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智能交通论文集锦9篇

时间:2023-04-13 17:07:08

智能交通论文

智能交通论文范文1

1.1智能车辆管理系统功能(1)车辆管理.其主要功能有:车辆信息采集、分类;车辆权限管理(包括车辆禁、放行);车辆报警;对进出校园的车辆实现快速识别,提高车辆通行效率;车辆收费;车辆服务;车辆应急处理.(2)道路监视.对校园全部出入口、主要交通要道和停车场实行24小时监控,随时掌握道路状况,保证道路畅通.(3)预留接口,以便今后与其他系统集成.

1.2设计原则本系统设计方案中遵循稳定性、实用性、先进性、可靠性、开放性、规范性、扩展性、易操作性、安全性、易维护性和高度兼容性等原则.

1.3设计依据本系统依据《中华人民共和国道路交通安全法》、《广东省道路交通安全条例》、《华南师范大学交通秩序管理规定》、其他相关国标及部标等相关规定.

2系统的构建

整个智能交通管理系统应用在校园宽带网络之上,系统主要由交通管理中心、车辆进出口管理终端、无线对讲系统和道路视频监控系统组成.

2.1系统结构图系统的结构图见图1.车辆进出口终端采集车辆进出数据;视频监控终端采集视频信息;无线通信系统保证指挥调度顺畅;车辆数据及视频信息通过校园网传送到交通管理中心,交通管理中心负责处理信息(包含利用GIS实现地理定位)、在大屏幕显示信息、存储信息及事件处置。

2.2车辆出入管理系统车辆出入管理系统集感应式IC卡(校园卡)技术、远距离智能识别技术、车牌识别、视频监控、图像识别处理及自动控制技术于一体,实现车辆出入的全自动化管理,即对车辆出入控制、核查、显示及校对车型、车牌等进行科学而可靠的管理.系统采用了国际上领先的远距离无线识别技术和双卡认证技术,其实用性、先进性、安全可靠性、性价比较高.车辆出入管理系统布局图见图2.车辆出入管理系统功能:(1)基本功能.具有远距离智能车卡、月租卡、临时卡、管理卡和特权卡等各种管理权限和工作模式,可根据要求设置成不收费或分时段计时收费方式,不停车收费(ETC).(2)远距离智能识别功能.校内车辆或月保车辆若配备远距离识别智能车卡(放在前挡风玻璃处),该车进、出校区无须停车刷卡,离出入口4米左右,系统会远距离识别,自动抬闸放行.(3)自动出卡功能.对于临时进入小区卡的发放,采用自动出卡机自动出卡(人工发放亦可).(4)中文显示功能.采用高亮度LED显示屏,全中文显示操作提示、时间、卡有效期、收费金额以及问候、祝福的相关信息.(5)语音提示功能.正常操作可提示“请取卡”、“欢迎入场”、“一路顺风”等相关信息,误操作或非法操作则给出相应提示.(6)对讲功能.在管理中心安装对讲主机,各出入口安装对讲分机,保证各出入口和管理中心的联络.(7)车牌自动识别功能.本系统可同时启用车牌自动识别功能,即车辆出入时系统自动识别车牌号码,并连带核对入场时IC卡号,以增强车辆身份管理.(8)图像识别功能.在车辆出入时,自动摄取车辆外型、颜色、车牌号码等图像信息,可对比识别并存储供查阅.(9)双卡认证功能.车辆出场时,对车辆和驾车人双重认证,避免车辆被非法盗走.(10)防砸车功能.采用专用技术配合车辆检测器实现防砸人、车功能.

2.3视频监控系统视频监控系统主要部署在出入口、停车场、主干道及危险点上.整个系统的网络结构见图3.(1)视频监控系统遵循NGN网络架构.①控制流与业务承载流相分离;②业务流不依靠流媒体服务器转发,克服系统瓶颈;③更高的系统稳健性:核心服务器故障,业务可正常运行;④模块化结构,便于系统升级和新业务开展;⑤可平滑扩容,适合大规模部署.(2)系统特点.①标准的全IP架构[6];②显示清晰.一次编码,全网数字化,提供端到端的高清晰动态图像,实现所见既所得,可以把校园监控清晰地进行大屏显示,采用H.264/AVC编码标准[7];③使用方便.前端云台、摄像头、报警器和广播等高速响应,以快速控制现场,方便校园网的监控需求;④存储可靠.专业、稳定可靠的存储,实现端到端的集中存储,集中管理和综合利用,在校园出现意外情况时,可以安全可靠调用所需图像.

2.4交通中心管理系统华南师范大学石牌校区交通管理中心作为华南师范大学保卫处的事件处理中心、调度中心和数据中心,是整个项目建设的核心.它包括了基础环境、信息系统集成、大屏幕电视墙以及系统操作平台的建设.基础环境按现在常规的标准建设.这里主要描述大屏幕电视墙系统的建设.整个大屏幕显示系统的建设要求整体设计美观、大方、合理,充分显示现代化的特点并与大厅格调及工作性质相融合.大屏幕显示系统能显示从网络送来的各种信息,局域网上任意一台PC、工作站和服务器都可以大屏幕作为自己的虚拟,对监控信息、信号、电子地图(GIS)、图像胶片、照片和摄像机等多种图像信号进行投影、放大、播放和下载.大屏幕显示系统主要由投影显示部分、信号处理部分和控制终端组成,可对视频信号、音频信号和各种计算机图像信号进行综合展示,形成一个查询准确、显示全面、操作便捷、管理高效和美观实用的综合监控管理系统.为了节省投资及运行成本,大屏幕系统不采用传统的DLP投影显示系统,而是采用通用的6块55英寸的高清晰液晶监视器,以2*3排列方式组成一面布局平衡的大屏幕显示墙.

2.5视频、语音报警系统本系统利用校园网络技术在校园实现以下功能:(1)报警系统集成到校园的整个安防系统中,实现与视频监控系统、电子地图及其他系统进行报警联动.(2)实现多路电话进行排队显示主叫号码并显示报警地点.(3)数据网络系统,能实现多条件录音和视频查询、播放.(4)可以同时接受多起报警,系统自动排队接入系统,并进行录音,同时根据警力分布情况进行出警调度.(5)可远程进行语音报警录音和视频查询,并且主机可控制终端的开机与挂机.

3结束语

智能交通论文范文2

    为了解决我国城市的交通问题,改善城市交通系统的性能,一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现,另一方面需要通过采用科学的管理手段,把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能,从而改善整个道路交通的管理效率,提高道路设施的利用率,实现城市交通管理的科学性和有效性。

    一、智能交通发展的现状

    一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。

智能交通论文范文3

关键词:智能交通系统 智能交通管理 发展现状

中图分类号:U492 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)04-0218-01

城市交通管理水平的提高,不能缺少科学的管理技术,智能化的管理显得非常重要,交通运输是城市经济发展的最基本条件,引进智能交通系统(intelligent Trans-portation system,ITS)是提高城市交通管理的重要途径。以往的交通管理部门重视道路硬件设施,不重视科学智能化系统,重视城市道理交通建设,不重视资源的使用,导致交通智能的管理系统不能物尽其用,浪费了很多交通信息资源,对于这些交通系统上的问题,智能交通系统的实施很大程度的解决了城市交通问题。

1 城市智能交通系统的基本概念

所谓的智能交通系统就是把涵盖多个学科理论技术融合到一起,先进的信息技术,将精准的数据通讯传输,电子监控技术,传感装置设备等,将实时精准的交通信息传送给交通管理系统,交通智能管理系统的合理运用,解决道路拥挤的路面交通压力,智能交通系统的组建,将有效解决路面交通拥挤压力,减少道路交通堵塞的隐患,城市智能交通系统的使用,也对提高交通管理部门的交通管理有所成效。

2 城市智能交通管理系统显见的成效

2.1 交通管理信息资源共享

智能交通系统对数据整合,把部分可利用的资源作为可共享的资源,利用顶尖的科学技术信息,通讯技术,资源的共享可以实时把路面交通信息传送给每个交通参与者,可以使每个交通参与者在家就能享受的到路面最新的交通信息资源,以最新的交通信息作为参考,减少路面拥堵,尽量使每个交通参与者,达到畅通出行,安全出行。

2.2 交通管理部门智能化管理

ITS及时准确的向交通管理部门提供路面交通信息,使交通管理者结合路面状况,作出有效的应对对策,对于突发的交通状况,第一时间掌握现场情况,对于交通管理部门调动警力,出警速度提高,对于拥挤路段的布警,都能从最大限度的发挥交通管理部门对于实时交通的监控管理,和紧急突发状况解决的处理效率。智能交通管理系统最大的优势就是系统间协调与实时的控制的功能。

2.3 紧急救援系统

当路面发生紧急的道路突发状况,事故车辆与人员需要帮助的时候,智能交通系统当中的紧急救援系统就会对事故做出第一时间处理。发出求救信息有利及时救助伤员,对于路面疏导控制,事故车辆的救援,救援车辆优先形式等。

3 智能交通系统发展与现状

自上世纪中期,智能交通系统的初步形成,不过人们对于智能交通没有充分的了解,当时智能交通系统也不够完善,对于一些设备的使用率低,造成了某种程度上的资源浪费,交通系统随着科学技术的发展,交通管理系统步入智能化,道路监控和路口监控等路面监控及感应设备,综合我国的实际交通情况,有效的利用发达国家的先进科学技术理论,在我国部分重点城市进行试点,在取得了一定成果之后,被全国多数城市采纳,城市智能交通管理系统的建立,智能交通系统部单单的城市交通系统,在高速公路沿线也建立了通信和监控系统,电子收费系统,和IC卡收费系统,甚至部分高速公路甚至已经实现了不停车,自动收费的便民项目,这些都是我国在ITS系统研究方面所获得的进步的表现,智能交通系统的发展促进了我国的经济进程的同时,也有因为部分原因涉及到的问题。

3.1 智能运输系统存在的问题及原因

虽然智能交通系统已经组建开发多年,但是很多方面的预期目标尚未达到效果,例如当下使用的双向交通信息传递系统技术和全球定位系统技术,虽然已经在技术上已经初步成熟,这就违背了对于设计者初想以提供实时路况,提供最短路程,最畅通的路况信息,对车辆进行导航,操控电子信息,智能规划行车者路程,有效的缓解交通压力,对于路面车辆疏导的想法。由于类似的情况还有很多,就此阻碍了智能交通系统的作用不能发挥到最大限度。

3.2 智能交通系统解决方向

想要改变这种现状,就要从两个方向入手,第一点就加强交通理论的研究,对于实际应用时的动态路径的选择,避免行驶拥挤路线,第二点是强化路面建设和路面基础设施的同时,实时对信息更新,将地理信息系统的基础建设路网信息及时的路面车流信息,比如在临时修建道路的时候,及时提醒此道路使用者,及时更改行车路线。对于智能交通系统的首要工作是,智能交通运输系统理论研究部分,利用科学先进的技术,逐渐对于智能运输系统相关理论,可以更好的组建,交通系统电子基础设施网络,避免投入更高的高资金成本,减少资源的浪费。

4 对于未来智能交通系统的展望

智能交通系统技术在不断完善,在当今科技决定发展的时代,科技技术的完善不仅促进城市的前进,也是国家的进步的必备因素,在国际的大舞台之下,我国的智能交通系统技术开发与使用已经取得了明显的成效,智能交通管理系统的技术对于国家信息智能化的建设起到非常重要的贡献,借鉴智能信息技术的开发,逐渐会被更多的领域所利用,因此智能交通系统的应用普及,对于以后的市场需求也是庞大的,对于城市经济发展,国家经济发展,也是有一定的应响。

5 结语

多数城市智能交通管理已经普及,采用智能化的管理手段是现代化交通系统的趋势,科技技术的不断发展,经济的不断提高,交通问题也是日益明显,智能交通系统的实施解决了交通系统上,道路拥挤,不能绿色畅通的行驶等交通方面问题,增强智能交通系统的应用与了解,是每个交通参与者的必备条件,智能交通系统不仅仅是理论上,技术上的突破创新,还是文明社会,和谐社会形成的重要基础。

参考文献

[1]李志坚.城市智能交通管理研究[M].广东公安科技,2006.01.

[2]陆化普,李瑞敏.城市智能交通系统的发展现状与趋势[C].工程研究-跨学科视野中的工程,2014(01).

智能交通论文范文4

关键词 智能交通系统;创新创业;行动导向教学模式

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2012)03-0026-03

Practice of Adding Innovation Education Reformation on Intelligent Transportation Systems Course//Wang Yunling1, Xi Jianguo1, Zhang Xiangmin2

Abstract The intelligent transportation systems course is one of the most important special courses. This paper analyzes the problems in teaching process, suggests that adding the innovation education reformation on the intelligent transportation systems course from teaching outline, teaching materials, classroom instruction, practice, course examination.

Key words intelligent transportation systems; innovation; action orientation teaching model

Author’s address

1 Vehicle and Motive Power Engineering College, Henan University of Science and Technology,

Luoyang, Henan, China 471003

2 Law School, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan, China 471003

近年来,随着我国高等教育教学改革的深入发展,更多的院校更加注重大学生创新创业教育的培养。依托高校专业教学优势,将创业教育的基本内容融入专业教学的各个环节,不失为提高高校教育质量的一个发展方向[1]。本文以交通运输专业智能交通系统课程为例,谈谈如何在专业课程教学中引入高校创业教育。

1 智能交通系统课程的主要内容[2-3]

智能交通系统课程是交通运输专业一门重要的专业课程。智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS)将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。该课程的主要内容有三大部分。

1)ITS框架体系。确定适合交通体系的智能交通系统体系框架,为国家进行智能交通系统规划、实施、管理、设计提供依据。智能交通系统体系框架的组成部分主要有用户服务、逻辑体系结构、物理体系结构、通信体系结构、标准化工作、费用效益分析及评价、实施措施及策略等七点。

2)ITS关键技术。该课程主要介绍网络技术、通信技术、检测技术、人工智能技术、数据库技术、车辆定位技术、地理信息系统、IC卡技术等高新技术。这些技术都属于世界高端技术,研究深入,并且创造的社会价值很大。

3)ITS的应用。该课程主要介绍交通信号控制系统、交通信息服务系统、智能交通管理系统、智能公共交通服务系统、电子收费系统、多式联运系统、都市集成枢纽智能交通管理系统、智能车辆系统、自动公路系统、紧急事故处理等应用,这些应用与国民息息相关,创造了高额的社会经济价值。各个国家都在大力发展智能交通产品,占领市场份额。

2 智能交通系统的学科特点及存在的问题

智能交通系统课程是一门交叉学科课程,涉及车辆、交通、运输、道路、通信、控制等多学科。其基本理论框架从实践出发,经过抽象、概括、归类得出的科学实践的模型,反过来又结合各种技术措施用于指导交通运输实际问题。课程特点可概括为“概念多、理论多、内容多、理解不易深入”,而这也是学生在学这门课程中反映最多的问题。

智能交通系统又是一门实践性较强的课程,其理论框架来源于实践,但不是推理得出,而是通过归纳总结、反复实践验证得出合理结果,有了框架理论才可介绍主要技术以及实际应用。因此在讲述时,虽然强调理论框架体系的基础地位,并要求详细讲解,但是学生仍显得似懂非懂。由此容易导致学生的学习兴趣下降,认为该部分内容意义不大,也就是“学了没用”,从而严重影响后面内容的学习和理解。

从学生的考试中也可看出一些问题,在回答主观性题目时,存在的问题较多。对于简答题和名词解释题的解答主要靠死记硬背,考试过后很快就忘了,无助于这门课的学习;反映学生理解水平的论述题,学生的回答要么空洞无物,要么就是死记硬背教材上的内容,灵活理解掌握和运用能力较差。比如,论述题“谈谈你对智能交通系统(ITS)应用的理解”,学生一般将课本上智能交通系统概念、框架体系、车辆导航系统、交通信号控制系统等内容死记硬背下来答上,并无自己的理解看法,对智能交通系统真正的应用并无太多了解。

笔者认为,造成这种情况的一个重要原因是没有抓住学生的学习兴趣。那么如何抓住学生的学习兴趣呢?就要想学生所想。如今的大学生与社会接触较多,心中所想主要是能够学一些有用的知识,有助于以后的就业。智能交通系统课程与实践联系较紧密,可以将创新创业的理念融入课程中去,从而吸引学生的注意力,让学生能够主动学习这门课程。这样,不仅该课程的教学效果得到增强,还训练了学生的创造创新能力,有利于创造互惠双赢的局面。

3 如何在ITS课程中融入创新教育

在大学本科的教学过程中,如何将创新创业教育融入智能交通系统课程中呢?笔者在自己的教学实践中,通过不断调整教学思路和授课方式,总结出以下几方面经验。

3.1 教学大纲

目前中国的本科教育基本是按照教学大纲进行教学,教学大纲一般2~3年修订一次,以适应社会经济的发展变化。在修订过程中,可在教学大纲中有意识地逐步添加创新创业内容。

1)在“课程基本要求”中,增加“了解当前智能交通系统相关经济技术产业”等内容。

2)在“课程内容”方面,在智能交通系统关键技术和智能交通系统应用两大部分内容中,增加先进技术的案例。最好能以某一个项目为例,介绍研究目的、研究内容及研究工具等内容。

3)“习题”部分,可以形式多样化,增加论文、调查报告等形式。

4)“成绩考核评定办法”可以适当灵活,应当增加创新创业的思想,引导学生发散式思维。单纯的普通试卷考核方式很难体现学生的全面学习成果,而教师对学生学习过程中的个人看法在一定程度上可以反映学生的实际学习情况,因此有必要加大平时成绩的比例。

3.2 教材

智能交通系统课程教材比较多,大多是系统性、综合性的普通教材,如《智能交通系统概论》《智能交通系统体系框架原理与应用》等。笔者建议可以选取这类教材作为主教材,系统介绍智能交通系统的理论知识,同时增加智能交通系统有关创业实例作为补充。教师在授课时将辅助教材融入主教材中。当然,也可以自编教材,侧重开发学生的创新创业思想,以教材结合创新创业思想,将案例编入智能交通系统的理论知识中去。当然,因这类教材专业目的性强,可作为教师、学生的重要参考教材。

3.3 课堂授课

课堂授课是在智能交通系统课程中融入创新创业教育至关重要的一环,授课的好坏直接决定了学生的创新创业思想的接受程度。在课堂教学中,按照教学大纲和适当教材,选取有相关经验的教师进行授课。

笔者从事该课程的教学已有4年的时间,授课对象为交通运输专业的学生。经过几年的尝试研究,笔者认为可从以下几个方面来进行改进。

1)教学方法改革。课堂授课时,采用行动导向教学模式。授课过程中采用案例分析法、模拟情景法、项目教学法、仿真教学法等一系列不同于传统理论讲授的教学方法。“行动导向”教学模式下的学生不再处于被动接受地位,而是处在积极的、主动的地位,教师不是单纯地给学生灌输知识,而是让学生参与到创造性实践活动中来。学生需要动脑动手,亲手操作,进行观察、收集、分析资料等活动,在实践中培养学生与他人合作、交流的能力,培养分析问题、解决问题的能力,形成综合性的知识结构,培养综合性的能力和创业意识,使大学教育适应经济社会的发展要求。

讲课过程中,教师应注意在智能交通系统关键技术和智能交通系统应用两大部分内容中,引入创新创业意识,引导学生积极主动思维,提高学生学习的积极性。教师应当有意识地讲述一些世界前沿技术,开阔学生的视野,增强学生的学习兴趣。在介绍智能交通系统相关技术及其应用时,教师可以引入当前国际或国内先进的智能交通系统产品,如智能车辆技术、车辆模拟驾驶技术、停车场智能管理系统、智能交通控制、交通监控图像识别技术、地理信息系统、不停车收费等技术产品。

2)授课顺序适当调整。通常的授课程序是先讲智能交通系统框架体系,再讲智能交通系统关键技术,最后一部分是智能交通系统的应用。学生普遍反映前面听着没意思,进而失去学习的兴趣。进行顺序调整后,先讲智能交通系统的应用,联系国内及国际上实际的应用成果,接下来介绍要实现这些应用需要哪些主要的技术,最后介绍实现实际的应用效果不仅要有技术支持,还要有框架体系支撑。这样一来,有利于调动学生的学习积极性。

3)学生角色的适当调整。对于授课内容中比较偏重于理论、学生难以理解的部分,可以让学生说出自己的理解,甚至让学生当老师,上讲台对这一部分内容进行讲述,而后让其他学生提出意见,再进行重复讲述,直到学生都理解了为止。另外,对于智能交通系统的应用部分,可针对某一方面的内容让学生自行查询资料,选择有代表性的案例在课堂上进行讲述,并适当发表自己的看法。实践表明,这样做可大大调动学生学习的积极性。

3.4 实践环节

实践环节是学生验证学习内容、增加直观认识并进一步吸引学生兴趣的重要教学环节。可通过现有的教学设备开展课程实验,切实接触其核心技术。做实验时,不拘泥于参观、演示等被动的方式,可进行拆解观察、编程修改等模式。也可通过布置实践类作业,完成学生自主的实践环节。

智能交通系统这门课共开设了车型自动分类系统和智能停车场管理系统两个实验,可将这两个实验设计成综合性、设计性实验,在实验前只告诉学生实验目的和必备的实验设备,由学生自行设计实验步骤。通过实验,学生不但掌握了所学的理论知识,而且培养了实验技能、方法,锻炼了动手操作能力,提高了分析问题和解决问题的能力。

同时,还可以布置实践类作业,如布置调查社会性停车场的智能控制模式、调查车辆智能控制设施等实际调查类环节,并衡量其社会经济价值,进而刺激学生学习积极性,激发其创新创业的理想。

3.5 考核方式

课程结束的考核可以总结学生学习的效果,学生也可以通过考核结果看到自己的学习程度,一个合理的考核方式更能激发学生的学习兴趣。目前,我国高校的课程考核方式较为死板,尤其是理工科课程,多以试卷考试为主,学生需要死记硬背,不能体现学生的实际应用水平。

对于智能交通系统课程,在适当引入创新创业的内容后偏重于实际应用,概念等识记部分的比重相应降低,可采取布置论文、大作业、项目报告或者辩论口试等形式。考核形式亦可不局限于一人一题或一人一卷,可以分组协同,共同完成,这样有利于学生更好地体现自己的创业理想。具体选择何种考核方式可由教师根据实际情况而定。

当然采用非试卷的考核形式,应做好考核计划并制定合理的评分标准,以更好地考核每个学生的学习实践水平。

4 预想

通过融入创业教育,有利于提高学生的学习积极性,扩展学生的思维,为创业积累一些理论基础。但考虑到实际情况,有创业理想的学生可能终究只是一部分,为了更好地开展这门课并训练部分学生的创业能力,可在课程考核中采取区别对待的方法。对于有创业理想的学生,可组建创业兴趣小组,学生之间进行分工合作,进行一定范围内的模拟创业。考核时,可要求学生交付企业计划书、可行性报告、企业年终总结等资料,分别予以考核。对于创业兴趣不大的学生,可按常规进行考核。

通过以上课程改革,可望实现智能交通系统课程与社会实际的紧密结合,增强学生的实际能力,并培养学生的创新创业精神。

参考文献

[1]张项民.基于专业教学的创业教育范式研究[J].中国高教研究,2008(11):68-69.

智能交通论文范文5

关键词:多元智能理论;英语教学改革;教师

当前我国教育改革的核心问题是如何从应试教育向素质教育转变。在素质教育的指导思想之下,我国英语教学改革的实践已经取得了初步成效,但英语教学还存在一些不可忽视的问题,如教学形式单调,缺乏开放、弹性的学习活动,注重知识传授而忽视英语综合运用能力的培养等。多元智能理论以学生为中心,重视学习过程,注重通过丰富的教学活动形式培养学生的多方面能力,正可以弥补当前英语教学中存在的诸多不足之处。因此可以成为英语教学改革的一个重要指导理论。

一、多元智能概述

1983年,哈佛大学Howard Gardner教授提出了多元智能(Multiple Intelligences)理论,确认七种智能的形式,即语言智能(Linguistic Intelligence)、逻辑─数学智能(Logical-Mathematical Intelligence),视觉─空间智能(Visual-Spatial Intelligence)、肢体─动觉智能(Bodily-Kinesthetic Intelligence)、音乐智能(Musi-cal Intelligence)、人际智能(Interpersonal Intelligence)及内省智能(Intrapersonal Intelligence)。加德纳认为,我们每个人都具有多种类型的智慧,这些智慧相互或同时作用形成一体,称为多元智能;人与人之间的智能有所差异,而且智能是会发生变化的。四年后,Gardner又提出了第八种智能,及自然观察的智能(Naturalist Intelligence),拥有此智能的人通常在辨认以及分类自然界和人为的现象上特别杰出。多元智能理论可扩大课程范围,帮助教师转变课程观,提供学生多元模式的学习机会,多元智能理论无形中会迫使老师必须超越传统讲授的教学方式,成为一位多元智能的老师,同时发挥老师本身与学生多元智能的潜能,也惟有如此,才易达到新课程标准所要求的对学生综合能力的开发。

二、多元智能理论在英语教学改革中的运用

把多元智能理念融人英语课程中,研制多元智能课程模式与教学计划,是多元智能理论在英语教学实践中最佳的切人点。例如:

1.把某个智能作为科目的单位,设计与该智能相关的活动。

在“人际交往科目表”中,可以设计“组织或参与一次英语晚会、与同学进行英语会话、与同伴交换检查或批改英语作文”等活动。实施时允许学生选择自己喜欢的科目表,采用自己擅长的学习方法;鼓励学生用各种方式展示自己的才能和所学知识。

2.安排多元课程规划表。

把智能目标落实到英语课程或单元教学中,使培养各种能力与课堂教学有机结合起来。教师应当明确什么是学生应当掌握的最有价值的知识,训练哪些方面的智能,探索恰当的教学方法。多元智能理念指导下的外语教学有四个教学阶段:能力的感知―通过触、嗅、尝和看等多种感官经验激活各种智能,感性认识周围世界事物的多种特征;能力的沟通―通过接触他人、事物或特定的情景体验情感,调节并强化认识活动;能力的传授―在教学中传授学习方法与策略,把智力开发与教学重点相联系,帮助学生了解自己的智力程度,发展潜能;能力的综合运用―通过评估促进学生综合地运用多种智能,使每个学生都能自信地学习,并有所作为。

三、多元智能理论与英语教学的整合

(一)训练认知策略,发展语言智能

语言智能是指有效地听、说、读、写的能力,即能运用听说读写进行交流、讨论、解

释、说服、创造知识、建构意义以及对语言本身进行反思的能力。语言技能的发展对学生取

得任何学科学习成绩的成功都有显著的影响。教学中教师应训练学生有效倾听,在听的过程

中判断内容、抓住中心主题,在听后针对重点进行概括;训练学生使用尽可能少的文字做笔

记、记重点,积极勾画心理图式;培养学生资源策略,鼓励学生涉猎教材以外的资源(如词

典、英文报刊、图书馆资料、互联网信息等),使他们在不同阶段达到相应的资源能力。通过训练学生的认知能力促进他们发展语言智能。

(二)指导阅读训练,促进逻辑数理智能

外语属于文科,似乎与逻辑数理没有联系。其实不然,外语学科同样拥有某些数学概念,如排列、组合、编码、对称等,掌握这些概念可以促进外语习得。阅读是语言输人的主要途径。阅读训练中,采用不同的提问策略、提出开放性问题、让学生预测和改变逻辑结果等能够增强他们的逻辑思维能力,使逻辑数理智能在思考和学习中发挥更大的作用。

(三)运用空间表征策略,开发视觉一空间智能

利用真实空间、借助现实物理空间(如教室或物体的位置)进行直观教学(如教at八n,on等方位介词)是培养空间智能最直接的手段。采用电影、电视、投影片、多媒体、挂图、图解、图表等形象化工具辅助教学,有助于激活视觉一空间智能。处理叙事体课文可以采用视图化大纲或网络图,有助于理清课文脉络和要点。图表还能用于分析或解释词汇的语义关系、句法关系、文本的篇章结构等非空间问题。

(四)营造音乐环境,培养音乐智能

音乐智能主要指对于节奏、音调和旋律的感悟和直觉能力,以及用音乐表达思想感情的能力。音乐的生理和心理功能广泛应用于开发个体各种智能与潜能。青少年学生听觉敏锐,善于模仿,具有音乐的潜能。因此,利用教材或课外的音乐资源,把音乐与教学内容有机地结合是培养学生音乐智能的主渠道。教学的方式有听主题音乐或背景音乐;唱与教材同步的英文歌曲或与生活联系密切的抒情歌曲。

(五)开展合作学习,塑造人际交往智能

人际交往智能是人的智能最重要的方面,它主要指与人交往合作,觉察、体验和解读他人的情绪、情感和意图,并能据此做出适当的反应的能力。创设积极的人际交往环境最好的办法就是开展小组合作学习。这种方法是引导学生在个人学习与小组合作学习中运用所学语言,使语言的形式和意义相结合,使语言学习更有交际意义,符合语言学习和运用的规律。

四、结束语

全面培养与发展学生的多元智能多元智能理论对英语教师提出更高的要求。首先,教师应更新知识结构,善于学习、接受新的教育理念,了解新的教学动态。其次,教师应具备全能意识与技能,创设能鼓励各种智能发展的学习环境,满足不同学生的需求,因为教学中教师的身教最有说服力、最具示范性。再则,教师之间必须加强团队合作。多元智能教学需要多元化教学技能,而教师个体能力毕竟有限,很难集全能、多面手于一身,客观上要求不同或相同学科教师之间的团队合作,共同探讨多元智能的课程设计与实施方案,集思广益,优势互补,实现教与学的最优化。

参考资料:

[1] 加德纳著,沈致隆译.多元智能〔M〕,北京:新华出版社,1999

[2] 金奇洛著.多元智力再思考,霍力岩李敏谊等译.北京:中国轻工业出版社,2004.

智能交通论文范文6

摘要:总结手机界面交互设计基础理论以及老年人群特性在手机界面交互设计上的运用;通过相比研究三个老年人智能手机相关案例,并联合对老年群体的全方位的调研分析,提炼出可供借鉴的观念方式和设计需求;对老年人群体进行系统的全方位的解析总结,构建出一套以智能手机为主的界面交互设计研究体系,提出专门面对老年人智能手机的界面交互设计方法。

关键词:人口老龄化;以用户为中心;交互设计;智能手机

一、研究背景

伴随社会的发展和观念的更新,手机已成为当今社会人们社交和获取信息的重要核心。越来越多的老龄人渐渐地开始使用智能手机。因此,要提高老年人智能手机的操作性及手机APP界面交互设计简易性极为重要。如今的老年人有着更加年轻的心态,更愿意投入现代化的信息生活中,享受信息革命带来的便利。智能手机更是以其良好的使用体验和丰富多样的应用功能成为当今年轻市场的主流。然而当前面向老年人的手机设计却显得滞后,功能手机功能简单却并不易用,而老年人智能手机的设计更是缺乏有价值的研究。所以探索用一种新的界面形式――交互界面来解决老年人对于智能产品的认知鸿沟问题。以老年人智能手机界面的交互设计为研究对象,宗旨在理论上丰富以老人用户体验为方向的应用APP界面交互设计的钻研,为科技与艺术的融合搭起充斥更多可能性的桥梁,在实践上给相关设计者提供一定的参考数据。针对老年人智能手机的交互界面设计进行研究,立足于如何提高老年人智能手机应用APP界面的体验感。

手机交互界面是智能手机操作的主要平台,而其中的图标设计是手机交互界面设计中最直观和重要的组成部分。交互界面图标设计是技术与美学互相结合的一个领域。清晰、易懂并具有良好用户体验的界面图标,能提高用户的使用效率以及愉悦感,也是提高用户对产品认知的虚拟化媒介。分析了图标的设计要素及其应用。在充分考虑用户体验的前提下,得出交互界面在易用性的基础上会朝着更高效、简洁及智能方向发展的结论。而在人性化和交互性的前提下,图标设计将会展现不同于以往的新面貌。

开拓老年人手机的目的不光是为老年用户提供方便,更重要的是为了缓解老龄化趋向所带给当今社会的压力,进一步促进当今社会的和谐发展。目前,在智能手机专业性领域蓬勃发展的浪潮下,虽然老年人手机设计在实践中显得有广阔的发展空间,但是在专业学术领域中,却处于初始阶段,没有相对独立的理论加以支持和引导。系统性理论的严重缺乏和老年人手机设计师水平的严重落差,使得目前国内外的老年人手机设计呈现了许多问题。此中最为突出的弊端在于设计师未能精确的把握老年用户对于智能手机中的通讯软件的外观及具体功能需求,许多设计作品并没有真正做到人性化方面的考虑。将艺术的表现与科学的实现两方面进行融合,引入存在已久的设计观念――人性化设计,从心理学、价值观等关于人性的角度进行解析研究,以解决老年人手机交互界面设计中所存在的问题。为使老年人手机的外观造型更加贴近老年用户的审美取向,手机的界面越发易于用户进行操作和掌控,从而更好的实现人性化设计的目的,本文以心理学和价值学的理论为基础,结合老年人手机的独特设计需求,在研究中将用户界面设计理论引入到老年人手机设计理论中,提出了用户硬界面和软界面的设计大致框架。针对该框架所涉及的两个方向,分别从用户生理、心理特点和界面组成要素进行功能分析。特别是在价值学说的基础上,针对用户界面设计中所解析的功能进行优化处理,并总结概括出老年人手机人性化设计方法的设计流程,为促进老年人手机种种方面的高质量设计提供了一条非常实际有效的途径。

二、研究目标和方法

目标:通过设计出简明显有自己风格的手机界面交互设计来降低智能手机的使用难度,但是在功能上与其他智能手机并无差异。

方法:通过对用户的访谈、调查问卷、人物脚色体验法等设计要领努力构建老年人智能手机的交互界面模型,并拔取当今都市老年人为样本进行调研、对老年人智能手机的相关案例举行进一步的分析,最终确定了针对老年人智能手机界面交互设计的一些设计方法,并就老年人智能手机中最常用的视频通话功能进行具体解析,进行相关的设计实践。

三、研究流程图

5-6月份:

1.查阅相关文献并根据市场分析,归纳用户体验的原则和要素、界面交互的类型;

2.考虑设计接纳程度因素,总结了在老年人智能手机交互界面设计实施的各个阶段需要注意的设计原则及需要注意的事项;

3.市场调研,通过用户访谈和问卷等形式的调研分析,分析该项研究在市场上的价值,并做调研总结;

4.总结研究成果及相关的不足之处,并对后续研究做出了一定的展望;

四、研究的过程和结果

过程:通过为期半个月的社会市场调研,通过调查问卷进行市场走访,结合市场反应做出了总结并分析改进,实践出合理的设计理论,总结出一些研究要解决的问题和未来的发展趋势;如何能在交互层面为“基本的功能设置”、“交互方式自然合理”以及“多通道帮助设计”“个别时尚功能的简洁设计”设计出更简洁适合老年人的设计;在体验用嫖“通用性与专属性的平衡”、“坚持对传统的延续与创新”和“良好的情感体验”为主设计出更适应老一辈人的喜爱产品。未来发展趋势是“基于自然用户界面的交互产品”、“基于互联网功能的交互产品”以及“老年人专属聊天社交社区的出现”“基于老年人手机娱乐交互设计”。

五、研究结论

通过老龄化趋势下的手机交互设计研究,在手机交互设计的实施和改进中总结出以下几个问题:1在交互层面为“基本的功能设置”、“交互方式自然合理”以及“多渠道帮助设计”“个别时尚功能的简洁设计”设计出更简洁适合老年人的设计;2在体验层面为“通用性与专属性的均衡”、“坚持对传统的延续与创新”和“良好的情感体验”为主设计出更适应老一辈人的喜爱产品。并通过一系列的科学研究和分析得出四个未来发展趋势,“基于自然用户界面的交互产品”、“基于互联网功能的交互产品”以及“老年人专属聊天社交社区的出现”“基于老年人手机娱乐交互设计”。

【参考文献】

[1]唐纳德・A・诺曼.设计心理学[M].北京:中信出版社,2010.

[2]史蒂夫.克鲁克.点石成金[M].北京:机器工业出版社,2016.

[3]比尔.巴克斯顿.用户体验草图设计[M].北京:电子工业出版社,2009.

[4]库帕.交互设计之路[M].北京:电子工业出版社,2006.

智能交通论文范文7

关键词:成功智力;探究教学;交互仿真智能性课件

文章编号:1005-6629(2011)01-0012-02

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

1 成功智力理论概述

心理学家斯滕伯格在《成功智力》一书中指出,成功智力是“用以达成人生中主要目标的智力,它能使个体以目标为导向,并采取相应的行动,是对个体的现实生活真正起到举足轻重影响的智力”。

成功智力主要包括分析性智力,创造性智力,实践性智力三个方面。分析性智力强调分析、评价、比较、判定等分析思维能力,它的主要功能是通过分析、判定找出解决问题的最有效方法;创造性智力涉及发现、创造、想象、假设等创造思维能力,它的主要功能是超越给定的知识和条件,产生出新意、有创造性想法的能力:实践性智力是指个体解决实际问题的能力,它将分析、思维的结果以一种行之有效的方法来加以运用。只有上述三方面智力相互协调、平衡发展才能最有效地达到成功。

2 成功智力与新课程改革

2.1 新课程倡导下的“双主一探究”教学模式

新课程倡导一种“双主一探究”的教学模式,强调教师的主导作用和学生主体地位的有机统一“以学生自主探究为主线的教学模式”,旨在培养学生的探究能力、分析能力和实践能力。这些理论完全与成功智力理论相吻合。

2.2 教学中的实验探究

真实实验探究让学生到现实世界去观察和研究,自然有无可比拟的优势。但其忽视了教学实施的现实问题。首先,由于课时的限制和学生掌握知识量的要求,我们没有足够的时间让学生进行大量的真实实验探究。其次,由于部分实验的局限性,对那些有毒,易污染,难实现的实验又如何让学生进行真实探究。再次,由于社会的进步。信息技术与化学课程的整合已是现代教育发展的一个新理念。所以,我们应该适时适度的应用好信息技术这个工具。

2.3 交互仿真智能性课件对发展学生成功智力的案例设计

下面以“氯气的制备和性质”为例。来谈谈交互仿真智能性课件在教学中是如何培养学生成功智力的。

(1)氯气的制备

第一步:通过氯气泄露的新闻视频来激发学生学习兴趣,提出问题:氯气是怎样制备的呢?让学生分析讨论,设计出氯气的制备方案。并利用交互仿真智能性课件的操作平台为学生提供实验仪器。让学生进行组装,经过不断的错误尝试和分析总结。最终设计出实验方案。

第二步:学生通过鼠标的点击和拖动可以自行操作实验。如果学生的操作步骤是先将酒精灯点燃。然后向圆底烧瓶中加入试剂。圆底烧瓶则会炸裂,如图1所示。学生通过分析讨论。得知导致烧瓶破裂的原因是实验操作顺序错误。从而进行先加入试剂再点燃酒精灯的正确操作,如图2所示。

(2)氯气的性质实验

第一步:根据学生的已有知识(氯气能使潮湿的布条褪色,而不能使干燥的布条褪色)设计实验。试剂瓶中分别为干燥的红色布条和潮湿的红色布条。

第二步:进行实验。学生通过实验发现,两个试剂瓶中的红色布条都变成了白色。经过讨论分析,学生发现在制备氯气的实验设计中,忘记了气体的干燥和除杂等步骤,从而制得的氯气中含有部分的杂质气体和水蒸气,从而使干燥的布条也被漂白。

第三步:重新设计实验。由于学生都明白了实验失败的原因所在,设计出了新的实验方案。用饱和食盐水除去了HCl杂质气体。用浓硫酸除去了气体中的水分,如图3所示。

2.4 交互仿真智能性课件对发展学生成功智力的作用

从图4我们可以看到。课件的设计大致分为:设计实验方案,选择仪器并组装,进行氯气制备实验,设计氯气性质实验,发现新问题。改进实验方案。验证实验等七个步骤。通过设计实验方案。选择仪器并组装,设计氯气性质实验。发现新问题这四个环节培养了学生的分析性智力;通过设计氯气制备实验方案,设计氯气性质实验,改进实验方案这三个环节培养了学生的创造性智力;通过“操作”氯气制备实验。验证实验这两个环节发展了学生的实践性智力。

可以看出,交互仿真智能性课件的应用对发展学生的分析性智力和创造性智力有很大的帮助,但对实践性智力的发展还有所欠缺。

参考文献:

智能交通论文范文8

关键词 智能交通 人才培养模式 课程体系

中图分类号:G642 文献标识码:A

1 智能交通行业背景

国家在“交通运输行业智能交通发展战略(2011-2020)”中提出,深入贯彻落实科学发展观,按照加快转变交通运输发展方式、构建“便捷、安全、经济、高效”的综合运输体系、发展现代交通运输业的总体要求,以集成创新、规模应用为重点,着力促进智能交通技术在交通运输领域的有效应用,着力提升智能交通领域的自主创新水平,着力推动智能交通系统产业和市场的发展,满足人民群众对出行安全和便捷要求,使智能交通成为现代交通运输业的重要支撑和交通信息化的先导,并为我国战略性新兴产业提供应用环境和市场。国家在《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》提出,大力推进交通运输各领域信息化建设,推动信息技术与交通运输管理和服务全面融合,全面提高交通运输智能化、现代化水平。湖北交通根据交通信息化发展趋势,在“十二五”将开展“公路水路安全畅通与应急处置系统”、“公路水路交通出行信息服务系统”、“交通物流公共信息服务系统”、“交通综合管理信息平台”等四项重大工程建设,这需要充实大量的计算机网络、电子政务、办公自动化、智能运输、联网收费、视频监控、信息服务等不同层次的技术力量,尤其需要在一线的高素质技能型人才为各信息系统的建设与管理提供人才保障。

2 行业人才需求调研

通过对相关企业的走访、调研,分析未来几年智能交通行业对人才的需求主要体现在以下三个方面:

2.1 城际智能交通

在城际交通方面,伴随着中国高速公路投资规模的不断扩大,建设里程的不断增加,高速公路管理所需交通工程设施,特别是高速公路的通信、监控和收费系统需求量将不断扩大。高速公路智能交通系统是以信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术和交通工程等技术为基础的综合性、集成化大系统,主要由监控系统、通信系统和收费系统三大部分组成。

到2015年,湖北省高速公路总里程将突破6500公里,力争达到7000公里,根据交通部门的岗位调查和需求预测,湖北“十二五”期间智能交通领域需要从事交通控制与管理、电子不停车收费等方面的高技能人才从业人员在1.3万人以上。

2.2 城市智能交通

智能交通是智慧城市建设的重要组成部分,通过改进地面公交调度和信息服务、出租车综合信息服务、轨道交通换乘信息服务和交通枢纽综合信息服务等,能够帮助出行者选择更好的出行方式,由“盲目”出行转变成“有序”和“可靠”出行。近年来,各地都在不遗余力地推进智能交通的建设,并将它作为发展智慧城市的重要目标。根据武汉市智能交通发展规划预测,湖北“十二五”期间城市智能交通领域需要从事GPS与电子地图制作、城市交通控制与管理等方面的高技能人才从业人员在1万人以上。

2.3 城市轨道交通

按照武汉市轨道交通规划,武汉将有5条地铁连通武汉三镇,23条过江通道穿越两江,到2017年,共7条轨道线建成,总里程超过250公里。根据许多城市发展城市轨道交通的经验,城市轨道交通的建设和发展,将会带来大量的人才需求,除了建设时期需要大量的轨道交通工程建设人员外,随着城市轨道交通的投入运营,每年都会产生大量的运营人员需求,人员需求岗位既涉及行车组织人员,也涉及非行车人员。专家预测,每开通一条地铁线路大约需要各类人才1300人左右,根据武汉市目前的城市轨道七条线路的规划,到2020年,武汉轨道交通人才需求将达到近1.2万人,而60%是一线技术管理和运营管理人才。总之,总长为250公里的武汉轨道交通将能提供10000多个就业岗位。

3 专业技能型人才培养体系基本设想

3.1 人才培养目标定位

根据行业背景及相关企业人才需求调研明确了本专业人才培养目标的定位:本专业主要面向湖北及中部地区,服务交通运输行业,培养具有良好职业道德和敬业精神,掌握必备的文化知识和专业基础理论知识,具备监控系统、收费系统及通信系统的集成与施工、维修维护、系统管理等专业技能,适应高速公路与城市道路信息化系统的施工、维护、管理等岗位工作的高端技能型专门人才。

3.2 “双身份、三循环”人才培养模式的尝试

根据交通信息化建设对人才的需求,以就业为导向,以培养学生的综合职业能力为重点,遵循职业教育规律,突出交通信息化职业教育特色,实施“双身份、三循环”的人才培养模式。即学院和企业共同实施教学过程,学生以“学生+学徒”的双重身份,在学院和企业轮流上课与实训,充分发挥学校和企业两种教育环境、两种教学资源的作用;根据交通安全与控制专业从业人员的实际需要设置课程和实训内容:第一学年学生在校内进行基础文化知识和基础理论知识的学习,中途安排学生到校企合作单位观摩见习,使学生了解未来的工作岗位,之后学生回到学校继续学习;第二学年学生在校内进行系统的专业理论知识学习,中途安排学生到校企合作单位见习,之后学生回到学校继续专业技能的训练;第三学年根据学生的就业意向对学生进行针对性的实习教育,再安排学生到相应校外实习基地进行顶岗实习,之后学生回到学校完成毕业设计及毕业答辩。

3.3 “能力本位”的课程体系的构建

(1)通过职业岗位(群)分析,确定典型工作任务。由交通安全与智能控制专业教师和相关企业行业技术专家和一线技术人员组成专业课程开发设计小组,针对本专业职业岗位(群),采用访谈、问卷、研讨、论证等方式,依据在实际工作中具体工作任务出现的频繁程度、重要性以及所承载的知识与技能,通过岗位(群)分析确定本专业对应的典型工作任务。(2)通过对典型工作任务的归纳、整合,确定行动领域。通过研讨、论证等方式,广泛听取企业行业和学校等各方意见,根据完成典型工作任务所需的能力点不同,将相近工作任务按能力阶次进行归并和分层、分类,归纳出本专业基于能力标准为支点的行动领域。(3)通过对知识和能力结构的解构与重构,实现行动领域向学习领域的转化。由专业教学指导委员会汇集企业行业技术专家、实际生产一线的技术能手、学校专业骨干教师和教学专家,对照职业标准,结合教学资源的整合,根据工作任务的系统性和学生职业能力的形成规律。按照由易到难、循序渐进的原则,同时充分考虑教学的可实施性,以行动为导向,按照实际工作过程组织教学内容,开发出交通安全与智能控制专业主要学习领域。

参考文献

[1] 谭任绩.“3+3大循环”工学结合人才培养模式实践与思考[J].职业教育研究,2012(3).

智能交通论文范文9

关键词:人工智能;教学内容;教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:A

1 引言

人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科,与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就,目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面,已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。

为了适应人工智能技术日益广泛的需要,国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程,特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课,1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前,我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程,已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程,也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一,其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理,初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容,拓宽知识面,启发思路,为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识,提高学生应用开发软件的能力和水平,为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此,建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。

由于人工智能是交叉学科,涉及面广、内容抽象、不易理解,学生往往有望而生畏的感觉,在教学过程中,老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标,提高本课程的教学质量,协调好教与学的双边关系,使学生由望而生畏的感觉,变为有用有趣的感觉,根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法,结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践,对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。

2 调整与优化教学体系和教学内容

“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程,也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一,其研究领域及内容十分丰富,涉及的基础面广。因此如何选好教学内容,既能使学生了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件重要而又困难的事情。

进入21世纪以来,人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展,我们修订了“人工智能导论”的教学大纲,对教学内容进一步优化和更新,极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分:第1部分为概论,介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程;第2部分是知识表示,推理和搜索技术,讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略;第3部分是人工智能应用研究领域,包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论,是人工智能的重要基础,应该循序学习。第3部分是人工智能的应用,由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点,因此针对高等院校的本专科生来说,不必循序学习,而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说,可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等,同时可增加在自动控制领域的应用,包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点:而对计算机科学与技术专业来说,可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等,并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的,调整本课程教学体系,优化教学内容,让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。

另外,在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术,注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接,密切理论与实际的关系,通过课堂讲授和课外训练,注意学生能力培养,提高他们的学习效果和整体素质。

3 加强课程立体化建设和系列教材研究

在课程的立体化建设中,教材充当了地基的角色,所有的课程内容安排,无不体现出以教材为基本,以教材为模板。所以本着基础、实用的原则,我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强,引人入胜;基础部分系统全面,叙述深入浅出,循序渐进;应用部分密切理论与实际关系,典型形象。其中第二版在第一版的基础上,增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用,使学生能够更深入地理解和应用这些理论;另一方面,又新增了自然语言理解及其应用内容,以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要,反映了人工智能学科的发展,为人工智能课程确立了基本框架,发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题,而且也被各兄弟院校普遍采用,促进了该课程的普遍开设,推动人工智能学科的发展。

为了配合教材第二版的教学和自学,在已有教学经验和教学成果积累的基础上,制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像,并刻录成光盘随书供读者使用;同时又研究与开发了网络课程(http://),以更好地调动学生的学习兴趣和主动性,促进本课程的教学改革。

包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求,支持教师提高教学手段现代化的水平,更贴合学生的学习需求。

4 改革与创新教学模式和教学方法

在“人工智能导论”课程教学的过程中,我们积极探索教学新路,经过数年辛勤试验,结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验,对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。

(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”,“人工智能导论”课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程,一般来说,学生开始学习兴趣很大。但是,当一些学生开始接触到抽象概念和算法时,往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法,激发和培养学生的学习兴趣。例如,鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论/辩论等形式。特别,我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题,以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示,使学生扩大了眼界,增加了感性知识,达到提高学生学习兴趣的目的与效果。

(2)面向问题的启发式教学

人工智能中的许多问题,有的似是而非,有的引人入胜。在教学中,有意识的提出相关问题,提请学生思考,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案,启发学生求解这些问题,并进行分析和比较,从而强化了学生学习的主动意识和参与意识,提高了学生的学习积极性。例如,在讲到比较抽象的“遗传算法”时,提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题,先从“达尔文的生物进化论”入手,讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用;然后通过一个简单的例子,从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现,最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样,学生不但从中学习了遗传算法,而且得到一次逻辑思维的训练,取得很好的教学效果。

(3)课堂辩论与交互式教学

组织课堂辩论,讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。例如,为了加深学生对智能机器人内涵的理解,我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识,认真进行准备;辩论会上正反双方唇枪舌战,激烈争辩,气氛热烈。辩论后,学生余意未尽,讨论热情不减。无论是哪一方获胜,都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略,如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问,也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。

(4)个性化学习与因材施教

在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如,通过组织学生进行读书报告的形式,鼓励学生从多方面、多角度考虑问题,多提新颖思想,有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容,并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如,在教学设计和实验设计中,注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容,如模糊控制器的设计、进化控制等),从而引导学生发挥个性优势,达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难,进行有针对性的指导。

(5)多媒体与网络教学的使用

本课程在PPT演示文稿和网络课程上,采用了大量的多媒体表现形式,如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化,便于学生理解。例如,课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等,有助于加深学生对所学知识的理解,促进教学水平的提高,激发了学生对课程的兴趣,使学生创新意识得到增强。此外,随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http://)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等,以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。

(7)理论与实践结合

在教学内容安排上,注意理论联系实际,适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验,归结反演实验,主观Bayes推理网络实验,A搜索实验,以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与,保持学习兴趣,有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解,掌握基本方法和技术,为从事智能系统应用开发打下基础,从而达到教学目的。例如,我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室,观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示,密切理论与实际的关系。

我们在教学改革实践中探索的这些教学方法,有利于充分激励学生的学习积极性和主动性,有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维,有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5 运用多样化的教学手段和考核方式

5.1 多样化的教学手段

采用现代信息技术进行教学,构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式,是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等,进行教学。采用的方法包括:

(1)抽象知识内容的多媒体表示

通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程,包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段,以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。

(2)通过PPT撰写教案

精心编制PPT,组织好课件内容,做到图文并茂,提纲挈领,便于学生理解,便于教师讲授。

(3)开发与应用网络课程

“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面,通过网络课程的课堂练习和章节练习,评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议。在情景化方面,采用了在线答疑形式,使得学习过程丰富有趣。

(4)先进实验系统的观摩与演示

利用我们的研究成果等有利条件,有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件),使学生知道学了有用,而且很有用,很有趣,很有意义,从而进一步诱导学生的学习兴趣,巩固了课堂所学知识,提高了教学质量。

教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用,不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性,而且也取得很好的实际教学效果,提高教学质量。

5.2 作业、考试等教改举措

(1)改革作业方式与方法

改变过去那种单纯的书面习题作业,发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行,教师批阅后的作业也通过网络返回给学生,实现了作业呈交和返回的网络化。

(2)改革考试方式与方法

如何对本课程的考试方式进行改革一直是我们探索的问题。我们综合考虑课堂出勤情况(10%)、平时正式作业成绩(20%)和期末课程考试(70%),进行综合评分。期末考试有时采用综合试题考试,出几个大题目让学生选择其中几个进行开卷笔试,当面交卷后评分;有时采用课外开卷论文结合或口试面试。最近,我们还对部分学生结合实验或实际问题提问等进行考核。我们正进一步改革、试验和探索,使考试成为衡量与培养创新能力,促进学生学习主动性和提高课程教学质量的重要环节。