人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)精選(九篇)

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第1篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

一、深度學(xué)習(xí)概念的提出

深度學(xué)習(xí)的概念，源于30多年來計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的研究。上世紀(jì)八九十年代，人們提出了一系列機(jī)器學(xué)習(xí)模型，應(yīng)用最為廣泛的包括支持向量機(jī)（Support Vector Machine，SVM）和邏輯回歸（Logistic Regression，LR），這兩種模型分別可以看作包含1個(gè)隱藏層和沒有隱藏層的淺層模型。計(jì)算機(jī)面對(duì)較為復(fù)雜的問題解決訓(xùn)練時(shí)，可以利用反向傳播算法計(jì)算梯度，再用梯度下降方法在參數(shù)空間中尋找最優(yōu)解。淺層模型往往具有凸代價(jià)函數(shù)，理論分析相對(duì)簡(jiǎn)單，訓(xùn)練方法也容易掌握，應(yīng)用取得了很多成功。①隨著人工智能的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和智能網(wǎng)絡(luò)如何基于算法革新，模擬人腦抽象認(rèn)知和思維，準(zhǔn)確且高清晰度地進(jìn)行聲音處理、圖像傳播甚至更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和問題解決等，在21世紀(jì)來臨的時(shí)候成為擺在人工智能領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。

30多年來，加拿大多倫多大學(xué)計(jì)算機(jī)系辛頓教授（Hinton，G.）一直從事機(jī)器學(xué)習(xí)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人工智能等問題的相關(guān)研究，并在機(jī)器學(xué)習(xí)模型特別是突破淺層學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)抽象認(rèn)知方面取得了突破性的進(jìn)展。2006年，他在《Science》上發(fā)表了《利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刻畫數(shù)據(jù)維度》（Reducing the Dimensionality of Data with Neural Networks）一文，探討了應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刻畫數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)模型，首先提出了深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）的概念和計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)模型，掀起了深度學(xué)習(xí)在人工智能領(lǐng)域的新。這篇文章的兩個(gè)主要觀點(diǎn)是：第一，多隱藏層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)異的特征學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)到的特征對(duì)數(shù)據(jù)有更本質(zhì)的刻畫，從而有利于可視化或分類；第二，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過“逐層初始化”（Layer-wise Pre-training）來有效克服訓(xùn)練和優(yōu)解的難度，無監(jiān)督的逐層初始化方法有助于突破淺層學(xué)習(xí)模型。②基于深度置信網(wǎng)絡(luò)（DBN）提出非監(jiān)督逐層訓(xùn)練算法，為解決深層結(jié)構(gòu)相關(guān)的優(yōu)化難題帶來希望，隨后提出多層自動(dòng)編碼器深層結(jié)構(gòu)。③2012年，辛頓又帶領(lǐng)學(xué)生在目前最大的圖像數(shù)據(jù)庫ImageNet上，對(duì)分類問題取得了驚人的結(jié)果，將計(jì)算機(jī)處理圖像數(shù)據(jù)問題時(shí)排名前五的錯(cuò)誤率（即Top5錯(cuò)誤率），由最高26%大幅降低至15%，大大提高了人工智能圖像數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和清晰度，這是早先計(jì)算機(jī)僅僅依賴數(shù)學(xué)模型的表層學(xué)習(xí)和單層學(xué)習(xí)根本無法實(shí)現(xiàn)的水平。

在人工智能領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)其實(shí)是一種算法思維，其核心是對(duì)人腦思維深層次學(xué)習(xí)的模擬，通過模擬人腦的深喲緯橄筧現(xiàn)過程，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的復(fù)雜運(yùn)算和優(yōu)化。深度學(xué)習(xí)采用的模型是深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Deep Neural Networks，DNN）模型，即包含多個(gè)隱藏層（Hidden Layer，也稱隱含層）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Networks，NN）。深度學(xué)習(xí)利用模型中的隱藏層，通過特征組合的方式，逐層將原始輸入轉(zhuǎn)化為淺層特征、中層特征、高層特征直至最終的任務(wù)目標(biāo)。深度學(xué)習(xí)可以完成需要高度抽象特征的人工智能任務(wù)，如語音識(shí)別、圖像識(shí)別和檢索、自然語言理解等。深層模型是包含多個(gè)隱藏層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，多層非線性結(jié)構(gòu)使其具備強(qiáng)大的特征表達(dá)能力和對(duì)復(fù)雜任務(wù)的建模能力。訓(xùn)練深層模型是長(zhǎng)期以來的難題，近年來以層次化、逐層初始化為代表的一系列方法的提出，為訓(xùn)練深層模型帶來了希望，并在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域獲得了成功。

人工智能學(xué)者們認(rèn)為計(jì)算機(jī)和智能網(wǎng)絡(luò)的這一深層的自動(dòng)編碼與解碼過程，是一個(gè)從數(shù)據(jù)刻畫、抽象認(rèn)知到優(yōu)選方案的深度學(xué)習(xí)的過程。由于人腦具有深度結(jié)構(gòu)，認(rèn)知過程是一個(gè)復(fù)雜的腦活動(dòng)過程，因而計(jì)算機(jī)和人工智能網(wǎng)絡(luò)模擬從符號(hào)接受、符號(hào)解碼、意義建立再到優(yōu)化方案的學(xué)習(xí)過程也是有結(jié)構(gòu)的；同時(shí)，認(rèn)知過程是逐層進(jìn)行、逐步抽象的，人工智能不是純粹依賴于數(shù)學(xué)模型的產(chǎn)物，而是對(duì)人腦、人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及抽象認(rèn)知和思維過程進(jìn)行模擬的產(chǎn)物。應(yīng)該說，到目前為止，深度學(xué)習(xí)是計(jì)算機(jī)和智能網(wǎng)絡(luò)最接近人腦的智能學(xué)習(xí)方法。近幾年來，深度學(xué)習(xí)進(jìn)一步嘗試直接解決抽象認(rèn)知的難題，并取得了突破性的進(jìn)展，AlphaGo的問世，便是明證。2013年4月，《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》（MIT Technology Review ）雜志將深度學(xué)習(xí)列為2013年十大突破性技術(shù)之首。④深度學(xué)習(xí)引爆的這場(chǎng)革命，將人工智能帶上了一個(gè)新的臺(tái)階，不僅學(xué)術(shù)意義巨大，而且實(shí)用性很強(qiáng)，工業(yè)界也開始了大規(guī)模的投入，一大批產(chǎn)品將從中獲益。二十世紀(jì)八九十年代以來，隨著學(xué)習(xí)科學(xué)的不斷發(fā)展，深度學(xué)習(xí)的概念和思想不斷在教育中得到應(yīng)用。

二、深度學(xué)習(xí)在教育中的興起與發(fā)展

來自腦科學(xué)、人工智能和學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的新成就，必然引起教育領(lǐng)域研究者的深刻反省。計(jì)算機(jī)、人工智能尚且能夠模擬人腦的深層結(jié)構(gòu)和抽象認(rèn)知，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立開展深度學(xué)習(xí)，那人對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程究竟應(yīng)該是怎樣的一個(gè)腦活動(dòng)過程和學(xué)習(xí)過程？學(xué)生的學(xué)習(xí)有表層和深層等層次之分嗎？從作為符號(hào)的公共知識(shí)到作為個(gè)人意義的個(gè)人知識(shí)究竟是怎樣建立起來的？知識(shí)學(xué)習(xí)過程究竟是一個(gè)怎樣的抽象認(rèn)知過程？信息技術(shù)環(huán)境支持下深層次的學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)？近十多年來，這些問題引起了許多教育研究者特別是教育技術(shù)學(xué)研究者的濃厚興趣，深度學(xué)習(xí)、深度教學(xué)的研究日益引起人們的重視。也正是在辛頓的“深度學(xué)習(xí)”概念明確提出后，教育學(xué)領(lǐng)域特別是教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)研究日益活躍起來。

其實(shí)，早在1956年布魯姆在《教育目標(biāo)分類學(xué)》里關(guān)于“認(rèn)知領(lǐng)域目標(biāo)”的探討中，對(duì)認(rèn)識(shí)目標(biāo)的維度劃分就蘊(yùn)含了深度學(xué)習(xí)的思想，即“學(xué)習(xí)有深淺層次之分”，將教學(xué)目標(biāo)分為了解、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)六個(gè)由淺入深的層次。⑤學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平停留在知道或領(lǐng)會(huì)的層次則為淺層學(xué)習(xí)，涉及的是簡(jiǎn)單提取、機(jī)械記憶符號(hào)表征或淺層了解邏輯背景等低階思維活動(dòng)；而認(rèn)知水平較高的深層理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)則涉及的是理性思辨、創(chuàng)造性思維、問題解決等相對(duì)復(fù)雜的高階思維活動(dòng)，屬于深層學(xué)習(xí)。1976年，美國(guó)學(xué)者馬頓（Marton，F(xiàn).）和薩爾約（Saljo，R.）在《論學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過程》（On Qualitative Difference in Learning： Outcome and Process）一文中，明確提出了表層學(xué)習(xí)和深層學(xué)習(xí)的概念。⑥這被普遍認(rèn)為是教育學(xué)領(lǐng)域首次明確提出深度學(xué)習(xí)的概念。他們?cè)谝豁?xiàng)關(guān)于閱讀能力的實(shí)驗(yàn)研究中，明確探討了閱讀學(xué)習(xí)的層次問題。通過讓學(xué)生閱讀文章并進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在閱讀的過程中運(yùn)用了兩種截然不同的學(xué)習(xí)策略：一種是試圖記住文章的事實(shí)表達(dá)，揣測(cè)接下來的測(cè)試并記憶，即表層學(xué)習(xí)（Surface Learning）；另一種是試圖理解文章的中心思想和學(xué)術(shù)內(nèi)涵，即深層學(xué)習(xí)（Deep Learning），也被譯為深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者追求知識(shí)的理解并且使已有的知識(shí)與特定教材的內(nèi)容進(jìn)行批判性互動(dòng)，探尋知識(shí)的邏輯意義，使現(xiàn)有事實(shí)和所得出的結(jié)論建立聯(lián)系。淺層學(xué)習(xí)和深層學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、投入程度、記憶方式、思維層次和遷移能力上有明顯的差異。深度學(xué)習(xí)是一種主動(dòng)的、高投入的、理解記憶的、涉及高階思維并且學(xué)習(xí)結(jié)果遷移性強(qiáng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)過程。之后 ，拉姆斯登（Ramsden，1988）、英推施黛（Entwistle，1997）以及比格斯（Biggs，1999）等人發(fā)展了淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的相關(guān)理論。⑦隨著信息技術(shù)的發(fā)展，近十年來，國(guó)外學(xué)者對(duì)信息技術(shù)支持下的深度學(xué)習(xí)及其在各學(xué)科領(lǐng)域、各類教育中的應(yīng)用研究日漸廣泛。

2002年以來，從技術(shù)支持高等教育的深度學(xué)習(xí)、虛擬環(huán)境中的深度學(xué)習(xí)、形成性評(píng)估對(duì)深度學(xué)習(xí)的影響、學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的影響、技術(shù)支持下的深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)等方面研究成果日益豐富，但絕大部分是基于教育技術(shù)學(xué)視野的研究成果。2006年，辛頓教授關(guān)于深度學(xué)習(xí)的成果發(fā)表，進(jìn)一步推動(dòng)了深度學(xué)習(xí)在教育中的研究與應(yīng)用。近十年來，在中小學(xué)深度學(xué)習(xí)研究方面最有影響的當(dāng)屬加拿大西盟菲莎大學(xué)（Simon Fraser University）艾根（Egan， K.）教授領(lǐng)銜的“深度學(xué)習(xí)”（Learning in Depth，簡(jiǎn)稱LID）項(xiàng)目組所進(jìn)行的研究，其成果集中體現(xiàn)在《深度學(xué)習(xí)：轉(zhuǎn)變學(xué)校教育的一個(gè)革新案例》（Learning in Depth： A Simple Innovation That Can Transform Schooling）等著述之中。⑧該研究探討了深度學(xué)習(xí)的基本原則與方法，分析了深度學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)、教師發(fā)展和學(xué)校革新的價(jià)值與路徑，并在加拿大部分中小學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。其核心成果聚焦課堂學(xué)習(xí)和教學(xué)問題，即使是關(guān)于教師教育中深度學(xué)習(xí)的研究，也聚焦于教師的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方式。⑨艾根所開展的深度學(xué)習(xí)研究項(xiàng)目超越了單一教育技術(shù)學(xué)視野的研究，不僅僅是關(guān)于教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)技術(shù)和學(xué)習(xí)環(huán)境開發(fā)的研究，而是基于建立新的學(xué)習(xí)觀和知識(shí)觀，對(duì)教學(xué)活動(dòng)與學(xué)習(xí)過程作出了新的闡釋。

總體上看，國(guó)內(nèi)關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究最近十年才剛剛起步。2005年，我國(guó)學(xué)者黎加厚教授在《促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)》一文中，率先介紹了國(guó)外關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究成果，同時(shí)探討了深度學(xué)習(xí)的本質(zhì)。他認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是指在理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境中，作出決策和解決問題的學(xué)習(xí)。⑩此文被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)較早介紹并論及深度學(xué)習(xí)的研究成果，此后，關(guān)于深度學(xué)習(xí)的探討，特別是基于信息技術(shù)環(huán)境下的深度學(xué)習(xí)的相關(guān)研究論文逐漸增加。2006年10月，筆者在前期研究的基礎(chǔ)上，與臺(tái)灣成功大學(xué)教育研究所所長(zhǎng)李坤崇教授聯(lián)合發(fā)起“海峽兩岸能力生根計(jì)劃”，推進(jìn)能力導(dǎo)向的深度教學(xué)的理論研究與實(shí)驗(yàn)研究，主張以價(jià)值觀、知識(shí)觀、學(xué)習(xí)觀、過程觀的重建為基礎(chǔ)，以發(fā)展學(xué)生的學(xué)科能力為宗旨，實(shí)施深度教學(xué)，克服課堂教學(xué)改革過于注重教學(xué)程序、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)時(shí)間的淺層次改革和表層學(xué)習(xí)的局限性，深化課堂教學(xué)改革。2014年后，中國(guó)教育科學(xué)院院長(zhǎng)兼教育部課程教材研究與發(fā)展中心主任田慧生研究員基于深化課程改革的需要，帶領(lǐng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)開始啟動(dòng)深度學(xué)習(xí)的項(xiàng)目研究。直至今日，基于核心素養(yǎng)追求背景下的深度學(xué)習(xí)研究項(xiàng)目，如雨后春筍般涌現(xiàn)，“深度學(xué)習(xí)”成為教育研究中的一個(gè)熱詞。

盡管計(jì)算機(jī)、人工智能領(lǐng)域與教育學(xué)領(lǐng)域都提出了“深度學(xué)習(xí)”概念，但不難看出二者顯然具有本質(zhì)差異。計(jì)算機(jī)與人工智能領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)是建立在機(jī)器模擬人腦深層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上的，是基于人腦結(jié)構(gòu)的一種計(jì)算機(jī)算法思維和問題解決模型，是對(duì)人腦和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的模擬。而教育學(xué)領(lǐng)域的“深度學(xué)習(xí)”概念，無論是布魯姆還是馬頓和薩爾約，都指向了“知識(shí)”和“學(xué)習(xí)”兩個(gè)核心，是關(guān)于知識(shí)學(xué)習(xí)的目標(biāo)和過程的問題。布魯姆在教育目標(biāo)分類學(xué)認(rèn)知領(lǐng)域的目標(biāo)構(gòu)設(shè)中，認(rèn)為認(rèn)知目標(biāo)是由了解、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)六個(gè)不斷加深的層次構(gòu)成的。這一目標(biāo)明顯是關(guān)于知識(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)知過程的目標(biāo)，在2001年修訂版中，這一目標(biāo)被精確表述為知識(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)知過程兩個(gè)維度。馬頓和薩爾約在關(guān)于閱讀的研究中，基于學(xué)生對(duì)文本理解的層次和理解的深度提出了“深度學(xué)習(xí)”的概念，并認(rèn)為學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別在于過程而不是學(xué)習(xí)的結(jié)果，是學(xué)生對(duì)文本知識(shí)學(xué)習(xí)的深刻程度決定了其學(xué)習(xí)結(jié)果的差異性。

艾根的研究實(shí)現(xiàn)了從深度學(xué)習(xí)向深度教學(xué)的轉(zhuǎn)向。艾根的深度學(xué)習(xí)（Learning in Depth）研究更明確地指向了學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)所到達(dá)的深度，以及教師通過對(duì)知識(shí)的處理引導(dǎo)學(xué)生逐步到達(dá)一定的學(xué)習(xí)深度。這一深度學(xué)習(xí)的過程是一個(gè)逐步深化的學(xué)習(xí)過程，要求教師在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生著眼于知識(shí)的深層次理解和深度處理。該項(xiàng)研究表明，深度學(xué)習(xí)的研究開始從單一的學(xué)習(xí)技術(shù)研究轉(zhuǎn)向了對(duì)教學(xué)過程的關(guān)注，注重深度學(xué)習(xí)與深度教學(xué)的關(guān)聯(lián)性和一致性，深度學(xué)習(xí)的研究呈現(xiàn)出向深度學(xué)習(xí)與深度教學(xué)相結(jié)合的轉(zhuǎn)向。

三、深度學(xué)習(xí)的核心理念

從深度學(xué)習(xí)走向深度教學(xué)，一方面是教與學(xué)的一致性決定的，另一方面是當(dāng)前中小學(xué)課堂教學(xué)普遍存在的局限性Q定的。教與學(xué)的關(guān)系既不是對(duì)立關(guān)系，也不是對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是一種具有相融性的一體化關(guān)系，離開了教無所謂學(xué)，離開了學(xué)也無所謂教。學(xué)生真正意義上的深度學(xué)習(xí)需要建立在教師深度教導(dǎo)、引導(dǎo)的基礎(chǔ)之上。從本質(zhì)上看，教育學(xué)視野下的深度學(xué)習(xí)不同于人工智能視野下的深度學(xué)習(xí)，不是學(xué)生像機(jī)器一樣對(duì)人腦進(jìn)行孤獨(dú)的模擬活動(dòng)，而是學(xué)生在教師引導(dǎo)下，對(duì)知識(shí)進(jìn)行的“層進(jìn)式學(xué)習(xí)”和“沉浸式學(xué)習(xí)”。“層進(jìn)”是指對(duì)知識(shí)內(nèi)在結(jié)構(gòu)的逐層深化的學(xué)習(xí)，“沉浸”是指對(duì)學(xué)習(xí)過程的深刻參與和學(xué)習(xí)投入。離開了教師的教學(xué)和引導(dǎo)，學(xué)生何以“沉浸”？因此，深度學(xué)習(xí)只有走向深度教學(xué)才更具有發(fā)展性的意義和價(jià)值。同時(shí)，我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革以來，課堂教學(xué)改革依然存在著諸多表層學(xué)習(xí)、表面學(xué)習(xí)和表演學(xué)習(xí)的局限性，“學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變”往往演變成了教學(xué)形式的改變，諸如教與學(xué)在程序上的簡(jiǎn)單翻轉(zhuǎn)和在時(shí)間上的粗暴分配。其所體現(xiàn)出來的知識(shí)觀、價(jià)值觀、教學(xué)觀、過程觀依然陳舊落后，以學(xué)科知識(shí)、學(xué)科能力、學(xué)科思想和學(xué)科經(jīng)驗(yàn)的融合為核心的學(xué)科素養(yǎng)依然未能得到實(shí)質(zhì)性的滲透。

深度教學(xué)的“深度”是建立在完整而深刻地處理和理解知識(shí)的基礎(chǔ)之上的。艾根在深度學(xué)習(xí)的研究中，首次從知識(shí)論的角度，論述了深度學(xué)習(xí)的“深度”（Depth）的涵義。他認(rèn)為“學(xué)習(xí)深度”具有三個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)，即知識(shí)學(xué)習(xí)的充分廣度（Sufficient Breadth）、知識(shí)學(xué)習(xí)的充分深度（Sufficient Depth）和知識(shí)學(xué)習(xí)的充分關(guān)聯(lián)度（Multi-Dimensional Richness and Ties）。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是深度學(xué)習(xí)的核心理念。

第一，知識(shí)學(xué)習(xí)的充分廣度。充分的廣度與知識(shí)產(chǎn)生的背景相關(guān)，與知識(shí)對(duì)人生成的意義相關(guān)，與個(gè)體經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，也與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情境相關(guān)。如果教學(xué)把知識(shí)從其賴以存在的背景、意義和經(jīng)驗(yàn)中剝離出來，成為純粹的符號(hào)，便成為無意義的符號(hào)、無根基的概念知識(shí)。知識(shí)具有強(qiáng)烈的依存性，無論是自然科學(xué)的知識(shí)還是社會(huì)科學(xué)或人文學(xué)科的知識(shí)，都是特定的社會(huì)背景、文化背景、歷史背景及其特定的思維方式的產(chǎn)物。離開了知識(shí)的自然背景、社會(huì)背景、邏輯背景，前人創(chuàng)造的知識(shí)對(duì)后人而言幾乎不具有可理解性。隨著深度學(xué)習(xí)的興起，旨在以廣度促進(jìn)理解的“無邊界學(xué)習(xí)”日益引起人們的重視。可見，知識(shí)的充分廣度，其實(shí)是為理解提供多樣性的支架，為知識(shí)的意義達(dá)成創(chuàng)造了可能性和廣闊性基礎(chǔ)。

第二，知識(shí)學(xué)習(xí)的充分深度。知識(shí)的充分深度與知識(shí)所表達(dá)的內(nèi)在思想、認(rèn)知方式和具體的思維邏輯相關(guān)，深度學(xué)習(xí)把通過知識(shí)理解來建立認(rèn)識(shí)方式，提升思維品質(zhì)，特別是發(fā)展批判性思維作為核心目標(biāo)。所以說，深度學(xué)習(xí)是一種反思性學(xué)習(xí)，是注重批判性思維品質(zhì)培養(yǎng)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也是一種沉浸式、層進(jìn)式的學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程是從符號(hào)理解、符號(hào)解碼到意義建構(gòu)的認(rèn)知過程，這一過程是逐層深化的。

第三，知R學(xué)習(xí)的充分關(guān)聯(lián)度。知識(shí)的充分關(guān)聯(lián)度，是指知識(shí)學(xué)習(xí)指向與多維度地理解知識(shí)的豐富內(nèi)涵及其與文化、想象、經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)在聯(lián)系。知識(shí)學(xué)習(xí)不是單一的符號(hào)學(xué)習(xí)，而是對(duì)知識(shí)所承載的文化精神的學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過與學(xué)生的想象、情感的緊密聯(lián)系，達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。從廣度，到深度，再到關(guān)聯(lián)度，學(xué)生認(rèn)知的過程是逐層深化的。所謂意義建構(gòu)，即從公共知識(shí)到個(gè)人知識(shí)的建立過程，都需要建立在知識(shí)學(xué)習(xí)的深度和關(guān)聯(lián)度之上。

①Y.LeCun and Y.Bengio.Convolutional networks for images，speech，and time-series.In M.A.Arbib，editor，The Handbook of Brain Theory and Neural Networks.MIT Press，1995.

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③Geoffrey E.Hinton，Simon Osindero，Yee-Whye Teh. A Fast Learning Algorithm for Deep Belief Nets. Neural Computation.2006（7）.

④余凱等.深度學(xué)習(xí)的昨天、今天和明天[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013，9.

⑤安德森.布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)（修訂版）[M]. 北京：外語教學(xué)與研究出版社，2009：78-80.

⑥Marton，F(xiàn). and Saljo，R.，On Qualitative Difference in Learning：Outcome and Process. British Journal of Educational Psychology，1976，46：4-11.

⑦安富海.促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)策略研究[J].課程?教材?教法，2014，11.

⑧Kieran Egan. Learning in Depth： A Simple Innovation That Can Transform Schooling. London， Ontario： The Althouse Press， 2010.

第2篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：人工智能；信息素養(yǎng)；信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)35-2417-02

Artificial Intelligence Education and Middle School Students Information Literacy

WU Wen-tie

(Mathematics and Computer Institute of Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China)

Abstract: Information Literacy in the Information Age is a national basic literacy, artificial intelligence represents a cutting-edge information technology. Based on the analysis of information quality and substance of the definition on the basis of exploring the field of artificial intelligence research, as well as in education, put forward the theory of artificial intelligence and technology courses in secondary education should be in a more systematic, comprehensive Improve the information literacy of students.

Key words: artificial intelligence; information literacy; information technology

1 信息素養(yǎng)的定義及其內(nèi)涵

“信息素養(yǎng)”一詞最早產(chǎn)生于信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó), 是隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的逐漸形成而對(duì)國(guó)民提出的一種兼跨人文和科學(xué)范疇的綜合性個(gè)人素養(yǎng)要求的描述。隨著研究的深入，人們對(duì)信息素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)也在不斷深化。

1974年美國(guó)信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)主席保羅?澤考斯基最先提出信息素養(yǎng)的概念, 他認(rèn)為信息素養(yǎng)是“利用大量的信息工具及主要信息源使問題得到解答的技術(shù)及技能”。1992年美國(guó)圖書館協(xié)會(huì)提出：“信息素養(yǎng)是人能夠判斷何時(shí)需要信息, 并且能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行檢索、評(píng)價(jià)和有效利用的能力。”同年, 道爾在《信息素養(yǎng)全美論壇的終結(jié)報(bào)告》中給出了一個(gè)較為全面的定義：一個(gè)具有信息素養(yǎng)的人, 他能夠認(rèn)識(shí)到精確和完整的信息是作出合理決策的基礎(chǔ), 他能夠確定對(duì)信息的需求, 能夠形成基于信息需求的問題, 能夠確定潛在的信息源, 能夠制定成功的檢索方案, 從包括基于計(jì)算機(jī)的和其他的信息源中獲取信息、評(píng)價(jià)信息、組織信息用于實(shí)際的應(yīng)用, 將新的信息與原有的知識(shí)體系進(jìn)行融合以及在批判性思考和問題解決過程中使用信息。

綜上所述, 雖然研究人員從不同的視角界定了信息素養(yǎng)的定義, 但可看出, 信息素養(yǎng)既包括認(rèn)知態(tài)度層面上的內(nèi)容, 也包括技術(shù)層面、操作層面和能力層面上的內(nèi)容。概括起來講, 信息素養(yǎng)主要包括信息意識(shí)、信息能力和信息道德三個(gè)方面：

1) 信息意識(shí)。信息意識(shí)是信息素養(yǎng)的首要因素, 主要指人們對(duì)信息及其交流活動(dòng)在社會(huì)中的地位、價(jià)值、功能和作用的認(rèn)識(shí), 換句話說, 就是指人們對(duì)信息的判斷、捕捉的能力。信息意識(shí)的強(qiáng)弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識(shí),才有可能有信息的需求, 進(jìn)一步去尋找信息和利用信息, 并主動(dòng)學(xué)習(xí)與信息處理有關(guān)的技術(shù)。

2) 信息能力。信息能力是信息素養(yǎng)的重要方面, 是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創(chuàng)造信息、交流信息的技術(shù)和能力。人們只有掌握一定的信息技能, 才能有效地開展各種信息活動(dòng), 有效地利用信息和創(chuàng)造信息, 充分發(fā)揮信息的價(jià)值, 變信息為動(dòng)力和優(yōu)勢(shì)。

3) 信息道德。信息道德是指人們?cè)谡麄€(gè)信息交流活動(dòng)過程中表現(xiàn)出來的信息道德品質(zhì)。它是對(duì)信息生產(chǎn)者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關(guān)系的行為進(jìn)行規(guī)范的倫理準(zhǔn)則, 是信息社會(huì)每個(gè)成員都應(yīng)該自覺遵守的道德標(biāo)準(zhǔn)。

2 人工智能的研究領(lǐng)域

人工智能的研究領(lǐng)域非常廣泛, 而且涉及的學(xué)科也非常多。目前,人工智能的主要研究領(lǐng)域包括：專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語言理解、自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人學(xué)、智能決策支持系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。下面主要介紹在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中常用的智能技術(shù)。

2.1 專家系統(tǒng)

所謂專家系統(tǒng)就是一種在相關(guān)領(lǐng)域中具有專家水平解題能力的智能程序系統(tǒng), 它能運(yùn)用該領(lǐng)域?qū)＜叶嗄攴e累的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí), 模擬人類的思維過程,求解需要專家才能解決的困難問題。

2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)

“學(xué)習(xí)”是一個(gè)有特定目的的知識(shí)獲取過程, 其內(nèi)在行為是獲取知識(shí)、積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律; 外部表現(xiàn)是改進(jìn)性能、適應(yīng)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我完善。所謂機(jī)器學(xué)習(xí), 就是要使計(jì)算機(jī)能模擬人的學(xué)習(xí)行為, 自動(dòng)地通過學(xué)習(xí)獲取知識(shí)和技能, 不斷改善性能, 實(shí)現(xiàn)自我完善。機(jī)器學(xué)習(xí)主要研究學(xué)習(xí)的機(jī)理、學(xué)習(xí)的方法以及針對(duì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)建立學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

2.3 模式識(shí)別

所謂模式識(shí)別,是指研究一種自動(dòng)技術(shù)。計(jì)算機(jī)通過運(yùn)用這種技術(shù),就可自動(dòng)地或者人盡可能少干預(yù)地把待識(shí)別模式歸入到相應(yīng)的模式類中去。也就是說,模式識(shí)別研究的主要內(nèi)容就是讓計(jì)算機(jī)具有自動(dòng)獲取知識(shí)的能力,能識(shí)別文字、圖形、圖像、聲音等。一般來說,模式識(shí)別需要經(jīng)歷模式信息采集、預(yù)處理、特征或基元抽取、模式分類等幾個(gè)步驟。

2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能, 運(yùn)用大量的處理部件, 由人工方式建立起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上建立起來的,是對(duì)腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的模擬, 具有學(xué)習(xí)能力、記憶能力、計(jì)算機(jī)能力以及智能處理功能。其中學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特征之一, 可以根據(jù)外界環(huán)境來修改自身的行為。學(xué)習(xí)的過程即是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的過程和不斷調(diào)整它的連接權(quán)值, 以使它適應(yīng)環(huán)境變化的過程。學(xué)習(xí)可分為有教師(或稱有監(jiān)督)學(xué)習(xí)與無教師(無監(jiān)督)學(xué)習(xí)兩種類型。對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究使人們對(duì)思維和智能有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí),開辟了另一條模擬人類智能的道路。

3 人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用

3.1 智能搜索引擎

隨著互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)和頁面的激增以及網(wǎng)絡(luò)用戶隊(duì)伍的不斷壯大,信息檢索成為人們利用Internet的重要途徑。但是在浩瀚的網(wǎng)頁海洋中尋找有用的信息并不容易,需要借助有力的檢索工具如搜索引擎等等。目前一些著名的搜索引擎有:GOOGLE、YAHOO、EXCITE、INFOSEEK等,他們各有特色,但仍存在不足之處,如檢索到的無關(guān)信息過多以及檢索結(jié)果排序較混亂。智能化信息檢索是信息檢索的新分支,它是人工智能和信息檢索的交叉學(xué)科。它在對(duì)內(nèi)容的分析理解、內(nèi)容表達(dá)、知識(shí)學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)檢索的智能化,這樣可以節(jié)省學(xué)習(xí)者在檢索中花費(fèi)的時(shí)間,幫助學(xué)習(xí)者提高檢索效率。智能化信息檢索所用到的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、自然語言處理和知識(shí)表示。

3.2 智能體(agent)

agent技術(shù)早在70年代出現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域,通過感知、學(xué)習(xí)、推理以及行動(dòng)能夠基于知識(shí)庫的訓(xùn)練模仿人類社會(huì)的行為。隨著其進(jìn)一步發(fā)展,它在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。一套完整的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng),如答疑、作業(yè)、考試、交互等等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)信息。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的智能性,可以引入智能技術(shù),把眾多子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫鏈接起來,實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。通過分析這些信息,智能技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個(gè)別特征(如興趣愛好信息、點(diǎn)擊知識(shí)點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì)、交互日志等等),并根據(jù)這些特征量身訂做出適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方案,也有助于教師及時(shí)掌握學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的動(dòng)態(tài)信息。

3.3 智能CAI(ICAI)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)已受到教育界的重視,成為學(xué)科教學(xué)改革的一種重要手段。許多學(xué)校都在開發(fā)CAI課件,但大多數(shù)CAI課件只是機(jī)械地按照教學(xué)設(shè)計(jì)者事先設(shè)計(jì)好的教學(xué)模式和內(nèi)容向?qū)W生傳授知識(shí),并沒有體現(xiàn)出個(gè)性化學(xué)習(xí),無法做到因材施教。

智能CAI是以人工智能技術(shù)為核心,使CAI系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等因素分析學(xué)生的特征,合理安排教學(xué)內(nèi)容、變化教學(xué)方法去滿足個(gè)別教學(xué)的需要。使用智能CAI進(jìn)行教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)CAI的不足,顯著提高教學(xué)效果,是CAI課件發(fā)展的趨勢(shì)。

3.4 智能教學(xué)系統(tǒng)ITS

智能教學(xué)系統(tǒng)(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)和行為科學(xué)的綜合性課題,其研究的最終目標(biāo)是由計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)起人類教育的主要責(zé)任,即賦予計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以智能,由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在一定程度上代替人類教師實(shí)現(xiàn)最佳教學(xué)。我國(guó)ITS的研究起步較晚,但近幾年隨著計(jì)算機(jī)的普及和教育軟件需求增大,ITS的發(fā)展較快。ITS按照功能分為四個(gè)模塊:專家知識(shí)模塊、學(xué)生模塊、教師模塊、人機(jī)接口模塊。

4 人工智能教育對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的作用

人工智能(ArtificialIntelligence,AI)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。換言之,它研究如何用計(jì)算機(jī)模仿人腦所從事的推理、證明、識(shí)別、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動(dòng),來解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題,例如咨詢、診斷、預(yù)測(cè)、規(guī)劃等決策性問題。人工智能也是一門涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。與一般的信息處理技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在求解策略和處理手段上都有其獨(dú)特的風(fēng)格。人工智能研究處于信息技術(shù)的前沿,它的研究、應(yīng)用和發(fā)展在一定程度上決定著計(jì)算機(jī)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(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了急切的需求。今天,人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語言理解、模式識(shí)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(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。

綜上所述,作為信息技術(shù)一個(gè)不可缺少的重要組成部分,人工智能的基本內(nèi)容在中學(xué)信息技術(shù)課程中是不能不專門提及的,以往某些教材中用一兩頁篇幅作個(gè)簡(jiǎn)單介紹的方法根本不足以反映人工智能學(xué)科的全貌。因此,十分有必要在高中階段的信息技術(shù)課程中專門設(shè)立人工智能選修課。我們認(rèn)為,高中階段開設(shè)人工智能課程可以在以下幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用：

1) 多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉。

現(xiàn)實(shí)世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個(gè)層次：結(jié)構(gòu)化問題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;非結(jié)構(gòu)化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來求解;半結(jié)構(gòu)化問題則介于上述兩者之間。一般說來,中學(xué)階段開設(shè)的傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)課程中所介紹的信息技術(shù),例如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法與程序設(shè)計(jì)等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的一類有效技術(shù)。

把人工智能課程引入我國(guó)現(xiàn)行的高中信息技術(shù)教育,可以讓學(xué)生在體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)人工智能知識(shí)與技術(shù)的過程中獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題解決過程的了解,從而培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式,達(dá)到提高信息素養(yǎng)的目的。通過人工智能課程的學(xué)習(xí),學(xué)生還將了解人工智能語言的基本特征,學(xué)到智能化問題求解的最為基本的策略。

2) 體驗(yàn)人類專家解決復(fù)雜問題的思路,提高學(xué)生的邏輯思維能力。

這里以人工智能學(xué)科中“專家系統(tǒng)”技術(shù)的體驗(yàn)、學(xué)習(xí)與應(yīng)用過程為例進(jìn)行說明。在專家系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,一個(gè)實(shí)際的專家系統(tǒng)不僅能夠?yàn)橛脩艚o出相關(guān)領(lǐng)域的專家水平建議或決策,而且能夠通過解釋機(jī)制,以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過程。學(xué)生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……會(huì)怎么樣”等問題,系統(tǒng)接受用戶的問題指令后,可以根據(jù)推理的邏輯進(jìn)程,即時(shí)將答案呈現(xiàn)給用戶,整個(gè)過程如同教師與學(xué)生在進(jìn)行面對(duì)面的教學(xué)。在該過程中,學(xué)生可以充分體驗(yàn)人類專家的求解思路和推理風(fēng)格,有助于提高他們的分析、思維與判斷能力。

另一方面,在專家系統(tǒng)的教學(xué)過程中,可以要求學(xué)生自行構(gòu)建由產(chǎn)生式規(guī)則組成的知識(shí)庫,或進(jìn)一步利用工具軟件來開發(fā)簡(jiǎn)單的實(shí)用型專家系統(tǒng)。為了完成該項(xiàng)工作,學(xué)生一開始就要編制開發(fā)規(guī)劃、制定知識(shí)獲取策略,并具體付諸實(shí)施,這是一個(gè)不斷深化的過程。學(xué)生還得明確與系統(tǒng)有關(guān)的所有變量或相關(guān)的因素,并且將這些變量和因素轉(zhuǎn)化為問題求解,得出相應(yīng)的結(jié)論。在進(jìn)行一系列問題求解分析之后,運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)則來表示知識(shí),以此建立起來的專家系統(tǒng)還可以讓其他學(xué)生去運(yùn)用和體驗(yàn),具有一定的實(shí)用價(jià)值。

由于專家系統(tǒng)中的知識(shí)組織與推理過程是對(duì)人類專家思維方式的一種模擬,因此上述知識(shí)庫的組織和系統(tǒng)的推理過程能夠較好地體現(xiàn)學(xué)生的思維過程。在建造知識(shí)庫過程中,學(xué)生需要將原來零碎的未成型的知識(shí)概念化、形式化和條理化,從而內(nèi)化為學(xué)生自己的東西。所以,建造知識(shí)庫的過程不但能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,而且有助于學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的深層思考并有利于長(zhǎng)久記憶,同時(shí)也學(xué)會(huì)了專家系統(tǒng)的基本開發(fā)技術(shù)。正如美國(guó)著名的學(xué)習(xí)論專家Jonassen所指出的：那些自行設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的學(xué)生將會(huì)在這種活動(dòng)中受益匪淺,因?yàn)檫@是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度加工的過程。

3) 了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿,激發(fā)對(duì)信息技術(shù)未來的追求。

人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿,通過人工智能知識(shí)、技術(shù)的學(xué)習(xí)與體驗(yàn),高中學(xué)生能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)發(fā)展的前沿知識(shí)有一定程度的了解,這樣有助于他們開闊視野,培養(yǎng)興趣,激發(fā)對(duì)信息技術(shù)美好未來的追求,從而為今后進(jìn)入大學(xué)或走向社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

中學(xué)生的信息素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前信息技術(shù)課的一個(gè)重要目標(biāo)，而在現(xiàn)有的中學(xué)信息技術(shù)課程中，關(guān)于人工智能的知識(shí)只作了簡(jiǎn)單的介紹，學(xué)生們對(duì)于人工智能研究的廣大領(lǐng)域不能有詳細(xì)的概念，這對(duì)于中學(xué)生的信息化認(rèn)識(shí)和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠全面。因此在中學(xué)信息技術(shù)課中加大人工智能的知識(shí)介紹是信息技術(shù)課改革的重要內(nèi)容。

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第3篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：題庫測(cè)評(píng)智能化網(wǎng)絡(luò)化

一、現(xiàn)代測(cè)評(píng)理論基礎(chǔ)

評(píng)測(cè)的理論基礎(chǔ)源于個(gè)體差異性。進(jìn)行題庫評(píng)測(cè)有兩個(gè)著名測(cè)量理論：CTT（經(jīng)典測(cè)評(píng)理論）和項(xiàng)目反應(yīng)理論(Item Response Theory，簡(jiǎn)稱IRT)。為克服經(jīng)典測(cè)驗(yàn)的各種不足，研究者紛紛展開各種研究，各種現(xiàn)代測(cè)驗(yàn)理論逐漸出現(xiàn)。針對(duì)經(jīng)典測(cè)驗(yàn)理論中項(xiàng)目參數(shù)和能力參數(shù)循環(huán)依賴的問題，提出了項(xiàng)目參數(shù)不依賴于考生樣本的能力分布、考生能力參數(shù)也不依賴于項(xiàng)目的參數(shù)特性的項(xiàng)目反應(yīng)理論(Item Response Theory，IRT)。項(xiàng)目反應(yīng)理論又稱潛在特質(zhì)理論，它假設(shè)被試對(duì)測(cè)驗(yàn)的反應(yīng)受某種心理特質(zhì)(因其無法直接測(cè)量，稱為潛在特質(zhì))支配。項(xiàng)目反應(yīng)理論可以估計(jì)出被試的這種特質(zhì)的分?jǐn)?shù)，并根據(jù)其高低來解釋、預(yù)測(cè)被試對(duì)項(xiàng)目或測(cè)驗(yàn)的反應(yīng)。因此，項(xiàng)目反應(yīng)理論主要在于建立各種與數(shù)據(jù)擬合的模型以確定被試的潛在特質(zhì)值與其對(duì)項(xiàng)目的反應(yīng)之間的關(guān)系。

二、題庫中的智能測(cè)評(píng)功能

智能網(wǎng)絡(luò)題庫的建設(shè)理論近些年來有了較大發(fā)展，對(duì)學(xué)生成績(jī)的評(píng)價(jià)分析等方面有較大進(jìn)展，主要包括在線測(cè)試、答案回收和監(jiān)考管理，以及學(xué)生樣本的智能選取、試卷的自動(dòng)化批改、設(shè)計(jì)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量測(cè)評(píng)功能等。

測(cè)評(píng)模塊界面靈活、操作簡(jiǎn)易，后臺(tái)由題庫支撐，并能實(shí)現(xiàn)智能化生成。智能測(cè)評(píng)系統(tǒng)創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試過程的自動(dòng)記錄、智能分析，并提供對(duì)測(cè)試分析結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)回收、統(tǒng)計(jì)、查詢功能。具體功能如下:

通過對(duì)階段考試成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析，得到考生學(xué)習(xí)水平的量化值。

通過個(gè)別試題多次使用結(jié)果的分析，得到試題的信度、效度等。

根據(jù)考試出題教師的要求，制作個(gè)性化的統(tǒng)計(jì)工具，提供定制的統(tǒng)計(jì)信息。

三、智能測(cè)評(píng)系統(tǒng)的智能化網(wǎng)絡(luò)化

傳統(tǒng)概念的專家系統(tǒng)是指運(yùn)用人工智能的基本原理和方法，通過總結(jié)，匯集有關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业乃枷搿⒓夹g(shù)、經(jīng)驗(yàn)所建立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。近年來隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展，專家系統(tǒng)的涵義、功能得以進(jìn)一步拓寬。它的主要功能是對(duì)知識(shí)的綜合和應(yīng)用，提供一種專家推理與決策工具。這種專家系統(tǒng)利用了涉及系統(tǒng)各方面的綜合知識(shí)。

專家決策支持系統(tǒng)是一種智能的計(jì)算機(jī)程序，它能夠運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行推理，解決只有專家才能解決的復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的決策問題。它是一個(gè)便于教師和學(xué)生調(diào)用分析-決策模型以及對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取的會(huì)話系統(tǒng)，始終支持決策過程中的分析和判斷，而不是代替人去決策，其目的不僅是為了提高決策的效率，更是為了提高決策的有效性，是一個(gè)應(yīng)變能力強(qiáng)的、交互式的人-機(jī)系統(tǒng)。它根據(jù)專家對(duì)行為的分析經(jīng)驗(yàn)來形成一套推理規(guī)則，然后再在此基礎(chǔ)之上構(gòu)成相應(yīng)的專家系統(tǒng)，它以邏輯推理為手段，以知識(shí)為中心解決問題。專家系統(tǒng)能為學(xué)習(xí)者按系統(tǒng)設(shè)置的特點(diǎn)或其特殊愛好提供各方面信息（如生物、地理、歷史、文學(xué)、新聞、相關(guān)案例等信息），同時(shí)利用可動(dòng)態(tài)定義的數(shù)學(xué)模型做出預(yù)測(cè)，為題庫智能組卷提供依據(jù)。

因此，在下一步的系統(tǒng)開發(fā)與完善過程中題庫的智能測(cè)評(píng)系統(tǒng)智能化網(wǎng)絡(luò)化將成為一個(gè)需要重要解決的問題。使系統(tǒng)能夠適應(yīng)測(cè)評(píng)組織者的要求以及客觀環(huán)境的變化，為測(cè)評(píng)組織者提供有效的支持，滿足其要求。測(cè)評(píng)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)提供符合上述要求的人―機(jī)界面接口，使人―機(jī)有機(jī)的組合成一個(gè)整體，根據(jù)情況變化隨時(shí)調(diào)整測(cè)評(píng)方法和測(cè)評(píng)內(nèi)容，使測(cè)評(píng)結(jié)果更加有效。

四、未來智能化題庫測(cè)評(píng)系統(tǒng)模型構(gòu)想

目前，國(guó)內(nèi)基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)處于迅速崛起的發(fā)展階段，非常需要能夠很好地支持教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的基于因特網(wǎng)的教育平臺(tái)的智能題庫系統(tǒng)。在進(jìn)一步研究工作中將把各個(gè)功能模塊拆分與網(wǎng)絡(luò)資源緊密整合，無縫的集成到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，從而實(shí)現(xiàn)智能化生成測(cè)試試題和試卷,使其功能達(dá)到在管理上具有動(dòng)態(tài)性，在使用上居于易操作性，在發(fā)展上具有連續(xù)性和先進(jìn)性，在保密控制上具有安全可靠性, 技術(shù)上具有智能性等領(lǐng)先水平。

未來智能化題庫測(cè)評(píng)系統(tǒng)模型

第4篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：

中圖分類號(hào)： TP391．7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095－2163（2011）03－0027－04

Application of Multi－AGENT in Network Intelligent Tutoring System

WANG Jianhua

Abstract：During many years, traditional modes of computer-aided teaching can not meet the educational needs of universities and colleges. And there exist a low degree of intelligence, lack of teaching strategies and other shortcomings for most of the traditional teaching system softwares. So intelligent tutoring system has become a research hotspot of intelligent computer education. Combined with the features of Multi-AGENT and the application theory in intelligent tutoring system, the paper presents the design model of network intelligent tutoring system based on Multi-AGENT, analyzes in detail system-level functions, and gives out the classification design of system database, as well as the characteristics of system model.

Key words：

0 引言

智能教學(xué)系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于教育領(lǐng)域，使得高校的教學(xué)方法、教學(xué)手段有了很大的改變，從而徹底地改變了人們的教育觀念和教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以為教學(xué)雙方提供海量的教學(xué)資源，使學(xué)習(xí)者之間在海量的用戶中實(shí)現(xiàn)了無限溝通和交流。多AGENT系統(tǒng)應(yīng)用于智能教學(xué)系統(tǒng)是最新的技術(shù)，建構(gòu)主義教育思想和人工智能領(lǐng)域中理論的結(jié)合使得智能化的、面向?qū)W習(xí)效果的、交互的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)模型的建立成為可能[1]。本文提出了一個(gè)基于多AGENT的網(wǎng)絡(luò)自主和協(xié)作模式的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，并分析了系統(tǒng)的邏輯功能和特點(diǎn)。

1 多AGENT系統(tǒng)及應(yīng)用

1．1 多AGENT系統(tǒng)的概念

多AGENT系統(tǒng)是由多個(gè)可計(jì)算的AGENT組成的集合。每個(gè)AGENT能作用于自身和環(huán)境，操縱環(huán)境的部分表示，并與其它AGENT通訊，從而通過AGENT間的合作、協(xié)商、協(xié)調(diào)、聯(lián)盟，模擬現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的群體智能活動(dòng)，完成復(fù)雜的任務(wù)[2]。多AGENT的這些特點(diǎn)正可以用來解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的問題。

Multi－AGENT系統(tǒng)是指一些通過多個(gè)AGENT協(xié)作完成某些任務(wù)或達(dá)到某些目標(biāo)的計(jì)算系統(tǒng)。單個(gè)AGENT的能力是有限的，但可以通過適當(dāng)體系結(jié)構(gòu)把多個(gè)AGENT組織起來，從而彌補(bǔ)各個(gè)AGENT的不足，使整個(gè)系統(tǒng)的能力超過任何單個(gè)AGENT的能力。多AGENT系統(tǒng)表示一個(gè)問題需要多個(gè)求解實(shí)體，這種系統(tǒng)具有傳統(tǒng)分布，并發(fā)問題求解的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有復(fù)雜的交互模式。

1．2 多AGENT系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

多AGENT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的選擇影響系統(tǒng)自主性、自適應(yīng)性的程度。體系結(jié)構(gòu)中必須有共同的通信協(xié)議或傳遞機(jī)制。對(duì)于特定的應(yīng)用，應(yīng)該選擇與多AGENT系統(tǒng)相匹配的結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[3]將多AGENT體系結(jié)構(gòu)劃分為以下三種。

（1）集中式結(jié)構(gòu)。采用類似星型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，將AGENT分成若干個(gè)組，每個(gè)組內(nèi)的AGENT 采取集中式管理，即每一組AGENT提供一個(gè)控制AGENT，以此來控制和協(xié)調(diào)組內(nèi)不同AGENT的合作，如任務(wù)規(guī)劃和分配等等。

（2）分布式結(jié)構(gòu)。各AGENT組之間和組內(nèi)各AGENT之間均為分布式結(jié)構(gòu)，各AGENT組或組內(nèi)各AGENT無主次之分，處于平等地位。

（3）層次式結(jié)構(gòu)。集合了集中式和分布式兩類結(jié)構(gòu)。其中包含一個(gè)或多個(gè)層次結(jié)構(gòu)，每個(gè)層次結(jié)構(gòu)有多個(gè)AGENT，這些AGENT可以采用分布式或者集中式。相鄰層之間的AGENT可以直接通信，或者利用控制AGENT進(jìn)行廣播通信。

1．3 多AGENT技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用

智能AGENT可以以虛擬的教師、虛擬的學(xué)習(xí)伙伴、虛擬的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和虛擬的圖書館管理員身份出現(xiàn)，從而增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性、個(gè)性化和人性化色彩，改善人機(jī)教學(xué)效果，使遠(yuǎn)程教學(xué)效果達(dá)到和超過傳統(tǒng)的教學(xué)效果[4]。在學(xué)習(xí)過程中，智能AGENT可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異安排學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)習(xí)建議；在練習(xí)和訓(xùn)練過程中，智能AGENT根據(jù)各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)水平，為學(xué)生提供合適的習(xí)題與實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于私人教師進(jìn)行個(gè)別授課與個(gè)別輔導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生在網(wǎng)上學(xué)習(xí)迷航時(shí)，智能AGENT還能起到導(dǎo)航的作用，為學(xué)生指點(diǎn)迷津，順利地將學(xué)生帶到目的地。

2 基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)模型

本文提出的基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)，主要面向三類使用者：學(xué)生、教師和管理者。通過相對(duì)應(yīng)的AGENT對(duì)使用者的使用行為進(jìn)行學(xué)習(xí)和模擬，從而可以引導(dǎo)其個(gè)性化地使用該學(xué)習(xí)系統(tǒng)。系統(tǒng)除了要實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生在課堂教學(xué)中的一切功能以外，還要提供許多遠(yuǎn)程功能，例如：作業(yè)的提交和評(píng)價(jià)、同學(xué)間的協(xié)作學(xué)習(xí)、教學(xué)策略的實(shí)時(shí)更新等。筆者提出的基于多AGENT的智能教學(xué)模型如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)在邏輯上由數(shù)據(jù)提供層、訪問控制層、公共服務(wù)層、教學(xué)應(yīng)用層、用戶協(xié)作層和用戶層6個(gè)部分構(gòu)成。

2．1 用戶層

教學(xué)系統(tǒng)的所有用戶可分為學(xué)生、教師和管理員三個(gè)部分。由于用戶角色的不同以及行為和思維習(xí)慣的不同，導(dǎo)致其使用的系統(tǒng)功能不同，使用習(xí)慣也不同。由于不同的用戶可能來自于不同的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，例如互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)WAP網(wǎng)、各種類型的終端設(shè)備等，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以整合所有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。用戶無論在何種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下，都可以正常使用系統(tǒng)。

2．2 用戶協(xié)作層

對(duì)于使用系統(tǒng)的所有用戶，用戶協(xié)作層負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證。對(duì)于已經(jīng)登錄到系統(tǒng)中的用戶，用戶協(xié)作層中的“學(xué)生協(xié)作AGENT”和“教師協(xié)作AGENT”負(fù)責(zé)多個(gè)學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)以及多個(gè)教師之間的協(xié)作教學(xué)。根據(jù)不同學(xué)生用戶的特性，并依據(jù)系統(tǒng)掌握的教學(xué)策略和規(guī)則，系統(tǒng)會(huì)適當(dāng)?shù)貙W(xué)生用戶按照不同的原則進(jìn)行分組，或者將各方面程度相近的學(xué)生分成一組，或者將不同程度的學(xué)生分成一組，以模擬實(shí)際的教學(xué)環(huán)境。

2．3 教學(xué)應(yīng)用層

學(xué)生用戶和教師用戶的一切教學(xué)活動(dòng)都在教學(xué)應(yīng)用層中完成。有關(guān)教學(xué)的每一個(gè)應(yīng)用都分別對(duì)應(yīng)一個(gè)AGENT，可引導(dǎo)用戶進(jìn)行操作、為用戶提供個(gè)性化操作界面和教學(xué)內(nèi)容；與其它AGENT進(jìn)行通信、協(xié)作，智能地選擇適合用戶的教學(xué)策略。

（1） 學(xué)生與教師共同的應(yīng)用

教學(xué)系統(tǒng)模型中關(guān)于教師和學(xué)生共同的應(yīng)用有討論答疑、作業(yè)管理、課程報(bào)告管理、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)管理等。

① 討論答疑AGENT面向所有用戶提供討論服務(wù)，可以根據(jù)學(xué)生用戶不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格、問題討論的范圍等因素智能地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分組討論。

② 作業(yè)管理AGENT協(xié)助教師AGENT負(fù)責(zé)為不同類型、不同程度的學(xué)生用戶分發(fā)作業(yè)，協(xié)助學(xué)生用戶提交作業(yè)。

③ 課程報(bào)告AGENT協(xié)助教師AGENT為學(xué)生用戶提供大作業(yè)、設(shè)計(jì)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小論文以及畢業(yè)論文等的出題、選題等工作。

④ 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)AGENT的功能是與和教學(xué)相關(guān)的各個(gè)AGENT實(shí)時(shí)通信和協(xié)作，負(fù)責(zé)完成教師教學(xué)過程和學(xué)生學(xué)習(xí)過程的所有評(píng)價(jià)工作。最后將評(píng)價(jià)結(jié)果保存到相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

（2） 學(xué)生活動(dòng)應(yīng)用

學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中獨(dú)有的應(yīng)用主要有學(xué)習(xí)、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和測(cè)試等。

① 學(xué)習(xí)是學(xué)生用戶使用教學(xué)系統(tǒng)最多的功能，學(xué)習(xí)AGENT引導(dǎo)學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)。根據(jù)不同學(xué)生用戶的類型和學(xué)習(xí)風(fēng)格，為用戶提供個(gè)性化的操作界面。

② 練習(xí)AGENT根據(jù)學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)效果，為用戶智能地提供練習(xí)題目。還可以根據(jù)學(xué)生用戶歷史練習(xí)成績(jī)，提供難度適中的練習(xí)題，使學(xué)生用戶能逐漸適應(yīng)新知識(shí)，從而循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)。練習(xí)AGENT還可以為小組用戶提供相應(yīng)難度的習(xí)題供大家比賽，從而檢驗(yàn)小組學(xué)習(xí)效果。

③ 實(shí)驗(yàn)AGENT的功能是協(xié)助教師AGENT設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目和引導(dǎo)學(xué)生用戶完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為實(shí)驗(yàn)題目提供智能仿真環(huán)境，幫助學(xué)生用戶提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

④ 測(cè)試AGENT協(xié)助教師AGENT完成學(xué)科測(cè)試的出題工作，包括試卷結(jié)構(gòu)的設(shè)定、智能組卷的完成以及試卷分發(fā)等工作；協(xié)助學(xué)生AGENT完成測(cè)試過程、答案提交等工作。

（3） 教師活動(dòng)應(yīng)用

教師用戶在教學(xué)系統(tǒng)有的應(yīng)用主要有課程管理、教學(xué)內(nèi)容管理、教學(xué)資源管理、試題管理等功能。

① 課程管理AGENT負(fù)責(zé)課程的開設(shè)、課程信息的維護(hù)、知識(shí)點(diǎn)的劃分、制定知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)規(guī)則以及基本教學(xué)策略的制定等工作。

② 教學(xué)內(nèi)容AGENT主要負(fù)責(zé)協(xié)助教師按知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容將教學(xué)內(nèi)容錄入課程內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中，并負(fù)責(zé)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。

③ 資源管理AGENT協(xié)助教師AGENT負(fù)責(zé)對(duì)圖片、聲音、視頻等教學(xué)資源進(jìn)行管理。包括教學(xué)資源的錄入、修改、刪除等。

④ 試題管理AGENT協(xié)助教師AGENT完成對(duì)學(xué)科試題庫的建設(shè)，包括題型管理、題目管理、難度設(shè)定等。同時(shí)與練習(xí)AGENT和測(cè)試AGENT協(xié)作，為學(xué)生用戶提供個(gè)性化試題服務(wù)。

2．4 公共服務(wù)層

構(gòu)成教學(xué)系統(tǒng)的各AGENT需要通信與協(xié)作，系統(tǒng)的不同用戶還會(huì)有不同的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)需求，系統(tǒng)需要安全穩(wěn)定地運(yùn)行，還需要為用戶提供豐富、準(zhǔn)確的幫助信息，這一切功能的實(shí)現(xiàn)都通過系統(tǒng)的公共服務(wù)層來提供。

公共服務(wù)層為所有AGENT服務(wù)，是AGENT應(yīng)用和底層數(shù)據(jù)庫之間的接口。公共服務(wù)層由教學(xué)策略AGENT、查詢服務(wù)AGENT、系統(tǒng)消息AGENT、系統(tǒng)安全AGENT和在線幫助AGENT構(gòu)成。

2．5 訪問控制層

為了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全，系統(tǒng)特別在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和公共服務(wù)層之間設(shè)置了一個(gè)訪問控制層。訪問控制層負(fù)責(zé)接受公共服務(wù)層的訪問要求，直接訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，返回訪問結(jié)果，并負(fù)責(zé)響應(yīng)訪問控制層的數(shù)據(jù)挖掘請(qǐng)求。

2．6 數(shù)據(jù)提供層

智能教學(xué)系統(tǒng)需要海量數(shù)據(jù)支持，包括課程內(nèi)容提供、各類用戶信息、學(xué)生歷史成績(jī)數(shù)據(jù)、教學(xué)策略數(shù)據(jù)、教學(xué)資源及系統(tǒng)知識(shí)規(guī)則庫等。將以上每一類數(shù)據(jù)單獨(dú)存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫里，方便數(shù)據(jù)的分類和管理，形成數(shù)據(jù)倉庫。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫功能設(shè)計(jì)

基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)，要想實(shí)現(xiàn)其智能的功能設(shè)計(jì)，需要海量的數(shù)據(jù)支持。面對(duì)海量用戶群，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)該支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及分布式存儲(chǔ)和處理。系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)分成以下7個(gè)數(shù)據(jù)庫分別存儲(chǔ)與處理。

（1）學(xué)生信息庫。學(xué)生信息庫用于存儲(chǔ)所有學(xué)生用戶的自然信息，包括為學(xué)生用戶登錄系統(tǒng)提供的用戶名、密碼、姓名、性別、出生日期等信息，還包括興趣、愛好、家庭情況、學(xué)習(xí)習(xí)慣等信息。另外，還記錄學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中的所有活動(dòng)內(nèi)容日志。

（2）教師信息庫。教師信息庫用于存儲(chǔ)所有教師用戶的自然信息，包括為教師用戶登錄系統(tǒng)提供的用戶名、密碼、姓名、性別、出生日期等信息，也包括興趣、愛好、家庭情況、教學(xué)習(xí)慣等信息。與學(xué)生用戶類似，教師信息庫同時(shí)也會(huì)記錄教師用戶的所有活動(dòng)內(nèi)容日志。

（3）學(xué)生成績(jī)庫。學(xué)生成績(jī)庫記錄所有學(xué)生用戶的成績(jī)信息，包括練習(xí)成績(jī)、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、考試成績(jī)等信息。做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，學(xué)生成績(jī)庫是系統(tǒng)眾多AGENT進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析處理的數(shù)據(jù)來源。系統(tǒng)為學(xué)生用戶提供的一切學(xué)習(xí)內(nèi)容，都是建立在已有學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，教師AGENT和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)AGENT的活動(dòng)也離不開對(duì)學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)的挖掘與分析。

（4）課程內(nèi)容庫。課程內(nèi)容庫用于存儲(chǔ)某一門課程包括章節(jié)設(shè)計(jì)、知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)和全部知識(shí)在內(nèi)的全部?jī)?nèi)容，還包括所有知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。為了適應(yīng)智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)要求，對(duì)任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)允許多名教師用戶設(shè)計(jì)不同的教學(xué)過程，以滿足不同用戶的學(xué)習(xí)要求。

（5）教學(xué)策略庫。教學(xué)策略庫是智能教學(xué)系統(tǒng)的靈魂，根據(jù)課程內(nèi)容庫中存儲(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)會(huì)為不同學(xué)生用戶隨機(jī)或有目的地、智能地生成不同的教學(xué)策略。根據(jù)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)AGENT的反饋，不斷地強(qiáng)化優(yōu)規(guī)則、淘汰劣規(guī)則，由此建立起穩(wěn)定的教學(xué)策略規(guī)則庫。

（6）教學(xué)資源庫。教學(xué)資源庫用于存儲(chǔ)課程的全部教學(xué)資源。由于智能教學(xué)系統(tǒng)是開放的，學(xué)生用戶和教師用戶是海量的，所以教學(xué)資源庫對(duì)所有用戶是開放設(shè)計(jì)的。所有用戶都可以自主創(chuàng)建教學(xué)資源，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，優(yōu)秀的資源會(huì)得到越來越多的使用機(jī)會(huì)，從而更多地應(yīng)用于教學(xué)策略中。

（7）系統(tǒng)知識(shí)庫。系統(tǒng)知識(shí)庫用于存儲(chǔ)智能教學(xué)系統(tǒng)除教學(xué)策略之外的規(guī)則。

4 系統(tǒng)模型特點(diǎn)

本文設(shè)計(jì)的智能教學(xué)系統(tǒng)模型最大限度地模擬現(xiàn)實(shí)世界人類的教學(xué)活動(dòng)，通過多AGENT之間的信息共享、溝通協(xié)作，以海量教學(xué)資源和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)更新豐富的教學(xué)策略，為不同用戶提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)界面，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式。系統(tǒng)模型主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）最大限度地模擬現(xiàn)實(shí)世界。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)要想真正發(fā)揮作用，贏得使用者的喜愛，就要實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化教學(xué)、人性化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)教學(xué)策略管理。這就要求網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)最大可能地接近真實(shí)世界的教學(xué)環(huán)境，最大可能地模擬學(xué)校教學(xué)生活，只有這樣，學(xué)習(xí)者才能有真實(shí)感、親切感，才能喜歡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，愿意使用該系統(tǒng)，因此，才能高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。

本文提出的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，通過將現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)教學(xué)任務(wù)適當(dāng)?shù)胤纸鉃槎鄠€(gè)步驟，系統(tǒng)豐富的功能由多個(gè)不同的AGENT互相協(xié)作完成，所有AGENT各司其職，比較全面地模擬了現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)境。

（2）多AGENT分工合作。系統(tǒng)由多個(gè)AGENT協(xié)作完成教學(xué)任務(wù)，各AGENT之間既可以單獨(dú)完成既定的任務(wù)，也可以通過溝通和協(xié)作完成較復(fù)雜的大型任務(wù)。詳細(xì)的分工使系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)清晰明了，便于具體實(shí)現(xiàn)。

（3）引入學(xué)習(xí)風(fēng)格的評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的、帶有個(gè)性特征的學(xué)習(xí)方式，是學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向的總和。學(xué)習(xí)策略指學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)傾向指學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情緒、態(tài)度、動(dòng)機(jī)、堅(jiān)持性以及對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容等方面的偏愛。系統(tǒng)模型中的學(xué)生AGENT在學(xué)生登錄成功后，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格方面的數(shù)據(jù)，并記入到學(xué)生信息庫中。根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)的結(jié)果智能地總結(jié)出該學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而根據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)界面。

有些學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向會(huì)隨學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)環(huán)境的不同而變化。系統(tǒng)的學(xué)生AGENT會(huì)根據(jù)學(xué)生信息庫中數(shù)據(jù)的變化動(dòng)態(tài)地跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而動(dòng)態(tài)地改變教學(xué)策略，讓學(xué)習(xí)者真正體會(huì)到是在一個(gè)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)環(huán)境當(dāng)中。

（4）分組協(xié)作教學(xué)。系統(tǒng)模型當(dāng)中引入了學(xué)習(xí)風(fēng)格的評(píng)價(jià)內(nèi)容，學(xué)生協(xié)作AGENT可以將學(xué)習(xí)者的不同學(xué)習(xí)風(fēng)格作為分組的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)。系統(tǒng)還可以分析教師的教學(xué)風(fēng)格，從而為學(xué)生提供個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面向整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，龐大的教師群和學(xué)生群在同時(shí)使用，就涉及師生結(jié)對(duì)的問題。系統(tǒng)通過對(duì)教師教學(xué)風(fēng)格和學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格的匹配，為學(xué)生智能分配教師、為教師智能分配學(xué)生，而且這一過程是動(dòng)態(tài)的。學(xué)生用戶面對(duì)的是一位或多位虛擬教師，教師面對(duì)的是多位虛擬學(xué)生。這一技術(shù)徹底實(shí)現(xiàn)了師生之間協(xié)作教學(xué)，從而最大限度地提高了教學(xué)效率。

（5）教學(xué)策略的實(shí)時(shí)調(diào)整。系統(tǒng)中數(shù)量眾多的AGENT分工協(xié)作，實(shí)時(shí)采集教學(xué)活動(dòng)的所有信息，存入系統(tǒng)的多個(gè)數(shù)據(jù)庫中，從而形成了海量的教學(xué)活動(dòng)信息資源庫。系統(tǒng)的各個(gè)AGENT會(huì)通過數(shù)據(jù)挖掘AGENT所提供的服務(wù)，從各個(gè)數(shù)據(jù)庫中挖掘最新的關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而動(dòng)態(tài)地改變教學(xué)策略。教學(xué)策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整豐富了教學(xué)系統(tǒng)的功能，使系統(tǒng)更加人性化，同時(shí)也使學(xué)生用戶感到所面對(duì)的是一位有性格、有情緒、會(huì)隨時(shí)改變教學(xué)方法的虛擬教師。

（6）多元的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制。真實(shí)、完全地反映用戶使用教學(xué)系統(tǒng)的情況，就要客觀、全面地對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這就要求系統(tǒng)的評(píng)價(jià)主體與評(píng)價(jià)內(nèi)容必須具有多元性[5]。在本文所提供的系統(tǒng)模型中，學(xué)生AGENT可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的自我評(píng)價(jià)、或?qū)π〗M成員的評(píng)價(jià)、對(duì)虛擬教師的評(píng)價(jià)以及對(duì)教學(xué)策略的評(píng)價(jià)；教師AGENT可以對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)、可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)、也可以對(duì)同行的教學(xué)工作進(jìn)行評(píng)價(jià)。系統(tǒng)的評(píng)價(jià)主體由傳統(tǒng)的單一評(píng)價(jià)主體―教師，擴(kuò)展到由學(xué)習(xí)者、小組成員、教師等構(gòu)成的多元評(píng)價(jià)主體。評(píng)價(jià)量規(guī)表從學(xué)習(xí)內(nèi)容的評(píng)價(jià)、探究活動(dòng)過程的評(píng)價(jià)、以及學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)等多個(gè)方面展開，為學(xué)生提供一個(gè)更為寬松的評(píng)價(jià)環(huán)境與更為科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

5 結(jié)束語

智能化教育一直是全世界教育界和教育技術(shù)領(lǐng)域的理想和目標(biāo)。計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)得到廣泛的應(yīng)用。新的教育理論層出不窮，特別是人工智能理論和技術(shù)的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)智能教學(xué)提供了廣闊的發(fā)展空間。然而，在中國(guó)現(xiàn)有的教育體制和技術(shù)支持下，真正的智能教育理論實(shí)現(xiàn)起來非常困難，導(dǎo)致現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)出現(xiàn)了很多無可奈何的尷尬。網(wǎng)絡(luò)教育是“人－機(jī)－人”的交互過程，在這一過程中，如何提高網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的智能化程度是目前教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重大課題。

本文結(jié)合多AGENT的特性及在智能教學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用的理論，提出了基于多AGENT的智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型，詳細(xì)分析了系統(tǒng)各層次的功能，并給出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的分類設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)模型的特點(diǎn)。

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第5篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：中等職業(yè)學(xué)校；智慧校園；數(shù)字化校園；小區(qū)短信技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）05-1244-02

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和規(guī)劃綱要》指出，在整個(gè)教育結(jié)構(gòu)和教育布局當(dāng)中，必須把職業(yè)教育擺到更加突出、更加重要的位置，到2020年形成現(xiàn)代職業(yè)教育體系。而中等職業(yè)教育是我國(guó)職業(yè)教育的重要組成部分，推進(jìn)中等職業(yè)教育的信息化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)《綱要》中“加快教育信息化進(jìn)程”的重要步驟之一。中等職業(yè)學(xué)校是實(shí)施中等職業(yè)教育的學(xué)校，目前共有三類：1）中等專業(yè)學(xué)校（簡(jiǎn)稱“中專”）；2）技工學(xué)校（簡(jiǎn)稱“技校”）；3）高級(jí)職業(yè)中學(xué)（簡(jiǎn)稱“職業(yè)高中”、“職高”）。

中等職業(yè)學(xué)校從傳統(tǒng)校園到建設(shè)并建成數(shù)字化校園，已經(jīng)經(jīng)過了多個(gè)階段及多個(gè)層面的研究，在代替了傳統(tǒng)校園的紙筆和電教后，數(shù)字化校園也完成了計(jì)算機(jī)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程建設(shè)。隨著傳感技術(shù)、云計(jì)算、虛擬化技術(shù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，智慧校園的建設(shè)已掀起一股浪潮，改變以往人們傳統(tǒng)的生活與工作方式，改善了人與社會(huì)的關(guān)系。

1 數(shù)字化校園的緣起

數(shù)字校園是在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，從環(huán)境、資源、到活動(dòng)全部數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上管理和網(wǎng)上服務(wù)。它最早起源于20世紀(jì)70年代的美國(guó)。1990年，美國(guó)的格林發(fā)起了科研項(xiàng)目“信息化校園計(jì)劃”。1998年，美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柊l(fā)表演講，明確提出“數(shù)字地球”的概念，在此之后全世界普遍接受了數(shù)字化概念，并引申出“數(shù)字城市”、“ 數(shù)字校園”等概念。學(xué)校在開展教育、科研和管理及對(duì)外通訊工作全過程中運(yùn)用寬帶、交互性和專業(yè)性的局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)和學(xué)校辦學(xué)數(shù)字化、信息化和智能化。

2 智慧校園的內(nèi)涵與特征

2008年，IBM公司首次提出了“智慧地球”的理念。在“智慧地球”的概念提出后，國(guó)內(nèi)不少學(xué)者提出了“智慧校園”的概念和建設(shè)思路，西南大學(xué)、成都大學(xué)等高校都在籌劃、實(shí)施智慧校園的建設(shè)。浙江大學(xué)在信息化“十二五”規(guī)劃中，提出建設(shè)一個(gè)“令人激動(dòng)”的智慧校園，這種智慧校園支持無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活（吳穎駿，2010）。

在理論研究方面，國(guó)內(nèi)也有不少學(xué)者從多個(gè)角度對(duì)智慧校園的內(nèi)涵進(jìn)行了解讀。沈潔等在2011年認(rèn)為，智慧校園是一種將人、設(shè)備、環(huán)境、資源以及社會(huì)因素，在信息化背景下有機(jī)整合的一種獨(dú)特的校園系統(tǒng)，它以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息的相關(guān)性為核心，通過多平臺(tái)的信息傳遞手段提供及時(shí)的雙向交流平臺(tái)，簡(jiǎn)單說，就是更智能更智慧的學(xué)校；黃榮懷等在2012年認(rèn)為，智慧校園能感知物理環(huán)境，識(shí)別學(xué)習(xí)者的個(gè)體特征，提供無縫互通的網(wǎng)絡(luò)通信，有效支持教學(xué)過程，智能決策的開放教育教學(xué)環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境。智慧校園的發(fā)展及應(yīng)用如圖1如示：

智慧校園的發(fā)展是數(shù)字化校園的高端形態(tài)，是數(shù)字化校園發(fā)展的理想追求，也已成為一種共識(shí)。然而智慧校園是一個(gè)系統(tǒng)工程，國(guó)內(nèi)的中等職業(yè)學(xué)校一般來說物力有限，要在兩者之間找一個(gè)切合實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，既能結(jié)合中等職業(yè)學(xué)校財(cái)力物力構(gòu)建一定規(guī)模的智慧校園實(shí)踐項(xiàng)目，又能將學(xué)校的智慧校園建設(shè)成為市級(jí)領(lǐng)先、省內(nèi)一流的職業(yè)教育信息化高地，因此本文準(zhǔn)備以本校數(shù)字化校園中已部分建成的智能辦公管理系統(tǒng)和教學(xué)資源建設(shè)為突破口，采用小區(qū)短信技術(shù)，進(jìn)行智慧校園建設(shè)的實(shí)踐研究，探索智慧校園在中職學(xué)校的實(shí)踐之路。

3 小區(qū)短信技術(shù)

3.1 小區(qū)短信概念

利用手機(jī)用戶進(jìn)出特定范圍需與交換機(jī)交換位置信息的特性，結(jié)合目前短消息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域范圍、特定時(shí)間對(duì)特定客戶群，發(fā)送特定服務(wù)短信。其原理利用移動(dòng)信號(hào)的信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信令過程，獲得手機(jī)用戶當(dāng)前的位置信息。小區(qū)短信系統(tǒng)主要由信令采集、信令分析、短信業(yè)務(wù)應(yīng)用三部分組成。用戶從進(jìn)入小區(qū)到收到短信所經(jīng)歷的流程如圖2所示：

3.2 小區(qū)短信系統(tǒng)流程

1）用戶手機(jī)進(jìn)入熱點(diǎn)范圍，向基站發(fā)送信令消息，產(chǎn)生信令過程；2）基站與基站控制器交互用戶信令消息；3）基站控制器與移動(dòng)服務(wù)中心交互用戶信令消息；4）小區(qū)短信系統(tǒng)的信令采集部分從基站控制器與移動(dòng)服務(wù)中心之間采集到原始信令消息，進(jìn)行信令分析；5）小區(qū)短信系統(tǒng)將預(yù)先準(zhǔn)備的短信寫入短信網(wǎng)關(guān)；6）短信網(wǎng)關(guān)為手機(jī)用戶下發(fā)短信。

3.3 系統(tǒng)功能

在同一個(gè)熱區(qū)同一用戶，可控制對(duì)其每天發(fā)送的信息條數(shù)；同一條信息只發(fā)給同一個(gè)用戶一次；系統(tǒng)可控制發(fā)送短信頻次（如每天或者第月或每周），可控制發(fā)送短信時(shí)段（如每日早9晚5之間發(fā)送）；過濾熱區(qū)常駐人員屏蔽黑名單發(fā)送；系統(tǒng)提供用戶拒絕接收功能。應(yīng)用場(chǎng)景：小區(qū)短信從業(yè)務(wù)使用者來看，主要包括政府公益類、行業(yè)信息類。

4 中等職業(yè)學(xué)校內(nèi)進(jìn)行智慧校園建設(shè)的實(shí)踐研究

中等職業(yè)學(xué)校也屬于傳統(tǒng)校園的一種，在傳統(tǒng)校園教育教學(xué)過程中也經(jīng)歷了從電教到數(shù)字化的過程，在當(dāng)前社會(huì)都在進(jìn)行數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程中，中等職業(yè)學(xué)校也走到了將要建設(shè)智慧校園的階段，在這一階段如果落伍將會(huì)落后一個(gè)時(shí)代。只有跟上社會(huì)信息化的進(jìn)程，積極構(gòu)建“智慧型”的校園環(huán)境才有可能真正提升校園的信息化水平。因此，我們認(rèn)為建設(shè)智慧校園應(yīng)遵循以下原則：

1）智慧校園是數(shù)字化校園、信息化校園發(fā)展的最高階段。智慧校園的發(fā)展是數(shù)字化校園發(fā)展的理想追求。

2）智慧校園建設(shè)時(shí)應(yīng)遵循頂層設(shè)計(jì)，既可以先完成數(shù)字化校園建設(shè)，再擴(kuò)展成為智慧校園，也可以直接進(jìn)行智慧校園建設(shè)，只要作好長(zhǎng)期規(guī)劃，分步實(shí)施都能實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。

3）可以通過校企合作，校校合作等多種方式進(jìn)行智慧校園的實(shí)踐建設(shè)，實(shí)施跨越校園地理范圍、空間范圍層面上的智慧校園項(xiàng)目。

4）智慧校園建設(shè)依賴于通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商家的積極參與也是建設(shè)中的關(guān)鍵。

以某中等職業(yè)學(xué)校為例，在智慧校園的實(shí)踐中，可以逐步建成以下智能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：

1）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)）；2）科研支撐平臺(tái)（教學(xué)科研網(wǎng)絡(luò)）；3）校務(wù)管理平臺(tái)（智能辦公網(wǎng)絡(luò)）；4）校園服務(wù)平臺(tái)（高效接入網(wǎng)絡(luò)）；5）教學(xué)管理平臺(tái)（遠(yuǎn)程及在線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)）。利用數(shù)字化校園中已部分建成的智能辦公管理系統(tǒng)和教學(xué)資源平臺(tái)，后期在校園內(nèi)局部建成物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，有效獲取人、財(cái)、物及產(chǎn)、學(xué)、研信息，進(jìn)行資源整合、服務(wù)集成，逐漸實(shí)現(xiàn)智慧校園中的規(guī)范化管理、科學(xué)化決策。

實(shí)踐項(xiàng)目里的智慧圖書館，有信息采集及信息推送兩個(gè)過程，采用小區(qū)短信技術(shù)，通過采集手機(jī)信息的范圍精準(zhǔn)控制，建成一個(gè)智慧型的圖書館，能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)短信的無目標(biāo)推送，讓每一個(gè)走進(jìn)校園圖書館的讀者，接收到最新一期圖書簡(jiǎn)報(bào)、新書信息、會(huì)議廳、報(bào)告廳講座信息等。具體流程如下：讀者進(jìn)入圖書館這個(gè)小區(qū)短信范圍，產(chǎn)生信令過程，小區(qū)短信系統(tǒng)會(huì)從這個(gè)信令過程中采集到需要的資料進(jìn)行信令分析，再將它與短信應(yīng)用部分進(jìn)行比對(duì)，最后由短信網(wǎng)關(guān)向用戶發(fā)出信息。在此過程中，產(chǎn)生三個(gè)層面的數(shù)據(jù)，全面感知層相當(dāng)于物理層、可靠傳遞層相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)層、智能處理層想當(dāng)于應(yīng)用層。讀者進(jìn)行圖書館的范圍，就如同進(jìn)入一個(gè)智慧網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集信息，推送有關(guān)數(shù)據(jù)，再與圖書館里的物聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化。如資金容許，可以試點(diǎn)建設(shè)智慧實(shí)訓(xùn)工廠，采集走進(jìn)實(shí)訓(xùn)工廠的師生手機(jī)信號(hào)，推送與實(shí)訓(xùn)相關(guān)的課程及實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所使用情況等信息。實(shí)現(xiàn)智慧化相互交流和相互感知。推而廣之，也就可以建設(shè)智慧宿舍、智慧餐廳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧校園，智慧信息無處不在。

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第6篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

【關(guān)鍵詞】交互式視頻會(huì)議：遠(yuǎn)程教學(xué)；高等教育：信息技術(shù)

引言

現(xiàn)代高校以高度發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心技術(shù)，以信息和知識(shí)資源的共享為手段。這種新型的開放式教育模式提供適應(yīng)學(xué)習(xí)者個(gè)性化成長(zhǎng)和發(fā)展需求的學(xué)習(xí)環(huán)境，包括自主選擇多種媒體結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，并能創(chuàng)新運(yùn)用和創(chuàng)造資源。隨著跨校區(qū)、地區(qū)辦學(xué)的高校劇增，信息技術(shù)成為支撐遠(yuǎn)程教學(xué)的必然趨勢(shì)，以高速的校園網(wǎng)絡(luò)帶動(dòng)“交互”體驗(yàn)是開放式遠(yuǎn)程教育的重要環(huán)節(jié)，高質(zhì)量的教學(xué)應(yīng)用創(chuàng)新及管理服務(wù)保障是校園信息化可持續(xù)的關(guān)鍵，從而促使交互式視頻會(huì)議系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用在高校遠(yuǎn)程教學(xué)中發(fā)揮重大作用，其搭建部署和跟蹤策略對(duì)高校現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)創(chuàng)新具有一定價(jià)值。

一、視頻會(huì)議系統(tǒng)在高校的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)

1 大學(xué)導(dǎo)向的教學(xué)行為需求

現(xiàn)代教學(xué)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的需求是基于形成教學(xué)交互的情景信息空間，從展示文字到多維度的虛擬界面，遠(yuǎn)程教育與信息活動(dòng)兼顧到多種技術(shù)和教學(xué)模式。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)學(xué)校制度改革、管理創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)教育信息化、決策科學(xué)化和管理規(guī)范化，服務(wù)于教、研、管和校際合作的整個(gè)過程。此外，把教學(xué)目的中眾多因素內(nèi)化，從而確立教學(xué)行為導(dǎo)向，并集中體現(xiàn)于教學(xué)活動(dòng)中，智能化教學(xué)、辦公和對(duì)外聯(lián)系，以形成校園基礎(chǔ)信息化環(huán)境的系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)建。因此，掌握隱含在問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成自主學(xué)習(xí)的意識(shí)以及解決問題的能力，結(jié)合多種信息技術(shù)及其適應(yīng)性轉(zhuǎn)化是必要的，已達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境、信息化終端、多媒體教室的基本功能得到拓展和延伸，并持續(xù)開發(fā)新的教學(xué)設(shè)計(jì)互動(dòng)手段，有效支撐現(xiàn)代教學(xué)。

2、視頻會(huì)議技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

隨高校辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大、校區(qū)數(shù)量增多，尤其考慮到常年奔波于校區(qū)間教學(xué)一線的教師和組織教學(xué)活動(dòng)的教務(wù)督導(dǎo)人員。如某些校區(qū)間車程需要兩三個(gè)小時(shí)，大大降低了各種資源的利用率，教學(xué)效果也不穩(wěn)定。很多大學(xué)搭建視頻會(huì)議體系，就是看中其動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的特點(diǎn)和低成本、便捷化的優(yōu)勢(shì)，盡可能減少分散教師的精力，其應(yīng)用必將在遠(yuǎn)程教育實(shí)踐與高等教育改革中發(fā)揮作用。

視頻會(huì)議在遠(yuǎn)程協(xié)作中占主導(dǎo)地位，其利用通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸多個(gè)與會(huì)者連續(xù)活動(dòng)圖像和聲音，將不同時(shí)區(qū)和地域的兩個(gè)或多個(gè)多媒體會(huì)議終端連接，實(shí)時(shí)傳輸各種圖像、語音和數(shù)據(jù)文件，保證各種媒體質(zhì)量的同時(shí)，提供雙向互動(dòng)交流信息的平臺(tái)。目前，視頻會(huì)議廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)路演、現(xiàn)場(chǎng)采訪播報(bào)、應(yīng)急指揮及遠(yuǎn)程教學(xué)等服務(wù)中，然而由于技術(shù)應(yīng)用受到傳統(tǒng)系統(tǒng)功能的束縛，缺乏多媒體信息之間的傳輸交互，該技術(shù)的實(shí)時(shí)、交互、高效和經(jīng)濟(jì)等特性成為各實(shí)踐領(lǐng)域的焦點(diǎn)，隨寬帶網(wǎng)和高速無線接入技術(shù)的發(fā)展，流媒體技術(shù)與IP視頻會(huì)議均為視/音頻技術(shù)的重要組成部分，視頻會(huì)議技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相適配的特征成為最有力發(fā)展途徑，其融合正在逐步產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)的應(yīng)用空間。

3、現(xiàn)代高校的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)和實(shí)時(shí)交互性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)大學(xué)管理數(shù)字智能化是新時(shí)期對(duì)高校發(fā)展提出的新要求。視頻會(huì)議系統(tǒng)作為一種重要的教學(xué)手段，承擔(dān)優(yōu)化和完善傳統(tǒng)教學(xué)方式的責(zé)任，讓優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源得以充分共享，有利于擴(kuò)大國(guó)際合作院校在遠(yuǎn)程教學(xué)及學(xué)術(shù)會(huì)議中的有效互動(dòng)，尤其利用網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議動(dòng)態(tài)多集成的特點(diǎn)，幫助擴(kuò)大國(guó)際合作學(xué)校的聯(lián)盟互動(dòng)傳送，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

視頻會(huì)議系統(tǒng)主要有單播、組播、點(diǎn)播三種流媒體播放方式，目前很多高校采取單一模式搭建，根據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)、流媒體服務(wù)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)特征，其“交互應(yīng)用”的模式實(shí)施，遠(yuǎn)不能滿足高校辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大、校區(qū)數(shù)量增多、教育教學(xué)資源擴(kuò)充，更談不上最大利益化校區(qū)管理與資源共享。因此，部分大學(xué)也逐步轉(zhuǎn)向集成模式搭建視頻會(huì)議體系。

“交互式視頻會(huì)議”是指異地多方通過網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備達(dá)到實(shí)時(shí)溝通，實(shí)現(xiàn)多方相互操作、共享應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)，完善會(huì)議類型目的的多交互功能個(gè)性化設(shè)計(jì)應(yīng)用的活動(dòng)，系統(tǒng)主要由高清視頻會(huì)議系統(tǒng)和交互式信息系統(tǒng)有效組成，兩者相對(duì)獨(dú)立，可視化通訊和協(xié)作服務(wù)是其核心環(huán)節(jié)。隨著帶寬自由度提高，穩(wěn)定的移動(dòng)設(shè)備使用習(xí)慣，迫使靈活地隨時(shí)隨地參加會(huì)議或討論的需求產(chǎn)生。在會(huì)議過程中，與會(huì)者能夠在多個(gè)終端中實(shí)現(xiàn)“不間斷”行程。如表1。

二、高校視頻會(huì)議系統(tǒng)的搭建策略

視頻會(huì)議將進(jìn)一步改變現(xiàn)有的教育教學(xué)方式，為人們提供更加便捷、實(shí)時(shí)、可信任的教育傳播途徑。目前，很多高校引進(jìn)所需的視頻會(huì)議系統(tǒng)，目的是將信息化手段與工具應(yīng)用到現(xiàn)代教學(xué)、學(xué)術(shù)交流與教務(wù)管理中，形成開放的教學(xué)管理模式。而使用常見的則是遠(yuǎn)程會(huì)議交流，在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等效果并不明顯。相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，跨平臺(tái)的系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)成為高校間合作交流的障礙，故兼容效果才能保障實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)信息高速傳遞的需求。

1 搭建原則與互動(dòng)設(shè)計(jì)

進(jìn)行交互視頻會(huì)議體系的構(gòu)建，要以需求為先，避免盲目實(shí)施。鑒于視頻會(huì)議的發(fā)展趨勢(shì)和目前大多高校屬于綜合型大學(xué)的實(shí)際，首先，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的建設(shè)，是推進(jìn)區(qū)域教育數(shù)字進(jìn)程的組成部分，是落實(shí)和加快高校教育教學(xué)改革、提高教育管理水平、節(jié)約教育經(jīng)費(fèi)的重要手段，但不是最終目的。應(yīng)用較成熟的系統(tǒng)，能與國(guó)際主流的網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議設(shè)備互聯(lián)互通，滿足學(xué)校國(guó)際交流的需求，采用先進(jìn)的組網(wǎng)設(shè)備，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范。其次，以各校網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行實(shí)際情況為基礎(chǔ)，盡量適應(yīng)高校內(nèi)外主流設(shè)計(jì)教育教學(xué)活動(dòng)的要求，采取多播放方式建設(shè)，智能程度高，易用性強(qiáng)，可對(duì)視頻會(huì)議進(jìn)行跨校區(qū)直播，指定部門、專人負(fù)責(zé)，確保使用安全。另外，應(yīng)用實(shí)踐中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護(hù)和隔離，如在學(xué)科范圍內(nèi)開展示范性課程，融合經(jīng)典教案，組織名師，話題化知識(shí)信息，確定參考目標(biāo)，給予教學(xué)過程最優(yōu)干預(yù)因子，因此系統(tǒng)要分別針對(duì)不同應(yīng)用和不同網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取不同措施，包括系統(tǒng)安令機(jī)制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的權(quán)限控制、多種級(jí)別的用戶身份認(rèn)證等。

2 交互應(yīng)用與跟蹤實(shí)施

視頻是高校遠(yuǎn)程支持教育教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵因素，交互模式則直接約束其形成效果。以我校為例，多媒體教室占令校總教室的48%，師生上課對(duì)交互功能的實(shí)際需求甚高。在視頻會(huì)議系統(tǒng)中下設(shè)“教師跟蹤”模塊，加入實(shí)時(shí)錄制功能，采用圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)跟蹤拍攝教育教學(xué)實(shí)況的智能化系統(tǒng)設(shè)備。教師在上課時(shí)快速走動(dòng)或板書，系統(tǒng)均能準(zhǔn)確以別并自動(dòng)變焦跟蹤拍攝，并更新和保存優(yōu)秀的教學(xué)資源。根據(jù)教學(xué)的具體要求，通過系統(tǒng)視頻會(huì)議及數(shù)據(jù)會(huì)議的各種組合，創(chuàng)建了符合遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)的各種會(huì)議模式。這種交互方式，引導(dǎo)教學(xué)的潛在交流行為，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)探索意識(shí)，挖掘信息的快速流通與轉(zhuǎn)化，在知識(shí)獲取途徑上逐漸改變學(xué)生依賴教師獲取信息的狀態(tài)，從根本上實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者自我發(fā)現(xiàn)的角色轉(zhuǎn)換，達(dá)到創(chuàng)新信息的電性循環(huán)。如通過我校視頻點(diǎn)播（Video On Demand）板塊來集成、實(shí)時(shí)更新多媒體資源中心和國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源庫，方便了全校師生接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中存儲(chǔ)的教育教學(xué)內(nèi)容，形成以多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)為輔助手段的現(xiàn)代教學(xué)體系管理組織架構(gòu)，形成“多媒體教學(xué)管理系統(tǒng)”、“教學(xué)交互系統(tǒng)”、“教學(xué)實(shí)況轉(zhuǎn)播與組播系統(tǒng)”、“教學(xué)實(shí)況觀摩與督導(dǎo)系統(tǒng)”相互關(guān)聯(lián)的“鏈效應(yīng)”，使多媒體教學(xué)管理系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)活動(dòng)遠(yuǎn)程集中可控、可管。同時(shí)，這些跨校區(qū)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l也可在視頻服務(wù)器中錄制下來，編輯整理備用，形成持續(xù)的資源積累。我校視頻會(huì)議系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在跨校區(qū)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)教學(xué)課程、政府指導(dǎo)工作會(huì)議、學(xué)科項(xiàng)目協(xié)同工作、遠(yuǎn)程答疑系統(tǒng)平臺(tái)、信息化業(yè)務(wù)培訓(xùn)、國(guó)際課堂的資源共享等幾方面，堅(jiān)持貫穿網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)、管理為一體的交叉技術(shù)應(yīng)用模式。

網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)于我校2005年啟用，由多個(gè)功能模塊構(gòu)成，基于開放的架構(gòu)設(shè)計(jì)、并采用先進(jìn)的多播技術(shù)而構(gòu)架的分布式、模塊化、大容量的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)平臺(tái)。提供強(qiáng)大的可擴(kuò)充能力和高度的配置靈活性，可根據(jù)師生解決課程問題來進(jìn)行系統(tǒng)的模塊化配置部署，通過服務(wù)器集群，系統(tǒng)規(guī)模還可以成倍擴(kuò)大。如圖1，這種“跟蹤”策略，反饋以學(xué)期、年紀(jì)、專業(yè)等因子劃分考核信息，形成映射式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依照個(gè)案，以特征點(diǎn)向區(qū)域輻射，提取適應(yīng)性模塊化對(duì)策。

在教學(xué)服務(wù)中，以教學(xué)為主的高校教學(xué)活動(dòng)的數(shù)字化過程要符合適應(yīng)性學(xué)習(xí)個(gè)人特征的規(guī)律。圍繞遠(yuǎn)程溝通這一核心，實(shí)現(xiàn)師生異地間的信息共享和交流，完成交互教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)答疑和教學(xué)管理等功能，為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供全方位的支持服務(wù)，建立以學(xué)生為“中心”的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)思想。此外，應(yīng)用范圍的不斷拓寬將視頻通信的應(yīng)用定義的更加多元化，避免單純的會(huì)議服務(wù)。如在交互視頻會(huì)議架構(gòu)下的答疑模塊，利用可視化文本編輯器，優(yōu)化操作界面的美觀性、易用性、發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)可共享及強(qiáng)交互的特點(diǎn)開展多種方式的教學(xué)活動(dòng)，以教師為中心的講授型教學(xué)轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體的互動(dòng)式教學(xué)，如圖2，采用以案例分析的形式增加交互演示，并加強(qiáng)外部資源的有效鏈接。

交互式網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)是當(dāng)前最廣泛的校園互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之一，根據(jù)我校近五年“三航四方”BBS信息化服務(wù)用戶調(diào)查，師生使用率逐年上升并成倍增長(zhǎng)。因此。有必要建立校園交互網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，充分利用管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，整合學(xué)校教學(xué)、科研、文化生活的相關(guān)服務(wù)信息資源，挖掘師生、校際之間潛在的各種合作、交流關(guān)系資源。因此，交互式應(yīng)用還要和高校數(shù)字校園密切結(jié)合，如存儲(chǔ)服務(wù)、通信服務(wù)、位置服務(wù)、視頻服務(wù)、圖像服務(wù)、搜索服務(wù)，并和校園云知識(shí)管理服務(wù)緊密銜接，形成服務(wù)系統(tǒng)。

三、交互式視頻會(huì)議的應(yīng)用模式

1 應(yīng)用特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

區(qū)別于以往的視頻會(huì)議，交互式視頻會(huì)議系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，無須下載安裝插件，以教學(xué)設(shè)備拍攝的教案影像完整無誤的進(jìn)行視音頻即時(shí)同步快速傳送，集成多種網(wǎng)絡(luò)多媒體解決方案的應(yīng)用工具，順利訪問視頻會(huì)議服務(wù)器，保證遠(yuǎn)程教學(xué)的有效質(zhì)量，故其顯著優(yōu)勢(shì)就在于跨平臺(tái)應(yīng)用的普遍性。在交互通信領(lǐng)域內(nèi)，目前許多新應(yīng)用形式和技術(shù)被引入，視頻會(huì)議技術(shù)逐步向多網(wǎng)協(xié)作、高清呈現(xiàn)的方向發(fā)展，桌面用戶通過PC參與交互體驗(yàn)，這是在視頻會(huì)議基礎(chǔ)上的衍生。為遠(yuǎn)程教學(xué)、留學(xué)生遠(yuǎn)程答辯提供高效可靠的網(wǎng)絡(luò)支持，系統(tǒng)還提供多選擇呼叫方式，實(shí)現(xiàn)各操作系統(tǒng)平臺(tái)間的無縫連接。良好的擴(kuò)展性、數(shù)據(jù)兼容性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在充分利用硬件提供的有限資源的前提下，實(shí)現(xiàn)大流量的網(wǎng)絡(luò)視頻輸出和高效的事務(wù)處理，提供了與PACS、HIS等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和互動(dòng)的接口，保證了資源的利用。

2 應(yīng)用模式分析

交互式視頻會(huì)議應(yīng)用模式沿著“跨校區(qū)視頻會(huì)議管理平臺(tái)一校園網(wǎng)絡(luò)互連基礎(chǔ)架構(gòu)一移動(dòng)終端策略控制一數(shù)據(jù)傳送鏈路體系”這一主線，對(duì)各主流自有系統(tǒng)全面開放接入，廣泛實(shí)現(xiàn)與OA、RTX、遠(yuǎn)程教育、門戶網(wǎng)站等現(xiàn)行系統(tǒng)的無縫融合，作為每天忙碌在教學(xué)區(qū)、生活區(qū)或新老校區(qū)時(shí)空位移的師生們，可以在任意場(chǎng)合通過智能終端快速應(yīng)用開放式會(huì)議系統(tǒng)，同步分享視音頻和會(huì)議數(shù)據(jù)協(xié)作，對(duì)傳輸內(nèi)容進(jìn)行壓縮加密，確保安全，實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)平臺(tái)下高品質(zhì)視頻應(yīng)用。我校結(jié)合學(xué)習(xí)綜合支撐平臺(tái)，在教學(xué)中形成視頻督導(dǎo)策略化教務(wù)與學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)課堂監(jiān)管、實(shí)時(shí)課堂教學(xué)、學(xué)習(xí)管理、評(píng)估、交流協(xié)作等功能。提供方便的知識(shí)分享的同時(shí)，強(qiáng)化移動(dòng)互聯(lián)訪問和各種手持智能終端的訪問服務(wù)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了傳輸中信息及流量的監(jiān)控，如圖3。

3 桌面式交互應(yīng)用實(shí)踐

為加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)上師生的遠(yuǎn)程教學(xué)支持服務(wù)，我校早在2005年全面啟動(dòng)交互式遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)建設(shè)工作。設(shè)計(jì)初期就明確提出利用當(dāng)時(shí)基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信廣播技術(shù)，隨后開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)輔導(dǎo)與答疑系統(tǒng)，部署和實(shí)施Ploycom多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)音視頻和數(shù)據(jù)流的多方位交互平臺(tái)，后續(xù)搭建仍以統(tǒng)一的視頻輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)及一系列的互通模式轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，先后實(shí)現(xiàn)了交互式教學(xué)和課堂直播功能（音視頻交互、文字交互、電子舉手、協(xié)同瀏覽、屏幕廣播、課件共享、郵件通知、文件管理、文件傳輸、電子投票、遠(yuǎn)程控制、課程錄制、課件點(diǎn)播），實(shí)時(shí)答疑功能（多課程操作、答疑交互、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播、實(shí)時(shí)錄制、權(quán)限設(shè)定），教學(xué)管理功能（課程角色管理、課堂監(jiān)控、權(quán)限管理、定制教學(xué)計(jì)劃）。

基于桌面的視頻會(huì)議系統(tǒng)，在我校教學(xué)中應(yīng)用也有8年左右，建立起“大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院網(wǎng)絡(luò)直播課堂與實(shí)時(shí)答疑系統(tǒng)”的整體架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跨校區(qū)師生間的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)課堂直播與輔導(dǎo)答疑，從而構(gòu)造一個(gè)逼真的模擬真實(shí)學(xué)習(xí)輔助環(huán)境，解決了基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫式答疑系統(tǒng)中出現(xiàn)的實(shí)時(shí)性差、解答不準(zhǔn)、答案不全的缺點(diǎn)。具有智能答疑及教學(xué)秩序管理功能，如能將重復(fù)性問題及答案自動(dòng)入庫，并在下次同問題提出時(shí)自動(dòng)調(diào)出答案，同時(shí)對(duì)問題進(jìn)行歸類，形成有效問題、追問問題、無效問題、禁止提問問題等“一鍵式”便捷的應(yīng)答模式，方便教師最有效率地完成答疑任務(wù)，有效地彌合教學(xué)雙方空間的鴻溝，享受到了系統(tǒng)給教學(xué)帶來的便利。

應(yīng)用中的擴(kuò)展環(huán)節(jié)是細(xì)化應(yīng)用理念的過程，如資源（文檔、圖紙、試題）共享數(shù)據(jù)應(yīng)用程序（構(gòu)建系統(tǒng)化）桌面交互（需求多元化）視頻通信（綜合信息溝通平臺(tái)）教學(xué)、科研、管理流程（廣泛關(guān)聯(lián)性）這一過程使視頻通信所擔(dān)負(fù)的職能越顯綜合化。

四、“上海人工智能國(guó)際課堂”教學(xué)案例

我校已與亞洲、歐洲、美洲的二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的百余所高校、企業(yè)和科研院所建立了合作關(guān)系，并先后加入“中國(guó)-芬蘭大學(xué)聯(lián)盟”、“中國(guó)-西班牙大學(xué)聯(lián)盟”、“中國(guó)-白俄羅斯大學(xué)聯(lián)盟”、“中俄工科大學(xué)聯(lián)盟”。基于全方位、高質(zhì)量、多層次國(guó)際合作與交流工作開展的目的，我校早在2010年利用遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行由瑞士蘇黎世大學(xué)主辦，上海交通大學(xué)承辦的“上海人工智能國(guó)際講堂”，到目前已有四年時(shí)間。為了拓展實(shí)踐，匯集國(guó)內(nèi)外豐富的教學(xué)資源，系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)校內(nèi)教授與學(xué)生之間的教學(xué)課堂功能，也能實(shí)現(xiàn)與國(guó)際如美國(guó)夏威夷、德國(guó)慕尼黑等地合作院校間的學(xué)術(shù)交流和研究生答辯等交互功能。

匯集多方學(xué)院對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)有以下要求：教師授課位置的移動(dòng)性必須要求有一套教師場(chǎng)景視頻的跟蹤定位系統(tǒng)。具備流暢的音視頻通話效果；具備PPT、EXCEL等文檔的共享輔助功能：支持未來多點(diǎn)擴(kuò)容：能夠與其他品牌系統(tǒng)兼容互通；在低帶寬網(wǎng)絡(luò)情況下，保證交互順暢。

1 設(shè)計(jì)與跟蹤實(shí)施

基于SUN系統(tǒng)的開源軟件，通過對(duì)“上海人工智能課堂”視頻技術(shù)的設(shè)計(jì)研究，在世界各地設(shè)置多個(gè)課堂地點(diǎn)，于三維協(xié)同虛擬環(huán)境下跟蹤實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，由嵌入式的硬件架構(gòu)和“軟硬結(jié)合”的應(yīng)用模式，保證會(huì)議的穩(wěn)定性，滿足課堂現(xiàn)場(chǎng)的不同要求。屏幕幻燈片通過AdobeAcrobatConnect Professional利用Adobe Flash Player進(jìn)行遠(yuǎn)程共享連接。

該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬會(huì)議，使地理上分散的用戶通過圖形、聲音等多種方式直接溝通，支持實(shí)時(shí)信息共享與協(xié)作交流以達(dá)到協(xié)同工作的目的，具有直觀、真實(shí)、高效、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)。采用美國(guó)Ploycom公司基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)為主要終端設(shè)備，包括MCU會(huì)議控制中心，由1個(gè)主播點(diǎn)和全球15個(gè)分播點(diǎn)組成，采用數(shù)字信號(hào)傳輸方式，常用碼流為512kbit/s，基于TCP/IP、影音與數(shù)據(jù)交互技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)語音、圖像、數(shù)據(jù)等綜合信息的寬帶承載和交互，此交互亮點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)，電子白板等設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交流的虛擬環(huán)境，綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理，智能網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，使各國(guó)師生進(jìn)行真實(shí)互動(dòng)，雙方及時(shí)收到共享反饋，指導(dǎo)課程的順接程序。如圖4，主講課堂機(jī)位的設(shè)置和數(shù)量、跟蹤實(shí)況直接影響互動(dòng)效果，形成“對(duì)話-語言服務(wù)-微程序控制-屏幕共享”的交互因素。

2 案例解析

我校視頻會(huì)議應(yīng)用教學(xué)案例，主課堂在瑞士蘇黎世大學(xué)，課堂前的兩塊大屏幕是主要視頻界面。可以看到不同國(guó)家各種膚色的師生，其一顯示教學(xué)多媒體課件，另一同時(shí)顯示卜幾路同步傳輸?shù)囊曨l畫面，會(huì)議可直接向主講教師提出問題并作答，這些視頻信號(hào)分別來自分布在全世界4大洲的15所大學(xué)教室，包括瑞士的蘇黎世大學(xué)和蘇黎世高工、11本的政法大學(xué)（東京）、大阪大學(xué)和千葉大學(xué)、英國(guó)的索爾福德大學(xué)、德國(guó)的慕尼黑工業(yè)大學(xué)、韓國(guó)的水原大學(xué)、澳大利亞的塔斯馬尼亞大學(xué)（霍巴特）、阿爾及利亞的科學(xué)技術(shù)大學(xué)（阿爾及爾）、中國(guó)的北京大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)（西安）以及作為主場(chǎng)的上海交通大學(xué)。

本課程歷經(jīng)lO次國(guó)際課堂，每周1次，共20學(xué)時(shí)，教學(xué)組的教師均分散在各教學(xué)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)。每次授課前一天，山瑞士主講老師本次課堂討論主題，由學(xué)生查找資料，經(jīng)整理在系統(tǒng)上做一次陳述。上課時(shí)，以類似電視專題節(jié)目方式，由瑞士課堂教師作為主持人，由事先作好發(fā)言準(zhǔn)備的幾位學(xué)生圍坐講臺(tái)，整個(gè)互動(dòng)教學(xué)過程，都由瑞士主講教師調(diào)控，由教師逐一提出話題，由臺(tái)下一位學(xué)生主講，借助PPT投影，無線話筒發(fā)言，這種視頻壓縮協(xié)議，適合低帶寬等條件下的傳輸視頻，并能保持圖像品質(zhì)。其余在不同國(guó)家課堂的學(xué)生可以在發(fā)言后完成提問，每次教師都作簡(jiǎn)短的評(píng)論，在各個(gè)國(guó)家不同種族中有時(shí)談到和主題相關(guān)的重要話題還會(huì)引起各個(gè)國(guó)家學(xué)生熱烈的互動(dòng)討論，這就再次引發(fā)各跟蹤因素相互作用，教學(xué)效果可達(dá)到預(yù)期。

這種難得的授課形式在國(guó)內(nèi)較少，主、分課堂較生動(dòng)地打破了傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)的局面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成知識(shí)信息循序漸進(jìn)的獲取與掌握，與各國(guó)家的老師同學(xué)直接面對(duì)交流、共同探討。如圖5。

知識(shí)點(diǎn)多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的交互性、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的分布性、視頻會(huì)議技術(shù)的真實(shí)性和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)管理平臺(tái)的系統(tǒng)性融為一體，建立起語音、視頻、操作的雙向交流和數(shù)據(jù)通信，形成一個(gè)交互方便的、探究學(xué)習(xí)過程研究的虛擬課堂。

3 相關(guān)交互成因

（1）會(huì)前仔細(xì)調(diào)整好網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的數(shù)據(jù)設(shè)置，避免影響聲音、圖像的傳輸。

（2）視頻會(huì)議遠(yuǎn)程教學(xué)固在很大程度上打破教學(xué)互動(dòng)的時(shí)空限制，但想要真正引起學(xué)生重視，需要一個(gè)有效地適應(yīng)學(xué)習(xí)者個(gè)人特征的學(xué)習(xí)過程，還需更新學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)，形成問題意識(shí)和對(duì)話交流的習(xí)慣，創(chuàng)建對(duì)話型課堂、同步參與型課堂、研討型課堂，并突破外語關(guān)。

（3）對(duì)于參加實(shí)踐的師生，有利于促使在學(xué)習(xí)和了解更多該領(lǐng)域的最新國(guó)際研究進(jìn)展，建立系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，爭(zhēng)取了更多的資源。

（4）需要教師根據(jù)視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)信息傳遞模式與信息展示方式，充分發(fā)展系統(tǒng)的交互性、溝通性，易于學(xué)生接受和理解。需要教師或教學(xué)團(tuán)隊(duì)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，積極關(guān)注、及時(shí)更正教學(xué)中出現(xiàn)的問題。調(diào)查結(jié)果顯示，95%學(xué)生認(rèn)為視頻在線課可達(dá)到普通課教學(xué)效果，能激發(fā)足夠興趣，特別是部分學(xué)生和外籍教師能保持長(zhǎng)期的通訊交流，為學(xué)生學(xué)習(xí)開啟新視野。

（5）過于抽象難懂的課程內(nèi)容、對(duì)聲音圖像要求過高、互動(dòng)性過強(qiáng)的環(huán)節(jié)通過視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)時(shí)要制定科學(xué)的教案，參與動(dòng)手、動(dòng)腦、感觸或采取傳統(tǒng)模式和在線課程相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，有針對(duì)地解決問題，掌握高效獲得知識(shí)和思維技能。

從交互視頻會(huì)議應(yīng)用于校內(nèi)、校際互聯(lián)需要解決的問題來看，跨地域互聯(lián)的視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)以實(shí)時(shí)、雙向、交流、互動(dòng)、共享的優(yōu)勢(shì)，隨時(shí)隨地虛擬出真實(shí)的課堂，為跨校區(qū)、跨國(guó)界的時(shí)實(shí)互動(dòng)教學(xué)提供了便捷高效的平臺(tái)，為學(xué)生平等獲取高水平教育、拓展視野，全面發(fā)展提供了保障，為優(yōu)質(zhì)教育資源的充分利用、遠(yuǎn)距離教育信息的充分交流提供了支持。根據(jù)各應(yīng)用層的功能構(gòu)，對(duì)視音頻質(zhì)量、數(shù)據(jù)協(xié)作共享、靈活易用性、易管理性的要求也越來越嚴(yán)格。交互式遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)帶動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)服務(wù)的視頻應(yīng)用類型成長(zhǎng)，讓學(xué)習(xí)者了解和熟悉適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)使用條件是應(yīng)用教學(xué)或課程網(wǎng)上資源的首要前提。各高校應(yīng)加大推廣和應(yīng)用力度，大學(xué)生應(yīng)擁有較便利的網(wǎng)絡(luò)使用條件，增加多種移動(dòng)終端服務(wù)，重在解決媒體呈現(xiàn)知識(shí)與解決學(xué)習(xí)問題，增加智能性的交互功能，構(gòu)建專用平臺(tái)予以支撐。

第7篇：人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：智慧校園；數(shù)據(jù)；頂層設(shè)計(jì)；融合

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2017）09-0069-04

一、引言

近年來，隨著我國(guó)高校信息化建設(shè)日益深入，教育信息化水平有了大幅度的提高，已經(jīng)進(jìn)入到應(yīng)用普及推廣階段。依托移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新興信息技術(shù)的教育教學(xué)模式和管理模式不斷涌現(xiàn)，教育信息化正從數(shù)字化時(shí)代步入智慧化時(shí)代。作為高校信息化的高級(jí)別呈現(xiàn)形態(tài)，構(gòu)建一個(gè)泛在感知的個(gè)性化學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境，以應(yīng)用服務(wù)為基本理念，將信息技術(shù)深入融合到教學(xué)、科研、管理和校園生活中的智慧型校園已成為各高校信息化建設(shè)的主題。

二、遼寧省高職院校信息化建設(shè)現(xiàn)狀

遼寧省高職院校的信息化建設(shè)近年來雖取得了一定的成就，但由于認(rèn)識(shí)不足、資金缺乏、管理體制不順、專業(yè)人才匱乏等原因，存在著諸多問題，同時(shí)面臨著如何實(shí)現(xiàn)從“數(shù)字校園”向“智慧校園”的轉(zhuǎn)變。

1.信息化建設(shè)缺乏頂層設(shè)計(jì)、缺乏系統(tǒng)和全局視角

信息化建設(shè)主要是從處理部門具體業(yè)務(wù)或者解決局部問題著手，對(duì)學(xué)校各業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)流程不清楚且分析不深入，特別是很少從學(xué)院整體考慮出發(fā)，來設(shè)計(jì)跨部門的業(yè)務(wù)邏輯系統(tǒng)。這不但導(dǎo)致信息資源的重復(fù)建設(shè)，而且由于人為地割裂了數(shù)字化的部門業(yè)務(wù)與現(xiàn)實(shí)學(xué)校其它關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)流程的聯(lián)系，從而造成工作效率的降低，不能現(xiàn)學(xué)校相關(guān)業(yè)務(wù)的一站式服務(wù)。

2.應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)水平不高，使用效率低

經(jīng)過調(diào)研了解，各高職院校在信息化建設(shè)過程中大部分資金都投入到了網(wǎng)絡(luò)、機(jī)房等硬件設(shè)備的建設(shè)中，而對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的投入較少，已建的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)整體應(yīng)用水平還有待提高，開發(fā)或購置的實(shí)訓(xùn)類軟件使用效率低，與學(xué)校的教育教學(xué)融合不全面和深入，致使其在教學(xué)中發(fā)揮的作用有限。遼寧省目前50所高職院校中90% 的學(xué)校無統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和共享交換平臺(tái)，已使用的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量差、數(shù)據(jù)儲(chǔ)備不足，數(shù)據(jù)共享交換和利用困難，信息孤島現(xiàn)象日益突出。同時(shí)數(shù)字教學(xué)資源與科研資源建設(shè)滯后，優(yōu)質(zhì)數(shù)字教學(xué)資源匱乏，共建共享機(jī)制還沒有形成。

3.基礎(chǔ)設(shè)施部分設(shè)備老化、陳舊，面臨更新?lián)Q代

各高職院校雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，但是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備如交換機(jī)、路由器等都是運(yùn)行在IPv4協(xié)議下的老設(shè)備，不支持下一代互聯(lián)網(wǎng)的IPv6協(xié)議，面臨著設(shè)備的更新?lián)Q代。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)出口帶寬較低，需要擴(kuò)容。大部分高職院校的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本上還是空白，另外網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施欠缺，缺乏安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，信息安全狀況堪憂。已有的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備主要是側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)防護(hù)，已建的無線網(wǎng)絡(luò)無安全認(rèn)證，身份認(rèn)證技術(shù)單一，現(xiàn)有的安全設(shè)備不能保證對(duì)發(fā)生的信息安全事件進(jìn)行溯源、追查和審計(jì)等。

三、高職院校智慧校園建設(shè)的主要特點(diǎn)和特色

智慧校園是以網(wǎng)絡(luò)（包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)風(fēng)、物聯(lián)網(wǎng)）、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)為支撐的智慧化的校園教學(xué)、科研、管理和生活一體化環(huán)境，通過運(yùn)行在這個(gè)環(huán)境中的各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合，從而實(shí)現(xiàn)多域融合共享和泛在感知的智慧服務(wù)、多域間資源及其業(yè)務(wù)的融合和共享，實(shí)現(xiàn)無所不在的信息綜合化服務(wù)和智慧化校園。盡管目前國(guó)內(nèi)還沒有真正意義上的智慧校園，但是已經(jīng)有愈來愈多的高校開始認(rèn)真思考和探討智慧校園的建設(shè)方式及其應(yīng)具備的特征，并積極進(jìn)行各種各樣的嘗試。

1.智慧校園建設(shè)的主要特點(diǎn)

智慧校園和數(shù)字化校園的區(qū)別在于，數(shù)字化校園重在軟硬件搭建，而智慧校園是一個(gè)持續(xù)發(fā)展的過程，重在應(yīng)用，使信息技術(shù)和信息化應(yīng)用逐漸深度融合到教學(xué)、科研、管理與校園生活的各項(xiàng)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的共享，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教育公平，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法的現(xiàn)代化。

通過調(diào)研，我們認(rèn)為智慧校園建設(shè)的主要特點(diǎn)：一是要完成院校網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)到智能感知網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)人員的網(wǎng)絡(luò)無縫連接，完成人員位置、活動(dòng)及關(guān)系等的感知；二是利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)構(gòu)建院校的數(shù)據(jù)平臺(tái)，這里的平臺(tái)強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)，而不是硬件。這就需要各院校整合現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全校數(shù)據(jù)的共享交換、挖掘和分析，從而為師生提供精準(zhǔn)、個(gè)性化的服務(wù)；三是要實(shí)現(xiàn)服務(wù)驅(qū)動(dòng)，體現(xiàn)以用戶需求為導(dǎo)向的服務(wù)理念。這就需要完成工作理念從管理為主向以服務(wù)為核心的轉(zhuǎn)變，工作流程從面向業(yè)務(wù)部門到面向用戶的優(yōu)化和重設(shè)，教學(xué)方式從以老師為主向以學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變。 我們認(rèn)為現(xiàn)階段高職院校智慧校園建設(shè)的主要內(nèi)容包括智能感知網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)平臺(tái)及運(yùn)維保障平臺(tái)。其框架如圖1所示。

（1）智能感知網(wǎng)絡(luò)

是智慧校園采集海量數(shù)據(jù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、RFID、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對(duì)學(xué)校的教學(xué)、科研、管理和師生生活服務(wù)等有關(guān)的各種信息資源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校師生的活動(dòng)狀況和學(xué)習(xí)與生活環(huán)境的互動(dòng)狀態(tài)，以及學(xué)校各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等全方面地感知。通過無線和有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，為學(xué)校師生隨時(shí)隨地的接入、隨需隨意的應(yīng)用服務(wù)提供安全、高速、泛在的智能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（2）云服務(wù)平臺(tái)

主要包括云計(jì)算、云存儲(chǔ)、IDC機(jī)房等構(gòu)成的應(yīng)用服務(wù)支撐平臺(tái)和運(yùn)行在其上的各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)等。其核心是云計(jì)算主要包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、清洗、整合、交換和挖掘分析，它通過數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)匯聚智慧校園的各種數(shù)據(jù)信息，形成數(shù)據(jù)質(zhì)量佳、數(shù)據(jù)儲(chǔ)備充足，并可以深度挖掘使用的數(shù)據(jù)池子，向?qū)W校各需求方提供大數(shù)據(jù)服務(wù)。虛擬化是云計(jì)算技術(shù)的核心，通過對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源的虛擬化，對(duì)多種信息資源的重組與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)大范圍、高效率的資源共享，進(jìn)而解決教學(xué)資源分布不均、教學(xué)資源更新速度慢、教學(xué)資源共享程度低等問題；同時(shí)通過云平臺(tái)和云終端，學(xué)生、老師、家長(zhǎng)還可以構(gòu)建個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)交流、學(xué)習(xí)、協(xié)作空間，輕松地獲取所需的知識(shí)。

應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)主要包括教學(xué)、科研、學(xué)工、財(cái)務(wù)等應(yīng)用系統(tǒng)，并通過對(duì)各業(yè)務(wù)流程的分析和梳理，以教師和學(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用的整合，通過統(tǒng)一身份認(rèn)證和統(tǒng)一門戶平臺(tái)為各類用戶提供個(gè)性化、智能化的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)教育資源的精細(xì)化管理，包括了教學(xué)、科研、行政管理等進(jìn)一步的精細(xì)化，有效的調(diào)動(dòng)學(xué)校非常有限的優(yōu)質(zhì)資源。

（3）運(yùn)維保障平臺(tái)

運(yùn)維保障平臺(tái)主要包括網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行維護(hù)、信息安全保障及學(xué)校的信息標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和信息化建設(shè)制度保障四個(gè)內(nèi)容，它是智慧校園安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的保障。其中學(xué)校的信息標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是智慧化校園建設(shè)的重點(diǎn)之一，對(duì)推進(jìn)智慧化校園建設(shè)，保證信息的交流與共享，有著重要的意義。主要建設(shè)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、信息子集建設(shè)、自定義編碼規(guī)范、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等。需注意的是，盡管每個(gè)學(xué)校具有各自的特殊性，但是在制定本校的信息標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須保證和國(guó)家以及教育部的信息標(biāo)準(zhǔn)相兼容。

2.高職院校智慧校園建設(shè)的主要特色

高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性較差，加上師資力量較為薄弱，學(xué)生的到課率與教師的教學(xué)質(zhì)量問題一直困擾著學(xué)校管理者。尤其是在民辦高職院校，上述問題更為突出。另外高職教育更注重對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作能力和專業(yè)技能培養(yǎng)，這就需要我們?cè)诮ㄔO(shè)時(shí)，更應(yīng)該突出教學(xué)的個(gè)性化，做到以學(xué)生為主，為學(xué)生提供“自助餐”式的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式。并通過構(gòu)建無縫學(xué)習(xí)平臺(tái)，把校內(nèi)校外、課內(nèi)課外順暢地聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)智慧教育。現(xiàn)階段這方面的應(yīng)用主要有視頻微課、翻轉(zhuǎn)課堂、幕課、電子書包、模擬/仿真類系統(tǒng)等，其中前三個(gè)在高職教學(xué)中有所應(yīng)用，但應(yīng)用范圍較小。如在國(guó)際上，慕課運(yùn)用最多的不是本科院校，而是職教院校。但我國(guó)的職教院校由于優(yōu)質(zhì)幕課資源匱乏，應(yīng)用較少。電子書包作為目前智慧教育新技術(shù)，現(xiàn)主要在中小學(xué)中應(yīng)用的較多，在高職院校的使用的更少。模擬/仿真類系統(tǒng)通過構(gòu)建真實(shí)系統(tǒng)運(yùn)作的仿真環(huán)境，讓學(xué)在仿真環(huán)境中運(yùn)用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的模擬演練，從而可以解決高職院校普遍存在的學(xué)生在實(shí)際企業(yè)實(shí)習(xí)無法接觸核心業(yè)務(wù)，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生專業(yè)技能有著重要的意義，因此模擬/仿真類系統(tǒng)在高職類院校有著廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)以上的分析，我們認(rèn)為現(xiàn)階段高職院校智慧校園建設(shè)應(yīng)主要著重于構(gòu)建三個(gè)平臺(tái)：分別是個(gè)性化教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)平臺(tái)、綜合服務(wù)平臺(tái)。其中個(gè)性化教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的核心在于建設(shè)數(shù)字化教學(xué)資源庫，目前在建設(shè)中所遇到的主要問題是教師積極性不高，缺少獎(jiǎng)勵(lì)，沒有相應(yīng)的評(píng)價(jià)和激勵(lì)機(jī)制。另外，大部分學(xué)校沒有明確的規(guī)劃，數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不健全，以致于教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)仍處于初步發(fā)展階段。教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)旨在通過對(duì)本校教學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與治理，形成本校人才培養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，并通過對(duì)其中數(shù)據(jù)的挖掘和分析，找出薄弱點(diǎn)，規(guī)范教學(xué)行為，從而對(duì)本校的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。 同時(shí)該平臺(tái)還可以對(duì)本校的人才培養(yǎng)質(zhì)量考評(píng)和學(xué)校發(fā)展決策提供依據(jù)。

綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)就是整合各部門資源，打造一站式服務(wù)門戶，使老師和學(xué)生通過這個(gè)門戶獲取一站式服務(wù)，不需要再進(jìn)入各個(gè)系統(tǒng)就可以享受各種各樣的服務(wù)。師生在獲取服務(wù)時(shí)不需要具體知道該服務(wù)背后是由哪個(gè)部門實(shí)現(xiàn)的，但要讓師生清楚知道自己參與的業(yè)務(wù)辦理到哪里了，下一步應(yīng)怎么做，并做到盡量讓師生操作便捷。通過服務(wù)平臺(tái)建設(shè)實(shí)現(xiàn)由之前通過統(tǒng)一認(rèn)證進(jìn)入信息門戶再進(jìn)入到各個(gè)系統(tǒng)，到實(shí)現(xiàn)之后的把這些服務(wù)從原有系統(tǒng)里面剝離出來匯聚到服務(wù)門戶里面，使師生進(jìn)入服務(wù)平臺(tái)就可以獲取服務(wù)，如圖2所示。如以學(xué)生在校學(xué)習(xí)全過程為一周期設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生到校學(xué)習(xí)全周期角色包括考生、新生、在校生、畢業(yè)生、校友這些角色。以此為出發(fā)點(diǎn)整合學(xué)生相關(guān)業(yè)務(wù)，涉及招生、學(xué)籍、教學(xué)、財(cái)務(wù)、就業(yè)、離校、后勤、社會(huì)服務(wù)等業(yè)務(wù)。完成類似迎新、離校這樣跨業(yè)務(wù)職能部門學(xué)生工作的業(yè)務(wù)整合一體化。從而實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃制定、運(yùn)維與協(xié)同、事務(wù)處理，到師生服務(wù)、監(jiān)督與分析改進(jìn)的過程改善一體化，為師生的教學(xué)、科研和生活以及學(xué)校的各級(jí)管理人員提供一個(gè)一體化的綜合服務(wù)平臺(tái)，如圖3所示。

四、遼寧省高職院校智慧校園構(gòu)建思路

1.加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，做好規(guī)劃

如今，各校在進(jìn)行信息化建設(shè)時(shí)，都在做信息化規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，各自的理解也有所不同。綜合來看，學(xué)校在制定信息化規(guī)劃時(shí)，主要集中在以下四個(gè)方面：

一是確定以服務(wù)為主的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)服務(wù)的信息化和數(shù)據(jù)化服務(wù)。比如構(gòu)建學(xué)生迎新和離校服務(wù)平臺(tái)等。這里的 “服務(wù)”是信息化服務(wù)和業(yè)務(wù)流程的分離。如面向師生的服務(wù)主要包括填表、查詢、申請(qǐng)這三項(xiàng)，而審核、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)上報(bào)等都是具體業(yè)務(wù)部門的工作。這就要求我們?cè)谝?guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要把業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，做出分類，然后進(jìn)行流程優(yōu)化，把用戶所需的服務(wù)從業(yè)務(wù)中剝離出來，以“數(shù)據(jù)集中、信息整合、業(yè)務(wù)貫通和統(tǒng)一服務(wù)”為核心理念來建設(shè)云端服務(wù)。

二是以用戶需求為核心，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。在規(guī)劃制定過程中，必須要通過深入分析用戶需求的“本質(zhì)”來設(shè)計(jì)學(xué)校的應(yīng)用服務(wù)。在需求收集和分析時(shí)，要重點(diǎn)加強(qiáng)與具體業(yè)務(wù)的操作人員之間的溝通，如學(xué)生輔導(dǎo)員、院系秘書、一線管理科長(zhǎng)，優(yōu)先滿足他們的強(qiáng)需求，重點(diǎn)滿足一般性需求，忽略弱需求，從而制定出滿足用戶、業(yè)務(wù)部門需求的規(guī)劃。

三是注重?cái)?shù)據(jù)的整合與共享。學(xué)校的業(yè)務(wù)千變?nèi)f化，但數(shù)據(jù)卻是相對(duì)穩(wěn)定的，國(guó)家在十三五規(guī)劃中也將“大數(shù)據(jù)”提升到國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略高度，數(shù)據(jù)的重要性自然不言而喻。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，遼寧省已建數(shù)據(jù)整合共享平臺(tái)的高職院校，在實(shí)際運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)積累有限，真正可用的數(shù)據(jù)微乎其微。所以在制定規(guī)劃時(shí)，就要從“工具、機(jī)制、人員”三方面著手，加強(qiáng)數(shù)據(jù)治理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的挖掘和利用。

四是抓好規(guī)劃的落實(shí)。要確保規(guī)劃得到有效的執(zhí)行，離不開學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)層的重視和構(gòu)建合理的信息化建設(shè)組織架構(gòu)及適合本校的建設(shè)模式，在實(shí)施r，學(xué)校各部門要明確職責(zé)，各司其職、各盡其責(zé)，密切配合，形成整體合力。還需健全完善問責(zé)機(jī)制，實(shí)施有效的督促檢查。同時(shí)，還要抓住數(shù)據(jù)和流程這兩個(gè)當(dāng)前信息化建設(shè)過程的難點(diǎn)，著力解決實(shí)施中的突出矛盾和問題。規(guī)劃的落實(shí)執(zhí)行既是一個(gè)長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的過程，也是一個(gè)不斷修改完善、豐富發(fā)展的過程。這就需要規(guī)劃編制和執(zhí)行部門及時(shí)跟蹤信息化發(fā)展的動(dòng)向，科學(xué)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。

2.拓展思路，多渠道籌措資金

由于大部分高職院校基礎(chǔ)低、底子薄、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張，致使學(xué)校的信息化建設(shè)投入低，嚴(yán)重阻礙了學(xué)校的信息化發(fā)展。在經(jīng)費(fèi)的保障上，可以從以下四方面著手。

一是學(xué)校提供資金保證。學(xué)校須在每年的預(yù)算中規(guī)劃出一定數(shù)額的專項(xiàng)資金，專款專用，以保證信息化建設(shè)的資金投入。

二是尋求上級(jí)部門的經(jīng)費(fèi)支持。學(xué)校可以根據(jù)各自情況向上級(jí)部門如教育部、教育廳等申請(qǐng)一些特批資金，用于信息化建設(shè)。

三是加強(qiáng)學(xué)院與企業(yè)合作，探索合作共贏新模式。學(xué)校通過整理學(xué)校資源與移動(dòng)、聯(lián)通和電信等運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行合作建設(shè)，探索合作共贏新模式。吸收企業(yè)投資，共同建設(shè)，共同開發(fā)，共同受益。

四采用以網(wǎng)養(yǎng)網(wǎng)的形式。所謂以網(wǎng)養(yǎng)網(wǎng)，就是利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，向?qū)W生有償開放有線網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)，收取一定的費(fèi)用，既方便學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)，又緩解了學(xué)院的資金壓力。

3.加大專業(yè)人才隊(duì)伍培養(yǎng)建設(shè)力度，提高全員信息化應(yīng)用能力

當(dāng)前高職院校信息化人才缺乏現(xiàn)象普遍，尤其是專業(yè)數(shù)據(jù)分析人才，如何加大專業(yè)人才隊(duì)伍培養(yǎng)建設(shè)，以及人才引進(jìn)、留任機(jī)制和信息化建設(shè)隊(duì)伍的鼓勵(lì)激勵(lì)措施等，都需要重點(diǎn)考慮并在頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃中體現(xiàn)。學(xué)校的數(shù)據(jù)服務(wù)盡管有了一些創(chuàng)新突破，但是大數(shù)據(jù)并沒有很好地在高校得以應(yīng)用，其中的一個(gè)原因就是擁有大數(shù)據(jù)的人、擁有大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的人和擁有數(shù)據(jù)分析需求的人是分離的。另外加強(qiáng)全體人員的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提高學(xué)校全員信息化技術(shù)的應(yīng)用意識(shí)和素質(zhì)，對(duì)于成功建設(shè)智慧校園也至關(guān)重要。

五、結(jié)束語

快速發(fā)展的信息技術(shù)，給各高校的信息化建設(shè)帶越來越多的挑戰(zhàn)。面對(duì)愈加復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)用、持續(xù)不斷的管理創(chuàng)新和迅速增加的帶寬需求，如何依托先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技g和產(chǎn)品，提升校園網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值，提升教育信息的智能化水平，成為現(xiàn)階段智慧校園建設(shè)的主要問題。高職院校智慧校園建設(shè)，要以人為本，面向服務(wù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校由傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)以管理為核心，轉(zhuǎn)向以服務(wù)為核心。并通過數(shù)據(jù)治理和流程梳理實(shí)現(xiàn)學(xué)校各類資源的整合和配置優(yōu)化，提高學(xué)校服務(wù)師生的能力和水平，使學(xué)校的信息化應(yīng)用達(dá)到較高水平。

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