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人工智能教學(xué)策略

時(shí)間:2023-09-15 17:14:36

導(dǎo)語(yǔ):在人工智能教學(xué)策略的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

第1篇

【關(guān)鍵詞】人工智能 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 教學(xué)與控制

一、人工智能的定義

人工智能也稱機(jī)器智能,它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)角度來(lái)看,人工智能是研究如何制造出智能機(jī)器或智能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)模擬人類智能活動(dòng)的能力,以延伸人們智能的科學(xué)。人工智能是一門交叉科學(xué),逐漸形成一門涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維可循、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和生物學(xué)科等多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科。

二、計(jì)算輔助教學(xué)體系和現(xiàn)狀

計(jì)算救助教學(xué)是利用多媒體計(jì)算機(jī)的功能與特點(diǎn),利用計(jì)算機(jī)輔助教師完成各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),并通過(guò)與計(jì)算機(jī)之間的交互活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,幫助學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)。實(shí)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),有利于認(rèn)識(shí)主體作用的發(fā)揮,它所提供的圖像、聲音、動(dòng)畫等信息由利于學(xué)生知識(shí)的獲得與保持,達(dá)到提高教學(xué)教學(xué)的目的。

目前為止,所實(shí)用的絕大多數(shù)傳統(tǒng)以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),以提高其智能性和實(shí)用性。早期絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)將全部教學(xué)信息以編程方式預(yù)置于課件中,這樣的以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),以提高其智能性和實(shí)用性。因此現(xiàn)有的以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),以提高其智能性和實(shí)用性。早期絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)面臨許多挑戰(zhàn),它主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的閉塞性

不具有開放性是目前以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),以提高其智能性和實(shí)用性。其弊端在于固定內(nèi)容的局限性使課件的適用面狹窄,而且設(shè)定的運(yùn)行路線使授課缺乏自主性;授課的針對(duì)性不強(qiáng);無(wú)法利用新出現(xiàn)的資源在較高起點(diǎn)上進(jìn)行二次開發(fā)。

2.智能性的欠缺

現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)智能輔助課件系統(tǒng)不能對(duì)不同何曾度的學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的教育,學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)的,不能由系統(tǒng)自動(dòng)提供助學(xué)信息而使學(xué)生有選擇地學(xué)習(xí)。。

3.人機(jī)交互能力較弱

現(xiàn)有計(jì)算機(jī)智能輔助大多以光盤作為信息的載體,將材料中的內(nèi)容以多媒體的形式展現(xiàn)出來(lái),教學(xué)信息是按預(yù)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供給學(xué)者,學(xué)習(xí)者使用計(jì)算機(jī)智能輔助課件學(xué)習(xí)是完全被動(dòng)的。

4.教師與學(xué)生的互動(dòng)在教學(xué)中的缺乏

現(xiàn)有計(jì)算機(jī)智能輔助課件在學(xué)生自學(xué)以及進(jìn)行操作使用時(shí),如何學(xué)習(xí)都是學(xué)生自己的事。教師不能全完了解學(xué)習(xí)者的情況,學(xué)生在蹦到問(wèn)題時(shí)不能向教師求教,師生之間互相封閉,談不上師生互動(dòng),因此課件所起的效果大打折扣。

5.課程特點(diǎn)沒(méi)有突出

各門課程在教學(xué)上有不同的要求,但現(xiàn)有課件對(duì)于這些不同要求完全不予理會(huì)。例如很多課程都要涉及到大量的曲線或曲面,對(duì)有些課程來(lái)說(shuō),將這些曲線或曲面給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的展示就足夠了,而有些課程這樣的展示不能達(dá)到教學(xué)目的的要求。

6.教學(xué)計(jì)劃的欠缺

在課件的開發(fā)過(guò)程中實(shí)際上離不開教學(xué)策略的設(shè)計(jì),但課件的制作者往往并未意識(shí)到這一點(diǎn)。例如:現(xiàn)有的絕大多數(shù)課件都是單一的展播式,這樣的可見制作“精美”,但它不可逆、不能互動(dòng)。實(shí)際上運(yùn)用課件教學(xué)只是手段而不是目的,應(yīng)該在教學(xué)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下講求課件的實(shí)效性,著眼點(diǎn)在于學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新技術(shù)、培養(yǎng)各種能力有幫助,而不是表面上的制作“精美”。

綜上所述,現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)智能輔助存在許多問(wèn)題,隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn),這些問(wèn)題將使計(jì)算機(jī)智能輔助越來(lái)越不能適應(yīng)新的要求。因此以智能計(jì)算機(jī)智能輔助為代表的心的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)將成為教育技術(shù)上需要不斷探求、努力實(shí)現(xiàn)的發(fā)展方向。 轉(zhuǎn)貼于

三、智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(Intelligent ComputerAided Instruction),簡(jiǎn)稱ICAI。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的教與學(xué)的思維過(guò)程,它需要教師以專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),經(jīng)過(guò)吸取、講解、推理、示例、綜合等多個(gè)步驟才能較好地完成。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)實(shí)際上是一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助教師進(jìn)行教學(xué)以及學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)并得以實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。在智能ICAI中,教學(xué)思想、方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容可用知識(shí)形式表示,如何解決知識(shí)的形式化表示以及知識(shí)的訪問(wèn)與調(diào)用問(wèn)題,是人工智能的核心技術(shù)之一,也是將ICAI引入教育技術(shù)領(lǐng)域中所要面臨的一個(gè)問(wèn)題。知識(shí)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理與專家系統(tǒng)的基礎(chǔ),可以用知識(shí)庫(kù)作為智能ICAI的構(gòu)建環(huán)境。在知識(shí)庫(kù)中,教學(xué)內(nèi)容等的有關(guān)知識(shí)可以用事實(shí)與規(guī)則表示,并存儲(chǔ)于知識(shí)庫(kù)內(nèi),教學(xué)與學(xué)習(xí)過(guò)程既是對(duì)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)進(jìn)行推理,并最終得出所需結(jié)果的過(guò)程。ICAI系統(tǒng)的一般包括以下幾個(gè)模塊:

1.知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)是關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的模塊,解決“教什么”問(wèn)題。知識(shí)庫(kù)中的教學(xué)內(nèi)容有待于教學(xué)與控制模塊和學(xué)生模塊進(jìn)行選取、調(diào)用。

2.學(xué)生模塊。學(xué)生模塊是用于記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)信息進(jìn)行搜集,以便系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估,提出具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)建議和個(gè)別化的輔導(dǎo)。學(xué)生模塊描述學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解、掌握的程度,系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生模塊的具體情況調(diào)整教學(xué)策略并提供適當(dāng)?shù)姆答仭?/p>

3.用戶接口模塊。這是系統(tǒng)與用戶交流的界面。整個(gè)系統(tǒng)依靠用戶接口模塊把教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶、接受用戶輸入的信息、并向用戶提供反饋。

4.教學(xué)與控制模塊。這是教學(xué)過(guò)程與整個(gè)系統(tǒng)的控制模塊,涉及到“如何教”的問(wèn)題。它具有領(lǐng)域知識(shí)、教學(xué)策略和人機(jī)對(duì)話等方面的知識(shí)。根據(jù)學(xué)生模型提供的學(xué)生學(xué)習(xí)情況,通過(guò)智能系統(tǒng)的搜索與推理,得出智能化的教學(xué)方法與教學(xué)策略,能夠較科學(xué)地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,可以通過(guò)分析學(xué)生以往的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣,預(yù)測(cè)學(xué)生的知識(shí)需求和常犯錯(cuò)誤,動(dòng)態(tài)地將不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法與不同的學(xué)生匹配,智能地分析學(xué)生錯(cuò)誤的原因進(jìn)而針對(duì)地提出合理的教學(xué)建議、學(xué)習(xí)建議以及改進(jìn)方法。

新世紀(jì)的教學(xué)將是以智能化的ICAI為主線,是多學(xué)科、多方位發(fā)展的新技術(shù)的體現(xiàn)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的成效將更加明顯。

參考文獻(xiàn)

第2篇

關(guān)鍵詞:人工智能;圖形編程;創(chuàng)新實(shí)踐

近年來(lái),人工智能已成為一個(gè)高頻詞,各種與人工智能相關(guān)的智能家居、自動(dòng)駕駛、智能語(yǔ)音、圖像識(shí)別等新技術(shù),深刻影響著社會(huì)的方方面面,也逐步改變?nèi)藗兊墓ぷ骷吧罘绞?。許多國(guó)家已經(jīng)開始積極嘗試,大力推進(jìn)小學(xué)人工智能教學(xué)。2017年,國(guó)務(wù)院正式頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,明確提出了“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育”;如今,計(jì)算思維培養(yǎng)又成為熱點(diǎn)。在這樣的一個(gè)時(shí)代背景下,學(xué)校和教師有責(zé)任和義務(wù)組織、引導(dǎo)學(xué)生去接觸、了解、學(xué)習(xí)、應(yīng)用人工智能技術(shù),以適應(yīng)未來(lái)學(xué)習(xí)和工作環(huán)境的變化。人工智能涉及的學(xué)科內(nèi)容較為廣泛復(fù)雜,小學(xué)生相對(duì)年齡較小,儲(chǔ)備的相關(guān)知識(shí)較少,學(xué)校應(yīng)如何在小學(xué)階段有效開展人工智能教學(xué),推進(jìn)人工智能教學(xué)真正落地?筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,從“巧”借活動(dòng)、“巧”設(shè)場(chǎng)景、“巧”編程序、“巧”創(chuàng)項(xiàng)目等方面,積極探索小學(xué)人工智能教學(xué)的推進(jìn)路徑。

一、“巧”設(shè)場(chǎng)景體驗(yàn)人工智能

人工智能的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的邏輯性和抽象性,與之前信息技術(shù)課上所教的內(nèi)容相比,難度及復(fù)雜性更高。在日常人工智能教學(xué)中,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)以及不同教學(xué)要求,改變教學(xué)方式,把體驗(yàn)搬進(jìn)課堂,讓學(xué)生通過(guò)具體的體驗(yàn)活動(dòng)逐步理解人工智能的相關(guān)知識(shí),把重難點(diǎn)從對(duì)概念、原理、技術(shù)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換到了解相關(guān)概念、技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程、體驗(yàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用上。豐富有趣的教育實(shí)踐活動(dòng)可以讓學(xué)生在愉悅的教學(xué)情境中,從不同的思維角度、用不同的思維方式來(lái)認(rèn)識(shí)和理解與生活密切聯(lián)系的一些人工智能概念,如機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,體驗(yàn)人工智能在實(shí)際生活中的應(yīng)用。例如在《人臉識(shí)別》一課教學(xué)中,需要讓學(xué)生了解人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用、影響、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和原理,其中人臉識(shí)別的原理和過(guò)程較為復(fù)雜,如果教學(xué)中只進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)教,無(wú)法有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。本課設(shè)計(jì)了一個(gè)“人臉大比對(duì)”體驗(yàn)活動(dòng),活動(dòng)分兩個(gè)部分,第一部分就是通過(guò)百度AI開放平臺(tái)里的人臉檢測(cè)與屬性分析功能,體驗(yàn)人臉檢測(cè)中具體檢測(cè)哪些屬性;第二部分就是通過(guò)人臉對(duì)比功能,完成教師提供的三組人像照片的對(duì)比分析。在第一部分的實(shí)例體驗(yàn)中,學(xué)生通過(guò)自己上傳照片進(jìn)行檢測(cè),主要是通過(guò)對(duì)人臉的面部、膚色、毛發(fā)、眼睛、嘴、鼻和輪廓等150個(gè)特征的精準(zhǔn)定位來(lái)準(zhǔn)確地識(shí)別和計(jì)算出一張人臉的特征和屬性信息,包括年齡、性別、顏值、情緒、是否戴眼鏡等。這樣的體驗(yàn)讓學(xué)生非常感興趣,也能很好地理解特征提取的過(guò)程。第二部分的體驗(yàn)是人臉對(duì)比,教師提供給學(xué)生三組照片,第一組是一對(duì)相似度很高的雙胞胎;第二組是同一個(gè)人戴口罩和不戴口罩的照片;第三組是同一個(gè)人的兩種表情。學(xué)生先自己觀察,記錄三組照片的結(jié)果,再上傳照片到百度AI體驗(yàn)人臉對(duì)比過(guò)程,并查看對(duì)比結(jié)果。經(jīng)過(guò)體驗(yàn),學(xué)生認(rèn)識(shí)到在現(xiàn)有的技術(shù)下,人臉識(shí)別的準(zhǔn)確度還是非常高的,對(duì)人臉識(shí)別的過(guò)程也留下了非常深刻的印象。

二、“巧”編程序理解人工智能

從當(dāng)前人工智能技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況分析來(lái)看,主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榇髷?shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí),這些功能的實(shí)現(xiàn)得益于算法的不斷完善??梢姡惴▽W(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵,而對(duì)算法的學(xué)習(xí)又是計(jì)算機(jī)編程教學(xué)中的一大難點(diǎn)。推進(jìn)小學(xué)編程教學(xué)將有利于幫助學(xué)生理解人工智能的相關(guān)知識(shí)。小學(xué)生相對(duì)抽象思維偏弱,采用圖形化的編程教學(xué),更加有利于他們接受,有助于提高學(xué)習(xí)的積極性。通過(guò)編程教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、編寫程序腳本,在驗(yàn)證過(guò)程中不斷改進(jìn)和完善,并最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決,能有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,并過(guò)渡到對(duì)人工智能所需要的其他知識(shí)的學(xué)習(xí)上。例如在五年級(jí)的《創(chuàng)編游戲》教學(xué)中,情境任務(wù)是設(shè)計(jì)制作一個(gè)貓捉老鼠的小游戲,目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“碰到顏色”“如果……那么……”等指令,能夠用它們的組合來(lái)編寫判斷角色是否碰到邊緣和老鼠的腳本。人工智能的概念主要體現(xiàn)在“碰到顏色”和“如果……那么……”語(yǔ)句的應(yīng)用上,“碰到顏色”是偵測(cè)識(shí)別,“如果……那么……”則是邏輯判斷的處理。在教學(xué)中,首先通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考完成游戲需要考慮哪幾個(gè)要素,從問(wèn)題和答案中幫助學(xué)生提煉出“舞臺(tái)”“角色”“動(dòng)作”三個(gè)要素,進(jìn)而幫助學(xué)生厘清實(shí)現(xiàn)游戲功能的基本思路。在程序編寫中,讓學(xué)生具體體驗(yàn)偵測(cè)模塊的編寫與判斷語(yǔ)句的應(yīng)用。簡(jiǎn)單的編程實(shí)踐,能讓學(xué)生逐步了解人工智能的基本概念及其實(shí)現(xiàn)流程。

三、“巧”創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)人工智能

知識(shí)的學(xué)習(xí)必須與學(xué)生的生活實(shí)際結(jié)合起來(lái),如果學(xué)生在掌握人工智能知識(shí)和技能后能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,解決生活中的實(shí)際問(wèn)題,那么這樣的學(xué)習(xí)就是真實(shí)有效的。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)作具體作品,可以大大增強(qiáng)分析和處理問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力,培養(yǎng)邏輯思維和動(dòng)手實(shí)踐能力,這也是人工智能教育的方向和目的。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn),教師將人工智能的具體應(yīng)用案例巧妙引入課程中,引導(dǎo)他們科學(xué)地確定項(xiàng)目?jī)?nèi)容;通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的梳理分析,建立邏輯關(guān)系和模型;用編程語(yǔ)言描述邏輯關(guān)系;采用硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)人工智能的具體功能,這種基于真實(shí)任務(wù)的學(xué)習(xí)活動(dòng),能有效促進(jìn)學(xué)生的理解。例如四年級(jí)實(shí)踐小組的“智能垃圾桶”作品,便是以垃圾桶為課題進(jìn)行探究,先讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)有垃圾桶的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析,思考怎樣改造垃圾桶才能真正實(shí)現(xiàn)智能化。通過(guò)教師的引領(lǐng)和自身觀察,學(xué)生很快認(rèn)識(shí)到智能垃圾桶應(yīng)該具有的功能:一是能檢測(cè)什么時(shí)候有人投放垃圾;二是垃圾桶蓋能自動(dòng)開啟和關(guān)閉。確定了目標(biāo)之后,就是思考達(dá)成上述目標(biāo)需要哪些條件。學(xué)生根據(jù)已有知識(shí),確定可以用超聲波檢測(cè)是否需要打開垃圾桶蓋子,打開和關(guān)閉動(dòng)作可以通過(guò)舵機(jī)和連桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)探究后,學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建,接下來(lái)就是通過(guò)編寫程序和不斷調(diào)試驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。作品完成后,學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行功能的增加與修改,如增加桶內(nèi)垃圾超過(guò)一定高度時(shí)能自動(dòng)提醒的裝置等,讓智能垃圾桶更加智能。本次作品的創(chuàng)作過(guò)程,不僅鍛煉了學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,又鍛煉了他們的編程思維和計(jì)算思維,更重要的是體驗(yàn)了自己創(chuàng)作人工智能作品的樂(lè)趣和成就感。在人工智能應(yīng)用日益普及的今天,人工智能課程進(jìn)入小學(xué)課堂是大勢(shì)所趨。在小學(xué)階段開展人工智能課程教學(xué),主要是為了讓學(xué)生掌握人工智能知識(shí),體驗(yàn)和運(yùn)用人工智能技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐應(yīng)用能力,為學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。但人工智能教學(xué)具有其特殊性,如何有效推進(jìn)人工智能教學(xué),還面臨著許多需要解決的問(wèn)題。學(xué)校和教師應(yīng)盡最大努力創(chuàng)設(shè)更好的人工智能教學(xué)環(huán)境,探索更有效的教學(xué)策略,促進(jìn)學(xué)生對(duì)人工智能相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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第3篇

關(guān)鍵詞:高中;信息技術(shù);理論課

高中信息技術(shù)本身具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,但是很多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)只對(duì)實(shí)踐知識(shí)感興趣,而新課改的教學(xué)理念是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。所以教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該注意采用合理的教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo),據(jù)此本文與讀者對(duì)高中信息技術(shù)理論課教學(xué)策略進(jìn)行共同分析。

一、高中信息技術(shù)理論課的特點(diǎn)

1.抽象性

雖然高中信息技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,但是實(shí)踐的基礎(chǔ)是理論知識(shí),只有將理論和實(shí)踐有效結(jié)合起來(lái)才能真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。高中信息技術(shù)理論知識(shí)具有抽象性的特點(diǎn),如算法與程序設(shè)計(jì),其中的內(nèi)容不僅涉及編程語(yǔ)言,還涉及語(yǔ)句結(jié)構(gòu),很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這一節(jié)知識(shí)內(nèi)容時(shí),經(jīng)常是不知所云。所以教師應(yīng)該采用合理的教學(xué)模式幫助學(xué)生理解抽象的知識(shí)內(nèi)容。

2.知識(shí)瑣碎

高中信息技術(shù)旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,所以課程內(nèi)容涵蓋了很多的知識(shí)點(diǎn),但是這些知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系又不太密切。如選修1算法與程序設(shè)計(jì)和選修2多媒體技術(shù)應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)性就不太強(qiáng),一個(gè)是偏重計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,另一個(gè)是偏重計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用。所以教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該采取合適的教學(xué)策略幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生的水平參差不齊

高中信息教材是按照學(xué)生具有一定的信息基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,但是實(shí)際情況是有的學(xué)生對(duì)信息技術(shù)了解得比較多,可能在進(jìn)入學(xué)校之前就已經(jīng)了解了計(jì)算機(jī)的工作原理或者一些基本軟件的應(yīng)用。而有的學(xué)生在學(xué)習(xí)之前可能很少接觸計(jì)算機(jī),這種情況在農(nóng)村學(xué)生中比較常見,很多學(xué)生因?yàn)榧彝ソ?jīng)濟(jì)條件的限制很少能接觸到計(jì)算機(jī)。所以總體表現(xiàn)出來(lái)的就是學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊,這給教師的講授帶來(lái)一定的難度。

二、高中信息技術(shù)理論課教學(xué)策略

1.創(chuàng)建情境教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師,但是很多學(xué)生沒(méi)有積極學(xué)習(xí)信息技術(shù)理論知識(shí)。雖然有的學(xué)生在剛開始有學(xué)習(xí)興趣,但是隨著課程難度的增加,慢慢地失去了學(xué)習(xí)興趣。所以教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該借助情境教學(xué)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。情境教學(xué)不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,還能加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

比如,在講授獲取網(wǎng)上信息一節(jié)時(shí),教師可以根據(jù)教材中的搜索技巧、關(guān)鍵詞、搜索引擎等為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境教學(xué),在課堂的開始教師先點(diǎn)出本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是利用互聯(lián)網(wǎng)查找自己需要的信息。然后教師給學(xué)生設(shè)置一些問(wèn)題讓學(xué)生搜索答案,如2004年的希臘雅典奧運(yùn)會(huì)中國(guó)隊(duì)獲得的32塊金牌的運(yùn)動(dòng)員和項(xiàng)目、北京到廣州的火車車次,在這個(gè)過(guò)程中教師不要限制學(xué)生的搜索方法,之后再讓學(xué)生用電子表格的形式記錄下他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。教師根據(jù)這些學(xué)習(xí)記錄再給學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性講解。如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式,教師會(huì)在課堂的開始就給學(xué)生講授獲取信息的途徑和方法等,當(dāng)教師講授完之后,課堂時(shí)間也該結(jié)束了。由此可見,情境教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,所以教師在講授信息技術(shù)理論知識(shí)時(shí)應(yīng)該重視情境教學(xué)的應(yīng)用。

2.運(yùn)用多媒體技術(shù)降低學(xué)習(xí)難度

多媒體技術(shù)能給學(xué)生提供生動(dòng)的視頻、圖片,從而使抽象的信息技術(shù)知識(shí)變得更加生動(dòng)、形象。很多教師在高中課堂上都會(huì)運(yùn)用多媒體技術(shù),它不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能使學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,所以在講授高中信息技術(shù)中的一些抽象知識(shí)時(shí),教師可以充分利用多媒體的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

比如,在講授人工智能時(shí),教師可以給學(xué)生先展示一些有關(guān)機(jī)器人、智能家居的視頻,先讓學(xué)生對(duì)人工智能有一個(gè)直觀的感受,然后教師再通過(guò)智能機(jī)講名字從而撥出電話這一實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生切身感受到人工智能的用途。最后讓學(xué)生嘗試著玩五子棋對(duì)弈軟件,讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能。這樣做不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能激活信息技術(shù)課堂。又如,在講授算法與程序設(shè)計(jì)一節(jié)時(shí),教師可以通過(guò)智力Flash游戲狼、羊、菜過(guò)河來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并讓學(xué)生體會(huì)算法的作用。這個(gè)游戲主要是用if等運(yùn)算語(yǔ)句來(lái)體現(xiàn)這三個(gè)動(dòng)物的過(guò)河順序,從而設(shè)計(jì)出c++語(yǔ)言代碼。綜上所述,在高中信息技術(shù)理論知識(shí)的教授中,教師應(yīng)該注重采用靈活多變的教學(xué)模式來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

高中信息技術(shù)理論知識(shí)雖然具有一定的抽象性,但是教師可以采用靈活多變的教學(xué)模式來(lái)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。教師可以通過(guò)運(yùn)用多媒體、創(chuàng)建情境教學(xué)等方式來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而使學(xué)生能夠?qū)W⒌礁咧行畔⒗碚撝R(shí)的學(xué)習(xí)中。這不僅是新課改推行的必然結(jié)果,也是高中信息技術(shù)教學(xué)體系發(fā)展的客觀需求。

參考文獻(xiàn):

[1]方麗.淺談如何上好高中信息技術(shù)理論課[J].甘肅科技,2014(4):65-66.

第4篇

摘要:“智能超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”是使用快速自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)、概念提取和排序、個(gè)性化信息歸檔、管理和標(biāo)簽管理等新一代網(wǎng)絡(luò)和人工智能技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)。本文主要討論在向大學(xué)本科學(xué)生提供緊跟國(guó)際前沿技術(shù)發(fā)展的“智能超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”(工程實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái))的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一種全新的課程教學(xué)模式。該項(xiàng)目研究為西安交通大學(xué)城市學(xué)院第一輪科學(xué)研究課題,已取得階段性研究成果并開始實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:數(shù)字媒體;超媒體;網(wǎng)絡(luò);教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào):G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1項(xiàng)目目標(biāo)

按照高等院校的學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)狀況以及日益嚴(yán)酷的就業(yè)市場(chǎng)前景,試圖以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中已初步進(jìn)行的一些課程教學(xué)模式的改革為基礎(chǔ),提出設(shè)立“智能超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新培養(yǎng),以進(jìn)行本科院校課程教學(xué)模式的改革和探索。

主要目標(biāo)是在向?qū)W生提供緊跟國(guó)際前沿技術(shù)發(fā)展的“智能超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一種全新的課程教學(xué)模式。

為解決日益嚴(yán)重的信息超載問(wèn)題,使用全新的 “Web-based教學(xué)”在線教學(xué)模式和高級(jí)人工智能軟件,向?qū)W生介紹和組織互聯(lián)網(wǎng)上感興趣的資料,讓學(xué)生更快地找到想要的信息,并且從大量的數(shù)據(jù)中,發(fā)現(xiàn)對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)重要的信息。

項(xiàng)目以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為重點(diǎn),通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和輔助教學(xué)系統(tǒng),增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)會(huì)工程化的設(shè)計(jì)方法。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)練習(xí)的同時(shí),也可使學(xué)生應(yīng)聘時(shí)展現(xiàn)本人技術(shù)實(shí)力和工作經(jīng)驗(yàn),為就業(yè)創(chuàng)造良好的機(jī)會(huì)。

課程改革增加專門的工程設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)課程,將學(xué)生置入與實(shí)際工作環(huán)境類似的工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),以模擬招投標(biāo)項(xiàng)目環(huán)境為背景,自主選擇課題,進(jìn)行職務(wù)角色分工,在教師指導(dǎo)下,參考預(yù)置的類約1000M實(shí)際項(xiàng)目資料以及人工智能設(shè)計(jì)工具和個(gè)性化智能數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)隨時(shí)收集的最新資料,按標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化的實(shí)際工作流程,進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)研,用戶系統(tǒng)分析,技術(shù)方案設(shè)計(jì),最后形成可實(shí)際用于工程實(shí)施的完整技術(shù)解決方案,設(shè)備與工程預(yù)算,招投標(biāo)文件,項(xiàng)目實(shí)施演示PPT文檔等。

2解決的主要問(wèn)題

需要解決的主要是大學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。

(1) 構(gòu)造一種智能化、全球化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)――“智能超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”。

(2) 使用上述系統(tǒng),學(xué)生可以在學(xué)院內(nèi)完成高水平的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。

(3) 學(xué)生可了解和親手實(shí)踐了解國(guó)際最新的超媒體技術(shù)和產(chǎn)品知識(shí)。

(4) 學(xué)生可在建成的輔助教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)上完成全部系統(tǒng)設(shè)計(jì),為考取國(guó)際認(rèn)可的工程師認(rèn)證打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),促進(jìn)學(xué)生就業(yè)。

(5) 學(xué)生可完成完整的技術(shù)解決方案,招投標(biāo)文件,在學(xué)生應(yīng)聘時(shí)展現(xiàn)本人技術(shù)實(shí)力和工作經(jīng)驗(yàn),為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造良好的機(jī)會(huì)。

3項(xiàng)目研究在國(guó)內(nèi)外同一領(lǐng)域的現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析

3.1現(xiàn)狀

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的新形勢(shì)下,一種全新的教學(xué)模式“Web-based教學(xué)”已經(jīng)在逐漸開始興起并不斷的發(fā)展壯大,然而目前國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和輔助教學(xué)系統(tǒng)只是使用了Web-based教學(xué)的形式,仍然算不上真正意義上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué),不能脫離傳統(tǒng)的教學(xué)模式自建一個(gè)完善的教學(xué)系統(tǒng),只能算是傳統(tǒng)教育模式的一種補(bǔ)充。

基于這種情況,本課題組開始進(jìn)行“超媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”課程教學(xué)模式的改革探索。通過(guò)近一學(xué)期的前期實(shí)驗(yàn),已經(jīng)取得相應(yīng)預(yù)期教學(xué)效果。

已參加實(shí)訓(xùn)的三個(gè)班級(jí)200多名同學(xué)共組成28個(gè)團(tuán)隊(duì)小組,分別模擬了28個(gè)公司,以西安交通大學(xué)城市學(xué)院北郊新校區(qū)為工程設(shè)計(jì)環(huán)境,參與了學(xué)院校園網(wǎng),校園無(wú)線局域網(wǎng),學(xué)院數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心,校園網(wǎng)通信平臺(tái),行政樓網(wǎng)絡(luò)集成,辦公自動(dòng)化系統(tǒng),數(shù)字化圖書館管理系統(tǒng),數(shù)字校園智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),內(nèi)網(wǎng)安全解決方案,大學(xué)視訊系統(tǒng)等項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)。

所有團(tuán)隊(duì)均按預(yù)定教學(xué)計(jì)劃在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告、全套招標(biāo)文件、全套投標(biāo)文件(包括概要設(shè)計(jì),草圖,設(shè)備清單,信息點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表,技術(shù)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)與技術(shù)方案圖紙,設(shè)備報(bào)價(jià)清單,投標(biāo)技術(shù)方案,投標(biāo)評(píng)審會(huì)演示PPT等文檔),并最后參加模擬投標(biāo)會(huì)議和方案優(yōu)選匯報(bào)會(huì)。

3.2趨勢(shì)

目前,國(guó)內(nèi)外教育界已開始研究真正意義上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和輔助教學(xué)系統(tǒng)。主要趨向是向智能化、全球化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方向發(fā)展。

國(guó)外較早就有人研究具有智能性的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。近年來(lái),有人提出了智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)的要領(lǐng),就是將人工智能技術(shù)與超媒體的信息組織、管理方式結(jié)合在一起而形成的智能型信息處理技術(shù)。

在智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)中,可以利用超媒體提供的友好界面來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),同時(shí)還可以利用超媒體向?qū)W生提供圖文聲像并茂的解釋信息;而超媒體模塊則可利用知識(shí)推理技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略的適應(yīng)性控制,對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。當(dāng)前,智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)的研制和開發(fā)已成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的一個(gè)重要的前沿課題。

4項(xiàng)目研究的重點(diǎn)

4.1課程教學(xué)模式的創(chuàng)新和發(fā)展

對(duì)在實(shí)訓(xùn)中將學(xué)生作為模擬企業(yè)的員工,嚴(yán)格按企業(yè)化模式進(jìn)行管理,通過(guò)課程實(shí)訓(xùn),完成貼近實(shí)際應(yīng)用的工程化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì),以取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)模式進(jìn)行重點(diǎn)研究,并盡可能開發(fā)出更新的課程教學(xué)模式。

4.2智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)核心技術(shù)的理論研究

進(jìn)行核心專利技術(shù)研究;算法研究及技術(shù)框架設(shè)計(jì);軟件總體規(guī)劃及詳細(xì)設(shè)計(jì)。

4.3智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)軟件開發(fā)和應(yīng)用研究

進(jìn)行驗(yàn)證及軟件程序編碼;進(jìn)一步進(jìn)行超媒體課程應(yīng)用研究;同時(shí)考慮研究將系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用于其它學(xué)科的教學(xué)模式改革。

5項(xiàng)目研究的創(chuàng)新點(diǎn)

(1) 在課程教學(xué)過(guò)程中結(jié)合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì),使用模擬公司工作崗位和招投標(biāo)場(chǎng)景對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程化訓(xùn)練。

(2) 教學(xué)系統(tǒng)核心使用“主題聚類發(fā)現(xiàn)引擎”技術(shù)。按用戶提出的個(gè)性化需求進(jìn)行主題發(fā)掘,人工智能知識(shí)排序,重要信息推薦并提供分析圖形顯示的主題內(nèi)容發(fā)現(xiàn)與聚合的優(yōu)化搜索引擎。

(3) 在系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)提供1000M實(shí)際項(xiàng)目資料(包括招投標(biāo)文件范本,工程實(shí)例,技術(shù)方案范本,設(shè)備產(chǎn)品,工程預(yù)算范本,PPT演示文檔范本,日?qǐng)?bào)-周報(bào)范本等分類數(shù)據(jù)庫(kù))以及相關(guān)人工智能設(shè)計(jì)工具和個(gè)性化智能數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)。網(wǎng)上搜索和用戶PC機(jī)上的信息搜索集成一體。

(4) 向全球化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方向發(fā)展,使用語(yǔ)意分析,自主學(xué)習(xí),及WEB 2.0環(huán)境中的信息挖掘和超前數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù),將最適合每個(gè)用戶的需求的相關(guān)信息情報(bào)資料進(jìn)行人工智能處理后即時(shí)推送給用戶,主要解決了用戶在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代被超量信息所淹沒(méi),無(wú)法在最短的時(shí)間內(nèi)檢索查詢到自己所關(guān)心的相關(guān)信息的問(wèn)題。

6項(xiàng)目研究的方案設(shè)計(jì)

6.1研究思路和技術(shù)方法

在項(xiàng)目研究上采取的研究思路和技術(shù)方法是:

(1) 使用WEB數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件和網(wǎng)站設(shè)計(jì)工具等構(gòu)造三層架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。

(2) 使用先進(jìn)的搜索引擎和信息獲取技術(shù)取得大量實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的基礎(chǔ)資料。

(3) 使用人工智能海量信息分析及提取技術(shù)進(jìn)行個(gè)性化搜索及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

(4) 在網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上提供人工智能實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)工具和個(gè)性化智能數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。

6.2研究階段

第1階段:智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)核心技術(shù)的理論研究;

第2階段:軟件總體規(guī)劃及詳細(xì)設(shè)計(jì);程序編碼;

第3階段:課程教學(xué)模式的創(chuàng)新研究;教學(xué)系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn);

第4階段:智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用研究。

6.3技術(shù)方法和路線

(1) 技術(shù)目標(biāo)

研究開發(fā)個(gè)性化RSS主題聚類發(fā)現(xiàn)搜索引擎產(chǎn)品,進(jìn)而形成一種按用戶提出的個(gè)性化需求進(jìn)行主題發(fā)掘,人工智能知識(shí)排序,重要信息推薦并提供分析圖形顯示的主題內(nèi)容發(fā)現(xiàn)與聚合的優(yōu)化搜索引擎產(chǎn)品。

(2) 技術(shù)內(nèi)容

主題聚類發(fā)現(xiàn)引擎是一種按用戶提出的個(gè)性化需求進(jìn)行主題發(fā)掘,人工智能知識(shí)排序,重要信息推薦并提供分析圖形顯示的主題內(nèi)容發(fā)現(xiàn)與聚合的優(yōu)化搜索引擎。

主要解決了用戶在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代被超量信息所淹沒(méi),無(wú)法在最短的時(shí)間內(nèi)檢索查詢到自己所關(guān)心的相關(guān)信息的問(wèn)題。大約可增加搜索查詢速度幾十到一百倍,并引導(dǎo)用戶找到最適合自己的信息。

主題聚類發(fā)現(xiàn)引擎的技術(shù)核心可以按不同技術(shù)層面裝入網(wǎng)站服務(wù)器,企業(yè)服務(wù)器,個(gè)人計(jì)算機(jī)形成以下不同用途的產(chǎn)品:

(1) 學(xué)校大型Web2.0環(huán)境網(wǎng)站RSS主題聚類發(fā)現(xiàn)搜索引擎

(2) 院系專用數(shù)據(jù)處理及信息挖掘優(yōu)化搜索引擎

(3) 學(xué)生個(gè)人用戶個(gè)性化專用信息挖掘優(yōu)化搜索引擎。

(4) 設(shè)備價(jià)格比價(jià)搜索網(wǎng)絡(luò)門戶(可應(yīng)用于計(jì)算機(jī),電信,電子等不同領(lǐng)域)

6.4技術(shù)方法和路線

使用語(yǔ)意分析,自主學(xué)習(xí),及WEB 2.0環(huán)境中的信息挖掘和超前數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù),將最適合每個(gè)用戶的需求的相關(guān)信息情報(bào)資料進(jìn)行人工智能處理后即時(shí)推送給用戶。

部分技術(shù)方法摘要描述圖示如下:

圖1顯示了本項(xiàng)目高級(jí)檢索程序的實(shí)現(xiàn)。

圖2顯示文件組織系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

圖3顯示智能助理個(gè)體的實(shí)現(xiàn)和用知識(shí)庫(kù)來(lái)發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)聯(lián)想的例子。

智能檢索挖掘系統(tǒng)運(yùn)行于最終用戶PC機(jī)上,包括Web server部分。系統(tǒng)采用類似B/S架構(gòu)。利用IE插件開發(fā)技術(shù),截取用戶發(fā)送的Web請(qǐng)求信息,并由插件發(fā)送到Web server,由Web server實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能,最后通過(guò)分析提取處理相關(guān)信息,返回IE插件進(jìn)行顯示。Web server采用 + Apace進(jìn)行開發(fā)。

7理論及實(shí)踐意義

本項(xiàng)目的實(shí)施主要是為了進(jìn)行“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程學(xué)科教育的教學(xué)改革研究與實(shí)踐;其目的是全面推進(jìn)素質(zhì)教育,重點(diǎn)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)業(yè)能力、就業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展能力。

其主要意義是:

(1) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè),信息管理專業(yè),電信專業(yè)的骨干專業(yè)課程,建設(shè)實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的智能超媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)對(duì)促進(jìn)教學(xué)和學(xué)科建設(shè)有重要意義。

(2) 實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)輔助教學(xué)系統(tǒng)可在學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供人工智能設(shè)計(jì)工具和個(gè)性化智能數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,以便學(xué)生完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì),同時(shí)通過(guò)課程實(shí)訓(xùn)完成貼近實(shí)際應(yīng)用的工程化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì),取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為就業(yè)作好充分準(zhǔn)備。

(3) 技術(shù)先進(jìn)的實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)智能超媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)可提供學(xué)習(xí)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的良好平臺(tái),增進(jìn)教師學(xué)識(shí)水平,同時(shí)促進(jìn)了教學(xué)水平的提高。

8推廣價(jià)值

(1) 項(xiàng)目中涉及的學(xué)科教學(xué)模式改革研究成果可在有相似應(yīng)用需求的本科院校,高職高專推廣應(yīng)用。

(2) 智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)軟件可以在相似的計(jì)算機(jī)專業(yè),電信,信息管理,電力,能源,機(jī)械制造以及各類工科專業(yè)推廣應(yīng)用。

(3) 教學(xué)系統(tǒng)核心使用的“主題聚類發(fā)現(xiàn)引擎”技術(shù)可以按不同技術(shù)層面裝入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或個(gè)人計(jì)算機(jī)形成以下不同產(chǎn)品,如企業(yè)專用數(shù)據(jù)處理及信息挖掘優(yōu)化系統(tǒng),個(gè)人用戶個(gè)性化專用信息挖掘優(yōu)化軟件。

參考文獻(xiàn):

第5篇

關(guān)鍵詞:Agent;網(wǎng)絡(luò)教學(xué);XML

中圖分類號(hào):TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2007)18-31692-02

Intelligence Agent in the Network Instruction System

YE Yan

(School of Information Engineering of Hubei Institute of Nationalities,Enshi 445000,China)

Abstract: Agent is a new developing technology in the artificial intelligence and computer software field. This text probe into Agent technology and how apply it into network instruction system in order to improve intelligence of the network instruction system. And provide intellectual Agent application mode and implementation method in the network instruction system. Brief to analyse advantages that Agent brings to online education.

Key words: Agent;Network instruction;XML

1 引言

Internet的迅速發(fā)展,為傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)和學(xué)習(xí)提供了新的思路和方法,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生,它必將在教育科研的各個(gè)方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。那么如何提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能化程度是目前教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重大課題。人工智能領(lǐng)域中的Agent技術(shù)的出現(xiàn)為我們解決這個(gè)課題提供了強(qiáng)有力的支持。

2 Agent技術(shù)

隨著分布式人工智能(DAI)研究的深入而發(fā)展起來(lái)的Agent技術(shù)已經(jīng)成為AI(人工智能)及其它計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要研究課題。由于所研究和關(guān)心的問(wèn)題不同,Agent目前尚無(wú)被普遍接受的一般定義。但Wooldridge和Jennings在1995年提出了目前較權(quán)威的Agent定義,獲得了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)<业钠毡檎J(rèn)同。此定義包括了兩個(gè)子定義:

定義1(弱定義):Agent用以最一般地說(shuō)明一個(gè)軟硬件系統(tǒng),它具有這樣的特性:①自治性(autonomy), Agent可以在沒(méi)有人或其它Agent直接干預(yù)的情況下運(yùn)作,而且對(duì)自己的行為和內(nèi)部狀態(tài)有某種控制能力;②社會(huì)性(scalability):Agent和其它Agent(也可能是人)通過(guò)某種語(yǔ)言進(jìn)行信息交流;③反應(yīng)性(reactivity): Agent能夠理解周圍的環(huán)境,并對(duì)環(huán)境的變化作出實(shí)時(shí)的響應(yīng);④能動(dòng)性(preciseness):Agent不僅簡(jiǎn)單地對(duì)其環(huán)境作出反應(yīng),也能夠通過(guò)接受某些啟動(dòng)信息,表現(xiàn)出有目標(biāo)的行為。

定義2(強(qiáng)定義):Agent除了具備定義1中的所有特性外,還應(yīng)具備一些人類才具有的特性,如知識(shí)、信念、義務(wù)、意圖等。

總之,Agent是一個(gè)具有自治能力的實(shí)體,這個(gè)實(shí)體是一個(gè)由軟件支持下的系統(tǒng)(一般以軟件居多,這也是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)),這種軟件能夠在目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下對(duì)環(huán)境的變化作出主動(dòng)的反應(yīng),完成特定的任務(wù)。

按照Agent的應(yīng)用可以分為單Agent系統(tǒng)和多Agent系統(tǒng)。

單Agent系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)本地的任務(wù),也可以用于在網(wǎng)上進(jìn)行信息搜索。從結(jié)構(gòu)上分析,一般把單Agent分為慎思型Agent(Deliberative Agent)、反應(yīng)型Agent(Reactive Agent)和混合型Agent(Hybrid Agent).

多Agent系統(tǒng)(MAS)是由一組獨(dú)立的但又協(xié)同工作的Agent構(gòu)成,Agent是其基本的組成單元,又是獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)體。MAS通過(guò)信息使若干個(gè)Agent保持獨(dú)立完成某一問(wèn)題求解的能力,多個(gè)Agent相互協(xié)助以完成更復(fù)雜的問(wèn)題求解。

3 基于智能Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

隨著網(wǎng)絡(luò)教育研究的不斷深入,認(rèn)知理論、建構(gòu)主義等新的教學(xué)理論不斷被引入到網(wǎng)絡(luò)教育中。建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí),既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性,又不忽視教師的主導(dǎo)作用。在這里,教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者,而不是知識(shí)的提供者和灌輸者;學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,是意義的主動(dòng)建構(gòu)者,而不是知識(shí)的被動(dòng)接受者和被灌輸?shù)膶?duì)象。目前的網(wǎng)絡(luò)教育課程很大程度上是把傳統(tǒng)的教育課程搬到網(wǎng)上,教學(xué)方式單一,教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有很好的針對(duì)性。

結(jié)合Agent技術(shù),我們提出了一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模式。如圖1所示:

圖1 基于Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模型

該系統(tǒng)可以采用B/A/S模式,即瀏覽器Browser/Agent/中心服務(wù)器Server??蛻舳死脼g覽器上網(wǎng),這樣不需要為不同的客戶端安裝不同的客戶程序,為復(fù)雜的分布式應(yīng)用提供了統(tǒng)一的環(huán)境。中間層是各種Agent,負(fù)責(zé)溝通客戶端和服務(wù)器。

3.1學(xué)生信息庫(kù):用來(lái)記載每個(gè)學(xué)生的基本特征和學(xué)習(xí)特征,基本特征包括:姓名、登錄號(hào)、口令等;學(xué)習(xí)特征可以包括:學(xué)習(xí)的時(shí)間、內(nèi)容、學(xué)習(xí)的水平(初始水平、目前水平)、學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力級(jí)別等,為了節(jié)省存儲(chǔ)空間,學(xué)習(xí)特征可以記載最近幾次。

3.2知識(shí)庫(kù):包含基本的學(xué)習(xí)資料和測(cè)試資料,是系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。能對(duì)每一個(gè)學(xué)習(xí)者提供專業(yè)的最大的資源數(shù)據(jù),并可以通過(guò)教師的干預(yù)和學(xué)生的反應(yīng)對(duì)本身的知識(shí)庫(kù)進(jìn)行主動(dòng)的調(diào)整和擴(kuò)充,主動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)上獲取相關(guān)的信息,重組成為更有意義的知識(shí)。

3.3教師Agent:當(dāng)教師登錄后,系統(tǒng)自動(dòng)生成一教師Agent,這是教師與整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的接口。通過(guò)這個(gè)Agent,教師可以較好地實(shí)現(xiàn)與整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的交互,對(duì)教學(xué)的過(guò)程進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)和監(jiān)控。

3.4學(xué)生Agent:當(dāng)學(xué)生登錄后,系統(tǒng)自動(dòng)生成一學(xué)生Agent,用來(lái)輔助學(xué)生與系統(tǒng)交互,引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí),并在學(xué)習(xí)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,從教學(xué)策略庫(kù)中尋找合適的教學(xué)策略給學(xué)生以指導(dǎo),在學(xué)習(xí)結(jié)束后將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果返回學(xué)生信息庫(kù)。

3.5個(gè)性分析Agent:學(xué)生登錄后,系統(tǒng)也隨之生成個(gè)性分析Agent。個(gè)性分析Agent通過(guò)調(diào)用學(xué)生信息庫(kù),查看學(xué)生以往的學(xué)習(xí)記錄,根據(jù)這些記錄為學(xué)生本次學(xué)習(xí)呈現(xiàn)最初的學(xué)習(xí)資料。個(gè)性分析Agent在學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)期間要不斷地分析學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),為用戶的下一步學(xué)習(xí)做相應(yīng)的準(zhǔn)備。個(gè)性分析Agent還負(fù)責(zé)將本次學(xué)習(xí)的最終分析結(jié)果返還給學(xué)生信息庫(kù)。在學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)期間,學(xué)生Agent和個(gè)性分析Agent之間要不斷進(jìn)行交互。

3.6問(wèn)題求解Agent:對(duì)學(xué)生提出的某些問(wèn)題進(jìn)行解答。要求智能化的程度較高,應(yīng)該在其他Agent的幫助下實(shí)時(shí)給出較為滿意的答案。如果有一些無(wú)法回答的問(wèn)題則可以求助于教師。

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3.7評(píng)價(jià)Agent:可以自動(dòng)生成針對(duì)不同學(xué)習(xí)者的測(cè)試題,來(lái)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行評(píng)價(jià),其根本目的在于為改進(jìn)課程的模式和內(nèi)容提供依據(jù)。

3.8管理Agent:負(fù)責(zé)從總體上協(xié)調(diào)各個(gè)Agent,對(duì)整個(gè)的教學(xué)情況作宏觀的調(diào)控。

以上列出來(lái)的這些Agent只是一些示范性的例子,并不表示覆蓋了Agent的全部。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)逐漸完善的過(guò)程中,將包含更多的Agent和資源。

基于智能Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),我們可以采用Java語(yǔ)言開發(fā)。因?yàn)镴ava的安全性和可移植性,簡(jiǎn)化了Agent的開發(fā),Java字節(jié)碼能夠在任何具有Java虛擬機(jī)的硬件環(huán)境和操作系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行。

另外XML(Extensible Markup Language:可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)以其良好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、可擴(kuò)展性、高度結(jié)構(gòu)化、便于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)忍攸c(diǎn),現(xiàn)已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)的主流技術(shù)之一。XML提供了豐富的語(yǔ)法來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、攜帶數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù),能方便地在獨(dú)立的平臺(tái)之間交換數(shù)據(jù)和針對(duì)特定的應(yīng)用定義自己的標(biāo)記語(yǔ)言。Agent采用Java實(shí)現(xiàn)并且包含XML對(duì)象,稱為XML Agent。它具有以下特征:智能性,通用、簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換等。XML Agent將邏輯和數(shù)據(jù)封裝在一起,在網(wǎng)絡(luò)間移動(dòng),能在具有Java運(yùn)行環(huán)境的節(jié)點(diǎn)直接處理。

4 基于智能Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)

Agent應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中,主要的優(yōu)點(diǎn)有以下幾方面:

4.1實(shí)現(xiàn)了“個(gè)性化”教育

利用Agent的智能性可以針對(duì)每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,采取不同的教學(xué)方式,提供不同的教學(xué)資源,改變了傳統(tǒng)素質(zhì)教育的“一視同仁”,實(shí)施了個(gè)性化教學(xué)。

4.2人性化的交互界面

Agent引入后,教學(xué)系統(tǒng)和學(xué)習(xí)者的交互方式將發(fā)生根本的變革。在教學(xué)的過(guò)程中學(xué)生將感到與以往完全不同的教學(xué)氣氛,計(jì)算機(jī)隨時(shí)地“傾聽”學(xué)習(xí)者的聲音,并對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4.3增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性

系統(tǒng)中的多個(gè)Agent是相互獨(dú)立而又彼此聯(lián)系的實(shí)體,易于維護(hù)和擴(kuò)充,從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在發(fā)展網(wǎng)上教學(xué)的關(guān)鍵不是從物理意義上擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)范圍,而應(yīng)該改善現(xiàn)有網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)的性能。Agent技術(shù)的引入,使遠(yuǎn)程教育的智能化水平得到了質(zhì)的提高。隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善和智能Agent技術(shù)的逐漸成熟,基于智能Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)將是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn):

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[5]葉燕.基于多Agent的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)研究[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2004,(4):70-71.

第6篇

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù) 理論課 教學(xué)建議

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889(2016)10B-0144-02

高中信息技術(shù)課的理論課是整個(gè)信息技術(shù)教學(xué)的基礎(chǔ),在學(xué)生的學(xué)習(xí)中具有重要的地位,是學(xué)生需要掌握的基本的信息技術(shù)理論知識(shí)。學(xué)生只有掌握了理論知識(shí),并將其與實(shí)踐操作結(jié)合起來(lái),才能提高自身的信息技術(shù)素養(yǎng),提高信息技術(shù)實(shí)踐技能。然而高中信息技術(shù)理論課枯燥乏味,學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)感覺(jué)單調(diào),提不起興趣,教學(xué)效果不甚理想。對(duì)此,教師應(yīng)分析高中信息技術(shù)理論課的特點(diǎn),深度挖掘高中信息技術(shù)理論課的內(nèi)容,采取多樣化的教學(xué)策略,讓課堂變得豐富多彩,讓學(xué)生能夠從中獲取更多有用的信息知識(shí),提高教學(xué)效果。

一、信息技術(shù)理論課的特點(diǎn)

(一)理論知識(shí)點(diǎn)繁多

高中信息技術(shù)理論課涉及的知識(shí)面廣、點(diǎn)多,有基本的概念、原理,有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),有程序設(shè)計(jì),等等,信息技術(shù)理論課各個(gè)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立,模塊性較為突出。理論知識(shí)點(diǎn)看似簡(jiǎn)單,實(shí)則抽象難懂。它雖然不像別的學(xué)科那樣聯(lián)系緊密,但各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間也存在一定的關(guān)聯(lián)性。學(xué)生學(xué)習(xí)完某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后,也能夠在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新的知識(shí)。因此,教師要讓學(xué)生掌握這些知識(shí),在教學(xué)時(shí)就要講究方式方法。只有這樣,學(xué)生才能掌握知識(shí)并應(yīng)用知識(shí)。

(二)理論知識(shí)內(nèi)容抽象

在信息技術(shù)教學(xué)中,常常會(huì)遇到一些抽象的信息技術(shù)知識(shí)和概念,教師較難用言語(yǔ)表述出來(lái),學(xué)生理解起來(lái)十分困難,如計(jì)算機(jī)病毒、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、開放式系統(tǒng)互聯(lián)等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,對(duì)這些概念的含義不甚理解,也不知道它們之間有什么聯(lián)系與區(qū)別。這些概念、定義較為抽象,因此學(xué)生更愿意選擇學(xué)習(xí)操作技術(shù),并對(duì)此感興趣,而不去理會(huì)相應(yīng)的理論知識(shí)。

(三)學(xué)生基礎(chǔ)不同,教學(xué)存在困難

有的教師認(rèn)為,高中生已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎(chǔ),但實(shí)際上由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同,因此存在差異,如操作技能的差異、學(xué)習(xí)經(jīng)歷的差異、學(xué)習(xí)態(tài)度的差異等。教學(xué)時(shí),信息技術(shù)基礎(chǔ)較差的學(xué)生需要掌握的內(nèi)容較多,一時(shí)之間難以完全接受,由此教師感到任務(wù)繁重?;A(chǔ)較好的學(xué)生會(huì)覺(jué)得所學(xué)內(nèi)容過(guò)于淺顯,有的甚至是熟悉的知識(shí),因而學(xué)習(xí)興趣不大。種種因素導(dǎo)致教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、制訂教學(xué)進(jìn)度、確定教學(xué)重難點(diǎn)方面出現(xiàn)困難,從而影響教學(xué)效率。

二、信息技術(shù)理論課的教學(xué)原則

(一)以課標(biāo)理念為指導(dǎo),以考試大綱為參考

首先,課標(biāo)是教師實(shí)施信息技術(shù)教學(xué)的基礎(chǔ),它對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容做了規(guī)定,并且給出了相應(yīng)的教學(xué)建議,對(duì)教師的教學(xué)活動(dòng)具有一定的指向和引導(dǎo)作用。因此,教學(xué)信息技術(shù)理論課時(shí),教師要依據(jù)課標(biāo)的要求設(shè)計(jì)教學(xué)、實(shí)施教學(xué)、開展評(píng)價(jià),掌握教學(xué)要求和教學(xué)目標(biāo),并有針對(duì)性地實(shí)施教學(xué)。其次,高中信息技術(shù)課程會(huì)考或等級(jí)考試的內(nèi)容既有理論知識(shí),又有實(shí)踐操作,教師要以考試大綱為參考,在備課時(shí)重點(diǎn)把握學(xué)生考試時(shí)需要掌握的理論內(nèi)容,同時(shí)結(jié)合信息技術(shù)會(huì)考或等級(jí)考試的內(nèi)容、試題特點(diǎn)、試卷結(jié)構(gòu)等,設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià),使學(xué)生通過(guò)考試達(dá)到畢業(yè)要求。

(二)以學(xué)生為主體,促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展

學(xué)生是教學(xué)的對(duì)象,也是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體,因此,教學(xué)活動(dòng)要體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。首先,教師要依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)特點(diǎn)、個(gè)性需求等,設(shè)計(jì)符合學(xué)生需求的教學(xué)內(nèi)容,并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精講,多進(jìn)行師生互動(dòng),引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)。其次,教學(xué)抽象難懂的知識(shí)時(shí),可以先讓學(xué)生接觸與學(xué)習(xí)相關(guān)的具體形象的事物,調(diào)動(dòng)學(xué)生的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),使新知與舊知建立起聯(lián)系,從而抽象出相應(yīng)的知識(shí)概念。另外,教師還要選取學(xué)生喜聞樂(lè)見的教學(xué)方式,促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

(三)以教材為依據(jù),拓展課程資源

教材是教學(xué)的依據(jù),高中信息技術(shù)理論課程不僅有教材,而且還是相應(yīng)的輔助教材,如教參、視聽材料等。教學(xué)前,教師要熟讀教材,全面掌握教材內(nèi)容、結(jié)構(gòu),確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn);教學(xué)時(shí),要充分利用教材,必要時(shí)可對(duì)教材里的內(nèi)容順序進(jìn)行調(diào)整,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍,還可以進(jìn)行相應(yīng)的拓展、延伸,豐富教學(xué)內(nèi)容。由于信息技術(shù)教材版本多樣,教師在教學(xué)中可多參考其他版本的教材、視聽資料或教學(xué)網(wǎng)站,整合教學(xué)資源,取其精華為我所用。

三、信息技術(shù)理論課的教學(xué)建議

教學(xué)高中信息技術(shù)理論課,教師純粹地講解理論知識(shí),要求學(xué)生認(rèn)真傾聽,未必能夠收到良好的教學(xué)效果。教學(xué)時(shí),教師必須學(xué)會(huì)分析學(xué)生的學(xué)情及信息技術(shù)理論課的特點(diǎn),通過(guò)整合教學(xué)資源,以課標(biāo)和考綱為依據(jù),采取多樣化的教學(xué)方法開展教學(xué),引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,從而提高教學(xué)效率。

第7篇

關(guān)鍵詞 多Agent;個(gè)性化;智能教學(xué)系統(tǒng);知識(shí)樹

中圖分類號(hào) G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1674-6708(2010)17-0048-02

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,它克服了傳統(tǒng)教學(xué)受時(shí)空制約的缺點(diǎn),使得廣大師生可以異地異步完成交互式自主性教學(xué)活動(dòng)。但目前大多數(shù)實(shí)際運(yùn)作中的系統(tǒng)都是非智能化的,簡(jiǎn)單的將完全相同的課件呈現(xiàn)給參與學(xué)習(xí)的所有學(xué)生,無(wú)法實(shí)現(xiàn)“因人施教”和“因人施測(cè)”,因此將人工智能領(lǐng)域的Agent技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合起來(lái),對(duì)在網(wǎng)上進(jìn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí),自適應(yīng)測(cè)試進(jìn)行研究,為遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)拓展了新的發(fā)展空間。

1 Agent技術(shù)

Agent技術(shù)是近幾年人工智能(DAI)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,并且已經(jīng)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。Agent是指在分布式系統(tǒng)或協(xié)作系統(tǒng)中能持續(xù)自主發(fā)揮作用的計(jì)算實(shí)體, 它能作用于自身和環(huán)境,并能對(duì)環(huán)境做出適應(yīng)性的反應(yīng)。他具有這樣的特性:

1)交互性:Agent和其他Agent(也可能是人)通過(guò)某種Agent語(yǔ)言進(jìn)行交互;

2)自主性:能在無(wú)外界直接操縱的情況下,根據(jù)其內(nèi)部狀態(tài)和感知到的(外部)環(huán)境信息,決定和控制自身的行為;

3)反應(yīng)性: Agent能夠感知外部環(huán)境并做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng); 適應(yīng)性是指Agent根據(jù)目標(biāo)、環(huán)境等的要求和制約作出行動(dòng)計(jì)劃,并根據(jù)環(huán)境的變化,修改自己的目標(biāo)和計(jì)劃;

4)協(xié)作性:多個(gè)Agent可以通過(guò)規(guī)劃和合作共同完成一個(gè)任務(wù),在合作過(guò)程中,遇到?jīng)_突時(shí)能夠相互通信和協(xié)商。

2 基于多Agent的智能化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型

在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,單Agent受其知識(shí)、計(jì)算資源及其與其他Agent相互關(guān)系的限制常常不能解決一些大型、復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,因此多Agent的出現(xiàn)并成為研究的主流是必然的。在多Agent系統(tǒng)中,各Agent相互協(xié)商和協(xié)調(diào)以完成某一共同任務(wù),其中每個(gè)Agent可以根據(jù)負(fù)載變化和其它Agent的情況,來(lái)協(xié)調(diào)自身的行為,對(duì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和資源的使用作合理的安排和調(diào)整,以避免沖突。在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了多個(gè)Agent,用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能化、個(gè)性化。

本系統(tǒng)采用3層結(jié)構(gòu):

第1層是基于瀏覽器的表示層,主要指用戶瀏覽器,是用戶直接面對(duì)、交互的部分。登錄教學(xué)系統(tǒng)的用戶有3種身份:系統(tǒng)管理員、教師、和學(xué)生,不同身份的人對(duì)教學(xué)系統(tǒng)具有不同的權(quán)限。

第2層是中間層,主要包括了一個(gè)針對(duì)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的多Agent系統(tǒng)。這些可以分為3類:

1)管理Agent:包括登錄/注冊(cè)Agent,協(xié)調(diào)Agent;

2)用戶Agent:包括學(xué)生Agent,教師Agent,管理員Agent;

3)任務(wù)Agent:包括學(xué)習(xí)Agent,作業(yè)Agent,答疑Agent,考試Agent和個(gè)性分析Agent。

第3層是數(shù)據(jù)層,數(shù)據(jù)層用來(lái)存放所有的數(shù)據(jù),通過(guò)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、管理、維護(hù)、備份等常規(guī)操作。包括用戶信息庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、學(xué)習(xí)策略庫(kù)、問(wèn)題答疑庫(kù)和試題庫(kù)等數(shù)據(jù)。

3系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于知識(shí)樹的教學(xué)策略的選擇

本系統(tǒng)采用知識(shí)樹來(lái)表示學(xué)生知識(shí)和領(lǐng)域知識(shí),樹中的每個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)表示這課程的一個(gè)元知識(shí)點(diǎn),學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,創(chuàng)建一棵學(xué)習(xí)知識(shí)樹,學(xué)生通過(guò)的知識(shí)點(diǎn)被添加到這棵學(xué)習(xí)知識(shí)樹中。只有當(dāng)學(xué)生知識(shí)樹與專業(yè)知識(shí)樹完全一致的時(shí)候,學(xué)生才算是完成了這門課程的學(xué)習(xí)。但對(duì)不同的學(xué)生,要求不一樣,對(duì)這門課知識(shí)點(diǎn)的掌握程度也不相同。針對(duì)這一點(diǎn),可以將專業(yè)知識(shí)樹按照學(xué)習(xí)難度的不同生成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)子樹,簡(jiǎn)稱教學(xué)知識(shí)樹,不同的學(xué)生只要掌握了相應(yīng)教學(xué)知識(shí)樹中的所有知識(shí)點(diǎn)就算是完成了這門課程的學(xué)習(xí)。專業(yè)知識(shí)樹根據(jù)確定的學(xué)習(xí)難度適當(dāng)增加或減少教學(xué)知識(shí)樹對(duì)應(yīng)于具體知識(shí)內(nèi)容的葉子結(jié)點(diǎn),從而形成初始教學(xué)知識(shí)樹。教學(xué)知識(shí)樹展示了當(dāng)前系統(tǒng)要求學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容,其葉子結(jié)點(diǎn)的增減是對(duì)教學(xué)策略調(diào)整的響應(yīng),也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)規(guī)劃。

本文分別采用學(xué)生知識(shí)樹和教學(xué)知識(shí)樹來(lái)記錄學(xué)生知識(shí)和教學(xué)目標(biāo),為了記錄學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況,為學(xué)生知識(shí)樹中每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)屬性MD反映該元知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,取值分別為0、1、2。當(dāng)MD=0時(shí),表示沒(méi)有掌握該知識(shí)點(diǎn);當(dāng)MD=1時(shí),表示已經(jīng)基本掌握該知識(shí)點(diǎn);當(dāng)MD=2時(shí),表示對(duì)該知識(shí)點(diǎn)掌握得很好。

當(dāng)學(xué)生主動(dòng)向系統(tǒng)提出要學(xué)習(xí)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)學(xué)生提出的目標(biāo)知識(shí)點(diǎn),在教學(xué)知識(shí)樹中找出此知識(shí)點(diǎn)的預(yù)備知識(shí)點(diǎn)的集合,再在學(xué)生知識(shí)樹中檢查這些預(yù)備知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)狀況,若預(yù)備知識(shí)點(diǎn)集合中的知識(shí)點(diǎn)已基本掌握,則學(xué)生可以開始學(xué)習(xí)該知識(shí)點(diǎn)。

3.2個(gè)性化選題策略分析

系統(tǒng)的根本目的是要呈現(xiàn)給學(xué)生一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間。接下來(lái)分析如何根據(jù)學(xué)生的能力選擇合適的練習(xí)題目。

l)用戶登錄并驗(yàn)證身份;

2)若用戶身份是學(xué)生,則選擇本次將學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)和難度;若不選擇,系統(tǒng)將根據(jù)上次的學(xué)習(xí)進(jìn)程為本次學(xué)習(xí)分配X個(gè)相應(yīng)難度的知識(shí)點(diǎn);

3)從學(xué)生個(gè)人資料庫(kù)中讀取用戶以往的學(xué)習(xí)記錄,如欠缺的知識(shí)點(diǎn)、對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知層次(用難度來(lái)標(biāo)記)、應(yīng)該達(dá)到的認(rèn)知層次等;

4)將這些信息放入一維數(shù)組中,數(shù)組中元素是結(jié)構(gòu)體類型,包含三部分:知識(shí)點(diǎn)、目前的認(rèn)知層次、要達(dá)到的認(rèn)知層次。如下所示:

StudyRecord{Knowledge:char[100];

L1:int;

L2:int:}

其中Knowledge表示欠缺的知識(shí)點(diǎn)或本次選擇的要學(xué)習(xí)的新知識(shí)點(diǎn),L1表示學(xué)生在欠缺知識(shí)點(diǎn)方面的認(rèn)知層次,新知識(shí)點(diǎn)在這一項(xiàng)為空;L2表示這個(gè)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)達(dá)到的認(rèn)知層次。

5)若數(shù)組中元素未讀完,則按下標(biāo)順序讀取數(shù)組的一個(gè)元素,否則轉(zhuǎn)(10);

6)根據(jù)5)的讀取結(jié)果從題庫(kù)中選取一道合適的題目呈現(xiàn)給用戶;

7)分析用戶的做題結(jié)果;

8)如果己經(jīng)達(dá)到一定的認(rèn)知層次,則轉(zhuǎn)5),練習(xí)下一個(gè)知識(shí)點(diǎn);

9)如果未達(dá)到一定的認(rèn)知層次,根據(jù)分析結(jié)果再?gòu)念}庫(kù)中選取一道合適的題目呈現(xiàn)給用戶,直至達(dá)到某一認(rèn)知層次為止,轉(zhuǎn)5);

10)開始新知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí),新的學(xué)習(xí)將不斷重復(fù)7)、9)兩步;

11)結(jié)束。

4 系統(tǒng)的特點(diǎn)

1)控制不再集中本系統(tǒng)中所提供的學(xué)習(xí)過(guò)程以及學(xué)習(xí)的規(guī)則雖然也由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者預(yù)先制定,但教學(xué)過(guò)程相比上一代更有彈性。整個(gè)過(guò)程由師生雙方其至是更多方共同完成,學(xué)生可以通過(guò)Agent表達(dá)自己的意見。通過(guò)把控制權(quán)力從教師手上分流到學(xué)生以及所有參與者手上使系統(tǒng)更具協(xié)同性。

2)系統(tǒng)具有一定的智能性比如系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)估,對(duì)不同能力的學(xué)生或者不同級(jí)別的學(xué)生采取不同的學(xué)習(xí)策略,對(duì)應(yīng)的教學(xué)資源也就相應(yīng)改變。

3)強(qiáng)調(diào)因材施教利用Agent的智能性,記錄分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,根據(jù)他們的認(rèn)知水平,調(diào)整課程難度。水平高者,課程難度適當(dāng)增加或者加快課程進(jìn)度;水平低者,則適當(dāng)降低難度或減慢進(jìn)度。這樣能最大限度地挖掘每個(gè)學(xué)生的潛力,改變傳統(tǒng)教育的“一視同仁”,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育。

4)系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性好系統(tǒng)中的多個(gè)Agent是相互獨(dú)立而又彼此聯(lián)系的實(shí)體,易于維護(hù)和擴(kuò)充,從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。而且,系統(tǒng)是在J2EE技術(shù)基礎(chǔ)上完成的,J2EE本身與平臺(tái)無(wú)關(guān),具有可移植性,所以本系統(tǒng)適用于不同的平臺(tái)。

5 結(jié)論

與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)相比,基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,它可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,改善教學(xué)效果,真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的個(gè)性化、智能化。智能性的多Agent技術(shù)的應(yīng)用,為學(xué)習(xí)過(guò)程提供人性化指導(dǎo)和導(dǎo)航,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

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第8篇

關(guān)鍵詞:智能Agent;網(wǎng)絡(luò)課程;Zeus

一、前言

隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體的廣泛使用,教學(xué)用的知識(shí)和學(xué)習(xí)材料將可以進(jìn)行不同的組合,以更多的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,以適應(yīng)學(xué)習(xí)者不同的知識(shí)背景和需求。因此,網(wǎng)絡(luò)上的教學(xué)過(guò)程可以突破傳統(tǒng)教育資源和教育方法的限制,學(xué)生可以根據(jù)自己的知識(shí)水平和時(shí)間情況安排學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教育無(wú)法做到的“個(gè)性化教育”。同時(shí),人工智能技術(shù)的引入,使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以記憶、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及興趣,進(jìn)而更為有效地指導(dǎo)學(xué)生更好地學(xué)習(xí),做到“智能化教育”。

我們認(rèn)為,優(yōu)秀的教學(xué)過(guò)程必須能夠根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況,智能性地選擇教學(xué)策略,并動(dòng)態(tài)地調(diào)整教學(xué)的微策略?;谶@種思想,在教學(xué)過(guò)程中,我們運(yùn)用策略Agent根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度等信息,智能地選擇教學(xué)策略;運(yùn)用策略協(xié)調(diào)Agent進(jìn)行學(xué)生偏好的微策略動(dòng)態(tài)調(diào)整;用教學(xué)Agent和教學(xué)協(xié)調(diào)Agent進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的個(gè)性化呈現(xiàn),以達(dá)到智能化教學(xué)的目的。

針對(duì)不同的專業(yè)領(lǐng)域,多Agent系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)一般有如下幾種方法:第一種,采用通用多Agent系統(tǒng)支撐平臺(tái)――即通用多Agent支撐平臺(tái),可減少開發(fā)的工作量,但是由于底層已經(jīng)被屏蔽,因此,針對(duì)某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的通用支撐平臺(tái),其適應(yīng)性和可擴(kuò)充性較弱;第二種,自主開發(fā)底層接口――按照專業(yè)領(lǐng)域的需求,從底層開發(fā)Agent系統(tǒng)可得到支撐專用系統(tǒng)的最大的靈活性,但是相應(yīng)的增加了開發(fā)的工作量;第三種,采用已有的底層接口――代碼的回收利用和重復(fù)使用是開發(fā)人員必須考慮的問(wèn)題,參考已有的支撐平臺(tái),并在此基礎(chǔ)上開發(fā)專用系統(tǒng),不僅可以大大減少工作量,而且也可獲得相當(dāng)?shù)撵`活性。

根據(jù)Agent系統(tǒng)的特點(diǎn),本系統(tǒng)選用流行的Java語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言,在比較了多種Agent開發(fā)平臺(tái)之后,基于平臺(tái)綜合評(píng)價(jià)和代碼的公開性,選擇Zeus系統(tǒng)作為底層開發(fā)的工具,并在底層的基礎(chǔ)上,開發(fā)專用的基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)系統(tǒng),最后將其應(yīng)用在《家畜繁殖學(xué)》(新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程項(xiàng)目)網(wǎng)絡(luò)課程上。

Zeus設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)(The Zeus Agent Building Toolkit)是英國(guó)電信實(shí)驗(yàn)室智能Agent研究小組綜合了現(xiàn)有的Agent技術(shù)規(guī)范,用于快速開發(fā)協(xié)作式多Agent系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)。它希望通過(guò)定義一套標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)Agent功能結(jié)構(gòu)以及多Agent通訊協(xié)調(diào)的體系,使用戶能夠擺脫復(fù)雜而繁瑣的對(duì)Agent底層結(jié)構(gòu)的定義工作,從而關(guān)注于對(duì)應(yīng)用問(wèn)題的設(shè)計(jì)與實(shí)施,使用戶能夠快捷的開發(fā)出協(xié)作式多Agent的應(yīng)用系統(tǒng)。Zeus系統(tǒng)嚴(yán)格遵循FIPA97規(guī)范,系統(tǒng)的Java源程序全部公開,以方便用戶研究與擴(kuò)展。

二、 Zeus的安裝

(一)安裝Zeus所需的JDK環(huán)境

Zeus是免費(fèi)的,它的安裝程序的獲取非常簡(jiǎn)單,在英國(guó)電信實(shí)驗(yàn)室提供的鏈接處(more.省略/projects/agents.htm)可以自由下載。因?yàn)閆eus平臺(tái)是基于Java的,需要在jdk支持的環(huán)境下才能運(yùn)行,這里我們使用的是jdk1.5.0。當(dāng)我們安裝了jdk1.5.0,在 Ms-Dos狀態(tài)下輸入javaversion命令,屏幕上會(huì)顯示當(dāng)前安裝的jdk1.5.0的版本。否則,編輯Autoexec.bat文件,在最后加上一行Set path=C:\\ jdk1.5.0\\BIN(假設(shè)jdk1.5.0安裝在c盤)。

重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī),此時(shí)jdk1.5.0已正確地安裝好了。

(二)安裝Zeus系統(tǒng)

在Ms-Dos狀態(tài)下,輸入java zeusinstall命令,Zeus的安裝類文件開始進(jìn)行自解壓并開始自動(dòng)安裝。安裝完畢后,Zeus軟件中就包含了設(shè)計(jì)Agent所需的所有工具。在利用這些工具前,還需要編輯Autoexec.bat文件,在文件尾部正確地設(shè)置類路徑,即加入以下幾行:

set class=C:\\jdk1.5.0\\lib\\tools.jar;C:\\kdj1.5.0\\lib\\dt.jar;

set classpath=C:\\Zeus\\lib\\zeus.jar;C:\\Zeus\\lib\\gnu-regexp;

這里假設(shè)Zeus安裝在c盤。此時(shí),Zeus軟件才算完全地安裝完畢,可以用java zeus.generator.AgentGenerator命令,啟動(dòng)Zeus Agent Generator進(jìn)行 Agent應(yīng)用開發(fā)。圖1為Zeus Agent Generator編輯器界面,可以用來(lái)對(duì)本體論,智能體、任務(wù)等進(jìn)行合法定義,并產(chǎn)生多Agent系統(tǒng)的框架代碼,從而進(jìn)行Agent系統(tǒng)的創(chuàng)建。

三、Zeus開發(fā)多Agent網(wǎng)絡(luò)課程

在對(duì)多Agent的網(wǎng)絡(luò)課程軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)以后,就可以開始系統(tǒng)的創(chuàng)建過(guò)程。Zeus有一套完整的面向Agent的方法學(xué),除了提供支持多Agent系統(tǒng)運(yùn)行的類庫(kù)以外,還提供了界面友好的多Agent編輯工具,幫助開發(fā)者對(duì)本體論、Agent、任務(wù)等進(jìn)行合法定義,并產(chǎn)生多Agent系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架代碼,在此基礎(chǔ)上,再由開發(fā)者去具體實(shí)現(xiàn)自己需求的功能。

(一)創(chuàng)建本體

為了便于寫出合法的本體論,Zeus提供了一個(gè)本體論的編輯和分析工具(Ontology Editor)來(lái)輔助建立領(lǐng)域本體論,啟動(dòng)Zeus Ontology Editor(圖1中第二行圖標(biāo))中的New、Save和Edit圖標(biāo)則可分別新建、存盤并編輯系統(tǒng)本體論,圖2為系統(tǒng)編輯的全部Ontology。

(二)創(chuàng)建Agent

本系統(tǒng)抽象出教學(xué)、管理、界面、策略及協(xié)調(diào)5大Agent。啟動(dòng)Zeus Agent Editor(圖1中第三行圖標(biāo))中New圖標(biāo)開始創(chuàng)建并編輯Agent。我們以協(xié)調(diào)Agent的微策略協(xié)調(diào)為例,簡(jiǎn)單介紹創(chuàng)建Agent的過(guò)程。

A.定義Agent規(guī)則參數(shù):首先設(shè)定Agent并發(fā)執(zhí)行任務(wù)數(shù)和規(guī)則提前期。任務(wù)數(shù)越多,規(guī)劃提前期越長(zhǎng),消耗的系統(tǒng)資源就越多,我們將其分別設(shè)置為3個(gè)并發(fā)任務(wù)和25個(gè)時(shí)間粒(Time Grain)。

B.定義Agent任務(wù):我們假定策略協(xié)調(diào)Agent只有一個(gè)任務(wù):制定輸出教學(xué)微策略。這一階段需要為任務(wù)指定前提、結(jié)果、約束、成本、持續(xù)時(shí)間等元素。

C.定義Agent組織結(jié)構(gòu):策略協(xié)調(diào)Agent在整個(gè)系統(tǒng)中和教學(xué)Agent、策略Agent同屬于普通成員,屬于伙伴關(guān)系。它上邊有盟主管理Agent,下邊有底層成員界面Agent。

D.定義Agent協(xié)作方式:策略協(xié)調(diào)Agent服從管理Agent的指令,與策略Agent等對(duì)等實(shí)體協(xié)作的是基于合同競(jìng)標(biāo)的協(xié)作方式。

圖3顯示了策略協(xié)調(diào)Agent從規(guī)則參數(shù)、任務(wù)、組織結(jié)構(gòu)到協(xié)作方式的定義。

(三)代碼生成及執(zhí)行

根據(jù)每個(gè)階段的任務(wù),利用Zeus可視化開發(fā)工具將建模分析中設(shè)計(jì)的主體、智能體以及智能體之間的協(xié)作、組織關(guān)系、任務(wù)等一一進(jìn)行描述后,需要生成實(shí)現(xiàn)代碼。單擊圖1中Generate Agent Code按鈕,選擇正確的保存路徑操作系統(tǒng),單擊左上角的Generate,則自動(dòng)生成了Agent的Java代碼。Zeus自帶瀏覽器可觀察代碼的執(zhí)行(圖4)。

四、課程整合

系統(tǒng)集成環(huán)境:系統(tǒng)以Windows 2000 Server為服務(wù)器端系統(tǒng)平臺(tái),以Tomcat4.0為Web服務(wù)器,數(shù)據(jù)服務(wù)器采用SQL Server 2000,以JBuilder IDE為Java、JSP、XML等的編程工具。另外還用到DreamWeaver網(wǎng)頁(yè)制作工具,Photoshop、Flash等圖像、動(dòng)畫處理工具,流媒體制作加工工具等。

系統(tǒng)采用B/A/S三層邏輯結(jié)構(gòu),我們?cè)谡n程開發(fā)的時(shí)候,表示層和數(shù)據(jù)層較多地使用了XML技術(shù),將數(shù)據(jù)和用戶界面盡量做到標(biāo)準(zhǔn)和個(gè)性化。Agent層使用上述Zeus系統(tǒng)開發(fā)的多Agent程序代碼。

整個(gè)系統(tǒng)整合過(guò)程采用了基于Java的web開發(fā)技術(shù),主要有Applets(可以被瀏覽器下載并在瀏覽器上運(yùn) 行的Java小應(yīng)用程序)、Servlets(可以處理客戶請(qǐng)求的運(yùn)行在服務(wù)器端的Java應(yīng)用程序)Java Server Pages(一種擴(kuò)展的servlet技術(shù))、JDBC(一組API,定義了訪問(wèn)數(shù)據(jù)源的標(biāo)準(zhǔn)java類庫(kù))、JavaBean(基于Java的軟件組件)、Java RMI(遠(yuǎn)程方法調(diào)用,是Java環(huán)境下實(shí)現(xiàn)分布式對(duì)象處理的常用技術(shù))等。(圖5)

五、結(jié)論

總之,網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性、多用戶和并發(fā)訪問(wèn)等特點(diǎn)以及教學(xué)的個(gè)性化和智能化的特性都很適合于用Agent技術(shù)來(lái)解決,用智能Agent理論來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)完全可以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性學(xué)習(xí)和智能化教學(xué)。本研究借助Zeus多Agent開發(fā)平臺(tái),簡(jiǎn)單地模擬了多Agent教學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)還不是很完善,還需要進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn):

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[2]武法提,何克抗.基于多(Multi-agent)的智能多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)研究.Proceedings of ICCE’98, 1998,(3)250-257.

[3]史忠植,王文杰,田啟家.智能主體研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).計(jì)算機(jī)世界,1998,(1).

[4](英)Michael Wooldridge.多Agent系統(tǒng)引論.石純一等譯.北京:電子工業(yè)出版社,2003,(10).

第9篇

一、激發(fā)興趣是首要策略

關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人從“身向往之”到“神向往之”的改變,也就是,學(xué)生從一開始的興趣點(diǎn)是機(jī)器人的外在性、神秘性到后來(lái)喜歡機(jī)器人的內(nèi)涵特點(diǎn)。在教學(xué)中,依據(jù)教學(xué)內(nèi)容,借助幻燈、錄音、錄像等現(xiàn)代化教學(xué)手段,給學(xué)生看一些國(guó)際國(guó)內(nèi)的比賽視頻、圖片等資料,創(chuàng)造一個(gè)寬松、和諧、活躍的課堂氣氛。不僅可以豐富、映證和深化教學(xué)內(nèi)容,而且可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒,引發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)探求知識(shí)的興趣。

在教具的運(yùn)用上,用新穎的機(jī)器人產(chǎn)品來(lái)吸引學(xué)生、啟發(fā)學(xué)生。如:一次我特地向某機(jī)器人公司借樣新產(chǎn)品“機(jī)器狗”。在一節(jié)課上我給學(xué)生展示了這只狗,讓它在講臺(tái)上走了一圈,并且邊走邊搖頭搖尾巴。學(xué)生們看到很奇怪,覺(jué)得很有意思。我就說(shuō):“你們上來(lái)看,但是要告訴我它的工作原理。”“啊,原來(lái)和木偶一樣啊”,很多同學(xué)有這樣的感觸。最后,我告訴大家“很多簡(jiǎn)單的東西的原理或者通過(guò)幾樣?xùn)|西的組合就可能得到意想不到的結(jié)果,這也是創(chuàng)新。”當(dāng)然還可以利用另外的方法來(lái)吸引、激發(fā)學(xué)生的興趣,創(chuàng)設(shè)情景、組織討論、巧妙設(shè)疑、運(yùn)用競(jìng)賽等。

二、整合課程是重要策略

(1)與信息技術(shù)相整合。信息技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù),現(xiàn)在中小學(xué)的《信息技術(shù)》教材中技術(shù)內(nèi)容一般是信息的來(lái)源和獲取、信息加工、信息管理、信息傳遞和信息交流,而通信技術(shù)在教材中沒(méi)有體現(xiàn)。而機(jī)器人涉及編程、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、人工智能等多門學(xué)科,幾乎涵蓋了信息技術(shù)的各個(gè)方面。教育機(jī)器人能夠極大地豐富信息技術(shù)教育的教學(xué)內(nèi)容。教師可以向?qū)W生介紹機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用狀況,使學(xué)生理解智能機(jī)器人的概念和工作原理。這些都可以為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ)。另外,程序設(shè)計(jì)也正是中小學(xué)校信息技術(shù)學(xué)科教育的重要內(nèi)容之一。外形可愛(ài)的機(jī)器人,友好的人機(jī)交互界面,豐富多彩的虛擬環(huán)境,能使以往枯燥的程序設(shè)計(jì)變得妙趣橫生。

(2)與傳統(tǒng)課程相融合。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中,可以引入機(jī)器人,給傳統(tǒng)課程注入新鮮血液, 增加新活力,如數(shù)學(xué)、物理、音樂(lè)等。在音樂(lè)課上,我們可以通過(guò)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行一定的編程,安裝發(fā)聲器,機(jī)器人就會(huì)跟著音樂(lè)唱歌,還可以對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,一邊唱歌,一邊跳舞。

(3)與課外活動(dòng)相結(jié)合。教育機(jī)器人還可以作為學(xué)生課外活動(dòng)的好朋友。教師可以組織有興趣的同學(xué)組成機(jī)器人小組, 利用課余時(shí)間開展各種機(jī)器人活動(dòng), 參加各類機(jī)器人比賽, 使他們?cè)趭蕵?lè)的過(guò)程中學(xué)到先進(jìn)的機(jī)器人知識(shí), 提高綜合能力, 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。

三、優(yōu)化器材是必不可少的策略

在器材方面要有合適的選購(gòu),有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾?,還要有器材的創(chuàng)新。

(1)選器材。教育機(jī)器人要為教學(xué)服務(wù)。因此,教育機(jī)器人首先應(yīng)該具備良好的教學(xué)適用性,應(yīng)當(dāng)“易教益學(xué)”,教育機(jī)器人的零部件要盡量堅(jiān)實(shí)耐用。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神,教育機(jī)器人要有一定的可擴(kuò)展性,要“可拆可裝”, 但并不是拆得越散越好,零件越多越好,也要考慮學(xué)生的時(shí)間,所以教育機(jī)器人各零部件的集成度要適中。此外,還要考慮機(jī)器人具有較好的性價(jià)比。

(2)管器材。機(jī)器人課堂教學(xué)中除使用核心模塊外,一般還要用到各種各樣的零配件。學(xué)生在裝配機(jī)器人、調(diào)整修改、欣賞學(xué)習(xí)、搬運(yùn)等過(guò)程中容易出現(xiàn)零配件缺損,為此,要制訂好《學(xué)校智能機(jī)器人操作手冊(cè)》和《學(xué)校智能機(jī)器人活動(dòng)手冊(cè)》,可以以小組的方式發(fā)放,要求學(xué)生嚴(yán)格按照手冊(cè)條例使用和管理器材。

(3)器材的創(chuàng)新。有時(shí)為了節(jié)約成本,教師和學(xué)生也可以自己動(dòng)手制作零件、場(chǎng)地。例如機(jī)器人走迷宮,當(dāng)時(shí)是浙江省紹興市上虞區(qū)城南中學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)第一次參加智能機(jī)器人比賽,沒(méi)有場(chǎng)地,學(xué)生就模仿比賽場(chǎng)地用紙板搭建,還有的學(xué)生用自己的凳子隨意在地面上組合成一個(gè)迷宮。這不僅解決了場(chǎng)地問(wèn)題,而且學(xué)生在組合迷宮的過(guò)程中,既要設(shè)計(jì)機(jī)器人行進(jìn)的路線,分析自己搭建的場(chǎng)地是否合理,又要反思自己的編程設(shè)計(jì)能否解決問(wèn)題,這對(duì)學(xué)生提高分析能力,鞏固知識(shí)很有幫助??傊?,在機(jī)器人活動(dòng)場(chǎng)地問(wèn)題上,我校的經(jīng)驗(yàn)是“根據(jù)學(xué)校實(shí)際,逐步到位;老師和學(xué)生共同設(shè)計(jì)制作;因地制宜,靈活實(shí)施”,從而以較低的代價(jià)取得了滿意的課堂效果。