中国现代教育装备
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 教育科技  
基于知识图谱的人工智能课程实验教学研究
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2025-12-15 15:43:03
  [导读]随着人工智能技术的快速发展,教育领域也迎来了深刻的变革。探讨基于知识图谱的人工智能课程实验教学,以深度学习实验模块的“人脸表情识别”实验项目为例,通过构建知识图谱,为实验开展提供可视化的路径,核查路径弱点,为个性化教学和实验设计提供科学依据,促进教学质量与学生综合素质的提升。

  随着人工智能技术的广泛应用,掌握人工智能技术已成为现代科技工作者的必备能力之一。以 ChatGPT 为代表的生成式人工智能应用席卷全球,催生了人工智能领域的新业态[1]。2018年教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》,提出将人工智能纳入大学计算机基础教学内容。因此,对于计算机相关专业,人工智能课程不仅承载着传授前沿科技知识的使命,更是培养学生科学思维、创新能力及跨学科应用能力的重要途径。

  人工智能课程体系涵盖了从基础理论到高级应用的内容,如知识表示、模糊推理、机器学习、深度学习、神经网络、自然语言处理及计算机视觉等,这些研究内容共同构成了人工智能的基石。在新工科背景下,人工智能课程强调对学生科学思维和创新能力的培养[2]。然而,由于人工智能课程理论性强、内容抽象且实践要求高,尤其是在实验教学中未能与具体场景联系起来,学生学完后对该门课程的理论知识和应用技术掌握得不够扎实[3]。

  鉴于此,本文探索借助知识图谱优化人工智能课程的实验教学。通过构建基于知识图谱的实验教学框架,直观展示课程知识点及其内在联系,为学生提供更加系统、全面且贴近实际的学习路径,提升教学质量和学习效果。最后,以深度学习实验模块中的“人脸表情识别”这一具体实验项目为例,介绍其教学实施过程。

  1 人工智能课程实验教学中知识图谱构建的必要性

  2 人工智能课程实验教学中知识图谱构建的基础

  3 人工智能课程实验教学中知识图谱的构建策略

  4 结语

  本文提出了基于知识图谱的人工智能课程实验教学策略,并基于构建策略开展了“人脸表情识别”实验项目的应用研究,旨在通过构建系统化、可视化的知识网络,强化理论知识的应用和实践环节指导,全面提升学生的理论知识和实践能力。同时,鼓励学生运用创新思维探索新的研究方向和应用场景,为人工智能的应用发展培养更多高素质的实践人才。

  参考文献

  [1] 刘宝存,苟鸣瀚.ChatGPT等新一代人工智能工具对教育科研的影响及对策[J].苏州大学学报(教育科学版),2023,11(3):54-62.

  [2] 顾理,徐栋哲,刘勇,等.本硕贯通的人工智能专业人才培养研究[J].电气电子教学学报,2022,44(4):11-17.

  [3] 张伟,陈龙,贾应智.大学计算机基础课中的人工智能实验案例设计[J].计算机教育,2021(5):65-68.

  [4] 苏向东.面向应用的卷积神经网络实验项目设计[J].电脑编程技巧与维护,2019(9):16-17,32.

  [5] 樊代和,贾欣燕,刘其军.基于知识图谱的大学物理实验课程教学策略研究:以“迈克耳孙干涉”实验项目为例[J].教育理论与实践,2023,43(36):57-60.

  [6] 熊余,任朝辉,吴超,等.基于知识图谱的可解释学习路径推荐[J].现代教育技术,2024,34(7):131-141.

  [7] 耿庆田,王春艳,范木杰,等.师范高校计算机专业人工智能课程设置探讨[J].长春师范大学学报,2023,42(4):147-150.

  [8] 刘凯,余应福,闫文君.军事人工智能课程的层次递进式实验案例设计[J].实验技术与管理,2022,39(4):186-189,198.

  [9] 冯冲.多层次递进式学生工程实践能力培养模式探究[J].中国校外教育,2017(33):74,83.

  [10] 党宏社,王淼,张选德.基于深度学习的面部表情识别方法综述[J].科学技术与工程,2020,20(24):9724-9732.

徐新爱 南昌师范学院数学与信息科学学院


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