人工智能教育进课堂
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇人工智能教育进课堂范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
人工智能教育进课堂范文第1篇
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）07-0012-03
近年来，世界各国高度重视人工智能技术的发展，相继了相关研究报告。2016年10月，美国白宫了《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研究与发展战略计划》两份重要报告。2016年11月，英国政府《人工智能：未来决策制定的机遇与影响》报告。2017年3月，国务院总理发表2017政府工作报告，指出要加快培育壮大包括人工智能在内的新兴产业，“人工智能”首次被写入政府工作报告。当前，人工智能正逐渐融入电商零售、医疗健康、交通以及个人助理等多个领域，并展现出巨大的应用空间。人工智能在教育领域同样拥有巨大的应用潜力，随着知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能、情感计算等关键技术的发展，人工智能将在教育领域发挥越来越大的作用[1]。
人工智能在教育中的典型应用主要集中在智能导师辅助个性化教与学、教育机器人等智能助手、居家学习的儿童伙伴、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析与学习者数字肖像六大方向[1]，已经表现出巨大的应用潜力。学校作为教育活动的重要组织场所之一，人工智能将为学校的管理与教学带来变革性的影响，主要表现在四大方面：维护校园安全、辅助教师教学、变革学习范式以及优化学校管理。
维护校园安全
校园安全是顺利开展学校教育活动的基础，也是教育改革和发展的基本保障。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，要“切实维护教育系统和谐稳定，深入开展平安校园、文明校园、绿色校园、和谐校园创建活樱为师生创造安定有序、和谐融洽、充满活力的工作学习生活环境”[2]。计算机视觉与机器人技术的发展使得人工智能维护校园安全成为可能，其将在非法人员识别、消防安全预警、活动事故防护三个方面发挥重要作用。
1. 非法人员识别
部署保安机器人将是未来学校保证维护校园安全的重要措施之一。保安机器人能通过眼部的图像采集设备采集进入校园人员的面部信息，识别当前人员身份，若未检测到相关人员信息，系统则会通知学校的安保人员进行身份验证、登记等工作。同时，位于校园各处的保安机器人还将实时监控是否有陌生人通过非正规途径进入校园，检测到相关行为之后，则会通知学校安保人员进行处理。此外，位于学校门口的保安机器人还将采集学生的面部信息，与信息库中的学生信息相比对，确定学生身份，并记录学生到校与离校时间，确保学生在校期间的安全。
2. 消防安全预警
未来学校的消防安全预警系统包含了感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、可燃气体探测器等多种感应器，同时通过摄像设备实时采集图像信息，分析画面中是否出现明火、烟雾等现象。其综合图像分析与探测器感知，判断是否有火灾现象发生。此外，系统通过实时采集校园内人员的行为数据，与数据库中消防安全危险行为做比对，分析是否有相关危险行为发生。若危险行为发生，则会通知学校安防人员。在火灾发生时，拥有智能搜救技术的消防机器人将会代替人进入火灾发生区，通过生命探测仪，自动感应、搜索、识别被困人员，将其救出火灾发生区。消防机器人的部署很大程度上避免了人员进入火灾发生区受到二次伤害现象的发生，其机动性超越了现有的消防安全系统，在很大程度上保证了校园内师生生命和财产安全。
3. 活动事故防护
目前，校园课间活动的伤害事故主要表现在拥挤踩踏伤害、追逐打闹伤害、危险游戏伤害等三个方面。基于人工智能的活动事故防护系统通过校园内的摄像设备实时采集师生行为数据，通过与数据库中活动事故危险行为模型相比对，分析判断是否有危险行为发生。若相关行为发生，系统则会将相关危险行为发生的地点、类型等发送给学校的安防人员，提醒安防人员采取相应措施。
辅助教师教学
随着图像识别、语音识别、自然语言处理等技术的发展，越来越多的人工智能工具被应用于教育领域，成为教师教学的得力助手。教育机器人和智能作业测评工具的出现大大减轻了教师的负担，提高了教师教学的效率。
1. 辅助备课
备课是真实教学实践的预演，是应用教师知识并发展教师知识的过程。其既是确保教学质量的条件，也是教师专业发展的途径[3]，是教师教学的重要组成部分。备课机器人能够通过语音识别记录教师话语信息，利用自然语言处理技术分析整合教师话语信息，识别教师要求。备课机器人根据教师提供的教学目标、教学重难点、学生的基础知识等，在相关学科的知识库中进行资源的搜索与整合，形成电子教案。同时，根据教案内容为教师提供课堂测试习题以及上课所需课件。教师只需要根据所教班级的学生特点与自己的教学习惯，对教案、测试习题以及课件稍作调整即可应用于教学。
2. 智能作业测评
自然语言处理技术的进步使得作业自动批改成为可能。科大讯飞将“讯飞超脑”计划的阶段性研究成果“全学科阅卷”技术应用于考试，实现阅卷过程的数据化与自动化，在将教师从简单重复的阅卷工作中解放出来的同时，完成对考试数据的采集[4]。基于人工智能的作业评测系统可对作文、阅读等主观题进行语义识别并提出修改意见，根据学生的作业结果为教师自动生成详细的学情报告。智能作业评测技术的应用将有效分担教师的教学压力，显著提高教学效率，教师能够更多地专注于与学生互动、教学设计和专业发展。
3. 辅助课堂管理
在未来，教辅机器人将走进教室，辅助学生解决学习中遇到的难题。教辅机器人能够识别学生身份，读取学生当天所学课程信息以及学生在课堂的行为数据，为学生提供个性化解题方案奠定基础。教辅机器人通过语音识别获取学生问题信息，利用自然语言处理技术分析整合学生话语信息。然后，教辅机器人通过人脸识别采集学生的面部信息，综合面部表情、姿态和语调通过情感计算技术分析目前学生的情绪状态，综合学生的情绪状态和行为数据确定学生当前学习状态。教辅机器人依托优秀教师授课资源库，智能搜索相关答案，针对不同学习状态的学生采取不用的解题风格。此外，教辅机器人将收集到的学生行为数据上传到学生管理系统，辅助教师等进行学生的日常管理工作。
变革学习范式
学习范式是指特定时代的学习共同体所共有的学习理念、学习方式，并对学习者的学习态度、学习行为产生积极的引导作用，以促进学习的有效进行[5]。人工智能技术的发展使自适应学习系统真正地为教育所用，为学习所用，人工智能将使现有的学习范式走向自适应学习。
自适应学习系统在本质上是一类支持个别化学习的在线学习环境。它针对个体在学习过程中的差异性（因人、因时）而提供适合个体特征的学习支持，包括个性化的学习资源、学习过程和学习策略等[6]。基于人工智能的自适应学习系统将整合自适应内容、自适应评估和自适应序列三种工具。自适应内容通过分析学生对问题具体的回答，为学生提供个性化的内容反馈和学习资源推送。自适应序列利用一定的算法和预测性分析，基于学生的学习表现，持续收集数据。其中在数据收集阶段，自适应序列会将学习目标、学习内容与学生互动集成起来，再由模型计算引擎对数据进行处理以备使用。自适应评估可根据学生回答问题的正确与否，及时改变和调整测评的标准。
优化学校管理
学校是教育的核心单元，高效的学校管理是学校开展各项工作并得以高效运行的重要保障[7]。人工智能的融入将使未来学校的管理工作更加高效，使学校更好地服务于教师的教学与学习者的学习。其将在考务管理、教师管理、学生管理三方面发挥重要作用。
1. 考务管理
在未来的学校中，监考机器人将代替监考人员进行考务工作，很大程度上节省学校考务管理方面的人力资源。监考机器人通过内置于眼部的摄像头采集学生的面部信息，与数据库中学生信息比对，确定学生身份，自动完成签到。其通过内置于手臂端的金属探测器，扫描学生全身，z测学生是否带有作弊物品。监考机器人通过摄像头、红外感知等确定学生位置以及教室内的桌椅等位置，规划行动路径，分发和收集试卷。此外，监考机器人还将通过位于眼部的摄像头实时采集学生行为数据，与数据库中作弊行为实时对比分析，如果学生有作弊行为发生，则会立即制止，维护考场纪律。
2. 教师管理
教师管理是学校管理工作中的重要组成部分，教师评价则是教学管理中的核心部分。人工智能为教师的智能评价提供了可能。基于人工智能的教师评价系统通过教室的摄像设备实时采集教师及学生的行为数据、表情数据，通过学生的穿戴设备采集其体征数据。系统经过对教师和学生的行为数据、情绪数据和体征数据的分析（如系统与学校的学科管理系统相连通，确定教师的教学内容是否与教学大纲要求相适应，重难点是否突出，所讲述内容是否具有实用性；教师讲授知识时，根据学生的行为、情绪和体征的反应确定教师所讲授知识是否被学生理解；教师在讲授内容和组织学习活动时，语言是否规范、清晰，态度是否亲切和蔼等），最终评定教师的教学效果，并生成可视化报告，辅助学校完成对教师教学效果的评估工作。此外，系统还将通过教室的摄像设备采集教师面部信息，识别教师身份，自动记录教师的出勤情况，辅助学校的教师管理工作。
3. 学生管理
学生管理在学校管理中同样发挥着重要作用。基于人工智能的学生管理系统可通过位于学校门口以及教室的摄像设备采集学生面部信息，识别学生身份，自动记录学生的到校时间和离校时间，为学生的出勤考核提供数据支持。通过位于教室的摄像设备实时采集学生的行为数据，分析学生的课堂表现以及课余时间的同学之间的交流情况，为学生管理的班风、学风管理提供决策支持。同时，通过分析学生的学习成绩、课堂表现、课下交流情况，判断学生是否有异常行为（趋向），并及时反馈给学校管理者。此外，系统还将学生的在校情况，包括到校时间、离校时间、测试成绩、作业完成情况等反馈给学生家长，家校协同完成学生管理工作。
让机器在没有人类教师的帮助下学习，让机器像人类一样感知和理解世界，使机器具有自我意识、情感，以及反思自身处境与行为的能力，是人工智能面临的主要挑战[8]。除此之外，人工智能在教育领域中的应用目前还处于初级阶段，在学校的管理与教学应用方面仍面临着数据基础薄弱、决策和推理机制适应难、缺乏专业应用人才等挑战。
（作者单位：江苏师范大学智慧教育学院）
参考文献
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程天君，李永康. 校园安全：形势、症结与政策支持[J]. 教育研究与实验，2016（1）： 15-20.
翁春敏，陈群波. 基于教师情境知识的备课研究――国外研究的视角[J]. 外国中小学教育，2015（5）： 51-57.
搜狐教育. 科大讯飞吴晓如：互联网+人工智能时代的教育变革[EB/OL]. http： // sohu. com/a/69484549_372506，2017-6-15.
George R. Boggs. What Is the Learning Paradigm？ [EB/OL]. http： //vccslitonline. cc. va. us/mrcte/learning_paradigm. html， 2017-6-13.
陈仕品，张剑平. 基于EAHAM模型的适应性学习支持系统体系结构[J]. 电化教育研究，2008（11）： 53-57+82.
人工智能教育进课堂范文第2篇
关键词：信息技术；智能化仪器；教学改革；自主学习；创新学习
引言
技术、教育和社会三者的关系在2017高等教育版《新媒体联盟地平线报告》得到了充分体现[1]，该报告指出，技术发展将极大地促进教育和社会的改革进步。国家2015年颁布的《中国制造2025》纲要，明确信息技术等9项任务与十大重点领域[2]，这些任务与重点领域都急需大量精通智能控制、智能化仪表的高技术人才，这也为测控技术与仪器类工科专业的智能化仪表及相关课程建设指明了革新的方向[1，3，4，5]。本文对信息技术驱动下的工科课程《智能化仪表》的教学变革进行研究，提出了一整套教学实践应对方案，取得了较好的效果。
一、智能仪器课程教学现状
智能化仪器是工科自动化类、信息类、电气类等专业核心类课程，该课程实践性、综合性强，讲授知识点、重点难点多，学习难度大。通过对智能化仪器课程的学习，使学生具有智能化仪器和仪表的设计、分析和应用能力，以及独立科研攻关的能力。在以往的教学中，往往只传授基本概念、基础理论和基础方法，工程应用重视不够，从而导致存在以下几个方面的问题：1.教学内容与工业实际紧密度不够。教学内容偏重理论，不能将工程实际中的典型智能化仪表、典型应用案例与课堂教学紧密结合起来，难以充分调动学生的学习积极性，也不能较好地引导和激发学生的创新意识和创新能力的培养。2.课堂教学、实践方法缺乏系统性模式。在人工智能、移动技术、互联网+、物联网等技术推动下，高等教育领域出现了手机移动接入教学、互联网在线学习、虚拟实验室、网上慕课、创客等教学新手段，但针对具体智能化仪器课程教学和实践还没有形成高效的面向这些新技术的教学实践管控体系。3.以学生为中心，以培养学生掌握有用技术和形成真实能力的教学模式还没形成。现有智能化仪器课程教学中，教与学还不能真正做到以学生为中心，还存在一定程度的脱节。4.课程教学的专业化和学生学习的深度化、终身化引领不够。目前智能化仪器课程教学，还不能提供足够丰富的教学资源，还不能做到课堂学习和课下（在线学习，移动接入学习等）学习的充分融合，课程还不能提供足够充分的学习空间和学习环境。课程对使学生具备未来职场所需的技能，了解课程与真实世界间的联系，鼓励学生“批判性思考、解决问题、互相协作、自主学习，掌握学习内容”，实现深层学习的引领不够[1，3，6，7]。
二、信息技术驱动下的智能化仪器课程教学改革
在总结智能化仪器课程教学已取得教学成果和典型应用实例效果的基础上，结合信息技术、人工智能等技术支持，开展智能化仪器课程教学改革工作。具体包括，课程教学内容的多形态化划分模式改革，基于多技术支持的复合教学方法改革，基于信息技术的新型教学实验管理系统研究，以及课程专业化授课队伍建设改革。
（一）课程教学内容的多形态化划分模式
现阶段，大部分高校采用一刀切的传统教学方法和统一的教材。同时，物联网技术、移动终端接入技术、互联网技术、人工智能技术提供了多种多样的教学解决方案，这将深深影响着高等教学过程。鉴于此，将智能化仪器课程的内容进行了多形态化划分，具体划分为：课堂讲授内容，在线讲授内容；基础理论内容，技术应用内容，综合应用技术内容；必讲内容，选讲内容，自主学习内容；专项技术内容，综合应用内容等。
（二）基于多技术支持的复合教学方法
传统的教育模式，老师讲、学生听，无法充分调动学生的积极性，学生依旧处在被动接受知识的状态。由于智能化仪器课程具有工程实践性强的特点，基于物联网技术、互联网+技术、智能计算技术等，在课堂教学和实践中引入了基于问题导向的教学方法，基于项目的教学方法，基于就业导向的教学方法，以社会和学生未来职场需要为引导，教授学生真正有用的知识，使学生掌握有用的技能。
（三）基于信息技术的新型教学实验管理系统研究
信息技术的迅猛发展，为智能化仪器课程的教学和实验管控提供了新的解决方案[1，2，3]。基于信息技术的重要组成或者应用技术，例如，物联网技术、智能计算技术、自适应学习技术、大数据等技术设计开发了智能化仪器的新型教学实验管理系统，该系统包括智能化仪器在线综合课程评测系统，智能化仪器视频公开课系统，智能化仪器创新创业网络实验室，智能化仪器在线仿真实验室，智能化仪器远程录课授课系统，智能化仪器教学网络论坛，智能化仪器移动教学系统等。
（四）课程专业化授课队伍改革
在信息技术推动下，社会和教育环境不断变化，教师角色也随之发生改变。教育者已经远远超越了“传道，授业，解惑”的职能，而逐渐成为学习过程的管理者和推动者[1，2，6]。为此，信息技术推动下，课程授课教师必须向专业化方面发展。1.面向职场需求的动态课程组。整个社会和未来职场对人才的要求折射到教师专业发展领域，深刻影响教育者的角色：除了能及时发现教学中的突发事件，教师还必须应对人口结构转变、入学率变化和来自利益相关者的压力，为毕业生提供全球视野下21世纪工作环境所需要的技能[1，7，8，9]。教师在授课过程中，不但要关注社会和职场的相关专业和技能需求，而且要设计相应的教学内容，使学生获得这些技术和技能。这样给授课教师提出了很大的挑战，为了应对这种挑战，我们为智能化仪器课程设立了面向职场需求的动态课程组，课程组有3-5人组成，分别为：基础理论技术教师，负责基础理论技术研究和讲授，主要由智能化仪器课程专任教师担任，讲授智能化仪器设计所需的基本理论、基本技术和设计方法；基础技能实践教师，负责基本实验实践项目研究和讲授，主要有控制类、电气类、信息类、仪表类等多个学科的实践能力强的教师组成，以引导学生应用所学多学科技术知识进行简单项目开发的技能和能力；工程综合创新实践教师，负责工程综合创新项目研究和讲授，此类型教师主要聘任来自企业、研究所等一线市场的专家、技术骨干，最大限度地拉近教学和市场、职场的距离。2.教师队伍的信息素养建设。21世纪环境下，提高数字素养是对所有人的要求，它不仅指能够使用数字化工具，还包括利用特定的数字化技术解决具体情境中的问题[1，2，10，11]。为了提高智能化仪器课程组教师的信息技术素养，采取了如下改革措施：1）设立了“信息化教学奖金”，奖励教师采用信息技术开展教学创新，获奖的教师积极探索各种前沿信息化教学技术和方式，如自适应学习、视频访问、数字档案、混合式学习模式[1，10]等；2）设立教师信息化进修培训基金，为课程组老师进行信息化应用技术进修和培训提供资金支持。
三、课程改革的特色与创新
本研究提出的信息技术驱动下的智能仪器课程教学改革，较现有的一些课程教学模式有诸多特色与创新之处，主要体现在以下几个方面。
（一）多种教学模式有机融合
多种教学方式结合，对于实践性、综合性较强的智能化仪器课程需引入基于问题导向的教学模方法，基于项目的教学方法，基于就业导向的教学方法等，不设置固定的教学项目、实践步骤，教师只规定合理项目范围和要求，由学生主动去查询资料，自行设计方案、步骤，再与老师同学互相探讨，完成学习过程，以学生为中心，面向职场和培养有用能力为目标，促进学生自主学习、创新学习和终生学习意识和习惯的形成。
（二）专业化课程教师队伍建设
设立专项奖励和基金，制定培养计划，加强教师个人能力的培养、提高，鼓励教师不断学习，并且深入实践，做项目、做课题，根据社会实际和职场工作需求，选择合理项目融入教学，激发学生兴趣，提高学生学习主动性。聘请企业工程师作为兼职教师，丰富课程组教师组成，在课程实施过程中，校内专任教师与兼职企业教师一直处于交流与合作中，校内专任教师走进企业得到学习锻炼，企业工程师的协助教学提高了课程教学的实用性。
（三）有效整合正式学习和非正式学习
基于物联网、云计算、自适应学习技术、大数据等技术进行基于信息技术的新型教学实验管理系统的研究，从新构建了智能化仪器课程的学习空间，实现了课堂教学、在线教学、在线实验、网络化仿真、校内教学实验室、企业教学实践基地、大学生学科竞赛等教学资源的融合，整合了课堂、学校正式学习和网上在线学习，视频远程教学，企业工程实践等非正式学习模式，大力推动了学生移动学习、自主学习、自适应学习、创新学习意识和习惯的形成。
人工智能教育进课堂范文第3篇
关键词：机器人学习； 关联分析；学习客观因素
中图分类号：G40-057 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）02-0086-03
一、引言
2003年教育部颁布的高中技术课程标准中，把“人工智能初步”和“简易机器人制作”设为技术领域的选修模块，意味着我国的人工智能和机器人教育在大众化、普及化层面上进入了一个新阶段。[1]国内教育专家和学者们都认识到：以机器人技术为代表的人工智能技术是信息技术发展的一次重大飞跃，信息技术教育未来发展的趋势必然是向智能机器人教育转移。人工智能机器人教学集中承载着中小学信息技术教育的诸多核心价值，是全面培养学生信息素质、提高其创新精神和综合实践能力的良好载体。[2]
截至2013年，青少年机器人教育仍以校外培训班和校内课后班为主，机器人教育还没有真正走进课堂。但据不完全统计，十年中辽宁省沈阳、大连、鞍山等市中小学校学生参加学习人数累计4万余人，在国际、国内（省级以上）比赛中相继获得不菲成绩（累计1000以上奖项）。在热情高涨的青少年机器人教育背后，不乏企业和培训机构的逐利动机，也不乏家长在子女教育问题上对舆论导向的盲从心理。如何分析机器人对青少年身心成长的影响是该领域必需正视的问题。由于信息素质、创新精神和综合实践能力衡量困难，机器人的比赛和获奖尤其是国际奖项就成为当前最好衡量标准。为验证影响机器人学习效果的因素，我们将影响学习效果因素按主客观划分，将主观因素分为学习的兴趣与知识水平（认知结构），学习过程中解决问题的学习能力或克服困难的坚韧力。其中青少年学习兴趣广泛，而知识水平，学习能力和坚韧性是相对有限的。因而客观因素的分析就显得更加重要。影响学习的客观因素种类较多，对学习过程也有重要影响。本文利用数据挖掘技术中的关联分析方法对影响青少年机器人学习成果的客观因素进行分析。
二、关联分析
关联分析（association analysis）是数据挖掘中一个重要的课题，被广泛研究。关联分析是在大量数据集中的发现关联性或相关性，描述事物中某些属性同时出现的规律和模式。[3] 关联分析与统计学中的相关分析均讨论事物间的相互关联。相关分析主要刻画两类平行关系变量间相关程度，是揭示不确定性的随机现象之统计规律的学科， 因此对于因素间具有不确定性的系统， 既可应用相关分析，也可应用关联分析。还有关联分析主要处理二分变量，并对其出现的频率进行分析，这一点区别于数据挖掘中的决策树分析。当然关联分析也可以对连续的变量进行离散化后分析。[4] 在关联分析中每一个观测称为事务或交易（transaction），数据集合称为项集（item），一个集包含k个项，则称为k项集。[5] 用X表示一个项目（前项或左项），Y表示与X没有交集的另一个项目（后项或右项），蕴涵式X≥Y表示X，Y同时出现的规则（rule）。X≥Y的支持度（support）：表示前项和后项在整个数据集中同时出现的频率，σ（Z）表示事务集Z的频数，TX，TY分别表示含有X和Y的事务集。supp（X≥Y）=；置信度（confidence）：支持度与前项频率之比，conf（X≥Y）==；提升（lift）：置信度与后项频率之比lift（X≥Y）=。关联分析代表性算法有：先验（Apriori）算法，频繁模式树（frequent pattern-growth，FP-growth）算法（R语言目前不支持）及频繁项集 （Eclat）算法。 [6]
三、 数据说明
影响青少年机器学习效果客观因素分析数据来源于整理后的近五年里辽宁省内沈阳、大连、鞍山三城市352名机器人学员1100笔记录（含个人几年内连续记录），如表1。变量包括：学员性别（gender：female，male）；机器人学习时间（time：1-6年）；机器人学习课堂融合程度（Integration：高high，中mid，低low）；父母的教育程度（研究生 postgraduate、大学college（本科、大专）、其他other，二人中取高学历）；学校学习成绩（academic performance， AP：优 best、良good、一般ok）；获奖（reward： yes， no 各种企业和政府组织省级以上比赛）。此外，还有一些观测变量统计困难。如家庭收入，家庭对孩子的教育方式，家庭和谐程度，上一代对家庭的照顾方式与程度，父母职业（由于同一职业内部差异较大不具有统计学上可辨别性，双亲不同职业对子女影响也无法考量），机器课堂学习成绩（不同的学习班有不同的教学内容和考核标准）。其它等未列入数据分析中。
四、R语言关联分析过程
R是GNU系统的一个自由、免费、源代码开放的软件，主要用于统计分析与数据可视化。[7] 其使用简洁、灵活而且新兴研究领域算法不断更新，在数据挖掘（或机器学习）领域有广泛的应用。现利用R语言对青少年机器学习效果客观因素与是否获奖进行关联分析。
1.数据整理[8]
mydata=read.table（"clipboard"，header=T）#加载数据
mydata$time=factor（（as.numeric（mydata$time）>3）+1，levels=1：2，labels=c（"short"，"long"））#关联规则处理的是二分变量，需将学习时间time转成”long，short”两个水平myrobot=as（mydata，"transactions"）#arules包要求的数据形式为（transactions） itemFrequencyPlot（myrobot，support=0.05） #显示频率在5%以上的项如图1。
2. apriori算法求解关联规则[9]
library（arules）；mynewrules=apriori（myrobot， parameter=list（minlen=2， supp=0.05，conf=0.05），appearance=list（rhs=c（"reward=yes"），default="lhs"），control=list（verbose=F））# 第一个规则的lhs 是个空集，可以使用minlen=2排除lhs空集；verbose=F设置算法处理的过程简化；以lift提升度排序myrulessorted=sort（mynewrules， by="lift"）#关联规则按“lift”排序
#以下去除冗余关联规则
mysubset=is.subset（myrulessorted， myrulessorted）；mysubset [lower.tri（mysubset， diag=T）]
library（arulesViz）；plot（mynewrules， method="graph"， control=list（type="items"））#关联分析的图形表示如图2。
3.关联分析结果解释
从表2，无论是支持度、信任度还是提升，与后项获奖关联最大的前项是学习时间（长）。信任度较大关联（0.335，0.325）的前项是机器人学习课堂融合程度（中）、学校成绩（优秀）、父母教育程度（大学）。支持度较大关联（0.188）的前项是性别（男）。人们假想的父母学历较高、机器人学习课堂融合程度高却不是机器人获奖的关联项。从图2，将获奖置于中心，离中心较近的项是学习时间（长），机器人学习课堂融合程度（中），性别（男）；提升（颜色较深）和支持度（面积较大）的项目是性别（女）、学校成绩（一般），其方向离心说明这是负关联，即学校学习平常的小姑娘不能实现机器人比赛获奖的目标。
五、结论与展望
尽管作用于学习的客观因素不能直接的参与学习的知识建构，但在学习之初，特别是青少年阶段，客观的辅助作用是不可或缺的，学习时间是检验其学习成果的关键规则。青少年的机器人学习组织以社会办学为主，学习时间意味着家长的投入和企业利润的最大化。但我们不是金钱决定论的完全支持者，因为比赛获奖不是机器人学习的真正目标，而且较长时间的学习投入对促进学生综合发展的利弊还需进一步讨论。此外，机器人学习中的主观因素在学习过程中如何表现？原有的学习成绩对机器人学习效果没有预期迁移效果，而反之是否有影响？这些仍是我们需要进一步讨论的问题。
参考文献：
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人工智能教育进课堂范文第4篇
【关键词】多元智能;媒体技术;信息技术;教育
当今社会对人才的需求越来越高,对教师和教学方式都提出了新的要求,以数字化、网络化、多媒体化和智能化为特点的媒体技术为我们大力发展教育事业创造了良好的契机。如何利用这一契机,积极而有效地培养和开发学生的多元智能, 如何在教育教学过程中挖掘学生的潜能,在当前深化改革、全面推进素质教育的新形势下,使拥有不同天资和强项的学生都能得到最适合其自身特质的发展,从而最终实现人的全面发展,成为广大教育工作者普遍关注的问题。
多元智能理论的构成
多元智能理论是一种全新的人类智能结构的理论,它认为智能是多元的,智能不是某一种能力或围绕某一种能力的几种能力的整合,而是相对独立、相互平等的8种智能。每个人都有自己相对优势或弱势的智能领域。这些智能是全人类都能够使用的学习、解决问题和进行创造的工具。
多元智能中的各种智能内涵:
1.言语语言智能:指人对语言的掌握和灵活运用的能力,表现为用词语思考,用语言和词语的多种不同方式来表达复杂意义。
2.逻辑数理智能:指人对逻辑结果关系的理解、推理、思维表达能力,突出特征为用逻辑方法解决问题,对数字和抽象模式的理解力,认识、解决问题和应用推理的能力。
3.视觉空间智能:指人对色彩、形状、空间位置的正确感受和表达能力,突出特征为对视觉世界有准确的感知,产生思维图像,有三维空间的思维能力,能辨别感知空间物体之间的联系。
4.音乐节奏智能:指人的感受、辨别、记忆、表达音乐的能力,突出特征为对环境中的非言语声音,包括韵律和曲调、节奏、音高、音质的敏感。
5.身体运动智能:指人的身体的协调、平衡能力和运动力量、速度、灵活性等,突出特征为利用身体交流和解决问题,熟练地进行物体操作的能力。
6.人际交往智能:指对他人的表情、说话、手势动作的敏感程度以及对此做出有效反应的能力,表现为个人能觉察、体验他人的情绪、情感并作出适当的反应。
7.自我内省智能:指个体认识、洞察和反省自身的能力,突出特征为对自己的感觉和情绪敏感,了解自己的优缺点,用自己的知识来引导决策,设定目标。
8.自然观察者智能:指的是观察自然的各种形态、对物体进行辨认和分类、能够洞察自然或人造系统的能力。
运用现代媒体技术培养学生的多元智能
(一)创设多元化的教学情境,优化学生的智能结构
根据加德纳的理论,不同社会文化环境教育条件下的人们智力发展方向和程度有着明显的区别。智力是分布的、情境化的,即智力不仅仅存在于人的大脑中,它还可以分布在个体环境下的人和物,只有考虑到一个人所处的环境才能真正的理解他的智力。因此,教育应当为每一个孩子搭建平台,创设丰富的情境,开发他们的各项智能,扬长避短,使他们的智能形成优化的结构。在信息技术构建的情境中,首先,学生可以利用多媒体计算机进行文字处理、数据分析、多媒体创作等,使学生的语言智能、逻辑――数理智能、音乐节奏智能等得以发展。其次,运用多媒体计算机和人工智能技术相结合进行虚拟现实,让学生在一个虚拟的环境中开展学习、模拟活动,可使学生的视觉空间智能、身体运动智能、以及自然观察智能得到充分的发展。再次,利用网上交流工具创设协作学习情境,对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成,也有明显的促进作用。教师应充分运用信息技术,为学生创设多元化的教学情景,展示丰富的形象、直观的教学资源和教学游戏,让学生在多种媒体信息的刺激下,调用多种感官进行学习,发展各种智能。
(二)搭建新媒体交流平台,促进学生的人际关系智能的发展
媒体技术有利于创设沟通、交流、合作的学习情境,建立协作学习模式,学生在这样的学习情境中能够更好地把握自己,观察他人,进而学会在交流中养成接纳、协作、欣赏等优秀品质,从而建立起一种积极的、相互促进的人际关系,培养学生的交往意识和能力。在远程教育中,学生利用计算机网络与教师进行信息的沟通,并通过网络与不同地区的学员讨论、交流学习中遇到的问题,这些都有效地促进了学生的人际关系智能的发展,并促进其学习效率的提高。目前可供交流的新媒体也有很多,以博客为例,它在促进学生的人际关系智能的发展方面有两大优势。第一,鼓励参与者发表自己不同的观点。博客的模式是平等的,对于教师或书本上的观点,学生可以通过博客的方式发表他对于这些问题的理解,博客并不要求意见的统一,但要求意见的针对性和独立性。第二,鼓励学生的参与和协作。博客可以有效地鼓励学生的参与,不光是阅读和评论老师或其他同学的博客日志,更重要的是可以通过建立自已的博客日志,设置自已的议题,与别人分享自已的思想。
(三)利用网络媒体学习,激发学生的优势智能
在多元智能理论看来,每位学生都有相对优势的智能领域。网络资源丰富多彩,随着多媒体的呈现形式日益发展,学生可以利用文、图、视频、音频等多种因素组合来展示自己的想法。教育的最终目的在于促进学生的发展,我们可以在对学生进行评价的基础上注意发现他们的优势智力领域并加以挖掘和发展。首先,教师在教学过程中,可以运用信息技术向学生展示多元化的教学信息,激发学生的优势潜能,使学生利用各自的智力特点进行有效的学习。同时学生也可以根据自己的兴趣合理的利用网络资源,进而增强了自主学习的能力,促进优势智能的发展。其次,利用赏识教育,帮助学生建立自信心。学校培养和发展学生智力强项的意义不仅仅在于促进学生的智力潜力的发展,而且更在于提高学生的自信心。要多鼓励学生尝试运用不同的智能因素,使用不同的方法,达到较好的学习效果,从而促进学生多元智能的扩散和发展。
(四)利用计算机辅助学习,培养学生的创造能力
加德纳的研究不仅揭示了一个宽泛的智能体系,而且提出了新颖的智能概念。他把智能定义为:在实际生活中解决所面临的实际问题的能力、提出并解决新问题的能力、对自己所属文化提供有价值的创造和服务的能力。从智力的本质来讲,解决实际问题的能力也是一种创造能力。利用媒体技术开展综合实践活动,激发学生多种智能的组合,培养学生的创造力。
计算机的软硬件技术发展的很快,为学生提供了很多学习工具,常见的有office办公软件,photoshop图像处理软件,数据库软件,演示软件等,学生可以利用这些软件写文章,对数据进行分析处理,制作电子交流演示文稿等,从而帮助学生整理思维、总结规律,形成自己的观点,同时学生的语言――言语智能,数理――逻辑智能,人际――交往智能都得到了很好的开发。学生可以根据自己的智力特点,选择研究过程、研究方法、研究手段和策略,充分运用计算机和网络媒体,让学生组合使用不同的技巧和智能有效地开展学习活动,从而培养了学生的创新能力并且促进其多元智能的组合和发展。
在课堂中利用媒体培养学生的多元智能及需注意的问题
在课堂教学中,学生是认知的主体,教学中应充分发挥学生学习的积极性、主动性,促进学生主动学习。在这里多媒体系统课堂演示教学模式有两个显著的功能:
第一,多媒体系统课堂演示教学模式可以为学生提供理想的在真实情景下感知语言与文化的环境。以英语视听说教学为例,视听说课是一门实践性很强的语言技能综合训练课程。内容丰富的视听材料所提供的语言形式和社会文化语境可以培养学生识别文化差异的能力,激发同化动机,从而把目标语词的学习与目标语的文化有机地结合起来,深入地学习并真正掌握该语言。在教学实践过程中通过理解练习、导视播放、跟读模仿、同步跟读比较、录音合成比较、同声传译、对白转换以及独白叙述等课堂教学环节,比较集中地解决了学生“开口说”的训练问题。口头表达由传统课堂教学中“让我说”的被动型,转变为“我要说”的主动型,学生的认知潜能因此得以最大限度地发挥。
第二,在课堂教学中,学生在教师有意识的引导下,通过多媒体计算机创设的情景与教师、同学进行会话交流、协商讨论、质疑辩论等,从而锻炼学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的学习兴趣。当一个学生对他所学的学科发生兴趣时,就会积极、主动、愉快地去学习,而不会感到是种沉重的负担,因而要教师从多方面给予引导。激发和培养学生的学习兴趣,应当成为教学中随时随地的一项任务。多媒体课堂能使“以学生为中心”的教学原则得以体现。教师的角色发生转变,由原来的知识传授者、灌输者转变为学生学习的帮助者、促进者,完全体现了以“学生为中心”的教学原则。在整个施教的过程中,各种资源被充分用来支持学生的“学”,而不是支持教师的“教”。教师在课堂上的每一步牵引和指导都是在帮助学生完成一个独立的交际任务,学生的积极性、主动性和创造性在这一过程中得到充分发挥,必将在交际活动中收到意想不到的效果。
总结
当前我国教育改革的核心问题,是如何从应试教育向素质教育转变,多元智能理论无疑对教育改革提供了强有力的理论支撑。多媒体、网络等新媒体技术逐步全面的走进课堂,这是信息社会不可逆转的趋势,这种新的媒体技术改变了传统的以教师为主体的教学模式以及教学观念和评价模式,学生开始变为课堂的中心。新媒体技术具有信息容量大、互动性、多样化、个性化等特性。这些特性与多元智能理论注重个体的差异性,倡导多元智能的平等性,鼓励优势智力发展和迁移的延展性等理论本质是不谋而合的。因此,利用新媒体技术来培养学生的多元智能虽然不是当前最完美的途径,却是最合适、最便捷的一条途径。
参考文献:
[1]杨南昌,钟志贤.多元智能理论对个性化网络学习环境设计的启示.中国远程教育,2003(3)
[2]李梅,宋蔚,张新明.信息技术与学生多元智能的培养.现代教育科学,2006(3)
[3]周刚.浅谈计算机辅助教学.保山师专学报,2002(5)
[4]卞喜玉.论多媒体教学在培养学生学习能力中的作用中国西部科技.2005(3)
人工智能教育进课堂范文第5篇
关键词：高职院校；智能机器人；教学；探索
智能机器人技术水平代表了高科技的发展前沿，不少国家不仅高校开设专门智能机器人课程，甚至将智能机器人列入中小学信息技术课的教学内容。我国在这方面起步较迟，智能机器人教学虽然已进入大学教育，但仅仅作为专业课程列入人工智能、自动化等相关专业中，很少将其整合进其他学科的教学中。实践告诉我们：广泛开展智能机器人教学活动，可以极大地激发学生的创新热情。在智能机器人课程中，学生要综合运用机械、电子、计算机等方面知识，而且可以学会与人沟通合作、学会勇敢地迎接挑战、学会合理地分配和利用时间，培养毅力、自信与尊重他人的品质。智能机器人教学活动越来越明显地呈现出其他课程无法替代的、培养学生科技创新能力和给学生更多科学体验的特点。扬州工业职业技术学院近年来本着“用明天的科技，培养今天的学生，为未来服务”的育人宗旨，积极进行智能机器人教学活动的实践探索，认为开展此活动对于专业建设和培养学生的创新能力是十分有益的。
开展智能机器人活动的优势
目前，各行各业高级技术工人的大量短缺要求高等职业教育培养出更多和质量更高的“蓝领”、“灰领”人才。作为培养高级技能人才的高职院校应该与时俱进，在学生科技创新活动及教学活动中加大智能机器人方面的投入和实际操作培训。根据高职高专院校的特点，学生的动手能力和实践能力很强，而且对智能机器人的机械控制、电器控制、计算机技术等方面知识的了解也能够满足对各种家用和工业智能机器人的简单开发和使用的需要。相对于中小学来说，高职高专学生在知识积累和技术能力上有绝对的优势；与本科生相比，高职学生在对实用型和技能型的课程上更有专注和钻研精神。通过开展智能机器人教学活动让优秀的学生参加智能机器人竞赛，发挥他们的主动性和创新能力，更能够学以致用，丰富以就业为导向的办学内涵，同时也使学生在参与学习和比赛的过程中体验竞争和集体荣誉感。教育主管部门对此有深刻的认识，2008年全国职业院校技能大赛中设有智能机器人项目。江苏省每两年举办一次大学生智能机器人大赛，越来越多的高职院校参与其中。
开展智能机器人教学的做法及设想
（一）开展科技创新活动
我院由电子信息工程系牵头组建创新实验室，作为学院开展智能机器人教学活动的平台。在确定创新实验室的工作人员以后，积极申请院级、省级大学生科技创新基金项目，争取更多的资金和学院全方位的支持。2006年创新实验室成功申请到院级大学生科技创新基金项目，2008年初又成功申请到省级大学生科技创新基金项目，这为智能机器人教学活动的持续开展提供了保证。
在建设创新实验室的同时，学工处、团委从高专一、二年级工科类专业学生中挑选了10名学生组成了学院大学生智能机器人兴趣小组。创新实验室教师编写了《智能机器人的制作》校本教材，从传感器的性能到智能机器人的组装再到程序的编写对学生进行授课，使他们逐步进入了智能机器人科学世界。
（二）引入课程教学
智能机器人技术是一门跨多个学科的综合性技术，涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多个学科。通过对简单智能机器人的设计和实践教学，可以使学生能够比较熟练地掌握智能机器人的定义、结构，智能机器人传感器、智能机器人驱动技术，智能机器人位置控制技术，智能机器人的视觉技术基础，智能机器人计算机控制系统；学会编制控制智能机器人运动的软件，了解智能机器人系统的软硬件组成和工作原理。使学生在学习后，能够进行控制算法设计、微机软件编制，并能将所设计的软件应用于智能机器人的运动控制中，使学生对机电控制系统和智能机器人系统有完整的理解。将智能机器人教学引入高职院校电子信息类专业，学生通过对智能机器人的了解和实际操作，更能加强对现代机械设备的操控能力，激发学习的兴趣和热情，改善学习风气和学习态度。
智能机器人科技创新活动是少部分人的活动，对于特长教育有着不可否认的作用。对于智能机器人教学这个新鲜事物，创新活动小组的引导作用是非常重要的，但是如果不向学科课程发展，将有违开展此项活动的初衷。所以，随着高职院校教学改革与课程改革的实施，智能机器人教学走进课堂是一种必然的发展方向。我们从三个途径实施：一是将智能机器人教学整合进《单片机技术》课程教学中，将江苏省大学生智能机器人竞赛中的“游江苏”智能机器人的制作整合进课程；二是面向全院工科类专业学生开设《智能机器人制作》选修课，讲解智能机器人的控制板、传感器、输出设备等硬件知识以及智能机器人控制程序的开展等软件知识。通过项目教学法，让选修学生在学完课程内容后能独立组装并调试好智能机器人；三是选定合适的项目指导自动化专业的学生进行毕业设计，使学生知道如何将学习的内容应用到生产和生活实际当中，提高学生和学校的竞争能力。
转贴于
智能机器人设计与制作是一项涵盖计算机技术、自动控制技术、机电技术的活动，所涉及的专业领域与我院电子信息工程系的专业一致。开展智能机器人设计与制作活动可以促进我院系部的专业建设，丰富电子信息工程系专业建设链，如嵌入式系统、智能电器、机器视觉、立体式仓库、柔性制造、计算机集成制造系统等，最终形成在同类院校中具有示范性作用的专业群。
（三）积极服务社会
培训中小学科技辅导员智能机器人创新实验室正常运转并取得一定成绩后，就可以和市科技局、市教育局联后举办中小学科技辅导员培训班。我国中小学非常重视开展智能机器人教学活动，学校将此项活动作为建设特色学校的一部分，可是由于缺少辅导教师，开展起来心有余而力不足。此外，开展中小学科技辅导员培训还可以扩大高职院校的知名度。
开办中小学生科技夏令营、冬令营智能机器人创新实验室发展到一定规模以后，可以与市教育局、市科协及本地新闻媒体合作举办科技夏令营、冬令营。一是通过与新闻传媒合作可以加强对学院的宣传，提高学院的知名度；二是有多名学生走进学院，让中小学生了解学院，并在此为他们打开科技之窗、扬起理想这帆，加深他们对学院的认同感；三是可以为学院带来一定的收入，从而为进一步开展智能机器人教学活动提供部分经费支持。
支持中小学生参加相关智能机器人竞赛高职院校可以与有意向的中小学校签订科普协作协议，为协作学校提供常年科技服务。高职院校向协作学校提供人力和物力支持，辅导协作学校开展智能机器人教学活动，并支持学生参加国家青少年科技创新大赛和智能机器人竞赛。这样，一方面可为协作校带来荣誉；另一方面，可以扩大学院创新实验室教师的视野，加强与全国同行的交流，从而提高教学水平。
开展智能机器人教学取得的成绩
我院开展智能机器人教学活动虽然不到两年的时间，但在领导的大力支持和学院各部门的紧密配合下，已初见成效。电子信息工程系自动化专业被学院批准为首批院级教学改革与课程改革试点专业；出版了《智能智能机器人的制作》校本教材；创新实验室成功申请到省级2008年大学生科技创新基金项目；2008年6月初，由创新实验室首批学员组成的扬州工业职业技术学院代表队参加了在中国矿业大学举办的江苏省第三届大学生智能机器人大赛，战胜众多本科院校选手，取得了优异的成绩，所参赛的三个项目全部获奖。其中智能机器人搬运项目荣获一等奖、智能机器人“游江苏”项目荣获一等奖、智能机器人灭火项目荣获二等奖，为学院争得了荣誉。
开展智能机器人教学活动，将智能机器人教学作为学生创新能力培养的平台，也是对教学实践的创新。面向未来，智能机器人教学活动应进一步深化，并应尝试与地方传统产业结合起来。扬州是全国闻名的长毛绒玩具之乡，我们与当地玩具企业合作，将小型智能机器人的设计与长毛绒玩具设计相结合，制作出智能型长毛绒玩具。如将此产业化，可以提高扬州玩具的附加值，提升扬州玩具的档次和形象，同时，为又学院的产学研开辟了一条新路，提高了学院服务社会经济发展的能力。
总之，高职院校开展智能机器人教学活动对学生技能教育、科技的社会化具有重要的意义，它给高等职业教育尤其是工科类高等职业教育在教学内容、教学形式及教学成效上都会带来更多的惊喜与期待。
参考文献
[1]彭绍东.论智能机器人教育[J].电化教育研究，2002，（7）.
