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關鍵詞:樂高教育機器人 創造性思維培養 課堂教學認識
最近幾年,許多中小學把樂高教育機器人活動引入到課堂教學中,使機器人創意走進學生的學習生活。作為一種全新的教學內容,很多教師都在探索樂高教育機器人教學,這種跨學科、高操作性、極具挑戰性的內容,非常適合課程整合、研究性學習和綜合創新活動的需要,培養了學生的創新能力所需要的創造性思維,使學生在積極的學習興趣中不斷探索和研究,實現自己的新創意、新設想和新設計。
一、機器人和創造性思維
機器人是一種通過電腦編程,可以依靠程序自動完成一定操作或移動作業的機械裝置,它可以有視覺、聽覺、觸覺等類似人的感覺功能,有識別功能和自主行動的功能。它是信息技術和工程機械發展的前沿領域,是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創新實踐性的學科,蘊涵著極其豐富的教育資源。我校從2006年開始開設樂高教育機器人課程,在實際教學活動中,由于學生能充分體會到研究主題的趣味性和挑戰性,以及提供給學生的解決開放性問題的機會多,因此對于學生的創新能力所需的創造性思維提供了發展平臺。
創造性思維是一種具有開創意義的思維活動,是人類思維的精華,是引發創造活動的前提。一個發揮創造性思維的人,就能發揮自己的創造才能得心應手地解決矛盾、攻克難關。近年來隨著科學技術的迅猛發展,創造性思維越來越受到重視,是學校教育和教學中必不可少的內容。
二、樂高教育機器人課堂教學與創造性思維
1、創造性思維的基礎是興趣
心理學研究表明,當人對某一事物感興趣時,認識就快;如果毫無興趣,認識就慢,或者不予接受。若想激發創造性思維,就必須首先激發學生的學習興趣。那么學生的學習興趣從何而來呢?蘇霍姆林斯基曾說:“興趣的源泉在于體會到智慧能統帥事實和現實,人的內心里有一種根深蒂固的需要――總要感到自己是發現者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中,這種需要特別強烈”。所以“興趣”是一種推動學生學習的內在動力,它激發了學生強烈的求知欲望,從而為創造性思維的產生奠定基礎。因此興趣不是教學目的,而是教學的一個組成部分。實踐證明學生對機器人不僅能夠產生濃厚的興趣,而且能夠持久和鞏固。
為了引發學生的學習興趣,我校的樂高教育機器人技術課程將學習重點放在學習樂高硬件(例如RCX和各種傳感器等)及其樂高應用軟件(例如三維設計軟件和編程軟件)上。學生在學習過程中,積極主動地參與到教學過程中來,充分地展現了自己的想象空間,精心雕琢自己的作品。有的學生曾這樣說:“我最喜歡用樂高積木塊設計搭建樂高機器人了,特別是每當我編寫程序成功時,我就覺得自己已經是一個機器人工程師,心里別提多高興了!”。而樂高硬件及其樂高應用軟件為學生提供了機會,使他們在教室、活動室和電腦上得以展現自己。可以說這些物質基礎對學生產生了“誘惑力”。有了“誘惑力”,學生就有興趣,有了興趣,就自然而然地產生創造力了。
在樂高教育機器人教學中,精心設計任務是一個很重要的環節。因為“任務”設計的好與壞,直接影響到學生的學習興趣的培養。一個好的任務,可以使學生在潛移默化中掌握知識,起到事半功倍的作用。教師講的時候要少而精,要根據學生的認知水平和教學內容,在量上要少講,把大量時間留給學生去自學、去思考;在質上要精講排除學生已經掌握的和自己可以理解掌握的知識。在教學中給學生點明問題的關鍵,指導學生運用各種思維活動解決問題的方法,鍛煉獨立探討問題的思維能力。比如,在講“按鈕”時,我只仔細地講解了其中的一個按鈕,其他的讓學生自己去體會它的使用方法。在講傳感器時,在學生認識理解后自己到生活中去找、去發現傳感器,品味生活中隱藏的科技,知道科技對我們生活的影響,在我們的身邊科技無處不在也時刻陪伴著我們。教師的教學目的,絕不只是教會學生具體的科學知識,而是應該著眼于為學生創造一個合適的環境,通過知識的傳授開發他們的智力,培養他們的學習能力,這樣才能使他們收益終生。
人的創造能力的發揮離不開自信,而自信是實現自我和取得成功的必要前提。學生們正處于成長發展期,渴望別人對自己的尊重和信任,所以對學生恰如其分的鼓勵,就會使學生滿懷希望和自信心,增強興趣,使興趣從外在因素向內在因素的轉化能夠執行,從而鞏固興趣。在每堂課即將結束時,我都要進行作品展示。同學們總是要爭先恐后地展示自己的作品,當自己的作品得到展示時,一種得意的表情便會在他的臉上呈現。當許多新的技巧和操作方法在作品中不斷得到體現時,當學生們利用各種傳感器設計出了許多具有可操作性的創意方案時,就會看到他們創造發明的信心和能力。興趣引發了學生的創造性思維的產生,一幅幅作品、一個個設計圖案,一個個創意程序都來自他們內心的“靈感”。
2、升華創造性思維離不開運用
學習興趣的源泉在于學以致用,這時候人們才能真正感受到掌握知識的歡樂。知識運用可以促進學習和智力活動的興趣。樂高教育機器人模仿于人,又幫助于人們的生活和服務于我們的人類,因此具有廣泛的應用范圍。
3、良好的多媒體手段是培養創造性思維的保證
關鍵詞:人工智能;會計軟件開發技術;翻轉課堂;知識庫;會計信息化
一、引言
近年來,隨著云計算、人工智能、大數據和移動計算等新技術的發展與應用,知識管理理念的日趨成熟,新興技術對高等學校教育教學模式的改革與創新帶來了良好的機遇。2012年3月13日,教育部印發的《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》,旨在推進信息技術與教育教學的深度融合,實現教育思想、理念、方法和手段全方位創新。2016年6月7日,教育部頒布實施的《教育信息化“十三五”規劃》,以期加快推動信息技術與教學教育的融合發展。這些政策的出臺為高校翻轉課堂教學模式的發展提供了明確的實施導向和政策支持,也為重慶理工大學會計信息化國家級精品課程之《會計軟件開發技術》(AccountingSoftwareDevelopmentTechnology,以下簡稱為ASDT)課程實施翻轉課堂教學模式改革與創新帶來了良好的契機。知識庫采用知識表示方式來存儲、組織、管理和使用互相聯系的基礎學習知識、學習過程沉淀的知識和學生自我搭建的知識。基于人工智能技術的翻轉課堂知識庫構建與應用,不但可以調動學生的積極性和主動性,讓課程教學延伸到網絡平臺,還能夠在很大程度上提高課程的教學質量和教學效果。大數據、人工智能、知識庫等技術的發展為翻轉課堂教學模式的有效開展提供了良好的技術支撐,引起了教育界的廣泛關注。周宇等人(2016)提出了一種面向關聯數據的機構知識庫構建方法,該方法能夠覆蓋機構知識庫構建的整個過程,并支持機構知識的資源整合、語義檢索、知識推理和關聯數據。鐘曉流等人(2013)信息化環境中基于翻轉課堂理念的有效教學設計模型,對翻轉課堂產生的背景與緣起、含義與特征、當前的研究進展與實踐案例、相關的技術工具等進行了系統分析。曾明星等人(2014)闡述了翻轉課堂的內涵、應用與研究現狀,分析了軟件開發類課程實施翻轉課堂的可行性,探討了軟件開發類課程翻轉課堂教學模型及其構成要素。劉清堂等人(2016)分析了機器教學、計算機輔助教學、智能導師系統的基本設計理念、關鍵技術以及代表性系統,提出以學習分析為核心的智能技術整合、融合人工智能和人類智能的自適應學習。綜觀上述文獻,現有研究主要從翻轉課堂的可行性和模型等方面去思考翻轉課堂的教學模式改革問題,而利用人工智能、大數據等現代信息技術去改革與創新翻轉課堂教學模式的研究文獻還相對比較匱乏。基于人工智能技術的翻轉課堂知識庫構建與應用,通過全程記錄課上和課下的教學互動過程,可以改善翻轉課堂在教學方式、學生學習方式、評價體系等諸多方面的不足。鑒于此,本文基于大數據、人工智能等技術,探索改進與提升翻轉課堂教學模式改革與創新的新技術與新方法。
二、基于人工智能的春秋戰國翻轉課堂知識的表達
人工智能(ArtificialIntelligence)是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學,主要包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理、智能監控、智能搜索等核心技術。ASDT課程將語音識別、語義識別、圖像識別和智能搜索等人工智能技術融入翻轉課堂教學改革的同時,導入春秋戰國時期的七國爭霸作為教學情景,將班上所有學生平均分成七個小組,分別對應齊、楚、燕、趙、韓、魏、秦等七個國家,每個小組的學生進行角色扮演,實施“春秋爭霸”翻轉課堂教學。在ASDT教學過程中,在講授會計軟件開發技術和會計數據業務處理流程的同時,讓學生充分參與課程教學活動,強化互動學習,培養學生的團隊協作能力、溝通能力、PPT制作與演講能力、知識消化吸收及應用等能力。基于人工智能翻轉課堂知識庫構建的基礎是將ASDT課堂的課堂教學活動和學生自主學習活動過程中形成的知識符號化的一個過程,通過對知識的映射轉化為可供描述的事實和推理事實的數據結構。在構建知識庫的過程中,知識的表達方式是構建知識庫的關鍵。知識表達方式主要包括描述性、直接性、過程性等表達方式。其中,描述性的知識表達方式是客觀和完整地反映相關專業領域的理論知識,具有準確性和邏輯性的特點。直接性的表達方式是以專業理論知識為基礎,以圖片、視頻、音頻和圖形等方式直接表達知識的本質。過程性的知識表達方式是在教學過程中的積累和總結的經驗知識。以下具體闡述在課堂教學活動和學生自主學習活動中知識的表達方式。
(一)課堂教學活動課堂教學活動由教師圍繞各小組在完成作業的過程中遇到的實際問題,引導學生進行小組作品展示和組織小組間互動討論。在課堂教學活動中,各小組通過PPT演示講解本組作品中所涉及的知識點,運行程序進行作品展示。其他小組針對展示的作品輪流提問,小組回答問題以后,教師對作品進行綜合性點評并打分。最后,教師根據知識庫中的記錄的學生自主學習活動中遇到的問題引導學生互動討論,解決問題,針對學生不能解決的問題,進行重點講解。在整個課堂教學活動中,教師對知識點的講解、評價表現為描述性的知識,而教師和學生的角色高頻切換,教師和學生評價、引導和提問不停迭代的探究式教學過程,表現為過程性的知識。通過語音識別、語義識別等人工智能技術的運用,自動識別和理解學生作品展示、各小組提問、教師綜合點評等教學活動中的語言,轉換為相應的文本,按照知識的表達方式自動分類,并實時傳送到網絡平臺,更新知識庫。
(二)學生自主學習活動將ASDT課程的教學目標和教學內容按主題進行任務分解,根據教學計劃逐步推進,學生根據小組任務在重慶理工大學精品課程網上觀看教學視頻進行自主學習,小組成員合作完成小組任務。學生在學習過程中產生的疑問,可以借助智能搜索技術檢索知識庫,知識庫推送相關知識點,幫助學生解決問題。在學生的自主學習過程中,學生在網頁中通過簡單檢索、組配檢索、限制檢索等手段,進行交互式的訪問,最終獲得所需的知識信息,表現為過程性的知識。學生觀看教學視頻對相關知識點進行學習表現為直接性的知識。
三、基于人工智能的翻轉課堂知識庫的構建
在知識的直接性表達、描述性表達和過程性表達等多種方式下,多角度獲取教學活動中的各種知識以構建知識庫。基于人工智能的翻轉課堂知識庫包括教師編輯維護的知識庫、學生自我搭建的知識庫以及課堂學習過程中沉淀積累形成的知識庫三部分,在教學活動中不停地進行動態更新,形成一個翻轉課堂知識庫的生態循環。其中,老師編輯維護的知識庫是根據教學計劃和教學任務按規則生成課題所需的知識點;學生自我搭建的知識庫是根據學生在網絡平臺上提出的問題,生成的答案和解釋;課堂學習過程中沉淀積累形成的知識庫是自動記錄和存儲學生在課堂上的各種學習行為。基于人工智能的翻轉課堂知識庫,
(一)教師建立維護學生基礎學習知識庫教師首先根據教學總任務和總目標規劃具體小組任務,按照教學大綱小組任務,同時在網絡平臺上編輯學生完成小組任務所需的基礎知識和教學視頻。此環節對課程的翻轉和構建基礎學習知識庫具有重要的指導意義。建立基礎學習知識庫要和小組任務相匹配,并且具備合理性、科學性和可操作性,盡量涵蓋完成小組任務所涉及的知識點。否則學生將無法完成小組任務,也無法有效建立基礎學習知識庫。學生根據小組任務和本小組實際情況,觀看教學視頻和學習資料,滿足基礎知識儲備,完成小組作品。教師根據學生在自主學習過程中提出的問題不斷更新維護基礎學習知識庫。
(二)學生自主學習形成知識庫學生根據教師在網絡學習平臺上的任務,進行自主學習,完成小組的學習任務。當學生提出疑問時,網絡平臺會自動檢索知識庫,找到相應的知識點和教學視頻對學生進行智能推送,學生解答問題。并且在人工智能技術的應用下,會自動記錄學生在網絡學習平臺上的問題,形成并更新知識庫,把學生的學習記錄反饋給教師,幫助教師及時調整教學計劃。
(三)課堂教學活動中形成知識庫在學生的課堂學習中,小組成員進行PPT講解和作品展示,在語音識別、語義識別和自動計分等人工智能技術下,自動記錄和分析小組的作品展示情況、個人發言情況和積分情況。并且自動記錄老師的總結點評和答疑,通過圖像分析技術,自動歸集學生個人的學習資料。同時,把課堂過程中的學生提問、教師答疑所涉及的知識,自動對接到網絡平臺,更新知識庫。
四、知識庫在翻轉課堂教學活動中的具體應用
基于人工智能的知識庫在翻轉課堂教學活動中的具體應用主要包括自主學習、課堂教學和效果評價等三個方面。自主學習是指學生在翻轉課堂的網絡學習平臺上進行課前的基礎知識學習和基礎知識自測,并且借助知識庫解決疑問;課堂教學是利用基于人工智能技術構建的知識庫,幫助教師和學生解決教學過程中的問題;效果評價是在翻轉課堂的教學模式下,建立的適合現行教學模式下的學生評價體系,教師根據基礎學習情況,在線統計問題,制定教學計劃。下面將詳細闡述人工智能的知識庫在翻轉課堂教學活動各中的具體應用,如圖2所示。
(一)自主學習在自主學習過程中,學生首先了解教師的小組任務,在人工智能技術的應用下,根據老師的學習任務,智能化地制定學習目標。學生根據細化的學習目標進行自主學習,明確自主學習的課程內容,并根據課程內容和自身情況選擇合適的學習內容。學生通過網絡平臺觀看教師提供的教學視頻或其他形式的學習材料開展學習,對學習收獲進行記錄,最后在網絡平臺上進行知識檢測。同時,應用智能監控技術可以實時監控學生在網絡上的學習情況和發言情況。學生可以根據自己的預習情況,在線提出問題,網絡平臺會根據學生提出的問題自動檢測知識庫,知識庫推送相關知識點和學習資源,幫助學生分析和解決問題。利用智能監控技術,可以收集學生頻繁在網絡平臺上搜索的所有問題。同時,學生也可以將問題進行拍照或者錄制成視頻發送給教師,利用圖像分析技術可以自動識別圖片或者視頻中的問題并且推送給教師,根據問題調整教學內容和教學計劃。
(二)課堂教學教師根據知識庫中記錄的學生自主學習情況,全面系統地了解學生的基礎知識學習情況。知識庫匯總學生在網絡平臺上的發言和提問情況,教師根據匯總的問題在課堂上進行重點講解,使課堂學習更加高效。在學生作品展示、小組互動提問、教師綜合點評等教學活動中,學生和教師可以借助知識庫智能推送相關知識點,幫助解決教學活動中的問題。同時可以智能推理出合適的教學計劃給教師進行選擇。在學生提出問題和解答問題的過程中,智能收集問題和答案,形成知識,更新知識庫。
(三)效果評價效果評價包含教學質量評價和學生評價兩個環節。其中,教學質量評價是全面、系統的了解學生的學習情況和知識儲備情況下,合理、客觀地評估教師的教學質量。學生評價是考核學生的知識掌握情況、交流與溝通能力、演講能力、協作能力、PPT制作能力、課堂參與程度和小組展示情況等。在基于人工智能的翻轉課堂教學模式下,學生評價包括課堂教學活動和學生自主學習活動兩個部分。通過語音識別和語義分析技術等人工智能技術,詳細記錄每一位學生在課堂上的發言情況、小組展示情況和教師對作品的點評情況。通過大數據分析技術,可以全面地了解學生在課外觀看教學視頻的情況和自測情況。因此,這種學生評價方式更加具有合理性和精準性。
五、結論
與傳統的ASDT課堂相比,基于人工智能下的翻轉課堂知識庫的構建促使教學逐步從靜態走向了動態,實現了以學生為主題,教師為主導的課堂教學理念,是適應新時期ASDT課程教學改革的必然。在基于人工智能的翻轉課堂教學模型下,一定程度上改進了翻轉課堂中的課堂教學、學生自主學習和效果評價等模塊,有效督促學生自主學習,幫助學生在線答疑,同時更加綜合地對學生進行考評,讓老師教學更加高效。人工智能技術的廣泛應用對于解決翻轉課堂教學當前所面臨問題的是較為理想的方案,它有助于提升翻轉課堂整體的教學水平,促進翻轉課堂的快速發展。
參考文獻:
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[7]余燕芳:《基于移動學習的O2O翻轉課堂與應用研究》,《中國電化教育》2015年第10期。
關鍵詞:人工智能;電氣信息類;教學應用
教師在電氣信息類專業教育教學中在運用人工智能技術進行教學時,要對人工智能技術的含義和特點進行深入的分析和研究,并且還要了解電氣信息類專業的育人目標和教學要求,將人工智能和電氣信息類專業教學進行有機的融合,為學生打造全新的教學課堂,從而使學生的專業素質和學習能力能夠在人工智能的運用下得到有效的提高,為學生后續的發展提供更多的可能性。
一、人工智能時代的概述
人工智能(ArtificialIntelligence,縮寫為AI)亦稱智械、機器智能,指由人制造出來的機器所表現出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機程序來呈現人類智能的技術。該詞也指出研究這樣的智能系統是否能夠實現,以及如何實現。人工智能于一般教材中的定義領域是“智能主體(intelligentagent)的研究與設計”,智能主體指一個可以觀察周遭環境并作出行動以達致目標的系統。約翰麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機器的科學與工程”。安德里亞斯卡普蘭(AndreasKaplan)和邁克爾海恩萊因(MichaelHaenlein)將人工智能定義為“系統正確解釋外部數據,從這些數據中學習,并利用這些知識通過靈活適應實現特定目標和任務的能力”。人工智能的研究是高度技術性和專業的,各分支領域都是深入且各不相通的,因而涉及范圍極廣。人工智能是研究使用計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規劃等)的學科,主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機,使計算機能實現更高層次的應用。人工智能是十分廣泛的科學,它由不同的領域組成,它是哲學、認知科學、數學、神經生理學、心理學、計算機科學、信息論、控制論、不定性論、仿生學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。在人工智能時代下進行電氣信息類專業教育改革的過程中,需要對人工智能時代的含義和發展背景進行深入的分析和研究,這樣才可以給電氣信息類專業教育改革指明一個正確的方向,保證后續工作的科學性和有效性。在2016年的世界經濟報告中,人工智能被預測為第4次工業革命的主要技術代表,人工智能的發展將從宏觀到微觀的各個角度進行相互的滲透以及融合,從而符合各個領域對于智能化技術的新要求和新需求。在人工智能技術發展的過程中,產生了大量的新技術和新產品,也形成了新的產業核心的發展模式[1]。我國經濟結構在人工智能時代下發生了重大的變革,由于人工智能技術獨特的技術形式和技術模式,深刻地改變著人們的生活方式和生活模式。在一定程度上不僅可以推動我國社會生產力的提高,還有助于推動科學技術水平逐漸朝著智能化和數字化的方向而發展,從中可以看出人工智能技術的發展是時展的必然趨勢,并且發展前景是比較廣闊的。人工智能技術主要是指將多個學科技術進行有效的整合,其中涵蓋了計算機學科、語言學科和心理學科,智能化特征是比較明顯的。在實際應用的過程中,由于融合了各種尖端的技術,能夠將技術能力和技術思維進行有機的結合,模仿人的工作行為和思維,在當前時代下人工智能技術得到了蓬勃的發展,但是人工智能技術的發展也需要一定的時間和精力。首先,在實際用的過程中相關工作人員進行了機器人的研發,機器人可以在復雜的環境中對信息進行有效的替代和處理,模仿人類的思維進行日常的工作。在后續工作的過程中,相關工作人員進行了數據系統的開發,可以自動化和智能化的對計算機數據進行有效的處理以及分析,在較短時間內提取出有效的信息,完成整個工作流程[1]。隨著我國當前科學技術的不斷發展,一些工作人員紛紛加強了對人工智能技術的研發力度和開發力度,不僅可以提高計算機的使用效果,還可以及時的發現在計算機系統日常運行過程中所存在的故障。在當前時代下人工智能技術的使用范圍在不斷的擴展,并且人工智能技術的發展前景是非常廣闊的,在計算機網絡技術中發揮著獨特性的作用和決定性的重要影響的作用。
其次,隨著人工智能技術的不斷發展,人工智能技術和各行各業進行了相互的滲透以及融合。在當前電氣信息專業領域中人工智能技術得到了廣泛的應用,并在實際工作的過程中對原有的工作模式進行了有效的改進和創新。一些工作人員在實際工作的過程中構建了自動化的工作模式和工作平臺,將人工智能技術完美的融入電氣信息領域中,不僅為我國電氣信息領域指明了一個正確的方向,也在一定程度上提高了人工智能技術的水平。最后,人工智能技術的發展,在電氣信息領域中的影響是迅速擴大的,人工智能的使用會對電氣信息行業的各個環節產生深刻的影響,甚至是革命性的變化。人工智能的應用不僅僅停留于行業的技術層面,更加重要的是在人工智能時代下一些新的工作思維和發展理念。作為電氣信息類專業的工作人員在人工智能的時代下要提高自身的專業素質和專業水平,根據人工智能時代的特點以及發展方向,對原有的工作模式和工作理念進行深入的改革以及創新,并且還要掌握有關人工智能方面的新技能,從而使得電氣信息類專業影響力能夠得到有效的提高。但是從側面來看人工智能技術的發展對于電氣信息類專業2本刊特稿科學咨詢/教育科研2021年第24期(總第745期)來說是把雙刃劍,給實際工作帶來了新的挑戰,一些工作人員不得不提高自身的專業素養和專業素質,掌握更多的人工智能技術。在當前時代下這種影響和變革已經被普遍認可,因此使我國電氣信息類專業行業能夠得到良好的發展。高校要對電氣信息類專業教育進行適當的改革以及創新,根據當前人工智能時代的發展方向和對人才的要求,對學生的綜合素質和創新能力進行良好的培育,從而使學生能夠充分的發揮人工智能技術的優勢,提高電氣信息類專業的水平和質量,再一次加深人工智能和電氣信息行業的融合力度。相關負責教師要加強對這一問題的理解,對原有人才培養模式和課程教育重點進行適當的改革和創新,根據人工智能時代和電氣信息領域融合的背景,提高課堂教學的科學性和針對性,從而使學生在畢業之后能夠獲得良好的發展。
二、人工智能對電氣信息類專業人才需求的影響分析
人工智能主要是利用計算機對人腦功能進行模擬,具備一定程度的人類認知和分析問題的能力,人工智能是人類所制造的智能化技術,也是機器智能化發展的主要載體。在人工智能發展的過程中,由于是計算機科學領域的一個分支,所以在人工智能研究的過程中,涉及有關語言識別和圖像識別方面的功能。在當前時代下,人工智能所形成的熱點效應是比較廣闊的,人工智能技術的應用,使得各行各業朝著智能化的方向而發展,對于電氣信息類專業人才需求來說,也逐漸朝著智能化的方向而發展。電氣信息類的教學,主要是為了讓學生能夠在班級學習的過程中,將理論和實踐進行有機的結合,提高學生的實踐能力和操作能力,實踐性是比較強的。在電氣信息類專業發展的過程中各種新興的技術被應用其中,擴展了電氣信息類專業的發展實力,并且人工智能和電氣信息類專業進行了有機的融合和滲透。人們在互聯網思維的影響下已經形成了互聯網思維的發展理念,隨著人工智能技術的廣泛運用再加上云技術和算法技術的普遍化,這又給電氣信息類專業的發展提供了重要的支撐。在相互融合的技術背景下,電氣信息類專業也即將進入到人工智能發展的領域中[2]。因此對于電氣信息類專業行業的工作人員來說,要了解人工智能時代下先進的信息技術,并且還要結合電氣信息類專業在人工智能背景下的新特點,樹立新的工作模式和工作理念,從而使得電氣信息類專業能夠在人工智能技術背景下得到廣泛的發展。對于人才需求方面,要求高校要對原有課堂教學模式和課程教學重點進行深入的改革和創新,融入人工智能方面的內容,對學生的綜合素質和專業能力進行良好的培育,高校要正確地理解人工智能對電氣信息類專業教學的影響,從而使得電氣信息類專業能夠朝著生態化和持續性的方向而發展。
三、人工智能給電氣信息類專業提供的機遇
在人工智能技術中,所涵蓋的技術內容相對來說是較為豐富的,這在一定程度上有助于提高電氣信息類專業的教學水平和教學質量。從中可以看出在當前時代下的電氣信息類專業教育教學中,教師要充分地把握人工智能技術所帶來的機遇,從而提高課堂教學的效果和質量。在人工智能技術中包含著語言識別技術和圖像辨認技術,也可以對一些語言進行有效的處理和研究。在課堂教學的過程中,教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,讓學生了解當前電氣信息領域的發展方向和主要的發展特點[3]。由于電氣信息類專業所涵蓋的內容是相對來說較為復雜的,學生在日常學習的過程中,需要進行多個學科知識內容的學習,這給學生日常學習和教師的課堂教學帶來了諸多的挑戰,教師要結合課程教學的內容,對課堂教學模式和流程進行精心的安排。在實際工作過程中,要以計算機作為主要的輔助手段兼容,并且充分利用其他專業領域的技術來開展日常的教學。在課堂教學過程中,教師要充分的利用人工智能技術,對原有課堂教學模式進行深入的改革以及研究,并且結合新一代人工智能發展規劃的這一大背景,對原有課程教育模式進行創新和調整,從而給學生提供更加廣闊的發展空間。首先,在實際工作的過程中,人工智能技術重新構造了電氣信息專業的課程,由于電氣信息類的實用性是比較強的,在人工智能的技術下能夠取得不一樣的教學效果。將語言識別技術和圖像辨認技術進行了有機的結合,教師可以充分發揮這些專業技術的優勢,提高課堂教學的效果。另外在課堂教學情景中,教師可以利用人工智能技術來實現網絡化的教學,并且為學生打造智能化的工廠開展虛擬實驗室,從而對學生的專業能力和操作水平進行良好的培育。其次,在電氣信息類專業教學中人工智能技術的應用能夠對傳統課程教育模式進行有效的轉型和升級。在以往課程教學中,由于電氣信息類專業所涉及的知識學科是相對來說較為豐富的,這給教師的日常教學帶來了諸多的問題。比如在實際教學的過程中很難實現課程的有效統一,也無法為學生打造標準化的課程教育體系,在進行個性化和獨特性課程教學方面的力度還是不足的,甚至也沒有完善的教育體系進行主要的支撐,這給實際的教學工作帶來了諸多的問題。隨著人工智能技術的應用,在課程教育的過程中,教師可以充分的發揮人工智能技術的優勢,對相關信息進行有效的總結和收集。從而為學生打造個性化的教學課堂,并且運用人工智能技術,還可以對不同學生的學習需求進行分析和研究,提高課堂教學的針對性,從而使學生可以更加積極地進行知識內容的學習,實現快樂學習的效果[4]。在專業教育中教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,提高人工智能技術的應用性效果,對學生的知識需求進行深入的挖掘以及研究,從而使學生的學習質量能夠得到有效的提高。與此同時,在課程教育的過程中,教師還可以進行課堂情景的構建,通過網絡化的教學為學生再現一些生活中的真實案例,為學生全面素質的提高奠定堅實的基礎。
四、人工智能技術在電氣信息類專業教育教學中的應用路徑
(一)轉變人才培養目標在人工智能時代下的電氣信息類專業教育中,由于原有的教育重點和人才培養模式已經無法順應人工智能時代的發展特點和對人才的需求了,所以在實際工作的過程中,要對電氣信息類專業教育進行有效的改革,幫助學生在畢業之后能夠獲得穩定的發展。首先,在對電氣信息類專業教育進行改革時,要轉變人才培養的目標,這主要是由于人工智能技術在電氣信息類專業行業中的運用對各個環節都產生了非常深刻的影響,并且電氣信息類專業對于人才的需求發生了很大的變化。比如,對人才的知識結構和專業技能方面都和傳統發現模式有所不同,在電氣信息處理的過程中提出了諸多的要求。相關電氣信息類專業從業者不僅要具備完善的理論知識,還要具備創新性的思維能力,能夠面對當前變化多端的人工智能時代,具備新的技術和新的思維,靈活地運用在實際工作中所存在的問題。因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養目標精準定位,實現良好的變革。其次,電氣信息類專業要著眼于當前國際發展方向和新業務的特征,了解有關業態產品和專業能力方面的內容。從這些問題入手提出正確的人才培養目標,并且對原有課程教學進行改革和創新,從而促進學生能夠在課堂學習的過程中加深對人工智能技術的了解,提高學生的專業素質和創新能力。
(二)升級人才培養模式在人工智能背景下對電氣信息類專業教育進行改革時,要在原有育人模式的基礎上實現有效的升級,改變傳統的課程教學設置。當前大部分電氣信息類專業院校還是采用之前偏理論的課程來對學生進行知識內容的講授,雖然這些理論知識是學生在學校學習期間必須要掌握的內容,但是假如仍然向學生講述這些課程的話,也沒有將理論和實踐進行相互的結合,使得學生無法在人工智能時代下得到良好的發展,因此相關負責教師在實際教育工作中要對原有人才培養模式進行轉型和升級。電氣信息類專業教師要根據當前電氣信息行業的發展和對人才的要求,對課程教育內容進行重新的調整。首先,在實際教育的過程中要向學生全面地展示先進的人工智能技術,技術是推進電氣信息專業前進的動力之一。但是在原有的電氣信息類專業教育中,教育技術的實施和教學并沒有受到相關負責教師的重視,教師在班級教學的過程中,也沒有為學生融入當前先進的人工智能技術和運用案例,提高學生的專業素質。在人工智能時代下,人機協作是當前主要的工作模式和發展模式,因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養課程結構和課程重點進行有效的調整和創新。教師在教學中不僅要加入有關以往課程的教育內容,還要對課程進行有效的擴展,融入新媒體和人工智能技術應用相關的課程。比如教師可以立足于教材中的內容,為學生創設多樣化的實訓活動和實踐操作平臺,在學生實踐的過程中要融入先進的人工智能技術,這些教學模式的運用不僅可以讓學生了解人工智能技術的實際應用情況,還可以多方位的鍛煉學生的創新能力和實踐應用能力。所以相關高校要適當的借鑒這一教學經驗,提高課程教學的針對性。其次,在育人模式中還要加強對學生創新思維和操作能力的培養,在人工智能背景下,電氣信息的發展模式和主要的發展方向都發生了一定的改變。在當前電氣信息領域發展的過程中,為了使自身能夠在人工智能背景下得到有效的發展需要創新和創意的人才,并且要求這部分人才能夠掌握先進的人工智能技術,根據電氣信息發展的實際需求和人們對電氣信息的要求,從而生產出個性化和特色化的產品。在育人模式升級中,教師要將專業和特色進行有機的融合,構建新的教育思路,過硬的專業素質才是人才升級的重要基礎。在人工智能時代下,信息的來源和途徑逐漸朝著多樣化的方向發展,在這些繁雜的信息中既有重要的信息也有多余的信息,所以要使學生能夠對這些信息進行有效的辨別。高校在制定人才培養模式中,要專業性的鍛煉學生的工作能力和專業素質,從而使學生能夠在這些大量的信息中提取有用的信息,提高電氣信息類專業的有效性。
(三)引入任務驅動的實驗模式在人工智能背景下對院校電氣信息類專業進行教學時,教師要在保留原有學習項目的同時,立足于學生當前的理解能力,開發新的教學內容。在教學中教師要求學生進行獨立性的思考,并且教師還要對學生的學習思路進行適當的引導以及啟發,使學生可以運用課堂中所學到的知識內容靈活的解決實際實驗過程中所存在的問題。教師要引導學生運用不同的方法進行學習,鼓勵學生進行大膽的設計以及驗證。教師在班級教學的過程中,可以為學生引入任務驅動式的教學模式任務,驅動式的教學模式主要是以學生為中心,教師要立足于教材中的內容和課堂教學的目標為學生布置相關的學習任務,實現綜合性的學習效果。在為學生布置學習任務時,要融入當前先進的人工智能技術,讓學生充分的發揮人工智能技術的優勢來完成教師所布置的任務。教師要在任務驅動式的教學模式中增加一些設計型和創新型的學習活動,讓學生直接深入到實踐學習中進行方案的設定以及驗證,并且對最終的實驗結果進行多方位的分析以及討論。在班級教學的過程中,教師要讓學生圍繞著一個教學目標來開展日常的學習,并且學生在學習和驗證的過程中,教師還要加強和學生之間的互動和交流,從而對學生的實驗方向和實驗思路進行有效的引導,使學生可以在強烈的學習興趣和學習動力的驅動下進行自主性的探索以及學習,并且也可以在班級中形成良好的互動。
(四)利用人工智能技術進行輔的教學在電氣信息類專業教學課堂中,教師在利用人工智能技術進行教學時,要在原有課程的基礎上充分地發揮人工智能技術的優勢,從而對實際教學起到一個良好的輔助作用。比如,在實際教學的過程中,教師需要將理論知識和學生的實踐學習進行相互的結合,提高課堂教學的真實性和有效性,在課程內容中要圍繞著各種企業的實際項目來讓學生進行知識內容的學習,教師要利用人工智能技術的優勢為學生展現真實的一線工作現場,讓學生全面的感受工作的環境,不僅有助于提高課堂教學的效果,還可以讓一些抽象的理論知識變得生動和直觀,促進學生學習效率的提高。
(五)在電氣設備故障診斷中的應用在電氣設備故障診斷中,人工智能技術中的模糊理論、人工神經網絡和專家系統的應用比較廣泛。以前我們常常面臨的問題是,當電氣設備出現問題或故障時,總是表現出比較復雜的癥狀,采用傳統處理手法難以對問題做出準確判斷和查找,人工智能技術則很好地解決了上述問題。比如發電機的設備故障具有非線性、不確定和復雜性的特征,傳統論斷方法準確率非常低,而通過人工智能技術中模糊理論和專家系統的綜合應用,能大大提高故障論斷的準確率。