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人工智能實踐活動報告范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了人工智能實踐活動報告范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

人工智能實踐活動報告

人工智能實踐活動報告范文1

關鍵詞:智能機器人;外科學;專業學位研究生

人工智能(ArtificialIntelligence,AI)通過計算機技術來模擬人類的智能,是一門多學科、多領域交叉的前沿學科[1]。AI的快速發展,促使“AI+教育”模式席卷整個教育行業,能夠在一定程度上緩解教育行業持續增長的個性化需求與日益稀缺的師資之間的矛盾,從而成為教育改革的熱門和前沿[2]。當前在臨床教學過程中,醫學專業學位碩士研究生面臨跨學科知識面狹窄和臨床能力不足、本學科疾病相關基礎知識匱乏和遺忘、缺乏橫向和縱向的整合式醫學知識回顧與臨床思維訓練等一系列突出問題[3]。而智能機器人作為“AI+教育”的一種形式,集多學科知識庫、虛擬檢查和操作、病例資料庫、課程中心、個性化考核等智能模塊于一體[4],在專業學位碩士研究生臨床教學中具有巨大潛力。我們將智能機器人應用于外科學專業學位碩士研究生臨床能力培養中,取得了較好的教學效果,現報告如下。

1對象和方法

1.1對象

2019年2月至2020年1月,選取重慶醫科大學第一臨床學院在骨科進行臨床實踐的2017級、2018級外科學專業學位碩士研究生共82名作為研究對象,其中男生65名,女生17名,年齡23~30歲,平均(25.20±1.24)歲,所有研究對象均知情同意。

1.2方法

本研究采用試驗對照方法。利用骨科兩個獨立樓層的病區作為便利條件,按照隨機原則以每病區41人分入骨科兩個病區。一個病區配置智能機器人輔助臨床教學,作為試驗組,男生34人,女生7人,年齡23~30歲,平均(25.05±1.11)歲;另一病區未配置智能機器人,進行傳統臨床教學,作為對照組,男生33人,女生8人,年齡23~30歲,平均(25.37±1.36)歲。入科前統一進行理論知識考試,所有學生使用同一套試卷。兩組基線資料如年齡、性別及入科前理論考試成績比較均無顯著性差異(P>0.05)。

1.3教學實施

兩組均按照國家《住院醫師規范化培訓內容與標準(試行)》[5]進行培訓,以住院醫師負責制參加臨床醫療工作,臨床技能操作基本訓練要求按統一標準,定期以小講座、疑難病例討論形式學習相關專業理論知識。每位學生均固定醫療組,并指定一名帶教教師,均為本科室取得中級職稱3年以上的醫師。臨床實踐時長均為24周。1.3.1試驗組教學實施整體上按照帶教教師為主、智能機器人為輔的教學模式,將智能機器人應用于研究生臨床醫療實踐活動中,包括參與入科教育、崗前培訓、小講座、疑難病例討論、跟隨查房等。(1)移動數據終端功能:通過先期導入骨科教學大綱、骨科學專著、運動系統教學PPT、影像學資料、解剖資料、病理資料、教學視頻,建立智能機器人教學多學科數據庫。學生可利用智能機器人這一移動數據終端,隨時通過輸入和語音對話功能查詢、獲取相關知識,及時解決臨床活動中遇到的部分問題。(2)人工智能化輔助教育:依靠人工智能的自適應學習功能,智能機器人可在與學生不斷的交互中了解其學習短板,不斷更新臨床指南、專家共識等臨床研究進展,實現教學數據庫的持續更新。臨床教學過程中,帶教教師在講解典型疾病、分析疑難病例和操作指導時,智能機器人可以就云數據庫相關資料及網絡資源進行系統檢索,快速整合相關圖片、視頻等資料,配以語音解讀及即時問答,實現即時教學基本理論鞏固和教學深度及廣度的拓展。此外,根據對知識的掌握程度,智能機器人可為不同學生制訂個性化學習計劃。(3)考核功能:通過實時提問、課后問卷調查等形式對學生進行反饋式考核,通過下一次學習提醒或再考核,不斷促進學生鞏固所學知識,以考助練,以練代考,練考一體。1.3.2對照組教學實施采用傳統臨床教學法,學生跟隨帶教教師參與床旁示教式臨床實踐,同時參加入科教育、崗前培訓、小講座、疑難病例討論等教學活動。

1.4教學效果評價

1.4.1理論知識考試24周的臨床實踐結束后進行理論知識考試。試題命題與組卷由兩名具有副高級職稱、未承擔帶教任務的教師負責。所有學生使用同一套試題,均為選擇題,題量100題,總分100分,考核方式為機考,每位學員的題目順序由電腦隨機抽取,在相同時間閉卷完成考試。1.4.2問卷調查調查問卷為自行設計,經過本專業基地3位高級職稱專家審核。包括5個問題,設置贊同、中立和不贊同3個選項。問卷調查由住培教學秘書負責,于出科理論考核后現場發放并回收,學生匿名填寫。1.5統計學處理采用SPSS25.0軟件對相關數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差(x±s)表示,組間比較采用t檢驗;計數資料以頻數和百分比表示,組間比較采用χ2檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2結果

2.1兩組理論知識考試成績比較

試驗組理論知識考試成績為(87.02±4.89)分,高于對照組的(80.59±5.86)分,差異具有統計學意義(t=5.406,P<0.01)。

2.2兩組對教學方法的評價比較

以問卷調查方式了解兩組對教學方法的評價。共發放問卷82份,回收有效問卷82份,有效回收率100.0%。結果顯示,試驗組對教學方法的滿意度高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05,見表1)。

3討論

3.1專業學位研究生臨床教學的特點和存在的問題

專業學位研究生的學習不同于本科學生,需要培養自主探究和解決問題能力[6]。同時,臨床實踐教學亦不同于課堂教學,更需要學生發揮主觀能動性和積極性,解決臨床工作中遇到的困難和發現的問題,有目的性地獲取知識[7]。專業學位研究生臨床教學長期以來存在教學資源較為單一、缺乏新穎性及參與感等問題[8],教學內容主要局限于臨床癥狀與臨床處置,缺乏對疾病病理生理基礎、解剖基礎等相關知識的展示與梳理,導致學生機械地重復臨床工作,而對疾病診斷、影像學資料理解及分析能力較差,出現臨床實踐和基礎理論脫節現象[9]。

3.2智能機器人的智能移動數據終端功能有利于學生掌握知識

智能機器人輔助教學可以在一定程度上彌補上述缺陷[10]。本研究結果顯示,試驗組理論知識考試成績高于對照組,這提示智能機器人輔助骨科臨床教學,使學生能夠更深入地理解、更好地掌握理論知識。骨科醫療領域數據中超過50%的是醫學影像和病理圖片等非結構化數據,智能機器人通過人工智能技術建立骨科和相關學科知識庫,在臨床教學中及時、實時提供病理生理、解剖等基礎知識,進而帶來更好的決策體驗,提高臨床教學效率,讓臨床教學起到再次鞏固整合基礎知識的作用,讓學生更好地做到學以致用。智能機器人具備的自適應學習功能,高效、準確地提供相關學科知識,使師生雙方教與學的效率得以大幅度提升,交互學習和自主學習能力得以增強。

3.3智能機器人利于實施個性化反饋和考核

智能機器人的另一個重要特點就是在與學生交互過程中實時準確記錄其對知識的掌握程度,通過信息反饋分析,制訂個性化教學計劃及考核方案,實現某種程度上的因材施教,這也是帶教教師個人工作很難達到的。臨床帶教教師首要屬性是臨床醫生,并非全日制專職教師,需要承擔大量繁重的臨床工作,無法隨時隨地回答學生的問題和親自指導技能操作。因此,智能機器人對傳統帶教模式進行了有效補充,彌補了師資不足所帶來的缺陷。

3.4智能機器人提高了學生滿意度

智能機器人由于形式的新穎性和科技潮流感,激發了學生學習的主動性、積極性和興趣,活躍了臨床教學氣氛。與對照組相比,試驗組學生對教學模式的評價更高。

4結語

智能機器人輔助骨科臨床教學,提高了專業學位研究生臨床教學質量,得到了學生的普遍認可,同時對現有培養制度進行了有效補充,豐富了教學手段,創新了培養模式,值得進一步探索。但人工智能在醫學教育中的應用尚處于起步階段,技術上不太成熟,功能設計也有待研發人員和醫學教育人員共同完善。值得一提的是,智能機器人可以提高醫學生的學習效率,但不能完全取代教師。人類的想象力、獨創思維、交流能力是人工智能暫時無法具備的,醫學專家豐富的理論知識和寶貴的臨床經驗,以及言傳身教的影響力,在專業學位研究生臨床實踐教學中始終占主導地位,不可或缺。

參考文獻:

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[8]郝婷,李玉華,李建光.基于“醫教協同”背景下的臨床醫學類專業學位碩士研究生課程教學現狀與對策研究[J].新疆醫科大學學報,2017,40(8):1125-1126.

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人工智能實踐活動報告范文2

機器人競賽是一項很好的科技創新活動,形式繁多,內容豐富。設計方案的開放性,也為學生的創新奠定了基礎。參賽者可以用不同的方法實現同一個項目,通過比賽,激發其對機器人的學習興趣,引導他們積極探索機器人新科技,為其自主創新能力的培養提供良好的平臺。中國機器人大賽暨RoboCup公開賽:1999年,在RoboCup國際委員的支持和授權下,首屆中國機器人大賽暨RoboCup公開賽在中國重慶舉辦,目前是中國機器人最具影響力的賽事,比賽共設立12類65項賽事。機器人競賽種類多、規模大、水平高,為大學生進行創新實踐活動提供了很好的平臺。“未來伙伴”杯中國智能機器人大賽(暨國際機器人滅火比賽中國賽區選拔賽),是中國人工智能機器人專業委員會等多個單位主辦的一項全國性賽事。大賽包含機器人救火大賽、機器人足球比賽、機器人創新大賽、機器人搜救大賽、機器人擂臺賽和機器人舞蹈戲劇大賽等6個主題項目。其中機器人救火大賽是國際賽制機器人滅火比賽(暨國際機器人滅火比賽中國賽區選拔賽)?!帮w思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽,由教育部委托高等學校自動化專業教學指導分委員會主辦。競賽分競速賽與創意賽兩類比賽。自2006年首次舉辦以來,“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽已經成功舉辦了6屆。

機器人實踐教學的具體實施

機器人競賽、創新實踐是一項很好的科技創新活動,機器人的趣味性易于激發學生學習和研究的興趣,同時將創新實踐、競賽引入教學過程,使學生變被動學習為主動學習和研究?!皺C器人項目教學法”的一般教學結構如圖1所示:“項目教學法”最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”,改變了以往“教師講,學生聽”被動的教學模式,創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。本文以參加2012年中國機器人大賽暨RoboCup公開賽的醫療與服務機器人組的項目為例,在比賽初期確定人員,將不同專業和不同年級的學生組成一個競賽小組,研究競賽規則、制定項目方案、機器人結構設計、電路設計、程序調試,學生分工合作,過程中集思廣益、取長補短、團結協作。這種在探索中學習的過程是其他教學環節無法實現的,對于培養學生的實踐創新能力非常重要。本文以一種醫療與服務機器人設計為導向的項目教學法,按照以下六個教學步驟進行:1.項目的申請根據學院參加機器人競賽的實際情況,中國機器人大賽暨RoboCup公開賽,作為全國最具影響力的機器人比賽。本學院主要參加了醫療服務機器人、機器人游中國、擂臺等機器人項目,學生可以針對感興趣的比賽項目,或者根據江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃,申報項目,填寫申請書。教師針對學生申報的項目,分析學生的實際情況,建議選擇項目規模和難度適中的項目。中國已經進入了老齡化社會,而且在今后幾年內老齡人口數量將會呈上升趨勢,老齡化將更加嚴重。老齡化使社會的勞動力減少,一些老年人不僅不能參加勞動,而且有的甚至失去了自理能力,需要人照顧,這就增加了他們的子女以及社會的負擔。年輕人為了工作日益繁忙,在目前服務行業工作者稀缺的背景下,在醫院時不時會有行動不便的病人需要護士和家人的攙扶。而在沒有人幫助的情況下,行動不便的病人寸步難行,稍有不慎就有可能摔倒受傷。所以筆者建議學生選擇參加醫療與服務機器人創新設計與制作賽項,設計一種醫療服務機器人更好的服務病人。2.項目團隊的建立建立學生團隊,營造互相競爭、互相幫助的學習氛圍,學生在做項目過程中攜手合作,彌補相互間的不足,遇到問題大家一起討論解決,這讓學生體會到團隊的重要性,做到共同進步。同時,團隊的學生分工明確,每人負責項目的某一部分,使學生真正參與到項目中,整個項目的完成,離不開每一個學生,學生為使項目不會因為自己負責的部分沒有完成而主動學習,主動查資料,可以培養和提高學生的自主學習能力。學生團隊的建立,應考慮學生的專業,年紀,特長等因素。教師確定一名隊長,根據項目的特點,隊長可以自己招學生,實現學生管理學生。參加醫療與服務機器人創新設計與制作賽項,筆者選擇了5名學生,隊長由09級的一名學生擔任,該生組織能力比較強,專業能力也比較脫出,由他負責整個項目的進展,匯報工作。其他學生分別是1名2009級的,2名2010級的,1名2011級的,專業分別是自動化、測控、電氣。3.項目任務、計劃的制定團隊負責人制定機器人項目工作計劃,確定工作步驟。機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的智能儀器。本次設計的醫療服務機器人由小組討論決定,醫療服務機器人外形像輪椅,病人能夠獨自駕駛去化驗室拿取報告,去門診找醫生復診,降低護士工作量及病人家屬的負擔。為使醫療服務機器人更好的服務病人,該團隊為機器人設置了兩種模式:座椅模式和病床模式,免去了病人就診、休息時需要被移動到病床上的麻煩。機器人將現場鍵盤控制和遠程控制相結合,實現護士對病人的遠程監護,機器人在前進過程中,檢測到前方有障礙物時就會立刻停下,減少不必要的事故。同時機器人配備了機械手,可以幫助病人取物品,最大程度幫助病人。根據團隊中學生的專業、特長等分配任務,負責機器人機械結構設計的學生需要畫圖紙、電焊等來完成機器人結構的設計、機械手的設計;電路設計的學生制作包括單片機電路、電源穩壓電路、電機驅動電路、紅外避障電路、鍵盤輸入電路;測控專業的學生負責電路的測試、場地的制作等工作;程序編寫的學生,完成程序的設計、調試;控制界面的設計由另外一個學生負責,主要是VB編寫上位機、WIFI攝像頭的調試、藍牙通信的調試。根據機器人項目的特點,學生在制作過程中可適當地作一些調整。根據項目完成的時間確定工作步驟,進行時間分配。最終得到教師的認可才能執行。4.項目制作學生自己確定各自在小組中的分工,然后按照已確立的工作步驟和程序工作?;跈C器人項目的作品成果形式多種多樣,可以是調查報告、實物模型、演講稿、論文等。通過展示作品成果,可反映學生在項目完成過程中所掌握的技能。本次設計的醫療服務機器人成果包括機器人模型一個、機器人設計與使用說明書一份、演講稿一份。在本項目比賽結束后,指導學生按照他們設計的醫療服務機器人撰寫論文、申請專利。5.項目檢查評估整個項目檢查評估采用答辯的形式向教師匯報,首先由隊長對整個項目進行匯報總結,再由隊員對自己負責的工作進行匯報和自我評估,并且對設計的醫療服務機器人進行展示,教師根據團隊成員的表現、研究成果表述和作品的展示進行檢查,為到現場比賽作準備。針對項目中出現的問題,師生共同討論,教師引導學生獨立思考問題,解決問題。學生通過對比師生評價結果,找出造成結果差異的原因6.項目資料歸檔或應用為使學生養成良好的習慣,項目結束后,教師監督學生將項目工作資料整理歸檔,材料包括項目申報書、進度表、機器人機械結構圖、程序設計流程、機器人控制程序、項目結項書、項目報告講義等。

機器人項目教學的成果

人工智能實踐活動報告范文3

摘 要:隨著互聯網技術和電子商務的飛速發展,傳統的電子商務管理模式已經受到制約,而電子商務企業又急需實現對現金流、信息流、物流全方位管理和監控,同時有需要對上下游供應商、經銷商、企業、客戶進行全面的協同管理,實現高效的資金周轉。傳統的電子商務管理模式已經不能適應當下的電子商務企業快節奏的發展,電子商務的管理模式面臨著新的變革。文章通過介紹近年來國內外學者對電子商務管理研究的主要領域和熱點問題,指出國內外學者需要加大電子商務管理研究的深度與廣度,從而盡快形成一套適合當下電子商務環境的電子商務智能管理模式,以指導企業高效的開展電子商務活動。

關鍵詞:電子商務;智能管理;研究現狀

一、研究目的

電子商務作為一種高速發展的商務模式,傳統的技術理論和管理模式明顯不能滿足企業電子商務客戶量增加、產業擴大、產品更新的要求,難以有力地支持電子商務的改革與發展。為了適應當前激烈的競爭環境和未來可能出現的危機,最大限度的發揮其商業效益,一些較大的電子商務企業紛紛引入智能管理理念并以此來提高其核心競爭力。

電子商務智能管理作為電子商務事業的重要組成部分,也是開展電子商務實踐活動與信息服務的重要前提。國內外關于電子商務智能管理的研究大部分是關于電子商務管理理論、電子商務檔案、訂單、客戶關系、交易、電子商務智能管理系統(推送系統、談判系統、系統、決策系統)等層面研究,目前尚無專門針對電子商務智能管理全面、系統性的宏觀問題進行研究的課題。企業在實施電子商務智能管理時,只能探索性的在電子商務流程中某一環節上進行改進并積累經驗,而電子商務的商業模式具有其特殊性,完全照搬其他行業組織的管理方法模式不僅在技術上難以實現,而且也難以達到預期目標。

二、研究意義

關于電子商務智能管理,在國內外還沒有相對完整、成熟的理論和模式來指導電子商務實踐活動。從企業和客戶兩方面出發,即可以幫助電子商務企業獲得其商業效益和客戶滿意度,達到共贏的目的。研究電子商務智能管理的意義主要表現在以下幾個方面:

(1)分別從企業和客戶的角度最大限度的了解雙方需求,為開展電子商務智能管理工作提供理論支持。

(2)可以擴大電子商務行業的社會影響力,為電子商務行業爭取更多的政策傾斜。

(3)通過與其他行業(如物流、金融)的合作,提高我國電子商務行業的整體水平。

(4)可以完善電子商務智能管理理論體系,引導電子商務企業推動自身的發展和拓展管理渠道,對外展示與電子商務相關的內容、理論、系統技術,以吸引更多的人參與研究和實踐。

三、國內外同類課題研究現狀及發展趨勢

20世紀90年代末,Internet逐漸普及化,基于互聯網的電子商務活動被正式推上了歷史舞臺。這也意味著電子商務以非常迅猛的速度形成了一套系統學科體系。隨著電子商務的迅速發展和普遍性的應用為世界帶來了重大變革,伴隨而來的便是一種全新的管理思想:電子商務管理思想。電子商務的發展給人類帶來的變革是以往的任何一次變革都無法比擬的深遠影響。迅速發展的電子商務是建立在高速發展的技術平臺上的,所以其所具有的頑強生命力可想而知。但它并不是完美的,也有著其與其它新興事物一樣的局限于缺陷,它所面臨的障礙急需解決。因此,在不久的將來,電子商務活動的理念和觀念必定會發生重大轉變:

(1)新生、小微企業得到快速發展的環境:隨著社會環境的不斷完善和互聯網技術的不斷進步,電子商務活動將獲得迅速發展,相關新興企業也將逐漸崛起,形成一套完整的電子商務活動生態圈。

(2)電子商務企業將以技術為中心的理念逐步轉向以市場、客戶為中心。

(3)傳統的“三流”將以信息流為主導,資金流和物流為輔助,強調三者有機結合和統一協調。

(4)商務模式:從初期的B2C、B2B發展到統一、開放、集成的電子集市與外延更廣泛、內涵更深刻而豐富的電子商務動態戰略聯盟DSA(Dynamic Strategy Alliance),同時電子商務模式實現的本地化趨勢將更為突出。

(5)管理模式:從信息資源管理發展到知識管理。

(一)國外研究現狀

從1996年起,國外的相關學者對電子商務管理系統進行了一些探索性的研究。并從各個方面研究了電子商務智能管理活動。

Kalakota R,Whinston A B[1]在《電子商務》一書中,提出電子商務環境下的管理理論新框架已逐漸開始形成,一種依托于知識信息,以高效率、高質量、低成本的管理理念初步形成。

Ravi Kalakota[2]的著作《電子商務管理指南》從理論和實踐的角度以大量生動的電子商務實踐案例來指導企業應如何從事電子商務活動。

Martin V.Deise[3]等編著的《電子商務管理者指南:從戰術到戰略》從管理者的角度出發,論述了戰略、戰術等各個層面的電子商務管理實踐操作。

Sandeep Krishnamurthy[4]從一些著名的公司成功或失敗的電子商務案例分析入手,整理出了一些整合的電子商務模型和網絡技術,為企業的管理者們詳細的闡述了電子商務管理的過程。

Jae Heon Park,Sang Chan Park[5]提出了基于的系統的商品管理模式,像人一樣自主的在企業電子商務環境下(B2B)進行評價、選擇商品和預測。為了便于Agent的智能行為,將數據包絡分析(DEA)等分析工具、遺傳算法(GA)、線性回歸算法和規則歸納算法引入到系統。該系統將實現商品管理及時、自主和有效。有效的商品管理可以降低庫存水平的同時增加銷售和利潤?;诘纳唐饭芾硐到y將提高成功的零售公司的潛力。

Deng Neng Chen,B.Jeng,Wei Po Lee et al[6]解決了B2C模式下如何將個人的偏好綜合為一個群體的共識。探析了如何在群內互相交流,以及如何共同與賣方談判等問題,致力在電子市場建立一個成功的商業模式。并提出一個基于多框架的買方集體采購模型。

Pauline Ratnasingam[7]探討了B2C電子商務模式與客戶關系管理相互影響的因素(ECCRM)。基于客戶關系管理理論,電子商務理論,信任度和忠誠度,Pauline Ratnasingam開發了一個集成框架的模型來說明ECCRM反映交易和溝通的關系、影響顧客購物時間周期的軟硬件因素。

Yun E.Zeng,H.Joseph Wen,David C.Yen et al[8]梳理了客戶關系管理(CRM)和B2B的相關性。文章認為它們是兩個不同的模塊,但有許多相似之處。CRM和B2B的整合將有利于所有相關各方的業務流程,包括銷售,市場營銷,客戶服務,和信息支持。Yun E等人討論了兩者特征、相似性、和B2B和客戶關系管理的差異,還探討了CRM與B2B整合策略以及當前的問題和未來的發展趨勢。

Koki Murakata,Tokuro Matsuo[9]探討了電子商務中的評價系統的智能計算、電子商務智能計算的理論。為了避免交易信息不對稱和不完整,設計了一個交易的評價機制。并給出了實驗證明了提出的機制對于交易成功率較高。

(二)國內研究現狀

從2001年起,國內加大了對電子商務管理方面的研究。但是,在目前的電子商務管理領域中的研究方法還缺乏先進性和科學性,沒有真正認識到電子商務環境下的各種活動之間的有機聯系。例如,在對電子商務中的物流管理進行研究和討論時,并沒有對各項管理如知識管理、信用管理等方面進行同時探討,也沒有把各項管理活動統一到一個完善的系統中進行考慮。

涂序彥、李秀山、陳凱[10]在《智能管理》中系統地論述了智能管理系統的基本概念、總體方案、設計方法、開發策略、關鍵技術及應用事例,提出智能管理是現代管理科學技術發展的新動向。

楊德禮[11]主持的國家自然科學基金重點項目“電子商務環境下管理理論與方法研究”,將電子商務管理理論與方法推向了一個新的高度。他從“電子商務環境下的企業戰略管理方法”、“電子商務環境下信息管理的特點與相應方法”等方面研究了電子商務環境下管理理論與方法,將電子商務管理理論與方法推向了一個新的臺階。

鐘元生[12]從管理學的角度總結了由中國高校電子商務專業建設協作組支持的“電子商務與電子政務管理”國際會議。本次國際會議是國內第一次正式地將電子商務研究引入管理領域,這次會議所倡導的從管理視角研究電子商務、“點面結合”深入研究電子商務管理,必將掀起電子商務管理研究新的。

孫寶文,王天梅[13]的《電子商務與管理模式變革》通過對電子商務的特點、發展現狀、應用模式分析的基礎上,提出了基于價值鏈的電子商務模式理論;論述了客戶關系管理對傳統企業實施電子商務的重要性,以及主要實施步驟和內容等。

王學東[14]明確的提出了電子商務管理就是以“信息流、資金流、物流”相互協同為核心思想的觀點,構建了電子商務管理體系,闡述了電子商務管理的原理、內容、方法,探究了電子商務管理思想的產生和發展,架構了電子商務的管理平臺。

張冬青[15]通過對檔案智能化的研究,提出了電子商務檔案管理的智能化需求主要體現在電子商務檔案的存儲智能化、檢索智能化、應用的智能化。電子商務檔案信息檢索的智能化發展歷程同步于圖情信息智能檢索技術的發展歷程。電子商務檔案應用的智能化體現在智能化的商情預測、營銷策劃及客戶關系管理。

李偉超,牛改芳[16]分析了智能技術的概念、功能特點、工作原理等,探討智能在網絡信息檢索和服務方面的重要作用,并預測性的提出了移動技術廣闊的前景。

于茜[17]認為在我國的高速發展的電子商務這一領域積累了海量商務數據,經過數據挖掘后可為商家提供決策支持,基于數據挖掘的電子商務決策系統對商家的可持續發展具有深刻意義。

黃承龍[18]提出了一種基于序列模式協同推薦系統,預測在電子商務環境下顧客購買行為的逐漸變化、顧客的購買模式的逐漸變化。以一個兩階段推薦過程來預測顧客的購買行為、以及產品類別。

國內電子商務智能管理領域的學者大多是從基本概念入手,提出各自的研究目的和意義,并對研究課題所涉及的技術問題加以支持,同時也對其存在的問題進行分析,并提出相關建議,最后給出未來的發展方向。相對國外在電子商務智能管理研究方面可以說較為先進,結合實驗、案例詳細的闡述了電子商務管理的系統構建、智能算法、智能、客戶關系、人工智能技術等方面的一些問題,但還沒有探討出一套針對現今電子商務企業全面性的智能管理理論。

四、電子商務智能管理在企業中應用問題的發展趨勢

隨著電子商務的蓬勃發展,更加智能化的電子商務將逐漸走入人類的日常生活中。電子商務企業將通過智能的管理系統實時、完整、安全地對客戶的數據進行存儲和管理,在必要時結合云技術對客戶活動行為產生的數據進行分析。提供有價值的分析報告,準確的做出及時性客戶價值評價、企業和客戶雙向滿意度評價,服務質量評價、營銷效果評價、未來市場需求等報告??傊?,電子商務智能管理的實現將為企業的各種經營活動提供智能的決策信息。(作者單位:黑龍江大學信息管理學院)

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人工智能實踐活動報告范文4

機器人是現代技術特別是信息技術發展的綜合體現,是中小學信息技術課程和綜合實踐課程的良好載體。機器人教育具有實踐性強、探索性強和綜合性強的特點,有利于學生迅速接觸前沿研究,并有利于提高學生的創新能力和科學素養。機器人提供了一種素質教育和創新教育相結合的生動形式。

為了培養學生的動手能力、創新能力、綜合能力和協作能力,我校從2009年開始進行機器人創新教學,先后設計制作了多項創新機器人,并以機器人創新為支點,深化創新教育改革。下面結合自己6年來在信息技術活動中開展機器人創新教育方面的實踐,談談以機器人為載體的信息技術創新教育:

1 組織各種科技活動,培養學生的學習興趣

機器人活動不能簡單地看成是組織一次學生活動或參加一次競賽,而應該利用科學探究的方法去研究在機器人教育中學生的科學素養如何培養問題,以機器人教育為載體來提高學生的科學素養。并把在機器人教育中科學素養的培養內容和方法推廣到科技小發明等其他科技活動中。

我校每年組織一次機器人比賽活動,由同學們自己制訂比賽規則,賽后參賽同學需要對自己的機器人作品的設計思路進行闡述。在去年舉行的機器人射門比賽中,機器人在離球門不同的角度和不同的距離的三個點上發射乒乓球到球門內,機器人必須要有彈射球裝置,并根據射門難易度不同而設置不同進球分值。這種形式有效地調動了學生的學習興趣,豐富了學校文化生活,也展現了學生的創造才華,并有效地提高了機器人應用水平。這個項目成為廣受歡迎、最具人氣的學校文化活動之一。

2 舉辦科技展,學習借鑒創新思維

為了讓學生進一步了解青少年科技創新大賽,激發青少年對科學的興趣,更好地培養和提高青少年的科技創新精神和實踐能力,開闊他們的眼界,啟迪他們的思維,我校每年在順慶區青少年科技創新賽結束后都要舉行科技創新作品的展覽,把全區獲獎的優秀作品實物展覽,消除了同學們對科技創新的神秘感,很多同學發現其實發明創造離我們很近,也許一個好的想法,一個好的點子就能成就一個小發明,小創造,極大地提高了同學們的制作、創新作品的熱情,從而培養學生的創新思維。

3 敏銳觀察,積極思考、敢于創新

敏銳的觀察能力對于每個人來說,都是不可缺少的能力素質。獨立思考是一個人進行創新活動的前提,也是素質教育的目標之一。這些都需要在后天的實踐中逐漸培養起來的。

機器人創新可以在實際的教學過程中培養學生良好的觀察習慣,提高觀察能力。我們經常要求學生調試時留心觀察機器人的運動情況、觀察周圍光線環境、觀察觀感和黑線的位置等等,這在很大程度上鍛煉了學生的觀察能力。如走軌跡機器人,經常會出現機器人脫離軌跡的現象。我們建議學生主要從環境光的干擾方面考慮。通過仔細觀察發現,在電源正常的情況下,模擬黑標安裝的高低位置不同,采集的數據也相差很大,降低模擬黑標離地面的高度,安裝位置越低效果越好。另外在模擬黑標上套上用熱縮管做成的一個黑色小圓圈,防止外界光的干擾,通過這些調整,機器人能很穩定地完成任務。

提高觀察力還要克服粗心大意、不求甚解的毛病,心要細,把觀察與思考結合起來。機器人活動中,一丁點的誤差也會導致失?。杭t外線的影響、光線的變化、電量的消耗、機器人每次放置的位置都會影響你的成績。在不斷的失敗中,學生懂得了如何保持平和的心態,仔細觀察,積極思考,發現問題所在。勤于觀察、善于思考的人才能擁有充滿希望的未來之路。

4 以老帶新 同伴互助 共同進步

隨著機器人活動開展的深入,成員越來越多,加上不同興趣小組研究的課題不一樣,小組碰到解決不了的問題,教師無法及時解決,效率不高,于是,我們采取以老帶新,同伴互助,共同進步的方式,新的興趣小組有問題先跟老隊員小組討教,一般都能得到妥善解決,老隊員也在幫助新隊員的過程中得到了鍛煉。對于確實解決不了的問題,再跟教師一起研究,使教師的指導更加深入,更加有效。

5 以任務驅動為形式,開展項目教學

機器人教學中,教師起著指導者、組織者、幫助者、合作者的作用。在掌握基本知識后,同學們以小組合作為形式,進行創新設計、編制程序、組裝部件、演習實驗、研究反思,各個小組可以確定各自不同類別的機器人進行研究,課題截然不同。這樣如何保證教學組織呢? 教師嘗試采用任務驅動式的項目教學,讓學生根據興趣和研究的問題組成項目小組,每個項目小組內部又根據研究具體任務進行責任分工,教師根據學生需要幫助項目小組選擇明確的研究課題,并宏觀指導,具體設計研究則由各項目小組合作來完成,教師最后負責鑒定各小組的研究報告、機器人操作演習。完成某個項目后,原項目小組即告解散,再重新確定下一個研究課題,重組結構。這種教學方式任務明確,資源共享,靈活自主,操作性強,收到了很好的教學效果。比如同學們在制作迎面接力機器人的研究過程中,調查參閱大量文獻資料,涉及了信息技術、電子技術、機械結構等在內的多個技術領域,他們聯合攻關,反復推敲,改進設計,最終出色地完成了項目任務。事實上,學生在設計操演過程中,已經有效地構建了知識系統,并創造性地應用于實踐活動,同時培養了創新思維、合作精神和競爭意識。

6 加強學科整合,培養學生綜合素質和實踐能力

人工智能實踐活動報告范文5

關鍵詞: 物理創新教育 生活 實踐活動 網絡

創新是時代的要求?!耙⒅貜那嗌倌耆胧峙囵B創新意識和實踐能力,積極改革教育體制和改進教學方法,大力推進素質教育,鼓勵青少年參加豐富多彩的科普活動和社會實踐”。作為農村初中教師,我們要把創新作為教育教學的重要目標之一,在戰略上從大處著眼,要充分認識創新的時代意義和迫切感,在戰術上從小處著手,從改變自身的教育理念做起,立足自身的實際情況,從身邊的小事做起,從生活中做起,在教育教學活動中給學生創設一個盡情發揮聰明才智和創造力的平臺,不求學生有驚天動地的創新偉業,力求學生從小就具備創新的意識,讓學生的自主性、創造性在學習活動中得到了淋漓盡致的發揮。

一、更新教師的教育觀,是我們教育的當務之急

創新的基礎在教育,教育創新的根本任務就是培養學生的創新精神和創新能力。多年來,在教育實踐中我們面臨的不是教師能否從事教育創新的問題,而是絕大多數教師缺乏教育創新的意識。他們怕改革、怕影響升學率、怕家長抱怨,因而被迫或自愿地“沉睡”在應試教育模式之中。學生從小學到中學的學習幾乎完全依賴教師,從思維的培養方面,只要求按教師和書本之導向去記憶和容納知識,既缺少創造性思維的要求和壓力,又缺少相應的訓練,因此創造心理逐漸淡化,養成了依賴思維心理。為此,教師教育觀念的更新已是當務之急。知識經濟時代、網絡時代,師生關系由授受關系轉為討論關系、交往關系。“只有民主才能解放最大多數人的創造力,而且使最大多數人之創造力發揮到最高峰”。為此,教師在教學中不僅要營造民主、合作的學習氛圍,而且要鼓勵學生自我評價、相互評價,以培養他們對自身努力的肯定和信心。 創設和諧、自由、安全、寬松的創新教育的環境的責任在教師,要為人師表,要有創新意識和實踐能力,不能僅滿足于讓學生接受知識,而應使學生學會創造。

二、立足農村初中的實際情況,以生活為基礎,激發出學生創新的火花

在我們農村學校,不管從硬件到軟件,與城市學校相比是有巨大落差的,要像城市學生那樣進少年宮、走科技館、訪科學家是基本做不到的。那么我們應怎樣來實施創新教育,激發學生的創新火花呢?陶行知先生在《創造的兒童教育》一文中說過一段有趣的故事:一個朋友的太太,因為小孩子把她的一個新買來的金表拆壞了,在大怒之下,把小孩子結結實實地打了一頓。于是陶行知先生對她說:“恐怕中國的愛迪生被你槍斃掉了。你可以把孩子和金表一塊送到鐘表鋪,請鐘表師傅修理,他要多少錢,你就給多少錢,但附帶的條件是要你的小孩子在旁邊看他如何修理。這樣修表鋪成了課堂,修表匠成了先生,令郎成了速成學生,修理費成了學費,你的孩子好奇心就可得到滿足,或者他還可以學會修理咧。”這個故事告訴我們“生活即教育”。要實施創新教育,我們就要從生活中找源泉,“解放小孩子的頭腦”,“解放小孩子的雙手”,“解放兒童的時間”。以生活為基礎,降低創新的門檻,撕去創新教育的“神秘化”外衣,讓學生從小事做起,從身邊的事做起,在動手動腦中激發出創新的火花。例如橡皮泥和陶泥是很容易買到的物品,學生們用它們做成了能浮在水面上的小船,這其中就蘊涵著創新的靈感和火花。日常家里的廢舊用品,如茶葉罐、洗發液的瓶、硬紙盒、香煙盒,等等,都是物理實驗的好器材。我們還引導學生進行利用廢舊用品自制天平活動。這樣的活動不但是知識的展示,而且能夠給學生創造的體驗,使學生的創造欲得到充分的滿足。

三、開展綜合實踐活動,拓闊學生的視野,激發創新意識

物理綜合實踐活動的內容是由每一所學校根據實際充分發揮師生的創造性而定的。我們在確定綜合實踐活動時遵循兩個原則:一是尊重每一個學生的興趣、愛好和特長,二是體現每一所學校的特色。我校所處地是一個電子電纜制造發達地區,大部分學生家長是電子廠的職工,好多學生耳聞目染,對電子技術很感興趣。所以我們以電子電路為綜合實踐活動的主要科目,這也是我??萍冀逃奶厣?。學校在為學生參與綜合實踐活動尤其是研究性學習方面做了大量準備工作的基礎上,先后抓了以下幾個環節:①指導學生確定選題;②組織課題組,制訂課題研究計劃與活動方案;③組織研究,落實方案;④活動成果展示與交流;⑤撰寫實踐活動報告。如我校幾位老師分別指導本班學生確定和開展了《家用電器待機耗電的調查》、《冰箱冷凍溫度的高低與耗電的研究》等綜合實踐活動課題的研究,都體現了一定的課題特色,并取得了一定的成效。

幾年來,通過走出去和請進來的方式,我們組織學生參觀工廠自動電纜生產流水線,參觀電器制造廠,請工廠技術員介紹電子元件的作用等。綜合實踐活動的開展,拓闊了學生的視野,激發了學生的創新意識。在學校的電子制作活動中,我們的學生制作了聲控小電扇、聲控電燈、光控電燈、生日電子卡片等。

四、網絡是農村學校進行創新教育免費資源

隨著現代科技的迅猛發展,信息技術發生日新月異的變化。網絡技術逐步滲透到人類生活的各個領域,網絡環境由于自身的特點反映出網絡學習的交互性,實現了人機對話與人工智能化,同時,網絡改變了世界的界限,其信息量大,時代性強,實現了信息資源的共享,網絡環境的開放性促進了人與人之間交流與合作,為人類知識學習帶來許多有益的幫助。電腦在農村也逐漸普及,幾乎每個學校都建有電腦網絡教室。所以,利用網絡上的免費資源進行創新教育是可行之舉。我們在實施過程中,讓學生帶著問題去上網學習。教師先確定每一個階段上網學習的內容與目標,然后向學生提供相關的網站,讓學生去上網瀏覽學習,做好學習筆記,并在下一節課上進行討論。這樣既提高了上網瀏覽的效率,又解決了學生進了網絡教室偷偷玩電腦游戲的問題。學生在網上了解了近幾年的全國青少年創新大賽的情況,從中開闊了眼界,激發了學習和創新的欲望,利用電腦軟件進行仿真練習,使電子電路的設計簡單明了。在江蘇省青少年電子技師電子制作軟件仿真練習比賽中,我校學生獲得了優秀的成績?,F如今我們的學生熟知的科普創新類網站有:省略.cn(江蘇公眾科技網)、省略.(AST321中國科普網址大全)、省略/ (科學大眾)、省略.cn(上海市青少年科技教育網)、省略(中國科技教育資源網)、省略.cn (中國青少年科技輔導員協會)等數十個。由于科普、創新教育的介入,學生在上網時已養成了自覺瀏覽科普網站的習慣,不再一味地玩網絡游戲,學會了正確合理地利用網絡資源。

通過幾年來的實踐,我們認為在農村學校的物理教育中開展創新教育,要立足農村學校的實際情況,要充分利用好農村學校現有的資源,讓學生從生活中的小事做起,使學生從小就具備創新的意識和創新的欲望,將來長大成人后成為建設祖國的創新人才。

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人工智能實踐活動報告范文6

關鍵詞:大學計算機;素質教育;計算文化;計算科學;計算思維

從教育學意義上講,素質主要指人在先天生理的基礎上,在后天通過環境影響和教育培訓所獲得的內在的、相對穩定的、長期發揮作用的身心特征及其基本品質(Character)。古人對素質的重要性早就有論述:“有出格見地,方有千古品格;有千古品格,方有超方學問;有超方學問,方有蓋世文章。”[1]當前,大學生素質教育的具體內涵就是要培養學生高尚堅定的人格、理性辯證的思維以及對科學精神的追求。為此,大學的通識教育應注重傳遞科學精神和人文精神,體現不同文化和不同學科的思維方式和魅力。相應地,大學計算機素質教育的基本要素就是傳承計算文化、弘揚計算科學和培養計算思維。

一、傳承計算文化

計算文化(Computational Culture)就是計算的思想、方法、觀點等的演變史。它通過計算和計算機科學教育及其發展過程中典型的人物與事跡,體現了計算對促進人類社會文明進步和科技發展的作用以及它與各種文化的關系。

通過計算文化的教育,可以讓高校學生了解計算科學與人類社會發展的關系,為學生展現計算之美,從而使學生對計算科學產生興趣。

1.對計算文化的理解要建立在對計算本質的認識上

計算文化是指“計算”這個學科所蘊涵的文化,我們理解計算文化首先要對計算的本質有清晰的認識。人類對計算本質的認識經歷了三個階段。

第一個階段是計算手段器械化。計算手段的器械化是“計算”學科的基本屬性。在古代,人類社會最早使用手指、結繩、算籌等方式進行計算。公元11世紀中國人發明了算盤(Abacus)。1275年西班牙的R. Lullus發明了旋轉玩具,可以將初始符號串通過機械變換得到另一個所希望的字符串。1614年法國的B. Pascal受鐘表齒輪傳動裝置的影響,制造了能夠進行加法和減法運算的“加法機”。1673年德國人G. W. Leibniz設計制造了能夠進行加、減、乘、除的計算輪(Calculating Wheel),為手搖計算機的發展奠定了理論基礎。到了19世紀30年代,英國人C. Babbage設計了能用于計算對數、三角函數等的分析機。以上這些計算工具的特點都是機械式的,無法實現自動計算。到了20世紀,美國人V. Bush研制了能求解微分方程的電子模擬計算機;20世紀40年代,德國人K. Zuse和美國人H. Aiken研制了用繼電器作為部件的二進制機電式程序控制計算機;到了20世紀四五十年代,美國研制了所謂第一代電子管數字計算機ENIAC和EDVAC。

第二個階段是計算描述形式化。人類對計算本質的真正認識,取決于對計算過程的形式化描述。形式化方法和理論研究起源于數學的基礎研究。首先Russell發現了Cantor集合論的邏輯矛盾,即“羅素悖論”;接著,Hilbert提出了形式邏輯系統的完備性,即Hilbert綱領。但G?del指出了形式系統的不完備性,Hilbert綱領的失敗啟發了后人應避免花費大量精力去證明那些不能判定的問題,而應把精力集中于解決問題的“可計算求解性”。在Hilbert綱領失敗的啟發下,圖靈從計算一個數的一般過程入手,將可計算性與機械程序和形式化系統的概念統一起來,從而真正開始了對計算本質的研究。圖靈計算就是計算者(人或機器)對一條兩端可以無限延長的紙帶上的0和1符號執行操作,一步一步地改變紙帶上的0或1值,經過有限步驟最終得到一個滿足預先要求的符號變換。在研究問題的可計算性時,圖靈是從一種簡單的數學機器出發來研究計算概念的,通過引入機器狀態,使用了本質上具有指令特點的程序運算操作。這種數學機器雖不是一臺具有現代意義上的計算機,但它卻是一種操作十分簡單且運算能力很強的計算裝置,它就是著名的圖靈機。

第三個階段是計算過程自動化。當計算機執行的過程能實現自動化時,它才能真正發揮強大無比的計算能力。馮?諾依曼提出了存儲程序的概念,將機器所執行操作的步驟(即所謂程序)和操作對象(即數據)一樣都存入計算機的存儲器中,這是一個很大的進步,在計算機發展歷史上具有革命性的意義。一旦有了存儲程序的概念,運算對象(數據)和運算指揮者(指令)都一視同仁地存放于存儲器中,通過程序計數器,機器就可自動連續運行,無需操作員干預,從而實現了計算過程的全部自動化。

2.計算機發展的歷史是計算文化的生動載體

在計算機發展的歷程中,出現了一些對計算機發展具有重大意義的事件及人物[2],對計算學科的發展產生了深遠的影響。例如,計算理論的奠基者阿蘭?圖靈,為計算機科學做出了重大貢獻。ACM專門設立了圖靈獎來紀念這位卓越的科學家,圖靈獎已經成為計算機科學界的諾貝爾獎。又如,提出了“存儲程序式電子數字計算機”概念的馮?諾依曼,被譽為“計算機之父”?,F在各種各樣的計算機仍然采用他提出的體系結構,從而又被統稱為“馮?諾依曼計算機”。

這樣的人物還有很多,他們的事跡是計算文化的生動載體,從中我們可以得到很多啟示。例如,不少計算機科學家都很喜歡甚至癡迷物理,和諾貝爾物理學家私交甚深,也有很多計算機科學家似乎對生物學普遍感興趣,認為計算機智能的下一個大進展將來自于生物學;重視學科交叉是計算機科學家取得很多創新性成果的重要因素。又如,科學研究同時也是冒險之旅,科學家要取得成就必須要有犧牲精神,著名結構大師D. Lenat在做項目研究時曾說過:“作為研究人員,我們其實就是在拿自己生命中的三十年進行賭博。”這些啟示對于有志于從事科學研究的大學生都是很重要的。

二、弘揚計算科學

從計算的視角,計算科學(Computational Science)是一種研究數學建模、定量分析以及利用計算機來分析解決問題的研究領域;從計算機的視角,計算科學(Computing Science)是一種利用高性能計算能力預測和了解現實世界物質運動或復雜現象演化規律的研究領域。

隨著時代的發展和技術的進步,人們對計算科學的概念有了更深一步的認識和理解。

1.偉大的計算原理(Great Principles of Computing)[3]

P. J. Denning曾指出:計算不僅僅是一門人工的科學,還是一種自然的科學。計算不是“圍繞計算機研究現象”,而是研究自然的(Natural)和人工的(Artificial)信息處理,計算機是工具,而計算是原理。

一個領域的原理(Principle)實際上就是講述一組交織在一起的有關該領域中的諸元素(術語)的結構(Structure)和表現方式(Behavior)的故事。而P. J. Denning將計算原理描述為運行(Mechanics)原理和設計(Design)原理:前者指計算的結構和行為運轉方式,后者指對系統和程序等進行規劃和組織等。他著重研究了運行原理,將其歸納為要素:(1)計算。關注點是什么能計算,什么不能計算;其核心概念就是可計算性與計算復雜性理論等。(2)抽象。關注點是對計算問題的歸約、轉換及建模;其核心概念是概念模型與形式化模型,抽象層次,歸約、分解與轉換等。(3)自動化。關注點是信息處理算法與智能化;其核心概念是算法設計,迭代與遞歸,人工智能與群體智能等。(4)設計。關注點是可靠和可信系統的構建;其核心概念是模型、抽象、模塊化,一致性和完備性,安全可靠等。(5)通信。關注點是不同場點間信息可靠移動;其核心概念是編碼、傳輸,接收與發送,通信協議等。(6)協同。關注點是多個計算間步調一致;其核心概念是并發、同步、死鎖、仲裁等。(7)存儲。關注點是信息的表示、存儲和恢復;其核心概念是存儲體系、綁定、命名、檢索等。(8)評估。關注點是計算系統的性能與可靠性評價;其核心概念是模型、模擬方法、基準測試程序等。

2.計算透鏡(Computational Lens)[4]

R. M. Karp在計算透鏡一文中提出:(1)很多自然的、工程的和社會的系統中的過程(Processes)自然而然是計算的(Computational),計算就是執行信息的變換。(2)很多不同的學科領域(物理學,社會學等),傳統的研究過程(或處理)都是基于物質變換和能量變換,但它們也可自然地視為計算,就此意義上講,這些過程(或處理)動態地執行以數字或數據表示的信息變換。(3)通過計算透鏡,我們可以根據計算要求和變換信息的方式來看待自然的或工程的系統。這些允許我們運用計算機科學的概念產生新的理解和新的思維方式,而計算可作為通用的思維方式。

化學家H. Davy曾指出:沒有什么比應用工具更有助于知識的發展。在不同的歷史時期,人們取得的業績與其說是天賦智能所致,倒不如說是他們擁有的工具特征和軟資源不同所致。如今,計算科學已經成為各個學科研究中不可或缺的理論方法與技術手段。計算科學、理論科學和實驗科學并列成為科學發現三大支柱。美國PITAC(總統信息技術咨詢委員會)報告認為[5]:21世紀科學上最重要的、經濟上最有前途的前沿研究都有可能利用先進的計算技術和計算科學而得以解決。所以弘揚計算科學,應該成為我國高校學科教育的重要組成部分。

三、培養計算思維

計算思維是運用計算的基礎概念求解問題、設計系統和理解人類行為的一種方法[6]。計算思維是一種解析(Analytical)思維,它共用了數學思維、工程思維和科學思維。計算思維的兩個核心概念是抽象(Abstract)和自動化(Automation)。計算是抽象的自動執行,自動化隱含著需要某類計算機去解釋抽象。

培養創新人才的一個重要內容就是要潛移默化地培養他們的計算思維。無論哪個學科,具有突出的計算思維能力都將成為新時期拔尖創新人才不可或缺的素質。高校應該旗幟鮮明地把培養具有計算思維能力的高級人才的作為一項重要的長期任務[7]。

1.計算思維在美國

計算思維的提出與2005年6月美國PITAC(總統信息技術咨詢委員會)致美國總統報告《計算科學:確保美國競爭力》有關。為了落實PITAC報告,美國NSF組織召開了一系列會議,選擇了以計算思維為突破口的行動方案,啟動了兩個重大的國家科學基金計劃:一個是2007年啟動的CPATH計劃,另一個是2008年啟動的CDI計劃。

CPATH計劃針對的是以計算思維為核心的大學計算機教育改革,目標是促進造就具有基本計算思維能力的、在全球有競爭力的美國勞動大軍,確保美國在全球創新企業的領導地位。CDI計劃針對的則是科學研究領域方面的創新,目標是通過多學科方法,使用計算思維在計算概念、方法、模型、算法、工具與系統等方面的創新與進步,對科學與工程領域產生新理解、新模式,從而創造革命性成果。CPATH計劃最初的目標是大學本科的計算機教育改革,隨著計劃的實施,美國人認為這種思維方式還應該向中小學延伸,為此,2011年美國NSF又啟動了CE21(21世紀計算教育)計劃,目的在于促進美國K-14(中小學和大學一、二年級)教師與學生計算思維能力的提升。

與中國類似,在計算思維方面,美國也召開了一系列研討會,僅CDI計劃啟動前的會議就有12次。2008年5月后,美國國家研究會更是召集了來自美國科學院、工程院、醫學研究院的代表對計算思維的本質進行了近兩年的討論,2010年會議的研究報告Report of a Workshop on The Scope and Nature of Computational Thinking由美國國家科學院出版發行。

2.計算思維在我國

計算思維在中國高等教育領域與科學研究領域都得到了高度重視,并在近幾年的時間里得到全面推進和發展。

教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會最早在2010年關注到計算機計算能力培養的重要性,在兩年的時間里面組織了十多次各種范圍的工作會議,對計算思維的內涵以及如何將計算思維融入大學計算機課程進行了交流,逐步形成了以計算思維為切入點全面改革高校計算機基礎課程的思路。2012年,教育部開展了“大學計算機課程改革項目”的立項工作,力圖在理論層面上豐富和完善計算思維的內涵,在操作層面上把計算思維能力的培養體現在課程、教學和教材中,從而正式確立了高校計算機基礎課程的改革方向。在教育部項目的支持和教指委的具體指導下,很多高校開展了各種形式的教學改革與實踐活動。在教指委主辦的三屆“計算思維與大學計算機課程教學改革研討會”上,很多高校展示了課程改革的成果,充分體現了在高校普及計算思維教育的重要性與有效性。

國家自然基金委也非常重視計算思維的研究工作,先后多次在全國各地召開專題會議,研討、部署、推進此項工作,并對計算思維進行專題立項研究[8]??萍疾吭谛畔⒓夹g領域備選項目推薦指南中,有關基礎研究的先進計算,對計算思維及其支持機理也推薦立項開展研究。在職業教育數字化教學公共服務技術研發及應用示范項目中,也支持計算思維能力培養及職教技能評測關鍵技術研究。

計算思維源于西方、興于東方。我們不應將培養計算思維簡單地作為口號,但是應該在學科研究、在人才培養中不遺余力地引導學生去理解、體會、落實計算思維。這不僅僅是計算機專業教育的使命,同樣也是面向全體大學生的計算機基礎教育的使命。

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