人工智能网络教学
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人工智能网络教学范文第1篇
【关键词】计算机 人工智能技术 系统
人工智能（Artificial Intelligence）是研究使计算机模拟人的学习、推理、思考、规划等思维过程和智能行为的学科，用过对计算机实现智能的原理的研究，制造出类似于人脑智能的计算机，使计算机实现更高层次的应用。随着信息技术的发展和网络的广泛普及，人们教育观念正在悄然改变，新型的教育模式正在成形，计算机网络远程教育迅速发展，然而由于计算机网络远程教育发展尚不成熟，实际应用过程中存在诸多问题，而人工智能的引入，则使计算机网络教育水平提升到一个全新的发展台阶，并展现了其广阔的发展前景[1]。
一、人工智能技术概况
人工智能是通过研究人的智慧机理和思维过程，利用计算机体现和模拟人的智能行为。人工智能自其正式提出至今短短几十年内取得飞速的发展，已经成为一种成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧，在进行信息分析处理时可以采取语音识别，实现人机对话，所以其应用范围自其发展以来逐步向诸多领域扩展，如医学、建筑学、地质学、机械等，而其研究课题也不断深入，如专家系统、机器人、自然语言处理系统、博弈等。人工智能具有理解经验并从中学习、辨别模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地对新环境做出反应、在解决问题时使用推理进行有效的推导、能处理复杂的情况、应用知识控制环境等诸多能力。人工智能是一个知识信息系统，知识在人工智能中占据重要的地位，计算机的智能只有通过对知识的发现、储存、学习、推理和决策才能展现出来。人工智能主要有以下优势：首先，由于知识储存与计算机系统中，为人们知识传播和复制带来了极大的便利，计算机网络技术的发展，使知识的传播和复制突破时间和空间的限制，为人们带来无限的知识共享。其次，人工智能系统拓展了知识信息获取渠道，同时在某些任务处理的质量和速度上，人工智能展现的能力惊人的能力，远非人类所能及[2]。
二、人工智能技术在计算机网络教育中的应用
（一）智能决策支持系统
智能决策支持系统（IntelligentDecision Support System）是由决策支持系统与人工智能结合的产物，在网络教育领域的应用展现出广阔的发展前景。智能决策支持系统在数字图书馆中的应用，则使得决策目标和进行问题的识别更加明确，帮助决策者建立起完善的决策模型，提供多种备选方案，同时对各种备选方案进行选择、优化、比较、分析，从而使决策者的决策更加准确、有效[3]。
（二）智能教学专家系统
智能教学专家系统ITES（Intelligent Teaching Expert System）是传统CAI系统转向的主要方向，是一种开放式交互教学系统，通过智能教学专家系统利用计算机对专家教授教学思维的模拟，从而为教学提供一个良好的智能环境。一方面，学生可以通过智能专家系统获取知识，另一方面，智能教学专家系统能根据学生的具体实际情况（包括知识储备、能力、学习方式等）进行知识传授，从而使教学效果大大提升。在智能教学专家系统中，智能计算机辅助教学占据重要地位，具有以下智能：首先，自动生成各种问题和练习，并在教学内容理解的基础上，形成问题解决方案，同时还能自动生成和理解自然语言；其次，能根据学生的自身实际情况，对学生的学习内容和教学进度进行合理调整，并对教学内容具有解释咨询的能力；再次，能对学生的错误进行判断，评价学生学习行为，并帮助学生纠正错误，同时使自身教学策略得到完善。
（三）智能导学系统
智能导学系统（Intelligent Induct-learning System）是现代继续安吉网络教育系统的重要组成部分，是实现计算机网络教育项目的保障。通过智能导学系统，能为学生提供一个良好的学习环境，并能快速地获取其所需要的各种资源，从而使学习者获得学习的全方位服务，进而达到学习的成功。智能Agent技术的智能导学系统，可根据学生的具体情况制定符合学生实际的导学策略，并为学生提供个性化、针对性的服务。在这种导学策略下，系统不仅能自动生成各种问题和解决方案，并且能合理规划、调整学习内容和进度，同时能针对信息反馈内容及时修正导学策略，使导学策略更加合理科学[4]。除了上述3各种系统在计算教学中的应用，还有智能仿真技术（Intelligent Simulation Technology）、智能硬件网络IHN（Intelligent Hardware Network）、智能网络组卷系统INES （Intelligent Network Examine System）、智能信息检索引擎 （Intelligence Information Retrieval Engine）等系统在计算机网络教学中应用，这些人工智能在计算机网络教学中的应用，共同推进了计算机网络教学的发展。
三、结语
计算机网络教育中加强对人工智能技术的引入，使我国现代计算机网络教育呈现蓬勃发展的态势，通过多种智能系统的应用，使计算机网络教育的学习环境得到极大的改善，计算机网络教育的时空制约进一步突破，大大延伸了计算机网络教育的服务领域。随着人工智能技术在计算机网络教育中应用的深入研究和发展，未来计算机网络教育的个性化将会更加突出，远程教育也将实现更好的发展。
参考文献：
[1]潘瑞玲，余轮.具有Agent功能的远程教育系统的设计[J]. 福州大学学报（自然科学版）. 2012（03）：105-106.
[2]何丕廉，苏成君，郝祯亮.网上虚拟教室中笔记系统的设计与实现[J]. 计算机工程与应用. 2011（18）：239-241.
人工智能网络教学范文第2篇
我国科学技术发展的总体目标是自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑;基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础[1]。
广大高校教师对当前科技研究及发展方向有深刻理解，在整个国家人才类型需求与人才培养之间扮演着纽带角色，不但有科研能力还有教书育人的能力，因此在国家科技发展过程中的地位举足轻重。国家需要的人才是由高校教师来培养，教师对学生的培养应以国家需要为依据，而学校应以国家对人才的需求而制定相应的教学大纲和教学内容，以保证国家需要的人才与学校及教育机构培养的人才一致。国家、科技项目、教师和学生这4个环节只有保持协调一致，才能使国家科技稳步快速的向前发展。
智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点，涉及自然科学的深层奥秘，触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响，并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础，为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。
1国家科技项目中与智能相关的内容
国家每年会颁布一些科研项目指南，如863、973、国家科技重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科学研究计划等。这些项目指南中均包含大量与智能相关的内容。下面以国家科技重大专项和973计划为例加以说明：
1) 国家科技重大专项。
2011年国家科技重大专项中包含2项有关智能方面的项目，其中“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项中包含一个“智能海量数据资源中心”课题;“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中包含2个有关智能的课题：“移动互联网及业务应用研发”和“物联网及泛在网”。
2)973计划。
据不完全统计，在2008年到2011年的973计划指南中关于“智能”一词的出现频率如表1所示。
从上述统计数字可以看出，“智能”一词的出现次数由1次增加到12次;出现在一级标题的次数由1个增加到3个，出现在二级标题的次数由空白增加到4个。由此不难分析出，智能科学技术在973计划中的比例逐年增加，其重要性不言而喻。
这些项目的前期研究以及后续成果的产业化，不可避免地需要更多的智能方面的专业人才。在设立智能科学与技术一级学科的建议书中提到，智能科技人才的社会需求占整个信息领域人才需求的1/6左右，而且将不断增长。高校需要培养这方面的人才，满足国家和社会的需要。
2河北省和天津市科技项目与智能相关内容
河北工业大学隶属于河北省，坐落于天津市，形成了立足天津面向河北的发展战略，为河北省和天津市提供有力的技术支撑。
河北省当前正在实施转变经济发展方式的战略部署，充分发挥科技创新在推进传统产业技术进步和培育战略性新兴产业中的重要作用，并于2010年3月启动了光伏、风电装备、钢铁节能减排等8个支柱产业的技术路线图的编制工作，河北工业大学承担了其中“河北省风电装备产业技术路线图”的绘制工作，该路线图为全国首个关于风电的路线图，对我国风电产业的健康发展将起到积极的推动作用。
以2011年天津市科技支撑计划重点项目指南为例，该计划以促进产业技术升级和结构调整为主攻方向，以提高原始创新、集成创新和消化吸收再创新为目标，通过关键技术的突破、引进技术的消化吸收再创新、高新技术的应用及产业化，为天津市产业结构调整、社会可持续发展和提高人民生活质量提供技术支撑。2011年共安排25个专项，与“智能”相关的内容有软件专项中的创意产业关键技术和数据挖掘与信息检索技术;数字技术专项中的智能检测、监控技术研发及应用;可再生能源及能源存储转换专项中的智能电网等。
由上面的分析，可以看出智能科学技术在河北省和天津市的科技项目布局中占有重要的地位，这也对高校提出了培养高素质人才的要求。
3河北工业大学智能科学与技术专业现状
据教育部统计，自2004年北京大学自主设置“智能科学与技术”本科专业通过备案以来，先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学、北京信息科技大学、首都师范大学、武汉工程大学、西安邮电学院、北京科技大学、湖南大学、厦门大学、河北工业大学、桂林电子科技大学、重庆邮电大学、大连海事大学、中南大学和上海理工大学共17所高校建立了智能科学技术本科专业。
河北工业大学在结合自身优势和借鉴兄弟院校办学经验的基础上，智能科学与技术专业的教学体系和课程内容逐步合理化;紧跟科技发展新趋势，突出智能科学与技术专业的特色，注重学生实践能力的培养，在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才;在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向，加强该专业的学术梯队建设和人才培养，促进控制科学与工程学院整体教学科研的和谐发展。
我们努力使学生德、智、体、美全面发展，具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识，系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法，受到良好的科学思维、科学实验及初步科学研究的训练，使其具有分析问题和解决问题的能力，知识自我更新和不断创新的能力。在个人素质方面，要求学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力，并具有良好的语言和计算机运用能力。
4教学内容的思考
目前智能科学与技术专业隶属于控制科学与工程学院，本学院包括自动化、风能与动力工程和智能科学与技术3个本科专业。自动化专业作为一个成熟专业，有稳定的社会认可度，其近年的发展受到了无行业背景的限制;风能与动力工程专业是一个新兴专业，为了满足国家风力发电的强势发展需求而设立的，具有显著的行业背景，从目前情况看，学生就业前景很好;智能科学与技术专业作为新兴专业，没有固定的行业背景，因此有必要根据学校的实际情况确定1～2个背景，体现个1～2个特色，以使学生的学习落在实处。
我校的智能科学与技术专业拟将智能网络和风力发电机组控制系统作为本科生的学习指向，在相关课程的讲授中以它们作为实例讲解，筹建智能网络的平台，以及利用风能与动力工程专业的实验平台进行相关内容的操作和演示，在课外科技活动中以它们作为选题方向，激发学生的学习兴趣。
我校作为地方工科院校，结合自身特点和优势，对智能科学与技术专业的特色定位于工业过程和实际工程中的智能控制与智能决策，相对应的核心课程包括智能控制、智能信息处理、复杂系统建模、智能系统、智能机器人和智能工程。我们希望通过这些课程教学内容的规划，使培养的学生“考研考得上，分配分得出”。
1) 智能控制课程在介绍控制理论的同时，通过课内实验和单独学时的课程设计使学生对智能网络、风力发电机组等在内的实际系统先进控制方案/方法的实现有较深入了解，并侧重于硬件实现。
2) 智能信息处理课程主要介绍经典人工智能、计算智能和其他智能理论，通过方法的介绍和推导，培养学生理论素养，并通过将具体方法代码化提高学生的编程能力，其中可以将风电场数据作为研究对象。
3) 复杂系统建模课程在介绍复杂系统基本概念、理论基础以及与建模相关问题的同时，着重以复杂网络和风力发电机组为着力点，对这两大类系统的模型进行建立和分析。
4) 智能系统课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某些领域的同时，侧重分析如何应用于智能网络特别是物联网领域，以及如何应用于风力发电领域。
5) 智能机器人课程在介绍机器人基本工作原理以及控制方法的同时，加强与实际工程的结合，如自动化仓库等领域。
6) 智能工程课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某个实际工程的同时，着重考虑目前国家急待发展的工程方向。
通过上述课程的学习，并基于软硬件的结合与课内课外的配合，学生可对目前体现前沿科技的行业有所熟悉，为进一步的深造和就业打下坚实基础。
5结语
前沿性、时代性是大学课程的一大特点。20世纪以来，现代科学技术的快速发展，使知识的更新周期越来越短，大大丰富了大学的课程及其内容，也改变了课程设置的技术与方法。
通过对前沿科技和人才培养的需求进行分析，可以总结出学校的教学应针对国家对人才类型的需求而制定，使人才得到相应的供应，保持供求平衡。
人工智能网络教学范文第3篇
本文以先进的智能（Agent）理论与技术为基础，提出一种新的智能网络答疑系统模型，讨论该答疑系统中问题库的自动形成机制，并介绍智能网络答疑系统所涉及的关键技术。
多Agent技术简介
基于多Agent技术的系统是指多个Agent相互通讯、彼此协调，共同完成作业任务的系统，它不仅具备一般分布式系统所具有的资源共享、易于扩张、可靠性强、灵活性强、实时性好的特点，而且各Agent能够通过相互协调解决大规模的复杂问题，使系统具有很强的鲁棒性、可靠性和自组织能力。在多Agent系统中，单个Agent是一个物理的或抽象的实体，能作用于自身和环境，操纵环境的部分表示，并与其他Agent通讯，具有感知、通讯、行动及控制和推理能力等基本功能。多Agent技术的这些特点，使得其在处理基于互联网的知识问题方面，具有广阔的应用前景。
智能网络答疑系统的功能
总体说来，智能网络答疑系统应具备四项功能。(1)学员用户能在学习过程中随时中止课件演示进程，运用自然语言进行提问，并可对提问方式进行选择（同步提问、异步提问等），也可选择系统自动回答的相关参数（如答案材料大小等）。(2)系统既能通过在常见问题库、知识点库及课件素材库中搜索答案并自动回答用户所提问题，又能通过e-mail、BBS或留言板等方式使学员用户的问题得以解答。(3)系统呈现在用户浏览器上的答案应包括两方面内容：一是多媒体形式（图文并茂）的问题解答；二是学员用户应巩固复习的知识点建议、少量练习题等。(4)系统能够自动生成和维护常见问题库（FAQ库），并保持其结构良好性，同时还应该支持专任教师用户的人工维护（增加、删除和修改等）。
智能网络答疑系统的总体结构
智能网络答疑系统的用户分三类。(1)请求解答疑问的学员用户，他们是系统的服务对象。(2)某课程的专任教师，他们负责构建课件库、知识点库，并提供对课件库、知识点库、FAQ库的不定期维护，同时负责回答系统无法自动回答的问题。(3)系统管理员，其负责整个答疑系统的安装、软硬件维护等，以维持整个网络答疑系统的良性运行。
根据设计目标及用户分析，同时结合Agent技术，我们可以将智能网络答疑系统组织成如下图所示的总体结构。
1.问题
问题是整个网络答疑系统的核心部件，绝大多数问题都由它来回答，并由它自动生成FAQ库。其基本工作过程为：当学员用户点击“提问”按钮并选择“计算机自动答疑”选项后，系统将直接启动“问题”模块。该模块首先将用户输入的自然语言问题文本切分成“关键词”的逻辑组合，然后结合用户对答疑限制条件的选择结果形成复合的全文搜索条件，对FAQ库进行搜索。如果能发现大于规定阈值的答案材料，就按权值大小返回给用户，并对知识点库也进行全文搜索，将与问题文本关键词相匹配的知识点找出，给出用户应巩固复习的知识点建议。如果在FAQ库中没有找到合适的答案材料，则先对知识点库进行全文搜索，再根据知识点库中的线索和问题文本关键词的逻辑组合对课件库进行全文搜索。如果发现权值大于规定阈值的句子序列（两个句号之间的字串为一个句子），就按权值由大到小的次序返回给用户，并把它作为参考答案。同时发出用户对该回答满意程度的选择，若用户给出“比较满意”以上的选择，问题则将该问题题目及答案记入FAQ库（可供其他用户使用），并给用户指出应复习的知识点建议；否则，就将该问题发给专任教师。专任教师解答以后，以邮件形式发给提问用户，同时将该问题及其解答加入FAQ库。
2.邮件（e-mail）
邮件是一个具有相对独立结构和功能的部件。当学员用户选择了邮件答疑方式以后，系统将直接启用邮件。该同样首先让用户对答案材料的限制条件作选择，然后让用户填写所提问题；接下来，邮件先将用户所交的提问邮件进行处理，从中提取出问题文本后，交给问题进行处理，问题即按上述方法寻找答案或加入到FAQ库或转到专任教师邮箱（由教师答疑）。这里要求邮件与Web自动答疑无隙整合。而邮件的另一任务是将网络答疑系统无法回答的问题转发给专任教师，并把专任教师的回答返回给学员用户。
3.讨论
如果学员用户选择了讨论答疑，则系统立即启用讨论模块。该模块又划分为两个子模块：实时讨论和BBS讨论。(1)实时讨论。该实质上是一个有专门任务的聊天室，方便讨论和交流。如果学员用户对某个同学的回答比较满意，就点“问题已解决”按钮。这时，系统就要求将学员满意的答案用鼠标左键拖黑并复制后粘贴到另一个指定小窗口中。这样，既能让学员用户加深印象，又便于系统将该问题及答案加入FAQ库（如发现库已有相同或权值大于规定阈值的答案，就放弃加入）。(2)BBS讨论。该展示给用户的是一个留言板，当用户输入完问题文本并点击“确定”按钮后，学员用户的问题就贴在留言板上。浏览留言后，如对某个回答比较满意，就将该回答内容复制粘贴到另一指定小窗口中，系统会自动将该内容加入到FAQ库中。
系统实施的关键技术
1.Web浏览服务与e-mail服务的统一化
要实现Web浏览，只需将智能网络答疑系统建立在Web服务器上，并将相关文件材料组织成HTML或XML（适用于IE 5.0以上浏览器）形式，同时利用FrontPage的自动转换技术将FAQ库中的答案材料转换成HTML形式。对于e-mail服务的支持，则需要在Web服务器端增加电子邮件处理，且邮件处理至少应具备三种基本功能。(1)可以接收远程邮件服务器上某个邮件账户的邮件。它包括两个方面：一是在服务器端定时执行，接收学员用户给系统专用邮件账户发送的提问邮件；二是用户可使用浏览器通过邮件来接收自己的邮件。(2)可以分析并提取邮件的组成部分，如收件人地址、发件人地址、主题、邮件正文和附件等。(3)可以发送电子邮件，可以指定收件人的邮件地址、抄送地址、主题、邮件正文、附件等。一般说来，上述功能可利用服务器扩充API（Internet Information Server的ISAPI、Netscape公司的Web服务器NSAPI等）及服务器端脚本语言（如ASP、JSP、VB Script、JavaScript和PHP3等）来实现。
2.FAQ库、知识点库和课件库的自动分词
考虑到FAQ库与知识点库是文本内容，而课件库多是HTML文档，故分词前往往需要先对课件库进行预处理，其基本过程为：将HTML文档中“BODY”的文本、“TITLE”的“标题文本”、“META”的“keywords”属性值中的“关键词”全部提取出来，并对“TITLE”和“keywords”中的文本作上特殊标记。根据网络教学系统的领域知识专业性较强的特点，本文采纳字符串匹配与频率统计相结合的方法来实现自动分词。总体说来，对FAQ库、知识点库和课件库的自动分词包括分词和加权两个基本步骤。
分词。为了识别一些本专业特有的新词，并将新词组成新词词库，进行分词操作之前，通常需要先根据标点符号、数字、英文字母等非汉语符号把全文切分成短串序列，然后再对全文字符短串各字串的出现频率进行统计。其统计思路为：(1)计算所有汉字短串的字串。(2)利用经验函数B=F×L计算出每个串的权值。其中，F为字串在全文中出现的次数，L为该字串所包含的汉字个数，B为该字串的权值。(3)把权值超过规定阈值的字串作为新词放入到新词词库中。
对FAQ库、知识点库和课件库的分词过程可描述为：首先把知识点库中已指明的关键词和课件库抽取文本中的keywords属性值中的词语序列组建成关键词库，然后把全文基于关键词库、新词词库、常用词词典（优先级依次减小）进行正向最大匹配和逆向最小匹配分词，最后选择切分段数少的方案作为分词结果。如果切分段数相同，以最小逆向匹配分词方案作为分词结果。
加权。对于知识点库和课件库中的分词结果，关键词的作用是不相同的。这里用关键词相对于全文的渗透度来标示，并采用统计的方法计算某关键词相对于全文的渗透度。由Hash表得出每个词的同现频率（设为Fi)，将知识点库中的知识点关键词的同现频率额外加上一个整数K1，将课件库的keywords属性值中出现词的同现频率额外加上一个整数K2，将课件库的TITLE标记中出现词的同现频率额外加上一个整数T；接下来将每个词的修正同现频率全部计算出来（设为Fi′)，并将所有修正同现频率相加得到总和S，则关键词的渗透度Ri=Fi′/S；最后，把渗透度大于某个规定值的关键词存入到加权关键词库，这对问题文本的分词和问题答案的形成非常重要。
3.全文搜索技术
全文搜索是智能网络答疑系统的关键技术之一。要顺利实现全文搜索之目标，必须将原始文档所有基本元素的位置信息记录在索引库中。索引库一般有基于字表和基于词表两种形式。由于答疑内容基本上是针对某学科（或某专有领域），因此本文采取词表法来组织全文索引。全文索引库的主要部分是每个关键词的词表，索引库中的词表结构如下。
其中，词语i就是被索引的、能够代表目标文档j的文本特征关键词。由于文本特征关键词可能不只在某一个文档中是关键词，故后面的文档选项则记录了对应目标的文档j的ID号。通过ID号，可以在相应文档库中查找文档j的属性信息。权值则是词语i在文档j中的权值（其计算方法在前面已叙述），位置序列则是词语i在文档j中出现的位置的数组（串号，字号）。
利用词表法组织全文索引，检索策略十分简单。对输入的问题文本，以索引库中的词条集合作为首选词典，并配合新词词库、常用词词典使用正向最大匹配和逆向最小匹配算法来进行分词，保留分段数小的方案或保留逆向最小匹配分词方案（当分段数相同时），同时对每个目标文档进行关键词权值和计算。权值和超过系统指定阈值的文档（FAQ库的答案材料、知识点库中的知识点名称等）将被返回。文档返回的顺序按照权值和的大小降序排列。
人工智能网络教学范文第4篇
关键词：机电一体化；技术特征；发展方向
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1673-8500（2013）01-0065-01
一、机电一体化的技术分类
1.网络计算机信息技术。各种信息资料之间交换、运算、存储、判断和决定以及专家系统和智能网络都是计算机信息处理技术。
2.机械技术。机电一体化的基础技术就是机械技术。它和机电一体化相互促进，完成了结构和功能上的改革，同时它的重量减轻，体积相对以前更小，精度也得到了提高，它的性能指标也更加的适应人类的需要，努力地利用高科技来更新着机电一体化的概念。
3.自动化技术。自动化技术是在自动控制理论的基础上，先进性系统的设计然后再经过仿真调试，它可以进行高精度和速度的控制，还能进行自我的调制、诊断和修补。
4.系统技术。系统技术是以整体趋势和目标为基础，利用整体概念组织和各种相关的技术，利用总分的观念来将整体分成为好多有一定关联的小单元，其中的接口技术是纽扣是实现各小部分进行连接的保证。
5.感应技术。现在的感应技术在社会生活中的应用十分普遍，机电一体化也应用了感应检测技术。要想实现系统的自动控制和自动调节，传感检测技术是必不可少的，它向人类的皮肤那样，是整个系统的感受器官，而且他的功能越是强大那么系统的自动化程度就越高。
二、机电一体化技术的特征
1.较小灵活，操作方便。机电一体化技术让工作人员可以改变原有的复杂繁琐的操作模式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，它的动作可由程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。所以体积小，重量轻，适应性强，操作更方便是机电一体化技术的一个最明显的特征。
2.精度功能强大。现在社会的科技越来越发展，其中的准确度、精确度在各个领域都要求十分严格，机电一体化也在朝着这一特征努力，机电一体化控制水平得以提高，运算速度也更加快速，可以精确按预设动作，进行自行诊断、校正、补偿功能，可以减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。
3.软件功能的应用。机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
4.产品可靠寿命长。传统机械装置由于运动部件之间产生的工作误差，会严重影响装置寿命、稳定性和可靠性。光机电一体化技术可以使装置的运动部件减少，磨损程度也会相对降低，如果没有了运动部件，那么机械磨损也将会消失。所以，装置提高了寿命，降低了故障，产品的可靠性和稳定性就会得到提高。
5.协调性提高。机电一体化是多种技术及多个部分的组合，要想让机电一体化技术及产品拥有系统性、完整性和科学性，那么各个组成部分之间就得有严格的要求，良好的配合默契，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
三、机电一体化的发展方向
1.智能化。人工智能在机电一体化中越来越受到人们的重视，它是在理论得以控制上，让机电一体化的产品具有一定的智能，在这其中还有人工智能、计算机学、生命科学等一些新的思想和新的方法，它虽然不能达到人类那样的水平，但也可以进行一些简单的推理判断和逻辑决策。当然，要想真正的像人一样是不可能的，它只能进行低级智能或人的部分智能。
2.模块化。模块化的工程任重而道远。实现机电一体不仅可以利用标准单元迅速开发出新产品，还可以扩大生产规模，从这一点来说不管是对于任何机电一体化化的企业，模块化将带来一个美好的前景，并且它的潜力是无穷的。
3.网络化。网络技术的发展给社会各方面的发展都带来了巨大的变革，全球化的趋势也无可阻挡，机电一体化新产品无疑会畅销全球，而且网络化可以在一定基础上促进智能化的应用，他可以以计算机为中心把一系列的家用电器连成一个系统，让人们真切的感受到现代高科技带来的便利，因此机电一体化的网络化是发展的必然结果。
4、微型化。现在社会上大多数的产品都在走向微型化，机电一体化也是顺应时代的潮流。机电一体化正在向微型精确的方面发展它在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.绿色化。绿色环保是世界的主题，现在的环境状态是资源减少，生态环境受到严重污染，于是人们呼吁保护环境资源的呼声更加高涨，时展的要求是可以设计一不污染环境的绿色化的机电一体化产品，让绿色路线在产品中一路畅通，这也就成为了机电一体化最符合人类社会发展的一个发展方向。
6.人性化。人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化的产品在具有一定完整性能的基础上，对于外观设计以及它的外观视觉也有着相应的要求，这可以让产品与外在环境更加的适应，让人们使用产品更加的贴心，更加的自然，更接近生活习惯。
机电一体化与电子之间深度结合，并且与各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。所以要紧紧抓住人才需求变化的大趋势，准确定位，严谨制定人才培养计划，使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势，为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才。
参考文献：
[1]金志向.光机电一体化技术特征和发展趋势[J].科技咨询导报.2007，（15）：34-35.
[2]张龙华.光机电一体化在现代技术中的应用与研究[J].科技信息.2010，（23）：499.
[3]郝建军.浅谈光机电一体化技术的研究与发展[J].科技资讯.2011，（08）：148.
人工智能网络教学范文第5篇
关键词:智能科学与技术专业;学科建设;实验室建设
中国错过了“体力劳动机械化”的历史时机,而在当前“脑力劳动机械化”的浪潮中,能否走在世界前端是中国面临的一个新挑战。早在6年前,许多专家学者就意识到这个问题,适时地推动并促成了“智能科学与技术”本科专业的建立。通过以钟义信、王万森、刘宏等为代表的一批学者们6年的不懈努力,该专业的建设取得了较大进展[1]。在核心课程体系、特色专业课程、实验实践教学、专业师资水平方面取得丰硕成果,促使“智能科学与技术”这门新兴的学科正逐步走向成熟。
教育部于2006年6月首次成立全国高校实验室建设指导委员会,表明国家把高校实验室建设摆到非常重要的位置,各高校也纷纷加大了实验室建设的力度。作为新设置的学科,“智能科学与技术”专业实验室建设和专业教材建设的发展相对滞后,是近期需要大力度发展的事情[1]。湖南大学“智能科学与技术”本科专业于2007年通过了教育部审批,2008年迎来了第一批本科生,当前他们处在全面进入高年级专业学习阶段,因此实践教学和实验室建设显得尤为重要和紧迫。
北京大学、北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学等早期成立该专业的学校在专业实验室建设方面积累了丰富的经验。湖南大学“智能科学与技术”本科专业实验室的建设正是借鉴了这些院校的建设思路[2-4],同时充分结合我校本科教育和人才培养的理念及学校优势学科,形成了具有湖南大学特色的实验室建设指导思想及实验体系。
1实验室建设思路
从建立之初,我校“智能科学与技术”专业就将人才培养模式定位在“设计与创新型”。首先,本科4年的培养要使一个合格的本科生具备工程设计的基本知识、基本理论和基本技能,在此基础上将开发学生的创新意识贯穿其中。“设计与创新型”的培养模式为满足当前高端应用型人才和科研人才的社会需求提供了保障,而实验室是这些人才的重要孵化基地。针对这一目标,我们提出了符合我院实际的实验室建设指导思想,并构建了相应的实验体系[5]。
1.1实验室建设指导思想
实验室建设的指导思想是:
1)1个目标:培养具有创新与设计基本能力的高素质人才,创建科学创新与技术创新的基本环境。
2)2类体系:面向基本教学的技术与专业的基础性实验体系;面向创新与设计能力培养的研究型实验体系。
3)3个层次:验证型;技能型;创新与设计型。
1.2实验体系
从“设计与创新型”人才培养目标出发,以课程学习为体,实验实践为用,我院提出了“课程实验――实验课程――工程设计训练――毕业设计”的新型特色实验体系。对学科和专业核心课程,通过课程实验使学生巩固加深对理论知识的理解;对专业的主流工业应用,增加相应的实验课程,使学生掌握主流应用中的关键技术;对已有较为系统的专业知识的高年级本科生,通过完成一个综合设计任务,训练和增强学生综合运用专业知识的能力;在工程设计训练的基础上,在最后的毕业设计中增加创新性要求,激发学生的创造能力。图1给出了本科实验教学的运行图。
2实验室建设方案
本专业实验室建设突破传统理念,抛弃以往过分注重实验仪器种类和数目的“大而全”式建设思路,采用以目标驱动、物尽其用的科学经济的建设理念,使实验设备得到充分合理的利用。其次,作为新专业实验室,走分期建设的路子,从基础实验体系入手,结合我院智能感知、智能控制等优势方向,逐步打造以设计和创新为主的研究型实验体系。
2.1以教学实践为基础的建设
本专业培养计划确立了人工智能基础、控制理论基础、脑与认知科学、计算机图形图像处理四门课程作为本科的专业核心课。此外,依据我院大批教师及研究生长期从事的智能科学技术相关研究,我们凝练了几个基础较厚实、成果较丰硕的子方向,并由此制订了本科选修课程及群组。为了使实验室建设重点明确、特色突出,我们将“智能科学与技术”专业实验室划分为5个子方向实验室,相对独立建设,其中智能网络实验室利用我院通信专业实验室,避免重复建设,如图2所示。
在全国智能科学技术教育学术研讨会多次研讨的基础上,我们确立了“智能机器人”、“智能网络”和“智能游戏”为“智能科学与技术”本科专业教学实验活动的3个重要平台。结合我院的优势学科――嵌入式系统、传感器网络,我们选择综合性强的智能机器人设计作为第一批实验课程,在实验室后期建设中将增开2～3门实验课程,比如智能电梯控制等。这些实验课程以实物为对象,讲授工业应用中常见技术,增强学生的设计能力。此外,选择Robocode坦克机器人战斗仿真作为智能游戏实验平台开设课程设计,达到寓教于乐的目的,提高学生对本专业的积极性。
2.2以创新性培养为导向的建设
创新型人才是当今社会急需但又相对缺乏的人才,这也指明了创新性培养对实验室建设的导向作用。在广泛调研的基础上,我们通过两条路提高学生的创新能力。其一,在实验室规模有限、师资相对短缺的条件下,让学生参加学科竞赛,以培养少数精英为目的;其二,将工程设计训练与毕业设计挂钩,鼓励学生在具有一定工程设计能力的基础上充分发挥创意,在毕业设计中完成新颖的工程设计,或者从事具有一定科研意义的研究工作。
就学科竞赛而言,我院去年组织青年教师和研究生参加了首届中国“智能车未来挑战”比赛,并荣获第1名。我院在智能车方面积累了丰富的制作设计经验,具有较为突出的优势;另外,嵌入式设计开发一直是我院的强势专业,我校学生在“挑战杯”上多次取得佳绩。综合这些因素,我院将“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛作为学科竞赛项目之一。随着实验室建设的进一步完善,我们将通过参加难度更高的“机器人足球赛”凸显实验室的专业特色。
2.3教师队伍建设及实验教学方式
教师队伍是实验室建设成败的关键。传统观念往往把实验教学作为理论教学的补充和对课堂理论知识的验证,实验教学内容多为验证性实验,导致实验技术人员业务素质和整体水平偏低。因此,在培养学生创新能力之前,首先要建立起优良的实验教师团队。我校的做法如下:
吸收一批来自科研一线的青年教师,充分发挥他们对专业前沿的把握和理解优势,适时引进新的内容,扩充实验教学的知识面。
吸收来自企业的一线工程人员,将当前主流的专业技术纳入到实验范畴。
评选优秀教师,以攻读研究生或者访问学者的方式增强教师的业务能力。
同经验丰富的老师一起组成有活力但又不乏专业素养的梯队,改革实验教师工作量的计算方法,激励其开设有特色、有新意的实验课程等措施,可以防止实验教师知识老化,培养一支业务素质过硬、把握专业前沿的优秀教师队伍。
在改革实验课程的教学方式方面,一方面,我们借鉴国外大学在实践教学方面的经验,改变目前实验学时偏少、实验数量偏多的现象;另一方面,我们减少教师设计实验内容,增加学生自主设计实验的比重,将重能力培养落实到实处。
