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收稿日期:2006―01―12
作者簡介: 1.朱利永(1980-)男,河南開封人,河南大學成人教育研究生,主要研究方向為成人教育管理。
2.朱 蕾(1982-),男,河南新鄉人,河南大學成人教育研究生,主要研究方向為成人教育基本理論。
20世紀60年代開始,世界科學技術飛速發展,社會進步日新月異,一種新的經濟悄然興起,引起人們的工作方式、生活方式、學習方式的深刻變化,需要從業人員不斷更新自己的知識結構,學習新理論,掌握新技術,以適應事業發展的需要。傳統的一次性學校教育便受用終身的做法從觀念到實踐已成為過去,這就是知識經濟。按照國際經濟合作發展組織在《以知識為基礎的經濟》的報告中的定義:“知識經濟是建立在知識和信息的生產、分配和使用之上的經濟。”它是以知識為主導,信息為支柱,創新為靈魂,人才為核心的經濟。21世紀將是知識經濟占主導地位的經濟,在知識經濟時代,一切都將以知識為基礎,知識的經濟功能將得到充分的體現;在知識經濟時代,知識成為財富的源泉,所有的財富都是知識的凝結;在知識經濟時代,知識是最重要的資源,它具有無限性、非消耗性、波及性、共享性等特點。在知識經濟時代,誰擁有更多的知識,誰將獲得更高的報酬,哪個企業擁有更多的知識,將在市場競爭中獲勝,哪個國家擁有更多的知識和信息,哪個國家獲得更快速地發展和強大。知識經濟實際上是一種人才經濟,人才是知識經濟的核心,知識的掌握,知識的傳播,知識的利用,知識的創新,歸根到底要靠人才去實現。
一、知識經濟下成人教育的功能的轉變
作為教育體系重要組成部分的成人教育,其目的是促進成人個體和社會迅速、健康地發展。其中,促進成人個體身心全面、和諧發展是成人教育服務于社會發展的基本手段,調整社會結構和促進社會進步是成人教育的根本目的,這就是成人教育的功能所在。而今,新世紀的大門已經開啟,一個不同于傳統農業經濟、工業經濟的社會――知識經濟社會,正向我們走來。在21 世紀的知識社會里,不難預料,掌握更多知識的人才更適應賦予競爭與變化的社會環境的需要;擁有更多知識的企業才有可能贏得更多的市場;創造更多知識的國家才有可能擁有更強的綜合國力,可見,成人教育擔負起了一些獨特的功能。
(一)為創建學習型社會提供了平臺
1.成人教育為學習型社會提供了教育關懷
教育關懷是指政府為代表的所有利益主體或利益人,從教育的途徑在總體上關注并致力于所有人的人生預期。由于地理環境的差異和家庭條件的優劣,造成了受教育的起點不公平。成人教育具有補償性這一特點,可以為社會成員提供多次持續的接受教育的機會,從而彌補由于外在條件的各種差異而造成的教育機會的不平等。
2.成人教育為學習型社會提供了豐富的信息
首先,成人教育在教學手段上揚棄了傳統的“一支粉筆”的形式,使用了現代網絡技術。其次,成人教育通過衛星電視進行教學,可以獲得大量信息。第三,成人教育通過光盤,錄音帶進行教學,可獲取各自需要的信息。第四,采用雙向視頻教學,建立同步課堂,可以獲得相應的信息。
3.成人教育為學習型社會提供開放的學習機會
成人教育涵蓋開放教育、函大、夜大、成人大學、自學考試等等,具有體制相對靈活,教學內容豐富,教學形式靈活等特點,知識信息可以通過現代網絡技術流入社會組織和學習成員的家庭,從而把學習、生活、工作有機地結合起來,并相互促進。
(二)為人的全面發展提供載體
人的全面發展,教育是重要的載體。人的全面發展是指人的身體和精神的全面發展。主要包括個人的生理、心理素質;認識和實踐能力得到全面和諧發展;人的潛能得到發展;人的需要得到全面豐富和滿足。
成人教育的學習內容不僅包括知識、技能,還包括態度、方法、道德品質、行為習慣等。成人教育不僅可以提升人們的學歷層次,而且可以提高人們的精神境界,陶冶情操,豐富精神文化生活,在人際關系,人與社會、與自然關系的處理上,都將達到一個新的境界。
(三)為社會的穩定提供智力支持
國家的長治久安,全面發展,一方面要強化國家機器和完善國家法律;另一方面要加強國民教育,提高民族素質。教育具有緩沖社會矛盾,促進社會穩定的功能。當前新增勞動力就業不充分,下崗職工再就業任務艱巨,給社會穩定帶來一定的影響。只有廣大勞動者安居樂業,國家才能長治久安。成人教育在當前知識
經濟的背景下,應當審時度勢為社會穩定提供良好的智力支持。
二、從教育全球化趨勢看成人教育的發展
教育全球化是在經濟全球化背景下衍生的概念,是針對經濟全球化趨勢而采取的教育應對行動。它表現為跨國界、跨地區的力量,它所強調的是世界教育整體的行為和國際規范的作用,它所尋求的是全球教育發展的共同點和一般方法。而人們通常所說的教育國際化,一般指國與國之間的教育交往,而并非教育全球化的全部。首先,教育全球化表現為全球教育價值觀念的整合與更新,教育全球化是一種普遍化。它體現為各國、各民族和各種不同文明體系之間在教育思想、制度和方法上的某種趨同。其次,教育全球化表現出成人教育的新特征:其一,現代化特征。教育全球化形勢下成人教育的發展,是與科學技術日新月異的發展聯系在一起的。新技術全球普及的趨勢將給成人教育從教學科研、管理到基礎設施,甚至學校的形式帶來具有革命意義的變革。成人教育在相互交往和發展過程中,要更新傳統陳腐的教育觀念,使教育觀念現代化,并在教學手段、科研手段及管理手段上現代化。其二,開放性特征。與封閉性的教育相比,在教育全球化形勢下成人教育更具開放性。體現在交流內容更為豐富多彩,交流空間更為擴大。其三,多元化特征。教育全球化形勢下成人教育的多元化主要表現為各個國家的教育目標、教育內容、教育方法具有不同性。它們各自制定自己的教育法律和規章。同時,成人教育的多元化還表現在每個國家內部的教育主題多元化、教育對象多元化和教育方式多元化,包括教育投資主題多元化和教育行為主題多元化。
需求推動發展,在教育需求日益全球化的推動下,成人教育顯示出了它特有的功能。
三、從終身教育的觀念看成人教育的發展
知識經濟的崛起,要求我們盡快地轉變傳統的教育觀念,樹立從一次性的學校學習轉向全社會學習的終身教育觀念。終身教育理論的一個重要思想,就是強調人的學習是終身性的,而這一思想的主要理論支撐點就是強調人的未完成性。因為人的未完成性,所以人的學習、受教育的過程必然是終身的。所謂終身性,它涵蓋教育的整個過程,是從出生到死亡連續不斷、甚至是周而復始的過程,是像日本的一些學者所講的“從搖籃到墳墓”所受到的全部教育過程。目前,對成人教育促使個體發展的功能一般理解為個體對現實社會的適應性方面,即通過促使成人受教育者在知識技能、思想品德、行為規范等方面發展,從而更好地適應社會的需要,或更多地說是職業的需要。實際上,當成人教育逐漸突破學校教育范疇的時候,便成為終身教育體系的重要組成部分;當更多地強調了對人的潛能的開發,學習成為成人個體一生發展的可能性表現出來的時候,成人教育不局限于知識、技能、能力的提高,也為成人一生中的不同階段的人格的發展、個性品格的完善提供更為全面的教育服務。
四、知識經濟時代成人教育要發揮重要作用
在知識經濟時代強化國民終身教育,是時展的要求,也給成人教育的發展提供了新的機遇,使其功能得到充分地發揮。成人教育的功能在新世紀知識經濟時代將表現得更為充分,特別是成人高等教育通過培養大量的知識形態的高級專門勞動力,將科技轉化為生產力等方面,表現出了重要作用。知識經濟社會的到來,標志著現代科學技術的普遍應用和產業結構的全面調整,也顯示出對充足的人力資源的迫切要求。培養高素質的知識型勞動者和大量的智能型專門人才,成為成人高等教育為知識經濟發展服務的根本任務。繼續開展成人高等學歷教育,全力拓展大學后繼續教育及高層次的崗位培訓將直接有效地提高勞動者、科技人員的素質,從而直接提高科技的發展能力、推廣能力和轉化能力及科技對經濟增長的貢獻率。加快科技轉化為現實生產力的速度,促進工業經濟向知識經濟的轉型,這都充分顯示了成人高等教育促進社會發展的價值。作為國民教育體系中相對獨立的教育門類,成人教育以直接、有效地為經濟建設服務的特殊經濟功能而顯示出其促進社會進步的強大力量。迎接知識經濟社會,適應教育全球化趨勢,構建終身教育與可持續發展社會的宏圖,需要成人教育充分發揮其現實及潛在的功能。深入理解現代社會成人教育對個體發展及社會發展的促進作用,能使我們根據社會發展階段,對成人教育功能進行理性分析,從而使成人教育結構發揮出整體優化功能。
綜上所述,大力發展成人教育是知識經濟時代的必然要求,也是成人教育功能的題中應有之義。在全球化、信息化的知識經濟時代,大力發展成人教育,形全民學習、終身學習的學習型社會,促進人的全面發展,提高全民族素質,早日實現中華民族的偉大振興 ,是我們成人教育在新世紀的目標。
參考文獻:
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〔3〕葛建華等. 知識經濟與終身教育〔J〕.上海大學學報(社科版),2000,(2).
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。
0引言
正如會計電算化替代傳統手工會計一樣,隨著信息化、智能化、互聯網、大數據等科技元素在會計信息化中的應用,人工智能悄然到來。自2017年“會計證被取消”,到普華永道、安永、德勤等國際會計師事務所紛紛推出財務機器人,這些舉動在財務圈引起了軒然大波,許多中職學校會計相關專業的學生,擔心基礎核算會計將被人工智能取代,對未來頗感擔憂。根據世界經濟論壇2016年的調研數據預測,到2020年,在全球15個主要的工業化國家中,機器人與人工智能的崛起,將導致510萬個就業崗位的流失,未來20年最有可能被機器人搶走飯碗的崗位包括低端制造業的生產、會計等[1]。2017年7月,中國《新一代人工智能發展規劃》,將人工智能上升為國家戰略。所以筆者認為,基于人工智能背景下的中職會計電算化專業人才培養方式將面臨變革,在教學中應站在未來發展的高度,適應信息化發展,及時掌握人工智能相關技術,實現由傳統會計電算化專業人才培養向智能化管理會計轉型。
1人工智能的概念[2]
人工智能即AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術以及應用系統的一門新的技術科學,它是指由人工制造出來的系統表現出來的智能。目前人工智能在計算機科學領域內,受到了廣泛的發揮。在機器人、經濟政治決策、控制系統、仿真系統中得到應用。人工智能是信息技術發展的必然,它已悄悄地改變著人類的各行各業。人工智能在會計行業中應用,促使會計由簡單核算向管理方向變革,推動了會計行業的發展,同時也促使著中職學校會計及相關專業的人才培養轉變。人工智能取代傳統的會計電算化操作人員是一種趨勢,但也是一種轉變,自我提升的機遇。
2中職學校傳統會計電算化專業人才培養[3]
2.1課程偏傳統基礎核算類,輕參與、管理類會計課程
在多數中職學校會計電算化教學計劃課程設計中,傳統財務會計類課程占大多數,管理會計類課程設置單一或者沒有。而財務機器人的出現,則能夠替代大部分重復性、流程性基礎會計核算工作。
2.2會計實操偏基礎性會計技能,輕數據分析、挖掘
在實踐教學及技能培養中,過于注重培養學生點鈔、傳票的翻打、會計書寫、憑證裝訂,會計電算化軟件操作機械性錄入等。在當前大數據、人工智能背景下,可以讓會計人員擺脫繁雜事務,重點放在會計數據分析與數據挖掘,為企業決策提供服務。
2.3課程偏模擬操作,輕實際操作
無論是手工核算還是會計電算化記賬,大多數實操是模擬一個企業一個月的業務,學生根據教材或老師給予的信息進行會計處理,過賬,做報表。一學期就是這樣反反復復練習。學期結束,雖然考試合格,但仍有很多學生不明白為什么這么處理,特別在月末業務處理更加模糊不清,例如工資發放,計提稅費、費用攤銷、成本及費用結轉等。還有絕大多數學生不知道真實環境如何計稅、報稅、納稅,只是理想中的學習,為了做賬而做賬。
3人工智能背景下的中職會計電算化人才培養[4]
3.1由基礎核算型初級人才向有思想的中級人才轉變
人工智能在會計行業中的應用,會計核算軟件中的基礎數據錄入、憑證錄入與審核、記賬、編制科目匯總表、材料的收發統計、報表的編制等操作很容易被財務機器人替代,但是也有一些是機器無可替代的,需要有思想的“人”來處理。例如:由于大環境變化,企業的固定資產有明顯減值趨勢,而財務機器人并不能分析與判斷這個固定資產是否會減值或減值多少,如果財務上不及時做出處理,將可能導致企業少確認資產減值損失,虛增了企業的資產和利潤,對于企業來說,這屬于信息失真。在大數據時代,中級類型的會計人才儲備相對較少,中職學校的會計電算化教育,需要培養的應當是此類會計人才。教學會學生不能只拘泥于看財務數據,還要學會合理利用有效的會計數據服務于企業的發展,提高企業的核心競爭力。
3.2由傳統的財務會計向人工智能環境下的管理會計人才轉變
財務機器人的出現,替代了傳統的財會人員進行基礎數據的錄入,日常憑證的填制、審核、記賬;憑證、賬簿、報表的生成;成本結轉、折舊等財務處理;納稅申報等,這不僅提高了會計工作的效率,減少了傳統的會計人員繁雜的日常賬務處理工作,但同時也讓傳統的會計人員失去工作。作為會計的教育者,如何讓學生在未來立于不敗之地,不被財務機器人替代,就需要學校適應時代趨勢,教學重點由傳統的基礎核算向智能管理型會計演變。會計從事的活動,除了重復、機械、煩瑣的事情外,還可以創造更多價值,比如:評估、判斷、溝通、協作、建議等。管理型計人才就是通過智能機器人核算出的精確信息,對企業的未來做出評估、預判、建議等,甚至幫助企業管理者做出決策。
3.3由會計電算化軟件操作員向人工智能會計系統的設計者轉變
人工智能環境下的財務機器人,實質就是一種自動化運行的程序,這種程序的設計,需要設計人員既要懂計算機又要懂會計。而現在的中職學校,會計電算化專業主要培養的是會計專業人才,操作會計核算軟件,而很少在計算機方面進行教學。在人工智能環境下,懂得會計專業的人才只是人工智能會計系統設計的主導者,而計算機方面人才則根據會計法及相關規則進行系統設計,自動化處理會計業務需要想到協作,融會貫通。人工智能永遠是基于系統的規則和大數據,如果規則發生變化,人工智能將無法起作用。在日常教學中,哪怕我們不能完全讓學生掌握編寫程序,但是應當教會學生看懂和讀懂程序,對機器人“思想”進行修改,也算是人工智能的掌控者,而不是被替代者。
4人工智能背景下中職學校會計電算化專業人才培養應對策略[5]
4.1更新理念與改變教學計劃
筆者認為,在人工智能背景下,在中職學校,會計及電算化專業辦學理念中應加入人工智能等相關技術,同時其人才培養方案、專業建設、教學計劃等方面都需要做出相應的調整,培養適應于人工智能時代復合型人才。例如,中職學校會計或會計電算化專業的教學計劃中,計算機方面課程開設僅有計算機應用及會計電算化軟件操作課程,數據處理、編程類或人工智能課程幾乎沒有,這樣的教學安排不利于學生對未來人工智能的應對能力培養,應當增加相應的計算機方面課程,財務管理、會計政策、法律法規等人工智能無法替代的課程,減少將來可能被財務機器人替代的會計技能課程。
4.2提高教師人工智能等相關理念和技術
要給學生一碗水,教師必須要有一桶水,雖然人工智能的出現解決了許多教育上的難題,但是教師在人工智能背景下還需要增強自身信息化能力,學習人工智能相關理念,掌握人工智能相關技術。這就需要學校給予老師多點人文關心以及人工智能方面的繼續教育。
4.3關注人文綜合素質培養,讓人工智能為我所用
財務機器人出現,會計人員有更多時間去從事財務機器人無可替代更具有情感類的工作,這些工作需要人與人之間的溝通與交流,因此,筆者認為,中職會計電算化專業教育,不僅需要培養學生人工智能動手能力,還要關注學生思想道德、人文綜合素質的培養,提升學生的思想道德水平,教會學生愛崗敬業,誠實守信、樂于助人,激發學生的學習主動性和創造性。如果沒有良好職業道德水平,即使掌握了人工智能技術,也將會破壞規則,讓會計信息失真。我們不能教出人工智能的“奴才”,應當讓人工智能為人類所用,做人工智能的主人。
5結語
總之,人工智能正在快速又深刻地改變我們的生活和工作方式,將人工智能用于會計行業會也將會不斷得到規范。對于人工智能這類新興技術在財務行業的運用初期可能會讓學生產生恐慌、彷徨,認為學校教育無用。作為專業教師,要教會學生變革思想,提高其對會計價值的認識,提高其人文綜合素養,擁有過硬的專業技術,不斷地完善專業勝任能力,把握機會,主動迎接挑戰,那么人工智能就只是會計人員的好幫手,而不是掘墓人。
主要參考文獻
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一、高職教育現狀
(一)客觀層面
(1)社會面。當前社會發展處于轉型關鍵期,高職教育迎來全新發展機遇,對人才培養質量不斷提高。傳統思想中,家長學生都帶著有色眼鏡看待高職教育。隨著社會給技術技能型人才提供很多高薪崗位,部分學生主動選擇高職院校進修學業,提高自身技能水平。高職院校必須以社會發展趨勢為導向,及時調整自身發展戰略。(2)政策面。在新課程改革視域下,政府高度重視高職教育的發展,出臺了多項扶持政策,如《國家職業教育改革實施方案》《職業學校專業頂崗實習標準》《關于推進高等職業教育改革創新引領職業教育科學發展的若干意見》等,極大的推動了高職教育的穩定發展。
(二)主觀層面
(1)教學理念。高職教師受傳統思想影響,往往重視成績和理論知識,亟需引進新的教學理念,并落實在實際教學中。高職院校已經意識到人工智能時代,自身轉型創新的必要性,正積極將全新的教學理念貫穿在人才培養過程中。(2)教學方式。高職教育逐漸創新教學方式,將頂崗實習、校企合作、實訓教學等應用在常規教學中,適應時展,彰顯職教特色。但在實際教學中,教師理念未發生變化,能力無法滿足新型教學方式需求,存在亟需改進優化的地方。(3)教學體系。只有完善的教學體系,才能為高職教育的改革創新提供依據參考。當前高職教育體系中含有諸多不足,如學科單一、理論與實踐比重不協調、知識內容陳舊等。高職教育要想適應新時展趨勢,應積極完善教學體系。
二、人工智能現狀
(1)國家戰略。近年來,國家高度重視人工智能發展,國務院《關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》(國發〔2017〕35號),提出科技創新的主要方向是人工智能,提倡積極構建全新的人工智能科技創新協同機制,進一步完善人工智能教育體系,實現人才儲備和梯隊建設的目標,推動智能經濟的發展。各部委也積極頒布一系列政策,如《智能制造2025》《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》《機器人產業發展規劃(2016-2020)》等[2]。可見,國家為人工智能技術的發展提供了充足動力,人工智能已成為國家戰略的一部分。(2)產業發展。多年的探索,人工智能技術有了明顯提升,在問題求解、泛邏輯理論、不確定推理、拓撲學、圖像處理、模式識別、專家系統等方面有了顯著研究成果,一部分成果甚至領先世界水平。例如我國在模式識別領域的研究,文字識別、語言識別、虹膜識別都取得優異成果,被廣泛應用在生物醫藥、機器人視覺研究、衛星遙感、自主導航、軍事等領域。企業十分關注人工智能技術的發展應用,像360人工智能研究院、阿里人工智能研究院、百度人工智能研究院等。人工智能技術的深度研究,使應用和商業價值最大化。據不完全統計,2017年人工智能產業創造700億元市場價值,預計在2020年產業規模超過1600億元。
三、人工智能推動新時代高職教育轉型發展的必要性
(一)技術技能型人才的需求
高職教育發展的目的是培養適合崗位需求的技術技能型人才。人工智能時代,先進技術的廣泛應用,大部分崗位對人才的需求發生明顯變化,逐漸形成了“機器換人”的局面。企業中簡單、重復、勞動強度大的崗位,都由智能機器人予以代替。例如在京東電商的物流中,出現無人機配送方式,直接沖擊了傳統人工物流配送模式。相信在不久的將來,會有更多的智能機器人走向物流配送的工作崗位,形成全新的工作體系。此外,在生產制造的質檢環節,由于傳統人工監測方式存在諸多不足,應用人工智能的圖像識別技術,可以實現對產品質量的動態檢測。可見,人工智能時代會有大批崗位“消失”,取而代之的是智能化機器人。高職教育必須轉變以往的教育模式,順應時展趨勢,結合社會崗位對技能人才的需求,調整高職教育方向,實現高職教育價值。
(二)國家發展戰略的要求
以往的發展致力于“中國制造”,但新時代“中國制造”已無法提升綜合國力,國家必須調整發展戰略。人工智能時代將“中國制造”轉變為“中國創造”“中國智造”。這一發展戰略的轉變,能看出先進科學技術在國家發展中的重要地位。為了2025年實現“中國智造”的目標,高職院校創新人才培養模式,順應國家發展戰略的調整。同時,高職教育轉型過程中,轉變以往以理論、成績為主的思想觀念,對人才進行更加系統的培養,調整理論知識、實習實踐之間的關系比例。人工智能時代的高職教育轉變與創新,可以加大對學生創新意識的培養力度,使人才綜合素養得到更好提升,滿足“中國創造”的需求。
(三)學生自身價值實現的需求
1 人工智能定義和發展階段
人工智能的英文是Artificial Intelligence, 簡稱AI, 人工智能的內容不斷豐富和發展, 至今還沒有統一的定義。比較權威的說法認為[3]:人工智能是關于人造物的智能行為, 主要包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環境中的行為。人工智能的長期目標是發明出可以像人類一樣或能更好地完成以上行為的機器, 短期目標是理解這種智能行為是否存在于機器、人類或其他動物中, 所以它包含了科學和工程雙重目標。根據其功能強弱, 人工智能分為三類, 即弱人工智能、強人工智能還有超級人工智能。人工智能的發展大體上經歷了三個階段, 第一階段是20世紀50~60年代, 提出人工智能的概念。主要以命題邏輯、謂詞邏輯等知識表達和啟發式搜索算法為代表;第二階段是20世紀70~80年代, 提出了專家系統, 同時基于人工神經網絡的算法研究發展迅猛, 伴隨著半導體技術計算硬件能力的逐步提高, 人工智能逐漸開始突破;第三階段是自20世紀末以來, 尤其是2006年開始進入了大數據和自主學習的認知智能時代。隨著移動互聯網的快速發展, 人工智能的應用場景也開始增多, 特別是深度學習算法在語音和視覺識別上實現了巨大的突破[4,5]。人工智能的技術體系主要分為四個方面, 即機器學習、自然語言處理、圖像識別以及人機交互等。當今擊敗世界圍棋冠軍李世石的Alpha GO主要應用了機器學習中的深度學習算法。
2 人工智能應用狀況與反思
2017年, 阿里的無人超市落地杭州, 進店、挑選商品、付款支付一氣呵成, 消費者幾乎在完全自主的狀態下完成購物。與此類似, 昆山富士康公司裁員6萬名工人, 全用機器人代替。京東、淘寶引入的智能機器人替代了原來的倉庫管理、人工客服等崗位。因此有學者悲觀地斷言:在人工智能時代, 因為很多職業崗位或技能將被智能機器人所代替, 職業院校畢業生很有可能面臨畢業就失業的窘境。筆者認為, 我們不應該重蹈歷史上英國制定的限制汽車推廣使用的《紅旗法案》的悲劇。正是這個在今天看來毫無道理的, 但卻持續了三十年的法案讓德國和美國的汽車工業完全趕上來, 最終遠超英國。人工智能應用必將淘汰或替代很多現有就業崗位, 但同時又會創造新的就業崗位, 這是一個伴隨著產業智能升級的、長期的艱難過程, 對于職業教育來說, 這既是一個嚴峻的挑戰, 也是一個難得的機遇。
3 人工智能時代職業教育的發展策略
為了更積極地適應人工智能時代, 除了國家層面的統籌規劃、科學指導和政策、經費支持之外, 建議還要做好以下幾個方面的發展規劃。
3.1 解放思想, 更新理念與制度
中國工程院院士潘云鶴提出, 人工智能走向2.0階段的真正原因是世界正從原來由人類社會與物理空間構成的二元空間, 向著由物理空間、人類社會與信息空間構成的新三元空間演變[6]。因此, 職業教育在教學和管理過程中應該加入人工智能等相關理念和技術, 同時其辦學定位、人才培養方案、專業建設、課程內容、考核評價標準等方面都需要做出相應的改進。比如當前大多數職業院校非計算機類專業的課程安排中, 信息技術類課程課時偏少, 數據處理、編程類或人工智能課程幾乎沒有, 這樣的安排不利于提升學生的信息素養, 必須做出相應的調整, 同時適當減少將來可被人工智能應用替代的技能課程的課時, 比如電算會計、環境監測等。
3.2 善用人工智能, 提升教學與管理
在人工智能背景下, 教師們現有的重復性工作和大量數據積淀的教學任務, 比如批改作業或閱卷或課堂考勤都可能被人工智能取代, 因此, 教師能騰出更多的時間, 更充分地關注學生的個性差異, 從而為學習者提供更精確的個性化學習服務, 教師也能夠及時調整教學方法和手段, 優化教學評價方式, 補充教學資源, 減少備課重復性工作, 提升教學效率, 真正地做得因材施教, 同時學生們的學習方法和方式將不同程度地得到重構, 基于大數據的智能在線學習平臺大量出現, 不同的學校、學科及專業課程不再封閉, 學習時時處處都可以進行, 碎片化與個性化學習將日益普遍。教師能完整地跟蹤學生的整個學習過程, 比如學生上課是否睡覺、是否玩手機、是否在教室里與其他同學合作學習等, 都能夠根據監測數據進行智能解析, 有利于更有效、更全面地對學生進行過程性評價。大部分課程考試將全部自動化, 考生資格審查利用人臉識別、監考與閱卷都由智能機器來完成。上述人工智能給教學帶來的這些變化既需要網絡硬件設施和相關軟件系統來支撐, 更需要職業教育的教師們繼續提升信息技能、深化和加強信息素養。
3.3 深化產教融合、優化實訓筑牢就業
在人工智能時代, 職業院校應與相關行業統籌發展, 深化產教融合, 拓寬企業參與的途徑, 深化引企入教改革, 支持引導企業深度參與職業院校的教育教學改革, 多種方式參與學校專業規劃、教材開發、教學設計、課程設置、實習實訓, 促進企業需求融入人才培養環節;鼓勵以引企駐校、引校進企、校企一體等方式吸引優勢企業與學校共建共享生產性實訓基地;全面推行現代學徒制和企業新型學徒制, 推動學校就業與企業招工無縫銜接。比如職業教育將出現新師徒制, 行業領域的行家里手將通過互聯網以VR或者AR技術言傳身教的方式, 帶領規模龐大的徒弟用碎片時間進行學習與實踐。
3.4 完善終身學習的職業教育體系
隨著人工智能應用的深入推廣, 職業院校培養的技能型人才所掌握的技能如果不及時進行充電升級, 中低端的重復性強的工作將面臨被智能機器人不同程度進行替代的危險。所以對于不少技能崗位, 守著一門技術吃一輩子老本的時代將一去不復返。因此, 職業教育要繼續完善終身教育體系, 為職業教育學生的充電升級鋪就一條縱深的通道。
3.5 人文教育為道, 智能教育為用
在人工智能的幫助下, 簡單重復性的工作將被機器替代, 人們將從重復繁瑣的事務中解脫出來, 轉去從事更具有創造性、創新性或者更具有情感類的工作, 這些工作需要人與人之間的合作與溝通, 因此, 職業教育更需要注重學生思想道德水平、人文綜合素質的培養, 這是做人之道, 在此基礎之上激發學生們的學習主動性和創造力, 促進跨界思維的形成, 更好地掌握人工智能時代的相關職業崗位知識和相應的智能技能。著名理論物理學家霍金曾說:完全人工智能的研發可能意味著人類的末日。Tesla汽車和Space X公司創始人馬斯克說:我們必須非常小心人工智能。如果必須預測我們面臨的最大現實威脅, 恐怕就是人工智能了[7]。一群沒有良好道德水平的, 但掌握了智能技術或設備的人們是危險的, 所以職業教育應該從學生入學起就開始, 不斷提升學生的思想道德水平, 熱愛社會、熱愛生活、樂于助人、與人為善。只有這樣, 人工智能應用才能更好地服務人們、造福社會。
4 結論
人工智能正在快速又深刻地改變我們的教學、生活和工作方式, 也對職業教育提出了嚴峻的挑戰, 同時也是一個巨大的機遇。職業教育在面對人工智能時代的變革時, 須要從國家政策、理念與制度、教學管理、產教融合、終身學習等方面做好應對, 切實地把握人文教育之道對智能教育之用的統領原則, 培養能很好地掌控人工智能技術和應用的人才。
參考文獻
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隨著我國教育的迅猛發展,作為科學教育重中之重的小學科學教育逐漸開始被大眾所關注,所以探索小學科學教育的新思路已成為教育改革的關鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發達國家的教育改革理念與經驗,并進行本土化研究,促進我國教育發展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論,引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念,憑借著自身優勢在中國教育課程改革中占據了一席之地,也為中國科學教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學內部對科學反思和科學外部人員對科學本質認識的思考。最初,HPS指的是科學史(HistoryofScience)和科學哲學(PhilosophyofScience)兩大學科領域,但在20世紀90年代科學建構論流行后,科學社會學與科學知識社會學被引入科學教育,HPS逐漸演化成科學史(HistoryofScience)、科學哲學(PhilosophyofScience)和科學社會學(SociologyofScience)三者的統稱[1]:科學史即研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史;科學哲學則是對科學本性的理性分析,以及對科學概念、科學話語的哲學思辨,比如科學這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學社會學則討論科學處在社會大系統中,社會種種因素在科學發展過程中的地位和作用,這包括了政治、經濟、文化、技術、信仰等因素[2]。在國外,德國科學家和史學家馬赫最早提倡HPS教育,突出強調哲學與歷史應用至科學教學中的作用。我國HPS相關研究開始晚且研究規模較小,首都師范大學的丁邦平教授認為HPS融入科學課程與教學是培養學生理解科學本質的一個重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學科學課程的必要性
運用科學史、科學哲學等進行教學是目前國際上小學科學教育改革的一種新趨勢。2017年,教育部頒布的《義務教育小學科學課程標準》標志著我國科學教育步入了新階段,其不僅要求達成科學知識、科學探究的相應目標,也要養成相應的科學態度,思考科學、技術、社會與環境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學技術的研究與應用中,需要考慮倫理和道德的價值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護環境意識和社會責任感”。HPS教育與小學科學課程的結合是教學內容由知識到能力再到素養的過程,是小學科學教育的新維度,改變了小學科學課程的教學環境。將科學課程中融入HPS教育的內容,可以幫助學生理解科學本質,研究科學知識是如何產生的,科學對社會的多方面影響以及科學和科學方法的優、缺點等。當《小學課程標準》將科學態度和價值觀視為科學教育的有機組成部分時,小學科學課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時為小學科學課程滲透HPS教育提出了挑戰。目前,我國小學科學課程雖已有部分設計融入了HPS教育理念,但該融入過程仍停留在表面,融入程度低,融入方式單一。所以,研究HPS教育理念融入小學科學課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學科學課程的可行性
縱觀國內外已有的研究,將HPS教育融入小學科學課程可分為基于傳統課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學機構等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學技術大學先進技術研究院新媒體研究院、中國科學技術大學出版社三方通力合作、聯合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發行八萬套,在安徽省多個市區的小學得以應用,是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套,涵蓋了16個人工智能前沿研究領域知識點,每一節課都設有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學生的興趣,不僅可作為學校科學課讀本,也可以應用于課外場景。本文則以小學《人工智能讀本》為例,對HPS教育進行初步摸索與實踐,以期對小學科學教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學科學的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學科學實踐的典型案例,側重引導學生多維度、科學辯證地認識人工智能,內容包括機器學習、決策職能和類腦智能,以及人工智能的不同發展階段,帶領學生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰,培養學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”為例,分析HPS教育理念融入小學科學的實踐。
(一)科學史:提升課程趣味性
小學科學教育作為培養具有科學素養公眾的重要步驟,提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統的小學科學教育注重知識的傳遞而忽略了學習過程,填鴨式教學導致學生失去對科學的興趣與探索欲,不利于公民科學素養的整體提高。而科學史作為研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史,已經逐漸滲透到科學教育中來。科學史常常介紹科學家的事跡,某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學史融入課程可以帶學生重回知識誕生的時刻,切身體會科學。讀本作為在小學科學教育中不可或缺的工具,利用科學史內容,以敘事方式可以將科學哲學與科學社會學的思想融入教學過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學生更加容易探求科學本質,感受科學家不懈努力、敢于質疑的精神,提升科學素養。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”引入部分即以時間順序展開,介紹人工智能的發展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結婚的故事不僅為本章節提供了豐富的內容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學與哲學,引發讀者對于人工智能的思考。
(二)科學社會學:提升課程社會性
科學社會學是研究一切科學與社會之間的聯系與影響,包含科學對社會的影響和社會對科學的影響。科學是一種社會活動,同時也受到政治、經濟、文化等多方面影響,比如蒸汽機的誕生表明科學促進社會的發展。在科學教育的課堂中融入科學社會學不僅可以幫助學生理解科學問題,還可以通過介紹科學與社會之間的復雜關系,培養學生靈活、批判看待科學問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,在介紹個人與技術的基礎上引入了政府和環境這兩個要素,使學生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認知:環境與技術之間有一把“雙刃劍”,個人與技術、政府與技術之間是相互促進的主客體關系。《人工智能讀本》并不全是說教性質的文字,在“試一試”中的辯論賽環節讓同學通過親身實踐,更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解,同學們可以更好地將學習知識與社會的背景聯系在一起,深刻體會科學中的人文素養,增強社會責任感。
(三)科學哲學:提升課程思辨性
以往研究發現,國內學科教材中關于科學史和科學社會學內容較多而且呈顯性,而對于科學哲學的融入內容不夠,且不鮮明。[3]科學哲學融入科學教育無疑可以提升學生的思辨性,幫助學生建立起對于科學正確而全面的認識。例如,《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,引入人工智能倫理,通過介紹人工智能面對的挑戰、人工智能的具體應對策略,讓小學生了解人工智能技術發展的同時也要重視可能引發的法律和倫理道德問題,明白人與人工智能之間的關系以及處理這些關系的準則。通過“讀一讀”先讓學生明白倫理概念,再用一幅畫讓學生思考在算法的發展下,人類與機器人的關系如何定義,向學生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術倫理觀。通過這種方式,可以幫助學生逐步建立完整的科學觀,全面且思辨地看待科學,提升學生思辨性,進而提升科學素養。
三、HPS教育理念融入小學科學課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結合,具有知識性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導小學生培養科學創新意識,提升人工智能素養,產生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學科學課程的初始,仍存在教育資源不充分、內容結合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學科學課程,可從以下三方面加以改進。
(一)開發HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛,無論是學生的現實生活,還是歷史資料,都可以提供契機和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關的故事和現實案例,都可以作為教育資源,從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代,進行HPS教育資源開發時,應當注意借助最新的信息與通信技術增強資源的互動性,如互動多媒體技術、虛擬現實技術、增強現實技術、科學可視化技術等。在傳統的科學課堂教學中,主要是通過圖片文字講解,實驗演示及互動來開展。這種形式對于現實中能接觸到的實驗內容,如常見的動植物、可操作的物理化學實驗等,比較容易開展。而對于地球與宇宙科學領域的知識,或者一些已經不存在的動植物,則只能通過圖片視頻進行展示,不容易進行實驗展示。通過虛擬現實技術、增強現實技術等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現實的手段得以呈現。這些技術或能使教學內容變得生動形象,或通過營造沉浸感以使學生有更佳的情境體驗,或讓學生與教學資源進行交互從而自定義內容,服務于學生科學素養提升的終極目的。
(二)對小學科學教師進行培訓
HPS教育的關鍵是從社會、歷史、哲學等角度對自然科學內容進行重新編排,并不是將大量的內容或學科知識簡單相加,這對教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學領域常常出現“學生不會學、老師不會教”的狀況,《人工智能讀本》作為內容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時,也需要提升教師的教學能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學人物,所有的學生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會中,并且對于生活中的各種科學現象有著自己的思考。所以教師身為引導者,需要注意到學生的思考,深入挖掘,鼓勵他們對所思內容進行反思并付諸實踐。科學史和科學哲學應當成為科學教師教育項目中的一部分,這能讓科學教師更好地理解他們的社會責任。為此,對職業科學教師進行HPS培訓便是必要的。
(三)多場景開展小學科學教育
科學素養不是空洞的,它來自學生的認識體驗,并從中獲得生動、具體的理解和收獲。《人工智能讀本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學科學課堂中作為教材使用,也可以應用在其他場景,如研學旅行、科技館等場所。課堂學習只是小學科學教育中的一個環節,家庭、科技館等也可以進行科學教育。例如,科技館與博物館可以以科學家和歷史科學儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學生在參觀和學習過程中學習有關科學內容。一些歷史上大型的科學實驗,學校教室或實驗室無法滿足條件,但在大型的場館中可以實現。例如,研學旅行作為目前科學教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學校教育教學計劃,列為中小學生的“必修課”,正逐漸成為學生獲得科學知識的另一個途徑。研學旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式,通常伴隨著知識教育的過程,包括科學知識的普及,所以也是開展小學科學教育的重要場所。在該場景下,運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學教育往往取得事半功倍的效果。
結語
目前,HPS教育理念已經積極嘗試運用到小學科學教育中,包括學校內的正式學習以及學校外如科技館、博物館、研學旅游中的非正式學習之中。其中,科技史以時間維度為線索創造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學社會學以科學與社會之間的相互關系幫助學生理解科學本質,提升科學素養;科學哲學則以哲學的視域審視科學的誕生提升學生思辨能力。未來,HPS教育結合小學科學則需要更深入,在資源開發、教師培訓以及應用場景等方面加以改進,為提升國民科學素養做出努力。
參考文獻:
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引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領域學科,是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術。由于信息環境巨變與社會新需求的爆發,人工智能技術的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數據、云計算等新技術的應用也愈發廣泛,對于管理類人才來說,加強對人工智能知識的深入學習,不斷將人工智能技術與管理知識結合起來,對其未來職業生涯的發展有著重要作用。人工智能是一門前沿學科,管理學院開設人工智能課程的目的是為了更好地培養學生的技術創新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強、應用需求空間巨大的學科特點,通過概率統計、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等基礎課程的學習,加強學生解決實際問題的能力,為就業打下基礎。本文基于社會對于人工智能領域的人才需求,結合諸多長期從事經管類專業課程教學的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學內容與方法進行探討,以期對中國高校人工智能課程教學改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學現狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應用性很強的理論技術學科,人工智能課程內容及內涵及其豐富,外延極其廣泛。學習這門課程,需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學氛圍枯燥目前,中國大多數大學仍采用傳統的課堂教學模式,在教學過程中照本宣科,忽略與學生的互動,并且缺乏能夠有效引起學生學習興趣與加深知識理解的教學環節設置,如此一來大大降低了學生自主思考的能力。在進行人工智能相關課程知識講解時,隨著章節的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學方式無法反映人工智能學科的全貌,課堂講解難以同時給以學生感性和理性的認知,部分學生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學進度,導致學習動力不足。(2)基礎課程掌握不牢管理類專業的學生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學科的素養,但這也導致很多學生所學知識雜而不精。學生在基礎不夯實的情況下去學習更高層面的知識,給學生學習與老師教學都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機器學習、數據挖掘等眾多內容,概念抽象,不易學習。一些管理類專業的學生未能熟練掌握高等數學、運籌學、數據結構、數據庫技術等先修課程,缺乏一定的關聯思考和研究意識,導致課程學習難度增加,產生學時不足和教學內容難點過多的問題。(3)教學與實際應用脫節當下,人工智能廣泛應用于機器視覺、智能制造等各個領域,給學生提供了大量的現實案例,使得人工智能不再是高深莫測的理論,而是現實中可以觸及的內容。例如,在機械學科領域,人工智能技術是電氣工程、機械設計制造、車輛工程等方向的重要技術來源;在醫療領域,是醫療器械的創新生產源動力;在能動領域,是高端能源裝備與新能源發展的重要驅動;在光電信息與計算機工程領域,技術的發展時刻推動著智能科學與技術核心價值的提升。然而,對于管理類專業的學生來說,現階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關理論,在教學過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復雜算法,書本中的應用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業知識與人工智能技術相結合的教學實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導學生將人工智能算法應用于現實生活。另外,大學生對知識的理解能力差異很大,教師采用統一的方式教給他們,這使一些學生無法跟上和理解,教師也無法控制學生的學習狀況,導致學生缺乏動力。因此,如何結合學生的現實情況,提高他們的動手能力和實踐經驗也是人工智能課程教學要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學改進策略
課程教學改革是一項提高大學教學效果和人才培養質量的重要手段。如何在時代背景下應用新技術和新思想進行實施課程教學改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學工作而言,教學目標、教學內容和教學方式的變化不再是課程資源的簡單數字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優勢的新型教學模式。針對管理類專業人工智能課程教學過程中存在的問題,可以從教學方法改進和教學內容設置兩個方面進行課程教學改進。
2.1教學方法改進
教師對學生具有引領作用,其教學方法的改進能夠帶動學生改進自身學習方法。(1)啟發式案例教學案例教學法就是教師根據教學目標、教學內容以及教學要求,通過安排一些具體的教學案例,引導學生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動,是一種培養學生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學方法。啟發式案例教學以自主、合作、探究為主要特征,調動學生的學習積極性,并緊密結合人工智能領域的相關理論與方法,有效理解知識要點及其關聯性,適用于管理類專業學生的教學。具體而言,高校基于其問題啟發性、教學互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學案例庫,雖然這項建設將極具挑戰性與耗時性,但具有很強的積極效果:培養學生較強的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學質量、培養具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學,讓學生掌握相關基礎知識原理及應用;通過一題多解的案例使學生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設計,啟發學生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學研討互動式的各個教學環節是逐漸遞進、有機結合的。研討是基于學生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學生做出評判,從而對不同類型的學生開展針對性的教學。互動則是在研討的基礎上,通過老師與學生、學生與學生的互動,讓學生主動參與到課堂教學的過程中來。在人工智能課程教學過程中,教師通過課堂討論了解學生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設計教學內容,例如,對于學校積極性不強的學生,將人工智能理論內容與學生個人興趣范疇、社會產業發展及研究現狀聯系起來,能夠極大程度地提高學生學習的自主能力;對于基礎知識較為薄弱的學生,可以在教師的指導下查閱相關文獻資料,根據自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結合的模式。有助于增強學生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學習氛圍。(3)有效激勵式教學人工智能是引領未來的戰略性技術,人才需求量極大,對教師的教學水平也提出了更高要求,因此,進行有效激勵極為重要。在學生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設置相應項目獎學金,吸引學生參與實踐,調動學生做研究、發論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創新大賽,圍繞新一代人工智能創新主題,激發學生的創新意識,提高學生的創新實踐能力,為人工智能領域健康發展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學院乃至全校開展此類競賽項目,激發學生的創新能力與團隊合作能力,鼓舞更多學生加入到人工智能課程的學習中來,激發其學習興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學生課程制定、課堂與課外作業、課程項目和論文指導等看作教學任務的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學科滲透式教學人工智能學科知識融合程度較高,學科交叉性強。基于人工智能的學科交叉性特點,增強管理類人才對學科應用的領悟,可以采取開展學科滲透式教學的方法。從2015年起,國務院和教育部先后印發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見教育》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件,“互聯網+”、“智能+”已經滲透到各個領域,人類進入數字經濟時代,社會需求“技術+管理”的高端復合人才。例如,基于工業4.0和強國戰略,人工智能技術在智能制造的應用極為廣泛。上海理工大學非常重視少數民族預科班的教育質量。為增強少數民族管理類人才對該領域應用的認識,我們請機械工程、能源動力領域的相關專家以授課或講座的形式,進行相關領域知識和發展趨勢的講解,使學生理解更為透徹。此外,在教學實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進不同專業間老師、學生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學習,從而推動人工智能課程教學的改進。
2.2教學內容設置
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1 引言
人工智能是計算機科學與技術學科類各專業重要的基礎課程,在信息類相關的許多高年級本科和研究生都開設了人工智能課程。人工智能是一門前沿性的學科,它主要研究計算機實現智能的基本原理和基本方法,同時人工智能也是一門多學科交叉的綜合學科,它涉及計算機科學、數學、心理學、認知科學等眾多領域。廣義的人工智能涵蓋了模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、神經網絡、統計學習理論等眾多研究方向。人工智能作為計算機學科的重要分支,已成為人類在信息社會和網絡經濟時代所必須具備的一項核心技術,并將在未來發揮更大的作用。
由于人工智能課程的學習難度較大,內容更新比較快,也繁多,使得教學有一定的難度。特別是針對本科高年級的人工智能教學,由于本科生的研究意識相對較弱,而人工智能比較強調科研性,所以如何教好本科高年級的人工智能課程是一項非常具有挑戰性的任務。
本文通過分析本科高年級的教學特點和人工智能課程的自身特點,在如何提高教學質量這一問題上提出了幾點思考。
2 本科高年級的教學特點
中國的本科教育,由于歷史和經濟發展水平等諸多原因,目前的定位還是培養某方面專業人才的專才教育。本科高年級學生在完成了低年級公共基礎課程和部分專業基礎課程的學習之后,迫切希望了解本專業的應用領域和發展前景,所以在教學過程中要注意內容的應用性和專業性。另一方面,本科高年級學生也是研究生教育的儲備人才,在教學過程中要適時的進行科研引導,這樣能夠讓畢業生保持對科學的興趣,從而為研究生階段進一步深入研究打下基礎。本科生一般于4年級的10月份開始著手畢業設計,在本科高年級的教學過程中還要注意與畢業設計的內容相結合,這樣可以讓學生提前做好準備,選擇適合自己的方向。
3 人工智能課程的學科特點
與信息類其它專業課程相比,人工智能具有應用性、研究性和發展性三個重要學科特點。首先,人工智能是一門應用性很強的學科。人工智能學科的主要目標在于研究用機器來模仿和執行人腦的某些智力功能,并開發相關理論和技術。人工智能技術廣泛應用于模式識別、數據挖掘、智能控制、信息檢索、智能機器人等領域,在日常生活中,隨處可見人工智能技術的應用實例;其次,人工智能技術具有很強的研究價值,是計算機科學領域中重要的研究方向。技術進步無止境,研究者們不斷追求開發出效率更高、更智能的人工智能技術:最后,人工智能是一門正在發展中的學科。隨著信息化、計算機網絡和Internet技術的發展,人類已步入信息社會和網絡經濟的時代,它們為人工智能提出了許多新的研究目標和研究課題,人工智能的應用領域以及技術算法都在不斷發展。
4 人工智能教學的三點思考及對策
4.1 注重應用性和介紹性
在教學實踐中,筆者發現,本科高年級學生一般比較關心各種人工智能技術的應用領域和使用方法,而對基礎性理論和技術細節不是很感興趣。他們一方面希望能學到很多較新和較實用的人工智能算法,并且最好可以看到使用效果;另一方面又希望老師的教學主要停留在介紹性層面,不想花太多時間在復雜的理論理解上。這也比較符合本科高年級的教學特點,本科階段主要是培養具備較強應用性和基礎科研素質的專業人才。傳統的人工智能教學主要講授知識表示和搜索推理技術,大部分實例都是解答式或推證式的。由于其知識的抽象性,又加之其應用實例較少,所以往往教師感覺難講,學生在學習過程中也感覺乏味,對講授的內容大多都是死記其方法和步驟,因此影響了教學效果。針對這一問題,筆者認為,在設計人工智能教學時,要注重內容的新穎性、實用性和介紹性。除了講授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外,要著重介紹一些新的和正在研究的人工智能方法和技術,特別是近期發展起來的方法和技術,如支持向量機、決策樹、模糊集、遺傳算法、蟻群算法等。這些內容的理論部分可以不必過分深究,教學重點主要放在介紹每種技術的產生背景、發展狀況、應用領域和具體實現上。此外,要注意理論與實際應用密切結合,在教學過程中加入一些與課程內容結合的、可以用計算機實現的實際應用內容。考慮到目前應用最廣泛的人工智能領域之一是模式識別,而研究模式識別的主要計算機工具是Matlab,所以筆者在教學過程中以手寫數字識別作為教學實例,針對所介紹的每一種人工智能技術,都將其應用于手寫數字識別當中,并講解了這些技術的Matlab實現方法。學生在掌握了基本理論之后,可以按照實現步驟的指導,立刻上機見到算法的實際效果,加深對算法實現思路和方法的認識。
4.2 注重科研引導性
本科教學不僅要培養學生的應用能力,還要培養學生具備基本的科研素質。本科教育一方面為社會培養了大批應用型人才,另一方面也要為我國的科研事業培養后備力量。特別是近幾年來我國對科研的投入不斷增加,研究生招生規模逐年增大,本科高年級學生打算繼續讀研的也不在少數。而人工智能是計算機相關學科非常活躍的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、統計學習理論等,都是目前國際和國內熱門的研究方向。針對這一特點,在本科高年級的人工智能教學中,還要注意對學生適時適度的科研引導。這樣可以激發學生的研究興趣,樹立目標意識,找準研究方向,為未來的科研工作打下基礎。在教學過程中,可以引導學生思考每種人工智能技術的優點是什么?缺點是什么?有沒有改進的辦法?比如BP神經網絡是計算智能中較為成熟的技術,具有強大的非線性學習能力,在模式識別、經濟數據分析、生物信息學、數據挖掘等眾多領域都取得過成功應用。然而BP神經網絡算法自身也存在著一些缺點,如會有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等。近十年來,研究者逐漸把目光轉移到另一種新的非線性學習工具――支持向量機上。同神經網絡相比,支持向量機具有泛化能力強、不受局部最小問題困擾、理論背景完善等顯著優點。在給學生講解BP神經網絡算法的時候,一方面可以通過手寫數字識別實驗展示其強大的非線性分類能力,另一方面也要告訴學生,BP神經網絡并不是完美的,其缺點同樣明顯。然后引導學生對這些問題進行思考,討論有沒有更好的解決辦法。此時,順勢引出支持向量機的內容,并且介紹支持向量機的研究現狀和研究方向。通過兩者的對比,學生不但了解到了較新的人工智能技術,又對人工智能研究中如何去發現問題、解決問題、人工智能技術的進化歷程有了直觀的印象。
4.3 教學內容與畢業設計相結合
引言
科學技術的飛速發展,使計算機網絡成為人們生活和工作的重要組成部分。在計算機應用領域,將人工智能與大數據進行融合,可有效解決計算機網絡管理中安全性的問題。然而,在大數據時代背景下,由于人工智能技術的發展仍處在探索階段,在計算機網絡技術中的應用還存在許多問題。基于此,深度探討人工智能應用優勢,并針對人工智能在計算機網絡技術中的應用提出幾點建議,具有十分重要的意義。
1大數據時代人工智能技術的含義及應用優勢
1.1大數據下的人工智能技術
人工智能作為計算機技術體系下的分支,是一門融合開發和研究為一體,主要作用于開發人類智慧所應用的科學技術。在人工智能不斷發展的歷程中,對于人工智能的探索逐漸延伸至管理學、語言學、社會學等學科,使人工智能能夠更好地接近人類大腦,完成對社會中存在各類要素和信息的采集,并模擬出人腦對圖像和聲音出現的反應。在大數據時代背景下,人工智能可借助大數據內容多和規模大的特征,替代人們完成部分工作,為人們生活和生產提供便利,以進一步增強人們的幸福感。人工智能與大數據的配合,可將人類思考習慣進行數字化處理,并完成對數據的儲存。在未來發展中,人工智能可實現對人類日常生活的復制,實現機械化的自動操作和控制。通過大數據和人工智能的相互配合,可為人類和技術的發展提供更廣闊的空間。1.2大數據時代下人工智能在計算機網絡技術中的應用優勢在大數據時代背景下,人工智能在計算機網絡技術中應用所體現的優勢,主要體現在以下幾方面:①完成對信息的預測,在計算機網絡運行中,要想提升運轉速度就要及時處理系統中存在的模糊數據,但對于這部分信息價值的辨別存在一定的難度。如依照傳統處理方法會增加系統運行成本,對系統造成影響。在大數據時代人工智能的干預,可依據模糊分析理論更有效辨別信息價值,完成對信息的預見,進而實現計算機網絡運行效率的提高。②增加網絡監管能力,計算機系統的快速發展使得計算機網絡結構日趨復雜,為網絡監管帶來難度。而人工智能的參與可實現對網絡的分類管理,不但提升管理的效果和能力,還為網絡營造更加安全的環境。③人工智能強化數據整合,在人工智能和大數據相互協作下,對于計算機網絡空間中存在的信息進行快速整合,完成對各類資源的有效配置。還可加快資源整合的速度,減少資源的消耗,降低計算機網絡的運行成本。
2大數據時代下人工智能在計算機網絡技術中的應用對策
2.1計算機網絡安全管理中人工智能的參與
①在計算機網絡網絡安全入侵檢測中應用人工智能。在大數據時代下,計算機網絡環境日趨復雜,各類病毒和木馬的入侵可對網絡造成不可逆的影響。而在計算機網絡管理中應用人工智能,可通過對以往入侵情況的分析,建立數據集成的系統,通過數據編碼將入侵特征進行編碼轉換,在系統中儲存完整的信息。一旦計算機網絡出現入侵系統的情況,對網絡安全造成威脅,系統就可依據設定對入侵類型進行辨別,并完成安全處理,保障計算機系統和網絡的安全。②數據挖掘技術在計算機網絡安全管理中的應用。數據挖掘主要是指將網絡從主機會話中分離出來,并通過對網絡控制實現計算的規范化,并將其產生的數據儲存到數據庫中,在遇到網絡風險時就能完成數據的辨別。③人工神經模擬。人工智能的模擬技術可模仿人類大腦的思考和處理邏輯,在網絡運行中,可對噪聲等要素進行識別,并通過檢測,完成對網絡的安全性檢查,提升網絡運行安全性,提升檢測的質量。④危險信息攔截和垃圾處理。在計算機網絡安全管理中,人工智能可在網絡系統中建立智能防火墻,對部分危險信息進行識別,并完成攔截。還可在系統設置訪問權限,提升安全防控的效果。同時,在垃圾處理方面,人工智能和大數據的相互配合,可實現對網絡遺留數據痕跡和垃圾的檢測,快速找到包含病毒的文件,并在人工智能處理模式下完成病毒的處理,消除網絡中存在的安全隱患。另外,人工智能可完成對系統資源的掃描,通過對信息的分析和處理,將數字化數據反饋給用戶,使用戶更加直接地了解計算機網絡的運行狀況,為進一步保障計算機網絡安全提供幫助。
2.2計算機網絡管理系統中人工智能的導入
①系統數據庫技術。在計算機網絡系統中,利用人工智能技術將計算機系統運行的內容轉化為數據,將簡單內容在變為復雜的程序,在運行中對其進行不斷的優化,找到有效的運行方式,實現對系統對有效的管理。這種人工智能和大數據的相互配合,可有效彌補傳統數據加工在內容邏輯性方面的缺陷,并通過數據庫的建立,使得計算機網絡系統在運行速度和儲存空間方面都得到提升。②智能問答技術。在計算機網絡搜索功能中,人工智能技術的參與可使得用戶利用部分有效信息就能獲得海量的資源,提升網絡資源的使用效率。這種智能問答方式主要以簡單指令為核心,通過對關鍵詞的識別在海量數據中快速篩選到相關的資料,獲取到用戶需要的內容。這種工作方式可減少搜索的時間,完成對資源的合理應用。比如,用戶在搜索欄中輸入“流行樂”,當下在音樂市場中流行的樂曲都能顯示出來,并帶出“流行樂”相關的搜索標簽,找到更多相關的信息和數據,減少搜索的時間,并提升搜索的整體質量。③智能技術。計算機網絡系統可完整記錄用戶的搜索數據,并從海量資源中挑選出相關內容,完成對用戶的精準推送,這種服務的機制,可減低用戶大量搜索的時間,并在短時間內找到更有效的相關信息,提升計算機網絡系統的應用效果,帶給人們更多的便利和幫助。
2.3計算機網絡運營系統中人工智能的支持
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(b)-0155-02
面對航天科技迅猛發展,現代軍備技術快速提升,培養具有專業性的高素質航天類人才,是我國航天科技發展的戰略選擇,也是航天重點高校面向并有效服務航天事業的歷史責任。航天類本科生的教育形式也需要突破傳統的方式,著重多樣性、前沿性、工程性,因此,該專業的各門課程教育都應該結合專業特點,探索新的教學模式。
人工智能自1956年誕生50多年以來,引起眾多科研機構、政府和企業的空前關注,已成為一門具有日臻完善的理論基礎、日益廣泛的應用領域和廣泛交叉的前沿學科。由于航天領域的特殊要求,人工智能在其發展中發揮著不可替代的重要作用,各發達國家都相繼開展了人工智能與航天技術相結合的研究,致力于實現可重構的、具有容錯能力的、智能的飛行系統和管理系統。因此,“人工智能”作為航天類專業的一門特色選修課,應結合專業特點展開更具有實用性和創新性的教學。
1 人工智能課程特點
一方面,“人工智能”是一門多學科交叉的綜合學科,它涉及計算機科學、數學、心理學、認知科學等眾多領域,具有知識點多、涉及面廣、內容抽象、不易理解、理論性強等特點,使得該課程的教學具有較大的靈活度和較高的難度。另一方面,“人工智能”是一門正在發展中的學科,具有較強的前沿性,計算機科學、信息科學、生物科學等相關學科的發展不斷的提出了許多新的研究目標和研究課題,使得人工智能的技術和算法也需要不斷更新,這在很大程度上增加了“人工智能”課程的教學難度。
2 航天類專業特點
首先,航天類專業具有較強的工程性。在專業的教學改革中有統一的特點,即強調要體現航天工程技術的綜合性、系統性, 注重培養復合型人才。其次,航天類專業具有一定的前沿性。因為航天飛行器作為現代高科技和多種學科技術綜合應用的結晶,應及時把現代先進科技融入到了專業基礎和專業類的課程教學中, 專業知識更新快成為又一特點;另外,航天類專業應注重實踐性教育。尊重個性和興趣,強調動手能力,實驗室對學生開放,要求學生自主地設計完成實驗,強調對學生設計理念和創造能力的培養。最后,航天類專業應重視產學合作。產學合作的目的在于推動學校與航天產業的持續全面合作,造就一支科學技術研究和工程實踐兼備的教師隊伍。
3 教學模式的探索
3.1 教材的選擇
人工智能作為一門新興的學科,其理論與方法都還在不斷的發展與完善中。就目前來看,關于人工智能的定義和范圍都沒有一個統一的標準,不同的教材所介紹的內容也不盡相同。在教材選用方面,需要綜合考慮專業特點和學生的知識背景。本課程主要針對航天類專業高年級本科生,該類學生具有一定的數學、計算機、信息論、通信理論等基礎知識,對航天應用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”課程難度應該控制在中級,可以較深入的介紹人工智能的基礎算法和應用案例。
中南大學蔡自興教授積累了多年的教學與科研經驗,借鑒了國內外其他專家和作者的最新研究成果,吸取了國內和國外人工智能領域學術書籍的長處,于1987年編寫了“人工智能及其應用”一書,該書根據人工智能學科的新發展不斷修訂,推出四個版本。本課程采用“人工智能及其應用(第4版)”,其中大部分內容適合本科生學習。另外,本課程還給學生提供其他一些參考書目,如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence:A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等經典教材。
3.2 課堂教學形式的探索
“人工智能”課程內容較抽象,概念較為繁多,若采用單一的課堂講授的方式,學生容易概念混淆、理解不透,逐漸產生厭倦情緒,導致教學效果差。本文探索不同的課堂教學手段,根據不同內容采用不同的教學手段,有利于學生對課程內容的理解與吸收。另外,考慮到航天類的專業特點,突出課程內容的工程應用,增加研究性質的教學內容與形式,有利于培養學生的創新能力和實踐能力。
(1)課件采用圖文并茂的PPT。綜合利用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表示方法,在介紹原理和概念時采用精辟的文字,介紹算法流程時采用圖像,介紹算法應用時采用視頻。在PPT中適當利用不同的字體、顏色或動畫來突出重點,細化流程,引導學生的思路,便于集中注意力接受重點內容。
(2)適當增加課堂討論與練習。對于人工智能的一些基本問題,可以引導學生進行調研和討論,來深化課程內容的了解,并提高學生的學習興趣;對于重要的算法和理論,可以增加課堂練習,讓學生實際動手進行公式的推導或演算,并在練習中分析學生對問題的理解程度,有針對性的增加講解或指導。
(3)適當采用類比的講解方式。對人工智能的不同學派,不同方方法,以及方法的不同應用,廣泛的采用類比的形式進行講解,不僅可以復習已學習的內容,也利于對新內容的理解。并且,通過對不同內容的比較總結相似點、區分不同點,可以避免概念的混淆,清晰的掌握課程內容。
(4)增加研究性教學。研究性教學強調通過問題來進行學習,有必要將實際應用案例或者授課教師的科研項目融入日常的教學工作中去,用“啟發式”、“案例式”教學激發學生“自主學習”能力。
3.3 課程內容的探索
一方面,鑒于本科生知識結構還不夠完善,“人工智能”課程的內容要控制在適應本科生學科基礎的中等難度;另一方面,鑒于航天類專業的特點,課程內容應更注重與航天應用相結合的內容,并且在課程中增加具體應用的介紹。具體的課程內容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”課程注重學生創新能力和實踐能力的培養,傳統的試卷形式不能全面的反應學生的學習效果,因此,應采用課堂表現和課程報告相結合的方式進行綜合考核。
一方面,重視學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,對學生課堂討論與練習的表現進行考核評分,作為總成績的參考;另一方面,注重學生課題調研和實踐的能力,采取提交課程論文的形式進行考核。正確引導學生根據個人興趣、課程內容、可行性、實踐難度進行合理選題,并根據所選題目進行文獻查閱和總結,完成調研報告或算法實現報告。結合者兩個方面進行最終成績的評定,綜合衡量學生問題分析能力、論文寫作能力和創新實踐能力。
4 結語
航天類專業的本科生教學需針對專業特點有的放矢,該專業的課程教育都應該趨向于前沿性、專業性和實用性。本文的“人工智能”課程教學改革方案不僅考慮到該課程屬于前沿叉學科的特點,也綜合考慮了航天類專業的特點。為了使課程教學更好地服務于學生,本文提出的改革方案打破傳統的教學模式,將課堂理論講解、課堂討論、課后調研、項目實踐等相結合,充分調動學生的學習興趣和積極性,提高學生的創新能力,有利于培養真正符合航天領域所需要的綜合型高級人才。
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