K-12視野下的人工智能與機(jī)器人教育

1、K-12視野下的 人工智能與機(jī)器人教育K-12視野下的的人工智能能與機(jī)器人教教育AI的教教育應(yīng)用用之分類類AI與機(jī)機(jī)器人教教育課程程基于標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的機(jī)器器人競(jìng)賽賽課程關(guān)于AI&R課課程改革革的設(shè)想想面向K12的AI應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)案例AI的教育應(yīng)應(yīng)用之分類借鑒：“計(jì)算機(jī)機(jī)的教育育應(yīng)用”3L分類（按應(yīng)用對(duì)對(duì)象分類）：學(xué)習(xí)計(jì)算算機(jī)(Learn about computer)；用計(jì)算機(jī)機(jī)學(xué)習(xí)(Learn withcomputer)；從計(jì)算機(jī)機(jī)學(xué)習(xí)(Learn fromcomputer)。同理，“AI的教育應(yīng)應(yīng)用”3L分類：學(xué)習(xí)AI(Learn about AI)把AI作為學(xué)習(xí)習(xí)對(duì)象，內(nèi)容包包括AI的基礎(chǔ)知知識(shí)

2、、基基本技能能及其對(duì)對(duì)社會(huì)的的影響等等。用AI學(xué)習(xí)(Learn withAI)學(xué)生把AI技術(shù)與工工具作為為學(xué)習(xí)工工具，主主要包括括用AI來(lái)處理信信息。從AI學(xué)習(xí)(Learn fromAI)教師把AI作為一種種輔助的的教學(xué)工工具來(lái)輔輔助教學(xué)學(xué)、輔助助測(cè)試、輔助備備課、管管理教學(xué)學(xué)等工作作。面向k12的人工智能能的教育育應(yīng)用研究框架架學(xué)人工智能能走進(jìn)人工工智能的的神秘殿殿堂人工智能能與高中中人工智智能課程程人工智能能語(yǔ)言與與程序知識(shí)及其其表示人機(jī)博弈弈與智能能化搜索索推理技術(shù)術(shù)與專家家系統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)習(xí)與神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器翻譯譯與自然然語(yǔ)言處處理人工智能能的進(jìn)一一步探索索用人工智能能用人工智智能技術(shù)術(shù)優(yōu)化

3、教教學(xué)智能教學(xué)學(xué)系統(tǒng)概概述智能教學(xué)學(xué)系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)與與技術(shù)智能教學(xué)學(xué)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)智能化答答疑系統(tǒng)統(tǒng)智能化教教育決策策支持系系統(tǒng)基于Web的智能化化教學(xué)系系統(tǒng)智能代理理技術(shù)的的教育應(yīng)應(yīng)用典型系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)例分分析教人工智能能課程改革革視野中中的人工工智能人工智能能教育概概述高中人工工智能課課程的目目標(biāo)與要要求人工智能能課程的的國(guó)際比比較人工智能能課程的的教學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)人工智能能課程的的教學(xué)策策略人工智能能課程的的教學(xué)評(píng)評(píng)價(jià)教學(xué)平臺(tái)臺(tái)與教學(xué)學(xué)案例人工智能能教學(xué)存存在的問(wèn)問(wèn)題與對(duì)對(duì)策機(jī)器人教育機(jī)器人教教育與學(xué)學(xué)生創(chuàng)新新能力培培養(yǎng)機(jī)器人與與機(jī)器人人教育教育機(jī)器器人的構(gòu)構(gòu)成與原原理機(jī)器人課課程的目目標(biāo)與教教學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)

4、機(jī)器人課課堂教學(xué)學(xué)的實(shí)施施與評(píng)價(jià)價(jià)機(jī)器人競(jìng)競(jìng)賽的類類型與規(guī)規(guī)則機(jī)器人競(jìng)競(jìng)賽的輔輔導(dǎo)與組組織人工智能能技術(shù)與與智能機(jī)機(jī)器人機(jī)器人教教育存在在的問(wèn)題題與對(duì)策策人工智能能課程研研究2020-03-015張劍平張張家華華 著人民教育育出版社社2009.6我們的工工作：2020-03-01多媒體技技術(shù)應(yīng)用用 算法與程程序設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)管理理技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)應(yīng)用人工智能能初步信息技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)必修（2學(xué)學(xué)分）選修（2+X學(xué)分）12345高中信息技術(shù)術(shù)課程中的的人工智智能選修修課我國(guó)教育育部在高高中信息技術(shù)術(shù)課程的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)正正式將人人工智能能列入信信息技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)課課程并設(shè)設(shè)置了選選修模塊塊，它意意味著人人工智能

5、能教育在在普及層層面上進(jìn)進(jìn)入了一一個(gè)新的的階段。2020-03-017高中AI&R課程目標(biāo)標(biāo)AI課程的總總目標(biāo)：了解信息息技術(shù)發(fā)發(fā)展的前前沿，體驗(yàn)若干干典型人人工智能能技術(shù)的的應(yīng)用，感受人工工智能對(duì)對(duì)學(xué)習(xí)和和生活的的影響，激發(fā)對(duì)信信息技術(shù)術(shù)未來(lái)的的追求。機(jī)器人課課程的目目標(biāo)：知道單片片機(jī)和機(jī)機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)的基本本知識(shí)能設(shè)計(jì)與與制作(單片機(jī)和和傳動(dòng)機(jī)機(jī)械等組組成的)簡(jiǎn)易自動(dòng)動(dòng)控制機(jī)機(jī)器人或或簡(jiǎn)單的的自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)。1、基本本概念能描述人人工智能能的概念念與基本本特點(diǎn)2、知識(shí)及其其表達(dá)列舉人工工智能的的主要應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域掌握知識(shí)識(shí)的概念念、知識(shí)識(shí)表達(dá)的的基本方方法3、推理與專專家系統(tǒng)統(tǒng)演示或使使用簡(jiǎn)單

6、單的產(chǎn)生生式專家家系統(tǒng)軟軟件知道專家家系統(tǒng)正正向、反反向推理理的基本本原理學(xué)會(huì)使用用一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)易的專家系統(tǒng)統(tǒng)外殼4、人工工智能語(yǔ)語(yǔ)言與問(wèn)問(wèn)題求解解學(xué)會(huì)使用用一種人人工智能能語(yǔ)言求求解簡(jiǎn)單單問(wèn)題了解狀態(tài)態(tài)空間的的概念與與方法了解用盲目搜搜索技術(shù)術(shù)進(jìn)行搜搜索，知知道啟發(fā)發(fā)式搜索索2020-03-018高中AI課程：內(nèi)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1.單片機(jī)及及其控制制程序（1）知道單單片機(jī)的的特點(diǎn)及及應(yīng)用。（2）知道單單片機(jī)的的基本組組成及工工作過(guò)程程。（3）知道單單片機(jī)集集成電路路引腳的的功能。（4）了解一一種單片片機(jī)編程程語(yǔ)言，掌握一一種單片片機(jī)常用用的編程程指令。（5）學(xué)會(huì)用用指令編編制簡(jiǎn)單單控制的的程序，并能根

7、根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)行修修正。（6）能操作作單片機(jī)機(jī)編程器器將編寫(xiě)寫(xiě)的程序序燒結(jié)固固化。2.單片機(jī)與與控制電電路（1）了解電電子控制制系統(tǒng)的的基本組組成，知知道單片片機(jī)是一一種使用用廣泛的的控制電電路。（2）知道常常見(jiàn)的傳傳感器及及其作用用。（3）了解繼繼電器的的結(jié)構(gòu)和和工作原原理，并并能掌握握簡(jiǎn)單的的使用方方法。（4）能用傳傳感器、單片機(jī)機(jī)和繼電電器等安安裝一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單控控制裝置置，并進(jìn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)。3.單片機(jī)與與傳動(dòng)機(jī)機(jī)械（1）知道一一般機(jī)械械的組成成，了解解常見(jiàn)的的機(jī)械傳傳動(dòng)的方方式。（2）了解常常見(jiàn)齒輪輪傳動(dòng)的的特點(diǎn)、形式和和應(yīng)用，會(huì)計(jì)算算簡(jiǎn)單的的齒輪傳傳動(dòng)比。（3）能按照照裝配圖圖樣安裝裝簡(jiǎn)單的

8、的齒輪裝裝置，并并進(jìn)行調(diào)調(diào)試。（4）了解常常見(jiàn)的連連桿傳動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)及及其應(yīng)用用，能設(shè)設(shè)計(jì)和制制作簡(jiǎn)單單的連桿桿裝置。（5）能設(shè)計(jì)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的電電動(dòng)機(jī)械械，并進(jìn)進(jìn)行安裝裝和調(diào)試試。（6）能設(shè)計(jì)計(jì)和制作作一個(gè)由由傳感器器、單片片機(jī)、繼繼電器、電動(dòng)機(jī)機(jī)和傳動(dòng)動(dòng)機(jī)械等等組成的的簡(jiǎn)易機(jī)機(jī)器人或或簡(jiǎn)單的的自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，并能能通過(guò)試試驗(yàn)完成成23個(gè)規(guī)定的的動(dòng)作。高中“簡(jiǎn)簡(jiǎn)易機(jī)器器人制作作”課程程標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人競(jìng)競(jìng)賽是機(jī)機(jī)器人課課堂教學(xué)學(xué)的一種種補(bǔ)充形形式目前情況況:競(jìng)賽游離離于課堂堂教學(xué)之之外。Igor Mverner(1999)研究了基基于競(jìng)賽賽的機(jī)器器人課程程RobinR.Murphy(2000

9、)提出將競(jìng)競(jìng)賽與課課程進(jìn)行行整合機(jī)器人教教育研討討會(huì)美國(guó)TSA協(xié)會(huì)（Technology StudentAssociation）2006會(huì)議主題題：通過(guò)過(guò)使用以以標(biāo)準(zhǔn)為為基礎(chǔ)的的機(jī)器人人競(jìng)賽評(píng)評(píng)價(jià)來(lái)加加強(qiáng)STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育提出以下下列標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為基礎(chǔ)礎(chǔ)的，適適于高中中生的“機(jī)器人人競(jìng)賽課課程開(kāi)發(fā)發(fā)框架美國(guó)國(guó)家家科學(xué)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（NSTA）技術(shù)素養(yǎng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（ITEA）職業(yè)生涯涯標(biāo)準(zhǔn)(CCSS)國(guó)家數(shù)學(xué)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(NCTM）機(jī)器人課課程開(kāi)發(fā)發(fā):基于標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的競(jìng)賽賽課程N(yùn)STA標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人課程內(nèi)容機(jī)器人技能學(xué)生評(píng)價(jià)職業(yè)發(fā)展概念和過(guò)程的統(tǒng)一

10、標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，順序和組織依據(jù)，模型和解釋轉(zhuǎn)變，恒定和測(cè)量演化和均衡形式和功能力，力矩，質(zhì)量，加速度之間的關(guān)系預(yù)算（能量，時(shí)間）用各種齒輪比測(cè)量力矩車輪大小影響移動(dòng)距離（車輪型號(hào)，組成，光滑度/多節(jié)，寬度，車輪的數(shù)量，動(dòng)力與阻力）測(cè)量機(jī)器人爬坡停止時(shí)的角度機(jī)器人的大小和重量對(duì)性能的影響提高機(jī)器人的力矩和速度速度和能量是制約因素（先在平坦的球場(chǎng)實(shí)驗(yàn)然后放到有一定高度的斜坡或放置障礙物）使用齒輪箱提升物體(機(jī)器人所能舉起的最大重量是多少)測(cè)量是評(píng)價(jià)改變后的效果和破壞程度的方式（例如，在螺絲被擰得更緊之前匹配測(cè)試的次數(shù)，是否需要有一個(gè)潤(rùn)滑油緊固件，以防松動(dòng)）只有通過(guò)測(cè)量我們才能觀察到變化機(jī)械和電能控制系統(tǒng)

11、搭建一個(gè)機(jī)器人或機(jī)器人的某部分并且平衡能量預(yù)算。通過(guò)齒輪箱來(lái)放大或減小馬達(dá)的力矩，從而改變速度和傳輸給輪子的能量。運(yùn)用不同的齒輪比來(lái)展示所引起的變化確定不同底盤(pán)設(shè)計(jì)的重心描述能量流動(dòng)圖和不同模件內(nèi)/之間的力檢查，拆卸和重裝簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置并能描述各部分的作用。估測(cè)某部件的變動(dòng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響搭建一個(gè)機(jī)器人或機(jī)器人的某部分并平衡能量預(yù)算。創(chuàng)造各種機(jī)會(huì)用于理解和調(diào)查新的技術(shù)。運(yùn)用跨學(xué)科的機(jī)會(huì)去理解事物的工作原理，通過(guò)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的辦法。初學(xué)者在考慮如何搭建一個(gè)完成的機(jī)器人的時(shí)候會(huì)感到困惑關(guān)注裝置之間的交互可以使任務(wù)更容易處理。評(píng)估和理解設(shè)備之間如何交互需要機(jī)會(huì)去調(diào)查它們是如何操作和彼此影響的

12、科學(xué)探究標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)探究的必備能力。對(duì)科學(xué)探究的理解在限定條件下，學(xué)生能夠交流他們?nèi)绾尾捎霉こ虒W(xué)的過(guò)程解決問(wèn)題組裝電子構(gòu)件來(lái)控制操作的順序。進(jìn)行一次調(diào)查，收集證據(jù)，用公式闡述對(duì)初始問(wèn)題的回答能夠描述各模塊，以及它們是如何組裝在一起并相互作用從而完成任務(wù)的物理科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)-物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和屬性-運(yùn)動(dòng)和能量-能量守恒-能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換光電效應(yīng)電池，彈簧，重力，和裝滿空氣的(壓力，體積)設(shè)備中的能量 勢(shì)能VS動(dòng)能 運(yùn)動(dòng)，熱以及摩擦產(chǎn)生的能量 能量在競(jìng)賽過(guò)程中是種受限制的資源遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人 信號(hào)強(qiáng)度和變化頻率能量守恒滑動(dòng)摩擦：如雙手摩擦生熱 受約束的軸磨擦的積極效應(yīng)。 6輪機(jī)器人：使用物理學(xué)的F(牽引)=F(

13、重量)，確定模型位置，因此Cg是在驅(qū)動(dòng)輪上；理解什么是可再充電電池與消耗電池；提出改變能量供應(yīng)的解決方法 ；理解光敏傳感器的光電效應(yīng)學(xué)生能夠通過(guò)系統(tǒng)畫(huà)出能量流程圖 機(jī)器人來(lái)自輪子與地面相互作用的力=車輪的半徑所傳遞的力矩Fr=Fm*N齒輪箱/r車輪運(yùn)用光電效應(yīng)預(yù)計(jì)和防止競(jìng)賽中的光線問(wèn)題科學(xué)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) -技術(shù)設(shè)計(jì)的能力-對(duì)科學(xué)和技術(shù)的理解。設(shè)計(jì)過(guò)程 在限制性規(guī)則下完成主題任務(wù)。開(kāi)發(fā)策略。發(fā)展概念以執(zhí)行策略。 細(xì)節(jié)化模件以建構(gòu)概念。融合了設(shè)計(jì)，費(fèi)用，風(fēng)險(xiǎn)和收益 小組協(xié)作- 將來(lái)自于不同科學(xué)技術(shù)概念的思想整合到解決統(tǒng)一問(wèn)題的過(guò)程中。頭腦風(fēng)暴的方式 討論可選擇的設(shè)計(jì)策略只要你有所期望，經(jīng)常觀察，總能找

14、到改變的方法。解釋這些變化如何融進(jìn)了機(jī)器人。 能夠在小組協(xié)作中進(jìn)行溝通并在設(shè)計(jì)模型中采納工程學(xué)的過(guò)程。個(gè)人與社會(huì)視角中的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)-個(gè)人和群體的健康；人口增長(zhǎng)；自然資源；環(huán)境質(zhì)量；自然和人為引起的危險(xiǎn)；處于地方、國(guó)家和全世界挑戰(zhàn)中的科學(xué)和技術(shù)科技的創(chuàng)新性受驅(qū)于理解自然世界的欲望，而技術(shù)設(shè)計(jì)受驅(qū)于滿足人類需求和解決人類問(wèn)題的需要材料可能變化。反復(fù)彎曲的金屬?gòu)挠袕椥赞D(zhuǎn)為可塑性。金屬具疲勞性和不可靠性，塑料具有可塑性，玻璃具有易碎性，螺絲釘會(huì)松動(dòng)，電池會(huì)消耗殆盡科學(xué)不只是存在的真理，更是一種工作模式?？茖W(xué)的歷史與本質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)-科學(xué)是人類的一種努力；科學(xué)的本質(zhì)；科學(xué)史基本的機(jī)器人技術(shù)以及由于科學(xué)、技術(shù)的進(jìn)

15、步，它們是如何隨著更多系統(tǒng)和子系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)能源和能量運(yùn)用進(jìn)行比較和對(duì)比編程語(yǔ)言的發(fā)展如何給我們社會(huì)中的機(jī)器人提供更多的選擇描述能量是如何轉(zhuǎn)換成多種形式的并且為什么可再生能源在提高我們的環(huán)境中具有重要意義。以美國(guó)國(guó)國(guó)家科學(xué)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（NSTA）為基礎(chǔ)礎(chǔ)的機(jī)器器人競(jìng)賽賽課程開(kāi)開(kāi)發(fā)框架架1、特點(diǎn)（1）結(jié)合四四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，為指指導(dǎo)高中中生學(xué)習(xí)習(xí)機(jī)器人人知識(shí)和和技能提提供了一一個(gè)宏觀觀的框架架。（2）充分利利用現(xiàn)代代信息技技術(shù)，整整合了機(jī)機(jī)器人教教育涉及及的多門(mén)門(mén)學(xué)科。（3）為學(xué)生生適應(yīng)未未來(lái)社會(huì)會(huì)生存的的能力提提供了一一個(gè)清晰晰的遠(yuǎn)景景2、啟示示（1）明確了了機(jī)器人人教育的的價(jià)值，

16、對(duì)機(jī)器器人產(chǎn)品品提出了了更高要要求。（2）為課程程整合及及學(xué)生能能力培養(yǎng)養(yǎng)都提供供了指導(dǎo)導(dǎo)。（3）作為競(jìng)競(jìng)賽課程程后，可可以部分分采用虛擬機(jī)器器人開(kāi)展教學(xué)學(xué)。特點(diǎn)與啟啟示集中式（Pre-DefinedMorphology）機(jī)器人人積木式（Bricks）機(jī)器人人實(shí)體機(jī)器器人與學(xué)學(xué)生年齡齡階段在選擇教教育機(jī)器器人時(shí)，除了考考慮教學(xué)學(xué)需要，還要考考慮各個(gè)個(gè)階段學(xué)學(xué)生使用用的機(jī)器器人應(yīng)當(dāng)當(dāng)適應(yīng)的的認(rèn)知水水平。實(shí)體機(jī)器器人根據(jù)虛擬擬環(huán)境不不同，可可分二維維與三維維虛擬機(jī)機(jī)器人虛擬機(jī)器器人機(jī)器和場(chǎng)場(chǎng)景編輯輯界面機(jī)器人仿仿真器和和可視化化終端虛擬機(jī)器器人的教教育功能能（1）作為程程序設(shè)計(jì)計(jì)的教學(xué)學(xué)工具（2）

17、作為人人工智能能的學(xué)習(xí)習(xí)、科研研平臺(tái)（3）作為競(jìng)競(jìng)技平臺(tái)臺(tái)虛擬機(jī)器器人平臺(tái)臺(tái)的優(yōu)勢(shì)勢(shì)與局限限虛擬機(jī)器器人是純純軟件環(huán)環(huán)境、投投入及維維護(hù)費(fèi)用用低、便便于教學(xué)學(xué)管理等等?？砷_(kāi)展實(shí)實(shí)體機(jī)器器人與虛虛擬機(jī)器器人結(jié)合合的教學(xué)學(xué)，發(fā)揮揮兩者所所長(zhǎng)。思路：機(jī)機(jī)器人教教育的“虛實(shí)結(jié)結(jié)合”教育機(jī)器器人所體體現(xiàn)的知知識(shí)的綜綜合性使使它不僅僅能成為為信息技技術(shù)教育育的載體體，也可可以成為為信息技技術(shù)與中中小學(xué)課課程整合合的載體體。義務(wù)教育育階段：將機(jī)器人人教學(xué)與與“綜合合實(shí)踐活活動(dòng)”、“信息息技術(shù)課課”有機(jī)機(jī)結(jié)合；高中階段段：將教育機(jī)機(jī)器人與與“人工工智能初初步”、“算法法與程序序設(shè)計(jì)”、“簡(jiǎn)簡(jiǎn)易機(jī)器器人制作作”

18、、“電子控控制技術(shù)術(shù)”等技技術(shù)類課課程進(jìn)行行結(jié)合。有條件的的學(xué)校：開(kāi)設(shè)“人工智智能與機(jī)機(jī)器人”課程。通過(guò)虛擬擬與實(shí)體體機(jī)器人人相結(jié)合合開(kāi)展機(jī)機(jī)器人教教育。思路：機(jī)機(jī)器人與與人工智智能課程程的結(jié)合合面向K12的AI應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)例ALSE案例1：Z+Z智能教育育平臺(tái)主要功能能：幾何作圖圖畫(huà)筆工具具；動(dòng)態(tài)態(tài)幾何邏邏輯構(gòu)圖圖；函數(shù)作圖圖；多點(diǎn)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)生生成軌跡跡幾何變換換動(dòng)畫(huà)跟蹤蹤符號(hào)運(yùn)算算自動(dòng)推理理課件制作作ALSE案例1：Z+Z智能教育育平臺(tái)知識(shí)資源源庫(kù)、智智能工具具箱、系系統(tǒng)工程程Z+Z：“為中中國(guó)基礎(chǔ)礎(chǔ)教育量量身定做做”ALSE案例-2：代數(shù)學(xué)習(xí)習(xí)軟件Aplusix功能與特特點(diǎn)：題型：數(shù)值計(jì)計(jì)算

19、（Calculate）、擴(kuò)展展和簡(jiǎn)化化（Expandand simplify）、因式式分解（Factor）、解方方程式（Solveequation）、解不不等式（Solveinequation）和解方方程組（Solvesystemofequation）。能判斷解答步驟驟是否完完整，答答案是否否正確。每種題型型都有9個(gè)不同難度等級(jí)級(jí)，分成練練習(xí)（Training）和測(cè)驗(yàn)驗(yàn)（Test）兩種活活動(dòng)供選選擇。能夠記錄學(xué)生的每每一解題題步驟，整個(gè)班班級(jí)的學(xué)學(xué)生答題題時(shí)間、正確率率、錯(cuò)誤誤步驟等等也將以以統(tǒng)計(jì)圖圖表呈現(xiàn)現(xiàn)。包括3個(gè)子程序：AplusixAdmin（管理員員）、AplusixEditor（教

20、師用用）和Aplusix（學(xué)生用用）。開(kāi)發(fā)單位位法國(guó)JosephFourier大學(xué)網(wǎng)址址http:/aplusix.imag.fr/en功能能幫助學(xué)生生學(xué)習(xí)代代數(shù)學(xué)使用對(duì)象象12-16歲中學(xué)生生運(yùn)行環(huán)境境Windows開(kāi)發(fā)工具具Pascal語(yǔ)言主要技術(shù)術(shù)知識(shí)推理理技術(shù)ALSE案例2：代數(shù)學(xué)習(xí)習(xí)軟件AplusixAplusixEditor（教師用用）用于編制制習(xí)題。可以有有兩種類類型：代代數(shù)題（例如，“x58”）、以以文字或或圖片格格式出現(xiàn)現(xiàn)的應(yīng)用用題。學(xué)生答題題形式有有三種：教師沒(méi)沒(méi)有提示示，由學(xué)學(xué)生解答答；學(xué)生生根據(jù)提提示語(yǔ)一一步步解解題；填填空回答答?？梢栽O(shè)定定習(xí)題的的目的：練習(xí)或或測(cè)驗(yàn)。

21、如果是是測(cè)驗(yàn)，則還需需設(shè)定測(cè)測(cè)驗(yàn)時(shí)間間等。代數(shù)學(xué)習(xí)習(xí)軟件Aplusix（學(xué)生用用）練習(xí)（Training）習(xí)題來(lái)源源：習(xí)題題庫(kù)；事事先由教教師編制制；學(xué)生生從課本本上自選選。紅色叉表表示該步步有誤，藍(lán)色叉叉表示該該步不完完整。測(cè)驗(yàn)（Test）測(cè)驗(yàn)時(shí)間間30分鐘，通通常10題。自我修正正（Self-correction）記錄了剛剛才學(xué)生生的測(cè)試試過(guò)程，并對(duì)解解題步驟驟進(jìn)行了了批改。觀察報(bào)告告（Observation）記錄了學(xué)學(xué)生的所所有活動(dòng)動(dòng)情況，還以統(tǒng)統(tǒng)計(jì)圖表表的形式式呈現(xiàn)。ALSE案例3：適應(yīng)性數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)環(huán)境Activemath一個(gè)創(chuàng)新新的基于于web的適應(yīng)性性數(shù)學(xué)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境境。用于于指導(dǎo)

22、學(xué)學(xué)生自我我調(diào)節(jié)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程程，可以以適應(yīng)個(gè)個(gè)人知識(shí)識(shí)基礎(chǔ)和和興趣愛(ài)愛(ài)好、學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)標(biāo)，有利利于學(xué)生生釋放自自己的學(xué)學(xué)習(xí)潛力力?；窘M成成：課程生成成器：運(yùn)運(yùn)用教育育學(xué)知識(shí)識(shí)，根據(jù)據(jù)學(xué)習(xí)者者的學(xué)習(xí)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)能能力，背背景和喜喜好自動(dòng)動(dòng)裝配個(gè)個(gè)性化課課程。練習(xí)子系系統(tǒng)：診診斷學(xué)生生的錯(cuò)誤誤，提供供反饋和和結(jié)構(gòu)化化的指導(dǎo)導(dǎo)性策略略。模糊全文文檢索工工具（可可與Google等等引擎同步）和概念念圖認(rèn)知知工具。ALSE案例3：適應(yīng)性數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)環(huán)境ActivemathActivemath當(dāng)前的軟軟件：（1）微積分分學(xué)（DifferentialCalculus）（2）中學(xué)數(shù)數(shù)學(xué)：分分?jǐn)?shù)（SchoolMa

23、thematics: Fractions）（3）統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)（Statistics）（4）邏輯學(xué)學(xué)（Logic）（5）運(yùn)籌學(xué)學(xué)（OperationResearch）（6）最優(yōu)化化方法（OptimizationMethods）Activemath的訪問(wèn)問(wèn)：作為一般般的用戶戶登錄；創(chuàng)建個(gè)個(gè)人帳戶戶；作為為匿名用用戶進(jìn)入入。“最優(yōu)化化”的例例子“分?jǐn)?shù)”的例子子ALSE案例4：智能教學(xué)學(xué)口語(yǔ)對(duì)對(duì)話系統(tǒng)統(tǒng)ITSPOKE呈現(xiàn)問(wèn)題學(xué)生輸入（答案、問(wèn)題、評(píng)論）對(duì)話記錄ALSE案例4：智能教學(xué)學(xué)口語(yǔ)對(duì)對(duì)話系統(tǒng)統(tǒng)ITSPOKE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)：學(xué)生的語(yǔ)音被被數(shù)字化化后送到到sphinx語(yǔ)音識(shí)別別引擎進(jìn)進(jìn)行句法法和語(yǔ)義義分析

24、；分析結(jié)結(jié)果以XML形式被送送到Why2；導(dǎo)師的文本輸輸出被發(fā)發(fā)送到Cepstral文本-語(yǔ)音轉(zhuǎn)換換系統(tǒng)，并從情情感語(yǔ)音音數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)中獲得得語(yǔ)音的的情感特特征，把把轉(zhuǎn)化的的結(jié)果通通過(guò)揚(yáng)聲聲器或耳耳機(jī)發(fā)出出。應(yīng)用實(shí)例例：AutoTutor，在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)學(xué)習(xí)中中，利用用自然語(yǔ)語(yǔ)言引導(dǎo)導(dǎo)學(xué)生進(jìn)進(jìn)行會(huì)話話，追蹤蹤學(xué)生的的語(yǔ)音情情感，向向?qū)W生呈呈現(xiàn)問(wèn)題題，給予予學(xué)生反反饋并識(shí)識(shí)別學(xué)生生的誤解解。課題組完完成的相相關(guān)研究究成果立項(xiàng)課題題：浙江省哲哲學(xué)社會(huì)會(huì)科學(xué)規(guī)規(guī)劃課題題：人工工智能教教育問(wèn)題題研究?jī)?nèi)容與實(shí)實(shí)施（2006-2008）浙江省教教育規(guī)劃劃課題：在中學(xué)學(xué)開(kāi)展人人工智能能教育的的研究與與實(shí)踐（2004-

25、2006）中國(guó)教育育技術(shù)協(xié)協(xié)會(huì)信息息技術(shù)教教育專委委會(huì)重點(diǎn)點(diǎn)課題：中小學(xué)學(xué)人工智智能與機(jī)機(jī)器人教教育研究究（2006-2008）全國(guó)中小小學(xué)計(jì)算算機(jī)教研研中心課課題：高高中人工工智能教教育的研研究與實(shí)實(shí)施（2003-2004）浙江省留留學(xué)基金金委員會(huì)會(huì)課題：基于新新課程標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的智智能型教教學(xué)平臺(tái)臺(tái)研制（2005-2006）全國(guó)教育育規(guī)劃重重點(diǎn)課題題子課題題：普通通高中信息技術(shù)術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)研制（2002）教材：張劍平主主編，高高中新課課標(biāo)教材材人工智能能初步，教育科科學(xué)出版版社，2004張劍平主主編，人工智能能初步教學(xué)輔導(dǎo)導(dǎo)書(shū)，教育科科學(xué)出版版社，2004張劍平主主編，信息技術(shù)術(shù)教育：概觀與與展

26、望，高等教教育出版版社，2003課程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（參編）：教育部制制訂，普通高中中技術(shù)課課程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，人民教教育出版版社，2003.4教育部組組織編寫(xiě)寫(xiě)，技術(shù)課程程標(biāo)準(zhǔn)研研修（信信息技術(shù)術(shù)），高等教教育出版版社，2004.8技術(shù)課程程標(biāo)準(zhǔn)組組，技術(shù)課程程標(biāo)準(zhǔn)解解讀，湖北教教育出版版社，2004.4學(xué)位論文文：張家華，高中人人工智能能課程及及其教學(xué)學(xué)問(wèn)題研研究，浙浙江師大大碩士論論文，2006.5梁靈輝，“啟智智”專家家系統(tǒng)工工具的設(shè)設(shè)計(jì)及其其教育應(yīng)應(yīng)用，浙浙江師大大教育碩碩士論文文，2007.5王益，STS教育視野野下的機(jī)機(jī)器人教教育問(wèn)題題研究，浙江師師大碩士士論文，2007.11杜海瓊，基于Prolog語(yǔ)言的高高中人工工智能課課程教學(xué)學(xué)探索，浙江師師大碩士士論文，2009.5張國(guó)民，虛擬機(jī)機(jī)器人在在中學(xué)教教育中的的應(yīng)用研研究，浙浙江師大大碩士論論文，200