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人工智能在教学的应用

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人工智能在教学的应用

人工智能在教学的应用范文第1篇

一、认知法概述

认知法(Cognitive Approach)又叫认知—符号法(Cognitive-CodeApproach),产生于20世纪60年代,代表人物是美国心理学家布鲁纳(J.S.Bruner)、卡鲁尔(J.B.Carroll)。认知法主张发挥学习者智力的作用,通过有意识地学习语音、词汇、语法知识,理解、发现并掌握语言规则,从而能从听、说、读、写方面全面地运用语言。它重新肯定了语法—翻译法(Grammer Translation Method),因此被称为“改进了的现代语法—翻译法”。认知法的语言学理论基础是乔姆斯基(A.N.Chomsky)的转换生成语法理论,该理论认为语言是受规则支配的体系而不是习惯体系,人类学习语言绝不能仅靠模仿记忆,而是一种有意识的、创造性的运用过程。心理学理论基础是认知心理学,该理论认为学习是一个感知、记忆、思维和想象的过程,是大脑抽象思维活动的结果,而不是简单的刺激—反应。

认知法的基本教学原则如下:1.外语教学要以学生为中心,调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的自学能力。2.在理解语言知识和规则的基础上操练外语,强调有意义的学习和有意义的操练。3.主张听、说、读、写齐头并进,全面发展。各种感觉器官综合运用,以求达到最佳效果。4.适当地使用学生的母语。教学时,适当地进行母语与目的语的对比,可使教学具有针对性和预见性。5.学生出现错误在所难免,对于影响交际的错误要加以纠正,对于一般性错误不必有错必纠。6.广泛运用直观教具和电化教学手段,使外语教学情景化、交际化。(张兼中,1983:191~194)

功能法认为成年人学习外语和幼儿学习母语的特点是不一样的。成年人学习外语一般是在人为的语言环境(教室)中进行的,学习者是在掌握了母语的基础上来学习外语的,而且成年人的学习具有自觉、有意识等特点。因此,功能法的优点在于重视成年人学习外语的特点,强调智力的发挥,主张在理解语言规则的基础上创造性地使用语言。

二、功能法概述

功能法(Functional Approach)又叫交际法(Communicative Approach)或意念法(Notional Approach),产生于20世纪70年代,在英国语言学家威尔金斯(D.A.Wilkins)《语法大纲情境大纲和意念大纲》一文中被首次提出。当时,西欧各国之间政治、经济、军事、文化等各个方面的交流日益频繁,这样的环境要求有更多的人能够熟练使用外语进行交际。同时,由于学外语的人的职业特点和工作性质不同,对运用听、说、读、学能力的要求也不相同,这就导致了教学目的的多样性。因此,功能法便应运而生。功能法的语言学基础是社会语言学和功能语言学。社会语言学认为语言的社会交际功能是语言最本质的功能,语言的形式、意义和功能是相互作用的。功能语言学的代表人物韩礼德(Hallidy)则提出了“语段分析”(Discourse analysis)理论。功能法的心理学基础是心理语言学,代表人物是费利克和哈思。

功能法的主要教学原则有:1.以功能为纲,根据教学的实际需要选取真实且实用的语言材料。2.教学过程交际化,创造接近真实交际的语言环境,教学方法多样化。3.单项技能训练与综合性训练相结合。4.强调表达内容,不过分苛求形式。对于学生的错误要有一个容忍度,那些不影响交际的一般性错误可以不必纠正,不必过分苛求。5.圆周式地安排语言材料,循序渐进地组织教学。常见的方式是以话题来安排顺序,把功能和结构统一起来,每个话题要有几次循环,每循环一次就增加一次难度。(盛炎,1990:175)

功能法的优点是:教学目的性明确、针对性强,教学内容大都是根据教学对象的实际情况而定的,选用的语言教学材料大都是本专业人员所必需的,在教学方法上也根据不同专业人员的需要而对听、说、读、写能力的训练有不同的要求或侧重。

三、认知—功能教学法在对外汉语教学中的应用

本文以广西医科大学临床医学专业全英授课班一年级留学生为教学对象,下面是笔者的汉语综合课第三课教学过程,所使用的教材是杨寄洲《汉语教程》修订本第一册(上)。我们将“认知—功能教学法”应用于对全英班留学生的汉语课程中,具体教学过程分析如下:

(一)教学过程展示

课文:第三课《明天见》

A:你去邮局寄信吗?

B:不去。去银行取钱。

A:明天见!

B:明天见!

第一步,展示。我们在PPT上通过图片展示有关的地点名词和行为动词,例如地点名词:邮局、银行、食堂、教室、学校、宿舍、厕所、超市、医院等;行为动词:吃饭、睡觉、学习、买东西、看病、寄信、取钱等。这些词语跟课文中出现的句型有关,是留学生为在中国学习生活急需习得的。

第二步,语言要点练习。我们从课文中提炼出了本课的重点句型——“Sb+去+P+V”①,然后利用各种方法进行练习,例如举例说明“你去邮局寄信”“我去食堂吃饭”“他去银行取钱”“妈妈去超市买咖啡”,或者通过使用是非问、特殊问等,要求学生用该句型回答。做这些练习,是为了让学生熟悉该句型的语言结构形式。

第三步,语境练习。通过游戏,将前面的语言材料放在有语境的游戏中练习。根据学生的实际情况及这个句型的结构特点,我们设计一个游戏,命名为“不可思议”。游戏操作具体如下:1.教师课前准备好三个纸盒,并在其中分别投入写有“学生姓名、地点名词及行为动词”的数十张小卡片;2.课堂上,每个学生依次从三个纸盒中抽出一张,并把所得的句子读出来,如“张红去银行睡觉”“李明去厕所吃面条”“王华去教室取钱”等。这样的句子既可以活跃气氛,也便于学生记忆和应用。

第四步,实际运用。要求学生在“打招呼”这个语境中,重新组织所学过的语言材料,自由对话。这一步是模拟性的交际活动,特点是无限制、完全自由,目的在于培养学生的汉语交际能力。

(二)教学过程分析

上述教学过程的第一步,主要是教给学生相关的语音、词汇等语言知识,如地点名词、行为动词;第二步主要是教给学生相关的语法结构,如重点句型“Sb+去+P+V”。语音是语言的物质外壳,如果学生发音不清或错误,势必会影响他们的交际活动;词汇是语言教学的基石,没有它作为建筑材料,学生就无法构建句子,也无法表达思想,所以词汇量的多少直接影响学生听、说、读、写等各方面语言能力的培养;语法即语言的规则,任何语言都有自己的语法规则,人们在交际中使用的言语都要受语法规则的支配和制约,学习语法知识能够帮助学生深入理解语言现象,并能够培养和提高学生举一反三的自学能力。这两个阶段的教学目的是让学生理解课文中相关的语言材料,掌握语言的结构、用法和意义,强调学习者智力的发挥及对语言规则的理解正是功能教学法的核心观点。我们将这种过程归纳为语言的理解。

在理解语言材料、掌握语言规则之后,学生还要有能力正确运用这些语言知识。教学过程的第三步就是培养语言能力。在这个过程中,我们通过进行“不可思议”这个游戏,一方面检查学生对前面所学语言知识的理解情况,另一方面培养学生运用语言知识的能力。类似这种理解性练习还有很多,根据这课的重点句型及学生的实际情况,我们还可以进行动作反应练习,即老师说句子,学生根据句义表演。例如,老师说“小强在教室洗澡”,然后让一位学生到讲台前将这个句子表演出来。这个阶段主要是运用了认知法的教学原则,但从教学方法上看,我们运用了听说法或视听法的某些练习形式。这种建立在语言理解基础上的语言练习过程,我们称之为培养语言能力。

语言能力只表明学生掌握了所学的语言材料,并不代表学生已经掌握了相关的交际能力,所以要进入第四步的实际运用阶段。如上文所述,我们的教学对象是医学专业的留学生,他们对汉语技能的需求集中体现在听和说方面,因此我们应该根据他们的需要来设计相关的练习语境。自由对话是一种模拟性的言语交际活动,学生可以脱离课本,根据自己的需要设计对话。这些对话以学生为主,教师在旁边加以引导,并作必要的补充。在这一阶段,根据学生的专业特点,还可以进行知识扩展,增加医学词汇教学环节,以此来满足学生的专业需求。因为留学生和中国人在意义的表达和言语的使用上都存在很大的差异,所以教师还要注意培养学生的跨文化交际能力。这就要求教师在课堂上能适当介绍中国人的风俗习惯、行为模式等,或进行中外语言文化对比,以培养学生正确、恰当地使用汉语的能力。根据不同专业人员的需要,对听、说、读、写能力的训练有不同的侧重,这体现了功能法的教学原则和优点,我们将这个环节归纳为语言的运用。

注释:

①本文的缩略语符号——Sb:某人;P:处所;V:动词或动词性短语。

参考文献:

[1]邵菁,金立鑫.认知功能教学法[M].北京:北京语言大学出版社,2007.

[2]盛炎.语言教学原理[M].重庆:重庆出版社,1990.

[3]王继根.外语教学中的三大学习理论述评[J].苏州教育学院学报(社会科学版),1996,(12).

[4]薛燕华,刘桂琴.外语教学法流派的心理学基础[J].兵团教育学院学报,2004,(1).

[5]曾怀琳.谈认知-交际教学法在外语教学中的应用[J].湖南农业大学学报(社会科学版),2007,(12).

人工智能在教学的应用范文第2篇

【关键词】 计算机技术 网络技术 人工智能应用

前言:人工智能是计算机科学的一个部分,是随着信息化技术发展所衍生出一门独的特技术科学,其实质上是对人意识与思维信息过程的模拟。人工智能的发展是为了能够代替更多的人力操作,将信息技术转化为高效生产力,也正是基于此,人工智能技术的发展受到了社会公众的广泛关注。人工智能技术是基于信息的处理与编辑特征而实现,其与计算机网络在应用中存在着相对较高的可融合性,而两者之间的协调也将会产生更为全面与高新的技术,为此特在本文中对计算机网络技术中的人工智能应用展开了全面研究。

一、人工智能的发展与实际意义

计算机网络中的海量数据与信息普遍是用数字、符号、文字等文本形式进行展现,在此过程中需要其达到较高的表达能力、判断能力等方面的标准,而人工智能为加强计算机网络的该方面的能力提供了重要的保障。人工智能的出现,能丰富计算机网络的信息表达能力,凭借其独特的编辑、处理、操作技术以及超高的分析能力,实现了自动对信息进行翻译、管理、处理等多方面的工作[1]。人工智能发展的意义主要表现在以下两个方面:一是人工智能的发展增加了计算机网络信息表达的图表、图像、影音等形式,依托于人脑的思维与行为方式,实现了人的行为,同时由提升了人的谨慎、全面与系统等方面相关能力;二是人工智能的发展开拓了计算机网络在处理信息的空间与路径,将计算机网络所涉及到的众多工程信息进行有效结合,实现了集中控制的目标,完成智能化的操作。

二、人工智能在计算机网络技术中的实际应用

2.1计算机网络多种渠道信息的处理与集成

网络与计算机等现代高新技术参与到计算机网络之后,为计算机网络的发展带来了无限种可能,为此改变了人工智能的实现方式与实现方向。人工智能在计算机网络中的应用,由传统的定向处理,逐渐向大批量、高密度、高频率数据信息处理的工作所转变[2]。人工智能的这一转变体现在多种方面,例如,在现代网络运营安全管理中,可实现预先在人工智能管理中输入防火墙功能,如此能够实现将网络中流传的不良信息等进行自动拦截,且能够对来往传递信息进行自动识别与判断,将存在问题的信息递交到检测中心,对信息进行判断,实现了高等人工智能技术。

2.2人工智能在网络管理方面的应用

计算机网络技术中,网络管理一直是一项繁重的工作,网络的实时动态以及变化速度快等特点为网络管理工作行程了一定的难度,而为实现更为高效的网络管理,人工智能技术也显示出了一定的效用。人工智能技术在计算机网络管理中,能够利用人工智能专家知识库、问题求解技术,达到对计算机网络进行综合管理的效果。专家系统是一种相对智能的计算机程序,将某种领域中的专家知识以及经验进行累计,将其进行有效的汇总并录入到相关系统中,由此在某特定领域中汇集多为专家的知识与经验,实现系统的高效性与全面性,完成对此领域内各种计算机网络问题的解析[3]。

2.3人工智能在企业管理与教学方面的应用

现代普遍企业管理中均会应用到计算机网络技术,而在参与了人工智能的计算机网络中则更为有效的提升了企业管理的安全性与高效性。人工智能能够实现企业管理系统的自动防御系统与健康系统,是企业管理实现高度智能化。在教学方面,教师可以在教学过程中,利用人工智能技术的知识库,在知识库中定义教育知识内容,并对知识库中的知识进行推理,是学生能够更为直观的接受教学内容,提升教学效率。

结论:综合上文所述,人工智能是计算机网络技术发展的必经之路,人工智能在计算机网络技术中的应用,主要表现在计算机网络管理、计算机网络安全、办公安全、信息化教学等多个方面。人工智能在计算机网络技术中的有效应用,推动了计算机网络向高效智能化的发展,对计算机网络技术的发展提供了重要支持与保障。

参 考 文 献

[1]熊英.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].技术与市场,2011,03(02):20.

人工智能在教学的应用范文第3篇

关键词:林业院校;人工智能;课程教学

1背景

近年来,随着“互联网+”的快速普及,互联网跨界融合创新模式进入林业领域,利用移动互联网、物联网、大数据、云计算等技术推动信息化与林业深度融合,开启了智慧林业的大门。我国林业信息化、智能化建设逐步走上了有序、快步发展的轨道,取得了重要的进展。

2011―2013年,国家林业局先后开展了中国林业信息化体制机制研究和中国智慧林业发展规划研究,在此基础上出台了《国家林业局关于进一步加快林业信息化发展的指导意见》和《中国智慧林业发展指导意见》。2012―2013年,在深入研究的基础上,林业局编制了《中国林业物联网发展框架设计》,2016年3月正式了《“互联网+”林业行动计划》。

国家林业局制定的《中国智慧林业发展指导意见》指出,信息化、智能化在林业中的应用已经从零散的点的应用发展到融合的、全面的创新应用。随着现代信息技术的逐步应用,能实现林业资源的实时、动态监测和管理,更透彻地感知生态环境状况、遏制生态危机,更深入地监测预警事件、支撑生态行动、预防生态灾害。

人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个重要分支。国际上,人工智能的研究已取得长足的进展;在国内,也呈现出极好的发展势头,人工智能已得到迅速的传播与发展,并促进了其他学科的发展。我国已有数以万计的科技人员和大学师生从事不同层次的人工智能的研究与学习,人工智能已成为一个受到广泛重视并有着广阔应用潜能的庞大的、交叉的前沿学科。特别是经过近几十年的发展,智能技术及其应用已经成为各行业创新的重要生长点,其广泛的应用前景日趋明显,如智能机器人、智能化机器、智能化电器、智能化楼宇、智能化社区、智能化物流等,对人类生活的方方面面产生了重要的影响。

近年来,人工智能已经在智慧林业相关领域中得到了广泛应用,例如,在智能机器人的应用方面,已经有大量的嫁接机器人、水果采摘机器人、农药喷洒机器人、果实分检机器人等投入使用;在专家系统的应用方面,森林病虫害诊断专家系统、病虫预测预报专家系统、林产品生产管理专家系统、专家咨询和人员培训专家系统等也得到了广泛应用。

随着人工智能在智慧林业中的广泛应用,涉林企业和事业单位对智能型林业高技术人才的需求也在不断加大。为了适应市场对智能型人才的需求,自2003年起,国内诸多林业高等院校在计算机科学与技术专业本科阶段、林业相关专业的研究生阶段陆续开设人工智能课程,同时不断加大人工智能课程的比重,因此,人工智能课程教学对于林业院校显得越来越重要。

2林业院校人工智能课程教学现状

林业院校开设人工智能课程的专业不多,但有不断增加的趋势。以中南林业科技大学为例,该校计算机科学与技术本科专业自2003年起就开设了人工智能课程,所用教材一直是蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》;另外,面向部分专业的硕士和博士研究生开设了人工智能相关课程,如农业硕士的农业信息化领域研究生开设了人工智能技术,森林经理和森林培育两个专业的博士研究生开设了人工智能与专家系统。

针对计算机科学与技术本科专业,人工智能课程主要使用蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》教材施教,但由于课时数仅有32学时,关于人工智能的一些高级应用,如神经网络、专家系统、机器学习等,采用专题的形式组织教学。该专业没有设置实验学时,仅在理论课堂上演示了一些仿真软件,如BP神经网络仿真环境。

针对农业硕士的农业信息化领域研究生和森林经理及森林培育两个专业的博士研究生,教学计划安排的学时数为40学时,没有指定教材,仅给学生列了蔡自兴教授的《人工智能及其应用――研究生用书》等几本参考教材。课堂主要以专题的形式组织教学,每一讲除了相关的理论以外,还介绍一些工程实践应用的例子,让研究生能够了解这些人工智能算法如何在实际中得到具体应用。

3林业院校人工智能课程教学存在的问题

全国各高等院校的人工智能课程教学都或多或少地存在一些问题,林业院校更有区别于其他类型院校的显著特征,而且林业院校开设该课程教学相对较晚,因此林业院校的人工智能课程教学存在更多的问题。

(1)师资短缺。在林业院校,林学相关专业开设该课程往往由林学相关专业的教师主讲。这些非计算机相关专业的教师虽然曾从事过人工智能个别算法或领域研究,但不具备全面的人工智能相关专业知识,在讲授不熟悉的人工智能知识点时显得力不从心。

(2)教学内容专业性不强。人工智能是计算机科学的一个分支学科,一般的人工智能教材都比较适合计算机相关专业的学生使用,但是农业信息化、森林经理、森林培育等专业的学生不管是专业基础还是行业应用背景均与计算机类专业学生不同,如果我们仍然按普通的教材施教,教学内容就缺乏林科特色,显得专业性不强,无法吸引学生的听课兴趣。

(3)教学难度过大。林业院校涉林专业的学生一般只有计算机文化基础、C语言等简单的计算机课程基础,缺乏算法思想。而人工智能课程涉及很多高级、复杂的算法,不论从算法思想,还是从算法实现和算法应用,对非计算机类专业学生来说难度过大。因此,在教学内容和教学要求上要做一些取舍。

除此之外,还存在诸如缺少实验环节、教学手段单一、教学案例缺乏等其他普遍性问题。

4林业院校人工智能课程教学改革建议

通过分析林业院校人工智能课程教学存在的问题,结合自己近十余年来从事人工智能教学的经验,我们提出了一些改革建议。

(1)推行专题式教学,解决师资缺乏的问题。在师资缺乏的情况下,由一名教师完成整个人工智能课程教学比较困难,同时,可能有多名教师分别在人工智能的不同方面进行过深入研究。因此,可以将该课程按章节分成各个不同的模块,每一个模块设一个专题,如神经网络专题、专家系统专题、机器学习专题等,再由多名教师分别承担自己熟悉的专题进行讲授。这样既可以解决一位教师的知识不足,又可以让各位教师结合自己的科研将每一个熟悉的专题讲授得更加详细、更加有趣。

(2)教学内容与涉林专业紧密结合,解决专业性不强的问题。事实上,人工智能的各领域应用在林业行业都能找到对应的应用实例。例如,林果采摘机器人就是机器人在林业中的应用;林火识别和林木病虫害监测就是模式识别在林业中的应用;林火蔓延预测可以用到隐马尔科夫模型;PAID50专家系统平台就是专家系统在农林业中的应用典范等。因此,在教学过程中,我们可以考虑将人工智能知识与林业应用结合进行讲解,这样学生更容易接受也更乐意接受。更进一步,如果能够结合这些林业应用编写一本《人工智能及其林业应用》教材,将会更加适合涉林专业的学生学习这门课程。

(3)应用计算机仿真软件解决教学内容难度大的问题。非计算机类专业的学生计算机基础较差,编程能力不强,算法训练不足,对各种人工智能高级算法难以理解,更难以编程实现。针对这个实际问题,我们可以主动提供一些相关算法的计算机仿真软件,在课堂上通过演示这些仿真软件,让学生直观地理解算法,甚至能够通过仿真软件应用这些算法解决本专业相关的问题。例如可以开发如图1和图2所示的BP神经网络算法仿真软件,通过该仿真可以把神经网络的结构、训练时的权值偏差变化、训练过程中总误差的变化等信息完全呈现在学生面前,学生通过这个仿真过程就不难理解BP神经网络算法,甚至可以使用这个仿真软件来解决本专业相关的一些问题。

人工智能在教学的应用范文第4篇

1幼儿园国学教育开展中存在的问题

时代转型下的“国学热”催生了幼儿国学教育潮流,但在具体实践中教育效果却不尽如人意。纵观现阶段的幼儿国学教育,我们不难发现其存在一定的误区:

1.1教学活动方式单一

“幼儿园在进行国学启蒙教育时采用的教学形式较为单一,幼儿园采用的最主要方式是诵读法[1]”。首先,一位老师面对多位幼儿,教师朗读示范,幼儿跟读后进行熟背是现在多数幼儿园的教学形式,以强迫幼儿“读经”的形式灌输传统文化知识。其次,教师多采用传统的“奖励”模式来激励幼儿背诵。导致幼儿背诵课文仅仅是为了表现自己并获得奖励,而并非为了获取知识。这种单一的教学模式,忽视了幼儿的兴趣,也体现不了幼儿学习国学经典的真实意义。

1.2缺乏国学启蒙环境的熏陶

当前幼儿园的国学环境启蒙大多形式较为复古。根据调查,目前幼儿园进行的环境创设,大多是形式上的创设。大多数幼儿园误以为将国学经典(如《千字文》《百家姓》《三字经》)通篇印在墙面上、将国学经典人物画像挂在墙上,或者在某一区域内摆放古代学习的书桌和古代书本,便是营造了国学环境。这些复古形式的长期使用会使幼儿对国学失去兴趣,产生“抵触”和“视而不见”的现象。

1.3缺乏科学系统的国学教育内容

国学文化包罗万象。首先,当前大部分私立幼儿园对幼儿国学教育的理解都停留在国学经典典籍这个层面上,将国学典籍的教学作为国学教育的重点,且80%以上的幼儿园都单纯地以《弟子规》和《千字文》背诵作为国学教育的主要内容。其次,幼儿园国学教育内容的选择忽视了幼儿年龄阶段特点和身心发展水平,教材也不具备层次性。

2幼儿园国学教育融入人工智能的必要性

时代转型背景下,人工智能与教育领域的深度融合是解决当前幼儿国学教育问题、健康发展的必经之路。当前幼儿园亟须建设国学特色课程、提高国学教师素质、实现高效的因材施教。

人工智能是一门综合的交叉学科,涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。[9]首先,人工智能的新型教育模式能综合多领域学科知识,打破单一的教学方式,创新当前幼儿国学教育。其次,人工智能可以发挥其智能化、自动化、个性化和协同的特点,为幼儿园区域活动提供智能化、自动化的环境创设材料。此外,人工智能可以根据每一位幼儿的特点采用大数据分析的方式,分析幼儿认知发展程度,在夯实国学教育理论的基础上,根据幼儿身心发展规律循序渐进地实施幼儿国学教育,在真正意义上建设并发展幼儿园特色课程。[2]国学教育师资短缺是阻碍国学教育发展的首要因素。教师短缺是一个严重的问题,对教育影响重大。而人工智能能够独立扮演教师的角色,且储备了大量国学专业知识。人工智能在以教师的角色进入幼儿园师资队伍的同时,对幼儿教师本身提出了新的要求。人工智能背景下的幼儿教师需要具备更广泛的知识范围、更强的综合素质、创新型的思维以及较强的信息技术应用能力。因此,人工智能以其本身的智能化和幼儿教师的专业化能够提高幼儿园师资队伍的整体素质。

幼儿园国学教育融入人工智能,旨在促进幼儿国学个性化教育。在幼儿园国学教育中引入人工智能,为幼儿活动提供了创新性的玩教具和活动形式。在国学教育中,兼顾幼儿的特殊性,通过分析不同年龄段的幼儿身体发育程度、认知水平、思维能力、学习接受程度,为幼儿制定个性化课程。因此,人工智能技术与国学教育融合能兼顾个体的特殊性,能够高效地做到因材施教。

3幼儿园国学教育融入人工智能的路径

幼儿园国学教育融入人工智能是在遵循幼儿身心发展规律的同时,借助人工智能科技优势,实现传统幼儿国学教育与人工智能的有机结合,能够增强国学教育的效果。

3.1环境创设

人工智能以其不可匹敌的技术优势,创设全新的学校环境特征[3]。国学环境创设融入人工智能是促进国学教育开展的重要路径。在传统环境静态创设的基础上,安置多媒体一体机来创设动态多变的主题墙,播放国学经典动画、歌曲、故事,展示栩栩如生的动态人物造型,呈现丰富多样的色彩,使幼儿园的墙面设计能够有效地将动态和静态相结合。除了提供动态国学经典文化元素之外,还可以利用人工智能筛选不同年龄段的国学知识展现给幼儿,创设符合幼儿年龄特点的主题墙。天花板是传统环境创设易忽略的一步。吊饰是悬挂于天花板的装饰,它能够为幼儿园内公共环境增添动感和立体感。可以利用人工智能将国学经典文化中的人物形象(孔融、孟子、孔子)、书法作品、传世经典国画、经典国学典籍(《三字经》《千字文》)等投影展示到天花板上。同时,在图书角安置人工智能设备,将传统纸质书籍与有声读物有机结合,打造人工智能读书角。书架旁边则可以布置以国学经典文化为主元素的周边,力图将智能元素与传统文化元素相结合进行环境创设。

3.2人工智能教学系统

人工智能教育系统的融入促进了“有形”教师与“隐形”教师的有效结合,发挥了国学教育的巨大效力。首先,智能多媒体一体机是较为普遍的一种人工智能系统。在组织国学经典教育过程中利用其人工智能计算的个性特点,选择出适合各个年龄阶段儿童的国学经典知识。以小班为例,人工智能设备筛选出适合小班幼儿观看的图片、国学律动、顺口溜、儿童化故事等,并以动态方式展现给幼儿。同时,教师要对多媒体设备进行有效操作、关注幼儿的身心状态。其次,人工智能机器人基本可以代替传统教师进行“教学自动化设计”,减轻教师负担。机器人能为幼儿营造出一种“混合现实”的环境,让幼儿更好地参与到故事表达中,机器人作为活动组织者,替代了教师在活动组织中的主导角色,自行设计活动流程,引导幼儿自主探索学习。此外,远程教学是基于人工智能的教育交流平台。[4]幼儿园建立远程教学,以线上互动的方式,将幼儿国学教育专家与幼儿园的孩子联系起来,实现专家与孩子的线上国学交流和互动,以便对幼儿进行更专业、更科学的国学教育指导。

3.3智能化、自动化的国学区域活动

区域活动,是指教师根据教育目标,为幼儿提供一定的活动空间和活动材料,幼儿在丰富的环境中进行自主、自由的探索性活动和个性化学习。幼儿国学区域活动的智能化能促进幼儿园学知识的有效获得。

3.3.1智能化材料

人工智能的发展带来智能化的益智玩教具,智能机器人尤为突出。首先,在国学区域活动中投放智能化的玩教具,能够实现区域活动智能化。以国学艺术活动“智能机器人与幼儿园皮影戏剪纸活动的融合”为例。在幼儿美工区进行活动前,人工智能机器人独自操作皮影戏,并展示给幼儿,启发幼儿如何做皮影戏剪纸。随后,机器人可以扮演活动组织者,引导幼儿逐步完成皮影剪纸。其次,国学的益智玩教具还包括国学经典有声读物、国学趣味创意触感玩具书、智能优秀传统人物模型、智能传统习俗文物模型等。这些智能化材料的投入将大大提升区域活动的智能化和自主性。

3.3.2自主化学习

人工智能教学系统或者人工智能机器人以教师身份介入国学区域活动,代替传统教师引领幼儿在区域内自主进行国学知识探索、学习。以国学语文活动《三字经》为例,机器人讲故事、与幼儿进行国学知识交流对话,带领幼儿唱读《三字经》,使幼儿自主理解三字经的含义,并模仿、学习三字经中的优良习惯。当然,幼儿教师并不能完全退出区域活动,教师要选择恰当的介入方式。教师在幼儿开展区域活动中要时常观察幼儿,在他们遇到困难、秩序混乱以及幼儿身心安全受到威胁时,教师要及时介入,保证幼儿的自主化学习顺利开展。

人工智能在教学的应用范文第5篇

关键词: 中学新课标 师范计算机本科教育 课程改革

随着中学信息技术教育的不断深入改革,无论是教学内容还是教学方法都已经发生了很大的变化。从教学内容上来看,信息技术新课程的教学模块主要由信息技术基础、算法与程序设计、多媒体技术应用、网络技术应用、数据管理技术和人工智能初步等六个模块组成。其中除了信息技术基础模块是必修外,其它均为选修模块。从教学方法上来看,采用了更加灵活多样的教学模式以改革传统的教学方式。这些变化和改革对高等学校计算机专业师范类的课程教学和学生的培养方式均产生了重大影响。

如何去调整高校计算机师范类专业的课程设置、教学计划以适应中学信息技术课程的改革和发展要求,如何去培养计算机师范类专业学生的信息技术的技能、改变他们的知识结构以胜任他们今后的教学工作要求,如何加强师范专业的课程建设以适应新课程的要求,如何改革计算机师范类专业的实践模式以使我们的师范生能在毕业后立足三尺讲台,我们从几个方面对这些问题做了研究,本文是研究成果的总结。

一、目前高等学校计算机师范类专业课程设置的现状和存在的主要问题

目前,大部分高校师范类计算机专业的课程设置都是按照以下模式来设置:参照计算机工科专业的设置,安排各种计算机专业课程,再加上教育学、心理学,以及教法课和师范技能课程。这种课程设置虽然基本上涵盖了中学新课程体系下的教学内容,但是本科教学中的内容较深,对中学教育的指导缺乏针对性。同时,一个不争的事实是因为信息学不作为升学的考试课程,所以信息学在中学和语数外理化等课程相比,处于次要的位置。而教学质量比较好的中学基本上都希望中学生在信息学奥赛上有较高的建树,或者希望信息学教师在教授课程的同时,能够管理所在学校的机房,维护所在学校的网站。计算机师范类本科教学的教学课程中,对各科的知识教育时间和花费的精力用力比较平均,没有特别的培训学生这几个用人单位实际需要的能力。

针对以上现状,我们在绵阳师范学院师范类计算机本科专业的学生中课程做了如下改革,同时在04级本科班中做了试点。

二、新课标下计算机本科教育课程改革的具体内容

1.中学新课程“网络技术应用”模块与计算机师范类专业相关课程的改革

在基本保留原来课程的情况下,加大网络编程,局域网组装与维护的教学力度。以中学校园网组建为案例,设计网络设备组装课程设计,具体安排以下教学内容:

(1)主干网及交换设备;

(2)校园网服务器;

(3)网络综合布线系统;

(4)网络操作系统的选择;

(5)网络软件;

(6)网络的配套设施;

(7)以为工具,具体设计网站。

2.中学新课程“多媒体技术应用”模块与计算机师范类专业相关课程的改革

在教学案例中,以中学的数理化知识点为素材,教会学生设计出中学课程中的多媒体课件,让本科学生具备调动中学生兴趣的能力。

3.中学新课程“算法与程序设计”模块与计算机师范类专业相关课程的改革

在教授本科生“算法与程序设计”的过程中,将课程内容作如下改革,以配合信息学奥赛比赛内容的要求。重点讲授算法的复杂性、基本算法(数论算法、高精度算法,最短路径、背包问题)、常用算法(递归、排序、查找、收索)、常用策略(筛选策略、归纳策略、分治策略、最优策略、穷举策略、回溯策略)。在讲授这些知识点的同时,选取往年的信息学奥赛试题给学生系统分析,以培养学生在此领域的能力,以便今后工作的时候能够辅导中学生。在实验课大纲设置的时候,尽量将以往的信息奥赛试题让学生编程序实现,以加深印象。

4.中学新课程“信息技术基础”模块与计算机师范类专业相关课程改革

课程内容设置安排如下:1.信息及信息技术基础知识,2.计算机网络与多媒体技术,3.中文版Windows XP操作系统的基本操作,4.中文版Word 2000文字处理软件,5.中文版Excel 2000电子表格软件,6.中文版PowerPoint 2000演示文稿制作软件,7.因特网的基本应用,8.中文版FrontPage 2000网页制作软件。在这些内容中对几个工具软件做详细介绍,并需要做出案例。

5.中学新课程“人工智能初步”模块与计算机师范类专业相关课程改革

课程设置以应用人工智能技术解决问题为主线,按照“知识表达与人工智能语言推理与专家系统问题求解”这一线索呈现学习内容。

三、教学改革方案在绵阳师范学院计2004级学生中运行情况:

对绵阳师范学院2004级计算机科学与技术(师范)80名本科学生进行了教学课程改革的试点,并对学生进行了调研,收集了学生的反馈意见。

从学生的反馈意见来看,学生对课程改革80%以上持肯定意见,提出的改进意见主要集中在教学方法的改进上。

2004级的学生于2008年7月毕业,我们对学生就业之后的情况进行了跟踪调查,80名毕业生有50名进入了各地的中学担任了教师工作,我们对这部分学生的表现情况向用人单位做了调查。

从用人单位反馈的意见可以看出,教学改革取得的成果得到了用人单位的认可。