探究人工智能物聯網之教學方法

文/廣州市增城區職業技術學校 湯水華 田富彬

隨著現代信息技術和網絡技術的普遍應用,物聯網技術也得到廣泛應用。近幾年,隨著人工智能技術的飛速發展,人工智能物聯網已經滲透到我們生活的各個領域(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。在這樣的現實背景下,在中職教學中,我們如何將人工智能物聯網技術及其應用引入課堂,已成為職業教育關注的熱點之一。本文就中職學校人工智能物聯網教學的現實意義、校本教材的編寫以及人工智能物聯網教學的有效方法等進行探究,通過總結其優缺點以及提出改進意見,以促進人工智能物聯網教學效果的提高。

一、人工智能物聯網教學的現實意義

人工智能物聯網是智能化、信息化和網絡化的有機融合,采用多種技術手段進行聯網,從而實現多種行業的智能化和自動化?，F如今,人工智能物聯網已經滲透到我們生活的各個領域,如智能家居、無人駕駛、人臉識別等。而在職業教育中,如何將人工智能物聯網及其應用引入到日常教學當中?又如何提高人工智能物聯網的教學效果?已成為教師普遍關注的問題。

人工智能物聯網教學的意義是多方面的。一方面,由于人工智能和物聯網技術的不斷發展,傳統的教育模式已經不能適應和滿足現實教育教學的需求。我們必須采用更加先進的教學方法(楊光,2017)和技術手段,以提高教育教學的質量和效率;另一方面,人工智能物聯網的教學有利于學生的全面發展,能夠更好地促進學生理論知識的學習和實踐能力的提升以及創新意識、創新能力的培養。

21世紀是移動互聯網的時代。移動互聯網已經改變了傳統的教學模式:即時空限制對學生的學習越來越有限,甚至可以說現在的學生完全擺脫了時空的限制(如線上教學以及現實生活中的網絡教學)。這對學生的有效學習是非常有利的,也是對傳統教學模式的一場革命。在當今互聯網時代,學生的學習更加開放和靈活、更加富有彈性;

而我們的日常教學理念和方式也應與時俱進、隨之改變,從而更好地為學生自主學習、靈活多變的學習提供方便——如提供“微課、視頻”等學習資料,充分挖掘學生的學習天賦和個性化學習以及創新能力。

二、人工智能物聯網教學的校本教材

“適用、實用、好用、夠用”的好教材對于我們教育教學是極其重要的。一方面,好用的教材對于教師的備課、上課等教學帶來方便;另一方面,一本好的教材也為學生有效學習、提升技能創造良好條件。因此,我們十分重視人工智能物聯網“校本教材”的編制工作。成立了專門的編寫小組,抽調出多名專業教師并由專人負責,認真研討、分工合作,反復修改、共同完成。我們編寫的《人工智能物聯網》校本教材具有以下特點。

1.可操作性強

為了學生更加方便地學習、掌握人工智能物聯網技術相關知識和實操技能,《人工智能物聯網》校本教材,采用“工作頁”方式來編寫的。這樣學生在完成“項目教學”相應實操內容之后,該教材就成為自己的“學習筆記”和“工作手冊”了。為學生的進一步學習和今后探究實踐打下良好基礎。

2.可擴充性好

由于該校本教材采用的是“活頁式”方式,其實操內容可根據人工智能物聯網技術的發展和實際應用的需要以及“項目教學”的實際情況來作出相應調整、變動及更新,其擴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網技術發展迅猛和技術更新快的特點,同時新發現、新技術等動態信息又較多,前瞻性知識及相關技術層出不窮。因此我們在該教材的每一章節后面都有“附頁”,以便于學生在日常學習中,將“新技術、新發展”等動態信息加以補充,便于學生知識的更新及完善。

三、人工智能物聯網教學的有效方法

1.以問題為導向,以能力為核心

人工智能物聯網教學要以學生為中心,以現實生活的實際應用為目的,以學生全面掌握相關知識和技能,并且具有解決實際問題的能力為核心。而要實現以上教學目標,我們的日常教學就要以問題為導向,通過“項目教學”,在學生完成相關實操的過程中,來培養其分析問題和解決問題的能力,從而鍛煉和提升學生的人工智能物聯網相關技能。

2.突出動手實踐

人工智能物聯網技術是一門應用性很強的技術。因此在教學過程中,應以實踐性教學為重點(王秋芳,2013)。即讓學生通過實際操作,實現“做中學”、在“動手實操”中更好地理解其技術原理和相關知識,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。在實踐教學環節中,指導教師應盡可能采用案例分析、仿真實驗、實際操作等方式,即實現“做中教”,讓學生在動手實踐中,充分感受到人工智能物聯網技術的魅力所在。

3.引導學生積極思考

人工智能物聯網技術不是單一的學科,而是(信息技術IT、人工智能AI、網絡技術和傳感器技術以及物聯網技術)多學科相互滲透、交叉和相互融合而成的綜合性技術。因此它的復雜性也給我們的教學帶來諸多不便。要求學生在學習和實操中,充分發揮主動性和積極性,不斷地思考和總結,并且在相互交流中尋找解決問題的有效辦法。在教學中,教師應指導學生如何分析問題、確立解決問題的方案,積極培養學生的創新意識和動手實踐能力。另外,采用小組合作的形式,讓學生在“互幫互助”中,體會到“集體的智慧和力量”、學會“與人相處”及“合作共贏”,用積極心態來討論解決問題方案和措施,提高其學習效果。

4.在教學中盡可能使用多媒體技術

人工智能物聯網教學需要用到大量的圖形、數據,在日常教學過程中,教師應盡可能地使用多媒體技術,這樣可更好地幫助學生理解和掌握相關知識點。教師可以利用多媒體教學課件,直觀形象地展示人工智能物聯網相關內容,便于學生的理解和掌握;并且教師可以運用教學視頻(微課)、課件及電子文檔等多媒體資源,幫助學生有針對性地自主學習。

四、提高人工智能物聯網的教學效果

在人工智能物聯網教學中,我們嘗試和探究了多種教學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.提高教師的專業素養

教師是人工智能物聯網教學中的引領者和組織者,在整個教育教學中扮演著重要角色。首先專業教師要對人工智能物聯網技術原理和知識,具有正確認知和廣泛而深入的理解,同時他們能夠不斷學習和掌握最新的發展動態和新技術、新知識,提高自身的專業素養和教學水平。另外,教師本著對學生高度負責的態度和愛崗敬業的精神以及職業道德,在認真做好育人的同時,制定好該課程的教學計劃,確立好教學方案。針對不同的學生,教師應采取不同的教學手段(丁珍,2023)。做好課前準備和教案設計、學習資料等,盡最大努力來取得良好的教學效果。

2.提升學生的學習能力

在人工智能物聯網的教學過程中,專業教師在認真從教的同時,學生也要積極主動地配合教學。即教師要積極培養和有效調動學生學習的主觀能動性,這一點是非常重要的、也是十分必要的。在學習“人工智能物聯網”的過程中,學生有著強烈的求知欲望和較強的自主學習能力,并對學習中的問題進行積極思考、通過多種方法來尋求解決問題的辦法。教師應充分發揮學生的能動性和學習能力,并積極倡導和鼓勵學生在學習中敢于創新,培養其創新能力。為此,在日常課堂教學中,教師經常采用“師生互動、問答講解、摸索探討”等方式,引導學生積極思考,提高其解決問題和獨立學習以及互助交流的能力。

3. 結合實際應用,進行案例講解

在教學中,教師可以結合實際問題和應用案例來講解相關知識,讓學生更好地理解和加深印象。通過實際案例,可以幫助學生加深理解人工智能物聯網技術的具體應用和發展前景。同時,通過解析案例,也可以讓學生更好地掌握相關知識點和技能,并將其應用到現實生活當中。

4. 為學生提供更多的動手實踐機會

教師為學生提供更多的實踐機會、讓學生大膽嘗試解決實際問題是提高人工智能物聯網教學效果的有效途徑和手段。一方面,教師盡可能利用好學?，F有資源,組織學生進行實操和實驗,讓學生在掌握實操工作流程的同時,培養和提高實際應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習等方式,逐步增大問題難度和學習深度,讓學生在實際工作中學會運用學過的知識和技能,在“干中學”并大膽嘗試和解決現實中的應用問題。

五、人工智能物聯網的教學優缺點

人工智能物聯網的教學給學生提供了良好的學習氛圍和發展空間,同時對學生而言也是新的挑戰;而對專業教師來說,要求也更高了。人工智能物聯網給我們帶來的思考和遐想也更多了。

1.優點

人工智能物聯網的教學可以讓學生了解和學習更多的前沿技術,培養其創新思維和解決問題的能力。在教學過程中,學生能夠親自動手操作并完成其“任務”,從而驗證和鞏固理論知識。該課程教學涵蓋了多個學科領域的知識和技術,如計算機科學、電子工程和通信技術等,因此,該課程有利于學生學習和掌握更全面的知識和促進學科之間的交叉融合以及綜合應用。人工智能物聯網是未來的發展方向,學生學好這門課程,可以提高其未來就業的競爭力;對學生的全面發展也是大有益處。

2.缺點

人工智能物聯網技術較為復雜,需要學生具有良好的學習基礎和動手能力以及自主學習能力。這對于學習基礎較弱、自我管控能力差、不善于學習的學生來講,確實有相當大的難度和挑戰;同時,由于該技術發展、應用及更新都較快,這就需要教師和學生不斷地關注和學習、探究,及時跟進學習、更新知識,以適應人工智能物聯網技術的發展。還有人工智能物聯網的實驗通常需要較貴的硬件設備,如傳感器、嵌入式開發板等硬件成本較高,其教學資源的采購對學校和學生也造成不小的壓力。

六、改進措施

1.提高教師專業知識和能力

人工智能技術AI和人工智能物聯網技術發展速度往往超出我們的想象。在這種社會環境下,專業教師就要不斷加強學習、探研人工智能物聯網技術的相關知識和發展動向,并及時更新教學思路和方法,提高自身專業素質和教學能力,這樣才能更好地引領學生進行相關學習和實踐操作。

2.創新教學方法和手段

教師還要不斷探索創新教學方法和手段,以適應不同層次和不同特點的學生的需求。設身處地為學生著想,盡可能多地利用好在線教育資源,通過虛擬仿真實驗等方式,來提高學生的學習興趣和教學效果。

3.貫穿實踐教學

人工智能物聯網實操應貫穿于整個教學過程,這樣才能幫助學生更好地掌握相關知識和實操技能。同時,教師需要為學生提供充足的動手實踐機會,讓學生親身體驗到“做中學”的快樂及收獲;以及提高其解決實際問題的能力。另外,通過“校企合作”和“頂崗實習”等方式,盡可能讓學生在社會實踐中多去體會人工智能物聯網技術的“魅力”所在。

七、結束語

人工智能物聯網技術的迅猛發展,為中職教育迎來了新的機遇,同時也給教學帶來了新的挑戰。我們如何利用好先進的技術手段和教學方法,將人工智能物聯技術應用到教學當中?如何更好地提高教育質量和教學效果?

專業教師應在加強自身專業素養和教學能力的同時,還要不斷創新教學思路和方法,引導學生在學習和實踐中不斷探索和創新,以適應社會發展和多變的市場需求。

通過人工智能物聯網教學,學生可以更好地理解和掌握人工智能物聯網技術相關知識和實操技能,并具備較強的解決實際問題的能力,為今后學習和就業創造有利條件。

未來,人工智能物聯網技術的應用將會更加廣泛和深入;人工智能物聯網也將不斷地拓展到我們的教育教學當中,而且會不斷地改變我們的教學內容和方式;相信人工智能物聯網技術與職業教育的相互融合,將會給我們帶來更加智能化、高效化、網絡化的新型社會。我們也愿為人工智能物聯網技術的應用及推廣,做出應有的貢獻。