現(xiàn)為過程性的知識。學(xué)生觀看教學(xué)視頻對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)表現(xiàn)為直接性的知識。
三、基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫的構(gòu)建
在知識的直接性表達(dá)、描述性表達(dá)和過程性表達(dá)等多種方式下,多角度獲取教學(xué)活動(dòng)中的各種知識以構(gòu)建知識庫。基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫包括教師編輯維護(hù)的知識庫、學(xué)生自我搭建的知識庫以及課堂學(xué)習(xí)過程中沉淀積累形成的知識庫三部分,在教學(xué)活動(dòng)中不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新,形成一個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂知識庫的生態(tài)循環(huán)。其中,老師編輯維護(hù)的知識庫是根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)任務(wù)按規(guī)則生成課題所需的知識點(diǎn);學(xué)生自我搭建的知識庫是根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺上提出的問題,生成的答案和解釋;課堂學(xué)習(xí)過程中沉淀積累形成的知識庫是自動(dòng)記錄和存儲學(xué)生在課堂上的各種學(xué)習(xí)行為。基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫,
(一)教師建立維護(hù)學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識庫教師首先根據(jù)教學(xué)總?cè)蝿?wù)和總目標(biāo)規(guī)劃具體小組任務(wù),按照教學(xué)大綱小組任務(wù),同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)平臺上編輯學(xué)生完成小組任務(wù)所需的基礎(chǔ)知識和教學(xué)視頻。此環(huán)節(jié)對課程的翻轉(zhuǎn)和構(gòu)建基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識庫具有重要的指導(dǎo)意義。建立基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識庫要和小組任務(wù)相匹配,并且具備合理性、科學(xué)性和可操作性,盡量涵蓋完成小組任務(wù)所涉及的知識點(diǎn)。否則學(xué)生將無法完成小組任務(wù),也無法有效建立基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識庫。學(xué)生根據(jù)小組任務(wù)和本小組實(shí)際情況,觀看教學(xué)視頻和學(xué)習(xí)資料,滿足基礎(chǔ)知識儲備,完成小組作品。教師根據(jù)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中提出的問題不斷更新維護(hù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識庫。
(二)學(xué)生自主學(xué)習(xí)形成知識庫學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上的任務(wù),進(jìn)行自主學(xué)習(xí),完成小組的學(xué)習(xí)任務(wù)。當(dāng)學(xué)生提出疑問時(shí),網(wǎng)絡(luò)平臺會自動(dòng)檢索知識庫,找到相應(yīng)的知識點(diǎn)和教學(xué)視頻對學(xué)生進(jìn)行智能推送,學(xué)生解答問題。并且在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下,會自動(dòng)記錄學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上的問題,形成并更新知識庫,把學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄反饋給教師,幫助教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。
(三)課堂教學(xué)活動(dòng)中形成知識庫在學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)中,小組成員進(jìn)行PPT講解和作品展示,在語音識別、語義識別和自動(dòng)計(jì)分等人工智能技術(shù)下,自動(dòng)記錄和分析小組的作品展示情況、個(gè)人發(fā)言情況和積分情況。并且自動(dòng)記錄老師的總結(jié)點(diǎn)評和答疑,通過圖像分析技術(shù),自動(dòng)歸集學(xué)生個(gè)人的學(xué)習(xí)資料。同時(shí),把課堂過程中的學(xué)生提問、教師答疑所涉及的知識,自動(dòng)對接到網(wǎng)絡(luò)平臺,更新知識庫。
四、知識庫在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)中的具體應(yīng)用
基于人工智能的知識庫在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)中的具體應(yīng)用主要包括自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)和效果評價(jià)等三個(gè)方面。自主學(xué)習(xí)是指學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上進(jìn)行課前的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)知識自測,并且借助知識庫解決疑問;課堂教學(xué)是利用基于人工智能技術(shù)構(gòu)建的知識庫,幫助教師和學(xué)生解決教學(xué)過程中的問題;效果評價(jià)是在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下,建立的適合現(xiàn)行教學(xué)模式下的學(xué)生評價(jià)體系,教師根據(jù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情況,在線統(tǒng)計(jì)問題,制定教學(xué)計(jì)劃。下面將詳細(xì)闡述人工智能的知識庫在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)各中的具體應(yīng)用,如圖2所示。
(一)自主學(xué)習(xí)在自主學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生首先了解教師的小組任務(wù),在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下,根據(jù)老師的學(xué)習(xí)任務(wù),智能化地制定學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生根據(jù)細(xì)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),明確自主學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容,并根據(jù)課程內(nèi)容和自身情況選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺觀看教師提供的教學(xué)視頻或其他形式的學(xué)習(xí)材料開展學(xué)習(xí),對學(xué)習(xí)收獲進(jìn)行記錄,最后在網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行知識檢測。同時(shí),應(yīng)用智能監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)情況和發(fā)言情況。學(xué)生可以根據(jù)自己的預(yù)習(xí)情況,在線提出問題,網(wǎng)絡(luò)平臺會根據(jù)學(xué)生提出的問題自動(dòng)檢測知識庫,知識庫推送相關(guān)知識點(diǎn)和學(xué)習(xí)資源,幫助學(xué)生分析和解決問題。利用智能監(jiān)控技術(shù),可以收集學(xué)生頻繁在網(wǎng)絡(luò)平臺上搜索的所有問題。同時(shí),學(xué)生也可以將問題進(jìn)行拍照或者錄制成視頻發(fā)送給教師,利用圖像分析技術(shù)可以自動(dòng)識別圖片或者視頻中的問題并且推送給教師,根據(jù)問題調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃。
(二)課堂教學(xué)教師根據(jù)知識庫中記錄的學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況,全面系統(tǒng)地了解學(xué)生的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)情況。知識庫匯總學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺上的發(fā)言和提問情況,教師根據(jù)匯總的問題在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)講解,使課堂學(xué)習(xí)更加高效。在學(xué)生作品展示、小組互動(dòng)提問、教師綜合點(diǎn)評等教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生和教師可以借助知識庫智能推送相關(guān)知識點(diǎn),幫助解決教學(xué)活動(dòng)中的問題。同時(shí)可以智能推理出合適的教學(xué)計(jì)劃給教師進(jìn)行選擇。在學(xué)生提出問題和解答問題的過程中,智能收集問題和答案,形成知識,更新知識庫。
(三)效果評價(jià)效果評價(jià)包含教學(xué)質(zhì)量評價(jià)和學(xué)生評價(jià)兩個(gè)環(huán)節(jié)。其中,教學(xué)質(zhì)量評價(jià)是全面、系統(tǒng)的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識儲備情況下,合理、客觀地評估教師的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生評價(jià)是考核學(xué)生的知識掌握情況、交流與溝通能力、演講能力、協(xié)作能力、PPT制作能力、課堂參與程度和小組展示情況等。在基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下,學(xué)生評價(jià)包括課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)兩個(gè)部分。通過語音識別和語義分析技術(shù)等人工智能技術(shù),詳細(xì)記錄每一位學(xué)生在課堂上的發(fā)言情況、小組展示情況和教師對作品的點(diǎn)評情況。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以全面地了解學(xué)生在課外觀看教學(xué)視頻的情況和自測情況。因此,這種學(xué)生評價(jià)方式更加具有合理性和精準(zhǔn)性。
五、結(jié)論
與傳統(tǒng)的ASDT課堂相比,基于人工智能下的翻轉(zhuǎn)課堂知識庫的構(gòu)建促使教學(xué)逐步從靜態(tài)走向了動(dòng)態(tài),實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主題,教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)理念,是適應(yīng)新時(shí)期ASDT課程教學(xué)改革的必然。在基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型下,一定程度上改進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂中的課堂教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和效果評價(jià)等模塊,有效督促學(xué)生自主學(xué)習(xí),幫助學(xué)生在線答疑,同時(shí)更加綜合地對學(xué)生進(jìn)行考評,讓老師教學(xué)更加高效。人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用對于解決翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)當(dāng)前所面臨問題的是較為理想的方案,它有助于提升翻轉(zhuǎn)課堂整體的教學(xué)水平,促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂的快速發(fā)展。
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