序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇人工智能課堂教學(xué)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、引言

近年來(lái)，隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，知識(shí)管理理念的日趨成熟，新興技術(shù)對(duì)高等學(xué)校教育教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新帶來(lái)了良好的機(jī)遇。2012年3月13日，教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，旨在推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，實(shí)現(xiàn)教育思想、理念、方法和手段全方位創(chuàng)新。2016年6月7日，教育部頒布實(shí)施的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，以期加快推動(dòng)信息技術(shù)與教學(xué)教育的融合發(fā)展。這些政策的出臺(tái)為高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的發(fā)展提供了明確的實(shí)施導(dǎo)向和政策支持，也為重慶理工大學(xué)會(huì)計(jì)信息化國(guó)家級(jí)精品課程之《會(huì)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)》（AccountingSoftwareDevelopmentTechnology，以下簡(jiǎn)稱為ASDT）課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新帶來(lái)了良好的契機(jī)。知識(shí)庫(kù)采用知識(shí)表示方式來(lái)存儲(chǔ)、組織、管理和使用互相聯(lián)系的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)、學(xué)習(xí)過(guò)程沉淀的知識(shí)和學(xué)生自我搭建的知識(shí)。基于人工智能技術(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)構(gòu)建與應(yīng)用，不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，讓課程教學(xué)延伸到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，還能夠在很大程度上提高課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。大數(shù)據(jù)、人工智能、知識(shí)庫(kù)等技術(shù)的發(fā)展為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的有效開(kāi)展提供了良好的技術(shù)支撐，引起了教育界的廣泛關(guān)注。周宇等人（2016）提出了一種面向關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建方法，該方法能夠覆蓋機(jī)構(gòu)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的整個(gè)過(guò)程，并支持機(jī)構(gòu)知識(shí)的資源整合、語(yǔ)義檢索、知識(shí)推理和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。鐘曉流等人（2013）信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的有效教學(xué)設(shè)計(jì)模型，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂產(chǎn)生的背景與緣起、含義與特征、當(dāng)前的研究進(jìn)展與實(shí)踐案例、相關(guān)的技術(shù)工具等進(jìn)行了系統(tǒng)分析。曾明星等人（2014）闡述了翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀，分析了軟件開(kāi)發(fā)類課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的可行性，探討了軟件開(kāi)發(fā)類課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型及其構(gòu)成要素。劉清堂等人（2016）分析了機(jī)器教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、智能導(dǎo)師系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)理念、關(guān)鍵技術(shù)以及代表性系統(tǒng)，提出以學(xué)習(xí)分析為核心的智能技術(shù)整合、融合人工智能和人類智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)。綜觀上述文獻(xiàn)，現(xiàn)有研究主要從翻轉(zhuǎn)課堂的可行性和模型等方面去思考翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式改革問(wèn)題，而利用人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)去改革與創(chuàng)新翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究文獻(xiàn)還相對(duì)比較匱乏。基于人工智能技術(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)構(gòu)建與應(yīng)用，通過(guò)全程記錄課上和課下的教學(xué)互動(dòng)過(guò)程，可以改善翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、評(píng)價(jià)體系等諸多方面的不足。鑒于此，本文基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，探索改進(jìn)與提升翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新的新技術(shù)與新方法。

二、基于人工智能的春秋戰(zhàn)國(guó)翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)的表達(dá)

人工智能（ArtificialIntelligence）是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，主要包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、智能監(jiān)控、智能搜索等核心技術(shù)。ASDT課程將語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別、圖像識(shí)別和智能搜索等人工智能技術(shù)融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革的同時(shí)，導(dǎo)入春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的七國(guó)爭(zhēng)霸作為教學(xué)情景，將班上所有學(xué)生平均分成七個(gè)小組，分別對(duì)應(yīng)齊、楚、燕、趙、韓、魏、秦等七個(gè)國(guó)家，每個(gè)小組的學(xué)生進(jìn)行角色扮演，實(shí)施“春秋爭(zhēng)霸”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。在ASDT教學(xué)過(guò)程中，在講授會(huì)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)和會(huì)計(jì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理流程的同時(shí)，讓學(xué)生充分參與課程教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)化互動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、PPT制作與演講能力、知識(shí)消化吸收及應(yīng)用等能力。基于人工智能翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的基礎(chǔ)是將ASDT課堂的課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中形成的知識(shí)符號(hào)化的一個(gè)過(guò)程，通過(guò)對(duì)知識(shí)的映射轉(zhuǎn)化為可供描述的事實(shí)和推理事實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建知識(shí)庫(kù)的過(guò)程中，知識(shí)的表達(dá)方式是構(gòu)建知識(shí)庫(kù)的關(guān)鍵。知識(shí)表達(dá)方式主要包括描述性、直接性、過(guò)程性等表達(dá)方式。其中，描述性的知識(shí)表達(dá)方式是客觀和完整地反映相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的理論知識(shí)，具有準(zhǔn)確性和邏輯性的特點(diǎn)。直接性的表達(dá)方式是以專業(yè)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，以圖片、視頻、音頻和圖形等方式直接表達(dá)知識(shí)的本質(zhì)。過(guò)程性的知識(shí)表達(dá)方式是在教學(xué)過(guò)程中的積累和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。以下具體闡述在課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中知識(shí)的表達(dá)方式。

（一）課堂教學(xué)活動(dòng)課堂教學(xué)活動(dòng)由教師圍繞各小組在完成作業(yè)的過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組作品展示和組織小組間互動(dòng)討論。在課堂教學(xué)活動(dòng)中，各小組通過(guò)PPT演示講解本組作品中所涉及的知識(shí)點(diǎn)，運(yùn)行程序進(jìn)行作品展示。其他小組針對(duì)展示的作品輪流提問(wèn)，小組回答問(wèn)題以后，教師對(duì)作品進(jìn)行綜合性點(diǎn)評(píng)并打分。最后，教師根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的記錄的學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中遇到的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生互動(dòng)討論，解決問(wèn)題，針對(duì)學(xué)生不能解決的問(wèn)題，進(jìn)行重點(diǎn)講解。在整個(gè)課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解、評(píng)價(jià)表現(xiàn)為描述性的知識(shí)，而教師和學(xué)生的角色高頻切換，教師和學(xué)生評(píng)價(jià)、引導(dǎo)和提問(wèn)不停迭代的探究式教學(xué)過(guò)程，表現(xiàn)為過(guò)程性的知識(shí)。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別等人工智能技術(shù)的運(yùn)用，自動(dòng)識(shí)別和理解學(xué)生作品展示、各小組提問(wèn)、教師綜合點(diǎn)評(píng)等教學(xué)活動(dòng)中的語(yǔ)言，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的文本，按照知識(shí)的表達(dá)方式自動(dòng)分類，并實(shí)時(shí)傳送到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，更新知識(shí)庫(kù)。

（二）學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)將ASDT課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容按主題進(jìn)行任務(wù)分解，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃逐步推進(jìn)，學(xué)生根據(jù)小組任務(wù)在重慶理工大學(xué)精品課程網(wǎng)上觀看教學(xué)視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，小組成員合作完成小組任務(wù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)，可以借助智能搜索技術(shù)檢索知識(shí)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)推送相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生解決問(wèn)題。在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生在網(wǎng)頁(yè)中通過(guò)簡(jiǎn)單檢索、組配檢索、限制檢索等手段，進(jìn)行交互式的訪問(wèn)，最終獲得所需的知識(shí)信息，表現(xiàn)為過(guò)程性的知識(shí)。學(xué)生觀看教學(xué)視頻對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)表現(xiàn)為直接性的知識(shí)。

三、基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建

在知識(shí)的直接性表達(dá)、描述性表達(dá)和過(guò)程性表達(dá)等多種方式下，多角度獲取教學(xué)活動(dòng)中的各種知識(shí)以構(gòu)建知識(shí)庫(kù)。基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)包括教師編輯維護(hù)的知識(shí)庫(kù)、學(xué)生自我搭建的知識(shí)庫(kù)以及課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中沉淀積累形成的知識(shí)庫(kù)三部分，在教學(xué)活動(dòng)中不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，形成一個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)的生態(tài)循環(huán)。其中，老師編輯維護(hù)的知識(shí)庫(kù)是根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)任務(wù)按規(guī)則生成課題所需的知識(shí)點(diǎn)；學(xué)生自我搭建的知識(shí)庫(kù)是根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提出的問(wèn)題，生成的答案和解釋；課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中沉淀積累形成的知識(shí)庫(kù)是自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)學(xué)生在課堂上的各種學(xué)習(xí)行為。基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)，

（一）教師建立維護(hù)學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)教師首先根據(jù)教學(xué)總?cè)蝿?wù)和總目標(biāo)規(guī)劃具體小組任務(wù)，按照教學(xué)大綱小組任務(wù)，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上編輯學(xué)生完成小組任務(wù)所需的基礎(chǔ)知識(shí)和教學(xué)視頻。此環(huán)節(jié)對(duì)課程的翻轉(zhuǎn)和構(gòu)建基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)具有重要的指導(dǎo)意義。建立基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)要和小組任務(wù)相匹配，并且具備合理性、科學(xué)性和可操作性，盡量涵蓋完成小組任務(wù)所涉及的知識(shí)點(diǎn)。否則學(xué)生將無(wú)法完成小組任務(wù)，也無(wú)法有效建立基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)。學(xué)生根據(jù)小組任務(wù)和本小組實(shí)際情況，觀看教學(xué)視頻和學(xué)習(xí)資料，滿足基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，完成小組作品。教師根據(jù)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中提出的問(wèn)題不斷更新維護(hù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)。

（二）學(xué)生自主學(xué)習(xí)形成知識(shí)庫(kù)學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的任務(wù)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成小組的學(xué)習(xí)任務(wù)。當(dāng)學(xué)生提出疑問(wèn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)檢索知識(shí)庫(kù)，找到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)視頻對(duì)學(xué)生進(jìn)行智能推送，學(xué)生解答問(wèn)題。并且在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的問(wèn)題，形成并更新知識(shí)庫(kù)，把學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄反饋給教師，幫助教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。

（三）課堂教學(xué)活動(dòng)中形成知識(shí)庫(kù)在學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)中，小組成員進(jìn)行PPT講解和作品展示，在語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別和自動(dòng)計(jì)分等人工智能技術(shù)下，自動(dòng)記錄和分析小組的作品展示情況、個(gè)人發(fā)言情況和積分情況。并且自動(dòng)記錄老師的總結(jié)點(diǎn)評(píng)和答疑，通過(guò)圖像分析技術(shù)，自動(dòng)歸集學(xué)生個(gè)人的學(xué)習(xí)資料。同時(shí)，把課堂過(guò)程中的學(xué)生提問(wèn)、教師答疑所涉及的知識(shí)，自動(dòng)對(duì)接到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，更新知識(shí)庫(kù)。

四、知識(shí)庫(kù)在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)中的具體應(yīng)用

基于人工智能的知識(shí)庫(kù)在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)中的具體應(yīng)用主要包括自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)和效果評(píng)價(jià)等三個(gè)方面。自主學(xué)習(xí)是指學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行課前的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)知識(shí)自測(cè)，并且借助知識(shí)庫(kù)解決疑問(wèn)；課堂教學(xué)是利用基于人工智能技術(shù)構(gòu)建的知識(shí)庫(kù)，幫助教師和學(xué)生解決教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題；效果評(píng)價(jià)是在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下，建立的適合現(xiàn)行教學(xué)模式下的學(xué)生評(píng)價(jià)體系，教師根據(jù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情況，在線統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，制定教學(xué)計(jì)劃。下面將詳細(xì)闡述人工智能的知識(shí)庫(kù)在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)各中的具體應(yīng)用，如圖2所示。

（一）自主學(xué)習(xí)在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生首先了解教師的小組任務(wù)，在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，根據(jù)老師的學(xué)習(xí)任務(wù)，智能化地制定學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生根據(jù)細(xì)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，明確自主學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容，并根據(jù)課程內(nèi)容和自身情況選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)觀看教師提供的教學(xué)視頻或其他形式的學(xué)習(xí)材料開(kāi)展學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)習(xí)收獲進(jìn)行記錄，最后在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行知識(shí)檢測(cè)。同時(shí)，應(yīng)用智能監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)情況和發(fā)言情況。學(xué)生可以根據(jù)自己的預(yù)習(xí)情況，在線提出問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)會(huì)根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題自動(dòng)檢測(cè)知識(shí)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)推送相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生分析和解決問(wèn)題。利用智能監(jiān)控技術(shù)，可以收集學(xué)生頻繁在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上搜索的所有問(wèn)題。同時(shí)，學(xué)生也可以將問(wèn)題進(jìn)行拍照或者錄制成視頻發(fā)送給教師，利用圖像分析技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別圖片或者視頻中的問(wèn)題并且推送給教師，根據(jù)問(wèn)題調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃。

（二）課堂教學(xué)教師根據(jù)知識(shí)庫(kù)中記錄的學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，全面系統(tǒng)地了解學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)情況。知識(shí)庫(kù)匯總學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的發(fā)言和提問(wèn)情況，教師根據(jù)匯總的問(wèn)題在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)講解，使課堂學(xué)習(xí)更加高效。在學(xué)生作品展示、小組互動(dòng)提問(wèn)、教師綜合點(diǎn)評(píng)等教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生和教師可以借助知識(shí)庫(kù)智能推送相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，幫助解決教學(xué)活動(dòng)中的問(wèn)題。同時(shí)可以智能推理出合適的教學(xué)計(jì)劃給教師進(jìn)行選擇。在學(xué)生提出問(wèn)題和解答問(wèn)題的過(guò)程中，智能收集問(wèn)題和答案，形成知識(shí)，更新知識(shí)庫(kù)。

（三）效果評(píng)價(jià)效果評(píng)價(jià)包含教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)兩個(gè)環(huán)節(jié)。其中，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是全面、系統(tǒng)的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識(shí)儲(chǔ)備情況下，合理、客觀地評(píng)估教師的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生評(píng)價(jià)是考核學(xué)生的知識(shí)掌握情況、交流與溝通能力、演講能力、協(xié)作能力、PPT制作能力、課堂參與程度和小組展示情況等。在基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生評(píng)價(jià)包括課堂教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)兩個(gè)部分。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)義分析技術(shù)等人工智能技術(shù)，詳細(xì)記錄每一位學(xué)生在課堂上的發(fā)言情況、小組展示情況和教師對(duì)作品的點(diǎn)評(píng)情況。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以全面地了解學(xué)生在課外觀看教學(xué)視頻的情況和自測(cè)情況。因此，這種學(xué)生評(píng)價(jià)方式更加具有合理性和精準(zhǔn)性。

五、結(jié)論

與傳統(tǒng)的ASDT課堂相比，基于人工智能下的翻轉(zhuǎn)課堂知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建促使教學(xué)逐步從靜態(tài)走向了動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主題，教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)理念，是適應(yīng)新時(shí)期ASDT課程教學(xué)改革的必然。在基于人工智能的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型下，一定程度上改進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂中的課堂教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和效果評(píng)價(jià)等模塊，有效督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生在線答疑，同時(shí)更加綜合地對(duì)學(xué)生進(jìn)行考評(píng)，讓老師教學(xué)更加高效。人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)于解決翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)當(dāng)前所面臨問(wèn)題的是較為理想的方案，它有助于提升翻轉(zhuǎn)課堂整體的教學(xué)水平，促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇（2）

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能新興領(lǐng)域的崛起，推動(dòng)信息技術(shù)全面滲透于人們的生產(chǎn)生活中。信息技術(shù)的核心在于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。然而，雖然目前各個(gè)高校都開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，但是其教學(xué)卻存在著諸多問(wèn)題，導(dǎo)致該課程無(wú)法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。教育部在2012年《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，其中指明“以教育信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化，促進(jìn)教育的創(chuàng)新與變革”[2]。因此，本文以華中師范大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)為例，深入闡述了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的弊端，提出了在當(dāng)前人工智能如火如荼的時(shí)代背景下，如何應(yīng)用人工智能相關(guān)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行改革的具體方案。該方案以創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)智慧課堂教學(xué)模式改革為主體，輔以教學(xué)觀念、知識(shí)體系和課程考核方式改革，以期對(duì)高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)有所裨益。

1傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷

⑴課程的教學(xué)地位沒(méi)有引起足夠的重視一些高校為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程分配較少的學(xué)時(shí)（少于48學(xué)時(shí)），甚至有的專業(yè)將此課程設(shè)置為選修課。這種設(shè)置降低了該課程在教師和學(xué)生心目中的位置，導(dǎo)致了對(duì)該課程的忽視。同時(shí)，不少老師因?yàn)閷W(xué)時(shí)不夠，時(shí)間緊迫，僅僅講述與考試相關(guān)的內(nèi)容，不考的一概不講。這導(dǎo)致學(xué)生的眼界受限，知識(shí)和能力受限，無(wú)法培養(yǎng)其全面綜合的計(jì)算機(jī)素質(zhì)。還有的專業(yè)沒(méi)有將這門課給專業(yè)的計(jì)算機(jī)學(xué)院的老師講授，而是隨意安排授課人員。沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)專業(yè)訓(xùn)練的教師缺乏足夠的知識(shí)儲(chǔ)備，很難講好這一門看似簡(jiǎn)單的課程。⑵課程教學(xué)內(nèi)容的制定與當(dāng)今時(shí)代對(duì)于信息化人才的需求脫節(jié)一些高校的現(xiàn)狀是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程教材知識(shí)陳舊[3]、質(zhì)量堪憂，教材總是無(wú)法跟上知識(shí)更新的步伐，例如都2019年了還在講Office2010。有的高校由于缺乏對(duì)課程的重視，沒(méi)有對(duì)教材優(yōu)中選優(yōu)，而是基于利益的考慮，優(yōu)先選擇自己院系編寫的教材。其教材內(nèi)容是七拼八湊，沒(méi)有整體性、邏輯性和連貫性，更不用說(shuō)前瞻性。這樣的教材，無(wú)疑對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置了巨大的屏障。除此以外，一些院校的課程教學(xué)知識(shí)體系不夠明確和完善，教學(xué)大綱的制定不夠科學(xué)。從教學(xué)大綱中制定的學(xué)時(shí)分配來(lái)說(shuō)，常常偏重實(shí)用性[4]，常用計(jì)算機(jī)軟件操作占據(jù)了大部分的課時(shí)。這會(huì)讓教師在授課時(shí)輕理論而重操作，如此培養(yǎng)學(xué)生，非常不利于其計(jì)算思維的形成，對(duì)后續(xù)其他計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)也是很大的傷害。⑶教學(xué)模式過(guò)于傳統(tǒng)，信息化水平較低從教學(xué)方式上來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師課堂授課為中心，是以教師為主體的教學(xué)模式[5]。在這種模式下，教師仍然主要以填鴨式教學(xué)為主[6]，無(wú)法通過(guò)課堂教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化特點(diǎn)，并進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。另外，雖然計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程一般都配備了實(shí)驗(yàn)課時(shí)，但是實(shí)驗(yàn)課常常是采用教師布置上機(jī)任務(wù)、學(xué)生做完抽樣檢查的模式。這對(duì)于大課堂來(lái)說(shuō)，教師的任務(wù)繁重，無(wú)法搜集到每一個(gè)學(xué)生的任務(wù)完成情況，無(wú)法清晰地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況和薄弱環(huán)節(jié)。而且，該課程缺乏相應(yīng)的研討課時(shí)，很難讓學(xué)生對(duì)其所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入思考和探究，以增強(qiáng)思辨能力和對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。⑷課程考核方式不夠公平合理從考核方式上來(lái)說(shuō)，該課程普遍采用“平時(shí)成績(jī)”+“期末考試”的加權(quán)方式對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行評(píng)定。平時(shí)成績(jī)多由考勤分所得，期末考試多采用機(jī)考模式。這種考核方式過(guò)于單一化、機(jī)械化，無(wú)法對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)。很多學(xué)生來(lái)到教室打考勤，但可能根本沒(méi)聽(tīng)講，而是在睡覺(jué)或者玩手機(jī)。期末機(jī)考的公平合理性也是存在著很多的漏洞。例如機(jī)考的試題庫(kù)可以十年不變，分值的分配和難度的掌握都沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的考量。甚至有的考試系統(tǒng)不夠穩(wěn)定和安全，頻頻爆出Bug，嚴(yán)重影響了考試結(jié)果的真實(shí)性。

2新人工智能環(huán)境下對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的具體方案

2012年開(kāi)始，在隨著卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在視覺(jué)處理方面的應(yīng)用取得巨大的成功之后，人工智能到達(dá)了有史以來(lái)的第三個(gè)爆發(fā)期。目前，深度學(xué)習(xí)技術(shù)在AlphaGo、無(wú)人駕駛汽車、機(jī)器翻譯、智能助理、機(jī)器人、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域的發(fā)展如火如荼。與此同時(shí)，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域方面的應(yīng)用已經(jīng)興起。人工智能的教學(xué)產(chǎn)品也已有先例，例如基于MOOC平臺(tái)研發(fā)的教學(xué)機(jī)器人MOOCBuddy等等。基于人工智能的教育是融合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)的增強(qiáng)型數(shù)字教育[2].在當(dāng)前人工智能的大時(shí)代背景下，針對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的種種弊端，我們提出了如下教學(xué)改革方案。⑴改變教學(xué)理念，確立計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的重要地位計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為高校的一門公共課，實(shí)則應(yīng)當(dāng)作為各個(gè)專業(yè)的學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)、科研的必修之課程。因此，高等學(xué)校應(yīng)從源頭上確立該課程的重要地位，將該課程納入必修課范疇，并給與更充分合理的課時(shí)分配。除教學(xué)課時(shí)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)之外，需要為該課程增加一定的研討課時(shí)。任課老師必須是來(lái)自于計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才。同時(shí)，定時(shí)舉辦關(guān)于該課程的教學(xué)培訓(xùn)、教學(xué)研討會(huì)和教學(xué)比賽，改變教師的教學(xué)理念，從源頭上給予該課程足夠的重視。⑵優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重新制定課程的教學(xué)知識(shí)體系教材是教師教學(xué)的主要依據(jù)，也是學(xué)生獲得系統(tǒng)性知識(shí)的主要來(lái)源。因此，教材對(duì)于教學(xué)的重要性不言而喻。教材的選取需要優(yōu)中擇優(yōu)，必要的時(shí)候可以根據(jù)自身院校的情況自己編寫，力求使用好的教材使教學(xué)事半功倍。在選定優(yōu)質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，制定更加合理的教學(xué)大綱，優(yōu)化計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)知識(shí)體系，突出計(jì)算機(jī)學(xué)科入門相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的重要地位。對(duì)現(xiàn)有的過(guò)時(shí)內(nèi)容進(jìn)行更新，例如操作系統(tǒng)以Windows10的操作取代Windows7，Office這部分使用Office2019版本取代2010的版本，同時(shí)增加關(guān)于算法入門知識(shí)、程序設(shè)計(jì)入門知識(shí)以及人工智能、區(qū)塊鏈等前沿知識(shí)單元的介紹。以華中師范大學(xué)為例，我們?cè)趫D1中給出了該校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)圖。⑶充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具和人工智能技術(shù)，構(gòu)建智慧課堂，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式現(xiàn)代化的教學(xué)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變以教師為核心的教學(xué)模式，更加突出學(xué)生的主體性地位。因此，在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)和蓬勃發(fā)展的情形下，應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)模式相結(jié)合，構(gòu)建智慧課堂。融合課堂教學(xué)身臨其境的效果與網(wǎng)絡(luò)課堂自主性強(qiáng)且方便師生交流的特點(diǎn)，通過(guò)師生之間多層次、立體化的互動(dòng)，達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。同時(shí)，建立功能強(qiáng)大、完善的學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基于不同專業(yè)學(xué)生的不同特點(diǎn)和不同需求，進(jìn)行個(gè)性化的作業(yè)設(shè)置。針對(duì)教師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和學(xué)生的完成情況，結(jié)合在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)傳感器及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，搜集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，并且使用人工智能算法進(jìn)行智能分析，使教師對(duì)當(dāng)前的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況一目了然，并能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的鞏固和掌握。研討課以學(xué)生為主體，按照所選課題進(jìn)行分組調(diào)研、分組討論，刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其思辨能力。研討內(nèi)容最終可以課程論文的形式上交至課程共享平臺(tái)，由教師和同學(xué)共同給出評(píng)分。這里，仍以華中師范大學(xué)為例，我們將在線教學(xué)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)課平臺(tái)、研討課共享平臺(tái)等集成為一個(gè)基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)智慧教學(xué)綜合平臺(tái)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括用戶管理、在線教學(xué)、課堂互動(dòng)、作業(yè)管理、考試管理、BBS系統(tǒng)、智能分析和平臺(tái)管理8個(gè)模塊，其主要功能如圖2所示。該系統(tǒng)采用C/S模式，系統(tǒng)的服務(wù)器選用Linux服務(wù)器，同時(shí)開(kāi)發(fā)基于PC機(jī)的和手機(jī)端的客戶端系統(tǒng)，方便學(xué)生和教師隨時(shí)選用、更加靈活。在線教學(xué)模塊中的智能學(xué)習(xí)助理功能，能夠根據(jù)歷史用戶的學(xué)習(xí)行為和當(dāng)前用戶的學(xué)習(xí)行為，自動(dòng)地識(shí)別學(xué)習(xí)內(nèi)容中的難點(diǎn)以及當(dāng)前學(xué)生的難點(diǎn)內(nèi)容，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化。課堂互動(dòng)模塊中，通過(guò)可穿戴式傳感器搜集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，用于后續(xù)智能分析模塊中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)行為進(jìn)行智能分析。在線作業(yè)評(píng)價(jià)模塊包括機(jī)器評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)兩個(gè)功能。機(jī)器評(píng)價(jià)是系統(tǒng)為學(xué)生作業(yè)（客觀題、主觀題）自動(dòng)評(píng)分，其中主觀題的評(píng)分也是使用人工智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。教師評(píng)分時(shí)可以參考機(jī)器評(píng)分，減少教師工作量。同時(shí)，教師評(píng)分為機(jī)器評(píng)分提供機(jī)器學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，促進(jìn)機(jī)器評(píng)分更加智能。智能分析模塊能夠依據(jù)學(xué)生的在線課程學(xué)習(xí)模塊、課堂學(xué)習(xí)模塊、作業(yè)管理模塊等搜集到的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，促使教師深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和個(gè)性化特點(diǎn)，提升教學(xué)的針對(duì)性，并且有助于后續(xù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面、綜合的分析和成績(jī)?cè)u(píng)定。所有系統(tǒng)模塊中使用到的智能分析技術(shù)包括基本的統(tǒng)計(jì)分析、以及各類機(jī)器學(xué)習(xí)算法（k-means,NaveBayes,SupportVectorMachine,DeepLearning等等）。⑷改變傳統(tǒng)成績(jī)考核的方式在“教學(xué)”+“實(shí)驗(yàn)”+“研討課”課程結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)智慧教學(xué)綜合平臺(tái)的輔助之下，學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定更加全面化、多元化、公平化、自動(dòng)化[7]。平時(shí)成績(jī)中，除了教學(xué)綜合平臺(tái)的“課堂簽到”次數(shù)之外，還增加更多豐富多元化的考察信息，如：學(xué)生的課堂討論、在線課程學(xué)習(xí)和考核結(jié)果、平時(shí)作業(yè)完成情況，以及智能分析模塊中輔助分析的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、平時(shí)成績(jī)預(yù)測(cè)。期末上機(jī)考試系統(tǒng)也是智慧課堂綜合平臺(tái)的一個(gè)子模塊，是精心設(shè)計(jì)的穩(wěn)定、安全、功能強(qiáng)大的子系統(tǒng)，方便教師每一年更新試題庫(kù)，修改bug。試題庫(kù)中的每一套試卷都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)科學(xué)的考卷質(zhì)量分析，使其難度、覆蓋范圍在一個(gè)均衡、合理的范圍。最后，教師通過(guò)對(duì)各類平時(shí)成績(jī)指標(biāo)以及期末考試成績(jī)加權(quán)，給出最終的學(xué)習(xí)成績(jī)。通過(guò)規(guī)范、合理、公平、全面的考核體系，獲得對(duì)學(xué)生公平、完善的評(píng)價(jià)機(jī)制，激勵(lì)學(xué)生并刺激教學(xué)良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

篇（3）

2教學(xué)方法研究

研究生教學(xué)應(yīng)更突出學(xué)生的主體地位，注重發(fā)揮其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性，為此，課程組結(jié)合課程特點(diǎn)，在教學(xué)方法進(jìn)行了如下探索。

2.1加強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)就是對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)劃的過(guò)程, 是教什么(課程內(nèi)容)及怎么教(組織、方法、策略、手段及其他傳媒工具的使用等)的過(guò)程[2]。在教學(xué)過(guò)程中，每節(jié)課授課前，堅(jiān)持集體備課的原則，由課程組集體討論選定授課內(nèi)容，補(bǔ)充閱讀文獻(xiàn)，根據(jù)授課對(duì)象與課程內(nèi)容特點(diǎn)，確定課堂組織方式，采用的授課方式以研討式教學(xué)為主，給合講授、實(shí)驗(yàn)、自學(xué)等。

2.2抓好課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)方法與教學(xué)手段是保證課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵。本課程授課對(duì)象主要為碩士研究生，他們的接受能力較強(qiáng)，有一定的求知欲。由于學(xué)員人數(shù)較少，授課方式可靈活組織。教室有完備的多媒體設(shè)備，基本的軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)境，教學(xué)過(guò)程可采用靈活教學(xué)方法、多種教學(xué)手段，提高教學(xué)效率，保證授課質(zhì)量。

1) 以研討式為主的教學(xué)方式。研究生教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持學(xué)術(shù)研究為導(dǎo)向，發(fā)揮學(xué)員在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性和自覺(jué)性。由于研究生學(xué)員有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與自學(xué)能力，教員可以在課前給學(xué)員布置預(yù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)員通過(guò)查閱資料、分析整理進(jìn)而形成自己的觀點(diǎn)，使在課堂教學(xué)中師生互動(dòng)交流成為可能，改變傳統(tǒng)的教員講，學(xué)員聽(tīng)的灌輸式教學(xué)方式。研討式教學(xué)也有力于培養(yǎng)學(xué)員積極思考、創(chuàng)新思維的習(xí)慣與能力。

2) 教學(xué)手段的信息化。人工智能原理教學(xué)一個(gè)突出矛盾是知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)，但學(xué)時(shí)較少，因此，必須發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)手段的作用，提高教學(xué)效率。為此，課程組對(duì)每節(jié)課都精心設(shè)計(jì)了教學(xué)課件，課堂教學(xué)中以課件為主，輔以板書，充分利用多媒體信息量大、直觀等優(yōu)點(diǎn)，改善教學(xué)效果；引入教學(xué)聲像資料，便于學(xué)員課下學(xué)習(xí)；設(shè)計(jì)演示程序，使部分比較抽象、不易于理解的內(nèi)容，如子句歸結(jié)、搜索策略更形象直觀，易于學(xué)習(xí)和掌握。

3注重培養(yǎng)學(xué)員學(xué)術(shù)研究能力

學(xué)術(shù)能力是指專門對(duì)某一學(xué)問(wèn)進(jìn)行系統(tǒng)的哲理或理論研究的能力，它不僅包括思辨的方面，還包括實(shí)踐及感性的敏感力等方面。研究生階段學(xué)習(xí)的一個(gè)突出特點(diǎn)是要求學(xué)習(xí)的主體――研究生必須具備研究的能力[3]。論文寫作是培養(yǎng)、鍛煉、提高研究生的學(xué)術(shù)能力的重要途徑，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要求每個(gè)專題學(xué)習(xí)結(jié)束后，都要提交一份格式符合期刊發(fā)表要求的總結(jié)報(bào)告，題目可自行選定，也可由教員指定；內(nèi)容既可以是人工智能該專題某一算法的實(shí)現(xiàn)，也可以是對(duì)某一問(wèn)題的進(jìn)一步研究，或者是對(duì)該專題最新研究進(jìn)展的綜述。教員重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面予以指導(dǎo)。

1) 選題準(zhǔn)確。要求選題不能過(guò)于宏大，應(yīng)以小題目反映大問(wèn)題，具有一定的可研究性為宜。

2) 研究?jī)?nèi)容。研究目標(biāo)明確，方法恰當(dāng)，能夠提出自己的見(jiàn)解，所提觀點(diǎn)正確。

3) 論文結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)清晰、完整，論述嚴(yán)謹(jǐn)，表達(dá)規(guī)范。

4) 占有文獻(xiàn)豐富。撰寫過(guò)程中要有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)員查閱科技文獻(xiàn)的能力，要求查閱反映最新研究成果的權(quán)威文獻(xiàn)。

4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)

人工智能教學(xué)在進(jìn)行各種理論知識(shí)講授的同時(shí)，還應(yīng)重視實(shí)踐教學(xué)，把抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為形象、直觀的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)員真正理解人工智能的概念、本質(zhì)、研究目標(biāo)，從而提高學(xué)員多角度思維的能力和邏輯推理能力，進(jìn)一步了解信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的前沿，培養(yǎng)他們對(duì)人工智能研究的興趣，激發(fā)對(duì)人工智能技術(shù)未來(lái)的追求。為此，課程組借鑒國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，編寫了《人工智能原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，圍繞問(wèn)題表示、經(jīng)典邏輯推理、不確定推理、搜索策略及簡(jiǎn)單專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等教學(xué)內(nèi)容提供了7組實(shí)驗(yàn)供學(xué)員選擇。

例如，在狀態(tài)空間搜索一節(jié)教學(xué)過(guò)程中，先完成理論部分的教學(xué)，使學(xué)員對(duì)狀態(tài)空間基本概念、問(wèn)題表示及求解方法有一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由學(xué)員自主完成重排九宮問(wèn)題求解的程序，初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)如圖1所示，調(diào)整的規(guī)則是，每次只能將與空格(左、上、下、右)相鄰的一個(gè)數(shù)字平移到空格中[4]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)員掌握狀態(tài)空間進(jìn)行問(wèn)題求解的關(guān)鍵步驟：?jiǎn)栴}表示和搜索策略。問(wèn)題表示就是要確定該問(wèn)題的基本信息及程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基本信息有初始狀態(tài)集合、操作符集合、目標(biāo)檢測(cè)及路徑費(fèi)用函數(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可采用向量、鏈表等形式；搜索策略可分為盲目式搜索和啟發(fā)式搜索，可按照先易后難的原則，先實(shí)現(xiàn)盲目搜索中的廣度優(yōu)先及深度優(yōu)先搜索，在此基礎(chǔ)上再定義估價(jià)函數(shù)實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式搜索。而在啟發(fā)式搜索實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，又可以通過(guò)定義不同的啟發(fā)函數(shù)：如某狀態(tài)格局與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)格局不相同的牌數(shù)、不在目標(biāo)位置的牌距目標(biāo)位置的距離之和等加以比較，準(zhǔn)確理解啟發(fā)函數(shù)的意義。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)員加深了對(duì)課堂講授的理論知識(shí)的理解，能夠熟練地將狀態(tài)空間法運(yùn)用于實(shí)際問(wèn)題的求解，提高了工程實(shí)踐能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式可根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容特點(diǎn)，采用上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)、演示程序驗(yàn)證、模擬平臺(tái)開(kāi)發(fā)、分組討論等多種形式進(jìn)行。

5適度開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)

研究生的英語(yǔ)基礎(chǔ)普遍較好，基本都通過(guò)了國(guó)家公共英語(yǔ)四級(jí)考試，部分學(xué)員通過(guò)了六級(jí)考試，加之在本科階段還開(kāi)設(shè)了專業(yè)英語(yǔ)課程，因此，在培養(yǎng)研究生人工智能知識(shí)的同時(shí)，我們要提高學(xué)員閱讀原版英文資料、用英語(yǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)單科技寫作及對(duì)外學(xué)術(shù)交流的能力，適度開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)，對(duì)此，我們可采取以下基本方式。

1) 專業(yè)術(shù)語(yǔ)全部用英語(yǔ)表示。

在教學(xué)過(guò)程中用英語(yǔ)表達(dá)人工智能原理中的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和主要概念，如Knowledge Representation(知識(shí)表示)、Depth-First Search(深度優(yōu)先搜索)、Breadth- First Search(廣度優(yōu)先搜索)等。

2) 以英文原版教材為教學(xué)參考書。

選定機(jī)械工業(yè)出版社出版的《Artificial Intelligence Structures and Strategies for Complex Problem Solving》為參考書，該書“是人工智能課程的完美補(bǔ)充。它既能給讀者以歷史的觀點(diǎn)，又給出所有技術(shù)的實(shí)用指南[5]。”

3) 加強(qiáng)英文文獻(xiàn)的閱讀。

在課程論文撰寫時(shí)，要求閱讀一定數(shù)量的外文文獻(xiàn)；在討論課中，鼓勵(lì)學(xué)員使用英語(yǔ)進(jìn)行討論。

經(jīng)過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)員都能準(zhǔn)確掌握人工智能學(xué)科專業(yè)詞匯，英文運(yùn)用能力得到一定提高，能較自如地閱讀原版英文專業(yè)資料，為進(jìn)一步用英文進(jìn)行學(xué)術(shù)交流及學(xué)術(shù)論文寫作打下基礎(chǔ)。

6考試與成績(jī)?cè)u(píng)定改革

考核方式采用傳統(tǒng)的試卷與課程論文、實(shí)踐環(huán)節(jié)等三部分組成，全面考查學(xué)員對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握情況以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力，其中試卷占70%，課程論文占10%，實(shí)踐環(huán)節(jié)占20%。課程論文題目不作限制，由學(xué)員在課程學(xué)習(xí)階段結(jié)合某一專題選定題目，課程論文以選題意義、研究?jī)?nèi)容、論文結(jié)構(gòu)、參考文獻(xiàn)及撰寫規(guī)范等指標(biāo)為評(píng)價(jià)依據(jù)；實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用實(shí)驗(yàn)過(guò)程考查、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱相結(jié)合的考核方法，綜合評(píng)定。這樣做不但考核了學(xué)員人工智能基本理論掌握情況，也反映了學(xué)員的學(xué)術(shù)研究能力和工程實(shí)踐能力。同時(shí)，考核結(jié)合實(shí)際教學(xué)進(jìn)程，改變了單一課終總結(jié)性考核的弊端。

7結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)課程組近兩年的教學(xué)方法研究與教學(xué)實(shí)踐，研究生人工智能原理課程教學(xué)收到較好的效果，但仍存在一些問(wèn)題，如在課堂討論環(huán)節(jié)，個(gè)別學(xué)員準(zhǔn)備不充分、討論不夠深入；課程論文撰寫選題隨意，文獻(xiàn)綜述不夠全面、準(zhǔn)確，論文格式不夠規(guī)范等。在今后的授課中，課程組將根據(jù)授課研究生人數(shù)較少的特點(diǎn)，采取明確每名學(xué)員預(yù)習(xí)重點(diǎn)、加強(qiáng)課程論文交流等方式予以改進(jìn)，力求取得更好的教學(xué)效果。同時(shí)，進(jìn)一步充分利用便利的校園網(wǎng)平臺(tái)，開(kāi)展“人工智能原理”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，購(gòu)買或自主開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)員利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行個(gè)性化自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的信息化程度。

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Reform on Postgradrates Artificial Intelligence Course Teaching

TAN Yuehui, QI Jianfeng, WANG Hongsheng, LI Xiongwei

篇（4）

人工智能（Aritificial Intelligence，英文縮寫為AI）是一門綜合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制、模式識(shí)別、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和心理學(xué)等多種學(xué)科交叉融合而發(fā)展起來(lái)的的一門新型學(xué)科，是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）之一。它是研究智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的職能行為，如推理、證明、感知、規(guī)劃和問(wèn)題求解等思維活動(dòng)，來(lái)解決人類處理的復(fù)雜問(wèn)題。人工智能緊跟世界社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展的步伐，與時(shí)俱進(jìn)，有關(guān)人工智能的許多研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國(guó)防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)民生活中的各個(gè)領(lǐng)域。在信息網(wǎng)絡(luò)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人工智能現(xiàn)已成為一個(gè)廣受重視且有著廣闊應(yīng)用潛能的前沿學(xué)科，必將為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。因此在我國(guó)的大中專院校中開(kāi)展人工智能這門課的教學(xué)與科研工作顯得十分緊迫。迄今為止，全國(guó)絕大多數(shù)工科院校中的自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)/軟件工程、電氣工程、機(jī)械工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了人工智能這門課程。南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院自2005年成立至今，一直將“人工智能”列為自動(dòng)化專業(yè)本科生的選修課程，到目前為止已經(jīng)有八年的歷史了。由于南京郵電大學(xué)是一所以郵電、通信、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化為特色的工科院校，因此，學(xué)校所開(kāi)設(shè)的許多專業(yè)都迫切需要用人工智能理論和方法解決科研中的實(shí)際問(wèn)題。在問(wèn)題需求的推動(dòng)下，南郵人經(jīng)過(guò)多年的努力工作，在人工智能科研方面取得了豐碩的成果，如物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院所開(kāi)發(fā)的現(xiàn)代智能物流系統(tǒng)、自動(dòng)化學(xué)院所開(kāi)發(fā)的城市交通流量控制與決策系統(tǒng)，為本課程的開(kāi)設(shè)提供了典型的教學(xué)案例。我們結(jié)合近幾年的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實(shí)踐教學(xué)等方面對(duì)人工智能課程教學(xué)方法進(jìn)行了總結(jié)歸納。

一、優(yōu)選教材

目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)人工智能課程的中英版教材種類非常多，遵循實(shí)用、簡(jiǎn)單、夠用的原則，再經(jīng)過(guò)授課老師和學(xué)生們的共同調(diào)研，我們選用由中南大學(xué)蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》第三版作為南郵本課程的授課教材。本書覆蓋的人工智能知識(shí)體系比較全面，包含知識(shí)表示、搜索推理、模糊計(jì)算、專家系統(tǒng)等。本書主要針對(duì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、電氣工程等本科專業(yè)的學(xué)生所編寫，內(nèi)容基礎(chǔ)，難度適中。蔡教授所編寫的這本教材全面地介紹了人工智能的研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域，做到了內(nèi)容新穎、簡(jiǎn)單易懂、兼顧基礎(chǔ)和應(yīng)用，受到了全國(guó)廣大師生們的一致好評(píng)，多年的教學(xué)實(shí)踐證明我們所選擇的教材是恰當(dāng)?shù)摹⒄_的。

二、考核方式

在全國(guó)大部分高等院校，“人工智能”這門課大都選擇開(kāi)卷考試的方式來(lái)進(jìn)行考核。為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)人工智能這門課基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院選用閉卷考試的方式來(lái)進(jìn)行考核。為了打消部分學(xué)生想在期末閉卷考試中通過(guò)作弊手段來(lái)完成人工智能這門課考核的僥幸心理，我們加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生平時(shí)考勤成績(jī)、課下作業(yè)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核，從而杜絕了“一紙定成績(jī)”的現(xiàn)象。我們對(duì)人工智能這門課的最后期末成績(jī)是按如下權(quán)重來(lái)劃分的：平時(shí)考勤成績(jī)占10%、課下作業(yè)成績(jī)占10%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%、最后的期末考試卷面成績(jī)只占60%。為了克服國(guó)家現(xiàn)行教育體制的弊端，避免學(xué)生“機(jī)械式”地的應(yīng)對(duì)教學(xué)和考試，我們對(duì)考試題型進(jìn)行了調(diào)整，不再是以往的填空、選擇、簡(jiǎn)答等題型，而是改為以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向的應(yīng)用題型為主，這樣學(xué)生只需要在理解授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上利用自己的思維來(lái)解題就可以了，這也體現(xiàn)了國(guó)家目前正在提倡的應(yīng)用型教學(xué)導(dǎo)向。

三、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

對(duì)于本科生而言，人工智能這門課程所需要講授的內(nèi)容實(shí)在太多，由于課時(shí)所限，我們必須精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也能夠了解它的具體應(yīng)用。因此，我們將人工智能這門課程的教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)部分：第一部分是基本理論和方法，包括人工智能的概述、知識(shí)表示方法、確定性推理方法等；第二部分為人工智能研究成果的具體應(yīng)用，包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、模糊智能計(jì)算、專家知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、機(jī)器語(yǔ)言學(xué)習(xí)等。通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的合理調(diào)整和安排，使得授課計(jì)劃能夠比較全面地覆蓋了人工智能這門課程的基本知識(shí)點(diǎn)，從而滿足了學(xué)生們的求知需求。

四、教學(xué)手段的改進(jìn)

（一） 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)我們發(fā)現(xiàn)，在選修“人工智能”這門課程時(shí)，每個(gè)學(xué)生的心中所想各有不同，這些學(xué)生在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)興趣還比較強(qiáng)烈，但隨著教學(xué)內(nèi)容變得越來(lái)越抽象，學(xué)生逐漸對(duì)這本課的學(xué)習(xí)失去了信心，甚至上課時(shí)間不去聽(tīng)課，使授課教師對(duì)教學(xué)也漸漸失去了信心，導(dǎo)致惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們認(rèn)為，在開(kāi)課前充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是很有必要的。我們要結(jié)合學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件，開(kāi)課前給學(xué)生演示“機(jī)器人醫(yī)療服務(wù)”實(shí)驗(yàn)，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的演示，讓學(xué)生們看到機(jī)器人能夠給病人提供多項(xiàng)人性化的服務(wù)，理解人工智能技術(shù)在開(kāi)發(fā)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用，讓學(xué)生在開(kāi)課前能夠?qū)Ρ菊n程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的興趣，實(shí)踐證明這種方法是有效的。

（二） 借助多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)過(guò)程中一種非常重要的形式，它往往根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生們的特點(diǎn)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、選擇教材內(nèi)容，應(yīng)用公式、圖形、文字、視頻等多種媒體信息進(jìn)行有機(jī)組合并通過(guò)電腦和投影機(jī)顯示出來(lái)，與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，形成合理的教學(xué)過(guò)程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。人工智能這門課具有針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式繁瑣等特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難，為了讓學(xué)生生動(dòng)、形象地學(xué)習(xí)該課程，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中充分利用了多媒體技術(shù)來(lái)組織教學(xué)。例如在課堂教學(xué)過(guò)程中播放南郵自動(dòng)化學(xué)院梁志偉博士帶領(lǐng)學(xué)生所開(kāi)發(fā)的“智能足球機(jī)器人”比賽片段；讓學(xué)生在線觀看北京大學(xué)工學(xué)院謝廣明博士帶領(lǐng)學(xué)生所開(kāi)發(fā)的“自主視覺(jué)機(jī)器魚”錄像片段等。在講解某些重要的求解算法時(shí)，借助Matlab軟件和投影機(jī)，直接展現(xiàn)該算法的求解過(guò)程，從而改善了課程教學(xué)的形式，提高了教學(xué)質(zhì)量。

（三）提倡課堂辯論

我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中打破了傳統(tǒng)的“老師講課學(xué)生聽(tīng)課”的教學(xué)模式，多次組織課堂辯論，辯論的主題包括人工智能研究過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)困惑、人工智能研究成果轉(zhuǎn)化中的市場(chǎng)前景等。如組織了“電腦PK人腦”“電腦是否讓電視消失”“電腦的未來(lái)發(fā)展方向在哪里”等一系列辯論會(huì)。經(jīng)過(guò)激烈的辯論，無(wú)論正方還是反方都感覺(jué)自己收獲很大，增長(zhǎng)了知識(shí)，開(kāi)闊了眼界。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)將學(xué)生由“被動(dòng)聽(tīng)課”角色變換為“主動(dòng)參與”角色，大大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。

五、實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)是課堂教學(xué)不可缺少的重要組成部分，通過(guò)讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)和應(yīng)用是目前國(guó)內(nèi)外各個(gè)大學(xué)提高學(xué)生綜合素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手體會(huì)授課中的各種智能控制算法，從而使學(xué)生能夠更加形象地掌握課本知識(shí)。人工智能教學(xué)計(jì)劃安排了4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課，設(shè)置了“傳教士和野人過(guò)河”“機(jī)器人路徑規(guī)劃”這兩個(gè)人工智能問(wèn)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成這2個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的編程，并書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐了課堂上所掌握的理論知識(shí)，加深了對(duì)智能算法的理解。

人工智能是一門實(shí)用性較強(qiáng)的課程，我們總結(jié)了近幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實(shí)踐教學(xué)五個(gè)方面對(duì)人工智能課程教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)。從學(xué)生的反饋來(lái)看，我們所總結(jié)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于指導(dǎo)新教師講授“人工智能”這門課程具有積極的作用，需要指出的是，我們?nèi)杂泻芏嗖蛔阒帲枰谝院蟮慕虒W(xué)過(guò)程中不斷努力完善，提高自己的教學(xué)能力，爭(zhēng)取更好的教學(xué)效果。

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中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-00218-01

人工智能包含三個(gè)層次：計(jì)算智能、感知智能和認(rèn)知智能，訊飛超腦計(jì)劃是包含模擬人腦的知識(shí)表示與推理、類人學(xué)習(xí)機(jī)制與新知識(shí)的獲取、機(jī)器加載專業(yè)知識(shí)成為專門的教育領(lǐng)域。訊飛超腦計(jì)劃是基于全球關(guān)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)研究，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是希望未來(lái)訊飛超腦計(jì)劃能夠?qū)⑷斯ぶ悄軓闹皇呛?jiǎn)單地能聽(tīng)會(huì)說(shuō)到能夠深度思考相關(guān)問(wèn)題的科技轉(zhuǎn)變。人工智能的不斷開(kāi)拓創(chuàng)新是為了幫助人類能夠更好地生活，我們應(yīng)該注重人工智能的發(fā)展推進(jìn)，將其廣泛合理地應(yīng)用到生活的實(shí)際中去。

1 訊飛超腦計(jì)劃目前取得的階段學(xué)習(xí)研究成果

1.1 訊飛超腦計(jì)劃關(guān)于我國(guó)現(xiàn)階段關(guān)于高中生學(xué)習(xí)教育的人工智能成果

隨著近年來(lái)教育電子多媒體設(shè)備的投入普及使用，使目前的高中老師在課堂上更習(xí)慣用電子化的教學(xué)方式來(lái)替代傳統(tǒng)的板書課本單一枯燥的教學(xué)，與此同時(shí)，現(xiàn)階段高中生也同樣具備使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的條件，這樣就使得科大訊飛超腦計(jì)劃的教育產(chǎn)品可以形成以下的模式如圖1所示。

采用此智能的學(xué)習(xí)模式可以使我國(guó)的高中生接受公平的最好的教育，這就需要借助人工智能的幫助來(lái)使老師提高自身的教育水平，使高中生豐富并開(kāi)闊自身的視野。課堂教學(xué)包括了在線課堂、暢言交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及暢言智能語(yǔ)音等，這種新穎的課堂教學(xué)模式使原本單一的教學(xué)方式變成了思想上任意遨游的知識(shí)海洋；智能考試包含了標(biāo)準(zhǔn)考場(chǎng)、英語(yǔ)四六級(jí)網(wǎng)上閱卷、普通話與英語(yǔ)口語(yǔ)測(cè)試等方面，智能考試系統(tǒng)從字跡工整的程度、詞匯量的豐富度、語(yǔ)法的正確性與通順性等多個(gè)方面來(lái)評(píng)判考試試卷，加上多年來(lái)的不斷改進(jìn)，人工智能的評(píng)判方法跟相關(guān)專家的人工試卷評(píng)判的相似度相差無(wú)幾，很大程度地增加了試卷評(píng)判的效率性與公平性；學(xué)習(xí)產(chǎn)品與教育評(píng)價(jià)更是覆蓋到了從低到高的各個(gè)層面的產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)，更有利于高中生的學(xué)習(xí)與應(yīng)試教育的公平性。

1.2 訊飛超腦計(jì)劃對(duì)于提高人類生活水平的成果

隨著人工智能技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、教育、文化、娛樂(lè)等領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，使人們的生活質(zhì)量水平得到了很大程度的提高，人工智能帶來(lái)的方便快捷對(duì)于人類的發(fā)展進(jìn)化與物質(zhì)文化的進(jìn)步產(chǎn)生了不可忽視的作用。隨著訊飛超腦計(jì)劃的推出，一方面，可以把人類從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，很大程度地提高人類生產(chǎn)生活的效率與質(zhì)量；另一方面，人工智能的進(jìn)步會(huì)極大地革新人類的思維方式，使人們能夠多角度地認(rèn)知世界，加深對(duì)人類對(duì)自身所處的宇宙地位的思考，利于人不斷地探索奧秘，進(jìn)一步推進(jìn)人類社會(huì)的進(jìn)步。

2 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能對(duì)于未來(lái)生活的影響及其發(fā)展趨勢(shì)

2.1 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能對(duì)未來(lái)生活的影響

由于訊飛超腦計(jì)劃是感知智能結(jié)合認(rèn)知智能的再創(chuàng)新，使得未來(lái)機(jī)器將會(huì)實(shí)現(xiàn)高水平的感知智能，具有更多的包括語(yǔ)音識(shí)別、手寫識(shí)別以及圖像識(shí)別的更多智能感知能力與實(shí)現(xiàn)包括智能客服、人機(jī)交互等的取代人類腦力勞動(dòng)的認(rèn)知智能突破。所以說(shuō)訊飛超腦計(jì)劃下的人工智能在未來(lái)的教育、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)結(jié)構(gòu)等未來(lái)生活的各個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生重大影響。在教育上，人工智能的應(yīng)用優(yōu)化了課堂結(jié)構(gòu)，使學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)接受外界的新知識(shí)以及與時(shí)俱進(jìn)的教育模式改革；在經(jīng)濟(jì)上，人工智能的高效能與高效率會(huì)明顯提高經(jīng)濟(jì)效益，用人工智能來(lái)進(jìn)行財(cái)務(wù)管理有助于縮減不必要的人工勞務(wù)開(kāi)支與相關(guān)的培訓(xùn)費(fèi)用，利于經(jīng)濟(jì)的變革與提高；在文化上，人工智能對(duì)于人類語(yǔ)言文化與圖像處理上的優(yōu)勢(shì)日益凸顯出來(lái)，可以確定的是人工智能的發(fā)展將會(huì)深入到人類生活的各個(gè)層面中去。

2.2 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著人工智能的不斷演進(jìn)，人工智能從最初能存會(huì)算的計(jì)算智能階段，到后來(lái)的能聽(tīng)會(huì)說(shuō)、能看會(huì)認(rèn)的感知智能階段，最后再到訊飛超腦計(jì)劃下提出的讓機(jī)器能理解、會(huì)思考的認(rèn)知智能階段，未來(lái)的人工智能在語(yǔ)言理解、知識(shí)表達(dá)、聯(lián)想推理以及自主學(xué)習(xí)等方面都將會(huì)取得很大的進(jìn)展。

3 結(jié)語(yǔ)

人工智能對(duì)于未來(lái)生活的影響是多方面的，在未來(lái)生活的各個(gè)方面都十分顯著。與此同時(shí)，訊飛超腦計(jì)劃下的人工智能不斷的改革創(chuàng)新與發(fā)展，也將更快地推動(dòng)人類的發(fā)展，人工智能與人類的生活是互相影響又相互制約的。人工智能的不斷發(fā)展給人類的未來(lái)生活帶來(lái)了很大程度的改變，人類在不斷開(kāi)拓人工智能的領(lǐng)域時(shí)也應(yīng)不斷提高自身能力與素養(yǎng)，以適應(yīng)人工智能帶來(lái)的不斷創(chuàng)新和改變。

參考文獻(xiàn)：

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1.2基于人工智能知識(shí)體系的教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)根據(jù)所確定的教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)重點(diǎn)和知識(shí)難點(diǎn)，從國(guó)內(nèi)外經(jīng)典教材、科研項(xiàng)目、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建設(shè)以及國(guó)內(nèi)外人工智能網(wǎng)站等多種途徑，收集案例素材，加以整理，撰寫各知識(shí)要點(diǎn)的教學(xué)案例及其內(nèi)容。表1給出基于人工智能知識(shí)體系的教學(xué)案例示例。

2人工智能課程教學(xué)案例的詳細(xì)設(shè)計(jì)

在教學(xué)案例具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)包括章節(jié)、知識(shí)重點(diǎn)、知識(shí)難點(diǎn)、案例名稱、案例內(nèi)容、案例分析過(guò)程、案例教學(xué)手段、思考/討論內(nèi)容等案例規(guī)范，分別從以下單一案例、一題多解案例和綜合應(yīng)用案例3種情況進(jìn)行討論。

2.1單一案例設(shè)計(jì)以人工智能課程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)內(nèi)容為例，介紹基于知識(shí)點(diǎn)的單一案例的設(shè)計(jì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識(shí)別、圖像處理、組合優(yōu)化、自動(dòng)控制、信息處理和機(jī)器人學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，是人工智能課程的主要內(nèi)容之一。教學(xué)內(nèi)容主要包括介紹人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的由來(lái)、特性、結(jié)構(gòu)、模型和算法，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示和推理。這些內(nèi)容是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)。其重點(diǎn)在于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、模型和算法。難點(diǎn)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和算法。從教學(xué)要求上，通過(guò)對(duì)該章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、模型和算法，了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的由來(lái)和特性，一般性地了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示和推理方法。采用課件PPT和演示手段，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，在學(xué)生掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和方法之后，再講解反向傳播BP算法，然后運(yùn)用“手寫體如何識(shí)別”案例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心思想及其應(yīng)用方法。從國(guó)外教材中整理和設(shè)計(jì)該案例，同時(shí)應(yīng)包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。知識(shí)重點(diǎn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。知識(shí)難點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、表示、學(xué)習(xí)算法和推理。案例名稱：手寫體如何識(shí)別。案例內(nèi)容：用訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使其推廣到先前訓(xùn)練所得結(jié)果，正確分類先前未見(jiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)。案例分析過(guò)程：①訓(xùn)練數(shù)字識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本位圖；②反向傳播BP算法；③神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表示；④使用誤差反向傳播算法訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力；⑤一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完畢后，將網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值保存起來(lái)供實(shí)際應(yīng)用。案例教學(xué)手段：手寫體識(shí)別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)演示。思考/討論內(nèi)容：①訓(xùn)練改進(jìn)與權(quán)值調(diào)整改進(jìn)；②過(guò)學(xué)習(xí)/過(guò)擬合現(xiàn)象，即在一個(gè)數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過(guò)擬合于訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)未出現(xiàn)過(guò)的新數(shù)據(jù)沒(méi)有推廣性。

2.2一題多解案例設(shè)計(jì)一題多解案例有助于學(xué)生把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，形成相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。以人工智能課程中知識(shí)及其表示教學(xué)內(nèi)容為例，介紹一題多解案例的設(shè)計(jì)。知識(shí)及其表示是人工智能課程三大內(nèi)容（知識(shí)表示、知識(shí)推理、知識(shí)應(yīng)用）之一。教學(xué)內(nèi)容主要包括知識(shí)表示的各種方法。其重點(diǎn)在于狀態(tài)空間、問(wèn)題歸約、謂詞邏輯、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)表示方法。難點(diǎn)是知識(shí)表示方法的區(qū)別及其應(yīng)用。從教學(xué)要求上，通過(guò)對(duì)該章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握利用狀態(tài)空間法、問(wèn)題歸約法、謂詞演算法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法來(lái)描述和解決應(yīng)用問(wèn)題，重點(diǎn)掌握幾種主要知識(shí)表示方法之間的差別，并對(duì)如何選擇知識(shí)表示方法有一般性的了解。通過(guò)講解和討論“猴子和香蕉問(wèn)題”案例，來(lái)表示抽象概念。該案例從國(guó)內(nèi)外教材中進(jìn)行整理和設(shè)計(jì)，同時(shí)包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié)：知識(shí)及其表示。知識(shí)重點(diǎn)：狀態(tài)空間法、問(wèn)題歸約法、謂詞邏輯法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法等。知識(shí)難點(diǎn)：知識(shí)表示方法的區(qū)別及其應(yīng)用。案例名稱：分別用狀態(tài)空間表示法與謂詞邏輯法表示猴子和香蕉問(wèn)題。案例內(nèi)容：房間內(nèi)有一只機(jī)器猴、一個(gè)箱子和一束香蕉。香蕉掛在天花板下方，但猴子的高度不足以碰到它。猴子如何摘到香蕉？如何采用多種知識(shí)表示方法表示和求解該問(wèn)題？案例分析過(guò)程：①狀態(tài)空間法的解題過(guò)程。用n元表列表示該問(wèn)題的狀態(tài)；定義問(wèn)題的操作算符；定義初始狀態(tài)變換為目標(biāo)狀態(tài)的操作序列；畫出該問(wèn)題的狀態(tài)空間圖。②謂詞邏輯法的解題過(guò)程。定義問(wèn)題的常量；定義問(wèn)題的謂詞；根據(jù)問(wèn)題描述用謂詞公式表示問(wèn)題的初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。案例教學(xué)手段：猴子和香蕉問(wèn)題的演示。思考/討論內(nèi)容：①選擇知識(shí)表示方法時(shí)，應(yīng)考慮哪些主要因素？②如何綜合運(yùn)用多種知識(shí)表示方法獲得最有效的問(wèn)題解決方案?

2.3綜合應(yīng)用案例設(shè)計(jì)與單一案例、一題多解案例相比，綜合應(yīng)用案例能更加有效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問(wèn)題的解決方法。以機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃模擬為例，介紹人工智能綜合應(yīng)用案例的設(shè)計(jì)，該案例包括以下規(guī)范內(nèi)容。章節(jié)：人工智能綜合應(yīng)用。知識(shí)重點(diǎn)：人工智能的研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域。知識(shí)難點(diǎn)：人工智能的技術(shù)集成。案例名稱：機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃模擬。案例內(nèi)容：綜合應(yīng)用行為規(guī)劃、知識(shí)表示方法、機(jī)器人學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能語(yǔ)言等多種人工智能技術(shù)與方法，對(duì)機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行描述和可視化。案例分析過(guò)程：①機(jī)器人行為規(guī)劃問(wèn)題求解。采用狀態(tài)歸約法與分層規(guī)劃技術(shù)，將機(jī)器人須完成的總?cè)蝿?wù)分解為若干依序排列的子任務(wù)；依據(jù)任務(wù)進(jìn)程，確定若干關(guān)鍵性的中間狀態(tài)，將狀態(tài)對(duì)應(yīng)為進(jìn)程子規(guī)劃的目標(biāo)；確定規(guī)劃的執(zhí)行與操作控制，以及機(jī)器人過(guò)程控制與環(huán)境約束。②基于謂詞邏輯表示的機(jī)器人行為規(guī)劃設(shè)計(jì)。定義表達(dá)狀態(tài)的謂詞邏輯；用謂詞邏輯描述問(wèn)題的初始狀態(tài)、問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)以及機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃過(guò)程的中間狀態(tài)；定義操作的約束條件和行為動(dòng)作。③機(jī)器人控制系統(tǒng)。定義機(jī)器人平臺(tái)的控制體系結(jié)構(gòu)，包括反應(yīng)式控制、包容結(jié)構(gòu)以及其他控制系統(tǒng)等。④基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識(shí)別。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法以及BP算法對(duì)桌面茶壺、杯子等物體進(jìn)行識(shí)別，提取物體圖形特征。⑤機(jī)器人程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。運(yùn)用人工智能語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃行為的可視化。案例教學(xué)手段：機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃的模擬演示。思考/討論內(nèi)容：人工智能將會(huì)怎樣發(fā)展？應(yīng)該在哪些方面進(jìn)一步開(kāi)展研究？

3案例教學(xué)環(huán)節(jié)和過(guò)程的具體實(shí)施細(xì)節(jié)

人工智能案例教學(xué)的實(shí)施面向筆者所在學(xué)院軟件工程專業(yè)三年級(jí)本科生展開(kāi)。具體實(shí)施細(xì)節(jié)如下。（1）教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、實(shí)用性和前沿性。引進(jìn)和整合國(guó)外著名人工智能教材內(nèi)容，保證課程內(nèi)容具有先進(jìn)性。同時(shí)將前沿人工智能的研究成果與技術(shù)有機(jī)地融入課程案例教學(xué)之中。（2）案例教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式。在教師的引導(dǎo)下，將案例中涉及的人工智能內(nèi)容推廣到對(duì)人工智能的一般性認(rèn)識(shí)。案例的教學(xué)過(guò)程，成為認(rèn)識(shí)人工智能、初步運(yùn)用人工智能的理論與方法分析和解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的過(guò)程，使學(xué)生具備運(yùn)用人工智能知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和初步能力。在課程教學(xué)中，打破國(guó)內(nèi)常規(guī)教學(xué)方式，建立和實(shí)施開(kāi)放式案例教學(xué)模式。采用動(dòng)畫課件、錄像教學(xué)、實(shí)物演示、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種多媒體教學(xué)手段，以及集中講授與專題討論相結(jié)合的教學(xué)方式將理論、方法、技術(shù)、算法以及實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合，理論與實(shí)際相結(jié)合，極大地激發(fā)學(xué)生自主和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的熱情。（3）“課堂教學(xué)—實(shí)踐活動(dòng)—現(xiàn)實(shí)應(yīng)用”的有機(jī)融合。在案例教學(xué)過(guò)程中，從傳統(tǒng)教學(xué)觀以學(xué)會(huì)為中心轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新應(yīng)用型教學(xué)觀以創(chuàng)新為中心，以及從傳統(tǒng)教學(xué)的以課堂教學(xué)為中心轉(zhuǎn)化為以課堂教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)并重為中心，構(gòu)造具體問(wèn)題場(chǎng)景以及設(shè)計(jì)教學(xué)案例在情境中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，同時(shí)提高學(xué)生的思考能力和實(shí)際綜合應(yīng)用能力。

篇（7）

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展，為了應(yīng)對(duì)中國(guó)產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命，適應(yīng)“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展，同時(shí)將國(guó)際工程教育思想本土化，“新工科”應(yīng)運(yùn)而生[1]。信息技術(shù)發(fā)展催生出了人工智能相關(guān)的專業(yè)，國(guó)內(nèi)高校紛紛設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。近年來(lái)，人工智能技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著人類社會(huì)正逐漸走進(jìn)智能社會(huì)，人工智能將深刻影響人類社會(huì)。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，高等教育的價(jià)值也將進(jìn)一步提高[2]。因此，各高校應(yīng)盡快建立與新工科相一致的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，并深入研究我國(guó)人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及成果轉(zhuǎn)化等方法，改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學(xué)方法，形成有新工科特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學(xué)科劃分的，因此，目前的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系以理論為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，同時(shí)也是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的課程。但是，目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實(shí)踐課程不足、教材理論過(guò)強(qiáng)、教學(xué)模式老舊及實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)需求不適應(yīng)等問(wèn)題。尤其是人工智能導(dǎo)論課程，缺乏實(shí)踐教學(xué)將會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣和積極性。因此，為了解決這些問(wèn)題，并使高校跟上人工智能時(shí)代的腳步，抓住高等教育發(fā)展的新機(jī)遇，進(jìn)行面向新工科的人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式探索具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1人工智能對(duì)新工科人才的新要求

1.1具備多學(xué)科交叉知識(shí)。人工智能導(dǎo)論是一個(gè)多個(gè)學(xué)科交叉而成的一門課程。人工智能導(dǎo)論主要包括知識(shí)系統(tǒng)、智能搜索技術(shù)、腦科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、專家系統(tǒng)、智能計(jì)算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此，一個(gè)合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學(xué)科知識(shí)。1.2具備多領(lǐng)域應(yīng)用能力。人工智能導(dǎo)論的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會(huì)生活的各個(gè)行業(yè)（如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會(huì)治安、交通領(lǐng)域及服務(wù)業(yè)等）[5]。人工智能導(dǎo)論課程要求學(xué)生在學(xué)好理論前提下也應(yīng)該掌握各行業(yè)的相關(guān)知識(shí)，只有這樣才能提高人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展成為了我國(guó)現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量，人工智能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的號(hào)角下，人工智能技術(shù)作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過(guò)程中的一個(gè)大趨勢(shì)。因此，當(dāng)今新形勢(shì)下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義。1.4具備人工智能人文素養(yǎng)。人的內(nèi)在品質(zhì)就是人文素養(yǎng)，人文科學(xué)的知識(shí)水平和研究能力是人文素養(yǎng)的重要組成部分，人文素養(yǎng)是人文科學(xué)體現(xiàn)出來(lái)的以人為研究對(duì)象和中心的精神[6]。人工智能對(duì)人類社會(huì)帶來(lái)的是便利還是帶來(lái)災(zāi)難，關(guān)鍵是使用者的思想道德和人文素養(yǎng)。因此，培養(yǎng)具有人文精神的人工智能專業(yè)人才具有重要的意義。

2人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，許多高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)和學(xué)生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學(xué)科力量薄弱情況下進(jìn)行人工智能導(dǎo)論的實(shí)踐教學(xué)。目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在的問(wèn)題如下：⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來(lái)，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術(shù)的快速發(fā)展，也帶動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異。對(duì)于高校來(lái)說(shuō)，要緊跟人工智能技術(shù)前沿，傳授學(xué)生的知識(shí)也要緊跟人工智能的發(fā)展。目前，雖然也出現(xiàn)了不少新的人工智能導(dǎo)論教材，但在課堂上能夠教學(xué)的新內(nèi)容仍然不多，教材內(nèi)容仍然集中在傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)（如問(wèn)題求解、知識(shí)表示、歸結(jié)原理及經(jīng)典推理等技術(shù)）上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導(dǎo)論課程應(yīng)作為本科生課程的一個(gè)延續(xù)，但部分高校對(duì)研究生人工智能導(dǎo)論課程的教學(xué)重視不夠。很多本科生已經(jīng)學(xué)過(guò)的內(nèi)容在研究生階段又進(jìn)行了重復(fù)。因此，在新工科背景下培養(yǎng)高層次的人工智能人才，就必須要在研究生階段加強(qiáng)新工科人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)，選擇合理的人工智能導(dǎo)論課程，改革研究生階段人工智能導(dǎo)論的教學(xué)理念和教學(xué)模式。⑶實(shí)踐課程不足。實(shí)踐教學(xué)是提高人工智能新工科人才能力的重要路徑。目前，大多數(shù)院校的人工智能導(dǎo)論課程理論與實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不夠，只知道理論，而不進(jìn)行實(shí)際的實(shí)踐應(yīng)用就不能成為合格的人工智能新工科人才。另外，大多數(shù)地方高校的人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足，實(shí)驗(yàn)條件差，驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)較多，實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足，學(xué)生對(duì)人工智能新技術(shù)的接觸不夠。⑷人工智能導(dǎo)論教材理論性過(guò)強(qiáng)。目前，現(xiàn)有的人工智能導(dǎo)論教材以理論為主，缺乏人工智能實(shí)踐內(nèi)容。在課程教學(xué)過(guò)程中學(xué)生經(jīng)常會(huì)感覺(jué)索然無(wú)味，當(dāng)實(shí)踐課程開(kāi)設(shè)不足時(shí)，這種情況會(huì)非常明顯。學(xué)生會(huì)漸漸的對(duì)人工智能導(dǎo)論課程失去興趣和熱情，最終會(huì)導(dǎo)致課程的教學(xué)質(zhì)量和效果下降，不能達(dá)到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預(yù)期。⑸教學(xué)模式老舊。人工智能導(dǎo)論是多學(xué)科交叉的課程，課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象、多知識(shí)點(diǎn)是新工科的特點(diǎn)。然而，大多數(shù)地方高校仍然采用過(guò)去的課堂教學(xué)模式（即“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式），這種單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式以教師為主，學(xué)生的主動(dòng)性不夠，只是在被動(dòng)接收知識(shí)。學(xué)校這種重視理論不重視實(shí)踐的教學(xué)模式，在一定程度上影響了新工科人才的實(shí)踐能力，從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)社會(huì)需求脫節(jié)。

3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)初探

3.1人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。為了提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣，南陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在人工智能導(dǎo)論授課過(guò)程中廣泛應(yīng)用多種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，如采用開(kāi)源的PaddlePaddle百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺(tái)，希冀一體化人工智能實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)及大數(shù)據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。教師可以在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中方便的使用這些平臺(tái)進(jìn)行授課，學(xué)生也可以在課堂中跟隨老師完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并能夠在課下進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)練習(xí)及提交作業(yè)。3.2人工智能導(dǎo)論課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，開(kāi)展相關(guān)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)，南陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對(duì)人工智能導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實(shí)驗(yàn)課程包括搜索優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)、智能計(jì)算實(shí)現(xiàn)、貝葉斯分類實(shí)驗(yàn)、最近鄰算法實(shí)驗(yàn)、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。最后，通過(guò)期末課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式改革。⑴校企合作為使人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)不與企業(yè)脫節(jié)，校企合作是關(guān)鍵。應(yīng)積極派遣教師進(jìn)企業(yè)進(jìn)修，了解企業(yè)需求，并提高教師的工程能力。從2018年以來(lái)，南陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院每年暑假期間累積派遣教師58人/次前往百度、中興、科大訊飛、神舟數(shù)碼及江蘇傳智播客公司等進(jìn)修培訓(xùn)。同時(shí)已經(jīng)在固定時(shí)間邀請(qǐng)相關(guān)企業(yè)講師到學(xué)校進(jìn)行人工智能方面的項(xiàng)目教學(xué)。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊(duì)伍及校企協(xié)調(diào)的實(shí)踐教學(xué)模式，從而避免人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐與企業(yè)實(shí)際脫節(jié)。⑵“雙導(dǎo)師”負(fù)責(zé)制人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程實(shí)行“雙導(dǎo)師”制，邀請(qǐng)企業(yè)中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人才任教或任職，校企合作建立實(shí)踐教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，改革教學(xué)策略及教學(xué)方法，以項(xiàng)目為牽引，將人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程作為第二課堂學(xué)分。還要積極制定人工智能相關(guān)的科技作品競(jìng)賽的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，積極引導(dǎo)學(xué)生參加各種人工智能相關(guān)的比賽，從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。⑶采用案例教學(xué)法以案例導(dǎo)入進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生興趣。首先，從人工智能競(jìng)賽的部分賽事中、（如百度的人工智能大賽，“2020年全國(guó)人工智能大賽”，“2020中國(guó)高校計(jì)算機(jī)大賽人工智能創(chuàng)意賽”等）中選取貼近實(shí)際問(wèn)題的案例作為人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程的案例來(lái)源。然后，采用目前主流的人工智能開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行算法代碼的編寫，引導(dǎo)學(xué)生采用Python語(yǔ)言調(diào)用第三方接口庫(kù)進(jìn)行算法的實(shí)現(xiàn)。最后，讓學(xué)生使用主流的編程語(yǔ)言（如C++、Java等）開(kāi)發(fā)完善算法或進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語(yǔ)

在新工科背景下，人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)注重提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。在這種背景下，筆者結(jié)合近年來(lái)了解到的企業(yè)需求和上課的實(shí)際，對(duì)人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行初探，具體如下：①校企合作，構(gòu)建人工智能實(shí)踐平臺(tái)；②建立案例庫(kù)，優(yōu)化實(shí)踐的內(nèi)容；③校企“雙導(dǎo)師”制，采用案例教學(xué)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。

參考文獻(xiàn):

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篇（8）

人工智能是一門研究機(jī)器智能的學(xué)科，是在研究人類智能行為規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用人工的方法和技術(shù)，研制智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來(lái)模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)智能行為。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)向智能經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，人工智能具有重要的理論意義和社會(huì)價(jià)值。人工智能理論已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，人工智能技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活。

人工智能課程是一門多學(xué)科交叉的課程，具有很強(qiáng)前沿性，涉及哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、行為科學(xué)、腦科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、邏輯學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等眾多領(lǐng)域；涉及面寬，內(nèi)容廣泛，更新快。人工智能課程的開(kāi)設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)的前瞻性，提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平[1]。

人工智能課程內(nèi)容的廣泛性、前沿性和應(yīng)用性特點(diǎn)決定了授課方法的多樣性。與本科生相比，研究生在教育目標(biāo)和身心特征方面都有較大的區(qū)別。筆者多年從事研究生人工智能課程教學(xué)工作，現(xiàn)總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)如下。

1研究生培養(yǎng)目標(biāo)及其教學(xué)特點(diǎn)

研究生教育階段的教育目標(biāo)是使研究生形成具有個(gè)性化的研究品格、研究定向和研究視野，以具有獨(dú)立思考并獲得獨(dú)創(chuàng)研究成果的能力[2]。從這一意義上講，個(gè)性化是研究生教育培養(yǎng)目標(biāo)的構(gòu)成主體。尤其隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，社會(huì)對(duì)知識(shí)創(chuàng)新、新經(jīng)濟(jì)生長(zhǎng)點(diǎn)的期望值增大，這就要求我國(guó)研究生教育在其培養(yǎng)目標(biāo)的定位上不僅要重視人才培養(yǎng)的高層次性，更要重視創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)。并且，研究生身心發(fā)展已較成熟，具有較穩(wěn)定的個(gè)性特征，思維力強(qiáng)，具有較高的專業(yè)性思維意識(shí)和創(chuàng)造力，為獨(dú)立地進(jìn)行專業(yè)研究活動(dòng)提供了心理上和智力上的保證。而且，研究生已具備了基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，特別是有一定工作經(jīng)歷的研究生，他們不僅有本科教育階段的知識(shí)積累，也有應(yīng)用這些知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于擴(kuò)大其專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域并進(jìn)行研究有著積極主動(dòng)的態(tài)度。總之，從年齡構(gòu)成及身心特征上講，研究生適應(yīng)高層次、跨學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究。

研究生的特征及其教育目標(biāo)決定了研究生教學(xué)不應(yīng)該是由教師講授已定論的知識(shí)，而應(yīng)是以教學(xué)為基本依托，通過(guò)教學(xué)提出具有研究性、探索性、未確定性甚至是尚存爭(zhēng)議性的課題，激勵(lì)研究生獨(dú)立思考和質(zhì)疑，讓他們?cè)谒伎己唾|(zhì)疑的過(guò)程中提出問(wèn)題，培育他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出質(zhì)疑的科學(xué)批判精神，訓(xùn)練并提高其創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力主要表現(xiàn)在具有健全的人格、強(qiáng)烈的責(zé)任感、開(kāi)放的心態(tài)、團(tuán)結(jié)合作的精神、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的思維能力和創(chuàng)新思維方式。

個(gè)性是創(chuàng)新的源泉，研究生課程體系的設(shè)置應(yīng)該具有一定的靈活性，依據(jù)研究生不同的知識(shí)基礎(chǔ)和研究定向，設(shè)置具有彈性化的課程，使研究生的個(gè)性化得以凸顯。另外，為提高研究生專業(yè)研究和創(chuàng)新能力，在課程教學(xué)中，也應(yīng)凸顯教學(xué)的研究性和專業(yè)性，重視專業(yè)領(lǐng)域背景知識(shí)和研究方法的講授，開(kāi)展跨學(xué)科、非專業(yè)知識(shí)的教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋專業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)、爭(zhēng)議問(wèn)題和最新研究動(dòng)態(tài)，還應(yīng)包括交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的研究趨勢(shì)，以擴(kuò)展學(xué)生的視野[3]。也就是說(shuō)，研究生教學(xué)既要凸顯研究生的個(gè)性化特點(diǎn)，又要凸顯內(nèi)容的學(xué)術(shù)性和研究的指向性。

2人工智能課程的特點(diǎn)

2.1多學(xué)科交叉，具有很強(qiáng)的前沿性

人工智能是一門多學(xué)科交叉的課程。課程內(nèi)容的理解需要運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和較強(qiáng)的邏輯思維能力，多學(xué)科的知識(shí)相互聯(lián)系、相互交叉，融合形成新的知識(shí)，成為新的思維方法和綜合能力的萌發(fā)點(diǎn)。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以通過(guò)不同學(xué)科知識(shí)的融合來(lái)達(dá)到對(duì)原有知識(shí)的超越，用一種全新的思維方法來(lái)思考所遇到的問(wèn)題，提出新的解決辦法。這也是創(chuàng)造力的迸發(fā)和智能的飛躍。具有了知識(shí)的廣度和深度才具有融會(huì)貫通、創(chuàng)新的可能，人工智能課程的開(kāi)設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，為學(xué)生提供一種新的思維方法和問(wèn)題求解手段。

2.2涉及面寬，內(nèi)容廣泛，更新快

人工智能課程是一門知識(shí)點(diǎn)較多的課程，它以概率統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)原理等課程為基礎(chǔ)，涵蓋了模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、自然語(yǔ)言理解、專家系統(tǒng)等眾多研究方向，內(nèi)容涉及面廣，概念抽象，不易理解。并且，人工智能課程內(nèi)容更新快，近年來(lái)人工智能科學(xué)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出了大批新方法，研究熱點(diǎn)問(wèn)題也從符號(hào)計(jì)算發(fā)展到智能計(jì)算和Agent等。其中，計(jì)算智能主要涉及神經(jīng)計(jì)算、模糊計(jì)算、進(jìn)化計(jì)算和人工生命等領(lǐng)域，在模式識(shí)別、圖像處理、自動(dòng)控制、通信網(wǎng)絡(luò)等很多領(lǐng)域都得到了成功應(yīng)用；Agent最早來(lái)自分布式人工智能，隨著并行計(jì)算和分布式處理等技術(shù)的發(fā)展而逐漸成為熱點(diǎn)。

在互聯(lián)網(wǎng)上有大量最新的與課程內(nèi)容相關(guān)的研究論文，為學(xué)生提供了很好的查閱文獻(xiàn)的環(huán)境，使學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容和所在課題組的研究方向閱讀相應(yīng)文獻(xiàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.3應(yīng)用性強(qiáng)

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)前，幾乎所有的科學(xué)與技術(shù)分支都在共享著人工智能領(lǐng)域所提供的理論和技術(shù)。例如，自第一個(gè)專家系統(tǒng)DENDRAL研制成功以來(lái)，專家系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)、氣象、農(nóng)業(yè)、法律、教育、交通運(yùn)輸、軍事、經(jīng)濟(jì)等幾乎所有領(lǐng)域；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是以一種更自動(dòng)化的方式對(duì)具有大量數(shù)據(jù)的商業(yè)活動(dòng)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，在市場(chǎng)營(yíng)銷、銀行、制造業(yè)、保險(xiǎn)業(yè)、計(jì)算機(jī)安全、醫(yī)藥、交通、電信等領(lǐng)域已有許多案例；語(yǔ)義Web讓W(xué)eb上的信息能夠被機(jī)器所理解，實(shí)現(xiàn)Web信息的自動(dòng)處理，成功地將人工智能的研究成果應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)。另外，在機(jī)器視覺(jué)、自然語(yǔ)言理解、智能控制與智能制造等方面，人工智能技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用，有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活。目前，從理論到技術(shù)，從產(chǎn)品到工程，從家庭到社會(huì)，智能無(wú)處不在，人工智能廣泛的應(yīng)用性給學(xué)生提供了大量的現(xiàn)實(shí)案例，使得人工智能不再是高深莫測(cè)的理論，而是現(xiàn)實(shí)中可以觸及的內(nèi)容。

人工智能課程的多學(xué)科交叉性、內(nèi)容廣泛性、概念抽象、不易理解以及前沿性和應(yīng)用性特點(diǎn)決定了在該課程的講授過(guò)程中應(yīng)該采用多種授課方法。多種授課方法的采用一方面便于授課內(nèi)容的理解，另一方面也能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平。

3人工智能課程教學(xué)方法

3.1基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)法

蘇霍姆林斯基說(shuō)：“喚起人實(shí)行自我教育，乃是一種真正的教育。”基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)法是教師在深入了解學(xué)生心理特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)適合教學(xué)的啟發(fā)式問(wèn)題，并采取靈活多樣、生動(dòng)活潑的啟發(fā)方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。該教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)的是過(guò)程，教師的主要任務(wù)是提出問(wèn)題，依據(jù)舉一反三的思路引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)邏輯推理，通過(guò)逐層分析深入思考問(wèn)題，最后綜合學(xué)生觀點(diǎn)闡述相關(guān)理論。

在課程教學(xué)中，有許多內(nèi)容適合于采用啟發(fā)式教學(xué)方法。例如，在知識(shí)表示方法的學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師首先提出問(wèn)題：“你是怎樣進(jìn)行數(shù)學(xué)定理證明的？”并在學(xué)生的回答過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)及其表示的重要性；隨后，提出問(wèn)題：“在計(jì)算機(jī)中如何表示知識(shí)？”引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)出不同知識(shí)表示方法在知識(shí)表達(dá)能力、推理效率、可實(shí)現(xiàn)性、可組織性、可維護(hù)性方面的區(qū)別。另外，在確定性推理的教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用“某處發(fā)生盜竊案，公安局派出5個(gè)偵查員去調(diào)查，研究案情時(shí)，5個(gè)偵查員各給出了一句可信的結(jié)論，據(jù)此判斷誰(shuí)是盜竊犯”的問(wèn)題[4]，讓學(xué)生進(jìn)行判斷和討論，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到推理過(guò)程中可以使用多條規(guī)則進(jìn)行推理，并且推理路線也可能存在多條，從而引出推理的兩大基本問(wèn)題：解決沖突消解等問(wèn)題的推理策略，以及解決推理線路等問(wèn)題的搜索策略。

啟發(fā)式教學(xué)法的要點(diǎn)是設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膯l(fā)式問(wèn)題和啟發(fā)方式、安排能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的討論環(huán)境、鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表個(gè)性化觀點(diǎn)。教師不僅用問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，更要鼓勵(lì)學(xué)生讓思維自由馳騁，主動(dòng)提出問(wèn)題，討論問(wèn)題，尋求問(wèn)題解決方案。在探討、研究問(wèn)題中，不要以現(xiàn)有的結(jié)論和固定的程式束縛思想，鼓勵(lì)學(xué)生的個(gè)性化觀點(diǎn)。啟發(fā)式教學(xué)是一種民主、科學(xué)的教學(xué)方法，其中包含諸多具體的教學(xué)方法，如激疑啟發(fā)法、比喻啟發(fā)法、類比啟發(fā)法、聯(lián)系啟發(fā)法，等等。啟發(fā)式教學(xué)在傳授知識(shí)的同時(shí)，更注重的是對(duì)創(chuàng)新的孕育、萌芽、生成和壯大，它能促使學(xué)生自己獲取知識(shí)、思考問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。以問(wèn)題為基礎(chǔ)的啟發(fā)式教學(xué)，利用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，全方位深層次發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究性學(xué)習(xí)能力。問(wèn)題可以誘發(fā)出學(xué)生的求知欲，激發(fā)、喚醒了學(xué)生的主體意識(shí)；問(wèn)題往往是面向生活世界的實(shí)踐活動(dòng)的，它使教學(xué)活動(dòng)從以傳授知識(shí)為中心轉(zhuǎn)化為傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力并重，理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高了學(xué)生分析、綜合、觀察、想象等思維能力。

3.2基于案例的探究式教學(xué)法

基于案例的探究式教學(xué)法要求教師能夠根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和能力，創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的案例，以激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的興趣，促進(jìn)學(xué)生質(zhì)疑、探求的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，通過(guò)選擇與確定問(wèn)題、討論與提出設(shè)想、實(shí)踐與尋求結(jié)果、驗(yàn)證與得出結(jié)論，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究、研究能力和創(chuàng)新能力。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的積極參與，強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“傳道”觀念，以平等的心態(tài)與學(xué)生交流探討。在課堂上，要努力營(yíng)造民主、寬松、和諧的教學(xué)氛圍，積極引導(dǎo)學(xué)生大膽設(shè)想，大膽探索。使學(xué)生樹(shù)立研究型學(xué)習(xí)的觀念，消除依附心理，養(yǎng)成勤于思考、善于思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過(guò)積極參與研討培養(yǎng)學(xué)生自己獲取新知、探求未知的能力，以及團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神。

我們?cè)诒菊n程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分的教學(xué)中，將基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的維吾爾文手寫字母識(shí)別作為案例開(kāi)展了探究式教學(xué)活動(dòng)。在介紹了前饋多層感知器及標(biāo)準(zhǔn)BP算法之后，教師將科研項(xiàng)目中基于標(biāo)準(zhǔn)BP算法的維吾爾文手寫字母識(shí)別實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果詳細(xì)地在課堂上進(jìn)行演示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)提出質(zhì)疑。在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生提出了大量問(wèn)題，例如，輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)如何確定，為什么輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)對(duì)識(shí)別率會(huì)有影響？網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)震蕩的原因是什么？如何解決？為什么有時(shí)誤差較大，權(quán)值的調(diào)整量反而很小？等等。在教師事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)演示的基礎(chǔ)上，開(kāi)展學(xué)生進(jìn)行課堂討論，讓學(xué)生提出解決問(wèn)題的各種方法，并現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，逐步讓學(xué)生理解BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸入輸出數(shù)據(jù)的預(yù)處理、初始權(quán)值設(shè)計(jì)的必要性及其實(shí)現(xiàn)方法。課堂授課實(shí)踐表明，這種方法極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠大膽設(shè)想，大膽探索，增加了學(xué)生的自信心和創(chuàng)新精神。本次課堂討論結(jié)束后，教師根據(jù)學(xué)生的討論以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果演示，總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)BP算法的局限性，例如，“易形成局部極小”，“訓(xùn)練次數(shù)多，學(xué)習(xí)效率低”，“訓(xùn)練時(shí)有學(xué)習(xí)新樣本遺忘舊樣本的趨勢(shì)”等，并要求學(xué)生通過(guò)查資料、搜集必要的信息、積極地思索和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出解決上述問(wèn)題的方法，將學(xué)生分組，讓學(xué)生展開(kāi)討論，為下次討論課作好準(zhǔn)備。

傳統(tǒng)教學(xué)方法是告訴學(xué)生怎么去做，在一定程度上損害了學(xué)生的積極性。而案例教學(xué)要求學(xué)生自己去思考、去創(chuàng)造，使得枯燥乏味的內(nèi)容變得生動(dòng)活潑，并且案例教學(xué)中，通過(guò)學(xué)生之間的交流既可以使學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短、促進(jìn)人際交流能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生變注重知識(shí)為注重能力。

案例教學(xué)法的關(guān)鍵是案例的選擇。案例是為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，因此它應(yīng)該具有典型性，且應(yīng)該與所對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)有直接的聯(lián)系。案例最好是經(jīng)過(guò)深入調(diào)查研究。來(lái)源于實(shí)踐，不能只是一堆數(shù)據(jù)的羅列。教科書的編寫應(yīng)采用圖片、表格、曲線等方式讓學(xué)生看到算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生思考。另外，案例應(yīng)該只有情況沒(méi)有結(jié)果，有激烈的矛盾沖突，沒(méi)有處理辦法和結(jié)論，由學(xué)生對(duì)案例提出質(zhì)疑，從這個(gè)意義上講，案例的情況越復(fù)雜，越多樣性，越有價(jià)值。

案例教學(xué)法能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。教學(xué)中，教師不僅是教師而且也是學(xué)員。一方面，教師是整個(gè)教學(xué)的主導(dǎo)者，掌握著教學(xué)進(jìn)程，引導(dǎo)學(xué)生思考、組織討論研究，進(jìn)行總結(jié)、歸納。另一方面，在教學(xué)中通過(guò)共同研討，教師不但可以發(fā)現(xiàn)自己的弱點(diǎn)，而且從學(xué)生那里可以了解到大量感性材料。另外，案例教學(xué)法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。教學(xué)中，由于不斷變換教學(xué)形式，學(xué)生大腦興奮不斷轉(zhuǎn)移，注意力能夠得到及時(shí)調(diào)節(jié)，有利于學(xué)生精神始終維持最佳狀態(tài)。案例教學(xué)的最大特點(diǎn)是它的真實(shí)性。由于教學(xué)內(nèi)容是具體的實(shí)例，加之采用是形象、直觀、生動(dòng)的形式，給人以身臨其境之感，易于學(xué)習(xí)和理解。最后，案例教學(xué)法能夠集思廣益。教師在課堂上不是“獨(dú)唱”，而是和大家一起討論思考，學(xué)生在課堂上也不是忙于記筆記，而是共同探討問(wèn)題。由于調(diào)動(dòng)集體的智慧和力量，容易開(kāi)闊思路，收到良好的效果。

3.3加強(qiáng)研討

鑒于研究生的培養(yǎng)目標(biāo)和人工智能課程研究范疇的寬泛性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和前沿性，根據(jù)我校計(jì)算機(jī)系碩士生指導(dǎo)教師的研究領(lǐng)域，我們?cè)谡n堂教學(xué)中為計(jì)算智能、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、機(jī)器視覺(jué)、自然語(yǔ)言理解部分增加了研討會(huì)，要求學(xué)生上網(wǎng)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、閱讀和學(xué)術(shù)研討，根據(jù)個(gè)人的研究興趣和研究設(shè)想上臺(tái)作報(bào)告。另外，我們還邀請(qǐng)相應(yīng)專家和成果突出的各屆研究生為學(xué)生做報(bào)告，介紹他們的研究實(shí)踐、研究成果和心得體會(huì)。例如，在自然語(yǔ)言理解部分的課堂教學(xué)中，在介紹完自然語(yǔ)言理解的基本概念與原理之后，我們要求將來(lái)做這個(gè)領(lǐng)域的研究生在通過(guò)查資料了解所在研究小組工作的基礎(chǔ)上，上臺(tái)作報(bào)告。機(jī)器翻譯研究組的同學(xué)在學(xué)習(xí)自然語(yǔ)言理解部分的內(nèi)容之后，對(duì)其所在小組目前的工作及采用的技術(shù)、存在的問(wèn)題做了分析，并通過(guò)閱讀文獻(xiàn)，提出了初步的解決問(wèn)題的設(shè)想。與自己所在研究小組的科研相結(jié)合，開(kāi)展文獻(xiàn)檢索和學(xué)術(shù)研討，一方面讓學(xué)生開(kāi)闊了眼界，另一方面也提高了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、主動(dòng)獲取知識(shí)、獨(dú)立思考的科研能力。

4結(jié)語(yǔ)

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，人工智能技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。人工智能課程具有多學(xué)科交叉、內(nèi)容廣泛、前沿性和應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，課程開(kāi)設(shè)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力。教與學(xué)是教師與學(xué)生雙方互動(dòng)的過(guò)程，教學(xué)中要根據(jù)學(xué)生身心特征的實(shí)際情況采用相應(yīng)的教學(xué)方法，并結(jié)合本校科研隊(duì)伍的研究領(lǐng)域，不斷地探索和提高，才能使教學(xué)工作更上一層樓，切實(shí)為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高層次人才。

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[3] 教育部研究生工作辦公室,國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)辦公室. 高層次人才培養(yǎng)的研究與探索[M]. 北京:高等教育出版社,2000.

[4] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應(yīng)用[M]. 4版. 北京:清華大學(xué)出版社,2010:113.

Exploration of Artificial Intelligence Course Teaching of Graduate Students

ZHAO Hui1, JIA Zhenhong1, WANG Weiqing2

(1.School of Information Engineering, Xinjiang University, Urumuchi 830046, China;

篇（9）

（1）為部分優(yōu)秀的學(xué)生將來(lái)做更深入的研究打堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在面向知識(shí)經(jīng)濟(jì)的今天，研究獲取、表示和使用知識(shí)的人工智能學(xué)科越來(lái)越受到人們的重視。目前人工智能研究被列為中國(guó)高技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)之一。以專家系統(tǒng)為代表的智能化系統(tǒng)在信息技術(shù)中也占有重要地位。因此在高等教育中開(kāi)展人工智能教育和智能化系統(tǒng)的研發(fā)，不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用，也是促進(jìn)各學(xué)科服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為使人工智能的理論、方法和技術(shù)的研究與應(yīng)用普及和深入，教育重心必須要下移，即從研究生教育向本科教育普及。開(kāi)展本科層次人工智能普及教育的有效途徑之一是在本科高年級(jí)開(kāi)設(shè)相關(guān)選修課。開(kāi)展人工智能教育，不僅能夠更好地發(fā)揮高等院校的育人和科學(xué)研究功能，而且能為學(xué)生拓寬專業(yè)路徑，擴(kuò)大自主學(xué)習(xí)空間和發(fā)展個(gè)性創(chuàng)造條件，同時(shí)也為營(yíng)造一個(gè)使學(xué)生不僅有寬厚、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，且具綜合分析和解決問(wèn)題能力的環(huán)境。? 

（2）為將來(lái)從教的學(xué)生積聚大量的知識(shí)。英國(guó)早在1999年，人工智能課程已經(jīng)作為選修課出現(xiàn)在中學(xué)的信息與通訊技術(shù)（ICT）課程中。許多中小學(xué)還通過(guò)機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)來(lái)激發(fā)中小學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣，使學(xué)生不僅提高了用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力，而且培養(yǎng)了多種思維方式，獲得了更多的創(chuàng)新空間。美國(guó)現(xiàn)行的中學(xué)信息技術(shù)課程設(shè)置中，將人工智能的內(nèi)容作為“媒體與技術(shù)”層面對(duì)12年級(jí)學(xué)生的要求。澳大利亞的部分中學(xué)開(kāi)設(shè)的信息處理與技術(shù)課程，人工智能、信息系統(tǒng)、算法和程序設(shè)計(jì)、社會(huì)和倫理道德、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分別作為5個(gè)主題共同構(gòu)成了該課程的教學(xué)內(nèi)容。在該課程的大綱中規(guī)定，人工智能部分的教學(xué)內(nèi)容在高中第3學(xué)期為12年級(jí)的學(xué)生開(kāi)設(shè)，教學(xué)時(shí)間為10周。? 

在我國(guó)，多年以來(lái)中學(xué)奧林匹克信息學(xué)競(jìng)賽中一直包含有人工智能相關(guān)的題目，涉及啟發(fā)式搜索、博弈、智能程序設(shè)計(jì)等問(wèn)題。2003年4月，我國(guó)教育部正式頒布《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》，首次在信息技術(shù)科目中設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊，標(biāo)志著我國(guó)高中人工智能課程的正式起步。? 

我國(guó)的新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后，教育部評(píng)審并通過(guò)了分別由教育科學(xué)出版社、廣東高教出版社、地圖出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的教輔材料，包括教師用書和配套光盤等。為了配合中學(xué)人工智能課程的實(shí)施，國(guó)內(nèi)也推出了一些適合中學(xué)生學(xué)習(xí)與體驗(yàn)的人工智能軟件和網(wǎng)絡(luò)資源。另一方面，一些高校的本科生、研究生也逐步關(guān)注中學(xué)人工智能教育的開(kāi)展并將其作為畢業(yè)論文的研究選題。一些師范院校適應(yīng)形勢(shì)要求，已為師范生開(kāi)設(shè)了與此相關(guān)的選修課程。? 

2 人工智能的教育及教學(xué)條件現(xiàn)狀? 

通過(guò)對(duì)本人多年的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，我校的《人工智能》課程教育現(xiàn)狀可總結(jié)為如下幾點(diǎn)：? 

（1)理論知識(shí)充裕。但與實(shí)踐相脫節(jié)，特別是在智能科學(xué)技術(shù)的教育教學(xué)方面。盡管知識(shí)面相當(dāng)廣泛，而人工智能理論的普及教育以及智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用仍然十分滯后。? 

(2)同其它普通高等院校一樣，在本校，人工智能技術(shù)的研究與應(yīng)用尚未普及，甚至比不上其它院校。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣及創(chuàng)造精神。? 

（3）缺乏配套實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容缺乏，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。只有開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，才能使人工智能的相關(guān)知識(shí)具有研究性和綜合性。? 

（4）對(duì)中小學(xué)智能教育的深度及教學(xué)方式、教學(xué)特點(diǎn)缺乏研究。做為師范類院校，我認(rèn)為在對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教育的基礎(chǔ)上，要緊抓中小學(xué)智能教育的特點(diǎn)對(duì)師范類學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的教育與培訓(xùn)。? 

相對(duì)于教育現(xiàn)狀，我校的《人工智能》課程教學(xué)條件現(xiàn)狀要稍好一些，其狀態(tài)如下：? 

（1）教材使用國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，此教材非常系統(tǒng)地介紹了人工智能的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù)，適合本科及研究生使用。在我們的授課過(guò)程中，也會(huì)適當(dāng)為學(xué)生提供相關(guān)的國(guó)內(nèi)其他先進(jìn)教材，如中南大學(xué)蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用》等。? 

（2）為了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我們準(zhǔn)備了多種類型的擴(kuò)充性學(xué)習(xí)資料，加強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，包括：課程相關(guān)雜志和書籍目錄，以及部分重要的參考文獻(xiàn)，與人工智能相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源如優(yōu)秀BBS、新聞組、網(wǎng)址等。 它們包括了大量的文獻(xiàn)資料、本領(lǐng)域研究的前沿動(dòng)態(tài)等。 使用表明，學(xué)生非常樂(lè)于查閱這些資源。 使學(xué)生能通過(guò)使用這些資源進(jìn)行一些人工智能程序設(shè)計(jì)，探討一些問(wèn)題，在課堂討論中展示他們的收獲。? 

(3）校園網(wǎng)的普及與不斷優(yōu)化使本課程有優(yōu)良的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境，能充分滿足教學(xué)需要。我們擁有較充足的多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)教室，為實(shí)現(xiàn)本課程教學(xué)提供了物質(zhì)保障。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)方面，全校辦公室、教室、學(xué)生宿舍和教師宿舍都以寬帶網(wǎng)相連，這些硬件設(shè)備對(duì)本課程教學(xué)發(fā)揮了重要作用，使本課程教學(xué)質(zhì)量得以明顯提高。? 

3 人工智能教學(xué)方法及手段的改革? 

針對(duì)我們現(xiàn)在所采取的教學(xué)方法，我認(rèn)為存在許多不足，如教學(xué)方式比較單一，教學(xué)內(nèi)容偏重理論講解等，為此，提出以下教學(xué)方法的改革：? 

（1）通過(guò)多種途徑激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程的學(xué)習(xí)效果，直接受到學(xué)生興趣和參與意識(shí)的影響。一般來(lái)講，《人工智能》作為一門前沿課程，開(kāi)始學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很大，當(dāng)開(kāi)始接觸到抽象理論知識(shí)及部分算法時(shí)，學(xué)生往往感到不易接受。 我們通過(guò)各種途徑和方法， 激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，包括鼓勵(lì)學(xué)生參與某部分知識(shí)的擴(kuò)充性資料查找,預(yù)留一定時(shí)間請(qǐng)學(xué)生負(fù)責(zé)對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行講解，布置學(xué)生對(duì)某個(gè)基本成型的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行糾錯(cuò)及驗(yàn)證，降低問(wèn)題解決的難度。學(xué)生因此產(chǎn)生興趣從而做更深度研究。? 

(2）進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。 我們可以嘗試在教學(xué)過(guò)程中不斷提出問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生求解這些問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的猜想和解決方案，然后擺出教材中的解決方案，并與同學(xué)所提出的觀點(diǎn)進(jìn)行分析和比較，這足以加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)意識(shí)和參與意識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。? 

(3）課堂辯論與交互式教學(xué)。 組織課堂辯論，討論的議題可定位為譬如人工智能是否能超過(guò)人類智能等有爭(zhēng)議的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)激烈爭(zhēng)論，激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。當(dāng)然師生間的交流方式還有很多，如郵件互發(fā)、QQ留言等，也可在課程網(wǎng)站中的互動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行交流。? 

(4）分層次因材施教。 在授課過(guò)程中，通過(guò)對(duì)每個(gè)具體學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、課堂作業(yè)情況進(jìn)行及時(shí)評(píng)估，對(duì)學(xué)生提出進(jìn)一步的學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo)， 實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的教學(xué)。 對(duì)優(yōu)秀學(xué)生探討，可以在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要求其選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實(shí)驗(yàn)，以發(fā)揮學(xué)生個(gè)性優(yōu)勢(shì)。對(duì)于有意于將來(lái)從事中小學(xué)教育的學(xué)生可以在機(jī)器人及人工智能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀等知識(shí)層面對(duì)其做問(wèn)題講解。而那些看似缺乏興趣的學(xué)生，我們可以用多媒體手段如播放人工智能相關(guān)電影及科學(xué)小片引起其興趣，實(shí)行逐步引導(dǎo)的教學(xué)過(guò)程。? 

另外，我們可以嘗試雙語(yǔ)教學(xué)。 采用中文教材和講授的同時(shí)，注重在課程中的關(guān)鍵詞同時(shí)用英文表示，并適當(dāng)指定英文參考短文和英文參考書。使學(xué)生能夠接觸國(guó)外文獻(xiàn)資料，加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，獲得更寬廣的知識(shí)。我們也可以在教學(xué)內(nèi)容安排上，注重理論聯(lián)系實(shí)際，將一些人工智能網(wǎng)絡(luò)上的虛擬實(shí)驗(yàn)給學(xué)生進(jìn)行課外上網(wǎng)練習(xí)，從而使學(xué)生了解算法的具體運(yùn)行過(guò)程， 通過(guò)參與達(dá)到知識(shí)的理解，掌握基本方法和技術(shù)。? 

 

根據(jù)現(xiàn)有的條件，我們?cè)诮虒W(xué)中可以采用多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)相結(jié)合的方法，充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式，利用網(wǎng)絡(luò)課程的交互性、情景化等特點(diǎn)，構(gòu)筑以學(xué)生為主體的《人工智能》課程現(xiàn)代教學(xué)模式。 對(duì)于抽象知識(shí)，可通過(guò)動(dòng)畫和視頻演示，通過(guò)聲音和圖像展示人工智能的歷史、人物和前景，做到學(xué)生直接而深刻地看到知識(shí)的內(nèi)涵外延。網(wǎng)絡(luò)課程能較好地實(shí)現(xiàn)交互并使學(xué)習(xí)過(guò)程情景化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程的課堂練習(xí)和章節(jié)練習(xí)，教師可以評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議，從而提高學(xué)生的研究力和創(chuàng)新力。我們也可以給學(xué)生播放中學(xué)《人工智能》課程課堂教學(xué)錄像，以使學(xué)生看到初高中學(xué)生的知識(shí)范圍及深度；同時(shí)給學(xué)生播放現(xiàn)有的《人工智能》科學(xué)成果，讓學(xué)生看到理論背后的實(shí)踐；也可以播放科幻片，激發(fā)學(xué)生想象的翅膀從而有興趣把人工智能作為將來(lái)深造的方向。《人工智能》是一門較新的課程，改進(jìn)教學(xué)方法和手段不僅要靠教師，也應(yīng)增加硬件設(shè)備的投入。如果人工智能能采用智能輔助教學(xué)系統(tǒng)或機(jī)器人輔助教學(xué)過(guò)程逼真、形象，一目了然，這樣可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，尤其是提高學(xué)生的觀察判斷能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。? 

4 人工智能實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)的探討? 

我們可以在教學(xué)過(guò)程中，適量開(kāi)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，并加深他們對(duì)理論知識(shí)的理解，降低理論的抽象度，提升理論的實(shí)用性。在近兩年的教學(xué)過(guò)程中，我們會(huì)適量加入一些人工智能語(yǔ)言的教學(xué)過(guò)程。例如，在講解了“野人與傳教士過(guò)河”等問(wèn)題后，我們可以讓學(xué)生使用Visual Prolog或者C ?++?對(duì)算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；在講解 TSP 問(wèn)題的遺傳算法解決案例后，指出編碼方案、初始種群大小、進(jìn)化代數(shù)、交叉率變異率等因素對(duì)求解結(jié)果的影響，并要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)分析、理解這些問(wèn)題，并提出“尋找更有利的解決方案”等問(wèn)題。把學(xué)生的興趣激發(fā)后，為解決這些問(wèn)題，學(xué)生會(huì)在課外主動(dòng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)、相互討論以實(shí)現(xiàn)他們所設(shè)計(jì)的方案，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生善于鉆研和勇于創(chuàng)新的精神又提高了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。? 

參考文獻(xiàn)：? 

［1］ 熊德蘭,李梅蓮,鄢靖豐.人工智能中實(shí)踐教學(xué)的探討［J］.宿州學(xué)院學(xué)報(bào),2008(1).? 

篇（10）

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科,對(duì)它的研究涉及控制論、信息論、系統(tǒng)論、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等諸多的學(xué)科及領(lǐng)域,是一門綜合性的交叉學(xué)科[1]。

人工智能的研究、應(yīng)用和發(fā)展,在一定程度上代表著信息技術(shù)的發(fā)展方向,同時(shí)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了迫切的需求。今天,人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語(yǔ)言理解、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機(jī)器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中,并對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響[2]。

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在大學(xué)教育中是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是提高人才素質(zhì)與能力的重要途徑。人工智能課程除了具有較強(qiáng)的專業(yè)性之外,還具有突出的實(shí)踐性,為了能深入理解和掌握所學(xué)內(nèi)容,必須把講授和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。本文結(jié)合該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué),將研究型教學(xué)的理念引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué),并對(duì)教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題加以初步的總結(jié)。

1研究型教學(xué)模式背景

研究型教學(xué)是相對(duì)于以單向性知識(shí)傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)提出的,是指教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和能力,自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題,在研究中積累知識(shí)、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式。研究性教學(xué)是對(duì)現(xiàn)有的大學(xué)課堂教學(xué)模式的突破。有利于開(kāi)發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需要的創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力,充分展現(xiàn)現(xiàn)代大學(xué)培養(yǎng)人才、發(fā)展科學(xué)、服務(wù)社會(huì)的三大基本職能[3]。

19世紀(jì)初,德國(guó)著名教育家洪堡最早提出了教學(xué)與科研相統(tǒng)一的原則,為研究型教學(xué)模式的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50、60年代,美國(guó)著名教育心理學(xué)家布魯納提出了著名的“發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式”[4],成為后來(lái)探究性學(xué)習(xí)和研究型教學(xué)的先導(dǎo)。20世紀(jì)70年代,美國(guó)研究教學(xué)專家薩奇曼正式提出了研究訓(xùn)練教學(xué)模式。他認(rèn)為學(xué)生會(huì)本能地對(duì)周圍新奇事物發(fā)生興趣,并想方設(shè)法弄清這些新奇事物背后究竟發(fā)生了什么,這是一種進(jìn)行科學(xué)研究的可貴的動(dòng)力。

自此,研究型教學(xué)理念開(kāi)始廣泛使用。現(xiàn)在,哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)等世界著名大學(xué),都非常注重學(xué)生能力的培養(yǎng),普遍采取了研究型教學(xué)模式。以美國(guó)高校為例,雖然美國(guó)高校83%的教師在課堂教學(xué)中主要采用講授法進(jìn)行教學(xué),但在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都滲透著研究型教學(xué)的方法,如積極引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程,開(kāi)設(shè)研究性課程,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與科研活動(dòng)等。我國(guó)自20世紀(jì)90年代初推出211工程建設(shè)以來(lái),清華大學(xué)、北京大學(xué)、人民大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)等一些重點(diǎn)大學(xué)都提出了建設(shè)世界一流的綜合性研究型大學(xué)的目標(biāo)。這些高校在實(shí)現(xiàn)從單向知識(shí)傳授的傳統(tǒng)型教學(xué)向關(guān)注創(chuàng)新性教育的研究型教學(xué)轉(zhuǎn)變方面進(jìn)行了許多有益的嘗試。

2研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)

本科教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,還要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科研素質(zhì)。大學(xué)是培養(yǎng)未來(lái)一線創(chuàng)新人才的主要基地,必須從本科教學(xué)人手,深入探索研究型教學(xué)的手段和方法,才能滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的需要,才能符合建設(shè)研究型大學(xué)的需要。特別是近幾年來(lái)我國(guó)對(duì)科研的投入不斷增加,研究生招生規(guī)模逐年增大,本科高年級(jí)學(xué)生打算繼續(xù)讀研的也不在少數(shù)。而人工智能是計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科非常活躍的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等,都是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)熱門的研究方向。

人工智能課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占據(jù)著重要的位置。在專業(yè)理論方面,它承續(xù)了離散數(shù)學(xué)中的邏輯知識(shí);在專業(yè)方法方面,是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)的繼續(xù);在專業(yè)工具方面,是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的生動(dòng)實(shí)例。并且人工智能的每一部分內(nèi)容都可以作為一個(gè)深入的研究課題,課堂上講解的內(nèi)容不可能面面俱到,學(xué)生們也不可能對(duì)人工智能的每一領(lǐng)域都做很深入的學(xué)習(xí)。并且人工智能涉及很多的數(shù)理邏輯知識(shí),有些顯得難以理解,并且往往讓學(xué)生感到比較枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就漸漸淡薄,學(xué)生往往被動(dòng)“聽(tīng)講”,難以獲得預(yù)期的教學(xué)效果。

針對(duì)這一特點(diǎn),在人工智能教學(xué)中,如何引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)人工智能的知識(shí)、激發(fā)學(xué)生的研究興趣,樹(shù)立目標(biāo)意識(shí)找準(zhǔn)研究方向,為未來(lái)的科研工作打下基礎(chǔ),研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)就成為了人工智能課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和必然選擇。

2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的研究導(dǎo)向

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果照搬一些教材中的例子或習(xí)題教學(xué),一方面學(xué)生們會(huì)缺乏興趣,另一方面學(xué)生對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)缺乏全面的了解。應(yīng)不斷提出一些學(xué)生們感興趣的開(kāi)放性課題,比如基于支持向量機(jī)的人臉識(shí)別、基于膚色的人臉檢測(cè),基于內(nèi)容的圖像檢索等,培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生們逐漸深入的學(xué)習(xí)某一領(lǐng)域的知識(shí)。比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在模式識(shí)別、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域都取得過(guò)成功應(yīng)用,是一種具有強(qiáng)大的非線性學(xué)習(xí)能力的計(jì)算智能技術(shù)。然而B(niǎo)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自身也存在著一些缺點(diǎn),如會(huì)有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等,而支持向量機(jī)在這些方面具有顯著優(yōu)點(diǎn)。我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)人臉識(shí)別的實(shí)驗(yàn),用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)分別實(shí)現(xiàn),并作以比較。讓學(xué)生們?cè)诹私馊斯ぶ悄苄录夹g(shù)的同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生們?nèi)绾畏治鰡?wèn)題、解決問(wèn)題的科研能力。

2.2人工智能課程實(shí)驗(yàn)

該課程是一門對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有較高要求的課程,對(duì)于基本原理和方法的實(shí)現(xiàn),要求學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算機(jī)專業(yè)技能訓(xùn)練和培養(yǎng)良好的科研工作作風(fēng)。因此對(duì)課程中的技能及技術(shù)性內(nèi)容,除單獨(dú)進(jìn)行必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練外,還融入到綜合和研究型試驗(yàn)中,通過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)練習(xí),達(dá)到牢固掌握人工智能原理和人工智能的問(wèn)題求解技術(shù)的目的。

該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是實(shí)踐項(xiàng)目,由具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的任課教師和助教負(fù)責(zé),學(xué)生可在全天候開(kāi)放的專用機(jī)房完成。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上,我們嘗試把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度,安排相應(yīng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn),開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)以科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)為主。并在課程的教學(xué)過(guò)程中,不斷深化和擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和本院老師的最新研究成果,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行更新。

課程主要設(shè)置三種層次的實(shí)驗(yàn):1)基本原理和算法編程,測(cè)試?yán)O(shè)計(jì)及程序測(cè)試實(shí)驗(yàn);2)分析綜合實(shí)驗(yàn);3)研究型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)包括課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、結(jié)果討論、總結(jié)提高等六個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于綜合性和研究型實(shí)驗(yàn),把學(xué)生分成5個(gè)人一小組,每小組選做其中的一個(gè)。學(xué)生從指導(dǎo)老師處了解到實(shí)驗(yàn)課題后,即著手查資料,研讀文獻(xiàn),鉆研有關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生先提出實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)與老師討論后,即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)研究。

3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

民族關(guān)系問(wèn)題對(duì)被訪對(duì)象,特別對(duì)少數(shù)民族被訪對(duì)象是非常敏感的問(wèn)題,對(duì)民族關(guān)系的評(píng)價(jià)又存在個(gè)體層面、群體層面、不同階層人群之間的差異,因此,僅僅以傳統(tǒng)的文獻(xiàn)分析、問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)觀察等民族學(xué)方法來(lái)進(jìn)行調(diào)查,得到的數(shù)據(jù)會(huì)存在較多誤差。

因此結(jié)合本校的民族特色和民族學(xué)領(lǐng)域獨(dú)特的研究?jī)?yōu)勢(shì),將信息認(rèn)知技術(shù)引入民族關(guān)系研究,運(yùn)用圖像、心電和腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將分析的結(jié)果和心理場(chǎng)景測(cè)試及民族學(xué)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行相互印證和參數(shù)修正,從而獲得盡可能客觀的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將有助于建立一個(gè)客觀、完備、科學(xué)的民族關(guān)系監(jiān)測(cè)體系,并真實(shí)全面地評(píng)估民族關(guān)系,從而使決策機(jī)構(gòu)及時(shí)做出正確的決策。基于多信息融合的民族關(guān)系監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

目前該平臺(tái)已經(jīng)搭建,由北京市公共安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)、北京市公共安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究、基于多源信息融合的民族信任研究等多個(gè)重大項(xiàng)目支撐。在這個(gè)平臺(tái)的下面,涉及到人臉識(shí)別、表情識(shí)別,視頻監(jiān)控、認(rèn)識(shí)等領(lǐng)域,小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、模糊數(shù)學(xué)、信息融合等人工智能知識(shí)得到了具體的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好,自愿參加到該平臺(tái)下的某一項(xiàng)目,切實(shí)對(duì)自己所學(xué)知識(shí)有一個(gè)深刻的理解和掌握。

4結(jié)語(yǔ)

研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不但使學(xué)生更好地掌握了人工智能的基本概念、基本理論和基本技術(shù),也切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和編程能力。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)踐過(guò)程中還有以下問(wèn)題需要改進(jìn):

1) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念很難普及。很多教師對(duì)研究型教學(xué)模式的內(nèi)涵未能準(zhǔn)確把握,把研究型教學(xué)模式等同于學(xué)生實(shí)習(xí)或者寫論文。

2) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔導(dǎo)老師素養(yǎng)需要提高。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為體現(xiàn)創(chuàng)新教育要求的現(xiàn)代教學(xué)模式,需要的不是知識(shí)傳授型的教師,而是高素質(zhì)的研究型教師。教師不僅是單一的教者,更應(yīng)該成為一個(gè)學(xué)者,教師不僅要有研究型教學(xué)的教育觀念、快速接受新知識(shí)的能力和高超的教學(xué)技能,要能夠合理地規(guī)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3) 需要建立一套合理的學(xué)生學(xué)業(yè)和教師績(jī)效的評(píng)價(jià)體系。

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Exploration and Practice of the Research Experiment on Artificial Intelligence

ZHANG Ting, YANG Guo-sheng