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近兩年,“AlphaGo”連勝全世界的圍棋名將,被媒體廣泛報道。人工智能開始成為社會關(guān)注的熱點,引起人們的廣泛興趣,并令人深信不疑。
在剛剛結(jié)束的2017年高考,學(xué)霸君與準星云學(xué)兩家企業(yè)的“高考機器人”分別拿出了 134 分和 105 分的高考文科數(shù)學(xué)成績。在做題方面,機器可能已經(jīng)超越了不少人類。正是這樣一件事,同樣引發(fā)了人們的深度討論與思考。
的確,隨著理論和技術(shù)的日益成熟,人工智能開始受到產(chǎn)業(yè)資本的熱捧,語音識別、機器視覺、智能控制、智能檢索、智能互聯(lián)、專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃等應(yīng)用步伐加速。金融、電商零售、醫(yī)療健康、交通、個人助理等多個領(lǐng)域都可以看到人工智能的應(yīng)用,人工智能已然開始取代工廠工人、客戶服務(wù)等重復(fù)性工作。人工智能在教育領(lǐng)域同樣擁有巨大的應(yīng)用潛力,隨著知識表示方法、機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、智能、情感計算等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,人工智能將在學(xué)校管理、校園安全、課堂管理、智能助教、自動閱卷、自適應(yīng)教學(xué)等方面發(fā)揮作用。
面向未來,我們不禁要問,人工智能是否能夠改變教育?人工智能在教育領(lǐng)域?qū)⑨尫旁鯓拥臐摿Γ勘酒诓邉潱覀冄埳虾:J麓髮W(xué)魏忠,探討人工智能視角下的未來教育,從人工智能的教育本體、對學(xué)科的影響、對教育技術(shù)的改變、對教育價值的重新定位幾個方面進行了系y思考與分析。江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院周寶、楊現(xiàn)民結(jié)合人工智能在教育中的典型應(yīng)用,探討人工智能對學(xué)校管理及教學(xué)帶來的革命性影響。華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)劉黨生,從技術(shù)與教育的關(guān)系延伸到人工智能,并對非生物智能介入教育的未來趨勢進行了預(yù)測;重慶市江津區(qū)聚奎小學(xué)校劉春林、重慶市聚奎中學(xué)校張渝江從教育教學(xué)實際出發(fā),介紹了人工智能軟件如何溫柔地改變教育。上海市位育中學(xué)陳凱從教育哲學(xué)的角度,探討了人工智能如何作用于思維、認知、學(xué)習(xí),并進行了反思。
“這是最好的時代,這是最壞的時代;這是智慧的時代,這是愚蠢的時代。”人工智能時代的鐘聲已經(jīng)敲響,我們還在工業(yè)時代的迷夢中尋找教育的未來。誰曾想到,未來來得如此之快,我們是否準備好做出改變?未來,我們需要什么樣的人才?我們需要什么樣的教育?我們不妨想象一下,未來10年、20年的教育將發(fā)生怎樣的改變?也許一個嶄新的時代并不會留給我們那么長時間去形成新的教育生態(tài)系統(tǒng)。
【關(guān)鍵字】人工智能;教育;進展
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2008)13―0018―03
人工智能是一門綜合的交叉學(xué)科,涉及計算機科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等多個領(lǐng)域。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù),模仿、延伸和擴展人的智能,實現(xiàn)機器智能,其長期目標是實現(xiàn)人類水平的人工智能。[1]從腦神經(jīng)生理學(xué)的角度來看,人類智能的本質(zhì)可以說是通過后天的自適應(yīng)訓(xùn)練或?qū)W習(xí)而建立起來的種種錯綜復(fù)雜的條件反射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路的活動。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個可以模仿人腦行為的系統(tǒng)。這一研究一旦有突破,不僅給學(xué)習(xí)科學(xué)以技術(shù)支撐,而且能反過來促使人腦的學(xué)習(xí)規(guī)律研究更加清晰,從而提供更加切實有效的方法論。[3]人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,使人工智能不僅成為學(xué)校教育的內(nèi)容之一,也為教育提供了豐富的教育資源,其研究成果已在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用,并取得了良好的效果,成為教育技術(shù)的重要研究內(nèi)容。
人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進行的,其主要研究領(lǐng)域有:專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、機器人學(xué)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能等。[4]目前,在教育中應(yīng)用較為廣泛與活躍的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機器人學(xué)、機器學(xué)習(xí)、自然語言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能,下面就這些領(lǐng)域進行闡述。
一 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng),它使用人工智能技術(shù),根據(jù)某個領(lǐng)域中一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。[5]專家系統(tǒng)主要組成部分為:知識庫,用于存儲某領(lǐng)域?qū)<蚁到y(tǒng)的專門知識;綜合數(shù)據(jù)庫,用于存儲領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)或信息;推理機,用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序,使整個專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作;解釋器,向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為;接口,使用戶與專家系統(tǒng)進行對話。近幾十年來,專家系統(tǒng)迅速發(fā)展,是人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域,廣泛用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、軍事、石油化工、文化教育等領(lǐng)域。
目前,專家系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用最為廣泛與活躍。專家系統(tǒng)的特點通常表現(xiàn)為計劃系統(tǒng)或診斷系統(tǒng)。計劃系統(tǒng)往前走,從一個給定系統(tǒng)狀態(tài)指向最終狀態(tài)。如計劃系統(tǒng)中可以輸入有關(guān)的課堂目標和學(xué)科內(nèi)容,它可以制定出一個課堂大綱,寫出一份教案,甚至有可能開發(fā)一堂樣板課,而診斷系統(tǒng)是往后走,從一個給定系統(tǒng)陳述查找原因或?qū)ζ溥M行分析,例如,一個診斷系統(tǒng)可能以一堂CBI(基于計算機的教學(xué),computer-based instruction)課為例,輸入學(xué)生課堂表現(xiàn)資料,分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發(fā)專家計劃系統(tǒng)支持教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)(ISD)程序的領(lǐng)域中最有名的是梅里爾(Merrill)的教學(xué)設(shè)計專家系統(tǒng)(ID Expert)。[6]
教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(如知識水平、性格等),以最合適的教案和教學(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)。其特點為:同時具有診斷和調(diào)試等功能;具有良好的人機界面。已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用的教學(xué)專家系統(tǒng)有美國麻省理工學(xué)院的MACSYMA符號積分與定理證明系統(tǒng),我國一些大學(xué)開發(fā)的計算機程序設(shè)計語言、物理智能計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。[7]
目前,在教育中,專家系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用更多的集中于遠程教育,為現(xiàn)代遠程教育的智能化提供了有力的技術(shù)支撐。基于專家系統(tǒng)構(gòu)造的智能化遠程教育系統(tǒng)具有以下幾個方面的功能:具備某學(xué)科或領(lǐng)域的專門知識,能生成自己的提問和應(yīng)答; 能夠分析學(xué)生的特征,評價和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的錯誤并進行補救教學(xué);可以選擇不同的教學(xué)方法實現(xiàn)以學(xué)生為主體的個別化教學(xué)。[8]目前應(yīng)用于遠程教育的專家系統(tǒng)有智能決策專家系統(tǒng)、智能答疑專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源專家系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)等。
二 機器人學(xué)
機器人學(xué)是人工智能研究是一個分支,其主要內(nèi)容包括機器人基礎(chǔ)理論與方法、機器人設(shè)計理論與技術(shù)、機器人仿生學(xué)、機器人系統(tǒng)理論與技術(shù)、機器人操作和移動理論與技術(shù)、微機器人學(xué)。[9]機器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段:第一代機器人是以 “示教―再現(xiàn)”方式進行工作;第二代機器人具有一定的感覺裝置,表現(xiàn)出低級智能;第三代機器人是具有高度適應(yīng)性的自治機器人,即智能機器人。目前開發(fā)和應(yīng)用的機器人大多是智能機器人。機器人技術(shù)的發(fā)展對人類的生活和社會都產(chǎn)生了重要影響,其研究和應(yīng)用逐漸由工業(yè)生產(chǎn)向教育、環(huán)境、社會服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域擴展。
機器人技術(shù)涉及多門科學(xué),是一個國家科技發(fā)展水平和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化、信息化的重要標志,因此,機器人技術(shù)是世界強國重點發(fā)展的高技術(shù),也是世界公認的核心競爭力之一,很多國家已經(jīng)將機器人學(xué)教育列為學(xué)校的科技教育課程,在孩子中普及機器人學(xué)知識,從可持續(xù)和長遠發(fā)展的角度,為本國培養(yǎng)機器人研發(fā)人才。[10]在機器人競賽的推動下,機器人教育逐漸從大學(xué)延伸到中小學(xué),世界發(fā)達國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機器人教育納入中小學(xué)教育之中,我國許多有條件的中小學(xué)也開展了機器人教育。
機器人在作為教學(xué)內(nèi)容的同時,也為教育提供了有力的技術(shù)支撐,成為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新精神和實踐能力的新的載體與平臺,大大豐富了教學(xué)資源。多年來,我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的主要載體是計算機和網(wǎng)絡(luò),教學(xué)資源單一,缺乏前瞻性。教學(xué)機器人的引入,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還為教學(xué)提供了豐富的、先進的教學(xué)資源。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)機器人種類越來越多,目前在中小學(xué)較為常用的教學(xué)機器人有:能力風(fēng)暴機器人、通用機器人、未來之星機器人、樂高機器人、納英特機器人、中鳴機器人等。
三 機器學(xué)習(xí)
機器學(xué)習(xí)是要使計算機能夠模仿人的學(xué)習(xí)行為,自動通過學(xué)習(xí)來獲取知識和技巧,[11]其研究綜合應(yīng)用了心理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)等多個學(xué)科。機器學(xué)習(xí)的方法與技術(shù)有機械學(xué)習(xí)、示教學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)等,近年來,知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)展最快的機器學(xué)習(xí)技術(shù)。機器學(xué)習(xí)(自動獲取新的事實及新的推理算法)是使計算機具有智能的根本途徑,對機器學(xué)習(xí)的研究有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機理和揭示人腦的奧秘。[12]
隨著計算機技術(shù)的進步和機器學(xué)習(xí)研究的深入,機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能大大提高,各種學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用范圍不斷擴大,例如將連接學(xué)習(xí)用于圖文識別,歸納學(xué)習(xí)、分析學(xué)習(xí)用于專家系統(tǒng)等,大大推動了在教育中的應(yīng)用,例如在建構(gòu)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中,用機器學(xué)習(xí)與樸素的貝葉斯分類器動態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好,有較高的準確率[13]。基于案例的推理(case-based reasoning,CBR)是一種新興的機器學(xué)習(xí)和推理方法,其核心思想是重用過去人們解決問題的經(jīng)驗解決新問題,在計算機輔助教育方面,已經(jīng)出現(xiàn)了基于CBR的圖形仿真教育系統(tǒng),并且,針對個體特征的教育教學(xué)方法研究也有所突破。[14]另外,數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)、金融管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的成功應(yīng)用,不僅給機器學(xué)習(xí)注入新的生機,也為機器學(xué)習(xí)在教育中的應(yīng)用提供了新的前景。
四 自然語言理解
自然語言理解就是研究如何讓計算機理解人類的自然語言,以實現(xiàn)用自然語言與計算機之間的交流。一個能夠理解自然語言信息的計算機系統(tǒng)看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據(jù)這些上下文知識和信息用信息發(fā)生器進行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務(wù),其功能為:回答問題,計算機能正確地回答用自然語言提出的問題;文摘生成,計算機能根據(jù)輸入的文本產(chǎn)生摘要;釋義,計算機能用不同的詞語和句型來復(fù)述輸入的自然語言信息;翻譯,計算機能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創(chuàng)造和使用自然語言是人類高度智能的表現(xiàn),因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘,深化對語言能力和思維本質(zhì)的認識。[16]
自然語言理解最早的研究領(lǐng)域是機器翻譯,隨著應(yīng)用研究的廣泛開展,也為機器人和專家系統(tǒng)的知識獲取提供了新的途徑,例如由MIT研制的指揮機器人的自然語言理解系統(tǒng)SHRDLU就可以接收自然語言,進行人機對話,回答關(guān)于桌面上積木世界中的各種問題。同時,對自然語言理解的研究也促進了計算機輔助語言教學(xué)和計算機語言設(shè)計等方面的發(fā)展,例如“希賽可”網(wǎng)絡(luò)智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng),這個基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機”語境的建立,突破了普通英語教師和傳統(tǒng)的單機的多媒體教學(xué)軟件所能具備能力限制,也比建立于網(wǎng)絡(luò)的“人-人”語境更具靈活性,可以為遠程學(xué)習(xí)者提供良好的英語學(xué)習(xí)支持,在國內(nèi)第一次系統(tǒng)地將用自然語言進行的人機對話系統(tǒng)應(yīng)用在計算機輔助外語教學(xué)上,在國際上也是一種創(chuàng)新。[17]
五 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對大腦的生理研究的基礎(chǔ)上,用模擬生物神經(jīng)元的某些基本功能的元件(即人工神經(jīng)元),按各種不同的聯(lián)結(jié)方式組織起來的一個網(wǎng)絡(luò),其目的在于模擬大腦的某些機理與機制,實現(xiàn)某個方面的功能,例如可以用于模仿視覺、模式識別、聲音信號處理、控制、故障診斷等領(lǐng)域,人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元。[18]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本結(jié)構(gòu):遞歸(反饋)網(wǎng)絡(luò)和多層(前饋)網(wǎng)絡(luò),兩種主要學(xué)習(xí)算法:有指導(dǎo)式學(xué)習(xí)和非指導(dǎo)式學(xué)習(xí)。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為出發(fā),具有大規(guī)模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力,特別適合于處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題,[19]這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更大的發(fā)展?jié)撃埽壳耙呀?jīng)開發(fā)和應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有30多種。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用大多是與教學(xué)專家系統(tǒng)相結(jié)合,以此來改進教學(xué)專家系統(tǒng)的性能,提高智能性,使其在教學(xué)過程中對突發(fā)問題具有更好的應(yīng)對能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校管理中也得到應(yīng)用,例如采用誤差反傳算法(BP)的多層感知器已應(yīng)用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence,DAI)
分布式人工智能是分布式計算與人工智能結(jié)合的結(jié)果,研究目標是要創(chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的精確概念模型,主要研究問題是各Agent之間的合作與對話,包括分布式問題求解和多Agent系統(tǒng)兩個領(lǐng)域。[20]分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個Agent組成,每個Agent又是一個半自治系統(tǒng),Agent之間及Agent與環(huán)境之間進行并發(fā)活動并進行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統(tǒng)具有并行、分布、開放、協(xié)作和容錯等優(yōu)點,在資源、時空和功能上克服了單智能系統(tǒng)的局限性,因此獲得了廣泛的應(yīng)用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在教學(xué)中引入Agent可以有效地提高教學(xué)系統(tǒng)的智能性,創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境,并能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,進行個性化教育。目前,Agent和多Agent技術(shù)多用于遠程智能教學(xué)系統(tǒng),通過利用其分布性、自主性和社會性等特點,提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能性,使教學(xué)資源得到充分利用,并可實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進行動態(tài)跟蹤,為學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)創(chuàng)造合作性的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中應(yīng)用Agent技術(shù)的一個典型是美國南加利福尼亞大學(xué)(USC)開發(fā)的教學(xué)Adele(Agent for Distance Education - Light Edition) [22]。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中取得的良好效果,促進了研究者對分布式人工智能在教育中的應(yīng)用研究。
綜上所述,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會推動人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。從人工智能的應(yīng)用趨勢來看,人工智能在教育中應(yīng)用的擴展可以通過以下三個方面進行:一是人工智能與其他先進信息技術(shù)結(jié)合。人工智能已經(jīng)與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等有效的融合,為提高學(xué)習(xí)效率和效度提供了有力的技術(shù)支持,而引起教育技術(shù)界廣泛關(guān)注。[23]例如人工智能技術(shù)通過與多媒體技術(shù)相結(jié)合,可以提高智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果;與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合,可以提高和改進遠程教育的智能性。二是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域間的集成。人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域之間并不是彼此獨立,而是相互促進,相互完善,它們可以通過集成擴展彼此的功能和應(yīng)用能力。例如自然語言理解與專家系統(tǒng)、機器人的集成,為專家系統(tǒng)和機器人提供了新的知識獲取途徑。三是人工智能的研究和應(yīng)用出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域,它們是傳統(tǒng)人工智能的延伸與擴展,這些新領(lǐng)域有分布式人工智能與Agent、計算智能與進化計算、數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)以及人工生命等[24],這些發(fā)展與應(yīng)用蘊藏著巨大潛能,必將對教育產(chǎn)生重要的影響。
技術(shù)發(fā)展不斷發(fā)揮著引導(dǎo)教育技術(shù)研究的作用,一種新興技術(shù)的出現(xiàn)總是會掀起相應(yīng)的研究熱潮, 引發(fā)對技術(shù)在教育中應(yīng)用的探討、評價以及與傳統(tǒng)技術(shù)的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學(xué)科,雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論,但從其研究成果與應(yīng)用效果來看,有著廣闊的應(yīng)用前景,值得進一步的開發(fā)和利用。
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關(guān)鍵詞:訊飛超腦計劃;人工智能;未來生活
中圖分類號:TP18 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-00218-01
人工智能包含三個層次:計算智能、感知智能和認知智能,訊飛超腦計劃是包含模擬人腦的知識表示與推理、類人學(xué)習(xí)機制與新知識的獲取、機器加載專業(yè)知識成為專門的教育領(lǐng)域。訊飛超腦計劃是基于全球關(guān)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)研究,簡單來說就是希望未來訊飛超腦計劃能夠?qū)⑷斯ぶ悄軓闹皇呛唵蔚啬苈爼f到能夠深度思考相關(guān)問題的科技轉(zhuǎn)變。人工智能的不斷開拓創(chuàng)新是為了幫助人類能夠更好地生活,我們應(yīng)該注重人工智能的發(fā)展推進,將其廣泛合理地應(yīng)用到生活的實際中去。
1 訊飛超腦計劃目前取得的階段學(xué)習(xí)研究成果
1.1 訊飛超腦計劃關(guān)于我國現(xiàn)階段關(guān)于高中生學(xué)習(xí)教育的人工智能成果
隨著近年來教育電子多媒體設(shè)備的投入普及使用,使目前的高中老師在課堂上更習(xí)慣用電子化的教學(xué)方式來替代傳統(tǒng)的板書課本單一枯燥的教學(xué),與此同時,現(xiàn)階段高中生也同樣具備使用移動互聯(lián)網(wǎng)的條件,這樣就使得科大訊飛超腦計劃的教育產(chǎn)品可以形成以下的模式如圖1所示。
采用此智能的學(xué)習(xí)模式可以使我國的高中生接受公平的最好的教育,這就需要借助人工智能的幫助來使老師提高自身的教育水平,使高中生豐富并開闊自身的視野。課堂教學(xué)包括了在線課堂、暢言交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及暢言智能語音等,這種新穎的課堂教學(xué)模式使原本單一的教學(xué)方式變成了思想上任意遨游的知識海洋;智能考試包含了標準考場、英語四六級網(wǎng)上閱卷、普通話與英語口語測試等方面,智能考試系統(tǒng)從字跡工整的程度、詞匯量的豐富度、語法的正確性與通順性等多個方面來評判考試試卷,加上多年來的不斷改進,人工智能的評判方法跟相關(guān)專家的人工試卷評判的相似度相差無幾,很大程度地增加了試卷評判的效率性與公平性;學(xué)習(xí)產(chǎn)品與教育評價更是覆蓋到了從低到高的各個層面的產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu),更有利于高中生的學(xué)習(xí)與應(yīng)試教育的公平性。
1.2 訊飛超腦計劃對于提高人類生活水平的成果
隨著人工智能技術(shù)在經(jīng)濟、教育、文化、娛樂等領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,使人們的生活質(zhì)量水平得到了很大程度的提高,人工智能帶來的方便快捷對于人類的發(fā)展進化與物質(zhì)文化的進步產(chǎn)生了不可忽視的作用。隨著訊飛超腦計劃的推出,一方面,可以把人類從繁重的勞動中解放出來,很大程度地提高人類生產(chǎn)生活的效率與質(zhì)量;另一方面,人工智能的進步會極大地革新人類的思維方式,使人們能夠多角度地認知世界,加深對人類對自身所處的宇宙地位的思考,利于人不斷地探索奧秘,進一步推進人類社會的進步。
2 訊飛超腦計劃下人工智能對于未來生活的影響及其發(fā)展趨勢
2.1 訊飛超腦計劃下人工智能對未來生活的影響
由于訊飛超腦計劃是感知智能結(jié)合認知智能的再創(chuàng)新,使得未來機器將會實現(xiàn)高水平的感知智能,具有更多的包括語音識別、手寫識別以及圖像識別的更多智能感知能力與實現(xiàn)包括智能客服、人機交互等的取代人類腦力勞動的認知智能突破。所以說訊飛超腦計劃下的人工智能在未來的教育、經(jīng)濟、文化、社會結(jié)構(gòu)等未來生活的各個方面都會產(chǎn)生重大影響。在教育上,人工智能的應(yīng)用優(yōu)化了課堂結(jié)構(gòu),使學(xué)生能夠?qū)崟r接受外界的新知識以及與時俱進的教育模式改革;在經(jīng)濟上,人工智能的高效能與高效率會明顯提高經(jīng)濟效益,用人工智能來進行財務(wù)管理有助于縮減不必要的人工勞務(wù)開支與相關(guān)的培訓(xùn)費用,利于經(jīng)濟的變革與提高;在文化上,人工智能對于人類語言文化與圖像處理上的優(yōu)勢日益凸顯出來,可以確定的是人工智能的發(fā)展將會深入到人類生活的各個層面中去。
2.2 訊飛超腦計劃下人工智能的未來發(fā)展趨勢
隨著人工智能的不斷演進,人工智能從最初能存會算的計算智能階段,到后來的能聽會說、能看會認的感知智能階段,最后再到訊飛超腦計劃下提出的讓機器能理解、會思考的認知智能階段,未來的人工智能在語言理解、知識表達、聯(lián)想推理以及自主學(xué)習(xí)等方面都將會取得很大的進展。
3 結(jié)語
人工智能對于未來生活的影響是多方面的,在未來生活的各個方面都十分顯著。與此同時,訊飛超腦計劃下的人工智能不斷的改革創(chuàng)新與發(fā)展,也將更快地推動人類的發(fā)展,人工智能與人類的生活是互相影響又相互制約的。人工智能的不斷發(fā)展給人類的未來生活帶來了很大程度的改變,人類在不斷開拓人工智能的領(lǐng)域時也應(yīng)不斷提高自身能力與素養(yǎng),以適應(yīng)人工智能帶來的不斷創(chuàng)新和改變。
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關(guān)鍵詞:人工智能;創(chuàng)新性教學(xué);精品課程;課程建設(shè);教學(xué)改革
人工智能課程是計算機類專業(yè)的核心課程之一,也是智能科學(xué)與技術(shù)、自動化和電子信息等專業(yè)的重要課程,其知識點具有不可替代的重要作用。該課程內(nèi)容廣泛,具有很強的綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性[1],其開設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力,為學(xué)生提供了一種新的思維方法和問題求解手段。同時,本課程能夠培養(yǎng)學(xué)生對計算機前沿技術(shù)的前瞻性,提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平。通過課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對人工智能的定義和發(fā)展、基本原理和應(yīng)用有一定的了解和掌握,啟發(fā)了對人工智能的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
中南大學(xué)人工智能課程開設(shè)于20世紀80年代中期。1983年,蔡自興作為訪問學(xué)者赴美國普度大學(xué)研修人工智能,并與美國國家工程科學(xué)院院士傅京孫(K. S. Fu)教授及清華大學(xué)徐光v教授合作研究人工智能。在傅京孫院士教授的指導(dǎo)下,蔡自興和徐光v教授執(zhí)筆編著《人工智能及其應(yīng)用》一書,并于1987年5月在清華大學(xué)出版社問世,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。本教材不僅為我校人工智能課程提供了一部好教材,而且促進了國內(nèi)高校普遍開設(shè)人工智能課程。此后,又陸續(xù)編著出版了《人工智能及其應(yīng)用》第二版、第三版“本科生用書”和“研究生用書”、第四版等,修讀該課程的學(xué)生也與日俱增。該書第二版還獲得國家教育部科技進步一等獎。經(jīng)過近20年建設(shè),該我校人工智能課程于2003年評為國家精品課程,并在2008年評為國家雙語教學(xué)示范課程。這是至今國內(nèi)唯一同時獲得國家級精品課程和雙語教學(xué)示范課程的人工智能課程。同時,我們還開發(fā)了人工智能網(wǎng)絡(luò)課程,具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化和個性化等特色,被國家教育部評為優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程,供兄弟院校人工智能教學(xué)參考使用,受到普遍歡迎[2]。
作為國內(nèi)第一門人工智能精品課程,我們按照教育部精品課程標準建設(shè)《人工智能》課程,尤其是在教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新性教學(xué)方法和教學(xué)模式上進行不斷進行改革與探索,取得了很好的效果。本文即為我校人工智能精品課程建設(shè)與改革經(jīng)驗的初步總結(jié)。
1教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
1.1課堂教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
教學(xué)內(nèi)容的確定是課程的首要任務(wù)。如何選好教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生既能了解本領(lǐng)域的概貌,又能適合學(xué)生的基礎(chǔ),便于他們在有限的時間完成學(xué)習(xí)任務(wù),是一件難事。教學(xué)內(nèi)容除了包含基礎(chǔ)理論外,還應(yīng)該反映人工智能領(lǐng)域的新發(fā)展和新動態(tài),跟上學(xué)科發(fā)展的步伐。本課程最初設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容分基礎(chǔ)部分和擴展應(yīng)用部分。基礎(chǔ)部分主要包括人工智能的定義和發(fā)展、知識的表示以及推理,而擴展應(yīng)用部分主要包括專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、機器規(guī)劃、機器視覺等。
近年來人工智能科學(xué)的快速發(fā)展,涌現(xiàn)出了大批新的方法和算法,研究熱點問題也從符號計算發(fā)展到智能計算和Agent等。
學(xué)內(nèi)容,既能使學(xué)生了解本領(lǐng)域的概貌,又能適合學(xué)生的基礎(chǔ),便于他們在有限的時間完成學(xué)習(xí)任務(wù),是一件難事。教學(xué)內(nèi)容除了包含基礎(chǔ)理論外,還應(yīng)該反映人工智能領(lǐng)域的新發(fā)展和新動態(tài),跟上學(xué)科發(fā)展的步伐。本人工智能課程最初設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容分基礎(chǔ)部分和擴展應(yīng)用部分。基礎(chǔ)部分主要包括人工智能的定義和發(fā)展、知識的表示以及推理,而擴展應(yīng)用部分主要包括專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、機器規(guī)劃、機器視覺等。
近年來人工智能科學(xué)的快速發(fā)展,涌現(xiàn)出了大批新的方法和算法,研究熱點問題也從符號計算發(fā)展到智能計算和Agent等。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,在科學(xué)研究和工程實踐中遇到的問題變得越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的計算方法無法在一定時間內(nèi)獲得精確的解。為了在求解時間和求解精度上取得平衡,很多具有啟發(fā)式特征的智能計算算法應(yīng)運而生。這些算法通過模擬大自然和人類的智慧來實現(xiàn)對問題的優(yōu)化求解。計算智能作為人工智能的一個新的分支是目前的研究熱點,它主要涉及神經(jīng)計算、模糊計算、進化計算和人工生命等領(lǐng)域,在如模式識別、圖像處理、自動控制、通信網(wǎng)絡(luò)等很多領(lǐng)域都得到了成功應(yīng)用。另一個近10年來人工智能的研究熱點是Agent和多Agent系統(tǒng),其理論最早來自分布式人工智能,并隨著并行計算和分布式處理等技術(shù)的發(fā)展而逐漸成為熱點。
以上兩個內(nèi)容都是人工智能的重要分支。因此,我們在《人工智能及其應(yīng)用》第三第3版[3]和第四第4版教材[4]中已經(jīng)順應(yīng)形勢加入了這方面的內(nèi)容,并將教學(xué)內(nèi)容也進行了相應(yīng)的擴展,加入了計算智能、分布式人工智能與Agent。由于不確定性推理和基于概率的推理方法應(yīng)用也越來越廣泛,我們也將此類非經(jīng)典推理方法單獨作為一章來進行教學(xué)。另外,還增加了一些新的內(nèi)容,如本體論和非經(jīng)典推理、粒群優(yōu)化和蟻群計算、決策樹學(xué)習(xí)和增強學(xué)習(xí)、詞法分析和語料庫語言學(xué),以及路徑規(guī)劃和基于Web的專家系統(tǒng)等。圖1給出本課程的教學(xué)內(nèi)容大綱。
人工智能的教學(xué)內(nèi)容涉及面廣且內(nèi)容較多,要在有限課時內(nèi)完成教學(xué)計劃并讓學(xué)生掌握,具有一定難度。因此需要根據(jù)教學(xué)對象的需求有所取舍。中南大度。因此需要根據(jù)教學(xué)對象的需求有所取舍。中南大學(xué)在智能科學(xué)與技術(shù)、計算機、自動化三3個專業(yè)中均開設(shè)了人工智能課程,根據(jù)相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)對象,對學(xué)時和教學(xué)內(nèi)容進行適當調(diào)整。對于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),人工智能課程為必修課,共48個學(xué)時含實驗8個學(xué)時。表1表示為相關(guān)專業(yè)的人工智能課程教學(xué)內(nèi)容分配情況。對于計算機和自動化專業(yè),人工智能課程為選修課,共32個學(xué)時含實驗8個學(xué)時。許多兄弟院校的計算機專業(yè)都把人工智能定為必修課,課程學(xué)時也在50學(xué)時左右。因此,我們一再強烈建議我校的計算機專業(yè)把人工智能列為必修課,并適當增加學(xué)時。由于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)有專家系統(tǒng)和智能計算選修課程,因此在人工智能教學(xué)內(nèi)容中只將這兩部分做簡要闡述,而將重點放在知識表示和推理以及擴展應(yīng)用上。對于計算機專業(yè)學(xué)生來說,除基本的知識表示和推理外,計算智能和Agent技術(shù)也是他們在軟件開發(fā)和通訊技術(shù)理論學(xué)習(xí)中需掌握的重要概念。同時,計算智能、專家系統(tǒng)對自動控制和電氣工程也十分重要,對自動化專業(yè)則應(yīng)掌握該方面的內(nèi)容。
1.2實驗實踐教學(xué)創(chuàng)新
國內(nèi)人工智能課程在開設(shè)之初大多沒有安排實驗內(nèi)容,僅為理論基礎(chǔ)和概念講授。由于理論比較抽象,很難理解,學(xué)習(xí)效果不理想,學(xué)生們對于其應(yīng)用實現(xiàn)也十分困惑。此后,各高校也逐步在該課程中分配了實驗學(xué)時,大多數(shù)采用prolog語言和專家系統(tǒng)作為實驗語言和對象[5]。為了改進該課程的教學(xué),我們也從沒有實驗到將實驗學(xué)時從零調(diào)整為設(shè)置4個學(xué)時的實驗課時,然后到現(xiàn)在的8個學(xué)時的實驗課時。隨著課堂教學(xué)內(nèi)容的改革,實驗內(nèi)容也進行了優(yōu)化和更新。
人工智能課程實驗的目的是幫助學(xué)生掌握基本理論,發(fā)揮主動性,研究探討人工智能算法和系統(tǒng)的運行和實現(xiàn)過程,提出思路并驗證自己探索的思路,從而更好的地掌握知識,培養(yǎng)研究能力和創(chuàng)新能力。因此,在實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上,實驗項目應(yīng)具備研究性和綜合性。實驗項目目標明確,要求學(xué)生帶著問題和任務(wù)進行實驗,但實驗過程又要有一定的靈活性,學(xué)生可以根據(jù)自己的思考進行適當?shù)恼{(diào)整。再者,充分采用虛擬實驗方式進行實驗,大大提高了學(xué)生的興趣,提供了分析和探討智能算法的很好平臺。同時,學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果分析既有格式要求,又給學(xué)生報告自己的研究的過程和結(jié)果留有空間,并在評分時加以充分考慮。這些做法能夠鼓勵學(xué)生,特別是鼓勵優(yōu)秀學(xué)生進行獨立性研究,滿足他們學(xué)習(xí)的需求。
1) 人工智能課程的實驗環(huán)節(jié)不足和課時分配問題。
中南大學(xué)的人工智能課程的實驗環(huán)節(jié)經(jīng)歷了從精品課程建設(shè)前沒有到開設(shè),一直到其內(nèi)容和形式上的不斷改進過程。但目前實驗還主要處于演示性和編程的實驗階段,而非設(shè)計和訓(xùn)練階段。此外,由于人工智能課程涵蓋范圍廣、內(nèi)容多,而課程所設(shè)置的學(xué)時有限。,如何分配好課堂教學(xué)與實驗課時也是一個需要在今后課程建設(shè)中不斷探索的問題。
對于某些專業(yè)的人工智能課程,可以考慮單獨開設(shè)人工智能實驗課程或人工智能程序設(shè)計與實驗課程。
2) 人工智能技術(shù)發(fā)展迅速情況下如何保持該精品課程持續(xù)發(fā)展的問題。
人工智能作為一門高度融合的交叉科學(xué),其發(fā)展速度迅速,不斷有新理論、新問題涌現(xiàn)出來。我們的
人工智能教學(xué)既要注重基礎(chǔ)理論知識,又要緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐,勢必要求對課程內(nèi)容進行不斷更新,這對我們的教學(xué)資源和教師素質(zhì)都提出了更高的要求。
4結(jié)語
本文介紹了中南大學(xué)的精品課程――人工智能課程教學(xué)內(nèi)容和創(chuàng)新性教學(xué)方法的一些探索,已在課堂教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、實驗環(huán)節(jié)的改進、教學(xué)方法的創(chuàng)新的實施上取得了很好的效果,充分激勵了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,多方位培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。我們的想法和做法可供兄弟院校同行參考。不過,仍然存在一些不足之處。隨著智能科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展和更為廣泛的應(yīng)用,人工智能課程的重要地位必將更加突顯,我們也需要繼續(xù)努力,與時俱進,不斷完善人工智能精品課程的建設(shè)。
注:本文受教育部質(zhì)量工程國家級精品課程人工智能(2003)、全國雙語教學(xué)示范課程人工智能(2007)項目支持。
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Exploration of Innovative Teaching Mode of Artificial Intelligence Elabrate Course
――Construction and Reformation in Elaborate Course of Artificial Intelligence
CHEN Bai-fan, CAI Zi-xing, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Centnal South University, Changsha 410083, China)
關(guān)鍵詞:人工智能;Python程序設(shè)計教學(xué);項目驅(qū)動混合教學(xué)模式
人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常深入,它可呈現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、跨學(xué)科融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等諸多內(nèi)容,并在教學(xué)中引發(fā)鏈式突破、推動教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化躍升式快速發(fā)展。所以說在教育領(lǐng)域中,人工智能如魚得水,它獲得了更大的自我技術(shù)展現(xiàn)空間,也為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識內(nèi)容帶來諸多福音。
一、高職院校Python程序設(shè)計教學(xué)引入人工智能技術(shù)的必要性
人工智能本身離不開算法,而算法的實現(xiàn)則需要語言做支撐,像目前高職院校的Python程序編程設(shè)計教學(xué)就可引入人工智能技術(shù),Python作為AI時代的頭牌語言其融合性教學(xué)也成為了培養(yǎng)AI人才的重要關(guān)鍵。目前國內(nèi)許多高職院校都在全面推行人工智能技術(shù)背景下的Python教學(xué),將其作為是數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)攻防的第一語言以及編程入門教學(xué)的第一語言。
換個角度講,高職院校在Python程序設(shè)計教學(xué)中引入人工智能是非常必要的,因為它關(guān)系到高職生未來的就業(yè)生存、崗位專業(yè)能力創(chuàng)新與事業(yè)發(fā)展,考慮到人工智能領(lǐng)域的知識理論性偏強,且對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)能力要求較高,整體學(xué)科學(xué)習(xí)難度較大,所以許多高職院校也在思考如何將人工智能技術(shù)內(nèi)容合理融入到Python程序設(shè)計教學(xué)體系當中,為學(xué)校相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域拓展教育新路,培養(yǎng)對路人才[1]。
二、高職院校人工智能背景下的Python程序設(shè)計教學(xué)方法應(yīng)用研究
(一)教學(xué)應(yīng)用概述與教學(xué)目標明確
Python語言作為高職院校守門程序設(shè)計課程教學(xué)語言,相比于其它傳統(tǒng)計算機語言具有簡單易學(xué)、程序可讀性、可遷入性、可擴展性、邏輯結(jié)構(gòu)縝密等特點。同時該編程語言采用了開放開源設(shè)計,擁有12萬以上的第三方庫,可有效避免編程重復(fù)問題,提高教學(xué)中的語言編程教學(xué)效率。另外Python是一種解釋型語言,它的跨平臺與可移植性相當之強,可在任何系統(tǒng)中拷貝運行,對環(huán)境配置要求不高。
為了確保某些沒有編程基礎(chǔ)知識能力的高職生也能學(xué)好Python語言程序設(shè)計課程,教師專門在教學(xué)中加入了人工智能技術(shù)內(nèi)容,圍繞該技術(shù)融合可開展的Python編程語言課程就包括了Python安裝、Python輸入輸出、Python特性、人工智能編程等等知識內(nèi)容。在教學(xué)中希望明確3點教學(xué)目標:
第一,要求學(xué)生初步具有利用Python初步編寫基本程序的能力。
第二,要求學(xué)生掌握Python編程語言的基本特性。
第三,要求學(xué)生深入了解某些常用Python庫,特別是了解人工智能的基本思想與編程方式,能夠利用人工智能和Python編寫出某些復(fù)雜的處理程序。
(二)創(chuàng)新教法設(shè)計應(yīng)用
為切實達到Python程序設(shè)計教學(xué)目標,凸顯學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位,教師可采用任務(wù)驅(qū)動配合項目驅(qū)動的混合教學(xué)模式展開一系列的教學(xué)設(shè)計活動,引導(dǎo)學(xué)生循序漸進的完成各項教學(xué)任務(wù)內(nèi)容,不斷提升自身的Python語言程序設(shè)計水平。
具體到教學(xué)方案設(shè)計中,教師專門圍繞學(xué)生中心、任務(wù)載體將教學(xué)內(nèi)容相對巧妙的隱藏于具體的教學(xué)任務(wù)中,再通過Python編程語言新知識內(nèi)容與新教學(xué)技能驅(qū)動學(xué)生深入學(xué)習(xí)展開基礎(chǔ)章節(jié)任務(wù),結(jié)合任務(wù)結(jié)果評價評價學(xué)生對知識點的掌握情況。這一教法的提出與運用希望解決傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)中理論與實踐相互分離的不利教學(xué)局面,希望將課堂中的所有理論內(nèi)容全部轉(zhuǎn)移到實踐任務(wù)中,凸顯教學(xué)中理論與實踐過程的相互和諧統(tǒng)一。如下:
教師為學(xué)生設(shè)計教學(xué)任務(wù),設(shè)計Python程序示例任務(wù),將fileA和fileB兩個文件各存放于不同的兩行字母中,然后將兩個文件中的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容完全合并,按照字母順序排列并再次輸出一個新文件fileC,以下給出該任務(wù)教學(xué)中的程序設(shè)計編寫代碼:
fp1=open(‘fileA.txt’)
data1=fp1.read()
fp1.close()
fp2=open(‘fileB.txt’)
data2=fp2.read()
fp2.close()
fp3=open(‘fileC.txt’,w)
data_all=list(data1+data2)
fp3.write(data_unite)
fp3.close()
采用上述項目任務(wù)驅(qū)動項目混合教學(xué)法可為學(xué)生構(gòu)建一個相對完整的人工智能Python程序設(shè)計教學(xué)獨立項目,將項目完全交由學(xué)生獨立處理完成,教師負責(zé)設(shè)計教學(xué)方案,而由學(xué)生收集信息,實施項目并最后再由教師給出學(xué)生項目完成評價。它全面考驗了學(xué)生對于Python基本庫與第三方庫的學(xué)習(xí)了解與運用程度,同時在融入大量人工智能編程思路后顛覆學(xué)生的語言編程學(xué)習(xí)認知思維,讓學(xué)生了不但能夠練習(xí)獨立編程,也能共同學(xué)習(xí)協(xié)作編程,全面提高自己的的Python語言編程能力[2]。
總結(jié):
綜上所述,在高職院校中采用人工智能技術(shù)配合Python語言編程設(shè)計可有效拓展教學(xué)思路,而本文中所采用的的任務(wù)驅(qū)動項目混合教學(xué)模式則能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,促進他們合理運用所學(xué)習(xí)知識解決實際問題,徹底擺脫復(fù)雜語法及算法所帶來的學(xué)習(xí)困擾,更好學(xué)習(xí)Python編程語言知識。
參考文獻
關(guān)鍵詞:人工智能教育;創(chuàng)新思維;實踐能力;信息技術(shù)課
新課改要求教學(xué)應(yīng)當促進學(xué)生全面發(fā)展,其中,對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)尤為重視。初中階段如何科學(xué)、有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力是每一個教育者需要思考和研究的問題。
一、創(chuàng)新思維與實踐能力的培養(yǎng)
1.創(chuàng)新思維與實踐能力的重要性
每個人都擁有創(chuàng)造能力,這種能力是可以開發(fā)的,并對學(xué)生人生發(fā)展起重要作用,如何科學(xué)開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力,離不開對創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)該有意識的發(fā)現(xiàn)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維,多鍛煉學(xué)生的動手能力,提高他們的實踐能力,為學(xué)生主動創(chuàng)造做準備。
2.培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實踐能力的途徑
培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力的途徑有很多,初中階段學(xué)校的數(shù)學(xué)課、自然科學(xué)課、社會實踐課、信息技術(shù)課等課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力的有效途徑。其中以人工智能教育為重點的信息技術(shù)課可以利用編程技術(shù)、信息化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí),高效、系統(tǒng)地開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,科學(xué)地提升學(xué)生的實踐能力。
二、人工智能教育與信息技術(shù)課的融合
當前,人工智能技術(shù)發(fā)展得如火如荼,語音識別、機器翻譯、計算機交互、計算機視覺、機器閱讀識別等技術(shù)的突破,向我們展示了人工智能的優(yōu)越性和未來前景,很多地區(qū)和學(xué)校也已將人工智能教育,如編程、信息處理,作為必修內(nèi)容納入了學(xué)校的教學(xué)大綱之中。人工智能教育包含編程、大數(shù)據(jù)、機器人等多個技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí),中學(xué)階段可以利用信息技術(shù)課將人工智能教育的相關(guān)內(nèi)容融入教學(xué)中,例如:Python編程、APP制作、機器人教育。
在初中信息技術(shù)教學(xué)中,應(yīng)當向?qū)W生傳授編程的相關(guān)知識,讓學(xué)生初步認識編程、了解編程常識,并引導(dǎo)學(xué)生利用計算機進行編寫代碼。利用現(xiàn)代教學(xué)思路和教學(xué)創(chuàng)新激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生信息技術(shù)課學(xué)習(xí)效率和實踐能力。為學(xué)生打造智能化、個性化,富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)體驗。
三、人工智能教育的實踐要求
在信息技術(shù)課程的教學(xué)過程中融入編程等人工智能知識,可以豐富教學(xué)內(nèi)容,拓寬學(xué)生視野,增加學(xué)生知識儲備,同時也能有效激發(fā)學(xué)生興趣,滿足學(xué)生好奇心,轉(zhuǎn)化為實踐、創(chuàng)新的動力。但是在實施人工智能教育的過程中,需要注意以下幾個問題,以信息技術(shù)課中編程教學(xué)為例:
1. 要考慮學(xué)生的接受度,體現(xiàn)量力性教學(xué)原則,不超綱不越級。
2. 要注重環(huán)境的創(chuàng)設(shè),打造輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分調(diào)動學(xué)生熱情,幫助激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐動機。
3. 要注重編程常識的普及和實踐引導(dǎo),給學(xué)生充足的思維空間和操作機會。
4. 要注重教學(xué)的系統(tǒng)性和連貫性,加強編程技術(shù)同信息技術(shù)知識、其他人工智能技術(shù)的關(guān)聯(lián),為學(xué)習(xí)的水平、順向遷移打好基礎(chǔ)。
只有明確教學(xué)目標,不斷地優(yōu)化教學(xué)過程,監(jiān)控各個環(huán)節(jié),加強與學(xué)生溝通,積極開發(fā)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力,才能將人工智能教育的效果最大化,從而不斷提高人工智能教育的教學(xué)質(zhì)量。
四、人工智能教育存在的問題
自新課改提出了信息化教育后,我國不少地區(qū)已經(jīng)開始探索人工智能教育問題,尤其在義務(wù)教育階段,開展了各種形式的人工智能教育,但是由于各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平不同,教育基礎(chǔ)、教學(xué)水平和資源條件不同,正面臨著諸多問題。
目前在我國中學(xué)階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問題,需要人力物力財力的持續(xù)投入,優(yōu)化人工智能教育平臺,完善人工智能教育基礎(chǔ)設(shè)施,讓人工智能教育更規(guī)范。同時,教育工作者也需要不斷研究、調(diào)整教學(xué)模式,更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,提高實踐能力。
五、結(jié)語
本文通過中學(xué)生信息技術(shù)課和人工智能教育的結(jié)合,淺談人工智能教育與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實踐能力的關(guān)系。人工智能教育的實施有利于中學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新思維,提升動手能力,可以和多學(xué)科聯(lián)動教學(xué),加強學(xué)科間的聯(lián)系,促進學(xué)生全面發(fā)展。目前在我國中學(xué)階段,人工智能教育發(fā)展水平整體較低,存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問題,仍需教育工作者不斷研究改進,讓人工智能教育更規(guī)范,更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維及實踐能力。
參考文獻
[1]李宏堡,袁明遠,王海英.“人工智能+教育”的驅(qū)動力與新指南——UNESCO《教育中的人工智能》報告的解析與思考[J].遠程教育雜志,2019,37(04):3-12.
關(guān)鍵詞:人工智能計算機技術(shù)
一、人工智能的定義
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會上提出的。人工智能是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支,它企圖了解智能的實質(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)的智能機器。目前能夠用來研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機器就是計算機,人工智能的發(fā)展歷史是和計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。
人工智能理論進入21世紀,正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多更高級的智能“制品”,并使之在越來越多的領(lǐng)域超越人類智能,人工智能將為發(fā)展國民經(jīng)濟和改善人類生活做出更大貢獻。
二、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計算機實現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。在《談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用》一文中劉玉然指出把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個主題數(shù)據(jù)庫,而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫來建立和運行。換句話說,就是將企業(yè)各部門的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺,使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子。
(2)智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)是人工智能與教育結(jié)合的主要形式,也是今后教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新的教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)模式的提出和不斷完善,推動人們綜合運用超媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和人工智能技術(shù)區(qū)開發(fā)新的教學(xué)系統(tǒng),計算機智能教學(xué)系統(tǒng)就是其中的典型代表。計算機智能教學(xué)系統(tǒng)包含學(xué)生模塊、教師模塊,體現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的全部內(nèi)容,擁有著不可比擬的優(yōu)勢和極大的吸引力。
2.在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)是人工智能和專家系統(tǒng)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,具有極大的科研和應(yīng)用價值,它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問題,作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。事實上,早在1982年,美國匹茲堡大學(xué)的Miller就發(fā)表了著名的作為內(nèi)科醫(yī)生咨詢的Internist2Ⅰ內(nèi)科計算機輔助診斷系統(tǒng)的研究成果,由此,掀起了醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的。目前,醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)已通過其在醫(yī)學(xué)影像方面的重要作用,從而應(yīng)用于內(nèi)科、骨科等多個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,并在不斷發(fā)展完善中。
(2)地質(zhì)勘探、石油化工等領(lǐng)域是人工智能的主要作用發(fā)揮領(lǐng)地。1978年美國斯坦福國際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評價專家系統(tǒng)“PROSPECTOR”,該系統(tǒng)用于勘探評價、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工業(yè)領(lǐng)域的首個人工智能專家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個鉬礦沉積,價值超過1億美元。
3.在技術(shù)研究中的應(yīng)用
(1)在超聲無損檢測(NDT)與無損評價(NDE)領(lǐng)域中,目前主要廣泛采用專家系統(tǒng)方法對超聲損傷(UT)中缺陷的性質(zhì)、形狀和大小進行判斷和歸類;專家運用超聲無損檢測儀器,以其高精度的運算、控制和邏輯判斷力代替大量人的體力與腦力勞動,減少了任務(wù)因素造成的無擦,提高了檢測的可靠性,實現(xiàn)了超聲檢測和評價的自動化、智能化。
(2)人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全是我們關(guān)心的重點,因此我們必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的AI技術(shù),開發(fā)更高級AI通用和專用語言,和應(yīng)用環(huán)境以及開發(fā)專用機器,而與人工智能技術(shù)則為我們提供了可能性。
三、人工智能的發(fā)展方向
1.專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)。近年來,在“專家系統(tǒng)”或“知識工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢。人類專家由于具有豐富的知識,所以才能達到優(yōu)異的解決問題的能力。那么計算機程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識,也應(yīng)該能解決人類專家所解決的問題,而且能幫助人類專家發(fā)現(xiàn)推理過程中出現(xiàn)的差錯,現(xiàn)在這一點已被證實。
2.智能信息檢索技術(shù)的飛速發(fā)展。人工智能在網(wǎng)絡(luò)信息檢索中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:(1)如何利用計算機軟硬件系統(tǒng)模仿、延伸與擴展人類智能的理論、方法和技術(shù)。(2)由于網(wǎng)絡(luò)知識信息既包括規(guī)律性的知識,如一般原理概念,也包括大量的經(jīng)驗知識這些知識不可避免地帶有模糊性、隨機性、不可靠性等不確定性因素對其進行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一種通用智能體系結(jié)構(gòu),其始終處在人工智能研究的前沿,已顯示出強大的問題求解能力,它認為機器人的開發(fā)是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在它的研究中突出4個概念:(1)所處的境遇機器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統(tǒng)的行為的境地。(2)具體化機器人有軀干,有直接來自周圍世界的經(jīng)驗,他們的感官起作用后會有反饋。(3)智能的來源不僅僅是限于計算裝置,也是由于與周圍進行交互的動態(tài)決定。(4)浮現(xiàn)從系統(tǒng)與周圍世界的交互以及有時候系統(tǒng)的部件間的交互浮現(xiàn)出智能。目前,國內(nèi)外不少學(xué)者都對機器人足球系統(tǒng)頗感興趣,足球機器人涉及機器人學(xué)、人工智能以及人工生命、智能控制等多個領(lǐng)域。足球機器人系統(tǒng)本身既是一個典型的多智能體系統(tǒng),是一個多機器人協(xié)作自治系統(tǒng),同時又為它們的理論研究和模型測試提供一個標準的實驗平臺。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科院校;人工智能;電子信息工程;專業(yè)建設(shè)
一研究背景
在發(fā)達國家,應(yīng)用型本科院校一直占有很大的比重。在我國,應(yīng)用型本科院校也逐漸成為高等教育大眾化的主力軍,對我國高等教育系統(tǒng)未來發(fā)展越來越重要的作用。金陵科技學(xué)院作為教育部應(yīng)用科技大學(xué)改革試點戰(zhàn)略研究單位、中國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)聯(lián)盟創(chuàng)始單位,也正在積極地去探究相關(guān)的應(yīng)用型專業(yè)建設(shè)模式。電子信息工程專業(yè)作為學(xué)校的一門深度涉軟專業(yè),也要緊跟南京城市軟件建設(shè)發(fā)展方向,這對應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)既是機遇又是挑戰(zhàn)。隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步,電子信息工程的應(yīng)用也越來越廣泛,對人們的生活產(chǎn)生了非常大的影響。,不但改變著人們獲取信息、存儲信息和管理信息的方式,而且為人們進行信息的獲取、存儲和管理提供了新的途徑和方法,目前,各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)人才,而且薪金很高。2015年5月8日,備受矚目的《中國制造2025》由國務(wù)院正式下發(fā),這是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。該規(guī)劃二個突出特點是,將"加快新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)的深度融合"作為貫徹始終的主題,提出堅持自主研發(fā)和開放合作并舉,加快建立現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)體系,為推動信息化與工業(yè)化深度融合、實現(xiàn)制造業(yè)由大變強、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國提供強有力的基礎(chǔ)支撐。在今年,隨著國家“兩會”的盛大召開,人工智能首次被提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略高度,人工智能技術(shù)的重大突破將帶來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,大力發(fā)展人工智能技術(shù)是中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要動力。電子信息技術(shù)的巨大成功和進步,使人工智能可以深層次、多維度地參與到各個行業(yè)各個領(lǐng)域中,使科技的進步快速融入到跨界合作中。比如,電子信息技術(shù)的成熟,使人工智能可以深度服務(wù)于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、配合甚至取代醫(yī)生進行精確的手術(shù)治療。在無人駕駛領(lǐng)域,無人駕駛汽車、無人駕駛飛機、無人駕駛艦船都已經(jīng)陸續(xù)投入使用;在軍事領(lǐng)域,人工智能的運用更是已經(jīng)爐火純青,俄羅斯與美國的人工智能作戰(zhàn)部隊和相關(guān)系統(tǒng),已經(jīng)在反恐作戰(zhàn)中屢立戰(zhàn)功,威力無比,作戰(zhàn)效能與性價比遠遠超越人類士兵。由此可看出,人工智能在電子信息技術(shù)大發(fā)展的當下,終于在應(yīng)用層面開始發(fā)光發(fā)熱,現(xiàn)出巨大的生命力和后續(xù)無窮無盡的成長潛力,人工智能在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,是國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整、產(chǎn)能升級改造、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、核心技術(shù)創(chuàng)新獲得成功的關(guān)鍵。隨著BAT、華為、大疆無人機等高科技企業(yè)在人工智能應(yīng)用和開發(fā)上的不斷探索,刺激更多人才和資本向人工智能商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域涌入。目前,基于人工智能學(xué)習(xí)背景下,軟硬件相關(guān)知識過硬的電子信息類專業(yè)人才已經(jīng)成為社會上最為緊缺的人才,薪水待遇很高。
二需要解決的關(guān)鍵問題
作為應(yīng)用型本科院校,如何將“人工智能”新概念融入到電子信息工程專業(yè)建設(shè)中,根據(jù)社會發(fā)展的需求,校企緊密結(jié)合,培養(yǎng)出復(fù)合型的,應(yīng)用型的社會緊缺人才,是需要去解決的關(guān)鍵問題。1.像當年互聯(lián)網(wǎng)的崛起一樣,人工智能真正的發(fā)展才剛剛興起,相關(guān)的概念及定義還不完全定型,如何把握好未來人工智能的發(fā)展方向,有針對性地在傳統(tǒng)的電子信息工程課程計劃中規(guī)劃與人工智能息息相關(guān)的課程,比如人工智能原理,機器學(xué)習(xí),深度學(xué)習(xí)等課程,將兩者有機融合,在人才培養(yǎng)上面臨較大的挑戰(zhàn)。2.人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、哲學(xué)等多門學(xué)科的嶄新概念。如果要將“人工智能”融入到電子信息工程專業(yè)建設(shè)中,就不僅需要學(xué)生學(xué)好如模擬電子技術(shù),數(shù)字電子技術(shù),數(shù)字信號處理,單片機技術(shù),C/C++程序設(shè)計等傳統(tǒng)的課程,打好基礎(chǔ),還需要加強在數(shù)據(jù)挖掘,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的課程方面的建設(shè),扎實學(xué)生的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。這對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求更高,老師的教學(xué)水平也提出更高的要求。因此,如何加強此方面的師資專業(yè)培訓(xùn),是一個該課題需要解決的關(guān)鍵問題。3.一個專業(yè)人才的培養(yǎng),不僅需要優(yōu)秀的師資力量以及良好的學(xué)風(fēng),還需要有相關(guān)的硬件實驗平臺作為支撐。如何根據(jù)“人工智能”新概念,針對性地新建一些諸如智能傳感器實驗室,人體特征識別實驗室,機器人實驗室等,把電子信息工程專業(yè)中的電子器件技術(shù),信號處理技術(shù)等應(yīng)用于人臉識別,智能家居,機器人等熱門領(lǐng)域,根據(jù)學(xué)生的興趣愛好因材施教,提高學(xué)生的動手能力,也是該課題需要去解決的一個關(guān)鍵問題。
三研究內(nèi)容
本文以“人工智能”新概念下的電子信息工程專業(yè)教學(xué)及實踐模式為研究內(nèi)容,重點研究如何將人工智能相關(guān)的理論及實驗課程建設(shè)融入到傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案中,做到無縫結(jié)合,在培養(yǎng)模式上需要有一定的理論創(chuàng)新,以更好地適應(yīng)人工智能類的高新電子信息技術(shù)企業(yè)對相關(guān)應(yīng)用型人才的要求。目前擬以現(xiàn)有電子信息工程專業(yè)的課程體系和專業(yè)方向為基礎(chǔ),形成以“人工智能”為導(dǎo)向的應(yīng)用型電子信息工程特色專業(yè)建設(shè),在未來的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,逐漸形成物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、機器人,無人機,人臉識別,語音交互,智能駕駛等不同的專業(yè)方向,增加學(xué)生的就業(yè)面,提高學(xué)生的就業(yè)層次,加強學(xué)生的就業(yè)競爭力。主要具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)實踐教學(xué)的形式多樣
可采用以“學(xué)生興趣愛好”為依據(jù)的引導(dǎo)式教學(xué)實踐模式,在扎實學(xué)生數(shù)學(xué)物理等理論的基礎(chǔ)上,將最新的人工智能概念貫穿在電子信息工程專業(yè)課程體系中,通過不同的應(yīng)用型實驗項目拓寬學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力,動手實踐能力,創(chuàng)新能力以及獨立開展研究的能力,將課堂教學(xué)、校內(nèi)實驗和校外企業(yè)實習(xí)三者相互結(jié)合,鼓勵學(xué)生參加諸如全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽,全國大學(xué)生智能設(shè)計競賽,中美創(chuàng)客大賽等賽事,以確保培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型專業(yè)人才。同時,讓學(xué)生從大二開始就自選課題、進實驗室、根據(jù)興趣愛好組建不同研究方向的實驗團隊,并為學(xué)生按照不同的研究方向配備專業(yè)教師,以此讓學(xué)生融入到教師的科研工作中去,形成所謂的本科生導(dǎo)師制制度,由相應(yīng)的導(dǎo)師全程指導(dǎo),開展科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和動手實踐能力。
(二)注重提高教師的教學(xué)及科研水平
在努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時,注重提高應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)教師的教學(xué)及科研水平,使其能夠很好地將“人工智能”新概念用于電子信息工程專業(yè)的教學(xué)中,指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)的各種競賽,提高教師團隊的實踐能力及技術(shù)水平。通過海內(nèi)外招聘和內(nèi)部強化培養(yǎng)(教師博士化、教師雙師化、教師國際化)等舉措,加強師資團隊建設(shè);通過鼓勵教師積極開設(shè)MOOC課程,參加教師技能大賽以及國內(nèi)外教學(xué)培訓(xùn),從多方面提高教師的教學(xué)水平。
(三)建立完善的校企合作制度,為學(xué)生提供相應(yīng)的實習(xí)基地
企業(yè)工程師可以參與相關(guān)的人才培養(yǎng)方案修訂和部分的教學(xué)實踐工作。這種合作制度既可以提高教師的科研應(yīng)用水平,也可以為學(xué)生提供就業(yè)機會,增強學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
(四)注重課程大綱修改,實驗室平臺建設(shè)
以改革傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)模式為目標,總結(jié)在“人工智能”新概念下教學(xué)及實踐的相關(guān)經(jīng)驗,形成一個有鮮明特色的電子信息工程專業(yè)培育模式。應(yīng)用型本科院校電子信息工程專業(yè)人才未來的發(fā)展戰(zhàn)略和改革方向,應(yīng)重點考察“人工智能”新概念下專業(yè)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)缺點。重點關(guān)注“人工智能”新概念下的教學(xué)及實踐課程大綱修訂、教師教學(xué)及科研能力培訓(xùn)體系構(gòu)建、實驗室軟硬件平臺建設(shè)、校企合作培養(yǎng)模式探討及校外實習(xí)基金建設(shè)等工作。
四結(jié)語
本文探討和研究了“人工智能”新概念下應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)模式,結(jié)合金陵科技學(xué)院電子信息工程專業(yè)的發(fā)展情況,對原有的專業(yè)培養(yǎng)模式做了一定的理論創(chuàng)新,引入了“人工智能”新概念,從理論和實踐教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)能力和教師教研技能培養(yǎng),校企合作辦學(xué),實驗室建設(shè)等方面進行了一系列的探討。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]人工智能;財務(wù)機器人;會計電算化;人才培養(yǎng)
0引言
正如會計電算化替代傳統(tǒng)手工會計一樣,隨著信息化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等科技元素在會計信息化中的應(yīng)用,人工智能悄然到來。自2017年“會計證被取消”,到普華永道、安永、德勤等國際會計師事務(wù)所紛紛推出財務(wù)機器人,這些舉動在財務(wù)圈引起了軒然大波,許多中職學(xué)校會計相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,擔心基礎(chǔ)核算會計將被人工智能取代,對未來頗感擔憂。根據(jù)世界經(jīng)濟論壇2016年的調(diào)研數(shù)據(jù)預(yù)測,到2020年,在全球15個主要的工業(yè)化國家中,機器人與人工智能的崛起,將導(dǎo)致510萬個就業(yè)崗位的流失,未來20年最有可能被機器人搶走飯碗的崗位包括低端制造業(yè)的生產(chǎn)、會計等[1]。2017年7月,中國《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,將人工智能上升為國家戰(zhàn)略。所以筆者認為,基于人工智能背景下的中職會計電算化專業(yè)人才培養(yǎng)方式將面臨變革,在教學(xué)中應(yīng)站在未來發(fā)展的高度,適應(yīng)信息化發(fā)展,及時掌握人工智能相關(guān)技術(shù),實現(xiàn)由傳統(tǒng)會計電算化專業(yè)人才培養(yǎng)向智能化管理會計轉(zhuǎn)型。
1人工智能的概念[2]
人工智能即AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)以及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué),它是指由人工制造出來的系統(tǒng)表現(xiàn)出來的智能。目前人工智能在計算機科學(xué)領(lǐng)域內(nèi),受到了廣泛的發(fā)揮。在機器人、經(jīng)濟政治決策、控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)中得到應(yīng)用。人工智能是信息技術(shù)發(fā)展的必然,它已悄悄地改變著人類的各行各業(yè)。人工智能在會計行業(yè)中應(yīng)用,促使會計由簡單核算向管理方向變革,推動了會計行業(yè)的發(fā)展,同時也促使著中職學(xué)校會計及相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。人工智能取代傳統(tǒng)的會計電算化操作人員是一種趨勢,但也是一種轉(zhuǎn)變,自我提升的機遇。
2中職學(xué)校傳統(tǒng)會計電算化專業(yè)人才培養(yǎng)[3]
2.1課程偏傳統(tǒng)基礎(chǔ)核算類,輕參與、管理類會計課程
在多數(shù)中職學(xué)校會計電算化教學(xué)計劃課程設(shè)計中,傳統(tǒng)財務(wù)會計類課程占大多數(shù),管理會計類課程設(shè)置單一或者沒有。而財務(wù)機器人的出現(xiàn),則能夠替代大部分重復(fù)性、流程性基礎(chǔ)會計核算工作。
2.2會計實操偏基礎(chǔ)性會計技能,輕數(shù)據(jù)分析、挖掘
在實踐教學(xué)及技能培養(yǎng)中,過于注重培養(yǎng)學(xué)生點鈔、傳票的翻打、會計書寫、憑證裝訂,會計電算化軟件操作機械性錄入等。在當前大數(shù)據(jù)、人工智能背景下,可以讓會計人員擺脫繁雜事務(wù),重點放在會計數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘,為企業(yè)決策提供服務(wù)。
2.3課程偏模擬操作,輕實際操作
無論是手工核算還是會計電算化記賬,大多數(shù)實操是模擬一個企業(yè)一個月的業(yè)務(wù),學(xué)生根據(jù)教材或老師給予的信息進行會計處理,過賬,做報表。一學(xué)期就是這樣反反復(fù)復(fù)練習(xí)。學(xué)期結(jié)束,雖然考試合格,但仍有很多學(xué)生不明白為什么這么處理,特別在月末業(yè)務(wù)處理更加模糊不清,例如工資發(fā)放,計提稅費、費用攤銷、成本及費用結(jié)轉(zhuǎn)等。還有絕大多數(shù)學(xué)生不知道真實環(huán)境如何計稅、報稅、納稅,只是理想中的學(xué)習(xí),為了做賬而做賬。
3人工智能背景下的中職會計電算化人才培養(yǎng)[4]
3.1由基礎(chǔ)核算型初級人才向有思想的中級人才轉(zhuǎn)變
人工智能在會計行業(yè)中的應(yīng)用,會計核算軟件中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、憑證錄入與審核、記賬、編制科目匯總表、材料的收發(fā)統(tǒng)計、報表的編制等操作很容易被財務(wù)機器人替代,但是也有一些是機器無可替代的,需要有思想的“人”來處理。例如:由于大環(huán)境變化,企業(yè)的固定資產(chǎn)有明顯減值趨勢,而財務(wù)機器人并不能分析與判斷這個固定資產(chǎn)是否會減值或減值多少,如果財務(wù)上不及時做出處理,將可能導(dǎo)致企業(yè)少確認資產(chǎn)減值損失,虛增了企業(yè)的資產(chǎn)和利潤,對于企業(yè)來說,這屬于信息失真。在大數(shù)據(jù)時代,中級類型的會計人才儲備相對較少,中職學(xué)校的會計電算化教育,需要培養(yǎng)的應(yīng)當是此類會計人才。教學(xué)會學(xué)生不能只拘泥于看財務(wù)數(shù)據(jù),還要學(xué)會合理利用有效的會計數(shù)據(jù)服務(wù)于企業(yè)的發(fā)展,提高企業(yè)的核心競爭力。
3.2由傳統(tǒng)的財務(wù)會計向人工智能環(huán)境下的管理會計人才轉(zhuǎn)變
財務(wù)機器人的出現(xiàn),替代了傳統(tǒng)的財會人員進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入,日常憑證的填制、審核、記賬;憑證、賬簿、報表的生成;成本結(jié)轉(zhuǎn)、折舊等財務(wù)處理;納稅申報等,這不僅提高了會計工作的效率,減少了傳統(tǒng)的會計人員繁雜的日常賬務(wù)處理工作,但同時也讓傳統(tǒng)的會計人員失去工作。作為會計的教育者,如何讓學(xué)生在未來立于不敗之地,不被財務(wù)機器人替代,就需要學(xué)校適應(yīng)時代趨勢,教學(xué)重點由傳統(tǒng)的基礎(chǔ)核算向智能管理型會計演變。會計從事的活動,除了重復(fù)、機械、煩瑣的事情外,還可以創(chuàng)造更多價值,比如:評估、判斷、溝通、協(xié)作、建議等。管理型計人才就是通過智能機器人核算出的精確信息,對企業(yè)的未來做出評估、預(yù)判、建議等,甚至幫助企業(yè)管理者做出決策。
3.3由會計電算化軟件操作員向人工智能會計系統(tǒng)的設(shè)計者轉(zhuǎn)變
人工智能環(huán)境下的財務(wù)機器人,實質(zhì)就是一種自動化運行的程序,這種程序的設(shè)計,需要設(shè)計人員既要懂計算機又要懂會計。而現(xiàn)在的中職學(xué)校,會計電算化專業(yè)主要培養(yǎng)的是會計專業(yè)人才,操作會計核算軟件,而很少在計算機方面進行教學(xué)。在人工智能環(huán)境下,懂得會計專業(yè)的人才只是人工智能會計系統(tǒng)設(shè)計的主導(dǎo)者,而計算機方面人才則根據(jù)會計法及相關(guān)規(guī)則進行系統(tǒng)設(shè)計,自動化處理會計業(yè)務(wù)需要想到協(xié)作,融會貫通。人工智能永遠是基于系統(tǒng)的規(guī)則和大數(shù)據(jù),如果規(guī)則發(fā)生變化,人工智能將無法起作用。在日常教學(xué)中,哪怕我們不能完全讓學(xué)生掌握編寫程序,但是應(yīng)當教會學(xué)生看懂和讀懂程序,對機器人“思想”進行修改,也算是人工智能的掌控者,而不是被替代者。
4人工智能背景下中職學(xué)校會計電算化專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)對策略[5]
4.1更新理念與改變教學(xué)計劃
筆者認為,在人工智能背景下,在中職學(xué)校,會計及電算化專業(yè)辦學(xué)理念中應(yīng)加入人工智能等相關(guān)技術(shù),同時其人才培養(yǎng)方案、專業(yè)建設(shè)、教學(xué)計劃等方面都需要做出相應(yīng)的調(diào)整,培養(yǎng)適應(yīng)于人工智能時代復(fù)合型人才。例如,中職學(xué)校會計或會計電算化專業(yè)的教學(xué)計劃中,計算機方面課程開設(shè)僅有計算機應(yīng)用及會計電算化軟件操作課程,數(shù)據(jù)處理、編程類或人工智能課程幾乎沒有,這樣的教學(xué)安排不利于學(xué)生對未來人工智能的應(yīng)對能力培養(yǎng),應(yīng)當增加相應(yīng)的計算機方面課程,財務(wù)管理、會計政策、法律法規(guī)等人工智能無法替代的課程,減少將來可能被財務(wù)機器人替代的會計技能課程。
4.2提高教師人工智能等相關(guān)理念和技術(shù)
要給學(xué)生一碗水,教師必須要有一桶水,雖然人工智能的出現(xiàn)解決了許多教育上的難題,但是教師在人工智能背景下還需要增強自身信息化能力,學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)理念,掌握人工智能相關(guān)技術(shù)。這就需要學(xué)校給予老師多點人文關(guān)心以及人工智能方面的繼續(xù)教育。
4.3關(guān)注人文綜合素質(zhì)培養(yǎng),讓人工智能為我所用
財務(wù)機器人出現(xiàn),會計人員有更多時間去從事財務(wù)機器人無可替代更具有情感類的工作,這些工作需要人與人之間的溝通與交流,因此,筆者認為,中職會計電算化專業(yè)教育,不僅需要培養(yǎng)學(xué)生人工智能動手能力,還要關(guān)注學(xué)生思想道德、人文綜合素質(zhì)的培養(yǎng),提升學(xué)生的思想道德水平,教會學(xué)生愛崗敬業(yè),誠實守信、樂于助人,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性。如果沒有良好職業(yè)道德水平,即使掌握了人工智能技術(shù),也將會破壞規(guī)則,讓會計信息失真。我們不能教出人工智能的“奴才”,應(yīng)當讓人工智能為人類所用,做人工智能的主人。
5結(jié)語
總之,人工智能正在快速又深刻地改變我們的生活和工作方式,將人工智能用于會計行業(yè)會也將會不斷得到規(guī)范。對于人工智能這類新興技術(shù)在財務(wù)行業(yè)的運用初期可能會讓學(xué)生產(chǎn)生恐慌、彷徨,認為學(xué)校教育無用。作為專業(yè)教師,要教會學(xué)生變革思想,提高其對會計價值的認識,提高其人文綜合素養(yǎng),擁有過硬的專業(yè)技術(shù),不斷地完善專業(yè)勝任能力,把握機會,主動迎接挑戰(zhàn),那么人工智能就只是會計人員的好幫手,而不是掘墓人。
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