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人工智能案例教學(xué)設(shè)計(jì)范文第1篇

2016年1月，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院的教授AshokGoel，借助IBM的Watson人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)在線機(jī)器人JillWatson，并將其作為課程教學(xué)助理。其目的是幫助教師回答學(xué)生通過在線論壇提出的大量課程問題。通過幾個(gè)月的反復(fù)調(diào)試，JillWatson的回答已經(jīng)能夠達(dá)到97%的正確率。現(xiàn)在，機(jī)器人助教已經(jīng)可以直接與學(xué)生溝通，不需要真人助教的幫助。這項(xiàng)人工智能在教育中的使用，解決了AshokGoel教授的助教人數(shù)不夠，難以及時(shí)回答學(xué)生提問的困境，增加了學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)的興趣，提高了在線學(xué)習(xí)的留存率。

這只是人工智能在教育領(lǐng)域的小試牛刀。雖然有專家預(yù)測(cè)在未來十年內(nèi)不會(huì)看到人形機(jī)器人替代教師進(jìn)入課堂，不過地平線報(bào)告2016年基礎(chǔ)教育版和2107年高等教育版都預(yù)測(cè)未來五年內(nèi)人工智能將會(huì)在教育行業(yè)普及。

教育行業(yè)已有的人工智能研究和應(yīng)用

Woolf等人在2013年提出了人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)努力解決“五大挑戰(zhàn)”：①為每一個(gè)學(xué)習(xí)者提供虛擬導(dǎo)師：無處不在地支持用戶建模、社會(huì)仿真和知識(shí)表達(dá)的整合。②解決21世紀(jì)技能：協(xié)助學(xué)習(xí)者自我定位、自我評(píng)估、團(tuán)隊(duì)合作等。③交互數(shù)據(jù)分析：對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)、社會(huì)環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境、個(gè)人興趣等大量數(shù)據(jù)的匯集。④為全球課堂提供機(jī)會(huì)：增加全球教室的互聯(lián)性與可訪問性。⑤終身學(xué)習(xí)技術(shù)：讓學(xué)習(xí)走出課堂，進(jìn)入社會(huì)。

過去十年，一些研究者對(duì)人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用做了大量的探索。相關(guān)的研究成果包括：①跟蹤學(xué)習(xí)者的思維步驟和解決問題的潛在目標(biāo)結(jié)構(gòu)（Anderson等，1995）；②診斷誤解和評(píng)估學(xué)習(xí)者的理解域（VanLehn，1988）；③提供及時(shí)的指導(dǎo)、反饋和解釋（Shute，2008）；④促進(jìn)高效學(xué)習(xí)的行為，如自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控和自我解釋（Azevedo&Hadwin，2005）；⑤以合適的難度水平和最適當(dāng)?shù)膬?nèi)容來規(guī)劃學(xué)習(xí)活動(dòng)（VanLehn，2006）。

這些研究，基本上使用到了人工智能的每一項(xiàng)技術(shù)——自然語言處理、不確定性推理、規(guī)劃、認(rèn)知模型、案例推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等。“智能導(dǎo)師系統(tǒng)”就是基于這些研究和技術(shù)而開發(fā)的人工智能教育應(yīng)用。類似的成熟產(chǎn)品包括Tabtor（hellothinkster.com）、CarnegieLearning（carnegielearning.com）和FrontRow（frontrowed.com）。2014年，加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)的一項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用智能導(dǎo)師系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者比使用其他教學(xué)方法的學(xué)習(xí)者獲得的成績(jī)更高。

人工智能在教育行業(yè)的新發(fā)展

教育行業(yè)的三種類型（內(nèi)容、平臺(tái)和評(píng)估）的服務(wù)商都在經(jīng)歷著一場(chǎng)變革。內(nèi)容出版商面臨紙質(zhì)印刷到數(shù)字出版和開放教育內(nèi)容的挑戰(zhàn)。學(xué)習(xí)平臺(tái)正試圖區(qū)分自適應(yīng)、個(gè)性化和數(shù)據(jù)分析的功能。評(píng)估供應(yīng)商則繼續(xù)探尋從多項(xiàng)選擇題測(cè)試轉(zhuǎn)向更具創(chuàng)新性的問題類型。人工智能將為這三種類型教育服務(wù)商帶來新的發(fā)展思路和契機(jī)，同時(shí)也惠及教育生態(tài)系統(tǒng)中的所有利益相關(guān)者。學(xué)生通過即時(shí)反饋和指導(dǎo)提高學(xué)習(xí)效率，教師將獲得豐富的學(xué)習(xí)分析和個(gè)性化指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，父母能夠低成本地為孩子改進(jìn)職業(yè)前景，學(xué)校能夠規(guī)模化提高教育質(zhì)量，政府能夠提供負(fù)擔(dān)得起的教育。2017年，人工智能將在以下領(lǐng)域發(fā)揮其效益。

1.人工智能批改作業(yè)

批改作業(yè)和試卷是一件乏味的工作，這通常會(huì)占據(jù)教師大量的時(shí)間，而這些時(shí)間本可以更多地用于與學(xué)生互動(dòng)、教學(xué)設(shè)計(jì)和專業(yè)發(fā)展。

目前，人工智能批改作業(yè)已經(jīng)相當(dāng)接近真人教師了，除了選擇題、填空題外，作文的批改能力已經(jīng)大幅提高。美國(guó)斯坦福大學(xué)已經(jīng)成功開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)程序，能夠批改8～10年級(jí)的作文。隨著圖像識(shí)別能力的大幅提高，手寫答案的識(shí)別也接近可能。就連占有美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化考試60%市場(chǎng)份額的全球最大教育企業(yè)——培生公司也認(rèn)為，人工智能已經(jīng)可以出現(xiàn)在教室并提供足夠可信的評(píng)估。據(jù)培生公司近期的報(bào)告IntelligenceUnleashed推測(cè)，人工智能軟件所具有的廣泛的、定制的反饋能夠最終淘汰傳統(tǒng)測(cè)試。

2.人工智能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一輔導(dǎo)

自適應(yīng)學(xué)習(xí)軟件已經(jīng)能為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支撐。據(jù)2011年VanLehn的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人工智能在某些特定主題和方法上比未經(jīng)訓(xùn)練的導(dǎo)師更具有效性。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能導(dǎo)師能在學(xué)生出錯(cuò)的具體步驟上給予實(shí)時(shí)干預(yù)，而不是就整個(gè)問題的答案給予反饋（Corbett&Anderson，2001；Shute，2008）。

自適應(yīng)學(xué)習(xí)在拉美地區(qū)正在興起。AndréUrani市政學(xué)校的學(xué)生使用人工智能軟件Geekie觀看在線課程（視頻和練習(xí)）。Geekie為學(xué)生提供每一步的實(shí)時(shí)反饋，并隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展來傳授更為精細(xì)的課程內(nèi)容。

早在1984年，本杰明·布盧姆的研究就提出一對(duì)一輔導(dǎo)能帶來更好的學(xué)習(xí)效果。而人工智能技術(shù)可以模擬一對(duì)一輔導(dǎo)，以更好地跟蹤、適應(yīng)和支持個(gè)體學(xué)習(xí)者。這將是人工智能在教育中更高層次的個(gè)性化學(xué)習(xí)應(yīng)用。例如，比爾·蓋茨看好的人工智能聊天機(jī)器人或個(gè)人虛擬導(dǎo)師，能在學(xué)生面臨挑戰(zhàn)時(shí)提供強(qiáng)有力的支持，隨時(shí)隨地回答學(xué)生的提問；還可以為學(xué)生訂制學(xué)習(xí)方案和規(guī)劃職業(yè)發(fā)展路徑，并引導(dǎo)學(xué)生走向成功。更重要的是，人工智能可以匹配聊天機(jī)器人或虛擬導(dǎo)師的面孔和聲音來滿足學(xué)生個(gè)人喜好。對(duì)比網(wǎng)頁界面的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這才是真正做到了一人一導(dǎo)師。

3.人工智能關(guān)注學(xué)生情感

2016年地平線報(bào)告高等教育版把情感計(jì)算列為教育技術(shù)發(fā)展普及的重要方向。也就是說，人工智能不僅限于模擬人類傳遞知識(shí)，還能通過生物監(jiān)測(cè)技術(shù)（皮膚電導(dǎo)、面部表情、姿勢(shì)、聲音等）來了解學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情緒，適時(shí)調(diào)整教育方法和策略。例如，機(jī)器人導(dǎo)師捕捉到學(xué)生厭煩的面部表情時(shí)，就可以立即改變教學(xué)方式努力激發(fā)他們的興趣。這種關(guān)注情感的人機(jī)交流為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)更真實(shí)的個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境，更好地維持了學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)。美國(guó)匹茲堡大學(xué)開發(fā)的AttentiveLearner智能移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)就能通過手勢(shì)監(jiān)測(cè)學(xué)生的思想是否集中。突尼斯蘇斯國(guó)家工程學(xué)院的研究人員正在研究開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠識(shí)別學(xué)生在任何地方開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的面部表情，以優(yōu)化遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)過程。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能還可以關(guān)注學(xué)生的心理健康。當(dāng)前已經(jīng)有使用人工智能來為自閉癥兒童提供有效支持的案例。例如，倫敦知識(shí)實(shí)驗(yàn)室在Topcliffe小學(xué)開展試驗(yàn)，讓自閉癥學(xué)生與半自動(dòng)虛擬男孩安迪開展互動(dòng)交流，研究人員發(fā)現(xiàn)患有自閉癥的學(xué)生在社交能力方面有進(jìn)步。

4.人工智能改進(jìn)數(shù)字出版

教科書等課程材料并非總是完美，傳統(tǒng)印刷出版讓課程的修訂變得過于緩慢。這不僅是生產(chǎn)工藝的問題，更主要的是紙質(zhì)課程材料無法快速獲取使用者的反饋來識(shí)別缺陷所在。而數(shù)字化出版在人工智能的支撐下能徹底改變這一現(xiàn)狀。

人工智能可幫助使用者快速識(shí)別課程缺陷。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程Coursera的提供者已經(jīng)將這一想法付諸實(shí)踐。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量學(xué)生的作業(yè)提交了錯(cuò)誤的答案時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示課程材料的缺陷，進(jìn)而有助于彌補(bǔ)課程的不足。

另一項(xiàng)人工智能在數(shù)字化出版的應(yīng)用是自動(dòng)化組織和編寫教材。這是基于深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)能模仿人類的行為進(jìn)行讀和寫。ScottR.Parfitt博士的內(nèi)容技術(shù)公司CTI就依據(jù)這項(xiàng)技術(shù)幫助教師定制教科書——教師導(dǎo)入教學(xué)大綱，CTI的人工智能引擎能自動(dòng)填充教科書的核心內(nèi)容。

隨著自然用戶界面和自然語言處理在人工智能領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，課程材料的數(shù)字化出版也會(huì)有更新的形態(tài)——不再局限于書本或網(wǎng)頁的形式，聊天機(jī)器人和虛擬導(dǎo)師將成為內(nèi)容表達(dá)的更好的方式。

5.人工智能作為學(xué)生

多年的研究表明，教會(huì)別人才是更好的學(xué)習(xí)，即learning-by-teaching。美國(guó)斯坦福大學(xué)教育學(xué)教授DanielSchwartz正基于這一理念來開發(fā)新的人工智能產(chǎn)品。他聯(lián)合了多個(gè)領(lǐng)域的專家一起開發(fā)了人工智能應(yīng)用——貝蒂的大腦（Betty’sBrain），讓學(xué)生來教貝蒂學(xué)習(xí)生物知識(shí)。試點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，使用這一方法來學(xué)習(xí)的學(xué)生比其他學(xué)生成績(jī)更好，且在科學(xué)推理上也更勝一籌。

類似的研究和開發(fā)還有瑞典隆德大學(xué)的TimeElf和美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的SimStudent，這兩個(gè)人工智能產(chǎn)品也是基于learning-by-teaching而開發(fā)，讓學(xué)生在教會(huì)機(jī)器人知識(shí)的過程中深化對(duì)知識(shí)的理解。

另外，人工智能還推動(dòng)其他教育方法和技術(shù)更好實(shí)現(xiàn)。如讓虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境更具沉浸感；給學(xué)生帶來更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)；提供基于豐富學(xué)習(xí)分析的仿真和游戲化學(xué)習(xí)場(chǎng)景等。

人工智能案例教學(xué)設(shè)計(jì)范文第2篇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)在人才培養(yǎng)中發(fā)揮著越來越突出的作用。美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真（Jeannette M. Wing）教授于2006年提出了計(jì)算思維概念[1]，她認(rèn)為，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱教指委）于2010年7月發(fā)表了聯(lián)合聲明[2]，正式提出：要旗幟鮮明地把計(jì)算思維能力的培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，加強(qiáng)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究，要讓學(xué)生像計(jì)算機(jī)科學(xué)家那樣去思維。 

計(jì)算思維為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，有了計(jì)算思維的課程指導(dǎo)思想后，很多教育專家開始研究計(jì)算思維的落地問題[3-5]，專家們普遍認(rèn)為：計(jì)算思維的落地就是如何在計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法上提高學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力，即問題的求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等[6]。基于此，構(gòu)建適合引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)的項(xiàng)目和尋找更能激發(fā)學(xué)生興趣、積極性的案例成為我們必須面對(duì)的問題。 

1 計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是計(jì)算思維培養(yǎng)的重要載體 

在2016世界人工智能科學(xué)誕生60周年之際，谷歌公司的AlphaGO圍棋軟件與世界圍棋冠軍李世石上演了“世紀(jì)人機(jī)大戰(zhàn)”。2017年伊始，Master圍棋網(wǎng)測(cè)又取得了60場(chǎng)全勝的戰(zhàn)績(jī)，隨后，卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的Libratus在德州撲克比賽中輪流擊敗了4名頂尖人類高手，人工智能再次引發(fā)了世界范圍內(nèi)的研究與開發(fā)熱潮。目前很多學(xué)者認(rèn)為：人類社會(huì)正在從“互聯(lián)網(wǎng)+”向更高階的“人工智能+”躍遷，智能科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)所有學(xué)科發(fā)展的重要因素，計(jì)算機(jī)博弈是人工智能領(lǐng)域的重要研究方向[7]。 

計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目涉及的方法主要包括：博弈問題的提出、棋盤的數(shù)據(jù)描述、棋面的評(píng)估模型、搜索算法的選擇、算法的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化、人機(jī)交互處理等方面，這些內(nèi)容剛好與計(jì)算思維的思想相一致，非常適合培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。 

一段時(shí)間以來，學(xué)生網(wǎng)游上癮困惑著家長(zhǎng)和教育工作者，以何種方式引導(dǎo)青年學(xué)生遠(yuǎn)離網(wǎng)游以及網(wǎng)游的魅力一直是不解之謎。而多個(gè)高校的實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目能迎合青年學(xué)生的愉悅、冒險(xiǎn)、好奇和高對(duì)抗需求，讓他們?cè)诳鞓分蟹治觥⒕幊獭⒍分牵乳L(zhǎng)知識(shí)，也長(zhǎng)能力，既培養(yǎng)了計(jì)算機(jī)實(shí)踐與創(chuàng)新能力，也培養(yǎng)了計(jì)算思維、科研思維和團(tuán)隊(duì)合作精神。 

學(xué)會(huì)將人的思維過程用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，學(xué)會(huì)處理相關(guān)的問題，學(xué)會(huì)做好最優(yōu)決策，這對(duì)于所有學(xué)生來說都是有助益的。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型項(xiàng)目，更是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。 

2 新課程體系與課程內(nèi)容改革 

現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系沒有充分考慮計(jì)算思維和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，也沒有突出寬、專、融的教學(xué)特點(diǎn)，并且課程內(nèi)容陳舊。2015年教指委推出了新版的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》（以下簡(jiǎn)稱基本要求）[8]，指出了新的歷史時(shí)期計(jì)算思維能力的培養(yǎng)將成為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的新常態(tài)，對(duì)課程體系、教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)行了全面闡述。 

依據(jù)基本要求和部分學(xué)校的改革實(shí)踐[9-10]，提出了適合沈陽航空航天大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的寬、專、融相結(jié)合的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程新體系（見表1）。新的課程體系以計(jì)算思維為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)、計(jì)算思維方法和計(jì)算思維能力為目標(biāo)，分為3個(gè)層次，每個(gè)層次設(shè)置不同的課程。隨著課程體系的重新構(gòu)建，各類課程的教學(xué)內(nèi)容也重新進(jìn)行了調(diào)整，例如：在第1層次，減少了Office方面的內(nèi)容，增加了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和Python內(nèi)容；在第2層次，取消了VF內(nèi)容，增加了C#內(nèi)容；在第3層次增加了基于計(jì)算機(jī)博弈的科技創(chuàng)新平臺(tái)的內(nèi)容。 

2.1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容改革 

在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，主要設(shè)置了4個(gè)模塊：①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與操作系統(tǒng)；②信息編碼與信息處理技術(shù)；③數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)；④計(jì)算思維、算法與程序設(shè)計(jì)初步。在第4部分中，加入了排序算法、黎曼積分、機(jī)器博弈、旅行商、哥尼斯堡七橋等常用問題的算法。還特別增加了Python語言部分[11]，通過求解三角形面積，引出了順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本用法；通過求解π的值，引出了蒙特卡羅方法和公式方法；通過蟒蛇的繪制，引出了Turtle庫(kù)的使用方法。通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對(duì)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和利用計(jì)算思維解決問題的方法有一個(gè)初步的了解，初步培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的基本能力和計(jì)算思維意識(shí)。 

以全面開放的形式設(shè)置了3個(gè)專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：計(jì)算機(jī)拆裝、操作系統(tǒng)安裝和計(jì)算機(jī)組網(wǎng)，通過學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的認(rèn)知能力和計(jì)算機(jī)維護(hù)能力。 

2.2 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容改革 

在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中，本著為專業(yè)服務(wù)、與時(shí)俱進(jìn)的思想，將課程設(shè)置成3個(gè)模塊：C#語言主要面向航空類專業(yè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班學(xué)生；VB語言主要面向文管類和安全類專業(yè)學(xué)生；C語言主要面向電子、自動(dòng)化、材料、機(jī)械類專業(yè)學(xué)生。在開課過程中允許學(xué)生跨專業(yè)選課，學(xué)生可以選擇更適合自己的語言或多種語言同時(shí)學(xué)習(xí)。 

為了突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，課程內(nèi)容中增加了8個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，專門用于綜合性程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)由3～4人組成的小組共同完成。在期初的時(shí)候進(jìn)行動(dòng)員，在期中的時(shí)候布置實(shí)驗(yàn)題目，在期末的時(shí)候進(jìn)行答辯驗(yàn)收。通過綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步具備了利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算思維方法和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

    　2.3 將計(jì)算機(jī)博弈案例與教學(xué)內(nèi)容深度融合 

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將學(xué)生喜歡的計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目作為案例融入教學(xué)中[12-13]，使學(xué)生在興趣與主動(dòng)學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟計(jì)算思維。 

在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，講授了計(jì)算機(jī)博弈的發(fā)展與競(jìng)賽概況、計(jì)算機(jī)博弈的空間復(fù)雜度與搜索復(fù)雜度、蒙特卡羅方法等。 

在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中，以具體項(xiàng)目的形式為學(xué)生講授了計(jì)算機(jī)博弈的評(píng)估方法、搜索算法、棋盤的數(shù)據(jù)表示與可視化制作等內(nèi)容。 

在計(jì)算機(jī)綜合訓(xùn)練課程中，我們?cè)O(shè)計(jì)了與計(jì)算機(jī)博弈問題相關(guān)的課設(shè)題目，例如：愛恩斯坦棋的人人對(duì)弈平臺(tái)設(shè)計(jì)、幻影圍棋的開局設(shè)計(jì)、局面評(píng)估的建模方法等。通過博弈案例建模和典型算法設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生掌握使用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決博弈問題的途徑和基本方法，為學(xué)生進(jìn)一步開展計(jì)算機(jī)博弈科技活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 

3 新形態(tài)化的教材建設(shè) 

團(tuán)隊(duì)人員以《VB程序設(shè)計(jì)教程》為切入點(diǎn)，進(jìn)行了新版教材的建設(shè)。教材的主要特點(diǎn)是新形態(tài)、立體化、數(shù)字化和案例式。除了紙質(zhì)版教材，還在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上了數(shù)字化教學(xué)資源，主要包括教學(xué)課件、案例素材、拓展案例、微視頻、實(shí)驗(yàn)素材、參考資料等，這些資源非常有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)。 

微視頻資源是針對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)建設(shè)的，每個(gè)微視頻大約3～5min，微視頻的二維碼印制在教材的相應(yīng)章節(jié)上，學(xué)生可以通過手機(jī)掃描訪問，實(shí)現(xiàn)了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)方式。微視頻特別適合學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行輔助式學(xué)習(xí)。 

教材中的案例遵循5結(jié)合原則：①與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合。例如：積分計(jì)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)曲線等，都是學(xué)生熟悉的問題。②與趣味性題目相結(jié)合。例如：抽獎(jiǎng)活動(dòng)、分糖果游戲、開心農(nóng)場(chǎng)等，都是學(xué)生喜歡的小項(xiàng)目。③與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。例如：高考錄取、學(xué)生績(jī)點(diǎn)計(jì)算、打氣筒模擬、課堂點(diǎn)名等，都是學(xué)生經(jīng)常面對(duì)的實(shí)際問題。④與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。例如：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，這是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的典型機(jī)構(gòu)。⑤與計(jì)算機(jī)博弈知識(shí)相結(jié)合。例如：博弈搜索算法、棋盤的可視化設(shè)計(jì)等。通過有興趣的教學(xué)案例引發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)與研究的積極性，也體現(xiàn)了寓教于樂的教學(xué)方式。 

4 開展計(jì)算機(jī)博弈科技活動(dòng) 

沈陽航空航天大學(xué)從2011年引入計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目以來，團(tuán)隊(duì)人員依托博弈項(xiàng)目，深入開展了寓教于樂、寓教于研、以研促教、以賽促學(xué)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[14]。 

1）開展博弈科技研究和“大創(chuàng)項(xiàng)目”工作。 

基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目，很多老師開展了科技研究，并將科研成果應(yīng)用于教學(xué)中。建立了博弈科研梯隊(duì)，教師既能對(duì)博弈活動(dòng)起到組織、指導(dǎo)和護(hù)航作用，又能在計(jì)算機(jī)博弈的科研中勇攀高峰，形成學(xué)科制高點(diǎn)，為科技攻關(guān)和實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造條件。開展了計(jì)算機(jī)博弈科技社團(tuán)工作，社團(tuán)成員在老師的指導(dǎo)下，既可以參加科研課題，也可以組隊(duì)申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱大創(chuàng)項(xiàng)目）。學(xué)生與老師合作開展科技研究、撰寫論文，形成了良好的學(xué)習(xí)與科研氛圍。 

2）開展計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽工作。 

計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目具有喜聞樂見、挑戰(zhàn)無窮的特點(diǎn)，深受學(xué)生喜歡。學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生組成不斷吐故納新的代表隊(duì)，支持學(xué)生參加各類計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽（校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)和國(guó)際級(jí)）。到目前為止，共組織了6屆校級(jí)計(jì)算機(jī)博弈比賽，平均每年參加人數(shù)達(dá)200余人。校賽選拔后組織集訓(xùn)，備戰(zhàn)全國(guó)比賽，共組織學(xué)生參加了6屆全國(guó)計(jì)算機(jī)博弈大賽和1次國(guó)際機(jī)器博弈大賽，營(yíng)建了良好的校園計(jì)算機(jī)創(chuàng)新文化氛圍。 

5 取得的成效 

1）學(xué)生課程成績(jī)提升。 

以計(jì)算思維為主線的教學(xué)改革方案使學(xué)生受益頗多，每年有4 000名學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程，學(xué)生課程成績(jī)提高較大，例如：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程平均成績(jī)提高15%，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程平均成績(jī)提高10%。在期末對(duì)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查時(shí)，大部分學(xué)生表示學(xué)習(xí)收益較大，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的理解和利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決問題的能力都有較大提升。 

2）學(xué)生競(jìng)賽成績(jī)優(yōu)異。 

隨著研發(fā)能力的不斷增強(qiáng)，學(xué)生參加的計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽項(xiàng)目也越來越多，現(xiàn)已達(dá)到12項(xiàng)，包括六子棋、點(diǎn)格棋、蘇拉卡爾塔棋、亞馬遜棋、幻影圍棋、不圍棋、愛恩斯坦棋、軍棋、國(guó)際跳棋、海克斯棋、斗地主、橋牌。近幾年累計(jì)獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)100余項(xiàng)，累計(jì)獲冠亞季軍20項(xiàng)，其中幻影圍棋、亞馬遜棋、軍棋、六子棋項(xiàng)目都曾獲得過全國(guó)冠軍獎(jiǎng)項(xiàng)，總體競(jìng)賽成績(jī)位居全國(guó)前幾名，既提高了大學(xué)生的計(jì)算機(jī)創(chuàng)新能力，也促進(jìn)了我國(guó)計(jì)算機(jī)博弈事業(yè)的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)高校中產(chǎn)生了較好影響。 

3）學(xué)生科技成績(jī)突出。 

基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目，學(xué)生與老師合作在CCDC國(guó)際會(huì)議的機(jī)器博弈（Computer Game）專題上已25篇，表2是發(fā)表的部分學(xué)術(shù)論文。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下申報(bào)了大創(chuàng)項(xiàng)目30多項(xiàng)，表3是部分大創(chuàng)項(xiàng)目。 

6 結(jié) 語 

計(jì)算思維的理論研究在我國(guó)已經(jīng)走過了6年多，現(xiàn)在應(yīng)該是全面落地的時(shí)候。我們本著與時(shí)俱進(jìn)、為專業(yè)服務(wù)的指導(dǎo)思想，調(diào)整了各門課程的教學(xué)內(nèi)容，引入了Python、C#等程序設(shè)計(jì)語言，將學(xué)生喜歡的計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目作為教學(xué)案例與課程內(nèi)容深度融合，實(shí)現(xiàn)了競(jìng)賽與教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目具有喜聞樂見、挑戰(zhàn)無窮的特點(diǎn)，特別能引發(fā)青年學(xué)生的好奇心與研究熱情，廣泛開展基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目的科技與競(jìng)賽活動(dòng)，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研思維。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是非常好的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。筆者希望本文能對(duì)高校的計(jì)算機(jī)教學(xué)提供一種參考，更希望計(jì)算機(jī)博弈能在更多的高校生根、發(fā)芽、開花和結(jié)果。 

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人工智能案例教學(xué)設(shè)計(jì)范文第3篇

    關(guān)鍵詞信息技術(shù)教育模式信息化教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才

    1信息化教育的概念和特征

    信息化教育是以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的新教育體系,包括教育觀念、教育組織、教育內(nèi)容、教育模式、教育技術(shù)、教育評(píng)價(jià)、教育環(huán)境等一系列的改革和變化。信息化教育具有以下顯著特點(diǎn):

    (1)教材多媒體化。教材多媒體化就是利用多媒體,特別是超媒體技術(shù),建立教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)化、形象化表示。越來越多的教材和工具書變成多媒體化,它們不但包含文字和圖形,還能呈現(xiàn)聲音、動(dòng)畫、錄像以及模擬的三維景象。

    (2)資源全球化。利用網(wǎng)絡(luò)可以使全世界的教育資源連成一個(gè)信息海洋,供廣大教育用戶共享。它有許多類型,包括教育網(wǎng)站、電子書刊、虛擬軟件庫(kù)、新聞組等。

    (3)教學(xué)個(gè)性化。利用人工智能技術(shù)構(gòu)建的智能導(dǎo)師系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的不同個(gè)性特點(diǎn)和需求進(jìn)行教學(xué)和提供幫助。

    (4)學(xué)習(xí)自主化。以學(xué)生為主體的教育思想日益得到認(rèn)同,利用信息技術(shù)支持自主學(xué)習(xí)成為必然發(fā)展趨向。事實(shí)上,超文本/超媒體之類的電子教材已經(jīng)為自主學(xué)習(xí)提供了極其便利的條件。

    (5)任務(wù)合作化。學(xué)生通過合作方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)也是當(dāng)前國(guó)際教育的發(fā)展方向,信息技術(shù)在支持合作學(xué)習(xí)方面可以起重要作用。

    (6)環(huán)境虛擬化。教育虛擬化意味著教學(xué)活動(dòng)可以在很大程度上脫離物理空間時(shí)間的限制,這是信息化教育的重要特征。包括虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬圖書館等等。

    (7)管理自動(dòng)化。計(jì)算機(jī)管理教學(xué)(CMI)包括計(jì)算機(jī)測(cè)試與評(píng)分、學(xué)習(xí)問題診斷、學(xué)習(xí)任務(wù)分配等功能。

    2信息化教育的教學(xué)模式

    教學(xué)模式是指在一定的教育觀念、教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的教學(xué)過程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。教學(xué)過程中主要包含教師、學(xué)生、教科書和媒體四個(gè)因素,這四個(gè)要素相互關(guān)聯(lián)、相互作用形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式。

    基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)模式是在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)。學(xué)生是信息加工的主體,是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的主動(dòng)建構(gòu)者;教師是學(xué)習(xí)主體的幫助者、引導(dǎo)者與促進(jìn)者。由學(xué)生、教師、教學(xué)信息、學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)成了信息化教育的教學(xué)模式結(jié)構(gòu)(見附圖)。

    信息化教育的教學(xué)模式可描述為,以學(xué)生為中心,學(xué)習(xí)者在教師創(chuàng)設(shè)的情境、協(xié)作與會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境中充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性和積極性。在這種模式中,學(xué)生是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者和運(yùn)用者;教師是教學(xué)過程的指導(dǎo)者與組織者,意義建構(gòu)的促進(jìn)者和幫助者;信息所攜帶的知識(shí)不全是教師傳授的內(nèi)容,而是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的對(duì)象(客體);學(xué)習(xí)環(huán)境包括“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”等要素。情境必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu),協(xié)作發(fā)生在學(xué)習(xí)過程的始終,學(xué)習(xí)小組的成員之間必須通過會(huì)話協(xié)商共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教師和學(xué)生是互動(dòng)關(guān)系,正所謂教學(xué)相長(zhǎng)。信息化教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式的區(qū)別如附表所示,傳統(tǒng)教學(xué)模式是選擇適合教育的學(xué)生,而信息化教學(xué)模式是選擇適合學(xué)生的教育。教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新與教學(xué)設(shè)計(jì)是密不可分的。信息化的教學(xué)模式必然要求有高質(zhì)量的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)。

    3信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

    在教育信息化環(huán)境下的教學(xué)設(shè)計(jì),簡(jiǎn)稱為“信息化教學(xué)設(shè)計(jì)”。具體說,信息化教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法,促進(jìn)以學(xué)為中心的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,充分地、恰當(dāng)?shù)乩矛F(xiàn)代信息技術(shù)和信息資源,科學(xué)地安排教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)和要素,以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的最優(yōu)化。信息化教學(xué)設(shè)計(jì)包括教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)、教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行、教學(xué)活動(dòng)的評(píng)價(jià)與反饋。信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是幫助全體教師在自己的日常課堂教學(xué)中充分利用信息技術(shù)和信息資源,培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和解決問題的能力,從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,提高他們的學(xué)業(yè)成就。

    信息化教學(xué)設(shè)計(jì)方法很多,像基于信息技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)、資源型學(xué)習(xí)、英特爾未來教育、蘋果明日教室、WebQuest、“拾荒式”教學(xué)設(shè)計(jì)等,無論教學(xué)的方式方法怎樣,信息化教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注的基本點(diǎn)是,基于國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)、基于教育信息化環(huán)境,充分利用信息技術(shù)和信息資源,培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)成績(jī)。信息化教學(xué)設(shè)計(jì)沒有固定的模式,是教師發(fā)揮自己創(chuàng)造力的廣闊天地。主要是通過案例學(xué)習(xí)來模仿、分析、移植、創(chuàng)新,反復(fù)實(shí)踐、反思、總結(jié),逐步掌握信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的技能,提高教學(xué)質(zhì)量。

    設(shè)計(jì)出高水平的信息化教案,不僅是技術(shù)的應(yīng)用,更重要的是思想的體現(xiàn)和滲透。

    由上海師范大學(xué)黎加厚教授展示的中、美老師分別制作的同名課件《影子》,給筆者印象很深。由中國(guó)某師大附小老師制作的《影子》曾獲全國(guó)“金海航”杯多媒體大獎(jiǎng)賽二等獎(jiǎng)。它采用office軟件,以動(dòng)畫的形式,配以歡快的音樂、學(xué)生的朗讀,將小學(xué)一年級(jí)的課文內(nèi)容——人與影子的關(guān)系展示出來。其目的就是運(yùn)用多媒體技術(shù)展示課文內(nèi)容。而美國(guó)教師的《影子》課件就很簡(jiǎn)單,只有一天中影子變化的動(dòng)畫設(shè)計(jì)、影子變化的測(cè)量數(shù)據(jù)、影子的照片、有關(guān)影子的知識(shí)等內(nèi)容,其界面也很簡(jiǎn)單。它給學(xué)生們留下了極大的思考余地,甚至使學(xué)生們立刻產(chǎn)生了一種愿望:到太陽上去,看自己的影子。《影子》的較量,關(guān)鍵不是技術(shù),就在于開發(fā)思想。如果從開發(fā)平臺(tái)、制作技術(shù)方面講,與國(guó)外教師之間的差距并不大。國(guó)內(nèi)課件多是再現(xiàn)書本知識(shí)的呈現(xiàn)式學(xué)習(xí),學(xué)生足不出戶通過多媒體技術(shù)的聲音、圖像、色彩了解許多課文的知識(shí)。雖然課堂容量大,精美的界面能吸引學(xué)生,但學(xué)生仍然在被動(dòng)地接受教師的教育,沒有發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。

人工智能案例教學(xué)設(shè)計(jì)范文第4篇

為了促進(jìn)虛擬教室在歐洲的推廣和應(yīng)用,歐盟委員會(huì)的Socrates Minerva開展了“教育機(jī)構(gòu)中的虛擬教室”項(xiàng)目。本文主要介紹該項(xiàng)目的研究方法、過程、成果,以期引起研究者和實(shí)踐者對(duì)虛擬教室的關(guān)注、研究和應(yīng)用。

研究方法和過程

該項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容主要是調(diào)研虛擬教室在歐洲各培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用情況,調(diào)研的數(shù)據(jù)來自歐洲的28個(gè)國(guó)家。

項(xiàng)目的研究過程分為6個(gè)階段,如下圖所示。

研究成果

該項(xiàng)目完成之后,所作項(xiàng)目研究報(bào)告的內(nèi)容不僅涉及虛擬教室的介紹、本次調(diào)研數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論,還包括對(duì)虛擬教室中教學(xué)問題、課堂組織、內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)組織、教學(xué)交互以及教學(xué)評(píng)價(jià)等問題進(jìn)行深入研究的成果。

1.調(diào)研結(jié)論

研究得出,在歐洲,調(diào)查對(duì)象雖然都知道虛擬教室,但對(duì)虛擬教室的了解甚少,也很少應(yīng)用虛擬教室。當(dāng)然,研究也獲得了一些成功案例,如西班牙的加泰羅尼亞開放大學(xué)已經(jīng)自主開發(fā)了虛擬教室系統(tǒng)――虛擬校園(Virtual Campus);匈牙利的布達(dá)佩斯大學(xué)經(jīng)濟(jì)和行政學(xué)院已在高層次的教育中廣泛應(yīng)用了虛擬教室。

2.虛擬教室中的交互問題

虛擬教室可以增強(qiáng)教學(xué)的靈活性和效率。它可以通過一些技術(shù)手段來促進(jìn)參與者之間的交互。例如,分組討論室、視頻交互、文本聊天以及應(yīng)用程序共享等。為了讓學(xué)生更好地參與虛擬教室課堂,進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí),提高虛擬教室的交互性,必須要注意以下教學(xué)原則。

①教師在設(shè)計(jì)虛擬教室中的教學(xué)時(shí),要充分考慮學(xué)生對(duì)交互的需求。

②在進(jìn)行虛擬教室教學(xué)前,要對(duì)教師和學(xué)生進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),讓參與者能夠熟練操作虛擬教室。

③在虛擬課堂中,要不斷地增強(qiáng)交互。教師可以建立小組討論室,組織分組討論,同時(shí)參與者還可以通過文本、視音頻進(jìn)行交互。

研究得出,用虛擬教室、傳統(tǒng)教室、非實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)等學(xué)習(xí)技術(shù)、平臺(tái)結(jié)合進(jìn)行混合學(xué)習(xí)將是未來學(xué)習(xí)方式發(fā)展的一種趨勢(shì)。這種混合學(xué)習(xí)能夠集合實(shí)時(shí)教學(xué)和非實(shí)時(shí)教學(xué)的優(yōu)勢(shì),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性,增強(qiáng)跨校園的交互,同時(shí)還能夠加強(qiáng)師生之間的交互。

3.虛擬教室的內(nèi)容設(shè)計(jì)和活動(dòng)組織

在虛擬課堂中,所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動(dòng)都將在虛擬教室中進(jìn)行。因此,對(duì)于虛擬教室的內(nèi)容和活動(dòng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

虛擬教室的內(nèi)容和活動(dòng)的設(shè)計(jì)以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,傳統(tǒng)教室和非實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容和活動(dòng)設(shè)計(jì)也遵循這一原則,但虛擬教室的內(nèi)容和活動(dòng)的設(shè)計(jì)要更加嚴(yán)謹(jǐn)和精確,因?yàn)樘摂M教室對(duì)內(nèi)容和活動(dòng)的連續(xù)性要求更高。

同時(shí),還要為學(xué)生提供課程大綱或課程介紹文檔,告訴學(xué)生在上課之前必須具備哪些先行的知識(shí),以消除學(xué)生順利、快速進(jìn)入學(xué)習(xí)的障礙。在學(xué)習(xí)內(nèi)容的制作上,教師或者內(nèi)容設(shè)計(jì)者可以充分利用已有的教學(xué)材料,并使用自己較熟悉的工具整合已有材料,創(chuàng)建新材料,同時(shí)還要附帶學(xué)習(xí)幫助、學(xué)習(xí)指導(dǎo)等材料,為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供盡可能多的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。

此外,研究還得出,為了讓學(xué)生保持較集中的注意力,虛擬教室中一節(jié)課的時(shí)間應(yīng)該要比在傳統(tǒng)教室的時(shí)間短,同時(shí)教師還需避免單調(diào)的教學(xué)方式,要提供豐富媒體形式的教學(xué)材料,語調(diào)要抑揚(yáng)頓挫,引發(fā)學(xué)生參與討論。在課后,教師要充分聽取學(xué)生的反饋,修訂和完善教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

4.虛擬教室的教學(xué)評(píng)價(jià)

不同于傳統(tǒng)教室,虛擬教室中的教師和學(xué)生在地理位置上是分離的,教師只能通過觀察學(xué)生在虛擬教室中的行為和表現(xiàn)或者傾聽學(xué)生回答問題來獲得學(xué)生學(xué)習(xí)的情況反饋,而如何做到客觀、公正地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)呢?

研究提出了幾種對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法:利用虛擬教室的“問題和測(cè)試”功能,設(shè)計(jì)問答題和小測(cè)試,學(xué)生作答之后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果;基于音頻的評(píng)價(jià);基于視頻的評(píng)價(jià);基于文本聊天室的評(píng)價(jià);利用“應(yīng)用程序共享”功能,觀看學(xué)生的任務(wù)操作步驟,對(duì)學(xué)生掌握的技能進(jìn)行觀摩和評(píng)價(jià);通過對(duì)虛擬課堂進(jìn)行錄制和存檔,教師可以回過頭來很清晰地觀看課堂全過程,從而可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行較客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

帶給我們的啟示

第一,我們要加強(qiáng)對(duì)遠(yuǎn)程教育虛擬教室的研究,特別是加強(qiáng)對(duì)虛擬教室中教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)策略的研究。這兩方面是相輔相成的,理論的研究可以指導(dǎo)和促進(jìn)虛擬教室的應(yīng)用;而反過來,虛擬教室的應(yīng)用又可以給理論的研究提供實(shí)驗(yàn)案例以及豐富的研究題材。因此,在虛擬教室的研究中,要多做理論研究和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的研究。

第二,現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育教學(xué)系統(tǒng)只是陳列了一些課件、資源,缺乏及時(shí)的實(shí)時(shí)交互,忽略了教學(xué)情境和教學(xué)交互的創(chuàng)設(shè)。嚴(yán)格來說,我們還僅僅滿足于“網(wǎng)上電子資源展示”,因此,我們需要積極探索利用虛擬教室開展教學(xué)實(shí)踐的方法和策略,虛擬教室的研究既需要有關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)和開發(fā)的研究,也需要教學(xué)設(shè)計(jì)和策略的研究。開發(fā)面向遠(yuǎn)程教育應(yīng)用的虛擬教室系統(tǒng),一開始關(guān)鍵并不在于內(nèi)容和資源如何豐富,而是應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的特點(diǎn),重點(diǎn)關(guān)注教學(xué)交互與教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè),重點(diǎn)關(guān)注對(duì)硬件條件要求不高的相應(yīng)軟件系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用。

第三,我們?cè)谘芯亢蛻?yīng)用虛擬教室時(shí),還需考慮與傳統(tǒng)教室、非實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)等學(xué)習(xí)技術(shù)、平臺(tái)的結(jié)合。集合不同學(xué)習(xí)技術(shù)、平臺(tái)進(jìn)行混合學(xué)習(xí)將是未來學(xué)習(xí)方式發(fā)展的一種趨勢(shì)。混合學(xué)習(xí)試圖尋找既能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)又能獲得最高的效率而投入最低的學(xué)習(xí)方式。混合學(xué)習(xí)通過選擇“恰當(dāng)媒體”,找出解決特定教學(xué)問題的獨(dú)特而有效的方法,從而使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能在最合適的地方使用,解決了速度、規(guī)模和效果的協(xié)調(diào)問題。

第四,隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,我們還應(yīng)關(guān)注和引進(jìn)新技術(shù)在虛擬教室的應(yīng)用。人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新技術(shù)的引入可以提高虛擬教室的交互性、場(chǎng)景真實(shí)性以及智能性,能夠創(chuàng)設(shè)一個(gè)能真實(shí)模擬課堂教學(xué)情境的虛擬教室,提供多通道的、自然的交互方式。此外,我們還可以借鑒網(wǎng)絡(luò)游戲的激勵(lì)機(jī)制,激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,給予學(xué)習(xí)者更強(qiáng)的參與感和沉浸感,從而更有效地促進(jìn)網(wǎng)上學(xué)習(xí)。

人工智能案例教學(xué)設(shè)計(jì)范文第5篇

論文摘要:學(xué)習(xí)對(duì)象是教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)全新理念。作為理論，學(xué)習(xí)對(duì)象研究影響教學(xué)資源可重用性的各種因素間的最佳結(jié)構(gòu)狀態(tài);作為技術(shù)，學(xué)習(xí)對(duì)象是教學(xué)資源的抽象與封裝，教學(xué)資源以學(xué)習(xí)對(duì)象的形式存在，教學(xué)設(shè)計(jì)者通過重用學(xué)習(xí)對(duì)象來共享教學(xué)資源。本文介紹了學(xué)習(xí)對(duì)象的特征、分類、粒度和元數(shù)據(jù)語義模型，分析了在教學(xué)資源庫(kù)系統(tǒng)中引入學(xué)習(xí)對(duì)象的優(yōu)勢(shì)，討論了基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)對(duì)象粒度定位、類的封裝與繼承及其xML綁定。

一、引言

自20世紀(jì)90年代E-Learning逐漸興起以來，教學(xué)媒體發(fā)生了改變，教學(xué)資源的形態(tài)也隨之發(fā)生了變化，數(shù)字化教學(xué)資源作為教育信息化背景下的現(xiàn)代教學(xué)要素，己經(jīng)成為支持信息化教學(xué)活動(dòng)的重要基礎(chǔ)和保證。

但是，教學(xué)資源普遍存在難以重用、互操作性差、共享困難、利用率低下等諸多問題。因此，教學(xué)資源的共享與重用越來越引起教育技術(shù)學(xué)界的關(guān)注。受到計(jì)算機(jī)科學(xué)中面向?qū)ο笏枷氲纳羁逃绊懀瑢W(xué)習(xí)對(duì)象的理念逐漸形成并得以快速發(fā)展。

本文探析學(xué)習(xí)對(duì)象的理論及其在共享型專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)中的應(yīng)用。

二、學(xué)習(xí)對(duì)象的理論

(一)面向?qū)ο笏枷?/p>

20世紀(jì)70年代末，針對(duì)導(dǎo)致軟件危機(jī)的根源，即用Von Neumann機(jī)求解的問題域結(jié)構(gòu)與解域結(jié)構(gòu)的不一致性，形成了面向?qū)ο蟮乃枷搿?/p>

面向?qū)ο?Object-oriented ， 00)思想的基本內(nèi)容是:1、系統(tǒng)由對(duì)象組成;2、對(duì)象具有標(biāo)識(shí)唯一性且相互關(guān)聯(lián);3，對(duì)象由屬性和方法組成，屬性刻劃了對(duì)象的狀態(tài)，方法刻劃了對(duì)象的作用、運(yùn)動(dòng)及其相互關(guān)聯(lián);4、對(duì)象的屬性變化反映了系統(tǒng)的狀態(tài)變化。5、系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象之間的相互作用關(guān)聯(lián)，形成對(duì)象方法之間的相應(yīng)動(dòng)態(tài)組合，從而完成系統(tǒng)任務(wù)。

80年代，隨著OOP的迅速發(fā)展，00思想及其方法與技術(shù)不僅在軟件工程領(lǐng)域得到深人研究和廣泛應(yīng)用，還深刻影響了系統(tǒng)工程、知識(shí)工程、人工智能、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等眾多領(lǐng)域。到了90年代，00在高度(思維科學(xué))、廣度(應(yīng)用領(lǐng)域)和深度(形式描述)三個(gè)維度的研究不斷擴(kuò)展和深人，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

(二)學(xué)習(xí)對(duì)象的概念

00思想運(yùn)用到教育技術(shù)領(lǐng)域，提出了可重用教學(xué)構(gòu)件((reusable instructional components)的概念。1994年，H. Wayne Hodgin;在《Learning Architec-tures， API’ s， and Learning Objects》一文中首次使用學(xué)習(xí)對(duì)象(Learning object ， LO)一詞來描述這種易組合、可重用的教學(xué)構(gòu)件。

1996年，美國(guó)IEEE學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(LTSC， IEEE P1484)成立。該委員會(huì)采納了學(xué)習(xí)對(duì)象術(shù)語，2000年，委員會(huì)下設(shè)的學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)工作組(P1484.12)給出了學(xué)習(xí)對(duì)象的一個(gè)十分寬泛的定義:學(xué)習(xí)對(duì)象是可以在技術(shù)支持學(xué)習(xí)的過程中被使用、重用或引用的任何數(shù)字或非數(shù)字的實(shí)體。

一些研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者也相繼提出了學(xué)習(xí)對(duì)象的定義，但基本上都是針對(duì)上述定義的限制性界定和具體描述，最典型的是:學(xué)習(xí)對(duì)象是支持學(xué)習(xí)的可重用的數(shù)字化資源(any digital resource that can bereused to support learning }。這些限定和描述刻劃了學(xué)習(xí)對(duì)象的特性，從而進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)對(duì)象的含義和范疇。

學(xué)習(xí)對(duì)象概念的三個(gè)顯著特性是:

1、教學(xué)性。學(xué)習(xí)對(duì)象是針對(duì)學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)、在學(xué)習(xí)過程中被使用、為達(dá)到學(xué)習(xí)目的而存在的特定實(shí)體。

2、可重用。學(xué)習(xí)對(duì)象可以被教學(xué)設(shè)計(jì)者針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象、出于不同的教學(xué)目的、基于不同的教學(xué)策略、在不同的教學(xué)情境下重新組合和重復(fù)利用。

3、數(shù)字化。學(xué)習(xí)對(duì)象是數(shù)字化實(shí)體，能夠傳輸和共享。

學(xué)習(xí)對(duì)象概念還具有其它一些特性，如自包含(self-contained)、自足(self-sufficient)、內(nèi)聚(cohesion) ，可聚合(can be aggregated)、互操作(interoperable)等，但教學(xué)性、可重用、數(shù)字化是最重要的三個(gè)特性。教學(xué)性是學(xué)習(xí)對(duì)象的首要任務(wù)，可重用是學(xué)習(xí)對(duì)象的核心目標(biāo)，數(shù)字化是學(xué)習(xí)對(duì)象與傳統(tǒng)教學(xué)資源的根本區(qū)別。

(三)學(xué)習(xí)對(duì)象與教學(xué)資源

建立在非數(shù)字化教學(xué)媒體基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)教學(xué)資源，其形態(tài)是固化的、物化的和靜態(tài)的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)教育應(yīng)用的普及，以網(wǎng)絡(luò)為載體、以多種媒體來呈現(xiàn)的數(shù)字化教學(xué)資源，從一開始就表現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)資源所無法比擬的巨大優(yōu)勢(shì)，并逐漸成為教學(xué)資源的主流形態(tài)。但是，僅僅只是教學(xué)資源的形態(tài)發(fā)生變化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這是因?yàn)?1、它所包含的教學(xué)內(nèi)容(或教學(xué)材料)仍然是固定的，難以被教學(xué)設(shè)計(jì)者解構(gòu)和重組;2、它不具備一致的組織結(jié)構(gòu)及其描述信息，難以互操作和共享。

學(xué)習(xí)對(duì)象是教學(xué)資源的抽象與封裝，教學(xué)資源以學(xué)習(xí)對(duì)象的形式存在，教學(xué)設(shè)計(jì)者通過重用學(xué)習(xí)對(duì)象來共享教學(xué)資源。因此，學(xué)習(xí)對(duì)象是構(gòu)件化的教學(xué)資源，能有效的檢索、發(fā)現(xiàn)、管理、重用和共享，具有現(xiàn)代教學(xué)資源的全部特征。

(四)學(xué)習(xí)對(duì)象的分類

學(xué)習(xí)對(duì)象的內(nèi)在固有特性包括:組合元素的個(gè)數(shù)、內(nèi)含對(duì)象的類型、可重用的構(gòu)件對(duì)象、一般功能、外部依賴性、邏輯類型、不同情境下可重用的潛力、同一情境下可重用的潛力。學(xué)習(xí)對(duì)象按上述固有特性分為5類:基本型((fundamental)、組合封閉型(tom-biped-closed)、組合開放型(combined-open)、生成呈現(xiàn)型(generative-presentation)和生成教學(xué)型(genera-tive-instructional)}Z}o

學(xué)習(xí)對(duì)象按組織結(jié)構(gòu)分為原子、集合、線性、層次和網(wǎng)狀類型叭按聚合度分為4個(gè)聚合層次。

(五)學(xué)習(xí)對(duì)象的粒度

粒度(granularity)是關(guān)于對(duì)象的大小、尺度及其詳細(xì)程度等特征的描述。學(xué)習(xí)對(duì)象的粒度決定了學(xué)習(xí)對(duì)象的重用頻率與效率，粒度過大會(huì)降低重用頻率，粒度過小則會(huì)降低重用效率。

一方面，根據(jù)00思想，對(duì)象的粒度要滿足“高內(nèi)聚，低藕合”。另一方面，學(xué)習(xí)對(duì)象不同于軟件工程學(xué)中的抽象數(shù)據(jù)類型，教學(xué)性是其首要特性，因此，學(xué)習(xí)對(duì)象的粒度要以能表達(dá)一定獨(dú)立教學(xué)意義為原則。

(六)學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)的屬性。學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)(Learning objects metadata ， LOM)的作用在于，為教學(xué)設(shè)計(jì)者和學(xué)習(xí)者查找、獲取、使用、評(píng)價(jià)、互換、共享、管理學(xué)習(xí)對(duì)象提供支持。學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)是學(xué)習(xí)對(duì)象的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前，國(guó)際上相對(duì)完備的LOM標(biāo)準(zhǔn)是IEEE((Draft Standard for Learning objects metadata}) (IEEEP1484.12.1)a IEEE LOM標(biāo)準(zhǔn)定義了學(xué)習(xí)對(duì)象的一個(gè)語義模型，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)4層語義樹。該語義模型將學(xué)習(xí)對(duì)象的屬性組合成9類，分別是:general ， lifecycle ， meta-metadata ，technical ， education } rights ， rela-tion ，annotation ，classification。該語義模型的數(shù)據(jù)元素分為必須數(shù)據(jù)元素(mandatory data element)與可選數(shù)據(jù)元素(optional data element)，全體必須數(shù)據(jù)元素組成LOM核心集，全體可選數(shù)據(jù)元素組成LOM可選集。特別的，第9類數(shù)據(jù)元素classification組成LOM分類擴(kuò)展集，為特定領(lǐng)域的學(xué)習(xí)對(duì)象提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)展機(jī)制。

我國(guó)《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》是IEEE LOM標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)資源領(lǐng)域的擴(kuò)展和本土化。《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》以LOM核心集為基礎(chǔ)，抽取LOM可選集的一個(gè)必要子集，利用LOM分類擴(kuò)展集對(duì)九類教學(xué)資源規(guī)定了擴(kuò)展屬性。

三、基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)

教學(xué)資源庫(kù)是面向教學(xué)的教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它利用信息技術(shù)對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)與整合，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為傳輸載體與共享手段，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共建共享。教學(xué)資源庫(kù)是示范性高等職業(yè)院校的主要建設(shè)內(nèi)容之一，它主要包括專業(yè)教學(xué)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)、精品課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、教學(xué)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等要素。

基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)是指:基于學(xué)習(xí)對(duì)象所包含的教學(xué)設(shè)計(jì)理論、面向?qū)ο笏枷搿⒖芍赜眯院诵睦砟睿\(yùn)用學(xué)習(xí)對(duì)象的元數(shù)據(jù)技術(shù)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，描述、組織、管理、、運(yùn)用教學(xué)資源的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)具有以下優(yōu)勢(shì):

第一，由于學(xué)習(xí)對(duì)象的可重用性，在學(xué)習(xí)對(duì)象理論指導(dǎo)下構(gòu)建的教學(xué)資源庫(kù)能以最大效度提高資源的使用效率;

第二，由于學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性，使教學(xué)資源的分類組織及其特征描述符合一定規(guī)范，同時(shí)也是資源數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)依據(jù);

第三，由于學(xué)習(xí)對(duì)象的潛在智能性，在某種教學(xué)策略或認(rèn)知策略的引導(dǎo)下，系統(tǒng)能夠自適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)并生成相應(yīng)的學(xué)習(xí)對(duì)象序列，從而使系統(tǒng)具有一定程度的智能化或通過結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)智能。

(一)教學(xué)資源的分類

教學(xué)資源按內(nèi)容可分為三大類，即標(biāo)準(zhǔn)類、素材類和課程類，其中素材類和課程類屬于學(xué)習(xí)對(duì)象。各類教學(xué)資源界定如下:

1標(biāo)準(zhǔn)類包括職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、崗位能力標(biāo)準(zhǔn)、人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)等。

(1)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)職業(yè)的活動(dòng)內(nèi)容，對(duì)從業(yè)人員工作能力水平的規(guī)范性要求。

(2)崗位能力是從業(yè)人員在具體工作崗位上應(yīng)具備的能力，是職業(yè)能力的具體化。崗位能力標(biāo)準(zhǔn)一般從普通崗位能力、基本崗位能力、核心崗位能力三個(gè)層面描述工作崗位的能力體系，每個(gè)層面由若干能力素質(zhì)類別構(gòu)成，每一類別根據(jù)行為表現(xiàn)的不同而劃分為多個(gè)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別代表不同處理事件能力的程度。

(3)人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)規(guī)格的具體化、實(shí)踐化表現(xiàn)形式，是學(xué)校實(shí)施人才培養(yǎng)工作的指導(dǎo)性文件，是組織教學(xué)和進(jìn)行教學(xué)管理的主要依據(jù)。人才培養(yǎng)方案包括培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格、培養(yǎng)模式、課程目標(biāo)、課程體系、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容。 (4)課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫、教學(xué)實(shí)施、評(píng)價(jià)測(cè)量的依據(jù)，是學(xué)校管理和評(píng)價(jià)課程的基礎(chǔ)。課程標(biāo)準(zhǔn)闡述課程的性質(zhì)、價(jià)值與功能，明確三個(gè)維度(知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀)的課程總目標(biāo)和學(xué)段目標(biāo)，描述學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)習(xí)目標(biāo)(結(jié)果性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo))，給出實(shí)施建議(教與學(xué)建議、教材編寫建議、評(píng)價(jià)建議、課程資源開發(fā)與利用建議等)。

2.素材分為媒體素材、試題、試卷、課件、案例、常見問題解答、文獻(xiàn)資料、資源目錄索引等。

(l)媒體素材是傳播教學(xué)信息的基本材料單元，素材類型分為文本、圖形圖像、音頻、視頻、動(dòng)畫五大類。

(2)試題是測(cè)試中使用的問題、選項(xiàng)、正確答案、得分點(diǎn)和輸出結(jié)果等的集合。題庫(kù)是按照一定的教育測(cè)量理論，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的試題集合。

(3)試卷是用于測(cè)試的典型成套試題。

(4)課件是針對(duì)若干知識(shí)點(diǎn)實(shí)施相對(duì)完整教學(xué)的軟件。

(5)案例是指由各種數(shù)字媒體元素組合表現(xiàn)的有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義和教學(xué)意義的代表性事件或現(xiàn)象。

(6)常見問題解答是針對(duì)某一領(lǐng)域最常出現(xiàn)的問題給出的全面解答。

(7)文獻(xiàn)資料是有關(guān)教育教學(xué)方面的政策、法規(guī)、條例、規(guī)章制度和專業(yè)文章、書籍、音像資料、事件記錄等。

(g)資源目錄索引是某一領(lǐng)域中相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源URL鏈接和非網(wǎng)絡(luò)資源的索引氣

3.課程類包括網(wǎng)絡(luò)課程、精品課程、課程包等。

(1)網(wǎng)絡(luò)課程是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容以及所實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)的總和，包括按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境。

(2)精品課程是指具有“五個(gè)一流”的示范性課程，即具有先進(jìn)的教育思想、豐富新穎的教學(xué)內(nèi)容、精湛的教學(xué)藝術(shù)、現(xiàn)代化的教學(xué)手段、嚴(yán)格的教學(xué)管理及評(píng)價(jià)等特點(diǎn)的示范性課程。“精品課程要使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)與管理”，從這個(gè)意義上講，精品課程的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)形式是網(wǎng)絡(luò)課程。

(3)課程包是針對(duì)課程實(shí)施完整教學(xué)的軟件。

(二)學(xué)習(xí)對(duì)象粒度的定位

教學(xué)資源的上述分類是依據(jù)內(nèi)容分類，因此，學(xué)習(xí)對(duì)象的粒度取決于教學(xué)內(nèi)容的規(guī)模。

知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容的核心單元，知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系體現(xiàn)了知識(shí)體系的內(nèi)在聯(lián)系，所以知識(shí)點(diǎn)及其關(guān)聯(lián)關(guān)系是構(gòu)建完整知識(shí)體系的基礎(chǔ)。同時(shí)，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)又是具有原子特性的不可分單元。因此，知識(shí)點(diǎn)屬組合封閉型，圍繞一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)素材屬基本型，由關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)組成的課程屬生成教學(xué)型。

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)對(duì)象時(shí)，其粒度定位如下:

1、單個(gè)課件被一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象封裝;

2、其它素材類教學(xué)資源按照知識(shí)點(diǎn)分組，每個(gè)分組被一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象封裝;

3、一門課程對(duì)應(yīng)一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象序列。

(三)學(xué)習(xí)對(duì)象類的封裝與繼承

將教學(xué)資源分類后，提取每一類教學(xué)資源的共性特性和個(gè)性特性，這些特性在基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部定義為一個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型--一學(xué)習(xí)對(duì)象類(Learning objects class，LOC)。 LOC是教學(xué)資源在系統(tǒng)內(nèi)部的抽象與封裝，每個(gè)具體的教學(xué)資源是LOC的一個(gè)實(shí)例。

LOC與LOM都是教學(xué)資源的抽象與封裝，LOC用于系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)教學(xué)資源的各種加工處理，LOM用于系統(tǒng)對(duì)外呈現(xiàn)教學(xué)資源，LOC與LOM是動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)的。

位于頂層的LOC是一個(gè)抽象類，它的屬性與必須數(shù)據(jù)元素一一對(duì)應(yīng)，方法至少包括構(gòu)造器、set，get等方法。各類LOC繼承頂層類，重載頂層類的屬性與方法，其擴(kuò)展屬性與可選數(shù)據(jù)元素、分類數(shù)據(jù)元素一一對(duì)應(yīng)，屬性的賦值可以在構(gòu)造時(shí)通過構(gòu)造器由元數(shù)據(jù)庫(kù)中初始讀取，也可以通過set方法由元數(shù)據(jù)庫(kù)中動(dòng)態(tài)讀取。

為了實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)對(duì)象的序列化和智能，還要考慮LOC實(shí)例的持久化，在LOC實(shí)例的整個(gè)生存周期內(nèi)保持有狀態(tài)會(huì)話。

(四)學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)的XML綁定

為了實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的XML綁定，基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫(kù)系統(tǒng)需要具備:1、一個(gè)完備的資源命名空間;2、一套完整的XML標(biāo)記，并通過DTD約束以符合規(guī)范，使用XSL設(shè)置顯示格式;3、元數(shù)據(jù)字典和元數(shù)據(jù)編輯器等元數(shù)據(jù)管理工具;4，XML文檔生成器。

注冊(cè)教學(xué)資源時(shí)，在元數(shù)據(jù)字典和元數(shù)據(jù)編輯器向?qū)拢崛〗虒W(xué)資源的元數(shù)據(jù)，創(chuàng)建相應(yīng)的LOC實(shí)例，存儲(chǔ)到元數(shù)據(jù)庫(kù)。教學(xué)資源時(shí)，XML文檔生成器讀取元數(shù)據(jù)庫(kù)，用XML描述、封裝元數(shù)據(jù)，生成XML文檔格式的虛擬資源庫(kù)。

四、結(jié)束語