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人工智能学校教学范文1
【关键词】人文学科 大学教育 价值功能
一、现代大学教育中应强化人文精神
“以人为本”是当代社会被人们普遍认同的价值标准,当然也是教育,特别是高等教育的最根本的价值追求。“人是大学课程实践的主体,‘人的尺度’是根本的,‘物的尺度’必须服从‘人的尺度’。大学课程实践目标要以培养完整的人为价值取向,因为人类实践的最终目的是每一个人的自由充分发展。”[1]“以人为本”的目标应贯穿于现代高等教育的全过程,因此,现代大学教育中需强化人文精神。高等教育中加强人文素质教育,就要对人文价值给予高度的重视,因为“教育是人与人精神相契合,文化得以传递的活动。而人与人的交往是双方(我与你)的对话和敞亮……所谓教育,不过是人对人的主体间灵肉交流活动。”[2]
“以人为本”的价值观要落实在高等教育人才培养目标的实施上。大学教育有两大任务,一是教学,二是研究,这两者最终的目的是关注大学生的成长,促进大学生从智能到人格的健全发展,因此,在高等教育中,要始终做到以人为教学实践的主体,教学过程要始终以人为中心运作。大学教育的中心在于“立人”,这应该是大学教育中普遍遵循的教育理念,强化人文精神应该成为大学教育的主旋律。
社会是人的社会,而人又是一定社会中的人,良好发展的人和良好的社会是相辅相成,互为促进的,人的发展和完善是人类社会进步的基础和保障。在大学教育中坚持“以人为本”,不断强化人文精神,就是要使大学生在科学知识、文化素养、思想品质、操作技能以及创新能力等各方面,得到完善的和全面的发展。近代德国教育家洪堡提出了著名的大学教学理念:大学兼有双重任务,一是对科学的探求,二是个性与道德的修养,是“由科学而达至修养”。显然,科学性智能素质和人文性精神追求,这二者要在当代大学生的头脑中和谐统一,大学生仅有科学理性的追求是不够的,还要有健康向上的人文精神境界,大学生的自我完善与社会的进步也应该是和谐统一的。
在当今社会中,我们应该认识到“大学教育之目的,不仅在于科学研究和专门人才的培养,还在于文化传统之保持,以及人格之铸就和人性之完善。”[3]21世纪的中国高等教育,必须以培养全面发展的、高素质人才为己任,教人求真,教人求善、求美,追求科学与人文的和谐共生,完善知识,完善思想,完善个性,从而造就许许多多有灵魂、有头脑、有专长的现代知识分子,使他们成为民族的脊梁,成为国家的栋梁。教育家潘光旦先生明确指出:“教育只有一个目的,就是每一个人的人格的培养”,“只有可以陶冶品格的教育才是完全的教育”[4]。因此,我国的高等教育绝不能仅仅着眼于知识的传授,而要从人的全面发展和社会整体进步的高度,正确认识人文教育的重大意义,大学教育应该从全面塑造人出发,以创新教育为立足点,把知识的传授与人文精神的熏陶结合起来,为国家的现代化建设造就大批富有创造性、素质全面的高标准人才。
二、高校人文学科肩负着完善大学人文教育的重任
高校人文学科具有双重职能,作为社会科学,人文学科肩负着使高校学生获得社会科学知识和智能的重任,此外,人文学科还有一项潜在的,某种程度上来说是独特的职能,即从人文精神方面铸造大学生爱美向善和求真的灵魂。人文学科对社会进步的促进作用不可忽视,它能够在善与美方面正确引导自然科学服务于社会。高校人文学科的意义归结于一点,即直接指向人的生命意义,以完善大学生的精神世界为教育的目标,从整体上提升大学生的生命状态,使他们的生命价值趋于完善。
高校人文学科在引导大学生进行正确的人生价值的选择,以及促使他们的精神境界和智能素养不断完善方面,肩负着无可取代的重任。此外,人文精神还可从非智力因素方面激发大学生求知的兴趣和潜能,使他们获得更多对社会有益的科技知识。人文学科对人才培养的贡献,以及人文科学研究的价值性,正如法国著名学者丹纳在论述德国人为人类现代文明的进步作出巨大贡献时所言:“在精神文明方面出的力,谁也比不上德国人:渊博的考据,哲理的探究,对最难懂的文字的钻研,版本的校订,字典的编纂,材料的收集与分类,实验室中的研究,在一切学问的领域内,凡是艰苦沉闷,但属于基础性质而必不可少的劳动,都是他们的专长;他们以了不起的耐性与牺牲精神,替现代大厦把所有的石头凿好。”[5]
当前的大学教育中,人文精神的缺失依然是不容忽视的现象,当前的大学教育应强化人文精神,人文学科的改革和完善便可有效地促进大学生在德、智、体、美、情各方面健康成长。人文精神不仅是在美的和善的方面,而且也从真的方面改造及完善人们的精神世界,引导人们的知识生产和传播,使人们在科学进步的同时,也完善了自身。“大学要实现自己的本真理想,就不仅要对学生进行‘何以为生’的知识技能教育,而且要对其进行‘为何而生’的人生理想教育,使之将‘为学’与‘为人’有机地融合起来。……正如先生所说:‘教育者,养成人格之事业也。使仅仅为灌输知识、练习技能之用,而不贯之以理想,则是机械之教育,非所以施于人类也。’”[6]大学者,社会进步之发动机,大学生者,促使国家和民族兴旺之栋梁人才。大学教育应在教育的各种领域、各个层面、各个阶段,实现智能教育和人文教育的和谐统一,使大学生具备造福于社会的技能和人生追求。高校人文学科应根据社会发展现状,积极调整和优化课程体系和课程内容,并在教学实践中不断改进教学方法,使得高校的人文学科能够不断优化大学生的精神素质,使其具备健康和优质的知识素养、心理素质、情感意向、价值追求和发展潜力。
三、大学的科学教育应与人文教育谐调发展
传播知识和科学理念,为社会发展提供智力支持,无疑是大学的重要职责。但知识与科学无法解决自身存在的意义问题,只有在人文精神的规范和引导下,知识和科学才可能被赋予善的目的。[7] “科学探索如果脱离了人文精神的制约,就可能沦为唯科学主义的俘虏。唯科学主义将道德理想、终极关怀、文化价值、情感体验和人生意义等人文因素排斥在大学教育的维度之外,从而助长了工具理性和技术功利的倾向。”[8]失去了人文教育,大学教育可能会沦落为唯科学主义和唯技术功利,大学教育便会退化为一种物化活动,结果只能导致科学精神的扭曲。因此,科学精神与人文精神应和谐发展,二者相互渗透,优势互补。在大力发展科学教育的同时,应注意人文教育与科学教育的同步发展,要避免科学教育与人文教育之间的失衡状态,在高校的课程体系中,则要注意自然学科与人文学科的协调发展,以及二者的互相促进。
我国高等教育长期沿袭的“重理轻文”“文理有别”的思想观念,加深了学科之间的隔膜,其危害是,大学生所学知识圄于专业领域,不能够眼界开阔和触类旁通,这便造成了他们狭窄的知识面和保守的思维模式。为了顺应当前社会的科技、学术、文化的快速发展,大学教育必须彻底消除科学教育与人文教育的隔膜,以培养大学生的综合素质为目标,坚持科学教育和人文教育并重,而且要将二者有机融合。
为了在更深层次和更宏阔的领域加强科学教育与人文教育的谐调发展,大学的课程改革应走综合化的道路,这有利于消除大学现行各门学科之间的隔膜状态,使得大学生避免“专门化”的局限,做到“通专结合”,强化科学理性和人文精神和谐统一的综合素质。所谓课程综合化,一方面,要建设科学的、高水准的课程群,使得各门相关的课程结构为有机整体,这整体应体现出层次性、互补性、综合性;另一方面,同一学科的各类别课程,如,专业基础课程和专业选修课程,要也进行优化组合,此外,以学生的求知进取为中心,还应将各种知识因素、技能因素、研究因素、发展因素加以整合,使其转化为学生的综合素质和创造潜能。因此,实现了大学课程结构的优化,便可“有利于消除大学现行各门学科之间的隔膜状态,以便进行自然科学、哲学与社会科学及其交叉学科的相互渗透、融通与整合,沟通课程之间的知识连带关系,实现课与课之间的交互融汇与递进提高,从而发挥知识的整体功能……”[9]大学教育通过综合化的课程建设,能够有效地培养大学生顺应现代社会的综合素质,并进一步强化其创新思维能力,例如,提高其思维能力、组织能力、交际能力、应变能力、学习能力、适应社会需要的科研能力等等,“课程综合化”促使“人才培养综合化”,如此,课程体系便与社会需求相关联。在当前的高等教育课程体系中,理科与文科课程应进一步相互渗透,做到“贯通文理”,开阔视野,拓宽思路,“破专己守残之陋习”,“立融会贯通之学风”。课程综合化是科学教育与人文教育能够谐调发展的有效途径,它还能够促使大学的课程结构实现现代性转型。
【参考文献】
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[6]高平叔.教育论著选[M].北京:人民教育出版社,1991.
人工智能学校教学范文2
关键词:高校图书馆;育人功能;大学生文化素质教育
一、加强大学生文化素质教育的重要性
大学生文化素质教育是以提高大学生的文化素质作为主要目的和内容的教育。实施文化素质教育,主要是通过对学生加强文学、历史、哲学、艺术等人文科学和自然科学伦理方面的教育,以提高全体大学生的文化品位、审美情趣、人文素质和科学素质。我国从1995年提出加强大学生文化素质教育,这是我国实现精神文明与物质文明共同进步,实现社会可持续发展的一个重要举措;是提高全民族的思想道德素质和科学文化素质,培养“四有”新人,为经济发展和社会进步提供强大精神动力和智力支持的一项基础工程;是深化高等教育改革、提高高等教育质量、改革人才培养模式、促进大学生全面发展的一个重要措施。新形势下,高校的文化素质教育出现了一些新情况、新问题:从大学生文化素质教育的需要来看,仍未能摆脱应试教育的影响,加强大学生文化素质教育是弥补大学生文化素质欠缺的需要,是时展的要求,是社会可持续发展对高素质人才的需要,具有重要的现实意义。
二、高校图书馆在促进大学生文化素质教育方面的优势
作为集学校教育、科研、管理、服务为一体的高校图书馆,在传授创新知识,孵化高新技术,培养高层次人才和推进素质教育方面具有重要功能,具备明显优势。
(一) 高校图书馆拥有丰富的馆藏文献资源以及网上信息资源优势
图书馆是重要的大学生素质教育基地。大学生素质教育主要通过三个途径:课堂教育,图书馆教育,实践教育。图书馆被誉为是“大学的心脏,”“知识的海洋”,在这里记录着古今中外无数发明创造和人类社会各领域文明的历史,传递着当前最新的科学信息,并以其丰富的图书文献资源显示着它独特的教育实力和能力,大学生进入大学以后,除了课堂学习,更多的是自学,思考。对于在课堂上解决不了的问题,包括在学习上,思想上,人生观上的种种疑问,更多的是靠阅读,图书馆成了解决这一问题最理想,最方便的场所,学生通过对馆藏文献的阅读,既能提升专业知识水平,延伸课堂教育,又能拓展知识面,弥补其他专业知识的不足.通过阅读,培养了学生多方面的兴趣爱好,有利于综合素质的提高。
(二) 高校图书馆为学生提供良好的人文环境保障
这里所说的环境,一是指馆舍及各种现代化设备,二是指图书馆独特的文化气息和氛围。图书馆大多位于校园中心,环境优美、舒适,建筑庄重典雅,富有艺术感染力,馆内清净整洁,书香四溢。丰富的文献,浓厚的文化内涵,现代化的设备,快速的网上信息传递,多媒体阅读等,以及图书馆科学的管理,优良的服务,文明有序的秩序,堪称科学的殿堂。
这些都会对培养大学生的品德、气质、情趣、行为、素养有一种导向作用和熏陶作用。大学生正处在世界观、人生观逐步定型的重要阶段,他们所读的书籍,50%以上是文艺类书籍,而不是专业类图书。可见,图书馆的藏书结构和质量以及阅读导向,对于大学生思想品质的形成和行为的熏陶,具有不可忽视的影响力。特别是图书馆自由宽松的学习空间,有利于培养大学生的个性特色及创新精神。
(三) 高校图书馆为学生提供了导航作用
图书馆通过举办各式各样的读书活动,对学生的阅读活动进行必要的引导,让学生更有针对性的提高文化素养.比如:配合社会主义、爱国主义和集体主义的宣传教育活动,加强对这方面优秀图书的推荐、宣传、辅导工作,并通过开展“新书通报”、新书、热门书推荐等宣传,引导学生多读书、读好书。有效地开展图书馆导读工作,激励学生认真学习各方面的知识、技能,调动学生的学习积极性和创造性,对于大学生素质教育起到了非常重要的作用。
三、高校图书馆如何发挥育人功能促进大学生文化素质教育
(一) 高校图书馆要合理配置馆藏资源,优化馆藏结构。
丰富优质的馆藏资源是高校图书馆开展素质教育的基础。进行大学生素质教育,第一需要就是及时补充、丰富馆藏文献,优化现有馆藏结构。要有计划地、科学地、合理地利用文献购置费,针对教学科研的需要和大学生全面素质教育的需要,结合学科专业的设置变化情况,采集急需的各文种、各类型、各载体的文献资料,以满足读者对文献的各种需求.要在紧紧围绕学校学科设置的同时选择一些思想先进,内容健康,科学性强,观点正确,学术价值较高的图书,保证藏书特色的同时,积极引导学生阅读,尤其选择对那些对大学生的伦理道德,思想情操等方面有重要影响的高品位的书籍,使大学生通过阅读陶冶良好的情操并树立正确的世界观,人生观和价值观。
(二) 高校图书馆要加强馆员队伍建设和人文环境建设。
图书馆工作人员是图书馆人文精神和人文关怀的具体体现者和实践者。美国曾经有这样一种说法:图书馆所发挥的作用,建筑物占5%,信息资料占20%,而图书馆员占75%。作为图书馆工作人员,应该首先具备”读者第一,服务至上”的理念,要有强烈的责任心和服务意识,其次要不断地拓展知识领域和业务水平,要拥有对图书馆资源进行组织,整合与有效管理的能力,成为图书馆信息资源的使用专家,指导读者利用图书馆资源的导航专家。只有这样才能帮助学生在信息的海洋中找到最有价值的资源,在潜移默化中帮助读者提高综合素质。
高校图书馆有着独特的文化气息和文明氛围,图书馆的人文环境直接反映着高校的精神面貌,馆内整洁的阅读环境,图书馆清晰的规章制度,有序的借阅秩序,以及周边环境的维护与绿化都对大学生形成一种约束力,工作人员热情周到的服务,以及馆内人员之间和谐的人际关系,浓厚的学习氛围,都能使学生建立起自觉的学习意识,培养学生养成良好的学习作风,树立积极向上的精神面貌。因此,建设优良的人文环境对大学生文化素质的提高起着可忽视的作用。
(三) 图书馆开展信息素质教育活动,提升大学生信息素质。
高校图书馆是开展信息素质教育的主战场。信息素质教育是大学生文化素质教育的重要组成部分,拥有良好的信息素质是大学生文化素质提升的关键,信息素质教育并不是单一的信息获取能力的培训,而是认识各种信息资源并检索,评价和使用信息的综合能力教育,包括信息意识教育,信息能力教育和信息品质与道德教育。信息意识是一种重视信息、发现信息的能力,这是信息时代创造性人才必须具备的重要能力。高校图书馆可以通过对大学生信息意识的培养和获取信息能力的引导教育,使他们对计算机网络、联机数据库、光盘出版物、海量存贮及数字化信息具备处理能力。
开展文献检索课程是提高大学生信息素养的一个重要方法,通过讲授有关检索知识和相关检索工具及科学的方法和技巧,使学生掌握从浩瀚的文献信息中找出符合特定需要的文献信息的能力。
(四) 开展多种多样的读书教育活动是提高大学生文化素质的重要途径。
人工智能学校教学范文3
关键词:智能科学基础;系列课程;国家级教学团队;改革;建设
在国家教育部质量工程的支持下,中南大学信息科学与工程学院对国家级精品课程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全国双语教学示范课程人工智能和国家级智能科学基础系列课程教学团队[4]等进行持之以恒的改革与建设,取得一些成果。
“智能科学基础系列课程教学团队”的教学队伍是一支由国家级教学名师领衔[5],知识结构、梯队结构和年龄结构比较合理,具有明显的学科优势、课程优势、人才优势和教学科研优势的颇具特色与影响力的教学团队。该团队以中南大学智能科学研究中心为核心,主要承担人工智能基础、智能控制导论、机器人学、专家系统等本科基础和专业基础课程,硕士学位课程人工智能、智能控制和机器人控制技术以及留学生硕士学位课程Artificial Intelligence和博士生学位课程智能系统原理与应用的教学。
教学团队在建设过程中,注重教学改革,加大课程建设和教材建设力度,不断改进教学方法,在课程改革、教材建设、教学手段、队伍建设以及交流合作等方面取得一些进展。本文拟就教学团队的改革与建设的相关理念与实践问题加以总结,谈谈我们的见解。
1创新教学方法
教学是教师的本职和核心工作。本教学团队一直致力于教学方法与教学模式的改革与创新,虚心学习国内外先进教学经验和方法,积极探索教学新路,形成了“以趣导课、以疑启思、以法解惑、以律求知”的教学模式和教学方法[6-7]。充分激励学生的学习积极性和主动性,发挥独立思考和创新思维,多方位培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。我们在教学过程中应用了课堂演示、课堂互动、课堂辩论、课后网络教学、网络实验等一系列现代化全方位的教学新模式。此外,为提高学生的动手能力和理论水平,让学生直接参与部分教师课题,理论联系实际,为毕业后的工作学习打下良好基础。具体措施如下:
1) 举行课堂讨论会,营造自由探索氛围。
为调动学生的积极性,我们在授课过程中多次开展课堂讨论会和辩论会等活动,让学生自己查阅资料,分析整理,提出自己的观点,使学生全方位地接触所学课程,培养学生的研究能力,真正实现师生互动,并鼓励学生用英语讨论。学生对有些问题展开了激烈的争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。课程中还经常请来在科研工作中担任主要任务的教授和博士生来给学生介绍最前沿的科学动态,激发学生们对所学知识和科学研究的兴趣。在研究生教学方面,我们更进一步通过举办课程课堂学术研讨会,让学生在一年级就开始接触学科前沿,自己查阅资料和动手写科技论文,并在研讨会上宣读讨论,培养独立工作能力和从事学科前沿研究的能力,为将来的高层次研究打下基础。
2) 倡导启发式教学,培养学生学习能力。
注意采用面向问题的启发式方法进行教学,启发学生求解问题能力,强化学生的参与意识,提高他们的学习积极性。教学中还注意采用了多种交互式策略,如课堂教师提问、鼓励或指定学生用英语提问、学生就某个知识点进行主题发言后老师点评等。此外,师生通过互联网进行交互,方式包括Email、BBS和QQ谈和交换文件等。
根据学生的兴趣和创新潜力,对有专业特长的本科生,在自愿情况下,挑选2~3名参与国家级项目研究工作,进行中长期培养试点,实现本科培养过程与硕士、博士研究生培养过程的衔接。
3) 增强课程实验教学环节,筹建智能专业实验室。
智能科学基础课程的概念性较强,初学者感到比较抽象,而实验教学又是薄弱环节。因此,结合学生实际情况,我们对实践教学环节十分重视,设计了一些新的实验项目,探索新颖的实验方法。新开实验项目包括人工智能实验、智能控制实验、专家系统实验、机器人学实验、人工智能课程设计等。对相关课程的原有实验,我们也进行了一些改革,增设了个性化的实验,使得学生的实验数据和实验结果分析既有格式要求,又给学生报告自己研究的过程和结果留有空间。这些做法能够鼓励学生进行独立性研究,满足他们学习的需求。通过实验教学,学生能够理论联系实际,验证所学理论知识和概念,加深理解,充分调动了学生的学习积极性,培养了他们的创造能力。
除课堂实验外,我们还充分发挥虚拟实验的优点,设计了网络虚拟实验,让学生在课外上网练习。通过虚拟实验,学生可以了解算法的具体运行过程,调整参数和过程,并进行验证以加深对知识的理解,提高学习兴趣,从而达到教学目的。
结合科研,购进和自制部分新设备、新系统,计划建设智能专业实验室,为教学提供更多的优良实验设备。例如,已研制“中南移动一号”和“中南移动二号”自主移动机器人共7台,已购进RCB-1型教学机器人20套等。
教学团队教师还指导学生参加全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛活动、大学生创新性实验计划及创新教育计划项目等,取得优秀成果。
2推进课程改革
教学改革是课程建设和学科发展的生命线。我们把国家级精品课程和全国双语教学示范课程放在优先建设的位置,并以它们带动其他课程建设,完善系列课程建设,同时新办了智能科学与技术专业。
2.1搞好精品课程建设,改进双语示范课程教学,稳步推进系列课程建设
本团队着力搞好已有的2门国家级精品课程、1门全国双语教学示范课程,更新精品课程网站,丰富课程内容。为了及时反映上述课程中相关科学技术的最新进展,我们调整了教学体系和教学内容,修订了教学大纲,并对教学内容进一步优化和更新,极大充实了各课程教学内容。同时,通过校际教学活动和网上资源共享对精品课程、双语教学示范课程进行交流和推广,起到较好的辐射作用[8-9]。
为加强精品课程建设,完善和拓展课程体系,在总结现有精品课程的建设经验的基础上,又建成省级精品课程1门,校级精品课程1门。
为提高学生的专业英语水平和学习兴趣,使得学生能够开拓眼界,追踪国际前沿科学研究,本团队长期对双语教学进行研究和实践。除改进人工智能双语教学示范课程外,团队承担的其他课程,如智能控制、机器人学、专家系统、数据结构等也实行了双语教学,并为该课程引进英文辅助教材。例如,对人工智能课程,我们先后采用Nilsson和Russell等编著的国外影响较大的英文原版教材作为主要教学参考书[10-11],供学生学习参考。在双语教学中,一般以汉语讲授为主,英语为辅,并对一些关键词同时用汉语和英语表示。对部分章节或某个专题,采用纯英语教学或以英语为主汉语为辅的教学。对PPT课件的编写分为纯汉语、纯英语和英汉混合几种方式。英语教学比例要根据教学内容和学生英语水平而定,其检验标准是学生的接受程度与学习效果,根据这一点来适时调整双语教学中英语对汉语的比例。
通过教改实践,我们承担的智能科学基础课程逐步形成为具有明显特色的课程体系。我们讲授的课程从智能科学的基础课程到专业基础课程,再到专业实践课程,形成了配置合理、特色鲜明、循序渐进、优势互补、协调发展的智能科学与技术学科从基础到应用的系列课程体系。
2.2新办智能科学与技术专业
智能科学与技术是当代科技发展的前沿学科和重要组成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培养能力[12]。我校的智能科学与技术学科方向经过近20年的发展,已形成了具有自身优势和特点的学科,在国内具有一定的知名度和优势。为了促进智能科学与技术学科的发展,经过多年积极准备,我们于2009年申报了智能科学与技术专业并获得教育部批准。通过向兄弟学校学习调研,了解该专业人才需求、专业建设规划,设定适应培养目标的教学计划与课程设置方案。虽然我们开办“智能科学与技术”专业较晚,但我们从2002年开始,就一直关注和积极参与国内智能科学的学科的讨论与新专业筹备工作[13]。
我校于2009年申报获准,在自动化专业增设了智能科学与技术专业方向,目前已招收2届学生共84人。我们为选读智能科学与技术本科专业方向的每个学生选定指导老师。每个学生都可以参加指导老师的课题,指导老师也可以利用自己的学识、经验和责任心来更好地管理呵护学生。这一做法取得明显效果,不仅受到同学们的普遍欢迎,也得到了学校的肯定。我们还多次召开师生见面会并通过指导老师走访宿舍,了解每个人的情况。为了消除代沟,努力融入同学当中,学习熟悉他们的语境和思维想法。我们的目标就是不让一个学生掉队。
创建与建设智能科学与技术新专业,将为智能科学基础系列课程教学建设提供一个更加宽广的平台,并对计算机、自动化和电子信息等学科的专业建设和课程建设提供一个新的增长点。我们将以智能科学与技术专业建设为契机,虚心学习兄弟学校的专业建设的做法和经验,进一步规范智能科学与技术的基础课程教学,让智能科学基础课程教学建设登上一个新的台阶。
3加强教材建设
教材是教学的重要工具和资源,其水平直接影响教学效果和教学质量。在教学过程中,我们与时俱进,对教学内容不断优化与更新,精益求精地编写反映学科发展的教材[14]。
我们对原有编写出版的教材进行修订,反映新世纪学科发展水平和发展趋向,以适应教改需要。把这些最新内容用于教学,使学生了解到国际前沿动态和本学科的最新成果。
以相关系列课程为平台,注重教材配套,服务因材施教,着眼长远教材建设。仅2007年以来我们已出版的相关教材及专著如下:
《智能控制原理与应用》,国家级精品课程配套教材,2007;《智能控制导论》,国家级精品课程配套教材,2007;《未知环境中移动机器人导航控制理论与方法》,2008;《机器人学》,第二版,国家级教学团队配套教材,2009;《机器人学基础》,国家级教学团队配套教材,2009;《人工智能及其应用》,第四版,国家级“十一五”规划教材,国家精品课程配套教材,2010;《人工智能基础》,第二版,国家级“十一五”规划教材,国家精品课程配套教材,2010;《移动机器人协同理论与技术》,2010。
4优化队伍结构
师资队伍建设是团队建设的源头,没有一流的教师队伍就没有一流的教学团队。在师资队伍建设上,我们一直采取引进优秀人才和在职培养相结合的做法。对于人才的引进主要通过办专业和办学科点等方式吸引人才,还通过创造教学和科研条件,稳定教师队伍,解决个人的发展问题。
采取有效措施,提高主讲教师的学术积累和教学水平。一是教研组教师,特别是中青年教师积极参加重要科研项目,提高学术水平。二是派中青年教师赴国外研修访问,了解和学习发达国家同类课程的先进教学经验、相关课程设置情况与发展趋势,将国外教学思想引入课程教学。
教学始终是教师的第一要务,为了提高青年教师的教学素质,我们实施并完善了一系列管理措施和制度。
1) 设立名师工作室,实现名师资源共享形成多元化的带教制度,安排高年资的教师对年轻教师进行传、帮、带,可以有业务方面的指导,也可以有认识方面的交流。通过老教师对年轻教师全方位的指导,使老教师的教学理念和经验得以继承,加快了年轻教师的成长。
2) 有计划地安排年轻教师虚心旁听有经验教师的讲课。通过听课,不仅使年轻教师进一步掌握课程的内容,更重要的是使年轻教师学到了老教师的教学方法和经验,对其今后从事教学工作起到了积极的指导作用。
3) 对于第一次上课和第一次上某门新课程的年轻教师,团队都要在课前组织他们试讲。试讲前,安排老教师进行指导,传授教学经验。试讲时,由团队的教师参加听课并对其进行讲评,肯定其优点,指出其不足,帮助青年教师尽快掌握课程的重点,找到更合适的讲授方法。此外,我们还备课,统一基本教案,帮助年轻教师成长。
近两年来本教学团队获得的主要教学奖励就有徐特立教育奖、茅以升教学专项奖等。
5扩大交流合作
我们在做好自身团队建设的同时,增进与全国相关高校和教学团队的交流,学习兄弟团队的建设经验,在课程示范、教材推广、网络资源辐射等方面发挥积极作用。我们还开展校内合作,联合不同院系进行教学和精品课程的申报与建设,在校内推广改革成果;发表了一系列教改论文;发起筹备《全国智能科学技术课程教学研讨会》;邀请企业界科技精英做本科生就业指导相关报告。
1) 增进校际交流,发挥辐射作用。
我们经常以讲座报告形式在许多兄弟院校进行教学与教改交流。例如,最近一年来就应邀先后到上海交通大学、同济大学、东华大学、东南大学、国防科技大学、中国矿业大学、北京科技大学、清华大学等校就智能科学技术课程的教学、教改和建设问题作专题报告,在兄弟院校师生中引起热烈反响。已有数以百计的高等院校采用我们编著的教材和网络课程进行教学,国内已有众多的从事人工智能课程和智能控制课程教学的教师,来信来函索取我们开发的课程教案、课程演示和网络课程相关资料等,我们一直尽力地搞好推广和服务工作。
2) 撰写课程改革论文,进行国内外交流。
本团队成员仅近一年多来,就在中国教育开放资源网、中国人工智能学会13届年会、计算机教育、高等理科教育、计算机与现代化等会议及刊物上发表10篇教改论文,在国内外进行交流,起到介绍情况,交流信息和经验的积极作用。
3) 筹备全国相关课程教学研讨会。
为了更好地交流经验,扩大影响和辐射作用,我们发起并联合中国人工智能学会教育工作委员会、中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会、中国人工智能学会智能机器人专业委员会、中国自动化学会智能自动化专业委员会、中国人工智能学会人工智能基础专业委员会,筹备召开了首届《全国智能科学技术课程教学研讨会》[15]。围绕各个学校在智能科学与技术本科专业的课程改革与建设、课程和专业教学计划制定和未来发展设想等方面进行交流研讨。通过交流研讨,认真学习兄弟学校的经验,并尽可能汇报我们的经验。我们相信,在与会全体代表的共同努力下,本次课程教学研讨会一定能够取得积极的成果。
注:本研究获得教育部国家级精品课程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全国双语教学示范课程人工智能(2007年)、国家级智能科学基础系列课程教学团队(2008年)等项目支持。
参考文献:
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Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU
CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
人工智能学校教学范文4
摘 要:多媒体教学手段的引入,极大地增加了课堂的信息量,丰富了课堂教学的表现形式,但是同样也暴露了教材信息量不足、多媒体教学素材匮乏等问题。本文结合作者的教学实践介绍了在备课过程中利用Internet搜索引擎拓展多媒体教学内容、丰富多媒体课件素材的方法。经过32学时的“人工智能”本科生课程实践,验证了该方法的可行性和有效性。
关键词:搜索引擎;多媒体教学;备课
中图分类号:G434
文献标识码:B
图文声像并茂、形象生动直观是多媒体教学最基本的特点。多媒体可以在较短时间内提供较传统教学模式更多的信息,提高教学效率,这是多媒体教学最突出的优点。此外,多媒体教学能够充分发挥计算机网络的辅助教学功能,学生可以从网络上查阅教师的电子邮件和教辅资料,最大限度地节约教育资源,把教师从传统的教学模式中解放出来,从而有更多的时间和精力应用到科研、教研等创造性工作中去。但是在多媒体教学备课中也暴露出一些新的问题,比如信息来自哪里?多媒体课件的素材来自哪里?
Internet是一个巨大的信息资源宝库,充分利用Internet资源可以对多媒体教学的信息和素材形成有益的补充。但是Internet信息过载和资源迷向问题又使我们面对浩如烟海的信息资源无所适从。Internet搜索引擎的诞生为我们提供了信息获取的强有力工具,只需要输入关键词或关键词的组合进行搜索即可,高级搜索技巧也可以通过阅读网站上的帮助信息来很快掌握。
下面从四个方面介绍多媒体教学在备课过程中如何利用Internet搜索引擎拓展教学内容、丰富课件素材。
1 利用Internet搜索引擎对教学内容追根溯源
2005年全国高等学校教学督导工作研讨会上,哈尔滨工程大学总督学杨曜根教授在报告《让新的教学理念进课堂》中指出,目前在课堂教学内容上往往是重“结论”、轻“过程”,只是注重传授前人已解决的定理、概念、知识的现成结论,不注重揭示前人对这些知识的艰辛探索过程。其实,这不单纯是理念问题,往往不是教师不想讲过程,而是不会讲,这都受着教材内容和教师知识面的制约。
正如杨教授所言,“每门学科的发展过程,每门学科中新观点、新原理的建立,科学技术的发现、发明和发展,无不是前人向传统、敢于向权威挑战、大胆想象、不断创新的结果,充满了前人大胆求异、创新的事例,展示这些在学生面前,正可以大大启发学生的好奇心、兴趣,培养学生逆向思维,引导学生不断发问‘为什么’,培养学生的求索精神”。但这些过程事例很少编入现行教材中,传统的教学手段课堂信息量有限,作为教师当年也没有在课堂上听过这些过程事例,事实上这是一个盲区,需要另辟蹊径来扫除这个盲区,而Internet搜索引擎则是“扫盲”的有力工具之一。
举例来说明这个问题。人工智能的教材中对人工智能本身的发展历程介绍的较多,但是逻辑演算作为人工智能课程的重要内容,逻辑学本身的来龙去脉在教材中却鲜有提及。备课时,当然可以跳过逻辑学的历史,也可以去图书馆查阅逻辑学专业书籍,但是利用Internet搜索引擎不失为一种便捷的方式。我们只需要在Google等搜索引擎中输入“逻辑学”、“起源”、“发展”、“分支”等关键词的简单组合,就可以很容易地找到“逻辑学传统上可分为古希腊的逻辑学、中国的名辩、古印度的因明学三个分支”、“现代逻辑学已从单一学科逐步发展成为理论严密、分支众多、应用广泛的学科群”等,再顺藤摸瓜,搜索“古希腊 逻辑”、“名辩 逻辑”、“因明学 逻辑”、“现代逻辑学 分支”等关键词,便可向前把2000多年前印度的正理派、中国的墨子、古希腊的亚里士多德都追溯出来,向后把量子逻辑、控制论逻辑、概率逻辑、价值逻辑、法律逻辑、科学逻辑等信手拈来,经过进一步加工提炼,融入到课堂教学中,对拓展学生知识面、激发学生的探究欲望能起到良好的作用。
2 利用Internet搜索引擎为课堂讲解旁征博引
在课堂上旁征博引,能够丰富教学内容,提升知识的吸引力,增强教师的表现力,激发学生学习兴趣,同时,对同一个问题换个角度、换个说法来阐述,也易于学生理解和掌握,提高课堂教学实效。但是旁征博引对任课教师的知识面要求非常高,尤其对于青年教师,因此在备课时有针对性地利用Internet搜索引擎拓展自己的知识面是非常必要的。
还是举例来说明这个问题。Agent是人工智能领域研究的热点问题,Stanford著名人工智能学者Hayes-Roth讲过“Agent是人工智能最初的目标,也是人工智能最终的目标”,而我校现行人工智能课程教学大纲中并不包含这部分内容,为了引领学生走到学科前沿,我准备了2个课时补充讲授Agent。但目前国内的人工智能教材中,仅有蔡自兴教授的《人工智能及其应用》一书将Agent作为一章来讲解。Agent理论部分的几个概念非常抽象,且学术界观点不一,如果仅将一家之言介绍给学生,不但学生难于理解,而且容易片面认识问题,因此广泛引用和介绍学术界的观点是非常必要的。在准备这部分内容时,Internet搜索引擎发挥了重要作用。用“agent definition”等关键词在Google中搜索,并根据搜索结果不断追溯和拓展,就可以查到Agent一词的拉丁语起源――agere。Agent作为人工智能术语首见于Minsky的《Society of Mind》一书,以及Agent在美国传统词典中的定义,Jiming Liu & Jianbing Wu、Hayes-Roth、Smith, Cypher & Spohre、Wooldridge & Jennings、Shoham、Russel & Norvig、IBM等学者和公司从自主、智能、软硬件、心智、实体等各个角度和立场给出的定义和讨论,将这些内容融合提炼之后呈现给学生,无疑会加深学生对抽象概念的理解,同时对教师本人的知识面也是一个丰富和扩展的过程。
3 利用Internet搜索引擎对教学用例举一反三
多媒体教学用例必须遵循针对性、典型性、启发性、科学性、思想性、简洁性、趣味性和生动形象性等原则,才能达到较好的授课效果,提高教学质量,但是备课时要准备如此恰当的例子却非常困难。利用Internet搜索引擎可以开阔备课思路,对教学用例举一反三。
例如,人工智能中著名的“猴子与香蕉”问题在蔡自兴先生的《人工智能及其应用》教材中仅举此例用于讲解状态空间问题表示法。利用Internet搜索引擎还可以找到该问题在讲解问题归约、谓词逻辑、产生式系统等知识表示方法时的举例及动画演示过程,将这些举例贯通起来在知识表示总结时使用,并借用网上制作好的动画演示,课堂效果很好,且备课效率很高。
4 利用Internet搜索引擎对课件素材锦上添花
多媒体课件是多媒体课堂教学的关键,是影响多媒体课堂教学效果的重要因素。课件过于简单和粗糙,或者过于花哨,过多过滥地使用多媒体效果,会分散学生注意力,不利于学生课堂学习,致使教学效果降低。因此简洁明了、形象生动的多媒体素材必不可少。利用Internet搜索引擎的图片、音乐等搜索功能可以获得很多极富表现力的音像资料来阐释或演示抽象的概念和原理。
在人工智能课上讲解语义网络时用到这样一个例子:用语义网络法描述歌曲《军港之夜》中“军港的夜啊静悄悄,海浪把战舰轻轻地摇”这一句的意境。准备这个例子的时候,除了准备解题过程,我还搜索了一首《军港之夜》乐曲、一张军港夜幕降临时的照片和演唱者苏晓明的照片,加工处理后做到多媒体课件中,并做到不喧宾夺主。在课堂教学中讲这个例子时,发现学生随着轻柔的音乐、美丽的画卷一起随着老师分析着问题,都聚精会神的。
在讲解启发式搜索算法时,我从网上搜到了孔子的名句“人无远虑,必有近忧”,唐代诗人卢纶的《送吉中孚校书归楚州旧山》,其中有四句“林昏天未曙,但向云边去,暗入无路山,心知有花处”,同时还下载了学校的平面图,用“人无远虑,必有近忧”引出启发式搜索利用启发式信息的思想,利用卢纶的诗来阐释启发式搜索的意境,再结合学校的平面图提问学生去附近的超市(在图上均有标注)购物时如何规划路径。就在这样一种轻松甚至诗情画意的氛围中,学生便深刻领会了启发式搜索的思想内涵。
此外,利用丰富的多媒体素材还可以对学生进行科学素养的熏陶。例如,在准备人工智能发展史这一课内容时,我们从网上搜到了Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等在人工智能发展史上举足轻重的学者的照片,照片中透出的大家风范、学者目光中流露的执著精神、表情中蕴含的严谨深邃、笑容中深藏的儒雅乐观……无不感染着学生。
5 结论
在开展多媒体教学实践中,利用Internet搜索引擎辅是第一步,对信息的加工处理、凝练升华是备课时一项更艰巨的任务,这个问题已有很多文献探讨过,本文不再赘述。
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人工智能学校教学范文5
近期,哈工大和黑大的创业团队、创业导师以及相关负责人利用多种方式,面向全省高校交流分享了创新创业经验。
探索融合教学
从大学生变成老板需要多长时间?华鲸州只用了不到10个月。2014年9月进入黑大软件工程专业学习的他,在2015年6月就注册了哈尔滨追光人科技有限公司。如今,他开发的人工智能平台,已经吸引了众多投资人的目光。
这个人工智能平台之所以有这么大的吸引力,是因为华鲸州开发出了一个十分简单的编程方法。“在我的人工智能平台上,不需要学任何编程语言,只要用汉字就能编出私人订制的人工智能程序,而且10分钟内就能学会编程方法。”华鲸州自豪地说。
和华鲸州一样自豪的,是他的专业老师郭兴凯。华鲸州说,“要不是郭老师,我根本不可能这么快走到创业的路上来。”
原来,郭兴凯为新生上第一堂课时,并没有讲任何编程理论,而是问所有学生,学习编程软件有什么用。当时华鲸州就说,“可以开发出钢铁侠。”
很多同W都笑了,但郭兴凯没有笑,反而鼓励华鲸州尝试着去开发钢铁侠那样的人工智能系统。在郭兴凯的鼓励和指导下,华鲸州大一上学期从科技创新项目开始做起,很快就研发出自己的人工智能平台,随后注册成立了公司。
“华鲸州是黑大十分突出的创新创业典型。”郭兴凯继续道,“如今在黑大,大部分学生都会寻找自己专业的科技创新点或创业机会,让专业理论得到应用,真正实现了专业教育和创新创业教育的深度融合。”
实际上,黑大已经将创新创业教育与思想政治教育、素质教育、专业教育、职业教育充分融合,并不断将创新创业教育理念融入项目研究、学科竞赛、校园活动中,提升了创新创业教育的实效性。
哈工大也在这个方面进行了有益尝试,学校在做好传统教学和专业教学的同时,将创新能力和创业思想融入到了教学的各个环节中,让广大学生在专业学习中掌握了创新创业所需的知识,激发创造的欲望,为创新创业实践打好了基础。
秉承“做中学”
和华鲸州一样,哈工大超过70%的大一新生都会做科技创新项目,并形成了一项制度――“大一年度项目”。
“大一年度项目”是由大一学生以项目团队的形式,借助各种教学和科研资源开展为期一年的研发与制作项目。该项目自2010年开始,经过5年的发展,如今已成为哈工大学生创新创业的起点。
回想起自己大一时做项目,学生马忠超说:“那会儿单片机是什么,三极管有什么作用,步进电机怎么驱动,这可难倒了没有任何电路知识基础的我们,通过查阅资料、文件检索,以及自学单片机和C语言课程,我们慢慢学会了这些元件的连接和使用。最终,我们做出了获得全国电子设计大赛一等奖的项目。”
哈工大相关负责人表示,“大一年度项目”充分体现出哈工大“做中学”的传统。学校重视培养学生创新创业的理论基础,更重视培养学生在创新创业实践中的实际能力培养。哈工大目前已经构建了基于项目的学习、各级各类科技创新和创业实践竞赛、创新创业训练、拔尖创新人才培养实践等系统的创新创业教育实践体系。
据了解,哈工大每年有80%以上的本科生投入到创新创业相关活动,“十二五”期间,学生完成基于项目的学习计划1.6万余项,完成大学生创新创业训练计划项目2535项,其中获国家级资助583项,参与学生7500余人次。
黑大也在不断加强训练项目平台、实践基地平台和竞赛实训平台建设,注重用通过创新创业大赛提升学生的“双创”能力,建立了竞赛实训与管理机制,鼓励学生在专业教师指导下参加“挑战杯”、数学建模等各级各类竞赛,实现创新创业竞赛实训课程化、常态化,已有3000余人次学生获省部级以上奖项。
坚持专业化
李海东是黑龙江大学的一名教师,但和其他教师不同,他是黑龙江大学创业教育学院专职教师,专门教授学生创新创业。他告诉记者,“黑大是全国唯一一所拥有创新创业专职教师的高校,实现了创新创业教育的专业化。”
但创新创业真的是能教出来的吗?
“创新创业也许不能教出老板,这本身也不是创新创业教育的目的,但通过专业化的教学,创新创业精神可以培养出来,创新创业的能力能够提高。”李海东说。
他告诉记者,一直以来,黑龙江大学坚持“面向全体、基于专业、分类教学、强化实践,融入人才培养全过程”的原则,突出面向全体学生,培养创新精神与意识;面向具有创业潜质的部分学生,培养创业精神与能力;面向具有创业意愿的少数学生,培养创业知识与技能,构建出教学、实践、保障“三位一体”的“融入式”创新创业教育模式。“近三年,学校‘融入式’创新创业教育模式共使6万余名学生受益,用人单位满意率高达96%,毕业生自主创业人数676人,创办企业101家,多项成果实现市场转化。”
实际上,社会上对专职创新创业教师有很多不同的看法,一方面认为创新创业教育应该而且可以更专业化,但另一方面,又认为专职的创新创业教师缺少实践经验,应该让成功的创业者来担当创业教师。
人工智能学校教学范文6
关键词:机器智能;教学方法;专题文献调研;演讲;讨论;编程;学生评价
自2005年北京邮电大学在国内得到教育部批准设立智能科学与技术本科专业开始,机器智能课程就被设定为一门重要的专业基础课。在2008年全国智能科学技术教育学术研讨会上,机器智能课程被确立为第一批三门核心课程之一。作者曾在2009年全国智能科学技术教育学术研讨会上对该课程内容的建设进行了探讨[1],在此基础上,结合教学实践工作对于该课程的教学方法也进行了一些摸索。
1相关教学方法
机器智能是新出现的课程,可供参考的国内外资料较少,我们主要对相关的人工智能课程的教学方法进行了调研和学习。陈白帆、蔡自兴等的人工智能精品课程教学方法在国内最具代表性[2],开设课程设计,学生根据自己的兴趣组成小组选题。多媒体课件和网络课程相结合,采用启发式教学,举行课堂讨论等。王甲海[3]等探讨启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想。刘兴林[4]从教材选择、教学内容和方法、考核方式等做了一系列教学改革。韩洁琼[5]等提出注重激发学生的学习兴趣、加强对实验教学的重视。白洁[6]等提出与学科发展前沿接轨,注重培养学生的创新能力。朱红[7]等对图搜索内容进行有效的教学设计。王璐[8]等设计了应用型和研究型的教学情境。
国外人工智能课程建设具有更长的时间和更多的积累。很多大学在人工智能课程中围绕游戏引入工程项目。Jeffrey等[9]引入基于Blackjack游戏的优化模型来进行人工智能课程教学。Hansen等[10]开发了Glomus教学系统,引导学生在逻辑证明游戏过程中学会重要概念。Douglas等[11]针对电脑游戏中的人工智能的课程教学提出了学生教学生的方法。Ingrid等[12]以机器学习为主题把人工智能中分散的重要概念统一到一起。
2教学实践
2.1总体思路
在本课程教学实践过程中,总体思路是根据教学基本要求和主要内容形成的。详细的教学基本要求和内容参见文献[1]。基于此,对本课程的教学实践进行了如下分析。
1) 教学内容极其丰富多彩,如果需要详细地讲授,每一个章节都可以成为一门课程,64学时的时间是远远不够的。
2) 本课程是一门成长中的新课程,其中既要包括智能领域学者们研究了几十年的重要成果,也要涵盖当前国内外最新研究现状的了解和把握,才能让学生们感受到当前时代的脉搏,了解到本专业的魅力。
3) 智能科学与技术也是一门实践性很强的学科,其中很多技术都已经或正在社会生活中发挥着重要作用,学生们更渴望能够在学习实践中掌握和推进这些技术。
4) 任何教学过程,如果只是单方向的教师讲、学生听,很难达到良好的效果,必须要调动学生的主动学习兴趣,让学生真正参与到教学过程中来,才能实现教与学的双向促进。
于是,我们采取了以点带面的方法,抓住其中的关键点进行细致地讲解,其余的内容则根据侧重面的不同,分别采取启发式教学的方法,如专题文献调研、演讲、讨论、动手实验、学生评价等方式推动学生主动学习相关知识和技术,实现知识拓展和兴趣培养。
2.2专题文献调研
这是我们借鉴了带研究生做课题的经验而提出的一种方法。每次开始讲授这门课程的时候,学生们都会问:为什么我们课程的名字跟其他人工智能的课程不一样?内容上有什么区别?我也都会给出我们的回答,但是总感觉学生并没有完全理解。考虑到智能科学技术专业本身就是一个新鲜事物,机器智能课程也是新近提出的,目前并没有完全定论,属于前沿探索的问题。因此,我们提出进行专题文献调研的方法,希望让学生通过自己的广泛阅读、比较和分析,更加深入地了解本课程。
我们首先给出需要调研的问题以便引导学生的调研方向,即国内外关于智能科学与技术专业的建设情况如何?机器智能、人工智能、神经网络及其他相关课程的建设情况如何?这些不同于学生们以前在其他课程中遇到的作业或问题,没有固定的求解思路,没有确切的标准答案,但却都是学生们非常关心的问题,因此极大地激发了同学们的学习兴趣。我们鼓励大三学生自由组合,每3~4人组成一个课程小组,每组由一位组长负责组织管理,如召集小组讨论,共同制定调研计划,分配调研任务,综合调研结果等。这种形式对于大三的学生毕竟是新的尝试,开始的时候学生们对于如何进行文献调研不太清楚,我们在给学生介绍文献资源和调研方法的同时,也邀请了几位研究生来到课堂上现身说法,学生们普遍反映非常好。
经过1~2周的文献调研,学生们交上来的作业令人非常满意。内容涵盖了人工智能、机器智能、计算智能的概念,国内设置本科智能科学与技术专业的高等学校及其专业定位、培养方案、主干课程、实验课程、毕业生去向,美国、英国大学人工智能专业研究生排名,国内外著名大学的人工智能、神经网络相关课程教学内容、实践设计、参考教材等等。各组调研内容之间有一些交叉,证实了本领域的一些共同特点,如人工智能课程的知识表达与推理、搜索、专家系统、自然语言处理等经典内容;各组的调研结果更有很大的不同,既反映了学生们思考问题的角度是多样性的,也反映了智能科学技术专业建设和机器智能相关课程的教学是多样性的。经过比较和分析,学生们对本课程的理解清晰多了,学习态度非常积极,希望探索智能奥秘的热情极为高涨,为后面的教学打下了良好的基础。
2.3动手实验
实践出真知,我们在理论教学的同时也特别注重实验环节的设计,学生通过动手实验加深对理论知识的理解和运用。对于本课程的重点模块内容,如BP算法、启发式搜索,我们都给学生布置了以组为单位的实验作业。为了激发学生的主动性和创造性,还对每个作业给出了扩展性的要求。以BP算法的实验为例,我们要求各组在充分理解BP算法原理的基础上,编程实现手写数字0~9的训练和识别功能。我们也给出了扩展性要求:可以通过自己查阅文献,寻找提高BP基本算法性能的方法和技术;可以不限于手写数字0~9的识别,自主选择感兴趣的其他模式信息进行实验,如语音信息、手写英文字母、手写汉字等。
学生们开始面对这个作业的时候非常迷茫,不知从何处下手,我们一方面鼓励学生要有信心,不要有畏难情绪,一方面就相关内容安排课堂重点讨论,首先要正确理解和掌握经典BP算法的基本原理,包括其数学推导的全过程,然后从如何构造单一神经元和激励函数开始,进而讨论如何实现一层神经元和相邻层神经元的计算,以及如何进行误差计算和反向权值调整。学生们逐渐对实验作业有了深刻的理解,开始动手设计自己的神经网络,随着一个个步骤的实现,学生们之前的很多疑惑都豁然开朗,对BP算法充满了兴趣。很多组的同学对测试的识别率不太满意,都主动去图书馆查阅相关资料,尝试了一些改进方法和技术,如改变多种神经元激励函数、加入动量项微调权值修正量、自适应变步长算法等。
有一个组的作业给我印象极其深刻,因为他们勇于挑战了BP神经网络实现语音信息0~9的识别,不但很好地掌握了BP基本算法及其改进:变步长法和引入动量项法,还自学了录音、音频信号分帧、加窗、MFCC特征提取等。他们对待本课程的热情,还有他们表现出来的巨大的潜力都让我感动,让我对我们的专业和课程建设的未来充满了信心和希望。
正是应对了“理论与实践相结合”的经典理念,半年里64个学时完成后,从学生们的直接反馈中发现,他们理解掌握最为深刻的内容恰恰是他们曾经动手进行程序开发的内容。这充分表明了在本课程的教学过程中注重动手实践能力的训练和培养的重要性。
2.4演讲、讨论与评价
这也是我们在教学过程中探索出来的方法。专题文献调研和动手实践的作业极大地调动了学生们的积极性,效果也非常好,但作为一门课程,还是要有一个分数的评价。以往都是学生把作业交上来,老师统一评分。现在面对如此多样性的作业,老师个人的评价显得并不充分,我们认为学生们相互之间做的工作类似,能够理解各组作业的特色和工作量大小,在评价上更有发言权。因此,我们提出了一种同学参与评分的方案,即演讲+讨论+评价。
首先是演讲。为了使评分过程做到公开、公正、公平,我们在各组完成一次文献调研或者动手实验之后,都要求各组准备好演讲的文件和相关材料,包括ppt文件制作、程序演示、功能测试等,专门抽一次上课时间用来进行各组的集中演讲,展开实践经验的深入交流。每组派出一位代表来演讲,介绍本组作业的详细情况并演示。介绍完毕,就进入提问和讨论环节,老师和同学都可以就其中的任何问题提问,也可以进行程序功能的现场检测。这一方面活跃了课堂气氛,使得学生们大大增强了对于重点内容的理解和掌握,另一方面,各组之间可以相互学习,拓展视野,开阔思路。同时,这也很好地锻炼了学生的组织和演讲能力。最后是评价,也是各组选派一名代表,就像各类比赛中的评分专家一样,根据各组的演讲、提问、回答、演示等,综合给出一个评分。这种形式对于学生们也是很新奇的,大家都很认真地对待,基本上每次评分都能很好地反映出各组的水平。同时,这也激发了学生们的主动性和创造性,因为只有真正的努力和过硬的成绩才能获得各组同学的一致好评。
2.5创新性研究
我们鼓励对本课程相关领域具有浓厚兴趣、能力较强的同学自发组成小组,基于课程所学内容进行深入分析思考,提出创新性的课题展开研究,并在合适的时机鼓励学生们利用课程相关的知识积极参加各种竞赛,从今年开始中国人工智能学会主办的全国大学生智能设计大赛将是今后我们努力的主要方向。2010年,我们选择了三星公司面向大学生的bada应用开发试点活动作为第一次尝试。学生们经过三个多月的努力,获得两个三等奖和两个优秀奖。经过竞赛锻炼,学生们不仅加强了对于课程相关知识的理解和掌握,增强了研究开发能力和自信心,更加深了对于本专业的浓厚兴趣,为本专业和本课程的建设提供了强有力的支撑。
2.6专家讲座
我们先后邀请到了国内外的专家学者来给学生进行专题讲座。国际计算语言学会主席、美国南加州大学信息科学研究所Prof. Eduard Hovy关于什么是智能的讲座,首都师范大学人工智能领域著名教育专家王万森教授关于模糊逻辑与推理的讲座,都让学生们感受到了大家的风范,灵活生动的讲课风格受到了学生的高度赞扬。
3教学反馈
在北京邮电大学组织的2010年学生评教工作中,本课程得到了97.46的高分(满分100)。以下是我们收到的一些学生的反馈意见。
1) 实践时间充裕,在解决问题的过程中培养了一种能力。作业不死板,给出一个框架思路,同学可以自由发挥。还地锻炼了大家的团队合作精神,专注于自己擅长的领域才能做的更好。让同学们自己放开去做,在出错时及时交流纠正是一种很自由、很开放的学习模式,这样的氛围可能不会培养高的分数,但会收获高的能力。
2) 教学形式较为新颖,不是采用以往讲授知识的方式,而是采用了更为贴近实际的方式,在开学初就分组,抛弃了笔上作业,改用实际的编程、查找资料等方法,更能调动大家的学习积极性。验收作业也不是以往老师收上去批改后发下来这种千年不变的形式,而是让同学互相打分,这种方式更为客观而且可见,更加公平。最后感谢李老师一学期以来的教学与帮助,也感谢实验室所有老师和助教的帮助,也相信咱们智能科学与技术专业,机器智能这门课程会越来越完善、成熟。
3) 感觉比较实用、有意义。从大学开始接触的都是纯理论的课,这门课上需要做实践编程作业,我学习了机制与算法实现,更重要的是能让我们在解决实际问题中提供一些从未有过的思路。比如我在百度俱乐部参加一个如何构建购物网站的工作,需要垂直搜索技术,把各大购物网站的价格列出来,可是有些网站,如京东商城是采用图片形式显示价格的,很多研究生也没做出来,我用了机器智能中的BP算法解决了这个问题,当然需要一些图像处理技术。总之,试验后我们得到的是一种解决问题的思路,所以我觉得在提供知识的基础上使用实验技术加深对知识的理解效果很好,实验就是最好的作业。
4) 随着我们步入大三,越来越感受到智能领域的广博精深。就像老师教学的课件一样,每个知识点的扩充都能组成新的一章。本学期感触最深的除了三星竞赛此外还有两点:一是李老师上课讲的内容充实,从神经网络到机器情感,从BP到A*,几乎把智能领域经典的模型算法都覆盖了。第二点就是本学期李老师请来了很多professor(巨开心哈)。我觉得看看别的学校甚至别的国度的“大牛们”都在研究什么,有利于我们拓宽眼界,开阔思路。希望李老师以后也辛苦联系他们,让学弟学妹们也享受这种待遇。
4结语
本文对机器智能课程的教学方法进行了探讨,针对不同模块的教学内容,提出并实践了专题文献调研、演讲、讨论、动手实验、学生评价、创新性研究、专家讲座等教学方式,收到了较好的效果。今后还要紧跟智能科学与技术的发展进一步丰富本课程教学的前沿性和创新性,在力图编一本比较好的教材的同时,着手研究多种资源和手段的运用。
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Teaching Practice of Machine Intelligence
LI Lei, LIU Pingan, WANG Xiaojie, ZHONG Yixin
(Department of Intelligence Science, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876, China)