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程序设计智能教学软件PICAI的集成及应用研究
目前许多程序设计教科书和教学软件均不能给出从需求解的问题到可执行程序的设计过程.这给讲授和学习程序设计均带来极大的困难.薛锦云教授率领软件形式化和自动化课题组在国家863,973和国家自然科学基金等近10项国家课题连续资助下,经过长期系统的研究,形成了算法程序设计的PAR方法及其支撑环境[42].应用PAR方法,可以给出从需求解的问题,到可执行程序的具体设计过程.本文的目的是遵循PAR方法提供的算法程序设计模式将基于JATLITE代理平台的程序设计ICAI实验进行完善和扩充,和已经研制成功的PAR平台进行链接,构成集成化程序设计智能教学软件PICAI,并基于PICAI和现代教育理念实现了程序设计基础的辅助教学. 在系统的研制过程中,本文主要开展了以下工作: 1.研究了系统重构的理论知识,仔细分析了已有PAR平台的结构和功能,并遵循PAR方法提供的算法程序设计模式将基于JATLITE代理平台的程序设计ICAI实验系统进行完善和扩充,并和已经研制成功的PAR平台进行链接,构成集成化程序设计智能教学软件PICAI; 2.对PAR方法进行了研究与总结,用PAR方法推导了多个典型算法程序,总结出其中规律;将适合用PAR方法开发的算法程序进行分类,并运用于本系统; 3.研究了现代教育技术的相关知识,并在现代教育理论的指导下将本系统应用于PAR方法为核心的程序设计基础课程的教学中. 4.深入研究了现代学习理论,运用知识链接的方法将教学过程从传统的逻辑体系中分离出来,使讲授转变为学生发现问题,探究问题的意义建构过程.使学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象成为信息加工的主体,知识意义的主动建构者.真正的让学习者在学习过程中,产生对学习的兴趣与主动性,满足了其个性化的需求.更能体现出PICAI因材施教的特点. 本研究主要进行了如下创新: 1.首次实现将计算机辅助教学系统和PAR平台集成,使PAR平台应用于程序设计课程的教学,起到了教学代理的作用. 2.尝试将教学内容用知识链接的方式呈现给学习者,而不是以往的"书本搬家","黑板搬家"等外部灌输的教授模式,学习者经过自身的发现问题,探究问题,可以变被动为主动,成为真正的知识意义的建构者. 3.运用多媒体,动画等技术设计并实现了人性化界面教研转型:AI赋能精准教学与教师成长的校本实践
【中图分类号】G434【文献标志码】B【论文编号】1671-7384(2025)011-072-02超越技术工具,AI是教师成长的"镜像"与"阶梯"当前,对人工智能教育应用的探讨多聚焦于如何优化教学过程,提升学生成绩.然而,技术对教育最深远的影响,或许在于它如何重新定义并赋能教育中最能动的因素"教师本身".在传统的"经验型"教学文化中,教师的专业成长往往依赖于漫长的试错与顿悟,其教学决策与育人智慧如同"黑箱",难以被清晰观测,反思与传承."教师·学生·计算机"三元教学理论:谈智能教育软件《教学实验室—立体几何
本文论述了在软件《教学实验室-立体几何》为代表的ICIA系统下,数学教学基本模式的变革,教学教育"质"的飞跃以及由此产生的"教师、学生、计算机"三元教学理论。基于AI与VR融合的沉浸式教育软件设计与开发
融合人工智能(AI)与虚拟现实(VR)技术的沉浸式教育软件,正推动教育形态发生深刻变革.这类软件通过VR构建高度逼真的学习情境,使学生获得身临其境的体验;同时,AI技术扮演智能导师角色,进行学习行为分析,个性化内容推送,实时互动反馈与自适应路径规划....人工智能融合交叉技术推动嵌入式课程教学改革研究
本文针对传统嵌入式课程教学中存在的理论与实践脱节,技术更新滞后等问题,提出将人工智能与机器视觉,大数据等交叉技术深度融合,构建面向智能时代的嵌入式系统教学改革框架.研究首先重构课程体系,增设AI算法轻量化部署,边缘智能开发等模块,并引入虚拟仿真平台与真实硬件结合的"双轨实训"模式;其次,设计跨学科项目案例库,如基于深度学习的嵌入式视觉系统开发,培养学生解决复杂工程问题的能力;同时,搭建智能评测系统,通过代码语义分析,学习行为追踪等技术实现个性化学习路径推荐.实践表明,该模式使学生的系统设计能力提升32%,创新项目参与度提高45%,为培养符合产业需求的复合型嵌入式人才提供有效路径.研究结果对工程教育数字化转型具有示范意义.基于VR技术的我国高中人工智能课程设计开发与实证研究
人工智能(AI)于上世纪提出,近年来飞速发展并影响着未来,引起各国各社会行业的极大重视.2017年,国家在《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》中将"人工智能初步"列为选择性必修模块,培养人工智能人才成为国家战略问题.然而目前高中人工智能课程存在培养目标不明确,内容不适应高中阶段等一系列问题,亟待提出更好的人工智能课程培养方式来培养新型人工智能人才.伴随人工智能相关技术的发展,虚拟现实技术(VR)也飞速地发展起来,已在医疗,军事,文化等领域广泛运用.虚拟现实的沉浸,交互,想象等技术特征在构建知识传授情境和使复杂的知识简单化,可交互化上存在着天然的优势,迅速被引入到教育领域.而随着虚拟现实技术不断更新迭代,其逐步摆脱大型主机的束缚,使得虚拟现实设备快速的移动化,个人化,便捷化,在教育领域的广泛推广也逐步成为可能.本研究分析中小学人工智能课程存在的问题,提出高中人工智能课程的培养目标与培养内容;将虚拟现实技术引入到课程开发中,并进行实证研究,深入探索了虚拟现实技术引入高中人工智能课程的影响及可行性.具体工作如下:(1)探讨了高中人工智能课程的培养目标及虚拟现实技术引入到高中人工智能课程的可能性.通过文献分析发现:目前中小学人工智能培养在理念及目标上存在一定问题;提出一种符合高中学习阶段的人工智能教育培养理念,即以理论教学为主要内容,目标是培养了解接纳正确看待人工智能的综合型人才.同时分析了虚拟现实技术的技术特性在帮助学生理解抽象,逻辑复杂的人工智能基础理论上具有的独特优势,并为此找到了建构主义和情境教学的理论支持.(2)以教学理论为指导,设计制作了基于VR的高中人工智能课程资源和教学设计.通过对学习者特征,人工智能教材方面的分析,总结出适合虚拟现实技术开发的高中人工智能理论知识框架和相关知识点,为高中人工智能课程开发提供参考;进行了基于VR的我国高中人工智能课程教学设计和评价设计,并针对设计内容通过虚拟现实设备分析,VR设计原则分析,场景搭建,3D建模,交互功能实现等制作出人工智能课程的虚拟现实教学资源;为后续开发搭建了框架.(3)进行了基于教学资源的实证实验,证明了虚拟现实技术的引入对于高中人工智能课程具有多方面的帮助.通过实证实验设计,问卷设计,数据收集分析等工作,对山东某地高一年级30名学生进行对比实验并且对其代课老师进行访谈,发现虚拟现实技术能够有效提高高中人工智能课程的教学效果,有利于学生学习动机的激发,学习技术的提高,人工智能价值观的培养;发现学生和教师对虚拟现实教学资源的满意度较高.未经允许不得转载：>北京启檬科技有限公司 » 智能教育软件定制开发与AI算法集成服务