探究人工智能物聯(lián)網(wǎng)之教學(xué)方法

文/廣州市增城區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 湯水華 田富彬

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普遍應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。近幾年,隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域(如無人駕駛汽車、人臉識別等),也為我們的生活帶來了諸多便利。在這樣的現(xiàn)實(shí)背景下,在中職教學(xué)中,我們?nèi)绾螌⑷斯ぶ悄芪锫?lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用引入課堂,已成為職業(yè)教育關(guān)注的熱點(diǎn)之一。本文就中職學(xué)校人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義、校本教材的編寫以及人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的有效方法等進(jìn)行探究,通過總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)以及提出改進(jìn)意見,以促進(jìn)人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)效果的提高。

一、人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義

人工智能物聯(lián)網(wǎng)是智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的有機(jī)融合,采用多種技術(shù)手段進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)多種行業(yè)的智能化和自動(dòng)化?，F(xiàn)如今,人工智能物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,如智能家居、無人駕駛、人臉識別等。而在職業(yè)教育中,如何將人工智能物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用引入到日常教學(xué)當(dāng)中?又如何提高人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)效果?已成為教師普遍關(guān)注的問題。

人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的意義是多方面的。一方面,由于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的教育模式已經(jīng)不能適應(yīng)和滿足現(xiàn)實(shí)教育教學(xué)的需求。我們必須采用更加先進(jìn)的教學(xué)方法(楊光,2017)和技術(shù)手段,以提高教育教學(xué)的質(zhì)量和效率;另一方面,人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)有利于學(xué)生的全面發(fā)展,能夠更好地促進(jìn)學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的提升以及創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

21世紀(jì)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式:即時(shí)空限制對學(xué)生的學(xué)習(xí)越來越有限,甚至可以說現(xiàn)在的學(xué)生完全擺脫了時(shí)空的限制(如線上教學(xué)以及現(xiàn)實(shí)生活中的網(wǎng)絡(luò)教學(xué))。這對學(xué)生的有效學(xué)習(xí)是非常有利的,也是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的一場革命。在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,學(xué)生的學(xué)習(xí)更加開放和靈活、更加富有彈性;

而我們的日常教學(xué)理念和方式也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)、隨之改變,從而更好地為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、靈活多變的學(xué)習(xí)提供方便——如提供“微課、視頻”等學(xué)習(xí)資料,充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)天賦和個(gè)性化學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力。

二、人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的校本教材

“適用、實(shí)用、好用、夠用”的好教材對于我們教育教學(xué)是極其重要的。一方面,好用的教材對于教師的備課、上課等教學(xué)帶來方便;另一方面,一本好的教材也為學(xué)生有效學(xué)習(xí)、提升技能創(chuàng)造良好條件。因此,我們十分重視人工智能物聯(lián)網(wǎng)“校本教材”的編制工作。成立了專門的編寫小組,抽調(diào)出多名專業(yè)教師并由專人負(fù)責(zé),認(rèn)真研討、分工合作,反復(fù)修改、共同完成。我們編寫的《人工智能物聯(lián)網(wǎng)》校本教材具有以下特點(diǎn)。

1.可操作性強(qiáng)

為了學(xué)生更加方便地學(xué)習(xí)、掌握人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識和實(shí)操技能,《人工智能物聯(lián)網(wǎng)》校本教材,采用“工作頁”方式來編寫的。這樣學(xué)生在完成“項(xiàng)目教學(xué)”相應(yīng)實(shí)操內(nèi)容之后,該教材就成為自己的“學(xué)習(xí)筆記”和“工作手冊”了。為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和今后探究實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。

2.可擴(kuò)充性好

由于該校本教材采用的是“活頁式”方式,其實(shí)操內(nèi)容可根據(jù)人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的需要以及“項(xiàng)目教學(xué)”的實(shí)際情況來作出相應(yīng)調(diào)整、變動(dòng)及更新,其擴(kuò)充性和易操作性堪稱良好——簡單方便、易于更改。

3.具有前瞻性

考慮到人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛和技術(shù)更新快的特點(diǎn),同時(shí)新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)等動(dòng)態(tài)信息又較多,前瞻性知識及相關(guān)技術(shù)層出不窮。因此我們在該教材的每一章節(jié)后面都有“附頁”,以便于學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中,將“新技術(shù)、新發(fā)展”等動(dòng)態(tài)信息加以補(bǔ)充,便于學(xué)生知識的更新及完善。

三、人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的有效方法

1.以問題為導(dǎo)向,以能力為核心

人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)要以學(xué)生為中心,以現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)際應(yīng)用為目的,以學(xué)生全面掌握相關(guān)知識和技能,并且具有解決實(shí)際問題的能力為核心。而要實(shí)現(xiàn)以上教學(xué)目標(biāo),我們的日常教學(xué)就要以問題為導(dǎo)向,通過“項(xiàng)目教學(xué)”,在學(xué)生完成相關(guān)實(shí)操的過程中,來培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力,從而鍛煉和提升學(xué)生的人工智能物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技能。

2.突出動(dòng)手實(shí)踐

人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)。因此在教學(xué)過程中,應(yīng)以實(shí)踐性教學(xué)為重點(diǎn)(王秋芳,2013)。即讓學(xué)生通過實(shí)際操作,實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”、在“動(dòng)手實(shí)操”中更好地理解其技術(shù)原理和相關(guān)知識,從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)教師應(yīng)盡可能采用案例分析、仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)際操作等方式,即實(shí)現(xiàn)“做中教”,讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中,充分感受到人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魅力所在。

3.引導(dǎo)學(xué)生積極思考

人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是單一的學(xué)科,而是(信息技術(shù)IT、人工智能AI、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù))多學(xué)科相互滲透、交叉和相互融合而成的綜合性技術(shù)。因此它的復(fù)雜性也給我們的教學(xué)帶來諸多不便。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)操中,充分發(fā)揮主動(dòng)性和積極性,不斷地思考和總結(jié),并且在相互交流中尋找解決問題的有效辦法。在教學(xué)中,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生如何分析問題、確立解決問題的方案,積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動(dòng)手實(shí)踐能力。另外,采用小組合作的形式,讓學(xué)生在“互幫互助”中,體會到“集體的智慧和力量”、學(xué)會“與人相處”及“合作共贏”,用積極心態(tài)來討論解決問題方案和措施,提高其學(xué)習(xí)效果。

4.在教學(xué)中盡可能使用多媒體技術(shù)

人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)需要用到大量的圖形、數(shù)據(jù),在日常教學(xué)過程中,教師應(yīng)盡可能地使用多媒體技術(shù),這樣可更好地幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識點(diǎn)。教師可以利用多媒體教學(xué)課件,直觀形象地展示人工智能物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容,便于學(xué)生的理解和掌握;并且教師可以運(yùn)用教學(xué)視頻(微課)、課件及電子文檔等多媒體資源,幫助學(xué)生有針對性地自主學(xué)習(xí)。

四、提高人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)效果

在人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)中,我們嘗試和探究了多種教學(xué)方法及它們之間的相互融合,但從總體效果上講,以下做法效果更佳。

1.提高教師的專業(yè)素養(yǎng)

教師是人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)中的引領(lǐng)者和組織者,在整個(gè)教育教學(xué)中扮演著重要角色。首先專業(yè)教師要對人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理和知識,具有正確認(rèn)知和廣泛而深入的理解,同時(shí)他們能夠不斷學(xué)習(xí)和掌握最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)和新技術(shù)、新知識,提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平。另外,教師本著對學(xué)生高度負(fù)責(zé)的態(tài)度和愛崗敬業(yè)的精神以及職業(yè)道德,在認(rèn)真做好育人的同時(shí),制定好該課程的教學(xué)計(jì)劃,確立好教學(xué)方案。針對不同的學(xué)生,教師應(yīng)采取不同的教學(xué)手段(丁珍,2023)。做好課前準(zhǔn)備和教案設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)資料等,盡最大努力來取得良好的教學(xué)效果。

2.提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

在人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)過程中,專業(yè)教師在認(rèn)真從教的同時(shí),學(xué)生也要積極主動(dòng)地配合教學(xué)。即教師要積極培養(yǎng)和有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,這一點(diǎn)是非常重要的、也是十分必要的。在學(xué)習(xí)“人工智能物聯(lián)網(wǎng)”的過程中,學(xué)生有著強(qiáng)烈的求知欲望和較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力,并對學(xué)習(xí)中的問題進(jìn)行積極思考、通過多種方法來尋求解決問題的辦法。教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和學(xué)習(xí)能力,并積極倡導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中敢于創(chuàng)新,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。為此,在日常課堂教學(xué)中,教師經(jīng)常采用“師生互動(dòng)、問答講解、摸索探討”等方式,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,提高其解決問題和獨(dú)立學(xué)習(xí)以及互助交流的能力。

3. 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)行案例講解

在教學(xué)中,教師可以結(jié)合實(shí)際問題和應(yīng)用案例來講解相關(guān)知識,讓學(xué)生更好地理解和加深印象。通過實(shí)際案例,可以幫助學(xué)生加深理解人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用和發(fā)展前景。同時(shí),通過解析案例,也可以讓學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識點(diǎn)和技能,并將其應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。

4. 為學(xué)生提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會

教師為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會、讓學(xué)生大膽嘗試解決實(shí)際問題是提高人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)效果的有效途徑和手段。一方面,教師盡可能利用好學(xué)?，F(xiàn)有資源,組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)操和實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在掌握實(shí)操工作流程的同時(shí),培養(yǎng)和提高實(shí)際應(yīng)用能力和解決問題的能力;另一方面,通過校企合作及頂崗實(shí)習(xí)等方式,逐步增大問題難度和學(xué)習(xí)深度,讓學(xué)生在實(shí)際工作中學(xué)會運(yùn)用學(xué)過的知識和技能,在“干中學(xué)”并大膽嘗試和解決現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用問題。

五、人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)

人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)給學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)氛圍和發(fā)展空間,同時(shí)對學(xué)生而言也是新的挑戰(zhàn);而對專業(yè)教師來說,要求也更高了。人工智能物聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的思考和遐想也更多了。

1.優(yōu)點(diǎn)

人工智能物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)可以讓學(xué)生了解和學(xué)習(xí)更多的前沿技術(shù),培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在教學(xué)過程中,學(xué)生能夠親自動(dòng)手操作并完成其“任務(wù)”,從而驗(yàn)證和鞏固理論知識。該課程教學(xué)涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識和技術(shù),如計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程和通信技術(shù)等,因此,該課程有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握更全面的知識和促進(jìn)學(xué)科之間的交叉融合以及綜合應(yīng)用。人工智能物聯(lián)網(wǎng)是未來的發(fā)展方向,學(xué)生學(xué)好這門課程,可以提高其未來就業(yè)的競爭力;對學(xué)生的全面發(fā)展也是大有益處。

2.缺點(diǎn)

人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較為復(fù)雜,需要學(xué)生具有良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和動(dòng)手能力以及自主學(xué)習(xí)能力。這對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較弱、自我管控能力差、不善于學(xué)習(xí)的學(xué)生來講,確實(shí)有相當(dāng)大的難度和挑戰(zhàn);同時(shí),由于該技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用及更新都較快,這就需要教師和學(xué)生不斷地關(guān)注和學(xué)習(xí)、探究,及時(shí)跟進(jìn)學(xué)習(xí)、更新知識,以適應(yīng)人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。還有人工智能物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)通常需要較貴的硬件設(shè)備,如傳感器、嵌入式開發(fā)板等硬件成本較高,其教學(xué)資源的采購對學(xué)校和學(xué)生也造成不小的壓力。

六、改進(jìn)措施

1.提高教師專業(yè)知識和能力

人工智能技術(shù)AI和人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度往往超出我們的想象。在這種社會環(huán)境下,專業(yè)教師就要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)、探研人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識和發(fā)展動(dòng)向,并及時(shí)更新教學(xué)思路和方法,提高自身專業(yè)素質(zhì)和教學(xué)能力,這樣才能更好地引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作。

2.創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

教師還要不斷探索創(chuàng)新教學(xué)方法和手段,以適應(yīng)不同層次和不同特點(diǎn)的學(xué)生的需求。設(shè)身處地為學(xué)生著想,盡可能多地利用好在線教育資源,通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等方式,來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

3.貫穿實(shí)踐教學(xué)

人工智能物聯(lián)網(wǎng)實(shí)操應(yīng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程,這樣才能幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識和實(shí)操技能。同時(shí),教師需要為學(xué)生提供充足的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會,讓學(xué)生親身體驗(yàn)到“做中學(xué)”的快樂及收獲;以及提高其解決實(shí)際問題的能力。另外,通過“校企合作”和“頂崗實(shí)習(xí)”等方式,盡可能讓學(xué)生在社會實(shí)踐中多去體會人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“魅力”所在。

七、結(jié)束語

人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,為中職教育迎來了新的機(jī)遇,同時(shí)也給教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。我們?nèi)绾卫煤孟冗M(jìn)的技術(shù)手段和教學(xué)方法,將人工智能物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中?如何更好地提高教育質(zhì)量和教學(xué)效果?

專業(yè)教師應(yīng)在加強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力的同時(shí),還要不斷創(chuàng)新教學(xué)思路和方法,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中不斷探索和創(chuàng)新,以適應(yīng)社會發(fā)展和多變的市場需求。

通過人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué),學(xué)生可以更好地理解和掌握人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識和實(shí)操技能,并具備較強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力,為今后學(xué)習(xí)和就業(yè)創(chuàng)造有利條件。

未來,人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將會更加廣泛和深入;人工智能物聯(lián)網(wǎng)也將不斷地拓展到我們的教育教學(xué)當(dāng)中,而且會不斷地改變我們的教學(xué)內(nèi)容和方式;相信人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)教育的相互融合,將會給我們帶來更加智能化、高效化、網(wǎng)絡(luò)化的新型社會。我們也愿為人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用及推廣,做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。