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人工智能在教育方面的優勢實用13篇

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人工智能在教育方面的優勢

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(一)教育理念的革新?!叭藱C一體”將成為未來新的教育方式[1],由新技術和新手段的出現所應運而生的智慧教育[2],將對原有教育進行改進和完善。智能技術在改變教育的手段和環境的同時,還有利于構建出系統解決教育問題的教育新體系,從而真正觸及教育的根本[3]。

(二)關注技術的革新。機器深度學習、智能學習的算法、視覺識別以及智能語言識別這些基礎技術的突破,為人工智能教育應用奠定了堅實的基礎[4]。

(三)探究教育的應用。人工智能在學校教育中的學業測評、交叉學科、角色變化等應用領域具有巨大潛力,教師角色內涵也將在與人工智能的協同共存中發生改變。AI監課系統能夠數據化、可視化評估教師的授課情況,將人工智能技術的運用滲透到整個教學過程中,教師可以根據評分實時調整授課內容,以促進個性化學習,從而提升教學效果。教育深受技術發展的影響,新技術融入教育并促進教育方式的轉變已成為必然趨勢。一方面技術為教育提供了新的、更加廣闊的可能性;另一方面技術具有變革人類的教育方式與學習方式的能力。然而,技術是一把“雙刃劍”,如何獲取或實現以人工智能為代表的新興信息技術所擁有的特征、優勢與功能,使其在教育中最大限度地發揮其應有的價值呢?人工智能技術如何繼續被安全使用到教育領域?如何通過教育變革來促進新興信息技術在教育教學中的廣泛與深入應用,實現教育深層次革命等問題,是目前需要關注和探討的主要問題。

1人工智能時代下教育變革的背景

1.1人工智能的內涵及具備的強大能力

人工智能最早由美國達特茅斯學院于1956年提出,其研究主要包括機器人、圖像識別、自然語言處理、語音識別等,實質是一種自動感知、學習思考并做出判斷的程序。人工智能具有自主學習、推斷與革新的能力,推動了圖像識別、自然語言處理等方面的技術突破。人工智能同時具有理性判斷力、超強的工作力,只要電力供應不斷,幾乎可以無限制地工作下去,而且適應不需要情感投入的工作。它的超強能力,源于三個重要的技術:深度學習、大數據和強算力。

1.2人工智能時代的機遇和挑戰

人工智能在精力、記憶力、計算力、感知力以及進化力等方面與人類相比,具有突出優勢。在醫藥領域,人工智能的出現使普通民眾可以享受更為高效、稀缺的醫療資源,解決醫療診斷領域診斷質量不均衡、醫生資源不足等問題。在教育領域,人工智能促進教學質量進一步提升、教師角色多樣化、學生學習能力的提升;為教育研究提供新技術和數據支撐;極大拓展了教育研究新視域;使教育在立德樹人方面、教育方法創新方面、教育手段和環境方面以及教育服務供給方式方面均發生改變。然而,看到人工智能以其強大的處理能力帶來機遇的同時,也需要正視人工智能帶來的新挑戰。在人工智能浪潮沖擊下,如何借助人工智能發展的機遇推進教育的變革與創新?人工智能技術如何繼續被安全使用?首先,人工智能專家大都認為,人工智能將會淘汰大量現有的依靠非腦力勞動為生的勞動力,需要培養人工智能時代的新型勞動力。而且,人工智能技術本身的不太成熟使很多人工智能技術只是應用在兒童教育領域,再者,人工智能潛在的道德倫理問題缺乏法律制度規范。除此之外,人工智能時代將對社會結構以及人的地位構成挑戰。綜上所述,人工智能時代所帶來的機遇是大于挑戰的。教育需適應人工智能技術所帶來的突破和飛躍,不斷調整和更新教育的方向和目標,實現育人成人的發展目標。

2人工智能與教育變革

2.1人工智能與教育目的的變革

人工智能帶來的巨變不僅影響人類未來如何發展,而且極大釋放了人類的生產力,這些在一定程度上使得人類需要重新思考教育是何目的。人工智能影響教育目的的變革主要表現在:第一,人工智能可能會使人類陷入精神危機。這源于兩方面的結果:一方面,人工智能將取代大部分人的工作崗位,工作的喪失將會導致人的價值和尊嚴喪失。另一方面,人工智能技術的發展將可能導致所有基于自由主義的想法破產,轉而人類所擁有的價值和尊嚴可能轉化為一種“算法”,人工智能帶來的職業替代風險在教育領域同樣存在,主要是對教師角色的挑戰。第二,人工智能有利于培養人的學習能力。從某種角度上講,人工智能剝奪人的就業機會,但同時,人工智能助教機器人將協助教師實現個性化指導,從而有利于將學習的過程視為尋求自我價值和意義的過程。除此之外,人工智能有利于使教育注重培養人的精神能力,這種精神能力大致包括實踐動手能力、價值追求能力以及創造能力,從而有利于學生知識以便于更好地完善自我、豐富自我,使教育跳脫“知識為本”的陷阱,發揮“立德樹人”的正向作用。

2.2人工智能與學習方式的變革

第一,深度學習。深度學習也稱為深度結構學習或者深度機器學習,是一類算法的集合。深度學習概念的提出,一方面尊重了教學規律,另一方面也是應對人工智能時代下的挑戰。深度學習在機器學習、專家系統、信息處理等領域取得了顯著成就,提倡學教并重、認知重構、反思教學過程,進而達到解決問題的目的。第二,個性化學習。個性化學習區別以往傳統班級課堂授課,尊重學生的個性發展,因材施教。人工智能技術與大數據的應用有利于學生享受個性化的學習服務,可提供個性化的學習內容,可視化分析學生的學習數據,快速提高學生的學習效率。第三,自適應學習。自適應學習是指人工智能基于對個體學習進行快速反饋的基礎上,根據學習者特征,為其推薦個性化的學習資源和學習路徑,從而最大程度上適應學生的學習狀態,是實現個性化學習的重要手段。人工智能技術有利于快捷、科學地判斷學生的學習狀態,進行學習反饋;持續收集學生的學習數據,其中包括學習目標、學習內容;高效地為學生提供海量的學習資源。

2.3人工智能與學習環境的變革

首先,有利于搭建靈活創新的學校環境。不僅可以使空間規劃更具彈性,而且可以調節性增強物理環境。其次,人工智能時代的教育區別于以往傳統教育強調的統一秩序,更注重個體的用戶體驗。創客空間、創新實驗室等學習環境的不斷增加以及人工智能技術的不斷發展,個性化的空間環境與學習支持將改變目前學習的學習空間環境。除此之外,隨著對話交互技術的逐漸成熟與不斷普及,有利于實現虛實結合的立體化實時交互。VR、AR等技術的同步協作也有利于搭建新的學習環境,滿足學習者的一系列要求。腦機互動技術的突破有利于實現將人工智能植入人腦,從而改變人類自然語言的交流方式。最后,人工智能通過即時、準確、高效的大數據分析有利于進行精準且個性的學習評價與反饋。人工智能將綜合收集所有同學的學習記錄,互相比對、優化,從而進行綜合提升。更為重要的是,人工智能的人臉識別以及語音識別技術可以運用到教師的教學過程中,進行學生的學習情緒感知,學習狀況的了解,從而促進學生學習的科學化;智慧校園、智慧圖書館等的出現,為教學環境的建設提供重要參考。

3人工智能在教育領域的應用

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一、人工智能

1. 人工智能的定義

人工智能(Artificial Intelligence,簡稱AI)是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、語言學等多種學科相互滲透發展起來的一門綜合性的交叉學科和前沿學科。其精確定義是:一個電腦系統具有人類知識和行為,并具有學習、推斷、判斷來解決問題、記憶知識和了解人類自然語言的能力。

2. 人工智能的研究內容

人工智能作為一門綜合性學科,其研究內容涉及到許多方面,其中與教學實際關系較為密切的是以下四個方面:

(1) 問題解決。問題解決(Problem Solving)是人工智能研究初期的主要研究內容之一,也是其他內容的研究基礎,它主要研究計算機的知識表達和推理技術。

在教育領域中,研究問題解決的實際意義在于,把人類解決問題的基本過程賦予計算機,使其能夠按照人類的思維規律進行問題解決,幫助學生進行有效的學習。

(2)模式識別。模式識別(Pattern Recognition)是近三十年來在信息科學與計算機科學的基礎上發展起來的新興科學,后期它又受到了人工智能科學的影響,得到了新的發展。因此,常被作為人工智能學科的一個分支。

簡單地說,模式識別就是研究用電子計算機代替人來識別事物和環境的方法。所謂模式是指那些供參照模仿用的理想化的標本。因此,具體來說,模式識別的含義就是識別出給定的事物與哪一個標本相同或相似。模式識別有時可以理解為模式分類,即判別給定的事物應該屬于哪一類標本。被識別的給定事物通常是字母、符號、漢字、圖像、聲音、語言、景物,也可以是統計數字、圖表、教授狀態、學習狀態等,應用于教育時則稱為教育模式識別和學習模式識別。

(3)自然語言理解。對自然語言理解(Natural Language Processing,簡稱NLP)的研究能為實現人機自然語言直接通信提供可能,并減少軟件生產的負擔,從而間接地推動計算機的廣泛應用,提高自動化操作效率。因此,它已經成為人工智能研究中最為棘手的問題。

自然語言是人機對話的最方便的語言,其發展的最終目標是把自然語言作為程序語言來使用,使計算機直接執行自然語言,不需要中間的解釋過程。

在教育領域中,計算機對自然語言的理解有助于人機對話的實現,從而能夠增進計算機與學生之間的交互作用,把原有的計算機輔助教學條件下的計算機主動變為智能計算機輔助教學條件下的人機交互主動。

(4)專家系統。所謂專家系統是指一個(或一組)能在某特定領域內,以人類專家的水平去解決該領域中困難問題的計算機系統。其特點在于能把人類專家在解決問題過程中使用的啟發性知識、判斷性知識分成事實與規則,以適當形式存儲到計算機中,建立知識庫,并基于知識庫采用合適的產生式系統,按輸入的原始數據選擇合適的規則進行推理、演繹,作出判斷和決策,可起到專家的作用,因此稱為專家系統。

專家系統是人工智能中最為重要的研究內容,在教育領域中的應用也最為廣泛與活躍。教學專家系統的任務是根據學生的特點,以最合適的教案和教學方法對學生進行教學輔導。

二、計算機輔助教學

1. 計算機輔助教學的定義

計算機輔助教學(Computer Aided Instruction,簡稱CAI)是在計算機輔助下進行的各種教學活動,以對話方式與學生討論教學內容、安排教學進程、進行教學訓練的方法與技術。CAI能為學生提供一個良好的個人化學習環境。通過綜合應用多媒體、超文本、人工智能和知識庫等計算機技術,克服了傳統教學方式上單一、片面的缺點,有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用的發揮。同時,它所提供外部刺激的多樣性有助于知識的獲取與保持。因此,使用CAI能有效地縮短學習時間、提高教學質量和教學效率,實現最優化的教學目標。

2. 計算機輔助教學的現狀

盡管計算機輔助教學要比傳統的教學模式先進不少,但并不是最完善的,它還存在許多不足,主要表現在以下幾方面:

(1) 缺乏人機交互能力。在教學過程中,CAI課件的教學信息是按預先設置的教學流程機械式地提供,教師只能按預定的課件流程進行操作,學生的學習也是被動的,不能很好地參與教學過程。因此,人機交互能力沒有很好地體現出來。

(2)缺乏師生互動。學生在自學及使用現有的CAI課件時,大多采用的是自主學習的方式。使用這種方式時鮮有師生互動,因此課件的效果會大打折扣。同時由于缺乏網絡支持,現有的絕大多數CAI課件都是在單機環境下運行的,無法使用網絡來快速更新知識內容,更無法提供便捷的學習討論空間、隨時隨地的師生交流方式以及遠程教學實現的條件。

(3) 缺乏智能性?,F有的CAI系統很多都沒有智能性,無法進行有針對性的教育。學生的學習是被動的,他們不能根據自身情況調整學習進度。對教師而言,教學參與度太低,他們不能按照學生的認知模型為其準備最適合的學習內容,更不能給予不同的教學模式與方法。

(4) 缺乏廣泛性。CAI系統的設計都是圍繞某一知識領域,對于教學內容、問題的設計和答案的呈現,都必須在原設計系統允許范圍內實現,無法根據具體教學、學習情況提出新的方案。

由此可見,傳統的CAI系統本身具有無法克服的缺點。隨著人工智能技術的發展,人工智能技術將會越來越多地應用在教育領域。把人工智能技術引入CAI系統,使CAI系統能合理安排教學內容,變化教學方法來滿足個性化教學的需要,因此就產生了智能計算機輔助教學系統。

三、智能計算機輔助教學系統

隨著計算機科學和人工智能技術的不斷發展和成熟,將AI引入CAI中,使CAI系統可以理解教什么、教誰以及如何教,因而也就能合理安排教學內容、改變教學方法,去滿足個別教學的需要,這就是以AI技術和認知科學理論為基礎而形成的智能計算機輔助教學系統(Intelligent Computer Assisted Instruction,簡稱ICAI)。它是計算機應用技術的一個新領域,代表了一種新的教學思想和教學方式。智能計算機輔助教學系統的出現,提高了教學質量,改善了教學的效率。

1. 智能計算機輔助教學系統的基本結構

ICAI系統主要是在知識表示、推理方法和自然語言理解等三方面應用人工智能技術。其本質上是一個基于知識的教學專家系統,通常由專家模塊、學生模塊、教師模塊和智能接口模塊組成。它的組成結構如下圖所示:

(1)專家模塊(知識庫)。專家模塊是由題域知識構成,它包括兩方面的知識:一是教材內容、提問信息、教材重點、難點、評價等有關課程的知識;二是有關應用這些知識來生成問題,推理解題的知識。其功能有:作為系統全部知識的來源,為系統其他模塊頻繁調用,以實時完成用戶行為響應,通過知識庫知識,生成相應的問題、任務以及解釋;通過同步問題解答,并通過預期學生行為與實際學生行為之間的比較,評價學生知識掌握程序以及學習狀態、學習方式偏好等。這個部分相當于一個根據事實進行演繹推理求出解答的專家部件。

(2)學生模塊。系統通過學生模塊建立對學生的了解,通過比較學生行為與專家行為,對學生進行智能模擬,包括學生的知識狀態、認知特點和個性特點等。學生模塊用來表示學生的學習歷史、當前知識水平、解題行為等方面的知識。其任務是:表示學生對所學知識的理解程度,反映學生已掌握和未掌握的部分,通過發現錯誤并作出錯誤根源的假設,為進一步指導提供依據。

(3)教師模塊(教學策略模塊)。在CAI 課件的交互作用中,教學策略是與教學內容融合在一起,通過教學的分支來體現的。這樣做的不足是,某一教學內容只能按某一種(或幾種)固定的教學策略來教。而在ICAI中,教學策略與教學內容是分開的。這樣在教學過程中,系統可隨時根據教學的需要,選擇不同的教學策略。

教師模塊的主要任務是在一定的教學原理的指導下,選擇適當的教學內容,并通過接口以適當的表達形式,在適當的時刻展示給學生。該模塊的主要功能有:為學生提供學習環境;指導學生的學習活動;解釋現象、過程和原因;為學生提供幫助和學習材料;監視和評價學生學習活動。

(4) 智能接口模塊。智能接口模塊的作用是處理學生與系統間的信息交流。模塊要完成兩項任務,一是在教學模塊作出教學決策后,智能接口模塊要以一定的形式把教學內容發送出去;二是建立學生輸入信息的方式,接收學生輸入的信息。

2. 智能計算機輔助教學系統的發展方向

ICAI系統在發展中不是孤立、單一的,它是伴隨著多種技術以及人工智能在多種領域應用的不斷發展而發展的。其未來的發展方向表現為以下幾方面:

(1)與網絡技術的結合。隨著多媒體技術和Internet網絡的飛速發展,多媒體教育應用與Internet網進一步融合,CAI 不僅僅只在智能上單一發展,它不可避免地還要向多維的網絡空間發展。目前,已有不少基于Internet網的多媒體教育系統在使用,它們借助網絡的優勢,完成在線學習、實時討論、網上測試等多種教學任務。將網絡CAI與智能CAI有機結合,互相補充,能構建成一個新的系統工程。

(2)智能(Intelligent Agent)技術的使用。人工智能(AI)技術在ICAI中的應用,除了體現在對多媒體教學系統中引入學生模塊和知識推理機制以外,還可以起到在“智能導航”瀏覽中,使用“智能”技術代替教師、學生進行指導學習和搜索學習的作用。

在CAI中,學生學習查詢有效知識可以使用進行搜索、導引,由于它自身具備的學習功能,能夠主動、高效地從Internet中發現和收集用戶所需要的信息。因此,它有助于解決使用單一關鍵字匹配查詢、搜索引擎引起的大量無關信息的涌現、信息檢索的精確度不高等問題。將“智能”技術引入到ICAI中,將使得教師和學生在教與學的過程中,提高知識選取效率、加強交互學習和自主能動性學習。

(3)遠程教學。結合網絡CAI、智能CAI以及多協作,可以實現真正意義上的遠程教學模式。ICAI系統不僅可以作為教師,為學生學習提供指導,也可以作為學生,輔助學生學習,還可以成為學生學習、交流、協作過程中多方面的。因此,具有多種特性優勢的遠程教學具有廣闊的發展前景。

(4)虛擬現實(Virtual Reality)的應用。虛擬現實也叫人工現實(Artificial Reality),是由多媒體技術與仿真技術以及計算機技術相結合而生成的一種交互式人工世界。它的根本目標就是達到真實體驗和基于自然技能的人機交互。在教學輔助中,使用創建的虛擬環境,在一般人所不能親身體驗的情景中,達到演示、操作的教學目的。目前在教學中使用的有:基于Web的火電廠的虛擬實景建構學習、建筑設計的實景化學習、醫學內消化道實景教學等。

四、結語

到目前為止,人工智能技術已經逐步應用于計算機輔助教學中,與教學現代化有著密切的關系。隨著人工智能技術的發展,智能計算機輔助教學系統的成效將更加明顯。新世紀的教學手段將是以智能化CAI為主線,多學科、多方位發展的新技術的體現。這種手段產生了人機交互、人機共生等全新概念,大大擴展了人類的能力,促進了教育事業的進一步發展。

參考文獻:

[1]何克抗.教學媒體的理論與實踐[M].北京:北京師范大學出版

社,2003.

[2]謝三毛.人工智能在計算機輔助教學中的應用[J].華東交通大

學學報,2005(12).

篇3

The Application of Artificial Intelligence in Education

HU Ji-li,YIN Yun-xia

( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)

Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.

Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base

1 引言

人工智能作為當今世界三大尖端技術(空間技術、能源技術和人工智能技術)之一,是計算機科學的一個分支,它的目標是構造能表現出一定智能行為的。人工智能是一門極富挑戰性的科學,從事這項工作的人必須懂得計算機知識、心理學和哲學、機器學習、計算機視覺等??偟恼f來,人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的,主要研究領域有專家系統、機器學習、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設計、機器人學、博弈、智能決定支持系統和人工神經網絡。它總的來說是面向應用的,隨著人工智能的誕生和發展, 人們開始把計算機用于教學領域。同時, 自七十年代以來, 有教學能力的專家系統得到研制。人工智能技術與專家系統的成就, 促使人們把問題求解、知識表示這些技術引入計算機輔助教學(CAI) , 這便是智能型計算機輔助教學(CAI)。

近幾十年來, 隨著人工智能技術的日漸成熟, 它的一些研究成果被陸續應用到教學領域, 推進了教育發展改革和教學現代化進程。人工智能在教學系統的重要性也已形成共識。

2 人工智能在教育中的作用

目前在教育技術中涉及到AI的主要有以下領域:

2.1 知識的表示與訪問

基于人工智能的知識表示是以知識為對象,以計算機的軟硬件和計算機科學及人工智能和專家系統技術為工具,以哲學、心理學和邏輯學等為方法和指導,將知識表達成計算機可以直接處理的“知識庫”,使用“計算機的智能”來模擬人類專家或“人類智能”,對知識進行快速、精確、自動、科學的處理。它不屬于通常的“數據管理或信息管理”的“數據”層次,而是屬于“知識處理”或“知識”的智能化層次。其主要內容是對于知識進行形式化的表示、自動化的推理,智能化的教學或創造。計算機輔助教育是其中重要的組成部分。

2.2 符號計算

符號計算包括數值計算、符號計算和函數作圖。其代表軟件是Mathematica,當該軟件在1988年第一次,對科技及很多其他領域的計算機使用方式產生了深刻的影響。Mathematica 1.0時,商業周報將其列入當年最重要的十大新產品名單。這標志著現代科技計算的開始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的課程,從高中課程到研究生課程用它作基礎。隨著各種學生版的,Mathematica也已成為全世界各種不同專業學生的重要工具。

2.3 對學生錯誤的自動診斷

采用人工智能技術,使得教學過程中系統可以自動診斷學生的學習水平,不僅能發現學生的錯誤,而且能指出學生錯誤的根源,從而做出有針對性的輔導或學習建議。而且根據學生的特點自動選擇教學內容,自動調整教學進度,自動選擇教學策略與方法。

2.4 實現智能性超媒體教學系統

超媒體系統有理想的教學環境,容易激發學生的學習興趣和學習主動性,但不能保證達到預期的學習目的,而且由于不了解所要教的對象,所以不能做到有針對性的指導,不能因材施教。智能輔助教學系統正好與此相反。將二者結合起來,就可實現性能互補,從而研究制出新一代高性能的智能超媒體教學系統。

3 人工智能應用于教育的新方向:ICAI

3.1 傳統CAI的不足

傳統的CAI由于其集成性、交互性、多媒體性等特點,在教學中可以極大地激發學生的學習動機,提高教師的教學效率和學生的學習效率。但在使用過程中,CAI的一些弱點也逐漸暴露出來。主要表現有:

(1)缺乏人機交互能力

現有CAI 大多以光盤作為信息的載體, 將教材中的內容以多媒體的形式展現出來, 教學信息是按預置的教學流程機械式地提供給學生的, 學生接受起來很被動。而且在課堂教學中, 一般也只能通過教師按預定的課件流程進行操作, 無論學生還是教師都不能很好地參與教與學的過程, 因此人機交互沒有很好地實現。

(2)缺乏教師與學生的互動

現有的CAI 課件在學生自學、進行操作使用時,如何學習都是學生自己的事。教師不能完全了解學生的情況,學生在碰到問題時,也不能向教師求助,師生之間是互相封閉的,軟件所起的積極效果大打折扣。同時由于缺乏網絡支持,現有的絕大多數CAI 課件是在單機環境下運行的,它們無法利用網絡的優勢使知識內容快速更新,也更無法提供便捷的學習討論空間、隨時隨地的師生交流方式以及遠程教學實現的條件。

(3)缺乏智能性

要想面對不同情況的學生進行不同程度的教學過程, 使學生的學習變為主動, 并能由系統自動地提供助學信息而有選擇地學習,要想使教師的教學能積極地參與進去并根據系統提供的信息按照學生的認知模型為其準備最適合的學習內容, 給予不同方式的教學模式與方法, 沒有智能性的CAI 課件系統, 是很難實現以上目的并達到良好教學效果的。由此可見,現有的CAI 隨著人們要求的提高, 已經不能盡如人意。因此以智能CAI 為代表的新的計算機輔助教學系統將是教師在教育技術上需要不斷探求、努力實現的發展方向索。

3.2 ICAI-人工智能與多媒體技術的結合

為了克服傳統CAI的缺點,需要在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應用人工智能原理。因此很多專家提出了智能計算機輔助教學(ICAI),智能計算機輔助教學(Intelligence Computer Assisted Instruction-ICAI)以認知學為理論基礎。將人工智能技術應用于CAI,是智能化的CAI。在ICAI系統中,允許學生與計算機進行較自由的對話,學生的應答不限于數字或簡單的短語。系統能夠判定學生應答的正確程度,并給予適當的反饋,而不是簡單地說“對”或“錯”。ICAI的宗旨在于利用現有計算機技術實現較好的人工智能,模仿人類的交互方式、思維習慣及情緒流動,修飾和掩蓋計算機的缺陷。

3.3 ICAI的優點

(1)將教學內容與教學策略分開,根據學生的認知模型提供的信息,通過智能系統的搜索與推理,動態生成適合于個別化教學的內容與策略。

(2)通過智能診斷機制判斷學生的學習水平,分析學生產生錯誤的原因,同時向學生提出更改建議、以及進一步學習內容的建議。

(3)通過對全體學生出現的錯誤分布統計,智能診斷機制將向教師提供教學重點、方式、測試重點、題型的建議。

(4)為教師提供友好的教學內容、測試內容維護界面,無需改變軟件的結構即可調整教學策略。

(5)通過對學生認知模型、教學內容、測試結果的智能分析,向教學督導人員提供對任課教師教學業績評價的參考意見??梢哉f,一個理想、完美的ICAI系統就是一個自主、優秀的“教師”。

3.4 ICAI的標準

以現有的科學技術水平而言,短時期內顯然無法實現具備上述全部功能的ICAI系統。一般認為,只要具有下列一個或幾個特征的CAI系統就可以稱之為ICAI系統。

(1)能自動生成各種問題與練習。

(2)根據學生的學習水平與學習情況選擇與調整學習內容和進度。

(3)在了解教學內容的基礎上自動解決問題,生成解答。

(4)具有自然語言生成與理解能力,以便實現比較自由的教學問答系統,提高人機交互的主動性。

(5)對教學內容有解釋咨詢能力。

(6)能診斷學生錯誤,分析原因并采取糾正措施。

(7)能評價學生的學習行為。

(8)能評價教師的教學行為。

不難看出,ICAI與傳統的CAI相比,更加符合教育教學的規律,切合學生的認知習慣,具有明顯的優越性。

3.5 ICAI的結構

ICAI主要由三個模塊組成:專家系統模塊、教師模塊和學生模塊。

(1)知識庫

知識庫是實現知識推理與專家系統的基礎,而建造知識庫的前提則是要解決知識的形式化,人工智能技術在教育中的應用表示以及知識的訪問與調用問題。因此,知識的表示與訪問是人工智能的核心技術之一,也是將AI引入教育領域必須首先解決的一個難題。

ICAI中的資源庫應該包括以下一些內容:

①多媒體素材庫:包括所要呈現的知識的一些素材,包括:文本、圖像、聲音、動畫及數字影象等多媒體教學資源。這些用于多媒體數據庫管理,便于分類、增刪、修改及查詢等操作。

②教學內容庫:教學內容庫用于存放教學內容,包括領域知識庫(含輔助知識庫、提示幫助庫、練習題庫,和測試題庫)。這些教學內容,包括習題和試題分章、節、課及知識點等有序存貯。供專家決策系統調用。

(2)學生模塊

學生模塊主要包括以下三個模塊:學生登陸模塊、學生水平評價模塊和學生監督模塊。

①學生登陸模塊:利用該模塊主要用于學生使用ICAI時登錄,第一次登錄時學生輸人姓名、性別、年齡、學歷等相關信息,然后對學生進行詢問,選擇合適的測驗題對學生進行初測推薦學習計劃。當再次登錄時,系統根據保存的信息安排合適的學習內容。

②學生水平評價模塊:學生水平測試模塊用于評價某一教學單元學習完后測試成績。通過測試等因素分析,可以比較確切地了解學生的具體情況,從而制定出合理的教學策略和教學過程

③學習監測模塊:學習檢側模塊用于監測記錄學生的日常學習情況,記錄學生學習某教學單元時的參數值,并記錄在學生檔案中。包括:學生目前學習單元號;學習方式;正常學習、練習、提前瀏覽、學后復習;學習時間;學生提示問題的類型和次數;學生本次練習出錯次數。

(3)專家決策模塊

CAI中的專家決策系統可以看作專家系統中的推理機。專家系統是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域,它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統,它應用人工智能技術,模擬人類專家求解問題的思維過程求解領域內的各種問題,其水平可以達到甚至超過入類專家的水平。計算機中存有人類專家的知識并具有推理能力,從而可解決診斷、規劃、調度、預報、決策等要靠人類專家才能完成的任務。

成功的例子如:① DENDRL系統的性能已超過一般專家的水平,可供數百人在化學結構分析方面的使用;②MYCIN系統可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見經正式鑒定結果,對患有細菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過了這方面的專家。

ICAI根據學生模塊提供的學生學習情況,通過智能系統的搜索與推理,得出智能化的教學方法與教學策略,能夠較科學地評估學生的學習水平,還可以通過分析學生以往的學習興趣和學習習慣,預測學生的知識需求和常犯錯誤,動態地將不同的學習內容、學習方法與不同的學生匹配,智能地分析學生錯誤的原因,進而有針對地提出合理的教學建議、學習建議以及改進方法,既提高了學生學習的滿意度,激發了學生的學習熱情,也對教師教學提供了客觀的依據和科學的方法。

4 結束語

由此可見人工智能技術已經逐步應用于計算機輔助教學中,與教學現代化有著密切的關系。人工智能技術的發展也必將會對ICAI 的發展起到巨大推動作用。近幾年來,人工智能的研究者們嘗試著使學生脫離“輔導學習”的過程來接受新知識,而采用“通過活動進行學習”的方式。在教學的其他方面,人工智能技術還可以建立人類推理模型學習工具等諸多的運用, 展示出越來越好的實用性。隨著Internet 的發展,虛擬現實技術的廣泛應用, ICAI 也將得到進一步的完善。21 世紀的教育教學手段將是以智能化CAI 為主線,多學科、多方位發展的新技術的體現。這種手段產生了人機交互、人機共生等全新概念,使人類擴展了自己的能力,促進了教育領域方方面面的改革。

參考文獻:

篇4

1.1人工智能

人工智能是以知識為對象,研究知識表現、知識獲取、知識挖掘等的學科。從其功能來看,人工智能即參照人類智能活動的客觀規律,借助一定的智能體,模擬人類的思維執行諸如判斷、推理、識別、決策、檢測等活動。

1.2智能體

人工智能必須借助一定的智能體來實現,也就是說,智能體是人工智能的載體。因此,分析人工智能就要借助智能體來闡述。一個性能良好的智能體,應盡量準確捕捉用戶的用意,通過對環境的感知,敏銳地獲取相關信息和知識,并根據環境的數據變動適時作出調整,高效執行用戶指令,完成用戶指定的任務。

1.2.1單智能體的功能

依照智能體的功能,人們通常將智能體劃分為思考型、反應型、混合型三種。

圖1 思考型智能體的功能示意圖

  思考型智能體主要通過用戶根據目標或任務,下達行動指令,用知識和計劃指導行動,并根據行動的反應,對環境進行感知,智能體感知內部狀態等對環境狀態,適時對動作進行調整,實現思考型智能體的功能。

圖2 反應型智能體的功能示意圖

反應型智能體主要通過規則動作指導行動,并利用智能體對環境狀態的感知,指導規則動作對環境作出適應性改變,實現反應型智能體的功能。

圖3 混合型智能體的功能示意圖

混合型智能體的功能較為復雜,它通過智能體對環境的一般、緊急情況作出反應,對環境狀況建模,對環境可能發生的情況進行預測,與其它智能體進行交流,共同指導決策,指導行動的準確性。

1.2.2多智能體的功能

多智能體即通過多個智能體間的相互協調,共同配合,構成一個綜合智能體,聯合達成一個任務。每個成員智能體有著各自的目標和動作,可以不受其他成員的限制,自主執行自身的動作規則,利用各個智能體間的競爭與協調,化解多個智能體間的矛盾與沖突,實現多智能體的任務,體現多智能體的功能。在多智能體的綜合功能下,各個智能體作為綜合功能的子功能,每個智能體都具有較高的適應性,能夠根據問題,進行規劃和推理,判斷應該采用的策略,對環境施加影響。多智能體基于簡單的設計理念,具有有利于建模,可擴展性強,管理方便,能夠節省構建成本,明白易懂等特點。通過多智能體,可以面向對象,實現智能體的多元化和多層次性的構架,緩解了綜合系統的復雜性,也緩解了各個系統解決問題的復雜性,并通過協調與協作,提高解決問題的效率,提高整個系統行動的效率。

2. 人工智能的主要應用領域

2.1人工智能在教育的應用

2.1.1教師輔導的智能化

人工智能在教育的應用,主要表現在利用Agent技術,實現智能化教學。Agent技術是一種基于分布式的智能技術,通過智能體Agent,可以實現自主學習的功能,并根據感知自身和環境狀態,采取相應的行動,達成系統規定的目標或任務。Agent具有多種優勢,諸如可以自主完成行動,快速對動作做出反應,協作能力強,系統處于開放狀態,通信性能好,能夠隨時隨地進行行動等。多Agent系統由多個成員Agent組成,各個成員Agent都有既定的動作,通過成員hgent間的通信,獲知相關信息,共同協調完成整個系統的復雜任務。Agent在智能化教學中的主要功能:對教學過程進行跟蹤監控、教學分析、教學信息的整理、輔助學習、學習方法建議等。通過上述功能,能夠適時監督學生的自主學習和教師的輔導,并能夠結合學生的學習行為、學習效果等,提供有效的學習指導,實現教師輔導工作的智能化。

2.1.2教學資源的智能檢索

目前,各種網絡教學資源五花八門,信息量非常大且較為分散,并且各種教學資源還在不斷的增長,給學生和教師利用教學資源帶來相應的困難。智能檢索系統的應用,能夠幫助學生和教師在海量信息中,快速準確地搜索到所需信息,節省學生或教師的檢索時間,提高用戶檢索效率。

2.1.3智能化評價

隨著現代教育的發展,運用專家系統技術,通過網絡考試系統,采用智能組卷算法,實現自動組織考卷。通過試題庫,依照既定規則,對精選的試題進行篩選,實現自適應的試題測試功能。根據相關需要,設計自動評卷功能,對考試結果進行評價,并可根據需要對考試題型進行評價。

2.2數據挖掘技術

2.2.1數據挖掘技術

數據挖掘技術,就是通過揭示數據間的關系和數據的存在模式,對數據和數據庫進行處理的技術。它是人工智能、數據庫管理、仿真等多學科交叉的邊緣學科。數據挖掘技術的應用,為工商、科研工作的發展提供了較多的新方法,對工商業與科學研究都具有非常重要的意義。由于數據挖掘技術蘊含著知識表現、知識獲取和知識挖掘等理念,使得其與人工智能的功能如出一轍,很多人認為數據挖掘技術應該是人工智能的一支。從實際來看,雖然數據挖掘技術與人工智能有相應的交集,但它已經成為一個獨立的系統,具有更為豐富的內容體系,與人工智能、機器仿真、OLAP、專家系統等都具有相關性,其規則、分類、算法等都自成體系,體現出數據挖掘技術的博大精深。

2.2.2數據庫的知識發現

通過數據挖掘技術,對數據庫中的知識存量進行充分的研究,從中找出潛在的規律性,從而利用數據的相關性分析,挖掘出蘊含在數據中的抽象知識,揭示數據所表現的客觀世界狀況,從中得出相關的本質和規律,從而自動獲取知識。知識表現所概括的是數據所揭示內容的概念,比數據本身更有應用價值。

2.3智能檢測技術的應用

2.3.1智能機器人研究

在智能機器人的研究中,研究者更加關注對機器人的行動進行智能控制,也就是說,研究者在給定機器人任務后,必定要根據任務設計相關的動作規則來實現任務,然后根據智能控制,使機器人的行動達到研究者的預期目的。

2.3.2對流水線的智能監控

很多工廠的生產流水線,都需要通過過程監控,保障產品質量和系統性能。很多企業已經采用人工智能對流水線進行監控 ,確保流水線的物理參數精度,實現流水線的高效和產品的優質。例如汽車工業的模糊邏輯智能控制,軋鋼廠的神經元智能控制,水泥旋窯的模糊智能控制等。

2.3.3故障的智能診斷

一般情況下,智能系統根據檢測到的故障狀況,對照系統存儲的相關診斷數據和信息,判斷系統、器官、元件等出現故障的原因,采用系統給定的信息進行故障處理,及時排除故障,提高系統的穩定性和可靠性。故障的智能診斷系統構架主要有:故障信息庫、診斷信息、數據接口、數據庫等。例如,飛控系統的故障診斷、雷達的專家診斷等。

2.3.4醫療領域的專家系統技術

從上世紀70年代,醫療領域已經開始廣泛應用專家系統技術。例如在外科手術中,采用模糊邏輯控制,通過模糊函數與語言,準確把握病人的麻醉深度,實現對病人麻醉深度的智能控制。

3. 人工智能的實際應用

3.1機器人在教育界的應用

3.1.1模擬教學

根據教材的安排,對某些需要解釋的現象進行機器人模擬演示,讓學生認真觀察,從中發現一定的規律,使學生加深對規律性的認識和理解。如數學教學中的拋物線軌跡演示,物理教學中的阿基米德定理演示等,都能夠利用直觀的演示,揭示其中的規律,使學生加深對相關知識的理解。

3.1.2人機交互的輔導方式

利用機器人輔導學生學習,可以通過人機交互,為學生提供量身定制的輔導模式,使學生的個性得到充分發展。采用微型機器人與學生的交互輔導,可利用微型機器人其體積小、重量輕,便于攜帶等優點,隨時隨地進行學習,隨時為學生解決問題,提供學習指導。利用家庭機器人與學生的交互輔導,承擔家庭教師的職責,有利于學生問題的適時解決,也有利于學生的學習得到及時的鞏固。通過軟件機器人與學生的交互輔導,可以對學生的學習情況進行分析,為學生制定專門的指導計劃,提高學生的學習質量。

3.1.3仿真訓練

在教學中,教師可以利用機器人,將相關內容通過機器人的演示展現給學生,減輕教師的負擔,并能夠通過規則的動作,使教學更為規范。例如,用機器人示范體育高難動作,可以將動作分解、定格、重復播放等,從多方位展示動作,使學生能夠充分掌握動作的規范,比教師的示范更為科學,也更為有效。

3.1.4機器人遠程教育

通過機器人,可以通過對學生的特征數據分析,建立學生模型庫,根據學生的個性,同時對多名遠程教育的學生實施個性化教學和輔導,提高遠程教育的效率,實現遠程教育的智能化。

3.1.5激發學生的學習興趣

機器人為學生創設富有情趣的教學環境,根據教學任務,采用與學習相關的游戲,調動學生的學習積極性,使學生在盡可能短時間內,掌握需要了解的知識點,提高學習效率。

3.2數據挖掘技術的實際應用

數據挖掘技術的應用領域較為廣泛,主要有:

(1)商業領域

商業領域是最早應用數據挖掘技術的重要領域。通過數據挖掘,對產品銷售數據進行分析,對產品進行市場定位;根據消費者需求分析,對產品的銷售進行預測,調整產品營銷策略;根據市場銷售情況,制定合理的庫存,減少資金的占用;對顧客的購買行為模式進行識別,據此布置貨架,適應顧客的購買習慣;通過食品的滯銷、暢銷分析,制定相應的促銷手段和促銷時間,避免商品過期積壓等等,使數據挖掘技術在商業領域得到極為廣泛的應用。

(2)金融業

利用金融服務的各種卡品信息,分析客戶的需求,了解客戶的存款和貸款信息,對存、貸款趨勢作出科學預測,從而制定合理的存、貸款優惠策略;對金融交易活動進行監控,從中提取有用信息。例如,有信用卡客戶對私家車感興趣,金融機構就可以將信息告知汽車銷售部門,并為客戶提供量身定制的貸款服務。

(3)工業生產

在產品銷售環節,工業生產企業對數據挖掘技術的應用與商業領域的應用大致無異。隨著市場競爭的激烈,很多工業生產廠家已經通過數據挖掘技術對生產過程進行動態監控。

(4)網絡應用

隨著信息流量的增大,簡單的索引與搜索系統已經很難滿足網絡用戶的需要,有待開發高層次的搜索引擎來適應網絡不斷的發展,智能化的搜索引擎帶給用戶的是快捷、高效與易用,使其成為今后搜索引擎的應用趨勢。

(5)其它方面的應用

通訊公司利用遠程通信,及時了解客戶信息,創新客戶服務,拓展新的業務,擴大市場影響力,贏得最佳效益。高校利用數據挖掘技術,了解生源信息,將學校的專業信息發送給目標生源;對教師的情況進行分析,從中找出關聯性,有針對地制定教學方案,有效提高高校的教學質量。醫藥公司通過對醫生處方分析,了解醫生的用藥情況,可以制定合理的供貨計劃和營銷策略。旅游機構對旅游團體進行分析,可以采用有效的旅游模式,吸引更多的旅游團體。利用衛星遙感技術獲取的數據,提高天氣預報的準確度。

3.3人工智能在檢測系統的應用

人工智能在檢測領域的應用非常廣泛,如前面介紹流水線的監控、智能故障診斷、專家技術系統等,現對網絡入侵的智能檢測系統加以簡要說明。

3.3.1網絡入侵專家檢測系統

該系統的智能化程度高,用戶不用干預專家系統的推理。然而,其系統信息是建立在專家知識的基礎上,必然受專家認知網絡攻擊模式的限制。該系統的構建基于以下幾點:首先,采用安全入侵規則的描述方式,如判斷樹描述、圖形描述等。其次,通過合理推理,參照專家庫的規則,判斷網絡安全狀況,檢測是否有入侵行為發生。最后,更新專家庫,調整專家規則,結合神經網絡技術,利用神經網絡技術的敏感性與快速反應能力,不斷增強系統的自適應功能,提高系統檢測能力。

3.3.2入侵統計智能檢測系統

該系統主要對異常的安全問題進行檢測。它通過建立正常行為模型,對照進行網絡入侵檢測,檢測出正常行為有較大偏離,則視為異常。首先,確立門限值,統計某一事件在特定時間出現的頻率,檢測是否超出門限值,判斷系統是否異常。其次,設定事件度量均值、度量標準偏差的置信區間,統計系統的兩個參數值,判斷系統是否偏離區間,檢測系統異常與否。最后,根據事件的矩陣數據,對事件轉移的概率進行統計分析,結果小則預示存在異常。

參考文獻:

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[3] 龔成清.基于人工智能的網絡入侵檢測系統設計[J].南寧職業技術學院學報.2009(5)

篇5

1教學目標與要求

中南大學人工智能與游戲設計課程主要面向智能方向4年級學生,在4年級第一學期開設。學習該門課程之前需要具備人工智能以及計算機編程方面的課程知識,并且需要一定的計算機圖形學的相關知識基礎。

此門課程的學習使學生了解游戲設計與虛擬現實的基本概念和術語及其基本設計方法,理解人工智能在游戲中的相關應用,熟悉游戲設計中編程以及建模技術,為學生將來利用人工智能技術以及游戲設計技術奠定必要的知識基礎。除此之外向學生介紹計算機游戲的基本原理和最新進展,包括計算機游戲動畫的最新概況、游戲程序設計概覽、2D游戲的基本編程技術、3D游戲動畫的基本編程技術、3D游戲場景的組織與繪制、游戲中的高級圖形技術、游戲中的音頻編程、游戲中的人機界面技術、人工智能在游戲動畫中的應用,紋理貼圖、基于圖像的繪制和加速算法等。

基于該教學目標,本課程有兩個重點內容,其分別是人工智能技術如何在游戲設計中的應用,以及游戲編程的相關技術。對于人工智能技術在游戲設計中的應用這一內容,主要采用理論結合實際的理念,將學生已具備的人工智能理論知識與游戲設計的具體應用聯系起來,使學生一方面能體會人工智能的基礎理論,另一方面使學生能夠將其所學用于實踐,避免理論與實踐脫節。游戲編程內容主要從設計模式入手,然后依托多媒體平臺對學生進行講授設計以及編程方面的相關知識。

圍繞這個教學目標,我們安排了28個學時的課堂教學,4個學時的實驗,總共32個學時的課程。接下來針對課堂教學、實驗設計、考核方式這幾個方面分別展開討論。

2課堂教學設計

本課程采用培訓學校模式與大學理論教育折中的方式進行講授,本節將著重對28個學時的課堂教學內容分別介紹。

1) 游戲程序設計概論與計算機圖形學基礎。

該部分內容可以分為以下兩部分。

(1) 計算機游戲簡介與游戲設計概論(2課時)。

(2) 計算機圖形學基礎(2課時)。

概論部分主要介紹計算機游戲的基本概念、特點以及目前國際上該領域的研究和應用情況。圖形學部分主要是介紹計算機圖形學的相關理論基礎,目的是讓沒有學過計算機圖形學的學生有一定了解,由于考慮到智能專業也開設計算機圖形學的相關選修課,因此,本部分內容只是對之前學習的相關知識的復習,目的是為后續的程序設計課程打好相應的理論基礎。

本次課程是正門課程的開篇之講,一方面,教師要開宗明義,讓學生明確何為計算機游戲,并對計算機游戲有大致的了解,為后續課程學習起鋪墊作用;另一方面,為增強學生學習興趣,必須介紹計算機游戲的類型以及各種知識與其的關聯。

2) 游戲編程技術。

如上所述,游戲編程是本門課程的一個重點內容,游戲編程可以分為如下幾個部分。

(1)Windows編程基礎(2課時)。

(2)DirectX編程基礎(2課時)。

(3)2D游戲的基本編程(2課時)。

(4)3D游戲場景的組織和繪制(2課時)。

(5)3D動畫的基本編程技術(2課時)。

(6)游戲中的人機界面技術(2課時)。

對于Windows編程基礎,其主要內容是Windows操作系統的發展史、Win32程序的基本結構、消息循環與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發環境(IDE)。

DirectX編程[8]基礎的主要內容是DirectX開發包的歷史及其框架、介紹每一個組件的功能、DirectX開發包的安裝以及與IDE連接的配置。

2D游戲基本編程的主要內容是游戲的基本流程和體系結構、游戲開發的基本理念及方法、游戲引擎簡介、游戲的調試與測試。

3D游戲場景的組織與繪制的主要內容是3D場景的組織與管理、游戲場景的幾何優化、3D場景的快速可見性判斷與消隱、地形場景的繪制與漫游、3D游戲場景中的碰撞檢測。

3D動畫的基本編程技術的主要內容是3D動畫技術概述、Direct3D開發包的使用、關鍵幀動畫技術、基于動作捕捉的動畫技術、腳本驅動的動畫技術。

游戲中的人機界面技術主要內容是游戲的可玩性與人機界面、用戶界面設計基礎。

游戲程序設計部分內容主要是讓學生了解和掌握面向Windows平臺的游戲編程的技能?,F在絕大部分游戲和娛樂都是基于Windows平臺,因此掌握Windows平臺的設計模式與編程方法是必須的。又因為DirectX軟件開發包是微軟公司面向Windows平臺開發的一套專門應用于游戲開發的API,因此了解其原理以及掌握其技術能夠提高學生的游戲開發能力。

3) 人工智能在游戲中的應用。

如今的游戲應用了大量的人工智能技術,本門課程將從以下幾個方面介紹人工智能技術在游戲中的應用。

(1)遺傳算法(6學時)。

(2)神經網絡(6學時)。

遺傳算法主要內容是遺傳算法的概念及其相關研究、雜交操作、變異操作、適應性函數選擇、遺傳算法優化的算子、創建和處理矢量圖形。

神經網絡主要內容是神經網絡概述、適應性函數、環境探測、有監督的學習、演化神經網絡的拓撲。

該部分內容主要是介紹如何將人工智能中的理論用計算機語言實現,并介紹如何在游戲設計中應用這些理論。這部分內容是本門課程一個核心內容,通過學習學生們能夠認識到人工智能在游戲設計中的重要性,并提高應用能力。

3實驗設計與課程設計

由于該門課程為選修課,因此課時較少,除課堂課時之外只剩下4個學時的實驗課時。我們針對這4個課時的實驗進行了重點設計,其主要內容是引導學生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發環境、安裝與配置DirectX 軟件開發包、使用有限狀態機設計狀態驅動智能體,設計2D圖形驅動引擎。

雖然課時很短,但學生能夠實際動手操作,熟悉游戲編程的相關開發工具與開發包,另外,學生學習興趣提高了,學習內容從枯燥的抽象概念、理論變成實際的事例。此外,學生還可以在課下完成任務,繼續鉆研新的理論應用。

我們針對本門課程實驗課時少的缺點,特別設定了一個課程設計環節。課程設計并不占用實驗課時,而是要求學生利用課外的時間,自由組合,以團隊的模式完成相應的設計要求。

課程設計主要內容是要求學生完成一個項目設計,該項目設計主要是要求學生使用相關的集成開發環境和開發包,利用一個人工智能技術編寫出一個小的游戲軟件,并給出設計報告??紤]到學生的實際能力,開發與報告以小組的形式進行設計開發,設計團隊由3~5人自由組合,具體分工必須在報告中體現,報告要求不少于4000字,以軟件開發文檔的形式提交,報告中不僅有游戲軟件的需求分析文檔、設計文檔和測試文檔,還必須包括游戲的內容設計,即游戲的情節創意或功能設計。設計題目以及游戲類型由學生自選,圖形界面可以是3D也可以是2D,開發包可以使用Direct3D也可是Windows自帶的GDI。

4考核方式及其安排

考核一個方面是檢測學生學習的狀況,另一個方面是為了通過考核方式,提高學生的實踐動手能力?;谶@個原因,我們將整個考核分為3個模塊。

1) 期末考試(開卷),占總成績的50%。

2) 項目設計,占總成績的35%。

3) 實驗,占總成績的15%。

期末考試采用開卷形式,主要目的在于檢測學生通過課程學習,對知識點的掌握程度,以及運用知識點解決問題的能力。其占總成績比例的一半。雖然期末考試為開卷,但考核的知識點無法直接從教材中直接找到,需要學生實際運用能力和解題手段才能完成答題。精心設計的開卷試題,可以使學生對虛擬現實知識體系進行一個系統的回顧,同時,它也是對教學的補充。

課程設計需要學生有很強的自主性,認真完成將使學生受益匪淺,敷衍了事不僅學生沒有得到鍛煉,教學目的也難以達成。課程設計以小組的形式有優勢也有劣勢,好處在于學生可以根據自身能力對應團隊中的角色,例如,某同學編程能力強,他可以作為程序設計與開發人員;另一同學數學好,或理論方面出色,他就可以擔任算法設計的工作;某些同學有創意,他則可以擔任游戲情節設計的工作,等等。這樣做分工明確,每個人都能夠根據自己的實際需求和情況得到鍛煉。劣勢在于,如果團隊同學能力重點都一樣,就會出現分工不清,而最大的問題就是團隊合作會導致某些同學出現依賴思想,最終導致整個團隊只有一個人完成整個項目,甚至導致項目無法完成的情況。對此,我們應當強調每一個學生都要積極主動參與到課程設計中來,發揮自己的主觀能動性,協作完成項目。

5結語

本文探討了人工智能與游戲設計教學目標與任務、課堂教學、實驗設計、考核方式,希望能夠給其他相關教學工作者以參考和啟發,共同促進其完善與提高。

由于人工智能與游戲設計這門課程是中南大學新開的一門課程,在許多方面存在考慮不周或欠缺的情況,需要向兄弟單位多學習并且多在教學實踐中摸索與提高。本門課程是以中南大學智能系統與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎與良好的實驗平臺,并能夠將這門課程融會貫通,使學生理解人工智能與游戲開發設計的基本理念,并培養學生實際應用技能。

參考文獻:

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Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses

LI Yi

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一、人工智能驅動智慧教育

當前,以人工智能為代表的技術創新進入到一個前所未有的活躍期。當人類社會邁進信息時代的新階段——人工智能時代,這種工業化的教育體系已經無法滿足未來社會對人才的需求,時展迫切需要一場教育變革。換句話說,教育不是由外而內傳遞知識,而是由內而外覺悟智慧。這就要求,我們必須打破整齊劃一的傳統教育形態,構建與人工智能時代相適應的智慧教育體系,利用智能技術對學習環境、學習內容、教學方式、管理模式進行系統化改造,為學生提供富有選擇、更有個性、更加精準的智慧教育。

二、智慧教育的理念內涵

綜合已有研究,我們認為,智慧教育是指以“人的智慧成長”為導向,運用人工智能技術促進學習環境、教學方式和教育管理的智慧轉型,在普及化的學校教育中提供適切的學習機會,形成精準、個性、靈活的教育服務體系,最大限度地滿足學生的成長需要。只有把“人”置于教育的最高關注,發掘人的潛能,喚醒人的價值,啟發人的智慧,才能從容應對人工智能時代帶來的挑戰。智慧教育不僅是教育基礎設施的信息化、智能化,而且是教育理念與教育方式的轉型升級,從注重“物”的建設向滿足“人”的多樣化需求和服務轉變。

智慧教育包括三個組成部分:一是相互融通的學習場景,利用智能技術打通物理空間與網絡空間之間的壁壘,讓萬物互聯,讓世界互通,所有學生都可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息;二是靈活多元的學習方式,注重學習的社會性、參與性和實踐性,打破學科之間的界限,開展面向真實情境和豐富技術支持的深度學習;三是富有彈性的組織管理,破除效率至上的發展理念,釋放學校的自主辦學活力,利用人工智能提高教育治理的現代化水平,讓學生站在教育的正中央。

虛擬和增強現實(VR/AR)技術在教學中的應用與前景展望

一、虛擬現實和增強現實技術的起源、概念和應用領域

(一)虛擬現實和增強現實技術的起源

虛擬現實(VirtualReality,簡稱VR)技術描述的就是我們現在熟悉的“虛擬現實”。增強現實(Augmented Reality,簡稱AR)是指在真實環境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋。

我國虛擬現實技術的研究起步于20 世紀90 年代初。隨著計算機圖形學、計算機系統工程等的高速發展,虛擬現實技術得到相當的重視。2016 年3 月17 日全國兩會授權的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》中指出:“大力推進先進半導體、機器人、增材制造、智能系統、新一代航空裝備、空間技術綜合服務系統、智能交通、精準醫療、高效儲能與分布式能源系統、智能材料、高效節能環保、虛擬現實與互動影視等新興前沿領域創新和產業化,形成一批新增長點?!?/p>

(二)虛擬現實和增強現實的概念、特征和應用領域

1. 虛擬現實技術

虛擬現實,是一種基于多媒體計算機技術、傳感技術、仿真技術的沉浸式交互環境。具體地說,就是采用計算機技術生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境,用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響,從而產生親臨等同真實環境的感受和體驗。

虛擬現實具有特性,即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構想性(Imagination),是一個學科高度綜合交叉的科學技術領域。虛擬現實與人工智能 (AI) 技術及其他相關領域技術結合,將會使其還具有智能(Intelligent) 和自我演進演化(Evolution) 特征。頭戴式虛擬現實設備,即可觀看虛擬現實視頻介紹。

虛擬現實涉及門類眾多的學科,整合了很多相關技術。虛擬現實是未來科技發展的方向之一,它可以從人的感覺系統上改變現有的空間感。虛擬現實現有的產業鏈大致可分為硬件設計開發、軟件設計開發、資源設計開發和資源運營平臺等幾種類別。通過虛擬現實關鍵技術的突破以及“虛擬現實+”的帶動,會產生大量行業和領域的虛擬現實應用系統,為網絡與移動終端應用帶來全新發展,將會推動許多行業實現升級換代式的發展。虛擬現實可以應用于國防軍事、航空航天、智慧城市、裝備制造、教育培訓、醫療健康、商務消費、文化娛樂、公共安全、社交生活、休閑旅游、電視直播等領域中。

2. 增強現實技術

增強現實是在虛擬現實的基礎上發展起來的一種新興技術。增強現實技術基于計算機的顯示與交互、網絡的跟蹤與定位等技術,將計算機形成的虛擬信息疊加到現實中的真實場景,以對現實世界進行補充,使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強對現實世界的體驗。

增強現實具有三大特點,即虛實結合、實時交互和三維配準。

增強現實具有三種呈現顯示方式,按距離眼睛由近到遠劃分分別為頭戴式(head-attached)、手持式(hand-held)、空間展示(spatial)。增強現實智能眼鏡,掃描二維碼可以觀看Magic Leap 增強現實演示視頻。

增強現實的應用領域非常廣泛。如在教育領域增強現實可以為學生呈現全息圖像、虛擬實驗、虛擬環境等;在旅游業增強現實可以幫助游客自助游玩景區,以虛擬影像的形式為游客講解景區概況、發展歷史、人文景觀等內容;在零售業中增強現實技術可以實現一鍵試穿,在網上銷售中具有極大的應用空間。增強現實在工業、醫療、軍事、市政、電視、游戲、展覽等領域都表現出了良好的應用前景。

二、虛擬現實和增強現實技術在教學中的具體應用

虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用潛力巨大、前景廣闊,主要體現在運用虛擬現實和增強現實技術具有激發學習動機、創設學習情境、增強學習體驗、感受心理沉浸、跨越時空界限、動感交互穿越和跨界知識融合等多方面的優勢。虛擬現實和增強現實技術的應用,能夠為教育工作者提供全新的教學工具,同時,能激發學生學習新知識的興趣,讓學生在動手體驗中迸發出創新的火花。因此虛擬現實和增強現實技術應用于教育行業是教育技術發展的一個新的飛躍, 它營造了自主學習的環境,由傳統的“以教促學”的學習方式演變為學生通過新型信息化環境和工具來獲取知識和技能的新型學習方式,符合新一輪教學改革的教育理念,有助于學生核心素養的培養。虛擬現實和增強現實設備有多種,這里分別介紹各種設備在教學中的具體應用。

(一)頭戴式虛擬現實和增強現實設備在教學中的應用

頭戴式虛擬現實設備一般包含頭戴式顯示器、位置跟蹤器、數據手套和其他設備等,分為移動虛擬現實頭盔和分體式虛擬現實頭盔。國外有臉譜、谷歌、微軟、三星等公司的虛擬現實頭盔產品,國內有微視酷、蟻視、暴風魔鏡、中興、樂視、華為、小米等100 多種虛擬現實頭盔產品。結合國內外的研究報告以及目前虛擬現實教育實踐情況,虛擬現實和增強現實技術在生物、物理、化學、工程技術、工藝加工、飛行駕駛、語言、歷史、人文地理、文化習俗等教學中均可應用。

學生使用頭戴式虛擬現實設備體驗學習時具有置身真實情境的沉浸式感覺,能給學生以絕佳的真實體驗, 使人如身臨其境,讓書本中的內容可觸摸、可互動、可感知。例如地理學科講述關于宇宙太空星際運行的課程時,在現實生活中學生無法遨游太空,如果戴上頭戴式虛擬現實設備,就可以讓學生從各個角度近距離觀察行星、恒星和衛星的運行軌跡,觀察每個星球的地表形狀和內部結構,甚至能夠降落在火星或月球上進行“實地” 考察、體驗星際之旅等。虛擬現實頭戴設備, 手機掃描二維碼觀可看虛擬現實效果視頻。

(三)手持式虛擬現實與增強現實設備在教學中的應用

手持式增強現實設備多采用移動設備與APP 軟件相結合的方式。APP 有視+AR、AR、4D 書城、幻視、視AR、尼奧照照等,另外有多種增強現實圖書都有相配套的APP,如《機器人跑出來了》《實驗跑出來了》《恐龍爭霸賽來了》這套“科學跑出來”系列增強現實科普讀物有iRobotAR、iScienceAR、恐龍爭霸賽來了等多個APP,它們的原理都是采用手機攝像頭獲取現實世界影像,通過手機在現實世界上疊加虛擬形象的形式,實現增強現實的特殊顯示效果。有的APP 中提供了豐富的教育資源,如安全教育、科普讀物、識字卡片、益智游戲等,特別適合兒童教育。使用方法有兩種:一種是手機APP 與相配套的紙質圖書一起使用,用手機攝像頭掃描圖書上的圖片,在手機屏幕上即可呈現出演示效果;另一種使用方法是運用APP 下載增強現實資源并與外界實景疊加即可呈現出演示效果。增強現實特效非常逼真,利用這些APP 進行學習,學習過程具有真實感、體驗感、沉浸感,增強了學生學習知識的興趣,可以達到寓教于樂的教學效果。

三、虛擬現實與增強現實技術在教學中應用的優勢分析

(一)虛擬現實與增強現實技術為學生自主學習提供了有利條件

虛擬現實和增強現實教學資源存在形式多種多樣, 根據采用的設備不同,可以將教學資源保存在網絡運營平臺、桌面式設備、移動設備和紙質圖書里,學生可以在不同的地方采用不同的設備調用虛擬現實和增強現實教學資源進行隨時隨地的自主學習。如果學生在課堂上有些知識點未能掌握,可以重新學習一遍,增加對知識的鞏固和理解,有時學生因為特殊原因未能在課堂上學習,也可以課后彌補,同時可以將虛擬現實和增強現實設備作為載體采用“翻轉課堂”或“微課導學”教學模式組織教學,為學生提供自主學習條件,教師也可以從繁重的重復性講解中解脫出來,有針對性地為學生答疑解惑,有助于傳統教學方式的變革。

(二)虛擬現實與增強現實技術為學生提供更加真實的情景

在傳統的教學課堂上,知識的傳輸主要通過文字、圖片、聲音、動畫和視頻的形式呈現。遇到比較復雜的情況,比如數學課的立體幾何、地理課的天體運動、物理課的磁力線和電力線、化學課的微觀粒子結構、生物課的細胞結構等,教師用語言很難把這些知識點表達得非常清晰,同時由于每個學生的理解力不同,教學效果也會因人而異,甚至初次學習這些知識的學生會得到“盲人摸象”般的感受。而采用虛擬現實和增強現實技術組織教學,三維立體效果的呈現可以彌補這樣的缺憾,能夠把知識立體化,把難以想象的東西直接以三維形式呈現出來,讓學生直觀感受到文字所表達不出來的知識,真實的情景可以幫助學生對知識的理解和記憶,使學生的想象變得更加豐富。

(三)虛擬現實和增強現實技術能提高學生的學習興趣

由于虛擬現實和增強現實技術具有視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果,學生具有真實情境體驗、跨越時空界限、動感交互穿越的感受,能身臨其境般在書海里遨游,讓書本中的內容可觸摸、可互動、可感知。身臨其境的感受和自然豐富的交互體驗不僅極大地激發了學習者的學習動機,更給學習者提供了大量親身觀察、操作以及與他人合作學習的機會,促進了學生的認知加工過程及知識建構過程,有利于實現深層次理解。傳統的學習方式讓很多學生覺得枯燥乏味, 為了應付考試不得不去死記硬背,但很多知識學生考完之后很快會忘得一干二凈,而采用虛擬現實和增強現實技術組織教學,新穎的學習方式和豐富多彩的學習內容能夠極大地提升課堂教學的趣味性,生動形象的場景會加強學生的記憶,激發學生的學習興趣。“興趣是最好的老師”,興趣也是學生學習新知識的不竭動力。

(四)虛擬現實和增強現實技術應用能促進優質資源均衡化

我國幅員遼闊,地區之間貧富差距較大,存在教學資源分配不均的情況。經濟發達地區無論是軟硬件配置, 教學師資和教學資源都非常豐富,而經濟落后、地域偏遠的山村學校學生連接受最基本的教育都難以實現。各級政府和教育主管部門都在大力推進教育均衡發展,加大教育投資力度,而虛擬現實和增強現實技術應用將是解決城鄉教育資源不均衡問題的一把金鑰匙,有利于緩解教育資源兩極分化,擴大優質資源的分享范圍,能讓教育資源不再受限于地區和學校,讓教育發達地區的名教師通過虛擬現實和增強現實課堂走進山村學校,能通過整體優化教育資源配置,來縮小城鄉差距,實現教育公平,同時這也是教育扶貧的較佳途徑。

四、虛擬現實和增強現實技術在教學應用中存在的問題

雖然虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用可以改變傳統的教學方式、提高學習興趣、實現教育均衡發展,但虛擬現實和增強現實技術發展還處在初級應用階段,在技術瓶頸、資源開發、教學內容和推廣普及等方面還存在很多問題。

(一)虛擬現實設備應用中的眩暈問題

人們在使用虛擬現實設備時會出現眩暈感,從硬件結構來看,由于現在的科技還無法做到高度還原真實場景,許多用戶使用配置達不到要求的虛擬現實產品時會產生眩暈感;虛擬現實界面中的視覺反差較大,實際運動與大腦運動不能夠正常匹配,影響大腦對所呈現影像的分析和判斷,從而產生眩暈感;虛擬現實設備的內容有相當一部分資源是從PC電腦版上移植過來的,UI 界面不能很好地匹配虛擬現實設備,不同的系統處理上也無法達到協調統一,畫面感光線太強或太弱都不能讓用戶接受;虛擬現實設備幀間延遲跟不上人的運動,會有微小的延遲感,當感官與幀率不同步時也會讓使用者產生眩暈感。

(二)虛擬現實和增強現實技術在教學中資源短缺

目前虛擬現實和增強現實產業剛起步,軟硬件設施不完備,開發人員技術力量不足,很多學校未配備虛擬現實和增強現實設備;中小學校的很多教師還沒有接觸過虛擬現實和增強現實,不知道如何在教學中應用,更談不上如何去開發虛擬現實和增強現實教學資源。因此,針對中小學教學所開發的虛擬現實資源很少,課程資源短缺是虛擬現實和增強現實在中小學推廣的最大瓶頸。但隨著虛擬現實和增強現實技術的迅猛發展,將虛擬現實和增強現實技術應用于教學勢在必行,未來虛擬現實和增強現實技術在教學中的應用勢必帶來課堂教學方式的顛覆性改變。

(三)虛擬現實和增強現實教學平臺和資源的設計重形式輕內容

當前很多虛擬現實教育平臺都只是在一個3D 視頻或虛擬現實軟件游戲的基礎上構成虛擬現實教學。雖然學生在虛擬世界玩得津津有味,課堂氣氛很活躍,學生互動、交流和討論很熱烈,表面上看學生得到了沉浸式的體驗感,但是有些虛擬現實教育平臺所提供的知識點講解還停留在現實世界中,課本內容的單調、枯燥并沒有因軟件的存在而得到緩解,知識要點的講解沒有變得更加生動、有趣和有針對性,這種只重視形式而不重視內容、教與學完全脫節的虛擬現實課堂只能稱為“偽虛擬現實課堂”。

(四)虛擬現實和增強現實設備價格較高和技術條件限制導致普及困難

企業的前期研發成本較高、設備銷售量較少,導致多數虛擬現實和增強現實設備銷售價格居高不下, 很多學校因資金問題望而卻步,無力購買售價高昂的虛擬現實和增強現實設備,進而導致虛擬現實和增強現實技術在學校的推廣普及步履艱難。大多數虛擬現實軟件普遍存在語言專業性較強、通用性較差和易用性差等問題。受硬件局限性的影響,虛擬現實軟件開發花費巨大且效果有限。另外在新型傳感應用、物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領域,都有很多問題亟待解決。三維建模技術也需進一步完善,大數據與人工智能技術的融合處理等都有待進一步提升。以上諸多原因的存在制約了虛擬現實和增強現實技術在中小學教學中的推廣和普及。

五、虛擬現實和增強現實技術在教學應用中的前景展望

虛擬現實和增強現實技術發展對未來教學形式的影響

隨著科學技術的迅猛發展,在云計算、霧計算、物聯網、“互聯網+”、大數據、人工智能突飛猛進的新時代背景下,虛擬現實和增強現實技術與人工智能、大數據和物聯網融合,將會讓虛擬現實和增強現實技術應用如虎添翼。

篇7

EW:科大訊飛的業務布局情況現在是怎樣的?

HY:科大訊飛現在的業務布局主要是兩部分:第一是通過人工智能技術和平臺級業務,將語音識別、自然語言處理能力授權給第三方,或者與其他公司合作。目前科大訊飛重點關注的領域是移動互聯網、智能家居、電信運營商智能語音服務、智能車載系統和政府便民工程。我們與第三方合作是通過科大訊飛云平臺實現的,這是我們的語音能力向各個行業輸出的一種方式。通過這個方式,我們很容易發現平臺上面的各種應用的優缺點,我們能夠獲得很多有價值的數據。第二,科大訊飛正在將自己的技術與產業結合,目前我們在教育行業做得還不錯。我們現在還有一個“訊飛超腦”的項目,這是科大訊飛面向人工智能領域開展的重大技術攻關項目,目標是幫助科大訊飛從機器“能聽會說”到“能理解會預測”。

EW:創業初期遇到過哪些突出的問題?

HY:我們是1999年底成立的,到2004年才實現盈虧平衡,在這期間確實遇到了很多問題。主要是兩個方面:首先,那時候技術并不成熟。在2000年的時候,國內有很多語音技術創業公司,科大訊飛是唯一一家生存下來并且發展壯大的,因為我們當時選擇的路徑還算成功,語音合成在當時是相對成熟點的技術,雖然讓機器說話也說不太好。那些選擇做語音識別的公司,很多沒有成功,就是因為當時這個技術太不成熟。

另外,在中國做生意,比較容易成功的商人,可能是比較懂人際關系的,有一定市場經驗的,但我們那時候都是一群學生出來創業,包括董事長劉慶峰,1998年還在讀博士,1999年出來,對商業模式、公司管理等方面沒有什么概念,經歷了很長的一段摸索期。

在中國,做產品和市場的人,比做技術的人更容易成功,這是一個普遍規律。在中國做技術,很多都是在國家體制內,像研究院這樣的地方或者國營企業;如果要民營的話,那么在中國的環境下尋找到合適的商業模式并且做大其實是很難的一件事情,所以中國民營的科技創新公司不多。

EW:發展到現在,經歷過哪些關鍵時刻?

HY:我覺得有這樣幾個關鍵時刻:第一個是在2000年的時候,我們第一次能夠把我們的語音合成技術賣給大客戶,就是華為。那時我們的軟件還很不穩定,經常崩潰,華為的團隊說我們把他們當成測試員了。然后我們的創始人團隊,三天三夜沒睡覺,把軟件做穩定了,就是為了能夠通過華為的測試。

第二個關鍵時刻是,我們在2004年實現了盈虧平衡。當時我們找到了一種可行的商業模式――為一些大的客戶提供服務,比如說呼叫中心、銀行、電信等,賺到了一些錢。而同時期的很多同樣的公司要么沒活下來,要么就發展得很小。

第三個關鍵時刻就是我們2008年上市,這標志著我們在資本市場上開始有一個很好的渠道,我們可以更快地發展。

還有一個關鍵時刻就是,在2009年的時候,我們注意到,移動互聯網來得很快,手機輸入這塊將會有需求,我們就做了一個訊飛語音輸入法,現在是國內第二大輸入法,第一是搜狗。另外,我們做了一個語音云開放平臺,現在已有16萬開發者連接到我們平臺上,連接的設備超過了8個億。這兩者讓我們在移動互聯網時代能夠占據一席之地,也讓我們在消費者業務層面有了很大的一個突破。

最后一個關鍵時刻就是,我們在2009年的時候,開始在教育業務上有了突破。我們做到了可以用機器評價學生發音的準確程度,還可以評價英語口語的表達水平。另外,我們可以讓機器識別出手寫的卷子,實現自動批改。我們現在要攻克的是提高機器的理解能力,讓機器人能夠參加高考。目前機器人參加高考勉強能及格,我們原來的計劃是10年內讓機器考上一本,現在改成3年內考上一本。人和機器其實是相反的:人0到6歲學常識,這對人是比較容易的,人培養理解能力很容易,但是學習知識很難;而機器能夠裝下很多知識,但是它不懂常識,所以有人說機器達到了6歲小孩的水平,那是用人的成長階段去衡量,其實是錯的。

EW:為什么科大訊飛會選擇教育這個領域?

HY:一方面,就是我們想為國家做點貢獻,我們的技術能夠幫助教育行業更先進;另一方面,就是我們覺得教育有比較廣闊的商業前景。我們有的是政府采購給學校,也有直接賣給家長和學生的產品。我們是希望能夠成為國內教育方面的人工智能的最大參與者。

我們進入教育行業,首先是從普通話水平測試開始,然后是英語口語水平測試,后來我們進入英語教學的課堂,提供一些智能設備和軟件,然后我們又參與了考試,實現自動批改。學校里面會有很多智能化的系統,我們把這些東西綜合起來,提供一個整體的方案?,F在我們是國內教育領域用人工智能提供整體解決方案的最大廠商。

EW:這些年來,科大訊飛有哪些事情是具有開拓性意義的?

HY:第一個我覺得是把語音合成能夠做到實用化,這是公司成立的基石;第二就是把語音識別做到了可用化――我們不是最早做語音識別的,但我們是把技術做得最成熟的;第三個就是我們將語音測評帶進學校,開創了一個新局面,這是我們商業模式上的創新,我們現在還在努力尋找其他新的商業模式。

EW:相較時下眾多創業企業,你認為科大訊飛最為顯著的特色是什么?它和別的互聯網技術公司有什么差別? 對于創業17年來公司營收仍主要依靠政府補貼這一頗受爭議的商業模式,科大訊飛輪值總裁胡郁直言,這與以技術為核心的中國初創企業的特殊性有關,如果早期沒有政府扶持,這類企業將難于生存。

HY:科大訊飛本質上是一個科技創新型公司,科技創新型公司的標準,不是看它賺了多少錢,而是看它的技術是不是世界上最先進的。我們最突出的特點是,我們一直在做核心技術創新和原始創新,不是在別的技術基礎上進行微創新,而是在做核心技術的突破性創新。

我覺得我們和別的互聯網技術公司最大的差別是,我們比較沉得住氣,方向很明確。很多公司什么方向熱就做什么,比較浮躁,我們相對來說比較執著于自己原來確定的方向。

很多人對我們的評價是,做了十分才說七分。這是優點也是缺點:優點是大家對我們的印象是比較扎實的,缺點是影響力方面可能宣傳不夠。

EW:有人說你們在風格上更像一家硅谷公司。你認同這種觀點嗎?

HY:硅谷技術創新型公司的最大特點是,它不僅僅技術領先于全球,它的商業模式也是領先于全球的,而且美國公司有個很重要的特點,它們是全球化的公司。中國雖然現在有很多互聯網企業,但在全球化方面還是不夠。科大訊飛現在在語音技術方面,無論是合成還是識別,都能夠在中文領域做到最先進,但我們也有需要突破的地方。很多人覺得我們低調,其實我覺得有一個原因是,我們的商業模式不能夠跟當前世界上最主流的商業模式吻合,所以這也是科大訊飛面臨的最大的挑戰。

EW:能否在商業模式上稍作展開?

HY:我們原來的商業模式是To B的,就是售賣技術,用技術跟別人合作?,F在我們的目標是,用技術引起一個產業的突破,從而建造新的產業生態系統。我們現在探索的新的商業模式是,更靠近消費者,就是要著重To C。這不一定得直接面對消費者,我們可以用更靠近消費者的業務來達到這個目標,比如我們和汽車廠商合作,汽車內的語音業務就是直接面對消費者的。

EW:國內語音市場這些年在你看來有哪些重要變化?

HY:2000年以前,語音并不被大家關注,那時還沒有什么大的語音公司,主要是國外一些大企業像摩托羅拉、IBM等在中國做研究。那么在2000年到2010年之間,以科大訊飛為代表的國內公司逐步把語音合成和語音識別市場搶了回來,現在來看,外國公司在中國的語音業務已經很少了。

近幾年有兩個新的變化:一個是以BAT為代表的互聯網公司已開始進入語音市場,并且投入了很大力量。但他們做語音是為自己的生態服務的,并不是想從這上面賺錢,實際上也賺不到什么錢?,F在專業做語音的最大的公司應該是科大訊飛。另外一個就是,很多小的創業公司也開始進入這個市場,但做得都不是太好,技術很重要。

EW:巨頭的進入會給你們帶來壓力嗎?

HY:當然。壓力不是來自于技術,我們的技術是最先進的,壓力來自于商業模式。這個沒辦法去模仿哪家公司,都要靠自己慢慢去摸索。一個公司如果想要長期保持領先,不僅僅是技術能力,商業模式上一定要走出自己的道路并建立起自己的生態。

我們原來做的是To B ,現在To B 的公司很多,如果想要成為一個生態的話,只有這個肯定不夠。我們一定要讓生態里有C端用戶,這就會有很多變現方式,只要我們提供的服務是用戶需要的,并且是高質量的,我們就可以從用戶手里賺到錢。

現在我們還是免費的服務,我們通過這種方式收集用戶數據,根據這些數據來優化產品,當產品體驗足夠好時,用戶會愿意付費。當然我們也可以有其他收費方式,提供給用戶的產品可以是全程免費的,在用戶和我們的機器交互時,機器會記住用戶的喜好和需求,這時智能終端可以給用戶推薦產品,我們可以向產品提供商收取費用,類似于廣告費。當然,交互是最重要的,將來在車上、電視上、音箱上甚至玩具上都能夠實現人機交互。我們現在的語音合成技術已經很成熟了,機器可以發出明星的聲音,我們要不斷增加語音交互中的用戶體驗。

EW:語音市場的競爭還不算太激烈吧?

HY:在發展的過程中,如果大家朝著一個方向的話,自然而然就會有競爭。但是現在的問題在于,我們并不知道將來的物聯網時代會發展成什么樣,誰也沒有一個準確的方向。在一個新的時代里,觀察過程會有三個階段:第一階段是混沌期,就是大家都不知道將來會發生什么;第二階段叫形成期,就是大家已經有方向、有規劃地發展了;第三階段叫決勝期,就是各家開始激烈競爭賽跑,像滴滴和快的當時一樣。語音市場現在處于混沌期到形成期的過渡階段,大家都不知道怎么干,還在互相觀望,互相挖點技術人才,摸索摸索方向。

EW:科大訊飛會是第一個找到方向的嗎?

HY:我們一定是,但是做出來怎么樣,還不知道,謀事在人,成事在天。我們現在的方向是,軟硬一體化、云端一體化、技術服務一體化,我們不能做一個純技術的公司,要把技術和內容和服務結合。比如說語音合成,我們就一定要和明星名人資源結合,我們現在可以達到讓羅振宇給你讀文章的水平。 語言是柄雙刃劍,在擋住外國產品進入中國的同時,自己的產品進入其他國家也很難。胡郁介紹稱,科大訊飛英語產品做得還不錯,但西班牙語、法語、德語等其他語言產品還不行。

EW:科大訊飛得到過一些負面評價嗎?

HY:訊飛的體量在去年的時候只有二十多億,今年也就四五十個億?,F在市盈率已達到150倍。我們的市盈率不太穩定,因為大家看好一個東西,但這個東西一直沒出來,所以就會不穩定。很多人說我們都在靠政府補貼,其實是這樣,一個以技術為核心的公司,在中國如果不依賴政府,肯定成長不起來,但過度依賴政府,將來的空間會少一點。我們一開始的確就是依賴政府補貼,否則一下子進入市場,是養活不了自己的,只有在跨過一定的技術門檻后,我們才能靠市場養活自己。我們現在已經在找更合適的商業模式,以減少對政府的依賴。我們現在看到很多人工智能公司,他們已經找到了賺錢的方法,但這對我們來說仍然是個挑戰。

EW:其實現在很多人在懷疑你們的盈利能力。

HY:這種懷疑是對的,我們雖然說在很多測評上面取得了不錯的成績,但是并沒有達到讓大家信服的程度。事情還沒成之前,你說你是英雄,誰信?武松打虎,得把老虎打死了,結果出來了,大家才把他看成英雄,現在我說我能打死老虎,誰信呢?我們現在就是在努力證明自己。

EW:相較北上廣深,合肥的商業環境是不是差了一點?為什么一直留在合肥?

HY:坦白講,合肥這個地方很適合做研究,但商業氛圍和商業創新環境確實和北上廣深杭相比是有巨大差距的。但我們還是一直留在合肥,如果我們不是在合肥,我們的人早已經被挖了七八遍了,在我們這邊拿50萬年薪的人,騰訊可以給150萬。我們為什么能在核心技術上持續深入,并且取得領先世界的水平,就是因為在合肥能夠真正靜下心來做研究。在北京給他100萬的薪水,馬上就會有人拿200萬來挖,工作一有變動,研究就會停滯下來。北上廣太浮躁了,這些地方房價那么高,讓人怎么安心做研究?我們現在在京津冀,上海廣州深圳杭州都有分部,但我覺得做研究的人,還是來合肥好,一線城市安不下心來。

EW:如果你們工資比其他公司低的話,用什么來吸引人才?

HY:追求。世界上還是有一批有追求的人,就是在中國用人工智能改變世界。

EW:資本對于你們是一個什么作用?

HY:我覺得一個公司一定要借助資本的力量,資本是最重要的。我們不能只靠追求來生活,我們要給這些做出巨大成績和貢獻的人體面的生活。有了資本,我才能真正吸引到優秀的人,解決他們的后顧之憂,他們想要去旅游的時候就能夠去世界上任何一個國家去旅游,我們要給他們與能力匹配的薪資。

EW:除了受到資本的青睞外,你們自己也有投資。你們在投資上的構想是怎樣的?

HY:戰略投資是圍繞著我們的戰略布局來投。我們現在有三大戰略板塊,教育、智慧城市,還有消費者業務。

EW:科大訊飛的生態能描述一下嗎?

HY:我們現在首先要在教育這個方向做成一個核心技術支撐的開放平臺,大家有什么內容都可以放上來,可以對接到學校;在智慧城市方面,我們希望能夠通過大數據和人工智能,為交通、社會信息化管理、醫療等提供智能服務;最后在消費者業務上,我們要建立生態入口,讓用戶用語音的方式與機器進行交互,讓機器越來越了解用戶的需要。

EW:現在每年研發投入有多大?

HY:收入的25%。主要用于幾個方面,核心技術、云計算和各個領域應用的開發。我們現在還有很多需要突破的,像核心技術現在其實還沒有達到我們想要的水準,我們還要持續努力,因為技術爆炸是一個持續的過程,不是說一瞬間的,而是在一點點改進中獲得的。

EW:作為科大訊飛重點攻堅的領域,目前人工智能在你看來處于什么階段?

HY:現在業界談人工智能分成三個階段,計算智能、感知智能和認知智能。人工智能目前處于感知階段。人在計算智能上比機器人差,感知智能上好一點,認知智能上會更好,所以說,我們現在的切入點叫語音和語言為入口的認知革命。人類最早成為世界的統治者是因為人類發生了認知革命而不是農業革命。機器人也需要認知革命,機器人認知革命的第一i就是先理解語言,我們現在的使命是要讓機器能聽會說,能理解會思考。接下來我們把這個技術跟很多行業,如醫療、衛生、法律等結合起來。

EW:人工智能為什么這兩年這么火?過幾年它還會這么熱嗎?

HY:人工智能能火起來,主要是因為核心算法、數據量和應用模式三個方面成熟了,因此它在技術上可以大規模應用于產業??拼笥嶏w在核心技術方面還比較有優勢,在數據的收集上,現在的“訊飛語音云”用戶超過8億,開放云平臺的應用項目8萬多個,我們正在嘗試各個場景的應用。人工智能過幾年是不是還能這么火還很難說,現在大數據已經不那么熱了,就是大家接受了這個概念以后就沒人天天喊了。

EW:現在你們的挑戰主要來自哪些方面?

HY:一個就是核心技術還需要時間來突破;另一個就是我們要尋找到合適的商業模式;第三就是我們需要很多綜合性人才,不僅僅是技術人員,還需要會市場的、懂產品的、懂宣傳的、會做品牌傳播的人。坦白講,我們原來是一個To B的公司,在品牌宣傳方面沒什么經驗,現在需要更多這樣的人。

EW:在產品出口方面,有沒有遇到一些問題?

篇8

2人形機器人的優勢及不足

人形機器人與其它類型機器人的對比(如下表1):表1人形機器人與其他類型機器人的對比從表中可以看出人形機器人在程序的編寫、邏輯思維能力、外形、創意、動作設計方面都比其它類型機器人更具有優勢。做好一個人形機器人需要很多的創意以及個性的需求,首先要設計好機器人整體框架的構建;接下來是人形機器人的動作設計,它需要設計出能夠吸引注意力的動作,而且要能與音樂完美的結合;再下來就是機器人外觀的設計,也需要能夠吸引人的注意。這些方面都能夠很好地鍛煉學生的創意思維和個性的突出。另外,新課程改革更加注重的是學生的個性以及能力的發展,相比于其它類型的機器人,人形機器人在這兩方面能給學生提供更好的鍛煉機會。目前,許多新技術不再隸屬于單一學科,而是多門學科的高度綜合。人形機器人技術就是一門綜合應用數學、力學、機械、電子、計算機、控制、傳感技術、通信和人工智能等學科的最新成就的技術。而人形機器人在教育中的推廣能有效地激發學生的學習興趣,有很好的趣味性和挑戰性,有以下作用:1)培養學生的邏輯思維能力。編寫程序是機器人教學的一個重要的內容,程序就相當于機器人的思想。學生在了解機器人的結構、工作原理和各部件功能的基礎上,根據任務來編寫程序。程序必須是有嚴密邏輯結構的,可以使機器人按照程序進行活動。可見,程序的編寫為培養學生的邏輯思維能力提供了一個極佳的途徑。2)培養學生分析問題和解決問題的能力。制作教育機器人是一個非常復雜的過程,涉及機器人的搭建、編程、運行和調試的反復過程。學生要學會分析問題,分析是哪一個環節出現問題。學生在分析原因的同時,也要考慮解決問題的辦法,根據實際情況進行修改、調試和優化,分析出錯的原因,提出解決問題的辦法。3)培養學生的動手能力。機器人實踐過程是一個實際動手操作的過程。機器人的搭建過程是學生手腦結合的過程,需要運用數學、物理、化學、機械、材料等方面的知識,需要學生的動手實踐能力。4)培養學生的創新能力。創新能力是現在教育最常提及的一個重要內容,也是教育開展的一個重要目標。我校的參賽隊伍在參加的中國智能機器人大賽上常常取得良好的成績,與其他學校最大的區別的就是機器人的創新。我們的機器人除了自己不能生產的部件之外,從設計到制作再到編程都是我們自己解決,這就在眾多相同的機器人中占有優勢地位。5)培養學生的團隊合作能力。機器人教學大多是以小組的形式展開,機器人的學習其實就是團隊合作學習的過程。它要求團隊成員團結合作,利用集體的力量來完成個人力量難以完成的問題,在實踐中培養自己的團隊合作能力。在高等學校中開展人形機器人的教學,進行多層次的機器人教育,既可以普及學生的機器人知識,加強機器人專業建設,又可以提高機器人的應用水平。在各級各類學校積極把機器人引入課堂,更多的中小學生得以學習機器人知識。機器人課堂教學成為中小學信息技術教育的重要組成部分。在科技創新活動方面,形成一個廣大中小學生、大學生直到專業科研人員以及機器人愛好者都積極參加各級各類機器人比賽的局面。機器人不再神秘,直接走入人們的生活學習中。在這種氛圍下,更多的人參與到機器人的研制與應用中去,必將促進機器人的大發展,從而促進社會的發展。

3目前存在的問題

人形機器人的發展相對于其它類型的機器人而言起步較晚,在技術上還不成熟,受到的重視不夠,發展模式存在著一定的弊端。

3.1人形機器人的發展還處在初始階段,技術不成熟世界上廣泛使用的機器人主要是工業機器人,而且都是面向制造業的工業機器人,從而導致了人形機器人的發展相對較遲。而且各國在人形機器人的發展上各有不同,例如日本在人形機器人的行走方式上相對較為關注從而其發明出來的人形機器人的行走是相當不錯的,而且由于日本在電子方面的發展較為先進,生產出來的機器人在感應上也相對的成熟。而美國一直注重智能機器人和軍用機器人的研究,研發出多種功能強大的智能機器人和軍用機器人,從而導致人形機器人發展的方向不同。而且各國發展的人形機器人在各方面上都存在著一定缺陷。

3.2沒有引起教育屆的廣泛重視,缺乏宣傳和引導隨著科技的不斷發展,機器人開始步入小、中、高校。在許多的大型機器人比賽上參加的比賽隊伍也越來越多。但是,由于受機器人的價格、平時的維護等多方面因素的影響,機器人教育并沒有得到大力的推廣,而且許多學校也只是以課外活動、各種興趣班、培訓班的形式開展機器人教學。從當前實物機器人課堂教學的開展情況來來看,較多的學校只是以課外活動、各種興趣班、培訓班的形式開展機器人教學。通常的做法是:學校購買若干套機器人器材,由信息技術課程老師或綜合實踐課程教師進行指導,組織學生進行機器人組裝、編程的實踐活動,然后參加一些相關的機器人競賽。但是,現在舉辦的比賽大部分都是以大學生為主流,中、小學生參加的相對較少。并且目前只有浙江、上海、江蘇等極少數的地區和學校將實物機器人納入了正規課堂教學。

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現代教育技術發展的動力是科學技術,利用信息技術改革創新教學模式和教學方法是現代教育技術發展的目標。隨著“互聯網+”、大數據、新一代人工智能應用到教育方面,現代教育技術逐漸由傳統的課堂多媒體教學、微格教學、使用網絡進行資料查詢、利用即時通信軟件如QQ或者電子郵件對學生指導或答疑等方式向全網絡多媒體教學、網絡微格教學、移動APP建立學習社區、數字化資源的建設及應用等方向轉變。特別是MOOC、創客課程、STEAM課程、數字化教材以及虛擬仿真資源等數字化教育資源的推廣,使得教育技術對學生學習的影響更加深刻。新形勢下的大學課堂,為了適應現代教育技術的新發展必須進行升級與改造,如:配置全網絡化的多媒體教室,在教室范圍內,教師的電腦、學生的電腦以及教師與學生的手機,都能自如地加入網絡,進行文件交換與課件演示;為了適應小組化學習的需要,建設智慧課堂,打破原有的課堂布局,以小組為單位組織學習,每一個小組都能有自己的學習、研究、討論和展示單元;搭建更加靈活的教學服務器,為每一個學生建立自己的學習空間;配置能夠全時全方位錄播的高清錄播室,錄制更多的、有代表性的學習片段,充實課堂教學資源,為教學研究提供方便。教學方式的改變、教育技術的提升,對教師提出了新的要求。長期以來,在使用現代教育技術手段進行教學方面,教師更多的是將黑板換成投影幕,將隨身攜帶的存儲設備換成在網上存儲,在課件上鏈接幾個網址,讓學生利用網絡上交作業,這樣就顯得自己多媒體化、網絡化了。這些做法,并沒有使學生因教育技術發展而獲得收益,其原因,是教師并沒有使用新技術新方法,或者說教師沒有掌握這些新技術新方法。為了讓教師能熟悉運用新技術,就要對教師的引導和培訓同步進行,特別是有關利用移動APP學習社區指導學生的方法、MOOC、創客課程、STEAM課程的學習,數字化教材、虛擬仿真資源使用等內容的培訓。

二、運用現代教育技術,強化學前教育專業畢業生的信息素養

利用現代教育技術對在校大學生能力的提升,先要立足于提升學前教育專業畢業生的信息素養。早期的信息素養,著重于對教學資源的查詢與利用,1989年,美國圖書館學會(ALA)認為,信息素養是能夠判斷什么時候需要信息,懂得如何獲取信息,以及如何評價和有效利用所需信息。而在當前,利用電腦與手機查詢教學資源,協助學習已經是大學生的一種本能。但隨著“互聯網+”以及大數據時代的到來,面對信息過載的環境,如何有效地運用、處理和評價信息已成為當前大學生面臨的一個巨大挑戰。為了解決這個問題,以信息管理為核心的信息素養被提出并得到廣泛關注:第一,信息意識:對信息的判斷力和辯證思維,能及時感知到信息的價值。第二,信息處理技能:與信息相關的基本知識和操作技能,包括信息檢索、存儲、處理等方面的能力,對信息進行挖掘和分析的能力。第三,信息應用:從對信息的分析處理中得出正確結論,解決實際問題的能力。第四,信息倫理與道德:在信息獲取、與使用過程中遵守法律,不違反道德規范。信息素養的提升,先是要在學校層面制訂一個培養大學生網絡信息能力的規劃,提出明確的目標和要求。然后,要完善課程體系,如開設“互聯網+”、大數據、新一代人工智能等現代信息技術課程,豐富大學生的信息素養內涵。接著是培養大學生良好的網絡信息意識,特別是對信息的分析、判斷和吸收的能力。最后還要加強信息道德與法治觀念的教育。

三、運用現代教育技術,全面強化學前教育專業畢業生的核心競爭力

(一)轉變教學方式,加強學生的理論學習

教育理論必須與實踐相結合,才能被學生理解和掌握。理論學習一直是學生學習的薄弱環節,對比其他課程,理論學習相對枯燥,不能激發學生的學習熱情。但理論學習如此重要,我們無法減少任何教育理論方面的課程,這就造成了一個很現實的矛盾,學生總是不能理解為什么要學習這么多看起來沒有用又難以理解的理論知識。對此,現代教育技術引入理論學習的傳統做法就是將多媒體引入課堂,增加課堂學習的趣味性,但實踐證明效果并不是很明顯。新形勢下,現代教育技術在教學方面有了很大的轉變,微課、仿真、翻轉課堂的出現使得學生的學習發生了根本性的轉變,由教師主導教學、教師引導教學全面轉向為學生自主學習、學生協作學習。結合理論知識,利用取自現實教學場景的片斷和過程向學生提出問題,使學生能夠使用理論知識理解問題和分析問題,從而掌握理論知識。

(二)利用現代科技,強化學生的專業技能

學前教育的專業技能,直接體現畢業生的工作能力,很多學前教育專業畢業生直到工作一兩年后才能勝任。大學校園內缺乏學生實踐的場所,為了解決這個問題,普遍使用的方法是增加教育實習時間。這里存在兩個較大的問題:第一,教育實習會擾亂幼兒園教學秩序,很多幼兒園,特別是比較有名的大型幼兒園并不是很歡迎實習生,這個問題普遍存在。第二,教育實習過程中,學生得到的指導相對較少,很多學生無法知道自己在教學過程中有什么問題,以及如何解決。學校的微格教學課和其他的實踐類教學課程雖然能夠在這個方面對學生的能力進行提升,但在很多時候,由于任課教師并不是幼兒園老師,幼兒教育的實踐經驗遠遠沒有理論強,很多時候對學生的教導流于形式。那么,利用互聯網的優勢可以在這方面有所作為,微格教學與幼兒園進行遠程關聯,聘請一部分幼兒園優秀教師遠程評價微格教學片段,提出改正意見,對學生的變化進行評估,使得學生能夠修正錯誤。同時,可以對幼兒園課堂進行遠程連接,在約定的時間內進行課堂直播,讓學生遠程觀摩幼兒園優秀教師的教學活動,使學生能夠得到第一手教學資源,通過指導教師的分析,獲得最直觀的教學經驗。

(三)建立虛擬環境,提升學前教育專業畢業生的溝通能力

教育專家有這樣的觀點:一個人在18歲之前的成長過程,家庭教育的影響占比超過60%,學校教育占30%,還有10%的影響來自社會教育。這說明,學校與家庭的聯系非常重要。而在校學前教育專業大學生就算是參加實習,也很少有與家長打交道的機會。但與幼兒家長的溝通如此重要,學生必須掌握這項能力。運用現代教育技術的手段,我們可以將幼兒園老師與家長溝通的問題總結歸納并且虛擬一個幼兒園的家校環境,在這個虛擬的家校環境中,可以由老師、同學或者同學家長扮演幼兒家長,這樣就可以鍛煉學前教育專業學生與幼兒園學生家長遠程交流的能力,提高學前教育專業學生與幼兒園學生家長溝通的能力。

(四)充分利用“互聯網+”,提升學前教育專業畢業生就業的能力

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美國著名的心理學家和教育家霍德華?加德納(Howard Cardner)于1983年在《智能的結構》一書中系統地論述了一種全新的人類智能結構理論――多元智能理論。該理論認為人類的思維方式即認知世界的方式是多元的,除了語言智能、數理邏輯智能兩種基本的智能外,還有其他七種智能,即音樂智能、空間智能、身體運動智能、人際交往智能、自我認識智能、自然觀察智能和存在智能。[1]多元智能理論自提出以來,就引起多個國家和地區引起強烈反響,我國教育界越來越認識到多元智能理論的重要價值,認為“多元智能理論是對素質教育的最好詮釋?!?/p>

傳統的以“以智商式思維”為理論依據、以紙筆測驗為唯一方法的評價系統扼殺了絕大多數學生多方面智能的發展。[2]因為智能并不是簡單地平行地存在著,我們日常所說的能力實際上是多種智能的組合,智能之間的不同組合就體現了學生間的智力差異。因此,在教育游戲的設計中,我們應該從開發學生的多元智能出發,充分運用現代技術手段,激發學生的學習激情,讓學生充分發掘自己的優勢智能,鍛煉自己的弱勢智能,從而自信地學習并且有所作為。

二、教育游戲的發展現狀

教育游戲一詞誕生于上世紀80年代的美國,由此,一些學者對游戲的教育功能以及游戲在教育中的運用做了一些研究。在我國,隨著電腦游戲的普及,對教育游戲的認識和研究也開始起步,但是到目前為止還沒有一個明確的定義。德國的沃爾夫岡?克萊默在前人的基礎上對游戲作了一個界定,他認為:“游戲是一種由道具和規則構建而成的,由人主動參與,有明確目標,在進行過程中包含競爭且富于變化的以娛樂為目的的活動。它與現實世界既相互聯系又相互獨立,能夠體現人們之間的共同經驗,能夠體現平等與自由的精神?!保?]我國將教育游戲“定義”為能夠培養游戲使用者的知識、技能、智力、情感、態度、價值觀,并具有一定教育意義的計算機游戲類軟件。[4]

隨著計算機軟件和網絡的發展,教育改革勢在必行,教育游戲作為一種新生事物,它的研究和開發得到了游戲開發商、教育界的極大重視。目前我國市場上出現的教育游戲軟件主要有奧卓爾系列、游戲學堂系列和網游學堂等。這些教育游戲在一定程度上激發了學生的學習興趣,能夠通過游戲的形式達到教育教學的目的,但還存在一些問題,主要表現在:游戲和教學內容的結合不夠緊密,很多教育游戲只是停留在與教育結合的表層,沒有很好地將教學目標和游戲真正地融合在一起,導致教育游戲與教學的脫節。另外游戲的開發者一般僅僅只是一些計算機專業人士,沒有相關的教育教學研究背景,不能很好地對學生的認知特點及各種教學理論進行剖析,從而導致了游戲的教育性不足。

所以在教育游戲的開發過程中,我們應該從實際情況出發,從培養學生的能力出發,將多元智能理論貫徹于其中,充分發掘學生的潛能,促進學生綜合素質的提高,從而改善教育游戲的現狀,實現真正意義上的“教育”和“游戲”相結合。

三、教育游戲中多元智能的開發

在虛擬的游戲世界里,學生的知識水平、智力結構、年齡分布等多有較大的差別。因此教育游戲的設計要考慮到玩家的特點,這樣才能使得教育游戲更加貼近學習。[5]由于每個人的智能發展水平存在差異,主要是這些智能在每個人身上的組合方式、發展順序、表現形式不同,所以我們在進行游戲的設計時要考慮到多方面的因素,進行全面的角色設計,使玩家在游戲的過程中充分發揮自己的優勢智能,同時培養其他各項智能。在教育游戲的設計中玩家的年齡結構也是不容忽視的,我們應該根據各年齡學生的智能特點分成幾個階段進行設計。我們應該根據維果茨基的“最近發展區”理論注重對培養各項智能的任務加深設置,使學生始終處在逐漸挑戰自己的過程中。

在信息化教學的背景下,隨著網絡技術的發展,教育游戲充分應用現代信息技術,做到教育與游戲的完美結合,從多種角度出發來培養學生的多元智能。所謂的信息技術就是指用于管理和處理信息所采用的技術的總稱,本文所指的主要是計算機科學和通訊技術,包括計算機網絡、多媒體技術、圖像、視頻以及其它相關信息技術的應用。只有把所有的技術手段完美結合,才能提升學生對各種教學信息的接受和處理能力。

1.多媒體技術與多元智能

多媒體技術指用于計算機程序中處理圖形、影像、影音、聲訊、動畫等計算機技術。[6]在教育游戲中應該充分發揮多媒體技術的威力,以發展學生的言語智能、數理邏輯智能、音樂韻律智能等。在教育游戲的設計中,我們應該從教學目標出發,創設情境化的學習環境,讓學生在游戲的過程中加強與同伴的合作,培養人際交往能力及協作能力。學生在利用多媒體進行游戲的過程中可以進行文字處理、數據分析、作圖繪畫、編曲欣賞、多媒體創作,從而使得學生的語言能力、數學邏輯能力、音樂能力等多種智能得到發展。

2.虛擬現實技術與多元智能

為了達到教育與游戲的完美結合,在多媒體技術和人工智能技術相融合的條件下,我們應充分利用虛擬現實技術,以游戲的方式展開教學活動,讓學生在虛擬的環境中進行學習、模擬活動,從而使得學生的空間智能、身體運動智能以及自然觀察智能也得到全面充分的發展,使得學習過程真正成為學生積極地建構知識和掌握技能的過程,而不再是單純的記憶和枯燥的模仿。

3.虛擬社區與多元智能

我們還可以利用計算機網絡,建立虛擬游戲社區,通過協同、伙伴、競爭與角色扮演等方式來有效地促進學生的人際交往智能的發展。在協作的過程中,教師應該引導學生進行異質性分組,實現學生間的智能優勢互補,促進學生的整體發展,在合作的過程中完成教育游戲的闖關活動。

四、小結

總之,越來越多的專家已經意識到教育游戲所具備的潛力,但是將教育與游戲實現完美結合還存在不少的障礙,教育與游戲結合來發展學生的多元智能還處在不斷探索之中。隨著教育信息化的發展和計算機技術的不斷進步,教育游戲也將面臨著新的改革,如何在游戲中貫徹教育,如何在游戲中培養學生的多元智能將是一個新的研究熱點,將為教育改革帶來新的氣息。

參考文獻:

[1][美]霍德華?加德納著.沈致隆譯.多元智能[M].北京:新華出版社,2003:18-30.

[2]陶西平.多元智能在中國[M].北京:首都師范大學出版社,2004:6.

[3]孫蒞文,鄧鵬,祝智庭.基于娛教技術的體驗學習環境構建[J].中國電化教育,2005,(7):24-27.

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二 論文集主題與作者信息

為保證論文的質量和吸引廣大學者的積極參與,本次會議收錄的論文被IEEE出版,并送交工程索引(EI)檢索。當然,這也是前14屆高質量的會議成果鑄就了今天的國際認可,從這一層面也可看出主辦方為促進學術繁榮所做的努力。

1按論文主題劃分

本次會議收到來自大陸、臺灣、香港、新加坡、日本、非洲等國家或地區的學者積極投稿,共收到論文1327篇,經過嚴格的評審后,錄用論文414篇,錄用率為31.2%。其中張貼論文73篇,大會最后還評出優秀論文22篇。論文集緊密按照大會主題進行編訂。

從表1數據可以看出“計算機支持的協作學習與人工智能教育應用”和“數字化學習環境構建和教育軟件設計”來稿數量不相上下,依然沿襲往屆的特征,說明在計算機的教育應用領域,學習環境的構建和教育軟件的設計是熱點?!敖逃螒蚺c非正式學習”的篇數緊跟之后,并且與往年相比,數量有所上升,表明在游戲中教育和組織非正式學習受關注度較高。而“ICT在華文教學中的應用”與往年相比數量有所下降,這與大會召開的地理位置相關:本次會議在大陸召開,而此主題研究者多為臺灣地區。經研究分析,本次大會研究熱點和重點話題基本與往屆相同。

2按作者來源劃分

本次會議收錄論文的作者是來自全球各地的華人,筆者按照第一作者所在單位統計得表2:

分析表2的數據得知,除了中小學教師論壇,其他主題論文的作者半數以上來自大陸地區,除了地理優勢外,在教育信息化背景下,大陸地區的研究者積極參與學術研究,推動教育信息化穩步發展。

三 會議內容聚焦與評述

會議邀請來自于大陸、臺灣、香港、新加坡、日本、非洲等地教授、學者做了四個大會主題演講和十個專題討論會,另外還組織參會者對杭州勝利小學進行半天的參訪活動。

1大會主講

香港大學羅陸慧英教授以“信息技術促進教育創新的可持續發展”為題,認為教育是一個復雜的系統,是由多個要素及其相互作用組成,任何一個單一的教育創新的做法都不會成為未來的教育模式。把信息和通信技術引進課堂教學,是對傳統的教與學模式的“破壞性”轉型。羅陸慧英教授以一個園區的變化為喻,提出要從生態系統的角度來處理教育創新問題,并給出了五項教學改革可持續發展的生態條件:一是政策,即跟變革相配合的明確的政策方向和壓力;二是鼓勵和支持策略,即適當的政策措施以栽培嶄新實踐的出現;三是專業連網,即教育人員專業戰略協作和聯網機制:四是為學習而建的架構,即機構學習是教學改革可持續發展的關鍵;五是學習•信息技術•技術,即以信息技術作為教學創新的物質體現、中介和基礎設施。羅陸慧英教授的報告從系統的宏觀角度深刻分析了信息技術能夠促進教育創新,但是教育創新改革的可持續發展過程艱難,需要五項條件統籌配合。

華中師范大學楊宗凱教授主題演講的題目是“深化融合,支撐創新――關于教育中長期規劃教育信息化問題的思考”。楊宗凱教授作為國家教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)編制專家組組長,以《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》第十九章“加快教育信息化進程”的內容及國際教育中長期規劃的需求為背景,闡述了對我國教育信息化發展的思考。在報告中,楊教授指出我國的教育信息化整體上處于起步、應用階段,并結合我國教育信息化發展現狀,介紹了國家教育信息化十年發展規劃編制的指導方針、工作方法、整體風格以及四部分的成果,讓所有教育工作者提前學習到國家教育信息化十年發展規劃。最后楊教授還歡迎大家在國家教育信息化十年發展規劃的意見稿推出時給出自己的意見和思考。

臺灣科技大學黃國幀教授主題演講的題目是“移動與泛在學習的研究趨勢與應用”。在報告中,黃教授完整的介紹了移動與泛在學習的定義、實現架構及研究趨勢,同時結合實例說明過去的教學工具與策略如何與新的科技結合,獲得良好的教學效果。黃教授已發表超過350篇與數位學習及智慧型系統相關的論文及著作,在演講中,黃教授展示了多個在自然科學及鄉土教學方面的實際應用策略及成果,不僅為教師和研究者提供了具體的參考內容,還為研究生樹立了在實際教學活動中研究的典范。最后,黃教授總結說“教育為本,科技為用”,指出了所有的科技都是教育中的工具,教育才是重點。

華中師范大學祝智庭教授在大會最后一天下午以“中國基礎教育信息化新發展:從班班通到教育云”為主題,分析了在落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》背景下,我國基礎教育信息化現狀與發展趨勢,提出了班班通到教育云的發展路線。在報告中,祝教授先介紹代表國內先進水平的“綠色班班通”解決方案以及在全國各省市的推廣應用狀況;接著推出基于大教育裝備的“綠色教育云”開發計劃,介紹其核心技術及服務框架;最后就如何通過電子書包作為云端個人學習環境,介紹具有前瞻意義的電子書包系統功能建模,以及電子課本――電子書包技術標準研究進展。據了解,電子書包已經在上海、揚州的部分學校進行開發使用。祝教授的報告內容吸引了眾多華人的興趣,臺灣、香港等地專家學者紛紛提問,表示對此研究的支持和認同。

2 部分子會議報告綜述

據統計,此次大會的子會議共有182場,同一時間段有5場報告在同時進行,筆者選取部分報告進行綜述分析。

(1)移動學習與泛在學習

移動設備的迅速普及和相關技術的飛速發展催生了移動和泛在學習,創造了這兩種新型的并極富潛力的學習模式。移動與泛在學習(臺灣稱為“行動與無所不在的學習”)歷來是GCCCE大會研討主題之一。從本次會議的收錄論文來看,移動和泛在學習以臺灣學者研究為代表,并以自然科學和英語學習為實例,以混合學習、泛在學習等理論為理論基礎,以當下流行的技術設備為工具和手段,以實證研究等為研究方法,探討相關的學習環境、學習模式、學習活動等。

(2)教育游戲與非正式學習

在娛樂中學習的思想催生了教育游戲,經統計發現,該主題主要是臺灣地區研究生作為畢業論文的熱門選題范圍之一,研究的思路是以一定心理學方法或策略為基礎,用量表、問卷等工具,并結合各種教學策略,設計各種教育游戲,對學生進行實驗研究。其中,以國立臺灣師范大學佳燕的題為《目標層次與鷹架策略對國小學童程序設計學習成效與認知負荷之影響》和國立臺灣科技大學宋涵鈺的題為《基于凱利方格之游戲學習模式對改善學習成效及態度之研究》為典型。此類選題的角度、研究方法和研究重點值得大陸的研究生借鑒。

(3)ICT在華文教學中的應用

在華文教學中寫作課程的教學是一大難點,很多非大陸地區的華文研究者都在研究如何更好的利用ICT提高學生的寫作能力。在報告中,臺灣國立成功大學的蘇彥寧團隊的《導入網絡同儕互評策略于國中寫作課程之學習環境建置與初探》和新加坡教育部教育科技司Jo KimLee團隊的《線上作文互評功能在教學上的設計與使用》不約而同的用到學生的線上互評策略,此策略吸引了與會者的興趣并展開熱烈的討論。該主題的主持人陳明溥教授最后總結時指出,在華文教學中,不管使用何種策略,對社會性軟件的選擇很重要,而學生對社會性軟件的使用熱情度與學習環境的設計或學習活動設計相關,因此學習環境的設計或學習活動的設計才是提高學生寫作能力的重點。

(4)計算機支持的協作學習與人工智能教育應用

從論文投稿和報告數量來看,計算機支持的協作學習與人工智能教育應用是目前的一大研究熱點和重點。北京師范大學蔡蘇代表他的團隊做了題為《基于三維交互虛擬學習環境的案例開發與探究》的報告,報告中以四個眾所周知的數學案例――天體運動、牛頓第一定律、牛頓第二定律、單擺運動展現了三維交互的虛擬學習環境,最后還用增強現實技術現場展示了這四個案例,吸引了眾多與會者的注意和探討。不得不說,隨著虛擬現實技術的發展,尤其增強現實技術,計算機支持的協作學習與人工智能在教育中的應用前景會更寬泛。

(5)數字化學習與企業培訓

數字化學習與企業培訓是計算機在非正式教育領域應用的典范,但一直受到教育界的關注和研究,在往屆的GCCCE大會中數字化學習與企業培訓就受到專家及學者深刻探討,當然此次大會也不例外。臺灣師范大學張基成教授的《臺灣企業數位學經驗與個案》的報告是有關中小企業網路大學校在臺灣的實施和推廣。這個網路大學校的建設是為滿足臺灣企業從業人員、中小企業的自主性學習需求,課程內容淺易入門、廣而多元,為臺灣中小企業營造了數位學習的氛圍,其運營模式主要包括學習入口網、學習平臺、教材管理、學習服務、組織學習、推廣服務和專案管理。這個中小企業網路大學校為逐漸興起的企業大學的建設提供一個好的案例。

南京師范大學張義兵老師的《企業培訓課程的設計與開發》是以蘇寧電器的員工培訓為例,介紹了他為蘇寧電器設計和開發的培訓課程的階段成果。針對蘇寧電器的要求,張老師對蘇寧電器進行知識管理、培訓教材設計、網絡課程設計和e-learning策劃。張老師的研究告訴我們企業培訓沒有通用的課程,不同的企業、不同的工作性質、不同的員工培訓的內容都是不一樣的。所以,要深入研究企業培訓,先深入掌握企業各個崗位和員工特征。

四 GCCCE促進教育技術發展

經筆者調查統計,發現到會作報告的專家學者多是教育技術專業的背景或是與之相關專業的背景,徐州師范大學更是有20多名研究生參加,可見此次大會在教育技術人心中的重要性。計算機應用于教育是教育技術電教發展道路上的一個標志性的分支階段,不僅因為計算機技術的發展越來越廣泛,應用越來越深入,更因為提高教育質量是教育技術的根本問題和使命。

1 名稱問題

2011年4月20日教育部了《普通高等學校本科專業目錄(修訂一稿)》的意見征求稿,提出將“教育技術”更名為“教育信息技術”。對于此問題,《電化教育研究》雜志社通過新浪微博平臺廣泛征求了改名問題的意見和建議,眾多教育技術學專業的專家參與討論并給出自己的意見。根據微博留言可知大家意見不一,總體認為教育技術更名是必要的,但是更名為“教育信息技術”是不合理的。

眾所周知,教育技術在發展過程中先后出現了多次更名的現象:教育技術起源于“視覺教育”,后來更名為“視聽教育”,再到“視聽傳播”,發展至我國曾有學者(至今有學者)稱為“電化教育”,最后到廣為大家接受的“教育技術”。我們不難發現教育技術的名稱變化過程中技術的發展起到了重要的作用。于是教育技術是否要更名,免不了要考慮技術是否又發展到一個新的階段。然而,縱觀此次會議中所有專家學者在報告或論文中所用到的技術發現,專家學者們都在強調計算機在教育中的應用,并沒有提出新的技術,只是技術使用過程中方法的創新。鑒于此點,筆者認為教育技術更名還沒有更名的必要。但是在此次會議中,許多大陸的專家學者提到教育信息化的背景,他們指出我國還處在教育信息化的起步、應用階段,要達到教育與應用的融合發展還需要經過融合和創新階段。另外“教育技術”的名稱畢竟是從國外引進,并不具有中國特色。考慮到以上兩點,筆者贊同一些專家在微博中提出的更名為“信息化教育”的說法,同時“信息化教育”說明了教育技術的重心在教育,從而避免了教育技術姓“教”還是姓“技”的爭論。

2 技術促進教育

正如臺灣科技大學主題報告時所說“教育為本,科技為用”,教育技術的根本落腳點也是在教育,任何的技術(包括計算機相關技術)都是為提高教育的手段。我們關注技術的不斷創新與應用,更強調是各種新技術下的教育能否得到提高甚至改革。

此次GCCCE(2011)大會“數字化學習與企業培訓”的主題會上專門安排了一場由清華大學、中國教育技術協會鐘曉流教授所做的題為《關于中國教育技術行業標準研制》的報告。2010年5月12日中國教育技術協會在清華大學成立了中國教育技術協會技術標準委員會(下稱“標委會”),專門從事教育技術行業標準的研究與制定工作。鐘教授的報告內容是標委會提出的在2011年開展并完成《多媒體教學環境規范建設》研究與制定工作的成果。《多媒體教學環境規范建設》的研究與制定是由清華大學、北京大學、浙江大學、上海交通大學、中國科技大學、南京大學、東南大學等50所高校的65位專家和教育技術領軍企業的10位專家共同參與的,并分為六個小組分別從以下六個方面進行研究與制定:供配電、網絡和建筑物理環境,音頻環境與擴聲系統,視頻環境與視頻設備,智能化控制系統,語言實驗室與教學資源系統,系統集成。聲、光、電等技術的飛速發展和應用改變了人類的許多方面,《多媒體教學環境規范建設》的六個方面正是在聲、光、電等技術的應用基礎上從硬件和軟件兩個角度同時改善了傳統的教學環境,并徹底改變了一黑板一粉筆的教學設施。

篇12

一、文獻綜述

“大智移云”是當前重要的信息化技術,并對會計產生了重要影響。劉智慧和張泉靈從大數據技術的重點應用領域著手,梳理匯總了大數據處理的一般流程以及關鍵技術,總結出了大數據的概念特征[1]。南云芙認為,“大智移云”將促進新一輪產業革命的發展,是新一輪產業革命的先行官、大趨勢[2]。王海洪從“大智移云”對會計數據的影響、會計準則的影響、會計工作方式的改變、對會計人員的影響等多方面進行歸納整理,認為傳統會計將轉化為“業務財務、共享財務、戰略財務”三個層次,會計數據處理將更加實時、多維,區塊鏈技術可保障會計信息安全、管理效率的提高,會計人員將轉型為管理型人才[3]。田高良認為技術環境、商業模式、社會環境變化需要全才的培養[4]。楊舒認為傳統會計理論已不能滿足企業需求,“大智移云”帶來的極大的信息流,使財務會計工作所需處理的信息數量和種類劇增,對會計人才的知識結構、網絡技術和技術水平有很高要求[5]?!按笾且圃啤北尘跋拢瑫嫿虒W必須進行改革。郭陽萍認為,“大智移云”應與課堂相結合,引導老師形成互聯網思維,應用直播課、微課、移動學習等新教學方式[6]。宋榮興、張雪雁認為,會計人才培養應以業務為導向,將業務流、資金流和信息流“三流合一”,應樹立大會計理念,做到“產教融合”“科教融合”[7]。董紅杰探索了財會類專業“一主線五模塊”人才培養方案,提出了“三元共育、四環緊扣、五階遞進”的協同育人模式[8]。徐倩認為,“云會計”和“財務共享”中心的產生提高了財務工作效率,物聯網和區塊鏈技術改變了傳統會計模式,應從創新課堂教育、建立和完善多層次導師聘用機制上予以改進[9]。葛超群認為,會計人員應由專業型轉向綜合型,重視跨界融合能力[10]。袁奮強、王志華從教師評價制度、課程設置和慣性思維三方面剖析了會計本科人才培養體系變革的困境,提出了以人才培養目標和規格為基石,以課程建設為依托、以教材修訂為落腳點,以教學形式變革為保障,以師生慣性思維改變為突破口,以優化評價制度為導向的人才培養體系[11]。從以上研究可以看出,現代信息技術的發展使會計信息的生成方式發生了巨大變化,對會計職業、會計理論、會計人才培養提出了更高的要求,會計本科教育作為重要的會計職業的準備階段,對會計教學進行改革是必然選擇。

二、“大智移云”對本科會計教學帶來的影響

會計本科教育作為會計專業學生的職業能力準備階段,應順應經濟社會環境的變化和發展的需要,直面信息技術沖擊進行相應的改革?!按笾且圃啤睂Ρ究茣嫿虒W帶來的影響主要體現在以下幾個方面:第一,會計教學理念發生了變化。業財融合、財務共享、價值創造、戰略管理、智能財務已成為新時代會計人才培養應具備的新的視野和能力,應融入會計教學的全過程。第二,會計教學的內容和模式發生改變。傳統的會計職能在“大智移云”平臺下得到了創新,會計行業的工作空間和模式也發生了較大的改變。會計教學內容應體現信息技術革命所帶來的影響,會計教學的方式呈現出多樣化,線上線下混合教學方式的開展、資源共享課程平臺的應用、以學生為中心的翻轉課堂形式均要求改變傳統的教學方式。第三,對傳統會計理論形成沖擊。企業商業模式和會計業務模式的變化,對傳統的歷史成本屬性、收入費用觀、靜態價值觀提出了挑戰。在“互聯網+”背景下,信息體量陡增和信息種類復雜化也對會計信息的及時性和真實性提出了更高的要求。會計核算職能也逐漸向會計信息系統轉移,會計教育的重心由財務會計轉向管理會計。第四,對會計人才的數據處理能力提出了更嚴格的要求。賬務系統的電子化、信息化、網絡化改變了會計信息的生成方式,提高了財務管理的效率,同時也對會計從業人員的知識體系和管理素養提出了新的要求。

三、目前我國高校本科會計教學的問題分析

(一)信息資源的共享程度提升,傳統教學模式須變革。受傳統教學模式的固有思維影響,教師在教學中往往追求在固定的時間、固定的空間進行線下授課,這種教學方式雖然能夠在短時間內體現出其教育教學效果,但是從長遠發展的角度看成,會對學生的思維意識和個人能力產生極大的抑制。固定化、模板化的教學模式是不符合發展的,學生易產生依賴和疲倦心理,影響到學生對知識的自主探索,缺乏發現問題和解決問題的積極性,導致學習效果欠佳。長此以往,不僅學生的學習成績難以得到恒定的提升,教師的教學效率以及學科專業的教學質量也會顯著下滑。再者,教師的傳統教學理念使其在教學中忽視了學生的主體地位,多是以教師的講解為主,學生只能被動地接受知識,缺少思考和與教師的互動。雖然有不少高校提倡“翻轉課堂”的創新教學模式,但模式的開展仍停留于形式;雖然在教學過程中強調以學生作為課堂的主體,但教師在課程中對學生的反饋效果不佳,使得課程對學生創新思維和團隊協作能力的培養達不到“翻轉課堂”的初衷。互聯網拓寬了信息來源渠道,通過網絡可及時檢索信息,可以擴展知識面,豐富思維方式。互聯網的便利也為會計教學方式提供了多樣化的選擇途徑,移動終端的廣泛性和便捷性突破了場地和環境的固有限制,使得教師和學生之間的距離拉近,但在海量信息面前,學生缺乏甄別能力,受到大數據對信息推薦和篩選的影響,無法獨立判斷信息的真偽,思維受到定向投放的信息影響,在挑選過程中缺乏自主判斷和思辨能力,這些導致注意力分散進而降低了學習效率。教師必須要根據社會的需求來更新教學方式和教學理念,將互聯網的優勢與傳統線下教學教學方式的優點加以結合,才能使教與學的效果得到雙向提升,使培養的學生可以更加符合社會需求,為社會所用。(二)信息技術拓展了會計教學內容,課程及專業需重構和融合。目前高校本科專業課程設置主要以制造業為背景,以核算課程為主,教給學生的是概念、公式、分錄和準則條文,課程結構不合理,課程之間分得太細,過分強調與會計相關;現有課程體系缺乏人文素質、課程思政方面的元素,應對“大智移云”背景下所需要培養的專業技能課程開設較少,課程教學內容簡單化、片面化,不能滿足信息化發展的需要?,F階段會計實務對學生實踐能力和動手操作能力的要求越來越高,而基于高校傳統的課程體系,學生所形成的素養仍停留于理論層面,無法落地,實踐能力培養存在缺陷,這就導致學生就業后無法滿足企業對會計人員所既定的能力標準。此外,高校教材更新滯后、教材偏理論導致學生在就業中難以將學校學習的知識應該用到實處。高校對于實驗課程雖然設立但課程創新度不夠。教師授課模式多以先展示、再操練的形式為主,學生通常不用過多的思考就可以照本宣科地完成,這種方式所達到的實踐效果并不高,導致學生在面對復雜多變的實際問題時,缺乏獨立思考,沒有做到將理論知識落地。由于會計業態的變化和社會對會計專業學生能力要求的變化,會計專業應跨界融合,在教學內容方面應融入現代信息技術、戰略管理、商業模式、財務云與財務共享等課程,實驗課程體系應融合現代信息技術方法、管理會計方法、現代決策應用等內容,體現系統性、綜合性、實用性。在教學方式上應采取線上線下混合教學方式、以教學平臺為信托的一體化教學方式、深化以學生為主體的翻轉課堂教學方式。(三)信息社會對會計人員職業能力要求提升,培養模式要創新。在“大智移云”背景下,大部分企業都能對變化做出快速應對,結合信息技術和互聯網環境,構建屬于會計行業的新工作模式,營造良好的工作環境,提升工作效率。現代化企業需要的是管理技術人才,這意味著會計執業者不僅僅需要掌握扎實的專業知識,還需具備一定數據分析和管理預測能力。因此,學校對于會計專業學生的培養,不僅需要會計基本職業素養的培養、會計專業知識的傳授,而且要結合“大智移云”時代背景要求,側重學生數據分析、預測和決策能力的建立。但從會計專業教學現狀角度分析,高校對會計人才培養雖有貼合信息時代要求,但仍然更加青睞于傳統的培養方案,側重于學生的專業知識和理論儲備,對于實踐應用和動手操作能力的培養較為薄弱,不重視會計的管理決策職能,重財務會計輕管理會計。會計專業人才培養體系本身具備著較強的特色性和目的性,這要求教學活動的開展需要迎合學生日后就業所需技能的需求,人才培養應當從企業人才需求以及學生就業的角度去考慮問題,擬定符合市場需求的培養方案,并針對性開展教學活動,以保障培養效果與就業的契合度。但現階段,技術要求日新月異,其遠超于高校人才培養體系的更新速度,會計人才需求與供給的買方市場已經形成,但學生培養的閉門造車現象仍然很普遍,這種現象進一步說明人才培育沒有從供給側出發,高校缺乏與企業的實時溝通,沒有積極將現階段企業所應用的會計信息技術及時反饋到人才培養方案中,也沒有針對社會對會計職業能力要求的改變做出快速反應,學生往往對相關行業領域以及具體的企業工作模式不夠了解,導致學生的學習質量和學習效果都存在缺陷,以校企合作、科教融合為基礎的協同育人培養模式創新勢在必行。

四、“大智移云”下會計本科教學改革的措施

(一)直面“互聯網+”,提升教師教學能力。“大智移云”對教師信息技術能力提出了更高的要求。一是幫助學生形成互聯網思維。在課堂教學中,教師不僅以教材內容和大綱作為教學基準,還需結合學科特點和就業需求來開展針對性教學,將最新的信息技術代入課堂教學,將最新的會計環境變化納入課堂教學,將最新的會計實務和會計案例嵌入課堂教學,順應教育部“課堂革命”要求,促使專業知識更加形象、具體地展示到學生面前,切實幫助學生形成“大智移云”的互聯網思維。二是理論教學與實務教學并重。學生理論知識的掌握和實踐能力的培養被放在同等重要的地位,一方面應夯實學生的會計專業理論知識基礎,另一方面應促進信息技術與會計專業實踐的融合,為后續的實習、實踐活動提供充足的原動力。三是注重傳統教學方式與互聯網技術的融合。在高校會計專業教學革新的探索過程中,教師應當積極吸收和學數據、云計算相關領域的知識,尋求將傳統教學與其有機融合的途徑,打造出嶄新的教學模式。應及時轉換固有理念,大膽嘗試不同的信息技術手段來進行輔的教學,積極利用線上資源,熟練掌握線上課堂教學所必備的知識技能。這不僅僅要求在授課后重視學生掌握課程的情況,而且要求課后操練和展示的形式多樣化,與學生互動可借助互聯網平臺移至線上,對學生考核、指導學生進行開放式訓練也可線上進行。四是重視教師繼續教育的實施與考核。高??啥ㄆ诮M織專家開展培訓和講座,通過繼續教育考核和互聯網教學沙龍,結合教學活動制定相應的考核機制,以提升教師對“大智移云”相應知識技能的接納程度,以此來鼓勵教師大膽創新。信息技術的高速發展使得學生的會計學習突破了時間和空間的限制,進行會計教育時應注重培養學生對會計學科的興趣,培養學生學習自主性和批判性思維能力,培養管理會計意識。(二)優化課程體系,構建網絡教學平臺。會計學科、會計專業、會計課程是包含的關系,會計課程是基礎,課程的開設是會計人才培養的關鍵環節。課程設置順應會計環境的變化不斷進行優化,滿足經濟社會發展對會計人才的需要,是會計專業、會計學科發展的生命力所在。一是要優化課程設計。隨著信息化的發展和商業模式的變化,社會對會計人員職業能力結構提出了新的要求,在知識體系上強調傳統會計、財務、審計專業知識之外的計算機、信息、決策等知識,在能力結構上強調會計業務處理能力基礎上的數據收集和分析的能力、基于戰略管理高度的決策能力,在職業素養上不僅強調專業素養還應具備人文素養。因此,在會計專業的課程設計環節,應體現“大智移云”給會計職業帶來的影響,考慮到業財融合、財務共享、財務云、決策型會計這些新的變化,可設置智能會計、智能財務等專業方向、可增加大數據、人工智能、商業模式等課程,也可在現有課程中將以上的新變化嵌入。二是要做好線上與線下的課程分布和課程內容分布。應當結合網絡課程的便捷性與實體課程的高效性進行適當比例的搭配,同一門課程,有的內容可通過課堂教學進行,有的內容可通過教學平臺線上進行。網絡課程和線上教學是“大智移云”平臺下會計教育創新的核心體現,也是互聯網教育帶來的關鍵資源。因此,對課程的設計會直接影響會計信息化教學的質量。高校應基于不同類型的課程內容在會計本科教育中的作用與地位,建立清晰的網絡課程結構。三是要建設好網絡教學平臺。高校還應搭建屬于自己的網絡課程學習平臺,為線上線下的混合式教學開展提供保障。應注重網絡后臺的建設,提高網絡的暢通性和安全性,為線上課堂提供堅實后盾。應豐富網絡平臺的內容,將會計改革的內容、會計實務界面臨的新問題、會計研究的最新動態、典型的會計案例納入,讓學生直面會計理論和實務的最新變化,去體驗會計角色的代入感,去發掘感興趣的研究課題,充分發揮教學平臺的綜合性作用。(三)加強校企合作,創新人才培養模式。2017年度12月,國務院辦公廳印發的《關于深化產教融合的若干意見》指出,充分調動企業參與產教融合的積極性和主動性,強化政策引導,鼓勵先行先試,促進供需對接和流程再造,構建校企合作長效機制。2019年9月,國家發改委、教育部等6部門印發的《國家產教融合建設試點實施方案》指出,大力支持應用型本科和行業特色類高校建設,緊密圍繞產業需求,強化實踐教學,完善以應用型人才為主的培養體系。企業作為就業終端,能夠更快的對會計專業人才的需求做出及時的調整,通過向高校學生提供實習機會,學生可以通過這些真實的經濟業務提高實踐能力,構成良性循環。校企合作教學過程的開展能使學生借助實習平臺將學校內教師傳授內容落地至企業的實踐中。高校應與企業建立長期戰略合作關系,應當更加關注終端需求,從學生角度出發,積極收集學生就業后的反饋信息,做出及時的調整。為此,加強校企合作也是促進教學質量提升,實現教育改革的重要手段。校企合作的主要內容就是讓學生將學校學習到的知識內容在企業中應用到實處,增強理論知識和實踐能力,并以就業為教學目標。校企合作的方式包括共同制定人才培養方案、共同開發實踐教學課程、共建實習基地、實行學生培養的雙導師制、產業教授的評聘、實務專家進課堂、共同進行課題研究、共同舉辦產業學院等。校企協同育人培養模式的創新是提高會計本科人才培養質量的必然選擇。

“大智移云”時代,高校會計教育教學模式的變革是一項循序漸進的系統工程,需要學校、教師、學生的一致行動,需要信息技術的結合、教學理念更新、輔助教學平臺的協同。這不僅對一線教師提出了挑戰,還對計算機科學、網絡信息技術和會計學科的交叉融合提出了新要求。黨的提出了建設數字中國、智慧社會、網絡強國的要求,發展數字經濟、共享經濟,培育新增長點、形成新動能,推動人工智能、互聯網、大數據與實體經濟的深度融合是大勢所趨,會計本科教學應關注“大智移云”給會計教學帶來的影響,培育互聯網思維,創新人才培養模式,更新教學內容與教學方式,以提高人才培養質量為根本,積極推進本科會計教育的改革和發展。

參考文獻:

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[2]南云芙.河北廊坊:推動“大智移云”產業發展[J].中國財政,2017,(20):54-55.

[3]王海洪,肖洋洋.大智移云技術對會計影響的文獻綜述[J].會計之友,2018,(24):61-64.

[4]田高良.大智移云時代產教融合與管理人才培養探討[J].世界教育信息,2018,31(21):78.

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[8]董紅杰.大智移云時代財會類專業人才培養實踐與探索[J].財會通訊,2018,(31):40-42.

[9]徐倩.“大智移云”背景下高校會計教育教學創新模式探析[J].納稅,2019,13(8):59-60.

篇13

一、需求分析

(一)推進教育信息化的需要

上個世紀以來,國際教育界開始了以多媒體技術、數字通訊技術、網絡技術、人工智能技術以及虛擬技術為特征的信息技術廣泛應用的發展趨勢,被稱之為教育信息化進程[1]。信息技術在教學中的廣泛應用,不僅改變了人們的工作和生活方式,也意味著我們傳統的教學模式發生了有史以來最為深刻的變革,更重要的是對教育思想、觀念、模式、內容和方法產生了深刻的影響。

(二)精品課程建設的需要

隨著大眾化教育時代的來臨,如何提高教育教學質量成為教育成敗的關鍵,國家精品課程建設是實施教育部“高等學校教學質量與教學改革工程”,為不斷提高教學質量而推出的一項重大戰略舉措。教育部在2003年就提出了每門課程必須全程錄像,并以網站形式實現共享的信息技術整體要求,而且在對精品課程的建設評估指標體系中就教學內容、教學條件、教學方法與手段和教學效果四個具體方面提出了信息技術具體要求。

二、指導思想

(一)基于信息技術條件下的教與學的思想

教育中的信息技術條件我們可以從三個方面去闡明:一是從技術上可以理解為多媒體化、數字化、網絡化、智能化和虛擬化;二是從理論上可以理解為教材教程多媒體課件化、學習資源網絡化、教學個性自主化、實驗室實踐教學虛擬化;三是從硬件上可以理解為以幻燈機、投影儀、錄像機、DVD機、多媒體計算機、網絡等各個信息技術設備組成的系統教學環境。

在信息技術條件下進行的教與學的優勢在于教學者和學習者不是傳統的教或者學的模式,而是通過信息技術環境教學者提出問題即教學任務,學生接受到問題后通過信息技術環境或直接反饋教學者那里,然后在學習過程中通過利用環境中豐富的學習資源和教師的反饋式協助自主地智能化地發現問題,進而解決問題,完成教學任務和學習目標。

(二)信息技術與精品課程整合的思想

信息技術與學科課程的整合研究是教育界比較熱門的一個領域,它是指把信息技術作為工具與課程融合,運用信息技術來促進教學和管理,從而改進教學效果,以增強對某一學習內容或多學科領域的學習[2]。作為國家教育部“質量工程”的重要組成部分,精品課程對教育教學改革和質量都有著關鍵性的作用,如何響應以信息化手段促進精品課程的建設,使其成為示范性的優質教學資源更是重中之重。實現信息技術與精品課程的有機整合,有助于培養一批具有創新精神和實踐能力的一流教學隊伍;有利于為優秀的學科課程教學內容、方法和手段提供一個信息化的展示平臺;有利于為學習者提供一個良好的、豐富的學習平臺,和一個自主化的、智能化的學習方法和手段;有利于發揮精品課程的課程改革的“龍頭”作用,并形成強輻射性和影響力,提升整個課程教學質量,促進教學水平的整體提高。

三、內容與目標

(一)內容

搭建精品課程的信息化平臺主要有三個方面的內容:

1.用信息技術為精品課程搭建一個多媒體平臺

麥克盧漢認為媒體是人體的延伸,人通過媒體來接受外界的信息。媒體的范疇很廣,包括從書本、圖片、電影、電話、計算機網絡到衛星電視等等。教學領域中的多媒體主要指用計算機交互的處理文本、圖形、動畫、音頻及視頻等多種信息,并使這些信息建立邏輯連接的工具,它具有一定的呈現力、傳播力、可控性和互動性。在精品課程建設中我們主要具體在兩個方面來實現多媒體的平臺作用:

(1)以多媒體形式呈現教材內容

利用多媒體的文、聲、圖、視的綜合集成性,我們可以制作具有個別化、主動性、交互性和反饋性的多媒體教材,它既可以讓學習者通過對精品課程網站的參觀與瀏覽按照自己的需求進行學習,又可以和紙質教材形成一個立體化的教材包,真正實現教材內容的直觀、具體和生動形象,從而調動學習者的積極性,提高教學效率,實現精品課程的要求的一流教材的目標。

(2)以多媒體輔助課堂教學

多媒體技術是具有著多樣性、交互性和集成性的技術,它的加入能使課堂教學的方法和手段有更多的選擇,而且通過與多媒體教材的組合,多媒體課堂教學能夠更好地發揮其直觀生動形象豐富的優點,對精品課程實現一流教學方法有著重要的推動作用。

2.用信息技術為精品課程搭建一個網絡平臺

教育部辦公廳在精品課程相關的申報工作通知中指出,申報的精品課程必須建有專門的課程網站,以便于進行網上評審和共享。以網絡形式承載課程體系是精品課程區別于以往任何課程的重要特征。精品課程的網站一般由師資隊伍介紹、教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻和授課錄像組成,相關部分之間通過非線性的超媒體鏈接。在教學任務中,教學者通過網站提供學習資源和教學錄像和接受學生反饋,學習者則通過網站學習并反饋,兩者之間通過精品課程網站形成一個教與學的反饋循環,如圖所示:

3.用信息技術為精品課程搭建一個數字化平臺

用信息技術為精品課程搭建的數字化平臺主要有兩個方面:

(1)網絡數字化平臺

作為要實現優質共享的精品課程網站來說,它必須是一個優秀的專業網站:網站導航清晰明了;網頁以PHP、ASP等高級編程語言編寫;網頁經過本機和網絡測試沒有頁面錯誤;網頁之間根據內容進行正確的非線性鏈接;用與網頁編程語言搭配最好的數據庫存儲數據和內容,如PHP+ORICAL,ASP+SQL,可以搜索、查詢和修改數據。在精品課程的建設過程中,隨著網絡技術加入,大多數精品課程網站已能夠實現上述的功能,也正因為這些功能的實現,精品課程網站成為一個數字化的教學平臺和資源學習中心。

(2)錄播數字平臺

根據《國家精品課程建設工作實施辦法》關于國家精品課程“需在網上提供不少于45分鐘的現場教學錄像”的規定,教育部參考《現代遠程教育技術標準體系和11項試用標準(簡介)V1.0版》以及國家信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會的《平臺與媒體標準族譜》制定了視、音頻的數字化標準。通過如網視寶、瀚博爾等優秀數字化的錄播設備,信息技術人員可以將教學者的上課情況制作成符合數字化標準的視音頻素材,經過制作索引和編輯,成為能在網站上流暢播出的教學錄像。

(二)目標

搭建精品課程的信息化平臺的總體目標是為了促進精品課程信息化,建設五個“一流”的優質示范性課程,具體目標則分為以下四個方面:

? 探索信息時代下的教學方法和手段;

? 培養教學者信息素養和創新能力;

? 優化學習者的學習環境,提高其學習自主性;

? 構建出一套制作能實時網上有效傳輸和資源共享的精品課程的方法。

四、模式構建

搭建精品課程的信息化平臺的模式是指在信息技術環境下,以先進的教育教學理論為指導,以提高學習者的自主能動性為教學目的,用多媒體技術、網絡技術、數字化技術、人工智能技術和虛擬現實技術搭建的平成相關教學和學習過程的結構形式。根據各種信息技術手段在教學中的組合與呈現方式,我們大概可以總結出下面四種應用的模式:

(一)多媒體演示型模式

該模式通過投影儀、視頻展示臺等多媒體演示設備來展現教材內容,教學者根據演示內容向學習者進行講述,繼而完成教學。它是一個“教學”的直線單向過程,具有簡便、直觀的特點。

(二)網絡協作型模式

該模式通過一人一機的方式,教學者通過網絡呈現教學內容并接受學習者對教學內容的評價和反饋,學習者則通過網絡訪問教學內容進行學習并作提出相關個人問題的反饋,兩者在協作中完成教與學。它是一個“教學”直線雙向過程,具有能動、自主的特點。

(三)主題研究型模式

該模式中教學者和學習者圍繞某個教學主題利用相關合適的信息技術工具對學習過程和學習資源進行開發、利用、管理和評價研究,直至解決問題。它是一個“教=學”的研究過程,具有機動、靈活的特點。

(四)技能實踐型模式

該模式主要面向對技能實踐要求較高的學科課程,學習者通過在教學者設置的虛擬實驗室中進行相關課程的實踐操作,在理解理論的前提下,熟練操作,完成教學。它是一個技能由生到熟的過程,具有簡單、學習周期短的特點。

五、評價

搭建精品課程的信息化平臺是精品課程能否真正突破傳統教學模式,形成信息化的教育教學制高點的有力支持。參照國家教育部關于國家精品課程的評估指標,可以從下面三個方面評價:

? 診斷性評價在精品課程建設開始時,教學者是否根據相關教學內容和學習者的學習風格,選擇了合適的媒體和信息技術手段,制作了多媒體教材和課程網站。

? 形成性評價在精品課程實施中,教學者和學習者是否能利用精品課程網站進行協作式學習,圍繞教學主題循環反饋,最大效率和最優質量地完成教學。

? 總結性評價在精品課程共享以后,教學者是否根據學習者的反饋和教學效果對網站的相關內容進行分別評定,在結果基礎上修正。

六、反思與總結

精品課程作為優質示范課程有著具有一定的先進性和科學性,能反映教育教學領域的最新科技成果和手段的要求,這也成為信息技術廣泛應用于精品課程建設中的前提條件,然而由于將信息技術真正應用于教育教學的時間不長,教學者對信息技術教學的理解和掌握需要較長的時間,信息技術和課程的整合有一定的難度等等原因,應用信息技術搭建精品建設平臺我們必須做到以下幾點:

? 解決信息技術硬件“瓶頸”,使之能完全滿足精品課程信息化的需求;

? 對教學者進行信息技術培訓,提高其信息素養和創新意識;

? 適當地選擇信息技術手段,有效地幫助學習者達到高的教學標準;

? 精品課程網站應進行教學效果評價,根據結果進行實時修改;

? 精品課程網站應有專門的技術人員進行維護,保障正常運行和共享;

? 教學錄像應符合國家技術數字標準,能流暢地打開和播放。

總之,搭建精品課程的信息化平臺為國家精品課程建設提供一種良好的發展方向和思路,在國家相關政策的扶持下,通過不斷實踐、評價、修正、再實踐的循環,此種研究必將充分發揮其多媒體化、數字化、智能化和虛擬化的特征和優勢,為各學科課程的教學教改注入新鮮血液,提供強大動力。

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