人工智能教学教案精选(九篇)

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第1篇：人工智能教学教案范文

【关键字】人工智能；教育；进展

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一门综合的交叉学科，涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能，其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看，人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破，不仅给学习科学以技术支撑，而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰，从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展，使人工智能不仅成为学校教育的内容之一，也为教育提供了丰富的教育资源，其研究成果已在教育领域得到应用，并取得了良好的效果，成为教育技术的重要研究内容。

人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，其主要研究领域有：专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能，下面就这些领域进行阐述。

一 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它使用人工智能技术，根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为：知识库，用于存储某领域专家系统的专门知识；综合数据库，用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息；推理机，用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作；解释器，向用户解释专家系统的行为；接口，使用户与专家系统进行对话。近几十年来，专家系统迅速发展，是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。

目前，专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走，从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容，它可以制定出一个课堂大纲，写出一份教案，甚至有可能开发一堂样板课，而诊断系统是往后走，从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析，例如，一个诊断系统可能以一堂CBI（基于计算机的教学，computer-based instruction）课为例，输入学生课堂表现资料，分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发（ISD）程序的领域中最有名的是梅里尔（Merrill）的教学设计专家系统（ID Expert）。[6]

教学专家系统的任务是根据学生的特点（如知识水平、性格等），以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为：同时具有诊断和调试等功能；具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]

目前，在教育中，专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育，为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能：具备某学科或领域的专门知识，能生成自己的提问和应答； 能够分析学生的特征，评价和记录学生的学习情况，诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学；可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。

二 机器人学

机器人学是人工智能研究是一个分支，其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作；第二代机器人具有一定的感觉装置，表现出低级智能；第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人，即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响，其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。

机器人技术涉及多门科学，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，因此，机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的核心竞争力之一，很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程，在孩子中普及机器人学知识，从可持续和长远发展的角度，为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下，机器人教育逐渐从大学延伸到中小学，世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。

机器人在作为教学内容的同时，也为教育提供了有力的技术支撑，成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台，大大丰富了教学资源。多年来，我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络，教学资源单一，缺乏前瞻性。教学机器人的引入，不仅激发了学生的学习兴趣，还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展，教学机器人种类越来越多，目前在中小学较为常用的教学机器人有：能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。

三 机器学习

机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为，自动通过学习来获取知识和技巧，[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等，近年来，知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习（自动获取新的事实及新的推理算法）是使计算机具有智能的根本途径，对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]

随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入，机器学习系统的性能大大提高，各种学习算法的应用范围不断扩大，例如将连接学习用于图文识别，归纳学习、分析学习用于专家系统等，大大推动了在教育中的应用，例如在建构适应性教学系统中，用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好，有较高的准确率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一种新兴的机器学习和推理方法，其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题，在计算机辅助教育方面，已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统，并且，针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外，数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用，不仅给机器学习注入新的生机，也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。

四 自然语言理解

自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言，以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务，其功能为：回答问题，计算机能正确地回答用自然语言提出的问题；文摘生成，计算机能根据输入的文本产生摘要；释义，计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息；翻译，计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现，因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘，深化对语言能力和思维本质的认识。[16]

自然语言理解最早的研究领域是机器翻译，随着应用研究的广泛开展，也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径，例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言，进行人机对话，回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时，对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展，例如“希赛可”网络智能英语学习系统，这个基于网络的“人-机”语境的建立，突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制，也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性，可以为远程学习者提供良好的英语学习支持，在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上，在国际上也是一种创新。[17]

五 人工神经网络

人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能的元件（即人工神经元），按各种不同的联结方式组织起来的一个网络，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能，例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域，人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构：递归（反馈）网络和多层（前馈）网络，两种主要学习算法：有指导式学习和非指导式学习。

人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发，具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力，特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题，[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能，目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合，以此来改进教学专家系统的性能，提高智能性，使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用，例如采用误差反传算法（BP）的多层感知器已应用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)

分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果，研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型，主要研究问题是各Agent之间的合作与对话，包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成，每个Agent又是一个半自治系统，Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点，在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性，因此获得了广泛的应用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性，创造良好的学习情境，并能激发学习者的学习兴趣，进行个性化教育。目前，Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统，通过利用其分布性、自主性和社会性等特点，提高网络教学系统的智能性，使教学资源得到充分利用，并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪，为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学（USC）开发的教学Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果，促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。

综上所述，科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看，人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行：一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合，为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持，而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合，可以提高智能教学系统的教学效果；与网络通讯技术相结合，可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立，而是相互促进，相互完善，它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成，为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域，它们是传统人工智能的延伸与扩展，这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24]，这些发展与应用蕴藏着巨大潜能，必将对教育产生重要的影响。

技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用，一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科，虽然在基本理论和方法等方面存在着争论，但从其研究成果与应用效果来看，有着广阔的应用前景，值得进一步的开发和利用。

参考文献

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[22] Erin Shaw, W. Lewis Johnson, and Rajaram Ganeshan, Pedagogical Agents on the Web[DB/OL].

第2篇：人工智能教学教案范文

关键词：教学模式；知识模型；学生模型；教师模型；智能教学系统

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0c

The Research of the Intelligent Tutoring Systems of Computer Foundation Course Based on the Web

QIN Yue-xing1,2

(1. College of Computer Science & Information Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China; 2. Department of Mathematics and Computer Science, Qinzhou College, Qinzhou 535000, China)

Abstract: Because of the neglect of the students' leading role and differences, the traditional CAI teaching pattern couldn't teach students in accordance with their aptitude. While ICAI pattern follows the principle of "people oriented, student first", with the purpose of teaching students in accordance with their characteristic and the fulfillment of the self-adapted teaching, it respects students' individual differences and attaches great importance to the students' central role. Through the combination of the characteristic of ICAI, this paper puts forward a structural model for the intelligent teaching of Computer Foundation course based on the Web.

Key words: teaching pattern; knowledge model; student model; teacher model; intelligent tutoring systems

1 引言

21世纪是一个信息社会的时代，计算机技术的日益普及和“信息高速公路”的开通将会给人类带来一个崭新的信息化社会，信息资源的共享更是当今世界发展的大势所趋。这就要求当代大学生熟练掌握计算机技术，通过它学会获取信息、加工、处理信息的能力，学会分析问题和解决实际问题的能力。《计算机文化基础》作为高等院校学生接受计算机基础教育的入门公共课程，它的内容是当代大学生必须要掌握的计算机基本知识和基本操作，其目的是为了提高学生的综合素质，使学生掌握计算机应用技能，把计算机作为一种有效的工具，应用到学习生活和以后的工作中。而目前《计算机文化基础》的上课主要是计算机＋大屏幕投影，采用以同一本教材、以教师为中心、学生围着教师转的“你教我学”的“演播式”教学模式。这种教学模式相对呆板，师生之间的交互性差，学生完全处于一种被动的学习状态，而学生又都是来自全国各地，城乡差别，地区差别较大，计算机水平参差不齐。教师把教学内容“满堂灌”式地传输给学生，而入学前计算机水平较高的学生则会感觉到课堂内容太浅，没有学习兴趣；入学前计算机水平较低的学生却又感觉课堂内容太深，上课听不太懂、跟不上，难以理解和消化。所以，实际上这样的教学模式仍然没有走出传统上课的教师“教”学生“学”的旧有模式，学生过份地依赖于教师，没有学习的积极性和主动性。这种模式忽视学生的主体性和差异性，泯灭学生的学习兴趣，面对不同的学习对象，不能做到因材施教。而智能教学则坚持“以人为本，学生第一”的教学原则，充分尊重学生的个体差异性，根据学生不同的特点，实现因人施教，充分发挥学生的主体作用，让学生积极、主动地去学习，在有效调动学生的学习主动性基础上，注重培养学生分析、解决问题和实践创新的能力。为了实现《计算机文化基础》课最好的教学效果，使学生真正掌握到计算机知识与技能，本文提出了基于Web的《计算机文化基础》的智能教学并进行了系统的简单研究与设计。

2 智能教学概况

智能教学，也称智能计算机辅助教学，简称ICAI (Intelligent Computer Assisted Instruction)是计算机辅助教学的一个重要发展方向，是利用计算机技术模仿人类的教学能力，以学生为中心，计算机为媒介形成的一种开放式的交互教学。智能教学系统是以人工智能、计算机科学、认知科学、思维科学、教育学、心理学和行为科学等为理论基础，根据学生的实际情况，自动选取适合学生的教学内容和教学方法，对学生进行个别化教学，实现了教育界提倡的“因人施教”“自适应教学”，让学生积极、主动地去获取知识，体现了智能性。实际上智能教学就相当于是赋予计算机系统以智能，由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳的教学效果。

智能教学系统最显著的特征是它具有自适应性。它能根据每个学生的基础知识、水平和能力，制定相应的学习计划，面对不同个性的学生有针对性地进行个别化指导，并在学习过程中根据学生的具体学习情况和进度自动调整适合学生的教学内容和教学策略，以达到最好的教学效果。理想的智能教学系统应能够根据学生的实际情况选取教学内容、教学模式，对学生实施个别化教学，做到“因人施教”，将教学资源、教学模式优化组合起来，建立一个良好的教与学的互动环境，激发教与学双方的主动性和创造性。

目前随着Web技术的不断发展和成熟，基于Web的智能教学系统研究越来越受到人们的重视。在Web上构建智能教学系统，利用网络的功能实现分布式教学，可以不受时间和空间上的限制，同时可以接受多个用户的并发访问，用户可以随时随地享受教学资源，充分实现信息资源的共享，又可以在最大程度上满足每个用户的需求，真正做到“因材施教”，因此得到教育领域的广泛应用。

3 基于Web的《计算机文化基础》智能教学系统设计的构成

针对基于Web的《计算机文化基础》教学系统的特点，本文采用4个相互作用的模块：知识模型、学生模型、教师模型和交互模型来设计该系统。

3.1 知识模型

知识模型将领域知识以一种特定的结构存储在计算机中，根据不同的知识类型采用不同的存储结构。知识库作为智能教学系统的重要组成部分，主要解决教什么的问题（教学内容），表示教学领域的相关知识，以及相关问题的求解知识。实际上，知识表示是智能化系统首先要实现的部分。用于智能教学的教材内容的组织不是简单地将书本电子化，而是通过对学习内容模块化来确定知识的内在联系和认知顺序。

本系统的知识模型模块，对《计算机文化基础》教学内容知识库的表示，可以采用超文本表示方法，根据教学把课程内容分解成小单元，设置相应的内容链接。其特点包括：教学内容被组织成包含文字、声音、图形、图像、动画和视频等多媒体集成的超文本文件（HTML）文件，使教学内容更为丰富、形象、生动、充实。例如，《计算机文化基础》讲解格式化磁盘或安装操作系统的相关知识时，由于硬件和时间条件的关系，教师不可能把上课所用的机子格式化后重装系统演示给学生看，一般都是口头随便讲解，草草带过。但学生对这些内容又比较感兴趣，这样，想教无法教，想学又没学到，教与学出现矛盾！但是现在通过智能教学系统，可以把这些知识点做成步骤详细的flas作品挂在校园网上，学生通过校园网可以反复多次地观看，甚至可以下载保存到自己的电脑上，这样让学生积极、主动地去学习，从而达到掌握知识和形成技能的目的。通过智能教学系统，我们可以把一些在课堂上很难实现的知识很轻松、容易地教会学生，提高学生的学习积极性。

3.2 学生模型

学生模型是记录学生的基本信息和学习情况的模块，根据学生的学习基础、能力特征和个性特点智能教学系统要提供最适合学生需要的教学，针对不同的学习个体，做到因材施教，系统就必须充分了解当前的学习对象，需要把学习对象的各种认知特征、知识水平、学习能力等用适当的数据结构记录下来，作为选择教学内容和教学方法的依据。

学生模型在ICAI中构造了一种可靠的表示学生知识水平程度的数据结构，它记录着学生对知识的掌握程度，是学生知识结构的反映。学生模型监控学生的学习情况，依据学习的进度和学生的知识水平能力从试题库中调出相应的测试内容进行测试，并将测试结果的详细情况存储到学生信息库中，方便教师模型对学生信息的调用。学生模型的构造目的是评估学生的认知状态，并发现学生在认知过程中出现的错误。

本系统的学生模型模块主要用于帮助学生进行个性化的学习活动。主要有两个方面：(1)学生学习：系统提供多种学习方式供学生进行选择，根据学生的选择系统提供相应的学习资料或课件，给出相应的学习指导。比如，如果学生选择传授式学习，那么整个学习过程都处于计算机导师的直接控制之下，相当于传统的课堂教学下的学习；如果学生选择探索式学习，那么计算机导师就会提出相应的问题和提示，学生自主地浏览相关网页内容，在这些问题和提示下，完成主动性的学习；(2)学生练习：学生完成一个单元或阶段的学习后，系统提供相应的练习题给学生进行练习；在学生提交练习结果后，系统进行评估，给出进一步的学习建议，如果系统评估不过，则学生要重新进行该练习，直到学生掌握了该知识点才能进行下一步的学习，如果系统评估通过，则形成新的有针对性的练习，或者引导学生进入下一单元的学习；同时建立学生的个性化知识库，使系统能够进行有效的推理，形成启发式的自学策略。

3.3 教师模型

教师模型是模仿人类教师工作的一组程序，存放指导教学序列和教学方法，通过人机交互对知识模型和学生模型的分析，启动推理机工作，评价学生领域知识的掌握程度，提供指导的教学序列，并在最适当的时候显示最好的指导，进行启发式的高水平教学。

本系统的教师模型主要用于辅助教师编写教案。主要包括：(1)教案生成管理：系统根据教学知识模型和学生模型，结合已有的教学资源，通过一定的推理机制生成相应的教学策略，辅助教师作出有针对性的教学计划，编写个性化的计算机教案，同时提供教案库的管理和维护功能；(2)素材组织：按照教学知识模型库将各种类型的教学素材（如声音、图形、图像、视频等）进行组织和管理，建立教学素材与教学知识点之间的有机联系，并提供与常见多媒体课件编辑工具（如PowerPoint、Authorware、Flash）的链接，能够在常见的课件编辑工具中有效地利用已有教学素材。

3.4 交互模型

交互模型实现学生与知识、系统之间的交流，是教与学双向活动的人机界面。交互模型包括学生交互界面和教师交互界面。

本系统主要有两种基本的交流工具：(1)教师信箱：学生通过电子邮件的方式与教师之进行交流；(2)电子白板:电子白板是一个虚拟的协同的交互空间，供教师和学生进行同步或异步方式的交流。对在交流过程中产生的有价值的信息，用户将其作为知识进行提取存储起来，供以后再利用。

4 结束语

《计算机文化基础》是一门基础性、应用性、操作性比较强的学科，我们要找出一条适合《计算机文化基础》教学的新路子,充分发挥学生的主体作用。目前，有关基于Web的智能教学系统的研究和开发逐渐成为国内外研究的热点，本文针对《计算机文化基础》这门课研究探讨了一种基于Web的智能教学系统的构造方法，希望能构造出一个高效的基于Web的智能教学系统，从而真正实现《计算机文化基础》的智能化教学。

参考文献：

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第3篇：人工智能教学教案范文

摘 要：在全球信息化一日千里的今天，学生应该拥有什么知识和具备哪些能力才能有效的学习和高效的生活呢？机器人普及的"导火索"已经点燃，这场革命必将与个人电脑一样，不久的将彻底改变这个时代的生活方式。发展机器人事业，将智能机器人的教学纳入课程教学是最佳形式。这是信息技术教学的一次创新与变革，是信息技术课堂的一次升华

关键词：机器人教学 课堂教学 培养学生

一、机器人教学已经纳入课程

随着我国教育信息化的发展，智能机器人技术向教育领域的渗透已呈加速发展趋势。现如今学校将智能机器人的普及教育以科研课题的方式纳入信息技术课程，智能机器人教育进入课堂教学成为了现在时。智能机器人技术主要应用了信息技术中的感测技术、传感技术、控制技术和施用技术，是信息技术课程和相关科技活动的良好载体，能够让学生充分发挥想象力去设计各种智能装置，实现自己的创意，提升信息素养。

二、机器人课堂教学可以培养学生信息处理能力

机器人教育集趣味性、实践性、综合性、科学性、探究性为一体，深受广大青少年学生的喜爱，它集计算机、声、光、电等多种技术，可以让学生全面接触传感器、计算机软硬件、人工智能、自动控制、电子技术和机械工程等多个学科高新科技知识。智能机器人教学进入课堂可培养青少年学生综合素质主要体现在以下方面：

1、培养学生的综合素质和应变能力。

机器人因涉及多门类、多学科的知识和原理，通过教学可以拓展学生各学科的专业知识，又可将各学科的知识横向联系起来，对各学科所学知识起到巩固作用。首先，机器人教学实践活动中，学生按照图形要求或设想将几十种、甚至上百种各种零配件搭建成一个完整的能执行任务的机器人，每一个搭建步骤都必须自己或小组协同完成，这大大提高了学生应用各种工具的技巧和灵活的动手能力、空间想像能力。其次，在搭建前要构思巧妙完成的方式、方法和途径，对可行性要进行分析，得出最佳方案。最后，编写智能机器人执行任务的程序。学生要将任务分解成许多的小任务按步骤实施，即要编写出许多的小程序然后将机器放到场地中调试。此时要认真、仔细观察行走路线和机器人各部件的工作状态，然后根据完成任务和执行情况进行分析，对程序和部件进行更改，如此反复，直到能理想完成任务。在这一过程中，学生的观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力都得到了培养。

2、培养学生的信息意识和素养。

智能机器人工作过程完全是靠各部件，如触发器，灰度检测卡、红外发射与接收器等来接收信息，然后对信息进行分析并作出反映。对于机器人能够收集――处理――反馈信息的过程，学生充满了好奇和无限的激情，他们渴望能把设想变成现实。因而，机器人教学能很好的培养学生的信息意识和收集、分析、处理信息的能力。

3、培养学生创新能力。

机器人技术具有科技含量高，综合性强、创新性强的特点。在教学中，一方面，教师要调动学生的主观能动性，鼓励学生勇于探索，使用与众不同的方法、思路进行搭建，按照自己的策略编写程序。另一方面，学生会根据自己的实践和认知，认真思考，提出各种设想，创造性地搭建各种机器人。学生为实现自己的梦想，会充分挖掘自己的能力，将自己的设想付诸实践，想尽各种办法检验自己的创意和设计。因此，机器人教学可以培养学生创新能力。

4、培养学生良好的科学素养。

教学中，机器搭建、编程调试、设计改装等都必须从实际出发，将自己所学知识与实际结合起来才能获得成功，而设计能成功必须经过检验。这就要求学生要养成实事求是、脚踏实地的科学作风。机器人的搭建、设计与编程不可能一次成功，往往要反复拆卸、调试、整改，几经挫折才能成功，这就可以培养学生一丝不苟、严谨的探究和学习态度，养成坚忍不拔、不言放弃的探究精神和良好的心理承受能力。

5、培养学生的交流与协作精神。

青少年学生由于受到自身学识和能力的局限，往往要采用小组形式教学。小组共同分析、探讨策略的可行性，共同设计、改装机器人；协同完成机器人部件的搭建；一起设计、调试程序，一起观察、探讨、纠正机器人运行过程中出现的各种问题。小组成员既要分工又要合作、既合作又竞争往往会形成了一个很好的团队，他们的团队精神就得到了培养。

三、机器人课堂教学策略

实施智能机器人教学进课堂，应努力做好规划，构建适合本校特色的机器人课堂教学思路与模式。破瓶颈，重管理，抓研究，重成果，为创建学校特色智能机器人教学铺路。

1、整合智能机器人课堂教学课程。机器人教学根据原理可分为搭建、编程、调试、改装等几个过程。课堂教学可根据过程分成几个教学阶段。根据紧密联系程度，将教学任务分为搭建、改装教学和编程、调试教学二个阶段来完成。编程、调试教学主要操作在电脑操作或模拟中完成，并将教学整合到信息技术课堂中。在初中，大部分学校都开设劳动技术教育课程，可以将机器人的搭建、改装教学纳入劳动技术课，分年级、分阶段安排课时。在高中，大部分学校都开设通用技术课程，可将机器人的搭建、改装教学与通用技术课进行整合。

2、加强机器人师资队伍建设。长期以来，由于机器人的神秘感，普遍对机器人教学认识存在误区，认为一定要电脑或信息技术教师才能进行教学。事实上，机器人教学只是一个综合性很强的学科。完全可以不拘泥于常规，大胆启用相关学科教师进行教学。如劳技，物理、通用技术学科教师等。

3、加强智能机器人教学管理。由于机器人涉及声、光、电等敏感部件，对实验调试的环境和场地都要求较高。教学中，应要求学生爱护每一个智能机器人部件，加强教学管理。只有加强管理才能让昂贵的教学用智能机器人发挥最大的效益，减少破损或遗失。

第4篇：人工智能教学教案范文

关键词　虚拟现实　网络教学　人机交互

随着计算机网络技术的飞速发展，基于校园局域网络的网络教学已成为一种新的教学模式在各大高校迅速普及。为了进一步提高校园网络教学的质量，更加真实地模拟实际课堂教学的情景，虚拟现实技术被广泛地运用于其中，它给网络教学带来了新的发展模式。

虚拟现实（Virtual　Reality，简称VR）是一项涉及计算机图形技术、人机交互技术、传感与仿真技术、人工智能技术等领域的综合集成技术。它是通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，利用计算机技术模拟产生基于三维数字模型的虚拟环境，形成一个以视觉感受为主，辅助听觉甚至触觉等可综合感知的人工环境，使用户作为参与者通过适当装置设备，自然地、身临其境地和虚拟环境进行体验和交互操作。①针对校园网络教学来说，建立更加真实的学习环境是提高网络教学质量的关键。因此，合理有效地将虚拟现实技术运用于网络教学之中，将会给网络教学模式带来积极的影响。

1　虚拟现实技术概述

1.1　虚拟现实技术的特点

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人机交互所具有的视觉感知外，还具有听觉感知、触觉感知，甚至包括味觉和嗅觉感知等。理论上讲，理想化的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用户在进行交互操作时，存在于虚拟环境中所能感知到的真实程度。在现有技术条件下，应最大程度地模拟真实环境，使用户能够全身心地投入到计算机创建的三维虚拟世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到的反馈程度。②

（4）构想性：构想性是指虚拟现实不仅要能使存在于此环境中的用户获取新的知识，提高感性和理性认识，而且要能使用户产生新的构思，启发其创造性的活动。

1.2　虚拟现实技术的分类

（1）沉浸式虚拟现实系统。沉浸式虚拟现实系统能够为用户提供完全沉浸的体验，它需要借助头盔式显示器，数据手套等外部辅助装置与虚拟世界进行交互。将使用者的视觉、听觉与外界隔离，使其能够全身心地投入到虚拟环境中去。这种虚拟现实系统十分复杂，对硬件和软件的要求都很高，因此普及推广难度较大，现阶段仅适用于某些特殊领域。

（2）分布式虚拟现实系统。分布式虚拟现实是指多个用户通过计算机网络连接在一起同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历。多个用户可对同一虚拟世界进行观察和操作，以达到协同工作的目的。

（3）简易式虚拟现实系统（桌面虚拟现实系统）。简易式虚拟现实系统又称为桌面虚拟现实系统，通常由个人普通计算机便可组成。它利用计算机屏幕作为观察虚拟世界的窗口，用户通过键盘、鼠标等普通设备便可实现与虚拟环境的交互。这种系统在环境的沉浸感上有所欠缺，但相对结构简单，成本较低，便于应用推广。

2　基于虚拟现实技术的校园网络教学建设

网络教学的主要目的是在实现信息资源最大限度共享的基础上，培养学生积极自主学习的能力。一般的网络教学，通常是将电子教材、教案、多媒体课件和授课视频等教学资源放置于网络上供学生自主浏览。这种方式在一定程度上缺乏传统教学的真实感，也很难实现和学生进行动态交互，从而降低教学效果。虚拟现实技术正好能够弥补这方面的缺陷，通过对真实教学环境的模拟，使参与者能够身临其境地学习，能够更好地实现信息交互，达到更佳的教学效果。

从目前校园网络的构建来看，大多数都是基于WEB页面的B/S模式，并且从网络教学的现实应用来看，不可能给每个学生提供高成本的硬件设备，所以要实现并普及基于数字式头盔和手套的沉浸式虚拟现实系统，显然是不太现实的。因此，作为应用并推广普及于校园网络教学的虚拟现实技术，目前应主要考虑简易（桌面）式虚拟现实系统。这类系统只需要以学生个人计算机作为终端设备，　以计算机屏幕作为交互窗口，鼠标、键盘作为交互设备，就能与教学内容和虚拟环境进行灵活自由的交互。

2.1　虚拟现实应用于网络教学的关键技术

将虚拟现实技术应用于网络教学，更加真实地模拟实际教学环境，这其中主要涉及到的关键技术是对各种图形图像的立体化建模。VRML（Virtual　Reality　Modeling　Language），虚拟现实建模语言的简称，它是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，是一种面向web，面向对象的三维造型语言，同时也是一种解释性语言。VRML采用文本格式来描述三维场景，使得整个虚拟世界的文件量远远小于传统的三维动画。③目前，VRML已经发展成为新的国际标准X3D。它在VRML的基础上做了较多改动，是一种支持XML编码格式的开放式3D标准。数据可以通过网络实现实时交流，具有可扩展性、可移植性、页面整合性等优势。对于网络教学中的图像建模，可采用如QTVR（QuickTime　Virtual　Reality）等建模技术。QuickTime是Apple公司开发的一种图像和视频处理技术。QTVR是QuickTime技术的拓展，它不需要传统虚拟现实技术所要求的特殊硬件设备，在普通的PC机上就可产生相当程度的虚拟现实的体验。它不需要进行任何几何造型，只需通过图像采集系统采集真实世界的图像、QTVR系统软件处理离散的图像，即可完成三维空间、三维物体的模拟。用户操纵普通鼠标、键盘即可实现对三维造型的全方位观察。

2.2　基于虚拟现实的网络教学资源建设

将虚拟现实技术融入网络教学之中，将传统的教学资源利用虚拟现实技术更加形象化，真实化地展示给学习者，使之能够在虚拟世界中得到更佳的学习体验。因此，利用虚拟现实技术建立更加丰富完善的教学资源就是这种新技术能否取得成效的关键。

（1）虚拟校园建设。校园是学生学习生活的重要场所，传统教学的教室是校园的一部分。在校园网络教学中，没有了实际的校园、教室的概念，对应存在的是虚拟校园和虚拟教室。通过虚拟现实技术，将实际校园中的建筑按一定比例以三维立体的形式表现出来，构建逼真的虚拟环境。一方面，虚拟校园能够更加直观真切地展示校园风貌，提升校园形象；另一方面，能够为学生提供更加真实的环境感受，学生可以用虚拟的角色在校园中行走，与其他虚拟角色交流，可以选择自己感兴趣的课程进入虚拟教室进行学习。

（2）虚拟课堂建设。传统的网络课程一般主要包括电子教材、教案、多媒体课件等资源，基于虚拟现实技术的虚拟课堂，是在传统网络课程基础上的一次提升。虚拟课堂以更加立体直观的方式将各种数字教学资源呈现给学生，对于某一事物的学习，学生可以从多角度多视野进行观察，获得更加全面的认识。学生仍然以虚拟角色作为课堂的主角，能够与虚拟现实技术所表达的教学内容进行交流互动，在不断激发创造性思维的过程中进行自主探索性学习。

（3）虚拟实验室建设。实验教学是学生将理论知识应用于实践的重要环节。在实际教学中，某些实验设备成本较高，更新换代较快，从而导致许多学校实验室设备陈旧，无法满足相关技术的发展和学生的需求。某些实验结论可能需要长时间观察，某些可能还具有一定的危险性，这些实验在实际完成上存在一定的困难。利用虚拟现实技术建立网上虚拟实验室，包括对相应实验室环境、实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源的建模，能够较好地解决这些问题。④虚拟实验室通过对现实实验室的逼真模拟，使实验者不仅具有真实的沉浸感，而且能够通过鼠标键盘等外部设备与三维仿真产生的虚拟实验仪器进行交互。在虚拟实验室中，实验者将不受时间空间和环境的限制，能从多角度反复进行实验论证而不用担心成本问题，有利于进一步培养学生的创新精神。

（4）虚拟图书馆建设。虚拟图书馆是虚拟现实技术在图书馆中的一种应用，它是传统图书馆、数字图书馆功能的扩展和延伸。一方面，利用虚拟现实技术，可以对图书馆实体进行三维全景建模，当需要查找某一书籍时，读者可像现实中一样在其中漫游行走；可以将某些二维平面的数字资源三维立体化，给人更加直观的感觉；同时还可以与人工智能等技术相结合，开发出更加完善的人机交互方式。⑤另一方面，虚拟图书馆也是一扇基于网络的服务之门，它提供的是一种虚拟的网络信息环境，通过校园网出口，用户可在与之相连接网络上的更加宽广的空间中进行搜索，获得更多更丰富的信息资源。

3　结束语

虚拟现实技术能够为学习者提供更加真实的学习体验，将其融入网络教学是未来发展的一种趋势。随着虚拟现实技术的不断成熟和完善，必将在网络教学中发挥出越来越重大的作用。着力建设基于虚拟现实的各种网络资源是进一步深入发展网络教学的关键，在实际建设中，应该根据现有硬件和软件技术条件的具体情况，采用相应的虚拟现实技术，以达到最佳的教学效果。

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虚拟现实（Virtual　Reality，简称VR）是一项涉及计算机图形技术、人机交互技术、传感与仿真技术、人工智能技术等领域的综合集成技术。它是通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，利用计算机技术模拟产生基于三维数字模型的虚拟环境，形成一个以视觉感受为主，辅助听觉甚至触觉等可综合感知的人工环境，使用户作为参与者通过适当装置设备，自然地、身临其境地和虚拟环境进行体验和交互操作。①针对校园网络教学来说，建立更加真实的学习环境是提高网络教学质量的关键。因此，合理有效地将虚拟现实技术运用于网络教学之中，将会给网络教学模式带来积极的影响。

1　虚拟现实技术概述

1.1　虚拟现实技术的特点

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人机交互所具有的视觉感知外，还具有听觉感知、触觉感知，甚至包括味觉和嗅觉感知等。理论上讲，理想化的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用户在进行交互操作时，存在于虚拟环境中所能感知到的真实程度。在现有技术条件下，应最大程度地模拟真实环境，使用户能够全身心地投入到计算机创建的三维虚拟世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到的反馈程度。②

（4）构想性：构想性是指虚拟现实不仅要能使存在于此环境中的用户获取新的知识，提高感性和理性认识，而且要能使用户产生新的构思，启发其创造性的活动。

1.2　虚拟现实技术的分类

（1）沉浸式虚拟现实系统。沉浸式虚拟现实系统能够为用户提供完全沉浸的体验，它需要借助头盔式显示器，数据手套等外部辅助装置与虚拟世界进行交互。将使用者的视觉、听觉与外界隔离，使其能够全身心地投入到虚拟环境中去。这种虚拟现实系统十分复杂，对硬件和软件的要求都很高，因此普及推广难度较大，现阶段仅适用于某些特殊领域。

（2）分布式虚拟现实系统。分布式虚拟现实是指多个用户通过计算机网络连接在一起同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历。多个用户可对同一虚拟世界进行观察和操作，以达到协同工作的目的。

（3）简易式虚拟现实系统（桌面虚拟现实系统）。简易式虚拟现实系统又称为桌面虚拟现实系统，通常由个人普通计算机便可组成。它利用计算机屏幕作为观察虚拟世界的窗口，用户通过键盘、鼠标等普通设备便可实现与虚拟环境的交互。这种系统在环境的沉浸感上有所欠缺，但相对结构简单，成本较低，便于应用推广。

2　基于虚拟现实技术的校园网络教学建设

网络教学的主要目的是在实现信息资源最大限度共享的基础上，培养学生积极自主学习的能力。一般的网络教学，通常是将电子教材、教案、多媒体课件和授课视频等教学资源放置于网络上供学生自主浏览。这种方式在一定程度上缺乏传统教学的真实感，也很难实现和学生进行动态交互，从而降低教学效果。虚拟现实技术正好能够弥补这方面的缺陷，通过对真实教学环境的模拟，使参与者能够身临其境地学习，能够更好地实现信息交互，达到更佳的教学效果。

从目前校园网络的构建来看，大多数都是基于WEB页面的B/S模式，并且从网络教学的现实应用来看，不可能给每个学生提供高成本的硬件设备，所以要实现并普及基于数字式头盔和手套的沉浸式虚拟现实系统，显然是不太现实的。因此，作为应用并推广普及于校园网络教学的虚拟现实技术，目前应主要考虑简易（桌面）式虚拟现实系统。这类系统只需要以学生个人计算机作为终端设备，　以计算机屏幕作为交互窗口，鼠标、键盘作为交互设备，就能与教学内容和虚拟环境进行灵活自由的交互。

2.1　虚拟现实应用于网络教学的关键技术

将虚拟现实技术应用于网络教学，更加真实地模拟实际教学环境，这其中主要涉及到的关键技术是对各种图形图像的立体化建模。VRML（Virtual　Reality　Modeling　Language），虚拟现实建模语言的简称，它是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，是一种面向web，面向对象的三维造型语言，同时也是一种解释性语言。VRML采用文本格式来描述三维场景，使得整个虚拟世界的文件量远远小于传统的三维动画。③目前，VRML已经发展成为新的国际标准X3D。它在VRML的基础上做了较多改动，是一种支持XML编码格式的开放式3D标准。数据可以通过网络实现实时交流，具有可扩展性、可移植性、页面整合性等优势。对于网络教学中的图像建模，可采用如QTVR（QuickTime　Virtual　Reality）等建模技术。QuickTime是Apple公司开发的一种图像和视频处理技术。QTVR是QuickTime技术的拓展，它不需要传统虚拟现实技术所要求的特殊硬件设备，在普通的PC机上就可产生相当程度的虚拟现实的体验。它不需要进行任何几何造型，只需通过图像采集系统采集真实世界的图像、QTVR系统软件处理离散的图像，即可完成三维空间、三维物体的模拟。用户操纵普通鼠标、键盘即可实现对三维造型的全方位观察。

2.2　基于虚拟现实的网络教学资源建设

将虚拟现实技术融入网络教学之中，将传统的教学资源利用虚拟现实技术更加形象化，真实化地展示给学习者，使之能够在虚拟世界中得到更佳的学习体验。因此，利用虚拟现实技术建立更加丰富完善的教学资源就是这种新技术能否取得成效的关键。

（1）虚拟校园建设。校园是学生学习生活的重要场所，传统教学的教室是校园的一部分。在校园网络教学中，没有了实际的校园、教室的概念，对应存在的是虚拟校园和虚拟教室。通过虚拟现实技术，将实际校园中的建筑按一定比例以三维立体的形式表现出来，构建逼真的虚拟环境。一方面，虚拟校园能够更加直观真切地展示校园风貌，提升校园形象；另一方面，能够为学生提供更加真实的环境感受，学生可以用虚拟的角色在校园中行走，与其他虚拟角色交流，可以选择自己感兴趣的课程进入虚拟教室进行学习。

（2）虚拟课堂建设。传统的网络课程一般主要包括电子教材、教案、多媒体课件等资源，基于虚拟现实技术的虚拟课堂，是在传统网络课程基础上的一次提升。虚拟课堂以更加立体直观的方式将各种数字教学资源呈现给学生，对于某一事物的学习，学生可以从多角度多视野进行观察，获得更加全面的认识。学生仍然以虚拟角色作为课堂的主角，能够与虚拟现实技术所表达的教学内容进行交流互动，在不断激发创造性思维的过程中进行自主探索性学习。

（3）虚拟实验室建设。实验教学是学生将理论知识应用于实践的重要环节。在实际教学中，某些实验设备成本较高，更新换代较快，从而导致许多学校实验室设备陈旧，无法满足相关技术的发展和学生的需求。某些实验结论可能需要长时间观察，某些可能还具有一定的危险性，这些实验在实际完成上存在一定的困难。利用虚拟现实技术建立网上虚拟实验室，包括对相应实验室环境、实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源的建模，能够较好地解决这些问题。④虚拟实验室通过对现实实验室的逼真模拟，使实验者不仅具有真实的沉浸感，而且能够通过鼠标键盘等外部设备与三维仿真产生的虚拟实验仪器进行交互。在虚拟实验室中，实验者将不受时间空间和环境的限制，能从多角度反复进行实验论证而不用担心成本问题，有利于进一步培养学生的创新精神。

（4）虚拟图书馆建设。虚拟图书馆是虚拟现实技术在图书馆中的一种应用，它是传统图书馆、数字图书馆功能的扩展和延伸。一方面，利用虚拟现实技术，可以对图书馆实体进行三维全景建模，当需要查找某一书籍时，读者可像现实中一样在其中漫游行走；可以将某些二维平面的数字资源三维立体化，给人更加直观的感觉；同时还可以与人工智能等技术相结合，开发出更加完善的人机交互方式。⑤另一方面，虚拟图书馆也是一扇基于网络的服务之门，它提供的是一种虚拟的网络信息环境，通过校园网出口，用户可在与之相连接网络上的更加宽广的空间中进行搜索，获得更多更丰富的信息资源。

第5篇：人工智能教学教案范文

关键词：教学系统；Web技术；数据挖掘

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0121-02

基金项目：江苏省职业技术教育学会职业教育立项课题（2013012）

作者简介：孙雪娟（1977-），女，无锡高等师范学校讲师，研究方向为计算机教学。

1系统设计背景

随着信息化技术的不断推进，利用校园网共享网络教学资源，构建网络教学环境，并可进行交互、协作和开放式的教学已成为重要的教学方式之一。通过对学生使用系统所产生的信息数据进行数据挖掘，得到学生学习兴趣、学习习惯、学习不足等个人信息，用以指导教师教学。为学生提供个性化、智能化的网络教学系统成为当下教学系统的主流。

软件专业是实践性非常强的一个专业，学生学习程序设计语言类课程只有通过大量的编程训练，才能理解理论课所教授的知识点。但传统的教学偏重于采用“以教师为中心，教师讲、学生听”为特征的教学模式，忽视了计算机语言实践技能训练的重要性，从而缺乏对学生的个性化教学和知识再生能力的培养。对无锡高等师范学校软件专业学生的调查表明，因为课堂时间有限和教师与学生数量配比低，很多学生认为实验课程缺乏教师的帮助与指导，导致学习效果不理想。因此，在有限的客观条件下，进一步丰富课后自主学习资源，增加学生自主学习的时间和空间，使学生的学习不仅仅局限在课堂及实验课上，无疑是改善教学效果的有效方法。

2系统模块组成与流程设计

2.1系统功能模块组成

本教学系统预设定以下几个模块：课程资源、RSS定制、教学博客和会员中心等。

课程资源模块提供相关课程的教学信息、课程电子教案、课件、开放工具软件、免费电子书籍与参考资料、相关技术文章、相关课程练习与考试试题及参考答案等资源。

RSS定制模块将Web2.0技术之一的RSS技术应用于该系统建设中，使得学生能够在大量的教学内容中快速获取自己感兴趣的教学内容，从而实现个性化的学习过程。

教学博客模块按照课程和专题分类提供教师日常教育教学中遇到的问题或收获，同时该模块也可作为教师和学生课后的在线交流平台，针对具体问题进行交流以弥补课堂教学的不足。

会员中心模块主要负责对用户权限、密码、数据备份与安全等进行管理，对各项上传数据进行审核整理等。

2.2系统流程设计

该软件系统分为学生、教师两种不同的身份注册，身份不同，拥有的权限也不同。学生进入系统后学生利用系统提供的教学资源进行在线学习，与教师和同学进行在线交流、网上作业、网上实验。学生使用系统中产生的数据由数据挖掘算法对其进行挖掘分析，并给出相应的教学评价和建议，从而实现个性化教学的目的。教师进入系统后主要进行教学资源的上传、管理自己的博客，并对题库进行更新等；同时与学生进行在线交流、在线作业布置和批阅，可获得相应的学生各项成绩，并对题库进行更新等。

3关键技术

3.1Web2.0技术

Web 2.0的概念是2004年始于出版社经营者O'Reilly和MediaLive International之间的一场头脑风暴论坛。Web2.0是与互联网有关的一系列技术发展到一定阶段后应用门槛逐步降低，且技术与需求得以很方便地结合，从而产生的一次大规模的应用普及。Web2.0代表着互联网发展的新理念，逐渐成为该领域发展的热点和主流。Web2.0倡导用户主导、用户参与、用户分享、用户创造，最大限度地帮助用户实现个性化生产和满足用户个性化需求就是Web2.0服务的中心内容。目前，有关基于Web技术的智能教学系统的研究和开发逐渐成为国内外研究的热点，Web技术已成为智能教学系统不可缺少的技术。本系统拟采用Web2.0技术，一些人把Web 2.0看作是WWW发展的一个新阶段，这一阶段从架构到应用都显现出一些显著的特征。

Web2.0的特性表现在如下方面：

（1）多人参与，发挥的是个人的力量。每个人都是内容的供稿者，个人深度参与到互联网中，而不是作为被动的客体，这是一场革命性的变化。当然，这里的个人不是孤立的个人，而是彼此相连。

（2）可读可写互联网，交互能力强。Web2.0是“可写可读互联网”，发挥的是自组织的力量。个人与个人之间，创造的内容与内容之间，以及汇聚的群体与群体之间，都是以不同的自组织方式架构起来。以自组织的方式让人、内容和应用等充分“活动”起来，力量才能最大程度地爆发。

（3）Web2.0提供博客服务、简易信息聚合（RSS）、对等网络（P2P）、社区信息资源共享服务、集体编辑服务和社会性书签等服务。

总结而言，Web2.0实际上是对各信息源进行扩展，使其多样化和个性化的网络平台。

3.2数据挖掘技术

3.2.1数据挖掘概念

数据挖掘简单来说是从大量不规则的数据中寻找规律的技术。从人工智能和数据库领域研究的角度看，数据挖掘是指从数据库的大量数据中揭示出隐含的、先前未知的、具有潜在价值信息的非平凡过程。数据挖掘是多种技术结合的产物，主要包括人工智能、数据库、统计学、模式识别、可视化技术等。数据挖掘技术的分析方法有很多，比如关联规则分析、聚类分析、分类分析、回归分析、序列模式分析等。

3.2.2数据挖掘过程

（1）创建数据源。数据挖掘的处理对象是大量的数据，根据用户需求，选择恰当的信息收集方法和合适的数据存储管理方式将收集到的信息存入数据库。

（2）数据预处理。在系统使用过程中，会在数据库存储大量的积累数据，但这些数据往往不适合直接进行知识挖掘，通常在挖掘之前，要对这些数据进行数据预处理，具体的方法是选择相关数据、消除噪音、推算遗漏数据、消除冗余数据、数据类型转换等处理。完整、正确、一致的数据信息将有利于数据挖掘的效率和准确度。

（3）数据挖掘。数据挖掘的实施，仅仅是整个数据挖掘过程的一个步骤。数据挖掘常用的算法有关联规则分析算法、聚类分析算法、序列模式分析算法等。根据预处理后数据库中的数据信息，选择合适的分析算法，选取相应算法的参数，并分析数据，得到可能形成知识的模型。

（4）评估模型。实施数据挖掘所获得的模型，需要进行评估分析，以便有效发现那些没有实际意义的知识模型。这些初始模型所获得的模式有些可能不满足挖掘任务的需要，有些可能存在冗余，甚至有些情况下与事实相反。评估的方法可以直接用数据来检验其准确性，其中数据可以是原先建立的挖掘数据库中的数据，也可以另找一批数据并对其进行检验， 或者是在实际运行的环境中取新数据进行检验。

最后，需要对建立的模型进行可视化表示，将挖掘结果转换为用户易懂的另一种表示方法。数据挖掘过程是一个不断反馈修正的过程，无论哪个步骤如果没有达到预期目标，就需要退回到前面的挖掘步骤，重新选择数据，采用新的数据变换方法，设定新的参数值，甚至换一种数据挖掘算法。

3.2.3数据挖掘在本系统中的应用

教学系统要想做到因材施教，为学生提供个性化教学，数据挖掘技术的应用尤为重要。教学系统的后台数据库能够保留大量与学生相关的数据，但数据不是信息，如何从海量的数据资源中挖掘所蕴涵的有益信息是该系统研究的重点。

本系统中，学生的注册信息、学生的行为信息、课件库都可以作为数据挖掘的数据资源库。本文在此列举几种数据挖掘分析的基本算法在该系统中的应用。

（1）关联分析。关联分析是数据挖掘领域常用的一类算法，主要用于发现隐藏在数据库中有意义的联系，在此算法中支持度和置信度是重要的参数。支持度用来衡量某一给定数据集的频繁程度，置信度用来衡量某一数据集在特定事务中出现的频繁程度。本系统中，通过对学生各课程中知识的兴趣点、疑问知识点、各知识点分配的时间等数据的关联分析，可以发现知识点之间的关联，掌握学生学习情况，并给出相应的评价和一些学习建议。

（2）序列模式分析。序列模式挖掘有基于时间或者发现序列等的模式分析方法，其侧重点在于分析数据间的前后或因果关系。学生学知识需要掌握前后的知识点，特别是软件专业的学习，系列性较强，在时间有序的事务集中，找到那些“一些项跟随另一些项”的内部知识的联系对学习非常有帮助。学习活动序列模式挖掘问题由于其数据源和需要挖掘的模式的特殊性，因而还有许多问题有待解决。

（3）聚类分析。聚类分析属于探索性的数据分析方法，人们不必事先给出一个分类的标准，从给定的数据出发，自动进行分类。利用聚类分析可以将看似没有任何联系的数据进行分组，归类聚类结果要求组内对象相似性较高，组间对象相似性较低。比如，在学生访问系统的过程中，会参与相关知识领域的讨论，从而产生相应的数据，系统会对相同知识点感兴趣的学生进行聚类。经过分析，这些学生被聚类为一组，系统会自动给该组学生提供有别于其他同学的学习导航，使学生最大程度地受益。

4结语

基于Web的教学系统已成为当今流行的教学形式。但目前使用的大多数教学系统几乎都是静态的，存在交互手段少、不能因材施教等缺点，而在站点上却积累了大量有用的信息，没有被充分利用。本文设计的该系统能够根据学生的具体情况安排教学，如自动的因材施教等，旨在构造一个“以学生为中心”的，基于Web2.0 并使用数据挖掘的个性化教学系统，使其能在平时的教学实践中发挥更大的作用。个性化与智能化是辅助教学发展的趋势所在，基于Web的挖掘技术在教学系统中的应用是一个新的领域，也是一个带有很大挑战性的课题，必将有力地推动教学系统及相关学科的不断发展和进步，其无疑具有深刻的理论和实践意义。

献参考文献：

[1]张荣梅，彦峰，晓林.基于Internet 网络教学系统的设计与实现[J].现代远距离教育，2005（2）.

[2]黄檬丽，王兵.智能教学系统中教学策略的设计与实现[J].天津纺织工学院学报，2009.18（5）.

第6篇：人工智能教学教案范文

关键词 中职 网络方向 教学改革

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A

当前，中职计算机专业网络方对学生的培养仍以知识的积累为主要目标。在这个“人才饱和”就业困难的情况下，仍出现了“技工荒”；计算机专业网络方向课程是一门不断高速发展的交叉性应用型课程，该课程的教学难度较大，现实的教学效果并不令人满意。它是中职计算机相关专业必修的重点课程，是一门理论性，实践性和应用性非常强的课程，为了使计算机专业的人才培养适应社会需求，将从计算机网络课程的主要特点、教学现状入手，讨论如何提高学生的学习兴趣，加强学生的创新能力与自主获取知识的能力。

1专业特点

计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。

计算机网络的发展过程大致可以分为具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统、计算机网络三个阶段。 一个计算机系统连人网络以后，具有共享资源、提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。

从80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，它以光纤通信应用于计算机网络、多媒体技术、综合业务数据网络ISDN、人工智能网络的出现和发展为主要标志。90年代至下个世纪初将是计算机网络高速发展的时期，计算机网络的应用将向更高层次发展，尤其是Internet网络的建立，推动了计算机网络的飞速发展。据预测，今后计算机网络具有以下几个特点：

（1）开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享，数据通信和分布处理的目标。

（2）向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音图像等综合。

计算机网络的智能化，多方面提高网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。

随着社会及科学技术的发展，对计算机网络的发展提出了更加有利的条件。计算机网络与通信网的结合，可以使众多的个人计算机不仅能够同时处理文字、数据、图像、声音等信息， 而且还可以使这些信息四通八达，及时地与全国乃至全世界的信息进行交换。

2当前现状

作为一门中等职业学校计算机专业的方向课程，目前课程的教学存在三个比较大的问题：

（1）教学内容方面：网络相关学科发展迅速，内容更新快，课程内容难以跟上计算机网络科学的发展变化。

（2）在教学方式上：网络课程有相当部分的内容属于基础理论知识，难度大，相对枯燥，在课堂教学方面需要适当调整，改变学生积极性调动不充分，课堂互动性不足等问题。

（3）教学目标方面：中职网络课程的教学目标主要依赖高校的经验，集中在如何完成课程的教学，传授其中的知识点，但对于学生的实践能力和创新能力没有适当的关注。与此相对的是，计算机专业的学生毕业走向工作岗位，能否有效解决有关的实际问题，对于用人单位用人的一项硬件指标。这些能力培养的忽略。对于今后学生的工作和发展非常不利。

3教改措施

3.1调整教学内容，增强基本概念和知识的学习

计算机网络课程教学内容包括通信技术、网络理论和网络应用技术，无论从软硬件、通信哪一个方面讲，都是一个复杂的系统。因此，要在有限的学时内完成教学，内容的安排非常重要。我们根据目前计算机网络的发展状况，对教学的课程结构进行优化，精选教学内容，保留基本的通信理论，略讲部分网络原理，删去一些过时的网络技术，把重点放在让学生掌握目前流行的网络技术和理解未来的发展方向上。

3.2提高教学质量，采用合适的教学方法和教学手段

（1）上课教师最好能参与本单位的校园网络建设，或者参与社会上的网络工程，积累工程经验，丰富上课内容。教师在备课过程中力求对内容高度熟练，能够深入浅出的讲授，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，使学生能掌握基本的理论、概念、技术、方法。

（2）有选择性地布置一些思考题、练习题、市场调研、专业技能训练等，使学生通过认真阅读教材和参考书，以掌握课程的基本内容以及重点和难点。教师可以将科研中企业网络系统建设的需求或已有的网络系统情况告诉学生，让学生分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，或为企业设计满足实际需求的计算机网络系统。最后由指导老师对学生提出的企业计算机网络方案进行讲评，指出其设计方案的优缺点，并提出改进意见。

（3）利用及时通信技术，如微信、QQ等手段，回答学生提出的问题；学生在网络提交作业，教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。这样不仅使学生对本课程的内容更进一步的了解，主要是加深学生对计算机网络知识应用的兴趣爱好。

（4）将相关的著名计算机网络学习网站，论坛、资源等和优秀的网络课程书籍，及时推荐给学生，以进一步扩展学生的知识面。

第7篇：人工智能教学教案范文

关键词：“互联网+”；途径；数学教学

随着总理在2015年政府工作报告中对“互联网+”行动计划的首次提出，中国万物则慢慢进入了“互联网+”的时代。“互联网+”是以互联网为主的一整套的信息技术(包括移动互联网、云计算、人工智能、大数据技术等)在经济、社会、生活各方面的跨界融合并不断创造出新产品、新业务与新模式的一个过程。“互联网+”为学校教育提供了云网端一体的数字化基础设施，使学习无处不在。对于数学教学而言，需要改变传统的模式，在教学理念、手段、方法和评价上进行重构，从而提高教学效率和效果，为学生提供自主学习的空间与交流平台。现对“互联网+”时代下的数学教学途径探究如下：

一、运用新媒体提升数学教学思维创新、问题解决的途径与措施

随着智能手机的广泛普及，移动互联网凭借它的便捷性、实时性对教学活动带来了新的机遇和挑战。面对新的挑战，学校数学教学活动要在班级建设智能化、科学化的同时，以班级微信群为核心建立类似的QQ数学教学研究群、微信群等传播好的教案、好的教学思维和教学视频，吸引教师的热情参与。通过新的互联网交流形式，教师们在网上真情沟通、互相交流创新思想，把自己的教学理念有效地传递给彼此，在教研组中建立起一种同心同德、互相解决教学问题的良好的工作氛围。同时调动了教师教学的积极性和创造性，不断推动数学教学的创新发展。

二、构建“互联网+即时通信”平台进行数学教学活动

当今社会利用手机上网的学生逐年增多，而且在及时通讯中微信工具最为普遍，所以运用微信来开展数学教学活动是首要之选。学校可以加强校园微信覆盖，占领网络教育阵地，利用教师、学生朋友圈，开展丰富多彩的数学教育活动，营造浓厚的数学学习氛围。如在微信上开展“一对一”或“一对多”的数学教学活动，对学生课上没学懂的知识或不会做的作业习题进行讲授和讲解，补充和完善学生的数学知识，充分利用微信选择轻松适宜学生接受的方式和方法进行教学。同时，适当协调教师组织队伍，不单单由教学为主体，做到课上、课下共同推进“互联网+即时通信”平台开展数学学习活动，提高学生学习数学的意识。

三、以“互联网+微课堂”推进班级学风建设

班级是学生最基本的组织细胞，要推进教学活动创新发展必须要深入班级中去，推进班级学风建设。为了适应新时期教学活动的创新和方式的转变，通过互联网授课方式，将课堂的数学知识放到班级建设中，让学生结合自身实际情况选择学习范围，制作成小视频。在“互联网+微课堂”上，通过“互联网+”把学生存在的数学问题上传到网上，并由教师制作课件加以解答，学生便可以在网上直接下载学习，然后谈认识、讲体会，经过互动讨论完成学习。这样的方式不仅向学生传授了数学知识，同时以学习和讨论交流相结合的方式加强了学生的自我学习能力，推动了班级学风的建设。

四、通过“互联网+”实现“双师型”教育

“双师型”是指每个学生、每个学科配一个临时老师，即除去在校老师以外还有一个在线的网络老师。在“互联网+”平台上汇集了最优质的数学资源与智力，学生可以根据平台的数据分析报告了解自己的学习问题，获取个性化、适应性的资源和服务。通过网络文字、图片、视频、语音等形式，学生和教师可以随时查看就像在面对面讲解试题，每个学生相当于拥有了一个“随身家教”。学生自主地选择在线教师和合适的时间进行一对一辅导和在线提问，问题会上传到云平台由系统推荐给相关学科教师，在线教师自主选择解答。这样，通过“互联网+”为郊区、薄弱学校的学生提供了服务，关注了教育均衡，解决了学生的个性化问题，让孩子有了实际的收获。

五、以新语态与学生开展网络环境下的交流，激发学生的创造性和学习热情

在新时期的数学教育教学活动中，教师们要放下姿态，放低身段，学会运用网络语言来开展思想教育。网络语言就如同与班级学生们之间的沟通桥梁，听不懂新一代学生的话，弄不明白网络语言的玩笑意思自然而言就会被学生排斥。当你理解和正确使用网络语言时，它就变成了心灵的良药，也就打开了教师与学生之间的心灵之窗，在这样的情况下就更容易进行数学教学活动。所以，教师要经常浏览一些学生们喜欢浏览的门户论坛、网站，及时地了解并掌握当下新生代最潮流热捧的语言，拉近与学生们的距离，加强同一环境的亲切感。在课上或课下都可以运用这些网络用语，它可以使课堂充满旺盛的活力，充分调动学生的学习数学的积极性和创造性。

作者:徐珊珊 单位:锦州市现代服务学校

参考文献：

[1]薛晓霞.“互联网+”时代工会加强班组建设的途径与措施[J].知识经济,2016(4).

[2]闫军秀.浅谈互联网时代大学生国防意识的培养[J].太原城市职业技术学院学报,2013(8).

第8篇：人工智能教学教案范文

如何迎接社会变革所带来的挑战，以信息化带动教育现代化，实现基础教育跨越式发展，已成为上海基础教育共同关心的热点。 如何正确认识教育信息化内涵，如何构建信息化的基本形态，尤其在“校校通”初现端倪、“人机比”不断提升的背景下，教育信息化如何开展，确实需要人们作进一步的理性思考。

一、信息化校园的构建

站在贯彻素质教育、实现教育跨越式发展的高度，结合上海教育的实际和特点，今天中小学教育信息化所面临的最重要任务是构建适应信息社会、体现素质教育要求的人才培养新模式。新模式体现以下几个特点：

就操作性而言，上述人才培养模式的构建有三个立足点：其一，以应用为主线的信息技术教学与实践，包括信息科技课程的开设和学科整合中信息技术应用；其二，以体现教育信息化思想和要求的信息化校园的构建；其三，以网络共享思维为特点的管理模式创新。

所谓信息化校园，就是一个网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育、学习和研究的校园平台。它以计算机网络为核心技术支撑，以信息和知识资源的充分共享为手段，以培养善于获取、加工、处理和利用信息与知识的学生为主要目标，以校园成为整个社会知识、信息的创新与传播中枢为主要社会效应。

网络化是指将学校行政管理、信息管理、教学服务、研究开发等各类系统通过校园网连接起来，从而实现这些系统之间的信息交换和信息服务。并借助于互联网，使校园的教育教学资源与社会信息资源实现高度整合，形成完全开放、超越时空，集知识中枢、管理服务、学习科研于一体的校园平台。

数字化是指将文本、书本、图片、录音、录像等物理信息，通过计算机、扫描仪、声卡、视卡等设备以一定数字格式录入并存储。实现数字化形式，不仅可降低信息的制作成本和存储费用，还可以大大加快信息的传播速度和范围，最终实现信息资源共享。并通过计算机网络途径，使信息资源成为包括全体师生员工在内的整个社会学习共同体的共有知识财富。

智能化是指将包括多媒体、超媒体、人工智能以及知识库在内的信息技术，应用于信息获取、加工、处理及各环节。并借助于计算机网络，使信息化校园的信息资源得到更为有效的利用，创造出一个智能化的管理决策系统和智能化的教学环境。

校园网是信息化校园的基本构架，其重点是计算机基础设施建设及其相关技术的应用。校园网的构架性主要体现在以下三个方面：

（1）利用校园网，校园各群体之间可以方便、快捷地相互交流。

（2）利用校园网，学校的各方面信息可以得到有效的利用，大大促进学校的科学管理，提高学校的管理水平；学校领导可以全面及时地了解全校的各方面信息；各部门可以便捷交流，更协调地为教学科研服务；利用互联网发掘社会智能潜力，形成社会资源与学校资源的互补与整合。

（3）利用校园网，能更好地利用学校的多种教学设备，实现软硬件共享。一方面可以减少学校在硬件上的开支，更好地发挥各种教学设备的效益；另一方面学校教育教学资源和图书资料信息可以得到最充分的利用。例如各种电子图书可以直接在网上浏览，随意下载，不用归还。

数字化信息是信息化校园的“物质基础”，其重点是校园中的每个个体都能熟练地操作计算机，这是教学、科研活动的基本前提。数字化信息载体存储量大、体积小，通过网络的传递，师生可以不受时间、空间、数量、图书馆的限制，随时随地存取、检索、查询，利用网络上的数字化信息资源，例如教师信息、学生电子档案、新闻公告、多媒体课件、电子教案、应用软件等，真正实现资源共享。借助于信息通道与相关设备，并通过结构化连接，使数字信息拥有者与利用者之间没有严格的界限。每个人都可拥有双重身份，既是信息创造者，又是信息利用者；既是教师、导师，也可以是学生、同学。数字化使各种知识、信息在同一平台上的交流与沟通变为了可能。

智能化技术是信息化校园中的“智慧”，其重点是“专家系统”模式（高度自动性、便利性）与智能性的应用。随着信息化校园的智能化程度的不断提高，教学双方将在行为上发生很大的变化。就学生而言，可以从被动接收知识的模式中解放出来，与高度互动、个性化的智能学习环境相适应，探索以自我指导为导向，以个性化学习为中心的新的学习模式。而教师的主要任务也随着转化为借助智能化手段，个别化、针对性地培养学生独立主动地获取、加工、处理和利用信息与知识的能力，从而实现最优化之学习目标。

诚然，网络化是信息化校园存在的基础，数字化依附于网络化而存在，智能化则是信息化校园“智慧”的体现。网络化、数字化、智能化构成了信息化校园的基本形态。当然，信息化校园不仅要靠现代信息技术的支撑，更为重要的是要有先进的教育理念的指导。信息技术只有和现代教育思想有机结合起来，才可以称得上现代教育技术。也就是说，运用现代教育理论与现代教育技术，通过对教与学资源的设计、开发、利用、评介和管理，以实现教学优化理论与实践。信息化校园应具备以下六个基本要素：（1）先进的教育教学理念，（2）数字化信息资源，（3）与互联网相连的校园网络，（4）信息智能化应用，（5）信息化人才和信息技术，（6）信息化政策与标准。

教育信息化就其内涵而言，就是利用信息技术，实现信息资源高度共享，发掘社会智能潜能，在学校乃至社会各个领域、各个层面上促进教育的优质发展。然而，之所以要建设中小学信息化校园，从学校的发展轨迹维度看，在相当长的时期内，作为人类文化、知识传承和发展的基本阵地，中小学校园具有不可替代性。按高科技应用需要高情感平衡的理性思考，中小学校将在校园文化和形态上实现新的发展，甚至还要承载更多的功能与任务。因此，在中小学构建信息化校园是目前一个最优的选择，它是让校园走上可持续发展的最可行、最经济的方式；它因信息更为畅通流动，而源源不断地创造出新的信息资源，开拓校园发展的更广阔空间。而另一方面，即使远程教育和终身学习体系将最终逐步取代学校校园，但在较长时期内，信息化校园实际上却是推动这一体系发展的核心动力与依托。

二、信息化校园管理对策与常见教学模式

中小学信息化校园建设是一个耗资巨大的系统工程，从管理维护到功能开发，都是动态的过程，需要不断的经费投入。因此，如何保证信息化校园高水准运作，成为教育行政部门与校长共同关心的话题。保证平台运作效率可能取决于以下三个水准：（1）学校可供利用的知识、信息的开发和积累达到一定的水准。（2）学校可供利用的知识、信息处理的硬件确保于一定的水准。（3）可供利用的人的智力，无论个体还是团队均达到一定的水准。

这三个水准无论哪个呈弱态造成不平衡，将直接影响平台的运转效率，这也正是目前绝大多数中小学信息平台效率低下的主要原因之一。从目前反映出的诸多问题看，最突出的是校园网上可供利用的信息资源严重匮乏，数字化资源匮乏已经成为信息化校园发展的主要瓶颈。究其原因有三：

1.学校可供利用的知识、信息的开发与积累处于无序状态，开发只限于个别人（掌握初步技术，仅此而已），由于信息平台不能提供分类数据库，信息积累十分有限，同时由于标准不统一，所开发的信息仅仅为开发者个体使用，而不能为大家所共享。

2.经费投入不足，造成外界开发的大量数字化信息不能及时充实到位，内部信息开发因政策倾斜不够，不能及时成为校内共享资源。

3.信息平台上充实了大量包装性信息（大部分是为了宣传所做的一次性开发），实用信息相对封闭，信息的开发基本是为教师的教服务的传播媒体，便于学生学的可供选择信息媒体几乎很少出现。

第9篇：人工智能教学教案范文

《计算机导论》课程是对计算机专业做个绪论性的介绍，主要目的是让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习方法有个总体了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性。对《计算机导论》双语课程的内容和特点、教学条件、教学方法等作了详细的阐述，提出了创新点并指出了下一步研究的方向。

关键词：

计算机导论；课程；双语

中图分类号：

F49

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）06017202

1 引言

《计算机导论》（双语）课程从学科整体出发，综述性地、深入浅出地介绍计算机学科的有关知识与技能，起导向的作用。它是从事计算机专业学习学生的“引导图”，是对整个计算机学科有一个鸟瞰式的纵览。它没有先修课要求，也无直接的后续课，但它是所有后继专业基础课及专业课的基础。其目的是认识计算机学科的本质，对计算机学科的系统化和科学化进行阐述，并在这个过程中激发学生学习的兴趣。通过计算机基础知识的学习，掌握计算机软硬件基本使用方法，使学生对计算机的认识由感性的、功能的认识深入到内涵的、理论的认识。在学完本课程后，使学生掌握计算机技术所必须的所有核心概念和内容，并为后续的计算机技术课程学习打下坚实的基础。本课程的目标是对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先，主要目的是让学生对计算机的历史发展，知识体系及学习方法有一个总体的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础。在教学中，主讲教师主要采用双语教学，让同学逐步提高计算机专业英语的听力和表达能力，熟悉计算机专业的英语术语，培养国际化的计算机专业人才。

2 教学内容和特点

作为导论性课程，本课程既介绍了计算机软硬系统的基础知识，同时也介绍了数据存储、软件工程、程序设计、人工智能以及算法等方面的知识内容。本课程尽可能地将最有用的信息综合起来提供给学生，因此，课程具有如下特点：覆盖面广，几乎包含了计算机科学和技术所涉及的所有核心概念和内容；弹性大，作为进入大学学习的一门导论性强、覆盖面广的专业基础课程，学生必然面临很多问题和难题，对各部分内容的把握不可能深入，为此需要在教学中灵活处理。但是最基本的要求是把握最基础、最核心的概念和技术。该课程定位是对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先，主要目的是让学生对计算机的历史发展，知识体系及学习方法有一个总体的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础。主讲教师以科学的认识论和科学的方法论统领整个课程的教学，采取高级科普的深度定位和通俗流畅的语言和故事，向学生介绍整个学科的概貌和国内外的最新进展，帮助学生进行整个学科正确的认知与导学。

《计算机导论》课程是计算机专业一门重要的先导基础课程。该课程教学的两个基本目标和任务是认知与导学。在教学中，教师应该以科学的认识论和科学的方法论统领整个课程的教学，采取高级科普的深度定位和通俗流畅的语言和故事，向学生介绍整个学科的概貌和国内外的最新进展，帮助学生进行整个学科正确的认知与导学，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础，同时，给学生的学习留下大量的疑问和问题，为后续课程的教学留下“伏笔”，真正使导论课程的教学起到初步认知与正确导学的作用，能够引导和帮助学生按照学科专业的特点和要求来开展学习。计算机导论实验是计算机导论课程课内实验，通过实验，要求学生掌握计算机基本应用技能。

利用双语教学充分利用互联网上的信息资源和计算机科学导论的中英文教材深入浅出地介绍计算机的基础知识，计算机体系结构，操作系统，网络计算，程序设计与算法分析，信息系统，软件工程，图形学和可视化计算，智能系统，离散结构等。

3 教学条件

选用《Computer Science An Overview（计算机科学概论）》，（美）J. Glenn Brookshear著，人民邮电出版社，作为理论教材。同时提供学生一些参考书和一些网站。该教材是计算机科学导论课程的一本经典教材，全书对计算机科学做了精彩的百科全书式的全面阐述，全景式地展现了计算机科学的发展历程、现状及其新的技术发展趋势。教材首先介绍的是信息编码及计算机体系结构的基本原理；进而是操作系统和计算机网络的内容，接着探讨了算法、程序设计语言及软件开发，然后探索了数据结构和数据库方面的问题，通过图形讲述计算机技术的主要应用，涉及了人工智能，阐述了计算机抽象理论。教材在内容编排上遵循由具体到抽象推进这样一种很利于教学的顺序，每一个主题自然而然地引导出下一个主题。此外，书中还有大量的图、表和实例，增强了读者对知识的了解与把握。该教材既适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生教材，也可以供有意在计算机方面发展的非计算机专业读者作为入门参考。

《计算机导论》（双语）课程是计算机专业一门基础课，历来得到学校及学院各方的关注和重视。我们制定了“以人为本”、“因材施教”、“教学互动”的教学方针，对《计算机导论》（双语）课程在教学内容、方法以及教学手段和考核方式等方面进行了大范围改革试验。采用整体、交互式教学模式，推广“以学生为中心”的教学方法，对课堂教学实践进行了个案分析和研究，观察了“任务型教学法”和“问题驱动法”在课堂教学活动中的实践效果。以上改革成果取得了良好的成效。学校图书馆有很多可利用的网络电子期刊和国内外几个大型的数据库，如：中国学术期刊全文库、中国博硕士学位论文全文库、Elsevier期刊全文库、Springerlink期刊全文库、LexisAcademic数据库、AIP&APS期刊全文库、IOP期刊全文库、国家科技图书文献中心、高校人文社会科学文献中心、中国知网总站（高等教育期刊）、中国知网总站（基础教育期刊）等。学院有自己的图书资料室，藏书丰富，有许多关于计算机专业的中外文图书和中外文期刊，资料室的管理人员具有高级职称，业务水平高，为教师的科研、教学提供了高质量、热情的服务。这些不仅确保了“计算机导论”课程教学任务的顺利实现，而且为学生的课外学习创造了宽舒的、有利的环境。目前该课程可以进行网络共享的教学资源有课程教学大纲、考试大纲、教学计划、习题集、电子教案、教学课件、参考文献等。利用多媒体教室，以英文电子讲义为主用双语讲授所涉及内容的基本观点、技术、理论和新概念，以有关章节的历史故事为主线将人，内容和实践统一到教学过程中。充分利用互联网获取最新的信息，技术和工具，并和学生同时分享。

4 教学方法

根据教学目标的需要和后继课程内容相关性，在原版教材中选择满足教学要求的教学内容实施教学，精心设计教学内容，并适当补充后继课程所需教学内容。在课堂教学的基础上，为学生指定了大量阅读资料（网上下载、资料室、电子图书馆、相关参考书），设计了大量的案例，布置了操作性强的项目设计。充分体现专业特色，在“知识够用”的前提下，强调技能的培养。建立课程内容更新机制，把枯燥的计算机理论转化具有实际意义案例教学。以调动学生积极性为核心，以模拟实践教学为主线，建立多渠道、获取式教学系统的教学方法体系。以多媒体教学为主线，建立多媒体课件、立体化教材、网上资源为一体的教学体系。教师通过班级QQ群相关教学资料和教学通知，学生可以登陆教学交互平台，阅读下载资料、掌握教学难点与重点，学生通过网络上交作业，教师批改完毕通过网络回传给学生。起到了良好的教学辅助作用。课前学生可以中文教材为基础进行预习，大致了解课堂教学的基本内容以及专业概念的母语表达；课上教师以英文电子讲义为主用双语讲授所涉及内容的基本观点、技术、理论和新概念；课后学生又可详读英文教材和推荐的英文网站将课上内容进一步扩展。通过指导学生进行课堂讨论等方式引导学生主动参与，提高学习兴趣与效果。在适当的时刻利用中文提示。双语教学的一个重要目的是让学生掌握专业词汇的中英文含义，由于采用英文原版教材，且课件以英文表达为主。为了让学生掌握专业词汇的中文含义，必须采用中文提示。中文提示采用两种方式：静态方式和动态方式，静态方式中两种语言同时呈现（为了吸引学生注意，采用两种不同颜色），动态方式则动过标注及动画的方式实现。过多的采用静态方式可能让学生麻木而疏于记忆，过多的采用纯英文表述可能让学生感到疲劳。我们在课件中采用静态和动态相结合的方式，对于特别难以理解以及难以表达的部分，还采用中英文混合讲解的方法，提高学生对专业知识的双语表达能力。将最新的研究成果带入课堂不仅可以开阔学生的眼界，也可以培养学生的创新思维。通过实验以及课程设计项目，一方面可以帮助学生理解方法的本质，另一方面可以培养学生解决实际问题的能力。通过案例培养学生的兴趣以及求解实际问题的能力。