序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇人工智能教學(xué)設(shè)計(jì)案例，期待它們能激發(fā)您的靈感。

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>> 引入深度學(xué)習(xí)的人工智能類課程 中西合璧的人工智能課程雙語教學(xué)模式 可調(diào)戲的人工智能 生活中的人工智能 不斷超越的人工智能 逐漸靠近的人工智能 正在落地的人工智能 2035年的人工智能 航天類專業(yè)“人工智能”課程的教學(xué)探索 林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)的思考 人工智能導(dǎo)論課程的興趣教學(xué)法 人工智能概論課程的教學(xué)思考 “人工智能”課程教學(xué)的實(shí)踐與探索 游戲開發(fā)應(yīng)用中的“人工智能”課程教學(xué)方法探討 人工智能的應(yīng)用研究 人工智能的日常應(yīng)用 人工智能的應(yīng)用和發(fā)展 淺析電氣自動(dòng)化控制中的人工智能應(yīng)用 分析繼電保護(hù)中的人工智能技術(shù)及其應(yīng)用 電氣自動(dòng)化控制中的人工智能應(yīng)用分析 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l)。在情境創(chuàng)設(shè)時(shí),教師根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)提出了多種應(yīng)用需求,例如化妝品銷售咨詢等。學(xué)生利用該工具,興趣盎然地開發(fā)了自己的小型專家系統(tǒng),不僅理解了專家系統(tǒng)的特點(diǎn)、作用、運(yùn)行方式等,還具有強(qiáng)烈的成就感。

2.2面向研究的情境創(chuàng)設(shè)

蘇霍姆林斯基認(rèn)為,研究型教學(xué)法應(yīng)該充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣和成就動(dòng)機(jī)[4]。人工智能課程中包含了大量的前沿問題,研究型課題比比皆是,如何平衡這些研究課題與興趣、實(shí)用的關(guān)系,是教學(xué)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

下面以“規(guī)劃”中的路徑規(guī)劃內(nèi)容為例,詳細(xì)分析以研究為導(dǎo)向的情境創(chuàng)設(shè)過程。表2給出了整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)。

綜合幾次研究課題完成情況,班級(jí)中有1/3的學(xué)生通過廣泛查閱資料和多次與教師討論,提交了質(zhì)量尚可的標(biāo)準(zhǔn)格式論文,并因此獲得了學(xué)院的科研學(xué)分。除此之外,教師還組織這部分具備一定科研潛力的學(xué)生參加科研項(xiàng)目,進(jìn)一步磨練科研技能,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。

3DBR驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過程

人工智能課程各單元內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,難以形成統(tǒng)一的聯(lián)系,怎樣驗(yàn)證各單元的學(xué)習(xí)效果?從提出問題到任務(wù)解決,每個(gè)單元的學(xué)習(xí)通常要跨越幾節(jié)課甚至幾周,怎樣在此期間保持學(xué)生的興趣和關(guān)注?

DBR是情境設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)、再設(shè)計(jì)、理論形成等環(huán)節(jié)多次迭代循環(huán)的過程,柯林斯稱之為“不斷進(jìn)步的修正”(Progressive Refinement),以檢測(cè)設(shè)計(jì)的價(jià)值。因此,評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中非常重要的一環(huán)。本課程教學(xué)主要做好兩個(gè)環(huán)節(jié),以驅(qū)動(dòng)整個(gè)教學(xué)過程的推進(jìn)。

1) 實(shí)踐環(huán)節(jié)。

通常的實(shí)踐環(huán)節(jié)是課程結(jié)束后固定時(shí)間的實(shí)際任務(wù),而本課程的實(shí)踐卻貫穿整個(gè)教學(xué)過程,是單元教學(xué)、教師、學(xué)生之間的粘合劑。實(shí)踐包括應(yīng)用型實(shí)踐和研究型實(shí)踐,一般在每個(gè)單元教學(xué)開始,提出問題后,實(shí)踐任務(wù)就被布置下去,例如前面所述的“黑白棋”、“路徑規(guī)劃算法研究”等。學(xué)生接受任務(wù)后,帶著問題搜索解決途徑,在此期間需要教師提供方法指導(dǎo)及答疑(既可固定時(shí)間,也可通過E-mail等形式)。及時(shí)地交流,特別是針對(duì)實(shí)際問題的交流,不僅有效率,而且便于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。

2) 教學(xué)評(píng)價(jià)。

除了課程考核以外,每個(gè)教學(xué)單元結(jié)束時(shí)都有反饋和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)方式包括單元測(cè)試、編寫軟件測(cè)試、研討會(huì)等。具體采用何種形式,要根據(jù)前一階段的反饋信息決定。這些來自學(xué)生反饋信息包括前一階段學(xué)習(xí)的接受情況、興趣點(diǎn)、其他課業(yè)繁忙情況等。在學(xué)期的不同時(shí)間點(diǎn)采用合適的評(píng)價(jià)方式,有助于加強(qiáng)學(xué)習(xí)刺激,總結(jié)和發(fā)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中的問題,及時(shí)調(diào)整。

通過上述兩個(gè)環(huán)節(jié)的推動(dòng),精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容得以順利實(shí)施并被學(xué)生欣然接受。2/3的學(xué)生在整個(gè)學(xué)期教學(xué)中都保持了積極的態(tài)度和充分的關(guān)注度,確實(shí)感受到人工智能的魅力,并能夠從技術(shù)角度看待人工智能,消除了未學(xué)或初學(xué)時(shí)的神秘感。

4教學(xué)實(shí)施效果分析

1) 正效果分析。

中原工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院作為普通工科院校,以培養(yǎng)實(shí)用型人才為主,人工智能并非主干課程,學(xué)生重視程度不足。兩年來,經(jīng)過教師與學(xué)生的共同努力,教學(xué)改革成果逐步體現(xiàn)。人工智能類學(xué)生人數(shù)從過去的5%上升到15%,科研論文數(shù)量從1%上升到20%。有20%的學(xué)生接觸過或正在從事人工智能類項(xiàng)目的研究與開發(fā),考研選擇人工智能科目的學(xué)生比例從0上升到15%,考研成功人數(shù)占畢業(yè)生總?cè)藬?shù)的20%。

人工智能教學(xué)中采用的應(yīng)用型與研究型情境創(chuàng)設(shè),不僅促進(jìn)了學(xué)生理解接受知識(shí),而且鍛煉提高了學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題及開發(fā)能力。學(xué)習(xí)也不再局限于課堂,而是拓展到圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等更廣闊的空間。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間保持了高度的關(guān)注,充分發(fā)揮了主動(dòng)性和主體意識(shí),為持續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2) 不足分析。

DBR的方法論能夠促使教師在教學(xué)過程中不斷完善教學(xué)設(shè)計(jì),融合先進(jìn)的教學(xué)理論及工具,逐步加深學(xué)習(xí)的理解和設(shè)計(jì)的提升,切實(shí)提高教學(xué)效果。然而,仍然存在一些DBR無法解決或完善的問題。具體表現(xiàn)在:

(1) 缺乏合適的教材。目前大多數(shù)教材的示例以解答式或推證式為主,設(shè)計(jì)型或?qū)嶋H項(xiàng)目案例較少。

(2) 投入時(shí)間限制。盡管上述教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過程都經(jīng)過精心準(zhǔn)備與實(shí)施,但是要取得好的成效,還需要教師和學(xué)生都投入大量時(shí)間交流、研究或開發(fā)。而學(xué)生課業(yè)繁忙造成了實(shí)施的瓶頸。

這些不足制約了上述教學(xué)方法的實(shí)際實(shí)施效果,需要今后不斷改進(jìn)。

5小結(jié)

本文針對(duì)普通工科院校學(xué)生特點(diǎn),將DBR研究成果應(yīng)用于人工智能課程。教學(xué)效果表明,精心設(shè)計(jì)的應(yīng)用型與研究型情境有助于維持學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)注度、主動(dòng)性和興趣;強(qiáng)調(diào)基于評(píng)價(jià)的修正使教學(xué)過程可調(diào)節(jié),學(xué)生的學(xué)習(xí)效果更可靠。希望本文研究能夠?qū)θ斯ぶ悄芙虒W(xué)及學(xué)生培養(yǎng)起到一定的參考作用,下一階段的主要工作是進(jìn)行適合的教材建設(shè)。

參考文獻(xiàn):

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DBR Utilized Teaching Method for Artificial Intelligence

WANG Lu, LU Xiao-xia

(School of Computer, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)

篇2

【關(guān)鍵字】人工智能；教育；進(jìn)展

【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一門綜合的交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能，其長(zhǎng)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人類水平的人工智能。[1]從腦神經(jīng)生理學(xué)的角度來看，人類智能的本質(zhì)可以說是通過后天的自適應(yīng)訓(xùn)練或?qū)W習(xí)而建立起來的種種錯(cuò)綜復(fù)雜的條件反射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路的活動(dòng)。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個(gè)可以模仿人腦行為的系統(tǒng)。這一研究一旦有突破，不僅給學(xué)習(xí)科學(xué)以技術(shù)支撐，而且能反過來促使人腦的學(xué)習(xí)規(guī)律研究更加清晰，從而提供更加切實(shí)有效的方法論。[3]人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，使人工智能不僅成為學(xué)校教育的內(nèi)容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用，并取得了良好的效果，成為教育技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容。

人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的，其主要研究領(lǐng)域有：專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語言理解、自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應(yīng)用較為廣泛與活躍的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能，下面就這些領(lǐng)域進(jìn)行闡述。

一 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它使用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域中一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。[5]專家系統(tǒng)主要組成部分為：知識(shí)庫，用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識(shí)；綜合數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)或信息；推理機(jī)，用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為；接口，使用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話。近幾十年來，專家系統(tǒng)迅速發(fā)展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域，廣泛用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、軍事、石油化工、文化教育等領(lǐng)域。

目前，專家系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用最為廣泛與活躍。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)通常表現(xiàn)為計(jì)劃系統(tǒng)或診斷系統(tǒng)。計(jì)劃系統(tǒng)往前走，從一個(gè)給定系統(tǒng)狀態(tài)指向最終狀態(tài)。如計(jì)劃系統(tǒng)中可以輸入有關(guān)的課堂目標(biāo)和學(xué)科內(nèi)容，它可以制定出一個(gè)課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發(fā)一堂樣板課，而診斷系統(tǒng)是往后走，從一個(gè)給定系統(tǒng)陳述查找原因或?qū)ζ溥M(jìn)行分析，例如，一個(gè)診斷系統(tǒng)可能以一堂CBI（基于計(jì)算機(jī)的教學(xué)，computer-based instruction）課為例，輸入學(xué)生課堂表現(xiàn)資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發(fā)專家計(jì)劃系統(tǒng)支持教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)（ISD）程序的領(lǐng)域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學(xué)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（ID Expert）。[6]

教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)（如知識(shí)水平、性格等），以最合適的教案和教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。其特點(diǎn)為：同時(shí)具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機(jī)界面。已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用的教學(xué)專家系統(tǒng)有美國(guó)麻省理工學(xué)院的MACSYMA符號(hào)積分與定理證明系統(tǒng)，我國(guó)一些大學(xué)開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言、物理智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。[7]

目前，在教育中，專家系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用更多的集中于遠(yuǎn)程教育，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的智能化提供了有力的技術(shù)支撐。基于專家系統(tǒng)構(gòu)造的智能化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的功能：具備某學(xué)科或領(lǐng)域的專門知識(shí)，能生成自己的提問和應(yīng)答； 能夠分析學(xué)生的特征，評(píng)價(jià)和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的錯(cuò)誤并進(jìn)行補(bǔ)救教學(xué)；可以選擇不同的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的個(gè)別化教學(xué)。[8]目前應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的專家系統(tǒng)有智能決策專家系統(tǒng)、智能答疑專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源專家系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)等。

二 機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人學(xué)是人工智能研究是一個(gè)分支，其主要內(nèi)容包括機(jī)器人基礎(chǔ)理論與方法、機(jī)器人設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、機(jī)器人仿生學(xué)、機(jī)器人系統(tǒng)理論與技術(shù)、機(jī)器人操作和移動(dòng)理論與技術(shù)、微機(jī)器人學(xué)。[9]機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代機(jī)器人是以 “示教―再現(xiàn)”方式進(jìn)行工作；第二代機(jī)器人具有一定的感覺裝置，表現(xiàn)出低級(jí)智能；第三代機(jī)器人是具有高度適應(yīng)性的自治機(jī)器人，即智能機(jī)器人。目前開發(fā)和應(yīng)用的機(jī)器人大多是智能機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類的生活和社會(huì)都產(chǎn)生了重要影響，其研究和應(yīng)用逐漸由工業(yè)生產(chǎn)向教育、環(huán)境、社會(huì)服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)展。

機(jī)器人技術(shù)涉及多門科學(xué)，是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志，因此，機(jī)器人技術(shù)是世界強(qiáng)國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)，也是世界公認(rèn)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，很多國(guó)家已經(jīng)將機(jī)器人學(xué)教育列為學(xué)校的科技教育課程，在孩子中普及機(jī)器人學(xué)知識(shí)，從可持續(xù)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度，為本國(guó)培養(yǎng)機(jī)器人研發(fā)人才。[10]在機(jī)器人競(jìng)賽的推動(dòng)下，機(jī)器人教育逐漸從大學(xué)延伸到中小學(xué)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家例如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本等已把機(jī)器人教育納入中小學(xué)教育之中，我國(guó)許多有條件的中小學(xué)也開展了機(jī)器人教育。

機(jī)器人在作為教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也為教育提供了有力的技術(shù)支撐，成為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新的載體與平臺(tái)，大大豐富了教學(xué)資源。多年來，我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)教育的主要載體是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，教學(xué)資源單一，缺乏前瞻性。教學(xué)機(jī)器人的引入，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為教學(xué)提供了豐富的、先進(jìn)的教學(xué)資源。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)機(jī)器人種類越來越多，目前在中小學(xué)較為常用的教學(xué)機(jī)器人有：能力風(fēng)暴機(jī)器人、通用機(jī)器人、未來之星機(jī)器人、樂高機(jī)器人、納英特機(jī)器人、中鳴機(jī)器人等。

三 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是要使計(jì)算機(jī)能夠模仿人的學(xué)習(xí)行為，自動(dòng)通過學(xué)習(xí)來獲取知識(shí)和技巧，[11]其研究綜合應(yīng)用了心理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)的方法與技術(shù)有機(jī)械學(xué)習(xí)、示教學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)等，近年來，知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)展最快的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)（自動(dòng)獲取新的事實(shí)及新的推理算法）是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的研究有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機(jī)理和揭示人腦的奧秘。[12]

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)器學(xué)習(xí)研究的深入，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能大大提高，各種學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，例如將連接學(xué)習(xí)用于圖文識(shí)別，歸納學(xué)習(xí)、分析學(xué)習(xí)用于專家系統(tǒng)等，大大推動(dòng)了在教育中的應(yīng)用，例如在建構(gòu)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中，用機(jī)器學(xué)習(xí)與樸素的貝葉斯分類器動(dòng)態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，有較高的準(zhǔn)確率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一種新興的機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經(jīng)驗(yàn)解決新問題，在計(jì)算機(jī)輔助教育方面，已經(jīng)出現(xiàn)了基于CBR的圖形仿真教育系統(tǒng)，并且，針對(duì)個(gè)體特征的教育教學(xué)方法研究也有所突破。[14]另外，數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)、金融管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，不僅給機(jī)器學(xué)習(xí)注入新的生機(jī)，也為機(jī)器學(xué)習(xí)在教育中的應(yīng)用提供了新的前景。

四 自然語言理解

自然語言理解就是研究如何讓計(jì)算機(jī)理解人類的自然語言，以實(shí)現(xiàn)用自然語言與計(jì)算機(jī)之間的交流。一個(gè)能夠理解自然語言信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看起來就像一個(gè)人一樣需要有上下文知識(shí)以及根據(jù)這些上下文知識(shí)和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務(wù)，其功能為：回答問題，計(jì)算機(jī)能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計(jì)算機(jī)能根據(jù)輸入的文本產(chǎn)生摘要；釋義，計(jì)算機(jī)能用不同的詞語和句型來復(fù)述輸入的自然語言信息；翻譯，計(jì)算機(jī)能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創(chuàng)造和使用自然語言是人類高度智能的表現(xiàn)，因此對(duì)自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對(duì)語言能力和思維本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。[16]

自然語言理解最早的研究領(lǐng)域是機(jī)器翻譯，隨著應(yīng)用研究的廣泛開展，也為機(jī)器人和專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機(jī)器人的自然語言理解系統(tǒng)SHRDLU就可以接收自然語言，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，回答關(guān)于桌面上積木世界中的各種問題。同時(shí)，對(duì)自然語言理解的研究也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助語言教學(xué)和計(jì)算機(jī)語言設(shè)計(jì)等方面的發(fā)展，例如“希賽可”網(wǎng)絡(luò)智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統(tǒng)的單機(jī)的多媒體教學(xué)軟件所能具備能力限制，也比建立于網(wǎng)絡(luò)的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者提供良好的英語學(xué)習(xí)支持，在國(guó)內(nèi)第一次系統(tǒng)地將用自然語言進(jìn)行的人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助外語教學(xué)上，在國(guó)際上也是一種創(chuàng)新。[17]

五 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對(duì)大腦的生理研究的基礎(chǔ)上，用模擬生物神經(jīng)元的某些基本功能的元件（即人工神經(jīng)元），按各種不同的聯(lián)結(jié)方式組織起來的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其目的在于模擬大腦的某些機(jī)理與機(jī)制，實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識(shí)別、聲音信號(hào)處理、控制、故障診斷等領(lǐng)域，人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元。[18]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本結(jié)構(gòu)：遞歸（反饋）網(wǎng)絡(luò)和多層（前饋）網(wǎng)絡(luò)，兩種主要學(xué)習(xí)算法：有指導(dǎo)式學(xué)習(xí)和非指導(dǎo)式學(xué)習(xí)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為出發(fā)，具有大規(guī)模并行、分布式存儲(chǔ)和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適合于處理需要同時(shí)考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更大的發(fā)展?jié)撃埽壳耙呀?jīng)開發(fā)和應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有30多種。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用大多是與教學(xué)專家系統(tǒng)相結(jié)合，以此來改進(jìn)教學(xué)專家系統(tǒng)的性能，提高智能性，使其在教學(xué)過程中對(duì)突發(fā)問題具有更好的應(yīng)對(duì)能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校管理中也得到應(yīng)用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應(yīng)用于高校管理之中。

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

分布式人工智能是分布式計(jì)算與人工智能結(jié)合的結(jié)果，研究目標(biāo)是要?jiǎng)?chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對(duì)話，包括分布式問題求解和多Agent系統(tǒng)兩個(gè)領(lǐng)域。[20]分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個(gè)Agent組成，每個(gè)Agent又是一個(gè)半自治系統(tǒng)，Agent之間及Agent與環(huán)境之間進(jìn)行并發(fā)活動(dòng)并進(jìn)行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統(tǒng)具有并行、分布、開放、協(xié)作和容錯(cuò)等優(yōu)點(diǎn)，在資源、時(shí)空和功能上克服了單智能系統(tǒng)的局限性，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在教學(xué)中引入Agent可以有效地提高教學(xué)系統(tǒng)的智能性，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，并能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行個(gè)性化教育。目前，Agent和多Agent技術(shù)多用于遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)，通過利用其分布性、自主性和社會(huì)性等特點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能性，使教學(xué)資源得到充分利用，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，為學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)創(chuàng)造合作性的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中應(yīng)用Agent技術(shù)的一個(gè)典型是美國(guó)南加利福尼亞大學(xué)（USC）開發(fā)的教學(xué)Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中取得的良好效果，促進(jìn)了研究者對(duì)分布式人工智能在教育中的應(yīng)用研究。

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。從人工智能的應(yīng)用趨勢(shì)來看，人工智能在教育中應(yīng)用的擴(kuò)展可以通過以下三個(gè)方面進(jìn)行：一是人工智能與其他先進(jìn)信息技術(shù)結(jié)合。人工智能已經(jīng)與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等有效的融合，為提高學(xué)習(xí)效率和效度提供了有力的技術(shù)支持，而引起教育技術(shù)界廣泛關(guān)注。[23]例如人工智能技術(shù)通過與多媒體技術(shù)相結(jié)合，可以提高智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果；與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，可以提高和改進(jìn)遠(yuǎn)程教育的智能性。二是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域間的集成。人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域之間并不是彼此獨(dú)立，而是相互促進(jìn)，相互完善，它們可以通過集成擴(kuò)展彼此的功能和應(yīng)用能力。例如自然語言理解與專家系統(tǒng)、機(jī)器人的集成，為專家系統(tǒng)和機(jī)器人提供了新的知識(shí)獲取途徑。三是人工智能的研究和應(yīng)用出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域，它們是傳統(tǒng)人工智能的延伸與擴(kuò)展，這些新領(lǐng)域有分布式人工智能與Agent、計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)以及人工生命等[24]，這些發(fā)展與應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大潛能，必將對(duì)教育產(chǎn)生重要的影響。

技術(shù)發(fā)展不斷發(fā)揮著引導(dǎo)教育技術(shù)研究的作用，一種新興技術(shù)的出現(xiàn)總是會(huì)掀起相應(yīng)的研究熱潮, 引發(fā)對(duì)技術(shù)在教育中應(yīng)用的探討、評(píng)價(jià)以及與傳統(tǒng)技術(shù)的對(duì)比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學(xué)科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭(zhēng)論，但從其研究成果與應(yīng)用效果來看，有著廣闊的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步的開發(fā)和利用。

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篇3

【關(guān)鍵詞】人工智能；計(jì)算機(jī)；輔助教學(xué)；應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一種新興的教學(xué)手段，幫助課堂進(jìn)入到一種更加智能化和現(xiàn)代化的環(huán)境與條件中，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法與多媒體和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，為學(xué)生營(yíng)造更好更有趣的教學(xué)氛圍。但是由于技術(shù)的不成熟以及經(jīng)驗(yàn)的不充分，導(dǎo)致其依舊存在問題和不足。

1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)開展現(xiàn)狀和發(fā)展困境

1.1缺少開放包容的特性

近年來，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的開發(fā)和應(yīng)用已取得了一些較好的成績(jī)，但由于我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)革新起步較晚，對(duì)于計(jì)算機(jī)教學(xué)的發(fā)展與改革依舊存在較多的不足和缺陷。首先是在開放包容性上的缺失。這一缺失的原因主要來自于兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是思想上的落后和閉塞，人們對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的態(tài)度依舊存在負(fù)面和抵觸的情緒，這是由于害怕計(jì)算機(jī)的加入讓課堂和教學(xué)秩序失控，所以并沒有充分開發(fā)和展現(xiàn)出計(jì)算機(jī)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。第二個(gè)方面是技術(shù)層面上的限制，我國(guó)對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的課件和軟件技術(shù)都只是按照一種最傳統(tǒng)和安全的方式進(jìn)行，缺少探索和冒險(xiǎn)的精神、開放和包容的態(tài)度[1]。

1.2缺少人機(jī)交互的能力

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)過程中，計(jì)算機(jī)不僅僅是一個(gè)信息的載體，更應(yīng)該將其當(dāng)作課堂的一份子，能夠充分參與到整個(gè)課堂的活動(dòng)和教學(xué)工作中。但是大多數(shù)的智慧課堂在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，僅僅利用其多媒體的播放功能，教學(xué)的主體和主要角色依舊是教師，只是把課本和板書照搬到了多媒體課件中。教學(xué)的內(nèi)容仍然是枯燥和單一的，學(xué)生依舊帶有一種被強(qiáng)迫的學(xué)習(xí)心理。這種教學(xué)缺乏人機(jī)之間的交互，機(jī)器不能自主獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)和對(duì)知識(shí)的掌握情況，學(xué)生也無法通過計(jì)算機(jī)主動(dòng)地得到反饋和解答，讓人機(jī)之間僅僅是流程化的配合和交流。在這種刻板的學(xué)習(xí)模式下，甚至?xí)屢徊糠謱W(xué)生喪失學(xué)習(xí)的樂趣和興趣。

1.3缺少課程教學(xué)的特點(diǎn)

不同的課程有著不同的教學(xué)重點(diǎn)和偏向，這就對(duì)教師的教學(xué)工作提出了更高的要求，計(jì)算機(jī)的加入，本來應(yīng)該能夠?yàn)榻處熖峁┮粋€(gè)新的教學(xué)方向和思路，但是由于計(jì)算機(jī)的便捷性導(dǎo)致一部分教師產(chǎn)生偷懶和敷衍的教學(xué)心態(tài)，在教學(xué)過程中全程使用多媒體播放課件，喪失了課程自身的特性和特質(zhì)。尤其是一些對(duì)實(shí)踐能力要求較高的課程，教師過度使用計(jì)算機(jī)只會(huì)導(dǎo)致教學(xué)趣味性的流失。

1.4缺少師生互動(dòng)的樂趣

教師作為課堂教學(xué)的主要角色，不僅僅是要把知識(shí)以一種通俗外化的形式傳遞給學(xué)生，更是應(yīng)該做學(xué)生心理特征的發(fā)掘者、學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的糾正者和幫助者。教師的鼓勵(lì)和贊許都會(huì)對(duì)學(xué)生起到重要作用。但是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)之后，教師將更多的精力放到了如何制作精美的教學(xué)課件上，而忽略了與學(xué)生之間最直接的感情和語言交流，喪失師生互動(dòng)的樂趣。

1.5缺少有序的教學(xué)策略

教學(xué)策略是保證一節(jié)課是否能夠有序開展和進(jìn)行的重要條件與因素。但是計(jì)算機(jī)參與和設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)，只是一個(gè)程式化的展示，在課堂上會(huì)遇到多種多變的教學(xué)情況，一旦在某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就有可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的教學(xué)步驟全部打亂，陷入一種無序的狀態(tài)中[2]。1.6缺少靈活的智能性能計(jì)算機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用在我國(guó)已經(jīng)逐漸形成了一套完善和成熟的體系，但是計(jì)算機(jī)在教學(xué)中的應(yīng)用與引進(jìn)時(shí)間并不長(zhǎng)，導(dǎo)致當(dāng)前多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助下的課堂并不具備充分的靈活和智能性，大部分的教學(xué)工作和考核評(píng)價(jià)工作依舊是由教師人工完成，對(duì)于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)掌握也有所偏差。

2人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用

2.1建立知識(shí)庫

人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中應(yīng)用的主要原則，就是將深度學(xué)習(xí)與認(rèn)知學(xué)的理論知識(shí)作為整個(gè)程序模塊設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)，通過建立一個(gè)知識(shí)庫，將收集到的知識(shí)案例進(jìn)行分類，訓(xùn)練機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，從而提取和分析出不同學(xué)生在不同的知識(shí)中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)能力與掌握熟練程度，進(jìn)而可以有針對(duì)性和有選擇性地進(jìn)行復(fù)習(xí)與鞏固，達(dá)到機(jī)器代替部分人工教學(xué)、緩解教師壓力的目的。第一步就需要進(jìn)行知識(shí)庫的建立，主要包括了專家決策的核心系統(tǒng)對(duì)所輸入的知識(shí)進(jìn)行判斷與篩選調(diào)取。同時(shí)知識(shí)庫還可以實(shí)現(xiàn)共享的功能，對(duì)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)化與提煉，做到精益求精。知識(shí)庫的搭建應(yīng)該要盡量簡(jiǎn)單和易修改[3]。

2.2打造專家模塊

在建立了知識(shí)庫之后，就需要圍繞人工智能教學(xué)的主要目的進(jìn)行專家模塊的打造，專家模塊存在的意義在于能夠?qū)⑵浔扔鳛檎麄€(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的推理機(jī)。在需要和使用的情況下，由專家模塊自動(dòng)隨機(jī)地生成問題，并且可以通過知識(shí)庫的相關(guān)內(nèi)容調(diào)取形成答案并充分解釋。其次，專家模塊的另一個(gè)作用就在于能夠幫助評(píng)價(jià)和考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)一種更加公正透明的評(píng)價(jià)過程。在進(jìn)行專家模塊打造時(shí)，通常使用的是兩種方法，一種是固定算法，即根據(jù)題庫的問題模板，循規(guī)蹈矩、規(guī)規(guī)范范地進(jìn)行問題的設(shè)立和解答的編寫。而另一種就是啟發(fā)策略，這種專家模塊更多的是引導(dǎo)學(xué)生通過簡(jiǎn)單和有限的提示信息，自己推理摸索找尋正確的答案和解決方案。除此之外，專家模塊還可以自動(dòng)匹配，依據(jù)學(xué)生能力分配問題。

2.3建立學(xué)生模塊

與專家模塊相互配合相互輔助的就是學(xué)生模塊。學(xué)生模塊的本質(zhì)其實(shí)也屬于專家系統(tǒng)，模塊內(nèi)部所存儲(chǔ)和容納的是學(xué)生的不同學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為特征。這個(gè)模塊建立的目的主要是兩個(gè)，一個(gè)是為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤習(xí)慣和方法被快速識(shí)別，并且能夠通過機(jī)器語言進(jìn)行記憶與編譯，從而建立一個(gè)比較完整和全面的錯(cuò)誤類型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而深層分析找到錯(cuò)誤的原因。第二個(gè)目的就是為了幫助學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤學(xué)習(xí)行為和習(xí)慣進(jìn)行解釋，從更加深層次的角度挖掘?qū)W生由于知識(shí)理論掌握不充分而導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因。學(xué)生模式的建立一般依靠的就是人工智能的自我學(xué)習(xí)和接受訓(xùn)練讓系統(tǒng)能夠建立起模型對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣進(jìn)行模擬。這樣在上一步打造的專家模型就可以為學(xué)生模型提供一個(gè)對(duì)比的樣本，專家模型的兩種運(yùn)算和教學(xué)方式可以分別評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)錯(cuò)誤[4]。

2.4優(yōu)化教學(xué)模塊

教學(xué)模塊是人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)模塊的內(nèi)容是基于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)和規(guī)劃之上的。在計(jì)算機(jī)與人進(jìn)行交互的過程中，教學(xué)策略主要是由教學(xué)的不同分支來體現(xiàn)，能夠達(dá)到較好的發(fā)散性和綜合性的效果。但是其不足的地方也比較明顯，那就是只能按照某一類型或者某一個(gè)的教學(xué)方法進(jìn)行，系統(tǒng)不能快速地根據(jù)不同內(nèi)容識(shí)別和選擇最適合最有效率的教學(xué)模式。具體的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)過程就是將專家模塊和學(xué)生模塊的內(nèi)容進(jìn)行連接和合并，將專家模塊生成的問題及答案與學(xué)生模塊中上傳和學(xué)習(xí)到的進(jìn)行對(duì)比，選擇覆蓋或者是分析提取，能夠比較客觀地發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的理解性偏差和實(shí)踐性錯(cuò)誤。之后再將結(jié)果傳回到知識(shí)庫中，調(diào)用相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，形成一個(gè)完整的反饋鏈，幫助教師做出教學(xué)決策，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)規(guī)劃。但是這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)也應(yīng)該充分考慮到諸多情況和因素，因此在條件判斷時(shí)應(yīng)加入更多的循環(huán)。

2.5開發(fā)智能接口模塊

人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式中的應(yīng)用和融合最后一步就是要開發(fā)出一個(gè)穩(wěn)定和高效能的智能接口模塊，主要作用是為了連接學(xué)生和計(jì)算機(jī)之間的信息交換和溝通，即進(jìn)行信息的輸入與傳出。在接收到學(xué)生傳遞的學(xué)習(xí)信號(hào)后，接口模塊要及時(shí)調(diào)動(dòng)起教學(xué)模塊、專家模塊和學(xué)生模塊，把信息傳遞給不同模塊處理，之后再由教學(xué)模塊所作出的教學(xué)決策和結(jié)果論證信息輸出反饋給人，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器語言與人類語言之間的轉(zhuǎn)化。一個(gè)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)并且具備較高實(shí)用性和參考性的教學(xué)系統(tǒng)，一定融匯了思想教學(xué)、策略和心理學(xué)等多方面的因素和知識(shí)內(nèi)容體系，所以智能接口模塊的設(shè)計(jì)與開發(fā)，一定要全面考慮這些成分，開發(fā)出更加靈活多變的接口模塊[5]。

3結(jié)語

人工智能在近年來獲得了快速的發(fā)展和進(jìn)步，成為我國(guó)當(dāng)前各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域之內(nèi)炙手可熱的先進(jìn)技術(shù)。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的開展和改革來說，人工智能的融入與應(yīng)用有著重要的價(jià)值與意義。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：教育機(jī)器人；教育產(chǎn)業(yè)；應(yīng)用

一、引言

近年來，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域逐步擴(kuò)大其落地應(yīng)用場(chǎng)景，但大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景仍然很難真正滲透到教學(xué)的核心環(huán)節(jié)并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果起到關(guān)鍵性作用。由于可以在不同教學(xué)環(huán)節(jié)提供人性化交互方式及個(gè)性化智能輔導(dǎo)與教學(xué)，基于人工智能技術(shù)的教育機(jī)器人受到越來越多的重視和發(fā)展，因此有必要對(duì)教育機(jī)器人在教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

二、教育機(jī)器人的簡(jiǎn)介

提起機(jī)器人，我們馬上就會(huì)聯(lián)想到科幻小說和電影中的機(jī)器人。近一個(gè)世紀(jì)以來，機(jī)器人在娛樂和虛構(gòu)的世界中有著重要的地位，甚至“機(jī)器人”這個(gè)詞本身就來自一部科幻作品—— 1920年，前捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克的科幻小說中第一次出現(xiàn)“機(jī)器人（Robot）”這個(gè)詞，它被用于指代人類創(chuàng)造的用來代替人工的物體。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械制造、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)從一個(gè)虛擬的名詞發(fā)展成一項(xiàng)蓬勃的產(chǎn)業(yè)，并從工業(yè)領(lǐng)域向醫(yī)療救援、教育、娛樂、勘測(cè)、探險(xiǎn)、救援等領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。

本文所論的機(jī)器人主要是指教育產(chǎn)業(yè)中的教育機(jī)器人。教育機(jī)器人主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)組成，硬件平臺(tái)主要包含教育機(jī)器人的硬件規(guī)格以及提供硬件之間的通信，完成某些動(dòng)作或者輸入輸出某些信號(hào)，它相當(dāng)于機(jī)器人的手腳；軟件平臺(tái)主要包含教育機(jī)器人的各種輸入信號(hào)的處理和開發(fā)，完成某種可預(yù)期的場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)及表述，它相當(dāng)于機(jī)器人的大腦。教育機(jī)器人是面向教育領(lǐng)域?qū)ｉT研發(fā)的，以培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力為目標(biāo)的機(jī)器人[1]，它具有教學(xué)適用性、交互性、開放性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)[2]。教育機(jī)器人的出現(xiàn)為機(jī)器人教育提供了載體。

三、教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的意義

當(dāng)前，國(guó)外教育機(jī)器人的發(fā)展集中在青少年陪伴與輔助教學(xué)、特殊教育、機(jī)器人競(jìng)賽等領(lǐng)域，也更加注重實(shí)踐性研究與課堂中的實(shí)際應(yīng)用。相比于國(guó)外，國(guó)內(nèi)教育機(jī)器人總體上還處于起步階段，在理論與實(shí)踐研究上都存在一定差距。但隨著人工智能教育、STEM教育、創(chuàng)客教育等的興起，國(guó)內(nèi)對(duì)于教育機(jī)器人技術(shù)的研究及大規(guī)模實(shí)踐應(yīng)用在迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的模式也促進(jìn)了該領(lǐng)域的市場(chǎng)化進(jìn)程。因此，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有一定意義。

1. 對(duì)教育創(chuàng)新的推進(jìn)

教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化有助于對(duì)教育創(chuàng)新的推進(jìn)，包括創(chuàng)客教育、STEAM教育、素質(zhì)教育、STS教育（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）和教學(xué)改革。Chris? Rogers認(rèn)為，教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化教育能夠?qū)ⅰ癊ngineering”帶進(jìn)基礎(chǔ)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)，推動(dòng)基礎(chǔ)教育改革[3]。

2. 對(duì)教學(xué)模式和策略的改進(jìn)

對(duì)教學(xué)模式和策略的改進(jìn)，包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模型、教學(xué)策略、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程開發(fā)等。王雪雁等認(rèn)為，教學(xué)形式的多元體驗(yàn)是教育的重點(diǎn)，而將體驗(yàn)教學(xué)法融入機(jī)器人教育中進(jìn)行研究，也在一定程度上促使其他科目在教學(xué)改革中形成較有前景的發(fā)展方向[4]。

3. 對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升

對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升，包括創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、科學(xué)素養(yǎng)以及綜合能力。D? Alimisis在調(diào)研了目前教育機(jī)器人領(lǐng)域現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)當(dāng)前教育機(jī)器人領(lǐng)域熱點(diǎn)問題發(fā)表了自己的看法，他肯定了機(jī)器人在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和“? 21世紀(jì)技能”方面的重要作用[5]。

四、教育機(jī)器人在教育產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的遇到的難題

教育機(jī)器人除了讓學(xué)習(xí)者獲取機(jī)械、電子、信息、傳感技術(shù)知識(shí)，還能培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用、解決問題、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及表達(dá)能力、批判思維能力。《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》鼓勵(lì)全國(guó)有條件的高校、研究院開設(shè)人工智能專業(yè)，在中小學(xué)開設(shè)機(jī)器人相關(guān)的課程和競(jìng)賽。為此，教育機(jī)器人表現(xiàn)出了其無可比擬的教育價(jià)值及實(shí)用潛質(zhì)，為培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合、高素質(zhì)、復(fù)合型的工程人才提供了一個(gè)理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐和資源共享的綜合平臺(tái)。

為了更好地促進(jìn)高層次人才的培訓(xùn)與培養(yǎng)，一方面，我們要大力研究開發(fā)及生產(chǎn)高端合格的教育機(jī)器人產(chǎn)品，另一方面，我們要全面開展機(jī)器人教育宣傳，但是還有一些難題亟待破解。

一是諸多教育機(jī)器人課題亟待破題。在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，通過機(jī)器人教育促進(jìn)創(chuàng)新型科技人才隊(duì)伍壯大與建設(shè)是我國(guó)人才培養(yǎng)的新途徑和新模式。為此，在技術(shù)傳授的前提下，加快相關(guān)理論研究、學(xué)術(shù)探討和培養(yǎng)模式研究，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考，加深對(duì)理論的引領(lǐng)、理解和人才培養(yǎng)研究，是教育機(jī)器人的主要研究問題。

二是服務(wù)于機(jī)器人教育的公共資源比較稀缺。與國(guó)外相比，無論是教學(xué)設(shè)備還是教學(xué)案例及教育在線資源，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)的需求。為此，實(shí)現(xiàn)中小學(xué)、大學(xué)課程及教學(xué)資源的開發(fā)，促進(jìn)更多的教育教學(xué)資源共享，滿足機(jī)器人教育需求是前提。

三是教師隊(duì)伍的人數(shù)不多。縱觀整個(gè)發(fā)展過程，無論是中小學(xué)還是大中專院校，機(jī)器人教師需求缺口較大。?一方面是培養(yǎng)出口師資力量薄弱，另一方面受薪資待遇的影響，?具有機(jī)器人操作技術(shù)和技能的人才就業(yè)口徑比較寬，較少人愿意去當(dāng)教師。為此，應(yīng)加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)及師資長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，將崇尚教育、樂教和施教的人聚集過來。

五、破解教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化難題的對(duì)策

1. 構(gòu)筑機(jī)器人教育云平臺(tái)

當(dāng)前，教育機(jī)器人可以應(yīng)用于教學(xué)的資源很少，因?yàn)槊總€(gè)廠家基于自己的水平開發(fā)資源平臺(tái)，彼此不兼容，不同機(jī)器人安裝不同的APP程序，資源設(shè)計(jì)者從單一的角度設(shè)計(jì)教學(xué)資源，沒有考慮普眾需求，制約了產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。為此，開展機(jī)器人教育工程技術(shù)方面的研究，從教育機(jī)器人資源共享標(biāo)準(zhǔn)制定、服務(wù)技術(shù)策略及數(shù)字化資源服務(wù)設(shè)計(jì)與推送角度出發(fā)，立足自主知識(shí)品牌，促進(jìn)規(guī)模及規(guī)范的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，充分考慮物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及云服務(wù)技術(shù)，在共建共享技術(shù)上對(duì)教育機(jī)器人進(jìn)行完善與功能提升。

2. 健全教育機(jī)器人法律體系

教育機(jī)器人在設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和使用過程中，關(guān)乎國(guó)內(nèi)外的道德準(zhǔn)則、社會(huì)倫理、用戶安全和權(quán)益訴求等諸多法律方面的問題。一是探究國(guó)際規(guī)則，深化法律規(guī)范，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)防控機(jī)制和預(yù)警監(jiān)測(cè)體系，研判就業(yè)替代與社會(huì)倫理道德問題，促使教育機(jī)器人教育資源綠色健康、安全可靠可控、造福于民。二是研究機(jī)器人教育與教師職業(yè)崗位有機(jī)結(jié)合與協(xié)調(diào)發(fā)展問題，依托機(jī)器人智能技術(shù)發(fā)展，構(gòu)建教育機(jī)器人的倫理學(xué)特性。

3. 加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完善

據(jù)了解，工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)成熟，但從教育機(jī)器人這個(gè)角度來說，無論外國(guó)品牌還是正在崛起的中國(guó)自主研發(fā)的品牌，都缺乏與之相適應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)約束。教育機(jī)器人是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的一大類產(chǎn)品，研究制定科學(xué)化、規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)體系，才能促進(jìn)教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。所以，加快教育機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究時(shí)不我待，同時(shí)需要盡快上升為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而引領(lǐng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，倒逼產(chǎn)業(yè)，給產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供方向，規(guī)范和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4. 構(gòu)建教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，提高教育產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化度

為了更好地滿足多樣化的用戶需求，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)全球化大方向，發(fā)揮高校、科研院所、企業(yè)和行業(yè)組織的作用，健全高效靈活、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的教育機(jī)器人產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體系，在教育機(jī)器人產(chǎn)品試制、功能完成、系列產(chǎn)品打造和產(chǎn)業(yè)鏈塑造等方面進(jìn)行全方位一體化設(shè)計(jì)。以筆者所在中職學(xué)校為例，可以聯(lián)合當(dāng)?shù)氐母咝！⒄推渌髽I(yè)單位建設(shè)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，豐富教學(xué)實(shí)踐手段，提高教育機(jī)器人在教育產(chǎn)業(yè)中的轉(zhuǎn)化度。

5. 強(qiáng)化產(chǎn)品開發(fā)，增強(qiáng)教師參與度和教學(xué)應(yīng)用度

機(jī)器人教育產(chǎn)業(yè)鏈涉及硬件制造、平臺(tái)開發(fā)、應(yīng)用服務(wù)提供等幾類廠商，但目前很多機(jī)器人公司只負(fù)責(zé)教育機(jī)器人硬件的開發(fā)、制造、組裝及測(cè)試，提供簡(jiǎn)單的產(chǎn)品說明和操作手冊(cè)，并不參與課程開發(fā)和教學(xué)設(shè)計(jì)。這樣的產(chǎn)業(yè)模式顯然不利于機(jī)器人教育發(fā)揮最大的作用。只有當(dāng)教育機(jī)器人的制造商與學(xué)校教師共同參與課程開發(fā)和教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)開發(fā)出豐富的教學(xué)情境應(yīng)用程序、服務(wù)與內(nèi)容，才能使教育機(jī)器人真正滿足教與學(xué)的需求。

總之，教育機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)和文化特點(diǎn)，真正有力有效服務(wù)于地方教育和經(jīng)濟(jì)文化。同時(shí)要注意在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，恰當(dāng)發(fā)揮政府宏觀調(diào)控的杠桿優(yōu)勢(shì)，立足本國(guó)，面向國(guó)際，引導(dǎo)教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)行科學(xué)布局，打造具有時(shí)代特色的教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地，形成中國(guó)特色產(chǎn)業(yè)集群。

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［3］ Rogers C，Portsmore M. Bringing Engineering to Elementary School［J］.Journal of Stem Education Innovations & Research，2004（05）.

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關(guān)鍵詞：Python編程；教學(xué)設(shè)計(jì)；非計(jì)算機(jī)專業(yè)；編程語言

Python是一門免費(fèi)、開源的跨平臺(tái)高級(jí)動(dòng)態(tài)編程語言，可以處理系統(tǒng)運(yùn)維、圖形處理、數(shù)據(jù)庫編程、多媒體編程、軟件分析、Web編程、科學(xué)計(jì)算與可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等，擁有眾多狂熱的支持者，使得各個(gè)領(lǐng)域的人員能快速實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證自己的思路與創(chuàng)意。Python早就廣泛應(yīng)用到企業(yè)之中，早在2004年，Google便已決心在快速開發(fā)方面使用Python。近日，IEEESpectrum了第四屆頂級(jí)編程語言交互排行榜。因?yàn)橛懈鞣N不同語言的排行，所以IEEESpectrum依據(jù)不同的變量對(duì)流行度進(jìn)行了排行。Python擊敗Java，C，C++等語言，躍居編程語言交互排行榜第一名。非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)編程的目的并非為了培養(yǎng)專業(yè)的編程開發(fā)人員，而是一方面為了鍛煉學(xué)生邏輯思維、扎實(shí)的問題分析能力；另一方面為了方便學(xué)生在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究實(shí)踐。Python語言的優(yōu)勢(shì)在于資源豐富，擁有堅(jiān)實(shí)的數(shù)值算法、圖標(biāo)和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施，建立了非常良好的生態(tài)環(huán)境，吸引了大批科學(xué)家以及各領(lǐng)域的專家使用。這也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)Python編程的必要性。

1編程語言的學(xué)習(xí)對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要性

1.1程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)在非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)情況

我國(guó)大學(xué)針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，使用C語言作為基礎(chǔ)語言的較多。C語言作為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)語言，能夠讓學(xué)生明白程序運(yùn)行原理，計(jì)算機(jī)各個(gè)部件如何交互，程序在內(nèi)存中是怎樣的狀態(tài)以及操作系統(tǒng)與程序有怎樣的關(guān)系。但是對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來說，C語言語法復(fù)雜，調(diào)試程序困難，學(xué)生缺少對(duì)計(jì)算機(jī)體系的整體認(rèn)識(shí)，也無需了解計(jì)算機(jī)底層知識(shí)，后續(xù)工作很難使用C語言來解決問題，所以并不適合教授給沒有任何計(jì)算機(jī)認(rèn)知背景的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生。Java語言也是部分高校面向全校開設(shè)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)編程公選課，是一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，具有簡(jiǎn)單性、分布式、健壯性、可移植性、平立、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。Java語言廣泛應(yīng)用在Android應(yīng)用、金融業(yè)應(yīng)用的服務(wù)器程序、網(wǎng)站、嵌入式領(lǐng)域、大數(shù)據(jù)技術(shù)和科學(xué)應(yīng)用等領(lǐng)域。但是對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言，Java語言學(xué)習(xí)成本比較高，工作后的應(yīng)用場(chǎng)景較少，語言本身重點(diǎn)關(guān)注代碼復(fù)用性和可移植性，這些特點(diǎn)說明Java并不適用于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生[1]。

1.2非計(jì)算機(jī)專業(yè)選擇Python的原因

Python語言由荷蘭人GuidovanRossum于1989年發(fā)明，第一個(gè)公開發(fā)行版發(fā)行于1991年，已經(jīng)有28年的歷史。Python在設(shè)計(jì)上堅(jiān)持了清晰劃一的風(fēng)格，這使得其成為一門易讀、易維護(hù)，并且被大量用戶所歡迎的、用途廣泛的語言。Python的設(shè)計(jì)哲學(xué)是“優(yōu)雅”“明確”“簡(jiǎn)單”，具有豐富和強(qiáng)大的庫[2]。Python語言是最接近自然語言的編程語言，代碼簡(jiǎn)潔高效，對(duì)于沒有編程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說較易上手，學(xué)生無需糾結(jié)語法和程序編寫方式，而是更快的抽象問題并提出解決方案，這樣更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。非計(jì)算機(jī)專業(yè)涉及范圍較廣，Python所能完成的工作也非常廣泛，除了Web編程、圖形處理、計(jì)算機(jī)視覺、軟件分析、物聯(lián)網(wǎng)管理、科學(xué)計(jì)算與可視化等領(lǐng)域，一些意想不到的領(lǐng)域Python也能涉及。例如Python也能夠用于電影視覺特效的制作，其中就包括了《星球大戰(zhàn)》某些電影特效的制作，從集體渲染到批量處理再到影片合成，Python將所有步驟都緊密黏合在了一起。2017年，“人工智能”首次被列入政府工作報(bào)告，Python也借助人工智能（ArtificialIntelligence，AI）和數(shù)據(jù)科學(xué)，攀爬到了編程語言生態(tài)鏈的頂級(jí)位置。隨著AI應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)百萬之眾的教師、公司職員、工程師、翻譯、編輯、醫(yī)生、銷售、管理者和公務(wù)員將裹挾著各自領(lǐng)域中的行業(yè)知識(shí)和數(shù)據(jù)資源，涌入Python和AI大潮之中，深刻地改變整個(gè)IT，或者說數(shù)據(jù)科技（DataTechnology，DT）產(chǎn)業(yè)的整體格局和面貌。

2非計(jì)算機(jī)專業(yè)Python編程教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，學(xué)習(xí)編程語言是很有挑戰(zhàn)性的，學(xué)生專業(yè)不同，思維方式也不相同。為了引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到較好的教學(xué)效果，教師要轉(zhuǎn)變課堂上的角色，讓學(xué)生成為課堂的主角[3]。針對(duì)該課程和學(xué)生特點(diǎn)，提出“分方向的理論與實(shí)踐指導(dǎo)”，學(xué)生可以有重點(diǎn)、有目標(biāo)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.1教學(xué)目標(biāo)

計(jì)算機(jī)編程延伸到非計(jì)算機(jī)專業(yè)，對(duì)學(xué)生的掌握計(jì)算機(jī)理論知識(shí)和實(shí)踐技能要求較高。“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”作為入門課程，除了教授學(xué)生一門編程語言的概念、語法及使用，還要教會(huì)學(xué)生編程思想、分析問題和解決問題的能力。

2.2教學(xué)內(nèi)容

非計(jì)算機(jī)專業(yè)Python編程教學(xué)涵蓋的基本內(nèi)容包括：基礎(chǔ)知識(shí)、Python序列、流程控制語句、函數(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等。后續(xù)應(yīng)當(dāng)著重針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向或者興趣點(diǎn)，有針對(duì)性地講解Python的標(biāo)準(zhǔn)庫和擴(kuò)展庫，并以案例或者項(xiàng)目的形式展現(xiàn)Python在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。通常，不同學(xué)校的公選課的學(xué)時(shí)不同，32學(xué)時(shí)或者48學(xué)時(shí)。無論多少，學(xué)生都無法只利用上課時(shí)間達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果，所以課下的自主學(xué)習(xí)尤為重要。在學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，教師安排部分課下自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，以幫助學(xué)生更充分地掌握所學(xué)內(nèi)容，并安排大量與實(shí)際工作學(xué)習(xí)相關(guān)案例。

2.3教學(xué)方法

除了講授法、案例法等傳統(tǒng)教學(xué)方法，教師應(yīng)當(dāng)充分分析學(xué)生特點(diǎn)，并時(shí)刻觀察學(xué)生的反應(yīng)。教師在引入新概念、新理論時(shí)要以學(xué)生學(xué)習(xí)或者生活中熟悉的內(nèi)容為切入點(diǎn)，自然并具有邏輯性，能夠解決問題，引發(fā)學(xué)習(xí)積極思考問題。實(shí)踐是編程語言學(xué)習(xí)必不可少的過程，通過實(shí)踐夯實(shí)理論知識(shí)，并親自動(dòng)手操作解決實(shí)際問題。教師應(yīng)當(dāng)分專業(yè)引導(dǎo)學(xué)生參與課題或項(xiàng)目中的部分模塊，給學(xué)生創(chuàng)造更多機(jī)會(huì)去實(shí)踐，學(xué)生完成課題或項(xiàng)目后，充分體驗(yàn)到編程的樂趣，從而更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.4拓展學(xué)生視野

由于學(xué)生專業(yè)不同，教師應(yīng)當(dāng)充分備課，了解Python在各個(gè)領(lǐng)域中的突出應(yīng)用，并學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用背景與相關(guān)知識(shí)。如果能將所學(xué)知識(shí)帶入實(shí)際情境中，學(xué)生用于解決工作和學(xué)習(xí)中遇到的各類非通用計(jì)算問題，理解并實(shí)踐計(jì)算思維[3]。在拓展學(xué)生視野的過程中同時(shí)增進(jìn)了教與學(xué)的相互促進(jìn)，教師與學(xué)生都積極參與到教與學(xué)的互動(dòng)中，提升了教學(xué)效果。隨著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合以及人工智能的火熱，前沿性、基礎(chǔ)性、交叉性的學(xué)科研究越來越多，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和開拓精神。

3結(jié)語

身為教育工作者，從教與學(xué)的理論上思考編程語言公選課的教學(xué)問題。筆者認(rèn)為，“分方向的理論與實(shí)踐指導(dǎo)”能夠培養(yǎng)學(xué)生基于自身學(xué)習(xí)、研究方向，學(xué)好用活書本知識(shí)，更重要的是與實(shí)踐應(yīng)用相聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究精神和創(chuàng)新思維能力。本文提出了面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)Python編程教學(xué)入門的必要性，并針對(duì)該編程語言特點(diǎn)闡述了“分方向的理論與實(shí)踐指導(dǎo)”的教學(xué)設(shè)計(jì)，這是編程公選課教學(xué)適應(yīng)高素質(zhì)人才培養(yǎng)要求的一種嘗試。只有在教學(xué)過程中，聯(lián)系本校學(xué)生實(shí)際情況，不斷創(chuàng)新、改革，才能使教學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到更好的效果，為社會(huì)培養(yǎng)真正有用的人才。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王立翔.基于計(jì)算思維的python語言課程教學(xué)改革芻議[J].教育現(xiàn)代化，2017（15）：12-13.

[2]嵩天，黃天羽，禮欣.Python語言：程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的理想選擇[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2016（2）：42-47.