序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人工智能教育實踐范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關鍵詞：新工科；人工智能導論；實踐教學；校企合作；案例庫

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術的發(fā)展，為了應對中國產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命，適應“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展，同時將國際工程教育思想本土化，“新工科”應運而生[1]。信息技術發(fā)展催生出了人工智能相關的專業(yè)，國內(nèi)高校紛紛設立了智能科學與技術專業(yè)。近年來，人工智能技術的發(fā)展引領著人類社會正逐漸走進智能社會，人工智能將深刻影響人類社會。隨著人工智能的進一步發(fā)展，高等教育的價值也將進一步提高[2]。因此，各高校應盡快建立與新工科相一致的智能科學與技術專業(yè)，并深入研究我國人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設置、實驗平臺及成果轉化等方法，改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學方法，形成有新工科特色的智能科學與技術專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學科劃分的，因此，目前的智能科學與技術專業(yè)課程體系以理論為主，強調(diào)學科知識的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導論作為智能科學與技術專業(yè)的核心課程，同時也是人工智能“入門性”和“引導性”的課程。但是，目前人工智能導論的課程設置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實踐課程不足、教材理論過強、教學模式老舊及實踐教學與企業(yè)需求不適應等問題。尤其是人工智能導論課程，缺乏實踐教學將會降低學生學習人工智能的興趣和積極性。因此，為了解決這些問題，并使高校跟上人工智能時代的腳步，抓住高等教育發(fā)展的新機遇，進行面向新工科的人工智能導論實踐教學模式探索具有重要的現(xiàn)實意義。

1人工智能對新工科人才的新要求

1.1具備多學科交叉知識。人工智能導論是一個多個學科交叉而成的一門課程。人工智能導論主要包括知識系統(tǒng)、智能搜索技術、腦科學、機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機、專家系統(tǒng)、智能計算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此，一個合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學科知識。1.2具備多領域應用能力。人工智能導論的應用領域廣泛，基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會生活的各個行業(yè)（如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會治安、交通領域及服務業(yè)等）[5]。人工智能導論課程要求學生在學好理論前提下也應該掌握各行業(yè)的相關知識，只有這樣才能提高人工智能技術在各領域的應用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前，創(chuàng)新驅動發(fā)展成為了我國現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量，人工智能成為經(jīng)濟發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號角下，人工智能技術作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程中的一個大趨勢。因此，當今新形勢下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對我國經(jīng)濟發(fā)展及大學畢業(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)，人文科學的知識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)是人文科學體現(xiàn)出來的以人為研究對象和中心的精神[6]。人工智能對人類社會帶來的是便利還是帶來災難，關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人工智能導論課程教學現(xiàn)狀

目前，許多高校已經(jīng)認識到傳統(tǒng)的人工智能導論課程已經(jīng)不能適應社會和學生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學科力量薄弱情況下進行人工智能導論的實踐教學。目前人工智能導論的課程設置上主要存在的問題如下：⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術的快速發(fā)展，也帶動人工智能技術發(fā)展日新月異。對于高校來說，要緊跟人工智能技術前沿，傳授學生的知識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論教材，但在課堂上能夠教學的新內(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（如問題求解、知識表示、歸結原理及經(jīng)典推理等技術）上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導論課程應作為本科生課程的一個延續(xù)，但部分高校對研究生人工智能導論課程的教學重視不夠。很多本科生已經(jīng)學過的內(nèi)容在研究生階段又進行了重復。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新工科人才實踐能力的培養(yǎng)，選擇合理的人工智能導論課程，改革研究生階段人工智能導論的教學理念和教學模式。⑶實踐課程不足。實踐教學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)院校的人工智能導論課程理論與實踐聯(lián)系不夠緊密，對學生實踐能力的培養(yǎng)不夠，只知道理論，而不進行實際的實踐應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驗室建設投入不足，實驗條件差，驗證性的實驗較多，實驗課時不足，學生對人工智能新技術的接觸不夠。⑷人工智能導論教材理論性過強。目前，現(xiàn)有的人工智能導論教材以理論為主，缺乏人工智能實踐內(nèi)容。在課程教學過程中學生經(jīng)常會感覺索然無味，當實踐課程開設不足時，這種情況會非常明顯。學生會漸漸的對人工智能導論課程失去興趣和熱情，最終會導致課程的教學質(zhì)量和效果下降，不能達到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預期。⑸教學模式老舊。人工智能導論是多學科交叉的課程，課程內(nèi)容理論性強、抽象、多知識點是新工科的特點。然而，大多數(shù)地方高校仍然采用過去的課堂教學模式（即“教師講、學生聽”的教學模式），這種單向灌輸?shù)慕虒W方式以教師為主，學生的主動性不夠，只是在被動接收知識。學校這種重視理論不重視實踐的教學模式，在一定程度上影響了新工科人才的實踐能力，從而導致教學內(nèi)容與企業(yè)社會需求脫節(jié)。

3人工智能導論實踐教學初探

3.1人工智能導論課程實踐平臺建設。為了提高學生對實踐教學的興趣，南陽師范學院計算機科學與技術學院在人工智能導論授課過程中廣泛應用多種計算機實驗教學平臺，如采用開源的PaddlePaddle百度飛槳深度學習平臺，希冀一體化人工智能實踐教學平臺及大數(shù)據(jù)綜合實驗平臺。教師可以在實踐教學過程中方便的使用這些平臺進行授課，學生也可以在課堂中跟隨老師完成相關實驗，并能夠在課下進行相關實驗練習及提交作業(yè)。3.2人工智能導論課程實驗內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導論實踐教學過程中，以學生興趣為導向，開展相關應用課程實驗，南陽師范學院計算機科學與技術學院對人工智能導論實驗課程內(nèi)容進行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實驗課程包括搜索優(yōu)化算法實現(xiàn)、智能計算實現(xiàn)、貝葉斯分類實驗、最近鄰算法實驗、機器學習實驗及神經(jīng)網(wǎng)絡實驗。最后，通過期末課程設計進一步提高學生解決實際問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導論實踐教學模式改革。⑴校企合作為使人工智能導論實踐教學不與企業(yè)脫節(jié)，校企合作是關鍵。應積極派遣教師進企業(yè)進修，了解企業(yè)需求，并提高教師的工程能力。從2018年以來，南陽師范學院計算機科學與技術學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修培訓。同時已經(jīng)在固定時間邀請相關企業(yè)講師到學校進行人工智能方面的項目教學。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊伍及校企協(xié)調(diào)的實踐教學模式，從而避免人工智能導論課程實踐與企業(yè)實際脫節(jié)。⑵“雙導師”負責制人工智能導論實踐課程實行“雙導師”制，邀請企業(yè)中實踐經(jīng)驗豐富的人才任教或任職，校企合作建立實踐教師指導團隊，改革教學策略及教學方法，以項目為牽引，將人工智能導論實踐課程作為第二課堂學分。還要積極制定人工智能相關的科技作品競賽的獎勵機制，積極引導學生參加各種人工智能相關的比賽，從而進一步提高學生在創(chuàng)新實踐方面的能力。⑶采用案例教學法以案例導入進行教學，提高學生興趣。首先，從人工智能競賽的部分賽事中、（如百度的人工智能大賽，“2020年全國人工智能大賽”，“2020中國高校計算機大賽人工智能創(chuàng)意賽”等）中選取貼近實際問題的案例作為人工智能導論實踐課程的案例來源。然后，采用目前主流的人工智能開發(fā)軟件進行算法代碼的編寫，引導學生采用Python語言調(diào)用第三方接口庫進行算法的實現(xiàn)。最后，讓學生使用主流的編程語言（如C++、Java等）開發(fā)完善算法或進行系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。

4結束語

在新工科背景下，人工智能導論作為智能科學與技術專業(yè)的基礎核心課程，人工智能人才培養(yǎng)應注重提高學生解決問題的能力。在這種背景下，筆者結合近年來了解到的企業(yè)需求和上課的實際，對人工智能導論實踐教學模式進行初探，具體如下：①校企合作，構建人工智能實踐平臺；②建立案例庫，優(yōu)化實踐的內(nèi)容；③校企“雙導師”制，采用案例教學，從而進一步提高學生在創(chuàng)新實踐方面的能力。

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篇(2)

當前高職教育中為計算機專業(yè)學生所開設的人工智能課程很大程度上沿用了普通高等教育環(huán)境下的教學方式和內(nèi)容，這顯然與高職教育本身培養(yǎng)人才的目標和方式不一致。高職教育的最終目標是要培養(yǎng)適應生產(chǎn)需要的技能型、應用型人才，而高職教育在教學方式上應更為注重實踐教學，包括各種實驗、實訓、實習和設計。因此，人工智能課程中單純的理論講授并不能有效地適應高職教育的實際教學環(huán)境要求，有必要對人工智能課程在教學內(nèi)容和方式上加以改革。三個改革途徑（一）引導學生閱讀應用研究文獻

高職教育強調(diào)培養(yǎng)學生的知識應用技能，其中重要的一點是要培養(yǎng)學生把理論知識應用到實際生產(chǎn)中的能力。然而在教學實踐過程中，學生普遍反映由于人工智能課程理論性強，難于從課本理論聯(lián)系到實際的專業(yè)應用上，這樣對激發(fā)學生的學習興趣，提高技能應用水平是不利的。

實際上，人工智能涉及的應用領域極為廣泛，其中在專家系統(tǒng)、模式識別、智能控制、數(shù)據(jù)挖掘、自然語言理解等方面尤為突出，每一種應用都能夠很好地體現(xiàn)出人工智能學科的基本理論方法特點。因此，在課程學習的開始階段，應讓學生按照個人興趣自行選定某個應用領域，在一定的提示和引導下通過檢索有關文獻，訪問相關的科研院校網(wǎng)站等方式獲取資料，了解當前該領域的發(fā)展現(xiàn)狀和具體產(chǎn)品的開發(fā)和使用情況，最后在課程的結束階段以學習報告的形式在課堂上加以演示和共同討論，這樣可以大大激發(fā)學生學習人工智能課程的主觀能動性，開闊學生的知識視野。資料的收集閱讀與思考是知識應用的首要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)應用型人才的知識應用技能很有幫助。（二）安排學生對經(jīng)典算法程序進行實驗

與普通高等教育相比，高職教育更加強調(diào)實踐教學的重要性。從實踐中學習和理解理論知識，并且把所學知識運用到實踐中，這是高職教育的重要特點。人工智能課程內(nèi)容抽象而概念性強，單純的理論講解學生難以從中得到啟發(fā)，也難以體現(xiàn)出高職教育突出實踐教學的特點，為此需要安排學生動手實驗，從實踐中理解人工智能科學的理論原理和應用途徑。

在人工智能科學的發(fā)展過程中，先后提出了一些經(jīng)典的優(yōu)秀算法程序，如A*算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡的BP學習算法等，在科研和工程實際中得到了廣泛的應用，在實踐教學中同樣有著重要價值。根據(jù)教學要求和實際情況，學生并不需要自行設計關于這些算法的具體程序，在提倡開放和共享源代碼的今天，通過網(wǎng)絡能夠獲得大量相關的程序代碼資源。同時，一些軟件平臺也集成了一些工具箱，如遺傳算法工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱等，只需設定相關輸入?yún)?shù)和數(shù)據(jù)，便可通過調(diào)用工具箱函數(shù)實現(xiàn)算法，極為簡便而易于理解。

學生應通過對這些程序作驗證性實驗來理解所學內(nèi)容。為安排學生有效地進行實驗，教師應結合當前階段所講授的內(nèi)容準備相應的算法程序，當該部分內(nèi)容結束后在課堂上講解和演示算法程序的運行方法。學生獲得該算法程序以及具體的實驗任務后在課后完成實驗并提交實驗報告。

例如，在講授啟發(fā)式搜索時，可向學生提供A*算法求解八數(shù)碼難題的算法程序，并對某個學生給定某個初始棋盤狀態(tài)，要求學生動手運行程序并記錄由算法擴展所得的每個棋盤狀態(tài)的估價函數(shù)計算結果，以及相應的OPEN表和CLOSED表的變化情況，從中理解A*算法的原理特點。又如，在講授BP學習算法時，可根據(jù)學生的實際情況對內(nèi)容進行調(diào)整，強調(diào)BP神經(jīng)網(wǎng)絡的實際工程應用價值，而對BP算法的基本原理只作簡單介紹。向學生提供利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡學習特定目標函數(shù)的MATLAB程序代碼后，要求學生動手運行該程序，并且記錄和對比神經(jīng)網(wǎng)絡在訓練前后對目標函數(shù)的逼近效果。

（三）啟發(fā)學生引入人工智能理論方法對畢業(yè)設計加以創(chuàng)新

畢業(yè)設計是高職教育的重要環(huán)節(jié)，學生通過畢業(yè)設計對以往所學知識作系統(tǒng)性總結，通過畢業(yè)設計能進一步加強學生的技能訓練，提高學生的技能應用水平。從實踐教學的角度來講，畢業(yè)設計不僅僅要求學生對已學知識和技能的簡單重復運用，更重要的是強調(diào)學生能夠主動獨立地分析實際問題，對問題的解決方法提出新的觀點并付諸實踐。然而從教學的實際來看，在畢業(yè)設計中學生創(chuàng)新的主動性不足，往往停留在繼承和模仿階段，畢業(yè)設計作品少有突破和創(chuàng)新。究其原因，并非學生所學知識和技能不足，而是學生未懂得如何分析已有問題，在其基礎上引入新的解決方法或提出新的應用內(nèi)容。

篇(3)

2016年1月，美國佐治亞理工學院計算機學院的教授AshokGoel，借助IBM的Watson人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建了一個在線機器人JillWatson，并將其作為課程教學助理。其目的是幫助教師回答學生通過在線論壇提出的大量課程問題。通過幾個月的反復調(diào)試，JillWatson的回答已經(jīng)能夠達到97%的正確率。現(xiàn)在，機器人助教已經(jīng)可以直接與學生溝通，不需要真人助教的幫助。這項人工智能在教育中的使用，解決了AshokGoel教授的助教人數(shù)不夠，難以及時回答學生提問的困境，增加了學生參與在線學習的興趣，提高了在線學習的留存率。

這只是人工智能在教育領域的小試牛刀。雖然有專家預測在未來十年內(nèi)不會看到人形機器人替代教師進入課堂，不過地平線報告2016年基礎教育版和2107年高等教育版都預測未來五年內(nèi)人工智能將會在教育行業(yè)普及。

教育行業(yè)已有的人工智能研究和應用

Woolf等人在2013年提出了人工智能在教育領域應努力解決“五大挑戰(zhàn)”：①為每一個學習者提供虛擬導師：無處不在地支持用戶建模、社會仿真和知識表達的整合。②解決21世紀技能：協(xié)助學習者自我定位、自我評估、團隊合作等。③交互數(shù)據(jù)分析：對個人學習、社會環(huán)境、學習環(huán)境、個人興趣等大量數(shù)據(jù)的匯集。④為全球課堂提供機會：增加全球教室的互聯(lián)性與可訪問性。⑤終身學習技術：讓學習走出課堂，進入社會。

過去十年，一些研究者對人工智能在教育領域中的應用做了大量的探索。相關的研究成果包括：①跟蹤學習者的思維步驟和解決問題的潛在目標結構（Anderson等，1995）；②診斷誤解和評估學習者的理解域（VanLehn，1988）；③提供及時的指導、反饋和解釋（Shute，2008）；④促進高效學習的行為，如自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控和自我解釋（Azevedo&Hadwin，2005）；⑤以合適的難度水平和最適當?shù)膬?nèi)容來規(guī)劃學習活動（VanLehn，2006）。

這些研究，基本上使用到了人工智能的每一項技術——自然語言處理、不確定性推理、規(guī)劃、認知模型、案例推理、機器學習等。“智能導師系統(tǒng)”就是基于這些研究和技術而開發(fā)的人工智能教育應用。類似的成熟產(chǎn)品包括Tabtor（hellothinkster.com）、CarnegieLearning（carnegielearning.com）和FrontRow（frontrowed.com）。2014年，加拿大西蒙弗雷澤大學的一項試驗發(fā)現(xiàn)用智能導師系統(tǒng)的學習者比使用其他教學方法的學習者獲得的成績更高。

人工智能在教育行業(yè)的新發(fā)展

教育行業(yè)的三種類型（內(nèi)容、平臺和評估）的服務商都在經(jīng)歷著一場變革。內(nèi)容出版商面臨紙質(zhì)印刷到數(shù)字出版和開放教育內(nèi)容的挑戰(zhàn)。學習平臺正試圖區(qū)分自適應、個性化和數(shù)據(jù)分析的功能。評估供應商則繼續(xù)探尋從多項選擇題測試轉向更具創(chuàng)新性的問題類型。人工智能將為這三種類型教育服務商帶來新的發(fā)展思路和契機，同時也惠及教育生態(tài)系統(tǒng)中的所有利益相關者。學生通過即時反饋和指導提高學習效率，教師將獲得豐富的學習分析和個性化指導經(jīng)驗，父母能夠低成本地為孩子改進職業(yè)前景，學校能夠規(guī)模化提高教育質(zhì)量，政府能夠提供負擔得起的教育。2017年，人工智能將在以下領域發(fā)揮其效益。

1.人工智能批改作業(yè)

批改作業(yè)和試卷是一件乏味的工作，這通常會占據(jù)教師大量的時間，而這些時間本可以更多地用于與學生互動、教學設計和專業(yè)發(fā)展。

目前，人工智能批改作業(yè)已經(jīng)相當接近真人教師了，除了選擇題、填空題外，作文的批改能力已經(jīng)大幅提高。美國斯坦福大學已經(jīng)成功開發(fā)出一種機器學習程序，能夠批改8～10年級的作文。隨著圖像識別能力的大幅提高，手寫答案的識別也接近可能。就連占有美國標準化考試60%市場份額的全球最大教育企業(yè)——培生公司也認為，人工智能已經(jīng)可以出現(xiàn)在教室并提供足夠可信的評估。據(jù)培生公司近期的報告IntelligenceUnleashed推測，人工智能軟件所具有的廣泛的、定制的反饋能夠最終淘汰傳統(tǒng)測試。

2.人工智能實現(xiàn)一對一輔導

自適應學習軟件已經(jīng)能為學生提供個性化學習支撐。據(jù)2011年VanLehn的一項研究發(fā)現(xiàn)，人工智能在某些特定主題和方法上比未經(jīng)訓練的導師更具有效性。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能導師能在學生出錯的具體步驟上給予實時干預，而不是就整個問題的答案給予反饋（Corbett&Anderson，2001；Shute，2008）。

自適應學習在拉美地區(qū)正在興起。AndréUrani市政學校的學生使用人工智能軟件Geekie觀看在線課程（視頻和練習）。Geekie為學生提供每一步的實時反饋，并隨著學習的進展來傳授更為精細的課程內(nèi)容。

早在1984年，本杰明·布盧姆的研究就提出一對一輔導能帶來更好的學習效果。而人工智能技術可以模擬一對一輔導，以更好地跟蹤、適應和支持個體學習者。這將是人工智能在教育中更高層次的個性化學習應用。例如，比爾·蓋茨看好的人工智能聊天機器人或個人虛擬導師，能在學生面臨挑戰(zhàn)時提供強有力的支持，隨時隨地回答學生的提問；還可以為學生訂制學習方案和規(guī)劃職業(yè)發(fā)展路徑，并引導學生走向成功。更重要的是，人工智能可以匹配聊天機器人或虛擬導師的面孔和聲音來滿足學生個人喜好。對比網(wǎng)頁界面的自適應學習系統(tǒng)，這才是真正做到了一人一導師。

3.人工智能關注學生情感

2016年地平線報告高等教育版把情感計算列為教育技術發(fā)展普及的重要方向。也就是說，人工智能不僅限于模擬人類傳遞知識，還能通過生物監(jiān)測技術（皮膚電導、面部表情、姿勢、聲音等）來了解學生在學習中的情緒，適時調(diào)整教育方法和策略。例如，機器人導師捕捉到學生厭煩的面部表情時，就可以立即改變教學方式努力激發(fā)他們的興趣。這種關注情感的人機交流為學生營造一個更真實的個性化學習環(huán)境，更好地維持了學習者的動機。美國匹茲堡大學開發(fā)的AttentiveLearner智能移動學習系統(tǒng)就能通過手勢監(jiān)測學生的思想是否集中。突尼斯蘇斯國家工程學院的研究人員正在研究開發(fā)基于網(wǎng)絡的人工智能教學系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠識別學生在任何地方開展科學實驗的面部表情，以優(yōu)化遠程虛擬實驗室的教學過程。

進一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能還可以關注學生的心理健康。當前已經(jīng)有使用人工智能來為自閉癥兒童提供有效支持的案例。例如，倫敦知識實驗室在Topcliffe小學開展試驗，讓自閉癥學生與半自動虛擬男孩安迪開展互動交流，研究人員發(fā)現(xiàn)患有自閉癥的學生在社交能力方面有進步。

4.人工智能改進數(shù)字出版

教科書等課程材料并非總是完美，傳統(tǒng)印刷出版讓課程的修訂變得過于緩慢。這不僅是生產(chǎn)工藝的問題，更主要的是紙質(zhì)課程材料無法快速獲取使用者的反饋來識別缺陷所在。而數(shù)字化出版在人工智能的支撐下能徹底改變這一現(xiàn)狀。

人工智能可幫助使用者快速識別課程缺陷。大規(guī)模網(wǎng)絡開放課程Coursera的提供者已經(jīng)將這一想法付諸實踐。當發(fā)現(xiàn)大量學生的作業(yè)提交了錯誤的答案時，系統(tǒng)會提示課程材料的缺陷，進而有助于彌補課程的不足。

另一項人工智能在數(shù)字化出版的應用是自動化組織和編寫教材。這是基于深度學習系統(tǒng)能模仿人類的行為進行讀和寫。ScottR.Parfitt博士的內(nèi)容技術公司CTI就依據(jù)這項技術幫助教師定制教科書——教師導入教學大綱，CTI的人工智能引擎能自動填充教科書的核心內(nèi)容。

隨著自然用戶界面和自然語言處理在人工智能領域的成熟應用，課程材料的數(shù)字化出版也會有更新的形態(tài)——不再局限于書本或網(wǎng)頁的形式，聊天機器人和虛擬導師將成為內(nèi)容表達的更好的方式。

5.人工智能作為學生

多年的研究表明，教會別人才是更好的學習，即learning-by-teaching。美國斯坦福大學教育學教授DanielSchwartz正基于這一理念來開發(fā)新的人工智能產(chǎn)品。他聯(lián)合了多個領域的專家一起開發(fā)了人工智能應用——貝蒂的大腦（Betty’sBrain），讓學生來教貝蒂學習生物知識。試點研究發(fā)現(xiàn)，使用這一方法來學習的學生比其他學生成績更好，且在科學推理上也更勝一籌。

類似的研究和開發(fā)還有瑞典隆德大學的TimeElf和美國卡內(nèi)基梅隆大學的SimStudent，這兩個人工智能產(chǎn)品也是基于learning-by-teaching而開發(fā)，讓學生在教會機器人知識的過程中深化對知識的理解。

另外，人工智能還推動其他教育方法和技術更好實現(xiàn)。如讓虛擬現(xiàn)實學習環(huán)境更具沉浸感；給學生帶來更多動手實踐的機會；提供基于豐富學習分析的仿真和游戲化學習場景等。

篇(4)

關鍵詞：應用型本科院校；人工智能；電子信息工程；專業(yè)建設

一研究背景

在發(fā)達國家，應用型本科院校一直占有很大的比重。在我國，應用型本科院校也逐漸成為高等教育大眾化的主力軍，對我國高等教育系統(tǒng)未來發(fā)展越來越重要的作用。金陵科技學院作為教育部應用科技大學改革試點戰(zhàn)略研究單位、中國應用技術大學（學院）聯(lián)盟創(chuàng)始單位，也正在積極地去探究相關的應用型專業(yè)建設模式。電子信息工程專業(yè)作為學校的一門深度涉軟專業(yè)，也要緊跟南京城市軟件建設發(fā)展方向，這對應用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)既是機遇又是挑戰(zhàn)。隨著社會的不斷發(fā)展和科學技術的不斷進步，電子信息工程的應用也越來越廣泛，對人們的生活產(chǎn)生了非常大的影響。，不但改變著人們獲取信息、存儲信息和管理信息的方式，而且為人們進行信息的獲取、存儲和管理提供了新的途徑和方法，目前，各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)人才，而且薪金很高。2015年5月8日，備受矚目的《中國制造2025》由國務院正式下發(fā)，這是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。該規(guī)劃二個突出特點是，將"加快新一代信息通信技術與制造業(yè)的深度融合"作為貫徹始終的主題，提出堅持自主研發(fā)和開放合作并舉，加快建立現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)體系，為推動信息化與工業(yè)化深度融合、實現(xiàn)制造業(yè)由大變強、建設網(wǎng)絡強國提供強有力的基礎支撐。在今年，隨著國家“兩會”的盛大召開，人工智能首次被提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略高度，人工智能技術的重大突破將帶來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，大力發(fā)展人工智能技術是中國經(jīng)濟轉型升級的重要動力。電子信息技術的巨大成功和進步，使人工智能可以深層次、多維度地參與到各個行業(yè)各個領域中，使科技的進步快速融入到跨界合作中。比如，電子信息技術的成熟，使人工智能可以深度服務于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、配合甚至取代醫(yī)生進行精確的手術治療。在無人駕駛領域，無人駕駛汽車、無人駕駛飛機、無人駕駛艦船都已經(jīng)陸續(xù)投入使用；在軍事領域，人工智能的運用更是已經(jīng)爐火純青，俄羅斯與美國的人工智能作戰(zhàn)部隊和相關系統(tǒng)，已經(jīng)在反恐作戰(zhàn)中屢立戰(zhàn)功，威力無比，作戰(zhàn)效能與性價比遠遠超越人類士兵。由此可看出，人工智能在電子信息技術大發(fā)展的當下，終于在應用層面開始發(fā)光發(fā)熱，現(xiàn)出巨大的生命力和后續(xù)無窮無盡的成長潛力，人工智能在各行各業(yè)的廣泛應用，是國家經(jīng)濟結構戰(zhàn)略性調(diào)整、產(chǎn)能升級改造、產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化、核心技術創(chuàng)新獲得成功的關鍵。隨著BAT、華為、大疆無人機等高科技企業(yè)在人工智能應用和開發(fā)上的不斷探索，刺激更多人才和資本向人工智能商業(yè)應用領域涌入。目前，基于人工智能學習背景下，軟硬件相關知識過硬的電子信息類專業(yè)人才已經(jīng)成為社會上最為緊缺的人才，薪水待遇很高。

二需要解決的關鍵問題

作為應用型本科院校，如何將“人工智能”新概念融入到電子信息工程專業(yè)建設中，根據(jù)社會發(fā)展的需求，校企緊密結合，培養(yǎng)出復合型的，應用型的社會緊缺人才，是需要去解決的關鍵問題。1.像當年互聯(lián)網(wǎng)的崛起一樣，人工智能真正的發(fā)展才剛剛興起，相關的概念及定義還不完全定型，如何把握好未來人工智能的發(fā)展方向，有針對性地在傳統(tǒng)的電子信息工程課程計劃中規(guī)劃與人工智能息息相關的課程，比如人工智能原理，機器學習，深度學習等課程，將兩者有機融合，在人才培養(yǎng)上面臨較大的挑戰(zhàn)。2.人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學、神經(jīng)生理學、心理學、語言學、哲學等多門學科的嶄新概念。如果要將“人工智能”融入到電子信息工程專業(yè)建設中，就不僅需要學生學好如模擬電子技術，數(shù)字電子技術，數(shù)字信號處理，單片機技術，C/C++程序設計等傳統(tǒng)的課程，打好基礎，還需要加強在數(shù)據(jù)挖掘，神經(jīng)網(wǎng)絡等以數(shù)學為基礎的課程方面的建設，扎實學生的數(shù)學物理基礎。這對學生的學習能力要求更高，老師的教學水平也提出更高的要求。因此，如何加強此方面的師資專業(yè)培訓，是一個該課題需要解決的關鍵問題。3.一個專業(yè)人才的培養(yǎng)，不僅需要優(yōu)秀的師資力量以及良好的學風，還需要有相關的硬件實驗平臺作為支撐。如何根據(jù)“人工智能”新概念，針對性地新建一些諸如智能傳感器實驗室，人體特征識別實驗室，機器人實驗室等，把電子信息工程專業(yè)中的電子器件技術，信號處理技術等應用于人臉識別，智能家居，機器人等熱門領域，根據(jù)學生的興趣愛好因材施教，提高學生的動手能力，也是該課題需要去解決的一個關鍵問題。

三研究內(nèi)容

本文以“人工智能”新概念下的電子信息工程專業(yè)教學及實踐模式為研究內(nèi)容，重點研究如何將人工智能相關的理論及實驗課程建設融入到傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案中，做到無縫結合，在培養(yǎng)模式上需要有一定的理論創(chuàng)新，以更好地適應人工智能類的高新電子信息技術企業(yè)對相關應用型人才的要求。目前擬以現(xiàn)有電子信息工程專業(yè)的課程體系和專業(yè)方向為基礎，形成以“人工智能”為導向的應用型電子信息工程特色專業(yè)建設，在未來的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，逐漸形成物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、機器人，無人機，人臉識別，語音交互，智能駕駛等不同的專業(yè)方向，增加學生的就業(yè)面，提高學生的就業(yè)層次，加強學生的就業(yè)競爭力。主要具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）實踐教學的形式多樣

可采用以“學生興趣愛好”為依據(jù)的引導式教學實踐模式，在扎實學生數(shù)學物理等理論的基礎上，將最新的人工智能概念貫穿在電子信息工程專業(yè)課程體系中，通過不同的應用型實驗項目拓寬學生的知識面，提高學生的主動學習能力，動手實踐能力，創(chuàng)新能力以及獨立開展研究的能力，將課堂教學、校內(nèi)實驗和校外企業(yè)實習三者相互結合，鼓勵學生參加諸如全國大學生電子設計大賽，全國大學生智能設計競賽，中美創(chuàng)客大賽等賽事，以確保培養(yǎng)出高素質(zhì)的應用型專業(yè)人才。同時，讓學生從大二開始就自選課題、進實驗室、根據(jù)興趣愛好組建不同研究方向的實驗團隊，并為學生按照不同的研究方向配備專業(yè)教師，以此讓學生融入到教師的科研工作中去，形成所謂的本科生導師制制度，由相應的導師全程指導，開展科學研究，培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力和動手實踐能力。

（二）注重提高教師的教學及科研水平

在努力提高學生學習能力的同時，注重提高應用型電子信息工程專業(yè)教師的教學及科研水平，使其能夠很好地將“人工智能”新概念用于電子信息工程專業(yè)的教學中，指導學生參加相關的各種競賽，提高教師團隊的實踐能力及技術水平。通過海內(nèi)外招聘和內(nèi)部強化培養(yǎng)(教師博士化、教師雙師化、教師國際化)等舉措，加強師資團隊建設；通過鼓勵教師積極開設MOOC課程，參加教師技能大賽以及國內(nèi)外教學培訓，從多方面提高教師的教學水平。

（三）建立完善的校企合作制度，為學生提供相應的實習基地

企業(yè)工程師可以參與相關的人才培養(yǎng)方案修訂和部分的教學實踐工作。這種合作制度既可以提高教師的科研應用水平，也可以為學生提供就業(yè)機會，增強學生的實踐創(chuàng)新能力。

（四）注重課程大綱修改，實驗室平臺建設

以改革傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)模式為目標，總結在“人工智能”新概念下教學及實踐的相關經(jīng)驗，形成一個有鮮明特色的電子信息工程專業(yè)培育模式。應用型本科院校電子信息工程專業(yè)人才未來的發(fā)展戰(zhàn)略和改革方向，應重點考察“人工智能”新概念下專業(yè)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)缺點。重點關注“人工智能”新概念下的教學及實踐課程大綱修訂、教師教學及科研能力培訓體系構建、實驗室軟硬件平臺建設、校企合作培養(yǎng)模式探討及校外實習基金建設等工作。

四結語

本文探討和研究了“人工智能”新概念下應用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)模式，結合金陵科技學院電子信息工程專業(yè)的發(fā)展情況，對原有的專業(yè)培養(yǎng)模式做了一定的理論創(chuàng)新，引入了“人工智能”新概念，從理論和實踐教學，學生學習能力和教師教研技能培養(yǎng)，校企合作辦學，實驗室建設等方面進行了一系列的探討。

參考文獻

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篇(5)

關鍵詞：人工智能；網(wǎng)絡教育；應用；前景

中圖分類號：TP18

“人工智能”一詞最早是在20世紀50年代末期在Dartmouth學會上提出的。它是計算機技術的一個分支學科，但又同時包含了很多領域的不同學科，例如生物信息學、機械理論學、數(shù)理推論、語言文化等，它的研究領域非常的廣泛，包括機器翻譯研究、智能控制研究、專家系統(tǒng)學、機器人研究、語言和圖像理解研究、遺傳編程研究、自動程序設計研究、航天科學與應用、龐大的信息處理、儲存、管理研究。此后，越來越多的科研人員開始了對人工智能技術的研究。國際上比較先進的研究機構有麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學伯克利分校、賓夕法尼亞大學、耶魯大學、德國人工智能研究中心、索尼公司等，中國的先進研究機構主要有清華大學、北京紫光優(yōu)藍機器人技術有限公司、中國科學院先進技術研究院、北京大學、南京理工大學、哈爾濱工業(yè)大學、中國科學技術大學、北京郵電大學等幾十家機構。

目前，將人工智能應用在網(wǎng)絡教育中是很多研究者關注的熱點，在近些年的研究中取得了很大的進步，取得了一些先進的成果，但是在研究中也遇到了一些問題，需要研究人員進行解決并創(chuàng)新。本文首先介紹了網(wǎng)絡教育的現(xiàn)狀，探討了人工智能在網(wǎng)絡教育中的應用，通過研究提出了做好人工智能在網(wǎng)絡教育中應用的有效措施，最后對人工智能在網(wǎng)絡教育中的發(fā)展前景進行展望。

1 網(wǎng)絡教育的現(xiàn)狀

隨著信息技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，人們對教育的觀念以及接受教育的方式發(fā)生了巨大的改變，“網(wǎng)絡教育文化”日趨成熟。網(wǎng)絡的發(fā)展給傳統(tǒng)的教育模式帶來新的挑戰(zhàn)，它除了將傳統(tǒng)教育模式的一些顯著不足進行了改變以外，同時使教學更富有吸引力和生氣，吸引更多的人愿意到Internet教學中來學習自己想要的知識，他們可以不受時間、空間、身份的限制，到這個虛擬的課堂來進行“充電”。但在當前，網(wǎng)絡教育還在初級的發(fā)展階段，在實際的推廣和應用中還存在著一些問題：

（1）在網(wǎng)絡遠程教育的過程中，支持學習的服務系統(tǒng)沒有很好的滿足學習者的要求，引導學習者學習的手段和給學習者答疑的方法都比較落后，服務的方式受到一些客觀因素的限制；

（2）網(wǎng)絡實驗教學中有很的問題存在，例如空間的分散性差，時間的流動性和自主性差，除此之外，便攜性也比較差等；

（3）目前，雖然網(wǎng)絡教育中進行的考試具有開放性，但是考試的公平公正性、考試類型的科學性、出題的權威性都很難保證；

（4）目前來看，網(wǎng)絡系統(tǒng)本身具有了信息查詢能力，但這種查詢的能力是很有限的。

2 人工智能在網(wǎng)絡教育中的應用

2.1 智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)是在1980年左右由美國的研究大師波恩切克提出來的，是決策支持系統(tǒng)與人工智能技術相結合的產(chǎn)物。目前，由于智能決策支持系統(tǒng)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，在網(wǎng)絡教育的應用和研究方面表現(xiàn)出很強的發(fā)展?jié)摿Α＠纾悄軟Q策支持系統(tǒng)在數(shù)字和移動圖書館中的得到了廣泛的應用，該系統(tǒng)能夠為數(shù)字圖書館的管理人員提供決策和管理所需的數(shù)據(jù)、信息，幫助他們明確決策和管理的目標，通過建立決策模型并加以修改或完善，為數(shù)字圖書館正確、有效的管理和決策提供必要的支持。

2.2 智能教學系統(tǒng)

智能教學系統(tǒng)是在1970年以后迅速發(fā)展起來的，可以為學習者提供一種智能的授課環(huán)境，它將計算機的模擬功能來體現(xiàn)在整個教學過程中，使用人工智能技術和多媒體技術等先進的教學手段，共同形成一個交互式的開放的教學系統(tǒng)，在這個學習系統(tǒng)中，學生可以主動的獲取學習知識，系統(tǒng)可以根據(jù)學習者的個人情況來進行合理和科學的教學，以達到最佳的、理想的教學效果。

2.3 智能導學系統(tǒng)

支持服務是現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡教育系統(tǒng)的重要構成要素。建立和維持一個高效靈活、強有力的支持服務子系統(tǒng)是有效地開發(fā)、管理和實施計算機網(wǎng)絡教育項目的保證。智能導學系統(tǒng)可以創(chuàng)造一個優(yōu)良的學習環(huán)境，使學習者方便快捷地調(diào)用各種資源，以獲得學習的成功。

2.4 智能硬件網(wǎng)絡

智能網(wǎng)是20世紀80年代初期興起的研究課題。隨著網(wǎng)絡的日益普及，通過網(wǎng)絡進行學習，不僅要求多媒體綜合化的信息處理能力，而且要求網(wǎng)絡能夠提供高級信息處理能力。就目前的狀況而言，對現(xiàn)有的計算機教育網(wǎng)絡賦予其一定的“智能”，從硬件性能本身加以提升是一種不乏遠見的選擇。

3 做好人工智能在網(wǎng)絡教育中應用的有效措施

3.1 加大資金的支持

對于做好人工智能在網(wǎng)絡教育中的應用工作，絕對離不開資金的支持，因此各級政府部門應該做好相關的預算，落實好國家對于支持人工智能技術的相關政策，對于在人工智能技術發(fā)展中做出突出貢獻的企業(yè)和科研單位要給予一定的資金支持，支持這些企業(yè)、科研單位的研究工作，促進人工智能在網(wǎng)絡教育中更好的發(fā)展和應用。

3.2 加快人員培訓工作，建立技術研究團隊

人工智能在網(wǎng)絡教育中的應用工作具有技術性、專業(yè)性強等很多特征，因此，必須培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人工智能專業(yè)人才，同時還要對這些人員進行全面的業(yè)務培訓，使得這些人員既要懂管理，又要精通人工智能的專業(yè)知識，通過全面的業(yè)務培訓和人才引進，建立人工智能的技術研究團隊，使得這些人的才能得到很好的發(fā)揮，在人工智能方面有所創(chuàng)新，保證人工智能在網(wǎng)絡教育中得到更好的應用。

3.3 加強和先進研究機構的合作

在人工智能技術研究方面，美國、英國、德國等國家都走在世界的前列，而我國的人工智能技術研究的能力較低，與上述發(fā)達國家相比還存在一定的差距。因此，如何縮小這種差距，實現(xiàn)人工智能在網(wǎng)絡教育中更好的應用，就需要我們的研究人員加強專業(yè)知識的學習，和這些國家的先進研究機構進行有效的溝通和聯(lián)系，借鑒其先進的研究經(jīng)驗，根據(jù)自己的實際需要，進行一些實際的合作。

4 結束語

由于人工智能技術本身存在著巨大的優(yōu)勢，人工智能網(wǎng)絡技術也會不斷地進行發(fā)展而趨于成熟，這將極大地改善并且優(yōu)化網(wǎng)絡教育的學習環(huán)境，全面提升網(wǎng)絡教育的整體教學質(zhì)量，并有望增強網(wǎng)絡教育的全面開放性。為了做好人工智能在網(wǎng)絡教育中的應用，需要加大資金的支持，加快人員培訓工作，建立技術研究團隊，加強和先進研究機構的合作，使網(wǎng)絡學習的支持服務更加人性化和擬人化，更加體現(xiàn)以人為本的關懷精神。

參考文獻：

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篇(6)

關鍵詞：人工智能；研究生教學；教學方法

人工智能是一門研究機器智能的學科，是在研究人類智能行為規(guī)律的基礎上，利用人工的方法和技術，研制智能機器或智能系統(tǒng)來模仿、延伸和擴展人的智能，實現(xiàn)智能行為。在知識經(jīng)濟向智能經(jīng)濟高度發(fā)展的今天，人工智能具有重要的理論意義和社會價值。人工智能理論已經(jīng)滲透到各個領域，人工智能技術也得到廣泛應用，許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活。

人工智能課程是一門多學科交叉的課程，具有很強前沿性，涉及哲學、認知科學、行為科學、腦科學、生理學、心理學、語言學、邏輯學、物理學、數(shù)學等眾多領域；涉及面寬，內(nèi)容廣泛，更新快。人工智能課程的開設能夠更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生對計算機前沿技術的前瞻性，提高他們的科技素質(zhì)和學術水平[1]。

人工智能課程內(nèi)容的廣泛性、前沿性和應用性特點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工作，現(xiàn)總結多年教學經(jīng)驗如下。

1研究生培養(yǎng)目標及其教學特點

研究生教育階段的教育目標是使研究生形成具有個性化的研究品格、研究定向和研究視野，以具有獨立思考并獲得獨創(chuàng)研究成果的能力[2]。從這一意義上講，個性化是研究生教育培養(yǎng)目標的構成主體。尤其隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，社會對知識創(chuàng)新、新經(jīng)濟生長點的期望值增大，這就要求我國研究生教育在其培養(yǎng)目標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)定的個性特征，思維力強，具有較高的專業(yè)性思維意識和創(chuàng)造力，為獨立地進行專業(yè)研究活動提供了心理上和智力上的保證。而且，研究生已具備了基礎理論和專業(yè)知識，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積累，也有應用這些知識的經(jīng)驗，對于擴大其專業(yè)知識領域并進行研究有著積極主動的態(tài)度。總之，從年齡構成及身心特征上講，研究生適應高層次、跨學科知識領域的學習和研究。

研究生的特征及其教育目標決定了研究生教學不應該是由教師講授已定論的知識，而應是以教學為基本依托，通過教學提出具有研究性、探索性、未確定性甚至是尚存爭議性的課題，激勵研究生獨立思考和質(zhì)疑，讓他們在思考和質(zhì)疑的過程中提出問題，培育他們發(fā)現(xiàn)問題、提出質(zhì)疑的科學批判精神，訓練并提高其創(chuàng)新能力、實踐能力和創(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、強烈的責任感、開放的心態(tài)、團結合作的精神、嚴謹科學的思維能力和創(chuàng)新思維方式。

個性是創(chuàng)新的源泉，研究生課程體系的設置應該具有一定的靈活性，依據(jù)研究生不同的知識基礎和研究定向，設置具有彈性化的課程，使研究生的個性化得以凸顯。另外，為提高研究生專業(yè)研究和創(chuàng)新能力，在課程教學中，也應凸顯教學的研究性和專業(yè)性，重視專業(yè)領域背景知識和研究方法的講授，開展跨學科、非專業(yè)知識的教學，教學內(nèi)容應涵蓋專業(yè)領域的研究熱點、難點、爭議問題和最新研究動態(tài)，還應包括交叉學科、邊緣學科的研究趨勢，以擴展學生的視野[3]。也就是說，研究生教學既要凸顯研究生的個性化特點，又要凸顯內(nèi)容的學術性和研究的指向性。

2人工智能課程的特點

2.1多學科交叉，具有很強的前沿性

人工智能是一門多學科交叉的課程。課程內(nèi)容的理解需要運用多學科知識和較強的邏輯思維能力，多學科的知識相互聯(lián)系、相互交叉，融合形成新的知識，成為新的思維方法和綜合能力的萌發(fā)點。通過課程學習，學生可以通過不同學科知識的融合來達到對原有知識的超越，用一種全新的思維方法來思考所遇到的問題，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。具有了知識的廣度和深度才具有融會貫通、創(chuàng)新的可能，人工智能課程的開設能夠更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力，為學生提供一種新的思維方法和問題求解手段。

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點較多的課程，它以概率統(tǒng)計、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結構、計算機編程語言、數(shù)據(jù)庫原理等課程為基礎，涵蓋了模式識別、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、計算智能、自然語言理解、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，近年來人工智能科學的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出了大批新方法，研究熱點問題也從符號計算發(fā)展到智能計算和Agent等。其中，計算智能主要涉及神經(jīng)計算、模糊計算、進化計算和人工生命等領域，在模式識別、圖像處理、自動控制、通信網(wǎng)絡等很多領域都得到了成功應用；Agent最早來自分布式人工智能，隨著并行計算和分布式處理等技術的發(fā)展而逐漸成為熱點。

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

2.3應用性強

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學的各個領域，當前，幾乎所有的科學與技術分支都在共享著人工智能領域所提供的理論和技術。例如，自第一個專家系統(tǒng)DENDRAL研制成功以來，專家系統(tǒng)已成功地應用于數(shù)學、物理、化學、醫(yī)學、地質(zhì)、氣象、農(nóng)業(yè)、法律、教育、交通運輸、軍事、經(jīng)濟等幾乎所有領域；數(shù)據(jù)挖掘技術是以一種更自動化的方式對具有大量數(shù)據(jù)的商業(yè)活動進行分析和預測，在市場營銷、銀行、制造業(yè)、保險業(yè)、計算機安全、醫(yī)藥、交通、電信等領域已有許多案例；語義Web讓Web上的信息能夠被機器所理解，實現(xiàn)Web信息的自動處理，成功地將人工智能的研究成果應用到互聯(lián)網(wǎng)。另外，在機器視覺、自然語言理解、智能控制與智能制造等方面，人工智能技術也得到廣泛的應用，有許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活。目前，從理論到技術，從產(chǎn)品到工程，從家庭到社會，智能無處不在，人工智能廣泛的應用性給學生提供了大量的現(xiàn)實案例，使得人工智能不再是高深莫測的理論，而是現(xiàn)實中可以觸及的內(nèi)容。

人工智能課程的多學科交叉性、內(nèi)容廣泛性、概念抽象、不易理解以及前沿性和應用性特點決定了在該課程的講授過程中應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)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力，提高他們的科技素質(zhì)和學術水平。

3人工智能課程教學方法

3.1基于問題的啟發(fā)式教學法

蘇霍姆林斯基說：“喚起人實行自我教育，乃是一種真正的教育。”基于問題的啟發(fā)式教學法是教師在深入了解學生心理特點和學習規(guī)律的基礎上，設計適合教學的啟發(fā)式問題，并采取靈活多樣、生動活潑的啟發(fā)方式，充分調(diào)動學生的學習興趣，激發(fā)、引導學生進行科學思維，培養(yǎng)學生獨立思考問題、提出問題和解決問題的能力。該教學方法強調(diào)的是過程，教師的主要任務是提出問題，依據(jù)舉一反三的思路引導學生展開邏輯推理，通過逐層分析深入思考問題，最后綜合學生觀點闡述相關理論。

在課程教學中，有許多內(nèi)容適合于采用啟發(fā)式教學方法。例如，在知識表示方法的學習過程中，教師首先提出問題：“你是怎樣進行數(shù)學定理證明的？”并在學生的回答過程中，引導學生認識到知識及其表示的重要性；隨后，提出問題：“在計算機中如何表示知識？”引導學生逐步總結出不同知識表示方法在知識表達能力、推理效率、可實現(xiàn)性、可組織性、可維護性方面的區(qū)別。另外，在確定性推理的教學過程中，教師可以利用“某處發(fā)生盜竊案，公安局派出5個偵查員去調(diào)查，研究案情時，5個偵查員各給出了一句可信的結論，據(jù)此判斷誰是盜竊犯”的問題[4]，讓學生進行判斷和討論，引導學生認識到推理過程中可以使用多條規(guī)則進行推理，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題：解決沖突消解等問題的推理策略，以及解決推理線路等問題的搜索策略。

啟發(fā)式教學法的要點是設計適當?shù)膯l(fā)式問題和啟發(fā)方式、安排能調(diào)動學生積極性的討論環(huán)境、鼓勵學生發(fā)表個性化觀點。教師不僅用問題引發(fā)學生思考，更要鼓勵學生讓思維自由馳騁，主動提出問題，討論問題，尋求問題解決方案。在探討、研究問題中，不要以現(xiàn)有的結論和固定的程式束縛思想，鼓勵學生的個性化觀點。啟發(fā)式教學是一種民主、科學的教學方法，其中包含諸多具體的教學方法，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)式教學在傳授知識的同時，更注重的是對創(chuàng)新的孕育、萌芽、生成和壯大，它能促使學生自己獲取知識、思考問題、提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學生的自學能力。以問題為基礎的啟發(fā)式教學，利用問題引導學生學習，全方位深層次發(fā)展學生的創(chuàng)新思維和探究性學習能力。問題可以誘發(fā)出學生的求知欲，激發(fā)、喚醒了學生的主體意識；問題往往是面向生活世界的實踐活動的，它使教學活動從以傳授知識為中心轉化為傳授知識與培養(yǎng)能力并重，理論與實踐相結合，提高了學生分析、綜合、觀察、想象等思維能力。

3.2基于案例的探究式教學法

基于案例的探究式教學法要求教師能夠根據(jù)學生的認知水平和能力，創(chuàng)設引導學生進行探究活動的案例，以激發(fā)學生探究問題的興趣，促進學生質(zhì)疑、探求的創(chuàng)造性學習動機，通過選擇與確定問題、討論與提出設想、實踐與尋求結果、驗證與得出結論，發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生獨立探究、研究能力和創(chuàng)新能力。探究式教學強調(diào)學生的積極參與，強調(diào)師生互動。對教師來說，必須轉變傳統(tǒng)的“傳道”觀念，以平等的心態(tài)與學生交流探討。在課堂上，要努力營造民主、寬松、和諧的教學氛圍，積極引導學生大膽設想，大膽探索。使學生樹立研究型學習的觀念，消除依附心理，養(yǎng)成勤于思考、善于思考的良好學習習慣，通過積極參與研討培養(yǎng)學生自己獲取新知、探求未知的能力，以及團隊意識和合作精神。

我們在本課程神經(jīng)網(wǎng)絡部分的教學中，將基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的維吾爾文手寫字母識別作為案例開展了探究式教學活動。在介紹了前饋多層感知器及標準BP算法之后，教師將科研項目中基于標準BP算法的維吾爾文手寫字母識別實驗及其結果詳細地在課堂上進行演示，引導學生對實驗提出質(zhì)疑。在教學實踐中，學生提出了大量問題，例如，輸出層神經(jīng)元個數(shù)如何確定，為什么輸出層神經(jīng)元個數(shù)對識別率會有影響？網(wǎng)絡訓練過程中出現(xiàn)震蕩的原因是什么？如何解決？為什么有時誤差較大，權值的調(diào)整量反而很小？等等。在教師事先準備好的實驗演示的基礎上，開展學生進行課堂討論，讓學生提出解決問題的各種方法，并現(xiàn)場通過實驗進行驗證，逐步讓學生理解BP網(wǎng)絡結構設計、輸入輸出數(shù)據(jù)的預處理、初始權值設計的必要性及其實現(xiàn)方法。課堂授課實踐表明，這種方法極大地激發(fā)了學生的學習興趣，使學生能夠大膽設想，大膽探索，增加了學生的自信心和創(chuàng)新精神。本次課堂討論結束后，教師根據(jù)學生的討論以及實驗結果演示，總結標準BP算法的局限性，例如，“易形成局部極小”，“訓練次數(shù)多，學習效率低”，“訓練時有學習新樣本遺忘舊樣本的趨勢”等，并要求學生通過查資料、搜集必要的信息、積極地思索和實驗驗證提出解決上述問題的方法，將學生分組，讓學生展開討論，為下次討論課作好準備。

傳統(tǒng)教學方法是告訴學生怎么去做，在一定程度上損害了學生的積極性。而案例教學要求學生自己去思考、去創(chuàng)造，使得枯燥乏味的內(nèi)容變得生動活潑，并且案例教學中，通過學生之間的交流既可以使學生取長補短、促進人際交流能力，也可以引導學生變注重知識為注重能力。

案例教學法的關鍵是案例的選擇。案例是為教學目標服務的，因此它應該具有典型性，且應該與所對應的理論知識有直接的聯(lián)系。案例最好是經(jīng)過深入調(diào)查研究。來源于實踐，不能只是一堆數(shù)據(jù)的羅列。教科書的編寫應采用圖片、表格、曲線等方式讓學生看到算法的實驗結果，啟發(fā)學生思考。另外，案例應該只有情況沒有結果，有激烈的矛盾沖突，沒有處理辦法和結論，由學生對案例提出質(zhì)疑，從這個意義上講，案例的情況越復雜，越多樣性，越有價值。

案例教學法能夠實現(xiàn)教學相長。教學中，教師不僅是教師而且也是學員。一方面，教師是整個教學的主導者，掌握著教學進程，引導學生思考、組織討論研究，進行總結、歸納。另一方面，在教學中通過共同研討，教師不但可以發(fā)現(xiàn)自己的弱點，而且從學生那里可以了解到大量感性材料。另外，案例教學法能夠調(diào)動學生學習主動性。教學中，由于不斷變換教學形式，學生大腦興奮不斷轉移，注意力能夠得到及時調(diào)節(jié)，有利于學生精神始終維持最佳狀態(tài)。案例教學的最大特點是它的真實性。由于教學內(nèi)容是具體的實例，加之采用是形象、直觀、生動的形式，給人以身臨其境之感，易于學習和理解。最后，案例教學法能夠集思廣益。教師在課堂上不是“獨唱”，而是和大家一起討論思考，學生在課堂上也不是忙于記筆記，而是共同探討問題。由于調(diào)動集體的智慧和力量，容易開闊思路，收到良好的效果。

3.3加強研討

鑒于研究生的培養(yǎng)目標和人工智能課程研究范疇的寬泛性、應用性、創(chuàng)新性和前沿性，根據(jù)我校計算機系碩士生指導教師的研究領域，我們在課堂教學中為計算智能、機器學習算法、機器視覺、自然語言理解部分增加了研討會，要求學生上網(wǎng)進行文獻檢索、閱讀和學術研討，根據(jù)個人的研究興趣和研究設想上臺作報告。另外，我們還邀請相應專家和成果突出的各屆研究生為學生做報告，介紹他們的研究實踐、研究成果和心得體會。例如，在自然語言理解部分的課堂教學中，在介紹完自然語言理解的基本概念與原理之后，我們要求將來做這個領域的研究生在通過查資料了解所在研究小組工作的基礎上，上臺作報告。機器翻譯研究組的同學在學習自然語言理解部分的內(nèi)容之后，對其所在小組目前的工作及采用的技術、存在的問題做了分析，并通過閱讀文獻，提出了初步的解決問題的設想。與自己所在研究小組的科研相結合，開展文獻檢索和學術研討，一方面讓學生開闊了眼界，另一方面也提高了學生查閱文獻、主動獲取知識、獨立思考的科研能力。

4結語

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學的各個領域，人工智能技術也得到了廣泛的應用。人工智能課程具有多學科交叉、內(nèi)容廣泛、前沿性和應用性強等特點，課程開設能夠很好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力。教與學是教師與學生雙方互動的過程，教學中要根據(jù)學生身心特征的實際情況采用相應的教學方法，并結合本校科研隊伍的研究領域，不斷地探索和提高，才能使教學工作更上一層樓，切實為國家、為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高層次人才。

參考文獻：

[1] 陳白帆,蔡自興,劉麗玨. 人工智能精品課程的創(chuàng)新性教學探索[J]. 計算機教育,2010(19):27-31.

[2] 謝安邦. 構建合理的研究生教育課程體系[J]. 高等教育研究,2003,24(5):68-72.

[3] 教育部研究生工作辦公室,國務院學位委員會辦公室. 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. 人工智能及其應用[M]. 4版. 北京:清華大學出版社,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;

2.Graduate School, Xinjiang University, Urumuchi 830046, China)

篇(7)

關鍵詞：人工智能；Prolog語言；專家系統(tǒng)；虛擬足球機器人 新一輪課程改革亮點之一：技術課程標準，由信息技術和通用技術組成。作為技術領域的集大成者：人工智能貫穿于整個技術領域。信息技術開設人工智能初步選修模塊，通用技術也有簡易機器人選修模塊，面向中學生有青少年機器人大賽。經(jīng)過兩年準備，筆者在部分學生中開展人工智能實驗教學，深受學生歡迎。下面是筆者的一些做法和感受。

一、聯(lián)系實際，激發(fā)學習興趣

信息技術必修課中“用智能工具解決問題”一節(jié)，學生已對身邊的智能工具及其使用已經(jīng)有一定的感性認識。但是對什么是人工智能，人工智能給人類生活帶來哪些好處等問題還不是很清楚。哪里沒有興趣，哪里就沒有記憶。通過生活中的一些實例，如，俄羅斯國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫與電腦“深藍”間“人機大戰(zhàn)”視頻，英國eliza機器人對話，滅火機器人、足球機器人等引導學生進入人工智能的多彩世界當中，也可以讓學生通過百度搜索其他方面如軍事等方面的應用。讓學生明白人工智能技術已經(jīng)滲透到人們的社會生活，在各個領域得到廣泛的應用。

二、由淺入深，介紹人工智能

人工智能是計算機科學的一個重要分支，它是由計算機科學、控制論、信息論、神經(jīng)生理學、哲學、語言學等多種學科相互滲透而發(fā)展起來的。其主要內(nèi)容是：人工智能語言、搜索技術、知識表示、自然語言理解與機器翻譯、專家系統(tǒng)等。要實現(xiàn)人工智能技術，使機器具有智能，則需要人們給它設計智能程序。因此，讓學生掌握一種簡單實用的人工智能語言是必要的。Prolog是一種邏輯編程語言。它建立在邏輯學的理論基礎之上，最初被運用于自然語言等研究領域。現(xiàn)已廣泛地應用在人工智能方面，利用它可以建造專家系統(tǒng)、自然語言理解、智能知識庫等。Prolog教學主要結合“找醫(yī)生看病”這個簡單的實例，了解Prolog語言的謂詞邏輯、事實、規(guī)則和目標，進而介紹Prolog程序的運行機理，讓學生發(fā)現(xiàn)在Prolog程序中一般不需要告訴計算機“怎么做”，而只要告訴它“做什么”。一旦給Prolog提供必要的事實和規(guī)則之后，它就能使用內(nèi)部的演繹推理機制自動求解指定的問題，而不需要在程序中列出詳細的解決步驟，這也正是人工智能語言與其他計算機程序設計語言的不同之處。如果系統(tǒng)完善，將機器人專家引入醫(yī)院，不但能大大減輕醫(yī)生的工作量，而且專家就在我們身邊，讓看病難、就醫(yī)難成為歷史。

三、虛擬智能，體驗人工智能

由于學校資金和條件限制，筆者利用AI-RCJ虛擬足球機器人作為教育載體。AI-RCJ是一套虛擬足球機器人的制作平臺軟件和競技仿真環(huán)境。該軟件以寓教于樂的方式，打破了傳統(tǒng)教育的模式，為使用者提供了一個新穎的教育平臺。整個系統(tǒng)由五部分組成，《初識機器人》和《足球機器人》是基礎類，《進攻機器人》《守門員》《我的球隊》三個模塊是整個競技仿真環(huán)境的核心部分。在這三個模塊中滲透給學生計算機程序設計的基本思想、順序結構、分支結構、循環(huán)結構；讓學生了解數(shù)學平面坐標、體會不同質(zhì)量的物體碰撞帶來的不同效果和狀態(tài)。使用者可根據(jù)自己的策略建立一個虛擬足球機器人，用戶可選用圖形化編輯器――機器人快車或者代碼編輯器――CodeCanvas來實現(xiàn)機器人的策略及算法。編寫好的機器人控制代碼經(jīng)過編譯以后，就可以導入到AI-RCJ仿真競技環(huán)境下和其他的足球機器人進行比賽。不斷地在比賽中總結和改進，在競技中品味學習人工智能的樂趣。

四、實際操作，挑戰(zhàn)機器人設計

如果資金允許，可采購一些機器人組件，進行實際的組裝和設計。以小型足球機器人為例，其硬件結構主要由6部分組成：行走機構、擊球機構、帶球機構、電路部分（決策，控制和通信等電路）、電源裝置及輔助部分（小車底盤，外罩）。機器人小車應能準確地接收上位機指令，并根據(jù)指令要求迅速完成決策子系統(tǒng)的意圖（帶球，射門，攔截等戰(zhàn)術動作）。決策系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心部分，它主動完成知識提取并確定機器人的協(xié)同任務。機器人的通信系統(tǒng)特別是無線通信系統(tǒng)是保證從主機端到機器人底層之間的數(shù)據(jù)傳送是可靠的，從而使得機器人能夠比較順利流暢地進行。

經(jīng)過兩年實驗教學，學生認真學習，積極性很高，都想成為機器人制作的高手，與往日的玩游戲和上QQ不可同日而語，信息技術課真正成為學生的主人。遺憾的是由于經(jīng)費問題不能讓每位學生親自設計機器人，讓自己的作品在綠茵場上一展英姿。但筆者相信隨著國家教育投入的增加，這一難題必將迎刃而解。