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人工智能素養教育

時間:2023-08-28 16:57:57

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能素養教育,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

人工智能素養教育

第1篇

一、頂層設計,構建全方位、多層次、可操作的指導體系。

為了保障人工智能教育在我校真正落實和長期發展,學校將人工智能教育工作納入到學校整體三年發展規劃中,并作出明確要求。

為了讓師生更加重視人工智能教育,促進學生全面發展,特修訂了我校“五美”能行課程體系,將人工智能課程進行了重新定位和設計。

為了建設符合我校校情、學情的人工智能課程體系,學校成立了人工智能課程建設與實施的探索與研究項目管理團隊,制定了項目計劃書,從項目名稱、項目團隊、項目背景、項目創新點及解決問題、項目推進措施、項目完成期限等方面進行了具體規劃。

二、支撐保障

完善軟硬件設施和文化建設,為人工智能教育開展做好支撐和保障。除了四樓獨立的人工智能實驗室,我校還自主改造了五樓的創客教室和閱覽室,擴寬了人工智能教育場所,盡全力滿足學生人工智能上課需求。

學校高度重視人工智能教育,不斷加大投入。在資金緊張的情況下依然給學生購買了小學生C++趣味編程書和人工智能超變戰場的場地。

三、具體做法

1.基于校情和學情的人工智能課程設計

課程設置:開學之前,課程部整體規劃,實行信息技術課兩節聯排。

人工智能課程開設內容安排:基于校情學情,本學期3-6年級全面鋪開人工智能課程,3年級以信息技術基礎知識、編程貓、樂高搭建基礎入門為主;4年級AI神奇動物,5-6年AI變形工坊,是集搭建和編程于一體的人工智能課程體系。本學期信息技術類人工智能特色社團的開設:人工智能機器人社團、信息學奧C++社團、創意編程社團。

2.三位一體,三組聯動推進人工智能課程的開發與實踐。三組是:項目組、教研組和集備組。具體做法是:

項目組的做法:根據人工智能項目管理計劃書的內容和要求,3月初進行項目工作總結和4月份計劃匯報,5月份進行了中期匯報。進一步梳理人工智能校本課程的內容,促進人工智能課程實施與落地,進行了生本AI人工智能校本課程的開發與研究,重點對課程目標和課程內容進行了設計和探索。

教研組的做法:1.參加區首次信息技術教研活動,明確方向和工作重點。組織信息技術教師按時參加區里首次信息技術教研活動,并將區里的要求傳達給每一位信息技術老師,為接下來的工作做好鋪墊指明方向。2. 教研組內進行磨課,四年級潘倩老師執教了四年級AI神奇動物—敏捷的蛇;徐娜老執教了五年級AI神奇變形工坊—設計“地雷”,課后及時聽評課,提出優點與不足,并進一步改進完善。

集備組活動:各年級備課組利用雙周周二上午時間進行集備,研究本周的上課內容、梳理課堂具體流程及教學設計。

3.加強教師培養力度,積極組織教師參加人工智能培訓和學習。學校鼓勵教師進行小課題的研究,提升教學專業素養。2019年區級小課題《小學人工智能課程體系、教學策略和教學評價的研究》順利結題。2020年區級小課題《奎文區人工智能教育專項課題--小學人工智能教育教學策略及評價方法的研究》立項。

4.為了拓寬視野,為人工智能教育的發展進一步指明方向。落實請進來:邀請區教研室專家進校為學校人工智能開展情況進行診斷;邀請優必選指導老師入校指導人工智能課程,并進行賽事輔導和培訓。

5.為了給學生的學習搭建更廣闊的平臺,豐富學生的課余文化生活,促進學生信息素養的提升。以賽促學,積極組織學生參加各級各類比賽。

四、取得成效

1.學校層面:以人工智能教育為契機近年來,我校的信息化、數字化、智能化水平不斷提升,互聯網+教育、智慧校園工作取得了巨大的進步,學校獲得省市區多項榮譽。

第2篇

人工智能即將進入高中課堂。近日,我國第一本面向中學生的AI教材——《人工智能基礎(高中版)》正式。

為什么要在中學開設人工智能課程?這本教材有什么特點?對于中學教師和學生而言,應如何準備才能應對人工智能的教與學?記者對此進行了調查。

全國已有40所學校引入教材

據了解,該教材是華東師范大學慕課中心和商湯科技合作,聯合全國多所知名中學教師共同編寫,由新聞出版總署批準出版并備案。目前,全國已有40所學校引入該教材作為選修課或校本課程,成為首批“人工智能教育實驗基地學校”。

“與其他教材不同,該教材以‘手腦結合’為主要學習方式,不僅關注對人工智能原理的介紹,更加重視這些原理在生活中的運用。”華東師范大學教授,博士生導師陳玉琨介紹說,“作為教材的編者,我們特別希望學生能發揮獨特的想象力,設計一些在高中階段有可能完成的項目,并動手將其轉化為獨具特色的作品。”

記者看到,該教材共分9個章節,以基礎普及性的知識為主,分別介紹了圖片識別、聲音識別、視頻識別、計算機寫作和深度學習等人工智能技術的原理和應用場景,每一頁都配有彩色圖表,并引入了大量科普內容和實例。此外,該教材還配套了一個教學實驗平臺。

香港中文大學教授林達華表示,目前,人工智能人才面臨著全球性短缺,在人工智能和基礎教育結合方面,各個國家都還處在探索的過程中,該教材的出版,是人工智能教育的一次重大突破,意味著人工智能將由此走出“象牙塔”,進入高中生的知識范疇。

“今天,技術更迭速度太快,誰也無法預計未來的職業選擇,我很樂意讓我的孩子在中學階段就了解掌握一些人工智能方面的知識技能。”一位家長這樣告訴記者。

目的在于普及原理引發興趣

作為一門兼具學術含量和技術含量的學科,對高中學生而言,應該怎樣去了解人工智能這門學科;對于高中教師而言,又該如何教學呢?

“大多數中學生的最終職業道路都不會是成為人工智能研究者或工程師,但是未來很多行業都將在不同程度上受益于人工智能的賦能。因此,該學科在中學階段的教學目標應該定位讓學生了解掌握人工智能的基本思想、基礎知識以及常用算法和工具。”林達華說。

在陳玉琨看來,人工智能的教學和研究經常要用到高等數學的知識,這已經超出了高中生的知識范圍,因此,在中學階段,教師應注重對相關概念、算法、原理進行定性介紹,“定量的部分,可以留待以后再學。”

多位專家表示,教師在教學過程中,要特別重視對人工智能應用場景的介紹,這不僅會讓課堂變得更加生動,學生學習的興趣更加高漲,同時也會提升師生的思維與創造能力。

“總體而言,在中學階段開展人工智能課程的主要目的在于普及人工智能的原理與技術,引起學生對人工智能學習的興趣。當然,也期望能為高等學校培養人工智能領域的拔尖人才奠定相應的基礎。”

“校企合作”解決人才缺口

也有專家指出,人工智能是一門新興技術,中學教師在該領域的知識儲備是不足的。

“師資是課程的基礎。”上海師范大學教授岳龍表示,“開設人工智能課程對教師的知識結構也提出了新的挑戰,因此組建專門的師資培訓團隊非常重要。”

據記者了解,為幫助教師克服知識儲備不足的問題,華東師范大學慕課中心與商湯科技將聯合舉辦多期“人工智能教師研修班”——培養一批人工智能的種子教師,在他們帶領下,逐步提升我國教師總體的人工智能素養,從而改善中學教師開展人工智能教育教學面臨的困難和挑戰。

第3篇

關鍵詞:人工智能;研究生教學;教學內容;啟發式教學

作者簡介:于化龍(1982-),男,黑龍江哈爾濱人,江蘇科技大學計算機科學與工程學院,講師。(江蘇?鎮江?212003)

基金項目:本文系江蘇科技大學引進人才科研啟動項目(35301002)的研究成果。

中圖分類號:G643.2?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0074-02

人工智能是研究理解和模擬人類智能及其規律的一門學科,中心任務是通過編程賦予計算機部分的“人類智能”,從而使其可替代人類完成某些煩瑣而危險的工作。自1956年人工智能學科誕生以來,其研究成果已廣泛應用于政治、經濟、文化、教育等諸多領域,并對社會發展產生了巨大的影響,[1]因而人工智能逐漸發展成了高等院校信息類專業廣泛開設的一門核心課程。作為一門課程,其具有如下一些特點:涉及知識面廣、研究領域廣泛、內容抽象、實踐性強。[2]

目前,高校“人工智能”課程普遍分本科和研究生兩個教學階段講授,前者注重學生對基本概念、基礎知識的掌握,并使其能應用所學知識進行簡單的開發實踐,而后者更加注重學生自主學習能力、創新能力以及科研能力的培養,因而二者的教學與培養目標是不同的。[3]本文針對“人工智能”課程自身特點和研究生培養目標,并結合筆者多年來的教學經驗,分別從課程內容設定、教材選擇、教學方法、考核方式等多個方面對該課程的教學改革進行了探索與研究。

一、“人工智能”課程教學內容的設計

“人工智能”課程的突出特點是研究領域過于廣泛,而學時數卻較短(據筆者了解,各高校相關研究生專業開設該課程的時數為32~48學時不等),因而在講授該課程時,追求授課內容“大而全”是不切實際的,有必要精選教學內容,使學生在有限的時間內學到最有用的知識。

鑒于大部分學生在本科階段已簡單學習過該課程,因此可適當減少基本概念和基礎知識的授課時數,如知識表示、知識推理及搜索技術等,這部分知識點只需安排共6~8學時即可。而對于一些相對陳舊的知識,如專家系統(該技術興起于20世紀八九十年代,目前相關研究已很少見),可在對其他知識進行講授時,做簡單介紹,沒有必要占用獨立的授課時數。課程的重點應放在新興且實用的人工智能技術上,如計算智能、機器學習、模式識別、數據挖掘、多Agent系統以及自然語言處理等方面。上述知識的特點在于內容更新快且抽象,與實際應用聯系緊密,極有可能成為學生在未來整個研究生階段的研究方向,因此有必要在這些知識點上投入更多的精力,有助于學生了解并掌握學術的主流發展趨勢,從而能夠更好地培養自身的科學素養和創新能力。

當然,授課教師在實際授課過程中也應根據學科的研究進展,學生的基礎﹑研究方向與興趣等特點隨時對教學內容作出調整,真正做到理論聯系實際、與時俱進。

二、精選“人工智能”課程教材

在教材選擇上,筆者分析比較了目前已公開出版的數十本人工智能教材,并結合我校研究生的特點,選定了由清華大學出版社出版﹑蔡自興和徐光祐編著的《人工智能及其應用》(第4版)作為教材,該教材在前一版的基礎上做出了較大的改進與擴展,增加了本體論、蟻群算法、粒子群算法、強化學習、詞法分析以及路徑規劃等很多新內容,具有知識覆蓋面廣、講解深入淺出,實用性、可讀性強等諸多優點。同時,該教材也是普通高校“十一五”國家級規劃教材,輔有國家級精品課程建設網站,是一部經典的人工智能教材。

與此同時,筆者還為學生推薦了多本經典的參考書,如清華大學出版社由拉塞爾等編著的《人工智能——?一種現代方法》(第3版)、科學出版社由史忠植編著的《高級人工智能》等,并圍繞各研究專題精心挑選了數篇經典和最新的文獻,力求反映各相關領域的國內外研究現狀﹑發展趨勢以及存在的問題等,以供學生參考。

三﹑教學方法的改革

相比于本科生,研究生通常具有更強的理論基礎、接受能力和求知欲,因而在教學過程中應避免傳統“填鴨式”的教學方法,要充分突出學生的主體地位,注重培養學生的學習興趣以及自主學習的能力。為此,筆者結合該課程的特點,對教學方法進行了如下探索。

1.多樣化的教學手段

“人工智能”課程的突出特點是涉及知識面廣、理論性與應用性強、內容抽象且學時數短,因此有必要充分發揮現代教學手段的作用,提高教學效率。為此,筆者精心設計了整套多媒體教學課件,將較難的知識點以動畫的形式呈現給學生,如基于問題歸約法的漢諾塔問題求解過程、基于蟻群算法的旅行商問題求解過程等,均可以這種形式呈現。課堂教學中以課件為主,輔以少量的板書,充分利用了多媒體信息量大、直觀性強的優點,改善了教學效果。除此以外,筆者也搜集了大量的視頻資料,如行人檢測與計數視頻、機器人地震現場搜救視頻等,當講解相關專題時,作為應用實例為學生播放,充分吸引了學生的注意力,提升了他們的學習興趣。

2.啟發式的課堂教學

第4篇

關鍵詞:新醫科;智能醫學;人才培養

1緒論

健康中國已上升為國家戰略,新醫科在我國高等教育中掀起了一陣新的改革浪潮,“智能醫學”的應用性人才培養模式也隨之開啟。智能醫學工程是以現代醫學與生物學理論為基礎,融合先進人工智能及工程技術,挖掘人的生命和疾病現象的本質及其規律,探索人機協同的智能化診療方法及其臨床應用的新興交叉學科。目前,高校在進行醫工融合培養學生的指導過程中,存在許多問題,如醫學和工科的理論結合層面較為薄弱,多學科交叉聯合指導的機制不完善,成果轉化和臨床應用性不高。實踐層面,在現有的醫學教育模式下,醫學生缺乏全面的對數據進行收集、處理與分析的能力。但是在智能醫學時代,對數據的處理與分析能力會成為醫生工作的重要組成部分。面向醫療健康的智能醫學工程交叉學科人才的迫切需求,智能醫學工程交叉學科的人才培養的機制有待完善。2019年,一些院校如南開大學和天津大學獲得教育部的審批,已經率先實行招收智能醫學工程專業的新生[1]。高等醫學教育對新醫科背景下智能醫學工程專業人才培養認知還處于探索階段,智能醫學工程如何實現醫工交叉學科的融合發展,如何獲取人才培養中的合適方法、模式、關鍵技術等的研究,協同醫學發展、社會需求的人才,還需要深入思考和進一步探索。

2新醫科背景下智能醫學人才培養

2.1新醫科符合醫科改革的內在需求

隨著“健康中國2030”國家決策不斷推進,醫療健康逐漸被國家視為重要的基礎性戰略資源,在大數據和人工智能技術影響下,臨床應用、疾病預測與預防、公共衛生、循證公共衛生決策、健康管理、健康監測與個性化醫療服務等方面的研究以及產業發展,將是未來整個醫療領域的提升方向,給智能醫學分析與決策賦予了新的意義和內涵。

2.2醫工融合發展的必然趨勢

隨著精準醫療與智能醫學診療技術的深度融合,理論層面,把握新醫科背景下智能醫學工程專業復合型創新人才培養目標,以臨床應用性為導向,多學科領域知識相互滲透。調整醫工結合課程體系,既符合新醫科需求,又實現醫工融合課程模塊間的交叉互補,體現醫工結合特色的寬口徑學科結構。培養既懂醫藥科學、數據科學又懂人工智能應用的高級復合型人才。實踐層面,精準醫療與智能醫學工程技術緊密結合,利用臨床醫生在傳統醫學中積累豐富的臨床經驗,并融入到智能醫學診療模式變化中,將徹底改變現有診療模式。

2.3人工智能助力智能醫學工程人才培養

隨著科學技術的飛速革新,人工智能核心技術推動傳統學科專業建設和醫工交叉融合。助力人才培養主要表現在以下三個方面。一是從智能醫學診療技術創新的角度,技術的革新引領人工智能與各個產業領域深度融合,創造新的產業或領域,計算機模擬人腦的思維過程,實現人機交互,提高醫療資源的利用率,推動醫療產業的高效運轉。智能醫學診療主要包括疾病早期診斷、臨床決策支持、正確用藥、診療方案的選擇等。如KopR和HoogendoornM等探索了醫院對病人電子病歷(EMR)數據進行分析,結合結直腸癌預測模型,更準確的預測早期直腸癌和干預治療實踐[2];HoshyarAN和Al-JumailyA等探索了醫學影像自動診斷皮膚癌,通過數據預處理去除噪音和不必要的背景圖像,提高圖像質量,輔助醫生進行臨床決策[3]。二是從醫療健康大數據的角度,隨著大數據、數字技術、機器學習和人工智能等信息技術在醫療領域的應用,電子健康記錄數據呈指數型增長,醫療大數據來源包括醫院記錄、患者醫療記錄、醫療檢查結果和物聯網設備[4]。智能醫療系統具有識別、篩選和決策等智能醫療輔助功能。2017年上海計算機軟件技術開發中心對醫療大數據可視化系統的實踐與研究[5];2018年,阿里健康與阿里云宣布共建阿里醫療大腦2.0[6],加強在圖像識別、生理信號識別、知識圖譜構建等能力的建設[7];同年,騰訊推出醫療AI引擎“騰訊睿知”,具備更智能化的醫療垂直搜索功能,幫助患者精準匹配合適的醫生。三是從人才培養的角度,多學科交叉融合發展是大勢。人工智能將打破不同學科專業的壁壘,推進多學科交叉融合發展,形成“人工智能+”的專業新的人才培養模式。高校也應根據產業需求變化調整專業設置,構建新的專業結構。高校人工智能相關的本科專業將會蓬勃發展,形成頗具特色的“人工智能+”專業集群。“人工智能+”技術所衍生的新醫科、新工科專業之間的協同創新發展,實現技術創新與醫療應用的統一。以“人工智能+醫學”為契機,結合醫學產業發展趨勢和智能醫學工程專業的特點,研究相應的教學體系、制定科學的教學計劃,建立具有行業特色的課程群、制定合理的課程大綱,解決學生在醫學診療和工程技術兩方面協調發展的問題,全面提升醫學生的綜合素養以及未來的職業競爭力。綜上所述,新醫科人才培養在人工智能助力下,培養學生具備較強的創新意識和具有智能醫學領域科研能力,掌握關鍵理論與方法,創造性地將計算機科學技術、人工智能技術和方法、大數據關鍵技術與醫學應用系統相結合,進而創新性完成的醫學信息處理、行為交互和人工智能系統集成及應用。以上需培養的能力,對現有醫學專業的改造升級、人才培養模式的改變、師資隊伍的全面建設具有較高的要求。

3培養新醫科人才的實施路徑

3.1從醫工融合研究的視角

智能醫學工程的專業培養建設要體現醫工融合發展需求,推進智能工程、醫學與教育的深度融合,提升人工智能在醫學中的應用,滿足新醫科發展要求的卓越工程師為育人目標,強調學科交叉滲透、重視臨床應用、把握科技前沿,推動教學創新等。

3.2從醫工融合研究的廣度

目前我國部分高校開展了醫工融合人才培養模式的探索,但有區域特色的醫工融合研究還不多。針對新醫科臨床需求分析,把握智能醫學工程高等教育體系,重點聚焦區域特色,研究面向健康和重大及特殊疾病防治需求的“新醫科”對人才的需求。

3.3從醫工融合研究的深度

(1)整體設計智能醫學工程專業教學環節。建立知識能力矩陣,整體設計教學、實驗、課程設計、專業實習、畢業設計等環節,突出新醫科相關課程及實踐,加強附屬醫院和教學醫院的聯系,深化臨床實踐能力。(2)培養學生專業能力和科研創新能力。智能醫學工程專業教學與知識能力培養的思考是以智能醫學學科的特點為基礎,通過知識能力矩陣的智能醫學工程專業課程創新教學,根據智能醫學工程專業課程知識點的內在聯系和相對獨立性,優化核心知識模塊形成知識能力矩陣,構建課程內容架構。通過系統理論知識教學、優化課程實驗和上機安排,引導學生自主設計性學習,提高學生的學習積極性,達到有效教學效果。(3)結合學生興趣偏好,研究如何提高學生的專業興趣,探索將專業興趣轉換為“工匠精神”的教育理論及方法:廣泛調研,全面建立當前地方高校智能醫學工程專業學生與專業偏好的培養模式。

4結語

第5篇

[關鍵詞]人工智能會計變革;應對策略;會計人才

數據和人工智能技術逐步應用于會計行業,德勤等四大會計師事務所相繼推出財務機器人,RPA技術被越來越多的企業廣泛運用。這一科技創新將幫助會計從業人員從許多重復性、標準化、流程化的核算工作中解放出來,與此同時也催生了新型會計崗位,給會計從業人員帶來新的挑戰。毋庸置疑,人工智能技術引發會計變革,究竟會帶來何種變革,會計從業人員該如何應對會計變革是文章探討的關鍵問題。

1人工智能概述

人工智能(ArtificialIntelligence)是計算機科學的分支,它試圖通過研究、開發用于模擬和擴展人的智能的理論、方法、技術,以構建出一種新的能模擬人類意識和思維模式的一門新的技術科學。其研究內容包括知識表示與自動推理、機器學習與知識獲取、自動編程與智能化機器人等。人工智能的發展經歷了萌芽、誕生、發展到集成四個階段。人工智能應用于財務領域始于1987年美國注冊會計師協會發表的《人工智能與專家系統簡介》,后來國外對此進行了深入的研究與探索,開發出相應技術與專家系統解決財會領域的分析決策工作,目前主要是運用模型化的財務管理理論,將匹配后的數據導入信息庫,據以分析得出企業財務報告,形成戰略經營建議。財務領域中的人工智能技術主要在于機器視覺和語音識別兩個方向,著重模仿人類的財務操作和判斷,多應用于業務收支預測、風險管控、稅務優化等方面。

2人工智能技術對會計行業的影響

隨著大數據、人工智能、移動互聯網、云計算技術的發展和應用,為我國企業管理的模式注入新的理念,傳統的基礎會計核算工作會被財務機器人替代,會計數據的采集、挖掘、分析,會計核算流程的再造以及隨之而來的對新型會計崗位人才的需求,都將推動企業會計模式的變革。

2.1人工智能實現會計數據質的飛躍

數據是會計核算的起點,為企業決策提供依據。在人工智能技術的支持下,海量的結構化和非結構化數據在數據處理系統中整合和分類;數據挖掘技術對數據進行深度挖掘,發現其潛在價值,數據的質量隨之提升。會計人員通過人工智能輔助系統,利用信息自動集成技術,自動將各種會計信息記錄到會計系統,避免了以往財務人員花費大量時間和精力于采集和錄入數據信息。隨后利用人工智能自動核算功能進行賬務處理,智能分析系統進行一定的數據分析,避免了會計從業人員處理大量的基礎核算工作,將工作重心轉移到為企業創造更多價值的預測、分析與決策工作中去,提高企業決策的效率和準確性。

2.2人工智能促進會計信息互聯

在會計核算方面,大量企業采用PRA,其被普遍認為是業務流程自動化軟件,結構化、常規化會計流程均由自動化機器人來執行,不受時間和空間的限制,自動生成各項報表,及時快速,靈活準確。人工智能為企業管理者和財務信息使用者搭建起信息共享平臺,使企業與其客戶、銀行、稅務、會計師事務所等廣泛互聯,實現上下游企業溝通、銀企對賬、網上報稅等。財務智能系統通過科學的決策程序,利用會計數據和模式,以不同角度、不同層次、不同時期進行分析,揭示隱藏在財務數據背后的價值,使得會計信息質量大幅提高,提高企業決策效率。

2.3人工智能催生新型會計崗位

核算和監督是會計的兩個基本職能,財務人員日常主要完成建賬、填制和審核原始憑證、填制記賬憑證、登記賬簿、編制財務報告等基礎性工作。伴隨人工智能的發展,這種日常的標準化、流程化的基礎核算工作可由財務機器人完成。財務機器人高效低耗、精準可靠、快速反應的優勢相較于會計工作人員日益明顯。與此同時,機器人間無須回避職務職能的利害沖突,這些都降低了會計人員在單位內部運營管理的重要地位。未來財務領域對基礎會計從業人員的需求大幅減少,會計人員崗位需求結構面臨變革。管理會計人才是集財務會計、法律、財務管理、計算機等知識于一體的復合型人才,并具有數據分析思維和預測思維,國家倡導的未來的管理會計師應同時是價值分析師。利用大數據和云計算等信息技術,解析過去、控制現在、分析未來,是對未來會計崗位人才提出的新的要求。

3會計行業在人工智能時代下的應對策略

3.1提高思想認識

人工智能技術在財務領域的廣泛應用已是必然趨勢,利用數據挖掘技術、智能決策支持系統等將財務人員從煩瑣復雜的工作中解脫出來,會計核算職能向管理決策職能轉變,同時也對會計從業人員提出更高要求。面對人工智能技術帶來的巨大變革,財務人員應在了解人工智能技術的基礎上,努力學習新技能,加強計算機、信息技術知識的學習研究,以順應時展的需要。與此同時也應認識到,不論是信息化系統,還是財務機器人,僅僅起到輔助決策作用,仍由人類進行開發、使用和維護。因此會計人應審時度勢、轉變觀念,全面認識人工智能,努力使自己成為兼具財務知識和信息系統操作能力的駕馭財務機器人的復合型人才。

3.2實現管理會計轉型

2014年10月財政部頒布了《關于全面推進管理會計體系建設的指導意見》,要求在5年之內提升管理會計人才的職業能力。中國總會計師協會會長劉紅薇在2018年5月世界會計論壇上表示:管理會計已經在全球進入了一個大變革和大發展的歷史時期。財務人工智能技術實現了會計信息的標準化流程化處理,會計核算職能逐漸被財務機器人取代,這種以技術手段革新形式帶來的會計職能的變化,釋放出大量基礎會計核算人員,他們必須綜合學習會計、財務管理、稅務以及信息系統的相關知識,向管理會計人才轉型。在企業發展戰略的指導下,以管理會計的視角,將數據進行分析和提煉,編制預算計劃,對企業經營業務進行控制,對業績進行評價,為企業發展和治理提供指導,以適應時代變化,成為多元化人才。

第6篇

關鍵詞:教育機器人;教育產業;應用

一、引言

近年來,人工智能技術在教育領域逐步擴大其落地應用場景,但大多數應用場景仍然很難真正滲透到教學的核心環節并對學生的學習效果起到關鍵性作用。由于可以在不同教學環節提供人性化交互方式及個性化智能輔導與教學,基于人工智能技術的教育機器人受到越來越多的重視和發展,因此有必要對教育機器人在教育產業發展中的應用進行研究。

二、教育機器人的簡介

提起機器人,我們馬上就會聯想到科幻小說和電影中的機器人。近一個世紀以來,機器人在娛樂和虛構的世界中有著重要的地位,甚至“機器人”這個詞本身就來自一部科幻作品—— 1920年,前捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克的科幻小說中第一次出現“機器人(Robot)”這個詞,它被用于指代人類創造的用來代替人工的物體。隨著計算機網絡、機械制造、人工智能等技術的不斷發展,機器人已經從一個虛擬的名詞發展成一項蓬勃的產業,并從工業領域向醫療救援、教育、娛樂、勘測、探險、救援等領域迅速擴展。

本文所論的機器人主要是指教育產業中的教育機器人。教育機器人主要由硬件平臺和軟件平臺組成,硬件平臺主要包含教育機器人的硬件規格以及提供硬件之間的通信,完成某些動作或者輸入輸出某些信號,它相當于機器人的手腳;軟件平臺主要包含教育機器人的各種輸入信號的處理和開發,完成某種可預期的場景的實現及表述,它相當于機器人的大腦。教育機器人是面向教育領域專門研發的,以培養學生的分析能力、創造能力和實踐能力為目標的機器人[1],它具有教學適用性、交互性、開放性、可擴展性等特點[2]。教育機器人的出現為機器人教育提供了載體。

三、教育機器人產業化發展的意義

當前,國外教育機器人的發展集中在青少年陪伴與輔助教學、特殊教育、機器人競賽等領域,也更加注重實踐性研究與課堂中的實際應用。相比于國外,國內教育機器人總體上還處于起步階段,在理論與實踐研究上都存在一定差距。但隨著人工智能教育、STEM教育、創客教育等的興起,國內對于教育機器人技術的研究及大規模實踐應用在迅速增長,產學研相結合的模式也促進了該領域的市場化進程。因此,產業化發展具有一定意義。

1. 對教育創新的推進

教育機器人產業化有助于對教育創新的推進,包括創客教育、STEAM教育、素質教育、STS教育(科學、技術、社會)和教學改革。Chris? Rogers認為,教育機器人產業化教育能夠將“Engineering”帶進基礎教育中,培養學生的STEM素養,推動基礎教育改革[3]。

2. 對教學模式和策略的改進

對教學模式和策略的改進,包括教學目標、教學模型、教學策略、教學設計、課程開發等。王雪雁等認為,教學形式的多元體驗是教育的重點,而將體驗教學法融入機器人教育中進行研究,也在一定程度上促使其他科目在教學改革中形成較有前景的發展方向[4]。

3. 對學生綜合素養的提升

對學生綜合素養的提升,包括創新精神、實踐能力、科學素養以及綜合能力。D? Alimisis在調研了目前教育機器人領域現狀的基礎上,對當前教育機器人領域熱點問題發表了自己的看法,他肯定了機器人在培養學生創造力和“? 21世紀技能”方面的重要作用[5]。

四、教育機器人在教育產業化進程中的遇到的難題

教育機器人除了讓學習者獲取機械、電子、信息、傳感技術知識,還能培養技術應用、解決問題、動手能力、團隊協作以及表達能力、批判思維能力。《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》鼓勵全國有條件的高校、研究院開設人工智能專業,在中小學開設機器人相關的課程和競賽。為此,教育機器人表現出了其無可比擬的教育價值及實用潛質,為培養多學科交叉融合、高素質、復合型的工程人才提供了一個理論教學、實訓實踐和資源共享的綜合平臺。

為了更好地促進高層次人才的培訓與培養,一方面,我們要大力研究開發及生產高端合格的教育機器人產品,另一方面,我們要全面開展機器人教育宣傳,但是還有一些難題亟待破解。

一是諸多教育機器人課題亟待破題。在經濟全球化背景下,通過機器人教育促進創新型科技人才隊伍壯大與建設是我國人才培養的新途徑和新模式。為此,在技術傳授的前提下,加快相關理論研究、學術探討和培養模式研究,激發學生的興趣,引導學生思考,加深對理論的引領、理解和人才培養研究,是教育機器人的主要研究問題。

二是服務于機器人教育的公共資源比較稀缺。與國外相比,無論是教學設備還是教學案例及教育在線資源,遠遠不能滿足教學的需求。為此,實現中小學、大學課程及教學資源的開發,促進更多的教育教學資源共享,滿足機器人教育需求是前提。

三是教師隊伍的人數不多。縱觀整個發展過程,無論是中小學還是大中專院校,機器人教師需求缺口較大。?一方面是培養出口師資力量薄弱,另一方面受薪資待遇的影響,?具有機器人操作技術和技能的人才就業口徑比較寬,較少人愿意去當教師。為此,應加強教師隊伍建設及師資長遠規劃,將崇尚教育、樂教和施教的人聚集過來。

五、破解教育機器人產業化難題的對策

1. 構筑機器人教育云平臺

當前,教育機器人可以應用于教學的資源很少,因為每個廠家基于自己的水平開發資源平臺,彼此不兼容,不同機器人安裝不同的APP程序,資源設計者從單一的角度設計教學資源,沒有考慮普眾需求,制約了產品的應用推廣。為此,開展機器人教育工程技術方面的研究,從教育機器人資源共享標準制定、服務技術策略及數字化資源服務設計與推送角度出發,立足自主知識品牌,促進規模及規范的產業化發展,充分考慮物聯網、大數據及云服務技術,在共建共享技術上對教育機器人進行完善與功能提升。

2. 健全教育機器人法律體系

教育機器人在設計、開發、生產、銷售和使用過程中,關乎國內外的道德準則、社會倫理、用戶安全和權益訴求等諸多法律方面的問題。一是探究國際規則,深化法律規范,構建風險防控機制和預警監測體系,研判就業替代與社會倫理道德問題,促使教育機器人教育資源綠色健康、安全可靠可控、造福于民。二是研究機器人教育與教師職業崗位有機結合與協調發展問題,依托機器人智能技術發展,構建教育機器人的倫理學特性。

3. 加快行業標準完善

據了解,工業機器人標準相對成熟,但從教育機器人這個角度來說,無論外國品牌還是正在崛起的中國自主研發的品牌,都缺乏與之相適應的規范與標準約束。教育機器人是機器人產業細分領域的一大類產品,研究制定科學化、規范化的標準體系,才能促進教育機器人產業健康發展。所以,加快教育機器人相關標準的研究時不我待,同時需要盡快上升為國家標準,從而引領國際標準,倒逼產業,給產業發展提供方向,規范和促進產業發展。

4. 構建教育機器人產業聯盟,提高教育產業轉化度

為了更好地滿足多樣化的用戶需求,堅持經濟全球化大方向,發揮高校、科研院所、企業和行業組織的作用,健全高效靈活、優勢互補的教育機器人產學研用協同創新體系,在教育機器人產品試制、功能完成、系列產品打造和產業鏈塑造等方面進行全方位一體化設計。以筆者所在中職學校為例,可以聯合當地的高校、政府和其他企業單位建設產學研平臺,豐富教學實踐手段,提高教育機器人在教育產業中的轉化度。

5. 強化產品開發,增強教師參與度和教學應用度

機器人教育產業鏈涉及硬件制造、平臺開發、應用服務提供等幾類廠商,但目前很多機器人公司只負責教育機器人硬件的開發、制造、組裝及測試,提供簡單的產品說明和操作手冊,并不參與課程開發和教學設計。這樣的產業模式顯然不利于機器人教育發揮最大的作用。只有當教育機器人的制造商與學校教師共同參與課程開發和教學設計,設計開發出豐富的教學情境應用程序、服務與內容,才能使教育機器人真正滿足教與學的需求。

總之,教育機器人的產業化應該結合當地經濟社會和文化特點,真正有力有效服務于地方教育和經濟文化。同時要注意在“互聯網+”時代,恰當發揮政府宏觀調控的杠桿優勢,立足本國,面向國際,引導教育機器人產業進行科學布局,打造具有時代特色的教育機器人產業基地,形成中國特色產業集群。

[1] 黃榮懷,劉德建,徐晶晶,等 . 教育機器人的發展現狀與趨勢[J].現代教育技術,2017,27(01):13-20.

[2] 張劍平, . 機器人教育:現狀、問題與推進策略[J].中國電化教育,2006(12):65-68.

[3] Rogers C,Portsmore M. Bringing Engineering to Elementary School[J].Journal of Stem Education Innovations & Research,2004(05).

第7篇

一、信息化教學的理論依據

人工智能、大數據、區塊鏈、移動終端、物聯網、大數據等新興技術,促進“互聯網+”融合,推動職業教育信息化發展,是適應教育現代化的必然趨勢。越來越多的職業院校教師能夠主動利用信息化技術及平臺,探索教學方法。信息化環境下的教學與傳統的教學方式相比,具有教學方法靈活、交流互動手段多樣、教學資源豐富等優勢。

二、教師信息化教學中存在的主要問題

從近幾年信息化獲獎作品的質量和參賽數量來看,高職院校對信息化給予極大的熱情。大部分職業院校不惜重金打造比賽作品,從VR、AR等先進設備的引進和視頻的拍攝等各個環節都耗費了大量的人力、物力,但是,學校管理者和教師沒有真正認識到信息化教學對促進教學模式改革、教學理念更新的重要性。大部分教師在教學活動中還是簡單地利用計算機、互聯網、投影等,教學設計沒有新意,沒有創設情境,學生的主體地位沒有得到充分的發揮,教師缺乏將信息技術與專業課程進行整合的能力。

三、信息化教學能力大賽對提升教師信息化能力的促進作用

(1)創新了教學模式。信息化教學環境依靠互聯網、云計算、大數據、物聯網、人工智能、虛擬仿真實訓室、全息投影等技術來創設和營造情境,使授課、學習、評價等與教學流程相關的各個環節全部信息化,這樣不僅為教師提供了優質的教學資源和靈活的教學模式,也為學生提供了多樣化的學習途徑與學習方式。

(2)創設教學環境。獲獎作品越來越注重利用信息化教學創設教學情境,激發學生學習興趣。比如《影視鑒賞》,在傳統教學中,教師一般是通過播放影視作品,引導學生感知人物形象,分析人物形象,掌握人物形象的塑造手法。信息化教學改變了傳統教學方式,教師主要采用任務教學法,借助藍墨云班課,自主微課,使學生對電影中的人物形象有初步的認識,學生在頭腦風暴區上傳喜愛的電影人物圖片、在討論版推薦影片,教師匯總后針對性地挑選并制成數字電影庫,為課堂練習做好準備。

(3)推動了教學資源的開發與建設。綜覽近幾年獲獎作品不難發現,大賽越來越重視教學資源的開發和建設。在線開放課程已成為職業院校必備的教學平臺,為了在比賽中取得優異成績,大部分職業院校從2016年開啟了在線開放課程的建設歷程。各省教育主管部門為了鼓勵職業院校建設在線開放課程的積極性,開展了省級在線開放課程的評選,從政策、制度、評優等方面加大了在線開放課程的傾斜力度。

四、高職教師信息化教學能力提升的有效途徑

(一)國家層面

1.以提質培優為契機,全方位提升高職教育信息化水平。“雙高計劃”和職業院校提質培優對職業院校提升信息化水平有明確指出,職業院校要加快智慧校園建設,適應“互聯網+職業教育”需求,運用大數據、云計算、物聯網、VR/AR、人工智能、5G網絡、區塊鏈等信息技術和教育理念的最新發展,構建信息技術支持下的教學空間、工作場所和虛擬場景及其相互融合的環境,促進學生自主、泛在、個性化學習。智慧教室、虛擬仿真實訓室、虛擬工廠的不斷完善,教學模式的改革,師生信息素養和信息化教學能力的提高,促進了信息技術與教育教學深度融合,提升了教師信息化水平。

2.不斷完善信息化教學大賽制度,積極轉化大賽成果并廣泛共享。國家對提升職業院校教師信息化水平非常重視,在中國特色高水平院校的申報環節中,把信息化國賽獲獎經歷作為必備條件之一。國家應出臺轉化大賽成果的制度,推動比賽成果轉化。

(二)學校層面

1.推進智慧數字教室建設。全面改善學校網絡條件,升級校園網主干帶寬,實現無線WI-FI6和5G通信網絡全覆蓋,完成IPv6規模化部署。按照新一代互聯網發展趨勢,加快學校信息化基礎設施建設,建設集現代技術為一體的智能教室,建成全向交互、全面感知、高效協同的智慧校園。運用信息技術推進教育教學改革,實施線上線下教學融合發展計劃,全學段推動“課堂革命”。

2.健全信息化教學考評制度。學校要高度重視信息化教學,完善學校信息化教學大賽機制,每年定期組織信息化教學比賽,積極打造優秀作品參加省級、國家級教學能力大賽,并對獲獎教師在職稱評定以及各種評優活動中傾斜。把學生信息化能力素養列入人才培養方案及日常學習計劃中,提高學生利用網絡信息技術和優質在線資源進行自主學習的能力。

(三)教師層面

第8篇

關鍵詞:“互聯網+”;應用型人才;過程化考核;立體化考核;應用能力

1概述

作為信息共享和交流溝通的平臺,“互聯網+”推動各行各業的快速發展,在當今時代中起著越來越重要的作用。隨著“互聯網+”時代的來臨,教育事業的發展也發生著翻天覆地的變化,教學的形式、教學的內容、教與學之間的相互融合等都得到深入的發展。應用型本科院校計算機學科專業的人才培養目標是學生既能掌握計算機學科的基本理論,又具有較強的系統開發與維護、軟件開發與測試、網絡規劃與管理以及數據庫開發與應用等能力,能夠從事計算機科學以及各個領域中計算機開發與應用的工作。計算機導論是計算機學科相關專業的一個入門課程,對學生的專業學習起到承上啟下的作用,引領學生步入計算機學科領域的學習和研究。隨著計算機技術的高速發展,計算機方面新的技術、新的應用也在不斷涌現,應用型本科院校計算機導論的教學也應順應時代的發展做出相應的調整。因此,計算機導論的教學在“互聯網+”平臺的助推下,通過科學規劃教學內容、采用多種教學模式和教學手段,使得學生能夠在全面了解學科知識的前提下,加強動手能力培養,提升專業素養。

2豐富教學內容,跟蹤學科最新發展、突出應用型人才培養特點

計算機導論的教學內容在保持全面介紹計算機學科基本知識的基礎上,結合“互聯網+”平臺上計算機各種新技術、新應用,并且根據應用型人才的特點適當拓展以下教學內容。2.1云計算云計算通過虛擬化技術實現資源的按需分配,提高了資源利用率,增強了計算機系統的服務功能,方便了用戶的使用。云計算還可以通過多種方法對計算機資源進行分配,比如通過拍賣的方法分配資源,云資源的擁有者可以通過不同的拍賣機制實現資源的合理分配。此外,不同企業和組織構建的云可以組成聯邦云,通過聯邦云實現資源的協同利用。這部分內容主要向學生講解云計算的實現思想、系統架構、主要的云計算系統以及云計算的最新應用等[1],引導學生建立合理、高效、協同使用計算機資源的思想,了解計算機技術的最新發展和應用。2.2大數據大數據是通過網絡實現數據實現共享,對大數據進行分析可以獲得潛在的有價值信息,對大數據的合理使用還可以提高生產效率。比如,醫療大數據可以通過不同醫院診治某種疾病的分析,得到診治這種疾病的有效方法,提高診療效果;通過大數據系統,還可以實現遠程診療。對交通大數據進行分析,可以針對不同的交通情況合理設置交通管理方法以及提高公共交通安全等。大數據系統的應用,推動了各個領域的快速發展[2]。因此,通過大數據的基本原理、主要應用的講解,可以進一步開闊學生的視野,使得學生認識到計算機學科與其他學科進行交叉研究能夠進一步促進計算機學科發展、提升計算機的應用能力。2.3人工智能及其最新發展人工智能是計算機學科的一個分支,通過研究人類感知、思維與推理能力特點,構造出模擬人類智能的機器和系統推動社會的發展。人工智能綜合計算機科學、信息論、神經科學等學科知識,其中計算機技術在人工智能中起到了重要作用。人工智能的發展異常迅速,從簡單的智能家電向應用于社會生活的各個方面發展[3],虛擬現實更是成為當下最為熱門的高新技術之一。人工智能改變了人們的生活方式,機器設備的越來越智能化使得人們可以從各種艱苦和繁重的勞動中解脫出來,智能機器人也可以彌補人工勞動力的不足,智能機器人逐步升級到通過情緒感知與人類進行心靈的溝通和交流。通過人工智能的學習,使得學生對本專業的發展前景有一個很好的展望和期待。2.4計算機應用技能計算機學科的大學新生和其他專業大學新生知識背景相同,在進入大學之前只有部分學生學習過簡單的辦公軟件和程序設計語言,很多學生對辦公系統軟件和程序設計軟件了解不多。辦公軟件是計算機學科學生學習的一個必備工具,要求學生能夠深入理解和熟練運用。而程序設計語言是計算機學科學生將來主要的開發工具,在學科入門階段的學習中要求學生掌握程序設計語言的相關知識,并能夠進行簡單的程序設計,加深對本學科的理解。因此,在授課過程中可以采用課內引領和課外指導多種形式對上述計算機應用技能方面的知識進行學習,使得學生能夠對此部分知識很好地掌握和運用。

3教學模式和教學手段多樣化

“互聯網+”環境下,教育資源得到了最大程度的共享,教學模式和手段得到了不斷創新。根據當前教育的時代特點,應用型本科計算機導論的教學要在教學模式和教學手段上不斷創新,提高學生學習的積極性和主動性,主要包括以下方面。3.1課堂教學與課外實踐相結合應用型人才要求具有較強的動手能力,因此在計算機導論的教學中加強實踐環節的培養。比如,學生在課內學習了操作系統的知識后,在課外指導學生對具體的操作系統進行實踐。這樣通過學生課外自學、教師輔導等多種措施,提高學生的實際動手能力,加深對課內理論知識的理解。3.2知識學習與探索相結合通過引導,組織學生參加到教師相關的大學生創新小組、競賽小組以及科研開發小組中去,鼓勵學生參加計算機學科前沿講座。通過這些活動,可以進一步提高學生的學習興趣,激發學生獨立思考、勇于探索的精神,使得學生能夠更為深入地了解本學科的知識體系和發展方向,提高動手能力。這些活動的組織和實施可以充分利用互聯網平臺,使得活動的參與方便和快捷。3.3教師教學與企業專家相結合對教學任務進行模塊化教學,理論部分內容學校教師授課為主,實際應用相關部分聘請企業專家進行授課。在校教師具有扎實的專業理論,而企業專家具有豐富的實踐經驗,從專業入門課程開啟校企聯合的人才培養模式[4],真正做到理論知識學習和實際應用實踐傳授相結合,提升教學效果。3.4課堂教學與互聯網教學相結合互聯網可以作為學生的第二課堂。首先,教師可以將計算機導論課程學習相關資料放到網絡上供學生下載學習,比如上課的課件、視頻以及探討題目等;其次,學生可以通過微課、慕課等形式進行學習[5,6];再次,師生可以通過網絡和學生進行實時溝通和交流,做到及時解疑釋惑。

4考核過程化和立體化,促進學生的深入理解和運用

“互聯網+”環境下,加強過程考核,在教學過程中考核學生的實際分析問題、解決問題的能力,培養學生深入研究、堅忍不拔的精神。傳統考核手段是期末考試,屬于一卷定終身的考核方式。對于計算機導論來說,試卷的題目往往趨于知識淺層次的考核,對于學生知識的運用能力考核不夠,特別是對學生學習過程缺乏考核,部分學生期末通過課本知識的死記硬背也能取得好成績。在教學過程中進行考核,可以督促學生及時掌握授課內容、并且達到熟練運用。過程考核中,既要進行理論知識考核又要進行實際動手能力考核,體現出應用型人才的培養特點。在過程考核中可以將授課內容設置為不同的知識單元,每個知識單元結束后進行相應的考核,每次單元考核成績納入總評成績,期末進行綜合考試。此外,課外學習小組的學習情況也納入考核范圍,使得學生在課外學習中真正投入精力,取得收獲。鼓勵學生考取行業內國際知名企業相關應用能力證書,獲得證書也可以得到相應的分數。通過上述措施,既對課內學習進行了考核又對課外學習進行了考核,既對理論學習進行了考核又對知識的運用進行了考核,實現了學習考核的立體化。

5結論

“互聯網+”不僅僅提供了一個信息交流的平臺,更重要的是改變了傳統的思想觀念和行為方式。“互聯網+”時代,應用型本科計算機導論課程教學一方面將計算機學科相關的最新技術和應用融入到課程教學,開闊學生的視野;另一方面改變傳統的教與學的方式和方法,采用多種教學模式、多種教學手段提高學生學習的積極性和主動性,提高學生的學習能力和知識應用能力,引領學生步入計算機學科的知識殿堂。

參考文獻:

[1]徐保民,倪旭光.云計算發展態勢與關鍵技術進展[J].中國科學院院刊,2015,30(2):170-180.

[2]李學龍,龔海剛.大數據系統綜述[J].中國科學:信息科學,2015(1).

[3]韓馮飛.人工智能現狀和發展[J].電腦知識與技術,2016,12(24).183-184.

[4]朱光俊,楊治立,楊艷華.校企聯合應用型本科人才培養機制探析[J].教育與職業,2012(26):39-40.

[5]王秋月.“慕課”“微課”與“翻轉課堂”的實質及其應用[J].上海教育科研,2014(8):15-18.

第9篇

創客、人工智能、機器人競賽活動”創客現場賽

活動方案

 

“創客競賽”項目設置、競賽方式、評比指標及有關要求

“創客競賽”是指在電腦輔助下設計和創作,體現多學科綜合應用和創客文化的作品。

(一)項目設置

小學組(四年級及以上):創意智造

中學組:創意智造

(二)競賽方式

采用現場制作的方式。參賽學生在規定時間內按現場公布的主題,通過電腦編程、硬件搭建、造型設計等創作智能實物作品,如趣味電子裝置、互動多媒體、智能機器等。鼓勵學生在智能制造機器人、智能家居、智能穿戴、智能醫療等方向實現創意創新。

(三)競賽流程:

(1)公布命題:專家評委現場公布本次競賽的任務主題和制作要求。

(2)現場創作:參賽學生根據公布的命題,通過團隊分工協作,共同創作完成一件作品。

(3)團隊展示和答辯:參賽學生可以通過多種形式向專家評委和其他參賽學生展示其作品,并回答專家評委提出的問題。

(4)綜合評定:由專家評委綜合現場競賽各個環節表現情況確認獲獎等級。

(三)評比指標

1.思想性、規范性

(1)作品契合主題,內容健康向上

(2)設計方案完備,有作品功能、結構、相關器件使用等內容

(3)制作過程中工具和相關器材使用規范;有詳細的器材清單、作品源代碼注釋規范

(4)各功能實現的有效程度;作品的成品化程度,包括外觀、封裝,及整體的牢固程度、人機交互等界面友好等

2.創新性

(1)功能、結構等具有新意,有一定的實用價值

(2)功能細節實現方法有新意;功能設計能突破原有元器件的應用習慣

3.藝術性

(1)設計具有美感,并能將美學與實用性相結合

(2)作品具有一定想象力和個性表現力,能夠表達作者的設計理念

4.技術性

(1)整體結構設計合理;具有一定的功能性和復雜性

(2)使用相關元器件等實現的硬件功能具有一定的科學性、復雜性,有技術含量

(3)軟件設計功能明確、結構合理、代碼優化、易于調試

5.團隊展示與協作

(1)能夠很好的展現出作品的設計思路、制作過程和功能實現情況

(2)團隊協作分工明確、合理;團隊成員充分參與、協作配合

(四)有關要求

1.競賽報名

以學校為單位統一報名,每校必報1組,最多報3組、每組3人,每組參賽隊伍限報1名指導教師,于2021年8月1日至9月15日登錄(aliwork.com/s/wzck)報名。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。

2.競賽時間

待定

3.競賽地點

待定

4.競賽器材

參照“全國中小學生信息素養提升實踐活動”中創客類所提供的器材,當天比賽器材由參賽隊員自備。

 

 

附件二:

 

“2021年第三屆吳中區中小學

創客、人工智能、機器人競賽活動”人工智能、機器人競賽活動方案

 

“人工智能競賽”是指中小學生按照比賽命題要求利用相關人工智能設備完成相關任務。

“機器人競賽”是指中小學生按照比賽命題要求搭建、編程,使智能機器人完成相關任務。各類機器人產品均可參加。

(一)項目設置

小學組:

1.輪式機器人綜合技能現場賽

2.人形機器人技能現場賽

3.飛行機器人技能現場賽

4.鋼鐵機甲機器人擂臺賽

5.機器人舞蹈賽

6.機器人競速現場賽(3-5年級)

7.人工智能現場賽(小學)

中學組(初中、高中):

1.輪式機器人綜合技能現場賽

2.人形機器人技能現場賽

3.飛行機器人技能現場賽

4.鋼鐵機甲機器人擂臺賽

5.機器人舞蹈賽

6.人工智能現場賽(初中)

(二)競賽規則及辦法

1.競賽規則:

輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽任務和規則由比賽當天公布,機器人舞蹈及鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則見附件3。

2.輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽競賽辦法:

(1)競賽時間:輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽上午為制作、編程、調試時間(3-4小時),下午開始比賽,比賽開始后不能再對作品進行修改和調試。

(2)設備材料:參賽隊所帶材料不限。

(3)現場搭建、編程和調試:參賽隊員使用自帶的電腦和參賽機器人材料,在規定時間內根據要求進行現場搭建、編程和調試。

(4)競賽:參賽隊按照賽程安排和競賽規則參加比賽,決出優勝隊。

(5)綜合評定:由組委會綜合比賽情況、競賽名次等情況確認獲獎等級。

(三)有關要求

1.參賽名額

輪式機器人綜合技能現場賽、人形機器人技能現場賽、飛行機器人技能現場賽、機器人競速現場賽(3-5年級)、人工智能現場賽每組限報2名隊員,每個組限報1名指導教師。機器人舞蹈賽、鋼鐵機甲機器人擂臺賽每組限報3名隊員,每個組限報1名指導教師。

2.報名程序

以學校為單位統一報名,每校每項目最多報3組,參賽隊員不得兼項,每組參賽隊伍限報1名指導教師,于2021年8月1日至9月15日登錄(aliwork.com/s/wzck)報名。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。

3.競賽場地及器材

參賽所需設備(人工智能、機器人、計算機及程序軟件等)由參賽選手自備。

競賽場地及相關器材組委會統一提供。

 

 

 

 

 

附件三:

 

“2021年第三屆吳中區中小學

創客、人工智能、機器人競賽活動”機器人舞蹈、鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則

 

機器人舞蹈賽規則

(一)比賽分組

比賽分小學組、中學組

(二)隊伍組成

每隊1‐3人。人機一一對應,即參賽隊伍必須是每名隊員擁有一臺機器人。

(三)比賽場地

1.尺寸

舞蹈場地是10mx5m的平坦區域,要求機器人在標明的3x3m的矩形區域內表演。表演區域的邊界將會用50mm寬黑色膠帶標志出來,周圍用20mm寬的紅色膠帶圍起來。這可以使用程序讓機器人自己判斷處于邊界的哪邊。賽場提供的地面是平坦的(非光澤)。

2.場景

參賽者可攜帶表演所需要的場地布景,但不能損壞比賽場地或對隨后的參賽隊伍造成影響,架設場地布景時間應在控制在6分鐘以內,撤除場地布景應在3分鐘內。在比賽中如果出現意外而使比賽場地受損,主辦方將提供備用場地。主辦者將盡力提供投影屏和放映設備,在表演區域的后面各隊應使用數碼資源(如計算機)放映圖片。這將作為他們表演的一部分。

3.燈光

沒有直射的光線照在場地上。各隊在設計機器人時要能適應燈光的各種變化,如在比賽的一個地點到另一個地點的自然照明的變化等。各隊應根據需要調試自己的機器人適應比賽場地的照明條件。

4.音樂

各隊需自備機器人表演所需音樂文件(MP3)。文件標明參賽隊隊名,在比賽之前交給主辦方音樂播放工作人員。

(四)比賽時間

機器人舞蹈時間應不少于二分鐘但不能超過五分鐘。

(五)機器人技術要求

1.構造

機器人構造為任意形式(鼓勵使用人形機器人),參賽者可以根據情況自由設計,為增加比賽的公平性、合理性,以及創造良好的學術氛圍,激發學生的自主創新意識,鼓勵參賽上場的機器人在購買的整套成品機器人基礎上進行改進,根據改進情況酌情加一次分。

2.重量、體積

單個機器人重量不得超過5公斤,體積小于60cmX60cmX60cm(包括展開部分)。

3.外形服飾

自主設計服飾,材料不限。

4.控制

機器人舞蹈動作必須是完全自主的,開機啟動時可用遙控等各種方式,但表演開始后不得有人為遙控、干擾或引導機器人。參賽隊機器人最好在音樂響起6秒內啟動機器人。

(六)比賽操作

1.機器人由手動或遙控啟動,機器人與音樂的協調有各隊參賽人員自行掌握。

2.在機器人啟動后的表演過程中,機器人不應與參賽隊員有任何接觸(其中包括遙控),機器人出現故障時可由一名隊員上前處理,同時將對該隊成績給予扣分。如有帶視覺系統或有“人機互動的環節”等的機器人,完成全部表演內容(表演時間按本組規則規定),給予一次加分(5分)。

3.參賽者不得蓄意影響機器人或損害比賽場地,否則將取消該隊比賽資格。

4.機器人在比賽過程中如果出現故障,參賽隊員可以重新啟動機器人,但將對該隊成績給予扣分。

5.舞蹈表演總時間(從機器人開始表演算起)不得超過規定時間,比賽前可有1分鐘的陳述時間。

6.參賽者在比賽過程中不得干擾評委,違者將對該隊給予扣分,嚴重者將取消該隊比賽資格。

7.在比賽后如有隊伍認為某機器人不符合上述條件,可以向組委會提出申請(須有證據),機器人所屬隊伍應該做出解釋,若屬實,則視情況扣分。

8.在表演過程中,舞臺上同隊的不同機器人之間可能進行相互通訊。隊員應格外小心使用紅外通訊裝置不要干涉其他隊伍。

(七)、評分標準

1.總體設計、創意和創新。10分

2.機器人技術實現與結構構造。10分

3.舞步編排,動作復雜、協調程度,技術難度等。15分

4.舞蹈和音樂的協調。15分

5.比賽場地的利用。10分

6.娛樂價值。10分

7.機器人外型與服飾。15分

8.人機互動(以機器人為表演主體)15分

 

鋼鐵機甲機器人擂臺賽規則

一、隊伍組成:每隊3名選手和2臺機器人。

二、賽制:本項比賽以小組循環賽的方式進行,對戰隊伍抽簽決定,如遇輪空則自然晉級,每場比賽為三局兩勝。

三、競賽規則:

1.比賽:比賽將在規定的賽場進行。參賽選手使用自備的機器人進行比賽。

2.比賽采用預賽、決賽的方式,比賽結果將根據比賽規則由裁判員當場進行裁定并公布。

3.賽場的規格及環境:

3-1.賽臺為機器人擂臺賽專用正方形賽臺,邊長為400cm(包含區劃線)。

3-2.賽臺圖示如下(單位:cm)

 

3-3.賽場環境:

賽場對普通觀賽者、有關報道人員,比賽有關人員使用的攝影機器等不做特別的限制。因此,如果在機器人出場時受到照相機、錄像用紅外線、閃光、攝影用照明等影響時,請參賽者預先做好各種對策,同時也要考慮有關室內照明、太陽光等影響。

四、機器人規格:

1-1.移動方式:遙控輪式移動機器人。

1-2.機器人規格:

1-2-1.機器人尺寸:長:50cm寬:50cm高:50cm。包含伸展部分。

1-2-2.機器人動力:電池電壓≤12V放電倍率≤30C。但必須有硬質保護外殼。嚴禁使用燃料型,非電動型動力裝置。

1-2-3.整車總重量≤8KG。

1-2-4.電機數量≤4個(含伺服電機),動力電機使用的直流有刷或直流無刷電機。

1-2-5.遙控方式:運動員自選無線控制方式,避免同頻干擾。

1-2-6.在該回合比賽中選手不得中途更換機器人,同一回合比賽中只能使用同一臺機器人。

1-2-7.比賽中機器人主要部件(如鏟板、車輪等)發生散落、解體,裁判員將判定出局淘汰。

1-2-8.機器人輪胎不能有粘性的物品。

1-2-9.嚴禁有脫離機器人身體框架之外的裝置使用(如拋灑,射擊等)。

1-2-10、除上述以外,如果裁判員判斷了違反比賽的精神時以外的規則。

五、比賽流程:

1.預賽時,由參賽選手遙控機器人,展示該機器人所有可作出的動作。(帶有對比賽場地和具有一定危險性動作時,裁判員有權要求運動員對機器人作出整改,或者直接取消比賽資格)。

2.決賽時,由計算機的自律操縱、由人的手動操縱都可以。如果是用無線(無線、紅外等)手動操縱時,請考慮比賽環境(光、聲音、電波)、對對方使用同樣的系統操縱時必須沒有干擾,再有用小電力、微弱無線電操縱時,請自帶8ch以上頻率的無線系統。同時使用無線電操縱系統時,應準備8個晶振。

3.說明:

使用無線時請使用以下頻率:

a.27MHz頻段:26.975-27.255MHz(頻段:01-12);

b.40MHz頻段:40.61-40.75MHz(頻段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD頻段:(25MHz微弱20頻段);

d.被認可的無線LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在國內沒被技術認可的無線控制將禁止使用。

4.禁止事項:

4-1.禁止裝載有傷害對方和賽場的物品,禁止使用刀、旋轉切割等危險物品。

4-2.禁止對腳底設置吸引、吸著裝置(含有粘著物)。

4-3.干擾電波發生裝置、激光、閃光燈等。

4-4.禁止損害場地,禁止造成污染的物品。

4-5.禁止包藏液體、粉末、氣體的裝置。

4-6.禁止包藏點火裝置和能脫離本體的彈射裝置。

5.比賽方法:

5-1.比賽采用三局二勝制。

5-2.預賽時出場者將遵從組委會決定的順序,進行機器人的預賽。

5-3.決賽時此項目參賽運動員,每輪有三次比賽機會,三局二勝制。允許一個隊伍使用最多二臺機器人參與比賽,但每一回合比賽中間不允許更換機器人。比賽2分鐘1回合。機器人比賽過程中出現零件散落將被判負,被掀翻或者不能移動將采取數“點數”的辦法,規定時間內不能重新移動位置將被判負。

5-4.機器人任何部分超出比賽場地,將被判負。

5-5.每回合結束后,運動員有1分鐘維護或者更換機器人時間,1鐘后繼續下一回合比賽。

5-6.若出現平局情況,裁判員將根據機器人的重量判斷勝負,重量輕者獲勝。相同重量時以電池容量判斷勝負,電池容量數少者獲勝。

5-7.此規則最終解釋權歸組員會所有。

 

 

 

附件四:

 

“2021年第三屆吳中區中小學

創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客

作品評選活動方案

 

一、評選范圍和評選條件

(一)評選范圍:

遵循中小學各學科課程標準,作品要求能在中、小學各學科(不含特殊教育康復訓練器材、虛擬作品、以及不能體現學科教學性的工程類發明創造作品,以下同)教學中使用的,由教師自己設計制作,未參加過蘇州大市評選的教學創客作品,特別是實行新課程標準、推進STEM教育以來研制的教學創客作品(含雖參加過評選但近期又有重大改進的作品)。

(二)作品分類:

1.按教學段分為小學作品、中學作品。

2.按所應用的領域段劃分(1)小學:語文、數學、科學;音樂、美術、體育、綜合實踐活動;(2)中學:語文、數學、科學、物理、化學、生物、地理、通用技術、信息技術、綜合實踐活動、音樂、美術、體育;(3)其他(如:特教、外語,通用設備等)。

(三)教師教學創客作品評選條件:

(1)教學性。符合基礎教育課程改革的基本理念,有利于推進STEM和創客教育,培養創新精神和實踐能力,有利于實驗教學、提高師生的綜合素質。

(2)科學性。作品展示內容應符合科學原理,體現科學知識和科學過程相統一的原則,有利于學習科學知識,樹立科學意識,掌握科學方法和實驗操作技能。

(3)創新性。作品設計新穎,構思巧妙,體現新的實驗活動方式、方法和內容;應用新技術、新材料、新工藝方面有創新和發展;在信息技術與傳統實驗的整合方面有所創意。

(4)啟發性。引發學習興趣和思考,適于探究式教學,有利于學生主動參與、互動、合作交流。

(5)實用性。取材容易,結構簡單,易于操作,性能穩定,安全可靠,造價低廉,外形美觀,便于自制推廣;有助于環保和可持續發展。

(6)安全性。作品在教學中使用要確保無安全隱患。

二、申報程序和評選辦法

(一)申報程序:

1.各單位在自評的基礎上,至少選送1件教師作品參加評選,最多不超過3件。

2.送評作品的制作人必須按要求填寫《“2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客作品評選活動申報表》一式三份,《“2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動”教學創客作品和自制玩教具評選活動參評作品匯總表》一式一份。

3.參賽教師于2021年9月15日前登錄吳中區評優評先系統(py.szwzedu.cn)上進行申報,并通知校管理員(校教技室主任)進行審核送審。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。(二)評選辦法:

1.為保證評選工作公開、公平、公正,吳中區教育局將成立由各學科專家組成的評審小組進行評比。評選分二輪進行,第一輪為文字材料初評,評選出進入第二輪的作品;第二輪為作品演示操作。

2.本次評選各設一、二、三等獎。評選工作結束后,公布2021年第三屆吳中區中小學創客、人工智能、機器人競賽活動獲獎名單并頒發證書,進行表彰獎勵。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件五:

 

“2021年度幼兒園優秀自制

玩教具評選”活動方案

 

一、活動目的

(一)貫徹《中國兒童發展綱要(2011-2021年)》《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2021年)》《國務院關于當前發展學前教育的若干意見》(國發〔2010〕41號)精神,落實《幼兒園教育指導綱要(試行)》《3-6歲兒童學習與發展指南》相關要求,全面推進素質教育。

(二)充分發揮自制玩教具在幼兒園教育與游戲活動中的作用,鼓勵和提倡利用自然材料和日常生活材料開展教育活動,設計制作簡單、發展價值大、游戲功能強的玩教具。

(三)調動廣大幼教工作者因地制宜開展自制玩教具活動的積極性與創造性,宣傳和推廣低投入高質量地利用玩教具材料,有效開展游戲和教育活動的經驗,搭建廣大教師相互學習、相互借鑒的平臺,推動學前教育工作的改革與發展。

二、評選范圍、分類

(一)申報的作品須為幼兒園教育教學活動中正在使用,由幼兒園教師、學前教育工作者自己設計并簡單制作,或對工業化產品進行改造的玩教具,還包括運用無須制作能體現教育與游戲功能的自然材料和日常材料。工業化生產的玩教具不在本次評選范圍之內。申報的作品需真正貼合兒童學習生活,具有切實可玩性且能夠符合幼兒園本身的空間要求。

(二)在往屆全省市幼兒園自制玩教具展評活動曾獲得一、二、三等獎的自制玩教具作品不得申報。

(三)以“落實《3-6歲兒童學習與發展指南》,倡導游戲活動”為主題。申報的作品按所應用的領域分類為:①運動類(YD),②科學類(KX),③建構類(JG),④語言閱讀類(YUY),⑤美工類(MG),⑥表演類(BY),⑦角色類(JS),⑧益智類(YZ),⑨音樂類(YY),⑩其他類(QT)。作品類別由申報者按照作品的應用領域在以上10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。作品類別由申報者按照作品的應用領域在以上10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。

三、申報程序和申報要求

(一)申報材料及程序:

1.各單位在自評的基礎上,至少選送1件教師作品參加評選,最多不超過5件。

2.送評自制玩教具的制作人必須按要求填寫《“2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動申報表》一式三份,《“2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動”教學創客作品和自制玩教具評選活動參評作品匯總表》一式一份。

3.參賽教師于2021年9月15日前登錄吳中區評優評先系統(py.szwzedu.cn)上進行申報,并通知校管理員(校教技室主任)進行審核送審。聯系人:張蘊豪,聯系電話:65659038.18626116324。

(二) 評選辦法:

1.為保證評選工作公開、公平、公正,吳中區教育局將成立由各學科專家組成的評審小組進行評比。評選分二輪進行,第一輪為文字材料初評,評選出進入第二輪的作品;第二輪為作品演示操作。

2.本次評選各設一、二、三等獎。評選工作結束后,公布2021年第三屆吳中區中小學創客、機器人競賽活動獲獎名單并頒發證書,進行表彰獎勵。

 

 

 

附件六:

 

“2021年第三屆吳中區中小學創客、機器人競賽活動”教學創客作品評選活動申報表

 

申報人(單位):

申報日期:

教學創客作品名稱

 

使用學科

 

制作人

 

制作日期

 

聯系電話(手機)

 

電子郵箱

 

使用的主要材料

 

作品簡介(包括原理、特點、使用說明、圖片等,可另附頁)

演示視頻或照片上傳專題申報網站即可

作品的創新點或在原有作品上的改進點說明(可另附頁)

 

作品STEM體現

(可另附頁)

描述作品在“科學、技術、工程、數學”方面的體現

教學中使用效果說明(可另附彩頁或盤片)

演示視頻或照片上傳專題申報網站即可

制作人單位意見

(蓋章)

市、(區)及相關主管部門推薦意見

(蓋章)

評委會意見及結果

評委簽名:

附件七:

 

 

 

 

 

 

“2021年度幼兒園優秀自制

玩教具評選活動”申報表

 

 

 

 

 

作品名稱:

 

 

申報單位:

 

 

申報者:

 

 

 

 

 

作品類別:請在所選定的類別內劃“√”(每件作品只能申報一個作品類別)

 

運動類(YD)科學類(KX)建構類(JG)

語言閱讀類(YUY)美工類(MG)表演類(BY)

角色類(JS)益智類(YZ)音樂類(YY)

其它類(QT)

 

 

 

2021年度幼兒園優秀自制玩教具評選活動工作組制

填表說明

 

1.作品名稱

在一個展評作品名稱下只能是一件玩教具或圍繞某一具體教學內容的一組玩教具。

2.申報單位

申報單位應為第一作者所在幼兒園或學前教育機構。

3.申報者

申報者應是幼兒園教師或其他幼教工作者,可以以個人或多人合作的名義申報。多人合作作品應確定第一作者,其他為署名作者,總人數不得超過三人。作者姓名、次序和名稱等各種信息資料,一經上報不得更改,不能增加新成員。

4.作品類別

由申報者按照作品的應用領域在所列的10類中自行選擇,每件作品只能申報一個作品類別。

5.作品外形和結構

用圖示、照片等方法介紹該作品的基本結構、整體造型、主要材料、外形尺寸。

6.作品主要功能和特點

介紹該作品適合領域、適用年齡、基本使用方法和主要作用。

7.作品制作方法

介紹該作品的制作過程,關鍵要領,可附圖示說明。

8.使用案例

選擇最能反映該作品功能價值的典型活動,內容包括活動目標、玩教具教育策略及實施過程等,可附活動錄像(時間不超過10分鐘)。

9.表格不夠可另加附頁

參評作品申報表

 

申報單位概況

園所名稱

 

辦園類型

 

地址

 

郵編

 

園所規模

托班數

 

小班數

 

中班數

 

混齡班數

 

負責人姓名

 

電話

 

郵箱

 

申報者概況

第一作者

姓名

 

民族

 

職稱/職務

 

申報者

免冠照片

學歷

 

性別

 

年齡

 

郵箱

 

手機

 

單位名稱

 

單位電話

 

單位地址

 

郵編

 

第二作者

姓名

 

民族

 

職稱/職務

 

申報者

免冠照片

學歷

 

性別

 

年齡

 

郵箱

 

手機

 

單位名稱

 

單位電話

 

單位地址

 

郵編

 

第三作者

姓名

 

民族

 

職稱/職務

 

申報者

免冠照片

學歷

 

性別

 

年齡

 

郵箱

 

手機

 

單位名稱

 

單位電話

 

單位地址

 

郵編

 

 

作品外形和結構(附彩色照片)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品主要功能和特點

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品制作方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

使用案例

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

申報者確認事宜

本申報者對所申報材料的作者署名負責,同意主辦單位根據需要公開、采用或出版所申報的材料。

 

 

申報者簽名:

申報單位意見

 

 

 

單位蓋章

 

單位負責人簽名:

市(區)裝備部門意見

同意上報該作品參加2019年度蘇州市幼兒園優秀自制玩教具評選活動。我們已要求該作者所在單位及其上級主管部門對該作品做了資格審定,申報內容屬實。

 

 

 

 

主管領導簽名:市(區)裝備部門蓋章

 

備注

第10篇

【關鍵詞】科學素養;機器人教學;創新精神

教育部從2003年起,把中小學機器人比賽納入全國中小學電腦制作活動,同時普通高中新課程已將人工智能技術及簡易機器人制作列入選修內容。在機器人教學中,學生通過動手實踐獲取知識,針對項目主題進行研究、策劃、設計、組裝和測試。通過主動探索、動手實踐,親身體驗抽象的理論如何變成了觸手可及的答案,享受成功的喜悅。活動中,學生不僅學習有關機械、電子、計算機等技術知識,還可以培養多方面的能力和素養,如:與人溝通合作的能力,合理分配、利用時間的能力,對他人尊重、毅力與自信心等。

一、機器人課程,現代教育的呼喚

青少年科技活動作為教育的一部分,已有一個多世紀的歷史。目前,正值世界新技術革命的,人們對科學技術的功能、科學技術自身發展的特點以及現代科學技術對人才提出的新要求,這使得青少年科技活動有一個較好的社會環境和良好的理論基礎。開展青少年科技活動的目的并不在于在各項比賽中獲得名次,根本目的在于培養青少年的科學素質的。

我校在2009年成立了江南機器人工作室,開始“讓學生了解智能機器人”的實驗研究,面向參加杭州市智能機器人比賽的學生進行培訓;2010年開始,機器人工作室面向四~八年級的學生,把智能機器人教學納入綜合實踐課程,每周四課時,通過教學反饋,在開設智能機器人課程后,學生學習熱情高,促進其科學素養的養成,主要表現在學生對于學習的主動性提高,在常規課程中也能以科學的思維去發現問題、解決問題,對實際問題的分析與理解更準確、深入。

二、智能機器人教學模式的思考

我校機器人教學實踐活動以普及組和提高組的形式,面向全校自愿報名,從中選拔四十余名同學,每周有兩名專職教師進行固定課時的教學。教學內容包括機器人的基本原理與工作過程、FLL工程挑戰賽、創意機器人制作等等項目。我們在活動課的教學中積極引導學生學會觀察、學會表達、學會思考、學會創新,使學生掌握機器人基本知識與基本技能,增強動手能力,培養團隊協作精神、激發創新精神,培養科學興趣,提高學生的綜合素質。

在機器人實踐活動中不以競賽為唯一目標,在平時教學活動中注重培養學生的興趣,教師多角度地看待每一個學生的學習,輕結果,重過程,對學生的進步和成功都及時給予鼓勵,使自信的愉悅貫穿整個教學。這種正面的情緒進而促使學生充滿興趣,更自主的投入到學習、探究中。在教學過程中給學生設置一些比較復雜的任務,通過小組討論協作完成,小組間再進行競爭。競爭是觸發激情的手段之一,能延續學習興趣,鍛煉學生的心理素質。同時在小組設置中,采取“以老帶新”的方式,鼓勵學生主動探索、設計自己的機器人,并編寫程序完成任務。實踐中教師只是指導者與合作者,學生才是主體。平等和諧的師生關系進一步激發學生的創造力,學生親身體驗抽象理論到觸手可及的實物過程,極大地調動了學生的內動,促進其主動發展 。

三、機器人教學實踐活動的成效與思考

四年的智能機器人系統教學,我校涌現出一批有潛質的科技特長生,從最初對機器人知識的完全空白,到如今能把一堆零件器材搭建起來并編寫具有針對性的程序,制作出成具有特定功能的機器人,并利用課余時間參加全國、省、市各級競賽活動,已取得全國、省、市多項一、二等獎。

在智能機器人教學實踐中,學生真正實現主體地位,在實踐中親自觀察、探索、操作,學生的興趣、情感、意志都得到較好發展,達到使學生在掌握知識的基礎上充分發展智力、能力的目的。智能機器人教學課程的內容不受大綱、教材的限制,適于加進現代科學的新知識,開闊學生的科學視野,與現實生活緊密結合,滲透著現代科學技術新成果的內容。課內,以傳授的方法為主給學生以基礎知識和基本技能的,而在課外,機器人教學活動引導學生在已有知識的基礎上去進行科學知識的自主探究,彌補課堂教學的不足,有利于培養學生的科學素質。課堂教學對完成共性教育和全面的基礎教育有很大的優越性,但對于因材施教育發展個性又確定存在嚴重的不足。活動內容豐富、形式多樣的智能機器人教學活動可以彌補這一不足,使學生在科技上得興趣、愛好和特長得以充分地發展。

四、機器人教學實踐活動開展的思考

智能機器人課程的內容決定了它屬于青少年科技實踐活動。以科技實踐興趣課為載體的智能機器人教學形式,只能面向一部分學生。筆者在思考,如何讓更多學生享受智能機器人課程?是否可以換一種教學載體:如把新課程標準下的“地方課程”拿出部分來用于實施智能機器人教學,或與關系比較緊密的信息技術課程進行整合,開發出適合本區域學生特質的校本課程。這樣,可以讓現有的機器人器材,盡可能提高使用率,從而最大限度地發揮其作用,取得更明顯的教學與社會效益。

總之,智能機器人研究活動對學生知識建構、創新意識和能力的培養都起到了積極的推動作用。受到硬件的制約,我們國內的機器人教學還大多是停留在課外興趣小組輔導層面上,相信不久的將來,會普及到課堂教學中去,培養更多有綜合素質和良好信息素質的現代化人才。

【參考文獻】

[1]王秀英.孫增圻教授談中小學機器人教學.信息技術教育,2005,11期

[2]蔡鶴皋.機器人將是21世紀技術發展的熱點[J].中國機械工程,2000(2)

[3]克來格.機器人學導論(原書第3版).機械工業,2006(6)

第11篇

【關鍵詞】創客教育;高中信息;創新能力

中圖分類號:G630 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2017)03-0051-02

高中信息技術課程包括網絡技術應用、算法與程序設計、多媒體技術應用、數據管理以及人工智能入門等幾大知識點。在目前高考因素的影響下,大部分學校并沒有對學生信息技術教育給予足夠的重視,無法完全實現個性化教學,導致信息技術多門課程在很多學校形同虛設。因此對信息技術教學進行反思,提高這門課程在高中教育體系中的重要性極為必要。

一、創客教育概述

創客教育源自英語“Maker”一詞,是指從興趣與愛好出發,將各種創意通過自身努力變為現實,凸顯創新精神的人。在我國素質教育的體系下,創客教育的主要方式是將創客文化與教育結合,從學生的興趣角度出發,通過項目學習的方式,充分利用好數字化工具,提倡創新、造物、分享,從而培養學生利用科學解決實際問題的創新能力。其主要以信息技術課程為載體,通過創客空間這一平臺將多種學科知識融合在一起,從而培養學生想象力、理解力和創造力,具有鮮明的時代特征。

二、高中信息技術教學與學生創新能力培養的需求

1. 高中信息技術課程內容概述

高中階段的信息技術課程基本教學理念是提高學生的信息素養,培養信息化時代的合格人才,共同構建健康的信息文化。因此對學生個性和創新能力方面較為重視,力求能將信息技術應用能力與學生的人文素養結合起來,讓學生綜合素質得到提升。目前高中信息技術課程包括必修和選修,內容編排以模塊結構為主,包括《信息技術基礎》(必修)以及《算法與程序設計》《網絡技術應用》《數據管理技術》《多媒體應用技術》《人工智能初步》等選修模塊。必須強調,與學生九年義務教育的知識銜接,是建立學生信息素養的基礎,也是后續學習的前提條件,注重學生的親身實踐與理論建構。選修內容則更注重技術實踐與人文素養的結合,是信息素養的延伸。但無論哪個模塊教學,均對知識技能、人文素養以及學生的個性思維與創新能力進行了充分關注。

2. 高中信息技術教育對學生創新能力和需求

信息技術是一門新時代的新課程,在科技發展背景下,不斷有新的信息技術被研發出來,因此高中信息技術課程所要學習的知識點必然會與時俱進,不斷更新,這就要求學生不斷提高對信息技術的認知能力,更新信息技術學習方法,從最初的編程技術教育到目前的信息素養教育,在這一發展進程中更應注重將教學與時代接軌,充分激發學生的高階能力。此外,信息技術本身就是物理、化學、數學、心理學等多門學科知識的集大成者,是現代科技水平的直接體現,因此在教學過程中必然會涉及多種科學知識和操作,實現知識與情感的統一,這就要求學生具備敢于創新、樂于創新的品質,將知識與能力發展結合起來。

3. 創客教育的實際價值

在高中信息技術教學課堂中引入創客教育,可通過創意、設計、制作等一系列主要環節來開展教學,讓學生踴躍參與教學活動,并鼓勵其將創意轉化為具體成果,這種創新的教學方式彌補了傳統教育實踐能力不足的缺陷,學生通過課上課下的創新活動可逐步實現信息技術知識技能的延伸和擴展,從而激發創新思維,提高信息素養。

三、高中信息技g教學中利用創客教育培養學生創新能力的措施

1. 制造創新話題,埋下創客火種

創客教育的第一步就是激發起學生創新和創造的欲望,點燃學習激情,而話題制造則是屬于“以小博大”的策略,高中生的自我意識處于快速發展階段,自尊心和表現欲較為強烈,因此,在高中信息教學中要引導學生參與創客活動的過程就要找準話題的切入點,對學生進行情感方面的沖擊,從而產生實踐心理,在學生心理層面埋下創客火種。在高中信息教學中的“話題制造”應體現出技術話題的新穎、可操作性以及現實意義,從而有利于實現學生與教學內容的情感共鳴。在教學過程中,教師可通過Excel電子表格、程序算法設計等模塊教學,并結合多媒體演示作品、網站建設實踐操作,讓學生深入體會技術的新穎,從而激發學生的算法思維和工程思維。例如近年來很多學校在信息技術教學中將開源硬件、人工智能設備、機器人等新穎事物引入課堂,并通過技術分析,課堂演練操作,引導學生從設計電子報刊、數位板繪畫、Flash小視頻制作等方面,提高學生的科學素養和藝術創造能力。

2. 寓教于樂,以玩促學

創客從本質上而言是以高新科技“玩轉”世界的玩家,許多創客都有童心未泯的表現,以玩為創意起點,以熱愛為創造動力。追求快樂也是高中生的天性,因此信息技術課堂可以寓教于樂,以玩促學,從而挖掘每位學生自身潛能,實現個性價值。教師首先要建立相互尊重、民主和諧的學習氛圍,學生在自由、放松、積極、有安全感的氛圍下更有利于萌發出新的創意。例如,有條件的學校在開展信息技術教育時,可將目前流行的3D沙盤游戲“MineCraft”引入課堂中,和學生一起合作,在游戲中創造各種3D主題,在游戲過程中穿插編程技術,從而引導學生設計出自己中意的游戲模式。例如在游戲中可通過創建各種道具,來培養學生java的編程能力,如使用java編程執行召喚七彩綿羊、升級摩西法杖、控制閃爍小燈等命令,通過這種高自由度的玩法,可激發學生嘗試新事物,通過編程創造事物的熱情,從而體驗到創造之美。

3. 任務驅動,保持學生創新動力

自主和創新是創客教育的兩個關鍵點,這就要求教師既要給予學生自主學習空間,也要做好學生的創新指導。針對這一教學特征,采取“任務驅動式”的訓練是有力手段,通過設計出符合高中生的全方位任務,能為學生提供創客行為所需的必要環境和空間,從而推動創客活動的進展。信息技術課堂需注重不斷挖掘學生動手實踐的能力,引導學生將問題遷移到其他領域,將想法變為現實任務。例如可在教學中開展基于Scratch軟件的“智能控模型項目”,先讓學生提交設計方案,激發學生思考,讓學生通過Scratch、CAD等軟件對各種模型的外觀和基本參數進行探究實踐,并對麥克風控制汽車運行的動畫進行模擬。然后從程序對聲音的感應設計出發,為學生提供感應設備、電阻、麥克風以及各種線路元件,讓學生發揮技術和想象,通過模擬聲控程序設計出自己喜歡的聲控實體模型。例如,很多學生通過進行團隊合作,結合設計圖制作出了聲控燈、聲控窗簾、溫控電風扇等各種模型,提高了實踐創新能力。

四、結束語

創客教育在高中信息技術課中的應用,可通過新穎的思維方式和創新嘗試提高學生的創新能力,實現文化傳遞和創造性學習,提升信息技術在高中教育體系中的重要性。在開展創客教育過程中,也需要教師發揮創造性思維成為一名成功的“教育創客”,構建新穎的信息技術課堂文化,從而不斷提高學生的實踐創新能力。

參考文獻:

[1] 鄭茜.創客背景下中學信息技術教學的創新探索與實踐[J].現代教育技術,2016,26(2):121-126.

[2] 霍融,張學軍,郭夢婷,等.面向創客教育的中學Scratch教學設計――以“穿越迷宮”為例[J].科技展望,2016,26(22):219-219.

[3] 李小濤,高海燕,鄒佳人等.“互聯網+”背景下的STEAM教育到創客教育之變遷――從基于項目的學習到創新能力的培養[J].遠程教育雜志,2016,34(1):28-36.

第12篇

關鍵詞:智能科學與技術專業;認知科學基礎;腦機接口;教學研究

中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2020)15-0084-02

一、關于認知科學基礎課程

認知科學是智能科學與技術的生物基礎,是從“自然智能”到“機器智能”之間的橋梁。作為一門研究人類感知和思維信息處理過程的學科,認知科學主要研究目的就是要說明和解釋人類再完成認知活動時是如何進行信息加工的,一直是認知心理學等教學領域的重要課程。[1,2]自我校2009年設立智能科學與技術本科專業以來,認知科學基礎一直是該專業的專業基礎課程,主要目的是培養學生對人腦認知活動中的信息處理方法與過程的認識和理解,培養對新知識、新技術有較敏銳的洞察能力,同時使學生具有數據分析與處理能力的意識,在智能科學與技術專業的學科體系中占據著十分重要的地位。[3]特別是隨著人工智能和腦科學研究的不斷發展,現有的計算架構不能有效實現具有泛化能力的人類認知信息加工機制。借鑒人類腦認知機制,通過腦認知和神經科學與機器學習相融合的方式,構建一種類腦的“學習機器”,而不是簡單的“機器學習”,已成為當前人工智能領域的一個重要研究方向。因此,學習并理解人類認知和信息處理過程,對于提高學生的智能信息和數據建模與分析能力,有著重要的意義。

然而,對于以工程技術應用為背景的智能科學與技術專業而言,該學科涉及多學科內容,比如心理學、神經科學、數學、語言學、人工智能科學乃至自然哲學等,學生存在畏難情緒,學習興趣不太濃厚,教師對于該課程的教學也頗為費心。此外,由于“認知科學基礎”課程在大三上學期開設,大部分學生在模式識別和數字信號處理等上面的基礎較薄弱,對于該門課程的腦功能信號分析與腦機接口技術部分的教學也存在較大的困難。

針對該課程理論和實時性較強、涉及教學內容多、交叉廣泛等特點,筆者自承擔本課程教學來,結合我校學生和專業建設實際情況,立足培養學生的專業知識素養和學習興趣,提高學生的專業基礎能力和綜合素質,積極摸索改進。本文將信號處理和機器學習方法融合進認知科學的神經機制探索與學習,從教學、實驗實踐等方面進行了初步探索。

二、課程建設目標與教學內容設置

本課程將使學生學習到認知科學的基本知識,包括腦與神經系統的基本構造、工作原理、基本研究手段,腦與學習、意識、行為的關系,深入了解感知、注意、記憶的生物和生理學本質,實現人工大腦、人工神經網絡、聽覺計算、視覺計算、腦機接口、認知機器人等前沿技術的理解與應用。

目前認知科學方面的教材大多為國外翻譯教材,并且聚焦于其中的某個方面(比如認知心理學、認知神經科學等)。同時該學科實時性較強,和當前腦與認知科學的前沿研究緊密相連,因此很難找到合適的教材同時將智能信息處理技術和認知科學基礎相融合。

認知神經科學旨在聯合心理學、哲學和神經科學的方法幫助我們理解大腦是如何產生心智的,并闡明人類認知過程中的腦機制,即在分子、細胞、腦功能區到全腦等多個尺度上如何實現認知功能。腦機接口是近二十多年來興起的涉及神經科學、認知科學、計算機科學、控制及信息科學、醫學等多領域的人機接口方式,是在大腦與外部環境之間建立的神經信息交流與控制通路。

該課程在大三年級開設,且該專業的學生已在前面學習中學習人工智能原理、信號處理等課程,這些課程的學習為本課程的理論學習打下了一定的基礎。在教材選擇上,選擇上海人民出版社的《認知、大腦和意識——認知神經科學引論》,并參考其他輔助教材,比如機械工業出版社的《腦機接口導論》、中國輕工業出版社的《認知神經科學》。教學內容主要包括以下幾個部分:

1.腦科學與認知科學的發展歷程及基本概念,包括感覺與知覺、注意與意識、情緒、語言、記憶、學習等。

2.認知活動的生理基礎,包括大腦結構、神經元、神經系統的基本組成等。

3.腦功能信號的采集與分析,包括大腦節律、腦功能信號(EEG、fMRI等)采集、常見腦功能障礙、腦信號分析基本方法(包括基于時域/頻域分析的EEG分析方法、腦電源成像基礎等)。

4.腦機接口技術,包括腦電信號預處理(零參考電位、拉普拉斯空間濾波、數據歸一化、插值技術),腦功能信號特征提取方法、模式分類器(比如Fisher線性分類器、支持向量機)設計。

三、以學生為中心的教學方法

1.提高學生學習興趣。認知科學基礎課程交叉性強,尤其涉及心理學、神經科學等非工科學科,對于我校智能科學與技術專業的學生來講,學習壓力較大,學習興趣不高。為激發學生學習興趣,在授課過程中,盡量發揮自身樂觀活潑的性格特點,選擇大家生活中常見的例子,在語言表達上盡量避免生硬,力求用簡單直白的語言講解知識點。同時,善于利用網絡視頻,比如在課程緒論部分,通過播放網絡公開視頻《打開思想的大門》片段,激發學生學習腦認知功能的興趣。

2.注重與智能科學與技術其他課程知識的銜接。在神經元和神經系統的教學部分,筆者安排了兩個課時的內容講解了常見的人工神經元模型和人工神經網絡結構,并重點講解了神經網絡和支持向量機的基礎——感知機。在腦機接口教學部分,安排了兩個課時的信號處理和數據預處理的基礎知識的回顧,重點復習信號濾波、主成分分析、Fisher線性判別分析和支持向量機等內容,再進入腦機接口系統的學習,教學效率得到了明細提升。

3.適當使用板書,細化推導過程。對于一些知識點,比如動作電位產生過程、部分公式的展示,僅依靠PPT教學過于單薄,學生難以理解,因此在播放PPT時需要適時插入細致的板書。同時板書過程中要結合學生實際情況循序漸進,例如在學習神經細胞和感知機與人工神經網絡時,教師從點到平面的距離入手,并引導學生回顧梯度下降法等相關數學基礎知識,幫助學生切實地把前面學習的信號處理和機器學習的基礎知識應用到本課程。

4.加強實踐環節教學和學生綜合能力素質培養。根據本專業的培養計劃,在理論課程教學期間,“認知科學基礎”設置了相應的實踐課程,以培養學生的動手能力、自學能力和專業綜合素質。在實踐課程教學環節,基于Matlab和Python等工具,以2005年國際BCI競賽的P300數據為分析數據,引導學生設計常見的模式分類器(如Fisher線性分類器、支持向量機、深度神經網絡等)分析腦電事件相關電位。同時,使用計算智能重慶市重點實驗室的NeuroScan和BrainProducts腦電采集放大設備,利用E-Prime設計腦電刺激程序,指導學生設計實驗,以小組合作的方式采集并分析P300字符拼寫腦電數據。

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