“案例教学+项目驱动”模式在人工智能课程教学中的应用探索

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黄华文

武汉纺织大学计算机与人工智能学院 湖北 武汉 430070

摘要

随着人工智能技术的迅猛发展,传统的教学模式已难以满足现代教育对理论与实践结合的需求。为了提升人工智能课程的教学效果,“案例教学+项目驱动”模式作为一种创新的教学策略,逐渐被引入课堂,这种模式通过实际案例的分析与项目任务的实施,使学生不仅能够掌握理论知识,还能够将其应用于现实问题的解决中,从而有效地弥合了理论与实践的鸿沟。本文针对“案例教学+项目驱动”模式在人工智能课程教学中的应用价值进行了分析,探究了“案例教学+项目驱动”模式在人工智能课程教学中的应用策略


关键词

“案例教学+项目驱动”;人工智能;课程教学;应用

正文


引言:

在人工智能领域,技术的飞速发展和应用场景的不断扩展对教育提出了新的挑战和要求。传统的以讲授为主的教学方法已无法满足学生对实际问题解决能力的培养需求。为此,“案例教学+项目驱动”模式作为一种融合理论与实践的教学方法,逐渐成为教育改革的热点,这种模式通过引入真实的行业案例和实际项目任务,使学生在解决具体问题的过程中掌握和应用人工智能的核心知识和技能,进而提升其综合素质和实践能力。

一、“案例教学+项目驱动”模式在人工智能课程教学中的应用价值

1.提升理论与实践的结合

在人工智能课程的教学中,传统的课堂讲授往往将理论与实践割裂开来,造成学生在面对实际应用问题时缺乏足够的准备。而“案例教学+项目驱动”模式的引入,有效地弥合了这一理论与实践之间的鸿沟,使得学生在真实的应用环境中深入理解和运用人工智能的核心概念和算法,这一模式不仅提升了教学的实际效果,还为学生未来的职业生涯打下了坚实的基础。在人工智能课程中引入真实的行业案例,是“案例教学+项目驱动”模式的核心。真实案例能够提供丰富的背景信息和实际应用场景,让学生在面对具体问题时,能够将课堂上学到的理论知识付诸实践,通过分析经典的行业案例,学生能够理解人工智能技术在实际问题中的应用方式,并掌握解决复杂问题的具体策略[1]。例如,针对图像识别技术的课程,可以引入某知名企业在自动驾驶中的应用案例。学生在分析该案例时,能够详细了解图像识别算法如何处理大量的视觉数据,如何通过深度学习模型提升识别准确率,并在此基础上进行相应的项目设计和实现,这种实际的应用场景使学生的理论知识得到了有效的检验和扩展。

2. 激发创新思维和问题解决能力

在人工智能课程的教学中,项目驱动的教学方式不仅是知识传授的工具,更是创新思维和问题解决能力的催化剂,通过实际项目的实施,学生在面对复杂问题时被鼓励进行深入的思考和创新设计,这种实践过程不仅提升了他们的技术能力,还激发了他们的创造力,这一模式的核心在于通过实际操作和问题解决,培养学生的独立思考能力和创新意识,从而使他们在面对未来的技术挑战时具备更强的应对能力。项目驱动教学模式的主要优势在于它能够营造一个激励创新的环境,在传统的教学中学生通常被动接受理论知识,而在项目驱动的模式下,学生需要主动设计和实现解决方案,这一过程要求学生在面对具体的技术问题时,发挥创意思维,探索多种解决方案[2]。例如,在开发一个推荐系统的项目中,学生需要选择合适的推荐算法,并在此基础上进行优化。学生可以尝试不同的算法,如协同过滤、内容推荐或混合推荐,并调整参数以提升推荐系统的准确性和效率,这种探索过程不仅让学生了解不同算法的优缺点,还促使他们在实际应用中寻找创新的解决方法,从而激发他们的创造力。

二、“案例教学+项目驱动”模式在人工智能课程教学中的应用策略

1.精心设计案例与项目任务

“案例教学+项目驱动”模式的实施中,精心设计案例与项目任务至关重要,这不仅是确保学生能够有效地将理论知识应用于实际问题的关键步骤,还直接关系到教学的质量和效果。为了确保这种教学模式的成功,教师需要在选择和设计案例及项目任务时进行细致的规划和深思熟虑。案例的选择应紧密结合人工智能课程的核心内容,确保案例具有现实意义和挑战性。

真实的行业案例能够为学生提供直观的应用场景,使他们能够在解决实际问题的过程中,更加深刻地理解人工智能技术的理论和应用。例如,选择一个涉及深度学习算法在医疗影像分析中的应用的案例,学生可以通过实际的数据处理和模型训练,理解卷积神经网络的工作原理及其在实际医疗诊断中的作用,这种基于实际问题的案例不仅能帮助学生掌握理论知识,还能使他们看到技术在现实世界中的实际应用[3]。此外,项目任务的设计需要考虑到学生的技术水平和课程的教学目标。任务应设定明确且具有挑战性的目标,以促进学生的深入学习和技能提升。一个成功的项目任务通常包含多个步骤,从数据获取、数据清洗、模型构建到结果分析,每个步骤都应该清晰明确,并具有一定的复杂性和实用性,通过这样的设计,学生不仅能系统地掌握项目实施的各个环节,还能在实际操作中学会如何解决遇到的问题。

2.建立明确的学习目标和评价标准

 “案例教学+项目驱动”模式的实施过程中,提供必要的技术支持和资源是确保项目成功的核心要素,这一过程不仅涉及技术工具和平台的配置,还包括对学生在项目过程中提供的指导和帮助。技术支持和资源的配置是项目成功的基础,教师需要为学生提供一系列必要的技术工具和平台,这些工具和平台应与课程内容紧密相关[4]。例如,在人工智能课程中,数据集的质量和多样性直接影响到项目的完成度和研究的深度。因此,教师应确保学生能够访问到高质量的、与项目相关的数据集,这些数据集不仅要涵盖项目所需的各类数据,还应经过预处理,以确保数据的清晰和准确。同时编程环境也是项目实施中不可或缺的组成部分,教师应为学生提供合适的编程环境和软件库,这些工具能够支持学生在项目中进行算法开发和测试。例如,TensorFlowPyTorch等深度学习框架是构建和训练模型的关键工具,通过提供这些工具,教师能够确保学生能够有效地实现项目目标,而无需为技术环境问题分心。此外,提供完善的开发环境设置指南以及代码示例,可以帮助学生快速上手,并减少技术障碍。

结语:

“案例教学+项目驱动”模式为人工智能课程教学带来了新的活力和挑战,通过精心设计的案例和项目任务,明确的学习目标和评价标准,以及有效的技术支持和跨学科融合,这一模式不仅提升了学生的理论知识和实践能力,还激发了他们的创新思维和团队合作精神。未来随着技术的不断进步和教育需求的变化,“案例教学+项目驱动”模式将继续发挥其在人工智能教学中的重要作用,为培养具有实际解决能力的人工智能人才做出更大贡献。

参考文献:

[1]吕晴美. 人工智能教学实践的四个策略[J]. 中小学信息技术教育,2024,(07):60-61.

[2]范晓婷,张重,刘爽. 人工智能课程的教学改革与实践研究[J]. 中国现代教育装备,2024,(11):148-151.

[3]马若男. 案例教学法在高中人工智能课程教学中的应用研究[D].华中师范大学,2024.

[4]董雨雪. 高中人工智能课程项目化教学的实践研究[D].华东师范大学,2023.

 


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