人工智能教学优秀案例范文
发布时间：2023-10-12 15:41:26
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篇1
中图分类号：G40-057 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2013）05-0038-03
引言
教师知识结构对教师的教学行为和学生的学习效果具有重要影响。信息技术教师作为信息技术教育的实施者，其知识和知识结构直接影响着信息技术教学的质量。TPACK框架自2005年首次提出以来，对信息化教育环境下教师的知识建构及知识结构梳理具有重要指导意义。国内对于信息技术教师的TPACK研究还处于初步阶段，尤其是基于案例的信息技术教师TPACK特征分析还不多见。因此，本文在TPACK基础上提出针对信息技术教师的知识结构模型TPITK，并对其做出基于案例的深入剖析。
一、TPACK简介
（一）TPACK内涵
2005年，美国学者Koehler和Mishra从教师知识角度出发。在学科教学知识的基础上，首次提出TPACK这一教师知识新框架。
TPACK框架在Shulmanl31141教授提出的“学科教学知识”基础上加入了技术知识，并突出在技术使用中学科内容和教学法的角色，以及技术对它们产生的反作用。它是学科内容知识、一般教学法知识和技术知识三者的复杂互动，是整合了这三种知识而形成的新知识。它强调其中的三种知识元素都是有效技术整合必不可少的成分，并且这三种知识领域不能分离，应形成一个整体。
（二）TPACK构成要素
TPACK模型有三个单一的知识要素：学科内容知识、
一般教学法知识（Pedagogical Knowledge，PK）和技术知识（TechnologicalKnowledge，TK），以及这些知识要素交互所形成的学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK）、整合技术的学科内容知识、整合技术的教学知识（Technological PedagogicalKnowledge，TPK）、整合技术的学科教学知识。
二、TPITK理论框架分析
TPACK框架应用于信息技术教师可进一步衍化为TPITK框架。TPITK框架由七种知识要素构成，即信息技术知识（ITK）、一般教学法知识（PK）、技术知识（TK）、信息技术教学知识（PITK）、整合技术的信息技术知识（TITK）、整合技术的教学知识（TPK）和整合技术的信息技术教学知识（TPITK）。
TPITK框架是TPACK框架的子集，是特定适用于信息技术教师的知识结构模型。框架中的三个基础知识要素——ITK、PK和TK代表了信息技术教师需具有的三个专业特性——学术性、师范性和技术性。当然，技术性能否成为与学术性、师范性并列的第三向度尚有疑问，但是，无可否认的是，技术在今天的教师职业养成和职业发展中占有十分重要的地位。基础知识经由互动整合和动态平衡形成的核心知识——TPITK正是信息技术教师专业综合素养的体现。
核心知识TPITK指在不同境脉下重建信息技术知识、一般教学法、技术三者之间动态平衡的意识和能力。TPITK是一种策略性的思维方式，它的形成不是各知识要素的简单组合或拼凑，而是经由陈述性知识（信息技术学科内容、教学法和技术的定义、术语、事实和描述），通过在相同或不同情境中的练习和运用，转化为程序性知识（完成一项或多项信息技术教学任务所涉及的步骤），最后形成策略性知识（在技术环境下对信息技术课程、学习者、课堂境脉的计划、组织、评价与概括）。
三、基于教学案例的教师TPITK剖析
对教师知识框架的分析不能脱离特定的课堂境脉。为此，下文结合2011年“永中杯”全国普通高中信息技术优质课特等奖案例，挖掘特定情境下优秀教师TPITK框架中的具体知识构成，并分析教师在实践中运用TPITK的特征表现。
（一）教学过程
本案例涉及内容是广东教育出版社出版的《人工智能初步》信息技术（选修5）中的第1章第2节，主要任务是让学生了解人工智能的基本内容，激发学生对人工智能技术进一步探索求知的欲望。整个教学过程分为课题引入、实例分析、分组实践、课堂延伸四个部分。
1.课题引入
首先，教师通过图片和视频展示校机器人队训I练和比赛场景，吸引学生注意，提出人工智能概念。然后，教师引入限时还原魔方环节，并提问学生：你在解魔方时用到了身体的哪些器官？学生通过现场体验回答出眼睛、大脑、手三个必不可少的器官。最后，在教师的启发诱导下，学生由这三个器官归纳出人类智能的三大要素：感觉要素、思考要素、运动要素。
2.实例分析
教师展示自制教具——魔方机器人，并提出问题：机器人解魔方需要哪些器官？学生通过观察实物及类比人类智能，思考后得出答案。
教师通过实物结合PPT介绍机器人各器官，使学生对机器人有一个整体印象。然后教师操作机器人，使之分阶段演示解魇方。通过电脑摄像头，学生能清楚地观察到机器人的局部特征。在此过程中，教师步步递进，引导学生归纳出人工智能三大要素：感觉要素、思考要素、行为要素。
教师播放机器人解魔方完整视频，让学生思考导致视频中机器人与现场机器人智能差异的原因，为后续探究作铺垫。
3.分组实践
教师用实物及PPT展示“百变飞碟”机器人，使学生对该机器人的结构及功能有一个整体了解，激起学生探究欲望。然后教师介绍图形化编程软件——能力风暴，让学生大致了解编程的思想及流程。
教师按小组分发“百变飞碟”，布置任务，让学生通过图形化编程实现机器人行动。在学生探索过程中，教师巡回指导，并通过电脑摄像头展示学生探索过程及学生作品。最后，各小组汇报成果，教师层层设问，帮助学生总结影响机器人智能差异的因素。
4，课堂延伸
教师通过提问：你还想让机器人做哪些事情？未来的机器人又会是怎样的呢？引导学生畅谈现在，憧憬未来。最后，教师与学生一同总结课程。
（二）具体知识
通过对上述教学过程的整理分析，笔者总结出该教师的TPITK具体知识构成及能力体现，如表1所示：
（三）特征表现
通过深入剖析本案例，以及对2011年“永中杯”全国普通高中信息技术优质课30个案例的梳理分析，笔者总结出具有良好TPITK的教师会呈现出以下特征：
第一，拥有扎实的教学主题知识和良好的课程整合能力。从本案例可以看出，教师深刻理解人工智能的相关概念、理论及发展脉络，熟练掌握机器人工作原理和实践操作，正确把握知识点间的联结与层次递进关系。在授课过程中，教师还整合进通用技术“简易机器人制作”模块相关内容，使学生对技术的思想有所领悟，技术的方法得以运用。在其他案例中还体现了信息技术教学主题与数学、美术等学科的整合。
第二，具有清晰系统的教学策略。在本案例中，教师设计的教学主线、教学互动和任务都紧密围绕“人工智能基础知识”进行，教学中每一步骤都以前一步为基础，着眼于学生的最近发展区逐层深入。并且，教师通过不断提问，促使学生将“思考”贯穿于“看听做”整个过程中。从另一些优质课案例也可看出，教师能根据学生情况进行教学推理，以适合学生理解的方式授课。
第三，勇于设计基于技术支持的课，乐于将技术交到学生手上。“人工智能初步”是有关基础性知识的纯理论课，但在本案例中，教师精心设计，使各个理论知识点都具有技术实践的支撑，并使用触手可及且不断变化的技术手段，如电脑摄像头、简易计时器软件等优化知识表征、加强师生互动。教师不仅通过演示机器人使学生对人工智能有整体直观的把握，而且将机器人交到学生手中，让学生在探索中直接体验人工智能。在此，技术不仅是教师呈现内容的工具，更是学生获取知识的手段。在另一些优质理论课案例中，教师均通过技术使理论先落实到实践，待学生有经验性的感知后，再将实践上升到理论。
篇2
（1）为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天，研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发，不仅是计算机科学的应用，也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入，教育重心必须要下移，即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育，不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能，而且能为学生拓宽专业路径，扩大自主学习空间和发展个性创造条件，同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础，且具综合分析和解决问题能力的环境。?
（2）为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年，人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术（ICT）课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣，使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力，而且培养了多种思维方式，获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中，将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程，人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定，人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设，教学时间为10周。?
在我国，多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目，涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月，我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准（实验）》，首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块，标志着我国高中人工智能课程的正式起步。?
我国的新课程标准颁布后，教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材，并开发了相应的教辅材料，包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施，国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面，一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求，已为师范生开设了与此相关的选修课程。?
2 人工智能的教育及教学条件现状?
通过对本人多年的教学过程进行总结，我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点：?
（1)理论知识充裕。但与实践相脱节，特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛，而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。?
(2)同其它普通高等院校一样，在本校，人工智能技术的研究与应用尚未普及，甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。?
（3）缺乏配套实验教材，实验教学内容缺乏，无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目，才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。?
（4）对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校，我认为在对学生进行基础知识教育的基础上，要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。?
相对于教育现状，我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些，其状态如下：?
（1）教材使用国家级规划教材，此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术，适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中，也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材，如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。?
（2）为了促进学生自主学习，我们准备了多种类型的扩充性学习资料，加强学生主动学习的意识，包括：课程相关杂志和书籍目录，以及部分重要的参考文献，与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明，学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计，探讨一些问题，在课堂讨论中展示他们的收获。?
(3）校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境，能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室，为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面，全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连，这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用，使本课程教学质量得以明显提高。?
3 人工智能教学方法及手段的改革?
针对我们现在所采取的教学方法，我认为存在许多不足，如教学方式比较单一，教学内容偏重理论讲解等，为此，提出以下教学方法的改革：?
（1）通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲，《人工智能》作为一门前沿课程，开始学生学习兴趣很大，当开始接触到抽象理论知识及部分算法时，学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法， 激发和培养学生的学习兴趣，包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解，布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证，降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。?
(2）进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考，启发学生求解这些问题，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案，然后摆出教材中的解决方案，并与同学所提出的观点进行分析和比较，这足以加强学生学习的主动意识和参与意识，提高学生学习的积极性。?
(3）课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论，讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多，如邮件互发、QQ留言等，也可在课程网站中的互动平台进行交流。?
(4）分层次因材施教。 在授课过程中，通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估，对学生提出进一步的学习建议和指导， 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨，可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验，以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生，我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣，实行逐步引导的教学过程。?
另外，我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时，注重在课程中的关键词同时用英文表示，并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料，加深对学习内容的理解，获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上，注重理论联系实际，将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习，从而使学生了解算法的具体运行过程， 通过参与达到知识的理解，掌握基本方法和技术。?
根据现有的条件，我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等特点，构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识，可通过动画和视频演示，通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景，做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化，通过网络课程的课堂练习和章节练习，教师可以评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议，从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像，以使学生看到初高中学生的知识范围及深度；同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果，让学生看到理论背后的实践；也可以播放科幻片，激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程，改进教学方法和手段不仅要靠教师，也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象，一目了然，这样可大大提高学生的学习效率，尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。?
4 人工智能实践教学设计的探讨?
我们可以在教学过程中，适量开设一些实验和设计，提高学生的动手能力，并加深他们对理论知识的理解，降低理论的抽象度，提升理论的实用性。在近两年的教学过程中，我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如，在讲解了“野人与传教士过河”等问题后，我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现；在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后，指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响，并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题，并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后，为解决这些问题，学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案，这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。?
参考文献：?
［1］ 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨［J］.宿州学院学报,2008(1).?
篇3
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科，与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就，目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面，已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。
为了适应人工智能技术日益广泛的需要，国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程，特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课，1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前，我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程，已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容，拓宽知识面，启发思路，为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识，提高学生应用开发软件的能力和水平，为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此，建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。
由于人工智能是交叉学科，涉及面广、内容抽象、不易理解，学生往往有望而生畏的感觉，在教学过程中，老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标，提高本课程的教学质量，协调好教与学的双边关系，使学生由望而生畏的感觉，变为有用有趣的感觉，根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法，结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践，对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。
2 调整与优化教学体系和教学内容
“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其研究领域及内容十分丰富，涉及的基础面广。因此如何选好教学内容，既能使学生了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件重要而又困难的事情。
进入21世纪以来，人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展，我们修订了“人工智能导论”的教学大纲，对教学内容进一步优化和更新，极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分：第1部分为概论，介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程；第2部分是知识表示，推理和搜索技术，讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能应用研究领域，包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论，是人工智能的重要基础，应该循序学习。第3部分是人工智能的应用，由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点，因此针对高等院校的本专科生来说，不必循序学习，而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说，可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等，同时可增加在自动控制领域的应用，包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点：而对计算机科学与技术专业来说，可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等，并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的，调整本课程教学体系，优化教学内容，让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。
另外，在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术，注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接，密切理论与实际的关系，通过课堂讲授和课外训练，注意学生能力培养，提高他们的学习效果和整体素质。
3 加强课程立体化建设和系列教材研究
在课程的立体化建设中，教材充当了地基的角色，所有的课程内容安排，无不体现出以教材为基本，以教材为模板。所以本着基础、实用的原则，我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强，引人入胜；基础部分系统全面，叙述深入浅出，循序渐进；应用部分密切理论与实际关系，典型形象。其中第二版在第一版的基础上，增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用，使学生能够更深入地理解和应用这些理论；另一方面，又新增了自然语言理解及其应用内容，以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要，反映了人工智能学科的发展，为人工智能课程确立了基本框架，发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题，而且也被各兄弟院校普遍采用，促进了该课程的普遍开设，推动人工智能学科的发展。
为了配合教材第二版的教学和自学，在已有教学经验和教学成果积累的基础上，制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像，并刻录成光盘随书供读者使用；同时又研究与开发了网络课程(http：//)，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性，促进本课程的教学改革。
包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求，支持教师提高教学手段现代化的水平，更贴合学生的学习需求。
4 改革与创新教学模式和教学方法
在“人工智能导论”课程教学的过程中，我们积极探索教学新路，经过数年辛勤试验，结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验，对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣
“兴趣是最好的老师”，“人工智能导论”课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程，一般来说，学生开始学习兴趣很大。但是，当一些学生开始接触到抽象概念和算法时，往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法，激发和培养学生的学习兴趣。例如，鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论／辩论等形式。特别，我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题，以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示，使学生扩大了眼界，增加了感性知识，达到提高学生学习兴趣的目的与效果。
(2)面向问题的启发式教学
人工智能中的许多问题，有的似是而非，有的引人入胜。在教学中，有意识的提出相关问题，提请学生思考，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案，启发学生求解这些问题，并进行分析和比较，从而强化了学生学习的主动意识和参与意识，提高了学生的学习积极性。例如，在讲到比较抽象的“遗传算法”时，提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题，先从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用；然后通过一个简单的例子，从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样，学生不但从中学习了遗传算法，而且得到一次逻辑思维的训练，取得很好的教学效果。
(3)课堂辩论与交互式教学
组织课堂辩论，讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。例如，为了加深学生对智能机器人内涵的理解，我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识，认真进行准备；辩论会上正反双方唇枪舌战，激烈争辩，气氛热烈。辩论后，学生余意未尽，讨论热情不减。无论是哪一方获胜，都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略，如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问，也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。
(4)个性化学习与因材施教
在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如，通过组织学生进行读书报告的形式，鼓励学生从多方面、多角度考虑问题，多提新颖思想，有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容，并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如，在教学设计和实验设计中，注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容，如模糊控制器的设计、进化控制等)，从而引导学生发挥个性优势，达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难，进行有针对性的指导。
(5)多媒体与网络教学的使用
本课程在PPT演示文稿和网络课程上，采用了大量的多媒体表现形式，如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化，便于学生理解。例如，课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等，有助于加深学生对所学知识的理解，促进教学水平的提高，激发了学生对课程的兴趣，使学生创新意识得到增强。此外，随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http：//)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。
(7)理论与实践结合
在教学内容安排上，注意理论联系实际，适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验，归结反演实验，主观Bayes推理网络实验，A搜索实验，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与，保持学习兴趣，有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解，掌握基本方法和技术，为从事智能系统应用开发打下基础，从而达到教学目的。例如，我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室，观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示，密切理论与实际的关系。
我们在教学改革实践中探索的这些教学方法，有利于充分激励学生的学习积极性和主动性，有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维，有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。
5 运用多样化的教学手段和考核方式
5.1 多样化的教学手段
采用现代信息技术进行教学，构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式，是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等，进行教学。采用的方法包括：
(1)抽象知识内容的多媒体表示
通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程，包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段，以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。
(2)通过PPT撰写教案
精心编制PPT，组织好课件内容，做到图文并茂，提纲挈领，便于学生理解，便于教师讲授。
(3)开发与应用网络课程
“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面，通过网络课程的课堂练习和章节练习，评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议。在情景化方面，采用了在线答疑形式，使得学习过程丰富有趣。
(4)先进实验系统的观摩与演示
利用我们的研究成果等有利条件，有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件)，使学生知道学了有用，而且很有用，很有趣，很有意义，从而进一步诱导学生的学习兴趣，巩固了课堂所学知识，提高了教学质量。
教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用，不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性，而且也取得很好的实际教学效果，提高教学质量。
5.2 作业、考试等教改举措
(1)改革作业方式与方法
改变过去那种单纯的书面习题作业，发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行，教师批阅后的作业也通过网络返回给学生，实现了作业呈交和返回的网络化。
(2)改革考试方式与方法
篇4
0 引言
我们处于信息时代，衣食住行时刻与信息技术相关联，信息技术的发展水平从侧面反映了社会的发展进度。当前计算网络与大型数据库的广泛使用，给决策者和经营者带来了很大的压力，他们面对海量的数据而无从下手。因此智能信息处理应运而生，它能便捷快速地解决这一困境，推动社会信息化的发展。智能信息处理的最终目的是发明出能够集学习能力、理解能力和判断能力于一身的人工智能系统。其根本就是要基于部分算法来得到并提出信号中的有用信息，最终实现智能系统控制。智能信息处理技术几十年来经历了模拟数字，现在正向以“人工神经网络”为主，与模糊数学、遗传算法、小波分析、混沌理论相结合的方向发展。一些新思想、新理论、新算法、新器件也不断涌现。所有这些给未来信息科学的发展，描绘出了一副诱人的前景。
智能信息处理作为智能类专业的重要基础专业课程，为更深入地学习后续的智能类专业知识奠定了基础，同时，将所学知识融会贯通巧妙应运用于专业学习中，为日后科研打下坚实的基础，所以，如何进行教学改革，以达到培养高素质人才的目标，是我们需要认真研究的重要课题。
1 智能信息处理改革背景
智慧城市的建设基于云计算、人工智能、决策分析优化等信息技术，针对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动在内的各种信息的需求，提供智能化响应和智能化决策支持的信息服务。因此，智慧城市建设的核心内容是智能信息处理。换种角度来看，将智慧注入城市之后，便有了智慧城市，若没有智能信息处理技术，传统的城市在面对海量数据时就远不能满足其主体要求，这便使得供求关系严重失衡。在这种供求矛盾激化的前提下，才使得智能信息处理技术的发展更加快速。
在智慧城市背景下的智能信息处理是在城市的建设过程中，借助互联网、物联网和智能化设备等高度发达的信息化手段，在其管辖的城市环境、公共服务、本地产业和全体公民的范围中，将城市的政治、经济、生活和文化等综合信息进行广泛地采集和动态的监控，通过充分地统计、互联和共享，将这些信息进行智慧地感知、分析、集成和应对，为城市运营和发展提供更好的决策支持和动态管控的能力，让城市管理变得更加智能，以尽可能最大化地去解放、利用和提升人自身的智慧，为城市居民提供一个更加健康、安全、和谐和幸福的生活环境。
“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革与发展规划纲要》的重要内容，由教育部发起，目的是为了向未来的工程领域培养高品质、类型丰富的工程师后备军。其要求是高等院校需要经过转换办学理念、调整人才培养目标的定位和转换人才培养模式等途径来培养面向工业领域、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才，从而提升我国产业的国际竞争力。卓越计划为智能化信息处理的改革指明了道路，为高等工程教育培养提出了要求。高等工程教育要遵守以德为先、能力为重、全面发展的培养规律，增强为国家、为行业和企业主动奉献的意识，持续提高大学生的竞争能力、实践能力和创新能力，最终建设出布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的高等工程教育体系，从而加快我国向工程教育强国迈进的步伐。针对目前的人才需要，智能信息处理教学改革势不可挡。
2 原有教学方式
智能信息处理是信息处理的一种方法，将不完全的信息改变为完全的信息，同时使其具有可靠性、精确性、一致性和确定性。智能信息处理学科于当前来说是相对前沿的，同时也是新观念、新思想、新理论、新技术不断出现并迅速壮大的新兴学科。智能信息技术是多个领域的综合，其中包含了人工智能、现代信号处理、人工神经网络、模糊理论等理论。基于对智能信息处理理论和方法的分析，原有的智能信息处理的教学安排如表1所示。
原有授课方法主要是讲授法，教师通过口头语言叙述向学生传授知识的同时培养其思考能力的教育方法，在以语言传递为主的教学方法中应用最广泛，是最基础的授课方法。这种授课方式使教学内容较为单一，教学质量不稳定，无法使学生对智能信息处理这种学科有更深刻的认识。
3 改革教学方式
3.1 以竞赛的方式开展
1998年中华人民共和国颁布的高等教育法中曾提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。自1990年至今，一定数量的研究型高等院校开始借鉴国外成功的教学思路，实施本科生科研训练计划。2006年教育部面向全国重点大学和部分有较强行业背景和特色的地方大学，在国家层面上开始实施大学生创新性实验计划，引起许多地方高校的重视。
围绕“智能”和“智慧城市”参加与其相关的“和利时杯”电气控制应用设计大赛、“亚控杯”组态软件应用设计大赛、全国大学生西门子杯挑战赛等面向全国高校学生的赛事，可以优化学生的知识结构，培养学生科学实践和动手能力，增强创新和竞争意识，并且能够提高学生的整体素质。通过开展竞赛式教学模式，脱离枯燥的课堂，锻炼实际操作能力，让学生体验新颖的教学方式，能调动学生的积极性，培养学生团队合作意识和竞争意识。重要的是通过竞赛，学生能深切掌握书本的理论知识，切实掌握智能信息技术的关键。竞赛的教学方式符合国家和社会对人才的需求，能在诸多方面提高学生的综合素质，推动了“卓越工程师计划”的培养进程。
3.2 以建构主义开展
建构主义教学理论是一种源于欧美的新兴教学改革理论，国外教育专家曾对建构主义理论有过较为深入的探索。建构主义强调以学生为中心，教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用，较传统教育来讲，这使教师和学生的地位有了较大的改变。所以，自建构主义提出至今，教育专家始终不放弃对其进行分析和研究，努力建立起一整套能够与建构主义教学相适应的方法体系和设计理论。可是整个过程非常艰难，需要非常长的时间才能完成，尽管如此，建构主义教学理论的基本思想和主要原则已经取得阶段性成果，已经成功地运用于Intemet和多媒体的建构主义学习环境中。以建构主义为基础，融合智慧城市的建设需求，更深入地理解智能信息处理在智慧城市中的作用和必要性，对整体提高学生对学科的认知和应用能力起到推动作用，十分契合“卓越工程师计划”对学生素质的要求。
由于个人的基础、水平、背景等方面的原因，每个学生对知识点的理解程度参差不齐，所以，为了让更多的学生理解和提高水平，教学中就不能以教师为中心，更不能“填鸭式”教学，而要结合智能信息处理教学，以学生为中心。面向全体学生，教师在教学时不仅要通俗易懂、深入浅出，还要注意知识的广度和深度，以便适应不同学生的需要。再结合智能信息处理教学中学生应建构起自己的知识结构，教师要善于启发、诱导，帮助学生丰富和调整自己的理解。
3.3 以智慧城市案例开展
案例教学法早在20世纪20年代就已被提出。它从出现至今始终具有强大的活力和影响力，所以一直被美国企业界、学术界、教育界等高度重视。采用智慧城市案例开展智能信息处理教学类似于医学院运用病例分析来辅助教学，都是应用大批实际情况和经历的介绍材料来训练学生。这样既达到锻炼大学生思维的目的，也显示了学校先进的教育方式，这是已经被证实的显著有效的教学方式。顾名思义，案例教学法就是结合案例，让学生以自己的认知来分析和理解案例，或与集体共同讨论、实践，最终培养和提高各自实际管理工作的能力或处理解决问题的能力。“卓越工程师计划”所培养的人才以工程师的身份为智慧城市设计智能产品，满足智慧城市建设需求的同时也对人才培养起到督促作用。
篇5
活动方案
“创客竞赛”项目设置、竞赛方式、评比指标及有关要求
“创客竞赛”是指在电脑辅助下设计和创作，体现多学科综合应用和创客文化的作品。
（一）项目设置
小学组（四年级及以上）：创意智造
中学组：创意智造
（二）竞赛方式
采用现场制作的方式。参赛学生在规定时间内按现场公布的主题，通过电脑编程、硬件搭建、造型设计等创作智能实物作品，如趣味电子装置、互动多媒体、智能机器等。鼓励学生在智能制造机器人、智能家居、智能穿戴、智能医疗等方向实现创意创新。
（三）竞赛流程：
（1）公布命题：专家评委现场公布本次竞赛的任务主题和制作要求。
（2）现场创作：参赛学生根据公布的命题，通过团队分工协作，共同创作完成一件作品。
（3）团队展示和答辩：参赛学生可以通过多种形式向专家评委和其他参赛学生展示其作品，并回答专家评委提出的问题。
（4）综合评定：由专家评委综合现场竞赛各个环节表现情况确认获奖等级。
（三）评比指标
1．思想性、规范性
（1）作品契合主题，内容健康向上
（2）设计方案完备，有作品功能、结构、相关器件使用等内容
（3）制作过程中工具和相关器材使用规范；有详细的器材清单、作品源代码注释规范
（4）各功能实现的有效程度；作品的成品化程度，包括外观、封装，及整体的牢固程度、人机交互等界面友好等
2．创新性
（1）功能、结构等具有新意，有一定的实用价值
（2）功能细节实现方法有新意；功能设计能突破原有元器件的应用习惯
3．艺术性
（1）设计具有美感，并能将美学与实用性相结合
（2）作品具有一定想象力和个性表现力，能够表达作者的设计理念
4．技术性
（1）整体结构设计合理；具有一定的功能性和复杂性
（2）使用相关元器件等实现的硬件功能具有一定的科学性、复杂性，有技术含量
（3）软件设计功能明确、结构合理、代码优化、易于调试
5．团队展示与协作
（1）能够很好的展现出作品的设计思路、制作过程和功能实现情况
（2）团队协作分工明确、合理；团队成员充分参与、协作配合
（四）有关要求
1．竞赛报名
以学校为单位统一报名，每校必报1组，最多报3组、每组3人，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。
2．竞赛时间
待定
3．竞赛地点
待定
4．竞赛器材
参照“全国中小学生信息素养提升实践活动”中创客类所提供的器材，当天比赛器材由参赛队员自备。
附件二：
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”人工智能、机器人竞赛活动方案
“人工智能竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求利用相关人工智能设备完成相关任务。
“机器人竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求搭建、编程，使智能机器人完成相关任务。各类机器人产品均可参加。
（一）项目设置
小学组：
1．轮式机器人综合技能现场赛
2．人形机器人技能现场赛
3．飞行机器人技能现场赛
4．钢铁机甲机器人擂台赛
5．机器人舞蹈赛
6．机器人竞速现场赛（3-5年级）
7．人工智能现场赛（小学）
中学组（初中、高中）：
1．轮式机器人综合技能现场赛
2．人形机器人技能现场赛
3．飞行机器人技能现场赛
4．钢铁机甲机器人擂台赛
5．机器人舞蹈赛
6．人工智能现场赛（初中）
（二）竞赛规则及办法
1．竞赛规则：
轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛任务和规则由比赛当天公布，机器人舞蹈及钢铁机甲机器人擂台赛规则见附件3。
2．轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛竞赛办法：
（1）竞赛时间：轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛上午为制作、编程、调试时间（3-4小时），下午开始比赛，比赛开始后不能再对作品进行修改和调试。
（2）设备材料：参赛队所带材料不限。
（3）现场搭建、编程和调试：参赛队员使用自带的电脑和参赛机器人材料，在规定时间内根据要求进行现场搭建、编程和调试。
（4）竞赛：参赛队按照赛程安排和竞赛规则参加比赛，决出优胜队。
（5）综合评定：由组委会综合比赛情况、竞赛名次等情况确认获奖等级。
（三）有关要求
1．参赛名额
轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛每组限报2名队员，每个组限报1名指导教师。机器人舞蹈赛、钢铁机甲机器人擂台赛每组限报3名队员，每个组限报1名指导教师。
2．报名程序
以学校为单位统一报名，每校每项目最多报3组，参赛队员不得兼项，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。
3．竞赛场地及器材
参赛所需设备（人工智能、机器人、计算机及程序软件等）由参赛选手自备。
竞赛场地及相关器材组委会统一提供。
附件三：
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”机器人舞蹈、钢铁机甲机器人擂台赛规则
机器人舞蹈赛规则
（一）比赛分组
比赛分小学组、中学组
（二）队伍组成
每队1‐3人。人机一一对应，即参赛队伍必须是每名队员拥有一台机器人。
（三）比赛场地
1．尺寸
舞蹈场地是10mx5m的平坦区域，要求机器人在标明的3x3m的矩形区域内表演。表演区域的边界将会用50mm宽黑色胶带标志出来，周围用20mm宽的红色胶带围起来。这可以使用程序让机器人自己判断处于边界的哪边。赛场提供的地面是平坦的（非光泽）。
2．场景
参赛者可携带表演所需要的场地布景，但不能损坏比赛场地或对随后的参赛队伍造成影响，架设场地布景时间应在控制在6分钟以内，撤除场地布景应在3分钟内。在比赛中如果出现意外而使比赛场地受损，主办方将提供备用场地。主办者将尽力提供投影屏和放映设备，在表演区域的后面各队应使用数码资源（如计算机）放映图片。这将作为他们表演的一部分。
3．灯光
没有直射的光线照在场地上。各队在设计机器人时要能适应灯光的各种变化，如在比赛的一个地点到另一个地点的自然照明的变化等。各队应根据需要调试自己的机器人适应比赛场地的照明条件。
4．音乐
各队需自备机器人表演所需音乐文件（MP3）。文件标明参赛队队名，在比赛之前交给主办方音乐播放工作人员。
（四）比赛时间
机器人舞蹈时间应不少于二分钟但不能超过五分钟。
（五）机器人技术要求
1．构造
机器人构造为任意形式（鼓励使用人形机器人），参赛者可以根据情况自由设计，为增加比赛的公平性、合理性，以及创造良好的学术氛围，激发学生的自主创新意识，鼓励参赛上场的机器人在购买的整套成品机器人基础上进行改进,根据改进情况酌情加一次分。
2．重量、体积
单个机器人重量不得超过5公斤，体积小于60cmX60cmX60cm(包括展开部分)。
3．外形服饰
自主设计服饰，材料不限。
4．控制
机器人舞蹈动作必须是完全自主的，开机启动时可用遥控等各种方式，但表演开始后不得有人为遥控、干扰或引导机器人。参赛队机器人最好在音乐响起6秒内启动机器人。
（六）比赛操作
1．机器人由手动或遥控启动，机器人与音乐的协调有各队参赛人员自行掌握。
2．在机器人启动后的表演过程中，机器人不应与参赛队员有任何接触(其中包括遥控)，机器人出现故障时可由一名队员上前处理，同时将对该队成绩给予扣分。如有带视觉系统或有“人机互动的环节”等的机器人,完成全部表演内容(表演时间按本组规则规定),给予一次加分(5分)。
3．参赛者不得蓄意影响机器人或损害比赛场地，否则将取消该队比赛资格。
4．机器人在比赛过程中如果出现故障，参赛队员可以重新启动机器人，但将对该队成绩给予扣分。
5．舞蹈表演总时间（从机器人开始表演算起）不得超过规定时间，比赛前可有1分钟的陈述时间。
6．参赛者在比赛过程中不得干扰评委，违者将对该队给予扣分，严重者将取消该队比赛资格。
7．在比赛后如有队伍认为某机器人不符合上述条件，可以向组委会提出申请（须有证据），机器人所属队伍应该做出解释，若属实，则视情况扣分。
8．在表演过程中，舞台上同队的不同机器人之间可能进行相互通讯。队员应格外小心使用红外通讯装置不要干涉其他队伍。
（七）、评分标准
1．总体设计、创意和创新。10分
2．机器人技术实现与结构构造。10分
3．舞步编排，动作复杂、协调程度，技术难度等。15分
4．舞蹈和音乐的协调。15分
5．比赛场地的利用。10分
6．娱乐价值。10分
7．机器人外型与服饰。15分
8．人机互动（以机器人为表演主体）15分
钢铁机甲机器人擂台赛规则
一、队伍组成：每队3名选手和2台机器人。
二、赛制：本项比赛以小组循环赛的方式进行，对战队伍抽签决定，如遇轮空则自然晋级，每场比赛为三局两胜。
三、竞赛规则：
1．比赛：比赛将在规定的赛场进行。参赛选手使用自备的机器人进行比赛。
2．比赛采用预赛、决赛的方式，比赛结果将根据比赛规则由裁判员当场进行裁定并公布。
3．赛场的规格及环境：
3-1．赛台为机器人擂台赛专用正方形赛台，边长为400cm(包含区划线)。
3-2．赛台图示如下(单位:cm)
3-3．赛场环境：
赛场对普通观赛者、有关报道人员，比赛有关人员使用的摄影机器等不做特别的限制。因此，如果在机器人出场时受到照相机、录像用红外线、闪光、摄影用照明等影响时，请参赛者预先做好各种对策，同时也要考虑有关室内照明、太阳光等影响。
四、机器人规格：
1-1．移动方式：遥控轮式移动机器人。
1-2．机器人规格：
1-2-1．机器人尺寸：长：50cm宽：50cm高：50cm。包含伸展部分。
1-2-2．机器人动力：电池电压≤12V放电倍率≤30C。但必须有硬质保护外壳。严禁使用燃料型，非电动型动力装置。
1-2-3．整车总重量≤8KG。
1-2-4．电机数量≤4个（含伺服电机），动力电机使用的直流有刷或直流无刷电机。
1-2-5．遥控方式：运动员自选无线控制方式，避免同频干扰。
1-2-6．在该回合比赛中选手不得中途更换机器人,同一回合比赛中只能使用同一台机器人。
1-2-7．比赛中机器人主要部件（如铲板、车轮等）发生散落、解体，裁判员将判定出局淘汰。
1-2-8．机器人轮胎不能有粘性的物品。
1-2-9．严禁有脱离机器人身体框架之外的装置使用（如抛洒，射击等）。
1-2-10、除上述以外，如果裁判员判断了违反比赛的精神时以外的规则。
五、比赛流程：
1．预赛时，由参赛选手遥控机器人，展示该机器人所有可作出的动作。（带有对比赛场地和具有一定危险性动作时，裁判员有权要求运动员对机器人作出整改，或者直接取消比赛资格）。
2．决赛时，由计算机的自律操纵、由人的手动操纵都可以。如果是用无线(无线、红外等)手动操纵时，请考虑比赛环境(光、声音、电波)、对对方使用同样的系统操纵时必须没有干扰，再有用小电力、微弱无线电操纵时，请自带8ch以上频率的无线系统。同时使用无线电操纵系统时，应准备8个晶振。
3．说明:
使用无线时请使用以下频率:
a.27MHz频段:26.975-27.255MHz(频段:01-12);
b.40MHz频段:40.61-40.75MHz(频段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD频段:(25MHz微弱20频段);
d.被认可的无线LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在国内没被技术认可的无线控制将禁止使用。
4．禁止事项：
4-1．禁止装载有伤害对方和赛场的物品，禁止使用刀、旋转切割等危险物品。
4-2．禁止对脚底设置吸引、吸着装置(含有粘着物)。
4-3．干扰电波发生装置、激光、闪光灯等。
4-4．禁止损害场地，禁止造成污染的物品。
4-5．禁止包藏液体、粉末、气体的装置。
4-6．禁止包藏点火装置和能脱离本体的弹射装置。
5．比赛方法：
5-1．比赛采用三局二胜制。
5-2．预赛时出场者将遵从组委会决定的顺序，进行机器人的预赛。
5-3．决赛时此项目参赛运动员，每轮有三次比赛机会，三局二胜制。允许一个队伍使用最多二台机器人参与比赛，但每一回合比赛中间不允许更换机器人。比赛2分钟1回合。机器人比赛过程中出现零件散落将被判负，被掀翻或者不能移动将采取数“点数”的办法，规定时间内不能重新移动位置将被判负。
5-4．机器人任何部分超出比赛场地，将被判负。
5-5．每回合结束后，运动员有1分钟维护或者更换机器人时间，1钟后继续下一回合比赛。
5-6．若出现平局情况，裁判员将根据机器人的重量判断胜负，重量轻者获胜。相同重量时以电池容量判断胜负，电池容量数少者获胜。
5-7．此规则最终解释权归组员会所有。
附件四：
“2021年第三届吴中区中小学
创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客
作品评选活动方案
一、评选范围和评选条件
（一）评选范围：
遵循中小学各学科课程标准，作品要求能在中、小学各学科（不含特殊教育康复训练器材、虚拟作品、以及不能体现学科教学性的工程类发明创造作品，以下同）教学中使用的，由教师自己设计制作，未参加过苏州大市评选的教学创客作品，特别是实行新课程标准、推进STEM教育以来研制的教学创客作品（含虽参加过评选但近期又有重大改进的作品）。
（二）作品分类：
1．按教学段分为小学作品、中学作品。
2．按所应用的领域段划分（1）小学：语文、数学、科学；音乐、美术、体育、综合实践活动；（2）中学：语文、数学、科学、物理、化学、生物、地理、通用技术、信息技术、综合实践活动、音乐、美术、体育；（3）其他(如：特教、外语，通用设备等)。
（三）教师教学创客作品评选条件：
（1）教学性。符合基础教育课程改革的基本理念，有利于推进STEM和创客教育，培养创新精神和实践能力，有利于实验教学、提高师生的综合素质。
（2）科学性。作品展示内容应符合科学原理，体现科学知识和科学过程相统一的原则，有利于学习科学知识，树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。
（3）创新性。作品设计新颖，构思巧妙，体现新的实验活动方式、方法和内容；应用新技术、新材料、新工艺方面有创新和发展；在信息技术与传统实验的整合方面有所创意。
（4）启发性。引发学习兴趣和思考，适于探究式教学，有利于学生主动参与、互动、合作交流。
（5）实用性。取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，安全可靠，造价低廉，外形美观，便于自制推广；有助于环保和可持续发展。
（6）安全性。作品在教学中使用要确保无安全隐患。
二、申报程序和评选办法
（一）申报程序：
1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过3件。
2．送评作品的制作人必须按要求填写《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表》一式三份，《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。
3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。（二）评选办法：
1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。
2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。
附件五：
“2021年度幼儿园优秀自制
玩教具评选”活动方案
一、活动目的
（一）贯彻《中国儿童发展纲要（2011-2021年）》《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2021年）》《国务院关于当前发展学前教育的若干意见》（国发〔2010〕41号）精神，落实《幼儿园教育指导纲要（试行）》《3-6岁儿童学习与发展指南》相关要求，全面推进素质教育。
（二）充分发挥自制玩教具在幼儿园教育与游戏活动中的作用，鼓励和提倡利用自然材料和日常生活材料开展教育活动，设计制作简单、发展价值大、游戏功能强的玩教具。
（三）调动广大幼教工作者因地制宜开展自制玩教具活动的积极性与创造性，宣传和推广低投入高质量地利用玩教具材料，有效开展游戏和教育活动的经验，搭建广大教师相互学习、相互借鉴的平台，推动学前教育工作的改革与发展。
二、评选范围、分类
（一）申报的作品须为幼儿园教育教学活动中正在使用，由幼儿园教师、学前教育工作者自己设计并简单制作，或对工业化产品进行改造的玩教具，还包括运用无须制作能体现教育与游戏功能的自然材料和日常材料。工业化生产的玩教具不在本次评选范围之内。申报的作品需真正贴合儿童学习生活，具有切实可玩性且能够符合幼儿园本身的空间要求。
（二）在往届全省市幼儿园自制玩教具展评活动曾获得一、二、三等奖的自制玩教具作品不得申报。
（三）以“落实《3-6岁儿童学习与发展指南》，倡导游戏活动”为主题。申报的作品按所应用的领域分类为：①运动类（YD），②科学类（KX），③建构类（JG），④语言阅读类（YUY），⑤美工类（MG），⑥表演类（BY），⑦角色类（JS），⑧益智类（YZ），⑨音乐类(YY)，⑩其他类（QT）。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。
三、申报程序和申报要求
（一）申报材料及程序：
1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过5件。
2．送评自制玩教具的制作人必须按要求填写《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动申报表》一式三份，《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。
3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。
（二） 评选办法：
1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。
2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。
附件六：
“2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表
申报人(单位):
申报日期:
教学创客作品名称
使用学科
制作人
制作日期
联系电话（手机）
电子邮箱
使用的主要材料
作品简介(包括原理、特点、使用说明、图片等，可另附页）
演示视频或照片上传专题申报网站即可
作品的创新点或在原有作品上的改进点说明（可另附页）
作品STEM体现
（可另附页）
描述作品在“科学、技术、工程、数学”方面的体现
教学中使用效果说明（可另附彩页或盘片）
演示视频或照片上传专题申报网站即可
制作人单位意见
（盖章）
年
月
日
市、（区）及相关主管部门推荐意见
（盖章）
年
月
日
评委会意见及结果
评委签名：
年
月
日
附件七：
“2021年度幼儿园优秀自制
玩教具评选活动”申报表
作品名称：
申报单位：
申报者:
作品类别：请在所选定的类别内划“√”（每件作品只能申报一个作品类别）
运动类（YD）科学类（KX）建构类（JG）
语言阅读类（YUY）美工类（MG）表演类（BY）
角色类（JS）益智类（YZ）音乐类(YY)
其它类（QT）
2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动工作组制
填表说明
1．作品名称
在一个展评作品名称下只能是一件玩教具或围绕某一具体教学内容的一组玩教具。
2．申报单位
申报单位应为第一作者所在幼儿园或学前教育机构。
3．申报者
申报者应是幼儿园教师或其他幼教工作者，可以以个人或多人合作的名义申报。多人合作作品应确定第一作者，其他为署名作者，总人数不得超过三人。作者姓名、次序和名称等各种信息资料，一经上报不得更改，不能增加新成员。
4．作品类别
由申报者按照作品的应用领域在所列的10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。
5．作品外形和结构
用图示、照片等方法介绍该作品的基本结构、整体造型、主要材料、外形尺寸。
6．作品主要功能和特点
介绍该作品适合领域、适用年龄、基本使用方法和主要作用。
7．作品制作方法
介绍该作品的制作过程，关键要领，可附图示说明。
8．使用案例
选择最能反映该作品功能价值的典型活动，内容包括活动目标、玩教具教育策略及实施过程等，可附活动录像（时间不超过10分钟）。
9．表格不够可另加附页
参评作品申报表
申报单位概况
园所名称
办园类型
地址
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园所规模
托班数
小班数
中班数
混龄班数
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申报者概况
第一作者
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职称/职务
申报者
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第二作者
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作品外形和结构（附彩色照片）
作品主要功能和特点
作品制作方法
使用案例
申报者确认事宜
本申报者对所申报材料的作者署名负责，同意主办单位根据需要公开、采用或出版所申报的材料。
申报者签名：
年
月
日
申报单位意见
单位盖章
单位负责人签名：
年
月
日
市(区)装备部门意见
同意上报该作品参加2019年度苏州市幼儿园优秀自制玩教具评选活动。我们已要求该作者所在单位及其上级主管部门对该作品做了资格审定，申报内容属实。
主管领导签名：市(区)装备部门盖章
年
月
日
篇6
管理会计是会计学专业的核心课程之一，该课程一般在基础会计、中级财务会计、成本会计课程的学习基础上开设。教学内容主要包括战略、预算、成本、营运、投融资、绩效等管理，教学方法一般采用理论讲述、案例分析等，教学学时一般50学时左右，教学采用“多媒体+传统”方式。该门课程与财务会计相比具有四个特点。（一）以财务会计提供的会计信息为基础。财务会计通过特有的确认、计量、记录、报告等方法程序，提供决策有用的会计信息。管理会计正是利用这些信息，进一步加工，用于组织的预测决策、规划控制等方面，以实现组织的价值增值为目标。技术方法用到较多复杂的数学计算，如回归模型、指数平滑、方案评价指标等。与财务会计相比，都是比较复杂的数学计算，学生只有具备相应的数学基础，方能学好。（二）将管理理论和思想融于会计。管理会计是管理学与会计学的交叉，在会计中融入了管理的理论和思想、理念。通过不同方案、不同指标的对比（静态的指标如投资回收期；动态指标如净现值、内部收益率等），帮助企业选择最优的方案，这是管理会计决策部分的主要内容。（三）方法程序灵活多样。管理会计是为企事业单位内部管理服务的，严格的会计准则、财务程序并不完全适用于管理会计，管理会计的方法、程序、工具，灵活多样，可以交叉使用，也可单独使用。
二、管理会计指引的实施有助于促进管理会计的发展
（一）管理会计指引的作用。为促进企业和行政事业单位加强管理会计工作，提升内部管理水平，促进经济转型升级，2014年财政部《关于全面推进管理会计体系建设的指导意见》（财会[2014]27号）；2016年6月财政部《管理会计基本指引》，一系列文件的颁布实施改变了管理会计缺乏“规范”的局面。管理会计指引是从政府层面提出的应用管理会计的指示和引导，具有感召力和强制性，有助于促进单位充分利用管理会计的工具方法，提高管理水平，从而增强竞争力。（二）管理会计指引体系构成。管理会计指引体系包括基本指引、应用指引和案例库。基本指引、应用指引与案例，是管理会计龙头上的眼睛（于增彪，2016），用以指导组织管理会计实践。其中，基本指引在管理会计指引体系中起统领作用，是制定应用指引和建设案例库的基础，而应用指引则是对具体业务活动的详细要求，它们之间的关系类似于会计的总分类账户与明细分类账户。《管理会计基本指引》全文共6章29条，包括制定的目的、应用原则与应用环境、管理会计活动、工具方法、信息报告等。该指引在遵循战略导向、融合性、适应性、成本效益等原则的基础上，借助内外部环境因素，其中内部环境主要包括与管理会计建设和实施相关的价值创造模式、组织架构、管理模式、资源保障、信息系统等因素；外部环境主要包括国内外经济、市场、法律、行业等，通过规划、决策、控制、评价等管理会计活动的运作，运用战略地图、滚动预算管理、作业成本管理、本量利分析、平衡计分卡等模型、技术、流程等工具方法，进行战略、预算、成本、营运、投融资、绩效、风险等管理，提供具有相关、可靠、及时、可理解性的会计信息质量特征的财务信息和非财务信息，并进行定期和不定期、综合和专项报告，最终提高管理水平。之后，陆续实施22项《管理会计应用指引》，见下表。管理会计应用指引，是对单位实施管理会计工作的具体要求，具有指导性和较强的操作性。20世纪90年代后，河北邯郸钢铁公司实行的“模拟市场，成本否决”可谓成本管理在我国企业应用的典范。管理会计应用指引的设计以企业战略、预算、成本、营运、投融资、绩效、风险等七大领域的管理为依据，每一领域都有各自适用的管理会计工具方法。
三、互联网、人工智能在财务领域的应用给管理会计带来新的发展机遇
管理也是生产力。电子计算机在会计中的广泛应用，大大提高了会计核算工作效率。从会计凭证制作、记账到会计报表形成，计算机都能在程序语言的基础上全部完成，且快速准确，这样会计核算人员的需求数量相应的减少。更多的会计核算人员可以转岗从事管理会计工作，分析、重整财务数据，为决策提供依据。人工智能用于财务领域，一些程序化、重复性的工作，可以由智能机器人完成，会计人员可以从重复的、繁琐的工作中解脱出来；通过云计算处理财务数据，提高财务数据效能。这些新的技术在财务领域的应用，使会计工作重心发生转移，会计人员可以将精力用于开发思想、管理创新、提高组织管理效率，真正实现由核算型会计向管理型会计的转变，这为管理会计提供了新的发展机遇。
四、顺应新技术时代，改革管理会计课程教学
经济发展靠人才，培养人才靠教育。管理会计的广泛应用，必须培养管理会计专业人才。而管理会计人才的摇篮主要是高校会计学专业。因此，应该与时俱进，从培养方案修订做起，通过优化大纲、改进教学方法、提升师资水平、拓宽教学资源等，探索新技术时代背景下的管理会计教学改革，培养优质的管理会计人才，促进管理会计应用。（一）师资培训与提高。从高校会计学教学实践看，管理会计师资相对紧缺。许多高校虽然开设了会计专业，但大部分是财务管理、财务会计、税收、会计电算化等方向，管理会计的师资储备并不充足。管理会计课程“管理”的特点，也对管理会计教师提出了更高的要求，不仅要精通财务会计，还要具备较丰富的管理学知识、高等数学的知识等。尤其现在的互联网、云计算、大数据等，一方面为管理会计的发展提供了契机，另一方面也需要培养具备相关知识的管理会计教师。建议通过培训、专业跨转等形式，提高、充实管理会计师资，以满足新技术时代管理会计发展对师资的要求。（二）修订培养方案。培养方案是人才培养的纲领性文件，具有目标导向性。针对计算机、互联网、人工智能等新的技术环境，要充分调研兄弟院校的教学现状，实时修订培养方案。在新的培养方案中，突出管理会计的重要地位，整个培养方案的重心由会计核算型向管理型转移。聘请业内专家，对初步拟定的培养方案进行论证，并注意吸收来自会计实务界、毕业生等方面的意见或建议，不断优化完善。（三）削减财务会计的课程及学时。一般会计学专业的培养方案中，涉及财务会计的课程包括基础会计、中级财务会计、高级财务会计、税务会计、成本会计、政府及非营利组织会计。这些课程都是利用确认、计量、记录、报告等会计特有的程序，用借贷记账法记账，实现会计核算的职能。它们之间的差异仅仅是核算具体内容的区别，其所用的会计基本理论和方法是一致的。只要学生掌握了会计的程序和方法，就能很容易通过自学扩展不同领域的会计核算问题。笔者认为，完全可以合并或删掉某门课程，如将中级、高级财务会计、税务会计合并为财务会计，在基础会计学习的基础上开设。（四）增加管理会计的课时或增加相关课程。因国家对高校培养方案总学时有明确限定，现在总的趋势是压缩专业课比重。因此，在总学时数一定的情况下，压缩的财务会计的课时，可以用来增加管理会计的比重。通过增加管理会计课程的学时，加大案例教学、辩论式教学比重，剖析管理会计应用的成功案例及失败的教训，提升管理会计教学的深度和广度，开发学生的思维空间，培养创新思维及创新能力，提高其分析解决问题的能力，更好地服务于管理会计实践。（五）优化教学大纲。依据所修订的培养方案，撰写课程教学大纲。教学大纲应包括课程简介和课程教学大纲两部分。课程简介部分重在说明课程的类别、学时数、先修课程、所用教材、课程主要内容、参考文献及网络资源等参考资料，起到总括认识该门课程的作用。课程教学大纲主要包括课程的性质及任务课程、与其他课程的联系及分工、课程教学内容、学时分配表、教学基本要求、成绩考核说明等。课程内容应该按照章、节、问题等，尽量细化，并明确教学目的与要求、重点与难点，以便于课程的讲授。课程的考核应该明确具体，包括考试成绩、论文、案例分析等作业所占比重等。明确课程的主要参考书及网站，以便于学生课外研习。（六）选用优质教材、拓展学习资源。教材是教学的主要参考书，对学生的影响至关重要。应该优先选择国家精品课程教材、国家级规划教材。注意选择与管理会计课程、教材相适应的参考教材，促进学生从不同层面、不同视角对所学管理会计理论知识的掌握。避免因某种利益关系而选用质量低劣的管理会计教材。同时，借助主流网站，充分利用网络资源拓展管理会计课程的学习。如通过大中型企业的网站，查阅其管理会计实践做法，用所学理论分析、验证、反思企业管理会计实践。通过中国会计学会管理会计专业委员会网站，学习了解管理会计的学术前沿与管理会计面临的新问题，培养学生科学研究的思维及创新能力。通过浏览会计专业期刊网站，搜索研究有关管理会计论文，从中吸收管理会计思想和实践的营养，提高管理会计理论水平和实务能力。（七）教学方法与手段。以中国人民大学国家级优秀教材《管理会计学》（第七版）为例，管理会计课程内容主要包括变动成本法、本量利分析、经营决策、存货决策、投资决策、标准成本法、作业成本法、全面预算管理、业绩考核与评价。既包括管理会计的方法，也包括预测决策、规划控制与业绩评价，这些内容要求管理会计应采用多种教学方法，既包括对理论部分的教师讲述，还应该包括案例教学、讨论式教学、参与式教学等多种方法。案例教学要求教师通过案例内容的陈述与分析，将需要学生掌握的知识点、管理会计理论融入其中，提高学习兴趣，增强实践感知性。案例的来源可以多样化，可以选用中国管理案例库、期刊杂志中的案例等；也可以因地制宜，对案例进行修改，以便符合教学需要；条件成熟时，还可以利用寒暑假或与企业合作课题等机会，深入企业实际，自行编写具有自主知识产权的案例。这些案例，既是教材内容的补充和延伸，又能激发学生的学习热情。培养方案修订、学时的增加，使得类似“咖啡屋”、小组讨论、案例教学等方法成为可能。教学手段则可以根据内容，采用传统方法与多媒体相结合，（八）网络资源的学习引导。现在网络无处不在，网络资源丰富。在上述学习的基础上，教师可引导学生积极利用网络资源学习，如微课、慕课等，作为课堂学习的补充。中国会计学会、中华会计网校、各种期刊杂志网站、各级财政部门关于会计师职称考试网、大中型企事业单位网站、教育中介机构网站、大学精品课程与在线课程网站等，都具有丰富的管理会计学习资源。只要愿意学习，总能找到学习资源。互联网时代的学习，渠道和获取资料来源已经做到充分多元化。
五、结语
管理会计是价值创造的信息系统，国家要强大必须要有强大的企业，企业要强大必须要用管理会计（于增彪，2016），但管理会计是我国的短板（楼继伟，2016）。互联网、大数据、云计算、人工智能等现代新技术，为管理会计的发展提供了新的发展机遇。管理会计指引的实施为管理会计的实践提供了政策支持，这也给管理会计课程教学提出了新的、更高的要求。管理会计案例作为管理会计指引体系的构成部分，新技术时代的案例还相对匮乏。制作、编写新的管理会计案例的过程也是促进管理会计课程教学改革的过程，实现管理会计由“短板”到“升级版”的跨越，逐渐满足我国管理会计的需求（于增彪，2017），管理会计任重而道远。
参考文献：
篇7
常规工作是德育的根基。互联网的崛起，打破时空限制、加速信息流转速度、外显跟踪事项进度等给德育常规工作带来极大的便利。
1. 梳理部门职能，科学分工
根据学校德育部门具体情况及实际需要，我校对学校德育工作进行重新整合安排，对分管德育的各位教师进行明细分工，设立常规部、生活部、数据部、传媒部、培训部、研发部六个职能部门，搭建德育教学一体化管理平台，在平台内部建立学生基本信息管理系统、学生操行分管理系统 、文明班管理系统、学生成绩管理系统、家庭报告书管理系统五大系统，实现德育管理的数字化，同时将学生操行、活动获奖、学业成绩、教师评价等信息汇聚一起，为后期数据分析提供基础。
2. 发挥互联网优势，加速信息流转
德育常规信息具有较强的时效性，学校利用互联网的优势，加速信息记录、反馈、跟进，在最短的时间内，将每一项常规信息送至班主任那里并让其跟进。精准的学生坐标是确保数据信息正确有效的前提，我校实行学生宿舍坐标与课室坐标管理两套体系，确保各项常规反馈精确到个体；操行管理系统全时段监控学生操行分的等级，并即时发送“到线”学生跟进消息，协助班主任及时有效地进行个体跟进教育；文明班管理系统汇总全班每一位学生各项操行表现含各类加扣分项目，为班主任营造集体舆论导向提供有力支撑；学生成绩管理系统记录学生入学成绩和各阶段检测成绩，全面记录学生在校成绩动态，为教师指导学生“自我剖析、自拟计划、自我监督、自我成长”提供参考数据；家庭报告书管理系统将为家长提供学生在校某个阶段的学习生活报告，可选择某几次成绩、学生操行、教师评语等作为报告数据内容。此外，学校还将德育教学一体化管理平台对接学校公众号，方便家长使用移动设备查询学生在校期间学习生活的详细表现，凝聚家庭教育力量，实现家校有效互动。
3. 引入智能稻莘治觯优化教育效果
谷歌Alphago的胜利让我们再一次看到人工智能的威力，同时也让我们思考如何将智能数据分析引入教育，优化教育效果。德育教学一体化管理平台汇聚了学生海量的数据，涵盖了学生操行、学业成绩、活动获奖、教师评语、家长评价等，引入智能数据分析连接最前沿的教育学、心理学等理论支撑下的专业教育指引，可以分别在个体分析报告和集体分析报告中为班主任提供相似教育案例和方法指导，让班主任的工作更加科学高效。
二、升级互动分享平台：助力科研，提升德育实效
班主任自主成长模式是我校德育科研工作的主要策略，通过专家引领、团队科研、交流反思、自主修炼等四大措施，引导班主任在学习中进步、在实践科研中成长。学校将这一模式融入到教师互动分享平台――礼山师说。
1. 班主任频道：让优秀班主任以群体的形式出现
班主任频道是班主任学习、交流、分享的平台，也是一个展示自我的空间。教师可以了解最前沿的教育资讯、向优秀的同行、跨界的教育精英学习等；交流身边的鲜活案例、分享教育实践沉淀下来的智慧。频道中优秀的案例、有效的教育方式方法等将被引入德育教学一体化管理平台，为教育同行提供有效参考。
2. 家校频道：让家长成为教育的专业助手
学生的成长需要学校教育和家庭教育的融合，产生1+1>2的教育效果。我校在互动分享平台“礼山师说”上开设家校频道，倡导家校交流。班主任主动反馈学生在校情况，并推送相关教育方法指引，让家长成为教育的专业助手；家长主动学习，积极配合学校老师，联合帮助学生健康成长。
三、优化德育数字资源：关注课堂，拓宽德育途径
主题班会课是高中阶段德育的主阵地。我校整体规划高中三年各阶段主题班会，并提供丰富的德育素材，为班主任提供科学有效的德育数字资源。
1. 主题班会系列化，增强班会课感染力
习惯养成是个长期的过程。系列主题班会更能满足教育的实际需求，其效果更具持久性和穿透力。依据高中学生心理、生理特征及该时期教育需求，我校将主题班会划分为三阶段。第一阶段：了解，角色转变；第二阶段：熟识，品质提升；第三阶段：奋斗，实现梦想。各阶段主题班会由年级组统一设计制作，其中融入阶段培养目标及实施策略，学校同期也将开展配套活动，形成教育合力。
篇8
一、加强师德学习，树立好形象
教师的师德是教师从业的灵魂，有什么样的教师就可能教出什么样的学生。在这期间，认真学习了《新时代中小学、幼儿园教师职业行为十项准则》，更加明确自己该如何做一个合格的人民教师。听了局领导关于《严守纪律底线，打造清廉学校》的专题讲座，宋组长给我们列举了很多我们案例，并进行了深刻的剖析，让我更加清楚作为一个组织的人，要注意自己的言行，慎言慎行，不能随意传播不言论。要站稳自己的立场，擦亮自己的眼睛，不能随意参加社会上的不明活动。遵守组织 纪律，不能无中生有，说人不是，谣言中伤。更加明白要强加政治学习，强责任提高工作效率，强廉洁，常怀律己之心。参加 了网络培训《普陀区中小学教师师德培训》，认真观看视频，积极参加主题研讨，对中华传统美德的理解更加透彻，更加明确了继承和弘扬中华传统美德的重要性。通过内容丰富的师德学习，明确了“思想道德规范、专业道德规范、教学道德规范、生活道德规范、行为道德规范、语言道德规范、交往道德规范”，在工作中自觉依法执教、爱岗敬业、热爱学生、严谨治学、团结协作、尊重家长、廉洁从教和为人师表，树立良好的师德形象。
二、扩展业务学习，适应多岗位
2016年上半年，我任教的是语文教学，所以在培训选课时，我会侧重与语文相关的培训。后来，因为个人原因，工作内容有所改变，先后负责学校图书管理，档案管理等，因此也参加了相关的岗位培训。
语文方面的，参加了教师进修学校“基于预学课堂模式背景下的教学设计与实践”，知道了我区“生本课堂”推进的历程，逐渐明确“教学过程的核心一定是学生的学习，课堂要关注的是学生的活动。培训中，让我领略了上课教师的出色教学。也参加过几个网络培训，其中之一《小学语文阅读教学策略》，学习过程中，我认真聆听专家的讨论，，让自己对语文教材中的文学作品有了更多的认识，也认识到以往自己听课、评课中的一些偏颇，深深地感到自己的不足。知道学会课后反思，欣赏自己的成功之处，是寻找幸福的所在。让我深有感触的培训是《整本书的阅读》。现在的语文教学越来越重视阅读教学，我们也总在感叹学生的阅读量不够，语文水平提不高。我们也一直想对学生进行阅读兴趣的培养，想让学生爱上阅读，能自主阅读。通过本次的培训，让我对整本书的阅读有了更多的了解，如何向学生推荐优秀的阅读书也更加明确。对于课程的实施，不同类型，实施的流程图也有所掌握。兴趣是最好的教师，岳老师指出，对于还没有良好阅读氛围的班级，对阅读兴趣淡薄的学生来说，导读很有必要，而且很重要。导读时要找准进入整本书的切入点，选择分享交流的重要片段，选择适当的教学方式，适当分享阅读的初体验。导读课的成功于否在于是否激起了孩子的阅读这本书的兴趣。如果导读课后，学生迫不及待地想读这本书了，那说明导读成功了。
三、参加信息培训，教学熟应用
现在是信息爆炸的时代，是互联网进入人工智能的时代。学校里的教学设备也在不断地更新之中，为了适应当代教学，学校每学期都会组织相应的信息技术培训。如电子白板的应用，希沃课堂教学，钉钉线上教学等。每次的信息技术培训我都会积极参加，现在我已能较为熟练地应用教室中的教学设备，如对重点词语句子的标记，对生字笔顺的演示等。这次90学时中的《教师信息素养提升》专题讲座，更是改变了我的思维，让我有了互联网的思维，逐渐感受到人工智能时代就在眼前。
篇9
1当前对T型人才的需求
随着信息技术的快速发展,目前企业对复合型人才的需求越来越强烈,仅仅掌握单一专业能力的人员已经很难满足企业的需求。而IT产业作为智力密集产业,技术更新的速度相对较快,复合型人才是产业发展的重要因素。从国内的情况来看,低端计算机类的专业人才日渐饱和,各大IT企业更需要有复合型技能的综合型人才。目前,我国IT市场人才供求矛盾比较突出,这也导致IT行业陷入“窘境”,即企业对IT人才的需求旺盛,但大量的计算机相关专业的毕业生无法找到自己满意的工作。IT产业的蓬勃发展已经对IT行业的人才提出了更多的要求,企业需要的不只是掌握单一技术的“软件蓝领”,而需要具备宽泛扎实的基础知识、熟练的专业技能和良好的实践能力的综合型人才,那些对业务和技术都比较熟悉的复合型人才在IT企业中越来越受欢迎。复合型人才的匮乏,严重制约了中国IT行业的进一步发展。因此,如何培养复合型人才成为热点话题。
许多教育学家曾经提出X型、型和T型等复合型人才的类型。其中,X型人才是指系统掌握两门专业知识的人才[1]。而事实表明,仅仅掌握两门单一专业知识远远不够,因为IT人员的服务对象可能是一家公司的多个部门,这就需要他们是具备宽泛扎实的基础知识、熟练的专业技能和良好的实践能力的综合型人才。而型人才不仅需要掌握尽可能多的理论知识,对人才的实践能力和综合素质也要求偏高,属于一种理想化的人才,可操作性不是特别强。因此,在众多新型的人才培养中,最具可行性的、最符合当前国情的IT人才培养模式是T型人才――以继续学习能力培养为核心,职业实践能力为重点的一种新型人才培养模式,这种培养模式能较好地兼顾工作岗位的针对性和适应性,很好地优化一直以来颇受非议的“软件蓝领”人才培养模式。T型人才的字母“T”来形象地展示了人才所需掌握的知识结构和基本素质。其中,T中的“―”表示知识面的广博以及人员基本能力和素质的横向拓宽,表示人才一般能力的横向拓宽,以增强学生的就业适应性。而“|”表示知识的深度和专业能力的纵向深化,特别强调专业实践能力,旨在加强学生就业的针对性。拓展能力不但能为岗位能力的深化提供基础,还能为就业后的岗位迁移提供必备的能力。两者必然是密切联系、互为支撑的,“―”是基础和前提,而“|”决定了专业能力的高低和胜任工作的能力[2]。在IT行业中,T型人才不仅应该具有广博的理论知识,需要了解IT领域的基础知识,还需要深入地掌握一些先进的技能和工具,具备学习新技术的能力、实际的动手能力。IT企业中的T型人才是属于刚柔相济的人才,具有较强的适应性、较好的学习能力,探索能力也较佳,能够满足IT企业的用人单位对复合型人才的渴求。如何高效、及时地为中国的IT行业输送优秀的复合型人是各大高校应该着重考虑的问题之一。
2T型人才培养方式的改革
一直以来,按照IT人才的传统培养模式培养出来的人才更多的是“软件蓝领”,属于IT行业的低端人才。而这个市场在国内日益饱和,并不能很好地满足IT企业对复合型人才的需求。印度以往对IT人才的培养模式不适合中国IT行业的发展,根本原因是因为中国和印度IT行业现状和发展不同。其中,印度的软件产业化早已达到规模化,产业规模和市场业务能够明确的分工,需要的人才确实是大量的“软件蓝领”。而中国的软件产业还属于发展阶段,很多项目由于规模、预算等原因,很难做到精细化的分工,缺乏具有综合技能的中高端人才。因此,中国的IT企业对高质量的复合型专业人才,即“T型人才”的需求愈演愈烈。IT企业都迫切希望员工是应用型、实践性、学习能力较强以及能够独自解决大量实际问题的综合型人才。因此,如何培养出这样的人才已经成为摆在国内高校面前的突出问题,很多著名的高校已经针对此需求制定了相应的培养策略,如何有效地培养质量较高的T型人才已经在国内众多高校中引起了足够的重视,很多高校在调查研究的基础上,开始为IT企业培养其迫切需要的综合性人才。例如清华大学教育学院IT教育中心实施了清华IT工程师‘T型人才’培养计划,旨在培养更多的符合当前国情的IT行业的综合型人才,以便促进中国IT行业的健康发展。
中国IT企业需要的“T型人才”,是具有较广的知识面、熟练的专业技能和较强的实践能力等综合素质的优秀人才,这种人才不仅需要基本功扎实,还需要掌握一些前沿的IT技术,并具有一定的实践经验。因此,培养模式的改革势在必行,根据T型人才特殊性进行改进的培养方式应具有创新性和针对性,在实际的培养过程中,可以对教学内容、教学方式实行创新性的改革,并参考国外先进的教学方法进行实施。
1) 反思传统的教学目标。高校对IT人才的培养以企业的实际需求为导向,通过科学的方式来满足企业的期望。而传统的灌输型教学方式很难真正培养高质量的T型人才,必须结合国外一些新的教学方式,例如研讨性教学、案例式教学等
2) 改革教学内容。传统的教学方式大部分是“填鸭式”教学,课程内容大多局限于某个特定课程的某些基础知识,对实践性、应用性的操作并没有特别重视,对于拓宽学习者的知识面以及提高实践能力的作用相对有限,学习者很难从这些空泛的知识中学习到系统性、交叉性比较强的知识,实际动手能力也很难得到本质的提高,很难为其今后的实际工作进行知识及技能储备。因此,如果希望提高IT行业中“T型人才”的培养效果,必须对教学内容进行更具科学性、创新性的改进。首先,课程的内容不能太陈旧,不应该局限于某一本特定的教材,相关技术应是比较前沿的、实际工作中需要的。与此同时,在实际的教学中还应该注意穿插一些交叉性比较强的知识,并适当地提出具有适当深度和难度的研究课题,引导学习者进行自主性的学习和思考,锻炼其发现问题、独立解决问题的能力。同时,还要重视实践课的开展,以便帮助学生在实践中加深对知识的理解和应用能力。
3) 采取先进的教学方法。在教学中既要培养学生掌握熟练的专业技能,又要注意适当地拓宽学生的知识面,如何更好地处理理论课和实践课的关系也是教育者着重考虑的问题。用传统灌输式教学方法培养T型人才很难达到理想的效果,它忽视对学生自主学习能力、发现问题能力的培养,忽视培养学生多领域交叉的知识和技能[3]。因此,对传统的教学方式进行改进是T型人才培养过程中要重点考虑的问题,改进后的教学方法紧扣当今IT企业的实际需求,以培养学生的实际工作技能和拓宽其知识面为导向,通过研讨性、案例式的教学来提高实际的教学效果。
4) 树立创新教育的理念。无论是在学术界还是在工业界,创新能力一直都是研究人员所看重的一项基本素质,也是对一个人实际工作能力的重要评价标准。T型人才的培养同样需要树立牢固的创新教育理念,由于学校的培养模式、教学内容和IT行业的需求、现状往往存在偏差。因此,拥有较好的实践创新能力便是学生由学校顺利走向IT业界的基本保证。在创新教育理念的指导下,高校可以尝试构建创新教育体系。创新教育体系包括两个部分:一个是与创新人才培养模式相适应的课程体系;另一个则是相对应的实践体系,两个体系相辅相成,协调发展。
3商务智能课程与T型人才培养
T型人才培养过程中的教学应涉足较多交叉性的知识领域,并具有一定的难度和深度,贴近信息社会对综合素质较高的IT人才的需求。实际实施过程对课程和教学方式有一定要求,课程应具有交叉性、涉及面广、具有一定的技术性,而教学方式应该具有很好的科学性、研讨性和探索性。商务智能是实施T型人才培养条件的课程之一,是一门集管理科学、信息技术、数据统计和人工智能多个前沿领域的交叉性学科,它涉及的知识面较广,帮助学习者对数据仓库、数据挖掘、报表分析和数据统计等核心技术进行深入地学习,为学生今后赴大型的IT企业从事该方面的工作奠定扎实的基础。实际教学需要以IT企业对商务智能人才的实际需求为出发点,以IT企业对商务智能人才的能力期望为导向,以新的教学方式带动教学,以理论和实践相结合的方式促进教学,借鉴国外商务智能课程的相关经验,在教材建设、教学内容、教学方法方面进行创新,其目的在于培养既具有坚实的专业知识和技能基础,又掌握着众多交叉性学科的知识,并具有良好的分析能力和实际应用能力的人才。具体的实施方法如下。
1) 参考国内外最新的教学方式,以培养满足IT企业实际需求的T型人才为目标,将传统的“填鸭式”被动教与学,转化为研讨型、协作式、案例式的学习,教师由单纯的传授者转化为引导者、咨询者,负责为学生提供一些具有合适深度和难度的研讨性话题,对学生的学习予以引导和指导,并根据IT企业对人才的能力需求科学地设计实践课程[4]。教学内容的设计参照国外著名高校的“逆向工程式”,即首先了解当今著名IT企业对商务智能人才所掌握的知识和应具备的能力的真实需求,准备把握商务智能中数据仓库、数据挖掘、报表分析等几大核心知识的深度和难度,提取出与课程密切相关的知识点,然后形成教案,并根据与其他领域知识的交叉性对课程的内容进行科学性、系统性的改进,进而设计出完善的课程内容,这种“逆向工程式”的教学内容设计,可以优化传统的教学内容,紧跟IT产业的发展趋势,紧贴企业的实际需求,使培养出来的人才能够真正满足企业对综合型人才的需求。作为一门能够在T型人才的培养过程中起到探索作用的交叉性课程,商务智能横向方面的领域知识涉及较多,可以拓宽学习者的知识面,使其系统地、有效地掌握信息管理、数据分析、管理策略方面的基础知识,而专业内容的深度和实践课程可以帮助加强学生对商务智能相关技术及其应用能力的培养,使其在激烈的人才市场中脱颖而出。这样就可以打破单一课程知识零散的局限性,在明确各门课程相关内容的基础上,把与商务智能课程相关的领域知识整合为一个有机的知识网络[5]。
2) 加强与各大商务智能领域的IT企业的合作,为学习者提供更多的实际案例分析能力以及一些免费的工具软件。把企业对T型人才的实际需求和人才培养的具体目标进行很好的整合,按就业岗位的要求设计授课方式,强调应用型的教学模式[6]。IBM、SAP和Oracle等大型IT企业是国内商务智能领域行业领先的企业代表,与这些著名IT企业建立密切的合作关系,并以此为基础开展多种形式的合作,推动商务智能教学与产业互动的结合,进一步促进商务智能领域T型人才培养的效果。此外,也可以聘请相关企业的资深研究人员为商务智能的学习者做前沿讲座,使他们进一步了解市场对商务智能领域人才的实际需求,从而进行更具针对性的知识及技能储备,并提供一些实际的软件工具以及实际的商务智能案例进行使用,使学生未走出校门即具备了商务智能相关技术的初步动手能力,从而实现了学习与工作的对接。
3) 结合研讨性教学,实现多方位的培养机制。在商务智能课程的教学过程中,首先让学生们明确商务智能人才以后的发展方向和需要具备的能力,激发学生们学习商务智能课程的兴趣,还可以引进“研讨性教学”、“四步教学法”和“迭代教学法”等国外先进的教学方法进行结合性的实施[7],根据IT企业中的真实案例模拟相关需求,设计难度适中、实践性较强的实践项目,帮助学生们很好地利用学过的软件工程、数据分析、程序开发等方面的知识,提高其独立思考、独立解决问题的能力,使其能够具备快速学习新知识并加以实际应用的能力,并使用商务智能的相关工具去完成小型的商务智能项目,帮助他们掌握商务智能人才需要具备的理论知识和专业技能。项目的开展以小组为形式,旨在提高参与者的项目管理、团队协调能力。在这个过程中,教师主要起一个引导者、管理者、监督者的作用,负责对课程学习者提供参考性意见以及适当的帮助。结合商务智能实践项目辅助教学和学生学习相关知识已经有不少成功的案例,如开普敦大学的Mike教授根据5年来在商务智能领域的教学经验,设计了一些和教学内容紧密相关的课程项目,如决策支持、数据仓库、数据挖掘、OLAP等[8]。这些项目的复杂程度不高,但是需要学生相互合作、协调和沟通,共同完成该项目。Mike教授的初衷是不过分追求项目的实现细节,尽量让学生们能够明白项目的总体目标、基本原理和流程,让学生通过一个个实践过程来充分认识商务智能是如何在实际应用中发挥其作用的。表1为Mike教授制定的BI项目目标列表。从表中可以看出,商务智能课程的实践项目更重要的是使学生领会教学过程中的各种理论和技术,而不是拘泥于具体的实现细节。而这也是许多高校教师存在的认识误区,他们在精心设计课程项目的时候过于专注细节,而忽视了全局的目标。因此,课程项目的效果往往会大打折扣,学生在完成项目后仍然无法完全理解课堂上所学的知识。
4) 引导学习商务智能课程的学习者对于后续知识的获取和能力的培养,商务智能课程涉及的内容和相关的技术也较多,单独开设一门课程很难确保T型人才培养效果。如何引导学生在学完商务智能课程之后进行后续的学习和能力的培养也是要考虑的问题。首先,教师针对商务课程涉及的一些领域设计课程框架,确定哪些知识是商务智能人才应该掌握的,哪些知识是应该深入学习,哪些技术是需要重点掌握的。此外,还可根据IT企业的实际需求为学生提供一些参考性的学习目标,帮助学生更具针对性、更高效地学习商务智能领域的知识和技术,保证学生们能够在IT企业的招聘中脱颖而出。
4商务智能课程T型人才培养注意的问题
在商务智能课程教学中,T型人才的培养需要注意以下几个方面的问题。
4.1课程内容的合理设置
要达到预期的T型人才培养效果,教师可以对课程的内容和教学方式进行科学的设置,授课的内容涉及商务智能的相关领域,例如数据仓库、数据挖掘、报表分析和管理决策等,但需要根据企业对商务智能人才的需求确定教学内容的重点,并结合“逆向工程式”的方式来设计课程的教学内容。教学形式采取教师授课、前沿讲座、讨论课、实践课程等多种形式进行组合,讨论的题目要具有良好的研讨性,深度和难度都非常适中,而实验课可以根据IT企业实际项目的需求进行提炼,这样才能保证学生在掌握专业技能的同时提高其发现问题、解决问题的能力,使学生们不是局限于基本知识,而是能够系统地、有条理地掌握商务智能项目的流程和实际动手能力,为以后真正成为商务智能T型人才打下扎实的基础。
4.2度的把握
在T型人才培养中,“一”与“|”的之间的平衡是至关重要的。如何权衡两者的广度和深度在人才培养的过程很重要,商务智能课程的实际教学也不例外。在教授学生课程知识和相关IT技能的时候,根据目前IT企业的真实需求有针对性的授课,对相关的技术进行划分,使学生明确哪些知识是需要比较深入地掌握,哪些技术只需理解,而在对知识面进行拓宽时,不能漫无目的地进行扩展,可以根据学生的接受能力和课时有针对性地扩充,保证T型人才培养中的“―”和“|”的平衡,避免极端化的后果[9]。
4.3启发学生思考
如何提出具有一定深度和难度的问题启发学生思考也是T型人才培养模式着重解决的问题之一。其中研究性的课程题目紧贴商务智能领域发展前沿,能够反映目前企业应用的难题,对商务智能人才明确企业的真实需求有很好的促进作用。此外,在教学中适当地穿插实际的项目作为典型案例,使学生对商务智能及其实际应用有一个感性的认识,以便为今后进入IT企业从事该方面的工作奠定扎实的基础。
4.4处理好与相关课程的关系
管理学、统计分析、人工智能等与商务智能领域密切相关的知识可以用来拓宽学生们的知识面,有效地为学生们介绍这些方面的知识在课程的实际教学中也非常关键。
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Training of T-typed Talent in Business Intelligence Course
ZHAO Wei-dong, WU Hai-feng
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一、引言
高校化工专业的宗旨是培养能对各种化工及相关过程和化学加工工艺进行分析、研究，并能熟练利用计算机技术进行过程模拟、设计的人才，其主要课程包括无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、化工热力学。研究的主要内容是在化工生产过程中的“三传一反”，即热量传递、质量传递、动量传递和化工反应过程。学生经常会遇到用计算机学习的情况，所以使用智慧教学的方式既符合化工专业学生的学习特点，又能用较有新意的学习方式使学生体会到学习的乐趣，并能够更好地理解知识，对提高高校学生的知识水平有着较大的帮助。
二、当前高校化工专业课程开展中出现的问题
因为我国教育改革刚开始推进，所以传统教育下高校化工专业课程的开展还有不少的问题。比如，课堂上，教师没有办法顾及众多的学生，因而学生掌握知识的程度参差不齐；复杂的化工知识，加上教师缺乏合理的教学方式，使化工教学困难重重。另外，由于高考的压力，高中生会全身心地投入学习中。而高校受客观条件的限制，导师没有办法像在高中时全天盯着学生，而且高校学生没有高考的压力，所以学生就会有所放松。在传统的教学中，教师是主角，教学方式没有新意，学生在课堂中难以提起对学习的兴趣，教学质量就难以提高。再加上教师大多以理论教学为主，在课堂上讲知识，以灌输为主；而且高校学生的学习能力存在差异，部分学生对化工专业课的理解能力较差。比如，在学习“物理化学”时对相平衡理解不透彻，就可能影响之后“化工原理”中传热理论的学习。在学习后面的课程时，学生会发现自己的基础理论不扎实，想再回来补前面的课程，这无疑会耗费更多的时间和精力。化工专业课堂开展所面临的这些问题，关系着学生的发展。因此，高校教师应运用新型教学理论，促进学生专业水平的提高。
三、推动智慧教学在高校化工专业课程中应用的具体措施
（一）解决已知问题，不断提高教学效率
以上笔者所列举的问题都是化工专业教学中较为典型的问题，这些问题使化工专业教学效率低下，限制了学生专业水平的提高，应得到妥善的解决。高校的管理模式与高中的管理模式有很大的差异，高校的教师更注重培养学生学习的自主性。相对而言，高校采用的管理模式是更适合学生综合能力发展以及自我管理水平全面提高的优秀的教学管理模式。但学生由高考的高压环境进入大学相对宽松的学习环境，很容易出现心理上的不适，甚至部分学生会感到无所适从，不知道如何适应高校的学习。因此，高校教师应适当地引导学生，帮助学生尽快地进入学习状态，尽力让学生把更多的精力投入课堂中，提高学生在课堂上的参与度。高校教师能为学生做的是为学生答疑解惑，强化学生课上所学到的知识，所以教师应该提高效率，使课堂尽量饱满。使用智慧教学可以使学生在学习过程中遇到难以理解的问题时，通过智慧教学系统将问题转达给教师。在整合了学生学习过程中的难点后，教师就可以有的放矢地在课上进行教学，讲解学生学习过程中的难点。这样就可以使学生在学习时更好地理解难点。学生是课堂教学的主体，教学的目的是让学生能够更深入地理解知识，而在这一点上，智慧教学有着远胜于传统教学模式的优越性。同时，教师上课时也应该不拘于形式，尽量丰富，使课堂富于变化，尽量多彩一点。这样，学生也会随着每次课堂多彩的变化自然而然地跟上教师的教学思路。学生课堂的参与度提高，经过日积月累，课程的教学质量、教学效果就会慢慢提升，学生对教师的教学认可度也会随之提高，上课的兴趣被调动起来，学习效率就会提高。
（二）利用智慧课堂帮助学生学会时间管理
因为高校学生的心智更加成熟，所以高校对学生的管理束缚也更少，学生的课余时间也较充足。有些学生能利用这1022021年12月些时间不断学习，充实自己；而有些学生在这样的环境下反而变得松散、懒惰。环境突然发生巨大改变，学生的落差感是不可避免的，学生也会因此变得迷茫。这个时候，教师就可以运用智慧课堂来帮助学生管理时间。现在，一部分学生已有智慧课堂，他们可以通过智慧课堂来了解学习的进度与计划，并且帮助自己进一步融入课堂，根据学习的计划，自主进行课前预习、课堂学习、课后复习等一系列学习计划，这对学生自主学习的帮助很大。而教师可以通过智慧课堂所需完成的任务、学习的计划，实时监督学生的学习进度，了解学生的学习状态，针对学生课后自主学习的情况及时调整教学计划和进度等并及时给予学生反馈，使学生积极投入学习中来。时间对每个学生都是公平的。一部分学生能够较好地利用时间，将更多的时间用在学习上，所以他们较好地掌握了专业知识；而另一部分学生却把时间花费在玩耍上，因而对知识掌握不太牢固。教师利用智慧课堂时，首先，要使学生明白，高校给他们提供了一个难得的学习机会，他们将更多的时间放在有意义的事情上，这样才能取得较好的学习成果。其次，要采用多样化的、学生感兴趣的方式，潜移默化地为学生传授多元化的知识，帮助学生转变思想，成长为积极向上的人。
（三）运用智慧课堂提高课堂教学效率
在以往的学习中，学生十分依赖课上学习的时间，甚至有些学生不进行课前预习，只是在课上听教师的讲解。在这种情况下，学生不了解学习中的重难点，很难跟上教师的教学思路。这导致课堂教学效率低下，给学生留下的自主时间较少，学生不能根据自己的水平有目的地学习。所以，教师在课堂上应尽量提高教学效率，留给学生足够的时间。智慧课堂作为教师与学生之间课上、课下知识传播的枢纽，对学生课下的自主学习具有深远的意义。学生可以利用智慧课堂先进行预习，了解重点，解决难点，再根据自己的掌握情况进行分析，带着问题进课堂，着重听取教师在这一方面的讲解，并且把自己学习中的问题积攒下来在课堂上向教师请教。而教师则可以通过智慧课堂了解学生学习中普遍存在的问题，在课堂上着重讲解难点，而对比较简单的问题就可以花费较少的时间。这样就有效地提高了课堂授课的效率，教师可以利用剩下来的时间帮助学生解决问题，或者让学生自主探究，培养学生自主学习的能力，或者让学生进行讨论，由学习较好的学生为其他同学进行讲解。同时，通过智慧课堂，学生与教师的交流更加便捷了。对于不会的问题，学生可以在线即时询问教师；教师及时完成“一对一”“点对点”的教学，帮助学生解答疑点、攻克难点。
（四）运用智慧课堂帮助学生更好地理解重难点
在传统课堂中，学生遇到的重难点问题时，只能在课上听教师讲。如果教师对知识点的理解或表达方式不同，那么学生对知识点的理解也会不同。而智慧课堂的作用就是尽可能地解决这些问题。以“化工原理”课程中的液体精馏部分为例，其内容很抽象，且有大量用符号表示的公式，仅靠学生个人的学习往往很难取得理想的效果。而智慧教学软件可以辅助学生理清公式，弄懂传质的机理，这有利于学生快速地掌握知识。课下，学生可尽最大努力理解知识，经过学生自主学习，剩下的都是偏难一点的理论知识。这一部分知识要让学生自己弄懂确实存在困难，此时，教师可以带领学生对知识加以梳理。此外，教师还可以合理地运用智慧课堂为学生进行知识难易程度的分级，将其中较难的部分列出来，让学生先自行理解。这样，即使学生不能全部弄懂，但学生对难点也会有自己的感悟。然后，教师再进行讲解。当学生通过这种方式理解了知识的重难点后，他们在知识的理解上自然会更上一层楼。有些学生因缺乏向教师请教的勇气而严重影响学习的效果。而利用智慧课堂就可以避免这一现象的发生。学生只要在线上把问题发给教师，接下来就可以静静等着教师的回复了。
四、结语
总而言之，智慧课堂是在我国教育改革中一种新颖的教学方式，它是科技发展的产物，不只对高校，甚至对学习的全学段都有极大的帮助。而对高校而言，智慧课堂软件在未来完全落实之后定然是一大利器。化工专业课程应当积极利用好身边的智慧课堂，使其与学科特点积极融合，真正成为利器。教师应该积极把智慧课堂运用到化工专业的教学上，摸清套路，使其在授课时发挥作用。
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计算机教学是用计算机帮助和代替教师执行教学任务，向学生传递教学信息，传授知识内容和训练技能，直接服务于学生的教学方式。计算机教学产生于二十世纪六十年代，它是教育需要和科技方法相结合的产物，计算机教学有利于突出重点、突破难点，有利于增大课堂容量，提高课堂教学效率，有利于训练学生技能，提高学生素质和自学能力，有利于优化课堂结构，加强指导教材的重要内容。
一、计算机教学的现状与特点
1、计算机教学目前在教育教学中多以“观摩课”的形式出现，并没有真正地把信息技术和学科教学融合在一起。虽然计算机教学是一种很好的媒体教学，但在进行计算机教学过程中，所用的课件基本都是由老师亲自研究与开发，这就需要花费很多的时间和投入很多的精力，是一项投入多而产出少的工作，在教学过程中一般是教学评比和参观学习的时候才用，具有一定的使用局限性。
2、计算机教学软件开发方面的原因抑制了教师自制课件的积极性。市面上虽然有很多形式各异的教学软件，但真正适用于教学、针对性强的软件很少，所以很多情况下都是老师亲自制作课件，一般是由老师编写稿本，再通过计算机编程人员的编程来开发中小型的教学软件，很有可能开发出来的教学软件在实际运行当中与老师原来编写的稿本存在一定的偏差，或是由于教学老师对计算机操作技能不熟而发挥不出课件的最佳效果，很大程度上降低了教师自制课件的热情。
3、由于课件是被事先确定设计好的，因此课件不适应变化多端的教学模式。即使再优秀的专家根据科学的理论方法和丰富的实践经验开发出来的课件，都是由编制者按一定思路设计而成，有系统性且是前后连贯的软件，它只适应于某一特定的教学情境，无法适应于多种教学情境变化的计算机教学的需求，根据我国各地的实际情况，每个地区的学校环境、社会因素、师资队伍、学生对象等各不相同，所以同一课件很难被我们应用到不同的教学情境当中。
4、计算机教学固化了教学的内容和策略，淡化了教师“即兴发挥”角色。师生间的交流和影响也越来越少，计算机教学固化了对知识表达的方式和顺序，一味模式化地让学生去学，对教学当中的师生互动有不利的影响，学生积极参与并思考问题的时间很少，而是被新颖的计算机教学模式所吸引，这很容易使现代化的教学模式又陷入“被动灌输式”的教学模式。
二、计算机教学的前景展析
1、多媒体、虚拟现实技术的进一步发展与应用。多媒体技术在教学中的应用，为计算机在教学领域的应用开辟了一片新天地，虚拟现实技术在教学当中的应用，给学生创建了更加接近真实的学习环境。在计算机教学中如何运用多媒体技术，真正做到以教师为主导、以学生为主体，实现师生教学互动、相互影响，把学生培养成具有运用先进的多媒体手段，能获得知识能力的未来型人才，是我们计算机教学当中一个现实而又紧迫的问题。虚拟现实技术可以创建与现实社会相类似的环境，能够解决和学习媒体的情景化与自然交互的要求，融合了数字图像处理、多媒体技术、传感器技术等多种信息，虽然虚拟现实技术是二十世纪末兴起的一门综合性信息技术，但它在教育领域内，是继多媒体、计算机网络之后有着巨大应用前景的技术，可以使传统教学产生翻天覆地的变化。
2、智能计算机教学是计算机教学进一步发展的必然趋势。智能计算机教学以认知学为理论基础，将人工智能技术应用于计算机教学，可以根据学生的认知模型所提供的信息，通过智能系统的分析和判断，将教学内容与教学策略分开，生成适合于不同教学的内容要求与策略要求。通过智能诊断机制判断出学生的学习水平，可向教师提供教学重点、测试重点等建议，向学生提出更改意见，以及进一步提出学习内容的建议，用来激发学生的学习兴趣，提高学习效率。因此我们可以看出：智能计算机教学与传统的计算机教学相比，更加符合教育教学发展的规律，更加切合学生的认知习惯，具有明显的优越性。
3、计算机教学向网络计算机教学方向发展。网络计算机教学是学生和教师通过计算机网络进行课题内容的学习、讲授的方式。主要优点是不受地域的限制，能够方便地做到资源共享，功能开发灵活方便，缺点是速度慢，缺乏智能性。近年来，随着网络技术的发展，Internet已迅速延伸，网络计算机教学逐渐成为研究的热点。我国网络计算机教学正在起步，各类网校进行的各种课内和课外教学活动为学生提供了一种新的教学资源，具有极大的应用空间。
4、对计算机教学案例的选择更合理，更具有科学性。教学过程中所择取的案例必须是具有明显教学价值的案例，并不是所有的案例都适应于教学的。这就要求我们在案例教学的过程中，能掌握法学基本知识的实际，选择难易适中的案例教学，才能达到我们预期的效果。一方面我们选择的教学案例应当具有典型性。这里所说的典型性， 是指该案例能与所教授的法律知识内容具有较强的切合性，自身存在较多的争议点， 而不是指案例受到社会关注的程度如何。具有明显典型性的案例，可以让学生通过分析讨论来强化对基本理论知识的理解和运用，还可以激发学生探索与思考的热情。另一方面，选择的案例要难易适中。如果选择了很容易的教学案例，不仅激发不了学生的学习热情，也不能起到提高学生学习能力的作用， 但如果选择了太难的教学案例，则会严重影响学生们学习的积极性，因为教学案例过难，超出了学生现有的知识水平和理解能力，使他们对案例无从下手，起不到一点积极的作用。第三方面是教学案例要有一定的时效性，是来源于我们的生活实践。像我们这样一个迅速发展的国家，法治进程也非常快， 不同时期的教学案例， 案例背景更为鲜明会，会反映出当时的时代特色。因此，教师在选择教学案例时，不能选用时间跨度很长的案例，这样的案例内容过于陈旧，没有明显的时代特色，而是要选用时效性强的案例，具有新鲜感，这样的教学案例才能提高学生的学习兴趣，提高 案例教学的质量。
5、网络计算机教学和智能计算机教学相互取长补短，并相结合形成一个新的教学系统——网络环境下的智能计算机教学系统。这种系统会按照学生不同的认知水平为其准备不同难度的教学内容，学生则只需要通过使用学生机房或家中的计算机登录就可完成学习，学生在学习过程中可以随时与其他在线的学习人员进行沟通与交流，还可以用发电子邮件的方式与教师探讨。同时，系统为了能向学生提供下一步学习哪些内容及如何更好学习的建议，会有相适应的测试可以确定学生新的认知水平，并可以作为下一次登录学习时的依据。教师则可使用自己的计算机在教研室或家中就可登录，能够检查学生的学习情况，学习进度等，并根据实际情况对测试的内容及时更新，有针对性地教学，从而更好提高教学效率。
6、课件开发向积件开发的方向转变。随着计算机的普遍应用，计算机技术得到飞快发展，教师掌握计算机技能的水平提高，在教育现代化的迫切需求下，许多教师和教育工作者由积累的实践教学经验与掌握的计算机技能知识相结合，开始发展教学资源库和适应一般教师使用制作的工具或编辑平台的道路，也就是我们所说的积件道路。积件道路发展的方式，教师真正做到了利用计算机这一有力工具，自觉运用学习理论和教学设计，自己制作适合各种情境教学的教学软件，也改变了教学软件的开发设计与使用相互割裂的局面，能充分展现课件的最大性能。
三、总 结
随着科技的进步，家庭电脑的普及应用和计算机网络技术、多媒体、虚拟现实等技术的发展，计算机教学的深度和广度还在不断发展，在教学过程中必将发挥出不可估量的作用，它的前景无量。
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0 引言
在航海技术高度发展的今天，船舶的碰撞、搁浅、触礁事故仍时有发生。这些海事事故不仅造成了重大的人员伤亡与巨额的财产损失，而且对海洋生态环境构成了严重的威胁。国际海事组织的调查研究表明，有 80%以上的海事事故是由于人为因素直接或者间接造成，而解决人为因素导致的船舶碰撞事故的重要途径之一是实现船舶智能避碰决策自动化，因此研究具有多目标船智能避碰辅助决策支持功能的综合船桥系统，对减少或者避免海事事故发生有着重要的现实意义。国内外学者近二十年来基于专家系统原理、模糊数学、神经网络技术和多Agent技术等方法展开了广泛的研究，其研究成果对PIDVCA研究方法颇有启发和帮助。本文针对从事船舶避碰决策研究的专家学者及船舶驾驶员关注的问题——如何确保机器自动提供合理有效的避碰决策，亦即如何确保《机器决策》具有“拟人智能”的特性，基于前期研究成果进一步凝练出PIDVCA的机器实施办法，使专家学者及船舶驾驶员能进一步认识和认可基于PIDVCA方法的《机器决策》，促使研究成果能尽快得到实际应用，使我国自主开发的综合船桥系统及关键设备的多目标船智能避碰辅助决策技术取得源头创新，并达到世界先进水平。
1 回顾20年的研究历程
在国家和福建省自然科学基金等项目资助下，近20年来经历了研究方法探索、PIDVCA方法论证与算法仿真验证及其应用研究以及系统软件开发三个阶段。
1.1 研究方法探索期（1996年以前）
上世纪90年代初，在陈聪贵教授引导下，研发团队开始涉足船舶自动避碰研究领域。受我国船舶自动避碰研究领域开拓者吴兆麟教授在海上避碰行动量化分析[1]的启发，针对船用雷达的ARPA功能只能进行危险判断而不能自动决策以及危险判据科学性存在的局限性，从平面解析几何分析入手，通过构建目标运动要素计算模型以及安全会遇距离（SDA）和紧迫局面距离、最晚施舵时机（Tln）以及避碰决策实施方案量化模型，基于雷达避碰示意图提供的避碰方法构建目标会遇局面划分模型及分类算法，运用C语言编程，初步实现了雾航开阔水域船舶避碰决策自动生成及自动避碰过程监控的单机简单仿真实验。1996年以前研究初期的主要成效是形成研究思路、基本模型和算法，实现单机的简单仿真。实验结果显示有部分成功避让的例子，但仿真结果部分态势存在无解等问题，离当时提出对12海里内的会遇目标（最多20个）自动提供安全避碰决策的研究目标距离较大，曾一度陷入困境和迷茫中……
1.2 研究方法形成期（1996～2006）
通过进一步研究，分析了研究初期存在问题的原因：一是避碰数学模型的单一性难以适应目标交会特征的多样性；二是时间搜索决策算法的单一性难以实现对海员通常做法及优良船艺的模拟；三是研究目标定位过高，既不切合实际，也加大了研究的难度。随后结合上世纪90年代期间研究者以 “雷达观测与ARPA实操训练”指导教师的身份参加航海雷达模拟器培训的教学实践，从受训学员中经验丰富的船长及高级驾驶员（以下简称优秀船员）的避让操船方法，进一步领会了多船会遇态势下海员的通常做法及优秀船员的优良船艺，并从典型的多船会遇避碰示例得到凝练。针对研究初期存在的问题，将人工智能的思想方法应用于总结梳理研究初期的船舶自动避碰方法[2，3]，提出了研究智能避碰决策自动化的策略是“拟人智能”的设计理念[4]，并对研发团队在上世纪90年代年研究成果作了总结[5] 。
为了更逼真地模拟海上的实际环境，2001年协同大连海事大学航海技术研究所，基于船舶操纵模拟器和电子海图技术联合创建了航行安全与自动避碰（NSACA）仿真测试平台，通过模拟实验，进一步对避碰模型及算法的适应性和稳定性问题进行改进、优化和完善。
这一阶段获得了2项学校科研基金和2项省自然科学基金项目的资助，研究工作取得丰硕成果，发表了【2】～【5】等二十多篇文章，逐步形成了船舶拟人智能避碰决策（PIDVCA）方法；创建了先进的NSACA仿真测试平台，开展了大量的仿真实验，从实验中发现已建数学模型仍还有缺陷，设计的算法尚不完备，同时发现了目标交会特征的内在规律对模型及算法产生的影响。
1.3 研究方法论证与应用系统开发阶段
2007年以来，利用国家自然科学基金项目“船用智能避碰导航仪的机理及其仿真研究”的契机，围绕实现“拟人智能”的理念和目标，通过理论分析和仿真实验，着重对PIDVCA数学模型和算法进行改进、优化和完善，初步形成PIDVCA理论雏形[6～14]，开发了PIDVCA应用软件，进行了大量的仿真模拟实验，同时逐步将研究形成的PIDVCA算法应用于自主研发的船舶智能操控仿真平台及游艇智能操控仿真训练系统的智能目标船及航行智能化及其自动控制模块[14]。
这一阶段获得国家和省自然科学基金项目、福建省交通厅科技重大项目的资助；研究工作得到进一步的深入【6～18】；计划外项目（1999～2009）“宽水域船舶拟人智能避碰决策（PIDVCA）理论的研究” 通过福建省教育厅组织的成果鉴定，成果达到国际先进、国内领先水平；研发团队基于DMI（丹麦航海技术研究所）开发的国际一流六自由度船模，开发了先进的船舶智能操控（SIHC）仿真平台，为船舶智能避碰决策及其自动控制的研究提供更便捷、更先进的测试环境；同时借助该平台对PIDVCA的完整性及算法的完备性进行测试，探讨了两船陷入紧迫危险下的协调避碰决策算法、受限水域的避浅避礁及综合避让决策算法以及初步实现了基于AIS短信功能自动播发本船操船意图的技术方案[ 15～18]。基于前期研究形成的PIDVCA理论基础，近期研发团队正在为863计划《现代交通技术领域船舶综合监测及操控系统开发》项目子课题“综合船桥系统及关键设备”开发多功能避碰辅助决策技术功能模块，项目已进入软件集成测试阶段。
2 船舶拟人智能避碰决策方法简介
2.1 PIDVCA的研究目标及内涵
当今船员队伍的年轻化造成优秀船员的数量日益减少的现象十分凸显，为了减少或杜绝由人为因素造成的碰撞事故，研究“PIDVCA”的目标，归根到底就是要解决“PIDVCA”的自动化问题。
考虑船舶会遇的复杂多变性以及避碰决策受多种因素的制约，定义了PIDVCA 的内涵：能自动根据物标（来船和碍航物）与本船的交会关系，模仿优秀船员对周围环境和危险局势的分析判断以及在避碰决策中的思维，自动产生超越避碰专家所能提出的既安全又经济的避碰决策，必要时还能模拟两船之间的协调避碰；当决策被驾驶员接受并实施时，只要启动相应设备功能键，就能自动向周围来船通报本船的操船意图。
2.2 PIDVCA的研究思路及研究方案
PIDVCA的研究思路：以理论和实际相结合的原则，以避碰决策的实用、有效、自适应性和科学性的“拟人智能”为目标；以“学习”、“推理”和“优化”为形成智能避碰决策实施方案的指导思路，以安全经济为决策实施方案优化准则；以创建PIDVCA理论为核心内容，以机器学习构建动态避碰知识库的机理为关键技术，基于多学科知识形成集成化的人工智能方法，在决策过程中不仅遵循《1972年国际海上避碰规则》（以下简称《规则》）和海员通常做法及模拟实现优秀船员的优良船艺，同时充分考虑本船处于最不利的情况，以确保避碰决策实施方案的安全性和有效性。
为了让机器（计算机）理解及模拟执行《规则》、学习并使用经验丰富的驾驶员（避碰专家）在形成避碰决策过程的直觉、思维、通常做法及良好船艺，满足决策的科学性和合理性要求，具体的研究方案如下：
（1）构建一套PIDVCA方法及其评价标准，确保形成的避碰决策实施方案满足科学性和合理有效性的要求；
（2）研究形成一套完整的PIDVCA数学模型，作为PIDVCA定量分析的基础；
（3）研究设计一系列PIDVCA算法，实现PIDVCA定性与定量分析的有机融合，以及实现模拟船员遵守《规则》和优秀船员在避碰过程中的通常做法和优良船艺；
（4）基于PIDVCA方法及其评价标准，研究形成避碰知识表示方法、机器自动学习策略和自动推理机制以及机器学习构建动态避碰知识库的机理；通过设计PIDVCA程序模型，在推理机的控制下，根据传感器获得的现场知识和原有的专家经验知识实施在线学习、分析、判断、推理和优化，最终自动生成PIDVCA实施方案；
（5）构建近似海试环境的船舶智能操控（SIHC）仿真测试平台，对研究形成的PIDVCA数学模型和算法提供有效的验证技术手段。
2.3 PIDVCA的实现原理
PIDVCA方法的具体实现是将数理分析、机器学习、专家系统原理和航海技术领域知识有机结合起来，以智能程序形式表示的PIDVCA程序模型来实现[11]，其框图如图1所示。PIDVCA程序采用集成推理（控制）策略，实现具有启发式知识指导下的自动推理，将构成智能避碰模型的机器学习模块、动态避碰知识模块、推理机，以及由定性推理的决策形成基本准则与定量计算的决策实施方案动态优化目标函数等构成的决策分析评价方法有机地融为一体，获得问题的求解。
3 《机器决策》的“拟人智能”特性分析
由于船舶环境与会遇态势千变万化，《规则》作为纲领性文件难以详尽阐述。因此，驾驶员在实际避碰中，不但应遵守《规则》的规定，更应当注意运用良好的船艺，尤其是针对多目标船会遇情况。对于多目标船会遇而言，实际并没有现成的《规则》可循，只有驾驶员在长期避让实践中形成并被普遍采纳的习惯做法，简称海员通常做法，例如对重点目标船（最危险目标船）的避让方法沿用两船的《规则》形成决策并实施；再就是优秀船员采取合理有效的避让决策所表现的优良船艺，即对碰撞危险的正确评估、避让时机、避让措施和复航时机的正确把握以及对复杂局面的灵活应变能力，如对不协调避让的二次决策及远近危险目标的分段决策方法。显然，PIDVCA方法必须能够实现对纲领性《规则》具体化及清晰化处理以及对优秀船员的优良船艺的模拟，才能使基于PIDVCA方法的《机器决策》具有“拟人智能”特性。为了让专家学者易于领悟《机器决策》的“拟人智能”特性，基于文献【12】构建的PIDVCA方法及其评价标准，进一步凝练出PIDVCA的机器实施办法。
3.1 PIDVCA机器实施办法
基于PIDVCA的研究目标，要求《机器决策》不但要应遵守《规则》，而且必须能实现对优秀船员的优良船艺的模拟。PIDVCA的机器实施办法考虑了以下原则：第一，遵循《规则》精神；第二，遵循海员通常做法及优秀船员的优良船艺；第三，体现对《规则》的合理延伸。上述原则是确保《机器决策》具有科学性、合理性和可靠性的根本保证。限于篇幅，这里仅介绍多船PIDVCA机器实施办法，主要汲取海员的通常做法及优秀船员的优良船艺，具体归纳为以下八条：
第一条：沿用两船的PIDVCA的实施办法第二条（关于《规则》模糊化概念的清晰化（量化）处理办法），以参与决策的目标船实施最佳改向幅度施舵时机用于衡量目标船碰撞危险度大小，并依此进行危险度排序，同时给出每个危险目标船的安全会遇距离SDA最大值SDAmax与最小值SDAmin以及紧迫局面距离Dcqs与紧迫危险距离Did。
第二条：遵循海员对重点目标船的避让方法沿用两船适用的《规则》要求，并沿用两船的PIDVCA机器实施办法第一条（根据《规则》定义的三种基本会遇局面确定目标船会遇属性以及根据PIDVCA量化需求定义目标船的交会特征（encounter Characteristic： EC），详见附录图1和表1）和第三条关于危险判据的模糊边界及其评判方法形成决策。本条仅适用所有目标船与本船均存在潜在碰撞危险的情况。
第三条：关于模拟优秀船员对危险局势正确评估、避让时机与避让幅度正确把握及复航时机正确把握的机器实施办法，通过如图2所示算法流程图中虚框部分加以体现。
第四条：关于最晚改向角界定的机器实施办法：通过深度解析相对运动几何规律，当本船采取向右改向且目标船的EC=1、10、3、50、6、7和70时，以改向Cm或90°（当Cm>90°时取90°）为其最晚改向角；当本船采取向左改向且目标船的EC=20、4、50、6、7、8和80时，以改向-Cm或-90°（当Cm
第五条：关于优秀船员对SDA呈现的自适应性模拟的机器实施办法。SDA呈现的自适应性体现在优秀船员可根据船舶密度适度调整其值大小，《机器决策》的具体实施办法是通过设计的PIDVCA空间搜索算法，允许避碰决策方案生成所依据的SDA在其{SDAmax，SDAmin}范围内变化。
第六条：关于模拟优秀船员对复杂避碰问题呈现的灵活应变决策思想的机器实施办法。本条是对机器按照第一到第五条实施办法执行无结果情况下的基于PIDVCA时空搜索、目标信息实时监测的不协调二次避让和分段避让的决策生成以及决策不合理的优化处理办法。
图3 （a） EC=1
图3 （b） EC=2
图3 本船相对EC=1和EC=2的目标船存在两个最晚施舵点时
机其改向角的模拟实验结果
第七条：关于多船会遇紧迫危险的界定办法，机器按照第一到第六条实施办法执行无结果情况下的会遇局面界定为陷入紧迫危险状况。
第八条：关于智能避碰辅助决策方案的预测实施效果：以是否错过Tln_max与Tln_min及其决策方案所依据的SDA取值大小，给出当前会遇态势所处的局面属于一般危险局面、紧迫局面或紧迫危险局面，如附录表2所示。
3.2 《机器决策》的“拟人智能”特性典型案例模拟分析
借助搭建的船舶智能操控仿真平台SIHC桌面系统（如图4所示，系统由一台控制台、一台目标船服务器和三台本船计算机构成），通过设计典型案例进行模拟分析与验证。下面的测试用例主要利用控制台计算机及智能目标船服务器，测试用例中的目标船1设置为智能本船，其余目标船根据需要设置为智能目标船或非智能目标船。
图4 桌面版船舶智能操控仿真平台
3.2 .1 两船会遇《机器决策》的“拟人智能”特性典型案例模拟分析
典型示例1为对遇局面，双方互为让路船，图5（a）的两船均设置为智能船，双方按照建议的辅助决策方案执行的模拟实验，其结果会使两船比预计的SDA更宽的会遇距离CPAn上安全通过，并比预计的复航时间提前复航。图5（b）仅有一船为智能船，用于模拟目标船未能按照《规则》要求避让的实验结果。该例印证了假定目标船保向保速前提下的避碰辅助决策的合理有效性。
典型示例2为雾航情况对来自右正横附近会遇船舶的决策优化处理模拟实验。如图6所示的会遇态势，本船如果严格按照《规则》执行，应采取向左改向的避让方法。但是如果目标船没有及时采取避让行动，单靠本船改向，会导致改向后的相对运动速度太小而使复航时机太晚导致航迹偏移太大，如图6（a）为仅一船按照《规则》实施的避让效果，图6（b）为对《规则》实施优化处理的避让效果。可见实施优化处理后可避免因为本船早于来船采取措施，来船认为危险已经消失不予采取协调配合行动而导致避让复航时机太晚、航迹偏移太大的不合理避让效果。需要强调，上述两种情况如果双方按照《规则》执行，不会出现图6（a）的不合理实施效果。
图5 （a）目标船协调避让
图5 （b） 目标船保向不协调避让
图5 对遇局面的模拟实验结果
图6 （a）
图6（b）
图6 雾航情况对来自右正横附近目标船的决策方案优化效果对比图示
3.2.2 多船会遇《机器决策》的“拟人智能”特性典型案例模拟分析
示例1为机器按照第四条实施办法执行，模拟优秀船员对潜在碰撞危险局势的正确评估及复航时机正确把握的测试用例及模拟实验结果，如图7所示，通过该例给出第四条实施办法的执行过程：首先按照第一条和第二条实施办法形成初始避碰决策，再经过PIDVCA验证算法检验，如果验证结果出现新的潜在危险目标船，如图7（a）目标船3，在PIDVCA的实施办法指导下，先判断新危险目标船3的TCPA是否小于参考目标船的最晚施舵时机Tln？如果条件不成立，则进一步调用预测复航限制时间算法，计算出新危险目标船3的预测复航限制时间Tc（如果存在两个以上的新危险目标，则求出其Tc的最小值Tcc）。如果Tc比本船预测的复航时间Trr长，则判定原方案有效，表明按照原方案执行，并在预测复航时机复航可以让请所有目标，意味着新出现的潜在危险目标船3不会对本船构成真正的威胁，如图7（b）所示。
图7 模拟优秀船员优良船艺测试用例及其实验结果
示例2为机器按照第一至五条实施办法执行无果的情况下，执行第六条对较复杂的会遇态势的分段决策优化处理模拟实验结果，如图8所示。所谓分段决策问题是对于监测到的危险目标船，先避让近距离的危险目标船3，再处理远距离的危险目标船2。
（a）初始态势图 （b）本船避让与目标船航行的轨迹图
图8 多目标会遇分段决策处理测试用例模拟实验结果
4 结束语
回顾20年来的研究历程，经历了方法探索、方案形成、理论分析与仿真论证及应用研究三个阶段。避碰数学模型从各类单一的基本模型扩展到可适应各种交会特征的一整套较完整的PIDVCA数学模型；避碰决策算法从单一的时间搜索、机械的遍历算法，逐步演变到由一系列的PIDVCA算法构成；算法测试手段从单机简单仿真到近似海试环境的SIHC仿真测试平台；算法测试方法从最初的随意测试、到中期的有目的针对性的设计典型案例测试、到现阶段特定案例与随意案例相结合的算法完备性测试，仿真实验次数累计可达5位数。研究结果表明：开阔水域多目标智能避碰辅助决策可较好地实现对优秀船员在避碰决策过程所表现的优良船艺的模拟，可同时避让2～4个危险目标船，验证了基于PIDVCA方法形成的《机器决策》基本达到了“拟人智能”的效果。虽然研究已经取得了初步成效并进入应用系统开发阶段，但《机器决策》的“拟人智能”效果还有进一步提升的空间，例如，如何通过设计协调优化算法进一步确保直航船保向保速的权利以及在机器提供决策的同时给予必要的灯号型提示，这些问题有待日后逐步研究实现。
根据STCW2010MANILA公约的实施要求，船长、高级船员应进行船舶应急训练，国家海事局《海船船员适任评估规范》对船舶操纵、避碰与驾驶台资源管理项目中紧迫局面、特殊情况避碰评估内容作了规定。我们认为今后有必要继续深入研究紧迫危险下的智能避碰问题，以期在航海模拟器中实现应急避碰训练。
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篇13
1 专业简介及学科基础
桂林电子科技大学是广西壮族自治区重点建设高校，由工业和信息化部与广西壮族自治区共建。学校以工为主，电子信息特色鲜明、优势突出，多学科交叉渗透、协调发展，培养具有特色的优秀应用创新型人才是各专业的主要目标之一。
基于学校已有优势和社会需求，桂林电子科技大学开设了智能科学与技术专业，并于2008年9月首次招生，目前在校生共231人。该专业现有14名专职教师和2名实验师，其中，教授（研究员）7人、副教授（副研究员）4人、讲师3人、高级实验师2人；7人拥有博士学位，还有博导2人，硕导11人；人选广西“新世纪十百千人才工程”1人，广西百名中青年学科带头人1人，广西高校优秀人才1人，在专业建设上具备了雄厚的师资力量。
智能科学与技术专业归属自动化系，成立初期，本着“资源共享、交叉协调发展”的原则，在师资力量和教学平台等方面，得到了控制理论与控制工程、计算机应用、信息与通信工程、仪器科学与技术、应用数学、生物医学工程等广西区重点学科的支持。但是，在建设过程中，我们也发现智能科学与技术专业并不是自动化、计算机等现有专业的简单组合，而是面向前沿高新技术，具有自己独特定位和完备教学计划的新兴交叉专业，在建设上需要探索求新，呈现自身特色，为社会提供优秀人才。经过近5年的探索和实践，我们在智能专业已形成面向地方产业的3个特色人才培养方向：智能控制与智能系统、智能信息处理与智能计算、智能传感与检测。在科学研究方面，智能专业也获得了丰硕成果，已获广西科技进步二等奖2项，国家发明专利授权10余项，承担了多项国家自然科学基金、广西自然科学基金等纵向课题和为地方经济发展服务的大量横向科研项目。
2 人才培养体系建设思路与目标
智能专业具有雄厚的师资力量，已在科研方面取得了良好的成绩，同时在人才培养上存在应用创新人才的诉求，这启发了我们形成科研创新与教学内容相融合的人才培养模式。为了在本科教学上实现教学内容和科研实践的有效衔接，一方面我们要求从事科研的教师将前沿知识、新思想引入课堂，开阔学生的视野，提升学生的创新思维能力；另一方面，充分利用学科建设平台，建设高水平、高性能的智能专业研究室和实验室。两者结合，将教师科研活动和学生实践活动进行有机融合，互相服务，争取利益最大化。
智能科学与技术专业人才培养体系建设的思路为：依托学科优势，以科研团队为龙头，以培养应用创新人才为核心，将课程教学和教师承担的科研项目紧密结合，进行以研促教、以教促学的专业人才培养体系建设。建设目标为：夯实学生专业理论基础，融合专业相关知识，激发专业学习兴趣，明确专业方向。提升学生的创新和应用能力，培养具有高素质的、有特色的智能科学与技术专业人才。
3 以科研创新为导向的人才培养体系建设
为了体现科研在人才培养中的导向作用，首先，我们根据社会需求和本专业的科研特长凝练出3个研究方向，并充分利用3个研究方向指导智能专业的人才培养体系建设。培养体系保证学生具有明确的学习目标和方向，有效锻炼学生的创新思维和应用能力，进而提升学生的培养质量。
3.1 研教融合的专业课程设置
根据该专业现有的教学基础、科研项目以及中长期的教学和研究目标，我们在专业课程设置上主要分为3个培养方向。
（1）智能控制与智能系统专业人才培养。针对该领域的培养需求，我们开设了最优控制、智能控制、嵌入式系统技术、工业通信与控制网络、智能机器人等相关课程。
（2）智能信息处理与智能计算专业人才培养。在该领域，我们开设了人工智能、模式识别、机器学习、智能信息处理、生物信息处理、数据仓库与数据挖掘等相关课程。
（3）智能传感与检测专业人才培养。基于社会在该领域的人才需求现状，开设了图像处理、机器视觉、智能传感器与检测等相关课程。
上述课程设置是从智能专业教学和科研团队目前承担的项目中凝练出来的。智能专业的教师队伍有着丰富的科研经验，所开展的科研项目紧跟广西区域经济建设需求，和广西知名企事业单位有着大量的合作，同时研究问题面向学科的前沿高新技术。这些课程能有效支持学生在复杂系统建模与智能控制、嵌入式系统的软硬件协同设计技术、精密制造系统中微/纳米级智能控制、汽车行驶状态智能监控和实时故障诊断、智能轮胎系统和车身平衡/稳定系统、汽车网络通信协议及实现、汽车运动控制与队列协同、人体脉络建模与分析及疾病诊断、传感器网络及其微协议、玻璃和橡胶等化工流程的智能控制、药物检测、原油评价及环境智能监测等方面进行初级研究和实践。研教融合的课程设置使学生的学习目标更加明确，而且能感受到理论知识的具体应用场景，激发了学生的学习兴趣和探索精神，收到了良好效果。
3.2 以研促教、以教促学的专业教学实施方案
为了将教师丰富的科研经验转换到智能专业的本科教学中，培养基础理论扎实、实践创新能力强的智能专业人才，我们同时在教师的队伍建设、授课内容优化方面进行了改革，制定订了以研促教、以教促学、切实可行的专业教学实施方案，主要体现在以下几个方面。
（1）教师队伍建设。按照制订的3个研究方向，将教师队伍划分为3个团队。团队成员根据自己的特长，在本方向的科研工作和教学工作上各有侧重，即科研队伍与教学队伍有机融合在一个团队中。为避免教学和科研有所脱节的现象，要求以教学为主的教师，必须参与科研的讨论和设计环节，这样既保证其工作重心在教学任务上，又保证其视野的开阔性，能够及时地将前沿知识、创新思维训练等带入课堂。
（2）授课内容优化。在夯实理论基础的同时，专业授课内容紧跟科研、技术、应用前沿，注重知识的交叉融合。通过凝练科研中的前沿问题和应用问题，选出学生可理解甚至可解决的内容，将这些内容引入到教学过程中，激发学生的学习兴趣。同时，教学队伍融入科研队伍保证了授课内容的前沿性和启发性，在以教学为中心的前提下，在基础知识的讲授和前沿知识的引导方面起到了很好的平衡作用。在专业课程内容上，每门课程从科研项目中有针对性地选取5-10个案例，从而在现实应用场景下为理论教学提供现实案例。在授课过程中，教师也注意观察对研究真正感兴趣的学生，让他们进入课题组，进一步提升他们的动手实践能力。
以研促教、以教促学的教学实施过程让学生感受到理论学习和现实应用的紧急结合，找到知识与问题的对应，让专业相关知识得到综合应用，加强了学生对本专业的内涵认识，提升了学生的成就感、自信心和使命感。
3.3 教研相长、协同创新的专业实践教学体系
2010年，学院投资200余万元建成了智能科学与技术本科专业实验室，与原有的自动化区级实验示范中心的多个实验室一起，共同满足智能专业相关课程的教学实验需要。然而，随着智能专业的深入建设，我们在实验教学方面，还要紧密结合科学研究成果，利用学科、专业积累的科研实践反哺实验教学，建设教研相长、协同创新的专业实践教学体系。
（1）依托科研平台建设，提高本科实验教学条件层次。近年来，学校对重点学科的科研条件建设增加了大量投入，然而，本科实验教学条件与科研条件建设是相辅相成的，科研平台上购置的大型仪器设备，在设备论证、申购和采购、使用管理上既要满足科研实际需求，又要兼顾教学需要，以此提高设备使用效率和综合利用率，同时提升了本科实验条件层次。例如，2013年利用中地共建资金，我们进一步完善了先进控制与智能控制实验室、新能源汽车电子与智能控制实验室，新建了基于视觉的机器人控制实验室，这些实验室的建设充分考虑了对本科生开放，进行大学生创新实验项目研究的需求。
（2）走校企合作共建之路，拓宽实践环节的渠道。人才培养要符合社会需求，企业对人才的要求是具体的，我们利用教师手上大量的横向课题，结合当地产业结构，通过与企业合作共建实验室、研究中心和培训基地的形式，为学生的课程设计、课程实习提供场所，拓宽实践渠道，推动实践教学与社会经济发展的需求并轨。通过有效地校企合作，学生不仅具备了一定的工程实践经验和应用能力，在创新能力上也得到较大提升。
（3）成熟的科研项目向实践环节转化。为了使学生的实践能力和创新能力得到充分训练，智能专业鼓励教师开发基于科研项目的实践类教学项目。科研项目既具有时效性又具有现实意义，教师从横向和纵向科研项目中选取合适的题材，进行设计，转换成实践类课程，让学生选择、参与或独立解决。来源于实践科研课题的实验教学项目凝聚了教师多年的科研经验和心得，这些取材于学科前沿的实验项目在实验教学中收到良好效果，例如学生在全国大学生电子设计大赛、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛机器人武术擂台赛、飞思卡尔智能车大赛、国家级创新实验项目中都取得了优异的成绩。
4 结语
