發(fā)布時間：2023-10-05 10:40:05
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的人工智能學校教學樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞 小學教育 思想品德教學 育人功能 方法與建議
中圖分類號：G622.0 文獻標識碼：A
在現(xiàn)代小學思想品德教學的過程中，教師要尤其重視對學生的思想和素質(zhì)的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的思想品德教學過分的強調(diào)了對學生的知識能力的培養(yǎng)。在實際教學的過程中，教師習慣于使用強制性的教學方法讓學生進行背誦和記憶，但是這樣的教學方法對于學生的思維能力的發(fā)展和思想政治能力的培養(yǎng)有一定的約束性。因此在實際教學的過程中，教師需要在傳統(tǒng)的教學模式的基礎上積極的探索和突破，在科學的教學思想下進行創(chuàng)新。因此，在現(xiàn)代小學思想品德教學的實際教學過程中，教師必須要強調(diào)對學生的育人功能的培養(yǎng)，通過科學的方法找到提升學生綜合素質(zhì)的最有效的辦法。只有這樣，才能夠真正發(fā)揮好小學思想品德教學的真正的價值。
1教師要平等的對待學生
在實際教學的過程中，教師必須要平等地對待每一個學生。在傳統(tǒng)的課堂教學的過程中，教師經(jīng)常會按照學生的學習成績進行教學，將學生的學習成績當做是考核的唯一的標準，同時在教學的過程中，教師可能會帶有有色眼鏡來看待學生。其實這對于學生的學習自信心的培養(yǎng)和學習能力的提升有著重要的影響。所以，在實際教學的過程中，教師必須要平等地對待學生，將每一個W生都當成是可造之才。在教學的時候教師要積極的和學生進行溝通，給學生關(guān)心和愛護。在學生遇到困難的時候，教師也要積極給予學生幫助。如在實際教學的過程中，教師可以讓學生進行自由的討論，針對某一個問題，教師可以讓學生自由的發(fā)表自己的看法。而在教學的過程中，教師應該讓每一個學生都有發(fā)表自己的看法的機會，這樣一來，學生就能夠感到自己是跟教師在平等的對話。同時，在學生回答完以后，教師要認真點評每一個學生，就每一個學生的看法談一談自己的意見，不要因為學生的考試成績而用有色眼鏡看待學生的回答。此外，在考核學生的時候，教師不要完全按照學生的考試成績來考核學生，而是從多個角度來考核學生。比如說教師應該從學生的學習態(tài)度、學生的學習積極性、學生的學習主動性等各個方面來考察學生的學習，只有這樣才能夠真正地達到現(xiàn)代素質(zhì)教育要求的育人功能。這也是發(fā)揮好現(xiàn)代小學思想品德教學價值的最有效的辦法。
2改變強制性的教學方法
傳統(tǒng)的小學思想品德教學比較強調(diào)強制性的教學，即在教學的過程中，教師往往會直接畫出書本上所謂的知識點，也就是考試的時候經(jīng)常會考察的內(nèi)容，然后給學生布置大量的背誦的作業(yè)。在下次上課的時候，教師會檢查學生的背誦情況。其實這樣的教學往往會對學生的學習興趣產(chǎn)生巨大的打擊。巨大的學習壓力會使得學生對小學思想品德學習產(chǎn)生消極的抵觸的情緒，同時因為在學習的過程中，學生比較累，可能其考試成績也不會很理想，這就使得學生的學習信心受到了極大的打擊。因此，為了更好地發(fā)揮小學思想品德教學的價值，教師在實際教學的過程中可以嘗試引導學生進行輕松愉快的學習。比如說在教學《和學生友好相處》這一部分的內(nèi)容的時候，筆者會有意識地引導學生將實際生活的情況和教學內(nèi)容進行結(jié)合，此外筆者還會和學生一起根據(jù)實際教學內(nèi)容排演舞臺劇，這樣一來學生就能夠在排演的過程中對知識有更加深刻的認識和了解。同時，這樣的教學方法也有效地提升了教學的趣味性，讓學生在學習的過程中更好地感受思想品德學習的魅力。
3運用生活化的教學方法進行教學
在實際教學的過程中，教師還應該嘗試使用生活化的教學方法進行教學，這是因為單純的理論教學很容易讓學生在學習的時候產(chǎn)生疲勞，使得學生的學習興趣受到比較大的消極的影響。但是生活化的教學方式可以使得學生在學習的過程中將所學知識和自己的實際生活結(jié)合起來，這樣一來，學生就能夠在實踐的過程中運用自己學習到的知識，同時還能夠在實踐的過程中檢驗自己對知識的理解和掌握情況。比如教師可以讓學生將自己的生活實際情況和所學知識進行整合和思考，并且說說自己的感受，這樣教師就能夠?qū)W生的學習情況有更加深入的認識。
現(xiàn)代小學思想品德教學的過程中，教師應該積極運用現(xiàn)代教學思想進行教學，在教學的過程中尊重學生的學習主體性，讓學生在學習的過程中更好地發(fā)展自己的能力，這樣才能夠真正發(fā)揮好現(xiàn)代小學思想品德教學的育人的功能。
參考文獻
關(guān)鍵詞： 校企合作 產(chǎn)學結(jié)合 建筑工程技術(shù)專業(yè) 職業(yè)能力
1.積極探索校企合作，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
在探索“校企合作”中，我們立足區(qū)域經(jīng)濟和支柱產(chǎn)業(yè)，以建筑行業(yè)、企業(yè)為依托，職業(yè)為特色、能力為本位的教育理念，充分發(fā)揮市場指導作用和協(xié)調(diào)功能，通過建立校企合作機制、共建專業(yè)、共建課程、共建實踐基地、共建校企智力資源等形式，拓展辦學道路。
1.1校企共同制定發(fā)展規(guī)劃。
成立了由校企雙方負責人、主要業(yè)務骨干組成的重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院建筑工程技術(shù)專業(yè)產(chǎn)學合作教育工作小組，研究專業(yè)的課程建設、師資建設、教材建設等所涉及高技能人才培養(yǎng)與共同發(fā)展的重大問題。
1.2校企共同進行專業(yè)建設。
建筑工程技術(shù)專業(yè)制訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案前，廣泛開展社會調(diào)研，廣泛聽取企業(yè)、行業(yè)的意見和建議，提出專業(yè)建設規(guī)劃，使建筑工程技術(shù)專業(yè)與地方經(jīng)濟息息相關(guān)，體現(xiàn)了為地方經(jīng)濟和支柱產(chǎn)業(yè)服務的特征。
1.3校企共同進行課程建設。
在課程體系建設中，校企共同根據(jù)建筑工程技術(shù)領域和施工員、質(zhì)檢員等崗位群的任職要求，參照施工員等執(zhí)業(yè)資格標準，按照人才培養(yǎng)目標，編制教學計劃、教學大綱，做好教材選用，力求體現(xiàn)產(chǎn)學結(jié)合的內(nèi)容。
1.4校企共享智力資源。
本專業(yè)采取“走出去，引進來”的辦法，形成了校企師資互動共享的平臺，形成校企共同組建師資隊伍，常年定期或不定期邀請企業(yè)負責人、專家或客座教授來本專業(yè)舉辦學術(shù)報告，同時充分發(fā)揮教師的科研優(yōu)勢，為企業(yè)進行工程設計、施工和管理工作，進行科技咨詢，提供技術(shù)改造服務，從而形成了校企師資互動共享的平臺，校企共同組建師資隊伍。
1.5校企共建實訓基地。
本專業(yè)在學院內(nèi)建立了建筑實訓中心，配備了必要的設備設施，按照教學計劃、教學大綱實施教學,進行建筑施工工種技能訓練和模擬施工現(xiàn)場實訓。校企共建校外實訓基地，本專業(yè)與多家建筑企業(yè)建立了產(chǎn)學合作協(xié)議和學生實習基地,做到實訓進企業(yè)，由企業(yè)提供實習場所和實習設施設備，聘請企業(yè)技術(shù)人員作為實訓指導老師，加強對學生職業(yè)能力的培養(yǎng)。
1.6校企業(yè)共同進行教學評價。
本專業(yè)邀請了相關(guān)企業(yè)高技能人才和專業(yè)技術(shù)人員，共同對學生進行畢業(yè)綜合考核，主要考察學生最后一學期在企業(yè)進行頂崗實習的職業(yè)能力。每年我們都組織教師到企業(yè)和用人單位進行用人滿意度調(diào)查和畢業(yè)生跟蹤調(diào)查，主要了解畢業(yè)生的崗位適應情況，同時建立了校企共同進行教學評價制度，在舉辦學生技能比賽時，聘請企業(yè)技術(shù)人員擔任評委，進行現(xiàn)場指導。
2.加強產(chǎn)學合作教育，改革人才培養(yǎng)模式，突出職業(yè)技能培養(yǎng)
2.1產(chǎn)學合作教育，從制訂教學計劃開始。
專業(yè)建設委員會成員和相關(guān)企業(yè)指導教師進行多次研究，召開專業(yè)建設研討會，制訂切實可行的人才培養(yǎng)方案，根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果調(diào)整修改教學計劃，使人才培養(yǎng)方案能適應行業(yè)需求的變化。
2.2互補雙贏是產(chǎn)學合作教育辦學新思路。
建筑工程專業(yè)是一門應用性很強的工程類專業(yè)。近年來，我系多位教師積極開展科學研究和技術(shù)服務，與區(qū)域經(jīng)濟互動，為地方經(jīng)濟提供技術(shù)指導和技術(shù)服務并先后與多家企業(yè)建立長期合作辦學關(guān)系，成為本專業(yè)學生社會實踐、專業(yè)實習基地。學生通過現(xiàn)場實習、頂崗實習、暑期社會實踐等環(huán)節(jié)，進一步加強工程意識和工程思維的培養(yǎng)，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、鞏固知識、增長見識、提高能力。
2.3實踐教學改革，產(chǎn)學合作教育必由之路。
高職教育是理論與實踐并重的教育，職業(yè)能力培養(yǎng)是這種教育層次的主線，我院建筑工程技術(shù)專業(yè)突出專業(yè)核心能力與綜合能力培養(yǎng)。以培養(yǎng)“強能力、高素質(zhì)”學生為出發(fā)點，優(yōu)化實踐教學體系；積極推動學生暑期專業(yè)社會實踐，培養(yǎng)學生工程實踐能力；改革畢業(yè)實踐，開辟產(chǎn)學合作辦學新途徑，建筑工程技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)設計一直都強調(diào)與實際工程掛鉤，強調(diào)以實際工程進行畢業(yè)設計。之外，我們還積極與用人單位合作，聘任用人單位工程技術(shù)人員擔任畢業(yè)設計指導教師、聘請工程技術(shù)人員擔當畢業(yè)答辯評判工作等方式方法進行畢業(yè)設計教學。實踐證明，產(chǎn)學合作教育教學是一種行之有效的教學方式，我系的這種做法收到了非常好的教學效果，深受學生的歡迎和學校的肯定。
2.4成效明顯，產(chǎn)學合作教育結(jié)碩果。
不久前，教育部公布了2018年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果。全國高校共新增本科專業(yè)2072個，我省高校共新增66個本科專業(yè)，它們不僅體現(xiàn)出高校專業(yè)熱門度的起伏，更折射出社會對于人才需求的變化。
縱觀今年新增的本科專業(yè)，有幾大門類吸引目光：新文科、新農(nóng)科建設風生水起，人文與科技更多的“融合”，意味著傳統(tǒng)意義上基礎學科和應用學科的界線開始變得模糊。數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)繼續(xù)成為熱門，加上今年新開設相關(guān)專業(yè)的196所高校，目前，全國已有近500所學校開設此專業(yè);35所高校首次設立人工智能專業(yè)，這意味著，高校開始體系化培養(yǎng)人工智能行業(yè)后備軍。與幼兒養(yǎng)育相關(guān)的專業(yè)繼續(xù)增設，這不僅是因為全面二孩政策的實施，更是由于人們越來越重視對下一代的培養(yǎng)。
“新增專業(yè)彌補了我省有關(guān)專業(yè)的布點空白，進一步優(yōu)化了專業(yè)結(jié)構(gòu)。”省教育廳高教處副處長王國銀介紹，此次省屬高校新增專業(yè)主要圍繞數(shù)字經(jīng)濟“一號工程”、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和萬億產(chǎn)業(yè)開設，這些專業(yè)瞄準國家戰(zhàn)略需要和社會經(jīng)濟發(fā)展急需，進行創(chuàng)新型、復合型、應用型人才儲備。
夯實基礎
新文科、新農(nóng)科未來可期
作為近年來高等教育中最時髦的詞匯之一，新工科對于考生和家長來說已經(jīng)不陌生了，但如果說起新文科、新農(nóng)科，很多人可能就要打個問號。
去年10月，教育部等部門決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，在基礎學科拔尖學生培養(yǎng)計劃中，首次增加了心理學、哲學、中國語言文學、歷史學等人文學科，“新文科”概念浮出水面。今年4月，教育部、科技部等13個部門正式聯(lián)合啟動“六卓越一拔尖”計劃2.0，全面推進新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設。
新文科“新”在何處?打破舊壁壘，跨界尋方法，歸納真規(guī)律，新文科意味著對傳統(tǒng)基礎學科的一次重新整合。
“相對于傳統(tǒng)文科，新文科有兩個特色。”南開大學傳播學系主任陳鵬說。其一，新文科是問題導向的，新文科面對的是社會發(fā)展變化中的新現(xiàn)象、新問題、新變化，有些現(xiàn)象和問題是人類歷從未遇到過的，如大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G、人工智能等，需要突破傳統(tǒng)文科的框架，采用新方法、新視野去探索新理論、新規(guī)律。其二，新文科為了尋求對社會和人類自身的研究，需要通過“跨界”方式進行革新，這種“跨界”不僅僅發(fā)生在文科的各學科之間，甚至出現(xiàn)在文科和理科、工科、醫(yī)科等學科之間，需要多學科之間的交叉和深度融合。
當前，清華大學、中國人民大學等高校開設的人文科學實驗班，西安交通大學、華東師范大學等高校開展的學院式教學模式，都被視為我國新文科建設的重要經(jīng)驗。一位資深文科研究專家表示，當前，文科與其他學科有一些結(jié)合，比如考古學和技術(shù)結(jié)合，就形成了科技考古;信息技術(shù)和藝術(shù)結(jié)合，就形成了藝術(shù)設計的網(wǎng)絡化等，但還遠遠無法滿足現(xiàn)在社會的需求。新文科就是一種有效路徑。
2018年4月，浙江大學召開文科大會，提出面向2035年發(fā)展目標和“文科十條”，進一步推進文科發(fā)展強主流、上一流。省內(nèi)其他高校也紛紛積極為新文科創(chuàng)建搭建平臺。浙江工商大學整合資源打造文科綜合實驗教學中心，打造跨學科綜合性實驗教學平臺;浙江農(nóng)林大學推出新文科求真實驗班，幫助學生打牢知識儲備金字塔的穩(wěn)固塔基，再漸次進入專業(yè)學習，形成堅實塔身和更高聳的塔尖……
在浙江大學傳播研究所教授、博士生導師邵培仁看來，建設新文科，其實也是對傳統(tǒng)文科的反思。他指出，新文科有利于構(gòu)建立足中國文化土壤、具有中國特色，具備整體性、包容性、互動性、共享性特質(zhì)的面向全球、面向全人類的大文科。
不難看出，未來新文科相關(guān)專業(yè)或?qū)⒊蔀闊衢T。不僅如此，使用文文互鑒、文理交叉、文工融合的思維方法解決問題，還將為高校人才培養(yǎng)和評價體系帶來新變革。
除了新文科，新技術(shù)的出現(xiàn)也讓一些專業(yè)被賦予了新的內(nèi)涵，比如新農(nóng)科。
當前，隨著生態(tài)文明建設的持續(xù)推進，生態(tài)學、環(huán)境科學等專業(yè)畢業(yè)生越來越受歡迎。今年，杭州師范大學就新增了生態(tài)學專業(yè)。該專業(yè)相關(guān)老師介紹，隨著國家對生態(tài)學專業(yè)人才的需求增多，生態(tài)學專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模逐漸加大，未來掌握生態(tài)學及植物學、動物學、微生物學、地理學等基礎知識、分析方法和應用技能的人才會很搶手。
“浙江是‘兩山’理論誕生地，‘農(nóng)’字頭的專業(yè)發(fā)展空間很大。”浙江農(nóng)林大學主要負責人表示，“新農(nóng)科”建設是鄉(xiāng)村振興實踐、高等教育改革、人才需求變化和社會經(jīng)濟進步的必然選擇，原先注重高度專業(yè)化、技術(shù)化的教育教學方式和人才培養(yǎng)模式已無法適應新時代農(nóng)林高等教育的新需求，亟需探索實現(xiàn)農(nóng)科學生全面發(fā)展的“新農(nóng)科”建設之路。
順應趨勢
大數(shù)據(jù)、人工智能紛紛開班
順應當下人工智能行業(yè)的熱潮，今年新增的熱門本科專業(yè)，均與大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等信息技術(shù)關(guān)鍵詞相關(guān)。
梳理發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)在短短三四年間，從無到有，并一躍成為熱門專業(yè)。2015年度的審批結(jié)果中，北京大學、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學、中南大學3所高校成為首批獲批設立該專業(yè)的高校;2016年度又有32所高校設立該專業(yè);到了2017年度，獲批設立這一專業(yè)的高校數(shù)量達到250所;加上2018年度新增的196所，目前，共有481所高校開設這個專業(yè)。
今年，我省有湖州師范學院、寧波工程學院、寧波財經(jīng)學院、浙江大學城市學院等9所高校新增備案數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。一位專業(yè)課老師表示，社會在不斷發(fā)展進步，現(xiàn)在的一些“新專業(yè)”也許尚無足夠的辦學經(jīng)驗，但可能恰恰是未來社會發(fā)展的需求所在。
在新增專業(yè)中，人工智能專業(yè)的熱度也在逐年遞增。繼去年杭州電子科技大學、浙江理工大學成為我省首批開設智能科學與技術(shù)專業(yè)的高校后，今年，我省又有一批高校在人工智能人才培養(yǎng)上“摩拳擦掌”，積極增設相關(guān)“硬核”專業(yè)，改進人才培養(yǎng)思路。
浙江大學今年新增機器人工程和人工智能兩個專業(yè)，還將在竺可楨學院新設圖靈班。入選圖靈班的學生可以在計算機科學與技術(shù)、人工智能、信息安全三個專業(yè)中確認專業(yè)。從入學開始，每位學生可從學院的優(yōu)選導師庫中選擇一名學業(yè)導師，還將有國外頂尖大學的教學大師和科研領軍人物到浙大給圖靈班學生單獨授課。
除了浙大以外，省內(nèi)其他高校也在結(jié)合各自特色專業(yè)，構(gòu)建人工智能專業(yè)的課程體系。比如，浙理工把專業(yè)發(fā)展方向和學校的優(yōu)勢結(jié)合起來，重點在智能穿戴等領域取得突破，還專門成立紡織工業(yè)人工智能研究院;浙工大結(jié)合了安防產(chǎn)業(yè)、智慧交通、“城市大腦”等浙江省的優(yōu)勢領域，與企業(yè)合作，開拓專業(yè)方向。
“打造新專業(yè)特色成了各高校的當務之急和立足之道。”杭州電子科技大學人工智能學院副院長呂強說，針對人工智能人才培養(yǎng)帶來的新挑戰(zhàn)，杭電人工智能學院提出了多方協(xié)同育人的理念，并將其作為教學改革項目進行探索，“人工智能對數(shù)理基礎要求較高，我們在數(shù)學課程中增加了矩陣論、離散數(shù)學等原來研究生學習階段才會有的課程內(nèi)容，努力幫學生打好基礎，在暑假，我們還計劃舉辦夏令營，邀請企業(yè)名師進校園培訓，共同開發(fā)專業(yè)課程等。”呂強說。
值得關(guān)注的是，人工智能已經(jīng)從獨立的專業(yè)教育，擴展到更廣的層面。今年，浙江財經(jīng)大學向非計算機類專業(yè)學生推出了人工智能“微專業(yè)”，其中包括了Python程序設計、高級數(shù)據(jù)庫、機器人編程與實踐等課程。“人工智能在信息金融、金融科技等領域有非常多的應用場景。財經(jīng)類專業(yè)學生的數(shù)理基礎比較好，這些知識將為他們的未來打下更好的基礎。”浙財大教務處副處長石向榮說，可以預見的是，未來社會需要大量具有具體專業(yè)背景，同時又掌握人工智能相關(guān)知識的復合型人才。
緊盯兒童
醫(yī)教類專業(yè)持續(xù)擴招
當下，伴隨著“全面二孩”政策施行，各大醫(yī)院產(chǎn)科分娩量走高，目前助產(chǎn)人才無論從數(shù)量上還是質(zhì)量上都難以滿足社會需求，臨床急需本科層次助產(chǎn)人才。助產(chǎn)學專業(yè)于2016年首次開設，當時僅有4所高校獲批開辦此專業(yè)，2017年有20多所高校新增此專業(yè)。
近兩年，我省先后有浙江中醫(yī)藥大學、溫州醫(yī)科大學、杭州醫(yī)學院等3所高校新增了助產(chǎn)學專業(yè)。溫州醫(yī)科大學的助產(chǎn)學專業(yè)設在護理學院，目標是培養(yǎng)掌握護理學和助產(chǎn)學的基礎理論和護理技能，具有基本的臨床護理和臨床助產(chǎn)能力，在各類醫(yī)療衛(wèi)生保健機構(gòu)中能夠從事臨床助產(chǎn)、圍產(chǎn)期護理，以及母嬰保健工作的高級助產(chǎn)人才。今年，臺州學院、溫州醫(yī)科大學仁濟學院也開設了助產(chǎn)學專業(yè)。
一位從事醫(yī)學教育多年的教授表示，當前社會大眾對醫(yī)療的需求，不僅體現(xiàn)在量上，更體現(xiàn)在質(zhì)上。雖然現(xiàn)在醫(yī)療行業(yè)整體水平保持著上升態(tài)勢，但人們對優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的需求增長更快，所以仍然感覺醫(yī)療資源緊缺。
不久前，由中國工程院院士鄭樹森擔任院長的浙江樹人大學樹蘭國際醫(yī)學院揭牌成立。作為樹蘭國際醫(yī)學院首個設置的重點專業(yè)，臨床醫(yī)學專業(yè)面向全國招生100人。學院擁有國際醫(yī)學專家、博士生導師等組成的高水平師資隊伍，以及一批高水平的基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學實驗平臺。
同樣，面對強烈的社會需求，溫州醫(yī)科大學今年增加了普通本科計劃數(shù)。臨床醫(yī)學(定向培養(yǎng))從30人增加到60人，面向蕭山區(qū)等30個縣(市、區(qū))招生;麻醉學專業(yè)從61人增加到93人，其中省內(nèi)普招增加16人。
值得一提的是，今年，浙江中醫(yī)藥大學新增食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學專業(yè)，這也是我省開辦該專業(yè)的高校(不含獨立學院)。該校招生辦相關(guān)負責人介紹，食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學作為一門綜合性的交叉學科，涉及預防醫(yī)學、食品科學、營養(yǎng)學等多個學科，在提升健康素養(yǎng)，保障食品安全，促進疾病的營養(yǎng)學防治完善健康保障方面大有作為。
縱觀今年我省的新增專業(yè)，從撫養(yǎng)、就醫(yī)，再到教育，與幼兒養(yǎng)育相關(guān)的專業(yè)成為熱門，除了新增兒科學、中醫(yī)兒科學、助產(chǎn)學等專業(yè)外，學前教育、小學教育等師范類專業(yè)的報考也很火爆。
今年，杭州師范大學增加小學全科教師、中學緊缺學科教師定向培養(yǎng)招生計劃。杭師大教務處副處長、招生辦副主任顧海春介紹，今年，學校將繼續(xù)面向杭州、寧波、溫州、紹興、金華、衢州、麗水、臺州、舟山等地區(qū)定向招生255名，提前錄取，補學費，包就業(yè)。同時，復建音樂學院，增加音樂學(師范)、舞蹈學(師范)專業(yè)招生計劃。
關(guān)鍵詞：大學計算機基礎；教學改革；人工智能；智慧課堂
云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能新興領域的崛起，推動信息技術(shù)全面滲透于人們的生產(chǎn)生活中。信息技術(shù)的核心在于計算機技術(shù)和通信技術(shù)。然而，雖然目前各個高校都開設了計算機基礎課程，但是其教學卻存在著諸多問題，導致該課程無法達到預期的教學效果。教育部在2012年《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，其中指明“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，促進教育的創(chuàng)新與變革”[2]。因此，本文以華中師范大學計算機基礎課程教學為例，深入闡述了傳統(tǒng)計算機基礎課程教學的弊端，提出了在當前人工智能如火如荼的時代背景下，如何應用人工智能相關(guān)技術(shù)對傳統(tǒng)的計算機基礎教學進行改革的具體方案。該方案以創(chuàng)建網(wǎng)絡智慧課堂教學模式改革為主體，輔以教學觀念、知識體系和課程考核方式改革，以期對高校的計算機基礎課程教學有所裨益。
1傳統(tǒng)教學的缺陷
⑴課程的教學地位沒有引起足夠的重視一些高校為計算機基礎課程分配較少的學時（少于48學時），甚至有的專業(yè)將此課程設置為選修課。這種設置降低了該課程在教師和學生心目中的位置，導致了對該課程的忽視。同時，不少老師因為學時不夠，時間緊迫，僅僅講述與考試相關(guān)的內(nèi)容，不考的一概不講。這導致學生的眼界受限，知識和能力受限，無法培養(yǎng)其全面綜合的計算機素質(zhì)。還有的專業(yè)沒有將這門課給專業(yè)的計算機學院的老師講授，而是隨意安排授課人員。沒有經(jīng)過系統(tǒng)專業(yè)訓練的教師缺乏足夠的知識儲備，很難講好這一門看似簡單的課程。⑵課程教學內(nèi)容的制定與當今時代對于信息化人才的需求脫節(jié)一些高校的現(xiàn)狀是計算機基礎的課程教材知識陳舊[3]、質(zhì)量堪憂，教材總是無法跟上知識更新的步伐，例如都2019年了還在講Office2010。有的高校由于缺乏對課程的重視，沒有對教材優(yōu)中選優(yōu)，而是基于利益的考慮，優(yōu)先選擇自己院系編寫的教材。其教材內(nèi)容是七拼八湊，沒有整體性、邏輯性和連貫性，更不用說前瞻性。這樣的教材，無疑對學生的學習設置了巨大的屏障。除此以外，一些院校的課程教學知識體系不夠明確和完善，教學大綱的制定不夠科學。從教學大綱中制定的學時分配來說，常常偏重實用性[4]，常用計算機軟件操作占據(jù)了大部分的課時。這會讓教師在授課時輕理論而重操作，如此培養(yǎng)學生，非常不利于其計算思維的形成，對后續(xù)其他計算機相關(guān)課程的學習也是很大的傷害。⑶教學模式過于傳統(tǒng)，信息化水平較低從教學方式上來說，傳統(tǒng)的教學模式以教師課堂授課為中心，是以教師為主體的教學模式[5]。在這種模式下，教師仍然主要以填鴨式教學為主[6]，無法通過課堂教學發(fā)現(xiàn)學生的個性化特點，并進行有針對性的教學。另外，雖然計算機基礎課程一般都配備了實驗課時，但是實驗課常常是采用教師布置上機任務、學生做完抽樣檢查的模式。這對于大課堂來說，教師的任務繁重，無法搜集到每一個學生的任務完成情況，無法清晰地掌握學生學習的實際情況和薄弱環(huán)節(jié)。而且，該課程缺乏相應的研討課時，很難讓學生對其所學知識進行深入思考和探究，以增強思辨能力和對課程的學習興趣。⑷課程考核方式不夠公平合理從考核方式上來說，該課程普遍采用“平時成績”+“期末考試”的加權(quán)方式對學生成績進行評定。平時成績多由考勤分所得，期末考試多采用機考模式。這種考核方式過于單一化、機械化，無法對學生進行全方位的評價。很多學生來到教室打考勤，但可能根本沒聽講，而是在睡覺或者玩手機。期末機考的公平合理性也是存在著很多的漏洞。例如機考的試題庫可以十年不變，分值的分配和難度的掌握都沒有經(jīng)過系統(tǒng)的考量。甚至有的考試系統(tǒng)不夠穩(wěn)定和安全，頻頻爆出Bug，嚴重影響了考試結(jié)果的真實性。
2新人工智能環(huán)境下對計算機基礎課程改革的具體方案
2012年開始，在隨著卷積神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)在視覺處理方面的應用取得巨大的成功之后，人工智能到達了有史以來的第三個爆發(fā)期。目前，深度學習技術(shù)在AlphaGo、無人駕駛汽車、機器翻譯、智能助理、機器人、推薦系統(tǒng)等領域的發(fā)展如火如荼。與此同時，人工智能技術(shù)在教育領域方面的應用已經(jīng)興起。人工智能的教學產(chǎn)品也已有先例，例如基于MOOC平臺研發(fā)的教學機器人MOOCBuddy等等。基于人工智能的教育是融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)的增強型數(shù)字教育[2].在當前人工智能的大時代背景下，針對傳統(tǒng)計算機基礎的種種弊端，我們提出了如下教學改革方案。⑴改變教學理念，確立計算機基礎課程的重要地位計算機基礎作為高校的一門公共課，實則應當作為各個專業(yè)的學生后續(xù)的學習、科研的必修之課程。因此，高等學校應從源頭上確立該課程的重要地位，將該課程納入必修課范疇，并給與更充分合理的課時分配。除教學課時、實驗課時之外，需要為該課程增加一定的研討課時。任課老師必須是來自于計算機專業(yè)的人才。同時，定時舉辦關(guān)于該課程的教學培訓、教學研討會和教學比賽，改變教師的教學理念，從源頭上給予該課程足夠的重視。⑵優(yōu)化教學內(nèi)容，重新制定課程的教學知識體系教材是教師教學的主要依據(jù)，也是學生獲得系統(tǒng)性知識的主要來源。因此，教材對于教學的重要性不言而喻。教材的選取需要優(yōu)中擇優(yōu)，必要的時候可以根據(jù)自身院校的情況自己編寫，力求使用好的教材使教學事半功倍。在選定優(yōu)質(zhì)教材的基礎上，制定更加合理的教學大綱，優(yōu)化計算機基礎課程的教學知識體系，突出計算機學科入門相關(guān)基礎理論知識的重要地位。對現(xiàn)有的過時內(nèi)容進行更新，例如操作系統(tǒng)以Windows10的操作取代Windows7，Office這部分使用Office2019版本取代2010的版本，同時增加關(guān)于算法入門知識、程序設計入門知識以及人工智能、區(qū)塊鏈等前沿知識單元的介紹。以華中師范大學為例，我們在圖1中給出了該校計算機基礎課程的教學知識體系結(jié)構(gòu)圖。⑶充分利用現(xiàn)代化的教學工具和人工智能技術(shù)，構(gòu)建智慧課堂，改變傳統(tǒng)教學模式現(xiàn)代化的教學應當轉(zhuǎn)變以教師為核心的教學模式，更加突出學生的主體性地位。因此，在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)和蓬勃發(fā)展的情形下，應當改變傳統(tǒng)的課堂教學形式，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，將傳統(tǒng)課堂教學和網(wǎng)絡課堂教學模式相結(jié)合，構(gòu)建智慧課堂。融合課堂教學身臨其境的效果與網(wǎng)絡課堂自主性強且方便師生交流的特點，通過師生之間多層次、立體化的互動，達到提升教學效果的目的。同時，建立功能強大、完善的學生實驗平臺，基于不同專業(yè)學生的不同特點和不同需求，進行個性化的作業(yè)設置。針對教師布置的實驗任務和學生的完成情況，結(jié)合在線網(wǎng)絡教學系統(tǒng)，通過傳感器及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，搜集學生的學習行為數(shù)據(jù)，并且使用人工智能算法進行智能分析，使教師對當前的學生的學習情況一目了然，并能引導學生對重點、難點的鞏固和掌握。研討課以學生為主體，按照所選課題進行分組調(diào)研、分組討論，刺激學生的學習興趣，培養(yǎng)其思辨能力。研討內(nèi)容最終可以課程論文的形式上交至課程共享平臺，由教師和同學共同給出評分。這里，仍以華中師范大學為例，我們將在線教學系統(tǒng)、實驗課平臺、研討課共享平臺等集成為一個基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)絡智慧教學綜合平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括用戶管理、在線教學、課堂互動、作業(yè)管理、考試管理、BBS系統(tǒng)、智能分析和平臺管理8個模塊，其主要功能如圖2所示。該系統(tǒng)采用C/S模式，系統(tǒng)的服務器選用Linux服務器，同時開發(fā)基于PC機的和手機端的客戶端系統(tǒng)，方便學生和教師隨時選用、更加靈活。在線教學模塊中的智能學習助理功能，能夠根據(jù)歷史用戶的學習行為和當前用戶的學習行為，自動地識別學習內(nèi)容中的難點以及當前學生的難點內(nèi)容，有針對性地對學生進行知識點強化。課堂互動模塊中，通過可穿戴式傳感器搜集學生的學習行為，用于后續(xù)智能分析模塊中對學生的學習態(tài)度和學習行為進行智能分析。在線作業(yè)評價模塊包括機器評價和教師評價兩個功能。機器評價是系統(tǒng)為學生作業(yè)（客觀題、主觀題）自動評分，其中主觀題的評分也是使用人工智能技術(shù)來實現(xiàn)。教師評分時可以參考機器評分，減少教師工作量。同時，教師評分為機器評分提供機器學習的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，促進機器評分更加智能。智能分析模塊能夠依據(jù)學生的在線課程學習模塊、課堂學習模塊、作業(yè)管理模塊等搜集到的學習行為數(shù)據(jù)進行綜合分析，促使教師深入了解學生的學習情況和個性化特點，提升教學的針對性，并且有助于后續(xù)對學生進行全面、綜合的分析和成績評定。所有系統(tǒng)模塊中使用到的智能分析技術(shù)包括基本的統(tǒng)計分析、以及各類機器學習算法（k-means,NaveBayes,SupportVectorMachine,DeepLearning等等）。⑷改變傳統(tǒng)成績考核的方式在“教學”+“實驗”+“研討課”課程結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡智慧教學綜合平臺的輔助之下，學生的成績評定更加全面化、多元化、公平化、自動化[7]。平時成績中，除了教學綜合平臺的“課堂簽到”次數(shù)之外，還增加更多豐富多元化的考察信息，如：學生的課堂討論、在線課程學習和考核結(jié)果、平時作業(yè)完成情況，以及智能分析模塊中輔助分析的學習態(tài)度、學習能力、平時成績預測。期末上機考試系統(tǒng)也是智慧課堂綜合平臺的一個子模塊，是精心設計的穩(wěn)定、安全、功能強大的子系統(tǒng)，方便教師每一年更新試題庫，修改bug。試題庫中的每一套試卷都應當經(jīng)過科學的考卷質(zhì)量分析，使其難度、覆蓋范圍在一個均衡、合理的范圍。最后，教師通過對各類平時成績指標以及期末考試成績加權(quán)，給出最終的學習成績。通過規(guī)范、合理、公平、全面的考核體系，獲得對學生公平、完善的評價機制，激勵學生并刺激教學良性運轉(zhuǎn)。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞：知識表示與知識推理；教學設計；教學實踐；數(shù)理邏輯；人工智能
知識表示與知識推理是智能信息處理的基礎。從人工智能的角度看，知識是構(gòu)成智能的基礎，人類的智能行為依賴于利用已有的知識進行分析、猜測、判斷和預測等。當人們希望計算機具有智能行為時，首先需要在計算機上表達人類的知識，然后再告訴計算機如何像人一樣地利用這些知識。
自從人工智能領域誕生以來，知識表示與知識推理就一直是其中最為重要的子領域。經(jīng)過五十多年的發(fā)展，知識表示與知識推理領域的許多研究內(nèi)容、研究方法和研究成果已經(jīng)深深滲入到計算機科學，進而對計算機學科的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。例如，在C++、Java等面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言中，“繼承”這一最為核心的技術(shù)就來源于知識表示與知識推理。再如，在軟件自動化領域，許多程序規(guī)格語言和程序驗證技術(shù)都借鑒了知識表示與知識推理領域的Prolog語言等研究成果。從工程開發(fā)的角度看，專家系統(tǒng)、智能搜索引擎、智能控制系統(tǒng)、智能診斷系統(tǒng)、自動規(guī)劃系統(tǒng)等具有所謂智能特征的系統(tǒng)都或多或少地依賴于知識表示與知識推理技術(shù)。因此，對于計算機專業(yè)的學生來說，學習知識表示與知識推理方面的課程，對于今后在相關(guān)領域從事系統(tǒng)開發(fā)和科學研究都大有裨益。
在ACM與IEEE-CS聯(lián)合攻關(guān)組制訂的計算教程CC2001(Computing Curricula 2001)中，知識表示與知識推理得到了高度重視。CC2001給出的計算機科學知識體由14個知識領域組成：在其中的IS(Intelligent Systems)知識領域中，關(guān)于知識表示與知識推理的內(nèi)容占據(jù)了10個知識單元中的2個，即知識單元“(Is3)知識表示與推理”以及知識單元“(IS5)高級知識表示與推理”。在ACM和IEEE-CS進一步修訂后的計算機科學教程CS2008(Computer Science Curriculum 2008)中，知識表示與知識推理同樣得到了高度重視。此外，在我國高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會制定的計算機專業(yè)規(guī)范中，上述的IS3和IS5兩個知識單元被全部包括到計算機科學專業(yè)的核心課程“人工智能”中。然而，據(jù)我們了解，由于“人工智能”在許多高校僅僅作為專業(yè)任選課開設，使得計算機相關(guān)專業(yè)的許多學生無法接觸到知識表示與知識推理方面的內(nèi)容。與此同時，由于課時數(shù)限制及沒有得到重視等因素，實際開設的“人工智能”課程(包括本科生課程和研究生課程)往往難以覆蓋CC2001在知識單元IS3和IS5中列出的各個知識點。
實際上，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，知識表示與知識推理領域已經(jīng)沉淀出一系列基本的方法、理論和技術(shù)；這些方法、理論和技術(shù)在CC2001的知識單元IS3和IS5中基本上都以知識點的形式列舉了出來。作為計算機專業(yè)的教育工作者，我們有責任將這些體現(xiàn)了幾代人智慧結(jié)晶的知識介紹給學生。另一方面，從研究者的角度來看，知識表示與知識推理是一個非常活躍的研究領域；尤其是隨著Web技術(shù)的發(fā)展以及Web科學的出現(xiàn)，知識表示與知識推理將在計算機科學中扮演越來越重要的角色。面對萬維網(wǎng)這個全球最大的分布式信息庫，如何讓計算機對其中海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析、推理和管理，進而為人類提供方便的知識服務，是目前信息技術(shù)領域面臨的一個重大問題。針對這個問題，國內(nèi)外研究者基本上都是從人工智能的角度尋求解決思路；近年來成為研究熱點的語義Web更是完全建立在知識表示與知識推理的基礎上。因此，從開拓學生思維以及介紹研究與技術(shù)前沿的角度來看，也非常有必要向?qū)W生講授知識表示與知識推理的相關(guān)內(nèi)容。
基于以上認識，我們?yōu)橛嬎銠C軟件與理論專業(yè)和計算機應用技術(shù)專業(yè)一年級的碩士研究生開設了一門32課時的選修課程，以CC2001和CS2008列出的知識單元為核心，對知識表示與知識推理的相關(guān)內(nèi)容進行教學。本文對教學設計和教學實踐中遇到的主要問題進行分析，針對這些問題給出相應的解決對策，并對我們獲得的經(jīng)驗和教訓進行總結(jié)。
1 “知識表示與知識推理”知識體的教學設計
自上世紀九十年代以來，國內(nèi)外許多高校就將“知識表示與知識推理”作為一門課程，面向研究生或高年級的本科生開設。其中比較著名的包括加拿大多倫多大學Hector J.Levesque教授開設的知識表示課程，美國斯坦福大學Leom Morgenstem教授開設的知識表示課程，英國曼徹斯特大學Ulrike Sattler教授等講授的知識表示和推理課程，中山大學劉詠梅教授講授的知識表示和推理課程等。但是，由于沒有統(tǒng)一的課程設置標準，這些課程講授的知識點都不盡相同。2000年，Leom Morgenstem和Richmond H.Thomason總結(jié)了開設知識表示與知識推理課程時面臨的挑戰(zhàn)，提出了相應的解決思路。其中，針對該課程缺乏統(tǒng)一的教學知識體的情況，他們設計了一個持續(xù)14周、每周2次課的教學大綱。在文獻[5]中，Leora Morgenstem進一步修訂了之前提出的教學大綱，建議在其中增加語義Web及Web本體語言OWL等內(nèi)容。
盡管目前各高校開設的知識表示與知識推理課程的課程大綱仍然不盡相同，但比較可喜的是，對知識表示與知識推理的教學在CC2001計算教程中得到了高度重視。CC2001分別在“知識表示與推理”和“高級知識表示與推理”兩個知識單元中列出了關(guān)于知識表示與知識推理的教學內(nèi)容。知識單元“知識表示與推理”由以下知識點組成：命題邏輯和謂詞邏輯回顧，歸結(jié)原理與定理證明，非單調(diào)推理，概率推理，貝葉斯定理。知識單元“高級知識表示與推理”由以下知識點組成：結(jié)構(gòu)化知識表示(包括對象與框架、描述邏輯和繼承系統(tǒng))，非單調(diào)推理(包括非經(jīng)典邏輯、缺省推理、信念修正、偏好邏輯、知識源的集成、沖突信念的聚合)，對動作和變化的推理(包括情景演算、事件演算和分枝問題)，時態(tài)和空間推理，非確定性推理(包括概率推理、貝葉斯網(wǎng)絡、粗糙集和可能性理論、決策理論)，針對診斷的知識表示與定性知識表示。在CC2001的基礎上，CS2008在知識單元“知識表示與推理”中增加了合一與提升、前向鏈接、反向鏈接以及歸結(jié)等知識點；在知識單元“高級知識表示與推理”中增加了本體工程和語義網(wǎng)絡兩個 知識點。
以CC2001和CS2008列出的知識點為基礎，在綜合考察了國內(nèi)外相關(guān)課程的開設情況之后，我們對“知識表示與知識推理”課程的教學內(nèi)容及相應的學時分配設計如下。
1)概述(2學時)。介紹知識表示與知識推理領域的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前景：講授知識表示的基本思路和基本原理；介紹知識表示方法和技術(shù)的典型應用：列舉典型的采用了知識表示技術(shù)的系統(tǒng)，與沒有采用知識表示技術(shù)的系統(tǒng)進行比較分析。
2)基于一階謂詞邏輯的知識表示和推理(4學時)。講授一階謂詞邏輯的語法、語義和語用；通過例子講授如何應用一階謂詞邏輯進行知識表示；講授如何應用消解原理進行知識推理；講授如何應用Tableau算法進行知識推理；分析一階謂詞邏輯存在的局限。
3)Horn子句邏輯與產(chǎn)生式系統(tǒng)(2學時)。講解Horn子句及其過程解釋；介紹SLD歸結(jié)以及分別采用反向鏈和正向鏈的推理過程；通過例子講授如何應用Horn子句邏輯進行知識表示和推理；對Prolog語言進行簡單介紹；通過例子介紹如何應用產(chǎn)生式系統(tǒng)進行知識表示和推理。
4)結(jié)構(gòu)化知識表示(6學時)。介紹對象與框架，介紹基本的框架形式系統(tǒng)：介紹語義網(wǎng)絡，對推理過程中的繼承機制進行介紹。介紹描述邏輯家族的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀；以邏輯系統(tǒng)ALC為例，講解描述邏輯的語法和語義；通過例子講授如何應用描述邏輯進行知識表示；講授如何應用Tableau算法對描述邏輯刻畫的知識進行推理。
5)非單調(diào)知識表示和推理(4學時)。介紹非單調(diào)性推理的研究歷史；講解封閉世界假設與開放世界假設；講解缺省推理和限定推理；對自認知邏輯、偏好邏輯和真值維持系統(tǒng)進行介紹；對信念修正、知識源的集成以及沖突信念的聚合進行介紹。
6)非確定知識表示和推理(4學時)。對模糊邏輯進行介紹；講授概率推理和主觀貝葉斯方法；對粗糙集、可能性理論和決策理論進行介紹。
7)解釋與診斷(2學時)。講授反繹推理的基本思路，將其與演繹推理和歸納推理進行比較分析；以一個電路系統(tǒng)為例，講授如何在知識表示的基礎上采用反繹推理進行故障診斷。
8)動作與規(guī)劃(4學時)。介紹動作與規(guī)劃領域的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀；講授如何在STRIPS系統(tǒng)中對動作進行刻畫以及如何進行規(guī)劃求解：講授如何應用情景演算和事件演算對動作進行刻畫、推理、及規(guī)劃求解；對框架問題、條件問題和分枝問題進行介紹；對規(guī)劃語言PDDL進行介紹。
9)時態(tài)和空間推理(2學時)。對時間點／時間段、離散／連續(xù)、有限／無限、線性／分支等表示時態(tài)信息的不同方式進行介紹；對Allen的區(qū)間代數(shù)理論進行介紹；對線性時態(tài)邏輯和分支時態(tài)邏輯進行介紹；對基于點／基于區(qū)域、離散／連續(xù)、有限／無限、同維／混合維等表示空間信息的不同方式進行介紹；對區(qū)域連接演算RCC進行介紹；對時態(tài)與空間推理的結(jié)合進行簡單介紹。
10)語義Web和本體工程(2學時)。介紹語義Web的基本思想、技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；講授語義Web的層次模型以及各個層次的目標和功能；對資源描述框架RDF、Web本體語言OWL、Web規(guī)則標記語言RIF、Web查詢語言SPARQL等進行介紹。對本體的構(gòu)建、管理和維護進行介紹。
上述教學內(nèi)容的基本特點是覆蓋了CC2001和CS2008列出的關(guān)于知識表示與推理的所有知識點。此外，我們將目前作為計算機科學和人工智能領域研究熱點的語義Web等內(nèi)容引入了課堂教學，不僅可以將相關(guān)研究前沿展示在學生面前，而且還可以讓學生更加深刻地體會學習知識表示與知識推理的價值，進一步激發(fā)他們的學習熱情。另一方面，上述教學內(nèi)容存在的一個缺陷是內(nèi)容過多。由于受到課時數(shù)的限制，部分內(nèi)容在講授時不能充分展開，留給學生課堂練習和討論的時間不充裕。
2 教學實踐中的主要問題及對策
在圍繞“知識表示與知識推理”知識體開展教學實踐時，我們遇到的問題主要來自以下幾個方面：教師和學生對“人工智能”課程以及其中的“知識表示與知識推理”知識體不重視，缺乏合適的教材，學生缺乏必要的基礎知識。下面對這些問題進行逐一分析，對我們采取的對策進行相應介紹。
2.1 師生對“人工智能”課程不重視
許多教師和學生對“人工智能”課程不夠重視，甚至存在偏見。我們覺得，這種現(xiàn)狀很大程度上是由人工智能自身的發(fā)展歷程造成的。人工智能領域剛誕生時就被賦予過高的期望；早期的研究者也過于樂觀地給出了一些不切實際的承諾。由于不能在短期內(nèi)實現(xiàn)過高的目標和兌現(xiàn)相應的承諾，使人工智能領域在上世紀80年代末90年代初一度跌入低谷，甚至達到了聲名狼藉的地步。這一特殊的發(fā)展歷程使得一部分對人工智能了解不多的教師和學生產(chǎn)生誤解，認為人工智能是一個比較務虛的領域。這種誤解甚至影響到“人工智能”課程的開設。目前，在許多高校計算機相關(guān)專業(yè)的課程設置中，“人工智能”往往只作為選修課程開設，沒有得到教師和學生的普遍重視。
實際上，從信息技術(shù)發(fā)展規(guī)律的角度來看，人工智能的上述發(fā)展歷程是很正常的。根據(jù)市場權(quán)威研究機構(gòu)Gartner給出的“技術(shù)成熟度曲線”(hype cycle)理論，一項新的IT技術(shù)在產(chǎn)生之后，一般先是默默無聞地奮力發(fā)展幾年，然后會由于被大家寄予很高的期望而迅速火爆起來，接著會因為沒能兌現(xiàn)過高的承諾而跌入谷底，最后會再次崛起并由于過硬的成就而被大眾普遍接受。人工智能已經(jīng)經(jīng)歷了從默默無聞到迅速火爆再到跌入谷底的發(fā)展過程，目前正處于再次崛起的階段，并且將通過不斷取得的成就而被大眾普遍接受。
人工智能的教學在CC2001和CS2008中得到了高度重視。CC2001給出的計算機科學知識體由14個知識領域組成，作為其中的知識領域之一，智能系統(tǒng)(即人工智能)與離散結(jié)構(gòu)、程序設計、操作系統(tǒng)、計算機體系結(jié)構(gòu)等已經(jīng)得到普遍重視的知識領域具有了相同的地位。在我國高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會制定的計算機專業(yè)規(guī)范中，也將“人工智能”作為了計算機科學專業(yè)的核心課程。但是，對人工智能相關(guān)知識的傳播需要一個長期的過程，仍然需要廣大科研和教育工作者的不懈努力。
2.2 師生對“知識表示與知識推理”知識體不重視
即便部分教師和學生認識到人工智能知識領域的重要性，但對于其中的“知識表示與知識推理”知識體仍然不夠重視，認為沒有必要專門通過一門課程進行教學。
針對這個問題，我們可以對人工智能領域的發(fā)展歷程作進一步考察。我們知道，人工智能領域的誕生就是從知識表示和知識推理開始的。在1956年標志著人工智能誕生的Dartmouth會議上，Herbert Simon和Allen Newell展示的“邏輯理論家”就依賴于知識表示和知識推理。在此之后的五十多年中，知識表示與知識推理就一直是人工智能中最為重要的子領域。相 應的一個佐證是，1966年到2009年期間，在獲得圖靈獎的56名科學家中，Marvin Minsky、John Mccarthy、Herbert Simon、Allen Newell、Edward Feigenbaum和Raj Reddy等6名科學家都在知識表示與知識推理領域取得了開創(chuàng)性的研究成果。
知識表示與知識推理的重要性在CC2001和CS2008中同樣得到了體現(xiàn)。CC2001給出的“智能系統(tǒng)”知識領域由以下10個知識單元組成：智能系統(tǒng)中的基本問題、搜索與約束求解、知識表示與推理、高級搜索、高級知識表示與推理、智能主體、自然語言處理、機器學習與神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能規(guī)劃系統(tǒng)、機器人；C$2008在CC200I的基礎上增加了智能感知這個知識單元。其中，關(guān)于知識表示和知識推理的教學內(nèi)容不僅占據(jù)了兩個知識單元，而且在智能主體、人工智能規(guī)劃系統(tǒng)、機器人等知識單元中也占據(jù)了相應的多個知識點的位置。由于32課時的人工智能選修課程通常只能對上述知識單元作一個概要性的介紹，對于想進一步深入學習的學生，在有條件的情況下，我們完全有必要開設一門關(guān)于“知識表示與知識推理”的課程。另外，從上一節(jié)給出的教學設計可以看出，如果要覆蓋CC2001和CS2008給出的關(guān)于知識表示與知識推理的所有知識點，一門32課時的課程在時間上還很不夠用。因此，基于以上分析，我們希望“知識表示與知識推理”的教學首先能夠得到相關(guān)教師的認可和重視，然后通過課程設置等途徑逐漸吸引學生的關(guān)注，并在教學過程中激發(fā)起學生的學習興趣和熱情。
2.3 缺少合適的教材
盡管CC2001和CS2008詳細地列出了關(guān)于知識表示與知識推理的主要知識點，但是，據(jù)我們所知，目前還沒有出現(xiàn)完全覆蓋這些知識點的合適教材，而中文的相關(guān)教材更是缺乏。
在參考了多方面的資料之后，我們選擇了Ronald Brachman和Hector Levesque撰寫的《Knowledge Representation and Reasoning》作為教材。Ronald Brachman和Hector Levesque都是知識表示與知識推理領域的著名學者。其中，Ronald Brachman于1977年在哈佛大學攻讀博士學位時提出了KL-ONE系統(tǒng)，開創(chuàng)了目前成為研究熱點的描述邏輯領域，之后于2003年擔任了美國人工智能學會的主席，目前是ACM院士、雅虎全球研究運營副總裁。Hector Levesque在知識表示領域也做出了許多開創(chuàng)性的研究成果，曾于2001年擔任人工智能頂級會議IJCAI的主席，于2006年當選加拿大皇家學會會士。除了時態(tài)和空間推理以及本體工程這兩個知識點之外，CC2001和CS2008中列出的其他關(guān)于知識表示與知識推理的知識點，在《Knowledge Representation and Reasoning》中都基本上得到了體現(xiàn)。另外，為了在課程中向?qū)W生介紹語義Web方面的知識，我們選擇了Grigoris Antoniou和Frank van Harmelen撰寫的《A Semantic Web Primer》作為參考書目。
2.4 學生缺乏必需的基礎知識
知識表示與知識推理的核心思想是采用形式語言(尤其是邏輯語言)對知識進行刻畫和推理，因此要求學生在學習該課程前具有扎實的數(shù)理邏輯基礎知識。
盡管數(shù)理邏輯對于整個計算機學科來說具有非常重要的作用，但在目前計算機相關(guān)專業(yè)的課程設置中，數(shù)理邏輯往往只作為離散數(shù)學課程的一個部分進行教學，在課時數(shù)量上非常有限。此外，從教材的角度來看，大部分離散數(shù)學教材的數(shù)理邏輯部分主要介紹命題邏輯的相關(guān)知識，而且只介紹命題邏輯聯(lián)結(jié)詞、范式、等值演算、自然推理系統(tǒng)等最基本的內(nèi)容；對一階謂詞邏輯以及命題邏輯中更為深入的內(nèi)容介紹得很少，甚至不介紹。這些內(nèi)容對于學習知識表示與知識推理知識體來說遠遠不夠。例如，根據(jù)我們在講授“知識表示與知識推理”之前的調(diào)查，許多研究生對于一階謂詞邏輯的語法與語義等基本概念都還比較模糊，對于消解原理、Tableau方法、可滿足性問題等內(nèi)容更是沒有接觸過。
針對上述問題，除了原計劃關(guān)于一階謂詞邏輯知識表示的4個課時之外，我們臨時增加了2個課時的課堂教學，為學生補充命題邏輯的語法和語義、公式可滿足性問題、Tableau判定算法、基于消解原理的判定算法等內(nèi)容。由于受到課時的限制，許多重要的結(jié)論及其證明過程無法在課堂上詳細闡述。
值得一提的是，由于研究課題的需要，我們組織部分研究生一起學習了John Bell和Moshe Machover撰寫的著名教材《A Course in Mathematical Logic》。在學習這本教材時，我們將研究生分為三個小組，讓各個小組自學該教材，對其中的引理、定理以及問題(Problem)進行證明或求解，然后在每周一次的學習班上使用黑板講解他們的證明或求解過程。在3個月的時間里，將這本教材中的第一章和第二章學完后，這些研究生的數(shù)理邏輯知識明顯上了一個臺階。在之后學習知識表示與知識推理的過程中，這部分研究生的學習效果也明顯好得多。在今后的教學中，我們希望計算機相關(guān)專業(yè)的研究生能夠先學習一門數(shù)理邏輯方面的課程，然后再學習知識表示與知識推理課程。
3 結(jié)語
關(guān)鍵詞：電氣工程訓練；電工電子技術(shù)；應用
引言
我國開展工程教育專業(yè)認證的目的是促進工程教育改革，加強工程教育實踐，進一步提高工程教育的質(zhì)量；建立與注冊工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認證體系；吸引工業(yè)界廣泛參與，進一步密切工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系；促進我國工程教育實現(xiàn)國際互認。
一、電氣工程訓練與電工電子技術(shù)教學現(xiàn)狀分析
（一）電氣工程訓練現(xiàn)狀
電氣工程訓練在電氣工程的實際教學過程中起著重要的作用。利用電氣工程培訓可以提高學生維護、管理和實際操作相關(guān)電氣工程實驗裝置、設備和工程技術(shù)的能力，這也是提高學生實踐能力的一個非常重要的途徑。在相關(guān)的教學過程中，電氣工程專業(yè)增設實訓課程的主要目的是讓學生接觸到一些實際的環(huán)境，對相關(guān)的操作和實驗步驟有一個基本的了解。電氣工程的培訓內(nèi)容一般包括實際操作和電氣電子技術(shù)、電氣安全常識等基礎知識。目前電子工程相關(guān)的培訓課程安排很不合理，缺乏相關(guān)的實踐內(nèi)容，讓學生學以致用。
（二）電工電子技術(shù)教學現(xiàn)狀
電工電子技術(shù)課程是一門涉及電工電子學基本知識和實踐技能的學科，是高職高專機電類專業(yè)必須掌握的一門專業(yè)基礎課程。電工電子專業(yè)與其他專業(yè)不同，其實踐性比較強，只有多進行實踐教學，才能讓學生更好地掌握所學知識。然而，在實際進行電工電子專業(yè)教學時，大部分教師依然采用傳統(tǒng)講授式的教學方式，即教學模式依然停留在概念講解、列舉實例與做習題三點一線的階段。電工電子專業(yè)理論知識本身比較復雜難懂，用這種傳統(tǒng)講授式的教學方式，學生只能被動性地接收教師所教知識，長時期的學模式下，學生對電工電子的學習積極性也會降低。盡管現(xiàn)階段大部分職業(yè)院校開始利用多媒體設備，播放課件進行電工電子教學，但很多教師由于專業(yè)素養(yǎng)比較低，很少根據(jù)學生的學習情況進行課件制作，多是從網(wǎng)上下載課件進行教學。在這種枯燥乏味的教學氛圍下，學生的創(chuàng)新能力與主動學習積極性難免會出現(xiàn)下降情況。
二、提高電氣工程訓練與電工電子技術(shù)教學效果的建議
（一）重視實踐教學，強化能力培養(yǎng)
強化實驗實踐教學，構(gòu)建“實驗教學、綜合實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練”三位一體的實踐教學體系。結(jié)合專業(yè)實際科學設置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合實踐模塊，充分挖掘模塊中的創(chuàng)新思維與創(chuàng)業(yè)能力提升的元素或內(nèi)涵。通過開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、學科競賽、學術(shù)報告、、專利和自主創(chuàng)業(yè)等情況均可折算學分，多修學分可以置換選修課程學分。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)實際，靈活設計課程見習、畢業(yè)實習（實訓）、社會實踐等活動；充分利用寒暑假時間靈活開展相關(guān)實習（實訓）、實踐活動；積極開展校內(nèi)外實踐協(xié)同育人，合作共建專業(yè)、實驗與實訓平臺，推動師資與課程等資源共享；鼓勵同國內(nèi)外知名學校開展學分互認、訪學、第二校園經(jīng)歷等類型多樣的交流學習。
（二）創(chuàng)建智能學習助理，提高學生學習針對性
在電子電工技術(shù)教學活動融入人工智能技術(shù)，創(chuàng)建互助式智能學習助理。該助理可根據(jù)用戶當前和歷史的學習行為，為用戶自動地提供相適應的學習內(nèi)容的重難、難點，同時實現(xiàn)智能批改、自動答疑等功能。這不僅增加了教學活動的趣味性，更發(fā)揮了學生的主觀能動性。智能學習助理還會對學生的學習態(tài)度和學習行為進行智能分析。智能學習助理要充分運用人工智能技術(shù)，依據(jù)學生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、實驗操作等模塊做出綜合分析與評估，給學生提出針對性的意見和建議，不斷提高學生的電子電工技術(shù)課程學習成績。智能學習助理要類似于“天貓精靈”“小愛音箱”等智能助手，涵蓋電子電工技術(shù)課程所需的學習資源，便于學生在學習過程實時搜索查詢。
（三）推進課程改革，強化以學生為中心
以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為出發(fā)點，以專業(yè)認證標準為指導，基于社會需求，以倒推的方式設計課程體系和教學內(nèi)容，加強橫向聯(lián)系，跨學科、跨專業(yè)建立基礎平臺課程，開展分層分類教學改革，加強縱向貫通，在不同模塊間開展教學研討。構(gòu)建“課程-能力”關(guān)系矩陣，突出課程設置與教學內(nèi)容對畢業(yè)要求達成的支撐作用，課程整合、課程、課程優(yōu)化、課程趨新，解決因人設課、課程內(nèi)容重復、課程內(nèi)容陳舊等問題，形成層層相扣、緊密支撐的課程結(jié)構(gòu)。
（四）以任務驅(qū)動進行教學設計教學設計是為了實現(xiàn)課程的教學目標，依據(jù)課程內(nèi)容、學生特征和環(huán)境條件，將教學諸要素有序安排，確定合適的教學方案的設想和計劃。本課程針對8個不同的項目，依據(jù)行為導向原則，以任務為最小單元，將每個任務按照資料獲取、任務方案設計、任務的實施與測試、任務評價的完整過程進行。職業(yè)院校的學生最大的弱點就是理論基礎薄弱，如何貫徹好職業(yè)教育“實用為主，夠用為度”的原則，是值得深思的。很多職業(yè)項目化課程在設計過程中過度弱化了理論知識的傳授，導致很多學生沒有形成系統(tǒng)的理論知識，無法舉一反三。因此，教學項目設計過程中注重理論教學與實踐教學一體化，匹配本門課程知識能力目標和專業(yè)能力目標。
【2012年學習技術(shù)發(fā)展趨勢】Backchannel（反向通道），Content Curation（內(nèi)容策展），Developing in the Cloud（云發(fā)展），Expanded Instructional Designer’s Role（教學設計者角色擴展），F(xiàn)lipped Learning（翻轉(zhuǎn)學習），Gamification（游戲化），HTML5 for Mobile（移動HTML5），New Blended Learning（新混合學習）。
【在線教育十大趨勢】走向開源；在線教育文憑得到雇主認可；混合課堂流行；在線教育招生規(guī)模呈幾何級數(shù)增長；數(shù)據(jù)共享、協(xié)作功能；課本將漸被數(shù)字內(nèi)容系統(tǒng)取代；社會化學習系統(tǒng)將基于云計算；視頻短片流行；新的教育信息技術(shù)將基于云計算；教育網(wǎng)絡的社交媒體化。
【學校需關(guān)注的個性化學習技術(shù)趨勢】報道。①云協(xié)作環(huán)境幫降低IT基礎設施成本和構(gòu)建智能化個人學習環(huán)境；②跨平臺整合，教育服務商從應用提供轉(zhuǎn)變到平臺整合；③移動需求猛增，BYOD將發(fā)揮更大的作用；④提供個性化學習體驗的自適應學習更受歡迎；⑤游戲化讓學習和獲取知識的方式發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。
【教育是媒體公司開拓的新領域】電影、電視、報紙和雜志都面臨業(yè)務下滑的危險，現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務拓展領域——教育，這得益于技術(shù)被引進到教室。Discovery、新聞集團、NBC、迪士尼都開始押寶于數(shù)字化教育市場。傳統(tǒng)媒體公司的進入，勢必會為數(shù)字化教育帶來巨大的資源，推動著教育的更深的變革和發(fā)展。
博主評論：最好的學習是個性化學習。可是，由于客觀條件的限制，在傳統(tǒng)教育中很難實現(xiàn)讓每個孩子都進行個性化的學習。這些客觀因素概括起來就是：體制、資源、技術(shù)等。批量生產(chǎn)人才導致的工廠化教學，對教育的投入不足導致學校人力物力缺乏等——這些都是大家知曉卻無能為力的因素。就在大家都在等政策，拼資源的時候。技術(shù)作為影響教育的第三種力量開始引發(fā)前所未有的變革，形成了教學發(fā)展的新趨勢。從云計算到智能終端，我們看到技術(shù)正走向平民化，以低廉的價格讓普通人受益。而教育作為技術(shù)最后開墾的一個市場，讓這個缺錢的行業(yè)成為新技術(shù)輸出的新領域。于是我們看到了——低成本云服務，媒體集團豐富的教學資源，BYOD輕松解決1：1計算困境；也有了MOOCS、數(shù)字教材等技術(shù)專為教育催生的應用；更出現(xiàn)了“新混合學習”、“翻轉(zhuǎn)學習”、“移動學習”等諸多新的學習方式。而這些技術(shù)力量正邁過體制和資源的藩籬，刺激著教育變革的神經(jīng)。
新研究
【21世紀技術(shù)革新教育之個性化學習成為現(xiàn)實】為了讓教學更有效，教師要先了解學生，最好的辦法是使用技術(shù)來收集分析數(shù)據(jù)告訴我們學生的情況，并使用這些數(shù)據(jù)來針對性地創(chuàng)建學生個性化學習的路徑。這就是自適應學習系統(tǒng)。據(jù)美國教育部最近研究，基于技術(shù)的教學能節(jié)約30%～80%的時間。（來自赫芬頓郵報）
【移動設備+社會化媒體=個性化學習】由Blackboard和Project Tomorrow移動學習報告：近50%高中生和40%初中生有智能手機或平板電腦。比2007年增長400%。尋找移動設備更廣泛應用，是K12學生關(guān)鍵的機遇和挑戰(zhàn)。越來越多學校學區(qū)考慮在教學中整合移動設備。27%的學校管理人員正在探索地移動學習想法。
【Learning Analytics-學習分析】學習分析就是對收集到的個體學生的大量數(shù)據(jù)給出闡釋，以評估學業(yè)過程，預測未來表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)潛在問題：①預測學生學業(yè)表現(xiàn)；②當學生遇到學習困難時給予定制化幫助；③個性化每位學生的學習過程；④用社會化、教育學和技術(shù)實現(xiàn)自適應教和學。此外，它還被用來評估課程，項目和機構(gòu)。
【人工智能進入教育】人工智能和教育是AI、研究、學習和教育的交叉領域。智能教學系統(tǒng)、智能學習環(huán)境、自適應超媒體系統(tǒng)及其他計算機支持的協(xié)作學習系統(tǒng)等都被歸為人工智能與教育領域。SCHOLAR CAI是有史以來第一個智能教學系統(tǒng)，由美國艾倫.M.柯林斯和海梅·卡博內(nèi)爾在20世紀70年明。
【翻轉(zhuǎn)課堂到底有什么價值？】ClassroomWindow近日了翻轉(zhuǎn)課堂應用調(diào)查報告：①88%的受訪教育人士表示翻轉(zhuǎn)課堂提高了他們的職業(yè)滿意度；②67%的受訪者表示學生考試成績得到提高；③80%聲稱學生的學習態(tài)度得到改善；④99%表示下一年將繼續(xù)采用翻轉(zhuǎn)課堂的教育模式。
【游戲如何使教育更好】增強基本技能、喚醒學生興趣、練習科學流程、提高認知能力、更容易評價、自動矯正、擴展學習者能力、學生應用知識新途徑、支持協(xié)作學習。來自2012布魯金斯研究所報告《博客、社交媒體和視頻游戲如何改善教育》作者Darrell M. West。
博主評論：表面上看，現(xiàn)在正經(jīng)歷一場由技術(shù)驅(qū)動的教育變革，實際上這是時代進步中各種力量合力產(chǎn)生的影響。特別是來自教育內(nèi)部對教育規(guī)律進行的深入研究起著根本性的作用。通過這一系列的研究我們發(fā)現(xiàn)技術(shù)與教育結(jié)合產(chǎn)生的新學習方式效果明顯；并揭示了學習分析、自適應學習的應用價值，即讓教育界幾千年的難題——個性化學習、因材施教成為現(xiàn)實；也表明技術(shù)不再是輔助工具，已經(jīng)進入新教育的骨髓。
新工具
【Knewton開發(fā)出強大的自適應學習算法】該算法能判斷用戶實際水平，并為用戶提供與其水平相適應的課程。Knewton通過不斷的提問和測試判斷使用者的真實水平，再為用戶提供與之水平相適合的課程輔導。比如，用戶代數(shù)有問題，系統(tǒng)會不斷降低測試難度，直到找到用戶能掌握的知識水平。
【戴爾推出教育數(shù)據(jù)管理服務】這個基于預測分析的決策支持系統(tǒng)——EDM，目的是提高K12學生的學習成績和學校效率。EDM能整合來自多個不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，報告學生的表現(xiàn)和成績。該系統(tǒng)在地區(qū)層面工作，可跟蹤學生數(shù)年及跨校表現(xiàn)，可幫助家長和學校識別學生的特殊需要、興趣、能力傾向，以提高學生學習成績。
【創(chuàng)新的虛擬學校】許多初創(chuàng)公司都在爭搶一塊免費在線學習餡餅，不過現(xiàn)實是，更多的學生需要個性化教學。創(chuàng)新的混合解決方案讓人眼前一亮：虛擬學習教室模擬傳統(tǒng)教室，用iPad演示和書寫、Kinect捕捉教師動作進行小班授課，學生不僅從教師還能從虛擬小組的同伴處獲得實時指導和幫助。
【Schoology=BlockBoard+FaceBook】Schoology在線學習將社交媒體和電子課堂管理有機整合在一起，提供全套學習管理工具：學習記錄、測驗、考試、家庭作業(yè)提交，這些工具可使用戶通過社交媒體實現(xiàn)教室般互動。平臺甚至還提供跨學校交流，允許學校間分享教室、小組討論，支持外部導入課程。
【Edmodo增加教師集中進行課程創(chuàng)建的工具】Edmodo旨在幫助K12學校和學區(qū)創(chuàng)建封閉的網(wǎng)上學習社區(qū)，實現(xiàn)師生和家長的溝通和協(xié)作。教師用它分配、批改作業(yè)。學生用它訪問項目、作業(yè)、測驗。現(xiàn)增加教師集中進行課程創(chuàng)建的工具，類似于國內(nèi)的集體備課；還有跨學科教師主題協(xié)作，增強的交流反饋，活動流程圖等。
【eSpark另辟蹊徑成功】eSpark本質(zhì)是一個教育應用商店，收錄超過3000個應用和學習資源。eSpark又不僅是教育應用商店，學生登錄eSpark，經(jīng)過學業(yè)分析診斷出學生學業(yè)水平，然后推薦最適合學生的游戲、電子書、APP；同時使用過程中將會有專人輔導監(jiān)護，用數(shù)據(jù)分析幫助學生，成績增幅是傳統(tǒng)學習進度的2～5倍。
【IL&FS教育推出虛擬實驗APP】Xperica HD是基于iPad的虛擬科學實驗室應用程序。該程序針對高中理科學生開發(fā)，為iPad用戶帶來觸摸體驗各種有趣科學實驗，加深對學習內(nèi)容的理解。基本應用和實驗模塊免費，更多實驗模塊需要購買。iphone版還未上線。
博主評論：顯然，教育領域正成為科技行業(yè)破壞性創(chuàng)新的新疆界。一些在其他領域成熟的技術(shù)正在以不同的搭配方式巧妙地融合到學習中，并在轉(zhuǎn)變學習方式、降低學習成本，提高教學效率等方面顯示出巨大的力量。例如，新的在線學習工具，課程和學習管理平臺，課堂教學工具，數(shù)據(jù)分析工具和自適應學習算法等。
新實踐
【混合學習成最差學校利器】克萊默中學是華盛頓特區(qū)最差的學校之一，為改變現(xiàn)狀，校長夸梅·西蒙斯決定在2012～2013學年采用混合學習模式，以滿足學校發(fā)展五年戰(zhàn)略計劃。該校選定Adaptive Curriculum提供的在線數(shù)學和科學課程。學生在校的50%時間上傳統(tǒng)課，其余時間在線學習。
【國內(nèi)的BYOD實踐】經(jīng)過調(diào)查，嘉定區(qū)實驗小學發(fā)現(xiàn)100多個小學一年級學生有iPad，學校遂開出了兩個“蘋果班”，一共90個學生。這兩個班學生可用自帶iPad上課，回答問題，回家做練習。小學生用起來得心應手，用現(xiàn)成iPad不增加負擔，語數(shù)外都會用iPad教，防止因iPad分心，家長學校簽協(xié)議。
【弗吉尼亞州頒發(fā)強制在線學習法律】2013年秋天開始，所有學生必須完成一門在線課程才能高中畢業(yè)。弗吉尼亞州是繼密歇根州、阿拉巴馬州、佛羅里達州和愛達荷州之后，成為美國第五個強制在線學習的州。第一個是密歇根州，在2006年，其次是阿拉巴馬州在2008年。
【斯里蘭卡啟動每位學生一臺筆記本電腦項目】該項目已經(jīng)啟動，計劃在2014年為六年級到高中的學生配備筆記本電腦，用數(shù)字技術(shù)武裝年輕一代。為此將在漢班托塔地區(qū)建立一個計算機制造工廠。這些用于教育的筆記本電腦除了安裝相關(guān)軟件外，還提供數(shù)字教科書和教師手冊。這將極大提高該國教育水平。
【iPad取代傳統(tǒng)互動電子白板】南加州瓦爾豪園聯(lián)合學區(qū)為800多名教師配備了Splashtop白板程序，鼓勵他們用iPad控制和批注PC電腦上的內(nèi)容。傳統(tǒng)互動電子白板教師和學生必須要到講臺前才可用。現(xiàn)在師生在座位上通過手中iPad用Splashtop白板程序即可把需要的內(nèi)容顯示到大屏幕。
【自適應數(shù)學學習系統(tǒng)】上海基地附中。3000多個知識點，配合相關(guān)題目，讓學生們在電腦系統(tǒng)內(nèi)進行答題，當遇到做錯的題目時，系統(tǒng)自動推送上一層知識點的有關(guān)題目，從而提升學習效率。教師通過查看系統(tǒng)統(tǒng)計，能夠準確地知道個別學生對某一個知識點的理解不到位。
【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；高等教育；機遇和挑戰(zhàn)
0.引言
數(shù)據(jù)是指一切保存在電腦中的信息，包括文本、聲音、視頻等。“大數(shù)據(jù)”是一股新的技術(shù)浪潮，也是逐步形成的歷史現(xiàn)象，其具體是指隨著信息存貯量的增多，人類在實踐中逐漸認識到，通過數(shù)據(jù)的開放、整合和分析，能發(fā)現(xiàn)新的知識、創(chuàng)造新的價值，從而為社會帶來“大科技”、“大利潤”、“大智能”和“大發(fā)展”等新的機遇。大數(shù)據(jù)之“大”，并不在于其表面的“大容量”，而在于其潛在的“大價值”。大數(shù)據(jù)之所以被稱為革命性現(xiàn)象的根本原因，因為從本質(zhì)上來說，它標志著我們?nèi)祟惿鐣趶男畔r代經(jīng)由知識時代快速向智能時代邁進，并給普通高等學校發(fā)展帶來的新機遇和挑戰(zhàn)[1]。
1.大數(shù)據(jù)給普通高等學校發(fā)展帶來的機遇和挑戰(zhàn)
大數(shù)據(jù)，使教師面臨挑戰(zhàn)，使學科專業(yè)設置和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)面臨挑戰(zhàn)；大數(shù)據(jù)為大學管理的精細化個性化服務提供了工具；大數(shù)據(jù)給科研帶來顛覆性的影響。
1.1教師面臨的挑戰(zhàn)
智能學習平臺只是大數(shù)據(jù)大潮在教育領域掀起的一朵浪花。如著名的在線教育公司Coursera，已經(jīng)和普林斯頓、伯克利、杜克、香港理工等全世界30多所大學達成協(xié)議，通過其平臺免費開放課程。如今這些學校的課程可以實現(xiàn)全球幾十萬人同步學習。分布在世界各地的學習者不僅可以在同一時間聽取同一位老師的授課，還和在校生一樣，做同樣的作業(yè)、接受同樣的評分和考試[2]。
這種學習平臺的崛起，在美國引起了廣泛的關(guān)注和激烈的討論。其中的原因，是因為該平臺已經(jīng)不是一個鏡頭、一段視頻那么簡單，而能對學習者的學習行為自動進行提示、誘導和評價，從而彌補沒有老師面對面交流指導的不足。例如，通過記錄鼠標的點擊，計算機能夠記錄你在一張幻燈片上停留的時間，判別你在答錯一道題之后有沒有回頭復習，發(fā)現(xiàn)不同的人對不同知識點的不同反應，從而總結(jié)出哪些知識點需要重復或強調(diào)，哪種陳述方式或?qū)W習工具在哪種情況下最有效等規(guī)律。
不難發(fā)現(xiàn)，該平臺之所以強大，正是因為大數(shù)據(jù)。單個個體學習行為的數(shù)據(jù)似乎是雜亂無章的，但當數(shù)據(jù)累積到一定程度時，群體的行為就會在數(shù)據(jù)上呈現(xiàn)一種秩序和規(guī)律。通過收集、分析大量的數(shù)據(jù)，就能總結(jié)出這種秩序和規(guī)律，然后有的放矢，對不同的學習者提供有針對性的幫助。
這種智能學習平臺將會給教育行業(yè)帶來怎樣的影響。學校曾經(jīng)是最重要的教育資源，好的學校更是異常稀缺，由于這種智能平臺的普及，在不遠的將來，名校將人人可上，也就是說，如果應對得當，中國教育資源匱乏的問題將很快得到有效緩解。對個人來說，隨時隨地地學習、終身學習都將成為可能，例如，高中生可以嘗試大學的課程，離開了校園的人，也可以登錄在線平臺再和在校生一起聽課。這些都是教育工作者探討多年、孜孜以求的夢想。但硬幣的另一面，是中國的教育行業(yè)要面對更加激烈的全球化競爭和挑戰(zhàn)。過去，是學生爭學校；將來，可能是學校在全球范圍中爭奪學生。發(fā)達國家的一流大學會擠壓發(fā)展中國家普通大學的生存和發(fā)展空間，普通大學該如何來吸引生源？它們會不會因此衰落？既然最好的教學視頻等學習資源都可以免費獲得，教師的角色又需不需要調(diào)整？又該如何調(diào)整？這些問題，都是大數(shù)據(jù)時代催生的重大挑戰(zhàn)。
1.2學科專業(yè)設置和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)
網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)在科學和技術(shù)上的突破，將可能誕生出數(shù)據(jù)服務、數(shù)據(jù)材料、數(shù)據(jù)制藥等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[3].網(wǎng)絡數(shù)據(jù)科學與技術(shù)的突破意味著人們能夠理清數(shù)據(jù)交互連接產(chǎn)生的復雜性，掌握數(shù)據(jù)冗余與缺失雙重特征引起的不確定性，駕馭數(shù)據(jù)的高速增長與交叉互連引起的涌現(xiàn)性（Emergence），進而能夠根據(jù)實際需求從網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中挖掘出其所蘊含的信息、知識甚至是智慧，最終達到充分利用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)價值的目的.涌現(xiàn)性是指由低層次的多個元素構(gòu)成高層次的系統(tǒng)時展示出的每個單一元素所不具備的性質(zhì).網(wǎng)絡數(shù)據(jù)不再是產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)上產(chǎn)生的副產(chǎn)品，相反地，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)已成為聯(lián)系各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵紐帶.通過對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)紐帶的分析與掌握，可以降低行業(yè)成本、促進行業(yè)效率、提升行業(yè)生產(chǎn)力.因此，可以預見，在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的驅(qū)動下，行業(yè)模式的革新將可能催生出數(shù)據(jù)材料、數(shù)據(jù)制造、數(shù)據(jù)能源、數(shù)據(jù)制藥等一系列戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)，使高等教育學科專業(yè)設置和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)面臨挑戰(zhàn)。
1.3大數(shù)據(jù)為大學管理的精細化個性化服務提供了工具
教育是在生活中實現(xiàn)的，不在生活中實現(xiàn)的教育不是真正的教育，學校教育更需要“終極關(guān)懷”。華東師范大學一位女生節(jié)食減肥，很少在校內(nèi)用餐，學校通過困難生預警系統(tǒng)察覺到其飯卡消費值較低，便發(fā)送了一條短信，詢問是否有經(jīng)濟困難，是否需要幫助。這位女生收到短信，感到非常溫暖，便發(fā)了一條“華師大少女減肥減出人文關(guān)懷”微博，結(jié)果被網(wǎng)友紛紛轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)友們稱贊學校“通過對數(shù)據(jù)的挖掘、應用，更貼心地服務學生、關(guān)愛學生”，“讓冰冷的數(shù)字有了人性美！”這一事件至少告訴人們，大數(shù)據(jù)為大學管理的精細化服務提供了工具，有助于學校實現(xiàn)“終極關(guān)懷”[4]。
1.4大數(shù)據(jù)給科研帶來顛覆性的影響
科技創(chuàng)新實質(zhì)上是科學研究方法的創(chuàng)新，數(shù)據(jù)科學帶給大家改變探索世界的新方法――從大量的數(shù)據(jù)中，揭示世界運行的規(guī)律。新方法體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的三個特征中。
大數(shù)據(jù)在舍恩伯格看來，一共具有三個特征：全樣而非抽樣，效率而非精確，相關(guān)而非因果。
第一個特征非常好理解。在過去，由于缺乏獲取全體樣本的手段，人們發(fā)明了“隨機調(diào)研數(shù)據(jù)”的方法。理論上，抽取樣本越隨機，就越能代表整體樣本。但問題是獲取一個隨機樣本代價極高，而且很費時。人口調(diào)查就是典型一例，一個稍大一點的國家甚至做不到每年都一次人口調(diào)查，因為隨機調(diào)研實在是太耗時耗力了。
但有了云計算和數(shù)據(jù)庫以后，獲取足夠大的樣本數(shù)據(jù)乃至全體數(shù)據(jù)，就變得非常容易了。谷歌可以提供谷歌流感趨勢的原因就在于它幾乎覆蓋了7成以上的北美搜索市場，而在這些數(shù)據(jù)中，已經(jīng)完全沒有必要去抽樣調(diào)查這些數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)倉庫，所有的記錄都在那里躺著等待人們的挖掘和分析。
第二點其實建立在第一點的基礎上。過去使用抽樣的方法，就需要在具體運算上非常精確，因為所謂“差之毫厘便失之千里”。設想一下，在一個總樣本為1億人口隨機抽取1000人，如果在1000人上的運算出現(xiàn)錯誤的話，那么放大到1億中會有多大的偏差。但全樣本時，有多少偏差就是多少偏差而不會被放大。諾維格，谷歌人工智能專家，在他的論文中寫道：大數(shù)據(jù)基礎上的簡單算法比小數(shù)據(jù)基礎上的復雜算法更加有效。
數(shù)據(jù)分析并非目的就是數(shù)據(jù)分析，而是有其它用途，故而時效性也非常重要。精確的計算是以時間消耗為代價的，但在小數(shù)據(jù)時代，追求精確是為了避免放大的偏差而不得已為之。但在樣本=總體的大數(shù)據(jù)時代，“快速獲得一個大概的輪廓和發(fā)展脈絡，就要比嚴格的精確性要重要得多”。
第三個特征則非常有趣。相關(guān)性表明變量A和變量B有關(guān)，或者說A變量的變化和B變量的變化之間存在一定的正比（或反比）關(guān)系。但相關(guān)性并不一定是因果關(guān)系（A未必是B的因）。
亞馬遜的推薦算法非常有名，它能夠根據(jù)消費記錄來告訴用戶你可能會喜歡什么，這些消費記錄有可能是別人的，也有可能是該用戶歷史上的。但它不能說出你為什么會喜歡的原因。難道大家都喜歡購買A和B，就一定等于你買了A之后的果就是買B嗎？未必，但的確需要承認，相關(guān)性很高或者說，概率很大。
舍恩伯格認為，大數(shù)據(jù)時代只需要知道是什么，而無需知道為什么，就像亞馬遜推薦算法一樣，知道喜歡A的人很可能喜歡B但卻不知道其中的原因。
越來越多的事物不斷的數(shù)字化。使得人們可以從大量的數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)隱藏的自然規(guī)律、社會規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律。從這個角度來看，大數(shù)據(jù)將拓展人類的視野。
大數(shù)據(jù)給科學和教育事業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的機會，同時也提出了前所未有的挑戰(zhàn)。它將對現(xiàn)有的科研和教學體制帶來大幅度的變革，對科學與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)系、科學與社會之間的關(guān)系帶來大幅度的變革。
事實上，數(shù)據(jù)科學還帶給大家觀察世界的新方法――從大量的數(shù)據(jù)中，揭示世界運行的規(guī)律。2008 年《連線》雜志主編克里斯？安德森就指出“數(shù)據(jù)爆炸使所有的科學研究方法都落伍了”，用一系列的因果關(guān)系來驗證各種假設和猜想的研究范式已經(jīng)不實用了，如今它已經(jīng)被無需理論指導的純粹的相關(guān)關(guān)系研究所取代。安德森指出：“現(xiàn)在已經(jīng)是一個有海量數(shù)據(jù)的時代，應用數(shù)據(jù)已經(jīng)取代了其他的所有學科工具。而且只要數(shù)據(jù)足夠多，就能說明問題。如果你有一拍字節(jié)的數(shù)據(jù)，只要掌握了這些數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，一切就都迎刃而解。
人們在研究自然語言處理方面走過的彎路，為安德森的觀點提供了有利的證據(jù)。20 世紀50 年代，幾乎所有的科學家都認為如果讓計算機來充當翻譯，就必須像人一樣，讓他理解詞句的含義。于是提出人工智能的概念，讓計算機來學習的人類的各種規(guī)則。這種方法很快在70 年代走到了盡頭。但是基于大量數(shù)據(jù)、運用概率模型的統(tǒng)計語言學的出現(xiàn)使得自然語言處理柳暗花明。如果沒有這些概率統(tǒng)計模型，風靡一時的Siri（個人語音處理）等應用，就不可能實現(xiàn)。
2.結(jié)語
大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，對大數(shù)據(jù)進行合理的分析，管理和應用必將會推動普通高等學校的大發(fā)展，當然也會為社會提供更多的利益和創(chuàng)新性成果。
【參考文獻】
[1]趙國棟，易歡歡，糜萬軍，鄂維南.大數(shù)據(jù)時代的歷史機遇―產(chǎn)業(yè)變革與數(shù)據(jù)科學[M].北京：清華大學出版社，2013.
[2]舍恩伯格.大數(shù)據(jù)時代[M].浙江人民出版社，2013.
