人工智能課程設計報告范文
人工智能課程設計報告篇1
關鍵詞：物聯網;實踐教學;教學改革
一、前言
物聯網被譽為繼計算機和移動通信之后，第三種社會變革性技術，因此被國務院規劃為戰略性新興產業[1-2]。物聯網工程是一門綜合性交叉學科，涉及計算機、電子、自動化、信息安全等諸多學科，在工農業生產、交通物流、醫療健康、智慧城市等多個領域具有極為廣泛的應用前景[3]。特別是近年來，隨著人工智能、大數據、云計算等新一代信息技術的快速發展，物聯網技術更是呈現出與這些新技術不斷融合的趨勢[4]。因此，社會對于物聯網工程技術人才的需求逐年增加，特別是對掌握全面技術知識，而且具有較高動手實踐能力的物聯網專業人才的需求極為迫切[5]。但目前高校在專業人才培養方面，普遍存在重理論、輕實踐的問題，課程的設置中對于動手實踐環節投入不足，缺少將理論知識與動手實踐相結合的環節，而且專業課程內容難以應對社會快速變化的需求，各個專業課程獨立開設，這就極易造成課程之間缺少溝通、脫節，內容重復等現象的出現[6]。同時，物聯網專業學生普遍存在對于專業知識的學習目標不明確，不知道自己該學什么、朝哪個方向學習，進而導致學習興趣不高；對于專業課程知識不能真正理解、靈活運用，融會貫通、形成知識體系，應用到系統實踐當中；缺乏系統設計思想、缺乏系統性、整體性、頂層設計思維；缺乏創新性思維；實踐動手能力不高，缺乏將專業理論知識運用到實際的能力。因此，如何根據社會對于物聯網專業人才的需求變化，及時調整、更新專業知識教學內容，突出各個專業課程內容的融合，強化實踐教學環節，重點提升工程創新能力，培養掌握全面物聯網相關知識、高素質的物聯網工程技術人才，是當前高校物聯網專業人才培養中亟待解決的問題。
二、物聯網應用系統設計課程改革方案
針對目前高校在物聯網專業人才培養中存在的上述問題，本次課程實踐教學改革的目的是將學生已經學習過的專業知識，能夠加深理解、融會貫通、靈活運用，相互串聯銜接起來；同時通過基于項目開發的課程設計與開發，一方面能夠綜合應用所學過的各類專業知識，培養實踐工作能力，另一方面能夠了解物聯網行業的最新發展，明確學習目標，激發學生自主創新的能力，鍛煉自主學習能力。本次課程實踐教學改革從三個方面進行調整，具體內容如下：（1）在教學內容中增加人工智能、云計算、物聯網系統設計等最新的信息技術，使得學生具備較為完整物聯網相關知識體系，同時增加動手實踐環節，包括軟件編程、硬件設計、焊接等內容。（2）增加企業實踐實訓環節，讓學生真正感受企業實際的工作流程，明確學習目標，提高學習的興趣。（3）基于項目驅動的課程設計考核方式，通過系統性、綜合性和創新性的項目設計與開發，全面提升學生專業素養。
（一）教學內容更新
隨著人工智能、大數據、邊緣計算等技術的快速發展，物聯網也必將向智能物聯網（AIoT）方向發展。為了適應社會對于物聯網人才的需求變化，本次教改在物聯網應用系統設計課程中增加了人工智能深度學習、云計算、智能物聯網硬件等內容。增加人工智能、機器學習、深度學習基本概念，重點通過Python和TensorFlow框架的編程實踐來加深上述知識與理論的理解應用，使學生掌握人工智能深度學習的基本概念、主要技術與方法，為后續能夠智能化分析和處理物聯網系統產生的海量數據做好準備。增加并行計算、分布式計算、云計算，大數據處理平臺等知識內容，重點通過虛擬環境的搭建與實踐，使學生能夠掌握物聯網計算模式、物聯網計算平臺的技術與方法，為后續設計物聯網計算平臺，實現物聯網數據的處理做好準備。增加智能物聯網開發板、傳感器、無線通信協議以及物聯網系統設計等知識，重點通過Arduino物聯網開發板以及各類傳感器搭建綜合性物聯網應用系統的實踐操作，使學生掌握物聯網工程設計的基本方法，能夠根據需求快速搭建涵蓋多種物聯網智能設備的應用系統，為后續畢業設計及就業工作打好基礎。在物聯網應用系統設計課程中實踐環節，我們設計了三類實驗內容，分別是認知實驗、驗證實驗和綜合實驗。其中認知實驗以掌握物聯網基本概念、基本理論為主，學生通過實驗課程能夠對理論講授內容加深理解，為后續理論與技術的進一步學習打好基礎。驗證實驗應通過實驗環節讓學生進一步掌握物聯網應用系統的設計、開發、調試以及維護等各個步驟，加深對于理論知識的理解與掌握，培養學生在工程實踐中，發現問題、分析問題和解決問題的能力。綜合實驗培養學生綜合運用所學物聯網相關的理論與技術，解決實際問題的能力。其中物聯網應用系統設計課程中所涉及的實驗，應該從認知實驗、驗證實驗到綜合實驗的原則來進行設計開設，其相對應的實驗目的為：熟悉物聯網智能硬件、掌握物聯網應用系統結構及數據處理到能夠進行物聯網應用系統的設計與開發。
（二）基于項目開發的課程設計
在正常開展課堂教學的同時，并行開展基于項目開發的課程設計工作。課程設計的總體要求在開學之初就布置給所有同學，然后依次進行項目組隊、項目選題、分工、研發、撰寫研究報告，最后是現場實物展示答辯。這樣可以充分調動大家參與課程設計開發的主動性、積極性，激發學生的創造性、創新性，同時又可以鍛煉大家的團隊協助能力，組長的領導能力、協調能力。項目開發的總體流程如圖1所示。項目組隊：全班同學按每3—5人組成一個小隊，進行項目開發，這樣既可以進行課程設計的項目研發，又為后續參加各類競賽做好準備。每組選舉一人做為項目組長，負責項目整體管理、協調組員分工、監督開發進度以及最終為組員打分等工作。項目選題：每組隊員充分發揮各自創新、創造活力，以國家近期的發展戰略為導向，結合各自熟悉的領域，以及技術特長確定課程設計題目。項目分工：確定好題目后，進行需求分析、確定系統具體功能、技術路線，然后組長進行具體研發工作劃分，包括完成的時間進度。項目研發：全體項目成員要服從組長安排，嚴格根據項目進度，倒排工期，確定自己的工作內容、工作目標，制定自己的工作計劃，對于尚未掌握知識要自主進行學習。每周組長要進行老師匯報進度，及時溝通調整工作計劃。研究報告：項目研發后期要撰寫研究報告，具體內容包括：摘要、需求分析、系統功能、創新點、開發環境要求、硬件設計、軟件設計、傳輸技術、總結、參考文獻?，F場展示答辯：項目組最后要調試好系統的軟硬件，制作PPT，現場實物展示，PPT講解，進行答辯。將物聯網應用系統設計的課程設計工作以項目研發的形式開展，首先不占用課堂時間，與課堂教學并行開展，因此可以充分利用學生的課余時間，調動學習的學習積極性；通過項目組成員之間的溝通，不僅可以激發學生的創造性、創新性，而且可以充分鍛煉學生的團隊協作能力，溝通能力。其次，項目從構思、設計、研發一直到最終實現的過程緊密銜接，頂層設計沒有做好就會導致項目的反復，甚至最終失敗，因此要先做好系統的整體設計、頂層設計，所以這就可以很好的鍛煉學生的系統設計能力，自主學習能力以及綜合分析能力。
（三）企業實踐
企業實訓環節的目的是要學生真實來到企業現場，感受真實生產實踐環境，了解當前社會主流發展的物聯網平臺產品體系。企業實訓環節也是要以項目組的形式，實際模擬研發公司工作組的管理、協作與協調的工作模式。在企業實踐生產過程中，進一步加深了解物聯網平臺的整體架構和各環節的技術要素。首先要建立“物聯網”思維；其次更要培養研發中的自我學習能力；最后以項目為目標，完成產品化平臺的整個從研發到生產全過程，以此來幫助學生快速了解、熟悉、適應企業生產研發需求。企業實訓內容主要包括兩部分。一是以企業生產車間為基礎，實地開展標準焊接步驟及工藝、實驗室焊接設備使用、電路調試、故障分析調試、整機組裝等生產活動；學習物聯網開發板的主要功能、原理和編程技術。二是參觀企業智能樓宇實訓室，了解智能樓宇實訓室視頻監控、消防聯動、入侵報警、可視對講系統基本原理與實際應用。上述實踐活動，可以很好地將學生已經學習過電路原理、數字電路、嵌入式系統設計和單片機等專業課知識應用于實踐，能夠調試解決常見的硬件故障，提高了學生動手實踐的能力，同時通過理論指導實踐工作，又可以加深對于電路原理、數字電路、嵌入式系統以及物聯網系統等理論知識的理解與掌握，達到培養學生綜合運用所學理論知識，理論和實踐相結合的能力。同時，在企業實踐過程中，要讓學生充分鍛煉以項目組為單位的協同模式，能夠讓學生在畢業工作后，快速而順利的融入企業的工作氛圍、掌握實際工作中，跨部門協同研發的技巧和意識。
（四）評價機制
物聯網應用系統設計課程的最終成績根據各個項目組的物聯網應用系統完成情況給定，其中教師評價占80%，項目組長評價組員占20%。這樣既可以滿足最終評價的公平性，又可以鍛煉項目組長領導能力，充分調動每個組員完成日常的分工協助。項目完成情況具體包括，物聯網應用系統實物展示、現場講解以及項目研究報告三部分組成。教師根據每個項目組在這三個環節的表現給出評價，作為期末最終成績，具體依據為：需求分析（10%）、功能描述（5%）、應用價值（5%）、設計方案（10%）、創新點（10%）、創意獨創性（20%）、軟硬件設計（20%）、數據傳輸（10%）、其他物聯網技術（5%）、格式符合標準（5%）。教師在課程設計的評價過程中，要重點突出項目的創新性、原創性、獨立性；要根據系統最終的完成情況，以及與課程設計報告的匹配程度，同時還要考慮項目組長根據組員對于項目完成的貢獻，為每個組員按百分制來打分，最終做出客觀、公正的評價。
三、改革成效
天津師范大學計算機與信息工程學院物聯網工程專業自2017年在物聯網應用系統設計課程教學過程中，實施了上述實踐教學改革，取得了較好的成效。一是學生的學習目標明確了，學習熱情有了顯著提高，積極參加教師科研項目、各類競賽以及大創項目，并取得了較好成績，其中獲得全國“互聯網+”大賽總決賽金獎一項、銅獎三項，計算機設計競賽全國一等獎二項，物聯網設計競賽全國二等獎五項、各類省部級競賽一等二十余項，大學生創新創業項目三十余項。二是學生通過物聯網應用系統設計課程的學習，能夠將以前學過的各類專業課程知識真正理解、融會貫通、形成了完整的物聯網專業知識體系，將這些知識應用到系統的研發實踐當中，進一步提高了實踐動手能力，全面提升了專業素養，突出反映在畢業設計質量有了顯著提高，畢業生就業與本專業的契合度逐年提升，碩士研究生升學率從2017年不足10%，至2021年已經達到了21%。
四、結語
物聯網應用系統設計是物聯網工程專業一門重要的專業必須課程，針對目前高校在物聯網人才培養過程中存在的問題，以提升學生專業素養為目標，通過在課程中融合人工智能、云計算等最新信息技術，引入基于項目驅動的機制，從教學組織、過程開展、課程評價等多個方面，完善課程設置，系統地培養了學生綜合運用多領域知識解決實際問題的能力，激發了學生自主學習和獨立創新的熱情，后續將進一步進行深入研究，不斷探索更加符合新時代特色的物聯網專業人才培養實踐教學改革方案。
參考文獻
[1]教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會編制.高等學校物聯網工程專業規范[M].北京:機械工業出版社,2021.
[2]劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2017.
[3]吳功宜,吳英.物聯網技術與應用[M],北京:機械工業出版社,2018.
[4]余發軍,王雙紅,林漫漫.基于CDIO理念的物聯網課程教學改革與實踐[J],實驗室研究與探索,2020,41(10):172-178.
[5]郭曉然,張總,許燕.物聯網綜合性創新性項目驅動的實驗教學改革[J],物聯網技術,2021,22(06):16-18.
[6]史學梅,陳寶國.物聯網應用系統開發應用型人才培養教學改革探索[J],
人工智能課程設計報告篇2
關鍵詞:智能科學與技術;實踐環節;改革與建設
我校智能科學與技術本科專業于2007年申請設立,2008年開始招生。經過兩年的實踐和探索,我們認為當初的培養方案還有不完善的地方,特別是實驗環節有待進一步改進和完善。本文主要結合我校在專業實驗環節實踐與建設過程中的一些實際問題談一些改進和設想。
1實踐環節改進與加強的必要
國家中長期教育改革和發展規劃綱要提出要提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力。溫家寶總理在十一屆三次人大政府工作報告中指出“教育學生學會知識技能,學會動手動腦,勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”。實踐環節的重要性可見一斑。
實踐環節包含各類課程實驗、課程設計和各類實習(含畢業設計)等。課程實驗是基礎,它不僅涵蓋了理論課的內容,而且比理論課更為復雜。學生通過實驗既能活躍思維,又能加深對課堂上學到的理論知識的理解、鞏固和提高,并最終具備對客觀世界的觀察能力、分析能力和解決問題的能力。課程設計和各類
實習一般是學生在老師的指導下,綜合運用一門或多門知識進行動手學習、實踐和創新并接觸社會實際的過程。就學生實踐動手能力和創新能力的提高而言,課程設計和各類實習比單純的課程實驗還要重要。
智能科學與技術本科專業從2004年設立至今,全國只有17所大學開辦該本科專業,目前一級學科和二級學科還沒有完全建立,培養方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善[1-2]。因此,作為處于起步和探索階段的本科專業,學生實踐動手能力的加強,對其就業率提高很重要,而就業率的高低關系到專業的生存與發展。多年來,我校參加過電子設計大賽訓練和獲獎學生的就業率一般都為100%。即使在去年全國就業形勢比較嚴峻的情況下,我校一次就業率仍達到92.57%,連續多年就業率穩居90%以上,獲省級“畢業生就業工作先進集體”。實踐證明,對一般工科院校的本科生而言,只要我們抓好各類實驗、課程設計等實踐環節,積極改革,并扎實讓學生參與各類基地的實踐與創新活動,使其實際動手能力與應用能力加強或提高,學生的一次就業率就完全還會有進一步上升的空間。
基金項目:廣西實驗教學示范中心專項教改項目(JGS201005)。
作者簡介:陳以(1963-),男,副教授,碩士,主要研究方向為智能控制、計算機應用技術;王改云(1964-),女,教授,碩士,研究方向為智能控制、非線性控制;楊青(1976-),女,講師,碩士,主要研究方向為人工智能、自動控制。
2專業實踐環節設置及存在的問題
根據近來中國人工智能學會教育工作委員會制定的智能科學與技術作為一級學科,智能理論與方法、知識處理技術、智能系統與應用為一級學科下設的3個二級學科的思路,我們已初步進行了智能科學與技術專業實驗平臺建設[3]。該實驗平臺建設主要含實驗體系建設和實驗管理平臺建設兩大塊,目標和思路是將基礎實驗、設計性與綜合性實驗與課程設計、畢業設計等相結合,理論課程的實驗教學與智能科學技術相結合,增加學生創新性的實驗與實踐,培養學生扎實的理論基礎及實踐與創新的基本技能。實驗體系建設含層次化的實驗教學體系建立和實驗教學與生產實際、科研相結合的實踐體系。實驗層次安排主
要體現實驗教學的層次由簡單到復雜、由單一到綜合、由學習到創新的科學過程,形成由“驗證性實驗設計性實驗綜合性實驗課程設計創新實踐”的實驗層次設置方法與形式。實驗管理平臺建設主要是針對實驗老師與學生建立一個集網絡化、開放式于一體的實驗教學與管理體系。學生通過實驗管理平臺以及在平臺的設備和環境下,可以自主預約想做的實驗,自主選擇實驗內容、實驗時間,并通過網絡與實驗教師互動交流,既可完成某門課程的驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗,也可基本完成多門課的交叉性實驗或課程設計。
我們參考各兄弟院校的智能科學與技術專業計劃設置后,前階段修訂的專業培養計劃總學時、學分及實踐環節總學時、學分等情況統計如表1和表2所示。
表1專業培養計劃學時、學分情況統計表
課程類別 課內教育 課外
教育 總學分數
學時數 學分數 學分比例 8學分 198
理論教學 2204 137.75 72.5%
實踐環節 836 52.25 27.5%
合計 3040 190 100%
表2專業培養計劃實踐環節總學時、學分情況統計表
課程類別 課內實踐 課外實踐 總學
分數
學時數 學分數 學分比例 8學分
(興趣學分) 60.25
公共課程 72 4.5 9%
專業基礎課程 308 19.25 37%
專業課程 152 9.5 18%
綜合 304 19 36%
合計 836 52.25 100%
從表1可以看出,專業實踐環節的學分占整個專業的學分比例是基本合理的。但從表2看,專業課程的實踐環節學分只占整個專業實踐環節的18%或只占整個專業學分的5%,是相對較低的。此外,據我們初步統計,專業基礎課程的實驗(含課程設計),其驗證性實驗內容相對過多,設計性和綜合性實驗內容比例相對較少,不足1/2;專業課程的實驗(含課程設計),其設計性和綜合性實驗內容比例也只占一半。如我校智能科學與技術專業的主干課程――人工智能課程,現總學時為64課時,其中實踐(驗)課程時數為8課時。目前其實踐(驗)考核要求主要是使學生了解和掌握LISP語言的基本知識與應用開發能力,以實現簡單的專家系統和知識獲取功能,驗證性內容占半數,設計性或綜合性內容實驗略少。類似梵塔問題、模糊假言推理器等實驗沒有開設,這些實驗的理論比較抽象、空洞,學生難以理解,效果并不理想。
設計性和綜合性實驗內容比例的偏低,是影響學生實踐動手能力和創新能力提高的主要因素之一。因為學生從中學到大學,多數只是完成一個學習階段形式的轉變,并未真正做到理論聯系實際,大一到大三開始的專業基礎課程實驗和專業課程實驗,是他們真正做到理論聯系實際,實現自我實踐和創新的基礎,有了這個基礎,大四的實踐綜合訓練等就是他們創新提升的保證。
就我們的調查而言,一般的工科院校智能科學與技術專業實踐環節的實踐內容情況跟我校情況類似,一些偏理科方面的兄弟院校,其設計性、綜合性的實驗比例還會更少。
3改革設想
針對以上的問題分析,我們擬提出以下的改進與建設思路。
一是以“質量工程”標志性成果為龍頭,深化教育改革和創新。從建校近50年發展至今,我校一直
重視“質量工程”的建設和學生實踐環節及動手能力的培養。目前,我校已獲得2個部級和6個省級實驗教學建設示范中心或建設單位,3個部級特色專業建設點,2個部級和7個省級教學團隊,1個國家大學生創新性實驗計劃項目實施單位等。因此,我們要充分發揮國家和省級實驗教學建設示范中心及國家大學生創新性實驗計劃項目實施單位的示范和龍頭作用,并以此為契機,實施實踐教學理念的更新和提升。
二是依托我?，F有的各類等級中心基地構成的實踐創新平臺,不斷地改進和完善專業的實踐環節和實驗內容。經過長期的努力和積累,我校近期已完成構建自己的大學生公共創新平臺體系,如圖1所示。該平臺呈現實踐環節由低到高的金字塔結構,能為各階段、各類或各等級的學生提供一個自我不斷實踐與創新的發展空間,也滿足和保證了不同階段的學生,隨著低年級到高年級實驗與實踐進程的發展,提供需求的環境和施展的平臺。為此,我校為加強學生課外實踐,提高學生動手能力,同時也為滿足學生實踐的需要,特意增加了8個課外實踐學分。這8個學分的增加,目前我校還在試行階段。
圖1大學生公共實踐創新平臺體系金字塔圖
三是緊密結合我校電子信息類學科優勢突出、創新實踐教育特色鮮明的特點,進行新一輪實驗項目、內容、性質等的改革和完善。眾所周知,一個專業要辦出有生命力,在既符合專業發展方向,又滿足社會需求的同時,還必須有自身的特色。我校作為以工為主,電子信息類學科優勢突出,創新實踐教育特色鮮明的多科性大學,其特色在廣西和華南地區具備較高的影響力,甚至在全國也有一定知名度。經過近50年的積累和沉淀,我校目前還有共青團中央和全國青年聯合頒發的“青年科技創新教育基地”,以及創新型的機器人中心、飛思卡爾智能車中心、電子設計訓練基地等多個企業級或校級中心或基地。機器人中心、飛思卡爾智能車中心及電子設計訓練基地等集中體現了“智能”方面的設計與技術,是智能科學與技術專業內涵最好的演繹。
在電子設計比賽等方面,我校每次都在廣西區和全國有出色的表現,2001年還獲得最高獎“索尼杯”等。我們要在繼續發揚這一特色傳統優勢及繼續做好各類基地建設的同時,審思當前實踐環節(含實驗項目、內容等)存在的問題,探討如何根據實踐教學的根本目的,加大設計性、綜合性等實踐
環節與實驗內容的比例和要求,力求在專業的實踐環節建設和專業的“智能科學”與“技術”方面有自己的特色。
四是做好實驗環境和實驗平臺的建設和管理。這是實踐環節發展、提高與創新的持續保證。這方面的內容就是要穩定實驗教學隊伍,不斷地提高教師的實踐知識與技能;加強實踐環節過程的管理與監督,增強實踐教師的責任感;及時更新和合理利用各類儀器設備,做大做強傳統優勢的各類示范中心、實踐創新基地,堅持特色建設與創新。
4結語
一個新專業建設的好壞,除了接受領導專家部門的指導外,還應結合社會的需求與自身院校的背景和實際,依靠院校的特點、特色進行建設,這樣的專業才能具有持續的生命力,培養出來的學生才能得到社會和公眾的認可。
本文只是結合我校自身的實際情況,就智能科學與技術專業實踐環節的改進進行了初步探討,還有待在實踐中不斷完善、繼續提高,同時也期待與兄弟院校共同分享。
參考文獻:
[1] 王萬森,鐘義信,韓力群,等.我國智能科學技術教育的現狀與思考[J].計算機教育,2009(11):10-14.
[2] 鐘義信.設置“智能科學與技術”博士學位一級學科:必要性、可行性、緊迫性[J].計算機教育,2009(11):5-9.
[3] 陳以.談“智能科學與技術”專業實驗平臺建設[J].計算機教育,2009(15):174-176.
Reform and Development Advices for the Practical Content of Intelligence Science and Technology
CHEN Yi, WANG Gai-yun, YANG Qing
(Electronic Engineering and Automation School, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)
Abstract: Intelligence Science and Technology, an emerging major in artificial intelligence academy, is now growing. Guilin University of Electronic Technology is developing the corresponding major based on our own characteristics. This paper proposed some ideas and thoughts to reform and improve the practical content of the major that are met during the major development.
人工智能課程設計報告篇3
2003年教育部頒發了《普通高中課程改革方案（實驗）》和《普通高中技術課程標準（實驗）》，由此開展了新一輪的普通高中課程和信息技術課程改革。
2010年中共中央、國務院印發了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010_2020年）》，中共廣東省委、省人民政府印發了《廣東省中長期教育改革和發展規劃綱要（2010_2020年）》，2011年廣東省人民政府印發了《廣東省教育發展“十二五”規劃》；2012年和2014年教育部先后印發了《教育信息化十年發展規劃（2011_2020年）》《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》；2008年以來廣東省先后教育廳印發了《廣東省普通高中信息技術教學水平評估指標（2008年版）》《廣東省普通高中信息技術教學指導意見（2012年版）》《廣東省教育廳關于鞏固提升高中階段教育水平的若干意見》等。以上這些文件為我省進一步推動高中信息技術課程和教學改革指明了方向，明確了課程教學改革的發展目標和工作思路。
實施現狀
近年來，我們到部分市、學校進行了專題調研，分別發放教研員、教師、學生調查問卷，召開部分普通高中信息技術教師座談會，邀請部分地市撰寫了本市普通高中信息技術學科課程教學的情況報告，并深入到多所普通高中學校進行調研，力求全面了解掌握我省普通高中信息技術學科建設的真實情況。
調查數據顯示，目前全省普通高中學?；旧夏馨匆箝_設必修模塊和選修模塊。所有學校都在高一開設必修模塊，其中23%的學校采用每周一節、一個學年完成的開設方式；77%的學校采用每周兩節、一個學期完成的開設方式。73%的學校在高一開設選修模塊，27%的學校在高二開設選修模塊。93%的學校均選擇開設多媒體技術應用、網絡技術應用、算法與程序設計三個選修模塊中的一個，1%的學校選擇開設數據管理技術、人工智能初步兩個選修模塊中的一個。6%的學校選擇開設選修模塊兩個以上。選擇開設多媒體技術應用模塊的學校學生最多，約占20.5%；選擇開設網絡技術應用模塊的學生約占16.7%；選擇開設算法與程序設計模塊的學生約占12.3%；選擇開設數據管理技術模塊的學生約占0.3%；人工智能初步模塊的學生約占0.03%。另外，學生的調查問卷數據顯示，學生選擇選修模塊的順序是：多媒體技術應用、網絡技術應用、算法與程序設計、數據管理技術、人工智能初步。
當前，來看各種版本的新教材編排設計內容，體現了新課標所要求的多樣性、層次性和選擇性。但調查問卷數據也反映了教材存在著一些問題，其中編得滿意占6.67%，基本滿意占60.00%，不太滿意占26.67%，很差占6.67%。教材是否體現課標基本理念滿意度有所下降，體現較差占20.00%。目前教材的不足之處主要表現在幾個方面：內容過于理論、活動設計可操作性較差、編排不夠合理、不能較好地聯系學生的生活實際需要等。
根據回收的調查表統計，對《普通高中課程方案》中的課程理念，13.33%的教師非常認同，86.67%的教師基本認同；對《普通高中課程方案》中的課程目標，20.00%的教師非常認同，80.00%的教師基本認同；對《普通高中課程方案》中的課程結構，20.00%的教師非常認同，73.33%的教師基本認同，6.67%的教師不太認同；對《普通高中課程方案》中的課程計劃，20.00%的教師非常認同，80.00%的教師基本認同；對《普通高中課程方案》中的課程評價，20.00%的教師非常認同，53.33%的教師比較認同，26.67%的教師基本認同。
初步思考
高中信息技術課改已經進行了十多年，也對必修、選修模塊教學提出了新的要求。尤其是必修模塊信息技術基礎，教學目標和內容的深度與廣度逐步在義務教育階段課程教學中得以實現，高中階段不再需要。選修模塊也要考慮高中教學的實際，重新規劃和設計。
2011年以來，我省開展了廣東省基礎教育課程教材體系發展改革課題研究，高中信息技術學科進行了課題立項、調研、專家論證和研討，初步設計的高中信息技術課程擬定條件成熟時在我省部分地區開展試驗。
隨著世界各國高中信息技術課程改革向計算思維方向的發展，程序設計變得尤為緊要，成為課程的核心，體現了算法思維、程序思維、計算思維主旨。程序設計要素要面向大數據、物聯網、人工智能等的應用開發。課程教材內容以應用需求為出發點，著重以發現問題、分析問題和解決問題實際為目標，著力提升學生的創新思維能力。
“互聯網+”已經成為經濟技術發展的引擎和國家戰略，移動互聯網技術、多媒體技術、數據通信等內容和思維成為我們的創新課程，變得十分重要，課程內容的構建已經不是原來課程的內容和構架，需要深入改革和發展。
普通高中逐步向多樣性、個性化發展，國家招生制度改革對普通高校和職業院校也有所區別。為此，除國家示范性高中外的普通高中高二分流成為課程設計必須考慮的節點。廣東省設想普通高中信息技術課程應該包含如下部分內容。
1.必修內容
信息技術必修內容包括兩個模塊：算法與程序設計、網絡技術應用，定義18學時為1學分，共3學分。在高一階段開設完成學分。
2.選修內容
選修內容是為滿足學生職業技術教育方面的不同專業發展需求而設置的，劃分為選修1和選修2兩類。其中，選修1將按照學生發展需求和高職院校招生考試的技能測試要求適時調整，學生學習各門課程一定時間并通過考核可獲得相應學分。選修2主要是學校開發的校本課程模塊，體現學校課程特色。其中信息技術選修1，共9學分。從教育部《中等職業學校專業目錄》（2010年修訂）中的信息技術類當中任意選擇9個模塊，每個模塊1學分，共9學分。選修內容在高二、高三開設完成學分。
人工智能課程設計報告篇4
【摘 要】文章介紹了應用單片機一體化教學設備進行技師畢業設計的案例實施，詳細分解了完成“循跡避障智能小車”各項功能的學習情境，真正實現了教、學、做一體化，為學生走上工作崗位從事單片機產品的開發和應用奠定了堅實的基礎。
【關鍵詞】循跡避障智能小車 單片機一體化教學設備 學習情境
為了改變傳統單片機教學中按照理論教材照本宣科，教師教得費力，學生學得辛苦的現象，我們研發了單片機一體化教學設備，將其應用于教學實踐中，采用“基礎教學―課程設計―畢業設計”三步驟進行分階段實施。在基礎教學中使用基本教學模塊，學習單片機I/O接口應用、數據采集、數據顯示、按鍵控制、在線仿真器和Proteus仿真軟件的使用，設計制作流水燈、模擬交通燈等項目。在課程設計中，學生仿照應用模塊，完成“0～99分倒計時定時器”單片機控制系統的設計、仿真、制作、調試，學習撰寫課程設計報告。在技師畢業設計中，以真實的產品8路搶答器、單片機萬年歷、超聲波測距、單片機溫度控制系統和循跡避障智能小車等作為載體，以產品功能開發的流程為主線，將單片機技術的學習融合到小型產品的開發與制作的工作中，實現與小型單片機產品的近距x接觸。
下面以“循跡避障智能小車”為平臺，介紹通過學習單片機一體化教學設備上的有關模塊，在技師班進行畢業設計的案例實施。
一、智能小車簡介
智能小車是一個集中運用單片機、傳感器、自動控制、機電一體化、數據通信、人工智能及機器人學等高新技術的綜合體，主要由系統的核心控制――單片機，運動方式――機械傳動結構，檢測方式――傳感器，控制方式――電機、舵機，通訊方式――串口、無線通信等部件組成，能夠實現自動識別路線（尋跡），判斷并躲避障礙（避障）等功能。
二、學習情境
我們選擇了上海益芯科技有限公司開發的產品套件“循跡避障智能小車”作為技師畢業設計的載體，將單片機一體化教學設備上有關中斷、定時、傳感器監測、數碼管顯示、1602顯示、12864液晶顯示、PWM控制、紅外發射/接收、直流電機驅動等內容進行綜合運用，采用兩輪差分驅動直流電機的驅動電路與PWM調速，利用紅外線傳感器反射接收，檢測智能小車車輪的偏轉情況，然后輸出高低電平傳送給單片機，控制小車能夠尋找具有一定黑白對比度的黑線，進行沿直線或沿弧線快速行駛；當小車探測到前方有障礙物時，能自動調整，躲避障礙物，從無障礙區通過；為了使智能小車具有良好的人機界面，采用數碼管或液晶屏作為顯示器，顯示小車行駛中的有關參數。我們將以上功能的實現分成4個學習情境，每個學習情境又由2～4個子情境組成。
（一）學習情境1：循跡避障智能小車的焊接與裝配
子情境1：組裝前的準備。包括了解循跡避障智能小車的功能和組裝智能小車電子元器件的選取檢測。
子情境2：電路板焊接及裝配。包括智能小車控制電路板的焊接和組裝。
（二）學習情境2：循跡避障智能小車各功能部件的檢測
子情境1：STC89C52單片機芯片程序寫入。包括STC89C52最小系統的搭建、單片機ISP編程工具的使用和程序寫入芯片。
子情境2：顯示系統檢測。包括兩位數碼管顯示、1602液晶顯示和12864液晶顯示。
子情境3：輸入系統查詢。包括獨立按鍵查詢和矩陣按鍵鍵盤查詢。
子情境4：傳感系統檢測。包括紅外發射管的檢測處理和紅外接收管的監測處理。
（三）學習情境3：循跡避障智能小車的運動控制
子情境（1）：仿真、編程軟件的使用。包括Proteus仿真軟件的使用和KEIL2/3/4編譯軟件的使用。
子情境（2）：路徑運行的定義。包括直線型路徑的前進與后退和S型路徑的前進與后退。
子情境（3）：定時運行。包括延時啟?？刂坪统瑫r警報控制。
子情境（4）：避障與尋跡功能的實現。包括避障功能的實現和尋跡功能的實現。
（四）學習情境4：循跡避障智能小車其他功能的拓展
子情境（1）：語音識別功能。包括特定頻率的聲音控制和特定音色的聲音控制。
子情境（2）：遙控功能。包括智能小車運動紅外監控功能的實現和運動中數據傳輸功能的實現。
三、案例實施成果
技師畢業設計結束時，每個學生對自己設計制作的“循跡避障智能小車”進行總結，撰寫相應的技師畢業設計論文，內容包括方案設計、系統功能分析、硬件設計、匯編語言或C語言源程序設計、調試步驟、測試報告、實物圖片和視頻等。學生制作的“循跡避障智能小車”實物如圖1所示。
四、結束語
將單片機一體化教學設備應用于教學實踐，通過具體案例――“循跡避障智能小車”的開發與制作，訓練和培養了學生在單片機小型作品元器件的選用、產品的焊接與組裝、軟硬件的設計、仿真、調試與檢修等方面的能力，為學生走上工作崗位從事單片機相關工作奠定了堅實的基礎。
【參考文獻】
[1]姜志玲.簡易智能電動車的設計[J].華東交通大學學報，2005（04）：129-133.
[2]夏繼強，沈德金，何立民.單片機實驗與實踐教程（二）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.
人工智能課程設計報告篇5
關鍵詞：信息與計算科學；實踐環節；課程體系
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)16-31163-01
Discussion on the Practical Link Curricular System of Information and Calculation Science in Our University
REN Min-hong, GUO Tian-yin
(Department of Computer Science & Technology,Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)
Abstract:Based on the actual situation of the university,the practical link curricular system of information and calculation science is presented under the principle of combining theory and practice. It conforms with professional specification and our university location and plays a very important role in educating application specialized talented person.
Key words:information and calculation science; practical link; curricular system
1 引言
信息與計算科學專業是1998年國家教育部進行專業改革與調整后增設的新型復合型專業，它由信息科學、計算科學、運籌與控制科學等交叉滲透形成。由于發展時間短，該專業暴露出許多問題，諸如專業定位不明確、課程體系紊亂、實踐教學環節不完善等。特別是實踐教學環節，哪些課程應該開出實驗？開出什么樣的實驗？應該設立哪些課程設計？設計什么？認識實習應該到什么樣的單位實習？生產實習應該到什么樣的單位實習？實習什么？這些問題所有開設此專業的院校都在探索實踐中。
2 我院信息與計算科學專業實際情況
我院是依托計算機科學與技術系開辦此專業的，有著濃厚的工科氛圍。在專業建設中充分發揮計算機科學與技術專業的教師資源和實驗資源，確定了既符合《信息與計算科學專業教學規范》，又符合我院實際情況的兩個專業方向：圖形圖像處理和信息管理與信息處理。
本專業屬理科類專業，總學時2800學時，培養計劃中公共課（含兩課、基礎課、面向學科大類開設的課）必修占49.35%，選修占5%；學科基礎課必修占27.85%，選修占4.86%；專業方向課必修占9.29%，選修占3.64%。
3 實踐環節課程體系
我院屬于二類本科院校，辦學定位是扎根秦巴，服務基層。實踐環節特別重要，為培養學生動手能力提供了保證。實踐環節課程體系的好壞直接關系著“培養應用型人才”目標的實現。信息與計算科學專業的實踐環節由課內實驗、課程設計、實習和畢業設計等環節構成。
3.1 課內實驗
3.1.1 數學類實驗
數學類課程有：數學分析、高等代數、空間解析幾何、常微分方程、離散數學、復變函數與積分變換、數值分析、運籌學、數據分析。概率論與數理統計開設10學時實驗，數值分析開設8學時實驗，運籌學開設14學時實驗，數據分析開設14學時實驗?？傆?6學時實驗，占數學類課程總學時的5.91%。其目的一是通過實驗課，掌握常用的數學軟件（如Matlab、SAS等）的使用，加深對相關數學概念的理解；二是訓練學生用數學工具解決實際問題的能力；三是以相應的數學問題為背景，要求學生自己編寫程序，訓練學生的算法設計與編程能力。
3.1.2 計算機類實驗
計算機類公共課程和學科基礎課程有：信息技術基礎、C語言程序設計、面向對象的程序設計（VC++）、網站建設與網頁設計、數據結構與算法、數據庫原理與應用、軟件工程、微型計算機原理、網絡數據庫編程技術、計算機網絡原理、編譯原理、操作系統。信息技術基礎開設40學時實驗，C語言程序設計開設20學時實驗，面向對象的程序設計（VC++）開設20學時實驗，網站建設與網頁設計開設24學時實驗，數據結構與算法開設24學時實驗，數據庫原理與應用開設20學時實驗, 軟件工程開設6學時實驗, 微型計算機原理開設20學時實驗, 網絡數據庫編程技術開設28學時實驗, 計算機網絡原理開設10學時實驗，編譯原理開設6學時實驗, 操作系統開設6學時實驗?？傆?04學時實驗，占計算機類公共課程和學科基礎課程總學時的35.05%。該類課程實驗使學生加深理解計算機類基礎課程的基本概念，打好軟件設計和開發的基礎。
圖形圖像處理方向課有：信息論與編碼、計算智能、數字圖像技術、計算機動畫設計技術、計算機圖形學、靜態圖像處理工具、數據壓縮與存儲、OpenGL編程技術、計算機輔助設計技術。信息論與編碼開設6學時實驗，計算智能開設10學時實驗，數字圖像技術開設10學時實驗，計算機動畫設計技術開設20學時實驗，計算機圖形學開設10學時實驗，靜態圖像處理工具開設10學時實驗，數據壓縮與存儲開設10學時實驗，OpenGL編程技術開設10學時實驗，計算機輔助設計技術開設10學時實驗?？傆?6學時實驗，占圖形圖像處理方向課總學時的24.24%。該類課程實驗培養學生圖形圖像處理能力。
信息管理與信息處理方向課有：信息論與編碼、人工智能、信息系統開發工具、信息系統分析與設計、算法設計與分析、信息系統案例分析、ERP技術、信息管理學基礎、信息安全與密碼、數據挖掘。信息論與編碼開設6學時實驗，人工智能開設10學時實驗，信息系統開發工具開設20學時實驗，信息系統分析與設計開設10學時實驗，算法設計與分析開設10學時實驗，信息系統案例分析開設10學時實驗，ERP技術開設20學時實驗，信息管理學基礎開設4學時實驗，信息安全與密碼開設4學時實驗，數據挖掘開設4學時實驗，總計98學時實驗，占圖形圖像處理方向課總學時的22.48%。該類課程實驗培養開發和使用管理信息系統的能力。
3.2 課程設計
課程設計有：數據庫開發與設計課程設計、數據分析課程設計、圖形圖像處理課程設計、信息系統分析與設計課程設計。
數據庫開發與設計課程設計進行2周，主要訓練學生的數據庫設計和開發能力。數據分析課程設計進行2周，主要訓練學生數據分析能力和SAS軟件的使用能力。圖形圖像處理課程設計針對圖形圖像處理方向開設，進行2周，主要訓練學生的圖形圖像處理綜合能力。信息系統的分析與設計課程設計針對信息管理與信息處理方向開設，進行2周，主要訓練學生的開發和使用管理信息系統的綜合能力。
3.3 實習
實習有：認識實習、生產實習。認識實習是對專業知識的認知實習，可選擇大中型企業和科研機構作為實習單位，因為大中型企業的信息管理化程度較高，在科研機構可以讓學生感受到科學計算的應用和計算機在科學計算中的應用。生產實習是專業實習，也可選擇大中型企業和科研機構作為實習單位。在實習中讓學生了解企業信息管理系統的運作模式和科學計算的應用。
3.4 其它實踐環節
其它實踐環節有：軍訓、計算機技能訓練、公益勞動、科研實踐、就業實踐和畢業設計。
軍訓是我院各專業都開設的實踐環節，一般由學生處負責實施，在第一學期新生報到后進行，進行2周，主要訓練學生的軍事技能，鍛煉學生“不怕苦、不怕累”的精神和毅力。計算機技能訓練在第一學期進行，進行1周，主要訓練學生的常用軟件的使用能力。公益勞動在第二學期第1周進行，可安排一些工農業生產勞動和各種服務性勞動，如植樹造林，打掃衛生，幫助烈軍屬和殘疾人等，主要鍛煉學生熱愛勞動、關心他人的觀念?？蒲袑嵺`在第五學期進行，進行2周，主要鍛煉學生的科研能力。就業實踐在第六學期暑假進行，讓學生在暑假里參加人才招聘會，在招聘單位參加專業實習。目的是讓學生熟悉招聘環節，鍛煉招聘時隨機應變的能力。就業實踐結束后學生應提交就業實踐報告。畢業設計是本科階段最后一個實踐環節，也是比較重要的實踐環節，在第八學期進行，進行14周。通過畢業設計，培養學生綜合運用所學基礎課和專業課的基本理論、基礎知識和基本技能，來分析和解決信息和科學計算方面技術問題的能力。鞏固、擴大和深化學生在各門課程和各個實踐性環節中所學的知識和技能。使學生受到各個方面的綜合訓練。畢業設計題目一般由指導教師自定，學生根據自己的實際情況選題。
4 試點
文中提出的信息與計算科學專業實踐環節課程體系，在我院2003級和2004級中進行了試點，獲得了良好的效果。我院信息與計算科學專業從2002年開始招生，2002級采用信息與計算科學專業第一版培養計劃，理論多，實踐少，也沒有專業方向，學生反映實踐少，動手能力差，遇到實際問題無從下手，沒有專業方向，沒有針對性。2003級和2004級采用信息與計算科學專業第二版培養計劃，采用文中提出的實踐環節課程體系，學生反映較好，普遍認為動手能力得到提高，專業方向明確。
5 結束語
我院的信息與計算科學專業依托計算機科學與技術系開辦，工科氛圍濃厚，文中提出的信息與計算科學專業實踐環節課程體系體現了這一點，也體現了我院的辦學定位。當然，該課程體系也存在一些問題和不足，這將在以后的運行中逐步完善。
參考文獻：
[1]李林, 曹曉東，等. 一般工科院校信息與計算科學專業建設中的幾個問題[J]. 理工高教研究, 2003,22(4):127-128.
[2]郭天印, 任民宏. 關于制定信息與計算科學專業人才培養模式的思考與體會[J]. 大學時代, 2006,(3):103-105.
[3]郭天印, 李金祥. 信息與計算科學專業建設與展望[J]. 教育科學研究(內刊), 2003,30(1):60-64.
[4]羅群, 郭軍, 田寶玉, 等. “理工融合”理念下北郵信息與計算科學專業培養方案的制定和實踐[J]. 北京郵電大學學報(社會科學), 2004,6(1):68-70.
人工智能課程設計報告篇6
關鍵詞：研究生教學；實踐教學；故障診斷；教學改革
中圖分類號：G642.0 文I標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0135-02
一、引言
長期以來，人們一直認為汽車故障診斷主要由專業的維修工程師借助專業設備來完成，靠維修工程師的豐富經驗來實現準確的故障診斷，認為理論基礎不深。其實不然，隨著汽車技術的日益發展，其整體結構已經形成了一個集機械、液壓、電器與電子控制于一體的綜合體，診斷技術也逐漸從傳統的人工經驗模式向智能化儀器方向發展?！镀嚬收显\斷學》被許多高校列為機械工程、車輛工程專業的研究生和本科生的專業課。在研究生教學過程中，通常采用理論講授和實踐相結合的方法開展教學，這種教學模式，往往收不到理想的教學效果。根據研究生教學培養的要求，在專業課學習時，應注重理論學習、文獻閱讀、工程實踐、歸納總結等環節的提高，筆者結合自己在美國俄克拉荷馬州立大學做訪問學者時經歷的美國高校研究生專業課學習中課堂教學、文獻閱讀、工程實踐等幾個環節，結合美國高校在工科研究生專業課教學中的一些做法，提出在《汽車故障診斷學》的研究生課程教學中的幾個改進點，并應用于實際課堂教學，提高教學效果。
二、教學改進方法
改進的教學方法主要是在完成基本的理論教學的同時設置專業文獻閱讀、工程實踐與課程設計、總結報告撰寫等環節，每個環節要求學員認真閱讀資料、嚴密組織實驗、詳細分析實驗數據、撰寫總結報告，并在課堂上進行講解報告，課終按正式論文格式撰寫學術論文，并以各環節的打分來綜合評定最終課程成績。
1.基本課堂教學?！镀嚬收显\斷學》的教學內容涉及了工程數學、可靠性理論、計算機技術、人工智能技術等，在課堂教學中，除了介紹基本的概念、診斷參數的獲取、特征信號分析、狀態識別方法外，還需要給研究生灌輸本領域的一些最新研究方法，如小波分析、神經網絡診斷原理、模糊診斷與模糊神經網絡、專家系統診斷原理等內容，這些內容的學習需要一定的數學基礎，在講解時以筆者從事汽車故障診斷方面的科研項目為牽引。
采用這種方式可以讓學員進一步了解本課程學習內容與工程活動的密切關系，并結合自己未來的研究方向展開聯想，激發學員的學習興趣。
2.文獻閱讀。文獻閱讀是研究生學習期間的一個重要的環節，為提高學員的學術能力，在課程教學中引入文獻閱讀模塊。多年來有一些重要的學術期刊，如國內期刊《振動、測試與診斷》、《振動工程學報》等，國際期刊《Advances in Mechanical Engineering》、《Shock and Vibration》等，這些期刊為本環節的教學提供了豐富的資源。具體做法是課前搜集本領域的最新研究論文，布置給學員帶著問題去閱讀這些論文，進行歸納總結，提出存在的問題，最后總結形成報告，在課堂上做口頭報告，并接受其他同學的質疑。這樣既鍛煉了學員的文獻閱讀、分析歸納、口頭演講的能力，也使學員對投稿期刊有所了解，對于研究生學習有著重要幫助。
3.工程實踐與課程設計。工程實踐是專業課學習的一個重要環節，尤其對于《汽車故障診斷學》這門理論與實踐緊密結合的課程，這個環節是必不可少的。在這個環節中，合理設計工程實踐過程、確定課程設計題目是調動學員學習積極性的關鍵。在本課程的教學中，結合知識點設計工程實踐內容，如以“柴油發動機故障信號采集與分析”為題設計工程實踐內容，如表1所示，明確了實驗對象和實驗工具，涉及內容涵蓋了故障診斷研究必須經歷的信號采集、特征提取、模式識別等內容，并對實驗過程提出了具體要求。
完成實驗后，要求學員寫出實驗報告，對數據處理與計算結果進行分析，并在課堂上向其他同學進行口頭匯報，分享實驗過程的心得與體會，通過交流，使學員能充分掌握實驗中的細節問題，形成完整的實驗報告，給出合理的數據計算結果，熟悉相關知識點。
4.課終論文。在完成專業課的課程教學后，需要學員根據課堂教學和實踐環節的學習，撰寫學術論文，該部分的要求應緊密結合教學的知識點，依據實驗中采集的數據，也可以根據論文題目的需要，引導學員自主完成需要補充的數據，為論文撰寫提供支撐。具體實施時采用教師命題、學員自主組合選擇的方式來開展，表2列出了最近一期教學中布置的論文題目與完成人員。
5.成績評定。課程考核根據各教學環節的學習情況給出綜合評定。在課程學習之初，對各環節成績的比例、評定方式給出明確說明，在每個環節完成后按照評定標準進行嚴格打分，最終根據各環節的打分計算本課程的成績。具體成績組成與標準如表3所示。
三、結論
在《汽車故障診斷學》中進行教學改革，引入文獻閱讀、工程實踐、論文撰寫等環節，使學員在學習本課程基本知識點的同時，還鍛煉了文獻理解、歸納總結、動手實驗、語言表達、綜合分析等能力，通過在實際課程教學中的應用，學員普遍反映本課程的學習信息量大、內容豐富，對自主開展科學研究的能力有較大提高。
參考文獻：
[1]肖云魁.汽車故障診斷學[M].北京理工大學出版社,2006.
[2]鄭妮娜,楊溥,李英民.美國工科研究生培養方案及課程教學方法分析[J].高等建筑教育,2015,(3):66-69.
[3]李政民卿,王黎娜,陸鳳霞,等.美國基礎教育給中國工科研究生專業基礎教學的啟示[J].大學教育,2014,(11):22-23.
[4]蘇紹Z,王躍科.工科研究生實驗教學精品課程建設實踐[J].科技創新導報,2008,(29):183-184.
[5]常瑞,陳文智,郭玉東,職玉峰.面向工科研究生創新能力培養的EPI教學模式探索[J].計算機教育,2016,(3):71-74.
Research on Teaching Reform of "Automobile Fault Diagnosis" under New Situation
ZENG Rui-li,MEI Jian-min,ZHAO Hui-min,SHEN Hong
(Military Transportation University,Tianjin 300161,China)
Abstract:In view of the continuous development of automobile technology,some measures are jointed in teaching of "Automobile Fault Diagnosis",including paper reading,project,writing. So that students complete the basics of learning,their ability of data collection,summary,experimental Planning,oral presentation are improved,Teaching effect is good.
人工智能課程設計報告篇7
21世紀的人類將面臨文明史上的又一次大飛躍——由工業化社會進入到信息化社會。信息技術的飛速發展，既為我們帶來新的機遇，也使我們面臨新的挑戰。對人才的全新要求，人才培養教育體系必須進行改革。
教育體系的革新首先遇到課程發展的創新問題。從社會學的角度來看，課程的目的一是要保持和繼承人類文化遺產，二是要發展人類文明，課程問題在任何一個教育體系中都居于中心地位、實力地位。因為教育的目標必須依靠一定的內容安排來體現，教學方法、教學組織形式等，都是受內容決定并為它服務的。教學的質量、水平和評價的標準，也主要看教學內容實現得怎樣，縱觀不同時期的教學改革，課程問題始終是關注的中心。
決定課程的關鍵因素有四個：知識、社會要求、社會條件和學生特點。所謂知識，代表一定時期國際范圍內科學知識的總和，即人類積累的歷史經驗和科學技術的總和。課程要解決的第一個問題，就是從這些知識中選擇什么，因此，它是影響課程的最基本的前提。社會要求是指社會生產活動對人素質的要求，這種要求的差別，決定了人們從知識庫中進行不同的選擇，從而形成特定的課程，可以說，社會要求是影響課程的決定性因素。社會條件則是社會科學技術及物質生產水平的總稱，它為課程的設計與實施提供物質與技術基礎，它是決定課程物質形態的基礎；學生特點主要指學生的認知特點、認知水平和學習動機等諸多因素，如擅長文藝和擅長邏輯推理的學生就應開設不同的學科課程。
現代信息技術的飛速發展，對上述決定課程的四個關鍵因素都產生了沖擊性的影響。
1．信息時代的知識爆炸，客觀要求課程要從傳授知識為主轉變為培養學習與應用能力為主。
信息時代知識量急劇膨脹，知識更新過程空前加快，出現了“知識爆炸”現象，這使得課程陷于尷尬的境地：一方面大量的新知識內容需要加入到課程，另一方面就是對課程內容過多過難、學生負擔加重的批評越來越嚴歷。課程展開的時間是有限的，我們不可能無限延長學習者的學習時間，但科技的飛速發展和社會進步所帶來的知識信息急劇增加，又是課程研究者必須正視的現象。解決這個問題根本出路在于變革“課程是繼承人類經驗知識精華”這個基本觀點，即學習過程是一種單純繼承性的觀點。課程應該在傳授一些基礎性知識的同時，注重創新性和適應性能力的培養。對受教育者來說，最重要的是學會學習，具備進行終身學習的動機和再學習的能力，也就是具備自我更新知識結構的能力。課程的主要目標要從傳授知識轉向培養學習技能與方法。當然，學習技能的獲得，要在學習知識的過程中實現，課程不可能不傳授知識，但要轉到傳授知識和培養學習技能并重的模式上來。設計課程時，不應只是設計課程的內容（教材教學計劃等），更應該設計豐富的教學活動和教學資源，學習技能就隱含在這些教學活動與教學資源之中。
2．信息技術對社會生活形態的深刻變革，要求課程培養信息社會的文化基礎——信息能力。
信息社會經濟發展越來越依賴于基于知識的信息產業，信息社會的經濟是以知識信息為基礎的知識經濟。知識經濟的發展在世界范圍只是初見端倪，而在美國等發達國家，已經看到知識經濟的曙光。據統計，目前“世界聯合組織”主要成員國國內生產總值的50%以上來自以知識為基礎的信息產業?；谥R的信息產業是競爭最激烈、變化最急劇的產業，在這一領域內，哪怕對知識與信息的獲取與利用只領先或落后幾個星期、幾天、甚至幾個小時，都足以使一個企業成為暴發戶或面臨破產。
知識經濟時代的知識，是通過對大量復雜信息進行加工分析、存儲和利用而得到的（通過對信息的分析，綜合提煉、加工就可成為知識，所以信息與知識密切相關）。顯然，信息社會的新型人材必須具備很強的信息獲取、信息分析和信息加工能力，它不僅是信息社會經濟發展對新型人材提出的基本要求，也是生活在信息時代的現代人所必需具備的文化基礎之一。人類生活已越來越離不開數字化、信息化，信息化決定我們的生存，這已是不爭的事實。正象著名的未來學家尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中所指出的，“數字不再是只和計算有關，它決定我們的生存?！币虼?，信息方面的知識與能力，已和體現傳統文化基礎的“讀、寫、算”方面的知識與能力同等重要，共同構成信息社會的文化基礎。課程必須適應這種文化基礎的變更，將信息能力的培養納入各種層次的課程范圍。
3．信息技術為課程的設計與實施提供了前所末有的手段，促使實施個性化課程成為可能。
信息技術為課程的設計與實施提供了前所末有的手段，它大大拓展了課程設計和開發的范圍。傳統意義上的一門課程，就是一本教學大綱（含教學計劃）和一本教材，課程實施過程就是教師按照課程計劃講授教材內容?，F代信息技術解決了超大信息量的記錄、存儲、傳輸、顯示和加工等問題，為課程內容的編制、課程的實施提供了嶄新的理念和技術?，F代課程，除了有教學大綱和教學計劃外，還包括以信息技術為基礎的學習資源、教學資源、教學工具等。如智能化才CAI/CAL教學軟件、自動考核與評價系統、視聽教學媒體以及仿真實驗等等。在課程實施時，教師可充分利用課程所配備的資源，組織實施更為靈活、高效的教學過程，改變傳統的“滿堂灌”的教學模式，實現以學生為中心或雙主模式的教學，充分調動學生的積極性，培養學生的創新能力與學習能力。
其次，信息技術使得實施個性化課程成為可能。學校課程如何適應學生個性發展的要求，一直是困擾課程研究者的問題之一。個性化包括兩個層次，一是學科課程的個性化，即不同的學生對同一課程有不同的要求。二是課程結構的個性化，即不同的個體需要選修不同的課程。個性發展意味著強調個別和區別，這與工業社會的大規模批量生產模式是相違背的。工業社會的教育，強調數量，強調統一。教師由于精力有限，無法顧及個別差異，學生被抽象為一個同質的群體，這與工業社會的生產模式相對應。信息社會則強調“以人為本”的教育，它將學生還原為“自我”，而不是強求與他人的“統一”。個性化最重要的條件是給予學生選擇的機會與權利，信息技術正是在這個意義上可以滿足學習者的個性化。全球化的網絡課程，為學習者提供了無數可以選擇的機會，學習者可以通過國際互聯網絡跨學校、跨地區，甚至跨國界尋找適合自己獨特個性發展的課程，從根本上解決了傳統個性化課程無法大規模實施這一問題。
4．信息時代賦予人類的“信息型的認識結構”，客觀要求課程的組織形式、實施方法和手段要符合信息技術的要求。
人類在改造自然中形成社會，并在改造自然中不斷進化?，F代的人類，無論是在生理結構還是在心理、智力結構上，都與古代人類有著顯著的不同，這說明人類在改造自然的同時，自然也同樣在改造人類，人類社會發展必然導致人類自身的變化和發展。在我們現代人想當然的事情，恐怕古代最具智慧的人做夢也無法想象，每一時代的基本特征，都鮮明地烙在這個時代的人腦中。同樣，信息時代同樣會對這個時代的人們的觀點、思維方式、知識結構、行為方式都會打上“信息”的標簽。當代信息技術不僅會對人類的經濟基礎產生翻天覆地的影響，而且會對人類的文化基礎乃至生存方式帶來不可估量的影響，人類文化基礎的裂變，必然會導致建立在文化基礎之上的知識結構，思維方式、行為方式的大裂變，雖然這種裂變后的形態目前還不明朗，但不可否認，它正在裂變之中。學生的心理與認識特點，是影響課程的重要因素之一。信息時代的學生具備了“信息”型認識結構，必然要求的課程無論是在結構內容上，還是表現形式、實施手段上，都要進行全面的改革，使之符合“信息”型認識結構的客觀需要。
綜上所述，信息技術對決定課程的四個基本要素都產生了沖擊性的影響，它要求課程發展要對課程目標、課程內容、課程結構到課程的實施方法手段等，實施全面的變革。當前教育界迫切呼喚信息技術環境下的新課程理論、課程設計新模式的出現。構建這種全新課程理論與課程設計模式，現代教育技術具有至關重要的意義。這不僅是因為信息社會的文化基礎包含信息方面的知識與能力，而信息方面知識與能力的培養顯然有賴于現代化的教育技術手段，而且還因為各個學科(不管是大學、中學還是小學的學科)及其教學的深化改革都離不開教育技術理論的指導和以計算機為基礎的教學環境的支持。
二、信息技術環境下的課程設計新模式
長期以來，我們國家的課程改革和課程設計研究，，主要是在宏觀層面上做工作，重點在于各學科之間的結構關系調整、教學目標的調整以及學科教學內容的調整，偏向于教育哲學和教學論方向。至于如何實施、使用何種教學模式以及為達到教學目標需要設計開發那些學習資源，則往往被忽視，其結果是學科教師采用傳統的方法和手段處理新的課程計劃，課程實施無法達到預期目標。因此，我們認為，現代課程設計不但要在宏觀方面做工作（這很重要，但只是少數人的事情），而且應該加強微觀層面上的設計與開發。進行課程學習資源與教學模式的設計開發，我們稱其為狹義上的課程設計，它是在既定的課程目標框架內，在特定的教育與學習理論指導下，確定教學目標與教學計劃、選取與組織教學內容、設計課程實施（教學）模式和課程評價的過程，這是廣大教師可以參與的工作。
我們在《計算機信息技術基礎》課程設計和教學現代化研究實踐的基礎上，總結在信息技術環境下的課程設計新模式。
該模式的核心內容有三條：一是提出一些課程設計的指導原則（Principle）；二是指明在信息高技術環境下課程設計的主要內容（Content），以及這些內容所應具備的主要特征；三是給出課程設計過程的動態結構（Process）。我們將這個模式稱之為PCP模式。
1、指導原則
指導原則是整個課程設計過程中的指導思想，它貫穿在課程設計過程中的每一個環節。
（1）一體化原則
指課程設計要采用系統的觀點，綜合考慮課程的各個要素，重視各要素之間相互聯系與制約，切忌片面考慮某一個要素。不僅要重視教學內容的建設，而且要重視學習資源、教學手段、教學方法與教學模式的建設。具體說，一體化原則有三層含義：教學要素的一體化、教學過程的一體化和媒體組合的一體化。
教學要素的一體化：傳統的教學系統由教師、學生和教學內容構成，教師通過向學生講授教學內容來達到知識傳遞的目的。
顯然這是一種相對松散耦合的模式，它們之間相互聯系的途徑有：傳授、接受和人際交流，代表了教學活動的基本形式?，F代教學環境則要加入一種新的要素——教學媒體（圖3）。教學媒體的介入，對教學內容來說，它是一種表現工具，可以實現更優化的內容表現；對于教師而言，它是一種教學組織與實施的工具，可代替教師作很多常規的工作；對于學生，它則是一個認知工具，不僅可以幫助獲取知識，而且可以幫助發展認知能力。教學媒體的這三種主要作用，使得教學系統由松散耦合變成一種緊耦合系統，大大提高了各要素之間相互作用、相互聯系的頻率和強度，極大地提高了系統內部信息傳遞和轉化的效率，有利于從整體上提高教學系統的質量。
現代教學媒體的介入，使得教學系統的基本要素及它們之間的關系發生了一些質的變化，它必將引發深層次上的教學模式改革，而教學模式的改變，必然觸動教育思想、教學觀念、教與學的理論等根本性的問題（何克抗，1998）。這是一種發展的趨勢和潮流。課程設計一定要適應這種趨勢，綜合考慮教學系統的四個基本要素。
教學過程的一體化：教學活動中最主要的環節包括三個方面：教師的教學（傳授或指導）、學生的學習（接受知識傳授或主動學習）、教學診斷與評價。其中，教學診斷與評價在教學過程中起著重要的作用，它是教師了解學生學習狀況、實施因材施教的基本依據，也是學生自我認識、自我評價的依據，可以說，缺乏診斷與評價的教學過程是不完整的。因此，課程設計，要將教學評價與診斷放在重要的位置。
媒體組合的一體化：每一種媒體都有其獨特的優勢，也有它的局限性，這就客觀要求課程設計應開發多種教學媒體，并提高資源（媒體）的優化組合水平。要避免單一的媒體建設，以偏概全。應該指出，在現階段，文字教材仍是主媒體，它是聯系其它媒體的鈕帶，因此，提高文字教材的質量尤為重要。
（2）信息高技術優化原則
教育從本質上說，是一個知識傳遞與獲取的過程，在現代課程設計中，我們不僅可以利用以多媒體、網絡通信、人工智能為代表的信息高技術來簡化、優化這種信息傳遞與獲取過程，而且，在信息高技術學習環境的支持下，有利于調動學生的主動性、積極性和創造性，有利于發揮學生的認知主體作用，例如，超文本、超鏈接特性和網絡特性的融合，有利于實現能培養創新精神并促進信息能力發展的發現式學習。有利于創新能力和信息能力的培養。我們認為，多媒體技術、網絡通信技術、人工智能、認知學習理論和教育測量理論（我們將后兩種視為廣義上的技術）將在課程設計中起重要作用。而且，這些技術明顯表現出相互融合、相互交叉、相互補充的綜合應用趨勢。目前，這種綜合應用有兩種發展趨勢：一是綜合多媒體及人工智能技術的智能學習系統；二是綜合網絡通信、多媒體、人工智能、教育測量等技術基于網絡環境適應性學習系統；它們都以認知學習理論作為理論基礎。
（3）以學生為中心原則
課程設計要圍繞著學生這一核心要素來進行，設計開發的資源和媒體產品，要以優化學習過程、促進學生認知的獲得為最終目標，而不僅僅為了方便教師的教學活動。以學生為中心的課程設計，就是要在既定的教學目標框架內設計出學生真正需要的學習資源與學習環境，在具體的設計過程中，要充分考慮學生的原有知識水平、能力水平、認知水平、認知風格和認知特點，設計開發的學習資源，要能夠充分發揮學生認知主體的作用，支持學生的自主學習和協作式探索。為此，客觀要求課程設計具體內容發生質的轉變，不僅是傳統的教材建設，還要進行學習資源的設計與開發，強調用各種信息資源來支持“學”（而不只是支持“教”）。當然，以學生為中心的設計原則并不是要否定教師的作用，而在于扭轉傳統課程設計過分強調以教師為中心、忽視學生這個認知主體的傾向。
（4）能力素質培養原則
在課程設計中，不僅要著眼于知識的傳授和傳遞，更重要的是運用知識解決具體問題的能力培養，要注重學生思維品質的形成和認知技能的發展?，F代社會的知識內容更新換代十分迅速，學校教育相對于學科的發展有一定的滯后性，這是世界范圍的教育所面臨的共同問題，解決的根本途徑只有一條，就是培養學生獨立自主的學習能力，加強學科思維品質與思維素質的培養，注重基本理論與基本方法的教學。某門具體的學科，盡管其具體的知識可能更新換代很快，但學科的基本思想、基本方法是相對穩定的，如果學生具備良好的思維素質，就能在解決實際問題的過程中，快速學習新知識，接受新的思想，從而以靈活的方式解決實際問題。注重知識結構、思維品質以及學科基本方法的學習，對于一些工程技術類的課程尤其重要，比如《計算機信息技術基礎》這門課程，其知識內容發展非常迅速，基本是一年一個樣。但仔細考察這種發展歷程，就可以覺察到學科本質上的東西并沒有發生質的突破，對于這些表面上的變化，具有良好思維品質的人，都能十分迅速地適應。比如文字處理軟件的版本，一年一個樣，但它的基本概念和基本技能都是穩定不變的，編輯技巧幾乎都有粘貼、復制、和查找替換功能，盡管具體操作命令或快捷方式不同，但只要在一種軟件中理解了它們的概念并學會了操作，而學習使用在另外的軟件就非常容易，阻力不在于各種軟件的復雜，而在于學習者沒有良好的思維品質，形成了安于現狀的惰性思維，不敢也不愿去嘗試新的東西。創新意識、敢于接受新思想和新事物，才是教育要培養的能力中心。
2．課程設計的主要內容
以學習資源為中心的課程設計，要優先重點建設四個方面的內容：
（1）教學大綱
教學大綱是以綱要的形式規定學科的內容、體系和范圍，它規定課程的教學目標和實質性內容，是編寫教科書的直接依據，也是檢查教學質量的尺度，對教學工作具有直接的指導意義。教學大綱一般由以下幾個部份構成：說明：扼要介紹本學科的目的和任務，選材的主要依據，以及對教學與學習的原則性建議；本文：列出按層次結構的知識點條目（一般是編章節目），知識點的簡要說明、教學要求、教學時數、教學活動及其時間說明；實施要求：列出編寫教材的參考書目，教學環境要求，教學儀器設備，輔助教學手段、說明等等。
教學大綱的編寫應注意體現科學性、思想性、基礎性、系統性等原則。
（2）教學內容
教材及配套的練習冊：教材是教學內容的文字描述，教材內容的選擇要考慮三個因素：一是學習者需求；二是學科發展狀態；三是社會需求。教材不是教學內容的簡單堆切，而是教學內容有的機組合，它把一門學科的基本概念、基本原理和基本技能提煉出來，并形成一個具有邏輯性、系統性的知識系統，從而有利于知識的理解與遷移；練習冊是選定教學內容后，診斷與鞏固教學內容測驗試題的集合，它是教材的重要組成部份。
實驗、實驗環境與實驗手冊：對于一些要求技能培養目標的課程來說，實驗是必不可少的。設計實驗時，要注意實踐性和可行性，實踐性是指實驗在理論指導下，通過具體的操作步驟，可達到預期結果；可行性是指實驗科的條件不能太高，要能在實際教學過程中實施。實驗手冊是對實驗的說明，一般有實驗目標、實驗環境、預備知識、實驗步驟、實驗報告、思考與練習等幾大部分。
（3）學習資源
作為一門課程，它應提供一系列各具特色、相互支持和相互補充的學習資源，如視聽教學媒體、CAI課件、考核與評價系統、網上教學系統，虛擬實驗室等。我們認為，現代課程應提供的學習資源主要有：
多媒體輔助教學軟件：多媒體技術具有交互性、媒體集成性、超文本結構的信息組織等特點。其中媒體集成性可采用多種媒體形式表現教學內容，依靠多種感官刺激，提高認知深度和認知效率；交互性能夠有效地激發學習興趣，有利于學生認知主體作用的發揮；而超文本特性可實現對教學信息最有效的組織與管理。教學軟件的設計要自覺運用教學設計的理論與方法。
操練與練習軟件：對于一些機械性的知識內容（如背單詞），操練與練習可以提高記憶的效率。提供真實或仿真的操作環境進行實際操作，也是形成和提高操作技能的重要手段。操練與練習容易使學生產生厭倦感和疲勞感，如何在這類軟件中引進趣味性和認知心理規律，是值得重點考慮的問題之一。
探索與發現式情景教學軟件：一般來說，教學內容是對現實生活高度抽象和高度簡化而得出的基礎知識、基本理論和基本技能，這些內容對引導學生進入學科是非常重要的，但容易造成所學知識與現實生活脫節，學生難以完成所學知識內容到解決現實問題的轉化工作，這導致了許多教育家的批評，他們建議：教學要回到社會生活中，讓學生在解決實際問題中學習知識和發展能力。借助于計算機技術創設虛擬仿真環境，讓學生在情景空間中探索、發現，這對高級學習能力的培養，有很大的幫助。探索式學習軟件的設計關鍵在于四點：情景問題、幫助、反饋，要設計出真正體現教學目標、教學內容并且有意義情景問題，同時提供相應的幫助和反饋，以提高學習效率，并避免產生過強的挫折感。
視聽教學媒體：對知識的總結、提煉和系統化，是學生自主學習不容易做到的，而且，知識能力水平較低的學生，傳授式的教學往往比自主學習更有效率。因此，在現代教學環境中，視聽教學媒體仍然很重要。但在設計制作這類媒體時，要避免傳統傳授知識的傾向，把重點放在知識的提煉、升華和系統化，以及解決學科的難點和重點問題。
無紙化考試系統：診斷與評價是教學過程的核心活動之一，它可以提供大量教與學的過程信息，這些信息是優化教學系統的基本依據。信息技術環境下的課程設計，診斷與評價自動化是一項重要內容。在設計開發無紙化考試系統時應注意：題庫及其管理系統的建立，建設題庫要避免簡單化傾向，題庫設計要嚴格遵循相關的教育測量理論，并保證試題數據的質量；要重視組卷算法及實現技術的研究與開發。利用計算機實現無紙化考試，收集學生反饋信息變得簡單、自然，也為測試的內容形式、測試方法帶來全新內容；由于考試主要功能仍是評價，因此，無紙化考試系統同樣要納入教學部門的管理框架，通過分析考試信息指導教學工作。
網絡教學系統：計算機網絡技術的飛速發展，為教育信息的傳遞與交流帶來了前所未有的便利，它將對學習系統各要素之間的關系、學習模式帶來一些深刻的變化。首先，它為師生之間的交流和反饋，提供了一種新的方式和新的手段，它不受時間、地域的限制且具有雙向性，遠距離教育由于師生分離帶來的教學信息缺乏反饋和雙向交流的問題，可望從根本上得到解決。其次，通信促進了協作學習模式的發展，它可為多個學習者提供對同一問題多種不同觀點進行觀察、比較和分析綜合的機會，以便集思廣益，這不僅對問題的深化理解和知識掌握大有裨益，而且對高級認知能力的發展、合作精神的培養和良好的人際關系的形成，也有明顯的促進作用。在設計網絡教學系統時，要注意體現如下基本特點：為師生間的交流與溝通提供最為便利的手段；支持多種學習策略的選擇（傳授式、探索式、協作式）；根據不同學生的認知特點，提供最適合個別學生的學習內容，實現適應性內容呈獻和適應性導航。
應該指出，并不是所有的學科都需要設計上述所有內容，要根據具體課程的特點，以及具體的教育形式，有所取舍和側重。
（4）教學模式
教學模式是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下，由教師、學生、教學內容、教學媒體四個要素相互聯系、相互作用而形成的教學活動進程的穩定結構形式，它是整個教學系統在教學活動進程中的動態特性和整體綜合特性的反應。在課程設計過程中，要根據課程的特點，設計多種不同的教學模式，以便在教學過程中組織實施。根據教學系統中四個基本要素之間的關系，可以將教學模式大致劃分為三種：教師中心模式、學生中心模式和雙主模式，它們各有自己的特點和優勢，也有其局限性，課程設計的任務之一就是要根據課程的特點，將教學模式具體化。
每種教學模式都有具體的細化教學（學習）策略。在確定教學模式的同時，需要確定將模式具體化的教學策略，并在教學過程中展開。主要教學與學習策略有：教練策略、建模策略、支架與淡出策略、反思策略、合作學習策略、小組評價策略、拋錨策略、學徒策略、十字交叉形策略，自我反饋策略等等。
3、PCP課程設計模式的動態結構
課程設計是一項系統工程，它具有比較穩定的結構，但在這種結構之下的具體工作則是變化的、動態的，對于課程設計這種結構性和動態性的把握，有助于更好地實施課程設計。PCP課程設計過程模式如圖4所示。該模式可用三句話來概括：三個層次的分析，四項內容設計，五個過程階段。
圖4PCP課程設計模式過程結構
三個層次的分析是指宏觀層次的目標分析、微觀層次的策略分析、主體層次的學生分析。目標分析主要是分析本門課程的教育層次、教育任務、教育目標以及教育目標的具體化，其理論基礎是：教育學理論、課程理論、教育目標分類理論。策略分析是指本門學科的知識與能力結構分析和教學媒體特征分析，并以此為依據組織教學內容和設計學習資源，其理論基礎是知識結構理論、教育傳播學和教育技術學；學生主體分析是指分析學生原有知識水平、能力結構、認知風格與特點、情感特征等多種因素，它是教學內容選擇、學習資源設計、教學模式確立的根本依據，具有極其重要的地位，關系到課程設計的成功與失敗，這也是PCP模式與傳統課程設計模式的重要區別之一。
四項內容設計指課程設計主要有四大類產品：教學目標與教學計劃、教學內容、學習資源、教學模式，這在前面已經作了介紹，在此不再詳述。
五個過程階段是指課程設計要經歷課程目標的確立、教學內容的組織與選擇、學習資源的設計、教學模式的設計、課程設計的形成性評價五個階段，這五個過程階段的工作內容以及參與人員都有比較明顯的差異，它們基本上呈獻順序漸進的結構模式，若在設計過程中，打破了這種順序結構，盡管有可能會提高效率，但容易引起管理上混亂。
三、信息技術環境下課程設計實踐
從1997年下半年開始，我們組織實施了《計算機信息技術基礎》課程建設及教學現代化研究項目。按照“四化”（指教學思想、教學內容、教學手段和考核手段現代化）的要求，研究開發了該課程的“五個一”，即一本文字教材、一套計算機輔助教學軟件（2張光盤）、一套網上教學系統、一套教學VCD（4張光盤）和一套無紙化考試系統（含題庫及其管理系統）。這些成果分別以圖書、光盤和磁盤等媒體形式在科學出版社出版發行。
該項目在以下幾個方面有突破和創新：
1．在測試考核自動化，特別是Windows環境下的操作型考題的自動閱卷方面取得突破性進展，成功實現了操作過程的自動跟蹤與分析。自動閱卷時既判結果是否正確，也看過程，解決了計算機復雜操作過程的多級評分問題。以此為基礎，推出了一套完整的計算機基礎教育無紙化考試系統，它由題庫與組卷、考生信息管理、聯機考試、自動閱卷和成績統計分析等五個子系統組成，實現了從考生報名、組卷、測試、評閱到數據分析全過程的自動化處理。
2．在計算機輔助教學軟件開發上有創新，解決了CAI軟件弱交互與弱反饋問題，可提供網絡運行環境仿真、交互式操作和實時評測。例如，學生學完某部分內容后，可在真實的操作環境下進行實際操作，CAI軟件自動跟蹤操作過程和結果，進行實時評測并給出實時反饋信息，指導學生自主學習，讓學生在解決問題過程中實現對知識體系的建構。這將對學習資源設計產生重要影響。
3．在基于Internet網絡平臺的適應性學習系統研究與實踐方面取得新進展，提出了適應性學習系統的結構模型并進行了實驗研究。其中網絡答疑系統和基于WEB的聯機測試系統已在試用。綜合應用超文本技術、網上動畫技術和網絡數據庫技術開發的網上教學系統，已接近實用化水平。
該項目研究具有重大的實踐意義。從狹義上看，它實現了計算機基礎教育的現代化；從廣義上看，推廣應用信息技術環境下的課程設計新模式，對推進教育改革、提高課程建設質量、加快教學現代化進程以及發展教育技術產業，都具有重要意義。
四、主要參考文獻
[1]何克抗，《論現代教育技術與教育深化改革——關于ME命題的論證》，98內地與香港教育技術學術研討會大會特邀報告；
[2]鐘啟泉，《課程設計基礎》，山東教育出版社，1998年；
[3]王策三，《教學論稿》，人民教育出版社，1985年；
[4]CharlesD.Miller，ED.D，《TechnologyBasedDistanceLearning:PresentandFutureDirectionsinBusinessandEducation》，Vol.22(3)191-204，1993-1994；
[5]R.D.Tennyson，《InstructionalDesignFundamentals：AReconsideration》，1994；
人工智能課程設計報告篇8
關鍵詞：計算機新技術 教學方法 學習興趣
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0196-02
伴隨著計算機科學技術的進步，為人們的日常生活和工作提供了極大的便利。計算機技術的變革推動整個計算機行業以及互聯網行業的發展。
當前，我國提出“科技強國”的發展戰略，并對計算機新技術的研究提出了更高的要求，以及更大的投入。然而，計算機技術的發展不可一蹴而就，需要通過研究人員不懈地努力，才能在計算機新技術發展的浪潮中取得突破和發展，才能保持我國科學技術的先進性，促進社會經濟的發展，提高國家的競爭力。
1 計算機技術未來發展方向
針對計算機技術發展的脈絡，結合生產實踐的經驗，從3個方面簡單地闡述計算新技術的未來發展方向。
1.1 網絡化
21世紀，計算機網絡技術取得了非比尋常的進步，并且應用于軍事、政府、科研、商業等各個領域。在網絡環境中，社會各行各業通過計算機網絡技術實現信息傳輸和信息共享，有效地緩解“信息孤島”的問題。尤其在當前經濟發展進入轉型時期，以“互聯網+”理念為代表的計算機網絡新技術極大地提高了社會生產力，促進經濟發展，便利百姓生活。因此，計算機網絡技術已經成為國家科技實力的象征，國家經濟發展轉換動力，對經濟發展起著不可忽視的作用。
1.2 智能化
計算機智能化技術通過模擬人的大腦的思維方式，從而使計算機具備“高智商”的工作能力，計算機智能化技術是現階段廣大研究者努力的方向。
智能化發展要求計算機能夠像人腦一樣能夠完全獨立地思考、工作，同時具備邏輯推斷能力、能根據收集的信息進行考證，做出相應的決策，有一定的實踐能力。人工智能機器人作為智能化技術的代表，有效地體現了計算機智能化發展的趨勢，具體體現：AlphaGo與圍棋世界冠軍對弈，并以大比分贏得比賽；谷歌自動駕駛汽車，能夠實現完全地自動駕駛模式；智能問答機器人等等。上述實例都表明計算機技術的智能化對人們的生活產生重要的影響。只有智能技術理論的不斷發展，才能夠逐漸地實現計算機技術智能化。
1.3 人性化
現如今，計算機已經成為人們生活中的重要工具。為了使計算機給人們提供更好的服務，實現更加有效地人機交互能力，研究者需要推動計算機技術向著人性化方向發展，并且在計算機技術的設計過程中更注重考慮人性化的元素，從而為人們帶來更大的工作和生活便利。
2 教學存在的問題
“計算機新技術講座”的教學對象一般是本專業的高年級學生，在實際教學過程中會出現以下問題。
（1）通過三年的大學學習，學生初步具備自學能力，以及分析問題、理解問題的能力。針對新技術講座的課程而言，倘若僅僅只有課堂理論教學方式，教師滿堂灌輸理論知識點，不僅對教學效果提升有限，也不利于學生的成長。
（2）通常情況下，“應用型”、“教學型”大學的學生思想活躍、且動手能力強，但還是普遍存在學習自X性不高、單純憑興趣學習的觀點弱、刻苦精神差等問題。因此，在課程設計環節需要考慮上述因素。
3 課程教學的定位
（1）利用學生動手能力強的特點，提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力，根據學生求知欲望強的特點重視擴大學生的知識面，提高他們對理論知識的興趣。
（2）“因材施教”是教學的基本原則之一，讀懂學生是保證教學效果、提高教學質量的前提。我們應該根據以上特點來組織我們的教學活動。
4 課程教學方法的分層設計
在新設計的教學框架中，“新技術講座”包括課內進行的“課堂講座”和課外完成的“課程報告”兩部分。
4.1 啟發學習興趣，加強教學互動
在教學過程中提供豐富的教學資源和創新的教學方式，對于計算機新技術的講解，以實例為入口，突出知識點，如此結合可讓學生在解決實際問題的同時理解記憶枯燥的知識點，明確學習的目標。鼓勵學生創作作品，從而激發學生的學習興趣。
加強教學互動，完善課堂教學的互動環節。在教學過程中，切記不可唱“獨臺戲”，需要增加與學生互動的環節，營造一個活躍地課堂氣氛，牢牢地抓住學生的思緒。
4.2 完善課程報告設計，創新教學形式
完善課程報告內容設計，期望學生通過因特網，探索性地自主學習當前計算機前沿技術。期末考核通過完成課程報告，表達自己對前沿技術的理解和認識，達到學生自主學習的目的，創新教學形式，有效地解決學校所學知識與社會應用結合等問題。
4.3 科學設計教學內容
作為計算機專業高年級課程，其課程定位在于能夠充分地向學生介紹當今計算機新技術的現狀以及未來的發展趨勢。本課程采取分小節的形式授課，并且課程之間的知識點前后沒有必然聯系，這樣有助于學生在沒有任何背景知識的支撐下，了解計算機新技術的內容，同時通過結合實例講解的方式引導學生理解計算機新技術的概念，提高學生對計算機學習的興趣。具體教學內容設計如表1所示。
5 結語
教學方法的研究與探索是教育領域一個永恒的課題。隨著“互聯網+”理念的提出，國家對計算機人才的需求也隨之發生變化，因此，我們需要構建創新性的教學方法，以提高教學質量，培養合格的人才。該文從分析“新技術”發展趨勢入手，描述新技術講座教學過程中存在的問題，為后繼課程教學定位提供堅實的基礎。根據課程定位的準則，探討了課程教學方法的設計，以課堂講座為導向，啟發學生的學習興趣，增強教學互動，以課程報告實踐教學形式，培養學生自主學習能力。今后，我們繼續探尋、研究、總結教學經驗，使整個教學環節更加完善合理。
參考文獻
[1] 李翠琳.大數據時代的計算機信息處理技術探析[J].信息與電腦：理論版，2015（23）：39-40.
[2] 吳恩生，王桂梅.大數據時代計算機信息處理技術分析[J].江蘇科技信息，2015（12）：63-65.
[3] 邵彥皓.計算機科學與技術的發展趨勢初探[J].通訊世界，2016（10）：121.
[4] 周宏仁.信息化：從計算機科學到計算科學[J].中國科學院院刊，2016（6）：591-598.