信息技术人工智能在学科教学中的应用研究
张功开
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张功开,. 信息技术人工智能在学科教学中的应用研究[J]. 人工智能研究,2021.6. DOI:10.12721/ccn.2021.157014.
摘要:
纵观教育的发展脉络,知识界限和媒介技术都发生着深刻的变革,教育形态也随之变得迥然不同。本文立足于学科教育教学角度,分析了信息人工智能在学科教学中的应用策略,希望具有一定参考价值。
关键词: 人工智能学科教学有效融合
DOI:10.12721/ccn.2021.157014
基金资助:

1个体意义在课程中的建构

科技越发达,人性越绽放,在技术蓬勃发展的人工智能时代,课程更要彰显人文主义关怀。课程注重个体意义的建构,为每一个学习者创造可供天赋密码生根发芽的沃土。在此过程中,知识与个体本身产生连结,学习者明确我是谁、我要什么,课程与个人需求、兴趣和经验紧密相连,提供探寻个体意义的空间,发挥技术在拓展人的能力上的积极意义,充分彰显科技时代人的价值。人工智能时期,课程资源的充盈,通过学习分析和用户画像技术,绘制契合学生特点的学习发展模型及知识地图,以求最大程度满足基于学习者兴趣、偏好、性格的课程需要。课程实施过程关注学习者的实际学习体验。通过深度学习算法建构个体情感模型,识别标记学习行为过程中个体情绪波动,据此判断学习者情感偏好,智能调整课程实施方式以确保学习者良好情感状态。课程评价的多元,给与学生自由发展的空间。在学习者知识学习状态描绘基础上制定个性化考试内容,克服因标准统一而造成的个体忽略的不公。且通过跟踪测试清晰呈现学生知识结构的静态排布情况和动态发展脉络,突破文本结构的评价局限,有益于学习者进行元认知,发展认知过程中的优势,从而开拓更优的个性化学习路径。这都有益于学习者在课程学习进程中探寻课程的个体意义,实现从接受社会、家长、考试、职业的外在“赋予”到基于自我本真需求的生发。

2改革人才培养方案,适应社会人才需求

目前学校工业机器人教学的人才培养方案一般为本校自己制定,由于制定时间较早,方案大多未考虑人工智能对教学发展的影响,所以应该合理地制定新的方案,以使培养的学生能够适应未来人工智能环境下制造业的发展。方案改革目标除了原有的培养学生本教学知识技能外,还应该加强对学生学习能力的培养,重点培养学生人工智能思维能力。具有基本的信息化素质,能独立分析解决本教学的问题。以 A 学校为例,根据 A 学校的人才培养方案说明,其原本的教学目标(节选)为:

方法能力:一是培养新知识与新技术学习能力。二是提升学生分析问题、解决问题能力。三是培养学生逻辑思维能力。

以上教学目标中并没有过多地考虑到人工智能对工业机器人教学教育的影响,根据上文中人工智能环境下本教学的素养需求分析和教学目标分析,本研究在 A 学校教学目标基础上制定了以下教学目标:

1. 知识能力:一是具备机器视觉基本原理知识。二是具备数据通讯的基础原理知识。三是具备计算机网络基础知识。四是具备机器深度学习神经网络基本原理知识。五是具备大数据云计算的基本原理知识。六是具备生物特征识别基础知识。七是具备语音识别语意翻译算法基础知识。

2. 方法能力:一要从机器角度去分析,解决问题。二要对问题进行抽象并建立模型,对利用系统的方法进行解决。三要对问题进行分解分类,并分步或者同步解决最后进行整合。四要具有抽象思维、发散思维、系统思维、创新思维能力。

3改革教学内容,提高学生知识技能

1. 教学内容改革依据。笔者从以下三个维度进行分析:一是学校已开始课程,二是人工智能对工业机器人教学知识体系的影响,三是学生的学习接受能力。

2. 教学内容确定。本教学开设的课程上文中已经调查过,在人工智能环境下,根据教学目标和教学内容分析依据,本研究认为应该在原课程内容基础上增加与人工智能相关的知识基础课程,具体课程内容如下:①人工智能神经网络算法内容:Python 编程知识、高等数学尤其是矩阵内容模块。②大数据和云计算内容:Java 基础、网络通信知识、虚拟化知识、数据库技术、分布式系统架构等。③机器视觉内容:图像处理、模式识别内容。

4改革教法学法,提高学生素养

在教学中要采用各种方让学生多思考,多合作,多交流,培养学生创新思维能力和信息素质。针对学科特点,多采用项目教学,小组合作探究,翻转课堂等互动性强的教学方式。这一类的教学方法有利于培养学生组织沟通能力,和自学能力,有利于学生适应人工智能影响下的加工制造业岗位。

5加强教师学习,提高教师教学能力

任课教师要多关注人工智能对加工制造业的产生的影响,对自身的知识技能不断进行学习提高,并应用于学校教学中,培养更多适合社会发展需要的人才。具体措施如下:一是加强教师培训,提高人工智能环境下的教学技能,学校应该开展各种形式的教师培训,让教师的教学知识技能适应人工智能环境下的教学发展。二是开展校企合作,加强教师实践。学校应该与本教学相关的企业加强联系,让企业给予教师更多的实践岗位,让教师在实践中增强对本教学的发展趋势的认知。三是加强自身学习,适应社会发展,活到老学到老,人工智能技术的不断发展,对教师的知识技能要求也相应地不断提高,教师只有加强学习,不断提升才能在教学岗位上做出成绩。

结论:总而言之,随着师生自身经验与观点的纳入,不断创生新的认识、新的知识乃至新的意义与实在,课程通过不断自组织,从封闭的学科秩序与结构走向更为复杂的课程秩序与结构。

参考文献:

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[2]张可为.大数据和人工智能在民办高校教学中的应用研究[J].科技创新导报,2018,15(18):217+219.

[3]谢宏,邵新海,李会芹.人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究[J].电脑知识与技术,2017,13(17):150-151.

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