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我国科技的高速发展及科学技术在生产实践中的广泛的应用,越来越需要具有一定专业的技术人才在生产工作岗位中发挥作用。但在现实的社会中,人们追求的是高学历,而这些高学历又不具备高技能,出现了高分低能的现象。一方面,在企业的工作岗位中短缺大量的高技能人才,另一方面,又有大批手拿文凭找不到工作的本科生,这种现象严重制约了企业的发展。
企业的发展离不开高技能的人才。在我国,随着市场经济的不断发展,需要的高技能人才越来越多,但是我国的高技能人才是少之又少。本论文作者希望通过这篇文章能引起我国国家及相关部门的高度重视,加大培养高技能人才的力度和方向。也希望这篇文章能为企业培养高技能人才提供参考,使我国企业能快速在现有的职工和技工中培养出适合企业生产需要的高技能人才。
二、我国高技能人才发展的现状分析
(一)我国高技能人才严重不足,无法满足我国科技和经济发展的需求。
随着我国科技的不断发展和电子在设备中的应用,目前我国企业设备大都是自动化、程序化、系统化。这些高科技的设备就需要有高技能的人员进行操作,但在我国现有的技能型人才中,高级技工、技师、高级技师、等高技术人才仅占3.6%,这与发达国家的技能型人才占20%~40%的比例还差很多,我国还有200多万的高技能岗位需要高技能人才补充。
(二)我国高技能人才的分布不够合理
我国大中城市具有岗位多、工资高、待遇好的特点,同时也能发挥并提高自己本身的技能,这就使本来就缺少的高技能人才,大部分都涌到大中城市,而中小城市严重缺乏高技能人才,中小城市的企业要想发展只能高薪聘请或从现有的工人中挑选,进行简单的学习,根本不能适应现代高科技企业发展的需要。
(三)我国高技能人才的断层现象比较严重
虽然我国高技能人才大都集中在大中城市,但大中城市也存在着严重断层现象,也不能满足对高技能人才的需求。在现有的技术人员中有三种断层,一是技术断层,技术等级高的少,而低的多,二是文化断层,文化程度高的少,而低的多,三是年龄断层,年龄偏大的多,而偏低的少,这三种现象就造成了高技能人才数量短缺,培养速度太慢,技能人员结构偏差太大的结果。
三、高技能人才培养出现问题的原因分析
(一)对高技能人才培养的认识不够
我国有史以来,一直注重高科技人才的培养,把高科技人员和领导界定为企业人才,而把基层的骨干技术人员划归为工人,一是一直没有重视培养,二是作为基层骨干技术人员得不到企业重视,不能发挥潜能和积极主动提高业务水平,还有一个原因就是人们一直追求高学历,致使人们不愿意报考技术专业。
(二)缺少技工教育和职业培训
在几年前,国家没有对技术人员的培训进行严格要求,还有企业没有长远计划,缺少技工教育和职业培训。我国一些企业对现有的人员只要能维持生产就不考虑今后的发展和技能的提升。另外,还有一个原因就是对技术员工的培训周期过于长、费用过于高,还担心培训后员工跳槽。
(三)科技快速发展造成科技人员短缺
我国科技的快速发展,使得现在的设备更新非常迅速,技术含量也非常高。企业的技术和需要的能力都需要技术工作人员的综合能力比较强。这就需要综合性的高科技人才,但是目前,我国企业现有技术人员的技能还跟不上科技发展的速度。
四、高技能人才培养从技工教育和职业培训做起的策略建议
(一)加大职业教育力度,借鉴国外的先进经验
要想培养高技能人才,我国就需要加强职业学校专业技术教育,从年轻人中抓好专业技术培训。三、四年后就可以充实到工作岗位,并同时要加强师资力量,从根本上解决我国高技术人才短缺的问题。
早在200多年前,德国就根据本国的实际情况研究出双元制教育模式。他山之石,可以攻玉,我国企业就可以借鉴这种模式,学校和企业共同对职工进行教育,达到边学习理论知识边实践操作,在实践中找到需要学习的理论知识,再将理论知识运用到实践中去,一般采取的是学习一周理论课,实践二周,也可以根据实际情况确定学习和实践的时间。企业会为学生提供培训场所、设施和学徒岗位。学校教师兼具理论知识与实践知识,才能够更好地对学生的职业能力进行培养。
(二)对现有的技术人员加大培训力度,更加重视综合性实践能力
一方面,企业对现有的技术人员进行培训,这些人员对现在的工作岗位熟悉,可以有针对性地、系统地培训,具有时间短、见效快的特点,能快速提高现有的技术力量。另一方面,企业也可以与学校联盟,定向培训,更加重视综合性实践能力,走校企合作路线。同时,还要定期对高技能人员进行职业技能培训。
(三)增加技工职业培训的激励机制
对在基层的技术骨干人员要给予适当的奖励和福利待遇。通过一定的激励机制,首先可以提高我国现有技术人员的积极性,激发他们的潜能,钻研业务,提高技术水平。其次,也可以鼓励技工人员和其他人员参加职业培训,获得更大的收获。
五、总结
综上所述,我国高技能人才的短缺影响企业的发展,为了使企业能快速、持续发展,就要有长期计划和短期计划,即改变职业教育学校现有的教育模式,校企合作加大技能培训;同时对现有的技术人员加大培训力度,快速提高现有技术人员的高技能。本文通过对高技能人才短缺的现状及原因的分析,提出解决现有高科技人才短缺的对策,旨在抓好职业培训,从根本上解决高技术人才短缺的问题,促使企业健康发展;同时加强企业高科技人才培养,保证我国企业可以更加健康地发展。
参考文献
[1]凌光,张学英,咸桂彩,影响我国高技能人才发展的经济因素分[J]天津职业技术师范大学学报,2013-12(23).
一、人工智能概述
人工智能(Anificail Intelligence)是指利用计算机软件技术与自动化处理的技术,让计算机能够模拟与扩展某些人类特定智能的学科,最近几年来发展非常迅猛,在智能接口,数据挖掘,主体系统等方面取得了丰硕的成果。智能接口技术是研究如何实现人类与机器的便利沟通,现在已经实现了文字,语音,自然语言理解等方面实用化的功能。数据挖掘则是如何从大量不完备的数据中自动生成可应用的知识的技术,在大数据时代里将会有非常广泛的应用;主体系统则是指的让计算机具备愿望,能力,选择等心智状态的实体,实现计算机的自主性。从当前的应用发展趋势来看,在未来的5~10年内,人工智能将会应用在教育,医疗,管理,生产等绝大多数的社会领域中,将推动社会的全面发展与进步。在本文中,作者将以高职技能教育为切面,分析人工智能在该领域内应用的前景,并提出建立一套基于人工智能的高等职业技术辅助教学系统的思路,方便进行人工智能应用的相关人士研究与借鉴。
二、人工智能在高职教育教学领域的典型应用及其不足
将人工智能应用到教育方面是很久以来的教育现代化的热点,从最近几年来的人工智能在教育方面的应用来看,主要有三种应用的层面:一是智能计算机辅助教学(ICAI),它是将人工智能的技术引入至CAI系统中来,实现更加智能化的教学支持,减轻教师的工作量。二是智能,即让某些特定的课程与教学的内容,由人工智能来取代教师进行授课,即时答疑,提高教学的效率;三是智能数据库,对于课程相关的网络教学资源数据库,应用人工智能的方法进行数据分析,提高数据库的访问速度与交互功能,便于快速搜索与整理数据。但是对于高等职业技能教学来说,上述的三大应用领域还有些不够契合,主要体现在如下的方面:
(1)对于学习者的活动流程的监控与记录能力不够。传统的CAI系统,侧重于对理论思维知识的辅助教学,而对于学习者的身体活动的记录能力不佳,这样无法即时准确地保存技能学习过程中与身体活动相关的数据。众所周知,技能的教学是与学习者身体的活动相关联的,行动数据的获取量不足就会导致无法对学习者的技能及其效果进行评估与纠偏。
(2)与使用者的交互功能不佳。传统的人工智能交互是文本与图像,虽然简单直观但形式单一,还无法通过生动的语音和动作与使用者进行交互。这样在教学辅助方面的效果不尽如人意。
(3)智能水平有待于提升。现代的人工智能辅助系统,虽然已经能够实现教学数据的排序、统计、汇总等简单的操作,但是离真正智能化的工作还有一定的差距。系统无法根据学生操作的具体情况做出个性化的情况统计分析,提出个性化的建议。在即时交互方面也还有很大的提升空间。
三、高职技能辅助教学系统的设计思路
针对上述教学人工智能应用的不足,结合高等职业技术学校的教学情况,特地提出一套人工智能辅助系统的设计思路:
(1)使用高级的智能接口技术实现行动数据的采集。
智能接口是为建立和谐的人机交互环境,使得人与机器之间的交流像人与人之间的交流一样自然和方便。学习者在进行练习的过程中,无法像传统的人机交互方式一样将数据录入至计算机中,而是需要智能系统通过摄像头,运动传感器等等高级的智能接口技术来感知学习者的活动,对活动进行分析与统计,并转化为大数据存放至海量数据库中。至于具体采用哪种智能接口技术,需要根据具体的学习内容而定。
(2)应用专家系统对于学习者在技能操作中产生的大数据进行分析。专家系统是目前人工智能领域最有实效的一个领域,它是利用人工智能的技术让计算机能够实现特定领域内的大量知识与经验的系统。利用它来对技能学习过程中产生的大数据进行分析和挖掘,从中提炼出具有个性化的知识体系,发现学生与老师都没有发觉到的某些特殊的学习状态,能够为进一步的学习反馈做好充分的准备。这样可以使得学习的针对性更强,效率更高。
(3)使用智能检索与生成技术对于分析结果进行输出与展示。通过使用人工智能的检索系统,可以快速地对分析的结果进行展示,可以利用网络的环境,用生动形象的方式将结果展现在学习者或教师面前,方便掌握学习的过程。
四、辅助教学系统的应用展望
通过应用了上述的基于人工智能的辅助教学系统,将对于高职院校的教学产生非常强大与积极的影响。首先,该系统可以将教师从重复机械的日常教学环境中解放出来,不再通过传统的测验,考试,交流等方式获知学生的学习状态,由系统监控学习者在技能培训过程中的一举一动,自动进行学习效果的定性与定量的分析,积极地反馈给教师,从而使得教学更具备了明确的方向。其次,该系统也会增加技能教学的趣味性,将培训的活动转化为类似于电子竞技的效果,学生在学习的过程中随时可以观察到自己的学习状态,以及与其他同学的差异,更能够培养自学的能力。第三,该系统可以与现有的高职院校校园网实现无缝的对接,将全院校的数据进行统一的智能加工与挖掘,可以更加方便高职院校的管理工作,也可以方便地扩展成为完备的高校智能管理系统。
参考文献:
为什么要在中学开设人工智能课程?这本教材有什么特点?对于中学教师和学生而言,应如何准备才能应对人工智能的教与学?记者对此进行了调查。
全国已有40所学校引入教材
据了解,该教材是华东师范大学慕课中心和商汤科技合作,联合全国多所知名中学教师共同编写,由新闻出版总署批准出版并备案。目前,全国已有40所学校引入该教材作为选修课或校本课程,成为首批“人工智能教育实验基地学校”。
“与其他教材不同,该教材以‘手脑结合’为主要学习方式,不仅关注对人工智能原理的介绍,更加重视这些原理在生活中的运用。”华东师范大学教授,博士生导师陈玉琨介绍说,“作为教材的编者,我们特别希望学生能发挥独特的想象力,设计一些在高中阶段有可能完成的项目,并动手将其转化为独具特色的作品。”
记者看到,该教材共分9个章节,以基础普及性的知识为主,分别介绍了图片识别、声音识别、视频识别、计算机写作和深度学习等人工智能技术的原理和应用场景,每一页都配有彩色图表,并引入了大量科普内容和实例。此外,该教材还配套了一个教学实验平台。
香港中文大学教授林达华表示,目前,人工智能人才面临着全球性短缺,在人工智能和基础教育结合方面,各个国家都还处在探索的过程中,该教材的出版,是人工智能教育的一次重大突破,意味着人工智能将由此走出“象牙塔”,进入高中生的知识范畴。
“今天,技术更迭速度太快,谁也无法预计未来的职业选择,我很乐意让我的孩子在中学阶段就了解掌握一些人工智能方面的知识技能。”一位家长这样告诉记者。
目的在于普及原理引发兴趣
作为一门兼具学术含量和技术含量的学科,对高中学生而言,应该怎样去了解人工智能这门学科;对于高中教师而言,又该如何教学呢?
“大多数中学生的最终职业道路都不会是成为人工智能研究者或工程师,但是未来很多行业都将在不同程度上受益于人工智能的赋能。因此,该学科在中学阶段的教学目标应该定位让学生了解掌握人工智能的基本思想、基础知识以及常用算法和工具。”林达华说。
在陈玉琨看来,人工智能的教学和研究经常要用到高等数学的知识,这已经超出了高中生的知识范围,因此,在中学阶段,教师应注重对相关概念、算法、原理进行定性介绍,“定量的部分,可以留待以后再学。”
多位专家表示,教师在教学过程中,要特别重视对人工智能应用场景的介绍,这不仅会让课堂变得更加生动,学生学习的兴趣更加高涨,同时也会提升师生的思维与创造能力。
“总体而言,在中学阶段开展人工智能课程的主要目的在于普及人工智能的原理与技术,引起学生对人工智能学习的兴趣。当然,也期望能为高等学校培养人工智能领域的拔尖人才奠定相应的基础。”
“校企合作”解决人才缺口
也有专家指出,人工智能是一门新兴技术,中学教师在该领域的知识储备是不足的。
“师资是课程的基础。”上海师范大学教授岳龙表示,“开设人工智能课程对教师的知识结构也提出了新的挑战,因此组建专门的师资培训团队非常重要。”
人工智能是多种学科相互渗透而发展起来的交叉性学科,其涉及计算机科学、信息论、数学、哲学和认知科学、心理学、控制论、不定性论、神经生理学、语言学等多种学科。随着科技的飞速发展和人工智能技术应用的不断扩延,其涉及的学科领域将愈来愈多,它已和人们的学习、生活息息相关,时代和社会需要此方面的大量人才。在高中信息技术课中开设人工智能初步模块是十分必要的,本文拟从其发展现状、存在问题等几个方面对我国高中信息课程中人工智能教育做一下探讨。
一、高中开设人工智能课程的意义
(1)人工智能定义
人工智能(AI,Artificial Intelligence)是计算机科学的一个分支,己成为一门具有广泛应用的交叉学科和前沿学科。它研究如何用计算机模拟人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、规划以及问题求解等思维活动,来解决人类专家才能解决的复杂问题,例如咨询、探测、诊断、策划等。
(2)开设人工智能课程的意义
现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次:结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。
将人工智能课程引入到我国现行的教育中,可以让学生在了解人工智能基本语言特征、理解智能化问题求解的基本策略过程中,体验、认识人工智能技术的同时获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解,从而使学生了解计算机解决问题方法的多样性,培养学生的多种思维方式,更好的解决现实问题。
二、高中人工智能教育现状及存在问题
目前,该学科的教育正处于摸索阶段,由于中学信息技术师资水平、学校硬软件设备等条件的制约,我国尚未在中学专门开设独立的人工智能类课程,Internet上与人工智能教育相关的中文信息资源也十分贫乏,在教学环境上大致存在以下问题:
(一)教学条件参差不齐
开设好人工智能课程,就要求安排更多的实践课程和活动来增强课程的趣味性,让广大师生切实体会到人工智能对我们生活的影响。这些活动大部分要求上机操作或利用网络资源来学习交流,这就对教学条件提出了较高的要求,尤其是一些偏远农村、条件相对落后的中学在开设人工智能课程上存在很大困难。
(1)对硬件性能的要求
人工智能课程中有较多的实践课程需要老师和学生利用网络资源,使用计算机进行操作。这就需要学校配备计算机网络教学机房,若其性能较差,会延长学生在线进行人机对话的时间,一旦遇到网络堵塞,可能连网页都打不开,这不仅浪费了仅有的上课时间,而且大大降低了学生的学习兴趣。
(2)对软件性能的要求
为了降低成本,学校可以利用互联网上提供的免费下载软件和免费在线教学网站等进行实践教学,可大大减少自研开发软件和软件维护的费用。但一旦遇到网络不通、网络拥挤或在线网站停止服务等情况,将无法使用网络资源进行教学,可见,软件的依赖性较强也存在很大的问题。
(二)对人工智能科学的认识不足
(1)学生的认识误区
提及人工智能,给大多数学生的感觉是一门神秘、遥不可及的科学。很多学生认为人工智能技术是很高深的科学,离我们现实生活有一定距离,研究和接触这门科学是少数科学家的事情,从而对该科学的关注程度不高。其实,人工智能学科是一门渐渐成长的科学,它将应用在我们生活的方方面面。我们应在教学中让学生多去体验人工智能的魅力所在,吸引更多对该学科感兴趣的人去研究和使用它。
(2)教师对人工智能学科开设存在偏见
一些从事该学科教学的教师没有接触过人工智能方面的知识,在接触过后被其中深奥难理解的知识所吓倒,认为即使开设了这门课程也不易被同学们所接受;而一些在大学接触过人工智能课程的教师则认为,其理论枯燥乏味,知识内容艰深,不适合放在高中开设。
(三)一线教师经验不足
在我国大学教育中,开展人工智能专业课程的大学为数不多,师范类院校更是少之又少。从事人工智能领域的专业人才输出少,所以,缺乏具备一定知识结构、有专业素养的教师来担任高中信息技术课中人工智能课程的教育工作。绝大多数的一线教师并没有接受过人工智能课程的专业培训,在授课内容上的着重点掌握不好,教学目标不够明确;在授课形式上也没有前人的经验可寻,这就给一线教师带来了极大的挑战。
三、解决上述问题的几点建议
(一)加强软、硬件建设
在学校条件允许的条件下,应加大硬件设施的投入,改善网络传递信息的效率,同时加强软件资源建设。鼓励师生上网搜索更多适合AI教学的网站,教师应整理出和AI相关的趣味小故事、电影、光盘等和教材相关的素材,以便更好的配合硬件教学。
(二)端正认识,增强支持
作为教师要树立对高中人工智能选修课程的正确认识。通过对课标中规定的相关内容的深入了解和学习,克服对人工智能的神秘感或恐惧感,理性而客观的看待人工智能技术及其应用,明确在高中开设该课程的目的。同时,教师也不能因为该课程的“选修”性质,从而轻视该课程的作用。
作为学生不应该仅仅看见这门课程的娱乐趣味性,应把一些重要的技术理论知识重视起来,不能过分的放松自己而偏离了我们的教学目标。家长也应该支持和赞同学生选择该课程,不能应认识不到这门课程的作用、怕耽误学生主干课的学习而反对学生积极参与。
校方领导也不应条件限制就轻易放弃这门课程的开设,应给予积极的配合。社会各界也应加强舆论与正确引导,让更多的人们认识人工智能并予以肯定。
总之,人工智能是一门逐渐成长的科学,开设好该课程需要广大教育工作者和校方领导不断努力,互相交流,共同克服困难。
参考文献:
[1]张剑平.人工智能技术与“问题解决”[J].中小学信息技术教育,2003(10).
人工智能概念是20世纪五六十年代正式提出的,随着信息技术的不断发展,人工智能已成为一门新的技术科学。时至今日,人工智能技术的发展经历了人工智能起步期、专家系统推广期和深度学习期等阶段,而在应用领域也取得了重大突破,如Google的无人驾驶技术和运用深度学习算法的AlphaGo战胜围棋冠军等。除此之外,人工智能已被日益广泛地应用于经济社会各个领域,在教育领域亦是如此。2018年教育部就印发了《高等学校人工智能创新行动计划》,要求进一步提升高校人工智能领域科技创新、人才培养和服务国家需求的能力。因此,人工智能必将不断被融合到教育领域,并为大学教育变革提供新方式。基于人工智能的机器学习、人机交互与知识图谱等技术方法,可以为大学英语教师在课堂教学、备课与教学研究等多个方面提供支撑;可以为大学英语教学管理与治理提供决策支持;可以为大学生英语自主学习和教师备课提供智能推荐支撑。目前,学者们已对人工智能对英语教育的影响进行了相关的研究。如高华伟分析了外语作文智能评阅与形成性评价融合策略;刘洋针对人工智能技术与高校英语教学的相互关系,通过调查问卷和访谈等方式,分析了现有计算机辅助语言学习软件和系统的不足,并提出了相应的解决策略;张艳璐对人工智能在给英语教学带来机遇的基础上,探究了人工智能在大学英语教学中的应用;赵生学分析了人工智能时代大学英语教学的变革与策略;严燕分析了人工智能时代英语教学促进学生深度学习的路径。在人工智能时代,人工智能技术必将对大学英语教育领域各个方面产生重大影响,如大学英语人才培养目标、教学内容、教学计划、教学策略、教学模式、成绩评价体系与英语领域科研等方面。针对此,本文在现有研究的基础上,重点从教师和学生两个层面分析人工智能对大学英语教育的积极影响和消极影响,并提出相关建议,以期为大学英语教师教学与大学生英语学习提供参考。
一、人工智能的积极影响
人工智能技术在大学英语教育领域的应用,将对大学英语教学资源、教学模式与大学生二语习得等方面产生积极作用,主要体现为以下几个方面。
(一)丰富了大学英语教与学资源人工智能技术的发展与应用为大学英语教与学提供了丰富的资源。如互联网上含有丰富的英语视频与图片等资源;在线教育平台也提供了大量的英语课程资源,如中国大学生慕课、雨课堂等,它们各具特色,可为教师与学生提供多样化选择。因此,人工智能技术一方面可为大学英语教师提供丰富的教学素材,同时还可根据大学生学习目标与学习习惯等为其英语学习提供丰富的课外资料。同时,很多网络资源可下载或者回放,这样可以使得大学生的英语学习不再受到时间与空间的限制。特别是对于教育资源缺乏的地区而言尤为重要,可以在很大程度上解决教育资源不平衡问题。其中,百度教育大脑的智能备课系统便是典型应用案例。其依托百度人工智能、大数据和云平台的优势,整合了丰富的优质资源。对于教师而言,此平台可按照教学进度为教师提供经过筛选的教学素材,节省教师的备课时间,提高其工作效率。
(二)丰富了大学英语的教学方式传统的大学英语授课往往以线下课堂教学方式为主,而人工智能技术的使用丰富了大学英语单一的教学方式。可利用网络平台,如雨课堂、慕课平台等,开展大学英语线上教学模式或者线上线下混合教学模式。新的教学模式有利于教师在大学英语教学过程中采用不同的教学策略。使用新的教学模式和不同的教学策略可以提高大学生学习英语的兴趣,进而有助于提高大学生英语习得的效率。
(三)提高了大学生英语习得的效率由于英语习得是一个复杂的心理过程,与大学生的情感因素、学习动机等密切相关。采用人工智能技术的大学英语线上教学方式,使得教师与学生之间不是面对面的交流互动,可以在一定程度上缓解学生焦虑、害怕等情绪,有利于学生的英语学习。动机是英语习得中重要的非智力因素,也是影响大学生英语习得效率的重要内在因素之一。学习动机与使用另一种语言的兴趣密切相关。而人工智能技术采用丰富的英语学习资源以及英语教学方式的多样化,这些有助于提高学生学习英语的兴趣,进而增强学习英语的动力。
(四)形成了大学生英语习得分析数据库人工智能技术是以大数据为依托,可以跟踪和记录大学生英语课堂学习和课后学习等各种信息数据,进而可形成大学生英语习得数据库。基于大数据分析与人工智能技术方法,如数据挖掘、关联性分析和回归预测等,可以挖掘大学生英语学习背后的规律特征,了解到每个学生的具体情况。进而构建每个学生的英语学习画像,如学生的线上学习状态、课程作业完成情况、测试成绩和学习方式等。可为教师形成可视化的学生个体和班级整体的学情分析报告。因此该数据库有利于教师掌握每位学生的英语学习状态,掌握学生个体差异,为调整教学方式、教学方法与策略提供支撑。同时,上述数据为大学英语教学与大学生英语习得的研究也提供了数据支撑。
二、人工智能的消极影响
人工智能在大学英语教育领域对教师与学生发挥着积极的作用,同时对他们也产生了一些消极的影响,主要体现为以下几个方面:
(一)对教师的消极影响由于大学英语课堂教学存在一定的缺陷,往往需要改进此教学方式。而人工智能技术的应用,虽有助于大学英语教学改革,但还需要教师熟练掌握人工智能相关技术的使用,会给信息技术能力比较薄弱的教师造成压力。借助人工智能平台,大学英语教学不受时间、空间和学生人数等影响,势必会减少大学英语教师的需求,造成大学英语教师面临失业的压力。进而影响大学英语教师的工作积极性,以及大学英语教学质量。
(二)对学生的消极影响根据语言资本理论与期望价值理论,大学生英语学习的期望价值主要是经济期望价值。而大学生英语学习的期望价值与学习目的和行为密切相关。比如大学生英语学习经济期望价值主要体现为学习英语对未来找工作很重要,可以增加经济收入。而人工智能技术在语言领域的应用,势必会影响大学生对英语学习的期望价值。如人工智能翻译机的出现,使得各种语言之间翻译非常容易。即使不懂英语,也可使用它进行英语交流。因此,人工智能技术在英语领域的应用,将降低大学生英语学习的期望值,进而影响他们英语学习的兴趣与目的。
随着信息技术以及人工智能技术的迅猛发展,机器人无论是在技术上还是在外形上都显著提高,并且,不断的进行功能延伸。将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人,这是一个概括的、含义广泛的概念。这一划时代的概念产生,为机器人技术的发展,也为信息技术的发展,拓开了巨大的想象空间和新的创造天地。智能机器人是信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科,蕴涵着极其丰富的教育资源。
二、机器人教学的教学现状
2000年,机器人教学处于起步阶段,第一届“广茂达杯”中国智能机器人大赛在长沙举行。其目的是刺激机器人新技术的发展;鼓励年轻学生投身机器人技术。2002年,机器人竞赛得到了进一步的发展。2003年,机器人竞赛达到热潮。2004到2009年,机器人竞赛成为了主流,第四届至第九届中国青少年机器人竞赛分别在河南、广西、陕西、云南、重庆、湖南、青海举行,竞赛规模不断扩大,规格不断提高,经验不断丰富,成绩不断攀升。同时,第五届至第十届“广茂达杯”中国智能机器人大赛也取得了丰厚的成绩。2011年广东省的虚拟机器人竞赛,全省共有12个地市和顺德区报名参赛,参赛队伍106支,参赛学生148人。比赛形式新颖,要求学生现场编写虚拟足球比赛和虚拟灭火比赛的程序,然后进行投影演示,所有的同学都可以观看和学习。2012年的“乐博杯”青少年机器人世界杯中国竞赛在西安举行,汇聚了众多的参赛者。同学们秉着重在参与、学习交流的态度,经过两天紧张激烈的比赛,比赛成绩优异,涌现了一大批优秀的编程人员。其中最为突出的是兴围小学代表队,他们突出重围赢得了冠军,即将代表中国队去墨西哥参加世界级机器人大赛。
机器人竞赛已成为国内科技、教育界一致认同的一项青少年科技创新的重要赛事,作为一项富有时代性、创新性、参与性和普及性,适应当代青少年需求,深受当代青少年欢迎的智力开发活动,在全国各地产生了广泛的社会影响。
三、存在的问题
(一)教学方面
1、智能机器人缺少科学、可行、实效的教学目标。按照学制的阶段性划分不明确,存在重复学校相同知识的现象,从而导致机器人教材特色不明显。
2、智能机器人教育往往没有固定的教学设计和规划。导致许多教学只能按照产品使用说明书进行教学,不能按照学生接受能力有秩序的开展知识体系教学。
3、目前学校教育使用的机器人很纷杂,缺少规范。并且绝大部分并不兼容,开放度低。还有就是教学用机器人单机价格偏高原因是销售数量上不去,导致厂商只能太高价格。
(二)教育资源方面。由于我国各省市之间的贫富差距不断加大,从而导致在教育资源投入方面也是参差不齐,很多欠发达地区软硬件教学设备都严重不足,智能机器人的教学活动很难正常开展。
四、改进措施
(一)资源环境建设方面。积极探索信息技术条件下人工智能机器人进课堂教育环境的构建策略。建立完善系统的小学教育人工智能机器人进课堂资源的开发、应用的管理运行机制。同时,应该加大对中小学智能机器人教学资源投入力度,以确保所有孩子都能够享受到同等级的教学资源。
(二)学科教学方面。对于小学的人工智能机器人教学工作来讲,教师的培训工作应该是非常重要的。由于目前该门学科在小学教学当中仍属于一种新型的学科,相关教师之前并没有进行系统的学习过相关理论,同时,实践经验也是严重不足。因此,这就无形中增加了教师的教学难度,因此,对教师进行适当的教学培训是十分必要的。
1 引言(Introduction)
人们越来越接受逐渐取代传统考试方式的利用计算机网络实现的远程考试系统。传统意义上的考试,操作过程极其繁琐,出错难以避免。远程教育也称为网络教育,突破了时间与空间的限制,对实现教育终生化,教育大众化、平民化有重要的意义。我国是一个十三亿人口的大国,且农业人口众多,东西部发展不平衡,教育资源尤其是高等教育资源分布不均匀,西部及偏远地区教育资源匮乏。远程教育为全民教育及终生教育提供了有效的途径。在远程教育体系中,基于计算机网络的远程考试系统有了非常重要的意义。远程考试系统尽可能保证了考试的实时、可靠及客观公平及最小程度的人为因素影响。远程考试系统亦广泛应用于政府、企业及各种机构的培训,因此,讨论远程考试系统有了非常重要的意义。
远程考试离不开试题库的创建。
采用常规数据库构成的试题库,对客观题(选择、判断、填空题)很好解决。可以将试题库的试题按不同的形式出现。原理是:每个题都有几个选项,正确的和干扰项都有若干项。当试题要单选题时,可以用算法限制,每个题抽出一个正确项和若干个干扰项。当试题需要多选题时,每个题在答题选项中任意选取,但保证正确选项大于1即可。
而抽卷一般都是随机在试题库抽题形成试卷。这就造成不同试卷难度可能不同,考试欠公平。处理这个问题最好的办法就是将题目在建立试题库时就给了难度系数,出题时按难度比例抽题。这样对每个参考者相对公平。这涉及到怎样确定试题难度的问题。下面将讨论用人工智能技术处理试题难度。也就是在创建试题时,让计算机自动识别试题难度。
2 人工智能技术在试题库建设中的应用(Application
of artificial intelligence techniques in building the
examinations bank)
2.1 人工智能的定义
著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义:“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术[1]。
人工智能(AI)是目前发展迅猛的计算机学科的一个分支,近代被称为三大尖端技术之一,这三大尖端技术是:基因工程、纳米科学、人工智能。人工智能经过近几十年的发展,也逐渐成为了一个比较成熟的技术应用。在实践中应用十分广泛。在许多学科中都有它的身影,也取得了巨大的成果及可观的经济效应,在理论上也日趋完善。
人工智能是用计算机算法来模拟人类的智能行为或思维过程。比如:逻辑推理、学习规划、计划实施等等。主要的内容包含:计算机实现算法(原理)、智能机器人制造等。人工智能涉及的学科也极为广泛。首要的是计算机技术,还有心理学、教育学、语言学等人文科学。还有控制、自动化、仿真、数理逻辑等自然学科,具有广泛的应用前景。目前,关于人工智能的研究涉及到军事、航天航空、机械制造、计算机仿真、遥控遥感、机器人、工业控制、自动化、采矿、教育培训、服务业等等。人工智能技术在当今社会中得到越来越多的关注和重视,是正在快速发展的热门学科。它起源于计算机技术,但远不止于计算机科学范畴。人工智能取得了许多成就,这些成就主要表现在: 基于知识的系统、机器学习、神经网络、机器人学、Agent技术和分布的协同工作、规划和配置、机器感知等[2]。
2.2 知识的定义
知识是人类在认识自然、改造自然过程中沉淀下来的精神产物,是人类进行创新、创造、探索等智能活动的基础。关于知识的理解,可以概括为以下几个方面:
(1)知识是转换后的信息。经过人类的主观理解、解释、消化、选择以及过滤,大量信息加工处理后,称其为知识。
(2)知识也可以理解为对特定的学科或产业的概念定义、内部关系、运作过程和应用解释。
(3)知识亦可以定义为:“事实”“信念”“启发式”。
在人工智能领域,知识是一个非常重要的处理点。大量的信息必须从知识中提取和转换来的。从其作用层次,它们分为对象级知识、元级知识两类。按性质亦可划分为三种知识:过程性、描述性、判断性。
2.3 知识表示
知识表示一直是计算机领域中非常关键的问题,在人工智能及专家系统中,知识表示是知识的符号化过程。实际上是为描述事件所做的一组约定,它的实质是将事件的事实、过程、关系、属性等特征抽象成数据结构。计算机的知识表示就是研究这些数据结构,构建数据库,使用算法将物质世界的可以处理的信息尽可能量化,过程化。人工智能也就是让计算机模拟人的思维过程。将这些海量的数字化后的信息快速处理,以获得人们需要的结果。
人工智能应用在构建试题库时,知识表示也成为一个非常关键的问题。
知识的表示与对问题的处理和解决以及解决问题的效率有很大的影响。一个正确的知识表示,可以将知识很好的转化为数字信息,从而使得计算机能够更好的处理,那么对知识表示的要求,主要从下面四个方面去处理:
(a)可表达性:能够正确有效的将要解决的问题所需要的知识表达出来。
(b)可理解性:知识表结果是容易理解的,简单明了的。
(c)可访问性:知识表示是可以利用的
(d)可扩充性:当有新增知识的时候,原来的知识表示可以扩展、补充。
2.4 知识库的构建
知识库是按照一定要求存储在计算机中的相互关联的事实知识的集合,是经过分类和组织、序化的知识集合,是构建专家系统(ES)的核心和基础[3]。
对知识的处理,很关键的一步是知识库的构建,即创建知识的物理结构及逻辑结构,在计算机技术及人工智能理论中,可以理解为数据结构的建立。知识库的组织方式,依赖于知识表示模式,也依赖于数据库等计算机技术。目前的数据库技术发展很快,也有很多模式可供选择。总之,知识库的组织应尽可能全面、高效、最大化利用存储空间。
知识库的构建模型如图1所示。
图1 知识库构建模型
Fig.1 The knowledge base model
2.5 知识库的管理
在人工智能的专家系统中,知识库会随着时间推移,越来越大,知识的尝试和广度也相应变化。知识库管理维护得好,会成为日常工作的好帮手,处理得不好,知识库就是一堆没有用甚至是有害的信息垃圾[4]。管理知识库涉及到数据存储的安全性、访问效率、多用户等等,依赖于计算机软件技术。
2.6 实现过程
(1)构造试题库数据结构表见图2。主键为“ID”。
图2 综合试题库表
Fig.2 The examination bank table
(2)所考知识点难度数据表结构
所考知识点难度数据表结构如图3所示。主键为“序号”。
图3 知识点难度数据结构表
Fig.3 Construction table of the database in difficulty
coefficient of knowledge point
(3)知识点数据分析及客观题知识点难度计算程序的算法实现
先将所选课程考试大纲要求的知识点按照掌握、理解、了解的要求每个知识点设置一个或两个关键字,并设置知识点难度系数数据库,考试大纲要求不是很多,所以数据量不大,可由教研室讨论每个知识点的难度系数。考试的题库却是不断增加的,每增加一个选择题时,就遍历知识点难度系统数据库,按词法匹配,如果选择题含有某知识点,即将此知识点的难度系统加到累加变量中,并将计数器加1,遍历完整个表,将累加变量值除以计数器,得到此选择题的知识点难度系统。实现算法如图4所示。
图4 试题库难度系数生成算法流程图
Fig.4 Flow chart of algorithms in the degree of
difficulty of examination bank
3 结论(Conclusion)
用人工智能技术,基于知识点属性建立的知识点库;试题库建库时,试题能按词法匹配,遍历知识点库,智能生成难度系数。解决了在无纸化考试中遇到的考试公平的问题,也减轻了出题者的工作量,避免了出题者主观判断题目难度导致的随意性和不准确性。
我从30年前就开始探索人工智能,但是当时并不具备天时地利人和――机器不够快,大数据中心不存在,数据不够多,算法不够先进……但这30年来,不断有科学家发明新的技术,从最近四五年开始,人工智能技术在很多独特领域已经远超人类。
如何用一个更通俗的方法解释什么是人工智能?你可以假想一台机器是刚出生的小宝宝,人类的小宝宝是用教育、用知识、用书本让他们慢慢成长,而大数据则是人工智能成长的食粮。大量的大数据灌进去,它们成长就比人快。
但是机器一次只能专注某一个领域,你要教它旅游、搜索、识别、听语言、看文字、看人脸,在单一领域它可以做得非常好,但是跨领域做不到。
机器有一个特别大的优势,即“过目不忘”,不仅可以储存大量的数据,而且能够从数据中学会推理。如果它能够看到的数据比人类多一千倍,哪怕人类比它聪明10倍,最后的结果是它还会比人类好100倍。
以无人驾驶为例,一个人即便一天开100公里,一年365天地开,三五十年累积起来可能也就几百万公里的经验。但是今天特斯拉已经积累了20亿公里数据,比一个人一生积累的经验多了1 000倍。从某种程度上来说,即便人类现在比它聪明10倍,它也超过了人类。
大数据正在各个领域帮助人类创造价值。今天人们都在做大数据的人工智能,如百度的一条搜索,今日头条的排序,淘宝推荐的每个产品,滴滴每次对接司机……背后都是人工智能;结合大数据的人工智能,可以广泛应用于传统领域,比如银行、保险、券商、炒股。
人工智能可能以后就能比人做得更好,产生的商业价值不可想象,绝对超过移动互联网,超过人类所有的历史累积。
这个时代即将来临,我们能做什么事情呢?
一是建立一体化大数据中心。所有应用需要的数据不是一个公司能够收集的。市场需要一个一体化的大数据中心。在这里,除了应用里面的数据之外,数据还必须得到很好的保护,从而才能够探索将这些数据变成服务,帮助创业公司创造价值。
二是约定资源共享规则。App时代,中国创业成本达到历史新低,一个人写好程序放到App商店就可以推送,几十万元就可以创业。但很不幸,人工智能加大数据,创业成本将达到历史新高。我们投资的一家公司,七个小朋友,公司成立的第一天,就把第一笔款花完了,因为做的是无人驾驶,买了一些机器。
第一,始终把提高教育质量放在首位,但要避免重蹈应试教育的覆辙。在技术与教育深度融合的过程中,最重要的问题是要明确目的和手段的关系。教育的根本任务是立德树人,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。技术应用到教育中的最终目的,是为了培养人。相较于城市,农村教育的基础较为薄弱,可以充分利用信息化手段,把城市优质资源输送到农村,并且使用技术提高教学效率。但要避免走入技术助长应试教育的误区,要以育人为前提,在实际教育教学中恰当融入信息技术。
第二,要进一步加强农村地区教师队伍建设,提高教师的业务水平和信息素养。免费师范生政策、特岗教师计划及乡村教师支持计划等政策的出台,解决了一些偏远农村教师“下得去、留得住”的问题。
一、引言
人工智能的不断发展与拓展促进了我国各个领域的发展,同时对各个行业产生巨大冲击,很多需要人工机械作业的领域将会使用机器人,造成大量人员的失业。面对如此现状,今后我们高中生如何做好职业生涯规划成为当务之急,只有深刻把握社会发展趋势,加强学习方向与时代潮流的匹配性,才能迎接挑战、抓住机遇、趋利避害,做好职业选择和规划,更好地适应今后的社会发展。
二、人工智能的发展现状和趋势
(一)人工智能的发展现状
“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统,来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。目前,人工智能技术在美国、欧洲和日本呈现飞速发展趋势。随着人工智能技术的快速发展,人工智能已经在各个行业得到广泛应用,其中比较典型应用主要包括符号计算、模式识别、机器翻译、机器学习、问题求解、逻辑推理和定理证明、自然语言处理、智能信息检索技术以及专家系统等,这些在计算机领域、化学领域、医学领域以及矿物勘测领域等得到广泛应用,并取得较好效果。
(二)人工智能的发展趋势
技术的发展总是超乎人们的想象,要准确地预测人工智能的未来是不可能的。但是,从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会综合模糊处理、并行化、神经网络和机器情感等进行全方位发展。随着全球化趋势的不断增强,今后人工智能会向着全球国际标准的方向发展。人工智能技术不断地在就业领域应用及发展,因此高中阶段就对自己的职业生涯有着规划是未来发展的必然趋势,并且美国、加拿大等先进国家早早的就把高中生职业规划教育课程安排在了高中阶段,相比之下安排职业规划教育课程的高中毕业生,甚至大学毕业生对自己的规划都有着明确的方向,我国目前某些地区高中阶段已经安排了职业规划类型的课程,相信不久高中生职业规划的课程也会出现在更多地区的校园。
(三)人工智能发展对就业的影响
随着机器眼下正在取代的首当其冲的是那些简单机械操作的劳动者,比如说我国工厂里的初级工人正在面临自动化的威胁。还有美国福特公司,不仅大量裁减蓝领工人,而且还要把工厂搬到别的州或国家去,那里税收更低、政策环境更宽松、工会更友善的,在这些地方使用机器人不仅可以提高作业效率和质量,而且能够极大的降低各种成本,能够为企业创造更多的效益。
随着人工智能的快速发展,人工智能对各个领域的就业产生了重大影响,我国也在往这个方向发展,对于IT行业,今后会大量使用机器人进行工作,制造业也在逐渐增加使用机器人。技术的进步,使得个人的生产效率得到了巨大的提升。虽然就短期而言,机器是不会一下子取代大多数人,但我们必须未雨绸缪、防患于未然。有一些机械的、长时间集中精神的、固定套路的工作,比如流水线工、司机、配药师等,机器比人还擅长,这些领域将会淘汰大量的工人,导致很多人员失业。而很多工作需要人搭配机器做才最高效,这些工作是主流的新工作,但是需要注意的是,在人和机器协作的过程中,机器一定会不断智能优化的,在单一专业的工作内容中,机器逐渐又会替代人,因此也会造成人员失业。对于人际沟通事务,由于需要人与人之间的交流,还是人比较擅长。审美是模糊的、社会性的,这个还是人比较擅长。
对于我们高中生而言,勤动脑,勤动手,不断创新,是未来立足之本。因此不仅要埋头学习知识,还要培养创新能力和实践能力,以应对迎接人工智能的挑战。
(四)高中生应该怎样规划职业生涯
面对人工智能的快速发展,今后我们高中生应当趋利避害,努力做好职业生涯规划,实现自我价值的增值,具体来说应当从以下几个方面入手:
1.增强职业规划的意识
高中生要根据自身的主观因素以及外界的环境因素,分析、归纳、选择自己的职业发展方向,并且制定相应的学习、培养计划,采取必要行动去实现目标。这种确定人生方向的规划问题应该在高中阶段每一个学生都应该对自己有着清醒的认识,并且得到自身的重视,对选考科目的选择及大学志愿的填报就不会盲目、无头绪,在高中阶段有了明确的目标会使自己的学习方向更加准确,学习积极性更加强劲,同时在就业选择上也可以尽量地少走弯路。
2.选择高水平的职业指导教师
高中生实现从学校到社会或者更高层学校的过程中职业规划具有重要的导向作用,因此在高中阶段一个好的职业规划指导教师对学生的影响有着重要的意义。首先我们选择的职业规划指导教师必须具备一定的任职条件,目前国家也一再的强调任职职业资格的严格性;其次就是指导教师要善于启发式指导学生,增强学生的独立思考能力,在教师的帮助下充分认识自己的天赋、特长、兴趣、能力、心理等方,发现和挖掘自己多方面的潜能,学会正确利用各方面条件充分发展。同时,要注意避免指导教师的思想左右了我们的思想,只有准确的认识自己,才能促使我们带着自己的职业规划继续努力进步。
3.自己的高中生涯规划
高中的三年,对一个高中生的人生有着重要的意义,因此高中阶段可以进行分阶段的自我管理培养。高一阶段:刚进入学校,通过学习了解学科特点,利用学校、教师、网络、社会了解就业动向,自我优势结合人才需求,明确选考科目,初步制定职业发展意向。高二阶段:正确处理选考科目学习与学考科目学习的关系,既突出专业知识又兼顾知识广度。高三阶段:更要处理好语文数学英语必考科目学习与选修科目深化拓展的关系,既要提高高考成绩又要深化拓展专业素养;既要强化高考复习又要重视面试培训,为参加高校自主招生考试或“三位一体”考试做好充分准备。因为近年来重点大学通过高考统一招生录取的名额正在减少,而自主招生或“三位一体”的名额大量增加,有志于就读名牌大学的学生要注意这方面的情况。同时高中生要根据自己的理想多去了解高校情况,多去了专业设置的情况,为报考适合自己的学校及专业做好信息准备。
4.积极参加选修课程,为今后的职业生涯做好基础
按照教育部有关规定,高中学校要开设选修课程。我们可以根据自己的兴趣爱好,选取自己喜欢的课程进行学习,这不仅可以及早的发现我们的喜好和特长,为我们的职业生涯做规划有着重要的参考意义,同时对我们的基础知识的培养也很重要,拓宽了我们的见识宽度,为今后的职业生涯奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]刘界,黄冠,王冰洁.关于人工智能教育如何弥补当前教育缺陷的思考[J].内蒙古民族大学学报,2006,12(3):50-51.
[2]焦加麟,徐良贤,戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真,2003.20(8).
云计算、大数据、人工智能新兴领域的崛起,推动信息技术全面渗透于人们的生产生活中。信息技术的核心在于计算机技术和通信技术。然而,虽然目前各个高校都开设了计算机基础课程,但是其教学却存在着诸多问题,导致该课程无法达到预期的教学效果。教育部在2012年《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,其中指明“以教育信息化带动教育现代化,促进教育的创新与变革”[2]。因此,本文以华中师范大学计算机基础课程教学为例,深入阐述了传统计算机基础课程教学的弊端,提出了在当前人工智能如火如荼的时代背景下,如何应用人工智能相关技术对传统的计算机基础教学进行改革的具体方案。该方案以创建网络智慧课堂教学模式改革为主体,辅以教学观念、知识体系和课程考核方式改革,以期对高校的计算机基础课程教学有所裨益。
1传统教学的缺陷
⑴课程的教学地位没有引起足够的重视一些高校为计算机基础课程分配较少的学时(少于48学时),甚至有的专业将此课程设置为选修课。这种设置降低了该课程在教师和学生心目中的位置,导致了对该课程的忽视。同时,不少老师因为学时不够,时间紧迫,仅仅讲述与考试相关的内容,不考的一概不讲。这导致学生的眼界受限,知识和能力受限,无法培养其全面综合的计算机素质。还有的专业没有将这门课给专业的计算机学院的老师讲授,而是随意安排授课人员。没有经过系统专业训练的教师缺乏足够的知识储备,很难讲好这一门看似简单的课程。⑵课程教学内容的制定与当今时代对于信息化人才的需求脱节一些高校的现状是计算机基础的课程教材知识陈旧[3]、质量堪忧,教材总是无法跟上知识更新的步伐,例如都2019年了还在讲Office2010。有的高校由于缺乏对课程的重视,没有对教材优中选优,而是基于利益的考虑,优先选择自己院系编写的教材。其教材内容是七拼八凑,没有整体性、逻辑性和连贯性,更不用说前瞻性。这样的教材,无疑对学生的学习设置了巨大的屏障。除此以外,一些院校的课程教学知识体系不够明确和完善,教学大纲的制定不够科学。从教学大纲中制定的学时分配来说,常常偏重实用性[4],常用计算机软件操作占据了大部分的课时。这会让教师在授课时轻理论而重操作,如此培养学生,非常不利于其计算思维的形成,对后续其他计算机相关课程的学习也是很大的伤害。⑶教学模式过于传统,信息化水平较低从教学方式上来说,传统的教学模式以教师课堂授课为中心,是以教师为主体的教学模式[5]。在这种模式下,教师仍然主要以填鸭式教学为主[6],无法通过课堂教学发现学生的个性化特点,并进行有针对性的教学。另外,虽然计算机基础课程一般都配备了实验课时,但是实验课常常是采用教师布置上机任务、学生做完抽样检查的模式。这对于大课堂来说,教师的任务繁重,无法搜集到每一个学生的任务完成情况,无法清晰地掌握学生学习的实际情况和薄弱环节。而且,该课程缺乏相应的研讨课时,很难让学生对其所学知识进行深入思考和探究,以增强思辨能力和对课程的学习兴趣。⑷课程考核方式不够公平合理从考核方式上来说,该课程普遍采用“平时成绩”+“期末考试”的加权方式对学生成绩进行评定。平时成绩多由考勤分所得,期末考试多采用机考模式。这种考核方式过于单一化、机械化,无法对学生进行全方位的评价。很多学生来到教室打考勤,但可能根本没听讲,而是在睡觉或者玩手机。期末机考的公平合理性也是存在着很多的漏洞。例如机考的试题库可以十年不变,分值的分配和难度的掌握都没有经过系统的考量。甚至有的考试系统不够稳定和安全,频频爆出Bug,严重影响了考试结果的真实性。
2新人工智能环境下对计算机基础课程改革的具体方案
2012年开始,在随着卷积神经网络技术在视觉处理方面的应用取得巨大的成功之后,人工智能到达了有史以来的第三个爆发期。目前,深度学习技术在AlphaGo、无人驾驶汽车、机器翻译、智能助理、机器人、推荐系统等领域的发展如火如荼。与此同时,人工智能技术在教育领域方面的应用已经兴起。人工智能的教学产品也已有先例,例如基于MOOC平台研发的教学机器人MOOCBuddy等等。基于人工智能的教育是融合云计算、物联网、大数据、VR、区块链等新兴技术的增强型数字教育[2].在当前人工智能的大时代背景下,针对传统计算机基础的种种弊端,我们提出了如下教学改革方案。⑴改变教学理念,确立计算机基础课程的重要地位计算机基础作为高校的一门公共课,实则应当作为各个专业的学生后续的学习、科研的必修之课程。因此,高等学校应从源头上确立该课程的重要地位,将该课程纳入必修课范畴,并给与更充分合理的课时分配。除教学课时、实验课时之外,需要为该课程增加一定的研讨课时。任课老师必须是来自于计算机专业的人才。同时,定时举办关于该课程的教学培训、教学研讨会和教学比赛,改变教师的教学理念,从源头上给予该课程足够的重视。⑵优化教学内容,重新制定课程的教学知识体系教材是教师教学的主要依据,也是学生获得系统性知识的主要来源。因此,教材对于教学的重要性不言而喻。教材的选取需要优中择优,必要的时候可以根据自身院校的情况自己编写,力求使用好的教材使教学事半功倍。在选定优质教材的基础上,制定更加合理的教学大纲,优化计算机基础课程的教学知识体系,突出计算机学科入门相关基础理论知识的重要地位。对现有的过时内容进行更新,例如操作系统以Windows10的操作取代Windows7,Office这部分使用Office2019版本取代2010的版本,同时增加关于算法入门知识、程序设计入门知识以及人工智能、区块链等前沿知识单元的介绍。以华中师范大学为例,我们在图1中给出了该校计算机基础课程的教学知识体系结构图。⑶充分利用现代化的教学工具和人工智能技术,构建智慧课堂,改变传统教学模式现代化的教学应当转变以教师为核心的教学模式,更加突出学生的主体性地位。因此,在人工智能、物联网、大数据等技术和蓬勃发展的情形下,应当改变传统的课堂教学形式,充分利用现代化信息技术,将传统课堂教学和网络课堂教学模式相结合,构建智慧课堂。融合课堂教学身临其境的效果与网络课堂自主性强且方便师生交流的特点,通过师生之间多层次、立体化的互动,达到提升教学效果的目的。同时,建立功能强大、完善的学生实验平台,基于不同专业学生的不同特点和不同需求,进行个性化的作业设置。针对教师布置的实验任务和学生的完成情况,结合在线网络教学系统,通过传感器及网络数据,搜集学生的学习行为数据,并且使用人工智能算法进行智能分析,使教师对当前的学生的学习情况一目了然,并能引导学生对重点、难点的巩固和掌握。研讨课以学生为主体,按照所选课题进行分组调研、分组讨论,刺激学生的学习兴趣,培养其思辨能力。研讨内容最终可以课程论文的形式上交至课程共享平台,由教师和同学共同给出评分。这里,仍以华中师范大学为例,我们将在线教学系统、实验课平台、研讨课共享平台等集成为一个基于人工智能技术的网络智慧教学综合平台系统。该系统主要包括用户管理、在线教学、课堂互动、作业管理、考试管理、BBS系统、智能分析和平台管理8个模块,其主要功能如图2所示。该系统采用C/S模式,系统的服务器选用Linux服务器,同时开发基于PC机的和手机端的客户端系统,方便学生和教师随时选用、更加灵活。在线教学模块中的智能学习助理功能,能够根据历史用户的学习行为和当前用户的学习行为,自动地识别学习内容中的难点以及当前学生的难点内容,有针对性地对学生进行知识点强化。课堂互动模块中,通过可穿戴式传感器搜集学生的学习行为,用于后续智能分析模块中对学生的学习态度和学习行为进行智能分析。在线作业评价模块包括机器评价和教师评价两个功能。机器评价是系统为学生作业(客观题、主观题)自动评分,其中主观题的评分也是使用人工智能技术来实现。教师评分时可以参考机器评分,减少教师工作量。同时,教师评分为机器评分提供机器学习的经验数据,促进机器评分更加智能。智能分析模块能够依据学生的在线课程学习模块、课堂学习模块、作业管理模块等搜集到的学习行为数据进行综合分析,促使教师深入了解学生的学习情况和个性化特点,提升教学的针对性,并且有助于后续对学生进行全面、综合的分析和成绩评定。所有系统模块中使用到的智能分析技术包括基本的统计分析、以及各类机器学习算法(k-means,NaveBayes,SupportVectorMachine,DeepLearning等等)。⑷改变传统成绩考核的方式在“教学”+“实验”+“研讨课”课程结构以及网络智慧教学综合平台的辅助之下,学生的成绩评定更加全面化、多元化、公平化、自动化[7]。平时成绩中,除了教学综合平台的“课堂签到”次数之外,还增加更多丰富多元化的考察信息,如:学生的课堂讨论、在线课程学习和考核结果、平时作业完成情况,以及智能分析模块中辅助分析的学习态度、学习能力、平时成绩预测。期末上机考试系统也是智慧课堂综合平台的一个子模块,是精心设计的稳定、安全、功能强大的子系统,方便教师每一年更新试题库,修改bug。试题库中的每一套试卷都应当经过科学的考卷质量分析,使其难度、覆盖范围在一个均衡、合理的范围。最后,教师通过对各类平时成绩指标以及期末考试成绩加权,给出最终的学习成绩。通过规范、合理、公平、全面的考核体系,获得对学生公平、完善的评价机制,激励学生并刺激教学良性运转。
在培训和管理领域,相似的颠覆性局面是否也会发生?新的技术、交互与呈现形式,是否会改变未来的培训过程,颠覆管理的方法?基于我们多年来的人工智能培训研究和实验型项目,发现这样的改变已经在悄然发生。
“岗位胜任力模型自动生成系统”便是典型的代表――只需要输入某岗位的工作内容和系统提出的简单问题,这个系统就能自动给予使用者此岗位的胜任力模型,提供结构化的面试建议,还能和企业的评价中心对接,给予招聘人员多视角的评价建议。通过这种方式选拔出的员工,其离职率明显下降。这些简单而基础的应用,已经开始润物无声地渗入企业的管理领域,酝酿着未来翻天覆地的变革。
数据建模
预测员工心理状态趋势
计算机自主学习的强大,在于无止尽地自我完善,具有无与伦比的适应性和自生长性。事实上,人工智能看似神秘,其实充满了大量的数学计算的研究过程。在人才发展方面,人工智能可以帮助我们预测员工的心理状态趋势,从而激发员工的热情。
我们曾启动了管理环境对人类心理的影响研究,旨在寻找那些激发员工工作热情的最佳管理环境方面的实践。目前已积累了3414个管理环境样本,并针对每个样本持续采集了约5年的员工心理及行为数据,调研不同企业所采取的管理战略以及具体的执行方案。通过运用人工智能,我们进行了大量的建模和验证工作,发现不同的管理方式下的员工心理状态变化趋势,尤其是工作动机,在一定程度上都是可预测的。事实上,在分类或趋势预测的背后,是庞大的数据演算,建模和预测的过程包含了繁复的统计过程,包括描述统计与推断统计。
与此同时,“预测”这一点对于人工智能应用而言很重要,因此,我们设计了沙盘工具“员工激励与动机管理”――既然动机和行为是可预测的,那么就可以通过计算机模拟,用物理形式呈现在人们眼前。通过人工智能将各种管理环境中发生的事件融入其中,沙盘能够围绕动机水平高低、绩效程度好坏两个维度,对虚拟的企业员工进行分类,并让沙盘参与者针对各类管理事件作出虚拟的处理选择。根据学员的选择,计算机可以预测并反馈其心理及行为的变化。这种运用了人工智能的沙盘工具,其预测准确性高达84%,置信水平0.95。这就意味着,如果一个参与者做了决策后,沙盘将能准确地预言各类员工的心理及行为变化趋势。
运用人工智能进行“无责任的”开放式推演,在培训过程中能允许参与者不断试错。学员根据自身的管理环境,可以实验出合适的管理方法,并对培训中所获得知识进行实时验证。
技术迭代
展开更高效的自主学习
随着90后员工踏上工作舞台,传统的人工智能数据建模思路和方法被打破了。之前的模型设计思路通常是建立一个个假设,比如,正向激励与负向激励的抵消性、个人得失与他人得失的对比性、个人得失与环境公平性关系等,在此基础上,通过数据集的分类统计来验证假设的科学性,并调整参数来观察预测的可靠性。但是新的数据集所具备的特点,极大地颠覆了先前的结果,寻找新的解决方案迫在眉睫。
此时,基于神经网络的计算机自学习技术,即神经元自学习,是一个不错的解决方案。相比以前的人工智能培训工具,神经元自学习更为繁杂。为了让计算机高效地自主学习、识别行为模式,我们需要将调研结果解构成更基本的参数“告诉”计算机,从而得出对应的结果。
展开神经元自学习具有一个明显的优点,每当调研和统计结果有所更新,计算机就会自动对这些数据进行新的学习,对模型进行修正。这个过程是动态的,不需要人为干预。而且,当计算机再次遇到一个新世代富有特色的信息集合,甚至可能自主地之前的模型设计,重新构建新的统计描述方式。神经元学习不仅节省了时间和精力,更能为沙盘推演参与者提供更深入的信息――通过选择处理事件,能够归纳出参与者的管理风格倾向性。这是传统培训和沙盘工具做不到的。
超越培训 为管理带来新思路
作为培训产品来说,人工智能培训工具已经足以彰显其魅力,它允许学员在虚拟环境中试错,让工作效率得以改进。我们认为,它更重要的意义在于,对现实世界的指导。