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以AI理念为导向的中职计算机理论教学模式思考

发布时间:2019-02-07

  随着人工智能(Artificial Intelligence)的不断深入,社会各领域正起着巨大的变革,智能医疗、智能旅游、智能教育等新鲜事物层出不穷。在中职计算机教学中,如何利用AI理念为计算机理论课程服务,如何让乏味的纯理论知识变得更活跃,学生更容易接受,教师如何利用AI智能平台进行作业批阅与课后分析,本文针对这些疑问,分析了信息化计算机理论教学现状,对AI理念为导向的中职计算机理论教学模式进行了思考,提出了教学模式的设想。

关键词AI理念;信息化;理论教学;模式

 

AI+教育,利用人工智能技术以及互联网平台,让人工智能与传统教育、进行深度融合,创造新的发展生态。它们都以知识本身为处理对象,运用人工智能和计算机技术及产业知识系统相融合,达到快速响应输出的目标。

在行业专家看来,人工智能将连接未来的中小学教育,更会普及,在6-18岁青少年阶段的学生中开展,改变的是逻辑思维能力的提升和思维方式。特别是作为职业学校的学生,更突出现代技能的重要性,数控编程、电气自动化、计算机应用技术专业无疑对学生的综合技能进行拓展,特别是智能技术的学习,放在了突出位置。

在美国的中小学课程设置上,会融入编程的元素,但不一定是写代码,而是从做一个系统的角度,把一些模块做成系统。孩子们可以通过Ipad上的编程来控制机器人,完成简单的动作。而我国AI教育的普及率还比较低。AI教育的人工智能课程比较单一,还没有形成一套完善的体系,涉及的层面也比较简单。

201810月,浙江省第一本AR新形态立体教材《新能源汽车维修》正式问世。打破了传统书籍的出版方式,形成一种崭新的数字化教材开发模式和教育学习方式。教材采用了AR智能识别与手势交互技术,对复杂、抽象、多维结构进行直观立体呈现,让读者感知互动式学习,实现复杂部件与原理的任意扫图,实物呈现、缩放、旋转,结构爆炸图,四试图切换,动画演绎原理,拆装步骤解析,强化学员对知识点的理解,且扫描识别精度100%,识别率达到“秒读”,大大提升了学员深度理解与技能学习效率,也更具趣味性。

Blum认为,AI在职业教育的应用没有被充分利用,对此我们需要多一些前瞻性的思考。AI将如何影响跨行业的供应链。我们应该更加专注这些方面,并让职业教育变得更好。作为中职学校计算机教学,虽然在一定程度上使用了信息化教学,但所有手段只为教师服务,学生学习积极性提升并没有得到很大的提高。

一、信息化背景下计算机理论教学现状

(一)学校信息化硬件与信息化立体教学环境不适配

大部分学校的信息化教学依靠学校单一网络进行,即校园网络平台,教师采取相应的教学手段组织教学。而信息化立体教学,360度硬件支持,包括教学终端、学生终端、软件平台完美融合。以云班课为例,教师通过云班课进行学生授课,如用同一WLAN会影响到演示卡顿、学生答题过程中受到手机性能的限制及SP服务的限制造成课堂评价不准确,这些不确定因素使课堂效果并不能很好体现。所以当前学校硬件设施并不能很好的为信息化教学服务。

(二)教师信息化手段虽呈多样性,仅为呈现一堂精彩课服务。

以计算机及手机等设备为载体,教学信息元素的不断呈现,云班课、雨课程、网络课堂已经渐渐地运用到了教学中,教师在一定程度上接受了信息化教学的模式,包括教学组织、呈现内容、课后评价、课堂环境等都有了一定的创新与改革,为开展教学活动作了良好的基础,一堂课经过大量的前期准备,后期评价,期间所花费的时间与精力与学生的效率并不相等。以计算机网络理论教学为例,教师课前需要将教学思路及教学内容通过手机输入呈现,课堂中通过手机投屏进行OSI七层协议进行演示讲解、学生在线答题,虽在一定程度上提高了学生积极性,但要完成一学期的教学,教师会觉得疲惫,学生也慢慢地转向了传统教学思维,失去了学习积极性。

(三)信息化教学过度使用,主导地位丢失。

信息化教学,是教师的主导作用来激发学生主体性学习,以实现教师轻松教学、学生轻松学习的目的。当前教学新技术层出不穷,为了信息化教学,很多教师在一堂课中运用了多种技术,使课堂呈现更多的信息化,殊不知学生在学习过程中不能适应,教师也忙于转换各种技术,而忽略了主导的地位。在选用信息技术教学时,一定要取舍,避免“为用而用”的现象。

二、以AI教育理念为导向的中职计算机理论教学的建立模式

AI+教育的兴起,让互联网又一次掀起了风波,如Makeblock诞生了全球首款普及型编程机器人和编程软件mBlock 5;“全球首款AI智能学习机”OKAY学习机、OKAY教学机,从B端(教师和学校、教辅机构)和C端(学生、家长)同时切入,将AI、大数据、云计算等技术与教育融合,去辅助学生学习的全流程。众多公司开发出属于自己的AI教育产品,基于他们的思想,中职专业课教学也应有独特的教学模式,即利用现有的信息技术,融合AI理论模式,用图像识别、语音识别技术来解放教师和学生,让教学内容不断整合和优化,来让学习因人而异,更有效。

(一)体验式学习模式带动学习兴趣

目前,体验式学习仅限于学校实训室或暑期实践。而利用AI技术理论支撑下,在虚拟现实和人工智能技术的帮助下,体验式学习或动手学习将会进入新阶段。如在计算机原理理论教学中,将学生角色模拟为指令,在虚拟仿真环境中进行运算和控制路径行走操作,从而让学生理解指令的正确执行过程,同时学生也可自行进行路径设置,由系统判断结果,这样游戏式模拟算法让学生理解更深刻。

(二)图像、语音智能分析,个性化自适应学习模式

传统教育中,教师批改作业是一项繁重的工作,而在信息化时代下人工智能的发展,云数据、文字、语音识别、图像人脸识别使得自动批改和个性化反馈走向现实。利用人工智能批改,实现规模化又个性化的作业反馈,教师通过数据分析决策,学生通过AI环境根据系统反馈的数据进行适应性(针对性)学习,家长则通过师生数据掌握子女学习情况,这是未来AI教育的新模式。

(三)学习资源环境的重建模式

AI技术理论的支撑下,教师这个角色将完成更好的转移,他们正逐渐成为领导者和指导者。越来越多的老师可以更专注于更具创造性的工作,更好地去把学生教好。人工智能在教书的方式方法和效率上会带来一场革命,老师将变为一个知识整合者,而不再是知识传授者,将帮助学生从互联网纷繁复杂的文字、图片、音频、虚拟等信息中筛选出优质内容。

三、以AI理念为导向的中职计算机理论教学设想

无论何种教育形式,最终目标是教书育人,围绕着此目标,用现代化的教育教学模式,让教学更简单,让学习更轻松。而对职业学校计算机专业学生来说,更应该用前瞻技术来引导,做如下设想:

(一)专业理论知识:充分利用大数据平台,结合现有的信息化教学,适当加入虚拟环境,增加情境教学,利用智能终端实现在线教学与反馈。构建搜集学生自适应学习平台,根据学生学习表现,智能化筛选最适合学生的内容,可高效、显著地提升学习效果。

(二)专业操作知识:利用视音频技术及图像识别技术,学生结果数据反馈给教师,教师根据结果针对性指导。

(三)计算机课程AI平台创建与开发:购买或开发AI运行环境,特别是理论课程设置时,在虚拟环境中,能体现学生为主体的环节,同时数据反馈、分析与决策,提供针对性学习环境。

(四)学校软硬件建设方面:完善校园网配置,WIFI全覆盖,创建移动终端机房,并安装相应AI应用平台。

(五)师生软硬件运用能力:针对文字、语音、图像识别技术进行培训。

综上所述,借助信息化教学融合AI理念的计算机理论教学,学生可以使用识别技术、虚拟仿真技术等手段克服实物认识的困难,能够更好的让学生理解知识点,掌握专业理论知识。

 

【参考文献】

[1] 贲可荣,张彦铎 著,《人工智能(第2版)》,清华大学出版社,2013.3.1

[2] 虚拟现实技术与产业发展战略研究项目组著,《虚拟现实技术与产业发展战略研究》,科学出版社,2017.1.1

[3] 世界著名计算机教材精选,《人工智能:一种现代的方法(第3版)》,清华大学出版社,2013.11.1

[4] 吴晓如,《人工智能驱动下的个性化教学》,https://www.sohu.com/a/159318314_4981662017-07-23 13:40

[5] 吴晓如/王政,《人工智能+教育”,教育个性化将从理念走向实践》,https://www.iyiou.com/p/697412018-04-08

 

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