人工智能視頻教學

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人工智能視頻教學范文第1篇

關鍵詞：大數據背景；高職計算機；創新能力

引言

學生創新能力的培養符合課程改革的實質要求，對促進學生的全面成長和發展意義重大。在通訊技術、互聯網技術以及計算機技術快速發展的今天，人們越來越關注對學生綜合能力的提升以及創新精神的引導。高職院校需要立足于大數據背景之下教育教學改革的現實條件積極轉變教學思路，充分利用各種創造性的教學策略及手段豐富教學內容，實現教學形式和教學內容的多元化和多樣化，保障專業課程教學的質量及水平，讓學生能夠主動地利用專業知識應對大數據背景之下的發展和挑戰。

一、大數據背景

大數據也被稱作為巨量資料。在信息時代的背景之下，信息的儲量呈現著病毒式的發展態勢。人工智能以及大數據的出現直接改變了整個世界，同時對目前的公眾工作方式以及思維模式是一個較大的沖擊和變革。為了為產業發展、時代進步以及科技領域的穩定運作指明道路和方向，許多行業開始以大數據和人工智能為依據，充分實現對各類信息的高效處理以及歸納。在這樣的背景之下，社會對人才的需求量也越來越大。對于我國高職教育來說，計算機專業的教育教學尤為關鍵。教師需要以學生創新能力的培養為依據，分析大數據時代背景之下各類數據信息以及人工智能等高新技術的應用，明確大數據與計算機之間的內在邏輯聯系，充分體現這一專業教學的實踐作用以及指導價值。[1]

二、大數據背景之下的高職計算機專業學生創新能力的培養策略

根據上文中的相關分析可以看出，在大數據背景之下，高職計算機專業學生創新能力的培養必不可少。教師需要注重對這一能力培養的具體要求，掌握恰當可行的策略，圍繞大數據背景之下的信息化教學要求實現各項工作的穩定運作。從微觀的角度上來看，教學活動、教學管理、科學研究之間的融合比較復雜。教師需要注重不同層面的創新以及改革，積極優化目前的教學形式，分析傳統教學模式帶來的各類負面影響，以引導學生、鼓勵學生、啟發學生為依據，構建全新的人才培養創新機制，從整體上實現學生創新能力和創新思維的綜合提升及發展。

（一）提升學生的活動信息素養活動信息素養的提升與大數據的發展及應用密不可分。從目前來看，許多教師開始積極調整理論教學與實踐教學的比重。在大數據背景之下，高職計算機專業人才的培養要求越來越高。學生除了需要掌握計算機基礎知識之外，還需要主動參與不同的創新活動，了解大數據時展的趨勢，充分利用本專業的知識解決生活實際以及科學技術在變革過程中所出現的各類問題。例如，教師可以立足于目前的活動平臺拓寬學生的知識視野，豐富其活動信息素養，讓學生能夠在參與各類科技創新比賽的過程之中，對目前的專業學習和發展趨勢有一個客觀的認知。互聯網及大學生創業大賽每年都會舉行。這種國際性賽事備受關注并取得了良好的效果。教師可以引導學生主動參與這些技術含金量比較高，同時信息素養較足的國際賽事。這樣才能更好地吸引學生的注意力，讓學生能夠在主動參與的過程之中獲得更多的信息輸入，形成良好的創新學習意識。在主動實踐和動手時，教師要與優秀學生進行交流和互動，從而提升其國際素養、活動實踐素養以及科學素養。[2]

（二）制定創新激勵政策要想調動學生的參與積極性，充分體現大數據時代背景之下高職計算機專業學生創新能力培養的實質作用及優勢，教師需要將創新激勵政策的制定與學生的自主成長和發展相融合，了解高職教育在實踐運作過程之中所面臨的各類發展機遇以及挑戰，將激勵機制和政策機制融為一體，通過對大數據時代背景之下社會公眾對學生創新能力及創新思維的要求來構建以學生創新能力培養為基礎的激勵機制，讓學生在主動參與的過程之中意識到自主創新的價值和作用。從微觀的角度來看，創新能力的培養主要以情感、物質、精神以及校園文化等多個層次為依據。教師要積極利用各種研討會、國際比賽、社團活動以及實踐活動開展相應的創新教育教學，引導、鼓勵學生主動實現自我教育，在參與創新的過程之中掌握計算機專業基礎知識的實踐技巧和應用要求，實現個人創新能力的提升。

（三）創新教學形式作為學生自主學習以及主動創新的重要基地，課堂教學尤為關鍵。教師需要抓住這一主陣地與學生進行交流和溝通，了解學生的真實想法，立足于課堂教學，創新教學形式，積極提升學生的創新思維能力及水平。在大數據時代背景之下，各種創造性的教學模式應運而生。許多教師將信息化、多樣化的教學形式融入數字化學習平臺，通過互動教學、視頻教學來調動學生的想象力，降低學生的理解難度，鼓勵學生實現自我教育和自我成長。在學生自主學習和獨立思考的過程之中，教師可以針對學生出現的各類疑惑進行實時在線問答，構建良好的師生互動關系，及時了解學生的知識掌握情況，給予學生恰當可行的輔導和針對性的幫助，讓學生在小組討論、獨立思考和數據分析的過程中提出個人的想法。這種以學生為中心的課堂教學形式既能夠實現教學形式的創新，還可以提升學生的創新能力，加深學生對計算機專業基礎知識的理解和認識，使其能做到舉一反三。[3]

人工智能視頻教學范文第2篇

關鍵詞：高職院校；實踐教學；信息化管理平臺

0 引言

高職院校的信息化管理水平是其綜合辦學能力的有力體現，實踐教學環節又是高職院校的重要教學工作。充分運用信息化手段，構建高效的實踐教學信息化管理平臺，推動實踐教學管理進入_個全新的階段，提高實踐教學管理的水平和質量，是當前高職院校實踐教學改革的當務之急，也是目前高職院校信息化建設的重要舉措。

與常規的理論教學相比，高職院校的實踐教學內容形式多樣，不少教學項目占用場地較大，而且，隨著新工藝的不斷涌現，實踐教學也需要緊跟時代步伐，以培養職業教育為依托，結合社會化考核和技能大賽項目的訓練，優化配置教學資源，不斷更新教學內容和模式。因此，僅僅依賴于手工方式來進行教學資源的有效整合已經無法適應當前高職院校實踐教學迅猛發展的勢頭，只有充分發揮信息化手段的優勢，建立完善的實踐教學信息化管理平臺，才可以保證實踐教學工作高質量地開展，保證教學效果，而且還可以實現高職院校實踐教學管理工作的規范化和現代化，提高管理效率，為實踐教學的管理工作提供強大支持。

科學、系統、高效地對實踐教學進行管理是提升高職院校綜合辦學水平和社會競爭力的重要途徑。要想提高高職院校的信息化管理水平，首先必須構建實踐教學管理的信息化平臺，不斷推進高職院校各部門的信息化建設，最終建成集網絡化、數字化、信息化為一體的高職院校綜合管理平臺，全面實現管理信息化。

1 構建實踐教學管理信息化平臺的意義和目標

高職院校信息化建設是高職教育改革和創新的重要組成部分。高職院校實踐教學信息化管理平臺的構建將實現集實踐教學項目管理、資產管理、人員管理、學生實踐過程管理、實踐考核方式管理等功能為一體化，高效、優質地對實踐教學的基本信息進行管理，從實踐教學管理過程的人性化與智能化角度出發，深入分析智慧管理的內涵與核心特征，探討實踐教學管理信息化的一般流程，構建出實踐教學信息化管理平臺的體系框架，其內容主要包括教學資源的收集、教學過程的監控與采集、教學結果的可視化呈現、實踐教學智慧管理決策的形成、管理調度指令的和實施等方面。

高職院校實踐教學信息化管理平臺借助于網絡通訊通信和智能監控設備，將各個教學終端、管理系統、即時通訊工具等進行有效的結合，從而實現比傳統的手工管理更高的效率和更好的教學效果，也使信息化管理理念得到了更為深入的應用。從整體來說，構建高職院校實踐教學信息化管理平臺的目標就是要在高職院校里建立一個集協同性、全面性和開放性為一體的有效的實踐教學信息化管理平臺。

（1）高職院校強調以服務為宗旨、以就業為導向，培養學生的專業技能，高職院校實踐教學的目的是按照市場的需求有針對性地開展實訓項目，提高學生的動手能力，提升學生的實踐技能，因此，高職院校實踐教學信息化管理平臺需要收入各種實踐教學項目，以方便、有效地推動學生實踐操作能力的提高。

（2）信息化程度是評價各高職院校綜合辦學水平的重要因素之一，充分發揮網絡進行通信的便捷性和現代多媒體技術的技術優勢推動教學管理的深化改革已實在必行。高職院校實踐教學信息化管理平臺涉及了各種軟硬件資源的管理，因此，在平臺的搭建過程中，我們需要完整而實時地提供在實踐過程中需要的數據，努力用最低的費用、最短的時間提供盡可能精確、可靠的信息，并充分發揮信息化手段的優勢，將教師的教和學生的學融為一體，努力提高教學效果。

（3）教學管理信息化是高職院校信息化建設的重要內容，實踐教學管理信息化不僅可以提高對實踐教學進行有效管理的效率，而且可以促進管理更加科學、規范，推進教學改革。高職院校實踐教學信息化管理平臺主要包括對實踐項目、實踐教學現場、實踐考核方式、設備資產及耗材的使用情況、成績管理、考核定級等進行管理。

2 實踐教學信息化管理平臺的體系結構設計

實踐教學信息化管理平臺是一個龐大的系統，內容多，領域廣，從校內實驗室到校外實訓基地，從實訓課程到學生自主創新項目等，教學資源豐富而零散。為此，應對學校各部門的信息資源進行有效的整合，實現數據共享，規范實踐教學大綱，建立多種實踐教學資源為一體的信息資源數據庫，構建實踐教學信息化管理平臺。

實踐教學信息化管理平臺的構建一方面涉及信息化手段的靈活運用，在校園網的基礎上，充分發揮數字化技術的優勢，對各個專業的實踐環節的教學資源進行統籌，優化配置，建立智能化的教學體系；另一方面還涉及教學管理理念的更新，通過這個平臺，教育教學管理者需要不斷學習新的管理思想，樹立現代化的教育管理觀念，以創新思維實現科學管理，以智能管理實現智能化的決策，通過個性化的教學環節培養適應社會需求的優秀人才。借助于這樣的構建思路，高職院校實踐教學信息化管理平臺有利于在教學管理者、指導老師和學生之間進行協同管理和流程化運作，提高科學管理的效率，并通過校企合作等環節，向社會輸送高水平人才。

高職院校實踐教學信息化管理平臺的組成結構如圖1所示。

高職院校強調以就業為導向，注重學生職業技能的培養，因此，高職院校實踐教學信息化管理平臺需要與企業緊密合作，嚴格按照企業崗位需求和標準來制定人才培養方案，按社會需求制定技能菜單，并融入到實踐教學平臺中。在校企合作過程中，通過信息化手段記錄學生實踐能力不斷提高的過程，并對企業的要求和標準及時進行反饋，一方面請企業的能工巧匠將最新的工藝傳授給學生，不斷提高學生的專業技能，另一方面也便于企業今后招聘到自己滿意的員工，還可以對接一些大型就業網站，將企業的用人需求及時納入今后的實踐教學；此外，信息化建設的一個重要發展方向是進行數據挖掘和智能化決策，因此，在高職院校實踐教學信息化管理平臺中，還可以引入專家系統，以各企業專家提供的知識和經驗為依托，模擬專家的決策過程，利用人工智能技術，進行智能化的推斷和決策，使得高職院校實踐教學信息化管理平臺能夠更科學、更智能地為學校實踐教學工作服務，為社會輸送優秀人才。

3 充分利用多方資源，構建實踐教學信息化管理平臺

高職院校旨在培養學生的實踐技能，針對實踐教學的特點，實踐教學信息化管理平臺注重對校內外實踐教學環節的過程化管理。在軟硬件支撐環境下，校園網的基礎上，并介入移動互聯技術，使教師的教和學生的學能夠方便快捷地進行，開展多種形式的實踐教學，不僅開展各專業的課程設計、校內實訓、畢業設計，還可以通過信息化平臺借助于移動互聯網的微博、微信等功能，直接了解學生在校外實習的情況。同時，積極引導學生參加大學生創新項目，拓展學生的思維，并篩選出優秀的學生進行技能大賽專項訓練等。所有這些項目的管理我們都可以借助于高職院校實踐教學信息化管理平臺來完成，一方面構建實踐教學共享資源庫，便于學生自主學習；另一方面通過對實踐教學的質量進行分析，可以更有效地幫助專家系統做出正確的決策，進一步完善信息化平臺的功能；此外，通過與大型就業網站的對接，教師和學生都可以及時了解當前企業對各崗位人才的最新要求，企業也能通過這個平臺招聘到他們滿意的員工。

在高職院校實踐教學信息化管理平臺的校內實訓管理模塊中，利用信息化手段，著重管理實訓現場、設備資產、視頻教學、考核定級等內容。在實訓現場，基于網絡技術和視頻通信，將實訓指導老師規范的操作流程和步驟展示在學生的顯示屏上，并通過對實訓場所里的各個設備進行智能監控，將學生的學習情況和設備的運轉情況發送到信息化平臺上，輕松把握學生的學習進度，并能及時對設備進行維護，保證校內實訓能夠順利進行。

人工智能視頻教學范文第3篇

【摘要】MOOC，中文譯為慕課，是一種以名校名師為授課主體，以在線免費課程為教學內容的彈性學習模式。近年來，慕課所帶來的教育革命對傳統大學教育模式形成了沖擊和挑戰，尤其是以聽說讀寫為基本培養目標的大學英語更是首當其沖。本文中，筆者就從慕課時代下我國大學英語教育面臨的機遇與挑戰談起，從多方面分析應對策略，為廣大教師應對慕課時代提供參考。

【關鍵詞】MOOC 大學英語教育 應對策略

MOOC是Massive Open Online Courses大規模在線網絡公開課的縮寫，中文名簡稱慕課。慕課理念最早產生于20世紀60年代的美國，經過近50年的發展，慕課已經走向成熟，隨著Coursera，Udacity，edX三大在線課程平臺的建立，慕課在全球范圍內掀起了一場在線教育的革命浪潮。在這一大背景下，沒有任何學科可以置身于外，與全球化聯系緊密的中國大學英語教育更是如此。傳統的中國大學英語教育應當認真分析自身優勢與劣勢，明確慕課帶來的機遇與挑戰，積極做好應對措施，使教學質量更進一層樓。

一、MOOC時代下中國大學英語帶來的機遇

1.中國大學英語教育受益于優秀的慕課資源。慕課最大的亮點就是其集結了全球一流的高等教育資源，這是任何一所大學所不能比擬的。眾所周知，在過去相當長時間，我國大學英語教育都存在輸入和輸出的問題，在語言輸入方面，學生僅靠閱讀教材或教材錄音來獲取知識，很少有機會聽到以英語為母語的教師直接授課；在語言輸出方面，大學生缺乏同以英語為母語的人流的機會，很多學生甚至羞于同他人用英語交流。慕課的發展極大改善了中國學生學習英語的環境和條件。學生可利用慕課平臺聆聽來自世界各地的外籍教師以母語授課，還可利用通訊軟件在線通教師和其他海外學生展開文字、語音、視頻交流，這極大提升了學生在英語知識輸入與輸出的效率和質量。

2.慕課將使中國英語教育更加個性化、人性化。由于資源所限，我國大學英語教育很難做到個性化和人性化，大部分學校的英語授課仍采用集體課模式，英語專業班制在30人左右，公共英語則在50～100人之間。這種模式使得教師難以關注到每個學生，“因材施教”根本無從談起。慕課的出現則從以下幾方面提高了英語教學的個性化與人性化：（1）慕課突破了傳統教學空間和時間的限制，學生可根據實際選擇學習的時間地點。（2）學生可依據自己的喜好和學習進度、英語水平選擇適合自己的課程。（3）慕課的教學資源可根據學生意愿進行多次播放。

二、慕課為中國大學英語教學帶來的挑戰

1.慕課將掀起中國大學同全球大學的英語教育生源爭奪戰。慕課打破了時間和空間的限制，運作模式不斷成熟，很快就會對我國大學造成生源威脅。曾有學者斷言，慕課可能會使大部分教學質量一般的大學消失。試想，如果學生能夠足不出戶坐在電腦前就接觸到全球一流大學的課程，并針對自己的特點完成學習，并且所學得到社會認可，那么傳統的普通大學也就沒有存在的必要了。現在，慕課平臺上的課程不僅全部由名校名師制作，而且大部分課程是免費的。這也就更加削弱了普通大學教師的競爭力。

2.中國大學英語教師的能力有待提升。

（1）提升現代教育科學技術掌握能力。當前，很多大學英語教師還停留在使用PPT課件授課的階段，僅是偶爾插入音頻和視頻資料，這遠遠不能滿足慕課環境下的教學要求。高校教師在熟練掌握電腦技術方面還有待進一步提升，尤其是在網上組織和管理學生學習的能力仍需加強。此外，英語教師在獨立編輯音頻和視頻教學資料方面也有所欠缺，這些都是慕課時代下必備的操作技能。

（2）調整知識結構。慕課時代下的大學英語教師僅僅擁有英語專業技能是不夠的，為了提高教學廣度與深度，教師還要具備更加廣闊的知識儲備，在知識結構方面進行優化和調整，讓學生在掌握英語知識的同時進一步拓寬知識面。

（3）增強設計優質課程的能力。一直以來，中國大學英語教學的開展都圍繞教科書進行，教師僅需搭配教參和PPT即可。這種情況下，教師僅僅是教學思想的執行者而非設計者，教學方式長期缺乏新意。在慕課時代下，英語教師要發揮教學引導者的作用，提升個人與團隊的課程設計能力，正確制作出能夠與優秀慕課團隊競爭的精品課程。

三、中國大學英語教育應對慕課的策略

1.迅速提升教師現代教育科技能力。大學英語教師要努力借助電腦與互聯網技術實現教學目標，尤其是在教學音頻與視頻編輯、大數據生成試題庫、網絡與批改電子版作業等方面要熟練掌握。同時，學會利用人工智能教學系統提高來提高教學效率，優化學生管理方式。

2.轉變教學管理觀念。以往，中國大學無需考慮生源問題，但隨著慕課發展的成熟，高等教育生源上的爭奪將不可避免。大學管理者，特別是大學英語教育的決策者要快速實現教學管理觀念上的轉型，使教育向著專業化、實用化的方向發展，同時，還可考慮將英語教學同中國本土文化結合起來，開設“中國古典藝術”“中國旅游”“舌尖上的中國”等專題英語課程，吸引海內外學生在學習。

四、結語

慕課是以互聯網和計算機技術為支撐的教育革命，其突破了傳統大學授課的時間與空間限制，既為當前的大學模式提供了有益補充，又提出了嚴峻挑戰。大學英語教育要從教學理念、教學方法、管理體系等方面進行改進，融合面授和慕課的優勢，不斷提升教學水平，避免被時代所淘汰。

人工智能視頻教學范文第4篇

對于整體設計思路，首先要搞清楚需要什么樣的要求，要達到哪些功能，再來選擇設備。

首先，要求功能教室要達到教學過程可視化，教學過程全程錄播數字化。

第二，此教室還應適應高中的一切文化科目的教學要求，任何文化科目都用得上。特別是英語語言教學上雙向對話要求，因此，有必要安裝模擬語音教學設備和數字語音教學系統。

第三，此教室應有適用現代教學要求的多媒體教學系統。

因此，在要求上要實現三大功能：1）錄播功能；2）語言教學功能；3）多媒體教學功能。設施包括多鏡頭分區多畫面切換自動跟蹤錄播系統、語音教學系統和多媒體電化教學系統三大設施功能組合為一體的現代化數字化教學系統。而在這三大系統中，各個系統在應用上又要求有一定的獨立性和組合性，分則各為一體，合則為一系統組合，因此對設備有較高的要求。

全自動錄播跟蹤系統，是這套系統中最關鍵的一個單項系統，涉及較多設備和模式。目前市場上的錄播跟蹤系統基本上有3種控制原理：超聲波跟蹤切換技術、紅外跟蹤技術和圖像識別分析技術。三者各有利弊。

1）超聲波技術是通過超聲波控制。其中教師跟蹤要求教師配戴無線麥克風，通過語音激勵，使攝像機跟蹤教師來實現。對于講臺區域的跟蹤攝像是多機位分區，就是在教室后面安裝多個固定攝像機，在黑板下沿安裝超聲波感應頭，實際上是一種超聲波收發器，有效作用距離在0.5～1米之間可調。當教師靠近黑板時，相應位置的超聲波感應頭檢測到人體，立即觸發相對應的攝像機拍攝畫面，未檢測到人體的其他板書攝像機則處于封閉狀態；當教師進入另一區域時，相對應的攝像機就會拍攝教師（如圖1所示）。這種攝像定位精確，畫面清晰不抖動。

2）紅外跟蹤技術是通過紅外線控制的，其基本設備是紅外發射源和紅外接收裝置。通過紅外信號的變化，指使系統作出判斷，然后發出指令，令攝像機跟蹤定位，進行跟蹤攝像。

3）圖像識別分析跟蹤技術。圖像識別是人工智能的一個重要領域。識別某個圖像，必須在過去的經驗中有這個圖像的記憶模式。識別圖像時，這個圖像與記憶相似或匹配，則這個圖像被識別。依靠計算機的專門軟件對攝像機捕獲的人像進行分析處理，將其設定為跟蹤對象，使其始終處于拍攝范圍內，實現人像的自動跟蹤。這是當前技術含量較高的跟蹤技術，現在國際上的一些大公司都在努力研究圖像識別分析技術。圖像識別分析技術是解決自動跟蹤的終極方案。

針對幾種技術流派，各有其應用的場所主導方向。目前圖像識別技術在自動錄播跟蹤的應用上還有很多技術難關未解決好。超聲波技術主要應用于大學課堂教學，紅外技術近幾年應用于中學課堂有所興起。中學課堂教學模式與大學有明顯的不同：大學課堂以教師講授為主，師生互動較少，在互動這一塊不必過于強化；而中小學課堂師生互動量遠遠大于大學課堂，學段越低，互動越多。所以為適應高中要求，在開始選型上選擇了紅外跟蹤技術。

紅外跟蹤技術又有兩個流派：一種是點對點被動紅外跟蹤技術（如圖2所示）；一種是主動紅外空間網格定位跟蹤技術。這兩種技術中關鍵的區別就是目標定位上的差距。

點對點被動紅外跟蹤技術是在教師身上配戴的無線話筒上安裝一個紅外發生器，發生器不停地發出紅外信號；高速球攝像機上有一個紅外接收裝置，不停地接收教師紅外發生器的信號而控制教師攝像機，隨時跟蹤教師活動情況。在黑板上、下方各安有紅外傳感裝置，教師板書時切斷紅外信號，系統將信號傳給板書攝像機，拍攝教師板書情況。或者是教師通過手動按扭來控制板書攝像機拍攝板書畫面。

學生跟蹤是通過在學生座位上安裝一個光電感應器，當學生坐好時，借用學生身體遮擋住光電感應器的感光孔，光電信號就不會發出；當學生站起來回答問題時，人離開座椅，感光孔就有光線進入而產生光電信號發射出去，光電信號接收裝置就收到信號而判定此光電信號發生點有一位學生站起來回答問題，隨后指令學生攝像機對此學生進行跟蹤攝像；當學生回答完畢坐下時，光電感應孔被遮擋住而沒有信號產生，因此，學生攝像機就不再跟蹤此學生，而自動切換到教師。通過兩種點對點跟蹤來完成對教師和學生的跟蹤切換。

這種技術的優點是跟蹤定位準確，由于教師身上配戴了無線咪，因此后臺攝像時錄音效果相當好；由于學生每個椅子上都有光電感應器，只要學生站起來回答問題，學生攝像機就會馬上跟蹤，所以定位精確度很高。

但也有缺點：

其一，教師跟蹤后錄制下來的畫面，整幅畫面都在不停地變動。中學教師上課不是靜止不動的，他一動，攝像畫面也動，因此作為可視化教學資源時，打開視頻錄相，視頻畫面在不停地晃動，人眼瀏覽視頻幾分鐘后就會感到頭暈而不想繼續觀看。如果教師走動稍快或轉身，就會出現跟蹤丟失。

其二，學生跟蹤是通過光電感應而發生的。學生坐在椅子上時，臀部不一定恰好遮住光電感應器，一旦產生漏光現象，光電感應器就會發出信號，指使學生攝像機跟蹤此學生，而此學生此時并未回答問題，是不需要跟蹤、不需要特寫的，因而可能產生較多的垃圾鏡頭。

主動紅外空間網格定位跟蹤原理是借助于紅外發生器和紅外感應帶將整個教室建立一個三維空間網格坐標系，來將教室內每個點進行網格坐標定位。不論教師、學生在任何一點站立，都會改變某一區域網格內紅外信號，系統就會收到信號令攝像機自動跟蹤（如圖3所示）。這種空間網格定位最大的優點就是關鍵的定位設備是安裝在教室四周墻壁上和天花板上的，因此，教師和學生都無需配戴任何設備，完全等同于普通教室的常態化教學，教師、學生都很自然。

當教師在講臺區域時，教師通過改變講臺區域的紅外網格內的紅外信號而獲得教師定位信號，教師攝像機就自動跟蹤教師的一舉一動。當教師走下講臺進入學生區域時，由于教師的進入而改變了學生區域某網格紅外信號，因此攝像機就會跟蹤教師。當學生站起來回答問題時，學生身體高度的改變觸發了學生所在的某一網格紅外探測信號，攝像機就會自動跟蹤學生；當學生回答完畢坐下時，系統認為此時紅外信號恢復原值，就認為沒有學生回答問題，自動調整到教師畫面。通過這種原理來實現教師與學生的互動教學過程（如圖4所示）。

空間網格技術將整個教室空間三維網格化，無論是教師還是學生，系統都可以準確地感知目標的空間位置，實現跟蹤“無盲區”。教師不再限制在講臺上，無需配戴任何設備，學生不再需要按話筒開關或按扭，無論教師走到教室的哪個位置，無論學在哪個位置起立回答問題，只要空間網格中某個紅外接收信號有所改變，系統都可以準確地感知。配合合理的策略，可以輕松解決師生互動。此設施最大的優點是教學常態化，不因系統錄像而做些其他的任何動作要求。最大的缺點是對講臺區域的教師跟蹤時同樣會產生視頻畫面的晃動，且板書跟蹤解決得不大完美；跟蹤時對教室環境要求較高，受光線、衣服材料、溫度等干擾。

而超聲波技術卻有著其自身的優點，將教室講臺通過分區來實現對講臺區域教師的跟蹤。就是在教室的后面安有3～4個固定攝像頭，將講臺分為幾個區，每一個攝像頭覆蓋一個區域，當教師進入此區域時，此區域對應的一個攝像頭就會攝像，而在此區域內教師的動作幅度無論多大，錄制視頻的畫面都不會晃動，視覺效果很好。當教師由某一區域進入另一區域時，另一區域的攝像頭就跟蹤教師在此區域的一切動作，而且區域之間的切換很自然，雖有一定的跳躍性，但鏡頭不晃動。當教師板書時，可對板書內容進行特寫放大，符合視頻教學要求。

學生定位是通過按扭操作來完成，每兩個學生共同使用一個遙控設備或話筒。當學生發言時，學生按一下“開始發言”按鍵，鏡頭會自動切換給學生；結束發言時，按“結束發言”，圖像會切回到教師。整個系統由于學生區域有很多話筒，聲音效果很好。

由于講臺區域分區位跟蹤，跟蹤時畫面不會晃動，因此，超聲波技術有紅外技術難以企及的優點。

當然，也有其缺點。

一是學生區域話筒過多。如果學生因好奇亂按話筒，或學生打開話筒而忘記關閉話筒，可能會將雜音放大或產生垃圾鏡頭。學生回答問題時，必須按一下課桌上的話筒按扭，將信號發給系統，此時攝像機才會對回答問題的學生進行特寫攝像跟蹤，否則可能只有學生的聲音而沒有學生的圖像。這不是常態教學。因此，應用前提是教師很熟練，學生很自覺，習慣很好。正是由于這種原因，更多地適用于大學的課堂教學，特別是講座型的教學模式。

二是超聲波產品長時間使用，對人體健康是否有害，學術界對此也一直爭論不休。

綜合超聲波技術、點對點被動紅外技術、主動紅外空間網格定位技術和圖像識別分析技術的優缺點，根據高中教學的針對性和適用性，提出了自己的目標方案，就是將超聲波技術講臺分區的優點應用于紅外技術中，提出多機位分區多畫面切換全自動紅外跟蹤錄播系統方案。基于這種技術要求，要求講臺區域分為3個區域（分區越多，視頻畫面越晃；分區越少，鏡頭覆蓋面越大，人像越小）。教師、學生要求教學常態化，不需要配戴或在坐椅上安裝任何設備。實現這種方案的技術原理是主動紅外+空間網格定位跟蹤，目前能較好地解決中學課堂教學中教師、學生圖像跟蹤問題。當然這種技術也存在設備成本較高，室內裝修要求較高，教師板書特寫跟蹤不大理想等不足，錄播跟蹤技術還有待進一步完善。

在應用中發現空間網格對教師板書畫面的拍攝不大滿意。為此，針對高中教學要求，提出一種新的技術解決方案，有待專家研究，有待廠家研發。這就是在主動紅外+空間網格基礎上，在黑板的上沿、下沿安裝紅外裝置，在黑板區域建立一個紅外平面場，當教師板書時觸發紅外場，使板書攝像機進行板書特寫，這樣就可實現教師分區跟蹤、學生跟蹤、板書特寫，再加上電腦課件幾種信號整合的優良效果。因此，筆者期待的解決方案是主動紅外+空間網格+板書紅外三合一的紅外錄播跟蹤系統，如圖5所示。

參考文獻

[1]圖像識別原理及技巧[EB/OL].http：///.

人工智能視頻教學范文第5篇

關鍵詞：大數據；大數據技術；教學改革；教學模式

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）09-0156-03

Abstract： The big data technologyof information society has made a great influence on the development of people's life and the society， College education combined with the big data technology to reform is the development trend in the future. This paper analyzes the applicationexploration of big data in the domestic and foreign teaching in Colleges and universities， and the influence of big data technology to teaching mode in Colleges and universities.Puts forward the scheme and measures of big data technologies in college Seniorteaching reform exploration.

Key words： Big Data； Big Data Technology；Teaching Reformation；Teaching Model

大數據誕生于人們對數據搜集能力、傳輸能力、存儲能力和處理分析能力的發展和跨越基礎上，已在各行業掀起了變革的巨浪，發展潛力巨大[1]。著名管理咨詢公司麥肯錫認為大數據是大小超出了常規數據庫軟件工具獲取、存儲、管理和分析能力的海量復雜數據集。亞馬孫認為大數據是任何超過了一臺計算機處理能力的數據量。從宏觀角度來講，大數據是融合物理世界、信息空間和人類社會三元世界的紐帶。谷歌借助云計算搜索引擎推動了大數據的應用和發展。在教育領域，在教與學的過程中，也蘊藏著有價值的海量大數據，怎么有效挖掘、分析和利用這些海量數據來促進教學，是當今教育界研究的熱點內容。

未來十年將是一個“大數據”引領的智慧科技時代。隨著QQ、微信等社交網絡的逐漸成熟普及，移動帶寬迅速提升，云計算、物聯網應用更加豐富，更多的傳感設備、移動終端接入網絡，由此產生的數據急劇增長，速度比歷史上的任何時期都要多都要快。IDC在《數字宇宙膨脹：到2020年全球信息增長預測》指出，數字信息每年按幾何級數遞增，到2020年，數據量將超出人們想象，達到40ZB。據麥肯錫數據顯示，2009年美國教育部某信息系統數據庫存儲的數據達到近270PB，入選2009全美十大數據生產貢獻排名，教育已成為大數據重要源泉之一[2]。

教育意味著未來，抓好了教育，就預示著掌握了未來，所以教育始終是民生之本，是國家和政府高度重視的領域，教育改革始終是一個不斷探索的課題。在大數據時代快速推進之際，探索新形勢下的教育體制、模式和方法，對促進我國教育發展具有長遠意義。

1 國內外對大數據在高校教學中的初步探索

大數據技術必將改變我們的生活，也必將推動教育模式產生巨大的變革。2011年秋天，斯坦福大學一門人工智能網上課程受到熱烈歡迎，190多個國家約16萬學生參加學習，2萬多人通過了考試，獲得認證。課程講授者Thrun教授，創辦了在線教育平臺Udacity。斯坦福大學的Ng教授，把自己的課程放到了互聯網上，全球有十幾萬人注冊，在網上聽他的實時講授，同時還和斯坦福大學在校生做同樣的作業、接受同樣的考核。Ng教授2012年4月成立了Coursera，和普林斯頓、斯坦福、密歇根大學和賓夕法尼亞大學等大學結盟，提供社會科學、物理、工程學等課程。2012年11月福布斯發表文章《一個人，一臺電腦，1千萬學生，可汗學院如何重塑了教育》。因為“大數據”的技術背景，哈佛和麻省理工也把課程免費上網，收集最多的學生學習行為數據，研究開發更好的在線教育平臺，強化學校品牌效應。

硬件的高速革新和軟件的高度智能，國內也掀起了新一輪教育信息化的浪潮。清華大學、北京大學、上海交通大學和復旦大學等，也都開始提供免費網絡課程。國內多個省市先后實施了建設教育信息化公共服務平臺，推進數字校園實驗工作，建立 “數字化學習”試點學校，開發“微課程”，試點“微學位”，開展“翻轉課堂”活動、推進1對1“E課堂”教學實踐等一系列教育改革新舉措。

1.3 研究趨勢

現代信息世界已經發酵出第三次工業革命，具體到教育和高等教育領域，云、物聯網和基于云和物聯發展所帶來的大數據趨勢，是變革的技術因素，向大數據時代、知識時代跨越。目前僅就知識而言，教育資源所經歷的平臺開放時代、內容開放時代、校園開放時代是前所未有的。教育發展的未來模式將是：視頻成為主要載體，教育資源極其豐富；翻轉課堂；按需學習；終生學習；不以年齡劃線；距離不再是問題，在學校之外在異地發生等等。

千百年來，知識載體的變化，決定了知識本身的價值。簡牘時代，知識被教師壟斷，師生的等級觀念由此誕生；印刷時代，知識變得廉價，教師的作用變成講授服務；信息時代，知識更容易獲取，教師成為學生的朋友和教學過程信息服務的組織者、主持人和教練。數據挖掘和數據分析軟件可以階段測驗學生表現，幫助教育者研究能夠預測其效果的學習模式。面向服務、面向創新和面向過程成為教育的重點，云和大數據為基礎的教育資源共享、教育模式語言與教育空間設計、學生個性和天性培養成為教育發展趨勢。信息時代大量的知識創造和服務業的興起，行業技能專能和社區教育，將不斷壯大發展。高等院校的教學模式、教學定位等都將有很大的變化，推動高校不斷創新，成為新知識的生產中心，而不是舊知識的傳播中心，催生良好的管理和其他增值服務。

2 大數據對高校教學模式和教學實施的影響

2.1 大數據的4V特性在教育變革中的體現

大數據的4V特性是，Volume（海量的數據規模）、Velocity（快速的數據流轉和動態的數據體系）、Variety（多樣的數據類型）、Value（巨大的數據價值）。現代教育過程將產生大量的教育數據，海量的知識數據，隨著信息技術和通信技術的飛速發展，各種計算機和終端設備實現了前所未有的互聯互通，教育內容實現了跨越時空的自由流通。大數據的實時分析與處理，Hadoop（MapReduce技術的基于Java的開源實現）等非關系型數據管理和分析技術和HadoopDB（MapReduce技術和RDBMS的集成），能加速數據查詢和分析，具有較好的擴展性和容錯性，智慧軟件實時誘導跟進評價學生的在線學習。關系型數據庫處理結構化數據，而現在非結構化數據（用戶評論、應用、位置信息、圖片、音樂、視頻等）占很大比重（約為85%），產生智慧的大數據往往是這些非結構化數據[3]。視頻教學和師生間的網絡互動交流將成為未來教育的重要方式，對學生學習過程的記錄數據，將對學生的教育規劃進行智能化的指導和評價。通過對數據的分析和利用，預測未來發展趨勢，開發有吸引力的應用，將產生巨大的價值，為未來教育帶來創新模式。

2.2 大數據支撐的未來教育將成為一門實證科學（教育的數據化）

與醫療技術比較，原來的醫療靠望聞問切和經驗為病人診治，現代醫學更多的依靠各種檢驗化驗和先進的醫療設備器械，通過報告單、可視化的影像、X光片等精確數據，為疾病的判斷和診治提供科學的依據和證據。盡管病人會抱怨，住院后讓做各種檢查，該做不該做的都做，但也無可否認，在大量診查數據的支撐下，現代醫療技術確實提高了很多，治愈率越來越高，人的壽命不斷延長。

類似的，教育也將不再是單純靠理念經驗的積累和傳承，道德良心自律的學科，而將變成一門實實在在的實證科學[4]。把學生從入校后的所有相關教育信息行為表現，都記錄下來，根據這些數據，分析學生的學習過程和個性特質，將為學生的個性化學習和個人成功提供有力的科學依據。

大數據使得查探學生表現和學習途徑信息成為可能，學生通過在線學習平臺進行學習，其學習行為數據將被記錄，系統后臺根據不斷積累的行為數據對學生進行評估，分析學生的思考習慣和思維模式，創建心理測量圖，根據學生的學習進展調整之后的學習內容和重點。實時記錄學生的量化學習過程（上課、讀書、記筆記、作業、討論、考試、考評等）和實驗的過程結果等，這些數據將作為課程最后考評的重要參考依據。通過聚焦于數據分析，教師可以用更有效的方式研究學生學習狀況和學習效果[5]。

2.3 未來教育在技術上的演進

2.3.1 教育技術的演進

教育經歷了PC時代的數字化教育（傳統的板書變成了PPT投影）、互聯網時代的社會化教育（知識的獲取更加便利和普及，知識傳播更加迅捷）、移動互聯網時代的范在化教育（教育不再受時間和空間的限制），現在進入了大數據時代的個性化教育（視頻將作為知識傳播的主要載體）。傳統網絡教育、遠程教育、網上學堂只是把教育教學轉換為視頻，通過網絡傳播，使學生異地學習，只是學習內容的網絡化跨地域化。

大數據教育依托網絡技術和大數據分析，將有更多的教育手段、要求、方式和內涵等，更注重學生的因材施教、個性化培養、突出個體差異化發展和成功。哈佛、MIT、斯坦福、耶魯、普林斯頓、伯克利、賓夕法尼亞大學等紛紛把自己的課程免費上網。新一代的在線學習平臺和過去的重要區別，在于增加了行為評價和學習誘導的成分，向全世界開放，讓最多的學習者在上面學習、使用，同時可以收集最多的數據，使用、研究、分析學習者的行為模式。

未來大部分的老師，是課堂的組織者、學習的引導者、學生學習行為的分析者，而不是知識的講授者。網絡、視頻和智能軟件，為每一個學習者搭建起一個學習情境，對學習者的學習過程和行為提供持續性的誘導、評價和支持，幫助其培養科學有效的學習方法和習慣等。數據在網上自動整合和跳轉，向學生推送學校信息和建議。學生可以和其他學習者交流互動，尋求有效幫助。普適計算的浪潮，網絡終端將無處不在，學生可以在任何可以聯網的地方學習，而到學校去，則主要是做作業、答疑、討論、考評等。

2.3.2 大數據教育技術

1）大數據處理模式大數據的主要處理模式有兩種：直接處理的流數據處理（Stream Processing）模式和先存儲后處理的批處理（Batch Processing）模式。數據流的研究與技術應用已經有十幾年的歷史了，目前開發和得到廣泛應用的代表性開源系統有Twitter的Storm、Yahoo的S4、Linkedin的Kafka和Apache 的Nutch等[3] [6]。批處理模式的典型代表是Google的MapReduce模型。

2）教育大數據分析技術教育分析技術來源于大數據在商業領域的應用，如淘寶網根據用戶的瀏覽軌跡推斷用戶對產品類別的偏好。教育分析技術以學生群體為主體，借助于網絡在線平臺和移動終端軟件，跟蹤采集挖掘分析學生學習的整個過程，以提高學生學習質量和學習效率，并對學生未來需求趨勢進行分析和預測， 拓展發展空間，提高競爭力[7]。深度學習和知識計算是教育大數據分析的基礎，可視化是數據分析的關鍵技術和數據分析結果呈現的關鍵技術。

深度學習深度學習的起源可以追溯到神經網絡和后向傳播（BP）算法，2006年多倫多大學的Hinton等人提出無監督的逐層貪婪的預訓練（greedy layer-wise pre-train）方法，掀起了深度學習的浪潮。近幾年，深度學習在自然語言理解、語音識別、人臉識別、圖像搜索等應用領域取得了一系列重大進展[8]。而在教育領域，深度學習研究集中在學生線上視頻學習時間分析、學生參加網絡活動的行為分析等方面。

知識計算對大數據進行高端分析，需要從大數據中抽取有價值的知識，構建成支持查詢、分析和計算的知識庫。目前，世界各國建立的知識庫達50多種，知識應用系統達100多種。知識計算的基礎是構建知識庫，包括知識庫的構建、多源知識的融合、知識庫的更新等。教育領域，基于機器學習、信息檢索和數據挖掘的智慧軟件構建了一個高度個性化的智能網絡平臺，實時反饋學習過程信息，可以幫助對學生做出評價、對教育做出決策。

可視化技術可視化技術在大數據領域的應用主要表現在數據分析工具的可視化和數據分析結果的可視化[9]。對大規模、高維度、多來源、動態演化的大數據信息，開發可視化分析工具，使普通人員也可以輕松上手操作實現自動分析。對大數據分析結果應用有效的可視化技術（交互式展示、超大圖動態化展示），有助于用戶理解和輔助做出實時反饋和決策。教育領域，教師可以使用數據可視化工具來研究學生的學習模式，修正課程以引導學生進行有效學習和滿足學生個性化學習需求。

2.3.3 大數據處理平臺和工具

在原有的關系型數據庫RDBMS，很難處理大數據時代產生的大量非結構化數據的背景下，基于Google三大核心技術GFS、MapReduce、BigTable的Hadoop和NoSQL數據庫技術應運而生，為海量大數據的處理提供了強大的技術支撐。國內的教育大數據平臺，也已經起步并開始應用，如超星公司的超星爾雅和泛雅，已經和國內多所高校合作，用于這些高校的教學，其SPOCs和混合學習的模式，正在漸漸被接受和付諸實施。

2.3.4 未來教育將是一項以支持和服務為核心的系統工程

源于網絡和大數據提供的爆炸式的知識，未來教育不再是標準化、歸一化、規范化的教育，而是按需學習、終生學習，充分發掘學生自身原有的積極性和天分，實現自組織學習[10]。

大數據時代使人們接收知識更加方便了，但是就和印刷術的發明和普及，使人們接觸知識的機會增多了，但教師的數量并沒有下降，反而升高了一樣。大數據時代，對于爆炸的信息，需要很好的甄別、引導和指導，去除無用的垃圾信息，所以對于學校和教師的需求不降反升。此時的教育，主要是根據學生的興趣和個性特質，建立“以學生為中心”的智慧教學模式，規劃指導跟進學生的培養，與學生有更多的互動和交流，以支持和服務為核心貫穿學生培養的整個過程。

3 大數據在高校教學改革中的應用實施

3.1 我院現狀

大數據改變了高校教與學的模式，但這個過程是循序漸進的。我們學院首先在大四學生中進行試點。

大四學生第七學期的學習有這樣一些特點，學生基本分為三個陣營：（1）外出培訓工作；（2）考研考證照考公務員考選調生；（3）在校內繼續學習。基于以上情況，大四第七學期的課堂到課率普遍不高，對大四學生的課程考核也相對寬松，這就造成大四第七學期的課程形同虛設，根本沒有達到本專業的人才培養目的和預期，而大四第七學期的課程又基本都是比較重要的專業課、實踐課，是專業人才培養方案中比較重要的部分，并對學生未來就業影響頗深。

3.2 改革措施

基于以上情況，我們實施了以下改革措施。

1）個性化差異化教學：大四第七學期的課程全部作為選修課，設置的門數和種類更加多樣化，學生根據自己的興趣和職業發展規劃，自由選擇其中的4-5門課，選修夠最低學分要求，對最高學分不進行限制，鼓勵多選。

2）化解學生學習時間和地域限制的矛盾：學習方式改革，利用大數據技術，借助網絡，將課程教學視頻根據教學安排，上傳網絡，使學生可以在任何地點自由安排學習時間，這對于在外培訓工作的學生，十分方便。對于校內考研和學習的學生，也可以自由安排學習時間，提高學習效率。

3）重視學生學習的過程性評價：學生必須要完成規定的課程學習學時，每次課安排有課前測試，課后測試及作業。課前測試，課后測試，學生能夠實時查看到測試成績，課后作業要求學生在規定的時間內提交，課程教師要在規定的時間內批改完畢，并將成績到網上，供學生查看，對不合格的作業，要告知學生重做。學生的課程成績由學習的所有各階段的所有成績匯總而成，所以學生必須重視和認真對待每次的學習、測試和作業。

4）師生互動交流：教師和學生間的互動交流方式多樣，可以通過線上論壇討論答疑，也可以利用移動終端的便捷，建立課程QQ群或微信群，進行交流。教師將作業、要求、提醒等信息及時網絡和交流群中，引導督促幫助學生完成課程學習。

5）對學生學習的過程性大數據進行分析：學習的過程性數據分析技術，改變了傳統教學的經驗式模式，為學生提供高質量個性化的學習體驗，輔助教師根據數據分析結果，改進教學方式完善教學過程。將學生從選課、學習、考試結課等所有階段過程中，產生的數據進行匯總分析。根據學生的選課情況數據分析，綜合考慮調整專業課程設置，同時對學生選修課程行為進行適當宣傳引導。對學生學習的過程性數據進行分析，掌握學生學習情況，挖掘學生學習習慣和特點，以實時調整課程難易度，根據學生特點突出個性化差異化人才培養。

6）教師角色的轉變：在新的學習方式中，教師的角色也將發生改變，由原來單一的知識講授傳授者，變為學生學習的知識傳授者和學習引導者、督促者、幫助者、考評者。教師將課程內容錄制上傳后，將不再為每個班一遍遍的重復講授，大量的時間將花費在教學的組織實施、答疑解惑和對學生學習的引導督促激勵監管考核上。學生將有更多的時間得到一對一的輔導和幫助。

4 結論

大數據時代已經到來，未來十年，大數據在高校中有著廣闊的應用前景，將成為下一個創新、競爭和效率提高的前沿，我們應抓住機遇，適時改革，使信息時代下的高校教育與時俱進，培養出更多的適應信息社會發展的高素質人才。

參考文獻：

[1] 羅軍鋒，徐菲. 大數據時代的高校信息化框架[J]. 中國教育信息化，2014（3）：11-13，22.

[2] 朱建平，李秋雅. 大數據對大學教學的影響[J].中國大學教學，2014（9）：41-44.

[3] 程學旗，靳小龍，王元卓，等. 大數據系統和分析技術綜述[J]. 軟件學報，2014，25（9）：1889-1908.

[4] 張羽，李越. 基于MOOCs大數據的學習分析和教育測量介紹[J]. 清華大學教育研究，2013，34（4）：22-26.

[5] [英]Viktor Mayer-Sch?nberger， Kenneth Cukier. Big Data：A Revolution That Will Transform How We Live， Work， and Think[M]. 盛楊燕，周濤，譯. 杭州：浙江人民出版社，2013：148.

[6] 張引，陳敏，廖小飛. 大數據應用的現狀與展望[J]. 計算機研究與發展，2013，50（增刊）：216-232.

[7] 馮翔，余明華，馬曉玲，等. 基于大數據技術的學習分析系統架構[J]. 華東師范大學學報，2014（2）：20-29.

[8] 陳律. 大數據背景下學習分析技術對教學模式的變革[J]. 中國教育信息化，2013（24）：15-17.