人工智能教育的目的范例6篇

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人工智能教育的目的

人工智能教育的目的范文1

如果按照这个速度,用不了几年,每个业余围棋爱好者都能坐在家里的沙发上,泡上一杯茶,打开电脑,运行围棋人工智能程序,向“围棋上帝”学上一盘。以前,一个业余围棋爱好者一辈子都难得与职业高手下上一盘棋,将来这个梦想天天都可以实现。

人机大战第二季结束后,Google研发团队宣布,AlphaGo将退出围棋舞台,接下来它将挑战医疗、能源、材料等全新领域。谁又知道,人工智能在这些领域将取得哪些革命性的突破呢?

回到教育,虽然没有AlphaGo的轰动性效应,但从历史上看,教育一直是人工智能的重要应用领域。同样,人工智能在教育领域的前进步伐也从来没有停止过。智能导师、教育机器人、学习同伴、智能测评,这些最新的人工智能教育产品时刻提醒着我们,教育的人工智能时代已经不再遥远了。

如果从技术角度来说,我们丝毫不担心人工智能时代的到来,因为人工智能的脚步是不可阻挡的。但我们同样需要对人工智能保持一份警醒,毕竟,教育是一个远比围棋复杂的领域。AlphaGo在围棋上取得质的飞跃不过几年时间,而教育的“AlphaGo时刻”何时出现,谁也不敢断言。更为关键的是,围棋不过是棋盘上的输赢,教育却是人生的成长。胜负是一时的,而成长是不可逆的。

人工智能教育的目的范文2

关键词:人工智能;图形编程;创新实践

近年来,人工智能已成为一个高频词,各种与人工智能相关的智能家居、自动驾驶、智能语音、图像识别等新技术,深刻影响着社会的方方面面,也逐步改变人们的工作及生活方式。许多国家已经开始积极尝试,大力推进小学人工智能教学。2017年,国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划》,明确提出了“在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育”;如今,计算思维培养又成为热点。在这样的一个时代背景下,学校和教师有责任和义务组织、引导学生去接触、了解、学习、应用人工智能技术,以适应未来学习和工作环境的变化。人工智能涉及的学科内容较为广泛复杂,小学生相对年龄较小,储备的相关知识较少,学校应如何在小学阶段有效开展人工智能教学,推进人工智能教学真正落地?笔者结合自己的教学实践,从“巧”借活动、“巧”设场景、“巧”编程序、“巧”创项目等方面,积极探索小学人工智能教学的推进路径。

一、“巧”设场景体验人工智能

人工智能的知识结构具有较强的逻辑性和抽象性,与之前信息技术课上所教的内容相比,难度及复杂性更高。在日常人工智能教学中,教师应根据学生的心理特点以及不同教学要求,改变教学方式,把体验搬进课堂,让学生通过具体的体验活动逐步理解人工智能的相关知识,把重难点从对概念、原理、技术的学习转换到了解相关概念、技术实现的过程、体验人工智能技术的应用上。丰富有趣的教育实践活动可以让学生在愉悦的教学情境中,从不同的思维角度、用不同的思维方式来认识和理解与生活密切联系的一些人工智能概念,如机器学习、大数据、神经网络等,体验人工智能在实际生活中的应用。例如在《人脸识别》一课教学中,需要让学生了解人脸识别技术的应用、影响、实现过程和原理,其中人脸识别的原理和过程较为复杂,如果教学中只进行简单说教,无法有效达成教学目标。本课设计了一个“人脸大比对”体验活动,活动分两个部分,第一部分就是通过百度AI开放平台里的人脸检测与属性分析功能,体验人脸检测中具体检测哪些属性;第二部分就是通过人脸对比功能,完成教师提供的三组人像照片的对比分析。在第一部分的实例体验中,学生通过自己上传照片进行检测,主要是通过对人脸的面部、肤色、毛发、眼睛、嘴、鼻和轮廓等150个特征的精准定位来准确地识别和计算出一张人脸的特征和属性信息,包括年龄、性别、颜值、情绪、是否戴眼镜等。这样的体验让学生非常感兴趣,也能很好地理解特征提取的过程。第二部分的体验是人脸对比,教师提供给学生三组照片,第一组是一对相似度很高的双胞胎;第二组是同一个人戴口罩和不戴口罩的照片;第三组是同一个人的两种表情。学生先自己观察,记录三组照片的结果,再上传照片到百度AI体验人脸对比过程,并查看对比结果。经过体验,学生认识到在现有的技术下,人脸识别的准确度还是非常高的,对人脸识别的过程也留下了非常深刻的印象。

二、“巧”编程序理解人工智能

从当前人工智能技术应用的实际情况分析来看,主要应用领域为大数据及机器学习,这些功能的实现得益于算法的不断完善。可见,算法学习是实现人工智能的关键,而对算法的学习又是计算机编程教学中的一大难点。推进小学编程教学将有利于帮助学生理解人工智能的相关知识。小学生相对抽象思维偏弱,采用图形化的编程教学,更加有利于他们接受,有助于提高学习的积极性。通过编程教学引导学生学会分析问题、抽象与建模、设计算法、编写程序脚本,在验证过程中不断改进和完善,并最终实现问题的解决,能有效培养学生的计算思维,并过渡到对人工智能所需要的其他知识的学习上。例如在五年级的《创编游戏》教学中,情境任务是设计制作一个猫捉老鼠的小游戏,目标是让学生认识“碰到颜色”“如果……那么……”等指令,能够用它们的组合来编写判断角色是否碰到边缘和老鼠的脚本。人工智能的概念主要体现在“碰到颜色”和“如果……那么……”语句的应用上,“碰到颜色”是侦测识别,“如果……那么……”则是逻辑判断的处理。在教学中,首先通过问题引导学生思考完成游戏需要考虑哪几个要素,从问题和答案中帮助学生提炼出“舞台”“角色”“动作”三个要素,进而帮助学生厘清实现游戏功能的基本思路。在程序编写中,让学生具体体验侦测模块的编写与判断语句的应用。简单的编程实践,能让学生逐步了解人工智能的基本概念及其实现流程。

三、“巧”创项目实现人工智能

知识的学习必须与学生的生活实际结合起来,如果学生在掌握人工智能知识和技能后能将所学知识应用于实践,解决生活中的实际问题,那么这样的学习就是真实有效的。学生通过设计创作具体作品,可以大大增强分析和处理问题、解决实际问题的意识和能力,培养逻辑思维和动手实践能力,这也是人工智能教育的方向和目的。根据学生的实际生活经验,教师将人工智能的具体应用案例巧妙引入课程中,引导他们科学地确定项目内容;通过对项目的梳理分析,建立逻辑关系和模型;用编程语言描述逻辑关系;采用硬件设备实现人工智能的具体功能,这种基于真实任务的学习活动,能有效促进学生的理解。例如四年级实践小组的“智能垃圾桶”作品,便是以垃圾桶为课题进行探究,先让学生对现有垃圾桶的优劣势进行分析,思考怎样改造垃圾桶才能真正实现智能化。通过教师的引领和自身观察,学生很快认识到智能垃圾桶应该具有的功能:一是能检测什么时候有人投放垃圾;二是垃圾桶盖能自动开启和关闭。确定了目标之后,就是思考达成上述目标需要哪些条件。学生根据已有知识,确定可以用超声波检测是否需要打开垃圾桶盖子,打开和关闭动作可以通过舵机和连杆来实现。通过探究后,学生根据设计的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建,接下来就是通过编写程序和不断调试验证来实现预期的功能。作品完成后,学生可以根据实际情况进行功能的增加与修改,如增加桶内垃圾超过一定高度时能自动提醒的装置等,让智能垃圾桶更加智能。本次作品的创作过程,不仅锻炼了学生分析实际问题、解决实际问题的能力,又锻炼了他们的编程思维和计算思维,更重要的是体验了自己创作人工智能作品的乐趣和成就感。在人工智能应用日益普及的今天,人工智能课程进入小学课堂是大势所趋。在小学阶段开展人工智能课程教学,主要是为了让学生掌握人工智能知识,体验和运用人工智能技术,培养学生的信息技术核心素养、创新意识、实践应用能力,为学生适应未来社会打下扎实的基础。但人工智能教学具有其特殊性,如何有效推进人工智能教学,还面临着许多需要解决的问题。学校和教师应尽最大努力创设更好的人工智能教学环境,探索更有效的教学策略,促进学生对人工智能相关知识的学习。

参考文献

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[2]徐欣彦.引入体验活动创新小学人工智能教学模式[J].中小学信息技术教育,2019(9):62-64.

人工智能教育的目的范文3

关键词:人工智能;教学改革;教学方法

引言

人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科,是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发,人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来,大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛,对于管理类人才来说,加强对人工智能知识的深入学习,不断将人工智能技术与管理知识结合起来,对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科,管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力,基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点,通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习,加强学生解决实际问题的能力,为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求,结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见,针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨,以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。

1、教学现状与问题

作为一门综合性、实践性和应用性很强的理论技术学科,人工智能课程内容及内涵及其丰富,外延极其广泛。学习这门课程,需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。针对管理类人才,该课程在课程教学过程中存在几个较为突出的问题。(1)课堂教学氛围枯燥目前,中国大多数大学仍采用传统的课堂教学模式,在教学过程中照本宣科,忽略与学生的互动,并且缺乏能够有效引起学生学习兴趣与加深知识理解的教学环节设置,如此一来大大降低了学生自主思考的能力。在进行人工智能相关课程知识讲解时,随着章节的知识难度不断增加,单向介绍式的枯燥教学方式无法反映人工智能学科的全貌,课堂讲解难以同时给以学生感性和理性的认知,部分学生因乏味的课堂氛围渐渐无法跟上教学进度,导致学习动力不足。(2)基础课程掌握不牢管理类专业的学生大部分都会走向更加具体化的管理岗位,具有多学科的素养,但这也导致很多学生所学知识杂而不精。学生在基础不夯实的情况下去学习更高层面的知识,给学生学习与老师教学都造成了很大困扰。人工智能课程知识点较多,涵盖模式识别、机器学习、数据挖掘等众多内容,概念抽象,不易学习。一些管理类专业的学生未能熟练掌握高等数学、运筹学、数据结构、数据库技术等先修课程,缺乏一定的关联思考和研究意识,导致课程学习难度增加,产生学时不足和教学内容难点过多的问题。(3)教学与实际应用脱节当下,人工智能广泛应用于机器视觉、智能制造等各个领域,给学生提供了大量的现实案例,使得人工智能不再是高深莫测的理论,而是现实中可以触及的内容。例如,在机械学科领域,人工智能技术是电气工程、机械设计制造、车辆工程等方向的重要技术来源;在医疗领域,是医疗器械的创新生产源动力;在能动领域,是高端能源装备与新能源发展的重要驱动;在光电信息与计算机工程领域,技术的发展时刻推动着智能科学与技术核心价值的提升。然而,对于管理类专业的学生来说,现阶段的人工智能教材涵盖许多智能算法及相关理论,在教学过程中常常涉及到很多从未接触过的抽象理论和复杂算法,书本中的应用实例大多纸上谈兵,缺乏专门适用于管理类专业知识与人工智能技术相结合的教学实践,加上一些教师授课方法单一,不利于引导学生将人工智能算法应用于现实生活。另外,大学生对知识的理解能力差异很大,教师采用统一的方式教给他们,这使一些学生无法跟上和理解,教师也无法控制学生的学习状况,导致学生缺乏动力。因此,如何结合学生的现实情况,提高他们的动手能力和实践经验也是人工智能课程教学要考虑的问题。

2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略

课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言,教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化,而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题,可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。

2.1教学方法改进

教师对学生具有引领作用,其教学方法的改进能够带动学生改进自身学习方法。(1)启发式案例教学案例教学法就是教师根据教学目标、教学内容以及教学要求,通过安排一些具体的教学案例,引导学生积极参与案例思考、分析、讨论和表达等多项活动,是一种培养学生认知问题、分析和解决问题等综合能力的行之有效的教学方法。启发式案例教学以自主、合作、探究为主要特征,调动学生的学习积极性,并紧密结合人工智能领域的相关理论与方法,有效理解知识要点及其关联性,适用于管理类专业学生的教学。具体而言,高校基于其问题启发性、教学互动性以及实践有用性等特点,可以建立基于人工智能知识体系的教学案例库,虽然这项建设将极具挑战性与耗时性,但具有很强的积极效果:培养学生较强的批判性思维能力,更多地保留课程材料,更积极地参与课堂活动,对提高教学质量、培养具有人工智能背景的管理类人才具有重要意义。例如,通过单一案例教学,让学生掌握相关基础知识原理及应用;通过一题多解的案例使学生思考如何获取最有效的解题方法;通过综合案例的设计,启发学生全方位地探索问题的解决方案。(2)研讨互动式教学研讨互动式的各个教学环节是逐渐递进、有机结合的。研讨是基于学生个体的差异性,在课堂讨论的过程中对学生做出评判,从而对不同类型的学生开展针对性的教学。互动则是在研讨的基础上,通过老师与学生、学生与学生的互动,让学生主动参与到课堂教学的过程中来。在人工智能课程教学过程中,教师通过课堂讨论了解学生对于知识点的掌握情况,可以有针对性地设计教学内容,例如,对于学校积极性不强的学生,将人工智能理论内容与学生个人兴趣范畴、社会产业发展及研究现状联系起来,能够极大程度地提高学生学习的自主能力;对于基础知识较为薄弱的学生,可以在教师的指导下查阅相关文献资料,根据自己的理解撰写心得报告,并在课堂或课外进行师生互动。像这样研讨与互动相结合的模式。有助于增强学生的探索和求知欲望,建立起浓厚的学习氛围。(3)有效激励式教学人工智能是引领未来的战略性技术,人才需求量极大,对教师的教学水平也提出了更高要求,因此,进行有效激励极为重要。在学生激励方面,可以举办各类人工智能竞赛项目,设置相应项目奖学金,吸引学生参与实践,调动学生做研究、发论文的积极性。例如,教育部主办的中国研究生人工智能创新大赛,围绕新一代人工智能创新主题,激发学生的创新意识,提高学生的创新实践能力,为人工智能领域健康发展提供人才支撑。高校也可以借鉴这种模式,在各学院乃至全校开展此类竞赛项目,激发学生的创新能力与团队合作能力,鼓舞更多学生加入到人工智能课程的学习中来,激发其学习兴趣。在教师激励方面,在教师聘任和提升过程中把参加学生课程制定、课堂与课外作业、课程项目和论文指导等看作教学任务的一部分,鼓励教师积极参与这些活动。(4)学科渗透式教学人工智能学科知识融合程度较高,学科交叉性强。基于人工智能的学科交叉性特点,增强管理类人才对学科应用的领悟,可以采取开展学科渗透式教学的方法。从2015年起,国务院和教育部先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见教育》、《高等学校人工智能创新行动计划》等文件,“互联网+”、“智能+”已经渗透到各个领域,人类进入数字经济时代,社会需求“技术+管理”的高端复合人才。例如,基于工业4.0和强国战略,人工智能技术在智能制造的应用极为广泛。上海理工大学非常重视少数民族预科班的教育质量。为增强少数民族管理类人才对该领域应用的认识,我们请机械工程、能源动力领域的相关专家以授课或讲座的形式,进行相关领域知识和发展趋势的讲解,使学生理解更为透彻。此外,在教学实践过程中,还可以用举办人工智能知识交流会、线上人工智能论坛等形式,促进不同专业间老师、学生对于人工智能知识模块的见解,相互交流、渗透和学习,从而推动人工智能课程教学的改进。

2.2教学内容设置

世界一流大学在人工智能课程内容设置根据不同国家的教育体系设置,肯定会有不同,但颇有共通之处。本文借鉴世界顶尖大学经验,针对管理类专业人工智能课程教学内容进行研究,结合中国教育体系设置,认为应从以下几方面进行改进。(1)核心内容设置为避免学生因为知识点过多而出现杂而不精的问题,势必要精化教学内容。在互联网时代,我们可以使用云计算和其他方式来实现数据信息的传输、存储和处理,通过在线收集和整合网络课程相关数据,挖掘和丰富教学资源,并在整合课程资源的基础上,进行研究方法和前沿知识的扩展。在核心内容设置方面,可以通过收集到的数据资料,选择人工智能领域具有代表性且难易程度适中的知识作为重点,使学生能够在有限的学时内掌握人工智能的知识脉络。例如,编写针对管理类人才的人工智能教材,内容涉及绪论、知识表示与推理、常用算法、机器学习、神经网络等方面的同时,重点增加相应知识点在管理上的应用案例,加强学生对知识点的理解。同时,根据管理类专业偏向领域,开设关联程度较大、应用较广泛的人工智能选修课程,以便学生根据自己的兴趣与需求选修具体方向的课程。(2)注重学生的数理及编程基础良好的数理及编程基础是学习人工智能的前提。只有具备了这些基础,才能搞清楚人工智能模型的数量关系、空间形式和优化过程等,才能将数学语言转化为程序语言,并应用于实验。管理学院人才的数理及编程基础相对薄弱,因此,在安排学生学习人工智能课程之前,建议开设面向全体管理类专业学生的微积分、线性代数、概率论等专业基础数学课程以及C语言、python等编程基础课程,使学生具备数学分析的基础与一定编程基础,为学习人工智能课程打下坚实的基础。另外,可以推进MOOC平台建设,在平台上开设人工智能网络课程,帮助学生掌握人工智能知识基础及专业技能。(3)实验建设为了加强学生对于人工智能知识点间的关联性理解,可以基于不同的应用模块,设计具有前后铺垫、上下关联的综合性实验,设计不同层次的项目要求,同时基于相同的实验课题,让学生分组对实验课题进行攻克,并设置多元化的实验评价体系,通过实验教学过程中反映出的不同进度,让教师能对学生的学习水平做出准确评判,及时进行教学反思,以便更好地开展下一步工作。例如,针对人工智能课程应用中很广的遗传算法,在某一管理规划的具体应用上设置理解-实现-参数分析-具体应用-尝试改进-深度拓展的不同层次的项目要求,在这些项目层次中规定必做项与可选项,让学生基于同一实验课题进行合作学习,然后通过个人自我评价、小组成员互相评价以及教师评价的方式进行打分,对小组整体能力以及个人能力进行综合评估,以期培养学生的自主思考能力。

人工智能教育的目的范文4

关键词:人工智能;信息素养;信息技术

中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)35-2417-02

Artificial Intelligence Education and Middle School Students Information Literacy

WU Wen-tie

(Mathematics and Computer Institute of Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China)

Abstract: Information Literacy in the Information Age is a national basic literacy, artificial intelligence represents a cutting-edge information technology. Based on the analysis of information quality and substance of the definition on the basis of exploring the field of artificial intelligence research, as well as in education, put forward the theory of artificial intelligence and technology courses in secondary education should be in a more systematic, comprehensive Improve the information literacy of students.

Key words: artificial intelligence; information literacy; information technology

1 信息素养的定义及其内涵

“信息素养”一词最早产生于信息技术和信息产业发达的美国, 是随着现代信息社会的逐渐形成而对国民提出的一种兼跨人文和科学范畴的综合性个人素养要求的描述。随着研究的深入,人们对信息素养的认识也在不断深化。

1974年美国信息产业协会主席保罗・泽考斯基最先提出信息素养的概念, 他认为信息素养是“利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术及技能”。1992年美国图书馆协会提出:“信息素养是人能够判断何时需要信息, 并且能够对信息进行检索、评价和有效利用的能力。”同年, 道尔在《信息素养全美论坛的终结报告》中给出了一个较为全面的定义:一个具有信息素养的人, 他能够认识到精确和完整的信息是作出合理决策的基础, 他能够确定对信息的需求, 能够形成基于信息需求的问题, 能够确定潜在的信息源, 能够制定成功的检索方案, 从包括基于计算机的和其他的信息源中获取信息、评价信息、组织信息用于实际的应用, 将新的信息与原有的知识体系进行融合以及在批判性思考和问题解决过程中使用信息。

综上所述, 虽然研究人员从不同的视角界定了信息素养的定义, 但可看出, 信息素养既包括认知态度层面上的内容, 也包括技术层面、操作层面和能力层面上的内容。概括起来讲, 信息素养主要包括信息意识、信息能力和信息道德三个方面:

1) 信息意识。信息意识是信息素养的首要因素, 主要指人们对信息及其交流活动在社会中的地位、价值、功能和作用的认识, 换句话说, 就是指人们对信息的判断、捕捉的能力。信息意识的强弱将直接影响人们利用信息的程度和效果。人们只有有了信息意识,才有可能有信息的需求, 进一步去寻找信息和利用信息, 并主动学习与信息处理有关的技术。

2) 信息能力。信息能力是信息素养的重要方面, 是指人们获取信息、处理信息、利用信息、创造信息、交流信息的技术和能力。人们只有掌握一定的信息技能, 才能有效地开展各种信息活动, 有效地利用信息和创造信息, 充分发挥信息的价值, 变信息为动力和优势。

3) 信息道德。信息道德是指人们在整个信息交流活动过程中表现出来的信息道德品质。它是对信息生产者、信息加工者、信息传播者及信息使用者之间相互关系的行为进行规范的伦理准则, 是信息社会每个成员都应该自觉遵守的道德标准。

2 人工智能的研究领域

人工智能的研究领域非常广泛, 而且涉及的学科也非常多。目前,人工智能的主要研究领域包括:专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、智能决策支持系统及人工神经网络等。下面主要介绍在网络教育环境中常用的智能技术。

2.1 专家系统

所谓专家系统就是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统, 它能运用该领域专家多年积累的经验与知识, 模拟人类的思维过程,求解需要专家才能解决的困难问题。

2.2 机器学习

“学习”是一个有特定目的的知识获取过程, 其内在行为是获取知识、积累经验、发现规律; 外部表现是改进性能、适应环境、实现系统的自我完善。所谓机器学习, 就是要使计算机能模拟人的学习行为, 自动地通过学习获取知识和技能, 不断改善性能, 实现自我完善。机器学习主要研究学习的机理、学习的方法以及针对相应的学习系统建立学习系统。

2.3 模式识别

所谓模式识别,是指研究一种自动技术。计算机通过运用这种技术,就可自动地或者人尽可能少干预地把待识别模式归入到相应的模式类中去。也就是说,模式识别研究的主要内容就是让计算机具有自动获取知识的能力,能识别文字、图形、图像、声音等。一般来说,模式识别需要经历模式信息采集、预处理、特征或基元抽取、模式分类等几个步骤。

2.4 人工神经网络

人工神经网络是指模拟人脑神经系统的结构和功能, 运用大量的处理部件, 由人工方式建立起来的网络系统。它是在生物神经网络研究的基础上建立起来的,是对脑神经系统的结构和功能的模拟, 具有学习能力、记忆能力、计算机能力以及智能处理功能。其中学习是神经网络的主要特征之一, 可以根据外界环境来修改自身的行为。学习的过程即是对网络进行训练的过程和不断调整它的连接权值, 以使它适应环境变化的过程。学习可分为有教师(或称有监督)学习与无教师(无监督)学习两种类型。对神经网络的研究使人们对思维和智能有了进一步的了解和认识,开辟了另一条模拟人类智能的道路。

3 人工智能技术在教育中的应用

3.1 智能搜索引擎

随着互联网站点和页面的激增以及网络用户队伍的不断壮大,信息检索成为人们利用Internet的重要途径。但是在浩瀚的网页海洋中寻找有用的信息并不容易,需要借助有力的检索工具如搜索引擎等等。目前一些著名的搜索引擎有:GOOGLE、YAHOO、EXCITE、INFOSEEK等,他们各有特色,但仍存在不足之处,如检索到的无关信息过多以及检索结果排序较混乱。智能化信息检索是信息检索的新分支,它是人工智能和信息检索的交叉学科。它在对内容的分析理解、内容表达、知识学习等基础上实现检索的智能化,这样可以节省学习者在检索中花费的时间,帮助学习者提高检索效率。智能化信息检索所用到的人工智能技术有专家系统、自然语言处理和知识表示。

3.2 智能体(agent)

agent技术早在70年代出现在人工智能领域,通过感知、学习、推理以及行动能够基于知识库的训练模仿人类社会的行为。随着其进一步发展,它在远程教育领域发挥着越来越重要的作用。一套完整的远程教育系统中包含许多子系统,如答疑、作业、考试、交互等等子系统。这些子系统都有各自的数据库用来存储信息。为了提高整个系统的智能性,可以引入智能技术,把众多子系统的数据库链接起来,实现信息资源的共享。通过分析这些信息,智能技术可以发现学习者的个别特征(如兴趣爱好信息、点击知识点信息统计、交互日志等等),并根据这些特征量身订做出适合学习者的学习方案,也有助于教师及时掌握学习者学习过程中的动态信息。

3.3 智能CAI(ICAI)

随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助教学(CAI)已受到教育界的重视,成为学科教学改革的一种重要手段。许多学校都在开发CAI课件,但大多数CAI课件只是机械地按照教学设计者事先设计好的教学模式和内容向学生传授知识,并没有体现出个性化学习,无法做到因材施教。

智能CAI是以人工智能技术为核心,使CAI系统能够根据学生的学习情况等因素分析学生的特征,合理安排教学内容、变化教学方法去满足个别教学的需要。使用智能CAI进行教学能够克服传统CAI的不足,显著提高教学效果,是CAI课件发展的趋势。

3.4 智能教学系统ITS

智能教学系统(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学的综合性课题,其研究的最终目标是由计算机负担起人类教育的主要责任,即赋予计算机系统以智能,由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。我国ITS的研究起步较晚,但近几年随着计算机的普及和教育软件需求增大,ITS的发展较快。ITS按照功能分为四个模块:专家知识模块、学生模块、教师模块、人机接口模块。

4 人工智能教育对学生信息素养的作用

人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是计算机科学的一个分支,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。换言之,它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动,来解决需要人类专家才能处理的复杂问题,例如咨询、诊断、预测、规划等决策性问题。人工智能也是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。与一般的信息处理技术相比,人工智能技术在求解策略和处理手段上都有其独特的风格。人工智能研究处于信息技术的前沿,它的研究、应用和发展在一定程度上决定着计算机技术的发展方向。同时,信息技术的广泛应用也对人工智能技术的发展提出了急切的需求。今天,人工智能的不少研究领域如自然语言理解、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络等都走在了信息技术的前沿,有许多研究成果已经进入人们的生活、学习和工作中,并对人类的发展产生了重要影响。

综上所述,作为信息技术一个不可缺少的重要组成部分,人工智能的基本内容在中学信息技术课程中是不能不专门提及的,以往某些教材中用一两页篇幅作个简单介绍的方法根本不足以反映人工智能学科的全貌。因此,十分有必要在高中阶段的信息技术课程中专门设立人工智能选修课。我们认为,高中阶段开设人工智能课程可以在以下几个方面对学生的信息素养培养产生积极作用:

1) 多种思维方式的培养和信息素养的综合锻炼。

现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次:结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题,难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。一般说来,中学阶段开设的传统意义上的信息技术课程中所介绍的信息技术,例如多媒体技术、网络技术、数据库技术、算法与程序设计等,都是求解结构化问题的基本技术。而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的一类有效技术。

把人工智能课程引入我国现行的高中信息技术教育,可以让学生在体验、认识人工智能知识与技术的过程中获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解,从而培养学生的多种思维方式,达到提高信息素养的目的。通过人工智能课程的学习,学生还将了解人工智能语言的基本特征,学到智能化问题求解的最为基本的策略。

2) 体验人类专家解决复杂问题的思路,提高学生的逻辑思维能力。

这里以人工智能学科中“专家系统”技术的体验、学习与应用过程为例进行说明。在专家系统的应用过程中,一个实际的专家系统不仅能够为用户给出相关领域的专家水平建议或决策,而且能够通过解释机制,以用户容易理解的方式解释专家系统的具体推理过程。学生可以向专家系统提出诸如“为什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……会怎么样”等问题,系统接受用户的问题指令后,可以根据推理的逻辑进程,即时将答案呈现给用户,整个过程如同教师与学生在进行面对面的教学。在该过程中,学生可以充分体验人类专家的求解思路和推理风格,有助于提高他们的分析、思维与判断能力。

另一方面,在专家系统的教学过程中,可以要求学生自行构建由产生式规则组成的知识库,或进一步利用工具软件来开发简单的实用型专家系统。为了完成该项工作,学生一开始就要编制开发规划、制定知识获取策略,并具体付诸实施,这是一个不断深化的过程。学生还得明确与系统有关的所有变量或相关的因素,并且将这些变量和因素转化为问题求解,得出相应的结论。在进行一系列问题求解分析之后,运用产生式规则来表示知识,以此建立起来的专家系统还可以让其他学生去运用和体验,具有一定的实用价值。

由于专家系统中的知识组织与推理过程是对人类专家思维方式的一种模拟,因此上述知识库的组织和系统的推理过程能够较好地体现学生的思维过程。在建造知识库过程中,学生需要将原来零碎的未成型的知识概念化、形式化和条理化,从而内化为学生自己的东西。所以,建造知识库的过程不但能反映学生的学习过程,而且有助于学生对该领域知识的深层思考并有利于长久记忆,同时也学会了专家系统的基本开发技术。正如美国著名的学习论专家Jonassen所指出的:那些自行设计专家系统的学生将会在这种活动中受益匪浅,因为这是一个对所学知识进行深度加工的过程。

3) 了解信息技术发展的前沿,激发对信息技术未来的追求。

人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,通过人工智能知识、技术的学习与体验,高中学生能够对信息技术发展的前沿知识有一定程度的了解,这样有助于他们开阔视野,培养兴趣,激发对信息技术美好未来的追求,从而为今后进入大学或走向社会奠定良好的基础。

5 结束语

中学生的信息素养的培养是当前信息技术课的一个重要目标,而在现有的中学信息技术课程中,关于人工智能的知识只作了简单的介绍,学生们对于人工智能研究的广大领域不能有详细的概念,这对于中学生的信息化认识和信息素养的培养不够全面。因此在中学信息技术课中加大人工智能的知识介绍是信息技术课改革的重要内容。

参考文献:

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人工智能教育的目的范文5

关键词: 人工智能;创新驱动;发展建议

人类对于智能机器的探索活动,古已有之。不过,以“人工智能”来命名这一探索并成为一个学科领域,却发生于1956年夏季在Dartmouth举行的一次小规模学术研讨会上。因此,2016年是人工智能学科问世的60周年,在这个不同寻常的年份,世界各地的人工智能科技工作者都在密切关注人工智能的发展动向。

2016年3月,DeepMind研制的人工智能围棋系统AlphaGo以4:1的战绩击败了韩国的围棋高手李世石,把世界对人工智能的关注推向了前所未有的。各种各样的议论喷涌而出。悲观者大呼:“人工智能对于人类的潜在威胁太严重,应当通过立法限制甚至禁止人工智能的研究”;乐观者高喊:“人工智能是人类的真正福音,只要把自己的思想意愿转嫁给人工智能机器,人类就可以通过机器来实现长生不老的千年梦想”。在科技界,人们则在激动着、讨论着:我们应当在什么样的热点技术上发力?是深度学习?是认知技术?还是类脑计算?

回想这些年来,互联网、云计算、大数据、物联网、移动互联、智能制造、智慧城市、人工智能、机器人一波又一波的高新技术登台亮相,中国科技界、教育界和产业界都在一个个地紧紧追赶。虽然在跟踪追赶的过程中取得了不菲的进展,但是人们不禁都在思考:对于人工智能来说,当前社会的需求是什么?什么才是有效的创新战略?怎样才可以摆脱跟踪追赶的被动局面,争取到引领创新的话语权?

发展人工智能不应当是一种孤立性、局部性的行动,而应当是能够带动和引领整个科学技术的创新和发展。

1 人工智能是当代重要交叉科学群的创新前沿

为了阐明“人工智能是当代重要交叉科学群的创新前沿”这个论断,需要逐个澄清相关的基本概念,包括:什么是人工智能?什么是当代的重要交叉科学群?以及什么是当代重要交叉科学群的创新前沿?

1.1 什么是人工智能

人工智能是一门“探索人类智能机理,创制人工智能机器,增强人类智力能力”的科学技术。从这个意义上可以理解,只要人类的智力能力得到了增强和扩展,人们从事各种科学技术以至各种经济社会活动的智力能力就会得到有效提升,从而能够有效促进各行各业的创新与发展。

那么,什么是人类智能?人类智能主要表现在人类主体为了不断改善生存发展的水平而发现问题、定义问题、解决问题的能力。其中,发现问题和定义问题的能力依赖于主体的目的、知识、直觉、理解力、想象力、灵感、顿悟、审美等内在能力,因此被称为“隐性智能”;解决问题的能力则主要依赖于获得信息,生成知识,创生策略等外显能力,因此被称为“显性智能”。

显然,隐性智能十分抽象,几近神秘,不仅研究起来甚为困难,就连理解起来也颇感玄奇,而显性智能则相对可理解,可研究。因此,人工智能研究遵循的原则是:基于人类主体给定的问题、知识、目标(这就是人类发现问题和定义问题的能力)这些前提,研究如何利用信息、生成知识、创生策略来解决问题,达到目标。也就是说,人工智能的研究遵循人类智能与人工智能相结合的原则:人类智能负责发现和定义问题,人工智能则负责在人类所给定的问题框架下解决问题。这样,人工智能机器就可以成为人类认识世界和改造世界的聪明助手。

由此可见,没有生命,没有目的,没有灵感,也没有审美能力的人工智能机器系统,原则上不具有隐性智能的能力,因而不可能独立地发现问题和定义问题,只能在人类所发现和所定义的问题框架下去解决问题。因此,人工智能超越人类的恐惧缺乏科学根据。

1.2 什么是当代重要的交叉科学群

当今的时代是信息时代,认识信息资源和利用信息资源为人类服务的信息科学是当今时代的标志性科学。具体来说,信息科学是“研究信息的性质及其运动规律的科学”,也就是以信息为研究对象,以信息的性质及其运动规律为研究内容,以信息科学方法论为研究指南,以增强和扩展人类信息功能(全部信息功能的有机整体就是人类的智力功能)为研究目标的科学。换言之,信息科学的研究目标就是扩展人类的智力功能,而研究信息的性质及其运动规律和信息科学方法论都是为了实现扩展人类智力功能这个目标服务的。

由此就可以清楚地理解:人工智能的研究是信息科W的最高目标,也是信息时代科学技术发展的基本目的;而为了使人工智能系统能够在人类发现和定义的问题框架下成功地解决问题,人工智能的研究必须从人类求解问题的能力中得到启发。这表明,人工智能的研究需要向认知科学学习,因为认知科学就是研究人类自己是如何面对问题解决问题的。另一方面,认知科学所研究的人类解决问题的机理又建立在脑科学的基础之上,因此,人工智能的研究必须理解脑科学的工作机理。再者,人类发现问题、定义问题、解决问题的能力并不是永远固定不变的,而是不断进化和发展的。因此人工智能的研究还必须学习信息生物学,后者深刻地研究和揭示了人类能力不断进化的机制。可见,脑科学、认知科学、信息科学、信息生物学、人工智能是当代最具重要意义的交叉科学群。这个科学群还包含更多的学科,恕不一一阐述。

1.3 什么是当代重要科学群的创新前沿

虽然脑科学、认知科学、信息科学、信息生物学、人工智能各有各的研究内容,但是所有这些学科共同的目标都是智能,如人类的智能(脑科学)、生物的智能(信息生物学)、人类智能的物质基础(脑科学)、人类智能和生物智能的工作机理(认知科学)、人类智能和生物智能的进化机制(认知科学与信息生物学)、人类智能的信息基础和研究方法论(信息科学)、人类智能的机器模拟和实现(人工智能)等。

所以,人类智能和人工智能是当代这一重要交叉科学群共同的创新前沿。人们对于脑科学、认知科学、信息科学、信息生物学的理解深化了,就会促进人工智能研究的发展;反之,一旦人工智能的研究取得了突破和创新,也必然能够带动脑科学、认知科学、信息科学、信息生物学的突破与创新。

2 中国人工智能发展的现状:差距与优势

中国人工智能的发展现状,大家平日都亲身感受得到,应当比较熟悉,似乎无需赘言;但是国情是我们思考问题的基础,因此不可不察。而且,我们对于中国在人工智能发展方面所存在的差距和优势的认识,确实还有必要进一步深化。

2.1 差距:显差距,隐差距

大家都意识到,中国在人工智能的发展方面确实存在不少的差距。普遍J为,由于中国缺失了工业革命这个历史阶段的洗礼,因此在工业基础和工艺水平方面天然存在明显的不足。特别是中国微电子工业领域的高性能芯片制造能力有待进一步加强,人工智能硬件系统的水平也有待进一步提高等,这些都是众所周知的显差距。

然而,更值得深思的问题是:在人工智能的科学研究方面,长期以来,中国同行普遍习惯于跟踪学习,缺乏突破创新的民族自信心,更缺乏引领国际的强烈意识。无论是互联网、物联网、语义网、云计算、大数据、移动互联这些大概念,还是深度学习、无人驾驶、类脑计算这些技术思想,都是外国学者率先提出,然后才是中国学者蜂拥而上。加上这些年滋长蔓延起来的急功近利和学术诚信缺失,往往在蜂拥而上之后的一夜之间就会冒出许多“新成果”!这是中国人工智能发展存在的隐差距。

需要指出的是,显差距正因为“显”,已经得到各有关方的高度重视,并且正在不断地被缩小;但是,隐差距则因为“隐”,不容易被察觉,至今还没有引起各方面必要的重视,因此仍然是实现突破创新和引领战略的隐患。

2.2 优势:现优势,潜优势

那么中国在人工智能研究中是否也存在什么优势呢?表面看来,似乎中国在人工智能研究领域一直处于跟踪学习状态,谈不上存在什么优势;但是仔细考察发现其实不然,中国在人工智能研究中的确存在不可忽视的优势。

中国目前虽然在整体上还处于相对落后状态,但在某些技术研究上却处于国际领先地位。例如:语音识别技术,中国已经在近期多次国际评测大赛中夺得世界冠军;在汽车自动驾驶方面,中国的研发水平也与国际上旗鼓相当;特别是在理论研究方面,中国在人工智能通用理论研究方面的机制主义人工智能理论、人工智能逻辑理论研究方面的泛逻辑学、人工智能数学方面的因素空间理论都是国际领先的成果。这些都是已经涌现出来的现优势。

更加重要的是,像人工智能这样既十分复杂又极其深刻的科学研究,势必自觉或不自觉地受到科学方法论的影响。几十年来,国际人工智能的研究形成三大学派,就是受了以分而治之为特征的机械还原方法论的影响,把复杂的人工智能研究分为结构模拟的人工神经网络学派、功能模拟的物理符号系统学派、行为模拟的感知动作系统学派,而且长久以来互不认可,不能形成人工智能研究的合力。科学论证充分表明,适于人工智能研究的科学方法论不是“机械还原论”的方法论,而应当是“信息生态论”的方法论。后者与中国历来的“整体论”和“辨证论”思维传统息息相通。因此,在人工智能的研究领域,中国握有方法论的潜在优势(潜优势),只要自觉地加以运用,这种潜在优势完全可以转化为强大的现实优势(现优势)。

3 人工智能的社会需求和发展中国人工智能的战略建议

3.1 人工智能的社会需求

中国的信息化建设全面启动于20世纪90年代,得益于现代信息技术的支持,取得了举世瞩目的辉煌成就,进入了迎接复杂问题的新时期,面临着巨大挑战。从整个经济社会发展和全面改革的大局判断,在多次讲话中也明确指出,中国的改革开放进入了攻坚克难的深水区。众所周知,人工智能技术是信息技术的高端前沿;因此,为了迎接复杂问题的挑战,为了成功走出深水区到达胜利的彼岸,中国亟需人工智能科学技术的全面支持。

另一方面,纵观当今的国际环境不难发现,一些发达国家在中国黄海、台海、东海、南海不断制造紧张局势,企图以武力遏制中国的和平崛起。他们声称要长期投资人工智能,要用人工智能武器战胜中国,对此不能不高度警惕,并采取果断措施。

3.2 加快发展中国人工智能的建议

为加快发展中国人工智能,从战略性、系统性、可操作的角度出发提出5项建议。

(1)顶层规划。

火车跑得快,全靠车头带。建议设立国家级智能科学技术发展规划与协调专家委员会,负责研究和提出中国智能科学技术发展的中长期规划,制订智能科学技术产学研发展的实施政策,协调和促进中国智能科学技术的快速有序健康发展。

(2)人才培养。

万事都紧要,人才是根本。建议国务院学位委员会把中国现有的“智能科学与技术”二级学科提升为一级学科,以形成系统完整的智能科学技术人才培养体系;同时建议教育部在中小学开设智能科学与技术基础知识课程,开展课外兴趣培育活动。

(3)创新研究。

跟踪不可废,创新更关键。在国家自然科学基金设置“智能科学技术基础理论”专门领域,大力推进智能科学基础理论的突破创新;同时在国家“十三五”规划设立智能制造、智能农业、智能服务业、智能交通、智能网络空间安全、智能教育等应用专项。

(4)产业标准。

创新是尖兵,产业是后盾。大力促进中国智能化产业的发展,并在国家标准委员会建立智能产品标准工作委员会,鼓励有条件的单位和学术团体开展各类智能技术产品的测试、评价和检验标准的研究,引导智能化产业和产品市场有序健康发展。

(5)持续发展。

人工智能教育的目的范文6

Abstract: In view of the characteristics of artificial intelligence curriculum, including abstract content and complex algorithm, and the actual needs of undergraduate teaching, combined with teaching practice, this paper discusses and sums up the teaching reform and innovation of undergraduate artificial intelligence curriculum from the teaching system, teaching content, teaching methods and assessment methods.

P键词: 人工智能;创新;本科

Key words: artificial intelligence;innovation;undergraduate

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)22-0230-02

0 引言

人工智能是计算机科学的一个分支,是当前科学技术中正在迅速发展、新思想、新观点、新理论、新技术不断涌现的一个学科,其属于一门边缘学科,同时也是多个学科交叉而成的一门学科,包括语言学、哲学、心理学、神经生理学、系统论、信息论、控制论、计算机科学、数学等[1]。当前人工智能已经是很多高校计算机相关专业的必修课程,它是计算机科学与技术学科类各专业重要的基础课程,其教学内容主要包括自然语言理解、计算智能技术、问题求解和搜索算法、知识表示和推理机制、专家系统和机器学习等,国内外很多大学都意识到了其重要性,纷纷对其展开了教学和研究。人工智能课程包含多个学科,具有内容抽象、理论性强、知识点多等特点,且算法复杂,但是多数高校采用的教学方式仍是传统的课堂教学方式,即“教师讲、学生听”的教学模式,这种信息单向传输教学模式以教师为主体,学生只是在被动的接收知识;存在过分重视理论教学,忽视实践活动教学的问题,导致教育内容无法和社会接轨;人工智能教材理论性过强,学生在学习过程中常常感到枯燥乏味,进而对学习该课程失去热情[2],久而久之,不仅人工智能课程的教学质量和效果无法达到预期,甚至学生还会产生厌学心理。针对人工智能课程中现有的各项问题,本文作者结合自身丰富人工智能教学实践经验,参考人工智能课程特点和教学目标,从多个方面探讨和总结了人工智能,包括教学内容、教材选择、教学方法和考核形式等。

1 教学内容优化与更新

人工智能是一门崭新的学科。开设本课程首先是确定教学内容。通常来讲,人工智能学科的内容包括两个部分,具体:一是知识表示和推理;二是人工智能的应用。前者是人工智能的重要基础,后者主要介绍了几种人工智能应用系统,包括自动规划和机器视觉、机器学习、专家系统等。另外,课程内容中还包括了一些人工智能应用的实例,将实践和理论紧密结合起来[3]。

随着时代的发展和科技的进步,人工智能学科也取得了较大发展。基于此,人工智能学科也应该与时俱进,更新人工智能教学大纲,进一步完善其教学内容。修订后的人工智能教学大纲将人工智能分成两个部分,即基础部分和扩展应用部分。前者包括计算智能、搜索原理、知识表示等,后者包括智能机器人、智能控制、多智能体、自然语言理解、自动规划、机器学习、知识工程等。

教学内容的选择和确定应综合考虑多项因素,不仅要重视基础知识,也应注意推陈出新,随着科技的进步做到与时俱进,同时教学内容应符合现实的需求,能够与社会接轨,将理论和实践紧密结合起来,只有这样人工智能课程的教学质量和效果才能事半功倍。

2 教学策略及教学方法的改革创新

由于人工智能课程具有算法复杂、内容抽象、理论性强、 知识点多的特点,传统的教学模式已经无法满足人工智能课程的需求,教师应探索更加有效的教学模式和方法,确保人工智能课程能够取得良好的教学质量和教学效果。具体的改革和创新人工智能课程的手段和方法主要包括以下几个方面:

2.1 激发学生的学习兴趣 无论是经验还是常识都在告诉我们每个人最好的老师就是兴趣,学生只有对某门学科存在兴趣,才会更加主动积极的学习该门课程,从而获得良好的教学效果。比如,作者在课程的一开始先播放了一段著名导演斯蒂文・斯皮尔伯格的《Artificial Intelligence》的相关片段,由这个电影学生知道了世上存在人工智能的机器人,学生们随着电影情节的发展而深深感动,与此同时教师让学生思考和谈论人工智能是什么?研究人工智能的意义在哪里?实践发现,在课堂中加入电影因素,能够大大提升学生们的注意力,让学生更加专注在教学任务中,有效提高了学生探索人工智能的积极性和主动性。此外,在教学中还可以用动画、视频、图片等手段将反映人工智能最新研究和应用的成果展示出来,让学生更直观的感受人工智能的奥妙,从而投入更多热情学习人工智能课程。

2.2 面向问题的案例教学法 案例教学法是一种以案例为基础、以能力培养为核心的一种教学方法[11]。针对学校学生特点,我们采取了以下几种教学形式实施案例教学。①讲解式案例教学:这种案例通过教师的讲解,帮助学生理解抽象的理论知识点。案例的呈现有两种基本形式:一是“案例―理论”,即先给出教学案例,然后再讲解理论知识;二是“理论―案例”,即教师先讲解理论知识,再给出教学案例;通过情境体验与案例剖析激发学生认知的兴趣,引导学生对将要学习的内容产生注意,有利于教师导入新课。②讨论式案例教学:在课程初期将学生分成若干学习小组,每小组3~4人;教师将提前设计好的一题多解的教学案例以及收集的相关资料分配给每个小组,要求学生在课余时间通过自学和组内讨论的方式给出问题的不同解决方案。③辩论式案例教学:在课程后期,采取专题辩论的方式对综合应用案例进行讨论,能有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法,加深学生对人工智能的理解。

2.3 个性化学习与因材施教 在开展课程教育过程中应注意对学生进行个性化教学,结合学生特点因材施教。比如,在日常教学中多观察学生情况,鼓励那些应对教学任务后仍存在余力的W生深入探索较深层次的课程及相关知识,同时友善面对学习较差的学生,分析其学习过程中面对的困难,有的放矢地采取应对措施,帮助其不断进步;在教学过程中让学生以读书报告的形式多多思考,鼓励学生发散性思考问题,鼓励优秀学生进行深一步的探讨,并且教师应帮助具有新颖思想或论点的学生将其智慧以科技论文和发表文章的形式转化为成果。

2.4 注重综合能力培养 在研究型教学中任务驱动是一种常用的教学方法,其中心导向是任务,学生在完成任务的同时也在吸收和掌握知识。通常来讲,该教学方法的步骤是:教师提出任务师生共同分析以得出完成任务的方法和步骤适当讲解或自学、协作学习完成任务交流和总结。”[3]该教学模式不仅有利于培养学生的创新能力和创新意识,还能够培养学生解决实际问题的能力,提高其综合实力。不仅如此,由于该教学模式通常是以小组协作的方式进行,教师给出研究范围,学生自愿结组并选择具体的题目,经过分析和讨论后以程序设计或者论文的形式协作完成研究。由此可知,学生是在以团队的力量解决问题,这十分考验学生的团队协作能力,对于学生团队合作精神的培养至关重要,且在完成任务的过程中学生需要查阅大量的资料,久而久之学生收集资料和创新能力势必会得到提升。

2.5 采用启发式教学 人工智能的很多问题都较为抽象,对学生理解力的要求较高,因此,在实际的教学过程中教师应有意识的就课程内容提出相关问题,让学生自己独立思考,鼓励学生提出自己的想法和解决方案。然后回归到课程上,对比分析教材上的解决方案和学生自己的解决方案,如此不仅培养了学生独立思考的能力,也增加了学生参与教学活动的意识,提高了学生的学习热情。比如,在讲到较为抽象的“遗传算法”时,先提出一个问题,即“遗传算法如何用于优化计算?”,然后从“达尔文的生物进化论”入手,讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用,之后举例分析,启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现,最后师生一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。如此既完成了教授遗传算法的目的,也锻炼了学生逻辑思维的能力,教学效果良好[4]。

3 作业和考核方式的改革创新

过去的课程作业都是单一书面习题作业,发展至今,课程作业形式已经发生了变化,更加丰富多样,包括必须交给教师评阅的书面家庭作业和不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中通过网络就可以完成上交作业,并且教师批阅作业后也可以通过网络返回给学生,实现了网络化。课程的考核方式较之以前也发生了较大变化,加强了平时思维能力的考核,更加注重学生实验能力和动手能力的培养,不再是绝对的一次考试定成绩,而是在总评成绩中加入30%的平时成绩,如此不仅减轻了学生的期末负担,也迫使学生更加重视平时的学习思考,有利于课程教学质量的提升。

4 结束语

本文是以提高教学质量为目标,结合教学实践,从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等方面对本科人工智能课程的教学改革进行了探讨,总结了该课程在教学和实践方面的一些教改举措。这些举措符合二十一世纪高校教学的要求,可以支持教师提高教学手段现代化的水平,同时更贴合学生的学习需求。作为该课程的授课教师应始终保持对教学内容的不断更新、教学方法的多样化,才能激发学生的学习兴趣,培养他们的思维创新和技术创新的能力,最终提高本课程的教学质量。从学生的反馈来看,作者所总结的教学实践具有明显的教学效果。但仍有许多方面做得不够,今后将继续在教学过程中不断总结成功的经验,吸取失败的教训。

参考文献:

[1]蔡自兴.人工智能及其应用[M].三版.北京:清华大学出版社,2007.

[2]谢榕,李霞.人工智能课程教学案例库建设及案例教学实践[J].计算机教育,2014(19):92-97.

[3]蔡自兴,肖晓明,蒙祖强.树立精品意识搞好人工智能课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.