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人工智能网络教育十篇

发布时间:2024-04-29 17:27:05

人工智能网络教育篇1

关键词:人工智能;网络教育;应用;前景

中图分类号:tp18

“人工智能”一词最早是在20世纪50年代末期在Dartmouth学会上提出的。它是计算机技术的一个分支学科,但又同时包含了很多领域的不同学科,例如生物信息学、机械理论学、数理推论、语言文化等,它的研究领域非常的广泛,包括机器翻译研究、智能控制研究、专家系统学、机器人研究、语言和图像理解研究、遗传编程研究、自动程序设计研究、航天科学与应用、庞大的信息处理、储存、管理研究。此后,越来越多的科研人员开始了对人工智能技术的研究。国际上比较先进的研究机构有麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、宾夕法尼亚大学、耶鲁大学、德国人工智能研究中心、索尼公司等,中国的先进研究机构主要有清华大学、北京紫光优蓝机器人技术有限公司、中国科学院先进技术研究院、北京大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、北京邮电大学等几十家机构。

目前,将人工智能应用在网络教育中是很多研究者关注的热点,在近些年的研究中取得了很大的进步,取得了一些先进的成果,但是在研究中也遇到了一些问题,需要研究人员进行解决并创新。本文首先介绍了网络教育的现状,探讨了人工智能在网络教育中的应用,通过研究提出了做好人工智能在网络教育中应用的有效措施,最后对人工智能在网络教育中的发展前景进行展望。

1网络教育的现状

随着信息技术和网络技术的不断发展,人们对教育的观念以及接受教育的方式发生了巨大的改变,“网络教育文化”日趋成熟。网络的发展给传统的教育模式带来新的挑战,它除了将传统教育模式的一些显著不足进行了改变以外,同时使教学更富有吸引力和生气,吸引更多的人愿意到internet教学中来学习自己想要的知识,他们可以不受时间、空间、身份的限制,到这个虚拟的课堂来进行“充电”。但在当前,网络教育还在初级的发展阶段,在实际的推广和应用中还存在着一些问题:

(1)在网络远程教育的过程中,支持学习的服务系统没有很好的满足学习者的要求,引导学习者学习的手段和给学习者答疑的方法都比较落后,服务的方式受到一些客观因素的限制;

(2)网络实验教学中有很的问题存在,例如空间的分散性差,时间的流动性和自主性差,除此之外,便携性也比较差等;

(3)目前,虽然网络教育中进行的考试具有开放性,但是考试的公平公正性、考试类型的科学性、出题的权威性都很难保证;

(4)目前来看,网络系统本身具有了信息查询能力,但这种查询的能力是很有限的。

2人工智能在网络教育中的应用

2.1智能决策支持系统

智能决策支持系统是在1980年左右由美国的研究大师波恩切克提出来的,是决策支持系统与人工智能技术相结合的产物。目前,由于智能决策支持系统的不断发展和创新,在网络教育的应用和研究方面表现出很强的发展潜力。例如,智能决策支持系统在数字和移动图书馆中的得到了广泛的应用,该系统能够为数字图书馆的管理人员提供决策和管理所需的数据、信息,帮助他们明确决策和管理的目标,通过建立决策模型并加以修改或完善,为数字图书馆正确、有效的管理和决策提供必要的支持。

2.2智能教学系统

智能教学系统是在1970年以后迅速发展起来的,可以为学习者提供一种智能的授课环境,它将计算机的模拟功能来体现在整个教学过程中,使用人工智能技术和多媒体技术等先进的教学手段,共同形成一个交互式的开放的教学系统,在这个学习系统中,学生可以主动的获取学习知识,系统可以根据学习者的个人情况来进行合理和科学的教学,以达到最佳的、理想的教学效果。

2.3智能导学系统

支持服务是现代计算机网络教育系统的重要构成要素。建立和维持一个高效灵活、强有力的支持服务子系统是有效地开发、管理和实施计算机网络教育项目的保证。智能导学系统可以创造一个优良的学习环境,使学习者方便快捷地调用各种资源,以获得学习的成功。

2.4智能硬件网络

智能网是20世纪80年代初期兴起的研究课题。随着网络的日益普及,通过网络进行学习,不仅要求多媒体综合化的信息处理能力,而且要求网络能够提供高级信息处理能力。就目前的状况而言,对现有的计算机教育网络赋予其一定的“智能”,从硬件性能本身加以提升是一种不乏远见的选择。

3做好人工智能在网络教育中应用的有效措施

3.1加大资金的支持

对于做好人工智能在网络教育中的应用工作,绝对离不开资金的支持,因此各级政府部门应该做好相关的预算,落实好国家对于支持人工智能技术的相关政策,对于在人工智能技术发展中做出突出贡献的企业和科研单位要给予一定的资金支持,支持这些企业、科研单位的研究工作,促进人工智能在网络教育中更好的发展和应用。

3.2加快人员培训工作,建立技术研究团队

人工智能在网络教育中的应用工作具有技术性、专业性强等很多特征,因此,必须培养一批高素质的人工智能专业人才,同时还要对这些人员进行全面的业务培训,使得这些人员既要懂管理,又要精通人工智能的专业知识,通过全面的业务培训和人才引进,建立人工智能的技术研究团队,使得这些人的才能得到很好的发挥,在人工智能方面有所创新,保证人工智能在网络教育中得到更好的应用。

3.3加强和先进研究机构的合作

在人工智能技术研究方面,美国、英国、德国等国家都走在世界的前列,而我国的人工智能技术研究的能力较低,与上述发达国家相比还存在一定的差距。因此,如何缩小这种差距,实现人工智能在网络教育中更好的应用,就需要我们的研究人员加强专业知识的学习,和这些国家的先进研究机构进行有效的沟通和联系,借鉴其先进的研究经验,根据自己的实际需要,进行一些实际的合作。

4结束语

由于人工智能技术本身存在着巨大的优势,人工智能网络技术也会不断地进行发展而趋于成熟,这将极大地改善并且优化网络教育的学习环境,全面提升网络教育的整体教学质量,并有望增强网络教育的全面开放性。为了做好人工智能在网络教育中的应用,需要加大资金的支持,加快人员培训工作,建立技术研究团队,加强和先进研究机构的合作,使网络学习的支持服务更加人性化和拟人化,更加体现以人为本的关怀精神。

参考文献:

[1]吕生荣.浅谈人工智能在计算机辅助教学中的应用[J].科技资讯,2009(01):198.

[2]张园.人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究[J].科技资讯,2007(34):108-109.

[3]陆志一,吴学庆.计算机未来的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2008(04).

[4]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2010(08).

[5]何月瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创业月刊,2007(05).

人工智能网络教育篇2

【摘要】“智慧校园”是构建智慧教育体系和智慧城市的重要组成部分,本文通过分析广州市中小学智慧校园建设的背景与现状,结合广州市中小学“智慧校园”示范工程的建设,依托云计算、虚拟化和物联网等新技术,构建基于“智慧校园”的教育生态体系,在学校综合管理、教学教研管理、学生日常管理等方面进行实验研究,探讨中小学“智慧校园”建设和应用的新模式。

关键词智慧校园;智慧教室;电子书包;智能感知;云计算;物联网

【中图分类号】G424【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384(2013)11-0061-04

“智慧地球”理念在2008年提出后,已经成为当前互联网研究最热门的课题。伴随着云计算、虚拟化和物联网等新技术的发展,我国也提出了建设智慧城市、数字社会的发展战略[1]。2010年至2020年,广州市将全面实施“智慧广州”战略,重点打造新设施、新应用、新产业、新技术和新生活等“五个新”的智慧城市工程。而中小学“智慧校园”建设,是构建智慧教育体系和智慧城市的重要环节。所谓“智慧校园”[1],是指利用云计算、虚拟化和物联网等新技术来改变教师、学生和校园资源相互交互的方式,将学校的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合,以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度,从而实现智慧化服务和管理的校园模式。中小学“智慧校园”建设的主要内容是建设智能化的校园环境、智慧教室、智慧型教学支持系统,利用电子书包(平板电脑)、校园一卡通智能感知系统、校园智能监控系统和智慧校园管理系统,为学校的智能化教学、教研、教育管理等提供支持,实现班班通、教务通、家校通等功能。探索依托新技术,构建智能化学习、智慧化管理和智慧化服务的教育生态体系应用新模式,为广州智慧教育体系建设奠定基础,从而推动“智慧广州”战略的实施。

中小学“智慧校园”建设的背景和意义

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》[2][3]指出:“到2020年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。充分利用优质资源和先进技术,创新运行机制和管理模式,整合现有资源,构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施……推进数字化校园建设”;《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》[4]指出:“制订中小学校和中等职业学校数字校园建设基本标准。采用政府推动、示范引领、重点支持、分步实施的方式,推动中小学校、幼儿园、中等职业学校实现基础设施、教学资源、软件工具、应用能力等信息化建设与应用水平全面提升。利用网络技术,实现丰富的教学资源和智力资源的共享与传播,使每所学校实现教育教学、教育管理和服务信息化,促进教育公平,提高教育质量和效益”;《广州市教育事业发展第十二个五年规划》[5]提出:“要实施中小学智慧校园建设工程。建立中小学智慧校园建设标准,在全市范围内,启动中小学智慧校园的建设,打造智慧型的校园环境、智慧型的学校管理、智慧型的教师队伍、智慧型的教学环境、智慧型的教学系统、智慧型的教学模式,培养信息时代智慧型的学生。在‘十二五’期间,形成约100所特色智慧校园示范校,为全市、全省乃至全国其他地区和学校提供经验借鉴”。

综上所述,中小学“智慧校园”建设工程,符合国家的教育政策和广州市教育事业发展第十二个五年规划的要求,它是构建智慧型教育体系的重要环节,是社会发展和教育现代化的内在要求,能够实现教学模式和学校管理模式的变革、实现基础教育公共服务平台的整体跃升,对推进智慧教育体系建设和“智慧广州”建设具有重要的战略意义。

广州市中小学“智慧校园”建设的背景与现状分析

广州市共有十个区、两个县级市,教育总量大,学校层次多,目前,各级各类学校3000多所,在校学生总人数200多万,在职教职工总人数15多万。

经过“十五”、“十一五”建设,广州教育信息化已经从基础建设与基本应用阶段、整体推进与整合应用阶段向大网络、大平台、大服务阶段迈进,实现了转型发展,取得了巨大成就,高标准、高质量、高效率地实施了“农村中小学接入市教育科研网工程”,架起了通往全市基础教育各个角落的信息桥梁,使广州市教育科研网从城区和部分农村学校延伸到所有边远农村学校,光纤总长度已超过30,000公里,成为国内规模最大的基础教育光纤城域网。目前正在打造生态型的教育信息化公共服务体系——广州“数字教育城”教育云平台[6],形成了共建共享的优质教育信息资源体系。通过引入国家资源、共享省级资源、共建合作资源、采购通用资源、开发本地特色资源等多种途径,形成了内容丰富、形式多样的教育信息资源库群,目前市级教育信息资源库总量达100tB,市级应用系统达50多个,并打造了“同步教学资源包”、“精品课例库”、“教育考试考生身份验证管理系统”、“网络教研系统”、“网络远程教育系统”、“名师辅导网”、“天河部落”、“教育资源搜索引擎”等一大批彰显本地特色的教育信息化应用项目。良好的教育信息化应用环境,为中小学“智慧校园”建设提供了可靠保障。但在教育信息化建设和应用中也存在一些问题:稳定、规范、多元的教育信息化投入机制尚未形成;城乡、区域、学校、学段之间水平差异仍然较大;信息技术与教学实践鸿沟仍存在;缺乏有效支持学科教学革命性的资源和工具软件;大规模创新应用实践研究的措施和机制尚未形成;教育信息化专业技术人才不足、队伍稳定性不够等。

中小学“智慧校园”建设模式探索

中小学“智慧校园”建设,按照“实验先行、改革探索、以点带面”的原则,2013年5月启动了广州市“中小学智慧校园”示范工程项目建设,在全市选择6所教育信息化基础与环境好、学校高度重视信息化工作、教师信息素养较高的学校作为“中小学智慧校园”示范工程样板校,在开展试点工作的基础上积累经验,在“十二五”期间,形成约100所特色智慧校园示范校。按照“统筹规划、顶层设计,高度共享、协同创新,分步推进、分类指导”的思路,建设统一信息门户、统一身份认证、共享数据中心、学校业务应用等“智慧校园”信息管理平台,把云计算[6]、虚拟化[7]和物联网[8]等新技术引入“智慧校园”建设中,建立一个统一的、开放的、先进的、安全的、人性化的智能化校园系统,实现“网上办公、网上教学、网上管理、网上服务”,对整个教学、科研、服务等各个环节提供高效的信息化、智能化和人性化管理,为全校师生员工提供快捷、共享、全面的信息服务,为学校的智能化教学、教研、教育管理等提供技术支持,从而实现班班通、教务通、家校通等功能。

1.“智慧校园”智能化的环境建设

一是“智慧校园”网络基础环境建设,在学校现有硬件设备和应用软件的基础上进行整合、完善和升级,配置网关设备、网络交换机、无线路由ap转发器、服务器、数据存储等硬件设备,实现校园信息服务无线和有线的无缝结合、无线网络全覆盖、信息互通和数据共享;二是智慧教室硬件和软件环境建设,每间智慧教室配备70寸的智能交互LeD平板电视电脑一体机、电子书包[9]、智能网络中央控制系统平台、智能全自动高清录播系统等硬件系统,配置一套支持师生互动教学与反馈、学生自主探究学习、协作学习和移动学习的智慧型教学支持系统;三是配备基于物联网的软硬件设备,建设校园一卡通智能感知系统、校园安防监控系统和校园智能管理系统等以物联网为基础的“智慧校园”系统管理平台,能提供及时、准确、高效的校园信息化服务;四是依托云计算和虚拟化等信息技术打造广州市“数字教育城”教育云平台,作为智慧校园建设的网络和资源环境的支撑,为学校实现“教学教研数字化”、“教学管理数字化”、“学生学习数字化”、“校园综合管理数字化”和“与社会沟通智能化”提供智能化服务。

2.制定“智慧校园”建设标准

根据“智慧广州”建设的总体要求,启动智慧型教育体系的研究,并以中小学“智慧校园”的建设为切入点,组织首批6所样板学校开展实验研究,探索依托新技术,构建素质教育生态体系的新模式,在校园环境、学校管理、教师队伍、教学系统、教学模式、教育科研等方面有效利用新技术,促进教育创新,根据实验结果研究制定出《中小学“智慧校园”建设标准》。为向全市、全省乃至全国全面推进中小学“智慧校园”建设提供参考依据,发挥其引领和示范作用。

中小学“智慧校园”应用模式探索

1.在学校综合管理中的应用模式探索

在完善和构建基于物联网的智能化校园环境、智慧教室、校园一卡通智能感知系统、校园智能监控系统等硬件环境的基础上,把学校综合管理、教育预测辅助决策、教与学的综合评价、资源管理、财务与装备管理、家校互联、数字图书馆等多个独立的系统平台,利用统一的基础数据库通过数据流完成相互关联的数据调用,融合成一个基于云计算、虚拟化和物联网等新技术支撑的“智慧校园”综合管理系统平台。在教职工管理(包括教师人事信息、教师业务信息、教师专业发展记录)、学生管理(学籍管理、成绩管理、试卷分析、作业管理、素质评价)、办公事务管理、教务管理(包括考务管理、日常处理、排课系统、选课系统)、在线考试、备课管理、资源管理、科研管理、教师研修、体卫管理、招生管理、德育管理、校产管理、图书管理、档案管理、财务管理等方面进行统一管理。当学生、家长、教师一走进校园,“智慧校园”综合管理系统就能感知到他的存在,可以无处不在地为他们提供帮助:给学生主动推送适合他能力、兴趣、进度的学习任务;根据每个学生的学习情况和教学进度,为教师主动推送教案、课件,报告学生的学习进展情况;为家长定制他所需要的教育信息;为学校管理者提供教育教学动态分析、预警、辅助决策服务等[10],从而实现智慧化的管理、智慧化的生活和智慧化的服务。

2.在教学教研中的应用模式探索

构建新型的智慧教育生态体系新模式,大力开展面向学生、基于网络环境的教育模式研究和教学改革实验,积极倡导利用网络资源进行教学改革和教育科研,总结推广基于网络的教学模式,推进基于网络的学生学业评价方式改革,通过优化数字化的学习环境,帮助学生改变现有的学习方式,让他们学会学习、学会发展、学会创造;构建智慧教育的支持环境,充分应用智慧型的教学支持环境和数字化教学工具开展教学实践和教研活动,探索和总结信息化教学、自主探究学习、数字化探究实验、“一对一”数字化学习、小组合作项目学习等新型学习模式的方法和规律;开展“智慧校园”建设等方面理论的学习和新技术应用培训,组织教师学习、交流和教学实践探索,培养一批高素质的智慧型教师队伍,组织专家和实验校老师开展调研,开展“智慧校园”相关实验课题的研究。

利用智慧教室环境,通过有线和无线网络共享教育云平台的海量教学资源,教师通过智能交互LeD平板电视电脑一体机进行授课,学生在课堂上通过电子书包进行阅读教材、在线学习,与教师进行在线互动交流,在教师端给学生发送练习题,学生答题后进行在线反馈。系统把学生的学习状况、作业的答题记录、考试成绩等进行自动统计上传,并进行智能跟踪及评价。同时师生通过智能交互平台整合和共享应用广州市“数字教育城”教育云平台的资源以及区、校的教学资源。利用全自动智能高清录播系统,在教师现场授课的同时把教师教学和学生学习的全过程自动录制生成教学实况录像保存起来,同时以流媒体的方式在网络中实现远程直播,供异地师生课后点播观摩和远程在线实时收看。

在前期开展广州城乡校际之间的“同课异构”异地教学交流研讨活动、广佛肇同城区域间网络教研活动、穗港两地的“一课两讲”活动和全球华人网络学习探究活动的基础上,利用“智慧校园”环境进一步深化网络教学教研的创新实验研究,利用先进的智慧教室实验平台使城乡校际之间、广佛肇同城区域和穗港澳台地区的网络教学教研互动交流活动常态化,使不同地域的师生共同聚集在一个课堂上,利用网络环境使教学教研无距离障碍,同区域和异地间共享教学教研资源,取长补短,开展一系列有针对性、有特色的教研活动,有力地促进教育信息技术在区域范围内的广泛、有效和创新应用。积累基于“智慧校园”环境进行教学教研和应用实验的研究成果,从而实现教育理念、教学环境、教学方法和学习方式的创新,打造实现智慧化教学和智慧化教研的新模式。

3.在学生管理中的应用模式探索

利用基于物联网的校园一卡通智能感知系统和校园安防监控系统,通过融合物联网与3G技术的学生智慧卡和“智慧校园”综合管理平台,在学生的考勤管理、收费管理、消费管理、宿舍管理、家校互动、场室管理、图书管理、考试监控和安全管理等方面实现智能化管理。智慧卡能够集上网身份认证卡、门禁卡、饭卡、借书证、钱包等用途于一身,学生凭智慧卡就可以进电脑室上网、进校出校考勤、食堂就餐、图书馆借书、校内消费结算,以及宿舍、实验室的身份识别等。通过校园安防监控系统,可以在学校各类考试、校园安全方面进行实时监控,管理者点击鼠标,就可通过“智慧校园”综合管理平台把重要信息及时发送到学生、教师和家长的手机上,让家长和教师及时了解学生在校的生活和学习情况,增进学生之间、师生之间和家校之间的交流。从而实现师生通、班班通和家校通等智能化管理功能。

结语

依托“智慧校园”建构创新型、智能型的智慧教育体系,是社会发展和教育现代化发展的内在要求。而学校是教育信息化的主阵地,建设“智慧校园”,以教育信息化带动教育现代化,有效破解制约教育发展的难题,在校园环境、学校管理、教师队伍、教学系统、教学模式、教育科研等方面促进教育创新,开展教改实验,提高教育教学质量,促进教育均衡发展。

注:本文为广州市财政投资教育信息化项目(2013—2014年)《广州市“中小学智慧校园”示范工程》(项目编号:GZit2012-npF3-010)研究成果。

参考文献

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[2]中国网.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)[DB/oL].china.com.cn/policy/txt/2010-03/01/content_19492625_3.htm,2010-03-01.

[3]余胜泉.推进技术与教育的双向融合——教育信息化十年发展规划(2011—2020)[J].中国电化教育,2012,(5):5-14.

[4]教育部.教育信息化十年发展规划(2011-2020年)[DB/oL].moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3342/201203/xxgk_133322.html,2012-03-13.

[5]广州市教育局.广州市教育事业发展第十二个五年规划[DB/oL].wenku.baidu.com/view/daee93f2ba0d4a7302763a03.html,2012-02-09.

[6]王同聚.基于云计算的区域教育信息化建设模型和应用设想[J].中小学信息技术教育,2012,(3):24-26.

[7]徐大勇.虚拟化技术在数字图书馆中的应用探讨[J].中国教育信息化(高教职教),2012,(1):85-86.

[8]严大虎陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011,(6):132-135.

[9]黎加厚.“电子书包”的遐想[J].远程教育杂志,2011,(4):111.

[10]宋金州.中小学校“智慧校园”建设体系的研究与探讨[J].教育信息技术,2011,(12):52-53.

人工智能网络教育篇3

(北京信息科技大学自动化学院,北京100192)

摘要:针对人工神经网络的课程特点,提出将前沿科技引入教学内容,基于兴趣与任务驱动开发一系列课程案例,对教学内容和教学方式进行课程改革。介绍在实验教学环节基于倒立摆系统开发出的一系列实验案例。

关键词:兴趣与任务驱动;人工神经网络;课程改革;智能科学与技术

基金项目:北京信息科技大学2015年课程建设立项项目(2015KGYB11);2015年人才培养质量提高项目(5111523309)。

第一作者简介:陈雯柏,男,副教授,研究方向为人工神经网络、智能机器人,chenwb@bistu.edu.cn。

o引言

目前很多高校合并重组原有的多个专业,组建了智能科学与技术专业。在此情况下,各高校智能科学与技术专业的本科教学模式不但具有融合、交叉、综合等特点,还具有自身特色。人工神经网络课程是各个学校智能科学与技术专业开设的专业课,但是我国智能科学与技术本科专业的发展尚属初级阶段,很多课程和教学都处于建设和摸索阶段。

1人工神经网络教学的现状

人工神经网络是智能科学与技术专业的一门核心专业课,它为机器人技术、以新一代网络计算为基础的智能系统、微机电系统(memS)以及与日常生活密切相关的各类智能技术提供有力的理论支撑。目前,人工神经网络教学过程主要存在以下3个问题。

1)教学内容相对滞后,脱离前沿科技。

随着高等教育的大众化和普及化,教育体系渐渐无法适应社会经济与科技的发展。教育体系与教学内容相对滞后尤其表现在智能科学与技术专业。近几年,人工神经网络的技术在工业、机器人产业甚至互联网产业都取得了较大的进展,而目前人工神经网络教学却几乎忽视了人工智能领域的最新发展。

2)内容讲解理论性强,讲授枯燥无味。

目前,大多数人工神经网络的教材和教学内容集中在研究生教育阶段,教学内容的理论性较强,这就要求学生具备较好的数学基础。然而,大部分本科学生还不具备足够的知识储备,很难深刻理解教师讲授的人工神经网络原理,容易产生厌学情绪。

3)实验资源缺乏,学生动手实践机会较少。

针对本科生的人工神经网络教学开展时间较短,人工神经网络方面的实验设计较少,理论教学和实验教学经验也相对缺乏。这些情况导致学生的实践动手能力得不到充分锻炼,造成实践知识和实践能力的培养缺失,很大程度上制约了应用型创新人才的培养,不能满足工程素质教育的要求[3-4]。

2将深度神经网络引入教学内容

传统的人工智能课程由各个院校根据各自专业办学特点而自行设定,课程的教学内容也有较大差别。人工神经网络的教学内容一般只讲解经典的多层感知器和反向传播算法,或加入一些反馈网络的内容,这种教学内容设计的一个不足之处是忽视了人工智能领域的最新发展——深度学习。深度学习是近几年人工智能领域最具影响力的研究主题,并在大规模语音识别、大规模图像检索等领域取得突破性进展。

2006年以来,深度学习的研究席卷了整个人工智能领域,从机器学习、机器视觉、语音识别到语言处理,都不断涌现出新的研究成果。深度学习不仅在机器学习领域成为研究热点,在多个应用领域也成为有力工具。在工业界的系统应用中,深度学习也成为其中的关键解决技术。

深度神经网络模型如图1所示,它模拟了人脑的深层结构,比浅层神经网络的表达能力更强,能够更准确地“理解”事物的特征。基于图1的网络模型,在学习经典的前向型神经网络与反馈型神经网络后,利用前沿技术——深度神经网络,可以帮助学生建立对人工神经网络课程内容的认可,激发探索与应用连接主义人工智能学派研究成果的兴趣。人工神经网络的教学内容为:①感知器;②Bp神经网络;③径向基神经网络;④elman神经网络;⑤Hopfield神经网络;⑥自组织竞争人工神经网络;⑦CmaC神经网络;⑧神经网络的优化方法;⑨深度神经网络。将深度神经网络引入教学过程,不仅能够增加学生的知识面,也可以使学生顺应社会的需求。

3开发人工神经网络实验,增强学生动手能力

由于教学条件和课程学时所限,很多教学内容仅停留在理论介绍。因为知识点抽象,学生理解起来比较困难,实际教学效果不甚理想。人工神经网络课程的主要教学内容是连接主义学派的成果,因此学生对该门课程的价值缺少直观感受,进而出现了学习兴趣不足的现象。

智能科学技术是自动化工程、计算机工程、通信工程、机电工程等工程学科的核心内容,具有极强的工程性和实践性。工程技术型人才的培养目标是为各个工程领域培养具有应用能力和创新能力的人才。如果想让学生走出教室、走出纯粹的理论学习,走向实验室、走向实战,那么在教学时就要精心设计一些实验案例。CDio工程教育依照“项目任务驱动目标学习”的教学理念,重点培养学生的创新能力、实践动手能力及团队合作精神。工程案例式教学运用多种方式启发学生独立思考,要求学生对工程案例提供的客观事实和问题运用所学理论进行分析研究、提出见解、作出判断。目前,基于上述原则,我们开发了一系列有针对性的实验案例。

我们把倒立摆的稳定控制作为人工神经网络实物实验平台,如图2所示。作为控制理论教学和科研中不可多得的典型物理模型,倒立摆系统是一个绝对不稳定系统,需要采用有效的控制策略才能使之稳定。在实验开始之前,教师先向学生介绍基于matLaB/SimULrnK环境和固高直线一级倒立摆系统构建前馈型人工神经网络的实验方案。实验演示使用Bp网络作为控制器,实现一级倒立摆系统的稳定控制。

该实验简单易行、效果直观,让学生复现该过程有利于帮助其从本质上理解前馈型人工神经网络及其应用。以上的实验属于验证性实验,主要目的在于引导学生入门,激发学生兴趣,实验设计以简单易行为主。

为了进一步提高学生的实践动手能力及创新能力,我们在学生完成前面实验之后设计了进阶实验,更加注重培养学生自己对神经网络控制器的设计及使用。在实验过程中,我们给学生提供一定的任务,要求学生查阅资料并完成实验。实验内容包括:①基于神经网络一级倒立摆系统的舞蹈控制;②基于神经网络二级倒立摆系统的稳定控制;③倒立摆系统的神经模糊控制。

在实验中,学生可以自由发挥自己的创意,设计一些有趣的实验内容。比如,在倒立摆系统上为舞动的杆设计一定的动作,形成舞动表演。学生自己完成动作设计、控制器设计等内容,老师给予一定的理论指导,实现“迪斯科”“伦巴”“快四-中四-慢四”等一系列基于一级倒立摆系统的连贯的舞蹈表演。

这样的实验设计,学生容易上手,又能参与设计,在轻松愉快的过程中不仅掌握了枯燥的理论知识,还将其应用在实践中,解决了实际问题。

4结语

我们以提高学生的学习兴趣为导向,综合考虑工程素质教育的要求,根据课程教学内容的性质和特点,将前沿技术引入教学内容,重构教学大纲和授课计划,充分调动学生的学习积极性,激发学生的创新潜力。实践表明,该方法高效率地提高了学生的创新意识和素质,充分调动了学生的学习积极性,激励学生自主学习。

精心设计及开发神经网络实验,增加了学生的动手实践环节。实物演示实验降低了学生对人工神经网络应用的排斥心理,增加了学生的学习兴趣。递进式的倒立摆系统创新实践案例有效锻炼了学生的创新性思维以及应用理论解决实践问题的能力。

参考文献:

[1]钟义信.智能科学技术导论[m],北京:北京邮电大学出版社,2007.

[2]王万森,方勇纯,张磊,课程与教学研究[J]计算机教育,2011(15):47.

[3]王万森,适应智能化应用发展趋势,培养创新型智能科技人才[J]计算机教育,2013(10):1.

[4]中国工程教育专业认证协会,工程教育认证标准[eB/oL].[2015-07-30].ches.org.cn/zgslxh/rzgz/rzbz/webinfo/2013/08/1376989480089284.htm.

[5]陈雯柏,李擎,王万森,工程型智能科学与技术专业知识体系与课程研究[J]计算机教育,2014(19):29-33.

人工智能网络教育篇4

智慧启迪梦想,科学点亮人生

——泰州医药高新区第一实验小学“智慧校园”创建工作汇报

 

泰州医药高新区第一实验小学始建于2013年,学校以“多彩还给童年”为办学理念。近年来,我校深入贯彻落实教育部《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》《江苏省省教育信息化中长期发展规划(2013-2020年)》关于“完成基础教育信息化目标任务”的要求,结合我区教育信息化工作实际,扎实有序地推进了我校智慧校园建设工作,现汇报如下:

一.智慧环境

1.校园网络。学校网络带宽达百兆以上,满足了移动教学、移动办公等应用;学校网络接入教育城域网,具备防火墙、防病毒、入侵检测等功能。无线网络覆盖主要教学、办公、活动场所。全网支持ipv4/ipv6。有线、无线网络统一身份认证,实行实名制上网。

2.数字终端。学校现有23个教学班,1132名学生,63位教师。所有班级都配备交互式多媒体一体机,并通过有线+无线与学校主网络连接。

3.智能广播系统。学校建有完善的广播系统,可以实现实时播放满足不同需要的广播,完成学校正常的上下课、广播体操、眼保健操等的播放,并完成安全应急演练及大型活动时的播放指令。

4.自动录播教室。学校建有可移动的录播系统,可实现现场录制、网络现场直播等功能。学校教师的教研课,研讨课及承办上级组织的赛课等活动均利用录播教室完成。

5.学校以焦点教育软件为平台,建有“焦点智慧教室”学台,焦点教育平台专门安排了工程师对全校教师进行了详细深入的培训,经过培训,老师们都能熟练运用软件上课,在教学过程中采集教学与学习行为数据,促进了个性化学习,同时我们还将焦点教育软件应用于我们端午活动中,提升了活动的品味;另外我们还承办了区级智慧课堂应用现场会,在展示课中,我校赵国佑老师和陈霞老师利用焦点教育软件分别上了两节课,得到了现场老师和专家的一致认可。

6.学校建有校园电视台,在实现现场直播的同时能多机位同时录制保存,到目前为止已经完成了五期的录制和播放,内容涵盖校园内外新闻的播放、安全教育、小刺猬行动、才艺展示等丰富多彩的内容。

7.所有教师在国家教育资源公共服务平台、江苏省基础教育信息服务平台、泰微课、一师一优课等公共服务平台上均开通账号,同时积极利用平台上传及下载适用于自己课堂的课件、教案等,并存于学校内网中便于互相学习参考。

8.我校从2014年起就积极开展推进“泰微课”在课堂教学中的应用,全体教师人人参与、个个应用、共建共享。学校多次开展泰微课相关培训,通过培训,极大的激发了老师们制作泰微课的热情;大家积极制作泰微课,并将其应用于自己的课堂中,极大的提高了教学质量,我校赵国佑老师一人就制作了一百多节泰微课,其中a等级达56节,B等级达52节,借助泰微课的应用,同学们觉得这样的课堂更加生动灵活、学习更加高效,提高了学习效率和质量。

未来,学校将为每个班级配备电子班牌和智能一卡通系统,借助相关系统实现对学生的考勤管理和班级文化、学生风采、电子课表展示等功能;目前已完成相关报批手续,下一步将进行招标落实等相关工作。

二.智慧学习

1.学校建有学校内网,师生能充分应用国家教育资源公共服务平台、泰微课等公共平台开展网上教研、公共科目研修、资源共享等教学活动。

2.学习空间。学校每个师生都在国家教育资源公共服务平台上、泰微课等服务平台建立了实名制网络空间,教师帮助学生利用网络空间进行讨论、作业、考试、拓展等创新型开放学习。目前,95%以上的学生,100%的教师空间处于活跃状态,空间得以有效应用。

3.学习资源建设。

学校通过培训,所有教师掌握了资源建设及上传共享的方法。通过校园内网建设了一大批课程资源,内容包括教学案、媒体课件、一师一优课、微课程等,初步形成了具有学校特色的全学科资源体系。

4.智慧阅读。学校教导处利用电子图书系统和攀登阅读app,在全体师生中广泛开展智慧阅读。充分利用电子大屏、黑板报、读书角、机房电子阅读、读写月等阵地宣传读书的意义,介绍读书方法,推荐阅读书目,推广古今中外的名人和大师的读书经验等;德育处、大队部密切配合,利用班会、家长学校、微信平台等渠道推荐阅读,开展美文欣赏,创设阅读的氛围,激发阅读的兴趣。

5.学生应用能力。学生利用信息课这个主阵地,学习了通过信息化手段获取各种学习资源的方法,基本适应了“智慧校园”环境。教师们在班会课、综合实践活动、信息课上组织引导学生通过网络学习网络安全知识、法律知识、个人安全防范、个人空间建设、参加科学素养大赛等已形成常态。此外,通过泰微课、学校网站、创客观摩等获取教育资源,将自己的自主学习、个性化学习、自我测评等成果通过自制的ppt、woRD及个人空间与大家分享,形成了智慧学习的新常态。在2015年举行的江苏省“传承经典”阅读知识竞赛中,我校李思琪同学获得特等奖,我校也获得团体金奖。

三.智慧管理

1.学校网站。学校建设了主网站+微信平台的网站集群。主站内容丰富,板块设置合理,信息更新及时。校内各网络空间、各应用系统基本实现了互联互通。学校微信平台利用信息快、数据流量小、可移动浏览与管理的优势,很好了补充了主网站的不足。泰微课更是为每个学生,每个教师提供了属于自己的空间,大大地提高了网络信息的个性化与安全性、快捷性。

2.教师空间。老师们利用国家教育资源公共服务平台、泰微课等平台上拥有网络空间,并已利用空间课件、视频等。

3.管理者及教师应用水平。学校建立了教师信息化应用能力培训制度,把信息技术应用能力纳入教师教学基本功考核;组织全体教师进行了专门的信息化培训,包括泰微课的使用、多媒体电教设备的使用等。

4.教学服务系统。学校利用国家公共教育资源服务平台、泰微课、学校自主的资源库,为教师提供了专题性素材;利用网络教研、微课等系统为知识点学习与探究提供了工具;同时形成了“国家——省——市”三级网络办公系统:国家体质健康测试成绩管理系统、全国教育信息化工作进展信息系统、学籍管理系统、江苏省教师管理平台、卫生管理系统、江苏省义务教育学校标准化监测管理信息系统、语音教材征订管理系统、资产管理信息系统、泰州市资产装备管理信息系统、档案管理信息系统等。

5.安保服务系统。

建有一套较为完善的智能校园网络安防系统,安装有高清摄像头100多个,录像储存不小于3个月;与公安部门安全防范系统联网。安防系统结合校园百兆网对校园进行了无死角监控、一键求助报警等功能,并将配合一卡通系统实现学生出入控制、访客管理的统一管理和控制。

6.家校互通。学校利用学校微信公众号、班级QQ群、微信群、一起作业等平台,进行有效的家校互通,内容包括作业传送、学生出勤、当天学习及在校表现等反馈,使家校联系真正实现了零收费,高效率;同时利用QQ群、微信群为学生提供在线服务,对学生不懂的问题进行及时解答。

此外,学校还通过微家校、学校主站、学校伏羲教育博客等平台,提供校内外科学、文化、艺术、课外活动、社会实践等活动的信息功能。定期开展科学、文化、艺术、社会等课外活动,并发表相关报道或文章。

2015年,我校戴娥老师在第八届全国中小学互动课堂教学实践观摩活动教学课评比中荣获二等奖,刘晓棠老师在学科与信息化结合课堂比赛中荣获市级一等奖、省级二等奖;2016年刘晓棠老师在一师一优课评选中获得部级优课。近两年,我校教师在一师一优课评选中获市一等奖多达30人次,在部级刊物上发表有关信息技术教学成果应用的论文多篇。2017年,杨红美老师带领学生在高新区网络安全信息安全知识竞赛中荣获一等奖,并代表高新区参加泰州市比赛获得二等奖;2018年赵日朋老师带领学生在泰州市网络安全信息安全知识竞赛中荣获一等奖,并代表泰州市参加江苏省网络安全信息安全知识竞赛,斩获一等奖的殊荣。

四.可持续发展机制与保障。

1.组织机构。学校成立了“智慧校园”建设领导小组,由彭小艳校长担任组长,分管校长任副组长,各处室行政人员及相关教师参与。各项职能分工明确,责任落实。总务处主任赵日朋具体负责校园信息化建设,电教处副主任卞伟、总务处主任助理杨红美协助负责相关工作。

2.规划科研。学校把“智慧校园”建设与应用列入学校2018年整体规划,并制订了专门的建设方案,时序安排清晰,措施切实可行。同时2018年,泰州市教育信息化课题《基于智慧教室环境的个性化教学研究》和《基于现代信息技术的小学科学课堂教学实践研究》相继开题并进入到了具体实施阶段。

3.制度保障。学校有《泰州医药高新区第一实验小学智慧校园创建方案》《校园网安全管理制度》《网络中心管理细则》等一系列规章制度,并将建设与应用纳入《泰州医药高新区第一实验小学工作考核细则》,从制度层面保障了智慧校园建设。

4.资金投入。“智慧校园”创建设施设备由教育局统一配送。学校“智慧校园”建设的经费纳入学校预算,校党支部委员会和经审小组监督执行,保证专款专用,并且按照“三重一大”决策要求,规范严格执行,保证了可持续的经费投入。

5.机制创新。

人工智能网络教育篇5

关键词:多元智力网络教学教学设计

一、多元智力理论概述

传统智力理论认为人的智力是遗传的,固定不变的,以言语—语言智力和数理—逻辑智力为主。而美国哈佛大学心理学家霍德华·加德纳在1983年提出了多元智力理论,认为人的才能是多元的,人除了具有言语—语言智力和数理—逻辑智力之外,还有其他7种智力:视觉—空间智力、音乐—节奏智力、身体—运动智力、人际交往智力、自我内省智力、自然观察者智力和存在智力。这9种智力以组合的方式存在,每个人都是具有多种智力组合的个体,而每个人所体现的智力组合又各不相同。该理论一经提出,就受到普遍关注,尽管还存在对它的争议,但其在教育界的应用相当广泛。

最近二十几年来,网络教学在我国蓬勃发展,已经成为现代教学必不可少的一部分。而网络的多媒化、交互性和开放性等特点也给多元智力理论的实践提供了强有力的支持。研究和应用多元智力理论,对我国网络教学发展有重大的启发作用。

二、多元智力理论对我国网络教学的启示

(一)不同的学生,有不同的学习风格。

加德纳认为,学生与生俱来就各不相同。人有9种智力,但每种智力都是非均衡发展的,随着个人的成长,他们的智力表现出强项和弱项之分,学习上也有自己独特的学习风格,“世上没有一片同样的叶子”。以此理论评价学生,就没有传统教育所谓的“差生”、“天生就学不好的学生”存在,只有不同特点、不同风格的学生存在,这给教育带来了巨大的希望,使我们深信,每个学生都是可以教育成才的。以多元智力理论指导网络教学,相当于点亮了一盏指路灯,指引我国网络教学工作者在新的时代开展更适合学生发展的教学工作。

(二)以促进学生的多元智力发展为目标。

传统教育以传统智力理论为指导,只注重开发学生的言语—语言智力和数理—逻辑智力,仅以提高学生的学习成绩为目标,造成了学校教育目标的单一化、教学内容的模式化、教学方法的规则化和教学结果的等级化。少数人(言语—语言智力和数理—逻辑智力为强项的人)成功,多数人失败,这样的教育很不利于社会的发展。

加德纳认为,人的9种智力同等重要,要和谐发展人这9种智力,“为多元智力而教”就体现了这一点。9种智力中,言语—语言智力、视觉—空间智力、音乐—节奏智力、身体—运动智力都是人作为一个独立的个体所必须拥有的,而数理—逻辑智力、人际交往智力、自我内省智力、自然观察者智力和存在智力,则是人在群体社会中,发挥个体能动性,适应社会和改造社会的必要保障。因此,网络教学中,要以综合发展学生的多元智力为教学目标展开教学。

(三)根据每个学生的特点展开教学。

如前所述,每个人智力发展都各不相同,有强项弱项之分,也就是说各个学生有不同的学习风格。针对每个学生的特点,对症下药,展开不同的教学,无疑会取得良好的效果,这就是“因材施教”的教学思想。自古至今,“因材施教”的教学思想一直受到中外各教育家、学者的推崇。多元智力理论正是体现了“因材施教”思想。加德纳提倡“以多元智力来进行教与学”,就是要求人们承认个体智力有“强项”、“弱项”之分,认识到学生之间存在差异,强调根据学生特点展开教学,采取合适的教学策略更好地实现网络教学的个性化。

(四)以多元方式评价学生。

传统智商测验以测验言语—语言智力和数理—逻辑智力两项的分数为标准评价个人。传统教育下的学校也以学生考试成绩评价学生的学习。多元智力理论认为,传统教学把完全不同的个体按同一规则评价,这本身是错误的。音乐—节奏智力为强项的学生用数理—逻辑智力标准测量,只能导致这个学生是“差生”的结果。加德纳提出了建立以“个人为本”的真实评价的设想。他指出“真实评价是要求教师把对学生的观察记录、成果展示、录音、录像、图片、图表、个别谈话记录等都放进学生的个人档案袋中,用这种档案袋来评价学生,往往可以捕捉学生整个学习过程,激发他们进行自由探索,从而使教师鉴别出每个学生的智力强项,揭示出学生成长的轨迹和进步的方式。”[1]

三、对基于多元智力理论的网络教学的具体建议

(一)对教师的建议。

网络教学以“学”为主,也就是说,学生是主体,教师在整个网络教学过程中起指导作用,即对学生的学习充当导航人、答疑人的角色。加德纳提出“为多元智力而教”包括两个方面,一是学生的9种智力同时发展,二是依据学生特点发展其长项智力。因此,教师可以在网上建立“学生电子档案袋”,随时记录学生在网络教学过程中的表现,以此分析每个学生的智力特点和学习风格,帮助学生发现自己的优点和特长,树立学习信心,最终引导学生以适合自己特点的方式进行有意义的学习。此外,教师可以通过Blog、BBS和电子邮件等交互工具与学生定期联系,现有的网络教学中,大多数教师没有做到这一点,一个不常与学生讨论、不为学生答疑的教师又如何做到发现学生的智力特点呢?

(二)对网络教学设计工作者的建议。

网络教学设计工作者,特指网络课程设计者,教师也可以参与网络教学设计。网络课程设计主要包括教学内容设计、教学策略设计和教学评价的设计。

1.教学内容设计

教学内容要充分显示多元性。[2]以文本、图像、动画、音频和视频等多种手段综合显示课程内容;针对不同类型学生的特点选择不同的课程内容,如对逻辑思维能力强的学生,可以用语言描述工程问题,而对视觉—空间智力强的学生,可以采用图形的方式表示工程问题。

2.教学策略设计

加德纳的多元智力理论为网络教学策略的设计提供了全新的视角[3]。网络课程设计者在进行课程活动设计时,务必考虑到学习者不同的智力特点和学习目的,以设计可以从不同方面开发学习者不同智力的学习活动,让每个学习者都主动地、充分地学习。

3.教学评价设计

多元智力理论具有自己的特点,致使网络课程评价也具有与以往课程评价不同的地方。传统教学评价的目的,是找出学生的弱项和短处,而非学术的强项和长处。这种评价方式往往打击了部分学习者的学习积极性和自信心,不利于学习。在此情况下,加德纳提出“真实评价”,目的就是让学习者发现自己的长项和弱项,发挥长项、提高弱项,从而实现自身全面和谐的发展。

基于多元智力的教学评价设计要注意三个方面:

首先,在网络教学的过程中对学习者进行评价,而不仅仅是对结果进行评价,即展开形成性评价。

其次,在教学过程中对学习者某类智力进行评价时,要侧重于通过解决实际问题进行评价。

最后,在评价过程中,尽量从全面、客观的角度,以评测多元智力的方式展开评价。

参考文献:

[1]夏惠贤.多元智力理论与个性化教学[m].上海:上海科技教育出版社,2003,7-80.

[2]张从明,马京成.网络教学设计[m].西安:第四军医大学出版社,2004,112-113.

人工智能网络教育篇6

【关键词】网络环境;多元智能;英语教学;指导作用一、目i言上个世纪80年代,美国哈佛大学著名的认知心理学家霍华德·加纳德(Howard·Gardner)在具1983年出版的专著《智能的结构》(Framesofmind)一书中首次提出了多元智能理论(thetheoryofmuhipleintelli-genee)。这一理论认为每个受教育者都是独特的,每一个受教育者都能够以个别的方式对人类文化的发展做出有价值的贡献。这一理论突破了传统智力学说的束缚。对于教育的发展起到了很大的推动作用。这一理论自加纳德教授提出后就开始备受关住。加纳德认为,人类至少拥有8个种类不同的智能,包括语言文字智能(Verbal—Linguisticintelligence)、逻辑与数学智能(Logical—mathematicalintelligence)、空间智能(Spatialintelligence)、音乐智能(musicalintelligence)、身体运动智能(Bodily—Kinestheticintelligence)、人际关系智能(interpersonalintelligence)、以及自然观察智能(naturalistintelligence)和内省智能(itnrapersonlaintelli—gence),还有后来总结出的生存智~(existentilaintelligence)。

随着科学技术的飞速发展与不断进步,尤其是计算机技术的不断完善。网络及计算机技术不断的被应用于语言教学领域,为传统的语言教学提供了必要的有力的补充,甚至在某些教学领域占据了主导地位。进入2l世纪以后,网络环境下的语言学习更是得到了飞速的发展,被越来越多的学校和教育机构所采用,逐渐成为一种主流的教育模式。而基于网络环境下的英语教学也为英语学习者提供了理想的认知工具。

自从2003年以后,国家教育部明确地提出了大学英语教学改革的核心是教学模式的改革,并且开始将大学英语教学改革作为高等学校教学质量与教学教改工作的重要内容之一。此外,教育部在2004年初颁布的大学英语课程教学要求中指出了在新的时期里大学英语的教学目标应该是:培养学生英语的综合应用能力,特别是听说能力,同时增强其自主学习能力。主张各个高校应该采用新的教学模式,充分利用多媒体与网络的功能。

二、网络教学环境下英语教学的特点网络教学环境就是指学校利用计算机网络作为主要的教学手段,最初仅仅属于远程教学的一种重要手段,即利用互联网技术和计算机技术工具对学生实行信息化远程教育。随着日寸代的发展与技术的革新以及厂泛应用,形成了以教学软件、电子课本和网络资料库为资源基础,以现代化多媒体及网络为手段,为学生提供多种教学模式及资源的灵活、实用的教学模式,被广泛地应用于传统教学领域。其相比于传统教学模式,更能培养学生的信息获取、加工、分析、创新、利用以及交流能力,培养出学生良好的学习习惯及信息素养。

网络环境下的大学英语教学更是有着其独到的优势。网络环境提供的教学资源是极其丰富厂泛的,其资源内容是可以自由选择的,能够不受时间及空间的限制为学习者自由的提供学习资源。而且,网络环境下语言教学过程的开放性以及学习过程的交互性也为学习者提供了一个开放性的学习环境,学习者可以完全按照自己的意愿进入课堂进行学习。

在虚拟课堂中,学生之间和师生之间的交流是通过网络技术进行的。

因此,网络环境下的英语教学特点可以归纳为:信息量大、教学模(上接第150页)式多样,具备较大的开放性以及多元性。

三、网络模式下多元智能理论对大学英语教学的指导在我国,大学英语学习者最初进行的是一种单一的第二语言习得过程。随着时代与社会的发展,英语课,尤其是大学英语课程已经不仅仅是一门语言学习课程,同日寸又是一门培养学生人文素质、拓展学生文化视野的综合性课程。对于学生的提高已经不仅仅限制于语言能力方面。这就要求教师不能再单一的按照统一进度简单的进行知识灌输及讲解。此时,传统的单一教学方法已经不可取了。同时,网络教学环境又具备自己独特的特点。教师必须要在教学过程中充分了解班级学生的智能构成及差异,以确定采取何种教学模式来消除这一差异所导致的学习效果差异,充分利用网络模式的优势。加纳德的多元智能理论在这里就可以给我们充分的指导。

互联网可以说是迄今为止世界上最大、资源最丰富、最具影响力的信息平台。它可以为学习者提供丰富的学习资源和灵活多变的学习方法以及大量有效的学习渠道。传统的以教师讲授为主体的教学模式,在网络时代将逐渐转化成为学生为主体的自主学习模式,使学习者由被动的接受者转变为主动的学习者和探索者。使得学习者由被动变为主动,学习效果得到极大的提高。在学习者为中心的教学模式下,大学英语教学应该以培养学生的独立思考能力和自我管理能力为目标,重视学生自主学习能力的培养。最大限度地发挥学生的各种智能,包括内省智能和人际关系智能等,提高学生的学习兴趣。

多元智能理论认为,每个个体都是不同的,其优势智能也不尽相同。因此,网络环境下的大学英语教学应该充分利用其信息量、资源、以及不受时间空间限制的优势,在全面开发每个学生智能的基础上,因材施教,给学生更多的选择,使学生能够扬长避短,充分发挥其优势智能的作用。

四、结论

在网络环境下的英语教学,应该充分运用多元智能理论进行指导。

确立以学生为主、因材施教的积极的、个性化的教学模式。采用适合学生的英语教学方法,使每个学习者的优势智能得到充分利用。使得大学英语教学及学习能够与时俱进,获得更大的发展。

人工智能网络教育篇7

关键词:计算机网络;发展;变革

一、计算机网络技术对人们生活的影响

(一)变革工作方式

计算机网络等相关新兴技术的出现,为社会上的各行各业都带来了很大的变化。首先对于工商业来说,也是最早应用计算机网络技术的行业,在当前各行各业处于快速发展的过程中,对于计算机等新兴技术也有了更强的依赖性,企业借助计算机网络技术可以提升工作效率,同时也可以改变传统工作中存在的缺陷。在银行中主要就是利用互联网等技术来为客户提供服务,同时现在的网络购物技术以及互联网金融的快速发展,也使得越来越多的行业都面临着新的变革,并且人们也享受着网络技术所带来的便利,借助计算机网络技术可以查询企业的资源利用状况,也可以为企业的发展提供一些指导性的意见[1]。计算机网络技术等也被广泛的应用于教育领域,在教育中借助现代化技术可以显著提升教育质量,也可以摒弃传统教育存在的缺陷。如果仅仅通过枯燥乏味的教学模式是无法提升学生的学习兴趣的,在其中引入现代化的教育手段,可以培养学生的学习兴趣,同时也可以将一些枯燥乏味的内容以更加形象的方式呈现在课堂上,这样可以丰富课堂教学手段。比如借助ppt等形式可以将书本上的知识以图片视频方式呈现出来,这样可以使得教材内容更为直观,也可以使得学习过程更为高效。在教育界有效的引入现代化教育技术,可以显著提升教育质量,同时也催生了远程教育的产生,学生在家中也可以借助互联网与老师进行沟通交流,这极大的促进了教育得推广,也为我国所推行的素质教育奠定了基础[2]。

(二)革新消费方式

计算机网络技术的快速应用以及新技术的快速应用现,也在很大程度上改变了人们的生活消费与交流方式。当前相关技术的快速发展,也使得人们的购物方式发生了很大的变化,我们在生活中最为显著的一个购物行为变化就是网购行为越来越多。尤其是很多网络店铺的兴起,其凭借着京东、阿里巴巴等大平台为当下用户提供了非常便捷的购物服务,人们足不出户便能购买到自己心仪的商品,同时在网上也可以获取自己想要的资源。结合自己的需求立即购买产品,这种消费方式省时省力,不用出门也可以达到自己的需求。在该过程中人们的支付方式也发生了很大的变化,人们越来越多的使用网络支付,也不会被传统消费过程中现金支付所带来的困扰所影响[3]。

二、计算机网络技术革新

(一)大数据技术

当下越来越多的新兴技术不断涌现,最为显著的便是大数据技术。大数据技术依托于计算机网络技术能够从当前爆炸式增长的资源中来迅速挖掘到自己需要的信息,并且借助相应的分析系统来对数据进行分类整合,这样可以大大提升对于信息资源的获取、处理和利用效率。普通民众对于大数据的应用不是很多,但是对于一些互联网企业都会借助大数据技术来为自己的业务开展提供信息,比如淘宝之类的购物网站会借助大数据技术来收集用户的习惯喜好,并且针对性的推送一些用户可能会购买的产品。今日头条之类的新闻网站也会结合用户的浏览规律、浏览喜好来向其推送一些可能被喜欢的内容,这也可以做到精准化推送,以及更加周到的服务,并且获得更多的受众。

(二)人工智能

人工智能技术也被广泛的应用,虽然从整体角度来说,人工智能技术仍然不够成熟,但是其也被广泛的应用到科技领域以及家居领域,比如智能语音智能驾驶、智能家居服务都已经成为当下智能技术所研究的方向。人们一回到家就可以通过声控的方式,来对家中的电器进行控制。同时在驾驶中也可以借助智能辅助系统来获取更加舒适的体验,也有一些厂商正在研发智能驾驶系统和ai技术,这可以为人们的生活提供更加优质的服务[4]。人工智能在计算机网络安全管理工作中,可以更好的呈现自身的价值,首先借助人工智能等技术可以构建智能防火墙技术,这在很大程度上可以保护计算机系统免受外界的侵害。借助该技术可以防止黑客,以及更高级别的病毒入侵等活动。同时借助人工智能技术等衍生出来的智能防火墙,可以有效提高安检效率,并且对于一些高级病毒进行筛选防护,借助人工智能技术可以提高计算机入侵检测技术,该技术可以作为防火墙技术的核心工作,其能够为维护网络安全提供重要的技术支持,最大程度上确保计算机系统能够处于安全稳定的状态。人工智能技术也被广泛的应用到专家知识库的构建中。其主要就是结合其积累的相关资源,并且借助大数据技术的对其中的内涵价值等进行挖掘,对知识门类进行分类,这样可以借助现有的计算机网络管理经验,并且辅以数据库编码等操作来为后期各项工作的开展提供基础

(三)云技术

云技术也是当下发展较为迅速的技术,在国内,阿里云所占的份额最多,并且其借助云技术可以有为用户提供更加优质化的服务,比如云存储、云计算。通过云技术可以为互联网用户提供优质化的服务,也可以将之与大数据技术相整合,进而为整个企业业务的开展提供有效的策略。当然,在未来会有越来越多的计算机,网络技术以及相应的衍生技术出现,并且改善人们的生活质量[5]。

人工智能网络教育篇8

[关键词]人工智能信息技术智能教育

人工智能是多种学科相互渗透而发展起来的交叉性学科,其涉及计算机科学、信息论、数学、哲学和认知科学、心理学、控制论、不定性论、神经生理学、语言学等多种学科。随着科技的飞速发展和人工智能技术应用的不断扩延,其涉及的学科领域将愈来愈多,它已和人们的学习、生活息息相关,时代和社会需要此方面的大量人才。在高中信息技术课中开设人工智能初步模块是十分必要的,本文拟从其发展现状、存在问题等几个方面对我国高中信息课程中人工智能教育做一下探讨。

一、高中开设人工智能课程的意义

(1)人工智能定义

人工智能(ai,artificialintelligence)是计算机科学的一个分支,己成为一门具有广泛应用的交叉学科和前沿学科。它研究如何用计算机模拟人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、规划以及问题求解等思维活动,来解决人类专家才能解决的复杂问题,例如咨询、探测、诊断、策划等。

(2)开设人工智能课程的意义

现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次:结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。

将人工智能课程引入到我国现行的教育中,可以让学生在了解人工智能基本语言特征、理解智能化问题求解的基本策略过程中,体验、认识人工智能技术的同时获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解,从而使学生了解计算机解决问题方法的多样性,培养学生的多种思维方式,更好的解决现实问题。

二、高中人工智能教育现状及存在问题

目前,该学科的教育正处于摸索阶段,由于中学信息技术师资水平、学校硬软件设备等条件的制约,我国尚未在中学专门开设独立的人工智能类课程,internet上与人工智能教育相关的中文信息资源也十分贫乏,在教学环境上大致存在以下问题:

(一)教学条件参差不齐

开设好人工智能课程,就要求安排更多的实践课程和活动来增强课程的趣味性,让广大师生切实体会到人工智能对我们生活的影响。这些活动大部分要求上机操作或利用网络资源来学习交流,这就对教学条件提出了较高的要求,尤其是一些偏远农村、条件相对落后的中学在开设人工智能课程上存在很大困难。

(1)对硬件性能的要求

人工智能课程中有较多的实践课程需要老师和学生利用网络资源,使用计算机进行操作。这就需要学校配备计算机网络教学机房,若其性能较差,会延长学生在线进行人机对话的时间,一旦遇到网络堵塞,可能连网页都打不开,这不仅浪费了仅有的上课时间,而且大大降低了学生的学习兴趣。

(2)对软件性能的要求

为了降低成本,学校可以利用互联网上提供的免费下载软件和免费在线教学网站等进行实践教学,可大大减少自研开发软件和软件维护的费用。但一旦遇到网络不通、网络拥挤或在线网站停止服务等情况,将无法使用网络资源进行教学,可见,软件的依赖性较强也存在很大的问题。

(二)对人工智能科学的认识不足

(1)学生的认识误区

提及人工智能,给大多数学生的感觉是一门神秘、遥不可及的科学。很多学生认为人工智能技术是很高深的科学,离我们现实生活有一定距离,研究和接触这门科学是少数科学家的事情,从而对该科学的关注程度不高。其实,人工智能学科是一门渐渐成长的科学,它将应用在我们生活的方方面面。我们应在教学中让学生多去体验人工智能的魅力所在,吸引更多对该学科感兴趣的人去研究和使用它。

(2)教师对人工智能学科开设存在偏见

一些从事该学科教学的教师没有接触过人工智能方面的知识,在接触过后被其中深奥难理解的知识所吓倒,认为即使开设了这门课程也不易被同学们所接受;而一些在大学接触过人工智能课程的教师则认为,其理论枯燥乏味,知识内容艰深,不适合放在高中开设。

(三)一线教师经验不足

在我国大学教育中,开展人工智能专业课程的大学为数不多,师范类院校更是少之又少。从事人工智能领域的专业人才输出少,所以,缺乏具备一定知识结构、有专业素养的教师来担任高中信息技术课中人工智能课程的教育工作。绝大多数的一线教师并没有接受过人工智能课程的专业培训,在授课内容上的着重点掌握不好,教学目标不够明确;在授课形式上也没有前人的经验可寻,这就给一线教师带来了极大的挑战。

三、解决上述问题的几点建议

(一)加强软、硬件建设

在学校条件允许的条件下,应加大硬件设施的投入,改善网络传递信息的效率,同时加强软件资源建设。鼓励师生上网搜索更多适合ai教学的网站,教师应整理出和ai相关的趣味小故事、电影、光盘等和教材相关的素材,以便更好的配合硬件教学。

(二)端正认识,增强支持

作为教师要树立对高中人工智能选修课程的正确认识。通过对课标中规定的相关内容的深入了解和学习,克服对人工智能的神秘感或恐惧感,理性而客观的看待人工智能技术及其应用,明确在高中开设该课程的目的。同时,教师也不能因为该课程的“选修”性质,从而轻视该课程的作用。

作为学生不应该仅仅看见这门课程的娱乐趣味性,应把一些重要的技术理论知识重视起来,不能过分的放松自己而偏离了我们的教学目标。家长也应该支持和赞同学生选择该课程,不能应认识不到这门课程的作用、怕耽误学生主干课的学习而反对学生积极参与。

校方领导也不应条件限制就轻易放弃这门课程的开设,应给予积极的配合。社会各界也应加强舆论与正确引导,让更多的人们认识人工智能并予以肯定。

总之,人工智能是一门逐渐成长的科学,开设好该课程需要广大教育工作者和校方领导不断努力,互相交流,共同克服困难。

参考文献:

[1]张剑平.人工智能技术与“问题解决”[J].中小学信息技术教育,2003(10).

[2]段东辉.浅谈信息技术课程中人工智能教育[J].新乡教育学院学报,第19卷第二期2006,6.

人工智能网络教育篇9

关键词:智能楼宇;通信网络与综合布线;设计

中图分类号:G423.7文献标识码:a文章编号:1674-7712(2013)24-0000-01

随着时代与科技的发展,建筑楼宇的功能不再仅仅局限于居住,给人类遮风挡雨,更多的功能已经融入到建筑使用要求内,因此智能楼宇专业应行业和社会要求而产生。而要让楼宇智能化,必不可少的一个组成部分就是通信网络,如何构建通信网络,如何进行综合布线,将直接影响和决定着建筑物内部的智能化以及建筑物之间的智能化,因此作为高职院校楼宇智能化专业的核心课程《通信网络与综合布线》,如何设计合理的课程体系以及相关实训环境和环节成为一个值得实践和探究的课题。我们以东莞职业技术学院楼宇智能化专业《通信网络与综合布线》课程为实践样本进行了一系列实践和思考。

一、课程定位和教学目标

首先本课程定位是楼宇智能化工程技术专业的核心专业课程之一,那么我们希望学生通过本课程的学习能够比较全面系统的了解局域网等综合布线工程设计最基本的知识,掌握网络综合布线以及智能建筑的国家标准与地方标准和规范,明晰整个通信网络构建以及综合布线的工程施工管理环节,掌握基本简单的局域网组建和相关操作系统软件的安装这些基本技能,这样能够顺利实现学校与企业的无缝接轨,让毕业生能够尽快进入工作角色。同时由于职业院校的教育定位为培养应用型实践人才,因此相关行业证书的考评要与教学相结合,用职业的规范和要求来培养职业院校学生[1],与本课程相关的行业考证主要是“智能楼宇管理师”国家职业资格鉴定,该鉴定分为初级,中级,高级三级,其中有专门的“网络与综合布线模块”,因此教学安排必须把职业资格认定方面的因素考虑进来。因此本课程教学目标希望能培养学生在毕业后能从事相关行业的智能化建筑工程设计、施工,住宅小区的通信网络与综合布线方面的系统工程的设计与施工,并且能够具备运行管理能力。

二、课程教学设计

由前面的课程定位可以看到,结合行业需求才是教育出发的根本,而最能体现行业需求的就是相关行业资格鉴定考试的需求,我们根据智能楼宇管理师各级别相关的网络与综合布线模块部分的要求可以看到。

初级要求掌握:(1)管槽安装;(2)线缆铺设;(3)机架设备安装;(4)程控交换机的安装以及相关数据的制作;(5)有线电视用户网络的安装以及维护。

中级要求掌握:(1)布线系统线缆端接;(2)综合布线系统的测试;(3)综合布线系统的管理;(4)局域网、广域网以及城域网的接入;(5)卫星电视天线的安装以及维护。

最高级的智能楼宇管理师要求比较综合性的实践技能:(1)综合布线系统的设计以及验收;(2)小型程控交换系统的设计与管理;(3)局域网组网与管理。

根据这些行业实践技能要求,我们课程教学内容按照知识体系和实践要求的高低模块化构建,一共分为五大模块:

第一模块:通信技术基础知识,这一模块主要是以理论教学为主,主要介绍基本的智能楼宇通信系统的组成和构建,数字信号传输的原理,模拟信号传输的原理以及他们两者之间的区别,还有对一个已有通信系统的性能如何进行评估,另外还要介绍一些基本的数据交换方面的知识,希望学生通过这一模块的学习能了解和掌握数字通信方面的信道编码、差错控制编码以及载波调制并且能够具备基本的评估通信息指标好坏的能力。

第二模块:计算机网络基础知识,这一模块由理论知识教学和项目化实践教学两部分组成,理论方面主要学习基本的计算机网络知识,比如传统以太网组网543规则,ip地址的划分与子网掩码的相关知识,学习ieee802.3的标准和目前业界使用的各种行业规范以及设备,项目化实践教学方面主要是通过项目联系单机互联组建局域网以及多机互联组建局域网,网络服务器相关操作系统的安装,具体项目工程的案例分析。

第三模块为计算机网络工程,同样也是分为理论和实践两大教学部分,理论方面主要学习智能化建筑的网络结构体系和相关技术和设备的选择,实践主要通过工程的方式自己设计智能建筑物内部或者智能化小区的局域网方案的设计。

第四模块为综合布线系统模块,这一模块主要是综合布线方面的理论学习和项目实践,理论方面重点掌握综合布线系统里的水平子系统的设计,设备间及其管理子系统的设计,整个综合布线系统电气方面性能的测试,有线电视网络的构建和器材认知,实践方面按照实际工程项目的流程从双绞线制作开始,一步步在指导老师的帮助下掌握实际工程的流程和规范。

第五模块,这一模块主要是把前面所学知识融会贯通通过一个大的智能建筑或家居项目的方式来让学生练习、掌握和巩固前面所学的通信网络以及综合布线方面的知识和技能。

三、实践总结与展望

根据课程要求我们设计和构建了300平米左右的实训室,购买了网络设备20套,综合布线实训设备30台,布线工具50套等等实训设备,通过理论教学和项目化教学相结合的方式让相关专业的学生能够很好的理实结合更快的实现校企接轨[2],但由于智能楼宇专业是个新兴专业,其包含多学科的综合应用,因此在实践中我们发现市面上缺少比较能够灵活多变同时便于教学开展的设备器材,这也给智能楼宇相关教学的我们的下一步教学科研留下了一定空间,在下一步的教学改革中我们将结合实际研发跟实际教学相关的模块化教学设备以更好的提升教学质量。

参考文献:

[1]徐国庆.实践导向职业教育课程研究:技术学范式[m].上海:上海教育出版社,2005.

[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[m].北京:清华大学出版社,2008.

人工智能网络教育篇10

【关键词】教室:智慧教室;智能教室;未来教室;iSmaRt

【中图分类号】G40-057【文献标识码】a【论文编号】1009-8097(2013)07-0005-04

引言

教室的历史可以一直追溯到古代苏美尔人的“泥版书屋”和我国夏商周时期的“庠”、“序”、“学”、“校”。但现代意义上的教室则是在16世纪末班级授课制出现以后产生的。20世纪80年代以来,在以多媒体、计算机和互联网为代表的信息技术浪潮的推动下,各级各类学校中教室环境日益步入信息时代,其演变发展可以分为多媒体和网络化两个阶段:

多媒体阶段建设的重点是教室中计算机和多媒体设备的推广应用。在多媒体教室中,教师通过计算机、投影仪、录像机、VCD、DVD、音响等多媒体设备,运用Cai课件(由文字、图片、动画、音频、视频等多种媒体元素组成)进行教学,这彻底摆脱了传统的黑板加粉笔的教学形式。

网络化阶段建设的重点是教室接入校园网并能便捷地访问互联网。在网络化教室中,教师可以方便地调用网络资源组织教学活动,学生可以随时点播网络课件进行个性化的自主学习。除了面对面的交流外,师生还可以在网络上进行实时或非实时的互动,这大大拓展了教学活动的空间。

进入21世纪的第二个十年,随着以物联网、云计算、大数据为代表的新一代信息技术的日趋成熟,在教育领域,具有智慧技术、智慧应用、智慧管理等特征的智慧教室成为新的建设热点。本文结合当前教育信息化的前沿技术趋势,阐释了智慧教室的概念与特征,并从系统组成的角度构建了智慧教室的iSmaRt模型。根据清华大学五道口金融学院智慧教室建设项目的工程案例,文章介绍了智慧教室的建设思路与集成方案,并对智慧教室建成之后的运行模式进行了深入地思考,以期为智慧教室的信息化建设与运行提供参考。

一智慧教室的概念及特征

2008年11月,iBm首席执行官彭明盛在其演讲“智慧地球:下一代的领导议程”中首次提出了“智慧地球”的概念。2009年1月,在有奥巴马总统参加的工商业领袖圆桌会议上,彭明盛阐释了智慧地球的理念:将感应器嵌入和装备到电网、铁路、建筑、大坝、油气管道等各种物体中,形成物物相联,然后通过超级计算机和云计算将其整合,实现社会与物理世界融合。奥巴马对此给予了积极得回应,并表示经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去。2009年8月,时任中国总理在无锡考察时提出要建设“感知中国中心”,这之后物联网产业迅速被列入国家战略性新兴产业的重点领域。正是在这样的背景下智慧城市、智慧交通、智慧社区、智慧家居、智慧校园、智慧教室等新兴概念不断涌现。

就智慧教室而言,研究者从不同的角度对其进行了界定和描述,与之相近的概念还有智能教室、未来教室等。黄荣怀等认为在传感技术、网络技术、富媒体技术及人工智能技术充分发展的信息时代,教室环境应是一种能优化教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展,具有情景感知和环境管理功能的新型教室,这种教室被称为智慧教室。陈卫东等认为智能教室,就是一个能够方便对教室所装备的视听、计算机、投影、交互白板等声、光、电设备进行控制和操作,有利于师生无缝地接入资源及从事教与学活动,并能适应包括远程教学在内的多种学习方式,以自然的人机交互为特征的,依靠智能空间技术实现的增强型教室。杨宗凯认为未来的教室一定是云端教室,包括电子课本、电子课桌、电子书包、电子白板……在资源方面,由模拟媒体到数字媒体,再到网络媒体,资源最终都在教育云上,内容达到极大丰富,从而满足个性化的学习。

本文作者认为智慧教室是为教学活动提供智慧应用服务的教室空间及其软硬件装备的总和。智慧教室是在物联网、云计算、大数据等新兴信息技术的推动下,教室信息化建设的最新形态。立足教学活动需求,提供智慧化的应用服务是智慧教室的核心使命,达成最优化的教学效果是智慧教室的终极目标。运用智慧技术,提供智慧服务,实现智慧管理是智慧教室区别于以往多媒体教室和网络化教室的主要特征。

二智慧教室的系统模型

1智慧教室的“SmaRt”概念模型

黄荣怀等认为智慧教室的“智慧性”涉及教学内容的优化呈现、学习资源的便利获取、课堂教学的深度互动、情景感知与检测、教室布局与电气管理等方面的内容,可概括为内容呈现(Showing)、环境管理(manageable)、资源获取(accessible)、及时互动(Real-timeinteractive)、情境感知(testing)五个维度,简写为“S.m.a.R.t”,这五个维度正好体现了智慧教室的特征,可称为“SmaRt”概念模型。

2智慧教室的“iSmaRt”系统模型

“SmaRt”概念模型的侧重点在于呈现智慧教室的“智慧性”特征。为了提供更具操作性的建设参考,本文作者从系统组成的角度构建了智慧教室的“iSmaRt”模型。在该模型中智慧教室由基础设施、网络感知(networkSensor)、可视管理(visualmanagement)、增强现实(augmentedreality)、实时记录(real-timeRecording)、泛在技术(ubiquitoustechnology)六大系统组成,将六大系统关键字的首字母提取出来,缩写为“iSmaRt”。

基础设施系统包括物理空间、桌椅装置、供配电、通风空调、灯光照明等子系统。布局合理的物理空间和符合人体工程学的课座椅构成智慧教室的空间环境。安全可靠、健康节能的供配电、通风空调和灯光照明也是必备的设施条件。

网络感知系统包括网络接入、射频识别、人体识别等子系统。网络接入既可以是有线的也可以是无线的。射频识别(RFiD)、人体识别系统(HRS)等传感装置,按约定的协议,把各种设备相连并进行信息交换,实现智能化识别和感知。

可视管理系统包括中控、能耗、监控等子系统。智慧教室中软硬件装备、运行能耗、教室现场等都可以被实时监控,并基于大数据进行智能化地分析,最终管理员可以通过可视化界面查看运行状况和进行管理操作。

增强现实系统包括交互演示、视频会议、穿戴设备等子系统。交互演示子系统代表着智慧教室的教学信息呈现能力。视频会议子系统支持异地同步互动教学。借助穿戴设备子系统,物理环境与虚拟环境的无缝融合更为便捷。

实时记录系统包括课程录播、电子学档、课堂应答等子系统。课程录播子系统用于记录教学全过程。电子学档子系统为教师教学决策和学生自主学习提供有效数据支持。课堂应答子系统支持课堂教学的及时反馈、深度互动。

泛在技术系统包括云端服务和移动终端等子系统。泛在技术强调信息技术和环境融为一体。智慧教室中的泛在技术既包括处于云端的海量教育资源和教育应用服务,也包括本地的笔记本、平板、智能手机等移动终端。

需要说明的是,作为智慧教室建设的一个参考模型,“iSmaRt”的六大系统是缺一不可的,但具体到“iSmaRt”模型六大系统所包含的诸多子系统,在智慧教室实际工程建设项目中则会根据需求和经费的情况有所取舍。

三智慧教室的建设案例

清华大学五道口金融学院成立于2012年3月,由中国人民银行与清华大学合作,在中国人民银行研究生部的基础上组建而成。五道口金融学院以“培养金融领袖,引领金融实践,贡献民族复兴,促进世界和谐”为使命,按照国际最先进的金融学科和商学院高等教育模式办学,借助清华百年来丰厚的教育教学资源和金融业界的紧密联系,建设国内领先、国际一流的金融高等教育平台和金融学术、政策研究平台。

为了给全院师生提供一个技术领先、功能全面、应用便捷的信息化教学环境,五道口金融学院成立伊始便启动了“清华大学五道口金融学院信息化教学环境及视听应用系统工程”建设项目。下面以项目中1间162平方米70席的教室为例,介绍智慧教室的设计原则与建设方案。

1建设原则

在建设过程中,我们要立足教学需求,明确建设目标,总体统筹规划,分步实施推进,同时组建高效的设计团队,并通过招投标的方式选择系统集成商,实施全程质量管理,严格控制项目风险。在建设方案上主要遵循如下原则:

(1)实用性与先进性:满足教学活动的实际需求,在保证方案实用性的基础上,还应着眼于提升整个教室环境的智能化水平,以适应未来智慧教室的发展趋势。

(2)可靠性与高性能:采用成熟并有较多成功案例的技术装备与解决方案,保证系统的稳定、安全和可靠,同时为教学活动的全过程提供高效率、高品质的支持。

(3)完备性与拓展性:充分考虑物理空间和各种技术装备的优化融合,发挥整体系统的最优性能,同时遵循各种标准化体系,充分考虑到未来系统的升级与扩充。

2实施方案

在基础设施方面,根据物理空间的面积和层高,设计成70席的扇形阶梯教室。建声条件按混响时间1.0±0.2秒、隔声系数35dB设计,声学传输特性参照国家相关标准。2人座中央预留2个通用外接电源插口、2个网络接口,可翻盖设计,线路直接从脚架管中引出,其他线路覆盖于地毯之下。照明条件要求讲台与大屏幕工作区域150至4001x可调,学生作业面200至4001x可调。

在感知网络方面,除了桌面上的有线网络接口外,在教室内加装无线路由,实现wiFi网络全覆盖。在教室两个门外各安装一组人脸识别系统和RFiD考勤机,对进入教室的人员进行身份识别,对师生进行考勤记录,并通过无线网络将数据传输到教务管理系统。在教室内设置两组温湿度传感器和光照传感器,实现对室内温湿度和灯光亮度的感知和控制。

在泛在技术方面,学院专门开发了基于云计算技术的金融教育资源库和移动学习管理系统。云资源、云服务与学生的笔记本、平板电脑、智能手机等移动终端一起组成了一个随时随地、虚实结合的个性化学习空间。

本期项目建设的智慧教室除了基础设施系统、网络感知系统和泛在技术系统外,还包括可视管理系统的智能控制子系统、增强现实系统的交互演示子系统和视频会议子系统、实时记录系统的课程录播子系统。其中主要设备如表1所列,设备间的拓扑结构如图5所示。