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【關(guān)鍵詞】任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法電工技能與實(shí)訓(xùn)
一、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是教師把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體的任務(wù),讓學(xué)生通過完成任務(wù)學(xué)習(xí)知識(shí)和技能,培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的綜合能力,它是建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法將零散的知識(shí)串聯(lián)起來,整合以各種各樣的主題任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué),任務(wù)涵蓋絕大多數(shù)知識(shí)和技能,學(xué)生在完成任務(wù)的過程中主動(dòng)學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)和操作技能。
二、"任務(wù)驅(qū)動(dòng)"教學(xué)法在中職《電工技能與實(shí)訓(xùn)》教學(xué)應(yīng)用的必要性
中職《電工技能與實(shí)訓(xùn)》適合于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,全書分為十一章,有照明電路、電工儀表、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電力拖動(dòng)等內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是按課程章節(jié)的順序進(jìn)行教學(xué),教師處于主導(dǎo)地位,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí),學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高,教學(xué)效果欠佳。"任務(wù)驅(qū)動(dòng)"教學(xué)法將實(shí)際生產(chǎn)、生活中的例子引入到教學(xué)中,設(shè)計(jì)成實(shí)踐任務(wù),每個(gè)任務(wù)涵蓋了絕大數(shù)的知識(shí)點(diǎn)和技能,學(xué)生在做中學(xué),通過完成任務(wù)掌握系統(tǒng)的知識(shí)和技能。比如將安全用電常識(shí)、常用電工材料、電工基本操作工藝、電氣照明與內(nèi)線工程、電工儀表等前五章的知識(shí)串聯(lián)起來,整合成一個(gè)任務(wù)"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝",其中涵蓋了導(dǎo)線及燈具的選用、電氣照明圖紙的識(shí)讀和繪制、電工工具的選用等知識(shí)點(diǎn),包含了塑料線槽的敷設(shè)工藝、漏電保護(hù)開關(guān)的安裝、單相電度表的安裝、插座的安裝、單聯(lián)及雙聯(lián)開關(guān)的安裝、白熾燈及日光燈電路的安裝等基本操作技能。
三、 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在中職《電工技能與實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)中的應(yīng)用過程
下面以"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝"的教學(xué)為例說明"任務(wù)驅(qū)動(dòng)"教學(xué)法在《電工技能與實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)中的應(yīng)用過程。
1. 提出任務(wù)
筆者在《電工技能與實(shí)訓(xùn)》教學(xué)時(shí),首先提出一個(gè)問題:如果你家建了新房子,你懂得怎樣給新房子安裝照明電路嗎?再給出"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝"的任務(wù)。任務(wù)要求:臥室安裝一盞日光燈,由兩個(gè)雙聯(lián)開關(guān)控制,一個(gè)插座;客廳安裝一盞日光燈,由兩個(gè)雙聯(lián)開關(guān)控制,一個(gè)插座;廚房、衛(wèi)生間安裝由兩位開關(guān)分別控制兩盞白熾燈電路,走道安裝由一個(gè)單聯(lián)開關(guān)控制的一盞白熾燈。告訴學(xué)生要想安裝好這些電路,需要很多知識(shí),要懂得導(dǎo)線的選擇、開關(guān)及插座的選用和安裝,白熾燈、日光燈的安裝,塑料線槽的敷設(shè)等,使學(xué)生知道學(xué)好這些知識(shí)就能給新建的房子安裝照明電路,在任務(wù)明確的情況下,學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)更加積極主動(dòng)。
2.分析任務(wù)
上面所給的"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝"的任務(wù),其安裝步驟為:①按任務(wù)要求準(zhǔn)備所需的電器元件并檢測;②電器定位;③畫線;④塑料線槽的敷設(shè)與進(jìn)盒 ;⑤導(dǎo)線的敷設(shè);⑤電器接線 ,⑥通電前檢測、通電試驗(yàn)。根據(jù)其涵蓋的知識(shí)點(diǎn)和基本技能 ,學(xué)生在實(shí)施任務(wù)的過程中可將其拆分為5個(gè)子任務(wù)。單聯(lián)開關(guān)控制一盞白熾燈、一盞日光燈;雙聯(lián)開關(guān)控制一盞白熾燈、一盞日光燈;插座的安裝;家用配電板的安裝;一房一廳照明平面圖的繪制。在學(xué)生完成總?cè)蝿?wù)前,先讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)桌面上熟練操作各個(gè)子任務(wù),在白紙上繪制一房一廳照明平面圖,各個(gè)子任務(wù)都熟練掌握后,再完成"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝"。
3.實(shí)施任務(wù)
根據(jù)上面所給出的任務(wù)"一房一廳室內(nèi)照明電路安裝",學(xué)生每4人一組,按上面提出 的6 個(gè)安裝步驟,在電工實(shí)訓(xùn)室的一房一廳模擬木板房上實(shí)施任務(wù),在實(shí)施任務(wù)過程中教師巡查,檢查學(xué)生完成任務(wù)的進(jìn)度,發(fā)現(xiàn)存在問題及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生糾正。比如導(dǎo)線的敷設(shè)是否正確、插座的安裝要求"左零右火中間接地",線頭不要過長預(yù)防短路,塑料線槽的直角轉(zhuǎn)彎、內(nèi)角及外角的處理等。實(shí)施任務(wù)要以學(xué)生為主體,教師只是組織引導(dǎo)他們在如何開展工作、怎樣解決問題,引導(dǎo)他們注意小組成員之間的配合,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和良好的職業(yè)素養(yǎng)。
4.交流評價(jià)
學(xué)生完成任務(wù)后,對學(xué)生作品進(jìn)行評價(jià),采用小組之間互評與教師歸納總結(jié)相結(jié)合的方式。各小組組長均由動(dòng)手能力強(qiáng)有一定組織協(xié)調(diào)能力的學(xué)生擔(dān)任,他們對電路的功能、導(dǎo)線或線槽的敷設(shè)要求相對熟悉。首先由小組互相評價(jià),A組評價(jià)B組,B組評價(jià)C組,C組評價(jià)D組,依此類推,小組長根據(jù)老師制定的評分標(biāo)準(zhǔn)評分,小組之間互相學(xué)習(xí),互相糾錯(cuò),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,體現(xiàn)做中學(xué)的樂趣。
四、"任務(wù)驅(qū)動(dòng)"教學(xué)法中任務(wù)設(shè)置的原則
在《電工技能與實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)中采用"任務(wù)驅(qū)動(dòng)"教學(xué)模式,有助于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的綜合能力,而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必須設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的"任務(wù)"。
(1)任務(wù)的設(shè)置要盡可能表現(xiàn)出一個(gè)完整的功能,能看到效果。比如在夜間上下樓梯開關(guān)燈不方便,要解決這個(gè)問題需要安裝一個(gè)電路,可設(shè)計(jì)任務(wù)"在樓梯安裝雙聯(lián)開關(guān)控制一盞白熾燈照明電路"。
(2)任務(wù)的設(shè)置盡可能取材于實(shí)際生產(chǎn)、生活中,有一定的實(shí)用價(jià)值。比如廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),作為短途運(yùn)輸工具的三條皮帶傳輸機(jī)控制線路的安裝,可設(shè)計(jì)成一個(gè)讓學(xué)生實(shí)際操作的任務(wù)。
(3)任務(wù)設(shè)計(jì)要有系統(tǒng)性
在任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)就要處理好整體任務(wù)和每一節(jié)課的單元任務(wù)之間的關(guān)系,任務(wù)的設(shè)計(jì)要圍繞整體任務(wù)的完成進(jìn)行構(gòu)思,以確保教學(xué)效果和最終目標(biāo)的完成。例如,在《電工技能與實(shí)訓(xùn)》教材中的前五章"安全用電常識(shí)、常用電工材料、電工基本操作工藝、電氣照明與內(nèi)線工程、電工儀表",整體任務(wù)是要求同學(xué)們能利用這些知識(shí)安裝一個(gè)完整的家庭照明電路。而一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)往往只是其中的一個(gè)內(nèi)容,比如導(dǎo)線的直線連接、T形連接,每次解決其中的一個(gè)問題或一部分問題,而且當(dāng)所有問題解決以后,整體教學(xué)任務(wù)的完成自然水到渠成。
實(shí)踐證明,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法學(xué)生在"做中學(xué),學(xué)中做",培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。
【參考文獻(xiàn)】
「1 曾祥富. 電工技能與實(shí)訓(xùn)第2版
一、人工智能
人工智能(Artificial Intelligence,縮寫為AI),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)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它試圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器,該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。養(yǎng)老服務(wù)業(yè)人工智能的應(yīng)用主要體現(xiàn)在家居掃地機(jī)器人、語音溝通服務(wù)、家庭體檢、藥物使用建議、家居廚師、家居智能陪伴服務(wù)。
二、養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)“人工智能化”
人工智能上升為國家高級戰(zhàn)略后,國家發(fā)展服務(wù)性制造和生產(chǎn)性制造,同時(shí)盡可能的通過服務(wù)業(yè)的再造和完善,改進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)揮技術(shù)、人才、產(chǎn)業(yè)的對接聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。人、機(jī)器、智能機(jī)器將共生共存,成為養(yǎng)老服務(wù)工具的新常態(tài)。未來的養(yǎng)老服務(wù)人才不是笨干、累干、苦干,而是實(shí)干+巧干,實(shí)現(xiàn)腦力勞動(dòng)的智能機(jī)械化,盡可能地減少人力的倦怠感,提高服務(wù)效率、質(zhì)量和速度。智能化,體現(xiàn)在養(yǎng)老服務(wù)人才應(yīng)具備傳播人工智能基礎(chǔ)知識(shí),客觀了解人工智能,有效實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、智能機(jī)器的有效配對組合應(yīng)用,充分發(fā)揮智能機(jī)器的保健醫(yī)生、保姆、玩伴、老伴、子女多重功能,倡議自養(yǎng)老。
三、人工智能養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)模式
(一)廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育模式――音像媒體
配備養(yǎng)生、人工智能國內(nèi)一流專家,發(fā)揮國家音像媒體的作用,將人工智能家居應(yīng)用的途徑、方式、手段通過網(wǎng)絡(luò)微視頻的形式進(jìn)行普及。發(fā)揮社區(qū)教育指導(dǎo)中心、社區(qū)大學(xué)和社區(qū)教育學(xué)院、社區(qū)學(xué)校、社區(qū)學(xué)習(xí)站四級社區(qū)教育辦學(xué)網(wǎng)絡(luò)體系的作用,建立社會(huì)養(yǎng)老大學(xué),使老年人自己會(huì)應(yīng)用人工智能,減低對子女的時(shí)間依賴。
(二)公眾號(hào)社會(huì)宣傳普及模式――微媒體
國家、企業(yè)、社區(qū)應(yīng)建立專題公眾號(hào)進(jìn)行微媒體培訓(xùn)。從國家層面,要建立人工智能養(yǎng)老服務(wù)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展歷程方面的公眾號(hào);從企業(yè)層面,要建立人工智能機(jī)器人養(yǎng)老服務(wù)應(yīng)用說明類的公眾號(hào);從社區(qū)層面,要基于一些鰥寡孤獨(dú)建立社群委托服務(wù)型人工智能服務(wù)策略的公眾號(hào)。
(三)職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)模式――專題高端培訓(xùn)
目前,人工智能服務(wù)還不能完全普及,故而職業(yè)技術(shù)學(xué)院的后備人才首先要建立自我提升的潛意識(shí),此外,職業(yè)技術(shù)學(xué)院自身要引進(jìn)國內(nèi)外的人工智能專家,進(jìn)行家庭陪護(hù)、游戲娛樂、醫(yī)療、做飯、洗衣、洗漱、保健、鍛煉等多重人工智能方面的高端培訓(xùn)。
(四)民政部門、老齡委聯(lián)合推廣模式――社會(huì)傳媒
作為養(yǎng)老服務(wù)的主管部門,民政部門和老齡委要利用廣播、電視、報(bào)紙、雜志等對人工智能的發(fā)展趨勢、前景、作用、功能、效益、方式進(jìn)行宣傳。民政部門要側(cè)重于養(yǎng)老服務(wù)的社區(qū)組織協(xié)調(diào),老齡委要側(cè)重于制度、規(guī)定、采購人工智能機(jī)器方面的政策優(yōu)惠的制定。
(五)社會(huì)民間家政服務(wù)組織培養(yǎng)模式――養(yǎng)老院、福利院自組織模式
民間社會(huì)力量建立有養(yǎng)老院、福利院,這就對相關(guān)服務(wù)人員的素養(yǎng)提出了時(shí)代性的要求。其一,人的社會(huì)角色多,時(shí)間、精力、體力有限;其二,人工智能是趨勢,必須適應(yīng)并學(xué)會(huì)使用;其三,要加強(qiáng)前瞻性人才培養(yǎng),解決勞動(dòng)倦怠問題,即民間組織自己解決自己的問題,通過人工智能,減少雇員,降低勞動(dòng)力雇傭成本。
四、人工智能養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
(一)廣播電視大學(xué)養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
依托遠(yuǎn)程教育系統(tǒng),發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的作用,將人工智能的技能培訓(xùn)與社區(qū)教育、社會(huì)養(yǎng)老大學(xué)的建設(shè)并舉;發(fā)揮廣播電視大學(xué)的社會(huì)服務(wù)功能,與人工智能機(jī)器生產(chǎn)企業(yè)搭建戰(zhàn)略伙伴關(guān)系;積極推進(jìn)產(chǎn)培用一體化建設(shè),形成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)特色模塊;推出廣播電視大學(xué)養(yǎng)老服務(wù)精品課教程,以優(yōu)質(zhì)教育品牌打開培訓(xùn)窗口。
(二)人工智能機(jī)器制造企業(yè)養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
基于居家養(yǎng)老的社會(huì)需求利益取向,把脈居家老人和其子女的時(shí)間要求,積極開發(fā)、完善人工智能機(jī)器的特殊功能,加大資金投入力度,特別加強(qiáng)對情感交互、圖像識(shí)別、語音功能的完善;重點(diǎn)做好人工智能機(jī)器使用說明,要具有便捷實(shí)用性的操作指南,方便人們學(xué)習(xí)。
(三)職業(yè)技術(shù)學(xué)院養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為專職教育機(jī)構(gòu),首先,要提前與職業(yè)高中接軌,進(jìn)行專職意向高中生的錄取,為養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)獲取意向生。其次,要突出人才培養(yǎng)的實(shí)踐應(yīng)用性,購置高端智能機(jī)器,讓學(xué)生能夠迅速掌握技能,并且能夠進(jìn)行社會(huì)的二次培訓(xùn),對購置的智能機(jī)器進(jìn)行租賃和應(yīng)用培訓(xùn)。
(四)民政部門、老齡委養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
民政部門和老齡委要培養(yǎng)高級管理人才,建立養(yǎng)老服務(wù)人才智庫,積極推進(jìn)國家、企業(yè)、社會(huì)的養(yǎng)老服務(wù)人才人工智能化聯(lián)動(dòng)培養(yǎng);加大對家庭貧困并且有意向致力于養(yǎng)老服務(wù)的青年才俊的培養(yǎng)支持力度;對人工智能養(yǎng)老服務(wù)高端研發(fā)海歸人才給予政策優(yōu)待;建立城市養(yǎng)老服務(wù)專家群組,定期召開學(xué)術(shù)研討會(huì)議,增進(jìn)智慧交流。
(五)社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)人才培養(yǎng)對策
社區(qū)要加強(qiáng)人工智能養(yǎng)老服務(wù)人才的典型宣傳,利用宣傳畫的形式傳播人工智能應(yīng)用的優(yōu)勢;積極打造人工智能特色服務(wù)團(tuán)隊(duì),開展社區(qū)公益性專題培訓(xùn),并募集資金購置人工智能機(jī)器為特殊群體獻(xiàn)愛心;努力構(gòu)建人工智能養(yǎng)老社區(qū),采用人工智能的形式鼓勵(lì)老年人進(jìn)行文體娛樂,增強(qiáng)體質(zhì)。
總的來說,在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社,人工智能技術(shù)的普及給養(yǎng)老服務(wù)帶來了巨大的便捷。隨之而來的人工智能化養(yǎng)老服務(wù)人才的培養(yǎng)成為了發(fā)揮人工智能養(yǎng)老服務(wù)效用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要培養(yǎng)人工智能化養(yǎng)老服務(wù)人才,可以從遠(yuǎn)程教育、社會(huì)宣傳普及、學(xué)院培訓(xùn)、政府推廣等模式入手,實(shí)現(xiàn)人工智能化養(yǎng)老人才培養(yǎng)模式的多元化。同時(shí),開展遠(yuǎn)程教育的過程中運(yùn)用產(chǎn)品一體化模式,在滿足老人需求的基礎(chǔ)上提升人工智能設(shè)備的人性化操作,重點(diǎn)開展職業(yè)技術(shù)院校的人才培養(yǎng)方式,與民政部門開展緊密合作,積極培養(yǎng)人工智能化養(yǎng)老服務(wù)人才。社區(qū)方面強(qiáng)化人才的教育宣傳工作,全力搭建人工智能養(yǎng)老社區(qū)。
關(guān)鍵詞:人工智能;機(jī)器學(xué)習(xí);教育應(yīng)用
一、前言
當(dāng)前的人工智能雖然還不夠完善但其在人類的發(fā)展進(jìn)程中起到了巨大的作用。因?yàn)槠渚哂辛顺瑥?qiáng)的學(xué)習(xí)和分析的能力,在個(gè)人以及人工智能較量的過程中人工智能一直都是處在領(lǐng)先的地位,為此可以利用到人工智能來促進(jìn)到人類社會(huì)的快速發(fā)展。
二、相關(guān)概念闡述
人工智能又稱AI,是模擬物種智能應(yīng)用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和科學(xué)。機(jī)器智能的科研市場領(lǐng)域包括各種圖像和語言結(jié)構(gòu)的快速識(shí)別,以及使用語言直接處理和服務(wù)機(jī)器人。它不僅相當(dāng)于人類行為的智能,還可以系統(tǒng)地模擬物種的思維,并將在幾年內(nèi)超越歷史上的物種。在未來,機(jī)器人不斷學(xué)習(xí),以使仿人機(jī)器人模仿人類的學(xué)習(xí)方式,在這一過程,獲得新的各種知識(shí),智能機(jī)器人的學(xué)習(xí)過程更快,可以實(shí)現(xiàn)對海量綜合數(shù)據(jù)的深入分析。此外,人工智能機(jī)器人不僅可以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果,而且具有獨(dú)特且更快的信號(hào)傳輸速率。許多科學(xué)家有能力超越人類自身。在深入思考核心問題時(shí),實(shí)際上,很多人因?yàn)闄C(jī)器人是人類設(shè)計(jì)的,所以不可能超越人類的歷史,但是人工智能機(jī)器人可能具有集成的學(xué)習(xí)功能,因此這種可能性將變得非常大。人工智能機(jī)器人具有繼續(xù)學(xué)習(xí)技術(shù)的能力,沒有人能夠預(yù)測學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)后的整體智能水平。
三、人工智能視域下機(jī)器人學(xué)習(xí)的適切性
在當(dāng)前的文化和教育生活環(huán)境中,由于智能教育的興起,大數(shù)據(jù)情境系統(tǒng)功能可以為學(xué)生綜合分析和選擇各種類型的信息,從而重用具有潛在影響的知識(shí)可以促進(jìn)智能教育的發(fā)展。智能機(jī)器人繼續(xù)學(xué)習(xí),但借助計(jì)算機(jī)來分析綜合數(shù)據(jù),例如,以完全掌握規(guī)則并進(jìn)行非常有效的分析和預(yù)測??梢钥闯觯瑱C(jī)器人正為人類智能教育而學(xué)習(xí)更有益。在教育中,信息化的進(jìn)程在今天的時(shí)代,智能教育無疑已經(jīng)成為吸引學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的重要因素。將學(xué)習(xí)與先進(jìn)技術(shù)核心技術(shù)結(jié)合起來的方法有很多。人工智能機(jī)器人必然會(huì)給文化教育生態(tài)系統(tǒng)帶來幫助。向人工智能機(jī)器人學(xué)習(xí)的方式很多,學(xué)校教師可以提高和教育的整體質(zhì)量和效率,學(xué)生也可以贏得符合自身市場需求的學(xué)習(xí)服務(wù),這有助于減輕學(xué)生和家長的負(fù)擔(dān)。
四、人工智能視域下機(jī)器人學(xué)習(xí)的應(yīng)用創(chuàng)新研究
從人工智能技術(shù)的角度來看,智能機(jī)器人學(xué)習(xí)是目前世界上最先進(jìn)的技術(shù)。大數(shù)據(jù)在教育相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用具有很好的業(yè)務(wù)前景。人工智能機(jī)器人持續(xù)學(xué)習(xí)的應(yīng)用可以幫助一些學(xué)生實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。
(一)機(jī)器人學(xué)習(xí)與教育之間的融合僅從當(dāng)前的現(xiàn)象來看,大多數(shù)教師不了解核心技術(shù),而了解該技術(shù)的人也不了解教育,這很容易導(dǎo)致無法在教育與核心之間形成良好的關(guān)系。因?yàn)榧夹g(shù)研發(fā)人員不了解教育,所以不能從教育的多個(gè)角度審視開發(fā)過程,優(yōu)秀的教師也不能從技術(shù)角度回應(yīng)數(shù)據(jù)的全面發(fā)展。在人工智能開發(fā)領(lǐng)域,機(jī)器人應(yīng)該深入地整合到學(xué)習(xí)和教育中。組織技術(shù)實(shí)施和教育核心領(lǐng)域的相關(guān)人員進(jìn)行直接溝通和交流,使人工智能機(jī)器人在學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中能夠更充分地認(rèn)識(shí)到技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)人員的過程。
(二)機(jī)器人學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)場景方面的應(yīng)用人工智能在學(xué)校教育領(lǐng)域的應(yīng)用,因其未來的發(fā)展趨勢而呈現(xiàn)出明顯的趨勢。然而,隨著學(xué)校教育核心領(lǐng)域的許多專業(yè)學(xué)科的介入,對學(xué)習(xí)人工智能機(jī)器人的要求將越來越高。當(dāng)你開始學(xué)習(xí)同一個(gè)主題時(shí),需要在同一個(gè)應(yīng)用程序中逐步建立不同的場景。這對機(jī)器人來說更難在未來繼續(xù)學(xué)習(xí),但也是最值得創(chuàng)新的。仿人機(jī)器人普遍對大量綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析,分析每個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容主題的特點(diǎn)和各部分學(xué)生的特點(diǎn),并采取相應(yīng)的更有針對性的基本教學(xué)方法,提高同學(xué)教育的速度和效率。
(三)機(jī)器人學(xué)習(xí)對于智慧環(huán)境創(chuàng)新方面的應(yīng)用首先,由于文化教育市場中的數(shù)據(jù)種類繁多且缺乏正常秩序,這也增加了在大型集成數(shù)據(jù)系統(tǒng)中分析和處理文化和教育數(shù)據(jù)的難度。其次,在隨后的數(shù)據(jù)處理過程中,隨著時(shí)間的推移會(huì)遇到數(shù)據(jù)隱私問題,如何保護(hù)數(shù)據(jù)隱私是另一個(gè)需要注意的關(guān)鍵問題。因此,在教育的相關(guān)領(lǐng)域,大綜合數(shù)據(jù)的后續(xù)處理以改善文化教育和質(zhì)量,并確保在教育中最終數(shù)據(jù)的合理使用,必須在許多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)與合作,從而促進(jìn)共享的合法性。最后,必須有效地確??梢蚤L期保持教育中的數(shù)據(jù)情況并實(shí)現(xiàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化。有可能實(shí)現(xiàn)最終數(shù)據(jù)的統(tǒng)一,這將大大降低全面數(shù)據(jù)交換的總體成本,并努力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成。數(shù)據(jù)的最終數(shù)據(jù)主要是由于目標(biāo)學(xué)生的地區(qū)差異,以滿足同一學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的不同需求。
關(guān)鍵詞:人工智能;教育;應(yīng)用;問題
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)03-0159-02
人工智能是研究如何構(gòu)造智能機(jī)器(智能計(jì)算機(jī))或智能系統(tǒng),使其模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。隨著人工智能的理論與技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,其在教育領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也越來越受到重視,并取得了一定的研究成果。
一、人工智能教育應(yīng)用的主要形式
人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用的最直接結(jié)果就是誕生了智能教學(xué)系統(tǒng)。智能教學(xué)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)為基礎(chǔ)而興起的,它是以學(xué)生為中心,以計(jì)算機(jī)為媒介,利用計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)專家的思維過程而形成的開放式人機(jī)交互系統(tǒng)。目前,智能教學(xué)系統(tǒng)已成為人工智能在教育中應(yīng)用的主要形式。智能教學(xué)系統(tǒng)主要是在知識(shí)表示、推理方法和自然語言理解等方面應(yīng)用了人工智能原理。由于它綜合了知識(shí)專家、教師與學(xué)生三者的活動(dòng),因此,與之相對應(yīng)的,智能教學(xué)系統(tǒng)一般分成知識(shí)庫、教學(xué)策略和學(xué)生模型三個(gè)基本模塊,再加上一個(gè)自然語言智能接口。智能教學(xué)系統(tǒng)的功能具體來說有以下幾條:了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知特點(diǎn)和當(dāng)前知識(shí)水平;能根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,并可對學(xué)生進(jìn)行有針對性的個(gè)別指導(dǎo);允許學(xué)生用自然語言與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)師”進(jìn)行人機(jī)對話。智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要有計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí),還需要有教育科學(xué)的理論指導(dǎo)。
二、人工智能在教育中應(yīng)用的局限性分析
1.阻礙人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素。在人工智能的發(fā)展中,一直存在著對“計(jì)算機(jī)是否能代替人腦甚至超過人腦”的問題的討論,實(shí)際上,以電子計(jì)算機(jī)為主要工具模擬人的某些思維活動(dòng)而產(chǎn)生的人工智能是有局限的。①計(jì)算機(jī)處理問題的根本原理。要計(jì)算機(jī)解決某種問題,有三個(gè)基本的前提:必須把問題形式化;問題還必須是可計(jì)算的,即要有一定的算法;問題必須有合理的復(fù)雜度,即要避免指數(shù)爆炸。由于人的智能活動(dòng)不能完全形式化,因此,機(jī)器就不能將人腦的智力活動(dòng)全部復(fù)制出來。電子計(jì)算機(jī)最終只能把握0、1這兩個(gè)開關(guān)代碼,遇到不能形式化、不能找到算法或不能程序化的任務(wù),計(jì)算機(jī)則難以執(zhí)行。②人和機(jī)器之間的根本區(qū)別。智能模擬利用了人和機(jī)器的共性,即兩者都是一個(gè)信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng),但兩者之間存在著不容忽視的本質(zhì)區(qū)別。智能模擬與天然智能屬于兩種不同的進(jìn)化系統(tǒng),人類的智能是人類社會(huì)實(shí)踐的產(chǎn)物,機(jī)器的智能是機(jī)械制造的結(jié)果。大腦和電腦的組織結(jié)構(gòu)也不相同,兩者屬于兩種不同的運(yùn)動(dòng)過程,前者是復(fù)雜的生理--心理過程,后者是機(jī)械--物理過程。智能模擬可以在局部上超過天然智能,但是,模擬的根本方法是功能模擬法,兩個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和實(shí)際過程上是不一樣的。智能模擬不具有人的思維的社會(huì)性,不具有主觀世界。
2.人工智能在教育中應(yīng)用的局限。就目前人工智能的發(fā)展水平以及人工智能本身的特點(diǎn)而言,它在教育中的應(yīng)用也是有其局限性的。①與學(xué)生之間無法暢通交流。教育本質(zhì)上是一種“交互”活動(dòng),而智能教學(xué)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)最充分、最真實(shí)的交互。目前自然語言理解的研究成果非常有限,遠(yuǎn)不能達(dá)到人人交流的要求。此外,就態(tài)度、品德、情感等教育問題而言,機(jī)器只能通過學(xué)生輸入計(jì)算機(jī)的信息來判斷其掌握和內(nèi)化程度,而無法像人類教師通過自然狀態(tài)的交流和觀察來判斷學(xué)生的真實(shí)情況,因此,“機(jī)器智能”很容易被蒙蔽“雙眼”,無法做到像人與人之間那樣自然暢通的交流。②決策和推理機(jī)制不完善。智能教學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵智能所在是其決策和推理機(jī)制,即“教學(xué)策略”模塊根據(jù)不同學(xué)生的具體情況通過推理做出靈活決策,這種決策基于學(xué)生模塊提供的有關(guān)學(xué)生的知識(shí)水平、認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)風(fēng)格,而這些不能完全被形式化。同時(shí),隨著教育理念的不斷更新以及教學(xué)模式和教學(xué)方法的不斷改進(jìn),系統(tǒng)所應(yīng)用的教學(xué)策略模塊用于評估和判斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程的能力是有限的。③人工智能并非適合所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類,學(xué)習(xí)分為言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度五類。言語信息分為符號(hào)學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識(shí)學(xué)習(xí),這些屬于可形式化內(nèi)容,適用于智能教學(xué)系統(tǒng);智慧技能分為辨別、具體概念、定義性概念、規(guī)則和高級規(guī)則,其中前四項(xiàng)屬于可形式化內(nèi)容,適用于智能教學(xué)系統(tǒng),而高級規(guī)則屬于復(fù)雜――形式化內(nèi)容,部分內(nèi)容不適用于智能教學(xué)系統(tǒng);動(dòng)作技能和態(tài)度領(lǐng)域的學(xué)習(xí),在其認(rèn)知成分中可以使用智能教學(xué)系統(tǒng),但情感和行為成分等非形式化內(nèi)容,則難以用智能教學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。因此,并不是所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域都適用于智能教學(xué)系統(tǒng)。智能教學(xué)系統(tǒng)在教育中應(yīng)用的重點(diǎn)應(yīng)放在認(rèn)知領(lǐng)域中的符號(hào)學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識(shí)學(xué)習(xí)、辨別、具體概念、定義性概念以及規(guī)則這些學(xué)習(xí)內(nèi)容上。
三、人工智能教育應(yīng)用的發(fā)展方向
近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及現(xiàn)代教育教學(xué)理論的發(fā)展,人工智能在教育中應(yīng)用的發(fā)展呈現(xiàn)出以下幾個(gè)趨勢。
1.開始突破單一的個(gè)別化教學(xué)模式。長期以來,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和智能教學(xué)系統(tǒng)都是強(qiáng)調(diào)個(gè)別化教學(xué)模式,這種模式在發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和進(jìn)行因人而異的指導(dǎo)等方面確實(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)。但是,隨著認(rèn)知學(xué)習(xí)理論研究的進(jìn)展,人們發(fā)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和智能教學(xué)系統(tǒng)中只強(qiáng)調(diào)個(gè)別化是不夠的,在某些場合(例如問題求解)采用協(xié)作方式往往更能奏效。因此,近年來在智能教學(xué)系統(tǒng)中,協(xié)作型教學(xué)模式得到越來越多的重視和研究。
2.智能教學(xué)系統(tǒng)日益與超媒體技術(shù)相結(jié)合。超媒體系統(tǒng)具有良好的開發(fā)環(huán)境、靈活方便的用戶界面以及圖、文、聲并茂的特點(diǎn),而且其信息的組織方式與人類認(rèn)知的聯(lián)想記憶習(xí)慣相符,已成為目前一種最理想的信息載體和最有效的信息組織與信息管理技術(shù),在許多領(lǐng)域尤其是教育領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。把超媒體技術(shù)引入智能教學(xué)系統(tǒng),從而發(fā)展成為智能超媒體輔助教學(xué)系統(tǒng),可以大大改善計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而顯著提高教學(xué)效果。
3.智能教學(xué)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系日益密切。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和普及為遠(yuǎn)程教育和終身教育提供了一個(gè)良好的空間。當(dāng)前,智能教學(xué)與多媒體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為人工智能在教育中應(yīng)用的一個(gè)勢不可擋的發(fā)展趨勢。
4.傳統(tǒng)人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊決策機(jī)制相結(jié)合。傳統(tǒng)人工智能從宏觀角度開展認(rèn)知模擬,可以部分地模擬人類的邏輯思維過程,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊決策機(jī)制從微觀方面進(jìn)行認(rèn)知模擬,著力實(shí)現(xiàn)模仿人類右腦的模糊處理功能和整個(gè)大腦的并行化處理功能。今后將探索一種新的智能處理模型:把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊決策機(jī)制和符號(hào)專家系統(tǒng)的推理能力結(jié)合起來,利用多重知識(shí)源、多種模型進(jìn)行復(fù)合協(xié)同處理。如果上述技術(shù)能夠成熟運(yùn)用,那將對人工智能的發(fā)展及其在教育中的應(yīng)用起到?jīng)Q定性的作用。
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關(guān)鍵詞:新工科;人工智能導(dǎo)論;實(shí)踐教學(xué);校企合作;案例庫
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展,為了應(yīng)對中國產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命,適應(yīng)“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展,同時(shí)將國際工程教育思想本土化,“新工科”應(yīng)運(yùn)而生[1]。信息技術(shù)發(fā)展催生出了人工智能相關(guān)的專業(yè),國內(nèi)高校紛紛設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。近年來,人工智能技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著人類社會(huì)正逐漸走進(jìn)智能社會(huì),人工智能將深刻影響人類社會(huì)。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展,高等教育的價(jià)值也將進(jìn)一步提高[2]。因此,各高校應(yīng)盡快建立與新工科相一致的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),并深入研究我國人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及成果轉(zhuǎn)化等方法,改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學(xué)方法,形成有新工科特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學(xué)科劃分的,因此,目前的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系以理論為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程,同時(shí)也是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的課程。但是,目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實(shí)踐課程不足、教材理論過強(qiáng)、教學(xué)模式老舊及實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)需求不適應(yīng)等問題。尤其是人工智能導(dǎo)論課程,缺乏實(shí)踐教學(xué)將會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣和積極性。因此,為了解決這些問題,并使高校跟上人工智能時(shí)代的腳步,抓住高等教育發(fā)展的新機(jī)遇,進(jìn)行面向新工科的人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式探索具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1人工智能對新工科人才的新要求
1.1具備多學(xué)科交叉知識(shí)。人工智能導(dǎo)論是一個(gè)多個(gè)學(xué)科交叉而成的一門課程。人工智能導(dǎo)論主要包括知識(shí)系統(tǒng)、智能搜索技術(shù)、腦科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、專家系統(tǒng)、智能計(jì)算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此,一個(gè)合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學(xué)科知識(shí)。1.2具備多領(lǐng)域應(yīng)用能力。人工智能導(dǎo)論的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會(huì)生活的各個(gè)行業(yè)(如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會(huì)治安、交通領(lǐng)域及服務(wù)業(yè)等)[5]。人工智能導(dǎo)論課程要求學(xué)生在學(xué)好理論前提下也應(yīng)該掌握各行業(yè)的相關(guān)知識(shí),只有這樣才能提高人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展成為了我國現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量,人工智能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號(hào)角下,人工智能技術(shù)作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程中的一個(gè)大趨勢。因此,當(dāng)今新形勢下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義。1.4具備人工智能人文素養(yǎng)。人的內(nèi)在品質(zhì)就是人文素養(yǎng),人文科學(xué)的知識(shí)水平和研究能力是人文素養(yǎng)的重要組成部分,人文素養(yǎng)是人文科學(xué)體現(xiàn)出來的以人為研究對象和中心的精神[6]。人工智能對人類社會(huì)帶來的是便利還是帶來災(zāi)難,關(guān)鍵是使用者的思想道德和人文素養(yǎng)。因此,培養(yǎng)具有人文精神的人工智能專業(yè)人才具有重要的意義。
2人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前,許多高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)和學(xué)生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學(xué)科力量薄弱情況下進(jìn)行人工智能導(dǎo)論的實(shí)踐教學(xué)。目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在的問題如下:⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來,隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術(shù)的快速發(fā)展,也帶動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異。對于高校來說,要緊跟人工智能技術(shù)前沿,傳授學(xué)生的知識(shí)也要緊跟人工智能的發(fā)展。目前,雖然也出現(xiàn)了不少新的人工智能導(dǎo)論教材,但在課堂上能夠教學(xué)的新內(nèi)容仍然不多,教材內(nèi)容仍然集中在傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)(如問題求解、知識(shí)表示、歸結(jié)原理及經(jīng)典推理等技術(shù))上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導(dǎo)論課程應(yīng)作為本科生課程的一個(gè)延續(xù),但部分高校對研究生人工智能導(dǎo)論課程的教學(xué)重視不夠。很多本科生已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容在研究生階段又進(jìn)行了重復(fù)。因此,在新工科背景下培養(yǎng)高層次的人工智能人才,就必須要在研究生階段加強(qiáng)新工科人才實(shí)踐能力的培養(yǎng),選擇合理的人工智能導(dǎo)論課程,改革研究生階段人工智能導(dǎo)論的教學(xué)理念和教學(xué)模式。⑶實(shí)踐課程不足。實(shí)踐教學(xué)是提高人工智能新工科人才能力的重要路徑。目前,大多數(shù)院校的人工智能導(dǎo)論課程理論與實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密,對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不夠,只知道理論,而不進(jìn)行實(shí)際的實(shí)踐應(yīng)用就不能成為合格的人工智能新工科人才。另外,大多數(shù)地方高校的人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足,實(shí)驗(yàn)條件差,驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)較多,實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足,學(xué)生對人工智能新技術(shù)的接觸不夠。⑷人工智能導(dǎo)論教材理論性過強(qiáng)。目前,現(xiàn)有的人工智能導(dǎo)論教材以理論為主,缺乏人工智能實(shí)踐內(nèi)容。在課程教學(xué)過程中學(xué)生經(jīng)常會(huì)感覺索然無味,當(dāng)實(shí)踐課程開設(shè)不足時(shí),這種情況會(huì)非常明顯。學(xué)生會(huì)漸漸的對人工智能導(dǎo)論課程失去興趣和熱情,最終會(huì)導(dǎo)致課程的教學(xué)質(zhì)量和效果下降,不能達(dá)到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預(yù)期。⑸教學(xué)模式老舊。人工智能導(dǎo)論是多學(xué)科交叉的課程,課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象、多知識(shí)點(diǎn)是新工科的特點(diǎn)。然而,大多數(shù)地方高校仍然采用過去的課堂教學(xué)模式(即“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式),這種單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式以教師為主,學(xué)生的主動(dòng)性不夠,只是在被動(dòng)接收知識(shí)。學(xué)校這種重視理論不重視實(shí)踐的教學(xué)模式,在一定程度上影響了新工科人才的實(shí)踐能力,從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)社會(huì)需求脫節(jié)。
3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)初探
3.1人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。為了提高學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的興趣,南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在人工智能導(dǎo)論授課過程中廣泛應(yīng)用多種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),如采用開源的PaddlePaddle百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺(tái),希冀一體化人工智能實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)及大數(shù)據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。教師可以在實(shí)踐教學(xué)過程中方便的使用這些平臺(tái)進(jìn)行授課,學(xué)生也可以在課堂中跟隨老師完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),并能夠在課下進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)練習(xí)及提交作業(yè)。3.2人工智能導(dǎo)論課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)過程中,以學(xué)生興趣為導(dǎo)向,開展相關(guān)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn),南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對人工智能導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實(shí)驗(yàn)課程包括搜索優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)、智能計(jì)算實(shí)現(xiàn)、貝葉斯分類實(shí)驗(yàn)、最近鄰算法實(shí)驗(yàn)、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。最后,通過期末課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式改革。⑴校企合作為使人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)不與企業(yè)脫節(jié),校企合作是關(guān)鍵。應(yīng)積極派遣教師進(jìn)企業(yè)進(jìn)修,了解企業(yè)需求,并提高教師的工程能力。從2018年以來,南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院每年暑假期間累積派遣教師58人/次前往百度、中興、科大訊飛、神舟數(shù)碼及江蘇傳智播客公司等進(jìn)修培訓(xùn)。同時(shí)已經(jīng)在固定時(shí)間邀請相關(guān)企業(yè)講師到學(xué)校進(jìn)行人工智能方面的項(xiàng)目教學(xué)。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊(duì)伍及校企協(xié)調(diào)的實(shí)踐教學(xué)模式,從而避免人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐與企業(yè)實(shí)際脫節(jié)。⑵“雙導(dǎo)師”負(fù)責(zé)制人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程實(shí)行“雙導(dǎo)師”制,邀請企業(yè)中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人才任教或任職,校企合作建立實(shí)踐教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì),改革教學(xué)策略及教學(xué)方法,以項(xiàng)目為牽引,將人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程作為第二課堂學(xué)分。還要積極制定人工智能相關(guān)的科技作品競賽的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,積極引導(dǎo)學(xué)生參加各種人工智能相關(guān)的比賽,從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。⑶采用案例教學(xué)法以案例導(dǎo)入進(jìn)行教學(xué),提高學(xué)生興趣。首先,從人工智能競賽的部分賽事中、(如百度的人工智能大賽,“2020年全國人工智能大賽”,“2020中國高校計(jì)算機(jī)大賽人工智能創(chuàng)意賽”等)中選取貼近實(shí)際問題的案例作為人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程的案例來源。然后,采用目前主流的人工智能開發(fā)軟件進(jìn)行算法代碼的編寫,引導(dǎo)學(xué)生采用Python語言調(diào)用第三方接口庫進(jìn)行算法的實(shí)現(xiàn)。最后,讓學(xué)生使用主流的編程語言(如C++、Java等)開發(fā)完善算法或進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
4結(jié)束語
在新工科背景下,人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)注重提高學(xué)生解決問題的能力。在這種背景下,筆者結(jié)合近年來了解到的企業(yè)需求和上課的實(shí)際,對人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行初探,具體如下:①校企合作,構(gòu)建人工智能實(shí)踐平臺(tái);②建立案例庫,優(yōu)化實(shí)踐的內(nèi)容;③校企“雙導(dǎo)師”制,采用案例教學(xué),從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。
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關(guān)鍵詞:人工智能;高職;技能培訓(xùn)
一、人工智能概述
人工智能(Anificail Intelligence)是指利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與自動(dòng)化處理的技術(shù),讓計(jì)算機(jī)能夠模擬與擴(kuò)展某些人類特定智能的學(xué)科,最近幾年來發(fā)展非常迅猛,在智能接口,數(shù)據(jù)挖掘,主體系統(tǒng)等方面取得了豐碩的成果。智能接口技術(shù)是研究如何實(shí)現(xiàn)人類與機(jī)器的便利溝通,現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了文字,語音,自然語言理解等方面實(shí)用化的功能。數(shù)據(jù)挖掘則是如何從大量不完備的數(shù)據(jù)中自動(dòng)生成可應(yīng)用的知識(shí)的技術(shù),在大數(shù)據(jù)時(shí)代里將會(huì)有非常廣泛的應(yīng)用;主體系統(tǒng)則是指的讓計(jì)算機(jī)具備愿望,能力,選擇等心智狀態(tài)的實(shí)體,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自主性。從當(dāng)前的應(yīng)用發(fā)展趨勢來看,在未來的5~10年內(nèi),人工智能將會(huì)應(yīng)用在教育,醫(yī)療,管理,生產(chǎn)等絕大多數(shù)的社會(huì)領(lǐng)域中,將推動(dòng)社會(huì)的全面發(fā)展與進(jìn)步。在本文中,作者將以高職技能教育為切面,分析人工智能在該領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的前景,并提出建立一套基于人工智能的高等職業(yè)技術(shù)輔助教學(xué)系統(tǒng)的思路,方便進(jìn)行人工智能應(yīng)用的相關(guān)人士研究與借鑒。
二、人工智能在高職教育教學(xué)領(lǐng)域的典型應(yīng)用及其不足
將人工智能應(yīng)用到教育方面是很久以來的教育現(xiàn)代化的熱點(diǎn),從最近幾年來的人工智能在教育方面的應(yīng)用來看,主要有三種應(yīng)用的層面:一是智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ICAI),它是將人工智能的技術(shù)引入至CAI系統(tǒng)中來,實(shí)現(xiàn)更加智能化的教學(xué)支持,減輕教師的工作量。二是智能,即讓某些特定的課程與教學(xué)的內(nèi)容,由人工智能來取代教師進(jìn)行授課,即時(shí)答疑,提高教學(xué)的效率;三是智能數(shù)據(jù)庫,對于課程相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用人工智能的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,提高數(shù)據(jù)庫的訪問速度與交互功能,便于快速搜索與整理數(shù)據(jù)。但是對于高等職業(yè)技能教學(xué)來說,上述的三大應(yīng)用領(lǐng)域還有些不夠契合,主要體現(xiàn)在如下的方面:
(1)對于學(xué)習(xí)者的活動(dòng)流程的監(jiān)控與記錄能力不夠。傳統(tǒng)的CAI系統(tǒng),側(cè)重于對理論思維知識(shí)的輔助教學(xué),而對于學(xué)習(xí)者的身體活動(dòng)的記錄能力不佳,這樣無法即時(shí)準(zhǔn)確地保存技能學(xué)習(xí)過程中與身體活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。眾所周知,技能的教學(xué)是與學(xué)習(xí)者身體的活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的,行動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取量不足就會(huì)導(dǎo)致無法對學(xué)習(xí)者的技能及其效果進(jìn)行評估與糾偏。
(2)與使用者的交互功能不佳。傳統(tǒng)的人工智能交互是文本與圖像,雖然簡單直觀但形式單一,還無法通過生動(dòng)的語音和動(dòng)作與使用者進(jìn)行交互。這樣在教學(xué)輔助方面的效果不盡如人意。
(3)智能水平有待于提升。現(xiàn)代的人工智能輔助系統(tǒng),雖然已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)的排序、統(tǒng)計(jì)、匯總等簡單的操作,但是離真正智能化的工作還有一定的差距。系統(tǒng)無法根據(jù)學(xué)生操作的具體情況做出個(gè)性化的情況統(tǒng)計(jì)分析,提出個(gè)性化的建議。在即時(shí)交互方面也還有很大的提升空間。
三、高職技能輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
針對上述教學(xué)人工智能應(yīng)用的不足,結(jié)合高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的教學(xué)情況,特地提出一套人工智能輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路:
(1)使用高級的智能接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)的采集。
智能接口是為建立和諧的人機(jī)交互環(huán)境,使得人與機(jī)器之間的交流像人與人之間的交流一樣自然和方便。學(xué)習(xí)者在進(jìn)行練習(xí)的過程中,無法像傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式一樣將數(shù)據(jù)錄入至計(jì)算機(jī)中,而是需要智能系統(tǒng)通過攝像頭,運(yùn)動(dòng)傳感器等等高級的智能接口技術(shù)來感知學(xué)習(xí)者的活動(dòng),對活動(dòng)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì),并轉(zhuǎn)化為大數(shù)據(jù)存放至海量數(shù)據(jù)庫中。至于具體采用哪種智能接口技術(shù),需要根據(jù)具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容而定。
(2)應(yīng)用專家系統(tǒng)對于學(xué)習(xí)者在技能操作中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。專家系統(tǒng)是目前人工智能領(lǐng)域最有實(shí)效的一個(gè)領(lǐng)域,它是利用人工智能的技術(shù)讓計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)特定領(lǐng)域內(nèi)的大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)。利用它來對技能學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘,從中提煉出具有個(gè)性化的知識(shí)體系,發(fā)現(xiàn)學(xué)生與老師都沒有發(fā)覺到的某些特殊的學(xué)習(xí)狀態(tài),能夠?yàn)檫M(jìn)一步的學(xué)習(xí)反饋?zhàn)龊贸浞值臏?zhǔn)備。這樣可以使得學(xué)習(xí)的針對性更強(qiáng),效率更高。
(3)使用智能檢索與生成技術(shù)對于分析結(jié)果進(jìn)行輸出與展示。通過使用人工智能的檢索系統(tǒng),可以快速地對分析的結(jié)果進(jìn)行展示,可以利用網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境,用生動(dòng)形象的方式將結(jié)果展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者或教師面前,方便掌握學(xué)習(xí)的過程。
四、輔助教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用展望
通過應(yīng)用了上述的基于人工智能的輔助教學(xué)系統(tǒng),將對于高職院校的教學(xué)產(chǎn)生非常強(qiáng)大與積極的影響。首先,該系統(tǒng)可以將教師從重復(fù)機(jī)械的日常教學(xué)環(huán)境中解放出來,不再通過傳統(tǒng)的測驗(yàn),考試,交流等方式獲知學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),由系統(tǒng)監(jiān)控學(xué)習(xí)者在技能培訓(xùn)過程中的一舉一動(dòng),自動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的定性與定量的分析,積極地反饋給教師,從而使得教學(xué)更具備了明確的方向。其次,該系統(tǒng)也會(huì)增加技能教學(xué)的趣味性,將培訓(xùn)的活動(dòng)轉(zhuǎn)化為類似于電子競技的效果,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中隨時(shí)可以觀察到自己的學(xué)習(xí)狀態(tài),以及與其他同學(xué)的差異,更能夠培養(yǎng)自學(xué)的能力。第三,該系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的高職院校校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無縫的對接,將全院校的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的智能加工與挖掘,可以更加方便高職院校的管理工作,也可以方便地?cái)U(kuò)展成為完備的高校智能管理系統(tǒng)。
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(hào):D631.43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(huì)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(huì)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(huì)整體朝著更加良好的方向發(fā)展;其二,積極履行社會(huì)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(huì)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(huì)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(shí),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(huì)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(chǔ)、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(huì)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(shí)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(huì)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_(tái),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(huì)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(shí)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(huì)大眾能夠進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(huì)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。
人工智能專業(yè)要學(xué)哪些課程
數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程:高等數(shù)學(xué),線性代數(shù),概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過程,離散數(shù)學(xué),數(shù)值分析等。
算法基礎(chǔ)課程:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),支持向量機(jī),遺傳算法等,還有各個(gè)領(lǐng)域需要的算法,比如你要讓機(jī)器人自己在位置環(huán)境導(dǎo)航和建圖就需要研究SLAM。
人工智能是一個(gè)綜合學(xué)科,人工智能專業(yè)的主要領(lǐng)域是:機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能導(dǎo)論、圖像識(shí)別、生物演化論、自然語言處理、語義網(wǎng)、博弈論等。
人工智能專業(yè)就業(yè)方向
1、機(jī)器人設(shè)計(jì)、制作相關(guān)方向
學(xué)習(xí)人形機(jī)器人相關(guān)技術(shù)和知識(shí),可以成為當(dāng)今和以后國家急需的機(jī)器人人才,系統(tǒng)了解機(jī)器人結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和設(shè)計(jì)開發(fā),培養(yǎng)科學(xué)的工科思維方式,激發(fā)興趣、自由發(fā)揮創(chuàng)作、培養(yǎng)溝通、協(xié)調(diào)、專注能力。
2、基于AI相關(guān)知識(shí)和技能的各個(gè)工種方向
利用AI和機(jī)械臂的結(jié)合,可以培養(yǎng)動(dòng)手、制造,維護(hù)和解決問題的能力。桌面機(jī)械臂的課程,是引向人工智能技工的就業(yè)方向;AI技工需要掌握輕工業(yè)設(shè)備的使用和維護(hù)。
3、編程相關(guān)的方向
通過學(xué)習(xí)機(jī)器人編程課程,你能領(lǐng)悟或培養(yǎng)出工程結(jié)構(gòu)思維和編程思維,這也是AI時(shí)代里任何工作都需要具備的應(yīng)用技能,部分優(yōu)秀的學(xué)生還能晉級為國家都需要的人工智能高級編程人才。
4、新制造和新設(shè)計(jì)相關(guān)方向
3D打印是未來新制造的基石技術(shù), 3D打印相關(guān)技術(shù),將為你打開一扇通往新制造、新設(shè)計(jì)的就業(yè)大門。不管以后你是上班還是自主創(chuàng)業(yè),3D打印技能和思維都能助你一臂之力。
第一:智能化是未來的重要趨勢之一。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)會(huì)陸續(xù)普及應(yīng)用,在這個(gè)大背景下,智能化必然是發(fā)展趨勢之一。人工智能相關(guān)技術(shù)將首先在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開始應(yīng)用,然后陸續(xù)普及到其他行業(yè)。所以,從大的發(fā)展前景來看,人工智能相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展前景還是非常廣闊的。
第二:產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)人工智能的發(fā)展?;ヂ?lián)網(wǎng)當(dāng)前正在從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等相關(guān)技術(shù)來賦能廣大傳統(tǒng)行業(yè),人工智能作為重要的技術(shù)之一,必然會(huì)在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中釋放出大量的就業(yè)崗位。
關(guān)鍵詞:新醫(yī)科;智能醫(yī)學(xué);人才培養(yǎng)
1緒論
健康中國已上升為國家戰(zhàn)略,新醫(yī)科在我國高等教育中掀起了一陣新的改革浪潮,“智能醫(yī)學(xué)”的應(yīng)用性人才培養(yǎng)模式也隨之開啟。智能醫(yī)學(xué)工程是以現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與生物學(xué)理論為基礎(chǔ),融合先進(jìn)人工智能及工程技術(shù),挖掘人的生命和疾病現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律,探索人機(jī)協(xié)同的智能化診療方法及其臨床應(yīng)用的新興交叉學(xué)科。目前,高校在進(jìn)行醫(yī)工融合培養(yǎng)學(xué)生的指導(dǎo)過程中,存在許多問題,如醫(yī)學(xué)和工科的理論結(jié)合層面較為薄弱,多學(xué)科交叉聯(lián)合指導(dǎo)的機(jī)制不完善,成果轉(zhuǎn)化和臨床應(yīng)用性不高。實(shí)踐層面,在現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)教育模式下,醫(yī)學(xué)生缺乏全面的對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理與分析的能力。但是在智能醫(yī)學(xué)時(shí)代,對數(shù)據(jù)的處理與分析能力會(huì)成為醫(yī)生工作的重要組成部分。面向醫(yī)療健康的智能醫(yī)學(xué)工程交叉學(xué)科人才的迫切需求,智能醫(yī)學(xué)工程交叉學(xué)科的人才培養(yǎng)的機(jī)制有待完善。2019年,一些院校如南開大學(xué)和天津大學(xué)獲得教育部的審批,已經(jīng)率先實(shí)行招收智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的新生[1]。高等醫(yī)學(xué)教育對新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)認(rèn)知還處于探索階段,智能醫(yī)學(xué)工程如何實(shí)現(xiàn)醫(yī)工交叉學(xué)科的融合發(fā)展,如何獲取人才培養(yǎng)中的合適方法、模式、關(guān)鍵技術(shù)等的研究,協(xié)同醫(yī)學(xué)發(fā)展、社會(huì)需求的人才,還需要深入思考和進(jìn)一步探索。
2新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)
2.1新醫(yī)科符合醫(yī)科改革的內(nèi)在需求
隨著“健康中國2030”國家決策不斷推進(jìn),醫(yī)療健康逐漸被國家視為重要的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源,在大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)影響下,臨床應(yīng)用、疾病預(yù)測與預(yù)防、公共衛(wèi)生、循證公共衛(wèi)生決策、健康管理、健康監(jiān)測與個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)等方面的研究以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將是未來整個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域的提升方向,給智能醫(yī)學(xué)分析與決策賦予了新的意義和內(nèi)涵。
2.2醫(yī)工融合發(fā)展的必然趨勢
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療與智能醫(yī)學(xué)診療技術(shù)的深度融合,理論層面,把握新醫(yī)科背景下智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo),以臨床應(yīng)用性為導(dǎo)向,多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)相互滲透。調(diào)整醫(yī)工結(jié)合課程體系,既符合新醫(yī)科需求,又實(shí)現(xiàn)醫(yī)工融合課程模塊間的交叉互補(bǔ),體現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合特色的寬口徑學(xué)科結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)既懂醫(yī)藥科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)又懂人工智能應(yīng)用的高級復(fù)合型人才。實(shí)踐層面,精準(zhǔn)醫(yī)療與智能醫(yī)學(xué)工程技術(shù)緊密結(jié)合,利用臨床醫(yī)生在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中積累豐富的臨床經(jīng)驗(yàn),并融入到智能醫(yī)學(xué)診療模式變化中,將徹底改變現(xiàn)有診療模式。
2.3人工智能助力智能醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速革新,人工智能核心技術(shù)推動(dòng)傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)建設(shè)和醫(yī)工交叉融合。助力人才培養(yǎng)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。一是從智能醫(yī)學(xué)診療技術(shù)創(chuàng)新的角度,技術(shù)的革新引領(lǐng)人工智能與各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域深度融合,創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)或領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)模擬人腦的思維過程,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,提高醫(yī)療資源的利用率,推動(dòng)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。智能醫(yī)學(xué)診療主要包括疾病早期診斷、臨床決策支持、正確用藥、診療方案的選擇等。如KopR和HoogendoornM等探索了醫(yī)院對病人電子病歷(EMR)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)合結(jié)直腸癌預(yù)測模型,更準(zhǔn)確的預(yù)測早期直腸癌和干預(yù)治療實(shí)踐[2];HoshyarAN和Al-JumailyA等探索了醫(yī)學(xué)影像自動(dòng)診斷皮膚癌,通過數(shù)據(jù)預(yù)處理去除噪音和不必要的背景圖像,提高圖像質(zhì)量,輔助醫(yī)生進(jìn)行臨床決策[3]。二是從醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)的角度,隨著大數(shù)據(jù)、數(shù)字技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用,電子健康記錄數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長,醫(yī)療大數(shù)據(jù)來源包括醫(yī)院記錄、患者醫(yī)療記錄、醫(yī)療檢查結(jié)果和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備[4]。智能醫(yī)療系統(tǒng)具有識(shí)別、篩選和決策等智能醫(yī)療輔助功能。2017年上海計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)開發(fā)中心對醫(yī)療大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的實(shí)踐與研究[5];2018年,阿里健康與阿里云宣布共建阿里醫(yī)療大腦2.0[6],加強(qiáng)在圖像識(shí)別、生理信號(hào)識(shí)別、知識(shí)圖譜構(gòu)建等能力的建設(shè)[7];同年,騰訊推出醫(yī)療AI引擎“騰訊睿知”,具備更智能化的醫(yī)療垂直搜索功能,幫助患者精準(zhǔn)匹配合適的醫(yī)生。三是從人才培養(yǎng)的角度,多學(xué)科交叉融合發(fā)展是大勢。人工智能將打破不同學(xué)科專業(yè)的壁壘,推進(jìn)多學(xué)科交叉融合發(fā)展,形成“人工智能+”的專業(yè)新的人才培養(yǎng)模式。高校也應(yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求變化調(diào)整專業(yè)設(shè)置,構(gòu)建新的專業(yè)結(jié)構(gòu)。高校人工智能相關(guān)的本科專業(yè)將會(huì)蓬勃發(fā)展,形成頗具特色的“人工智能+”專業(yè)集群?!叭斯ぶ悄?”技術(shù)所衍生的新醫(yī)科、新工科專業(yè)之間的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展,實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與醫(yī)療應(yīng)用的統(tǒng)一。以“人工智能+醫(yī)學(xué)”為契機(jī),結(jié)合醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),研究相應(yīng)的教學(xué)體系、制定科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃,建立具有行業(yè)特色的課程群、制定合理的課程大綱,解決學(xué)生在醫(yī)學(xué)診療和工程技術(shù)兩方面協(xié)調(diào)發(fā)展的問題,全面提升醫(yī)學(xué)生的綜合素養(yǎng)以及未來的職業(yè)競爭力。綜上所述,新醫(yī)科人才培養(yǎng)在人工智能助力下,培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和具有智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科研能力,掌握關(guān)鍵理論與方法,創(chuàng)造性地將計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、人工智能技術(shù)和方法、大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合,進(jìn)而創(chuàng)新性完成的醫(yī)學(xué)信息處理、行為交互和人工智能系統(tǒng)集成及應(yīng)用。以上需培養(yǎng)的能力,對現(xiàn)有醫(yī)學(xué)專業(yè)的改造升級、人才培養(yǎng)模式的改變、師資隊(duì)伍的全面建設(shè)具有較高的要求。
3培養(yǎng)新醫(yī)科人才的實(shí)施路徑
3.1從醫(yī)工融合研究的視角
智能醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)培養(yǎng)建設(shè)要體現(xiàn)醫(yī)工融合發(fā)展需求,推進(jìn)智能工程、醫(yī)學(xué)與教育的深度融合,提升人工智能在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,滿足新醫(yī)科發(fā)展要求的卓越工程師為育人目標(biāo),強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉滲透、重視臨床應(yīng)用、把握科技前沿,推動(dòng)教學(xué)創(chuàng)新等。
3.2從醫(yī)工融合研究的廣度
目前我國部分高校開展了醫(yī)工融合人才培養(yǎng)模式的探索,但有區(qū)域特色的醫(yī)工融合研究還不多。針對新醫(yī)科臨床需求分析,把握智能醫(yī)學(xué)工程高等教育體系,重點(diǎn)聚焦區(qū)域特色,研究面向健康和重大及特殊疾病防治需求的“新醫(yī)科”對人才的需求。
3.3從醫(yī)工融合研究的深度
(1)整體設(shè)計(jì)智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)。建立知識(shí)能力矩陣,整體設(shè)計(jì)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),突出新醫(yī)科相關(guān)課程及實(shí)踐,加強(qiáng)附屬醫(yī)院和教學(xué)醫(yī)院的聯(lián)系,深化臨床實(shí)踐能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力和科研創(chuàng)新能力。智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)與知識(shí)能力培養(yǎng)的思考是以智能醫(yī)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)為基礎(chǔ),通過知識(shí)能力矩陣的智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程創(chuàng)新教學(xué),根據(jù)智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系和相對獨(dú)立性,優(yōu)化核心知識(shí)模塊形成知識(shí)能力矩陣,構(gòu)建課程內(nèi)容架構(gòu)。通過系統(tǒng)理論知識(shí)教學(xué)、優(yōu)化課程實(shí)驗(yàn)和上機(jī)安排,引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)性學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,達(dá)到有效教學(xué)效果。(3)結(jié)合學(xué)生興趣偏好,研究如何提高學(xué)生的專業(yè)興趣,探索將專業(yè)興趣轉(zhuǎn)換為“工匠精神”的教育理論及方法:廣泛調(diào)研,全面建立當(dāng)前地方高校智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生與專業(yè)偏好的培養(yǎng)模式。
4結(jié)語
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天津市教委主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級期刊
中華人民共和國工業(yè)和信息化部主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國建筑材料聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級期刊
西南政法大學(xué)人工智能法律研究院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì);中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 CSCD期刊
中國科學(xué)院主辦