前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的學(xué)校人工智能教育主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞 小學(xué)教育 思想品德教學(xué) 育人功能 方法與建議
中圖分類號:G622.0 文獻標識碼:A
在現(xiàn)代小學(xué)思想品德教學(xué)的過程中,教師要尤其重視對學(xué)生的思想和素質(zhì)的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的思想品德教學(xué)過分的強調(diào)了對學(xué)生的知識能力的培養(yǎng)。在實際教學(xué)的過程中,教師習(xí)慣于使用強制性的教學(xué)方法讓學(xué)生進行背誦和記憶,但是這樣的教學(xué)方法對于學(xué)生的思維能力的發(fā)展和思想政治能力的培養(yǎng)有一定的約束性。因此在實際教學(xué)的過程中,教師需要在傳統(tǒng)的教學(xué)模式的基礎(chǔ)上積極的探索和突破,在科學(xué)的教學(xué)思想下進行創(chuàng)新。因此,在現(xiàn)代小學(xué)思想品德教學(xué)的實際教學(xué)過程中,教師必須要強調(diào)對學(xué)生的育人功能的培養(yǎng),通過科學(xué)的方法找到提升學(xué)生綜合素質(zhì)的最有效的辦法。只有這樣,才能夠真正發(fā)揮好小學(xué)思想品德教學(xué)的真正的價值。
1教師要平等的對待學(xué)生
在實際教學(xué)的過程中,教師必須要平等地對待每一個學(xué)生。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)的過程中,教師經(jīng)常會按照學(xué)生的學(xué)習(xí)成績進行教學(xué),將學(xué)生的學(xué)習(xí)成績當(dāng)做是考核的唯一的標準,同時在教學(xué)的過程中,教師可能會帶有有色眼鏡來看待學(xué)生。其實這對于學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的提升有著重要的影響。所以,在實際教學(xué)的過程中,教師必須要平等地對待學(xué)生,將每一個W生都當(dāng)成是可造之才。在教學(xué)的時候教師要積極的和學(xué)生進行溝通,給學(xué)生關(guān)心和愛護。在學(xué)生遇到困難的時候,教師也要積極給予學(xué)生幫助。如在實際教學(xué)的過程中,教師可以讓學(xué)生進行自由的討論,針對某一個問題,教師可以讓學(xué)生自由的發(fā)表自己的看法。而在教學(xué)的過程中,教師應(yīng)該讓每一個學(xué)生都有發(fā)表自己的看法的機會,這樣一來,學(xué)生就能夠感到自己是跟教師在平等的對話。同時,在學(xué)生回答完以后,教師要認真點評每一個學(xué)生,就每一個學(xué)生的看法談一談自己的意見,不要因為學(xué)生的考試成績而用有色眼鏡看待學(xué)生的回答。此外,在考核學(xué)生的時候,教師不要完全按照學(xué)生的考試成績來考核學(xué)生,而是從多個角度來考核學(xué)生。比如說教師應(yīng)該從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性等各個方面來考察學(xué)生的學(xué)習(xí),只有這樣才能夠真正地達到現(xiàn)代素質(zhì)教育要求的育人功能。這也是發(fā)揮好現(xiàn)代小學(xué)思想品德教學(xué)價值的最有效的辦法。
2改變強制性的教學(xué)方法
傳統(tǒng)的小學(xué)思想品德教學(xué)比較強調(diào)強制性的教學(xué),即在教學(xué)的過程中,教師往往會直接畫出書本上所謂的知識點,也就是考試的時候經(jīng)常會考察的內(nèi)容,然后給學(xué)生布置大量的背誦的作業(yè)。在下次上課的時候,教師會檢查學(xué)生的背誦情況。其實這樣的教學(xué)往往會對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生巨大的打擊。巨大的學(xué)習(xí)壓力會使得學(xué)生對小學(xué)思想品德學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極的抵觸的情緒,同時因為在學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)生比較累,可能其考試成績也不會很理想,這就使得學(xué)生的學(xué)習(xí)信心受到了極大的打擊。因此,為了更好地發(fā)揮小學(xué)思想品德教學(xué)的價值,教師在實際教學(xué)的過程中可以嘗試引導(dǎo)學(xué)生進行輕松愉快的學(xué)習(xí)。比如說在教學(xué)《和學(xué)生友好相處》這一部分的內(nèi)容的時候,筆者會有意識地引導(dǎo)學(xué)生將實際生活的情況和教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)合,此外筆者還會和學(xué)生一起根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容排演舞臺劇,這樣一來學(xué)生就能夠在排演的過程中對知識有更加深刻的認識和了解。同時,這樣的教學(xué)方法也有效地提升了教學(xué)的趣味性,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中更好地感受思想品德學(xué)習(xí)的魅力。
3運用生活化的教學(xué)方法進行教學(xué)
在實際教學(xué)的過程中,教師還應(yīng)該嘗試使用生活化的教學(xué)方法進行教學(xué),這是因為單純的理論教學(xué)很容易讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候產(chǎn)生疲勞,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣受到比較大的消極的影響。但是生活化的教學(xué)方式可以使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中將所學(xué)知識和自己的實際生活結(jié)合起來,這樣一來,學(xué)生就能夠在實踐的過程中運用自己學(xué)習(xí)到的知識,同時還能夠在實踐的過程中檢驗自己對知識的理解和掌握情況。比如教師可以讓學(xué)生將自己的生活實際情況和所學(xué)知識進行整合和思考,并且說說自己的感受,這樣教師就能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況有更加深入的認識。
現(xiàn)代小學(xué)思想品德教學(xué)的過程中,教師應(yīng)該積極運用現(xiàn)代教學(xué)思想進行教學(xué),在教學(xué)的過程中尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中更好地發(fā)展自己的能力,這樣才能夠真正發(fā)揮好現(xiàn)代小學(xué)思想品德教學(xué)的育人的功能。
參考文獻
[關(guān)鍵詞]人工智能;中學(xué)輔助教育;教育資源
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197
1 中學(xué)教育現(xiàn)狀
教育乃立國之本,而中學(xué)教育乃是重中之重。一方面,中學(xué)生處于青春的成長期,各項綜合素質(zhì)逐漸完善中,中學(xué)教育意義和責(zé)任重大;另一方面,中學(xué)教育仍然是應(yīng)試教育為主,仍然需要面對千軍萬馬過獨木橋的“中考”“高考”,中學(xué)教育很大程度左右了學(xué)生的未來。
目前的中學(xué)教育資源,分為公共教育資源――公辦/民辦學(xué)校教育,和社會教育資源――私人家教、補習(xí)班等,有如下兩個特點。
1.1 學(xué)生得到的公共教育資源不足
學(xué)校班級結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是:一名班主任教師,多名科任教師。在大多數(shù)學(xué)校中,無論是班主任教師,還是科任教師,均會承擔(dān)其他班級的教學(xué)任務(wù)。可以看出,教師資源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上線壓力,教師往往會將有限的精力分散關(guān)注在所有的學(xué)生上,每個學(xué)生得到的公共教育資源并不多。
1.2 學(xué)生獲取的社會教育資源不公
學(xué)生若在學(xué)校無法獲取更多的教育資源,將不得不轉(zhuǎn)向社會教育資源去求助。據(jù)統(tǒng)計,學(xué)生參與社會教育資源的成本在200元/小時,學(xué)習(xí)費用成本過高,進一步造成普通學(xué)生的社會教育資源也無法獲取。
本文要探討的,正是通過人工智能這一現(xiàn)代信息化技術(shù),構(gòu)建智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),使中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
2 智能輔助學(xué)習(xí)
2.1 人工智能簡介
人工智能(Artificial Intelligence)是計算機科學(xué)的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科,能夠?qū)θ说囊庾R、思維等信息過程進行模擬。隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是近年來大數(shù)據(jù)技術(shù)的成功應(yīng)用,人工智能在越來越多的行業(yè)展現(xiàn)出蓬勃的沖擊力。以谷歌圍棋機器人“阿爾法”、微軟助理機器人“小娜”等為代表的虛擬智能機器人,能像人那樣思考,也具備超過常人的智能。
在國內(nèi),人工智能在教育領(lǐng)域的理論研究和教學(xué)實踐表現(xiàn)得越來越活躍,盡管人工智能并不是為教育專門研發(fā)的,但是人工智能的不斷發(fā)展,使得其在教育中的應(yīng)用也越來越廣泛,教育的智能化一直是教育界和教育技術(shù)領(lǐng)域的理想和目標。
2.2 智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)
智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),其表現(xiàn)形式是能夠為每個學(xué)生,配備一個虛擬教師。學(xué)生能夠通過電子設(shè)備(如手機、計算機),與虛擬教師進行交流對話,咨詢虛擬教師各學(xué)科的問題,并得到有效的學(xué)習(xí)輔助。
該智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),具備以下幾個特征。
2.2.1 虛擬教師跨學(xué)科能力
與傳統(tǒng)的教師專一某一學(xué)科不同,虛擬教師并沒有學(xué)科邊界劃分。只要學(xué)習(xí)系統(tǒng)研發(fā)出某一學(xué)科的學(xué)習(xí)算法,該虛擬教師就能夠獲取該門學(xué)科的能力。
2.2.2 虛擬教師深度自學(xué)習(xí)
虛擬教師的“智能”來源于三方面。一是學(xué)生基本信息檔案,該檔案涵蓋了從小學(xué)教育開始的學(xué)科成績、綜合能力、愛好特長等,虛擬教師得到學(xué)生的人物畫像。二是虛擬教師對學(xué)生的自學(xué)習(xí),每一次雙方的溝通交流,虛擬教師都能夠不斷更新發(fā)展學(xué)生的畫像。三是虛擬教師對學(xué)校課堂內(nèi)容的自學(xué)習(xí),虛擬教師并不是獨立于學(xué)校教育存在的,而是作為學(xué)習(xí)教育資源的一個補充,虛擬教師能夠掌握課堂進展、作業(yè)部署、考試動態(tài)等信息。
2.2.3 接近自然語義的溝通
學(xué)生與虛擬教師之間,可以通過自然語義的語音和文字進行溝通,如 “今天數(shù)學(xué)作業(yè)第2題不會”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他計算輔助手段為補充,如上傳某道數(shù)學(xué)題圖片,虛擬教師通過圖形識別匹配,給出該題的解題思路和講解。
2.3 優(yōu)勢分析
智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),有三大核心優(yōu)勢。
一是“即學(xué)即問”,相比目前的學(xué)校教育和社會教育,學(xué)生在學(xué)習(xí)遇到困難時,只有有限的時間與教師交流,在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生將不受空間、時間限制,隨時隨地可以與虛擬教師互動,獲取充足的教育資源。
二是“定制教學(xué)”,相比目前的教育形式,課堂上教師與學(xué)生是一對多的關(guān)系,教師不可能專為某個學(xué)生定制教學(xué)方案,在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)虛擬教師與學(xué)生是一對一的關(guān)系,虛擬教師能夠更了解學(xué)生,根據(jù)學(xué)生的具體情況制訂最佳學(xué)習(xí)方案。
三是“受眾廣闊”,相比目前的公共教育資源緊缺、社會教育資源費用昂貴,智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)一旦推廣,受眾學(xué)生可無限增加,邊際效應(yīng)非常明顯。并且計算機系統(tǒng)設(shè)計特有的水平擴展能力,能夠隨著學(xué)生人數(shù)的增加而增加,支撐廣大的學(xué)生輔助學(xué)習(xí)。
2.4 前景預(yù)測
筆者比較看好人工智能在中學(xué)輔助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技術(shù)發(fā)展,為中學(xué)教育帶來的價值外,當(dāng)前國家政策和社會環(huán)境也非常有利。
第一,未來10年國家政府和教育部門會大幅增加在教育信息化產(chǎn)業(yè)上的投入,隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要(2010―2020年)》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011―2020年)》等相關(guān)規(guī)劃相繼出臺,各級地方政府和教育部門都非常重視教育信息化產(chǎn)業(yè)的投入,人工智能+云計算是重中之重,人工智能技術(shù)的興起必將教育信息化推向一個新的高度。
第二,教育信息化逐漸成為風(fēng)口,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究《中國在線教育市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計,2015年在線教育市場規(guī)模大約為479億美元,而這一數(shù)字在2020年預(yù)計將增長到504億美元。這個持續(xù)迅猛增長的市場正在吸引越來越多的創(chuàng)意和資本,教育領(lǐng)域中的人工智能也很快會成為熱點,涉足其中的高科技公司也會越來越多。
3 結(jié) 論
本文通過智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng),探索了人工智能在中學(xué)輔助教育中的一個應(yīng)用。雖然沒有介紹具體的技術(shù)實現(xiàn)、系統(tǒng)研發(fā),但對現(xiàn)狀痛點、應(yīng)用前景做了綜合性分析概述,相信隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展、教育領(lǐng)域的融合開放,本文探索的這個應(yīng)用將實現(xiàn)于市場,使廣大中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
參考文獻:
[1]何維貴.利用現(xiàn)代化教學(xué)手段打造高效課堂[J].廣西教育(中等教育),2013(6).
[2]王斐.人工智能在中學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù),2013(4).
關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);知識結(jié)構(gòu);應(yīng)用型人才;人才培養(yǎng);知識型能力本位教育
中圖分類號:G64文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2020)25-0153-03
1引言
智能科學(xué)與技術(shù)主要包含智能科學(xué)和智能技術(shù)兩部分內(nèi)容[1]:智能科學(xué)是以人如何認知和學(xué)習(xí)為研究對象,探索智能機器的實現(xiàn)機理和方法;智能技術(shù)則是將這種方法應(yīng)用于人造系統(tǒng),使之具有一定的智能或?qū)W習(xí)能力,讓機器系統(tǒng)為人類工作。目前,在本科專業(yè)目錄中,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是計算機類之下的特設(shè)專業(yè),在現(xiàn)有的人工智能專業(yè)群中,除了新設(shè)的人工智能專業(yè)外(2019年全國共有35所高校獲首批人工智能新專業(yè)建設(shè)資格),智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與全球范圍大力推進與快速發(fā)展的人工智能關(guān)系最密切,契合度最高。一方面,智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)將為人工智能技術(shù)提供理論支撐、技術(shù)推進和人才支持,另一方面,人工智能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢直接影響著智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)發(fā)展和人才需求。
2人工智能時代對人才的需求
站在國家戰(zhàn)略的高度來看,人工智能將成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力,可以實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升,因此人工智能將成為引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù),世界主要發(fā)達國家都把發(fā)展人工智能作為提升國家競爭力、維護國家安全的重大戰(zhàn)略。
隨著人工智能時代的到來,許多企業(yè)對具有智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)背景的人才有著巨大的需求。首先,IT企業(yè)紛紛涉足智能科學(xué)領(lǐng)域,提高產(chǎn)品智能水平;其次,許多傳統(tǒng)制造業(yè)也在轉(zhuǎn)型,從勞動密集型到知識密集型,進一步提升到智能制造型,并逐漸具備高精尖裝備制造能力;此外,醫(yī)療、通訊、交通等行業(yè)也對智能科技人才有著迫切的需要。人工智能對各行各業(yè)的影響,充分體現(xiàn)了智能科技的高速發(fā)展,對人才數(shù)量和素質(zhì)要求也越來越高。
從人才的金字塔型分布來看,智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域不僅需要高端學(xué)術(shù)型人才,更需要接地氣、重實踐的應(yīng)用型人才。隨著“中國智造”的不斷推進,智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域已由頂層設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)突破向生產(chǎn)、應(yīng)用、裝配、服務(wù)等環(huán)節(jié)延伸,迫切需求大批專業(yè)技術(shù)精、實踐能力強、操作流程熟的應(yīng)用型人才。2019年,人力資源和社會保障部、國家市場監(jiān)管總局、國家統(tǒng)計局向社會了13個新職業(yè)信息,包括人工智能工程技術(shù)人員、物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員、大數(shù)據(jù)工程技術(shù)人員等,這也從另外一個側(cè)面說明人工智能等技術(shù)推動了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級,催生了相關(guān)專業(yè)技術(shù)類新職業(yè),可形成相對穩(wěn)定的從業(yè)人群。
3應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式分析
《中國制造2025》以推進智能制造為主攻方向,強調(diào)健全多層次人才培養(yǎng)體系,提到強化職業(yè)教育和技能培訓(xùn),引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類高等學(xué)校轉(zhuǎn)型,建立一批實訓(xùn)基地,開展現(xiàn)代學(xué)徒制試點示范,形成一支門類齊全、技藝精湛的技術(shù)技能人才隊伍。
通常而言,人才類型分為三類[2]:學(xué)術(shù)型人才、應(yīng)用型人才、技能型人才。實際上從現(xiàn)代職業(yè)教育的發(fā)展和社會需求來看,應(yīng)用型人才和技能型人才的界限相對模糊,可統(tǒng)稱為應(yīng)用型人才,即把成熟的技術(shù)和理論應(yīng)用到實際的生產(chǎn)、生活中的技術(shù)技能型人才。從國家的層面來看,為了適應(yīng)人工智能時展,人才需求數(shù)量基數(shù)最多、缺口最大的就是應(yīng)用型人才,這也對眾多高校培養(yǎng)人才的導(dǎo)向產(chǎn)生重大影響。這里我們重點討論智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng),可從職能、知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、行業(yè)(產(chǎn)業(yè))導(dǎo)向四個方面來分析。
3.1職能
智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型人才是培養(yǎng)面向各類智能科學(xué)與技術(shù)的工程設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用,掌握各類現(xiàn)代智能系統(tǒng)設(shè)計、研發(fā)、集成應(yīng)用、檢測與維修、運行與管理等技術(shù),具有扎實理論基礎(chǔ)、較強工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
3.2知識結(jié)構(gòu)
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)充分體現(xiàn)了跨學(xué)科的特點,其知識結(jié)構(gòu)包含了三個并行的基礎(chǔ)領(lǐng)域:電子信息、控制工程、計算機,也蘊含了電子信息工程、控制科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)等學(xué)科的交叉和融合,體現(xiàn)了智能感知與模式識別、智能系統(tǒng)設(shè)計與制造、智能信息處理三個方面的專業(yè)內(nèi)涵。
(1)智能感知與模式識別
屬于電子信息與計算機交叉領(lǐng)域,主要定位在機器視覺與模式識別。包括三維建模與仿真、圖像處理與分析、圖像理解與識別、機器視覺、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等。主要課程包括:電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號系統(tǒng)與數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、模式識別等。
(2)智能系統(tǒng)設(shè)計與制造
屬于控制工程領(lǐng)域,包括自動控制、無人系統(tǒng)與工程、精密傳感器設(shè)計與應(yīng)用等。主要課程包括:機械基礎(chǔ)、工程力學(xué)、自動控制原理、傳感器與測試技術(shù)、計算機控制技術(shù)、機電系統(tǒng)分析與設(shè)計等。
(3)智能信息處理
屬于計算機領(lǐng)域,包括交通大數(shù)據(jù)、汽車與道路安全大數(shù)據(jù)等的分析與處理、信息處理與知識挖掘、信息可視化等。主要課程包括:智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、計算機程序設(shè)計、微機原理與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等。
3.3能力結(jié)構(gòu)
智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)著眼于人工智能工程應(yīng)用,要求學(xué)生具有運用計算機及相關(guān)軟硬件工具進行大數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理、分析、應(yīng)用的能力;具備智能系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、集成、運行與管理的能力;注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)理論和知識,分析并解決工程實際問題的能力,其能力結(jié)構(gòu)可以借鑒能力本位教育(CompetencyBasedEducation,簡稱CBE)模式[3]。
CBE是國際上較流行的一種應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,主要代表國家為加拿大和美國。該模式以能力為人才培養(yǎng)的目標和評價標準,一切教學(xué)活動均圍繞綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)展開,CBE人才培養(yǎng)模式主要有以下三方面的特色:能力導(dǎo)向的教學(xué)目標;模塊化的課程結(jié)構(gòu);能力為基準的目標評價體系。該模式所培養(yǎng)的本科應(yīng)用型人才具有較強的專業(yè)綜合能力和職業(yè)能力[4],在一定時期得到社會的廣泛認可,但是單純的CBE模式并不能完全適應(yīng)人工智能時代對人才培養(yǎng)的需求,這是由于目前許多職業(yè)崗位在人工智能的沖擊下,其形式和內(nèi)容均會產(chǎn)生動態(tài)變化,要求現(xiàn)階段的人才培養(yǎng)具有延伸性和前瞻性,既要兼顧眼前,也要考慮應(yīng)對智能化浪潮,打好基礎(chǔ),提高自學(xué)習(xí)能力。因此,智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)有一定崗位針對性,但并不是完全固化崗位內(nèi)容及層次、固化知識屬性,必須強化自我學(xué)習(xí)能力,才能實現(xiàn)能力可持續(xù)增長,崗位的向上流動性以及知識和經(jīng)驗的進化,才能真正適應(yīng)人工智能時展的需求。
自我學(xué)習(xí)能力的形成與提高往往源于知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建[5]。為了塑造更合適的能力結(jié)構(gòu),需要CBE模式與知識結(jié)構(gòu)的相輔相成,有鑒于此,將這種新型人才培養(yǎng)模式稱之為知識型能力本位教育(Knowledge&CompetencyBasedEducation,簡稱KCBE)模式,這也意味著在人才培養(yǎng)過程中,將知識結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu)放在并重的地位,既著眼于預(yù)期能力的培養(yǎng),也必須讓學(xué)生筑牢學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ),在走向社會以后,在知識引擎的作用下,通過自我學(xué)習(xí),具備并提升適應(yīng)未來的、新的智能化崗位需求的能力。
3.4行業(yè)(產(chǎn)業(yè))導(dǎo)向
從智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的角度,培養(yǎng)的應(yīng)用型人才以“智能化應(yīng)用”為就業(yè)大方向,具體而言,包括:
(1)智能感知與模式識別領(lǐng)域
主要從事電子信息的獲取、傳輸、處理、分析、應(yīng)用等領(lǐng)域的研究、設(shè)計及應(yīng)用,包括圖像處理、機器視覺、工業(yè)視頻檢測與識別、視頻監(jiān)控、傳感器設(shè)計及應(yīng)用等。
(2)智能系統(tǒng)設(shè)計與制造領(lǐng)域
主要從事智能裝備、智能制造、智能管理、智能服務(wù)等領(lǐng)域的設(shè)計、制造及應(yīng)用,包括智能工廠、智能車間、智能生產(chǎn)線、智能物流、以及智能運營與服務(wù)等。
(3)智能信息處理領(lǐng)域
主要從事計算機數(shù)據(jù)處理、分析、理解、管理、以及服務(wù)等領(lǐng)域的研究、設(shè)計及應(yīng)用,包括數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測、交通大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、道路與汽車安全大數(shù)據(jù)分析、智能交通、智能電力、智能家居、智慧城市等。
涉及的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域主要包括智能制造,如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成應(yīng)用,研發(fā)智能產(chǎn)品及智能互聯(lián)產(chǎn)品等。其他的領(lǐng)域還包括智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能金融、智能商務(wù)等。
產(chǎn)業(yè)需求帶動人才培養(yǎng),人才培養(yǎng)在滿足產(chǎn)業(yè)需求的同時推動技術(shù)進步,而技術(shù)進步又引燃了新的產(chǎn)業(yè)需求。產(chǎn)業(yè)需求與人才培養(yǎng)的相互作用,呈現(xiàn)出螺旋式上升的發(fā)展態(tài)勢,這在人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)與智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)之間表現(xiàn)的得尤為突出。
4KCBE模式人才培養(yǎng)的主要措施和途徑
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)模式一定是和人才需求、學(xué)校定位相適應(yīng)的。培養(yǎng)應(yīng)用型人才,應(yīng)注重學(xué)生實踐能力,從教學(xué)體系建設(shè)體現(xiàn)“應(yīng)用”二字,其核心環(huán)節(jié)是實踐教學(xué)。結(jié)合上述的KCBE培養(yǎng)模式,知識結(jié)構(gòu)在能力培養(yǎng)過程中也占有非常重要的地位,因此在能力培養(yǎng)方面,知識和實踐作為兩大要素,不能偏廢任何一方,必須齊頭并進,既要固基礎(chǔ),也要重實踐。
(1)筑牢智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識基礎(chǔ),構(gòu)建與智能化應(yīng)用相關(guān)的知識體系
在本科的低年級階段,應(yīng)注重公共基礎(chǔ)課,特別是數(shù)學(xué)和力學(xué)課程,還應(yīng)充分了解智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的內(nèi)涵,讓學(xué)生對所學(xué)專業(yè)有一個比較全面的認識。在本科中高年級階段,重點強化專業(yè)基礎(chǔ),包括電子技術(shù)基礎(chǔ)、自動控制原理、傳感器與測試技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等。歸納地說,應(yīng)該筑牢數(shù)理基礎(chǔ)、計算機基礎(chǔ)、機電基礎(chǔ)和控制基礎(chǔ),因此對原理課程需要強化,這樣對很多工作機理、來龍去脈的理解才能深刻。
(2)增強智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實踐環(huán)節(jié),構(gòu)建以能力培養(yǎng)為重心的教學(xué)體系
按照KCBE模式,校企合作是強化實踐的一種重要形式[6]。學(xué)校根據(jù)人工智能企業(yè)實際情況靈活設(shè)置實踐課程內(nèi)容,根據(jù)企業(yè)發(fā)展趨勢及時調(diào)整課程體系以避免教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求相脫離。人工智能企業(yè)還可以參與學(xué)校教學(xué)目標和教學(xué)計劃的制定,并為學(xué)校實踐教學(xué)提供各方面支持,從而提高人才培養(yǎng)的針對性。
關(guān)鍵詞:人工智能;教學(xué)改革;教學(xué)方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領(lǐng)域?qū)W科,是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術(shù)。由于信息環(huán)境巨變與社會新需求的爆發(fā),人工智能技術(shù)的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛,對于管理類人才來說,加強對人工智能知識的深入學(xué)習(xí),不斷將人工智能技術(shù)與管理知識結(jié)合起來,對其未來職業(yè)生涯的發(fā)展有著重要作用。人工智能是一門前沿學(xué)科,管理學(xué)院開設(shè)人工智能課程的目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強、應(yīng)用需求空間巨大的學(xué)科特點,通過概率統(tǒng)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機編程語言、數(shù)據(jù)庫原理等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),加強學(xué)生解決實際問題的能力,為就業(yè)打下基礎(chǔ)。本文基于社會對于人工智能領(lǐng)域的人才需求,結(jié)合諸多長期從事經(jīng)管類專業(yè)課程教學(xué)的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學(xué)內(nèi)容與方法進行探討,以期對中國高校人工智能課程教學(xué)改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學(xué)現(xiàn)狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應(yīng)用性很強的理論技術(shù)學(xué)科,人工智能課程內(nèi)容及內(nèi)涵及其豐富,外延極其廣泛。學(xué)習(xí)這門課程,需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學(xué)過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學(xué)氛圍枯燥目前,中國大多數(shù)大學(xué)仍采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,在教學(xué)過程中照本宣科,忽略與學(xué)生的互動,并且缺乏能夠有效引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與加深知識理解的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置,如此一來大大降低了學(xué)生自主思考的能力。在進行人工智能相關(guān)課程知識講解時,隨著章節(jié)的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學(xué)方式無法反映人工智能學(xué)科的全貌,課堂講解難以同時給以學(xué)生感性和理性的認知,部分學(xué)生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學(xué)進度,導(dǎo)致學(xué)習(xí)動力不足。(2)基礎(chǔ)課程掌握不牢管理類專業(yè)的學(xué)生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學(xué)科的素養(yǎng),但這也導(dǎo)致很多學(xué)生所學(xué)知識雜而不精。學(xué)生在基礎(chǔ)不夯實的情況下去學(xué)習(xí)更高層面的知識,給學(xué)生學(xué)習(xí)與老師教學(xué)都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多內(nèi)容,概念抽象,不易學(xué)習(xí)。一些管理類專業(yè)的學(xué)生未能熟練掌握高等數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等先修課程,缺乏一定的關(guān)聯(lián)思考和研究意識,導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)難度增加,產(chǎn)生學(xué)時不足和教學(xué)內(nèi)容難點過多的問題。(3)教學(xué)與實際應(yīng)用脫節(jié)當(dāng)下,人工智能廣泛應(yīng)用于機器視覺、智能制造等各個領(lǐng)域,給學(xué)生提供了大量的現(xiàn)實案例,使得人工智能不再是高深莫測的理論,而是現(xiàn)實中可以觸及的內(nèi)容。例如,在機械學(xué)科領(lǐng)域,人工智能技術(shù)是電氣工程、機械設(shè)計制造、車輛工程等方向的重要技術(shù)來源;在醫(yī)療領(lǐng)域,是醫(yī)療器械的創(chuàng)新生產(chǎn)源動力;在能動領(lǐng)域,是高端能源裝備與新能源發(fā)展的重要驅(qū)動;在光電信息與計算機工程領(lǐng)域,技術(shù)的發(fā)展時刻推動著智能科學(xué)與技術(shù)核心價值的提升。然而,對于管理類專業(yè)的學(xué)生來說,現(xiàn)階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關(guān)理論,在教學(xué)過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復(fù)雜算法,書本中的應(yīng)用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業(yè)知識與人工智能技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導(dǎo)學(xué)生將人工智能算法應(yīng)用于現(xiàn)實生活。另外,大學(xué)生對知識的理解能力差異很大,教師采用統(tǒng)一的方式教給他們,這使一些學(xué)生無法跟上和理解,教師也無法控制學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,導(dǎo)致學(xué)生缺乏動力。因此,如何結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實情況,提高他們的動手能力和實踐經(jīng)驗也是人工智能課程教學(xué)要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學(xué)改進策略
課程教學(xué)改革是一項提高大學(xué)教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。如何在時代背景下應(yīng)用新技術(shù)和新思想進行實施課程教學(xué)改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學(xué)工作而言,教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的變化不再是課程資源的簡單數(shù)字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優(yōu)勢的新型教學(xué)模式。針對管理類專業(yè)人工智能課程教學(xué)過程中存在的問題,可以從教學(xué)方法改進和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置兩個方面進行課程教學(xué)改進。
2.1教學(xué)方法改進
教師對學(xué)生具有引領(lǐng)作用,其教學(xué)方法的改進能夠帶動學(xué)生改進自身學(xué)習(xí)方法。(1)啟發(fā)式案例教學(xué)案例教學(xué)法就是教師根據(jù)教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)要求,通過安排一些具體的教學(xué)案例,引導(dǎo)學(xué)生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動,是一種培養(yǎng)學(xué)生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學(xué)方法。啟發(fā)式案例教學(xué)以自主、合作、探究為主要特征,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并緊密結(jié)合人工智能領(lǐng)域的相關(guān)理論與方法,有效理解知識要點及其關(guān)聯(lián)性,適用于管理類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)。具體而言,高校基于其問題啟發(fā)性、教學(xué)互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學(xué)案例庫,雖然這項建設(shè)將極具挑戰(zhàn)性與耗時性,但具有很強的積極效果:培養(yǎng)學(xué)生較強的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學(xué),讓學(xué)生掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識原理及應(yīng)用;通過一題多解的案例使學(xué)生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設(shè)計,啟發(fā)學(xué)生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學(xué)研討互動式的各個教學(xué)環(huán)節(jié)是逐漸遞進、有機結(jié)合的。研討是基于學(xué)生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學(xué)生做出評判,從而對不同類型的學(xué)生開展針對性的教學(xué)。互動則是在研討的基礎(chǔ)上,通過老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的互動,讓學(xué)生主動參與到課堂教學(xué)的過程中來。在人工智能課程教學(xué)過程中,教師通過課堂討論了解學(xué)生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,例如,對于學(xué)校積極性不強的學(xué)生,將人工智能理論內(nèi)容與學(xué)生個人興趣范疇、社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展及研究現(xiàn)狀聯(lián)系起來,能夠極大程度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力;對于基礎(chǔ)知識較為薄弱的學(xué)生,可以在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)文獻資料,根據(jù)自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結(jié)合的模式。有助于增強學(xué)生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。(3)有效激勵式教學(xué)人工智能是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù),人才需求量極大,對教師的教學(xué)水平也提出了更高要求,因此,進行有效激勵極為重要。在學(xué)生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設(shè)置相應(yīng)項目獎學(xué)金,吸引學(xué)生參與實踐,調(diào)動學(xué)生做研究、發(fā)論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創(chuàng)新大賽,圍繞新一代人工智能創(chuàng)新主題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力,為人工智能領(lǐng)域健康發(fā)展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學(xué)院乃至全校開展此類競賽項目,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與團隊合作能力,鼓舞更多學(xué)生加入到人工智能課程的學(xué)習(xí)中來,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學(xué)生課程制定、課堂與課外作業(yè)、課程項目和論文指導(dǎo)等看作教學(xué)任務(wù)的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學(xué)科滲透式教學(xué)人工智能學(xué)科知識融合程度較高,學(xué)科交叉性強。基于人工智能的學(xué)科交叉性特點,增強管理類人才對學(xué)科應(yīng)用的領(lǐng)悟,可以采取開展學(xué)科滲透式教學(xué)的方法。從2015年起,國務(wù)院和教育部先后印發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見教育》、《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等文件,“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智能+”已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域,人類進入數(shù)字經(jīng)濟時代,社會需求“技術(shù)+管理”的高端復(fù)合人才。例如,基于工業(yè)4.0和強國戰(zhàn)略,人工智能技術(shù)在智能制造的應(yīng)用極為廣泛。上海理工大學(xué)非常重視少數(shù)民族預(yù)科班的教育質(zhì)量。為增強少數(shù)民族管理類人才對該領(lǐng)域應(yīng)用的認識,我們請機械工程、能源動力領(lǐng)域的相關(guān)專家以授課或講座的形式,進行相關(guān)領(lǐng)域知識和發(fā)展趨勢的講解,使學(xué)生理解更為透徹。此外,在教學(xué)實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進不同專業(yè)間老師、學(xué)生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學(xué)習(xí),從而推動人工智能課程教學(xué)的改進。
2.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
世界一流大學(xué)在人工智能課程內(nèi)容設(shè)置根據(jù)不同國家的教育體系設(shè)置,肯定會有不同,但頗有共通之處。本文借鑒世界頂尖大學(xué)經(jīng)驗,針對管理類專業(yè)人工智能課程教學(xué)內(nèi)容進行研究,結(jié)合中國教育體系設(shè)置,認為應(yīng)從以下幾方面進行改進。(1)核心內(nèi)容設(shè)置為避免學(xué)生因為知識點過多而出現(xiàn)雜而不精的問題,勢必要精化教學(xué)內(nèi)容。在互聯(lián)網(wǎng)時代,我們可以使用云計算和其他方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸、存儲和處理,通過在線收集和整合網(wǎng)絡(luò)課程相關(guān)數(shù)據(jù),挖掘和豐富教學(xué)資源,并在整合課程資源的基礎(chǔ)上,進行研究方法和前沿知識的擴展。在核心內(nèi)容設(shè)置方面,可以通過收集到的數(shù)據(jù)資料,選擇人工智能領(lǐng)域具有代表性且難易程度適中的知識作為重點,使學(xué)生能夠在有限的學(xué)時內(nèi)掌握人工智能的知識脈絡(luò)。例如,編寫針對管理類人才的人工智能教材,內(nèi)容涉及緒論、知識表示與推理、常用算法、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面的同時,重點增加相應(yīng)知識點在管理上的應(yīng)用案例,加強學(xué)生對知識點的理解。同時,根據(jù)管理類專業(yè)偏向領(lǐng)域,開設(shè)關(guān)聯(lián)程度較大、應(yīng)用較廣泛的人工智能選修課程,以便學(xué)生根據(jù)自己的興趣與需求選修具體方向的課程。(2)注重學(xué)生的數(shù)理及編程基礎(chǔ)良好的數(shù)理及編程基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)人工智能的前提。只有具備了這些基礎(chǔ),才能搞清楚人工智能模型的數(shù)量關(guān)系、空間形式和優(yōu)化過程等,才能將數(shù)學(xué)語言轉(zhuǎn)化為程序語言,并應(yīng)用于實驗。管理學(xué)院人才的數(shù)理及編程基礎(chǔ)相對薄弱,因此,在安排學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能課程之前,建議開設(shè)面向全體管理類專業(yè)學(xué)生的微積分、線性代數(shù)、概率論等專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程以及C語言、python等編程基礎(chǔ)課程,使學(xué)生具備數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)與一定編程基礎(chǔ),為學(xué)習(xí)人工智能課程打下堅實的基礎(chǔ)。另外,可以推進MOOC平臺建設(shè),在平臺上開設(shè)人工智能網(wǎng)絡(luò)課程,幫助學(xué)生掌握人工智能知識基礎(chǔ)及專業(yè)技能。(3)實驗建設(shè)為了加強學(xué)生對于人工智能知識點間的關(guān)聯(lián)性理解,可以基于不同的應(yīng)用模塊,設(shè)計具有前后鋪墊、上下關(guān)聯(lián)的綜合性實驗,設(shè)計不同層次的項目要求,同時基于相同的實驗課題,讓學(xué)生分組對實驗課題進行攻克,并設(shè)置多元化的實驗評價體系,通過實驗教學(xué)過程中反映出的不同進度,讓教師能對學(xué)生的學(xué)習(xí)水平做出準確評判,及時進行教學(xué)反思,以便更好地開展下一步工作。例如,針對人工智能課程應(yīng)用中很廣的遺傳算法,在某一管理規(guī)劃的具體應(yīng)用上設(shè)置理解-實現(xiàn)-參數(shù)分析-具體應(yīng)用-嘗試改進-深度拓展的不同層次的項目要求,在這些項目層次中規(guī)定必做項與可選項,讓學(xué)生基于同一實驗課題進行合作學(xué)習(xí),然后通過個人自我評價、小組成員互相評價以及教師評價的方式進行打分,對小組整體能力以及個人能力進行綜合評估,以期培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力。
不久前,教育部公布了2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果。全國高校共新增本科專業(yè)2072個,我省高校共新增66個本科專業(yè),它們不僅體現(xiàn)出高校專業(yè)熱門度的起伏,更折射出社會對于人才需求的變化。
縱觀今年新增的本科專業(yè),有幾大門類吸引目光:新文科、新農(nóng)科建設(shè)風(fēng)生水起,人文與科技更多的“融合”,意味著傳統(tǒng)意義上基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科的界線開始變得模糊。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)繼續(xù)成為熱門,加上今年新開設(shè)相關(guān)專業(yè)的196所高校,目前,全國已有近500所學(xué)校開設(shè)此專業(yè);35所高校首次設(shè)立人工智能專業(yè),這意味著,高校開始體系化培養(yǎng)人工智能行業(yè)后備軍。與幼兒養(yǎng)育相關(guān)的專業(yè)繼續(xù)增設(shè),這不僅是因為全面二孩政策的實施,更是由于人們越來越重視對下一代的培養(yǎng)。
“新增專業(yè)彌補了我省有關(guān)專業(yè)的布點空白,進一步優(yōu)化了專業(yè)結(jié)構(gòu)。”省教育廳高教處副處長王國銀介紹,此次省屬高校新增專業(yè)主要圍繞數(shù)字經(jīng)濟“一號工程”、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和萬億產(chǎn)業(yè)開設(shè),這些專業(yè)瞄準國家戰(zhàn)略需要和社會經(jīng)濟發(fā)展急需,進行創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才儲備。
夯實基礎(chǔ)
新文科、新農(nóng)科未來可期
作為近年來高等教育中最時髦的詞匯之一,新工科對于考生和家長來說已經(jīng)不陌生了,但如果說起新文科、新農(nóng)科,很多人可能就要打個問號。
去年10月,教育部等部門決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0,在基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計劃中,首次增加了心理學(xué)、哲學(xué)、中國語言文學(xué)、歷史學(xué)等人文學(xué)科,“新文科”概念浮出水面。今年4月,教育部、科技部等13個部門正式聯(lián)合啟動“六卓越一拔尖”計劃2.0,全面推進新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)。
新文科“新”在何處?打破舊壁壘,跨界尋方法,歸納真規(guī)律,新文科意味著對傳統(tǒng)基礎(chǔ)學(xué)科的一次重新整合。
“相對于傳統(tǒng)文科,新文科有兩個特色。”南開大學(xué)傳播學(xué)系主任陳鵬說。其一,新文科是問題導(dǎo)向的,新文科面對的是社會發(fā)展變化中的新現(xiàn)象、新問題、新變化,有些現(xiàn)象和問題是人類歷從未遇到過的,如大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G、人工智能等,需要突破傳統(tǒng)文科的框架,采用新方法、新視野去探索新理論、新規(guī)律。其二,新文科為了尋求對社會和人類自身的研究,需要通過“跨界”方式進行革新,這種“跨界”不僅僅發(fā)生在文科的各學(xué)科之間,甚至出現(xiàn)在文科和理科、工科、醫(yī)科等學(xué)科之間,需要多學(xué)科之間的交叉和深度融合。
當(dāng)前,清華大學(xué)、中國人民大學(xué)等高校開設(shè)的人文科學(xué)實驗班,西安交通大學(xué)、華東師范大學(xué)等高校開展的學(xué)院式教學(xué)模式,都被視為我國新文科建設(shè)的重要經(jīng)驗。一位資深文科研究專家表示,當(dāng)前,文科與其他學(xué)科有一些結(jié)合,比如考古學(xué)和技術(shù)結(jié)合,就形成了科技考古;信息技術(shù)和藝術(shù)結(jié)合,就形成了藝術(shù)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化等,但還遠遠無法滿足現(xiàn)在社會的需求。新文科就是一種有效路徑。
2018年4月,浙江大學(xué)召開文科大會,提出面向2035年發(fā)展目標和“文科十條”,進一步推進文科發(fā)展強主流、上一流。省內(nèi)其他高校也紛紛積極為新文科創(chuàng)建搭建平臺。浙江工商大學(xué)整合資源打造文科綜合實驗教學(xué)中心,打造跨學(xué)科綜合性實驗教學(xué)平臺;浙江農(nóng)林大學(xué)推出新文科求真實驗班,幫助學(xué)生打牢知識儲備金字塔的穩(wěn)固塔基,再漸次進入專業(yè)學(xué)習(xí),形成堅實塔身和更高聳的塔尖……
在浙江大學(xué)傳播研究所教授、博士生導(dǎo)師邵培仁看來,建設(shè)新文科,其實也是對傳統(tǒng)文科的反思。他指出,新文科有利于構(gòu)建立足中國文化土壤、具有中國特色,具備整體性、包容性、互動性、共享性特質(zhì)的面向全球、面向全人類的大文科。
不難看出,未來新文科相關(guān)專業(yè)或?qū)⒊蔀闊衢T。不僅如此,使用文文互鑒、文理交叉、文工融合的思維方法解決問題,還將為高校人才培養(yǎng)和評價體系帶來新變革。
除了新文科,新技術(shù)的出現(xiàn)也讓一些專業(yè)被賦予了新的內(nèi)涵,比如新農(nóng)科。
當(dāng)前,隨著生態(tài)文明建設(shè)的持續(xù)推進,生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)畢業(yè)生越來越受歡迎。今年,杭州師范大學(xué)就新增了生態(tài)學(xué)專業(yè)。該專業(yè)相關(guān)老師介紹,隨著國家對生態(tài)學(xué)專業(yè)人才的需求增多,生態(tài)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模逐漸加大,未來掌握生態(tài)學(xué)及植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)、地理學(xué)等基礎(chǔ)知識、分析方法和應(yīng)用技能的人才會很搶手。
“浙江是‘兩山’理論誕生地,‘農(nóng)’字頭的專業(yè)發(fā)展空間很大。”浙江農(nóng)林大學(xué)主要負責(zé)人表示,“新農(nóng)科”建設(shè)是鄉(xiāng)村振興實踐、高等教育改革、人才需求變化和社會經(jīng)濟進步的必然選擇,原先注重高度專業(yè)化、技術(shù)化的教育教學(xué)方式和人才培養(yǎng)模式已無法適應(yīng)新時代農(nóng)林高等教育的新需求,亟需探索實現(xiàn)農(nóng)科學(xué)生全面發(fā)展的“新農(nóng)科”建設(shè)之路。
順應(yīng)趨勢
大數(shù)據(jù)、人工智能紛紛開班
順應(yīng)當(dāng)下人工智能行業(yè)的熱潮,今年新增的熱門本科專業(yè),均與大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等信息技術(shù)關(guān)鍵詞相關(guān)。
梳理發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)在短短三四年間,從無到有,并一躍成為熱門專業(yè)。2015年度的審批結(jié)果中,北京大學(xué)、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)、中南大學(xué)3所高校成為首批獲批設(shè)立該專業(yè)的高校;2016年度又有32所高校設(shè)立該專業(yè);到了2017年度,獲批設(shè)立這一專業(yè)的高校數(shù)量達到250所;加上2018年度新增的196所,目前,共有481所高校開設(shè)這個專業(yè)。
今年,我省有湖州師范學(xué)院、寧波工程學(xué)院、寧波財經(jīng)學(xué)院、浙江大學(xué)城市學(xué)院等9所高校新增備案數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。一位專業(yè)課老師表示,社會在不斷發(fā)展進步,現(xiàn)在的一些“新專業(yè)”也許尚無足夠的辦學(xué)經(jīng)驗,但可能恰恰是未來社會發(fā)展的需求所在。
在新增專業(yè)中,人工智能專業(yè)的熱度也在逐年遞增。繼去年杭州電子科技大學(xué)、浙江理工大學(xué)成為我省首批開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的高校后,今年,我省又有一批高校在人工智能人才培養(yǎng)上“摩拳擦掌”,積極增設(shè)相關(guān)“硬核”專業(yè),改進人才培養(yǎng)思路。
浙江大學(xué)今年新增機器人工程和人工智能兩個專業(yè),還將在竺可楨學(xué)院新設(shè)圖靈班。入選圖靈班的學(xué)生可以在計算機科學(xué)與技術(shù)、人工智能、信息安全三個專業(yè)中確認專業(yè)。從入學(xué)開始,每位學(xué)生可從學(xué)院的優(yōu)選導(dǎo)師庫中選擇一名學(xué)業(yè)導(dǎo)師,還將有國外頂尖大學(xué)的教學(xué)大師和科研領(lǐng)軍人物到浙大給圖靈班學(xué)生單獨授課。
除了浙大以外,省內(nèi)其他高校也在結(jié)合各自特色專業(yè),構(gòu)建人工智能專業(yè)的課程體系。比如,浙理工把專業(yè)發(fā)展方向和學(xué)校的優(yōu)勢結(jié)合起來,重點在智能穿戴等領(lǐng)域取得突破,還專門成立紡織工業(yè)人工智能研究院;浙工大結(jié)合了安防產(chǎn)業(yè)、智慧交通、“城市大腦”等浙江省的優(yōu)勢領(lǐng)域,與企業(yè)合作,開拓專業(yè)方向。
“打造新專業(yè)特色成了各高校的當(dāng)務(wù)之急和立足之道。”杭州電子科技大學(xué)人工智能學(xué)院副院長呂強說,針對人工智能人才培養(yǎng)帶來的新挑戰(zhàn),杭電人工智能學(xué)院提出了多方協(xié)同育人的理念,并將其作為教學(xué)改革項目進行探索,“人工智能對數(shù)理基礎(chǔ)要求較高,我們在數(shù)學(xué)課程中增加了矩陣論、離散數(shù)學(xué)等原來研究生學(xué)習(xí)階段才會有的課程內(nèi)容,努力幫學(xué)生打好基礎(chǔ),在暑假,我們還計劃舉辦夏令營,邀請企業(yè)名師進校園培訓(xùn),共同開發(fā)專業(yè)課程等。”呂強說。
值得關(guān)注的是,人工智能已經(jīng)從獨立的專業(yè)教育,擴展到更廣的層面。今年,浙江財經(jīng)大學(xué)向非計算機類專業(yè)學(xué)生推出了人工智能“微專業(yè)”,其中包括了Python程序設(shè)計、高級數(shù)據(jù)庫、機器人編程與實踐等課程。“人工智能在信息金融、金融科技等領(lǐng)域有非常多的應(yīng)用場景。財經(jīng)類專業(yè)學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)比較好,這些知識將為他們的未來打下更好的基礎(chǔ)。”浙財大教務(wù)處副處長石向榮說,可以預(yù)見的是,未來社會需要大量具有具體專業(yè)背景,同時又掌握人工智能相關(guān)知識的復(fù)合型人才。
緊盯兒童
醫(yī)教類專業(yè)持續(xù)擴招
當(dāng)下,伴隨著“全面二孩”政策施行,各大醫(yī)院產(chǎn)科分娩量走高,目前助產(chǎn)人才無論從數(shù)量上還是質(zhì)量上都難以滿足社會需求,臨床急需本科層次助產(chǎn)人才。助產(chǎn)學(xué)專業(yè)于2016年首次開設(shè),當(dāng)時僅有4所高校獲批開辦此專業(yè),2017年有20多所高校新增此專業(yè)。
近兩年,我省先后有浙江中醫(yī)藥大學(xué)、溫州醫(yī)科大學(xué)、杭州醫(yī)學(xué)院等3所高校新增了助產(chǎn)學(xué)專業(yè)。溫州醫(yī)科大學(xué)的助產(chǎn)學(xué)專業(yè)設(shè)在護理學(xué)院,目標是培養(yǎng)掌握護理學(xué)和助產(chǎn)學(xué)的基礎(chǔ)理論和護理技能,具有基本的臨床護理和臨床助產(chǎn)能力,在各類醫(yī)療衛(wèi)生保健機構(gòu)中能夠從事臨床助產(chǎn)、圍產(chǎn)期護理,以及母嬰保健工作的高級助產(chǎn)人才。今年,臺州學(xué)院、溫州醫(yī)科大學(xué)仁濟學(xué)院也開設(shè)了助產(chǎn)學(xué)專業(yè)。
一位從事醫(yī)學(xué)教育多年的教授表示,當(dāng)前社會大眾對醫(yī)療的需求,不僅體現(xiàn)在量上,更體現(xiàn)在質(zhì)上。雖然現(xiàn)在醫(yī)療行業(yè)整體水平保持著上升態(tài)勢,但人們對優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的需求增長更快,所以仍然感覺醫(yī)療資源緊缺。
不久前,由中國工程院院士鄭樹森擔(dān)任院長的浙江樹人大學(xué)樹蘭國際醫(yī)學(xué)院揭牌成立。作為樹蘭國際醫(yī)學(xué)院首個設(shè)置的重點專業(yè),臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)面向全國招生100人。學(xué)院擁有國際醫(yī)學(xué)專家、博士生導(dǎo)師等組成的高水平師資隊伍,以及一批高水平的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)實驗平臺。
同樣,面對強烈的社會需求,溫州醫(yī)科大學(xué)今年增加了普通本科計劃數(shù)。臨床醫(yī)學(xué)(定向培養(yǎng))從30人增加到60人,面向蕭山區(qū)等30個縣(市、區(qū))招生;麻醉學(xué)專業(yè)從61人增加到93人,其中省內(nèi)普招增加16人。
值得一提的是,今年,浙江中醫(yī)藥大學(xué)新增食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學(xué)專業(yè),這也是我省開辦該專業(yè)的高校(不含獨立學(xué)院)。該校招生辦相關(guān)負責(zé)人介紹,食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學(xué)作為一門綜合性的交叉學(xué)科,涉及預(yù)防醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等多個學(xué)科,在提升健康素養(yǎng),保障食品安全,促進疾病的營養(yǎng)學(xué)防治完善健康保障方面大有作為。
縱觀今年我省的新增專業(yè),從撫養(yǎng)、就醫(yī),再到教育,與幼兒養(yǎng)育相關(guān)的專業(yè)成為熱門,除了新增兒科學(xué)、中醫(yī)兒科學(xué)、助產(chǎn)學(xué)等專業(yè)外,學(xué)前教育、小學(xué)教育等師范類專業(yè)的報考也很火爆。
今年,杭州師范大學(xué)增加小學(xué)全科教師、中學(xué)緊缺學(xué)科教師定向培養(yǎng)招生計劃。杭師大教務(wù)處副處長、招生辦副主任顧海春介紹,今年,學(xué)校將繼續(xù)面向杭州、寧波、溫州、紹興、金華、衢州、麗水、臺州、舟山等地區(qū)定向招生255名,提前錄取,補學(xué)費,包就業(yè)。同時,復(fù)建音樂學(xué)院,增加音樂學(xué)(師范)、舞蹈學(xué)(師范)專業(yè)招生計劃。
1幼兒園國學(xué)教育開展中存在的問題
時代轉(zhuǎn)型下的“國學(xué)熱”催生了幼兒國學(xué)教育潮流,但在具體實踐中教育效果卻不盡如人意。縱觀現(xiàn)階段的幼兒國學(xué)教育,我們不難發(fā)現(xiàn)其存在一定的誤區(qū):
1.1教學(xué)活動方式單一
“幼兒園在進行國學(xué)啟蒙教育時采用的教學(xué)形式較為單一,幼兒園采用的最主要方式是誦讀法[1]”。首先,一位老師面對多位幼兒,教師朗讀示范,幼兒跟讀后進行熟背是現(xiàn)在多數(shù)幼兒園的教學(xué)形式,以強迫幼兒“讀經(jīng)”的形式灌輸傳統(tǒng)文化知識。其次,教師多采用傳統(tǒng)的“獎勵”模式來激勵幼兒背誦。導(dǎo)致幼兒背誦課文僅僅是為了表現(xiàn)自己并獲得獎勵,而并非為了獲取知識。這種單一的教學(xué)模式,忽視了幼兒的興趣,也體現(xiàn)不了幼兒學(xué)習(xí)國學(xué)經(jīng)典的真實意義。
1.2缺乏國學(xué)啟蒙環(huán)境的熏陶
當(dāng)前幼兒園的國學(xué)環(huán)境啟蒙大多形式較為復(fù)古。根據(jù)調(diào)查,目前幼兒園進行的環(huán)境創(chuàng)設(shè),大多是形式上的創(chuàng)設(shè)。大多數(shù)幼兒園誤以為將國學(xué)經(jīng)典(如《千字文》《百家姓》《三字經(jīng)》)通篇印在墻面上、將國學(xué)經(jīng)典人物畫像掛在墻上,或者在某一區(qū)域內(nèi)擺放古代學(xué)習(xí)的書桌和古代書本,便是營造了國學(xué)環(huán)境。這些復(fù)古形式的長期使用會使幼兒對國學(xué)失去興趣,產(chǎn)生“抵觸”和“視而不見”的現(xiàn)象。
1.3缺乏科學(xué)系統(tǒng)的國學(xué)教育內(nèi)容
國學(xué)文化包羅萬象。首先,當(dāng)前大部分私立幼兒園對幼兒國學(xué)教育的理解都停留在國學(xué)經(jīng)典典籍這個層面上,將國學(xué)典籍的教學(xué)作為國學(xué)教育的重點,且80%以上的幼兒園都單純地以《弟子規(guī)》和《千字文》背誦作為國學(xué)教育的主要內(nèi)容。其次,幼兒園國學(xué)教育內(nèi)容的選擇忽視了幼兒年齡階段特點和身心發(fā)展水平,教材也不具備層次性。
2幼兒園國學(xué)教育融入人工智能的必要性
時代轉(zhuǎn)型背景下,人工智能與教育領(lǐng)域的深度融合是解決當(dāng)前幼兒國學(xué)教育問題、健康發(fā)展的必經(jīng)之路。當(dāng)前幼兒園亟須建設(shè)國學(xué)特色課程、提高國學(xué)教師素質(zhì)、實現(xiàn)高效的因材施教。
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。[9]首先,人工智能的新型教育模式能綜合多領(lǐng)域?qū)W科知識,打破單一的教學(xué)方式,創(chuàng)新當(dāng)前幼兒國學(xué)教育。其次,人工智能可以發(fā)揮其智能化、自動化、個性化和協(xié)同的特點,為幼兒園區(qū)域活動提供智能化、自動化的環(huán)境創(chuàng)設(shè)材料。此外,人工智能可以根據(jù)每一位幼兒的特點采用大數(shù)據(jù)分析的方式,分析幼兒認知發(fā)展程度,在夯實國學(xué)教育理論的基礎(chǔ)上,根據(jù)幼兒身心發(fā)展規(guī)律循序漸進地實施幼兒國學(xué)教育,在真正意義上建設(shè)并發(fā)展幼兒園特色課程。[2]國學(xué)教育師資短缺是阻礙國學(xué)教育發(fā)展的首要因素。教師短缺是一個嚴重的問題,對教育影響重大。而人工智能能夠獨立扮演教師的角色,且儲備了大量國學(xué)專業(yè)知識。人工智能在以教師的角色進入幼兒園師資隊伍的同時,對幼兒教師本身提出了新的要求。人工智能背景下的幼兒教師需要具備更廣泛的知識范圍、更強的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新型的思維以及較強的信息技術(shù)應(yīng)用能力。因此,人工智能以其本身的智能化和幼兒教師的專業(yè)化能夠提高幼兒園師資隊伍的整體素質(zhì)。
幼兒園國學(xué)教育融入人工智能,旨在促進幼兒國學(xué)個性化教育。在幼兒園國學(xué)教育中引入人工智能,為幼兒活動提供了創(chuàng)新性的玩教具和活動形式。在國學(xué)教育中,兼顧幼兒的特殊性,通過分析不同年齡段的幼兒身體發(fā)育程度、認知水平、思維能力、學(xué)習(xí)接受程度,為幼兒制定個性化課程。因此,人工智能技術(shù)與國學(xué)教育融合能兼顧個體的特殊性,能夠高效地做到因材施教。
3幼兒園國學(xué)教育融入人工智能的路徑
幼兒園國學(xué)教育融入人工智能是在遵循幼兒身心發(fā)展規(guī)律的同時,借助人工智能科技優(yōu)勢,實現(xiàn)傳統(tǒng)幼兒國學(xué)教育與人工智能的有機結(jié)合,能夠增強國學(xué)教育的效果。
3.1環(huán)境創(chuàng)設(shè)
人工智能以其不可匹敵的技術(shù)優(yōu)勢,創(chuàng)設(shè)全新的學(xué)校環(huán)境特征[3]。國學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)融入人工智能是促進國學(xué)教育開展的重要路徑。在傳統(tǒng)環(huán)境靜態(tài)創(chuàng)設(shè)的基礎(chǔ)上,安置多媒體一體機來創(chuàng)設(shè)動態(tài)多變的主題墻,播放國學(xué)經(jīng)典動畫、歌曲、故事,展示栩栩如生的動態(tài)人物造型,呈現(xiàn)豐富多樣的色彩,使幼兒園的墻面設(shè)計能夠有效地將動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合。除了提供動態(tài)國學(xué)經(jīng)典文化元素之外,還可以利用人工智能篩選不同年齡段的國學(xué)知識展現(xiàn)給幼兒,創(chuàng)設(shè)符合幼兒年齡特點的主題墻。天花板是傳統(tǒng)環(huán)境創(chuàng)設(shè)易忽略的一步。吊飾是懸掛于天花板的裝飾,它能夠為幼兒園內(nèi)公共環(huán)境增添動感和立體感。可以利用人工智能將國學(xué)經(jīng)典文化中的人物形象(孔融、孟子、孔子)、書法作品、傳世經(jīng)典國畫、經(jīng)典國學(xué)典籍(《三字經(jīng)》《千字文》)等投影展示到天花板上。同時,在圖書角安置人工智能設(shè)備,將傳統(tǒng)紙質(zhì)書籍與有聲讀物有機結(jié)合,打造人工智能讀書角。書架旁邊則可以布置以國學(xué)經(jīng)典文化為主元素的周邊,力圖將智能元素與傳統(tǒng)文化元素相結(jié)合進行環(huán)境創(chuàng)設(shè)。
3.2人工智能教學(xué)系統(tǒng)
人工智能教育系統(tǒng)的融入促進了“有形”教師與“隱形”教師的有效結(jié)合,發(fā)揮了國學(xué)教育的巨大效力。首先,智能多媒體一體機是較為普遍的一種人工智能系統(tǒng)。在組織國學(xué)經(jīng)典教育過程中利用其人工智能計算的個性特點,選擇出適合各個年齡階段兒童的國學(xué)經(jīng)典知識。以小班為例,人工智能設(shè)備篩選出適合小班幼兒觀看的圖片、國學(xué)律動、順口溜、兒童化故事等,并以動態(tài)方式展現(xiàn)給幼兒。同時,教師要對多媒體設(shè)備進行有效操作、關(guān)注幼兒的身心狀態(tài)。其次,人工智能機器人基本可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)教師進行“教學(xué)自動化設(shè)計”,減輕教師負擔(dān)。機器人能為幼兒營造出一種“混合現(xiàn)實”的環(huán)境,讓幼兒更好地參與到故事表達中,機器人作為活動組織者,替代了教師在活動組織中的主導(dǎo)角色,自行設(shè)計活動流程,引導(dǎo)幼兒自主探索學(xué)習(xí)。此外,遠程教學(xué)是基于人工智能的教育交流平臺。[4]幼兒園建立遠程教學(xué),以線上互動的方式,將幼兒國學(xué)教育專家與幼兒園的孩子聯(lián)系起來,實現(xiàn)專家與孩子的線上國學(xué)交流和互動,以便對幼兒進行更專業(yè)、更科學(xué)的國學(xué)教育指導(dǎo)。
3.3智能化、自動化的國學(xué)區(qū)域活動
區(qū)域活動,是指教師根據(jù)教育目標,為幼兒提供一定的活動空間和活動材料,幼兒在豐富的環(huán)境中進行自主、自由的探索性活動和個性化學(xué)習(xí)。幼兒國學(xué)區(qū)域活動的智能化能促進幼兒園學(xué)知識的有效獲得。
3.3.1智能化材料
人工智能的發(fā)展帶來智能化的益智玩教具,智能機器人尤為突出。首先,在國學(xué)區(qū)域活動中投放智能化的玩教具,能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域活動智能化。以國學(xué)藝術(shù)活動“智能機器人與幼兒園皮影戲剪紙活動的融合”為例。在幼兒美工區(qū)進行活動前,人工智能機器人獨自操作皮影戲,并展示給幼兒,啟發(fā)幼兒如何做皮影戲剪紙。隨后,機器人可以扮演活動組織者,引導(dǎo)幼兒逐步完成皮影剪紙。其次,國學(xué)的益智玩教具還包括國學(xué)經(jīng)典有聲讀物、國學(xué)趣味創(chuàng)意觸感玩具書、智能優(yōu)秀傳統(tǒng)人物模型、智能傳統(tǒng)習(xí)俗文物模型等。這些智能化材料的投入將大大提升區(qū)域活動的智能化和自主性。
3.3.2自主化學(xué)習(xí)
人工智能教學(xué)系統(tǒng)或者人工智能機器人以教師身份介入國學(xué)區(qū)域活動,代替?zhèn)鹘y(tǒng)教師引領(lǐng)幼兒在區(qū)域內(nèi)自主進行國學(xué)知識探索、學(xué)習(xí)。以國學(xué)語文活動《三字經(jīng)》為例,機器人講故事、與幼兒進行國學(xué)知識交流對話,帶領(lǐng)幼兒唱讀《三字經(jīng)》,使幼兒自主理解三字經(jīng)的含義,并模仿、學(xué)習(xí)三字經(jīng)中的優(yōu)良習(xí)慣。當(dāng)然,幼兒教師并不能完全退出區(qū)域活動,教師要選擇恰當(dāng)?shù)慕槿敕绞健=處熢谟變洪_展區(qū)域活動中要時常觀察幼兒,在他們遇到困難、秩序混亂以及幼兒身心安全受到威脅時,教師要及時介入,保證幼兒的自主化學(xué)習(xí)順利開展。
關(guān)鍵詞:人工智能;大數(shù)據(jù);交叉領(lǐng)域
自二戰(zhàn)時期阿蘭?圖靈破解恩尼格瑪密碼機帶來勝利的曙光之后,人工智能初見苗頭,1956年“人工智能”一詞首次由約翰?麥卡錫等科學(xué)家在達特茅斯研討會上提出,時至今日,人工智能經(jīng)歷了60多年的浪潮和洗禮,其中有曙光、有冰封,也有期望。縱觀當(dāng)下,人工智能不僅僅是機器智能,在深度學(xué)習(xí)和推陳出新的算法推動下,其攜手云計算、大數(shù)據(jù)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,攻破了自然語言語音處理、圖像識別的瓶頸,像潘多拉的盒子一樣在認知科學(xué)、機器人學(xué)、機器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域全面開花,人工智能涵蓋了從基礎(chǔ)層、技術(shù)層到應(yīng)用層等多個方面,為人類文明帶來了翻天覆地的變化[1-2]。人工智能包羅萬象,在其基礎(chǔ)上衍生的大數(shù)據(jù)“洪流”對人類社會的方方面面進行沖擊,這些數(shù)字的價值已然超越了諸如金錢、財產(chǎn)、黃金、石油,甚至是土地。然而,大數(shù)據(jù)技術(shù)也如同普羅米修斯盜得的圣火,一方面給人間帶來溫暖和光明,另一方面也有可能使自身被奴役甚至使人葬身火海[3]。因此,當(dāng)我們沉迷于大數(shù)據(jù)的海洋中時,我們是否有能力像藍鯨遨游大海一樣自由掌舵,是當(dāng)今大數(shù)據(jù)和人工智能時代存在的一個重大問題。是“曲徑通幽”還是“會當(dāng)凌絕頂”,我們?nèi)绾卧诖髷?shù)據(jù)中“浮游”,而不是一味地擴充,需要理性看待與合理評價大數(shù)據(jù)對人類生存和發(fā)展的影響。
1.人工智能和大數(shù)據(jù)與“工業(yè)革命”
2020年剛剛結(jié)束的新一輪美國總統(tǒng)競選上演了各種“國家鬧劇”,為何特朗普在2016年贏得大選,而4年之后卻無法連任?時間推移,2016年他勝利的部分原因在于他利用了面臨技術(shù)威脅的工業(yè)行業(yè)中工人們的焦慮,同時指責(zé)非法移民對美國及美國人資源和就業(yè)機會的占用[4]。但在技術(shù)浪潮的挑戰(zhàn)中,自動化和人工智能才是占用的“根源”。早在18世紀60年代工業(yè)革命時期,機器取代人力,規(guī)模化工廠生產(chǎn)取代個體手工生產(chǎn),即引發(fā)了人工智能數(shù)據(jù)的工業(yè)大變革。從機械結(jié)構(gòu)、電氣控制等模塊的設(shè)計和改良,車間機器人的智能化已可以代替人完成生產(chǎn)作業(yè)[5]。通過智能化機器人可以減輕勞動負擔(dān),還可以用于環(huán)境檢測[6]和實施救援[7]等,保護我們的人身安全。這些“機器人”在為我們減負的同時確實也引發(fā)了“失業(yè)危機”,這種現(xiàn)象不僅于美國,日本、韓國和德國亦是如此。我們也許可以形象一下,未來20或30年后,工廠中工傷幾乎為“零”,完全實施機器人24小時作業(yè),速度驚人,質(zhì)量統(tǒng)一,而僅有的幾個人使用簡單的觸摸界面對機器下達“命令”。機器的發(fā)展已超乎我們對普通機械的認知,21世紀開發(fā)的三大機器人中大狗(BigDog)解決了運動和重載運輸問題,特別用于軍事領(lǐng)域,被譽為“當(dāng)前世界上最先進適應(yīng)崎嶇地形的機器人”;亞美尼亞(Asimo)從人類如何移動上展現(xiàn)了機器人仿人運動;Cog具有了人類所特有的思考,由不同處理器組成的異種機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成了“大腦”。特斯拉——其除了是電動汽車和能源公司外,還是自動駕駛汽車行業(yè)的領(lǐng)跑者之一。其2016年已銷售具有自動駕駛、自動自制和自動停車功能的電動汽車,但出于法律和倫理層面,駕駛員還是要坐在駕駛位上,但他可以做他想做的其他事,發(fā)短信、打電話或是休息,而不再是駕駛汽車。我們可以不用擔(dān)心酒駕,不用因為時間緊張而疲勞駕駛,不必為新手司機而變得脾氣暴躁……汽車自動駕駛將讓我們行駛得更規(guī)則、更安全和更“無聊”。自動駕駛上的智能進化,使得自駕型派送車為商業(yè)化服務(wù)成為可能,還有自駕型飛行器也在被研發(fā),通用、寶馬、谷歌等公司一直在努力開發(fā),通過無人機在您家門口投送包裹將對電子商務(wù)世界帶來更多創(chuàng)造性方案。“如果你夠走運的話,機器可以把你當(dāng)成寵物。”雖為戲謔之言,卻又飽含心酸。工廠變得越來越自動化,但其仍需要人類專家,他們才知道如何監(jiān)控傳感器,知道在發(fā)生故障時如何進行修復(fù),機器的運行離不開人的監(jiān)控,只有人的思考才能有新產(chǎn)品的誕生以及高效的生產(chǎn)流程,我們與機器共存,是從體力中解放,但要從事腦力工作。
2.人工智能和大數(shù)據(jù)與金融的未來
“數(shù)字蝶變”席卷金融行業(yè)各個領(lǐng)域[8],金融行業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進信息技術(shù),累積了非常多的客戶信息。通過大數(shù)據(jù)的幫助,金融公司在分析數(shù)據(jù)下尋找更多的金融創(chuàng)新機會。在商業(yè)智能(BI)的輔助下,電信業(yè)可以對客服描述和定位及需求進行預(yù)測;保險業(yè)可以在進行風(fēng)險分析的同時進行損益判斷;銀行業(yè)可以調(diào)整市場活動,建立信貸預(yù)警機制等等[9]。人工智能和大數(shù)據(jù)讓金融業(yè)形成了“以客戶為中心”的模式。與客戶最密切的金融即是金錢,但是它們已經(jīng)被“支付寶”和“微信”以及更多的電子支付方式取代,越來越少的人使用現(xiàn)金,數(shù)字金錢是否會完全取代物質(zhì)金錢,我們很可能會發(fā)展為無現(xiàn)金社會。那么首先“下崗”的是誰呢?答案毫無疑問:銀行。巴克萊銀行前首席執(zhí)行官安東尼?詹金斯曾預(yù)測,對于工業(yè)化國家,銀行員工和其分支機構(gòu)在未來10年內(nèi)會消失;花旗全球視角與解決方案的一項研究預(yù)測,美國和歐洲的銀行將在未來10年裁減約180萬員工;甚至2016年2月的一份丹麥銀行家協(xié)會新聞稿表示,銀行搶劫案數(shù)量連續(xù)第5年下降。就支付領(lǐng)域而言,在這樣的時代背景下,如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對跨越式發(fā)展的支付行業(yè)進行監(jiān)管,成為一個值得深入研究的課題[10]。在人工智能下,我們都有被銀行自動回復(fù)或自會讀取特定問題的“員工”惹惱過。溝通技巧和財務(wù)知識同樣重要,因此,銀行業(yè)員工的下崗只是在基礎(chǔ)性操作上,對于“專業(yè)咨詢”,需要更多受過高等教育、具有更好溝通能力的員工。目前,我國的多數(shù)銀行還沒建立“開放、共享、融合”的大數(shù)據(jù)體系,數(shù)據(jù)整合和部門協(xié)調(diào)等問題仍是阻礙我國金融機構(gòu)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為價值的主要瓶頸。大數(shù)據(jù)的整合、跨企業(yè)的外部大數(shù)據(jù)合作不可避免地加大客戶隱私信息泄露的風(fēng)險。有效防范信息安全風(fēng)險成為商業(yè)銀行大數(shù)據(jù)應(yīng)用中急需解決的問題。
3.人工智能和大數(shù)據(jù)與“專家系統(tǒng)”
電子病歷數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、用藥記錄等構(gòu)成了醫(yī)療大數(shù)據(jù)。醫(yī)療數(shù)據(jù)不僅包括大數(shù)據(jù)的“4V”特點,即規(guī)模大(volume)、類型多樣(variety)、增長快(velocity)、價值巨大(value),還包括:時序性、隱私性、不完整性和長期保存性。醫(yī)療大數(shù)據(jù)可以提供預(yù)警性,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生異常時,通過一定的機制可以發(fā)出警告,從而迅速采取相應(yīng)措施,及時解決問題[11]。成立于1989年的美國胸外科協(xié)會(STS)數(shù)據(jù)庫,至今已經(jīng)涵蓋了美國95%的心臟手術(shù),收集了500萬條手術(shù)記錄[12]。其中的先天性心臟手術(shù)(CHSD)數(shù)據(jù)庫是STS數(shù)據(jù)庫的重要組成部分,是北美最大的關(guān)注兒童先天性心臟畸形的數(shù)據(jù)庫,被認為是醫(yī)學(xué)專業(yè)臨床結(jié)果數(shù)據(jù)庫的金標準。近年來,基于CHSD數(shù)據(jù)庫所進行的數(shù)據(jù)挖掘不斷增加,大型數(shù)據(jù)庫對提高醫(yī)療質(zhì)量所起到的正向作用正在日益凸顯。如Welke等基于CHSD數(shù)據(jù)庫探討小兒心臟外科病例數(shù)量和死亡率之間的復(fù)雜關(guān)系[13];Pasquali等基于CHSD數(shù)據(jù)庫探討新生兒Blalock—taussig分流術(shù)后的死亡率[14];Jacobs等基于CHSD數(shù)據(jù)庫采用多變量分析方法來研究病人術(shù)前因素的重要性[15];Dibardino等基于CHSD數(shù)據(jù)庫采用多變量分析的方法來探討性別和種族對進行先天性心臟手術(shù)結(jié)果的影響[16]。這些都是在醫(yī)療領(lǐng)域采用人工智能提供的醫(yī)療診斷,形成了“專家系統(tǒng)”,專家系統(tǒng)可以說是一種最成功的人工智能技術(shù),它能生成全面而有效的結(jié)果。借助醫(yī)療大數(shù)據(jù)的平臺,“專家系統(tǒng)”可以智能輔助診療、影像數(shù)據(jù)分析與影像智能診斷、合理用藥、遠程監(jiān)控、精準醫(yī)療、成本與療效分析、績效管理、醫(yī)院控費、醫(yī)療質(zhì)量分析等。不僅是數(shù)據(jù)平臺,“達芬奇機器人”可以看成醫(yī)療的高精尖“人工智能”,它能縮短泌尿外科手術(shù)以及術(shù)后患者恢復(fù)時間,促進患者早期下床活動,減低并發(fā)癥發(fā)生率[17]。達芬奇手術(shù)機器人在消化系統(tǒng)腫瘤、泌尿系統(tǒng)腫瘤、婦科腫瘤和心胸部腫瘤等手術(shù)中均有運用[18]。正是機器人,還有其他人工智能設(shè)備,如插入手表或衣服里的傳感器、植入我們皮膚下的芯片,以及智能手機中裝有各種“專家系統(tǒng)”的遠程醫(yī)療、預(yù)防醫(yī)學(xué),甚至是器官的3D打印和虛擬現(xiàn)實治療等的發(fā)展,讓醫(yī)學(xué)發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變,并使其逐步突破人類的傳統(tǒng)健康概念,那么是否意味著醫(yī)學(xué)將成為只有科學(xué)性,毫無直覺性的學(xué)科呢?我們攜帶的內(nèi)部傳感器和外部應(yīng)用程序?qū)⒊蔀槲覀兊尼t(yī)生嗎?“你好,醫(yī)生”被“嘿,Siri”取代嗎?這不盡然。醫(yī)學(xué)必然將是向精準化發(fā)展,并更具個性化、參與性、預(yù)防性和可預(yù)測性。醫(yī)生不再是疾病的修理工,而是改善我們健康狀況的顧問。直觀當(dāng)下,我們還是被“看病難”所困擾,我們提出“分級診療”,是在擁有家庭醫(yī)生、全科醫(yī)生和專科醫(yī)生的基礎(chǔ)上再加上人工智能,以實現(xiàn)預(yù)期的健康監(jiān)測、輔助診療和疾病篩查。
4.人工智能和大數(shù)據(jù)與教育變革
面對各行業(yè)和各學(xué)科,教育作為傳承文明和創(chuàng)新知識的載體,似乎被排除在人工智能之外。就目前而言,人工智能與教育深度融合發(fā)展還存在技術(shù)基礎(chǔ)不穩(wěn)、教育數(shù)據(jù)缺陷、算法能力不足等現(xiàn)實問題[19]。我國目前更想要做到的是在教育上消除“信息鴻溝”,促進教育公平、均衡發(fā)展。因此,目前可以看到人工智能的教育多在于語言學(xué)習(xí)軟件,通過虛擬技術(shù)和人工智能構(gòu)建一個靈活的、可擴充的虛擬交互平臺,設(shè)計多維虛擬場景和智能人工角色,實現(xiàn)不同場景下人機角色的交流和學(xué)習(xí),提升學(xué)習(xí)者的口語能力和語感知識[20]。這使得教師不再是唯一的知識傳播者,任何互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎都將提供比教師所有的更多信息,并且可以更快捷地獲取。肺炎疫情暴發(fā)以來,遠程網(wǎng)絡(luò)教育成了主要教學(xué)形式,互聯(lián)網(wǎng)教育形式其實早在小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)中運用,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的研究和探索也在全面展開。谷歌已經(jīng)開發(fā)一款VR紙板視圖,并將研發(fā)的虛擬課程一起推向市場,使現(xiàn)實生活中在生物課上解剖一只青蛙成為一件容易且有趣的事,通過虛擬青蛙,學(xué)生們可以去除心臟和其他器官,而不再是象征性的抽象體驗。虛擬現(xiàn)實可以像互動游戲一樣,比單一的在教室聽老師授課帶來更多樂趣和體驗,學(xué)習(xí)效果可能更好。我們的學(xué)習(xí)是知識的積累,那么教育就是我們的庫,荀靜等結(jié)合自身情況對西安工業(yè)大學(xué)知識庫構(gòu)建進行探究,認為機構(gòu)知識庫在保存知識資產(chǎn)的同時,更重要的是促進學(xué)校知識資產(chǎn)的傳播利用和管理,提升學(xué)校影響力和學(xué)術(shù)聲譽[21]。劉暢等通過對東北大學(xué)機構(gòu)知識庫服務(wù)的推廣研究,了解到開放獲取的概念和實踐已經(jīng)受到了廣泛的認可,機構(gòu)知識庫不僅可以成為一個知識的存儲庫,也可以成為各個學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)者進行在線交流的平臺,提供個性化的增值服務(wù),既有利于機構(gòu)知識庫的內(nèi)容建設(shè),也可以進一步促進學(xué)術(shù)交流和科研合作[22]。知識庫,即大數(shù)據(jù)的有機整合和有序利用,是學(xué)術(shù)成果、視頻文檔、實驗數(shù)據(jù)等進行收集、長期保存、傳播和提供開放利用的知識資產(chǎn)管理與教育服務(wù)[23]。
5.人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的共性需求
人工智能和大數(shù)據(jù)時代,海量的信息來自“五湖四海”,但都通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)匯聚智能終端。這些數(shù)據(jù)只會進一步增多,不僅僅是云存儲,對于信息的進一步挖掘、處理、分析和利用,目標性結(jié)果才是我們最想要的信息。全球包括IBM、微軟、谷歌和亞馬遜等一大批知名企業(yè)紛紛掘金大數(shù)據(jù)挖掘這一市場,大家都在開拓自己大數(shù)據(jù)分析平臺。數(shù)據(jù)挖掘是大數(shù)據(jù)時代孕育的產(chǎn)物[24],是我們的共性需求,與傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析技術(shù)相比,數(shù)據(jù)挖掘有著自身的本質(zhì)特征,數(shù)據(jù)挖掘是在沒有明確假設(shè)的前提下去挖掘信息并發(fā)現(xiàn)知識。數(shù)據(jù)挖掘所得到的信具有先前未知、有效以及可實用三個特征[25]。數(shù)據(jù)挖掘的出現(xiàn)不是為了替代傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析技術(shù),相反,它是統(tǒng)計分析方法學(xué)的延伸和擴展[26]。隨著信息時代的到來,數(shù)據(jù)挖掘被越來越多地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
6.人工智能和大數(shù)據(jù)的展望
大數(shù)據(jù)與人工智能相輔相成,在人工智能的加持下,海量的大數(shù)據(jù)輸出優(yōu)化的結(jié)果,使人工智能向更為智能的方向進步,大數(shù)據(jù)與人工智能的結(jié)合將在更多領(lǐng)域中擊敗人類所能夠做到的極限。漫長的人類歷史發(fā)展和進化,信息和人類一直“纏纏綿綿”“你追我藏”,因此,我們應(yīng)該明白信息就是信息,我們需要的是“維基百科”,而不是僅僅的“維基”。走出狹隘的信息資源,管理和洞察大數(shù)據(jù),才是對數(shù)據(jù)的有用。因為,我們早已告別了數(shù)據(jù)庫放在一間房間的時代。此刻不得不提藍鯨法則——大數(shù)據(jù)之道:了解數(shù)據(jù)懂得利用數(shù)據(jù)的“浮力”才是關(guān)鍵;“以簡約為目標”將數(shù)據(jù)最終形成洞察及行為;可以通過“數(shù)據(jù)”“信息”“知識”流程式、組合式、直通車式各種需要的方式來獲取[27],在簡約中“印象”處理繁雜的大數(shù)據(jù),使之“為我所用”。=數(shù)據(jù)也是一門科學(xué)、一項技術(shù),如果實驗不能證明其具有可重復(fù)性和一般性,那它是沒有科學(xué)依據(jù),但是,任何一項科技,如果你堅信它必將改變社會和商業(yè),選擇從長期展望其發(fā)展并持續(xù)付出努力,那么就是一種戰(zhàn)略選擇[29]。人類社會的政治、經(jīng)濟、文化、思維等固有“態(tài)勢”被重刷,數(shù)據(jù)思維將為我們帶來一個智能全新的世界觀。
1、清華大學(xué)計算機系智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室。
該實驗室是國內(nèi)在人工智能人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的重鎮(zhèn)。除了嚴整的教學(xué)培養(yǎng)體系之外,本科同學(xué)有濃厚的科研氛圍,從大一下學(xué)期開始就有學(xué)有余力的同學(xué)開始進入實驗室或相關(guān)科研機構(gòu),跟隨導(dǎo)師從事科研工作;
2、清華學(xué)堂計算機科學(xué)實驗班。
該班是由世界著名計算機科學(xué)家、2000年圖靈獎得主姚期智院士創(chuàng)辦于2005年,并領(lǐng)銜強大國際化師資團隊旨在為最優(yōu)秀的本科生提供最優(yōu)質(zhì)的本科教育;
3、北京大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是西安電子科技大學(xué)雷達信號處理國家重點實驗室和北京大學(xué)智能科學(xué)系在2003年共同提出成立的。
[關(guān)鍵詞]研學(xué)活動機器人教育科學(xué)素養(yǎng)
引言
隨著時代的變遷,以及各種條件的限制,各學(xué)校以往每學(xué)期的春游、秋游活動基本銷聲匿跡,而以前的春游、秋游活動基本都是野炊或爬山等郊游活動,形式單一,學(xué)生的興趣不大。近年來,多地教育部門興起了研學(xué)旅行。研學(xué)旅行是學(xué)生在教師或輔導(dǎo)員的帶領(lǐng)下,確定主題,以課程為目標,通過旅行中的集體住宿、集體體驗、集體感受,以動手做、做中學(xué)的探究形式,以提出問題、猜想預(yù)測、設(shè)計實驗、進行觀察、尋求實證、搜集數(shù)據(jù)、整理分析、得出結(jié)論、交流表達、集體討論、記錄過程等探究步驟,在教師的幫助下書寫研學(xué)日志,形成總結(jié)報告,并嘗試提出新的問題[1]。研學(xué)旅行又稱修學(xué)旅行、游學(xué)、教育旅游等,是以一個專題為目標,以在校學(xué)生為主體,以教師等其他人員為補充,以增長技藝、增長見識為目的的一種專項游學(xué)活動。研學(xué)旅行突出一個“學(xué)”字,在旅行過程中要行有所學(xué),學(xué)有所獲。開展研學(xué)旅行,有利于全面推動素質(zhì)教育,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,引導(dǎo)學(xué)生主動適應(yīng)社會,促進書本知識和生活經(jīng)驗的深度融合[2];有利于有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識。研學(xué)的宗旨就是在教師和學(xué)生共同組成的學(xué)習(xí)環(huán)境中,以學(xué)生為中心,讓學(xué)生主動探究、主動學(xué)習(xí),即“做中學(xué)”,就是讓學(xué)生在動手、動腦的實踐中利用所學(xué)的知識去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題[3]。探究式學(xué)習(xí)既是學(xué)習(xí)的目的,又是學(xué)習(xí)的理念、方法和模式,是“素質(zhì)教育”的根本出路[4]。
一、開展機器人技術(shù)教育的重要意義
人工智能技術(shù)已經(jīng)是世界領(lǐng)域研究的具有前瞻性的現(xiàn)代高新技術(shù)。國務(wù)院于2017年7月8日印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出:“鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣。建設(shè)和完善人工智能科普基礎(chǔ)設(shè)施,充分發(fā)揮各類人工智能創(chuàng)新基地平臺等的科普作用,鼓勵人工智能企業(yè)、科研機構(gòu)搭建開源平臺,面向公眾開放人工智能研發(fā)平臺、生產(chǎn)設(shè)施或展館等。”這為人工智能教育賦予了新的目標、任務(wù)和使命。機器人技術(shù)教育是人工智能的啟蒙課,而現(xiàn)階段由于機器人實訓(xùn)室建設(shè)不完善、師資力量嚴重匱乏等原因,在所有學(xué)校實施該課程還有一些困難,全面普及機器人技術(shù)教育的高職院校數(shù)量很少,這樣就局限了機器人技術(shù)教育在高職教育中應(yīng)發(fā)揮的特質(zhì)和價值。機器人技術(shù)教育集成了數(shù)學(xué)、力學(xué)、機械、電子、自動控制、傳感器、通信、計算機、人工智能,綜合了眾多領(lǐng)域的高科技,具有實踐性強、探索性強和綜合性強的特點,有利于學(xué)生迅速接觸前沿研究,不斷激發(fā)探究興趣,提高創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。機器人技術(shù)作為一門研究性課程可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力,在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生應(yīng)學(xué)會在海量的信息前能自主判斷、選擇、獲取和應(yīng)用有效資源,這就要求學(xué)生必須具有綜合運用各門學(xué)科知識分析問題、解決問題的能力。在機器人學(xué)習(xí)和制作的過程中,學(xué)生不僅能夠接觸機器人,還能體驗成功制作機器人的愉悅,提升他們的綜合素質(zhì)[5],充分彌補其在課堂學(xué)習(xí)中缺乏實踐的缺陷,強有力地鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力。在高職學(xué)生研學(xué)中開展機器人項目教學(xué),可以普及信息技術(shù),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)并激發(fā)學(xué)生的動手能力、綜合能力、創(chuàng)新意識、協(xié)作能力和進取精神。當(dāng)前,職業(yè)院校教育教學(xué)改革的重心是積極探索創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式,由此確立機器人技術(shù)為高職院校開放型研學(xué)課程。高職院校應(yīng)不拘泥于專業(yè)限制,多方訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的實踐能力,為在校學(xué)生創(chuàng)造一個能激發(fā)興趣、產(chǎn)生好奇心的環(huán)境,使他們能通過機器人活動點燃智慧的火種,因而,將機器人作為科技研學(xué)中的一個項目是非常有意義的。
二機器人研學(xué)活動在職業(yè)院校中的開展路徑
1.組建研學(xué)團隊
高職院校應(yīng)多加宣傳,營造科技教育的氛圍,形成教師與學(xué)生樂于參與的良好態(tài)勢,堅持多樣性與開放性原則,搭建學(xué)生科技活動平臺。機器人技術(shù)課程不能僅讓工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí),還應(yīng)讓其他專業(yè)學(xué)生一起參與。要在參加科技研學(xué)的學(xué)生中招納、吸收一批熱愛發(fā)明、對人工智能感興趣的積極分子,促使其開展機器人研學(xué)活動。高職院校應(yīng)為此配備指導(dǎo)教師、開發(fā)實驗室使該活動常態(tài)化,通過校企合作,產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的方式協(xié)助學(xué)生實現(xiàn)科技成果的轉(zhuǎn)化。學(xué)校應(yīng)多次舉辦或組織學(xué)生參加大學(xué)生科技創(chuàng)新比賽或機器人大賽,激勵學(xué)生的積極性。
2.初期認識階段
在研學(xué)活動初期,要引發(fā)學(xué)生對機器人的好奇心和求知欲,對學(xué)生進行機器人科普教育,如機器人發(fā)展史、機器人的工作場景,炫酷的科技場景為學(xué)生提供了一個真實、生動、有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境。可通過展示現(xiàn)代科技信息,激發(fā)學(xué)生的好奇心和想象力,引導(dǎo)學(xué)生對新科技的興趣,鼓勵他們熱愛科技,嘗試創(chuàng)新。
3.具體實踐階段
在實施階段,硬件平臺的選取已實現(xiàn)了多元化,可以選取“探索者”系列的螺絲零件式組裝或進行樂高型積木式組裝。(1)科普學(xué)習(xí)。實踐階段以“手腦結(jié)合”為主要學(xué)習(xí)方式,注重間接知識與直接知識的融合,給學(xué)生提供必要的基礎(chǔ)知識。可通過各種零件的組合設(shè)計一些實驗、搭建一些實體模型,比如制作招財貓、攪拌機、唱片機、行走的小車等。應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度的不同分別給予其不同的主題和任務(wù),以學(xué)生自主探索為主,教師輔導(dǎo)為輔,鼓勵學(xué)生動手去做,并在做的過程中發(fā)揮學(xué)生的想象力,使其在有限的時間內(nèi)能夠完成項目,形成一個獨具特色的作品。具體形式以小組為單位,將3至5名學(xué)生分為一個小組,讓學(xué)生嘗試合作學(xué)習(xí),增強其團隊協(xié)作精神。由于機器人制作不僅要搭建外型,還要編寫一些程序讓其動起來,所以在創(chuàng)意、搭建、組裝、編程、調(diào)試的過程中,學(xué)生可互相交流和討論,各抒己見,選擇最優(yōu)方案,然后將組裝與編程進行分工。通過交流和討論能加深學(xué)生對問題的理解,也能提高其語言表達能力。在組裝、調(diào)試過程中,學(xué)生會不斷進行集體討論,積極改善方案,彌補不足,充分鍛煉了學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神和小組探究精神。(2)綜合學(xué)習(xí)。在這一階段,學(xué)生已掌握了簡單的機器人制作原理,有了編程的基本知識。在此基礎(chǔ)上,可以鼓勵學(xué)生自己發(fā)明創(chuàng)造,建議多個專業(yè)的學(xué)生進行組隊,這樣可以拓展大家的思維,比如團隊中汽車專業(yè)的學(xué)生可能會考慮制作與車輛有關(guān)的作品;醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生會考慮制作一個與醫(yī)學(xué)相關(guān)的小儀器等……建議每個團隊中至少有一位計算機專業(yè)的學(xué)生負責(zé)程序編寫與調(diào)試,這樣不僅能使設(shè)計方向多元化、作品多樣化,還能使調(diào)試階段少走彎路,提高效率。