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5G+AI技术在人工智能专业课程教学中的应用研究
摘要:随着计算机技术的发展,人工智能成为计算机重要的衍生领域。目前来看,我国的部分大专院校都开设了人工智能相关的专业课程,致力于培养具有计算机综合研发和应用能力的专业技术人才。高职院校是应用技术人才的主要培养场所,已经有效的开展了计算机领域的课程教学和人才培养。接下来还应加强对打造智能教育新生态系统和实现智能技术与人和谐共存等方面的研究,来促进人工智能专业课程教学的改革和创新。
关键词:5G技术、AI技术、人工智能专业、教学
基金项目:中国民办教育协会规划课题(学校发展类):基于大数据学生就业岗位智能分析与推荐高水平就业平台的研究(CANFZG22404);教育部高校学生司2021年供需对接就业育人项目(20220102275);全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目(2022-AFCEC-272);广州华立科技职业学院2022年校级质量工程项目(HLZ092203)。
1.引言
自从计算机科学产生以来,人们对计算机科学技术的追求就从来没有停止。人工智能这个概念产生以来,就开始受到社会各界的广泛关注。尤其是在信息通讯技术的不断发展下,人机交互功能不断的进步和完善。人工智能已经从理论和简单的应用进入到了深度开发和广泛应用上。我国的职业教育发展以来,形成了具有明显特色的人才培养模式,长期以来,为我国的现代化建设提供了众多优质的人才。随着职业教育新政的不断出台,未来职业教育发展的社会氛围、基础设施和办学条件将进一步优化,产教融合的校企合作将进一步深化,职业教育发展会迎来一个新的高潮。高职院校的人工智能专业课程教学,是培养具有专业技术应用能力的计算机综合型人才,在良好的市场环境下,人工智能的应用产品种类众多,而且价格适中,适合普通的消费人群。人工智能已经逐渐的形成了一个规模化的产业,人才缺口也十分严重。在高职院校中,5G+AI技术的引入,就是要利用先进的网络技术,来促进人工智能课程教学的质量和效率,达到优质的具有应用能力的人才培养效果。
2. 5G和AI技术概述
5G又被叫做第五代移动通讯系统,5G技术作为一种新型的移动通信网络技术,它具有传输速率高、时延低以及大连接等鲜明的技术特点,相比4G技术而言,5G技术具有传输速度快、网络容量大、频谱效率高等优点[2]。因此,5G技术诞生之后,就得到了广泛的应用。
AI是英文Artificial Intelligence的缩写,即人工智能。它主要是通过研究、开发一类智能的方法和技术,使这类方法和技术能够模拟人的活动情况和大脑运行的情况,并在此基础上进行扩展和延伸[4]。也就是说人工智能技术是为了更好的了解和研究人类智能的奥秘和实质,使机器可以模拟人的思维过程和意识形态,像人类一样思考事物,目前人工智能的主要发展方向是计算智能、感知智能和认知智能[4]。
3.高职院校人工智能专业教学的现状
3.1人才培养目标和机制不合理
人工智能在当前社会中已经有了比较多的应用,未来的发展空间也十分巨大,这也就意味着人工智能具有比较强的应用导向性。因此人工智能专业应该定位于应用复合型人才的培养,着重培养学生的软硬件技能,使学生掌握当前的新兴前沿技术,让学生的创新能力得以增强。然而很多高校并没有真正意识和落实这一课程目标,在人才培养过程中更加注重了解和体验,再加上人工智能专业知识大多晦涩难懂、枯燥乏味,所谓导致人才培养机制出现了比较大的漏洞。另外人工智能专业所学习的课程不仅数量庞大、种类繁多,而且课程内容也非常深奥难懂,这大大提高了学生学习相关课程的难度系数。然而很多高校为了追求课程教学进度,一股脑的将各种课程知识强行灌输给学生,过多的追求“量”,忽略了教学过程中的“质”,导致学生根本无法深入研究课程内容,对课程的学习往往都是浅尝辄止,形成了一种“宜多不宜精”的恶性人才培养机制。
3.2课程教学内容未能及时更新
目前很多高校虽然已经开设了人工智能专业,但是人工智能专业的课程体系依然比较陈旧和单一,很多高校在安排人工智能专业课程时,只是简单的去掉了一些传统的计算机专业课程,但课程整体安排上与计算机专业相差不多,学习的专业课程与计算机专业课程也比较类似,课程设置没有创新性。如图1所示,对人工智能技术而言,它的主要技术构成包括机器学习、深度学习、计算机视觉、语音识别以及自然语言处理等,尤其是机器学习这是人工智能技术的核心构成,然而很多高校在课程设置时,将一些核心课程例如深度学习、自然语言处理与理解等都设置成了专业选修课,这在一定程度上弱化了这些课程知识的重要性,没有了这类专业课程的有力支撑,人工智能专业学生很难真正培养出进行高端应用领域项目设计的实践能力。而且在传统的课程体系下,很难及时跟进人工智能行业的新理论、新方法和新技术,造成了人工智能专业课程资源规划理念和资源品质上的滞后。
3.3教学方法和教学手段单一化
人工智能专业受传统高等教育教学理念的影响,在日常教学过程中仍然以课堂传授教学为主,而且在教学过程中“重理论轻应用”以及“重概念轻计算”的现象极为普遍,在整个课堂传授过程中,都是以教师为中心,忽略了学生的主体性,老师将知识灌输式的传授给学生,且由于人工智能专业学习的大多是比较复杂和前沿的知识体系,学生难以对内容抽象、枯燥复杂的知识产生学习兴趣,大大降低了教学和学习效果。信息化教学是指利用信息化技术和智能电子设备,对知识进行加工、处理,并辅助教师完成教学,信息化教学对培养学生的创新精神和实践能力具有重要的促进作用,然而由于老师未能将信息化技术手段和传统课堂有效结合,而仍以照本宣科为主,导致学生的创新思维能力难以有效提升,无法实现学生的个性化发展。人工智能专业本身也是一门实用性和应用性非常强的专业,学生缺少了创新能力、思考能力以及实践能力,这会使高校所培养出来的学生难以满足人工智能发展的需求。
4. 5G+AI技术在人工智能专业课程教学中的作用
我国的职业教育发展迅速,短时间内形成了具有一定水平的职业教育体系。但是总体来看,我国的职业教育还存在很多问题,呈现出大而不强的现象。而人工智能专业也是近几年来,在计算机科学发展下形成的一项新的技术领域和专业领域。高职院校在专业建设中,要解决两个问题。首先是人工智能领域的师资问题。当下人工智能专业课程中的教师主要是计算机其他领域教学人员直接转换的,这些教师对于人工智能的理解也仅仅的停留在自身专业范围内。因此,职业院校要在未来通过课程建设、项目研究和其他会议等形式,培养和加强人工智能专业领域的师资力量。二是生源的质量问题。相比于本科院校来说,我国的职业院校生源水平严重失衡。但是作为人工智能专业的人才培养,必须要求学生具备良好的文化基础,尤其是理学科目的知识储备和逻辑思维能力。在人工智能专业课程的发展中,优质人才培养必须要以具有良好潜力的生源为基础,才能够实现高职院校人工智能专业人才培养效果。
5G+AI技术作为当下最为先进的计算机及通讯技术,对于打造优质的人工智能专业课程具有十分明显的作用。首先,通过5G+AI技术可以打造移动课程平台,覆盖完整的专业知识领域,使得学生能够通过移动课程平台来学习人工智能所涉及到的所有学科。平台的内容除了本院校的课程之外,还可以引入名校的专业教学资源,包括名师在线授课、AI题库等。对于学生未来的就业形势和信息,也可以提供多种指导方案。比如学生未来的职业资格考试、职称晋升、技能培训和继续教育等。为学生提供一整套的学习及就业方案,简化了教师的教学管理和学生管理流程,极大的促进人工智能专业的教学及管理工作。其次,职业院校开展的产教融合育人模式,是职业教育改革的重要措施。而在当下的计算机产业发展中,5G和AI是计算机产业最新和最先进的技术,学生的学习与实践要与最先进的技术相融合,才能够实现学有所用。
5.5G+AI技术在人工智能专业课程教学中的应用
5.1 5G+AI技术在实训课程中的应用
人工智能专业的实用性比较强,所以在教学过程中会安排比较多的实训课程,然而受教学资源和条件的限制,常常会出现实训项目条件不具备和实际运行困难等问题,导致实训课程难以有效的开展,而5G和AI技术的结合可以有效的解决人工智能专业实训课程中存在的这些问题。以虚拟现实技术为例,虚拟现实技术是指通过计算机创造一个虚拟的环境,用户在这个虚拟的环境中可以实现和现实社会的交互,虚拟现实技术可以进行实训虚拟设备平台的构建,并与现实课堂相互配合,在虚拟现实技术中融入5G和AI技术之后,可以利用大数据功能对学生的实训情况进行学情分析,并自动出具学生学习情况的数据报告。另外基于5G和AI技术建立的虚拟现实技术,可以将实际教学中难以准确表达的教学内容以虚拟场景呈现出来,使实训课程的真实性和说服力更强,增强学生的实训体验感和操作感。
5.2 5G+AI技术在课堂教学中的应用
人工智能专业的课堂教学,必须要摆脱单纯的书本教材讲授的形式,才能够实现课堂教学质量上的整体提升。人工智能专业的课堂教学,要有效的引入5G+AI技术,构建信息化的课堂教学方式。首先,在网络多媒体的应用上,可以率先引入5G+AI技术,增加教师与多媒体系统、学生与多媒体系统的智能交互功能,使得教师对多媒体的掌握更加的智能化,这样可以将教学课件以及其他的教学资料详细的、形象的展现出来。学生也可以直接与多媒体系统进行有效的互动,提升了学生的课堂学习积极性。其次,除了教学之外,还可以在课堂的考勤、课堂的互动上引入5G+AI技术,加强学生的课堂管理,对学生的课堂学习产生良好的督促作用。另外,由于社会突发事件导致的停课现象也时有发生,线上教学已经成为了人工智能专业比较常用的教学手段,目前很多高校采用的线上教学由于网络技术水平不高常常会出现直播卡顿和时延的问题,5G技术的高传输速率、低时延以及大连接等优点可以很好的解决这些问题,另外将5G、AI与云计算相结合,可以建立集师生教学互动、学校家长监督管理的一体化线上教学模式。
6.结语
5G+AI技术的应用,助力并且提升了教育智慧化的水平,推动了职业教育的变革。在高职院校的人工智能专业课程教学中,要分析出传统课程教学存在的问题和不足之处,有效的利用5G+AI技术来实现多种教学模式的应用。改变教师的教学和学生的学习思维,迅速提升课程教学质量。未来,也应该通过5G和AI技术,把优质的教育服务,提供给更加广泛的职业人群,助力规模化、个性化的学习。
参考文献
[1]付道明. 5G+人工智能技术的勃兴及其对教育的影响[J]. 当代教育与文化, 2020, 12(1):4.
[2]郭聪聪. "5G+AI"技术场域下工业设计教育教学模式的研究[C]// 2020年课堂教学教育改革专题研讨会. 2020.
[3]张坤颖, 薛赵红, 程婷,等. 来路与进路:5G+AI技术场域中的教与学新审视[J]. 远程教育杂志, 2019, 37(3):10.
[4]谢林飞. 浅谈5G+AI技术深度融合下的应用场景分析[J]. 科教导刊:电子版, 2021(4):3.
[5]朱婷婷.5G+AI赋能应用型高校混合式教学应用[J].数字技术与应用,2022,40(05):104-107.
[6]郭孔生,薛慧丽,佟晓彤.5G+AI技术赋能高职院校课程思政设计研究——以大学语文课程为例[J].湖北职业技术学院学报,2022,25(02):35-42.
[7]胡国良,黄美初.“5G+AI”视域下智慧学习空间的构建研究——基于开放大学的实践探索[J].远程教育杂志,2020,38(03):95-104.

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