☆ 王改花 傅钢善

（陕西师范大学新闻与传播学院，陕西西安 710062）

一、问题的提出

人工智能（Artificial Intelligence,AI）是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科，是一门边沿学科。通过文献分析发现，随着人工智能和教育技术的发展，国内外专家学者从教育技术的角度对人工智能展开了诸多研究，并取得了一定的成果，然而从教育技术学专业《人工智能》硕士课程的实践角度来研究该内容的文献很少，且目前这门课程的教学效果还不甚理想，如何提高教学效果是迫切需要解决的问题。

二、当前《人工智能》硕士课程存在的问题和课程改革的必要性

（一）当前人工智能硕士课程改革的必要性

培养目标是教育技术学专业与社会需求发生联系的纽带。教育技术学专业硕士研究生的主要就业方向是中小学信息技术和通用技术教师、教学系统的设计与开发，但根据调查发现，目前担任高中“人工智能模块”与“简易机器人制作模块”教学的师资力量参差不齐，专业教师缺乏。因此，如何提高教育技术学专业硕士研究生的动手实践能力和创新能力，使他们毕业后能够直接胜任岗位工作，满足用人单位的需求，成为教育技术学专业《人工智能》硕士课程设置的一个重要课题。

（二）当前人工智能硕士课程的课程内容与教育技术所需课程内容不适应

根据调查发现，目前该课程的课程内容与教育技术所需课程内容不适应。根据教育技术专业硕士研究生的培养目标和就业需求，其所需要掌握的职前知识包括“人工智能初步模块”与“简易机器人制作模块”的知识内容、教学系统开发与设计的知识内容——知识表示与访问、学生错误的自动诊断、实现智能技术与超媒体技术的结合、Agent。因此，虽然人工智能研究的内容很多，但对于教育技术来说并不需要全部研究，只需要研究与其相关的内容即可。

（三）当前人工智能硕士课程的教学方式单一

根据调查发现，目前高师院校教育技术学专业《人工智能》硕士课程的教学方式形式单一，绝大多数学校以选修课形式开设，且仅使用讲授法来教学。但是，一方面，此课程内容难度大、信息涵盖量大、知识面广，仅用单一的讲授法不能很好地达到教学效果，相反抑制了学生的学习兴趣；另一方面，人工智能作为一门技术课程，与实际应用联系得很紧密。例如：机器人制作，仅通过讲授法学生只能学习到理论知识，而实践的技能得不到相应的培养，如何在将来从教中指导“简易机器人制作模块”的教学。

（四）当前人工智能硕士课程的评价方式单一

根据调查发现，教育技术学《人工智能》硕士课程的考核方式大多数是考查课，大多数是通过学期末的论文来评价，评价方式单一。

三、高师院校教育技术学《人工智能》硕士课程的实践与探索

针对上述现状和问题，陕西师范大学教育技术学专业在开设《人工智能》硕士课程时，从课程目标、内容体系、教学方式以及教学评价四方面进行了课程实践和探索。

（一）课程目标

根据社会需求、研究生学习特点、教育技术学科特点、人工智能课程本身特点，结合《普通高中技术课程标准（实验稿）》，我们对该课程的课程目标进行了如下修改：通过本课程的学习，学生应能描述人工智能理论的概念、发展过程、研究与应用领域以及国内外的研究现状与发展趋势；掌握人工智能的基本技术、原理、方法；会使用至少一种人工智能语言解决简单问题，并能开发简单的专家系统、机器人、Agent。通过本课程的学习，启发学生对人工智能的兴趣，培养学生应用人工智能技术发现问题、分析问题和解决问题的能力。在学习完本课程后，学生能够具备中小学信息技术教育中“人工智能初步模块”与通用技术教育中“简易机器人制作模块”的教学能力，并能指导中小学生参加机器人比赛。同时教师要发现有特长的学生并对他们进行有针对性的后续教学。

（二）内容体系

依据上述课程目标建议，人工智能课程本身的学科知识体系、《普通高中技术课程标准》的课程内容要求，结合教育技术硕士研究生的培养目标、就业方向、学习特点等情况，我们对该课程的课程内容进行了如下实践：

专题一：基础知识，需了解。人工智能概述包括人工智能的定义、发展过程、研究与应用领域、目前国内外的研究现状。

专题二：支撑技术需重点掌握。包括知识表示、推理技术、搜索技术、人工智能语言（建议选择Prolog语言）。

专题三：与教育技术相关特色知识，需有针对性的学习。人工智能的主要应用领域，重点讲授专家系统、机器人、Agent，其他的应用领域如智能感知、机器学习、自然语言理解、智能控制、人工神经网络等以自学为主，学校和教师可以根据课程的实际情况选择其他合适的内容。

专题四：把人工智能前沿及发展趋势等信息作为培养研究生科研素养的重要内容。

图1 高师院校教育技术学专业《人工智能》硕士课程内容体系

（三）教学方式

依据上述课程目标和课程内容建议、高中技术课程标准的教学建议，结合教育技术学硕士研究生学习者特点，我们对该课程的教学方式进行了如下实践：

1．混合式教学

即教学通过两种方式实现：传统班级授课与基于Moodle平台的学习共同体相结合。这里的传统班级授课并不是指呆板的传统教授法，而是运用先进的教育理念、教学方法来设计课堂教学。

（1）对理论性知识，我们多采取启发与互动的教学方法。

由于研究生已经具备了较强的自学能力以及分析和解决问题的能力，因此教师在课堂教学中要积极采用启发与互动的教学方法，把重点放在问题的由来、概念的形成、研究的思路与方法上，并通过介绍最新研究进展及研究热点，把新理念、新思路、新方法和有待解决的问题引入到课堂上，引发学生积极的探讨与思考，提高学生的学习兴趣，以加深对知识的理解。

（2）对技能性知识，我们多采用传统课堂和实验教学相结合的教学方法。

针对专题知识，通过基于项目、案例的学习展开教学。在传统课堂上，采用讨论与研究的方式，这种方法有助于培养学生的思维能力和创新能力；在实验教学上，采用学生以团队合作形式体验或开发人工智能产品的方式开展，例如：陕西师范大学在学习“机器人”知识内容时通过在人工智能实验室体验机器人产品并进行二次开发的方式进行。这种方法有助于对学生实践能力和团队合作能力的培养。

（3）基于Mmoodle平台的学习共同体的形成。

首先，鼓励学生在Moodle平台上针对本节课所学习的知识，自己发现的相关问题、感兴趣的内容，以及查阅到的优秀资源等进行交流、分享、讨论、协作，培养他们主动获取知识的能力，以及利用所学知识解决实际问题的创新意识和创造能力。

其次，鼓励学生通过Moodle平台向同伴和教师展示个人或团队的研究结果。这些研究结果是指学生通过基于问题的学习、基于主题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习得到的学习成果，这一过程是一个完整的逻辑过程。例如：针对基于问题的学习，从“确定问题→分析问题→形成解决问题的假设→确定所需信息→对所收集的信息进行整理／整合／综合→形成最终的解决方案”。在上传作品后，一方面使其他学生看到同伴在学习过程中可取的方面和自己欠缺的方面，以此来反思自己的学习过程；另一方面对同伴上传的作品给予评价和建议。针对教师和同伴的评价和建议，学生对原有作品反复地反思、改进和完善，从而形成最终作品。基于Moodle平台的学习共同体的基本特征是开放、互动与交流，它的存在可以避免学习者间的孤独感，有利于激发学习者的学习热情，提高《人工智能》课程的教学质量。

2．微格教学

即根据各学校的实际情况，学生按兴趣自主选择感兴趣的模块，组成团队，分工合作，自主搜集资料、整理资料、备课、在微格教室讲课、评课、反思。并将这一系列过程通过电子的形式可视化，通过Moodle平台向同伴和教师展示研究结果。这一系列过程如同上述基于Moodle平台的学习共同体的形成过程。

例如：陕西师范大学2010级教育技术学硕士研究生是通过如下步骤来完成这一教学过程的：①选择模块阶段。在此阶段，学生自主选择了四大感兴趣的模块：Agent、专家系统、机器人、人工智能前沿，学生按兴趣自主加入这四大模块小组。②分工合作阶段。在此阶段，小组组长组织小组成员确定整个模块的完整的知识体系，并通过分工来完整地呈现这一模块的重点知识或学生感兴趣的知识，并在讲课前将所搜集整理的资料上传到Moodle平台供大家分享。③讲课阶段。学生转化为教师，通过借助微格教学，每人进行15分钟左右的课堂讲授，一次课完整地呈现一个模块内容。④评课阶段。在此阶段，学生课后通过基于Moodle平台的学习共同体针对讲课情况进行自评、互评、小组间评、教师评价来实现教学评价环节，然后学生整理自评和互评，并在Moodle平台上共享交流。同时学生通过吸取同伴在学习过程中可取的方面和完善自己欠缺的方面，对原有讲课中不正确或不足的地方进行修正。⑤反思阶段。反思不仅包括对微格教学的反思，还包括对学习这门课程的反思。在此阶段，学生通过在Moodle平台提交反思文档来实现自我进步。⑥提交论文阶段。在此阶段，学生自主确定主题，写一篇关于人工智能的论文，通过此阶段提高硕士生科研的能力。

图2人工智能教学方式

图2 是《人工智能》教学方式图，在此课程的教学中建议教师采用混合教学的方式进行，根据实际情况灵活地变更不同教学方法的组合。对于模块1－5的课程内容建议采用传统课堂＋Moodle平台的方式进行教学，对于模块6－9的课程内容建议采用传统课堂＋实验教学＋微格教学＋Moodle平台的方式进行教学。

（四）教学评价

由于教育技术学《人工智能》硕士课程主要是以选修课形式开设，所以，对于硕士研究生而言,尤其要加强对实践能力和思维能力的考核：①评价时要注意评价内容的多元化，可主要依靠课堂参与度、学生在基于Moodle平台的学习记录（学习共同体中的发言活跃情况、分享优秀资源情况）、实验教学中表现情况（团队合作、动手和创新情况）、微格教学中参与和表现情况、大作业质量等进行综合评价。②评价时要注意评价主体的多元化，主要指教师评价、学生评价、自我评价、专家评价。③评价时要注意评价方式的多元化，不仅要注重形成性评价，更注重过程性评价。

四、教学效果分析

笔者于2009年6月对参加此次课程实践的教育技术学2010级硕士研究生进行了问卷调查和访谈，共发放问卷30份，回收29份，有效29份。调查结果如下：

（1）学生对“混合教学”和“单纯讲授教学”的教学效果评价比较。

（2）学生对“课程实践对就业帮助程度”的态度。

（3）学生对“课程实践”的满意度。

图3 学生对“混合教学”和“单纯讲授教学”的教学效果评价比较

图4 学生对“课程实践对就业帮助程度”的态度

图5 学生对“课程实践”的满意度

从统计图可以看出，这种针对教育技术学专业《人工智能》硕士课程的实践与探索作为一次新的尝试，的确取得了很好的效果，也很受学习者欢迎。

五、结束语

由于我们的时间和条件的限制，以及限于笔者水平和接触面，本研究还有许多不足，尤其由于人工智能课程在教育技术圈内尚属于比较边缘而且大家的理解还比较多元化的状态，我们的教学实践仍需要进一步的实践检验。在下一步的研究中，我们将继续追踪高师院校教育技术学专业硕士研究生从事人工智能相关研究的毕业生，获得反馈信息，对教学实践建议进行不断调整和完善，从而为该课程的改革与完善提供实例借鉴。

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