中小学人工智能课程大全11篇

中小学人工智能课程篇（1）

当前，高等职业教育正在由单纯的数量扩张向内涵建设方向转变，教学质量是否能真正得到提高日益成为高职教育的核心和焦点，课程评价的方式也因高职教育观念的革新而改变。从全国范围来看，许多职业院校都在积极地推动教育教学改革，以适应当前形势的发展与社会的需求。课程评价是教育评价的重要组成部分，是支持和保证课程建设，推进课程改革的重要手段，是改革成效的科学评价方法。

根据麦可思研究院的调查数据可知，高职类工程造价专业是目前我国就业率排名靠前的热门专业。随着工程管理理论的不断创新与发展，这就要求工程造价专业的相关课程体系建设需进一步吸纳、充实、完善和提高。因此工程造价专业课程改革形势紧迫，而相应的工程造价专业课程评价体系构建研究也势在必行。

一、多元智能观的评价理论

美国心理发展学家霍华德・加德纳（Howard Gardner）于1983年提出了多元智能理论，他认为人的智能大体可分成九种智力：自我反省智能;言语―语言智能;视觉―空间关系智能;逻辑―数理智能;音乐―节奏智能;身体―运动智能;存在智能;自然观察智能;人际交往智能。九种智力的不同组合使得每一个人智力都有不同的表现方式。多元智能理论在许多西方国家教育改革的理论和实践中产生了广泛而积极的影响。根据多元智能观的评价理论，可以得到如下启示：

启示一：构建多元观评价体系。在构建适合我国职业教育要求的课程评价体系时，应强调评价主体的多元化、评价方式、评价内容的多样化。

启示二：实现情景化的评价原则。传统的测试可以了解学生在校学习的成绩好坏，但却很难预测和评估学生在学校外的表现。邀请企业技术骨干、行业专家与教师共同参与对学生的评价，实现真实职业环境中多元化评价的有效结合。

启示三：搭建过程化的评价方式。评价应跟随被评价者学习的全过程，采用过程性评价和结果性评价相结合的评价方式，考核其学习过程中的各个方面。

二、多元智能理论在课程教学中的应用

基于多元智能理论开展课程评价改革，只是冰山一角。课程评价的内容要体现以学生为本的理念，不仅评价课程活动的结果，也需要评价课程活动的过程。所以，下一步需要深度挖掘多元智能理论在课程教学中的应用。

课程过程评价因课程性质的不同进行调整，以交通学院《工程招投标与合同管理》课程为例，这是工程造价专业（公路方向）最为重要的专业技能课之一，基于多元智能观的启示，可制定出有关的职业能力的课程评价内容标准，见表1所示。

表1 《工程招投标与合同管理》课程职业能力评价内容标准

评价内容 职业能力课程评价标准

基本知识 按教学大纲要求了解和掌握与招投标、合同管理相关的基本概念，熟悉公路工程招投标和合同管理过程的基本理论和专业知识。

评价内容 职业能力课程评价标准

基本职业技能 具备造价员工作岗位能力;通过考试能获得造价员资格证书。

分析与解决实际问题的能力 能对新问题和新知识进行全面分析、比较、综合，能较科学的概括知识点;具备较强独立工作的能力，具备分析和处理工作中发生的各种问题的能力。

信息收集和处理能力 能熟练操作招投标软件，能高效的获取、分析、运用信息和知识。

学习迁移能力 能结合知识，灵活运用，进行创造性思维，通过公路项目能对房建等项目触类旁通。

创新能力 具备较强的开拓意识，能提出问题和独特见解，积极参与方案设计，对教学提出意见和建议。

团结协作沟通能力 善于沟通、小组活动中团结协作、互帮互助。

应用能力 具有较强的动手能力，能对简单项目进行投标文件编制和工程项目合同管理工作，能熟练进行软件操作。

通过表1可知，《工程招投标与合同管理》课程标准中包含了多元智能理论中的多种智能，事实上根据课程性质不同，每门课程可以评价不同的智能形式。同样以《工程招投标与合同管理》课程为例，运用多元智能理论进行了课程情境化设计，选取一个教学单元为例进行说明，以表2为例。

表2 《模拟开标》课程情境化评价

评价内容 课程设计

设置情境 以小组为单位，指导教师提供需要材料，共同完成模拟开标工作任务。

情

境

化

评

价 人际智能 小组成员分工，讨论如何完成任务。

自然观察能力 教师播放视频资料，学生观察、记录开标过程。

语言智能

逻辑-数学能力 小组派代表语言描述开标过程，说出开标时各单位需要完成的工作任务。

空间智能

身体运动智能 各小组合作模拟开标过程。

语言智能

逻辑-数学能力 小组讨论开标过程中的重点、难点问题，派代表语言描述开标中各单位注意事项。

自我认知智能 小组成员课下自己总结本次课重点内容。

不同的教学单位，可以设计不同的情境化评价。课程评价不仅局限于学生知识、技能、智力和能力等，同时还需要评价学生情感、人格等非工作因素的发展。

三、结语

综上所述，传统的课程评价模式已经不能满足时代的要求，科学系统的课程评价是关乎高职院校发展方向和确保学生职业能力提高的重要保障。高职工程造价专业课程借鉴多元智能观的评价理论，提出了切实可行的评价体系，新的课程评价体系有助于学生可以更好地了解自身学习情况，有助于教师更好地了解教学效果，提高教学水平。

【参考文献】

[1] 霍华德・加德纳.多元智能[M].新华出版社，1990.

[2] 霍华德・加德纳.多元智能新视野[M].中国人民大学出版社，2008.

[3] 吴志宏等.多元智能理论方法与实践[M].上海：上海教育出版社，2003.

[4] 徐国庆.高职项目课程的理论基础与设计[J].江苏高教，2006（6）137-140.

中小学人工智能课程篇（2）

《教育》：如何理解“智慧育人，育智慧之人”教育理念？

游业强：作为深圳市龙华区首批“智慧学校”实验学校，经过数年探索、实践、思考后，我们提出了“智慧育人，育智慧之人”的教育理念。智慧教育是以美德为支撑，以能力为核心，以提升学生综合素养为目的，培养有现代意识、时代视野的未来公民。智慧教育是“求真知，做真人”校训在新时期教育背景下发展而来，是上芬小学承前启后、继往开来的办学思想的延续，是新的办学理念与办学成果的体现。

《教育》：您对智慧课程再构建有哪些想法？

游业强：电子教学并不是课堂教学的唯一x择，教育现代化、国际化也不等于简单的实施教育技术化、课堂电子化。本人认为：真正优秀的教育缘于投入，而投入的关键在于优秀教师与有趣的教学相结合。上芬小学的“3H智慧课程”，就是基于课堂内容的再构建，基于实践性和操作性的灵活把握，基于教育教学综合能力、文化审美和身心健康的融合，在不依赖电子课堂、不依赖科技技术的前提下实现育人目标，从而实现办学品牌的形成。

《教育》：智慧教育与全面提升学生核心素养有哪些关系？

游业强：开发适合学生发展、适合学校发展、适合时代需要和为未来公民做准备的课程体系，是一名优秀校长应尽之责。智慧教育与全面提升学生核心素养是学校教育内涵的生命线；比如，我们学校开发足球、机器人、创客、水墨国画、数码摄影及智慧生活等系列课程，能有效补充国家基础课程和地方课程的不足；而且在教育教学中，重视实践操作，重视活动体验。

《教育》：为什么说智慧课程必须要不断的生长与完善？

游业强：我们在教育实践中，重新定义了智慧课程，因为课程不是一本书，而是对孩子思想情感、生命成长的有效影响，生活中的一切都可以是课程。上芬小学开发的智慧课程应用于课堂教学之后，老师们在“怎样教”和“教什么”上有了很大进步，打破了原有的学科壁垒，不得不在“怎么教”上做深入细致的思考与探索，这也与国家课改中“要建立开放而有活力课程”相吻合。所以，智慧课程必须要不断的生长与完善，才会具有顽强的生命力。

勇立时代潮头的学校

深圳市龙华区上芬小学创办于1976年，现有教学班34个，学生1720名，教职工105人，其中省、市级名师28人。2017年9月将搬至新校址，办学规模也将扩至48个教学班。新校址位于腾龙路与简上路交口，背靠中海锦城，东邻和公馆花园。占地2.46万平方米，总投资1.4亿元，是龙华区又一所功能先进的现代化学校。新校建有艺术楼、机器人博物馆、图书馆、体育馆、科学馆等。

学校认为：“智慧之人”首先指向“德”，指向人的品质，“智慧之人”应是具备美德的人，具有“真”和“善”的品质；教育是与时俱进的，“智慧之人”也一定是适应“未来”之人，他们是有现代意识、时代视野的未来公民，“智慧之人”应有“仰望星空”的志向，亦有“脚踏实地”的意志；“智慧之人”不仅是聪慧的，更是“敏于行”、有强大实践能力，并在实践中能够体会到幸福与快乐的人。此正是上芬小学“智慧上芬人”的三个标识。“2017年FIRST工程挑战赛华南区选拔赛”之前，上芬小学机器人创客实践室学生代表参加了由深圳市教育局、深圳市教育技术中心联合举办的“2017年深圳市中小学电脑机器人活动”，学校派出9支学生代表队分别参加4个项目比赛，学生陈尧夺得“机器人足球比赛”项目第一名，也成功实现了连续4年该赛事卫冕；该项比赛全市100多所中小学参加，上芬小学“机器人足球”“机器人灭火”“FLL动物之友竞赛”等项目5支代表队获得晋级。除了以机器人、摄影、水墨、民乐合奏团、文学社为代表的智慧社团，学校还开发“3H智慧课程”，契合学校“快乐学习、学会学习”学风建设，达到减轻学生课业负担，拓展学生成长空间的目的。学校先后出版《语文智慧教育探索》《墨趣》《智慧生活》《跟着课本去旅行》等教辅用书。通过“3H智慧课程”建设，学生综合素养显著提升。据“广东省义务教育均衡街道”“深圳市办学效益评估”调查结果，上芬小学综合满意度超过95分，学校成为学生、家长和社会各界高度认可的优质学校。近3年，师生获得区级以上荣誉达1159人次。

校长游业强在任深圳市清湖小学校长期间，将一所村办小学打造成具有教育特色的“航母学校”，校长岗位13年来，创造了一系列教育典型。游业强任上芬小学校长后，百尺竿头，更进一步；学校继续沿着培养“时代视野”为标识的智慧学生迈进。近年来，学校毕业生成为深圳名校的抢手生源，学校因此先后获全国青少年文明礼仪教育示范基地、广东省水墨国画和摄影特色教学实验基地、广东省红领巾小社团、深圳市中小学教师专业发展基地学校、深圳市中小学创客实践学校、深圳市足球特色学校、深圳市“智慧校园”示范校、深圳市教科研先进单位、深圳市艺术教育先进学校、深圳市中小学生综合素养培养试点学校等荣誉称号。

“3H智慧课程”解读

上芬小学是深圳市龙华区首批“智慧学校”实验学校。学校认为：培养什么样的人，如何培养人，是教育永恒的话题。上芬小学经过多年探索与实践，提出“以智慧育人，育智慧之人”的智慧教育理念。“智慧”既是育人目标，又是育人手段，必然成为学校办学特色与构建课程的关键词。学校以“智慧”为关键词进行顶层设计。“3H智慧课程”突出智慧教育，是实现智慧育人的重要载体。“3H智慧课程”是在国家课程总目标基础上，结合学校智慧教育理念，通过校本课程整合，从课程统领、课程规划与建构、课程实施三个维度实施课程改革。三个维度既是自上而下的引领，又有自下而上的互补与创新。在“慧心课程”“慧思课程”“慧行课程”中取“慧”字的首字母，合称“3H智慧课程”，又如三个齿轮一样咬合、叠加，螺旋推进，共同培育“智于心，明于思，慧于行”的智慧学生。

上芬小学课程改革的规划、建设、实施，都带有自己特定的标识，如英语配音、语文国学、趣味数学相互拓展。据介绍，“3H智慧课程”以“拓展”为途径，以“体验”为过程，促进学生自主发展。学校每天下午第三节课，教师实行走班制，根据教学实际和学生发展需要开展课程。“3H智慧课程”以课程表的形式落实在课堂、功能室及社区活动场地，教师是智慧课程的开发者，也是课程的实施者。学校规定，每学期至少有一次大型智慧教学展示活动。此类活动已成为深圳市、龙华区品牌教研活动。过去一年，学校以智慧教学为核心，将“智慧课程”落实在操作层面，形成看得见、摸得着、学得到的教学成果。

学校建立“学科教学；综合实践活动；班队活动；社团活动”四位一体教学体系，如“慧心课程”既有《品德与生活》《品德与社会》的学科教学，也有“手拉手工程、义工工程、当家工程”及“职业体验俱乐部”综合实践活动；“慧行课程”实行学生走班制，学生选择不同的课程走向不同教室，形成自学与互学的学习氛围；“慧思课程”实行导师走班制，负责不同课程的教师共同负责一个班级。这样，每一天，每一名孩子都能享受不同的智慧教育，满足学生全面发展、个性发展的需要。

V东省南粤优秀教师、上芬小学教师发展中心主任陈燕香说：这种课程内容与形式的再整合，以学科单元或知识点统领教学内容，将知识、经验与生活相结合，学生能学到连贯性的知识与技能，并能做到学以致用。“光影课程”“FT机器人课程”“星光点点文学课程”整合后，出现一种视界融合的教学景观：机器人社团的孩子用现场演绎的方式，展现科技魅力；而摄影社团的孩子，用镜头记录机器人社团的精彩校园生活；文学社社团孩子，则用文字为镜头润色。

近年来，全国不同省份学校相继来到上芬小学取经，“3H智慧课程”教学模式走向天津、杭州、桂林、重庆等地学校。浙江省特级教师蒋军晶到上芬小学仔细研究了“3H智慧课程”后说：我很欣赏这种自主开发、高度整合的课程教学模式，在引导学生自主学习上是一次重大创新。上芬小学基于教学、学生综合素质培养的教学智慧，被深圳市授予首批“教师专业发展基地学校”称号，《南方都市报》《广东教育》及深圳教育新闻网以不同方式对上芬小学“3H智慧课程”进行专题报道。

智慧学生的别样风采

在上芬小学校园，随处可见学生摄影、水墨作品，校长办公室也是用学生作品装饰。学校现有机器人、数码摄影、水墨国画、文学社、朗诵社、女子足球队、舞蹈队、民乐合奏团等20多个学生社团。退休教师邓建昌主动向学校提出建立“小小实验家”社团，组织学生进行科普活动。学校100%学生参与社团活动，学生摄影作品分别在《摄影之友》《特区教育》等杂志发表110多篇（幅），学生水墨画作品获区以上奖项740余人次；学生摄影与水墨国画在深圳市少儿图书馆、宝安群艺馆、新区文体中心展览13次。目前，学校既是广东省国画特色教育与创作实验基地，也是广东省摄影特色教学与创作实验基地。“星光点点文学社”创办至今，已经编辑出版《星光点点》校报33期，在各级报纸杂志发表文章560余篇，被评为“广东省优秀红领巾小社团”，被深圳报业集团定为“学通社小记者站”。在各级比赛中，学校智能机器人实验室学生7次获区级冠军，5次获市级冠军，2次夺省级冠军，1次拿到全国金牌。

在学校活动中，拿着“长枪短炮”拍照的是“童心飞扬”摄影小社团成员，他们是“生活即教育”的最好实践者。社团负责教师贺剑辉说：我们的初衷只是让学生熟悉相机，用镜头记录童年生活；在教学实践中，发现学生通过摄影不仅身心得到健康发展，审美与创新素养也得到了极大提升。2010年，上芬小学申报摄影教学课题《小学数码摄影教学探索》成为区重点课题，由此开启了学校探索普及摄影教学的时代。

摄影教学以小组形式为主，课堂教学与课外活动采取“实践、点评、再实践”循环教学法及小团队合作实践法。比如：以拍摄某主题为契机培养学生合作、操作与沟通能力，拍摄期间有教师跟踪指导，及时发现问题、解决问题，并作总结性分析；学生逐渐学会理解与拍摄方法，通过电脑制作、整理图片达到教学目的。同时，社团在进行循环学习期间，经常穿插作品欣赏、名家作品分析及学生作品观摩等，以提高学生的审美与欣赏能力。

科普机器人成为提升学生信息素养的重要阵地，目前在龙华区乃至深圳市都小有名气。学生从三年级开始学习机器人课程，五年级学生已经可以“玩转”编程，让不少教育专家大为惊叹。青少年机器人世界杯组委会主席、哈佛大学教育学博士艾米・江口（Amy Eguchi）女士，以及青少年机器人世界杯中国区主席、中科院自动化研究所博士李实等人，曾慕名来到上芬小学，高度肯定了学校普及机器人教学与培养方式，并愿意为机器人教学提供经验和技术支持。

“3H”同行：每一学科都写满故事

学校认为：教育无时不在创造智慧，以“3H智慧课程”为载体的智慧教育，成就了智慧学生、智慧教师、智慧学校的整体功能。“3H智慧课程”下的“慧心课程”是在国家课程框架内，以学科为基础进行整合与重构。首先，“慧心课程”整合为“智慧语文”“智慧数学”等7个学科。每一个学科课程均有独特的智慧标识，如“智慧数学”，学校教师黄爱华组成课题组，构建“基于问题”的数学课程，课程学习从“大问题”开始，提供“大空间”，最终呈现“大格局”的智慧景观。游戏是少年儿童的天性，体育与健康教育遵循这一规律，重新构建课程内容，不论是田径、篮球等常规课程还是“快乐足球”校本课程，都散发出一种寓教于乐的智慧。“慧心课程”是“3H智慧课程”的基础，占有核心地位，是学生品德素养、学习素养、审美素养等核心素养的主阵地。“慧思课程”则是基础课程的延伸和拓展。少年儿童作为“快乐的体验者”参与到课程活动中，既有灵动的“国学堂”，又有时尚的“英语配音秀”；有引人注目的“趣味数学”，还有流连忘返的“阳光体育”；课堂不再局限于班级教室，由课堂走向操场、功能室、社区等广阔天地。

“慧行课程”以满足学生个性化发展而构建，它以教师特长与学生发展需要相结合，实现课程的“私人订制”。学校的摄影社团、文学社团、机器人社团由此分别走进“光影课程”“星光点点文学课程”，在“慧行课程”中，学生不仅是体验者，也是实践者，更是成功的“创造者”。“慧行课程”开发与执行中，教师的教学观、学生观、质量观得以“刷新”和“升级”，不断体验个人成长与成功的幸福。上芬小学教师与“3H智慧课程”同行，每一学科都写满故事：

广东省南粤优秀教师陈燕香，深圳市教师评审专家库成员；深圳市中小学教师专业发展基地学校上芬小学负责人；深圳市首批“教师专业发展基地学校”继续教育课程主讲教师；上芬小学“智慧教学研究室”的核心成员。

语文教师马强国，人民教育出版社特聘教师；深圳市龙华区首批学科带头人；曾获得原宝安区首届班主任大赛第一名。

美术教师贺剑辉，小学一级教师；深圳市美术兼职教研员；先后主持、参与省、市、区重点课题研究；编著《童心飞扬》《墨影》《索摄拾文》《墨趣》等教育文集；作品在宝安区艺术馆、深圳少年儿童图片馆展览；所教学科已成为深圳市美术继续教育实验基地。

数学教师陈觯深圳市中青年骨干教师；在参加市、区课堂教学比赛中，其数学的本真教育获得广泛好评，参与出版《数学“三味”》等文集。

语文教师张慧，深圳市教坛新秀；龙华区首届中青年骨干教师；龙华区“卓越课堂”大赛语文学科一等奖获得者；曾获原宝安区第三届教师综合素质大赛一等奖；合著《语文教育智慧探索》《跟着课本去旅行》；编著《点点星光》一书；辅导学生发表作品100余篇。

中小学人工智能课程篇（3）

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。

目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。

课程开发

为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。

物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。

课程建设

物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。

因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。

课程设计

本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。

学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。

教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。

教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。

教学成效

从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。

形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。

校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。

存在问题

第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。

第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。

第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。

第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的

问题。

第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。

“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。

参考文献：

[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[m].北京：中国电力出版社，2010.

[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[j].科技咨询导报，2007（2）.

[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[m].北京：中国电力出版社，2006.

[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[d].厦门：厦门大学，2006.

[5]朱金秀，韩光洁，，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[j].中国电力教育，2012（16）.

中小学人工智能课程篇（4）

随着我国教育的迅猛发展，作为科学教育重中之重的小学科学教育逐渐开始被大众所关注，所以探索小学科学教育的新思路已成为教育改革的关键之一。多年来，我国不断借鉴发达国家的教育改革理念与经验，并进行本土化研究，促进我国教育发展。

一、研究背景

HPS教育作为西方20世纪80年代盛行的理论，引入中国已有20余年。作为极其受欢迎的教育理念，凭借着自身优势在中国教育课程改革中占据了一席之地，也为中国科学教育提供了新思路。

(一)HPS的概念界定

HPS的提出源自科学内部对科学反思和科学外部人员对科学本质认识的思考。最初，HPS指的是科学史(HistoryofScience)和科学哲学(PhilosophyofScience)两大学科领域，但在20世纪90年代科学建构论流行后，科学社会学与科学知识社会学被引入科学教育，HPS逐渐演化成科学史(HistoryofScience)、科学哲学(PhilosophyofScience)和科学社会学(SociologyofScience)三者的统称［1］:科学史即研究科学(包括自然科学和社会科学)和科学知识的历史;科学哲学则是对科学本性的理性分析，以及对科学概念、科学话语的哲学思辨，比如科学这把“双刃剑”对人类社会的影响;科学社会学则讨论科学处在社会大系统中，社会种种因素在科学发展过程中的地位和作用，这包括了政治、经济、文化、技术、信仰等因素［2］。在国外，德国科学家和史学家马赫最早提倡HPS教育，突出强调哲学与历史应用至科学教学中的作用。我国HPS相关研究开始晚且研究规模较小，首都师范大学的丁邦平教授认为HPS融入科学课程与教学是培养学生理解科学本质的一个重要途径［3］。

(二)HPS教育理念融入小学科学课程的必要性

运用科学史、科学哲学等进行教学是目前国际上小学科学教育改革的一种新趋势。2017年，教育部颁布的《义务教育小学科学课程标准》标志着我国科学教育步入了新阶段，其不仅要求达成科学知识、科学探究的相应目标，也要养成相应的科学态度，思考科学、技术、社会与环境的融洽相处。该标准提出了“初步了解在科学技术的研究与应用中，需要考虑伦理和道德的价值取向，提倡热爱自然、珍爱生命，提高保护环境意识和社会责任感”。HPS教育与小学科学课程的结合是教学内容由知识到能力再到素养的过程，是小学科学教育的新维度，改变了小学科学课程的教学环境。将科学课程中融入HPS教育的内容，可以帮助学生理解科学本质，研究科学知识是如何产生的，科学对社会的多方面影响以及科学和科学方法的优、缺点等。当《小学课程标准》将科学态度和价值观视为科学教育的有机组成部分时，小学科学课程就有望成为HPS教育的天然载体，同时为小学科学课程渗透HPS教育提出了挑战。目前，我国小学科学课程虽已有部分设计融入了HPS教育理念，但该融入过程仍停留在表面，融入程度低，融入方式单一。所以，研究HPS教育理念融入小学科学课程十分有必要。

(三)HPS教育理念融入小学科学课程的可行性

纵观国内外已有的研究，将HPS教育融入小学科学课程可分为基于传统课堂模式的正式教育课程和基于科技馆、研学机构等的非正式教育课程。由皖新传媒、中国科学技术大学先进技术研究院新媒体研究院、中国科学技术大学出版社三方通力合作、联合打造的《人工智能读本》系列丛书自出版以来已发行八万套，在安徽省多个市区的小学得以应用，是青少年人工智能教育上的一次全新探索。该套丛书分三年级至六年级共四套，涵盖了16个人工智能前沿研究领域知识点，每一节课都设有场景引入、读一读、看一看、试一试4个模块。小学《人工智能读本》作为阐述新兴科技的读本，以亲切的场景对话和可爱幽默的插画等形式吸引了众多小学生的兴趣，不仅可作为学校科学课读本，也可以应用于课外场景。本文则以小学《人工智能读本》为例，对HPS教育进行初步摸索与实践，以期对小学科学教育带来教益。

二、HPS教育理念融入小学科学的典型案例

《人工智能读本》作为HPS教育理念融入小学科学实践的典型案例，侧重引导学生多维度、科学辩证地认识人工智能，内容包括机器学习、决策职能和类脑智能，以及人工智能的不同发展阶段，带领学生思考人工智能带来的伦理问题以及其他挑战，培养学生正确的世界观、人生观和价值观。本研究将以《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”为例，分析HPS教育理念融入小学科学的实践。

(一)科学史:提升课程趣味性

小学科学教育作为培养具有科学素养公众的重要步骤，提升过程的趣味性则十分重要。过去传统的小学科学教育注重知识的传递而忽略了学习过程，填鸭式教学导致学生失去对科学的兴趣与探索欲，不利于公民科学素养的整体提高。而科学史作为研究科学(包括自然科学和社会科学)和科学知识的历史，已经逐渐渗透到科学教育中来。科学史常常介绍科学家的事迹，某一知识诞生所面临的困难和曲折过程，而将科学史融入课程可以带学生重回知识诞生的时刻，切身体会科学。读本作为在小学科学教育中不可或缺的工具，利用科学史内容，以叙事方式可以将科学哲学与科学社会学的思想融入教学过程中，在读本中融入历史，可以提升课程趣味性，帮助学生更加容易探求科学本质，感受科学家不懈努力、敢于质疑的精神，提升科学素养。例如《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”引入部分即以时间顺序展开，介绍人工智能的发展与面临的困境。在“看一看”中机器人索菲亚是否可以结婚的故事不仅为本章节提供了丰富的内容，提升了课程的趣味性，而且还融入了科学与哲学，引发读者对于人工智能的思考。

(二)科学社会学:提升课程社会性

科学社会学是研究一切科学与社会之间的联系与影响，包含科学对社会的影响和社会对科学的影响。科学是一种社会活动，同时也受到政治、经济、文化等多方面影响，比如蒸汽机的诞生表明科学促进社会的发展。在科学教育的课堂中融入科学社会学不仅可以帮助学生理解科学问题，还可以通过介绍科学与社会之间的复杂关系，培养学生灵活、批判看待科学问题的思维能力。如六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”中，在介绍个人与技术的基础上引入了政府和环境这两个要素，使学生在更宏观的背景下，获得这样一种认知:环境与技术之间有一把“双刃剑”，个人与技术、政府与技术之间是相互促进的主客体关系。《人工智能读本》并不全是说教性质的文字，在“试一试”中的辩论赛环节让同学通过亲身实践，更加了解人工智能对于社会的多方面影响。通过对于科技是一把“双刃剑”这一事实的了解，同学们可以更好地将学习知识与社会的背景联系在一起，深刻体会科学中的人文素养，增强社会责任感。

(三)科学哲学:提升课程思辨性

以往研究发现，国内学科教材中关于科学史和科学社会学内容较多而且呈显性，而对于科学哲学的融入内容不够，且不鲜明。［3］科学哲学融入科学教育无疑可以提升学生的思辨性，帮助学生建立起对于科学正确而全面的认识。例如，《人工智能读本》六年级第四单元“人工智能伦理与其他挑战”中，引入人工智能伦理，通过介绍人工智能面对的挑战、人工智能的具体应对策略，让小学生了解人工智能技术发展的同时也要重视可能引发的法律和伦理道德问题，明白人与人工智能之间的关系以及处理这些关系的准则。通过“读一读”先让学生明白伦理概念，再用一幅画让学生思考在算法的发展下，人类与机器人的关系如何定义，向学生传递树立人类与人工智能和谐共生的技术伦理观。通过这种方式，可以帮助学生逐步建立完整的科学观，全面且思辨地看待科学，提升学生思辨性，进而提升科学素养。

三、HPS教育理念融入小学科学课程的实践建议

《人工智能读本》作为一套理论与实践相结合，具有知识性与趣味性的儿童科普读物，着重引导小学生培养科学创新意识，提升人工智能素养，产生求知探索欲望。但《人工智能读本》作为HPS融入小学科学课程的初始，仍存在教育资源不充分、内容结合较浅等不足，为了将HPS教育更好融入小学科学课程，可从以下三方面加以改进。

(一)开发HPS教育资源

HPS教育需要教育资源的支撑。HPS教育资源来源广泛，无论是学生的现实生活，还是历史资料，都可以提供契机和灵感。《人工智能读本》中收集了大量与人工智能相关的故事和现实案例，都可以作为教育资源，从各个角度达到科普的目的。在新媒体时代，进行HPS教育资源开发时，应当注意借助最新的信息与通信技术增强资源的互动性，如互动多媒体技术、虚拟现实技术、增强现实技术、科学可视化技术等。在传统的科学课堂教学中，主要是通过图片文字讲解，实验演示及互动来开展。这种形式对于现实中能接触到的实验内容，如常见的动植物、可操作的物理化学实验等，比较容易开展。而对于地球与宇宙科学领域的知识，或者一些已经不存在的动植物，则只能通过图片视频进行展示，不容易进行实验展示。通过虚拟现实技术、增强现实技术等，则可以虚拟出世界万物，如不易操作的物理化学实验、已消失的动植物等都可以通过虚拟现实的手段得以呈现。这些技术或能使教学内容变得生动形象，或通过营造沉浸感以使学生有更佳的情境体验，或让学生与教学资源进行交互从而自定义内容，服务于学生科学素养提升的终极目的。

(二)对小学科学教师进行培训

HPS教育的关键是从社会、历史、哲学等角度对自然科学内容进行重新编排，并不是将大量的内容或学科知识简单相加，这对教师能力也提出了更高要求。目前，人工智能教学领域常常出现“学生不会学、老师不会教”的状况，《人工智能读本》作为内容翔实有趣的读本可以弥补一部分缺失。但与此同时，也需要提升教师的教学能力与知识储备。HPS教育理念不仅仅针对历史中的科学人物，所有的学生主体也是历史中的主体，他们也身处于社会中，并且对于生活中的各种科学现象有着自己的思考。所以教师身为引导者，需要注意到学生的思考，深入挖掘，鼓励他们对所思内容进行反思并付诸实践。科学史和科学哲学应当成为科学教师教育项目中的一部分，这能让科学教师更好地理解他们的社会责任。为此，对职业科学教师进行HPS培训便是必要的。

(三)多场景开展小学科学教育

科学素养不是空洞的，它来自学生的认识体验，并从中获得生动、具体的理解和收获。《人工智能读本》作为方便携带的读本，不仅可以在小学科学课堂中作为教材使用，也可以应用在其他场景，如研学旅行、科技馆等场所。课堂学习只是小学科学教育中的一个环节，家庭、科技馆等也可以进行科学教育。例如，科技馆与博物馆可以以科学家和历史科学仪器为主题举办展览，展览中融入HPS教育理念，学生在参观和学习过程中学习有关科学内容。一些历史上大型的科学实验，学校教室或实验室无法满足条件，但在大型的场馆中可以实现。例如，研学旅行作为目前科学教育中最受欢迎的方式之一，已被纳入学校教育教学计划，列为中小学生的“必修课”，正逐渐成为学生获得科学知识的另一个途径。研学旅行作为一种集知识性、教育性、趣味性和娱乐性为一体的旅游形式，通常伴随着知识教育的过程，包括科学知识的普及，所以也是开展小学科学教育的重要场所。在该场景下，运用《人工智能读本》等新兴手段进行科学教育往往取得事半功倍的效果。

结语

目前，HPS教育理念已经积极尝试运用到小学科学教育中，包括学校内的正式学习以及学校外如科技馆、博物馆、研学旅游中的非正式学习之中。其中，科技史以时间维度为线索创造丰富资源的同时也可以提升课程趣味性;科学社会学以科学与社会之间的相互关系帮助学生理解科学本质，提升科学素养;科学哲学则以哲学的视域审视科学的诞生提升学生思辨能力。未来，HPS教育结合小学科学则需要更深入，在资源开发、教师培训以及应用场景等方面加以改进，为提升国民科学素养做出努力。

参考文献:

［1］袁维新．国外科学史融入科学课程的研究综述［J］．比较教育研究，2005，26(10):62-67．

［2］张晶．HPS(科学史，科学哲学与科学社会学):一种新的科学教育范式［J］．自然辩证法研究，2008，24(9):83-87．

中小学人工智能课程篇（5）

作者简介：施炯（1982-），男，浙江余姚人，浙江万里学院电子信息学院，讲师；杨亚萍（1967-），女，浙江宁波人，浙江万里学院电子信息学院，副教授。（浙江 宁波 315100）

基金项目：本文系宁波市服务型教育重点专业子项目物联网工程专业实践教学体系建设（文件号：甬教计[2009]359号文件）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0106-02

“十二五”期间，从全国到浙江省宁波市，以物联网为特征的产业导向是产业结构优化调整的一项重要内容和重要举措，对于提高总体的经济实力和技术水平具有举足轻重的作用。在此背景下，浙江万里学院（以下简称“我校”）于2011年7月申报了物联网工程专业，并于2012年2月在《教育部关于公布2011年度高等学校本科专业设置备案或审批结果的通知》（教高[2012]2号）中得到了批复，浙江省首批物联网工程专业高校达到四所，浙江万里学院成为目前浙江除杭州外唯一拥有物联网工程本科专业的高校。物联网工程这个新专业与实际紧密结合，应用范围涉及到了社会的各行各业。[1，2]正是由于其处于初始阶段，且与现有专业相关的技术知识体系存在较大的差异性，使得该专业的教学模式不能照搬现有专业的教学模式，[3]而必须探索新的教学模式和方法，以适应社会对于物联网工程专业人才的需求。[4]

一、“物联网工程导论”课程目标

“物联网工程导论”是物联网工程专业学生学习的第一门专业基础课，其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术，对物联网在各个领域的典型应用有所认识，[5]在此基础上了解物联网系统的整体框架，明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系，为后续的学习打好基础，同时激发学生的学习兴趣。因此，设计“物联网工程导论”课程时，不应该把重点放在核心原理上，而应该注重基本概念的理解和对物联网系统的认识。[6]

二、“物联网工程导论”教学模式和教学内容

物联网工程专业是一个新的本科专业，包含的技术和概念较多，如何精心设计课程内容来帮助学生理解相关的知识，激发其学习后续课程的兴趣，是教学工作的关键。因此，为了培养学生主动学习的能力和学习兴趣，提出了“内外结合、联系实际、项目驱动”的教学模式和方法，即教师授课与专家讲座相结合，课堂教学与实际产品体验相结合，以项目为驱动，推动整个课程的教学。

1.课程总体教学规划

在内容上，“物联网工程导论”课程侧重于物联网的应用、技术、服务、知识体系以及作为物联网工程师的合格人才标准，涉及到的技术包括RFID技术、WSN技术、常见组网技术和应用开发技术等。在授课方式上，采用课堂讲解与企业参观相结合、学校老师和业内知名专家相结合的方式。通过这种课程安排，自下而上对物联网的应用案例、技术支撑、知识体系进行讲解和讨论，一方面让学生对企业实际的物联网项目和人才需求有所认识；另一方面，使得学校在物联网工程专业人才培养方面，形成以本地物联网企业的实际情况为依据，以地方物联网产业的发展为依托，树立应用创新型人才培养的目标，强调应用创新和实践创新的结合，从而创建以培养应用创新能力为核心的实践教学体系。

2.课程内容分析

以课程总体教学规划为基础，设计了“物联网工程导论”课程的内容，详细安排如表1所示。

第一讲主要介绍物联网在国内外发展的近况，了解物联网发展需要经历的几个阶段和我国目前物联网发展所处的阶段，了解物联网在各行业的应用和发展前景。第二讲安排宁波市智慧城市建设领域专家为学生讲课，让学生了解智慧城市的发展历史，了解智慧城市的整体架构，理解物联网与智慧城市的关系，熟悉宁波市智慧城市建设的现状和发展前景。在此基础上，第三讲安排学生参观宁波市智慧城市建设应用成果展示厅，亲身体验物联网技术在智慧城市建设中的各项成果和应用。在研讨课环节，引入物联网产品创意设计比赛，以小组为单位，根据前两次课对智慧城市应用领域的学习和参观，设计一款理想中的物联网产品，比赛分为初赛和决赛环节，在初赛中表现出色的团队进入决赛。在“物联网应用体验——手机控制家电”环节，利用学院已有的实验条件，向学生介绍手机控制家电的原理，熟悉控制信号的流程，了解应用程序和硬件之间的接口和开发流程，同时提供手机客户端的应用程序，使得学生可以现场安装，现场体验，激发学生的兴趣。在物联网设计作品与分析环节，以高年级同学进行电子设计大赛的成果为基础，展示与物联网相关的作品，通过视频和现场演示等多种手段，向同学们展示触手可及的物联网产品，解开物联网技术的面纱，排除技术等因素给学生带来的困惑。

三、“物联网工程导论”教学实践

以“内外结合、联系实际、项目驱动”的教学模式和方法为参考，采用“走出去、请进来”的策略，结合“项目驱动”的物联网产品创意比赛，进行了“物联网工程导论”课的实际教学。

1.走出去——智慧城市建设应用成果展厅参观

宁波市是我国首批进行智慧城市建设的试点之一，物联网为智慧城市建设提供了坚实的技术基础；反过来说，智慧城市是物联网技术的重要应用领域。从已经举办两届的“中国宁波智慧城市技术与应用”展会来看，很多基于物联网的产业和应用都已经服务于智慧城市的方方面面，物联网为智慧城市提供了城市的感知能力，并使得这种感知更加深入和智能，从而实现市政、民生、产业等方面的智慧管理。

利用宁波的地域优势，在“物联网工程导论”课程中引入智慧城市建设应用成果展厅参观的环节，有利于学生更好地理解和体验多种物联网关键技术的应用场景。在参观过程中，学生对智慧城市应用成果展厅中展示的云计算技术、互联网技术、物联网技术和RFID技术表现出极大的兴趣。通过实物展示、应用系统演示、现场体验、动态更新等多种形式，学生形象直观地了解了智慧城市建设十大应用体系的建设成果，其中包括智慧社会管理、智慧公共服务、智慧健康保障、智慧交通、智慧物流、智慧贸易、智慧制造、智慧能源、智慧文化服务、智慧安居服务首批共36个应用成果，为后续的物联网产品创意比赛提供了灵感和素材。

2.请进来——智慧城市建设专家讲座

由于物联网工程是新建专业，因此，在人才培养方向方面，需要充分考虑宁波本地经济对物联网人才培养的需求，及时了解本地物联网产业的发展趋势，适时地调整专业方向，合理设置培养目标、课程体系和教学内容，以更好地服务于区域物联网产业链。在“物联网工程导论”课程中引入专家讲座的环节，既有利于学生熟悉物联网相关的专业背景知识，又能够使学生了解企业实际的项目和用人需求，尽早树立自身的职业规划。

在本课程的教学过程中，邀请了浙江思创理德物联网（宁波）科技有限公司总经理黄生颜女士来我校授课。思创理德物联科技有限公司是中瑞思创科技股份有限公司旗下专注于物联网应用集成和市场开发的子公司，已成功开发并逐步推广服装供应链管理、数字化仓储管理、工厂精益管理、行业服务平台管理、防伪防窜货管理等系列RFID解决方案和关键产品。黄经理在向同学们介绍基于RFID技术的服装供应链管理的同时，引入了企业实际项目的运转和人才需求的现状，描述了物联网产业蓬勃发展的前景，鼓励同学们认真学好相关的专业课程，从而在毕业时能够成为一名满足企业需求的物联网工程专业人才，为宁波智慧城市建设和物联网产业的发展贡献力量。

3.项目驱动——物联网产品创意比赛

通过之前物联网产生的背景和发展前景的学习，结合专家对于智慧城市建设的介绍和对智慧城市建设应用成果的体验，在研讨课环节，引入物联网产品创意设计比赛，让同学们以物联网相关技术为基础，设计一款产品，解决日常生活中碰到的问题。

在实施过程中，让同学们以小组为单位，由组长负责协调，各成员进行项目的创意、调研和设计，最终形成产品文档和展示材料。在产品展示环节，组员以PPT、视频和实物演示等多种手段，对小组设计的产品进行详细的讲解，内容主要包括创意来源、用户场景、产品功能、技术规范和产品前景。在项目的评分规则上，主要包含创意、影响力和执行力这三个部分，占的比重分别为50%、30%和20%。其中，“创意”是指产品或者服务是否具有创新性和突破性，是否具有全新的功能或者在很大程度上提升了已有的功能；“影响力”是指产品或者服务的影响力有多大，是否会被大量的用户和机构所采用；“执行力”是指设计的产品或服务是否具有较好的商业可行性。在评分环节，每个小组对除自己以外的每个项目进行打分，各个小组的最后得分为总分取平均。

研讨课环节一方面增强了学生们对于课程的参与度，另一方面通过小组头脑风暴和讨论，培养了学生的团队合作精神和集体荣誉感，极大地提升了其对于本专业后续课程学习的兴趣。

4.课程评价

在合作式学习模式的基础上，参考学生在课程过程中的参与程度以及课堂表现，课程的评价包含自我评价、小组评价、项目评价和教师评价。其中，小组评价在小组内部产生，主要参考组员在物联网产品创意比赛过程中的投入和参与程度。项目评价主要参考小组项目的评分，即其他各小组对本组项目的综合评价。教师评价主要参考学生的出勤率、课堂参与度。这种评价方式已经在我校其他“项目化”课程及合作式课程中实施，从学生的反馈来看，这种综合、全面的评价方法比传统、单一的评价方法更加合理，它有效地减少了学生的逃课现象，提高了学习的自主性和参与度，增强了学习的兴趣。

四、教学效果

在浙江万里学院物联网工程新专业建设过程中，探索了“物联网工程导论”课程的教学模式和教学方法，并付诸了实践。从目前来看，学生通过该课程的学习，培养了专业的学习兴趣，增强了专业的学习热情，为后续课程的开展打好了基础。从培养学生的角度来看，物联网技术在飞速发展，对于物联网课程教学的探索也没有终点，必须总结现有的经验，不断改进和完善。

参考文献：

[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010，（2l）：26-29.

[2]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育，2010，（16）：1-3.

[3]王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

中小学人工智能课程篇（6）

【摘　要】结合当前人才需求情况和中职电子专业课程教学现状，以《智能控制装置安装与调试》课程为例，开展工学结合模块化项目课程教学模式及评价的探究，详细分析课程的内容设计、教学的具体组织实施及教学评价方式。

关键词 工学结合；教学模式；教学评价

作者简介：蔡建聪，男，广州市番禺区职业技术学校，讲师，主要从事电子技术应用方向的教学与研究。

0　前言

在工业4.0即以智能制造为主导的第四次工业革命浪潮下，我国经济发展进入新常态，产业升级加快，更加注重科技进步和创新。由多门技术融合成的智能控制应用日益广泛。为适应社会发展对人才需求的变化，中职电子专业课程改革势在必行，其培养目标应从培养“简单技能”型转向“复合技能”型，加强培养学生技术技能、职业素质和创新意识，增强创造附加价值的能力，为建设创新型智慧城市、企业智能生产及技术改造提供人才需求及储备。为此，我们结合实际积极进行课程改革，紧跟科技发展态势，适度超前，根据职业岗位及中职学生认知发展需求，设计开发了《智能控制装置安装与调试》课程，按照工作过程系统化的原则，以单片机应用技术为核心，融合传感、机械技术等知识，整合为工学结合模块化项目课程，它重在应用，力求体现新知识、新技术和新工艺，旨在培养学生智能控制技术应用能力。该课程不仅是首批广州市建设精品课程，也是2014年广东省数字化课程资源建设项目。本文将结合教学实践，着重进行课程教学模式和评价方面的具体实施研究,旨在有效提高课程建设质量。

1　研究背景

1.1　产业发展和人才需求分析

随着电子科技的不断发展，由单片机技术、传感技术等相互融合形成的智能控制技术，在工业控制、智能装置、嵌入系统、物联网和智慧家居等领域得到了广泛应用。电子产品设备日趋微型化、多功能化和智能化。高新技术融合，职业技能由“简单”变得更为“复合”，广州市作为电子、轻工业和房地产业重点发展的城市，急需复合型智能控制应用技能型人才。

科技的高速发展，带动信息化和自动化程度极大提高，岗位分工被灵活、整体化和以解决问题为导向的综合任务所替代，这对就业人员的职业能力提出了更高的要求。特别是工作中的计划、决策和分析复杂问题的综合能力，均需在真实的“工作情境”和整体化的“工作过程中”获得，而传统的课程模式很难承担此任。以单片机应用技术为核心，融合传感技术、机械技术等多门知识，优化整合的《智能控制装置安装与调试》工学结合模块化项目课程，力争在课程结构和教学模式和评价创新上有所突破，更有助于拓展学生思维，促进学生全面发展。

1.2　我校相关课程教学改革历程

我校长期开设单片机等相关课程，积累较丰富的课改经验。

第一、二阶段（1997~2003~2007年）：处于学科体系，分设单片机原理及应用、传感器技术、机械基础等课程，主要有验证、制作等技能训练。

第三阶段（2008年~2011年）：跳出学科体系，对课程进行项目化改造。在单片机课程教学中，按照工作过程展开，采用理实一体项目教学，通过“小项目”制作实现对知识和技能的掌握。

第四阶段（2012年1月~）建设广州市精品课程：打破学科体系，以单片机技术为核心，融合传感、机械技术等知识，优化整合为《智能控制装置安装与调试》工学结合模块化项目课程，采用“大项目、能力递进式”教学模式。

第五阶段（2014年11月~）建设省数字化课程资源：结合市精品课建设进一步完善课程资源建设。

1.3　以往教学实施情况分析

过去单片机课程的教学内容一般按“小项目”的形式设置，采用理实一体化教学模式，通过完成一个个独立“小项目”的编程制作来实现知识和技能的掌握。首先，在微观上看，的确体现了在“做中学，学中做”的教学理念，形成了工作过程系统化的概念，但在实际的工作岗位或生产活动中，往往并不是只完成一个简单的“小项目”如流水灯或数码管显示电路的制作，它需要融合众多“小项目”才能称作完成一个项目的开发或产品的制作。再次，单片机技术的发展日新月异，在很多产品项目中，已经融入了传感技术或机械控制的内容，知识复合程度高，能否选择合适的学习项目将内容融会贯通并应用于实际十分关键。另外，过去的教学评价主要以项目形式考核，考核较多的是学生完成某个项目的理论知识和实操水平，而对学生平时的表现、小组协作能力等情况的考核则较少。因此，须对该课程内容、教学模式及评价方式作适当的调整，要考虑知识和技能的整体性、关联性和发展性，选择合适的项目载体承载课程的内容，项目载体既包含课程所学的知识，又是一个完整的工作项目，让学生能真真实实地体验完成一个实际项目的工作过程，对工作形成整体的认识，获得工作过程知识，更快地适应工作岗位，实现教学过程与工作过程的对接，培养职业素质。

2　研究理论依据及主要目标

2.1　理论依据

建构主义理论认为：知识是在一定的情境之下，以学习者为中心，学习者借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式主动获得的。以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。

多元智能理论认为：能力是多元的，人的智力不是单一的能力，而是有多种能力构成。因此，应根据教学对象因材施教，教学评价指标、评价方式也应多元化，注重对不同人的不同智能的培养。

2.2　主要目标

2.2.1　有效实施工学结合模块化项目课程教学模式，验证课程开发成效

通过对该课程的具体实施过程的研究，探索与实践工学结合模块化项目教学模式，以工作过程系统化为导向，实现教学过程与生产过程的对接，提高教学有效性。同时，希望通过该课程教学模式的改革，进一步验证课程开发的成效，并在专业核心课程的改革中起引领示范作用。

2.2.2　完善教学评价方式，促进学生综合职业能力的形成

以多元智能理论为指导，建立完善的课程教学评价体系，设计有效、可行及易于操作的教学评价表，充分反映学生的知识水平、技能水平及职业素质等，提高学生的综合职业能力。

3　课程的具体实施

3.1　课程教学项目整体安排

3.1.1　课程内容整体规划

该课程以单片机技术为核心，融合传感器、机械技术等多种知识，不仅注重基本知识和实操技能的学习，还注重实际的应用，更注重学生思维的拓展、创新及可持续发展。通过分析相应职业能力，转化成学习项目，选择具体“大项目”载体，例引进投篮游戏机项目对接动漫游戏产业，引进智能家居项目对接建设智慧城市的定位。课程以多种知识的有机融合设计成初、中、高三个模块，注意与时俱进，不断更新和精心组织教学内容。课程内容微观结构如图1所示。

3.1.2　课程内容的组织设计

（1）模块一为初级阶段（入门）：采用“大项目主导，小项目内嵌”的教学方式，整个教学围绕一个完整的大项目（如投篮游戏机），学生通过逐步完成每个小项目进而完成整个大项目也即课程基础部分的学习。

（2）模块二为中级阶段（应用）：通过对完整的功能任务书的分析及框图设计，完成项目的制作、安装与调试等。如以智能小车或智能机械手作为学生提升的项目载体。突出实用性，以单片机为核心，加大传感器、机械等知识的融合度。

（3）模块三为高级阶段（拓展）：主要通过翻转课堂的形式，将关键知识点、技能点拍成微课，以多媒体、网络的形式进行学习和实际操作。因智能控制综合技术应用较强，例如智能家居里就用到多种传感器（光、热、湿、气、位移、红外）、太阳能和机械等知识，在教学中注意知识的融合性和拓展性，适度介绍新知识新技术及单片机应用趋势。

值得注意的是，项目载体并不是一成不变的，可根据实际进行调整。同时还应适度加强真实生产项目的教学。另外，在中、高级阶段的教学中，应注意“分类定制”，采取分层教学，关注学生个体处境和需要，使各类学生均学有所长，为学生的职业成长和发展服务。

3.2　项目实施的过程

加强校企实训基地建设，为实施工学结合教学提供保障条件。基于单片机产品典型工作过程，不同工作任务的职业能力训练采用不同的教学方法。以工作过程为导向，按“资讯、计划、决策、实施、检查和评价”展开，学习功能分析、设计、编程、仿真、装配与调试等多种知识技能，体现完成工作任务的行动过程。在完成每个项目的工作任务中，行动导向，任务引领，学做结合，关注学生综合能力的培养，按照能力培养目标的要求，突出学生的主体地位，进行教学过程的系统化设计并组织实施。项目实施过程中，采取“一个工作项目实例，六个教学步骤”的“一项六步”法。所谓“一个实例”是每个模块的教学都以一个实际项目为引领，“六个步骤”是指每个项目教学中，分六个阶段进行，如图2所示。

3.3　课程的具体实施

3.3.1　教学组织形式与要求

一般采用小班教学。将一个行政班划分两半，用另一门项目课程如《机电一体化设备安装与调试》配合，学生按项目课程轮换学习。采取“全体大班导学，项目小组训练，个别针对辅导”的操作形式。

3.3.2　教学组织实施过程

以工作过程系统化为导向，做中学，学中做，以学生为主体、教师为引导，在完成每个工作任务的过程中获得不同的工作过程知识，培养一定的职业能力。

（1）模块一：“初级”阶段的课堂教学结构

采用“大项目主导，小项目内嵌”的模式，当完成全部的“小项目”后，再整合“小项目”，逐步完成“大项目—投篮游戏机”的安装与调试。

每开始一个小项目前，先下发工作任务书，然后进入“六步骤”教学：项目引入、明确任务、制定计划、任务实施、任务评估和任务拓展等。在任务实施中，重点加强该项目知识点及实操技能的训练，采用“虚拟仿真+任务制作”方法，实施“四环节”步骤：即①电路分析设计；②程序编写与仿真；③电路实物调试；④终端装置安装与调试。具体的课堂教学结构如表1所示。

（2）模块二：“中级”阶段的课堂教学组织

中级阶段的课堂教学结构主要由功能任务分析、查阅资料、电路框图设计、绘制电路图、制作及调试电路、程序编写与调试、完成产品等步骤进行，如以智能小车或智能机械手为项目载体开展。

（3）模块三：“高级”阶段的课堂教学组织

该阶段为拓展、进阶阶段，主要通过微课视频，以多媒体视频播放、网络学习等形式来拓展学习，引领学习方向。如以智能家居系统为项目载体，开阔学生视野，拓展思维，提高自我创新意识，了解科学技术发展新动态，为学生可持续发展提供参考。

4　教学评价的关键点与主要操作方式

（1）改革考核手段和方法，采用过程考核和结果性考核相结合的考核方法，过程考核由项目负责教师在项目教学中进行，结果性考核在课程结束后统一组织考核。根据项目的完成情况和各小组成员在项目完成过程中的表现情况进行综合评价。过程考核根据回答问题、学生作业、平时测验、技能竞赛、出勤等，综合评价学生成绩。评价主体由师评、组评、自评构成，成绩比例为70%、20%和10%。考核配分如表2所示。

（2）注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励，全面综合评价学生能力。

5　主要成果与成效

5.1　以工作过程系统化为导向，优化课程教学结构

通过分析职业能力，重组教学内容，优化课程结构，以单片机技术为核心，融入传感、机械技术等知识，实现了教学内容的有机结合。同时选择合适的项目载体（如投篮游戏机）承载课程内容，集“趣味性、综合性、实用性”于一体，按“分类定制”原则设计成“初、中、高”三个层次。“大项目主导，小项目内嵌”组织教学内容，开发了项目教材，为课程实施工学结合模块化项目教学模式，实现教学过程与生产过程的对接，培养学生的职业能力提供了前提条件。

5.2　实施工学结合模块化项目课程教学模式，提高教学有效性

加强教学环境条件建设，设置工学结合学习场景，实施“大项目、能力递进式”教学模式，精心选择生产生活中的典型实例，以简单有趣的产品入手，在一个完整的“大项目”中设计不同的“小项目”，学生逐步完成一个个“小项目”的工作任务即能完成整个产品的制作。一般采取“全体大班导学，项目小组训练，个别针对辅导”的操作形式，“大班”、“小组”、“个别”，统分结合，形式多样，注重实用，分散难点，将知识点融入到生动形象的各项任务操作中，由简单到复杂，循序渐进，采用多种教学方法和手段，使学生做中学，学中做，激发学习兴趣和主动性。开展第二课堂，设置学生创作园思维点子库，完善教学资源库，让学生学会自主学习，鼓励勤于思考大胆创新。以各级技能竞赛为推手，进行较深层次的“竞赛式”教学，利用学生间差异性与合作意识进行互动，激发学生潜能。组织学生企业顶岗实习，在实际工程环境中亲历生产过程，体验企业文化，培养职业能力。近年来学生在省市技能竞赛中取得良好成绩。

5.3　完善以能力为本位的多元评价模式，促进学生进步

实施分层、分类、分项目考核，注重学生“心智技能”方面的评价，将第二课堂、技能竞赛和顶岗实习表现等纳入综合评价，采用过程性评价、形成性评价及结果性评价相结合的评价方式，既评价学生的理论知识和实操技能水平，也评价学生的综合职业素质、团队协作能力等，以自评、组评和师评相结合的方式，使教学评价方式能充分反映学生的学习状况及效果。以能力为本位，评价主体、评价内容和评价方式多元化的评价模式，使评价更加客观有效，促进各类学生进步和综合素质的提高，为今后“首岗适应”或“多岗迁移”就业、升学及创业等打好基础，为学生职业生涯多元化发展服务。

6　结束语

本文以《智能控制装置安装与调试》课程教学为例，结合实际开展工学结合模块化项目课程教学模式及评价方面的研究，进一步验证课程开发和建设的成效，为其他课程的改革提供借鉴。

参考文献

中小学人工智能课程篇（7）

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Study on Intelligent Game Development and Design Teaching

YU Hong, WANG Guoyin, LIU Hongtao

中小学人工智能课程篇（8）

人工智能（artificialintelligence，AI）的概念最早是在1956年的Dartmouth学会上提出的，随着计算机核心算法的突破、计算能力的迅速提高以及海量互联网数据的支撑，目前已被广泛地应用于各个领域[1-2]。近年来，人工智能也给教育教学领域带来了机遇，人工智能+教育正如火如荼地开展和推进，改变着传统的教育形式及生态[3-4]。2018年教育部《高等学校人工智能创新行动计划》，各大高校在人工智能及其教育发展上有了纲领性的指导[5]。医学教育作为教育教学诸多领域的一隅，乘着人工智能发展的东风，各大高校在推进医学教学改革方面进行了大量积极的探索与尝试[6-8]。诊断学是由基础医学过度到临床医学的桥梁课，其教学质量的良莠直接影响到医学生的培养质量，传统的教学方法难以满足现代医学教学的要求，如何发挥人工智能的应用优势，让其更好地应用于诊断学的教学工作，也是诊断学课程教改的重要研究方向。

1传统的诊断学教学方法存在的问题

诊断学是学习临床基本技能最重要的一门课程，其内容包括症状学、体检检查、实验室检查及辅助检查等四大块，分为理论课和见习课，目前大多数医学院理论课采用的是以大班的形式在多媒体教室讲授，而见习课则采取分小组的模式进行，多年的教学实践发现该教学模式取得的教学效果不尽人意，尤其是近年来随着全国各大医学院校的扩招，出现了师资及教学资源配套的相对不足，上述教学模式的问题逐渐凸显。理论知识以老师讲授为主，采取的是“满堂灌”的教学模式，然而该部分教学内容知识点繁多，知识串联度不高，课堂灵活度、生动度较为薄弱，学生听完课以后对课程内容印象不深，知识掌握度差，同时由于学生的学习主观能动性差异大，不能进行课前充分预习的学生在课堂上更加难以跟上老师讲授的节奏。见习课是对理论知识进行实践，培养学生的实践操作能力，前期理论知识掌握度差又会影响见习的教学质量，导致教学过程形成恶性循环[9]。见习课主要采取老师讲授要领及演示操作流程，之后学生们互相练习的教学方法，该部分内容需反复加强练习，同样的动作要领反复锤炼才能熟练掌握，因课堂见习时间有限，而老师讲授及演示需占用大部分时间，学生动手实践机会不多，老师对学生的操作手法、操作内容、操作顺序等重要内容进行指导和勘误的时间少，学生操作的规范性难以保证，在以后的临床实践中，往往存在实践操作能力的缺陷。上述教学模式教师与学生们之间除了课堂时间，其余时间是脱节的，不能很好地沟通，学生们有疑问的知识点难以得到老师的及时解答，教学活动中没有充分反馈，各个教学环节难以进行教学反思，形成教学相长的良性循环。课后复习及阶段性总结复习是课堂知识内化及升华的重要方面，传统的教学模式通常是给学生布置课后作业，学生完成后上交由老师批改留档，这个环节学生与老师缺乏有效的沟通，且由于学生们学习主观能动性差异，课后没有老师的监督及针对性地辅导，课后作业的质量良莠不齐，教学质量欠佳是显而易见的。随着现代医学的发展及研究的开展，涌现了一大批新的诊断方法与手段，譬如关于肿瘤诊断的分子marker，评估预测疾病活动度及预后相关的指标，在临床上已经常规应用，但由于教材更新需要周期，很难跟新进展同步介绍，另外由于课时有限，难以全面地就学科前沿及新进展进行讲授[10]。

2人工智能应用于诊断学教学的重要意义

2.1教师方面

将人工智能应用于诊断学教学实践，削弱了教师的知识权威而强化了教师的价值引导，对教师的个人能力提出了更高的要求，促使教师踏实践行终身学习并持续更新自身知识结构。互联网高速发展的时代，知识呈几何指数更新并出现大爆炸，基于各种互联网即时通讯平台及手机APP，诊断学体格检查、理论知识讲授相关的小视频及研究进展不胜枚举，这就要求教师及时获取、更新知识并进行相应的知识储备。人工智能的应用促使教师从单人施教发展为团队施教，为开发更具个性化的课程教学注入团队的力量。基于大数据的人工智能可以减少诊断学教学过程中的机械性、重复性工作，如平时作业的批改、考勤统计等，减轻了教师的工作负担，教师可以将更多的精力投入到医德医风、医患沟通能力以及体格检查手法的规范化培养上，更多的心思放在丰富课程内容及教学形式上。同时大数据可以及时反应学生的学习动态，教师可以根据学生的反馈及课程评价有针对性地对学生进行相应的辅导。

2.2学生方面

将人工智能应用于诊断学教学实践，可以实时动态记录学生的学习情况及暴露的问题，如是否按时完成课程任务、测试中哪些知识点容易出错等，人工智能系统能够对这些数据进行关联分析和深度挖掘，并且可视化呈现相应的数据，有利于教师及时掌握学生的学习进度、参与度以及学习效果，并根据具体的学情分析数据来调整辅导和教学方案。基于人工智能强大的算法和分析，可以为学生定制个性化的教学内容及进度，提供更有针对性的课堂内容和随堂测试，并对测试及平时作业进行智能批改，真正做到查漏补缺。诊断学课程内容相对枯燥，学生们的学习兴趣有限，基于人工智能的教学方式可以寓教于乐，在课程中将一些比较零散的知识点可以设置成互动小游戏，营造出良好的课堂氛围，提高学生们的学习兴趣及学习效率。

2.3教学过程

针对教学过程，人工智能亦发挥着至关重要的作用。第一，诊断学作为桥梁课程，是一门必修课，包括临床医学五年制、八年制、法医学、基础医学等相应专业的学生均需要学习，人工智能拥有超强的计算能力和强大的“记忆力”，面对众多不同专业的学生，可以根据大数据进行分析，制定出适合不同专业学生的完备教学目标。教学活动开展过程中，人工智能还可以根据学生的课堂及课后测试表现，依据分层教学的要求自动设置梯次教学目标，帮助学生们逐步提升学习能力和知识掌握度。第二，人工智能可以凭借自身信息化的特点，对各种教学资源进行分析，为教师和学生选择更优质更合适的资源提供依据，促进个性化的教与学。第三，传统的教学方式、教学内容相对有限，人工智能基于大数据能够启发新的教学思路，创新教学方法，为诊断学教学提供更多的可能性。

3人工智能在诊断学教学中的应用

3.1智能教学系统

智能教学系统是教育技术学中重要的研究领域，其根本宗旨是使得学生的学习环境更加优良和谐，智能教学系统能够及时有效地调用最新最全的网络资源并充分优化后供学生学习，使得学生能够更加全方位、多角度地学习专业知识，提高学习效果[11]。智能教学系统大致由领域知识部分、教师部分及学生部分3个部分构成[12]，其中领域知识部分又称为专家部分，这一部分既包含了需要讲授的内容及掌握的技能，又可以添加专家的学术成果，既能够保证学生对于基本概念、基本理论及基本技能的掌握，又能够拓宽知识面，增加知识的广度。智能教学系统的教师及学生部分主要是为设计和制定教学方案及策略服务，基于大数据基础上，根据课程的特点、历年教学情况、学生身心发展特点及学习实际情况，制定更加个性化、高效的教学方案，促成教师因材施教，取得更加理想的教学效果。

3.2智能网络组卷阅卷系统

诊断学教学内容包括理论和见习两大块，教学过程中教师的大量时间用于出题、阅卷、批改平时作业等与考核相关的工作，并且在出题过程中需要围绕相对固定的重难点内容不断创新题型，消耗教师大量的精力。智能网络组卷阅卷系统能够充分发挥其优势，将教师从繁冗的考核相关工作中解脱出来，使得教师的教学更高效，教师能够把更多的时间。智能网络组卷系统能够有效收集和分析知名高校教学团队编写的在线题库，实现教学资源的共享，通过随机抽题组卷、答案随机排序、题型随机排序以及设置避免与历年考卷重复等，显著提升试卷的质量，亦能改善考试作弊的顽疾，客观地考核学生对知识的掌握度。智能网络阅卷系统有简明的阅卷流程，能够更有效地识别试卷及答案，能够明显降低传统人工阅卷方式因疲劳带来的出错率，使得工作效率更高、考核结果更公正。

3.3智能仿真教学系统

诊断学教学的见习部分是学生提高技能的重要环节，常常采用分小组在病房完成的方式进行，在课程的开展过程也凸显出了各种各样的问题，譬如因学生分组进行询问病史、体格检查，重复次数多，患者难以多次配合；在教学时间段内病房缺相应的病种，无法对所学的症状进行直观的学习；传染病流行期间出于对学生健康安全的保护，无法进入病房见习等等，此时智能仿真教学系统能够发挥重要的补充作用[13]。人工智能可以根据提供的海量真实临床病例，由医学专家整合其临床特征，联合计算机专家，根据相应的教学要求，形成虚拟病人学习系统，学生在仿真诊疗环境中，进行问诊、体格检查、诊断以及给出治疗方案，同时系统能够自动发现学生在问诊及诊断过程中的错误，通过实践、纠错再实践，提高学生采集病史、体格检查的能力，同时能够加强学生的临床思维的训练，夯实临床基本功[14-16]。

中小学人工智能课程篇（9）

P键词： 人工智能；创新；本科

Key words： artificial intelligence；innovation；undergraduate

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）22-0230-02

0 引言

人工智能是计算机科学的一个分支，是当前科学技术中正在迅速发展、新思想、新观点、新理论、新技术不断涌现的一个学科，其属于一门边缘学科，同时也是多个学科交叉而成的一门学科，包括语言学、哲学、心理学、神经生理学、系统论、信息论、控制论、计算机科学、数学等[1]。当前人工智能已经是很多高校计算机相关专业的必修课程，它是计算机科学与技术学科类各专业重要的基础课程，其教学内容主要包括自然语言理解、计算智能技术、问题求解和搜索算法、知识表示和推理机制、专家系统和机器学习等，国内外很多大学都意识到了其重要性，纷纷对其展开了教学和研究。人工智能课程包含多个学科，具有内容抽象、理论性强、知识点多等特点，且算法复杂，但是多数高校采用的教学方式仍是传统的课堂教学方式，即“教师讲、学生听”的教学模式，这种信息单向传输教学模式以教师为主体，学生只是在被动的接收知识；存在过分重视理论教学，忽视实践活动教学的问题，导致教育内容无法和社会接轨；人工智能教材理论性过强，学生在学习过程中常常感到枯燥乏味，进而对学习该课程失去热情[2]，久而久之，不仅人工智能课程的教学质量和效果无法达到预期，甚至学生还会产生厌学心理。针对人工智能课程中现有的各项问题，本文作者结合自身丰富人工智能教学实践经验，参考人工智能课程特点和教学目标，从多个方面探讨和总结了人工智能，包括教学内容、教材选择、教学方法和考核形式等。

1 教学内容优化与更新

人工智能是一门崭新的学科。开设本课程首先是确定教学内容。通常来讲，人工智能学科的内容包括两个部分，具体：一是知识表示和推理；二是人工智能的应用。前者是人工智能的重要基础，后者主要介绍了几种人工智能应用系统，包括自动规划和机器视觉、机器学习、专家系统等。另外，课程内容中还包括了一些人工智能应用的实例，将实践和理论紧密结合起来[3]。

随着时代的发展和科技的进步，人工智能学科也取得了较大发展。基于此，人工智能学科也应该与时俱进，更新人工智能教学大纲，进一步完善其教学内容。修订后的人工智能教学大纲将人工智能分成两个部分，即基础部分和扩展应用部分。前者包括计算智能、搜索原理、知识表示等，后者包括智能机器人、智能控制、多智能体、自然语言理解、自动规划、机器学习、知识工程等。

教学内容的选择和确定应综合考虑多项因素，不仅要重视基础知识，也应注意推陈出新，随着科技的进步做到与时俱进，同时教学内容应符合现实的需求，能够与社会接轨，将理论和实践紧密结合起来，只有这样人工智能课程的教学质量和效果才能事半功倍。

2 教学策略及教学方法的改革创新

由于人工智能课程具有算法复杂、内容抽象、理论性强、 知识点多的特点，传统的教学模式已经无法满足人工智能课程的需求，教师应探索更加有效的教学模式和方法，确保人工智能课程能够取得良好的教学质量和教学效果。具体的改革和创新人工智能课程的手段和方法主要包括以下几个方面：

2.1 激发学生的学习兴趣 无论是经验还是常识都在告诉我们每个人最好的老师就是兴趣，学生只有对某门学科存在兴趣，才会更加主动积极的学习该门课程，从而获得良好的教学效果。比如，作者在课程的一开始先播放了一段著名导演斯蒂文・斯皮尔伯格的《Artificial Intelligence》的相关片段，由这个电影学生知道了世上存在人工智能的机器人，学生们随着电影情节的发展而深深感动，与此同时教师让学生思考和谈论人工智能是什么？研究人工智能的意义在哪里？实践发现，在课堂中加入电影因素，能够大大提升学生们的注意力，让学生更加专注在教学任务中，有效提高了学生探索人工智能的积极性和主动性。此外，在教学中还可以用动画、视频、图片等手段将反映人工智能最新研究和应用的成果展示出来，让学生更直观的感受人工智能的奥妙，从而投入更多热情学习人工智能课程。

2.2 面向问题的案例教学法 案例教学法是一种以案例为基础、以能力培养为核心的一种教学方法[11]。针对学校学生特点，我们采取了以下几种教学形式实施案例教学。①讲解式案例教学：这种案例通过教师的讲解，帮助学生理解抽象的理论知识点。案例的呈现有两种基本形式：一是“案例―理论”，即先给出教学案例，然后再讲解理论知识；二是“理论―案例”，即教师先讲解理论知识，再给出教学案例；通过情境体验与案例剖析激发学生认知的兴趣，引导学生对将要学习的内容产生注意，有利于教师导入新课。②讨论式案例教学：在课程初期将学生分成若干学习小组，每小组3～4人；教师将提前设计好的一题多解的教学案例以及收集的相关资料分配给每个小组，要求学生在课余时间通过自学和组内讨论的方式给出问题的不同解决方案。③辩论式案例教学：在课程后期，采取专题辩论的方式对综合应用案例进行讨论，能有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法，加深学生对人工智能的理解。

2.3 个性化学习与因材施教 在开展课程教育过程中应注意对学生进行个性化教学，结合学生特点因材施教。比如，在日常教学中多观察学生情况，鼓励那些应对教学任务后仍存在余力的W生深入探索较深层次的课程及相关知识，同时友善面对学习较差的学生，分析其学习过程中面对的困难，有的放矢地采取应对措施，帮助其不断进步；在教学过程中让学生以读书报告的形式多多思考，鼓励学生发散性思考问题，鼓励优秀学生进行深一步的探讨，并且教师应帮助具有新颖思想或论点的学生将其智慧以科技论文和发表文章的形式转化为成果。

2.4 注重综合能力培养 在研究型教学中任务驱动是一种常用的教学方法，其中心导向是任务，学生在完成任务的同时也在吸收和掌握知识。通常来讲，该教学方法的步骤是：教师提出任务师生共同分析以得出完成任务的方法和步骤适当讲解或自学、协作学习完成任务交流和总结。”[3]该教学模式不仅有利于培养学生的创新能力和创新意识，还能够培养学生解决实际问题的能力，提高其综合实力。不仅如此，由于该教学模式通常是以小组协作的方式进行，教师给出研究范围，学生自愿结组并选择具体的题目，经过分析和讨论后以程序设计或者论文的形式协作完成研究。由此可知，学生是在以团队的力量解决问题，这十分考验学生的团队协作能力，对于学生团队合作精神的培养至关重要，且在完成任务的过程中学生需要查阅大量的资料，久而久之学生收集资料和创新能力势必会得到提升。

2.5 采用启发式教学 人工智能的很多问题都较为抽象，对学生理解力的要求较高，因此，在实际的教学过程中教师应有意识的就课程内容提出相关问题，让学生自己独立思考，鼓励学生提出自己的想法和解决方案。然后回归到课程上，对比分析教材上的解决方案和学生自己的解决方案，如此不仅培养了学生独立思考的能力，也增加了学生参与教学活动的意识，提高了学生的学习热情。比如，在讲到较为抽象的“遗传算法”时，先提出一个问题，即“遗传算法如何用于优化计算？”，然后从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用，之后举例分析，启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最后师生一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。如此既完成了教授遗传算法的目的，也锻炼了学生逻辑思维的能力，教学效果良好[4]。

3 作业和考核方式的改革创新

过去的课程作业都是单一书面习题作业，发展至今，课程作业形式已经发生了变化，更加丰富多样，包括必须交给教师评阅的书面家庭作业和不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中通过网络就可以完成上交作业，并且教师批阅作业后也可以通过网络返回给学生，实现了网络化。课程的考核方式较之以前也发生了较大变化，加强了平时思维能力的考核，更加注重学生实验能力和动手能力的培养，不再是绝对的一次考试定成绩，而是在总评成绩中加入30%的平时成绩，如此不仅减轻了学生的期末负担，也迫使学生更加重视平时的学习思考，有利于课程教学质量的提升。

4 结束语

本文是以提高教学质量为目标，结合教学实践，从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等方面对本科人工智能课程的教学改革进行了探讨，总结了该课程在教学和实践方面的一些教改举措。这些举措符合二十一世纪高校教学的要求，可以支持教师提高教学手段现代化的水平，同时更贴合学生的学习需求。作为该课程的授课教师应始终保持对教学内容的不断更新、教学方法的多样化，才能激发学生的学习兴趣，培养他们的思维创新和技术创新的能力，最终提高本课程的教学质量。从学生的反馈来看，作者所总结的教学实践具有明显的教学效果。但仍有许多方面做得不够，今后将继续在教学过程中不断总结成功的经验，吸取失败的教训。

参考文献：

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中小学人工智能课程篇（10）

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）24-0154-01

在开展高中信息技术教学时，教学工作者应重视对学生兴趣的了解与培养，因为兴趣在很大程度上能激起学生学习的积极性，也是高效开展高中信息技术教学的重要保障。激发学生兴趣的方式有多种，本文主要就通过引入益智游戏的方式，结合笔者个人的教学经验加以介绍。

一 益智游戏简介

益智游戏作为游戏的一个分支，较其他形式的游戏存在着自己的特点。众所周知，益智游戏是一种辅助教学工作者营造轻松愉快氛围的重要手段，这种寓教于乐的教学方式能有效地调动学生的学习积极性，能更好地辅助教学工作开展教学活动。尤其对信息技术课程而言，更需要通过益智游戏来激发学生的学习乐趣，锻炼学生的实践应用能力和自主探究能力，进而充分挖掘学生的潜在能力。一般情况下，对学生来说，益智游戏是一种高趣味性和竞赛性的活动，通过益智游戏的引用，学生能体验经过自己努力而成功的喜悦。

二 益智游戏的特点

1.益智游戏的规模较小

通常情况下，益智游戏多半是单机游戏，并不要求计算机联网，因此，为教学工作者开展信息技术教学提供了方便。学生在信息技术课堂上就能对益智游戏进行体验，所应用的模式一般是人机对话模式。近些年，比较流行的益智游戏大多是经过设计者精心加工制作而成的，所以益智游戏具备良好的感官体验，能为学生提供一个较为适合的游戏环境。此外，益智游戏虽然规模较小，但比大型网络游戏更具趣味性、内容丰富以及操作简单等诸多特点。

2.益智游戏能挖掘学生潜力

益智游戏在很大程度上能挖掘学生的潜在能力，激发学生对未知问题进行学习、思考、想象，有助于学生的成长与进步。电脑上所装的益智游戏并不夹杂游戏开发者的商业目的，因此不具备暴力倾向和色情等不健康信息。

3.不会使学生过于迷恋

一般益智游戏都不会使学生过于迷恋，因此不会出现将大量的时间和精力浪费在此。益智游戏侧重于娱乐和益智，学生在玩的过程中能有所收获，停下来时也不会上瘾。在课堂上引用益智游戏一定不会导致学生迷恋。

三 益智游戏在应用中需要注意的问题

1.贴近教学内容

选择益智游戏大多是出于满足教学目标和内容的要求的目的，进而有效地提升信息技术课堂教学的教学效率。因此，选择益智游戏一定要遵循贴近生活的原则。教学工作者在应用某个益智游戏之前，需要先对益智游戏的功能、特点以及玩法进行分析和研究。如在向学生们讲述VB编程这一知识点的过程中，教学工作者可以通过俄罗斯方块这个较为经典的益智游戏进行VB编程教学内容的引入。通过学生们比较熟悉的游戏，能够很好地调动学生的学习兴趣，教学工作者在进行教学的过程中要牢牢抓住这个关键点，提出问题，鼓励和引导学生对这些问题进行讨论、解决。在学生们结束讨论后，教学工作者要对其成果进行分析和评价。在此过程中，还要引入本堂课程的内容。这样就能很好地开展后续的教学工作，提升教学效率。

2.课堂教学要把握好度

传统的课堂教学模式主要强调教学工作者的主体地位，教学工作者一味地向学生灌输各种知识，不能和学生进行有效的互动，很大程度上消弱了学生学习的积极性。针对这种情况，需要作出合理调整，将学生作为课堂活动的核心，教学工作者起引导和鼓励的作用。尤其在引入益智游戏的过程中，需要教学工作者选择适合学生、课堂和教学要求的益智游戏，把握游戏的难度和趣味性。太强的趣味性，会让学生忽略课堂学习，不能跟着教学思路进行学习；而若是没有趣味性，则会使学生对课堂活动失去兴趣。因此，一定要把握好度。这就需要教学工作者具备驾驭课堂的能力，针对实际情况适时地对课堂教学做出调整。通过这样的体验活动，学生一方面能学会如何下载，另一方面还能通过益智游戏愉悦身心。若是在下载的过程中出现一些小问题，学生出于好奇心的驱使，也会尽最大可能地进行分析和解决。这样就能培养学生的实践操作能力和解决问题的能力，最终达到提升教学效率的目的。

四 结束语

综上所述，益智游戏在高中信息技术课堂上的应用，在很大程度上颠覆了传统的教学模式，具备较强的挑战性和创新。正是因为益智游戏在高中信息技术课堂上的应用还处于初级阶段，在应用过程中要求教学工作者对课堂活动做跟踪调查，及时发现问题和不足，并作出相应的调整，进而达到较好的教学效果。

中小学人工智能课程篇（11）

中图分类号：S611文献标识码： A

智能建筑（Intelligent Building）其技术基础主要由现代建筑技术、现代网络技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成，运用自动化、通信、信息技术等智能化手段，通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，是集现代科学技术之大成的产物。从而为用户提供一个节能高效、舒适智慧、配置更新，实用愉悦的人性化建筑环境。智能建筑具有系统集成特点，发展历史短，但涉及范围广，进展速度快，是动态和相对的概念，随着高新技术发展而不断变化。

产业信息网的《2012-2016年中国智能建筑市场分析与投资方向研究报告》显示：中国智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿，2012年为861亿，年复合增长率为23.2%。如果未来房地产开发投资增速每年保持15%增速，如果智能化工程投资占投资额1%，那么智能化工程投资总额2013年在830亿左右，2015年为1100亿左右，2020年将达到4400亿左右。随着新一轮的经济刺激政策聚焦在新兴产业，尤其是信息产业。智能建筑作为智慧城市的细胞，发展势头很强。

教育部于2006年在土建类学科开设了建筑电气与智能化专业，希望在培养建筑类人才的基础上，加强对电气智能专业技能知识的掌握。我校以此为契机，通过大量的市场调研、着重对智能建筑解决方案的前期设计、工程施工建设到后期的运行维护，围绕建筑的全生命周期中，运行维护的费用占到全部费用的60%-70%数据分析、人才使用分析，开设智能建筑专业方向，面向建筑、物业管理行业。为与该专业的培养目标相结合，在对“智能建筑”课程教学内容设计上以建筑为平台，依照建设部2003年颁发的《建筑智能工程质量验收规范》的技术标准要求，住建部2013 年《智能化系统工程运行维护技术规范》，结合《智能建筑设计标准》、《智能建筑工程施工规范》、《智能建筑工程质量验收规范》共同对智能建筑的设计、施工、验收、运维一系列过程形成规范，制定人才培养方案，基于典型工作任务的模块式课程开发，编写《智能建筑设计与维护》教材，探讨教材教法，强化智能建筑中智能弱电各子系统的原理、设计与工程实施实践。加强学生对智能化系统设计、建设、运行及维护中实践技术的传授，使本专业的同学获得对智能建筑的整体体系及系统原理的掌握。我们的课程主要包含了智能建筑中涉及到的主要内容：综合布线系统、建筑设备自动化系统、消防自动报警及联动系统、安全防范系统、通信自动化系统及办公自动化系统等 。重点讲授这些智能系统的原理、组成、设计原则、工程实施及维护运行等，使学生对每一个子系统的原理、设计、建设、运行、维护等各环节都进行学习掌握，培养建筑、物业管理行业建筑智能技术方面的综合技术人员。以满足智能建筑行业不同环节对专业技术人才的需求。

《智能建筑设计与维护》课程内容包括智能建筑的基本概念、智能建筑的用户需求与基本要求、建筑智能化系统的子系统组成、建筑智能化系统的主要任务、建筑智能化系统的设计与会审、建筑智能化系统的专业协调、智能建筑的系统集成、建筑智能化系统的技术要点、智能建筑的建设管理、智能建筑的工程招投标、智能建筑的施工与调试、智能建筑的工程验收与人员培训、智能建筑的物业管理、建筑智能化系统的安全运行等。

建筑智能化弱电系统涉及的知识面广、工程性强，既要培养学生对理论知识的掌握，又要把握实践技能的学习，确实是一件不容易的事情。通过近几年的教学实践，归结的主要问题有：

(1) 《智能建筑设计与维护》课程知识点多面广，增加了学生对所涉及的技术与系统掌握的难度。智能建筑弱电系统涉及到计算机技术、通信技术、自动化技术、传感器技术等，对于每一个系统，不仅要让学生掌握其原理，还需要根据用户需求进行系统的设计，因此学生就要掌握系统的构成、设备的选型，同时在系统设计、设备选型时还要考虑工程实施的具体因素。

(2) 课程实践环节的教学投入，实训设备运用与技术升级、更新，教师的知识架构与实践教学的要求不匹配。学生对这种工程背景较强课程的学习理解与知识掌握难度增加。因此建立并改善专业的智能建筑综合实验室对于该课程是非常有必要的。

(3) 课程考核所涉及理论知识、实践技能的考核无法展示学生处理工作现场各方面及各种问题的能力，无法完整体现出课程的工程实践背景。

(4) 学生理解《智能建筑设计与维护》课程所涉及的一些设施与设备还可能看不到、摸不着。学生在教学实践中无法切身体会，影响学生的学习兴趣与主动进取。

教学实施与改进：

1、紧密结合智能建筑行业发展需要，不拘一格提升教师素质。

结合智能建筑专业课程体系建设需要、人才培养要求，分析《智能建筑设计与维护》课程教与学全过程，根据学院当前本专业建设现状，以师资队伍建设为重点，改善本专业教师的知识架构，实行多条腿走路，分几步落实，聘任本专业专职教师、校内兼职教师、校外兼职教师。

《智能建筑设计与维护》课程专业实践性强，切忌闭门造车，可以考虑聘请校外兼职教师，将智能建筑专业领域业内专家、其他大学相关专业教授、建筑公司负责人、建筑行业协会负责人、系统及技术运维负责人聘为客座教授或者教师。通过举办专题讲座或者授课，鼓励一些相关专业的中青年教师转行，到国内重点大学相关专业进行单科进修，改善行业专业人才运用与学院人才培养效果。

2、以就业为导向，以教学改革为抓手，坚持职业能力培养为目标

（1）深化“工学结合、校企合作” 的人才培养模式

通过开展企业交流与合作，与行业企业建立紧密联系，校企合作共同确定本专业人才培养目标，构建基于工作过程系统化课程体系按照工作过程系统化思想及开放性开发方法，重构工学结合、能力本位的课程体系。

（2） 通过构建企业岗位认知、理论实践一体化情境教学、校内生产性实训、校外顶岗实习的完整教学环节，依据“学生培养重在职业能力、内容选择基于工作过程、教师结构趋于专兼结合、教学环境模拟职业场所、教学方法遵循职教规律”五大核心理念进行教学情境设计，实现职业能力的递进与工作过程的结合。

（3） 教学项目实施设计采取：设计的学习情景单元，理论教学和实践教学都在同一实训场所完成，通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六步实施法来支撑。

（4） 教学考评体系坚持：注重职业能力考核，根据任务完成、项目实施情况等五项指标综合评定。

实践教学与效果：

1．优化课程结构，增强课程设置的专业性和针对性

依照高职教学“必需、够用”的原则，结合智能建筑专业行业企业人才使用需求，调整课程体系与教学内容，增加实践教学课时，构建适应学生个性发展的人才培养模式。

2．改进课程考核方式，帮助学生在知识与能力等方面得到较全面的发展。

通过改革教学方法和考试方法，除笔试外，还包括口试（日常提问记录）、笔记、制定工作任务各项目的独立作业、现场测试、实际操作等多种综合考试形式，着重考核学生综合运用所学知识、解决实际问题的能力和对所学知识的综合归纳总结能力。

3.落实好教学实训实习实践过程三阶段工作。

（1） 实训实习实践前（计划准备）：制订实训实习实践方案；公布实训实习实践的行业企业用人要求；宣传动员，学生结合实训实习实践岗位，拟订实习计划；有针对性地进行三方面教育：一是目的性教育；二是责任、义务和权利教育；三是安全教育等。

（2） 实训实习实践中（过程监控）：职业道德教育、企业规章制度教育、岗位技术知识运用、操作工艺、技能训练；教师现场指导学生作业；教师和企业指导学生撰写业务报告（技术小结和业务总结报告）；教师和企业共同对学生进行考核。每个同学按照所领取的任务在确定的岗位，按要求完成课题和规定的作业文件。

（3） 实训实习实践后（评价总结）：评价、总结、交流和表彰。

经过多年来对《智能建筑设计与维护》课程的实践教学，逐步探索对课程教学内容及教学方法的改革。加强教学内容的更新，适应建筑智能化技术的发展;同时，加强教学方式及手段的创新，积极建设小型实践平台;最后，完善考核环节，注重理论与实践并重。

注重围绕课程体系建设师资队伍，任课老师一直从事智能建筑中相关弱电子系统的实践教学，并承担企业项目生产的技术组织、工作，比如安全防范系统、综合布线系统等，不仅参与这些系统的方案设计与方案评价，而且还到工程现场进行技术指导，积累了丰富的工程实践经验。

结合智能建筑专业技术运用，开展对一些系统的理论问题进行研究，比如视频监控中的智能视频分析、人脸识别等。教师能够很好地结合实际工程案例，在课程理论内容授课时，对案例涉及到的典型系统应用来讲解涉及的系统原理、设计思想及工程实施。并运用实际项目中遇到的问题及一些小的故事来活跃课堂氛围、激发学生兴趣，并对工程中遇到的可以提升为学术问题的困难传递给同学，让他们多思考，学会从工程中提高分析问题解决问题的能力和思路。

比如通过建设社区的安保系统来讲解智能建筑中的安全防范系统的视频监控、门禁系统、自动报警、安检等内容，同时讲授安保系统应用的一些新的智能技术比如射频识别技术、人像比对及定位技术等。通过将教师的技术成果融合到平时的教学工作中去，工作促教，项目帮教，教与学促进，加强教学内容的更新与活力，激发学生的学习兴趣。

智能建筑的蓬勃发展是社会进步和科技发展的一个体现，为智能建筑的良好建设、运行与维护提供专业的技术人才是我们高等教育教育的本职工作。本文从一个非建筑类工科专业开设智能建筑课程的角度，阐述了我们课程建设的思路以及对该课程实践教学方法的一些探索，希望对非建筑电气与智能化专业培养智能弱电系统相关专业人才提供一些参考。

【参考文献】

[1] 陈富川.建筑智能化系统集成研究设计与实现《电子科技大学》 2008年

[2] 林建军，金炳尧.基于项目的实验室工作室模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2012，31(5)：111-113

[3] 高建华，胡振宇.物联网技术在智能建筑中的应用《建筑技术》 2013年02期