中小学人工智能教学案例篇（1）

本文结合人工智能课程的特点以及自己教学与研究的实践，对本课程的教学进行一些探讨，以期改进人工智能课程教学方法，达到提高本课程教学质量的目的。?? 

一、兼顾课程内容的统一性和差异性?? 

人工智能课程的核心内容主要集中在对基本概念、基本原理、基本方法和重要算法及其应用的认识和理解上，尽管各种基本概念、原理、方法和算法在一定程度上自成体系，但是它们之间又存在着许多内在联系和规律。从这一点来看，人工智能课程与其他很多计算机课程是不同的，这就要求人工智能课程的授课要具有自己的特色。? 

知识表示、知识推理、知识应用是人工智能课程的三大内容，解决任何一个人工智能问题都离不开两个步骤，即知识表示和问题求解。由此，人工智能课程从总体结构上就有了一个比较清晰的脉络，即首先必然要学习各种知识表示方法，然后是利用这些知识进行推理，进而实现知识应用，最终达到问题求解的目的。问题求解又分为基本的问题求解方法和高级问题求解方法。图搜索策略、启发式搜索、消解原理以及规则演绎系统等都属于基本的问题求解方法。计算智能、专家系统、机器学习、自动规划等属于高级问题求解方法。? 

同时，人工智能课程某些章节或者某些方法算法在一定程度上又自成体系。例如，各种不同的知识表示方法不管是数据结构还是表示形式都完全不相同。又例如，人工智能有许多不同的学派［2］，本课程往往同时会介绍不同学派的算法，这些学派在人工智能的基础理论和方法、技术路线等方面是完全不同的，甚至是对立的。? 

这些都要求我们在教学过程中不仅要强调人工智能课程理论的统一性和完整性，又要兼顾各学派的特点，尊重甚至调动学生们对不同人工智能学派及其方法的兴趣。在编写和选用教材时也要注重这一点，我们选用的是蔡自兴教授编写的《人工智能及其应用》系列教材［1,2］，该教材以逻辑主义学派为主线，兼顾引进其他学派的精华内容，具有较强的科学性。 

??二、实施分层次教学?? 

各高校一般同时为计算机相关专业的本科生和研究生开设了人工智能课程，甚至有的非计算机类专业也开设有人工智能课程。不同层次的学生对人工智能课程要求掌握的程度不同，我们首先明确本科生和研究生以及非计算机类专业学生的教学目的和教学内容，做到分层次设计人工智能课程教学?过程。? 

本科阶段的人工智能课程课时量较少，本科层次只需要做到对大部分人工智能概念和算法了解、认识，少部分达到理解层次。本科生一般都是在高年级（三年级下期或者四年级上期）开设人工智能课程，这时已有不少学生准备继续读研或者已经被保研，因此在兼顾全体学生教学层次的同时，要注意给这部分学生足够的相关参考书目，让他们能够利用课余时间广泛深入了解人工智能相关算法，老师在课后还应和他们进行充分讨论，培养他们对人工智能的特别兴趣。? 

非计算机类专业的学生往往需要学习如何利用人工智能知识解决该专业领域内的问题，因此在教学中要尽量有专业针对性地进行教学。例如针对农科类专业，在教学专家系统过程中，我们要求学生参考北京农业信息技术研究中心开发的农业专家系统开发平台（paid5?0）理解并开发与本专业领域相关的简易农业专家系统。? 

给研究生开设人工智能课程要求做到概念理解，基本算法精通，即要求全面、系统地掌握人工智能的基本概念、基本原理、典型方法和若干应用实例，并且能灵活运用所学知识阐述解决实际问题的方法和途径。课程教学中要致力于培养学生分析问题与解决问题的能力，要求研究生将人工智能方法与自己的研究方向相结合，用人工智能方法解决所研究课题中的实际问题，并撰写相关的课程论文，以小型研讨会的形式进行报告交流。实践证明，我们的研究生的人工智能教学效果明显提升，成效突出。 

??三、案例驱动，寓教于乐?? 

采用案例教学是为了充分调动学生的学习兴趣，增强学生学习的自觉性［3］。通过案例教学能把枯燥的人工智能理论知识具体化、形象化，可以使学生更加感性地理解课堂教学内容。这些案例都是以教师所从事的科研项目中的实际应用环境为背景进行阐述的，让学生能在实际环境中理解概念和知识，学会利用人工智能知识去分析和解决实际问题。在教学过程中要选择学生容易接受的案例，体现理论联系实际的特色，激发学生的兴趣。? 

例如，在讲授“计算智能”内容时，我们结合黄河三门峡和小浪底水库水沙联合智能调度系统［4］进行讲解。综合三门峡水库和小浪底水库防洪运用的基本原则、历年调度方案、专家的经验、历年数据和现有的调水调沙数学模型，分别利用模糊决策、神经网络、遗传算法及综合集成方法来实现三门峡、小浪底水库水沙联合调度。? 

又例如为了让学生走近机器人，我们进行了一场机器人展示课，将研究所现有的MOROCS?1（中南一号智能移动机器人）、ASR（广茂达）、AmigoBot（自主移动机器人）、CanDroid（罐头机器人）、MD?375 Rover（人控漫游车）、Fokker D7（人控飞机，1:72）、Rockit OWI?769K（声按、压控火牛机器人）、Hexapod Monster（六足爬行机器人）、Hubo（多机能歌舞机器人）等各类机器人全部拿出来给学生做了功能演示［5］。亲眼看到这么多机器人，同学们都非常兴奋，对人工智能课程的兴趣高涨。? 

在进行案例教学时，引导学生带着问题和求知欲望深入理论的学习，让学生在案例中寻找问题的答案并获取知识。在讲授利用神经网络进行水库调度时，引导学生分析如何确定神经网络的输入端数据，什么是泛化能力以及如何提高神经网络的泛化能力。? 

为了巩固所学内容，可以让学生组成讨论小组对教师提出的论题进行讨论，分小组阐述自己的观点，这样有助于提高学生学习的主动性，还有助于培养学生思考问题的能力和提高理论教学的效果。案例教学的关键在于引导学生利用所学到的理论知识去解释、分析和解决现实案例中的问题，以达到训练学生理论运用和深入理解理论知识的目的。? 

此外，我们挑选了机器人足球、拖拉机扑克牌、中国象棋、五子棋等普遍受人喜爱的智能游戏，让学生亲手设计小型智能游戏软件，在设计的过程中掌握高深的人工智能理论知识，让学生学得会、用得上、记得牢。 

??四、结语?? 

以上谈到的一些教学方法是我们在教学过程中总结体会比较深刻的方面，以供探讨。事实上，要进一步提高人工智能课程的教学质量，还有很多方面需要改革和加强。如不断强调人工智能教师的专业素质，要求他们在讲授好人工智能课程的同时，努力提升出自身的专业素质，给学生一个良好的专业素质导向。其次，在人工智能课程教学过程中还需要有培养实用型人才的教学理念，特别是注重培养有创新意识的实用型人才。注重培养学生的质疑能力，只有通过质疑和提出问题，学生的创新意识才能够得到不断强化，创新思维能力才能够得以不断提高。? 

人工智能学科是一门非常年轻、又非常前沿的学科，有其自身的突出特点，人工智能课程教学必然与其他计算机专业课程教学不同，需要更多的从事人工智能教学的教师在自身的教学实践中不断积累经验，进行广泛的教学交流。 

 

参考文献? 

［1］ 

蔡自兴, 徐光祐. 人工智能及其应用(第三版)(研究生用书)［M］. 北京: 清华大学出版社， 2004（8）: 1-4.? 

［2］蔡自兴, 徐光祐. 人工智能及其应用(第三版)(本科生用书)［M］. 北京: 清华大学出版社， 2003（8）:288-290.? 

中小学人工智能教学案例篇（2）

二、智能交通案例选编原则

根据案例教学的特点，面向智能交通产业的教学案例必须满足以下几个准则：

（一）真实性。所有教学案例均取材于实际，来自本领域教学团队和山东交通学院智能交通研究所各类相关科研项目，为了便于学生的理解，尽量采用当地的项目，大部分同学对当地城市或区域比较熟悉，有一定的日常认知，这样的案例更容易在学生中引起共鸣。

（二）典型性。所选案例与领域教学内容紧密相关，紧紧围绕教学内容中所涉及的思想、理论、原理、实践方法、观点，让所学理论知识尽可能体现在案例分析之中。针对不同难度和重点度的知能点，选取和设计不同量级的教学案例。一般原则是重点度高越高，案例量越大，便于多角度全方位展开教学。难度越大，案例难度越低，便于由浅入深说明问题。

（三）完整性。根据岗位知能矩阵和知能演化表，结合学科知识体系，选取案例教学的知能点，并对各知能点做出难度和重点度标定。智能交通领域涉及到交通、电子信息、计算机等多门学科，知识点多而杂，对不同知识需求做出区分评价，便于具体案例实施。

（四）适应性。面向智能交通产业的案内容必须适应具体教学环节的需要，考虑学生的现有知识基础，做到难易适中、专业对口和对象适合，满足不同专业对象的特殊需要。单一知能点设计简单案例，相近知能点设计系列案例，复杂知能点设计综合案例，完成复杂工程的逆向实施。多个简单案例，随着教学过程进展，组合为综合案例，便于学生循序渐进，逐层次掌握。

（五）有效性。采集和汇总整理大量的产业工程实例，做初步分析。剔除小概率出现的特例情景，注意区别同类技术在不同场景下的应用差异。注意比较城市交通与城际交通的异同点，按照信息采集、信息处理、信息的逻辑关系，分类整理，区分不同岗位对同类技术的需求差异，建立岗位――知能矩阵和知能演化表，明确学生培养在不同阶段达到的知能水平。

三、智能交通领域案例库构建

科学地构建专业课程体系对于智能交通?I域学生建设具有重要意义。山东交通学院交通运输专业从培养学生的综合能力出发，构建了智能交通领域的课程体系并进行了教学实践，取得良好的效果。

（一）成立案例编审委员会和案例调查、编制的职能部门

鉴于目前尚无法成立智能交通案例编审委员会和案例调查、编制的职能部门，笔者课题组确定参与案例库建设的主要是智能交通领域的任课教师，同时也适当外聘山东高速、齐鲁交通发展集团、济南交警等从事相关智能交通领域的专家共同参与。所有人员统一思想，正确认识，积极参加学习、讨论与培训，通过学习、讨论与培训，使参与人员明确了自身工作目标、工作要求和工作意义，转变教学观念，主动适应教学改革的要求。

（二）制定标准格式，规范质量要求

为保证案例的多样性、全面性和规范统一，所有案例在正式列入智能交通产业案例库之前，都需经过反复斟酌、认真讨论，符合案例选择的原则。同时要根据教学要求、教学设计制定案例库的编写格式和内容标准，全面保证案例库的编写质量。

结合智能交通领域案例教学改革的实际需要，智能交通案例库由3个子库构成：教师用教学案例库、学生用教学案例库、案例参考答案库[1]。

1.教师用教学案例库

为了便于以后计算机数据库化管理案例，借鉴数据库中表的记录与字段模式，每个教学案例设计格式为：①编码；②案例名称；③相关教学章节；④案例背景知识；⑤案例正文；⑥相关问题；⑦应学习掌握的相关知识；⑧讨论；⑨参考资料。案例编码可由电脑自动生成；案例名称是案例的标识，要求简短、明确、主题突出，反映案例的内容和特色；案例背景知识是进行案例分析前的必要准备，包括发生背景、相关知识等；案例正文是案例的主体，要求教师根据案例选编原则，利用案例原始资料结合智能交通领域相关教学要点进行整理和编写；为了使教学发挥问题驱动学习的作用和更具针对性，教师需要针对案例提出问题，组织智能交通知识原理分析问题、解决问题从而提高学生的实践能力，达到教学要求；对于案例所涉及的应学习掌握的相关知识，要求教师根据教学大纲，按掌握、熟悉、了解的不同层次写清该案例涉及的主要知识点及要求，该部分内容与提出问题部分相辅相成，形成一体；在此基础上教师还可结合案例，在讨论中列出可进一步学习的知识内容，以开阔学生视野，培养学生自我学习、自我研究，发现问题、解决问题的能力。参考资料部分主要列出与本案例相关的课程学习章节和其他学习参考资料。

设计教师用教学案例库旨在满足教师备课和开展案例教学的需要，所以编写这种教学案例库的过程基本上反映了智能交通领域开展案例教学时教师备课的全貌。

2.学生用教学案例库

学生用教学案例库的设计同样借鉴了数据库表的记录与字段模式，每个教学案例的格式为：①编码；②案例名称；③相关教学章节；④案例背景知识；⑤案例正文；⑥相关问题；⑦问题答案；⑧讨论；⑨参考资料。开展智能交通领域案例教学，首先要求学生在拿到案例后，认真阅读有关背景知识和案例内容，自学有关教材章节，查找相关资料，分析案例，提出问题，给出答案。再经过教师引导、课堂讨论、学生交流后，进一步对提出的问题和答案进行完善，最后作出案例分析报告。

设计学生用教学案例库旨在满足教师布置课外作业、学生开展案例学习的需要，这部分中与案例相关问题的设置非常重要，问题引入成功与否关键看问题是否能驱动学生自主学习的兴趣，培养分析问题解决实践中难题的能力。

3.案例参考答案

即根据案例内容和学习目标的要求，对案例涉及的主要问题和主要内容给出参考答案。因为客观实际复杂多变，案例分析的结论相应难以一成不变，不强求绝对一致的标准答案，但通常要为案例问题编制相对正确的结论。参考答案设置的意义主要在于当学习者不知道运用哪个智能交通基本理论和原理进行分析，就案例问题得出结论时，教师给出的参考答案会对学习者的实践活动发挥点拨作用。

（三）组织人员收集资料，撰写案例

按各章节内容安排教师分工负责进行案例资料收集，并根据统一格式的要求和内容进行编写，完成后经集体反复讨论、研究、修改和试用，确定最终入库案例。

智能交通产业案例库的案例来源主要有：①交通运输部指南和规范；②智能交通新产品研究设计；③目前交通领域存在的现实问题；④相关领域的科学实验、研究报道、新闻报道等。

（四）建立案例库编排系统和管理系统

案例原始?Y料可按图书馆模式进行管理，案例库中的案例应建立规范的目录，并分类成册。数据库与网络技术的发展，支持对智能交通案例库建立网络数据库管理系统，实现存储、编辑、检索、维护、交互学习和资源共享等功能，使案例得到充分利用。

四、案例教学设计

在该课程教学中使用的案例教学， 首先要明确其教学计划，包括教学对象、教学目的、预达到的教学效果以及对教学过程的整体设计及其过程控制[2]。

在“智能交通系统”课程授课内容中，加强了案例教学设计。介绍“先进的公共交通系统”章节时，利用优化算法对济南市K301路公交进行调度，案例应用思路明确。

（一）明确案例的教学目标。通过该案例教学要求学生掌握城市公共交通目前所使用的智能化系统，掌握公共交通调度及运行的关键智能化技术。

（二）案例教学过程设计。课前计划：下发济南市城市背景资料、查阅文献资料清单，要求学生事先对案例背景有充分的了解，通过查阅文献对案例中的重点和难点问题先做基础准备。上课安排：通过多种方式引导学生进行思考、分析、归纳、总结，最终实现掌握知识以及提高解决问题能力的目的。以介绍的方式，由教师讲解公共交通调度优化技术；以讨论的方式，引导学生思考轨道智能交通系统在理念、方法和技术上的异同，教师做总结；将学生分成若干组，每组论证其中一条线路的规划合理性，每组轮流汇报，其他组质询。课后计划：要求学生提交本案例学习总结报告，教师批阅、点评、总结。

中小学人工智能教学案例篇（3）

随着信息技术的应用和普及,“智能化”成为信息化后续发展的重要内容之一。在决策领域,20世纪80年代,一种以计算机为工具、应用决策科学及有关学科的理论与方法、以人机交互方式辅助决策者决策的决策支持系统(DSS)应运而生。但是,DSS只能辅助和支持决策者决策,其贡献局限于对可选方案的评价,只能对有量化特性的问题使用数据模型和数值计算方法来辅助决策,不具有表示复杂决策过程的能力,因此,促使人们提出将DSS与专家系统(ES)相结合,以分别发挥DSS的数值分析和ES的符号处理优势,从而将定性分析和定量分析有机结合起来,以既能进行知识处理,又能有效地解决半结构化和非结构化问题,这就是智能决策支持系统(IDSS)的产生背景。

随着人工智能和智能技术的发展,IDSS在广泛的工程技术、经济、管理、医疗和农业科学等诸多领域,得到广泛应用。了解、掌握智能决策的基本知识和技术是计算机科学、智能科学类专业大学生的基本要求,因此,智能决策类课程应运而生,并逐渐发展成为计算机、自动化、管理科学与工程和智能科学技术等专业的专业课之一[1-4]。

在我校,智能决策系统课程作为计算机科学与技术、软件工程、网络工程和其他电子信息类专业的专业限选或选修课程。目前,该课程的教学内容存在如下问题:一是教学内容繁,二是技术更新快,三是涉及的专业知识深,对学生的理论基础知识(特别是数学知识、计算机技术)要求极高,教学难度大。因此,学生在学习过程中不得要领,抓不住课程的核心,只见树木、不见森林,从而影响学生们的学习效果。本文就是在这样背景下,提出并开展教学研究的。

1教学内容改革

智能决策系统是一门计算机科学、管理科学、人工智能和应用数学交叉的新兴专业课程,其学分通常为2～2.5学分,即32～40学时,其中包括0.5学分的实验课程(8学时)。因此,如何在有限学时中容纳下本课程教学内容,完成本课程的教学目标,就成为首要问题。

通过实践和教学改革,我校本课程的理论教学内容主要包括下列6个知识单元。

1) 决策理论概述。主要内容有决策的概念、类型、基础、流程和目标。理论课时数4学时。

2) 决策系统。主要内容有决策支持系统的概念、结构、功能、主要部件与设计要点。理论课时数控制在6学时。

3) 决策模型。主要内容有数据仓库、知识管理、数据挖掘、智能算法和数据处理。理论课时数控制在6学时。

4) 智能决策系统。主要内容有计算智能基础、专家系统的概念和结构、智能决策系统的概念和结构、智能决策系统的设计要点。理论课时数控制在8学时。

5) 群体决策系统。主要内容有协同计算概述,群体决策系统的概念、结构、功能、群体决策过程与建模和实现方法。理论课时数控制在6学时。

6)智能决策系统的发展。主要包括基于网络的决策系统技术和应用,网络技术与基于Agent的决策系统,智慧地球与智能化企业。理论课时数控制在2学时。

实践教学内容包括4个实验,学时总数为8学时,其教学内容设置见本文§3。

2教学方法改革

教学方法是为完成一定的教学目的、教学任务所采取的教学途径或教学程序,是以解决教学任务为目的、师生共同进行认识和实践的方法体系。其方法体系主要包含多个基本要素,比如教、学、信息传输载体(包含文字、图形、图像、肢体语言、表情、感知等)和教学辅助设备等。教学过程就是要充分利用具有信息优势、知识优势的教师,将信息、知识、技能、技巧,系统集成地传输给暂时处于低信息状态的学生。决定这个传输过程顺利进行的至关重要因素有:教师的积极性与责任心和学生的求知欲与基础知识及其结构。从教育学和心理学角度看,课程教学方法改革就是围绕这两个因素展开[5],限于篇幅,本文的讨论仅从如何调动学生的求知欲着手。

2.1探索式教学方法

经过多年教学实践,本文实践了“探索式教学法”,此法强调因材施教,在教学全过程创设教学环境、培养学生创新精神。所谓探索式教学方法是指在教学过程中,在教师的启发、诱导下,学生自主学习和合作讨论,以学习课程知识和科学问题为探索目标,以学生熟悉和能接触到生活原型为研究对象,为学生提供自由表达、质疑、探索、讨论问题的环境,学生通过个体、小组、团队等多种形式完成解难、释疑、尝试学习活动,将学生自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学程序。探索式教学方法重视发展学生的创造性思维,培养自学能力,力图通过自我探索引导学生学会学习和初步掌握科学研究方法[6],培养学生的文献获取与加工能力、信息分析与加工利用能力、团队协作与沟通能力、语言表达与写作能力,和创新精神。为其终身学习和工作奠定良好基础。

尽管探索式教学法能够给教师的教学提供思想、理念指导,但是,针对不同教学对象和不同课程内容,其实际应用方法也会存在差异,这就是所谓的教无定法之说。本文以智能决策系统课程第1知识单元课外作业为例,尝试说明该法的具体应用方法,为保证该方法的实施效果,本文拟定了如下的教师操作流程:

1) 制定论文目标:培养学生综合利用参考文献和学会表达的能力。首先,要求学生学会获取、理解、过滤和分析信息;其次,要求学生掌握撰写科技论文的基本技巧;最后,要求学生在观众面前表达自己观点,学习说服听众、推销自己观点的技巧。

2) 论文基本要求:①围绕“关于信息技术对决策影响”的主题,学生自拟题目;②2周时间内,学生完成1 000字左右(2页A4幅面)的论文,其中内容需要包括摘要,关键词,问题或观点概述,目前发展状况,结论或结语;③制作演示幻灯片。

3) 提供信息查阅途径:通过网络教师自己已经掌握的文献资源和网络地址资源,指出查询方法和基本技巧。

4) 抽查式演讲:①使用幻灯片;②介绍主要内容;③结论;④点评、提问与回答。

5) 评价标准:①文档编制能力;②问题发现与分析能力;③表达与陈述能力。

在实施中,要防止出现如下情况:①题目太难或太容易,以免挫伤学生积极性;②提前告示和监督,防止学生偷懒或拷贝;③灵活掌握考评手段,鼓励创新,保护学生学习积极性。

2.2案例教学方法

案例教学法是在教师指导下,根据教学目标的要求,创设学生身临案例场境的教学氛围,使用案例来组织学生的学习、研究、实践等活动的教学方法。本课程利用该方法,加强了理论与实际的结合,为学生学习提供模仿案例,提高了学生对理论知识的理解和实践能力,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学法需要掌握好2个重要环节:

1) 案例选编。必须选择学生容易理解、常见的例子,案例选编必须围绕课程某个具体的教学目标,要适当加工,剔除与课程内容关联性小的内容和技术,降低难度,方便学生理解。同时,案例必须来自于实际,并且问题明确。

2) 案例讲解与分析。案例本身只是对实例的某些情况描述,表面上平铺直叙,但是,其中必须隐藏着多个问题,要引导学生积极思考、深入分析,以发现其中隐藏的问题,并找出问题产生的原因,提出解决方案。在思考和分析过程中,既要培养和开发学生智力,又要培养学生综合运用所学理论知识的能力。案例分析不能苛求解决问题的结果如何,而应该重点强调分析过程是否正确、方法是否恰当,案例讲解和分析的主要任务是培养学生发现问题、分析问题和逻辑思维等能力,通常解决问题的能力正是课程后续需要实施的教学目标。

本文在第4知识单元中,以6子棋计算机博弈系统为例,通过对6子棋计算机博弈平台的仿真实验,选择不同的博弈策略,比如不同的估值函数、不同的搜索策略等,获得不同的实验结果,实现人-机对战、机-机对战,让学生切实体会到机器智能的魔力及其智能系统的构造方法,有力地促进了学生对理论知识的理解,并激发了学生的学习兴趣。

3实验教学内容

3.1实验教学内容的设置

实验课是智能决策系统课程的重要环节,由于总课时有限,实验课时也就不多。但是,本校在专业课程中,仍然坚持设置了0.5学分的实验,以使学生能将理论知识与实践联系起来,使抽象的理论不再是深奥,提高学生灵活运用知识的能力。本课程实验学时为8学时,主要设置了表1中的3个实验。

3.2实验课的操作

为提高学生对课程理论知识的理解和应用设计能力,针对课程实验教学课时少和实验复杂特点,需要注意以下几点。

1) 简化平台、降低实验难度。实验教学过程重在是一个训练学生动手、动眼和动脑的过程,旨在培养学生好奇心和操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题能力。因此,在实验中,要尽量将实验平台简化,以将学生注意力集中于实验内容,保证实验效果。比如实验2,提供给学生智能交通灯控仿真平台,它实际上是一个软件模拟平台,能实现固定交管模式的全部功能,学生能通过标准接口建立自己设计的智能交通管理模式;又如实验3,以FIRA机器人足球5vs5比赛项目的仿真平台为实验平台,利用平台已设置的运球、传球、前进、后退、转动等命令,学生能通过这些命令建立足球机器人的路径规划和避障策略。

2) 科学分组、培养协作能力。由于实验3工作量比较大,需要多人协作完成,发挥集体智慧作用,因此,在实验3中,按照3～5人/组,实行组长负责制。组长监督、管理、协调本组实验过程,每个组员都有明确的任务,并对组长负责,组长对教师负责。实验3的课内实验设置4学时/2次,学时主要在课外完成实验3,历时1个月。

3) 设计算法、培养智能意识。引导学生,模仿人类智能,设计智能算法,实现简单的智能决策。由于课时有限,必须注意控制算法的简洁、实效,以使学生能在短时间内模拟实现简单的智能行为,着重引导学生分析业务行为,发现系统流程,构造智能算法,以此培养学生开发信息系统的智能意识。

4结语

智能决策系统是人工智能、计算机科学、自动控制科学交叉结合的一门新兴专业课程,对推动信息化向智能化方向发展具有重要意义。该课程作为在校主要面对电子信息、计算机专业学生,通过该课程学习,学生反映加深了对智能的理解,提高了对计算机技术应用的认识深度,培养了学生的智能化设计意识,激发了学生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能决策系统课程,但是,对其他信息技术课程,也具有积极的借鉴意义。

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,2006:1-38.

[2] 张彦铎,王海晖,刘昌辉. 地方工科院校智能科学建设的若干思考[J]. 计算机教育,2009(11):39-42.

[3] 韩力群. 智能科学与技术专业培养规范[R]. 北京:第二届全国智能科学与技术教育学术研讨会.2004.

[4] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[5] 杨德广,谢安邦. 高等教育学[M]. 北京:高等教育出版社,2009.6:1-50.

[6] 张伟峰. 本科高年级人工智能教学的几点思考[J]. 计算机教育,2009(11):139-141.

Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

中小学人工智能教学案例篇（4）

中图分类号：TP3-05 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.05.007

0 引言

产生式系统是人工智能中的一个经典部分。产生式系统的教学在人工智能的教学具有承上启下的作用。首先，学生需要理解知识表中的逻辑表示方法之后才能更容易地学习该部分，这里，产生式系统表现出承接作用；其次，理解了产生式系统，才能更容易地学习人工智能中其他相关知识。正是因为产生式系统具有承上启下的作用，该部分的教学对于学生的融合贯通起着关键作用。此外，编写产生式系统可以训练学生的逻辑能力，也可以作为计算机语言教学的良好实例。

对于产生式系统部分的教学，主要目的在于：让学生理解产生式系统的基本构造，并能利用产生式系统求解问题。在我们的教学中，要求学生能够使用产生式系统解决一些有趣的智力题，从而真正体现机器求解智力问题的能力。

为了达到该目的，我们在七个学期的课程上进行了各种探索。本文通过总结这七个学期的经验，提出产生式系统教学中需遵循的“兴趣导向，实践优先，开发活泼”的教学思路。

1 教学实践案例

在本教学实践案例中，共选择了2006―2007学年两个学期、2007―2008学年第一个学期、2010―2011学年两个学期，2011―2012学年两个学期作为考察对象。在授课中，分为《人工智能A》和《人工智能B》两种教学形式。选择《人工智能B》的班级不进行上机实验操作，而选择《人工智能A》的班级需要在计算机上完成相应的实验。

为了达到形象化教学的目标，在产生式系统的教学中，选择了一个智力题作为算法求解目标。该题目常称为量水问题，可简单描述如下：

有两个无刻度标志的空水壶，分别可装4升和3升的水。设另有一个10升的水壶装满了水。各个水壶之间仅可以相互倾灌。问如何通过倒水或灌水操作，量出2升的水来。

该问题是一个典型的智力问题。对于大学生来讲，该问题并不困难。但是，用计算机来求解确实一个具有挑战性的问题，因为，学生们不仅仅是自己会求解该问题，还要让机器也能做到。

1.1 教学情况说明

为了考察实践编程环境的影响，对于《人工智能B》的班级，仅进行理论教学。教学步骤为：1）简单介绍产生式系统的构成：数据库、规则库、推理机；2）讲授水壶之间倾倒的所有规则；3）给出程序，将程序中的各条语句与理论一一对应说明。

对程序部分，则教授由教师所编写的程序。具体教学内容如下：

1）首先定义数据库中的变量，即水壶中已存水的数量。定义了三个变量，并赋予初值。程序用C语言可以写作如下语句：

1.2 教学效果说明

对于所有班级的学生，都组织书面考试。考试的题目就是默写整个程序。由于选课学生的专业不同，因此，卷面成绩的波动较大。数学专业的学生选择的是《人工智能B》，从卷面上看，小错漏较多，说明多数是靠背诵过关。自动化专业和计算机科学与技术专业的学生选择的是《人工智能A》，多数情形下表现略好。然而，在前五个学期的教学实践中，教师先行给出了程序，相反地，学生错漏的出现率较高，说明学生的依赖心理较重，靠背诵过关；在后两个学期中，教师没有先行给出程序，卷面成绩反而上升，小错漏减少，说明学生理解的程度较高。这部分的结果表明：实践环节对教学效果的影响很大，加入实践环节能显著提高教学效果。

除开书面考试成绩的比较，当没有先行给出程序时，学生们最主要的进步是在实验环节。由于没有程序，学生们开动脑筋，对于量水问题给出了很多其他的方案。在2010―2011学年，学生提出了用宽度优先、深度优先等搜索策略来改进随机推理机制，以获得最简单的倒水方案，并给出了正确的源程序。在2011―2012学年第二个学期，学生们又提出了一个意想不到的新策略。

学生提出的策略是：每次将4升壶的水倒入3升壶，3升壶的水倒入10升壶，而10升壶的水倒满4升壶。由于从数学上看，数字4和3互质，且相差仅仅为1，因此，这一个循环倾倒的策略总能获得2升水。即使是换成要量出5升水等形式，也很容易地能得到。

学生所提出的策略从编程上看，更为简单，也能达到以前程序的效果，充分说明了大学生的创新能力。

从以上两次学生提出的创新思路，尤其是后一次的思路来看，教学效果要远远好于以前的固定刻板的教学模式，说明在开放式情形下，学生的创造性能够得到发挥。

因为实践环节对教学效果非常重要，在后面两个学期的教学中，我们着重强调了提升学生兴趣的教学环节，增加了学生编写程序的积极性。

2 经验总结

从这个教学案例中，可以总结出这么几方面的经验：

1）在产生式系统的教学中，切忌只是从理论到理论。从理论到理论的方式会使得学生失去基本的兴趣。当失去基本的兴趣以后，学生将不再配合学习，从而使得后续的教学更为艰难。

2）最好采用案例教学的方式。采用案例教学的方式会使得学生更容易理解，更容易接受。对于案例的选择，可以选择传教士过河问题、量水问题、八皇后问题等学生喜闻乐见的智力题，要求学生用计算机程序的方式解决。在案例的选择上，要坚持简单原则，太复杂的程序学生会不太喜欢。从实践上看，量水问题比传教士过河问题要简单，因此，建议多选择这样的案例。

3）相信学生，从而给学生表现的机会。大学生处于创造力的高峰时期，如果能够激发学生的兴趣，则学生自然会在兴趣的指引下发挥其创造力，给出更简单更有效的方案。

4）实践优先。由于长期的应试教育的熏陶，大学生普遍具有“等、靠、要”的思想。如果不给予实践的机会，多数大学生们通常不会去尝试求解难度较大的问题。在实践中，要避免将学生看作机器，不能要求学生完全按照实验操作规程进行操作。这样的标准化、刻板化的实践的确从表面上看实验报告更漂亮，但实际上，学生多数情况下是知其然，不知其所以然。从教学的本质上讲，这样做是违背教学规律的。

5）理论升华。在实践完成以后，教师一定要抓住机会，将程序中的各个部分与理论中的各个部分对应起来。这样学生才能够融会贯通，真正理解产生式系统。

中小学人工智能教学案例篇（5）

案例教学是由美国哈佛法学院前院长于1870年首创，后经哈佛企管研究所所长推广，从美国迅速传播到世界许多地方，被认为是代表未来教育方向的一种成功的教育方法。20世纪80年代，案例教学被引入我国。

案例教学法，即围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理，形成供学生思考分析和决断的案例，通过独立研究和相互讨论的方式，来提高学员分析问题和解决问题的能力。案例教学被证明是帮助学生获取和进一步拓展其职业能力、技能的重要方法[1]。

二、建筑智能化工程技术专业案例设计原则

建筑智能化工程技术专业是伴随我国智能建筑发展而产生的工程实践性很强的学科，以培养具有建筑智能化系统设计、施工、维护等技能的高素质人才为目标。建筑智能化工程技术专业融合了建筑设备、计算机、网络、通信、电子、暖通等多门学科，传统的课堂及授课方式会使得学生难以从繁杂的知识体系中抓住重点，难以掌握本专业的核心理论和实践技能。

采用案例教学法可以打破传统的课堂教学模式，整合可利用的资源，并确立“教师主导，学生主体”的教学方式，改善教学效果。鉴于案例教学和建筑智能化工程技术专业的特点，案例设计时要遵循以下原则[2]：

首先，要基于学情，因材设计。建筑智能化工程技术专业课程大多在高职院校大二年级开设，教学对象经过一年的调整，已经适应了大学生活，学习了电类专业基础课，同时对于本专业有了更多的认识，更加容易投入到课程学习中来，但是普遍理论基础较薄弱，专注度较差。教师在进行案例设计时，必须要基于学生的特点，既能体现专业知识和技能，又要能激发学生的学习热情。

其次，要有明确的教学计划。专业课教师根据学生特点和专业人才培养方案编制好授课计划，对于教学过程进行整体设计和各环节设计。

第三，由于建筑智能化工程技术专业工程性、实践性较强，所以选择案例要紧密结合工程情况，或者要从实际项目中提取。同时，案例提取要紧紧围绕具体岗位的工作内容与要求。

第四，根据专业特点充分利用校园建筑环境，模拟职业岗位工作现场，合理安排案例应用场所和实施程序，切实提高学生的职业素质和能力。

三、《安全防范技术》教学案例的设计与应用

《安全防范技术》是建筑智能化工程技术专业的一门核心专业课程，教学目标是根据职能楼宇的性质和风险等级，使学生具备设计和实施安全防范系统的知识、技能和素质，能够胜任智能楼宇管理师、安全防范系统设计、施工、监理等工作岗位。鉴于课程的特点和总体目标，教学案例的设计要遵循上述原则，同时要特别注意其实用性、合理性和可操作性。以本课程“视频监控系统的设计”这部分内容为例。

（一）案例设计

1.设计背景。在进行该部分内容学习之前，学生已经学习了视频监控系统的结构和主要设备，如摄像机、镜头、云台、防护罩、录像机、监视器、矩阵、传输方式等。视频监控系统的设计可以认为是以上知识点的归纳、总结和应用。而在本部分内容中，教学重点是视频监控系统的设计方法和步骤，教学难点是系统设备的选择，要求学生通过学习熟悉相关的工程标准和规范，并能在设计过程中遵循。

学生的状态是：了解了视频监控系统的构成和功能，也了解到相关设备，但对于设备在系统中发挥的作用理解不深刻。对于系统是如何构建起来的这个问题，学生普遍较感兴趣。

本专业的实验室现有完整模数混合式视频监控系统一套，包括常用各种类型摄像机、矩阵、解码器、数字硬盘录像机和监视器，可以演示系统调试、运行过程。

2.案例设计。根据上述建筑智能化工程技术专业的案例设计原则，教师确定了本次案例选择某个建筑环境，为其设计视频监控系统，以此作为授课内容的主线。

在建筑环境的选择上，教师选择学生熟悉且易于活动的场所。教师考察了授课学生日常活动较多的校园建筑，选择了便于学生观察同时又涵盖设计难点的海涵楼一楼作为案例环境。《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）和《安全防范工程技术规范》（GB50384-2004）是设计过程必须要遵守的规范，故在上课之前，教师要分享给学生并提示其查阅个别章节，并要求学生提前用CAD画好建筑平面图。

在教学设计中教师将视频监控系统的设计要求、设计内容、设计步骤、设计方法等知识点贯穿在“海涵楼一楼视频监控系统设计”这个案例中。

（二）案例实施

案例实施过程按照智能化系统设计部门的工作流程进行。

步骤一，请学生进行实地勘察，明确建筑功能和性质，根据标准确定海涵楼一楼的监控需求。江苏海事职业技术学院海涵楼共12层，与海虹楼（5层）相连接，是一个集办公、实验、教学、科研为一体的多功能高层校园建筑。GB50395中明确视频安防监控系统应对需要进行监控的建筑物内（外）的主要公共活动场所、通道、电梯（厅）、重要部位和区域等进行有效的视频探测与监视，图像显示、记录与回放。故本案例一楼主要监控的部位是主出入口、大厅、两侧走廊。

步骤二，教师给出设计参考步骤和相关标准，请学生分组自行讨论、设计。这一部分是本次课程的重点和难点，涉及各监控部位的前端、传输及控制设备选型。GB50395中要求，前端设备的最大?频（音频）探测范围应满足现场监视覆盖范围的要求，摄像机灵敏度应与环境照度相适应，监视和记录图像效果应满足有效识别目标的要求，安装效果宜与环境相协调。据此，请学生分别就监控部位的范围、特点确定摄像机的外形、感光元件尺寸、灵敏度，镜头的焦距、光圈等核心参数，确定设备型号。传输部分根据系统类型和视频信号传输的距离确定，控制设备根据前端设备的数量确定，硬盘容量由分辨率和录像时间估算得到。

步?E三，引导学生将设计成果在平面图上体现出来，并画出系统图。经由这个步骤得到主要的设计成果布防图（平面图）和系统图，注意引导学生关注作图的规范性。

步骤四，教师组织学生将不同小组的成果展示，请学生比较方案的不同，并思考其原因及优劣，最终得到最优方案。这个步骤可以提示学生关注以下几点：各部分设备是如何选型的，系统架构有何不同，系统成本是否有差距，系统运行和维护有何不同。

由步骤四可以引导学生认识到模拟系统、模数混合系统和数字系统的不同，将视频监控系统的知识架构补充完整。

中小学人工智能教学案例篇（6）

传统“填鸭式”的灌输教育，脱离实际应用，易导致学生死记硬背。只有转变教学方式方法，紧密联系实际，加强互动式教学、探索式教学、启发式教学，才能实现应用型人才培养目标。为此，我们应用“案例教学法”把智能仪器设计分为五个步骤:一是选择合适案例，创设应用情境;二是实施互动式教学，突出教学重点;三是拓展仿真教学，强化应用技能;四是加强团队实践训练，培养实践能力;五是开展启发式教学，提高知识的运用能力［5］。

选择适当案例，创设应用情境以案例教学为主线，创设应用情境，增强学生学习兴趣。合适的实际案例不仅是贯穿课程教学过程的主线，成功创设应用情境的前提，而且是激发学生学习兴趣的必要条件。因此，选择适当案例至关重要。合适的案例必须能够充分体现基本教学理论，同时紧密联系实际［6］。以数字电压表(DigitalVoltmeter，简称DVM)为例，它是采用数字化测量技术把连续模拟量转换为离散数字量的数字化仪表。由于它具有读数准、精度高、误差小等优点而备受青睐［7］。因此，选择数字电压表作为智能仪器设计的案例来创设应用情境，可满足案例教学的基本要求。在确定案例的基础上，智能仪器的研制过程按照设计任务并拟定设计方案、软硬件设计、软硬件综合调试、整机性能测试和评估来实施［8］。根据数字电压表的设计任务与设计要求，结合学生学习的课程，采用“自顶向下”的设计原则，把仪器划分成由单片机、A/D转换电路和电压显示电路等功能模块组成。

案例互动教学，突出教学重点以重点教学内容为着力点，实施互动式教学，充分调动学生主动性。案例教学模式采用课堂双边互动教学形式，以重点教学内容为着力点，把课堂变为案例讨论现场，提高了学习的自主性，更好掌握课程的教学内容。在软硬件设计阶段，硬件设计主要是根据方案设计原理电路，选用合适的功能模块(如输入输出通道、信号调理电路、主机电路、人－机接口、通信接口)，并装配和调试硬件系统;软件上是先设计出系统软件功能框图，在理清控制关系的基础上，进行功能化编程和调试。为了强化“智能仪器软硬件模块化设计方法”的教学重点，可采取以下互动式教学形式:一是组织学生进行答辩，阐述设计方案、原理电路和编程流程;二是由教师和同学现场进行提问，考察学生对设计可行性的分析;三是由教师有针对性对课题进行指导，提出合理化建议;四是由学生进行修改，完善设计。让学生在设计中既有自主性，又通过启发来防止盲目性。

案例仿真教学，强化应用技能以教学难点为突破口，拓展案例仿真教学新模式，营造探索求真的学习氛围，强化学生应用技能。系统设计与调试是智能仪器设计课程的教学难点。作为初学者的学生，经常感到无从下手。为此，我们首先从虚拟实验入手，通过仿真实验来突破难点。虚拟实验是把案例教学和软件应用有机结合起来，通过逼真的仿真界面和动画效果，让学生置身于智能仪器开发现场，既可以节省设计成本和提高设计速度，还可以增强学习乐趣，将抽象的理论知识融入到案例的设计实践之中，加深对理论知识与设计方法的理解，为后续教学环节，如分组实际制作打下基础。例如对基于Proteus和KeilC51建立的数字电压表仿真实验［9］，如图3所示。数字电压表的调试过程可通过调节可变电阻器来进行仿真实验，若实验结果不满足设计要求，则可修改硬件参数或软件程序进行反复调试，直到该数字电压表满足设计要求，调试过程生动形象，简单易学。

团队实践训练，培养综合能力以案例应用为实训课题，组建学生制作团队，培养学生实践能力。团队制作实践的课题分为设计型、综合型和创新型。学生可以根据自己的兴趣、知识结构和能力发展进行选题。选择相同题目学生组成制作团队，通过共同协商，形成明确的成员分工和团队合作任务。在制作过程中，不仅要求学生要学会独立思考，掌握独立分析解决问题的方法，也要求培养创新意识以及增强团队精神。通过体验智能仪器设计制作过程，熟悉智能仪器系统的开发流程，提升综合的实践能力。例如，选取液位控制系统［10］的设计作为实践课题。该系统主要由水槽、电压比较器、隔离保护和驱动电路、直流继电器控制电路、水泵、电磁阀组成。高低水位的电压通过与基准电压比较输出逻辑信号，控制交流接触器的工作，实现水泵的通断，以实现水槽水位的自动控制。通过液位控制系统实践训练达到以下目标:第一，使学生了解接触器、电磁阀、水泵等器件等相关电器的基本原理，熟悉基于中规模集成电路的组合逻辑和时序逻辑设计方法，加深对理论知识和设计方法的认识;第二，通过学生亲手焊接、制作和调试电路，培养实践能力和动手技能;第三，通过撰写设计报告，使学生学会对实验结果进行分析和总结，培养学生分析和解决实际问题的能力。

案例启发教学，加强运用能力以案例总结为出发点，开展启发式教学，提高学生运用能力。案例教学法的重要环节，就是在完成设计、仿真和实际制作的过程之后，及时总结设计的过程和方法，把设计制作过程上升到理论高度，进一步加以思考、探索和提高。如果对案例缺乏思考、归纳和总结，很容易使学生的思维局限单个案例之中，不利于应用能力和创新思维的培养。因此，教师既要从单个案例入手，引导学生学会分析归纳和总结的方法，不断加强学生灵活运用能力，也要注重在案例基础上的拓展，启发学生深度思考，培养学生的创新思维。这样才能在智能仪器设计环环紧扣、层层递进，有效推进学生知识水平的提高和能力结构的完善。

中小学人工智能教学案例篇（7）

新一轮的科技革命和产业革命正在进行，大数据、云计算、人工智能等新型技术与商业模式正深刻改变人们的思维、生产、学习方式。关于人工智能对于人类社会的冲击，已有不少论著。2016年，《自然》杂志刊发谷歌的“深度心智”（Deepmind），这将会极大的扩大人的能力。2019年初，国务院《中国教育现代化2035》，提出要建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。2019年8月29日，科技部新一代人工智能发展研究中心联合罗兰贝格管理咨询公司《智能教育创新应用发展报告》（以下简称《报告》）。报告显示，人工智能有望引领教育的系统性变革，推动人才培养更加多元化、更加精准化、更加个性化。世界各国纷纷制定规划，出台相应的政策措施，推动智能教育的发展。以美国、新加坡等为代表的各国相继推出面向未来的新教育改革战略，不断制定相关政策法规，设计本国智能教育的发展蓝图。

一、未来智能社会的能力预测

未来社会各种各样的颠覆性变革，全球各种组织都在做预测。世界未来研究所[1]对未来社会需要的10中技能的预测：一是意义构建，二是社交智能，三是新颖和适应性思维，四是跨文化能力，五是计算思维，六是新媒体素养，七是跨学科能力，八是设计思维，九是认知负荷管理，十是虚拟协作。十种技能分别体现在三个层面，即人际交往能力、应用知识能力与工作技能层面。引入这些技能，旨在深入探索未来技能存在的世界，以及目前教授和衡量这些技能的方式，希望这些技能能够更充分地融入高校国际商务的课程。[2]

（一）人际交往层面——团队合作精神

人际交往层面主要指与他人有效合作，有效沟通，与不同背景的伙伴有效合作的能力，即团队合作精神。数据来源：世界未来研究所第一，跨文化能力。4个主要组成部分可以用来评估一个人的跨文化竞争力:知识组成部分、情感组成部分、精神运动组成部分以及情景组成部分。第二，社交智能。尽管社交网络平台为人们提供了更多的联系，但它们培养的深厚友谊却很少。微信、Facebook等社交平台的主流化与普及鼓励人们以新的方式思考如何建立和维持人际关系。[3]第三，虚拟协作，即作为虚拟团队的一员，能够富有成效地工作，提高参与度，并展示自己的存在感。

（二）应用知识层面——逻辑性分析信息的能力

应用知识层面主要指个体可以逻辑性的分析信息的一系列能力，具体如下：第一，新颖的适应性思维。即熟练地思考和提出解决方案，而非死记硬背或默守陈规。第二，认知负荷管理。以多种形式表现的信息流丰富的世界带来了认知过载的问题，人们只有学会有效的过滤和关注重要的信息，才能把大量涌入的数据转化为优势。第三，意义构建，即确定对方所表达内容的深层含义的能力。人工智能将取代仅仅需死记硬背、日常制造业和服务业的工作，而对机器不擅长的高层次的思维技能、不能撰写为文本的需求将会越来越大。

（三）工作技能层面——解决问题和决策能力

工作技能层面主要指个体可以成为一个问题解决者和决策者，包括计划和组织，解决问题，决策商业基础等。也就是需要如下的素质：第一，新媒体素养。由于可视化在技术时挥越来越重要的作用，过去信息的静态展示正在让位于信息图表和数据的动态模拟。第二，设计思维。从本质上讲，设计思维是一种创造性解决问题的能力，它反映了发散性思维和收敛性思维的结合。第三，跨学科能力。未来十年，专业领域将比以往任何时候都更加具有重叠性，所以跨学科的研究方法将会占据世界创新的中心舞台。第四，计算思维，即将大量数据转换成抽象概念，并基于数据的推理能力。随着人类社会中数据量呈指数级的增长，越来越多的职业需要计算思维和技能才能胜任。

二、应对能力结构变化的教育创新

未来社会中，人才能力结构的变化也会对教学模式产生新的需求，课程教学需要结合不同的能力培养目标做出相应的调整与创新，世界知名高校和一些国际组织也提出了很多创新性的教学模式。如图2所示。数据来源：世界未来研究所

（一）能力结构及思维模式

世界未来研究所提出的十种技能的背后，所体现了以下一些基本的思维模式。同理心是指正确了解他人的感受和情绪，进而做到相互理解、关怀和情感上的融洽。同理心非常有助于在虚拟空间中站在对方的角度考虑问题，增加团队伙伴之间的有效沟通。元认知对于意义构建能力十分重要。元认知知识包含三方面：学习者对于自己的认知，学习者对于学习策略和使用方法的认知。成长性思维与批判性思维在认知负荷管理、新颖和适应性思维、新媒体素养以及设计思维中起到了十分重要的作用。成长性思维是相对于固定思维提出的，固定思维者把反馈当做一种批评，成长思维乐于接受反馈，也从反馈中学习，反馈最终会产生积极的成长变化。批判性思维有助于形成自己独特的世界观，他们不会妄自评价他人，而是会站在别人的立场上，并且去了解他们的世界观。跨学科一定有两种心态组成。首先，同理心。它允许人们从另一个角度来思考问题——站在别人的立场上。其次，好奇心。许多组织，包括IBM和IDEO，都开始从“T型”素质的角度来讨论这种技能，T型素质的技能组合中既有深度又有广度。但是杨壮①教授发现：现在π型人才已经在成为主流。所谓的π型人才是针对T型人才的一种升级，从字母的样式中就可以看出，π比T的下方多了一竖，所以它代表着“两专多能”，即除了你可能在高等教育阶段获得的专业能力之外，还需要有另一项专业能力。逻辑推理能力有助于培养计算思维。未来的教育课程中应该纳入计算思维技能的发展，鼓励学生通过因果推理认知、元认知和其他技能来学习解决问题。这种模式的目的是让学生分析他们在现实世界中可能遇到的真实情况，来教授计算思维能力。[6]

（二）国内外高校教育模式创新

1.“鱼缸讨论”“鱼缸讨论”，也是一种促进学生讨论的教学小技巧，不仅让讨论者积极参与，更能让其他学生积极反馈。第一步，把学生分成两组。第一组参加讨论的学生围成圆桌坐在教室中间，就像是在被第二组观看的鱼缸里一样。第二步，坐在中间的组开始时长10分钟左右的讨论，的第二组学生要听着，并且评估第一组的讨论。第三步，做出反馈。这是学生们最感兴趣的环节，学生可以从熟悉的同学那里了解到自己的优点和缺点，有了反馈确实会使得讨论变得更加激烈。2.项目式教学PBL（Problem based learning）教学法，也叫“项目式教学”，是一种通过让学生展开一段时期的调研、探究，致力于用创新的方法或方案，解决一个复杂的问题、困难或者挑战，从而在这些真实的经历和体验中习得新知识和获取新技能的教学方法。PBL旨在培养学生的创意思维、创新能力、自主学习能力及批判思维的能力。3.跨学科课程教学自21世纪以来，美国课程改革中出现了实用导向的跨学科课程，如ICT课程，环境教育和STEM课程。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，STEM教育的核心是将原本分散的4门学科自然组合成一个整体，以项目探究方式进行综合性问题解决学习，以形成相应的综合。

三、针对国际商务课程的创新

结合世界未来研究所的十项工作技能、世界一流大学以及国际组织在教育方面的改革，结合东北财经大学国际经济贸易学院国际商务硕士（MIB）专业硕士教学情况，国际商务课程实际教学提出以下思考和建议。[7]

（一）培养同理心和元认知的实践方法

一种方式是开展课外活动，以小组为单位的体验式学习活动有助于培养人际沟通和跨文化能力。例如：体验式学习周；商务礼仪情景剧等。另一种方式是线上项目，线上项目中，可以通过微信小程序、投票互动式的方法来增加课堂活跃度，争取让每位同学都参与到课程中。国际商务课程是一门既要求专业知识扎实，又需要具备优秀的人际交往能力的综合性课程。那么，在已有的小组活动中，可以在每次小组活动或者小组作业之后加入一个环节——组员互评与打分。一些课堂讨论的小技巧会有助于培养元认知的思维模式。一种方法是在课上开展限时讨论，讨论映射是一种将学生的实时讨论视觉化的方法，这种讨论技巧使学生能够从以下几个角度进行深入的思考。

（二）培养成长型思维和批判性思维的实践方法

在国际商务的案例分析中，引用PBL教学非常值得考虑。假设案例主题为跨国企业如何成功并购外国子公司，老师用一部分课时讲解完理论部分，提供参考资源之后，另一部分课时可以尝试组织PBL。一次PBL教学要分次给予问题，分次讨论。具体过程大致包括七个步骤：第一步，弄清不熟悉的术语；第二步，界定问题；第三步，头脑风暴（对可能的假设或解释进行集体讨论）；第四步，重新结构化问题（对问题的尝试性解决）；第五步，界定学习目标；（以上步骤为学生小组讨论）；第六步，收集信息和个人学习（学生独立学习）；第七步，共享收集到的和个人学习的信息（小组报告和讨论）。经过上述七步骤，完成一次PBL学习。在这个教学模式中，老师的角色是教学组织者、资源提供者、学生能力发展的促进者。学生从知识的被动接受者转变为自主学习者、合作者和研究者。在国际商务的课程中，有很多需要实际调研的案例报告，也有需要做营销策划的报告。创客空间则可以融入这种类型的报告中，结合导师的相关课题，最好有一定经费的支持，为学生的基于创造的策划提供完备的支撑。学生们可以就某个主题展开经验分享、头脑风暴、结合实际情况锻炼设计思维和表达能力，这种能力不仅适用于学校，而且也适用于未来工作中。

（三）培养跨学科能力和逻辑推理能力的实践方法

注重“国际商务专业+21世纪主题”的课程框架，希望通过超学科整合来弥补传统学科的缺点与不足，构建适切核心素养转化的课程框架。主题选择具有适当的弹性，为跨学科知识的联结提供空间。比如在国际商务课程授课内容中，注重添加区块链、人工智能以及中美、中欧关系等主题。在国内，“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品大赛是大学生创新创业实践教育最普遍和最有效的形式之一，具有广泛的群众基础和旺盛的生命力。每两年举办一届，被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。所以提倡创建跨学科小组参加“挑战杯”大赛，比如国际贸易学院、国际商学院以及工程管理学院组建团队参加挑战杯，成员对不同学科都有相当的专长和良好的基本知识：国际营销、国际文化视野以及数据分析基础，在这样的团队中，更可能激发出新的思维和优秀的方案。

（四）全案例情景式教学

不同于教师讲授知识，学生被动接受知识的传统教学模式，全案例情景式教学是以案例或情景为载体引导开展学生自主探究性学习, 以提高学生分析和解决实际问题的能力。[5]首先，准备阶段。针对国际商务专业硕士课程的专业特点，结合知识点和学生实际情况，选取合适的案例作为分析材料。其次，授课阶段。在该阶段，教师讲授知识点之后，就将案例发放给学生；接下来就是考验学生理论结合实际的能力。学生可以自发组成小组，根据案例内容，并结合自己能力和长处与小组分工合作进行案例讨论，而在这当中，教师主要的角色是组织和引导学生。最后，拓展阶段。在学生汇报案例内容之后，教师要对学生的探讨结果进行点评总结。学生也可以利用这个环节进行自查，发现自己是基础知识点薄弱还是实践能力欠缺。通过该阶段，教师可以发现学生的水平，学生也可以发现自己作为专业硕士能力缺失的部分，从而双方进行查缺补漏。

四、总结与展望

结合国外高校及国际组织已有的模式，针对未来社会所需十种能力的培养方式如何应用在国际商务课程中，提出了一系列的活动和思维模式培养技巧，如在线学习（以MOOC为主）、讨论映射和鱼缸式讨论、项目式学习（PBL）、案例分析和创客空间以及课上的投票互动式环节等，希望对国际商务课程的改革创新有实质性的辅助作用。要想在未来取得成功，需要成为适应性强的终身学习者。随着组织形式和技能要求的快速变化，要求每位个人都必须具备远见，重新评估自己需要的能力，并迅速整合合适的资源来培养和完善需要的能力，适应万众创新时代，并形成决胜未来的新的竞争优势，赢得人工智能时代世界高等商科教育领域中的话语权。注释：①杨壮：现任北京大学国家发展研究院BiMBA商学院联席院长、北京大学国家发展研究院管理学教授、美国福坦莫大学商学院副院长、终身教授，著名领导力专家。

【参考文献】

[1]InstitutefortheFuture.FutureWorkSkills2020[EB/OL].[2019-11-09].

[2]LiuJie.TheOptimizationStudyofGeneralEducationPracticeEffectinOurCountry[J].学术界,2013(12):283-290.

[3]陈妍蓓(编译).欧盟关注终身学习关键能力培养[J].世界教育信息,2019,32(10):74-75.

[4]段世飞,张伟.人工智能时代英国高等教育变革趋向研究[J].比较教育研究,2019(1):3-9.

[5]王文.案例教学法在高校市场营销教学中的应用探索[J].产业与科技论坛,2020,19(4):187-188.

中小学人工智能教学案例篇（8）

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

[作者简介] 杨娟（1979―），女，四川成都人。副教授，博士，主要从事人工智能与认知、分布式人工智能及e-Learning研究。E-mail： 。

一、 背景及相关研究

信息科技的日新月异，总是让教育界有不断的惊喜。虽然技术本身并不能使教育发生翻天覆地的变化，但只有跟上技术发展的步伐，教育才能不断地突破，做好人类知识传承的重要工作。从信息技术产生至今，信息技术成功运用于教育领域的成功案例仍在不断增多，例如从多媒体技术带来的互动教学到Internet网络技术所带动的LMS（学习管理系统），都是信息学与教育学结合的典范。当Russell在1999年提出了“无显著差异现象（the No Significant Difference Phenomenon）” [1]的研究报告以后，信息技术所带动的新教育模式的推广更是达到了巅峰。其结果是使得由信息技术辅助的新兴学习模式如雨后春笋般产生，例如分布式学习和CSCL（计算机辅助的协作学习模式）已成为现代教育模式中一个不可或缺的组成部分。

今日，许多学生生活在可以通过移动设备24小时无间断访问信息资源的社会中，这些技术允许他们创造并与全世界分享各种多媒体资源，允许他们参与到汇集全世界智慧的社会网络中，与他人协作，并学习新知识。在学校外，学生可以更自由地以自己的方式建立自己的知识空间。在这样一个新技术不断涌现的环境中，机会是无限、无界且随处可得的。因此，当今教育系统面临的挑战在于如何在学习科学与新技术之间取得平衡，为每个学习者提供可反映其日常生活和真实未来的个性化学习经历。

在信息技术飞速发展的今天，随着信息化的普及与深入，新信息技术正在不断地被引入教育领域，以期达成使更多普通人受惠于教育的目标。学习者的学习环境已经从传统教室转变为多元化的智能学习环境，[2][3][4]而学习者学习的目标也产生了相应转换，从单纯的知识学习转换到了能力学习。美国在其2010年的教育技术规划草案《转换美国教育：技术促进的学习》报告中就提出，新涌现技术对于学习者的帮助已经不仅仅是局限在传统的知识传授上，而更多的是可以帮助其获得21世纪必备的综合能力，包括决策思维、复杂问题解决、协作、多媒体通信等能力。[5]而学习者的学习方式也必须适应智能环境的需求，为达到复合学习目标而产生变革。

从信息技术产生至今，已有许多将信息技术成功运用于教育领域的案例，例如基于网络技术的学习管理系统（LMS）。虽然这些成功的传统远程教育系统在全球范围内已取得了显著的成效，但随着网络技术的飞速发展，传统的LMS已不能满足当前网络学习的需求，新的学习模式必然会产生。当前教育领域中的新涌现技术大都与网络技术相关，如云计算技术、社会网技术、RFID（物联网）技术、普适计算以及移动计算等。而由此则产生了一系列与之相配套的学习方式概念，例如云学习、社区学习、泛学习、普适学习以及移动学习等等。除了基于网络的新技术，新媒体技术也在不断渗入教育领域，例如手势识别技术、增强虚拟现实技术以及由此产生的体验式学习等学习方式概念。无论是什么样的新技术，其共同的特征便是使得学习环境更加智能化和便捷化。因此新涌现的学习方式也必然需要满足智能学习环境的特点，基于智能学习环境的学习方式研究在全球范围内都在开展。例如澳大利亚教育和早教发展部门在2010年了使用Web2.0进行教育和学习的研究报告，其中包括了对社会网、维基百科等Web2.0工具的技术特征分析、使用方式配置等内容，并通过试运行项目提供了大量的在Web2.0学习环境下变革学习方式的指导意见。[6]澳大利亚在2008年提出了“灵活学习框架”项目，[7]项目通过对新涌现技术，包括移动学习、RFID、QTI、虚拟增强现实、智能笔、HTML5等19项新技术所产生的智能学习环境进行了技术特征分析，并通过试用案例给出了新型学习方式模型。而新媒体联盟（NMC）的地平线项目则对新涌现技术在教育领域可能的前瞻性应用进行了客观分析，其每年的《地平线报告》则成为智能学习环境趋势变化的一个重要参考。[8]

对于智能学习环境中产生的新涌现学习方式，我国北京师范大学[9][10]、华东师范大学[11][12]、华南师范大学[13]等众多高校的知名学者都给予了大量关注，其中文献[9][10]对新涌现技术在构建智慧学习环境上进行了量化分析，在分析典型智能学习环境特征的基础上提出了使用新技术构建典型智慧学习环境的技术指导，这为研究智能学习环境下的学习方式变革提供了启发式线索。除此之外，国内的关于智能学习环境下新涌现学习方式的研究相对较少，特别是深入到技术特征和使用方式配置上，缺乏有效的可考评量化分析模型。因此，这方面的研究亟待展开。

二、智能学习环境中的学习方式新需求

智能学习环境的产生必然对学习方式提出了更高的要求，[14]在知识建构上以突出群体协同的知识建构为目标，在认知目标上以高阶认知为重点，评价方式上转换为多元化评价，学习活动则从以教师为中心转变为学生为中心。因此，智能学习环境中学习方式必须具备以下三个新涌现特征：

（一）学习方式间必须无缝对接

根据美国在其2010的教育技术规划草案《转换美国教育：技术促进的学习》报告中就学习所提出的要求，学习应随时、随地（Any Time，Any Where），学习方式要桥接学校内学习和学校外学习，因此，学习方式间必须要能无缝对接，例如校内集中授课学习方式中产生的学习资源，必须能够被课堂外学习方式（移动学习）共享。在智能学习环境中，学习已经不再单纯是学校的事，而是贯穿于学习者的整个生活。学习所需要使用到的资源、所产生的成果、学习评价分析数据，都应该在各种学习方式间进行共享和交换。

（二）学习方式应具备群体交互特征

随着社会网络的虚拟化，人与人之间建立连接不再是件复杂的事。根据六度分离原理，世界上任意两个人之间最多只需要6步就能建立链接，因此，将社会网运用于教育是必然趋势。文献[5]详细分析了在Web2.0学习环境下新型学习方式的群体互特征。NMC在2012《地平线报告（高校版）》中则提到社会网在教育领域的更深入运用，例如通过草根学习网站平台，建立向任何人学习任何事的点对点新型学习方式。实际上，无论新涌现学习方式是基于互联网的，或者是基于互动媒体技术的，群体互特征都必不可少。在智能学习环境中的新学习方式如果没有考虑群体互特性，则会产生信息孤岛、资源孤岛等现象，会影响学习方式间的无缝对接。

（三）学习方式应满足个性化需求

1937年奥尔波特《人格： 心理学的解释》以及1938年默瑞《人格探究》的面世标志着人格心理学成为心理学领域中的一门独立的学科。人格心理学是需要从整体上研究人的动机、情感、认知、意志和行为等元素之间的相互作用和相互关联。

近几十年来，人格心理学家发展了多种研究范式，采取各种途径对人格进行了研究。随着研究的深入和需要，人格研究的多种传统趋于整合，相互取长补短。自20世纪50年代认知心理学从心理学领域崛起以来， 心理学家开始用实验认知心理学的方法研究人格， 用人们加工信息和解释事件的方式和过程描述来定义人格。具有不同人格特征的人其事物认知方式和过程也是不同的。例如，威特金（Witkin）在用棒框测验研究知觉的过程中发现，知觉过程存在个体差异，而这种差异和人格组织的差异有关。在此基础上，威特金区分出场依存性（FD）和场独立性（FI）两种经典的认知方式（很多文献又称之为认知风格），从而开创了关于人格的认知方式差异的研究。[15]

对学生进行因材施教是智能学习环境要达到的另一教育目标，因此，新的学习方式必然也要满足个性化学习的需求。对每一个学习者来说，学习就是个性化的学习经历和体验，智能学习环境中的学习方式都需要为学习者提供实现这一体验的可行途径。

三、 新涌现技术与学习方式配置框架

智能学习环境对学习方式所提出的更高的要求使得新技术支持的学习方式设计和开发都处于探索阶段。如何在现有新技术支持的条件下设计出适当的学习方式是本文要解决的核心问题。本文提出了一个关于新涌现技术与学习方式的配置模型框架，这个配置模型框架的核心思想在于通过对已有研究成果的系统分析建立新涌现技术和可行学习方式的映射关系。通过这个框架的运用，可以很好地为学习方式设计者提供指导和帮助。

在这个框架中，所有基于新涌现学习技术的成功学习案例都将被分解成由“智能学习环境”、“学习者”、“教师”、“学习资源”、“学习数据”5个对象所组成的系统（如图2所示），其学习过程通过这5个对象间的交互来进行形式化的描述。配置模型框架的根本目的是希望通过对成功案例的学习，找到一个可行的学习方式设计方案提供给需要在智能学习环境中学习的学习者或教师。

（一）新涌现技术与学习方式配置框架的总体设计

图1是新涌现技术与学习方式配置模型的总体设计。从图中可看出，配置模型首先需要将基于新涌现技术的成功学习案例分解为学习环境和学习方式两部分，并将学习环境中的各要素作为设计前提，学习方式的形式化描述作为结果存储为样本。配置模型由两部分构成，第一部分是样本优化过程，在这个步骤中，主要是筛选掉重复样本，使样本具有典型性。优化后的样本被作为案例保存在配置模型中。配置模型的第二个部分是机器学习，机器学习会通过对案例的学习，形成推理规则，当输入新的智能学习环境要素时，输出基于案例的学习方式配置方案。

（二） 智能学习环境下的学习过程形式化描述

新涌现技术与学习方式配置模型首先要对由新涌现技术构成的智能学习环境（Intelligent Learning Envrionment，缩写为ILE）进行对象抽象，其次再通过对象间的交互来形式化描述学习过程。如图2所示，ILE由各种新涌现技术（Emergent Technology，缩写为ET）组成，学习过程中可能参与的对象分为学习者（Student）、教师（Teacher）、数据（Data）和资源（Resource）。而他们与ILE的交互都通过操作符O（Operator）实现。

操作符分为C（Communicating）、P（Processing）、I（Integrating）和U（Use）4类。操作符的调用如图3所示，4类操作符描述了对象间不同的交互，使用“对象（O）对象”就可以形式化地描述智能学习环境中的学习过程。例如澳大利亚教育和早教发展部门在2010年的使用Web2.0进行教育和学习的研究报告[16]中所描述的一个关于使用流媒体技术的成功案例――Hawkesdale 学院的“TechnoChinese项目”，其中关于使用流媒体进行中文教学的学习过程则可对应地被分解为表1的形式化描述。

中小学人工智能教学案例篇（9）

中图分类号：G642.0;U491 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0087-03

引言

随着社会的不断进步与发展，交通运输业得到了很好的发展，无论是从人们的日常生活还是整个国家发展的角度上来看，交通运输这个行业都扮演着日益重要的角色。可以说，构建一个安全、便捷、高效、经济的交通运输体系，已经成为一个国家能否实现又好又快发展的先决条件。

与大多数其他的行业发展轨迹类似，交通运输业的发展也是紧跟着时展的步伐，融入了各个时期最顶尖的科学技术。从最初的狭义的仅仅针对于人的交通，到人、车、路的结合，再到海陆空三位一体的全方位立体式的交通运输布局，交通运输不断的向前发展。当下的交通行业正在进行一场新的科技变革--智能化，这个全新的概念，正在逐步渗透进交通运输的各个方面。毫无疑问，智能化将是21世纪交通运输行业的发展方向，全面实现智能化将是所有交通人都为之努力奋斗的目标。正是在这样的背景之下，《智能交通运输系统》这个学科应运而生，并且很快就成为了各大高校以及研究所的研究热点。

北京航空航天大学作为国家重点的985、211高等院校，自然就该时刻把握住前沿的科学技术发展方向，而交通科学与工程学院作为北航专业于交通运输行业的院系，对于交通运输智能化的研究也自然也就责无旁贷了。《智能交通运输系统》这门课的开设也正是学院推崇智能交通的一个举措，是学院紧跟科学前沿，大力发展智能交通研究的一个缩影。

只是随着教学的深入，《智能交通运输系统》这门课的一些问题也逐渐暴露了出来，作为一门涉及了车辆、交通、运输、道路、通信、控制等多学科交叉的课程，它的特点可概括为“概念多、理论多、内容多、无法理论联系实际”，而由于国内的对于智能交通的研究起步相对较晚，各方面的技术与理论研究都不是很成熟，国内已有教材往往无法反映该领域国外发展的最新进展，且宏观研究介绍偏多，实用案例偏少，使学生无法直观的对课本内容进行理解。而在考核方式上，很多时候都过于单一，很多学生没有真正理解智能交通系统的核心。因此，传统的教学内容和教学手段以及考核方式已无法满足《智能交通运输系统》的教学要求，有必要对《智能交通运输系统》课程进行一次全方面的梳理。

“物竞天择，适者生存”，如果人总以固定不变的思维去思考不断变化的事物，是不适合生存在这个瞬息万变的社会的。高等教育的国际化是世界高等教育发展的三大趋势之一，其中最典型的例子就是美国，作为一个移民国家，国际化是美国研究生教育的一个显著特点，也是其研究生教育成功的关键因素。作为本方案的两大亮点，案例式教学以及学科国际化，具有很强的时代特征，有针对性地解决了如今的教学中脱离实际、无法与国际接轨的问题，符合智能交通运输系统的课程特点。

为此，本文从教材课件、教学方式、考核模式3方面入手，提出综合案例式教学以及国际化教学的课程改革方案。

一、智能交通教材及课件改革

前文提到，由于我国对于智能交通的研究起步要比国外晚，所以如果继续采用原有的国内的教材会导致教学内容与国际研究成果脱轨，这对于一门新兴的学科来说，影响是巨大的。所以，在原有的教材之外，应该不定期的给学生印发最新的关于智能交通运输系统的研究成果，与课本相互配合，让学生在学习基本知识的同时也能时刻把握住该行业最新的前进方向，激发学生探索知识的热情。

同时，由于智能交通运输系统是一个综合的平台，融合了很多当下最前沿的科学技术以及新的概念，这些是这门课的重点与难点所在。因此，在教学中，需要强调交通大数据、车联网及人工智能等先进技术及概念在智能交通系统中的地位以及作用，同时在日常的教学中可以常穿插这些新技术实际运用的视频资料，让学生能够对这些新技术新概念有一个更加直观的认识，有利于教学的开展。

除此之外，为了使学生能更加准确的对国外的研究成果进行学习，课程中应该加大英语教学的比重，采用全英文的PPT对课程进行讲授，同时在讲课中穿插口语，加强学生对各个专业术语的熟悉程度，实现双语教学，这无论是对于学生英语水平的提高还是课程的深入开展都有很大的好处。

二、教学方式的改革

完整的智能交通运输系统，由很多不同的模块组成，涵盖了大量的软硬件设施，而实现智能化的关键就在于对产生的海量的数据的收集、处理以及分析。传统的教学模式中，仅仅从宏观的角度对整个数据处理过程进行概括性的介绍，学生很难真正理解智能化的含义，教学显得过于机械化，降低了学生的求知欲望，教学效果大打折扣。因此，对于教学方式的改革就变得很有必要。

首先，教学内容不要仅仅拘泥于课本，可以采用已经结题或者正在进行的一些项目为例，结合课本的知识进行案例式教学，这是整个课程改革最为核心的部分。每堂课上，根据显示案例，让学生自己发现问题，讨论问题，直到最终解决问题，充分发挥学生的自主能动性。这样就弥补了课本上教学事例不足的缺陷，通过实例加深了学生对于很多基本概念以及技术应用的理解，实现了理论与实际的结合。案例式教学的整个教学流程如图1所示。

其次，作为一门工程性质的学科，《智能交通运输系统》更加强调的是学生的动手能力，而实验教学就是提高学生动手能力最好的方式。在平时的教学中插入实验课，让学生对一些软件进行学习，例如R语言、Java、TransCAD等，可以让他们亲身体会到很多数据的具体处理流程，有利于他们更容易的理解智能交通的内涵。

最后，在教学中可以充分利用学校的地缘优势，定期组织学生到各个与智能交通相关的单位以及企业进行参观学习，让学生在实践中学习，对比课堂知识与实践运用的共同点与差异，激发学生的学习以及研究热情。

三、优化课程考核模式

考核模式是检验学生对于课程掌握程度的重要手段，能否因地制宜地选择考核模式是课程能否成功开展的重要环节。

《智能交通运输系统》是一门新兴的大融合的学科，无论是教学内容还是教学方式都和以往的传统学科存在着很大的区别。而在考核模式上，传统的仅仅依托最终考试的考核模式对于这门学科是不适用的。首先是因为《智能交通运输系统》所涉及的知识面太广，它本身就是一门涉及多门学科的课程，如果仅仅依靠考试对最终的成绩进行评定，这会造成题目的跨度过大，题目的深度也不好把握，而若是主要针对于基本概念的考核的话，又不利于学生对智能交通的深层次的理解。其次，传统的考试方式很容易使学生死记硬背知识，带来的结果往往是“分数高，理解少”，不利于学生对于知识的掌握。而对于另外一种依托论文的考核模式，由于目前的网络检索很发达，容易造成抄袭的现象，使课程考核往往流于形式。因此，针对《智能交通运输系统》这门课的特点，尤其是增加了案例式教学内容后，对考核模式进行优化变得非常有必要。

在充分考虑了该门课程的特点之后，我们决定采取开放式课程设计形式，在传统考试的基础上，加上课堂展示以及课堂互动评分两部分，这样在考察了学生对于基础知识的掌握的情况下还能考察他们对于所学知识的应用水平，最大程度地提高了学生的自主能动性。具体的方案为：首先，在平时的案例教学中，老师根据同学对于所提问题给出的答案的正确与否以及讨论问题时的课堂参与程度给出相应的课堂分数;其次，最终的课堂展示，其实这也算是案例式教学的一种特殊的体现形式，教师把通用数据（如交通事故数据，交通流量数据）发放给学生，不对题目作过多的要求，学生可以自由发挥，运用所学的知识去完成一个小型的项目，例如利用统计方法找出事故成因，或预测交通拥堵，在项目完成时，每名学生都要通过做英文汇报的形式在课堂上展示其研究成果，并由老师及其他学生针对所作项目进行提问，指出其优缺点，并共同进行打分;最后，在课堂展示完成之后，再针对智能交通的一些重点知识点以及概念进行考试，题目形式可以相对开放自由，学生可以结合自己对于智能交通的理解以及所学的知识进行作答。最终的考核分数由以上几项综合评定，而其中的课堂展示的部分将是所有考核的重中之重。这样的开放式的课程设计模式不仅可以增强学生的学习积极性，使学生能将理论知识应用于实践，同时还可以培养学生的团队合作精神，提高学生专业英语能力。

四、结语

《智能交通运输系统》是一门综合性的工程性质的学科，传统的教学模式并不完全适用，结合课程的自身特点以及交通运输专业学生的知识结构特点对课程的教学模式进行改革是非常有必要的。基于此，本文提出了从智能交通教材及课件的改革、教学方式改革、优化课程考核模式3个方面着手的改革思路，其中的重点就在于提升课程的国际化水平以及大力实施案例式教学，在把握住整体知识架构的基础上，紧跟国际智能交通的发展潮流，充分将理论知识与实践相结合，最大程度发挥了学生的学习和思考问题的自主性与积极性，取得的教学效果符合预期。

参考文献：

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[2]罗尧成，束义明.我国高校研究生教育国际化：现状分析及对策建议[J].学位与研究生教育，2009，（11）.

[3]陈林杰，赵宁雨，陈彬科.以案例式教学提升教学质量[J].当代教育理论与实践，2016，（1）.

[4]檀慧玲.世界高等教育强国研究生培养质量保障机制研究[J].北京教育（高教）2014，（5）.

[5]顾明远.世界高等教育发展的基本趋势和经验.北京师范大学学报（社会科学版），2006，（5）.

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Making a Case-based and International-oriented Reform in an Lntelligent Transport Systems Course

MA Xiao-lei

中小学人工智能教学案例篇（10）

现代社会信息技术的飞速发展，使得人工智能有了更广泛的研究和应用，为了跟上时代的需要，智能机器人教学已在中小学校开展的有声有色。众所周知，智能机器人技术是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，如何让这门学科在青少年教育中发挥更好的作用，在中小学校校园中开展的效果更佳，很多专家学者进行了各种方法研究，并且很多在校的一线信息技术教师也在摸索实践。目前，在网络环境下进行学习是随着计算机技术和网络技术的发展而产生的一种新型学习方式，也是未来教育的一个重要发展方向，与传统学习方式相比，它具有明显的优势。故两者结合，网络环境下中小学智能机器人学习研究将成为我们面临的一项重要研究课题，网络环境下中小学智能机器人学习模式的研究将成为这一项重要研究课题中的一个重要研究方面。

一、网络环境下中小学智能机器人学习模式综合研究

智能机器人学习是个连续的、循序渐进的过程，小学要开展，中学高中也要开展，根根据青少年不同阶段的不同特点，结合智能机器人教育教学活动的任务和特点，依托网络提供的强有力的辅助环境，提出小学、初中、高中三级阶梯式网络环境下智能机器人学习模式是可行的。

该模式基于国家、省市组织的各种大型智能机器人比赛活动，整合各级学校优秀教师辅导队伍，按教学模块和知识特点统一编写使用教材和研究授课知识重难点。形成在小学学习阶段重在打基础、初中学习阶段重在培养兴趣和素养的提高、高中学习阶段重在设计、创新成果的“小学、初中、高中三级阶梯式网络环境下智能机器人学习模式”。

二、网络环境下中小学智能器人学习模式课堂学习研究

我们在教学实际和课题研究中，注重充分发挥网络环境下课堂教学的优势，通过学习吸收他人的成果和自己的研究实践，建构合理的网络环境下中小学智能机器人学习课堂模式，取得了一些积极的成效。

1.网络环境下课前导学学习模式

课前导学，顾名思义，重在强调“导”与“学”。 “导”指的是知识的引导、教师的指导；“学”则指的是学生主动探究学习、伙伴合作学习。课前导学实际上是用来引导学生提前自学，提前梳理知识的一种方式，强调的是在教师主导下学生的自主学习。在网络普及和发展的今天我们可以充分利用网络这一网络媒体工具，课前教师将本节课的知识点以导学案的方式通过互联网发送给学生，让学生在课前完成新知识的预习、思考和准备工作，智能机器人学习是学生很喜欢的一门课程，所以学生在老师的引导下会做得更有方向性、针对性、更出色，以“智能机器人走迷宫”一节为例，教师把智能机器人走迷宫这一命题通过互联网发送给学生，学生可以利用课余时间思考走迷宫的各种实施方案，提前编写好流程图，给课堂提供更多时间用于编程和运行调试，这一环节的主要目的是把学生更多的思考时间放在课前，充分做好课前知识的预习，培养学生自主思考的积极性和提高自学能力。

2.网络环境下课中交流学习模式

这一环节主要包括课前导学反馈、提出目标、合作探究、师生交流、生生交流、释疑精讲、达成目标。网络为师生互动、生生互动提供了良好的技术支撑和软件平台，这一环节我们可以利用机房局域网和电子教室软件工具完成授课内容，鼓励学生合作交流，充分表达的自己独到见解，质疑的问题可上传发表在局域网的互动讨论区，由学生共同讨论解决。以智能机器人走迷宫一节为例，在一个复杂的迷宫环境中智能机器人怎样才能走出迷宫，方案如何设计，程序如何编写，学生可以借助网络进行师生、生生间的求助。学生还可以根据自己的假想和思路在小组中展开讨论，进行可行性分析，进而编写可行性程序，通过仿真系统进行调试，调试过程中学生可以利用局域网互动平台共同解决出现的问题，这一环节也充分展示了师生间、学生间的动态信息交流，并通过网络体现小组合作精神和协作意识。借助问题的提出、变化和逐步深入，让学生进一步思考、交流、探究，引导学生合理寻找解决问题的途径，总结学习中的经验，掌握基础知识和基本技能，不断地培养学生的探究能力和合作交流的良好风尚。