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人工智能课程范文1
关键词:航天类专业 人工智能 教学探索
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0155-02
面对航天科技迅猛发展,现代军备技术快速提升,培养具有专业性的高素质航天类人才,是我国航天科技发展的战略选择,也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式,着重多样性、前沿性、工程性,因此,该专业的各门课程教育都应该结合专业特点,探索新的教学模式。
人工智能自1956年诞生50多年以来,引起众多科研机构、政府和企业的空前关注,已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿学科。由于航天领域的特殊要求,人工智能在其发展中发挥着不可替代的重要作用,各发达国家都相继开展了人工智能与航天技术相结合的研究,致力于实现可重构的、具有容错能力的、智能的飞行系统和管理系统。因此,“人工智能”作为航天类专业的一门特色选修课,应结合专业特点展开更具有实用性和创新性的教学。
1 人工智能课程特点
一方面,“人工智能”是一门多学科交叉的综合学科,它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域,具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强等特点,使得该课程的教学具有较大的灵活度和较高的难度。另一方面,“人工智能”是一门正在发展中的学科,具有较强的前沿性,计算机科学、信息科学、生物科学等相关学科的发展不断的提出了许多新的研究目标和研究课题,使得人工智能的技术和算法也需要不断更新,这在很大程度上增加了“人工智能”课程的教学难度。
2 航天类专业特点
首先,航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点,即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性, 注重培养复合型人才。其次,航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶,应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中, 专业知识更新快成为又一特点;另外,航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣,强调动手能力,实验室对学生开放,要求学生自主地设计完成实验,强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后,航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作,造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。
3 教学模式的探索
3.1 教材的选择
人工智能作为一门新兴的学科,其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看,关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准,不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面,需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生,该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识,对航天应用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”课程难度应该控制在中级,可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。
中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验,借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果,吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处,于1987年编写了“人工智能及其应用”一书,该书根据人工智能学科的新发展不断修订,推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用(第4版)”,其中大部分内容适合本科生学习。另外,本课程还给学生提供其他一些参考书目,如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence:A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等经典教材。
3.2 课堂教学形式的探索
“人工智能”课程内容较抽象,概念较为繁多,若采用单一的课堂讲授的方式,学生容易概念混淆、理解不透,逐渐产生厌倦情绪,导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段,根据不同内容采用不同的教学手段,有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外,考虑到航天类的专业特点,突出课程内容的工程应用,增加研究性质的教学内容与形式,有利于培养学生的创新能力和实践能力。
(1)课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法,在介绍原理和概念时采用精辟的文字,介绍算法流程时采用图像,介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点,细化流程,引导学生的思路,便于集中注意力接受重点内容。
(2)适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题,可以引导学生进行调研和讨论,来深化课程内容的了解,并提高学生的学习兴趣;对于重要的算法和理论,可以增加课堂练习,让学生实际动手进行公式的推导或演算,并在练习中分析学生对问题的理解程度,有针对性的增加讲解或指导。
(3)适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派,不同方方法,以及方法的不同应用,广泛的采用类比的形式进行讲解,不仅可以复习已学习的内容,也利于对新内容的理解。并且,通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点,可以避免概念的混淆,清晰的掌握课程内容。
(4)增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习,有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。
3.3 课程内容的探索
一方面,鉴于本科生知识结构还不够完善,“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度;另一方面,鉴于航天类专业的特点,课程内容应更注重与航天应用相结合的内容,并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养,传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果,因此,应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。
一方面,重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分,作为总成绩的参考;另一方面,注重学生课题调研和实践的能力,采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题,并根据所选题目进行文献查阅和总结,完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定,综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。
4 结语
航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢,该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点,也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生,本文提出的改革方案打破传统的教学模式,将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。
参考文献
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[7] 张伟峰.本科高年级人工智能教学的几点思考[J].计算机教育,2009(11):139-141.
人工智能课程范文2
关键词:人工智能;研究生教学;教学内容;启发式教学
作者简介:于化龙(1982-),男,黑龙江哈尔滨人,江苏科技大学计算机科学与工程学院,讲师。(江苏?镇江?212003)
基金项目:本文系江苏科技大学引进人才科研启动项目(35301002)的研究成果。
中图分类号:G643.2?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0074-02
人工智能是研究理解和模拟人类智能及其规律的一门学科,中心任务是通过编程赋予计算机部分的“人类智能”,从而使其可替代人类完成某些烦琐而危险的工作。自1956年人工智能学科诞生以来,其研究成果已广泛应用于政治、经济、文化、教育等诸多领域,并对社会发展产生了巨大的影响,[1]因而人工智能逐渐发展成了高等院校信息类专业广泛开设的一门核心课程。作为一门课程,其具有如下一些特点:涉及知识面广、研究领域广泛、内容抽象、实践性强。[2]
目前,高校“人工智能”课程普遍分本科和研究生两个教学阶段讲授,前者注重学生对基本概念、基础知识的掌握,并使其能应用所学知识进行简单的开发实践,而后者更加注重学生自主学习能力、创新能力以及科研能力的培养,因而二者的教学与培养目标是不同的。[3]本文针对“人工智能”课程自身特点和研究生培养目标,并结合笔者多年来的教学经验,分别从课程内容设定、教材选择、教学方法、考核方式等多个方面对该课程的教学改革进行了探索与研究。
一、“人工智能”课程教学内容的设计
“人工智能”课程的突出特点是研究领域过于广泛,而学时数却较短(据笔者了解,各高校相关研究生专业开设该课程的时数为32~48学时不等),因而在讲授该课程时,追求授课内容“大而全”是不切实际的,有必要精选教学内容,使学生在有限的时间内学到最有用的知识。
鉴于大部分学生在本科阶段已简单学习过该课程,因此可适当减少基本概念和基础知识的授课时数,如知识表示、知识推理及搜索技术等,这部分知识点只需安排共6~8学时即可。而对于一些相对陈旧的知识,如专家系统(该技术兴起于20世纪八九十年代,目前相关研究已很少见),可在对其他知识进行讲授时,做简单介绍,没有必要占用独立的授课时数。课程的重点应放在新兴且实用的人工智能技术上,如计算智能、机器学习、模式识别、数据挖掘、多Agent系统以及自然语言处理等方面。上述知识的特点在于内容更新快且抽象,与实际应用联系紧密,极有可能成为学生在未来整个研究生阶段的研究方向,因此有必要在这些知识点上投入更多的精力,有助于学生了解并掌握学术的主流发展趋势,从而能够更好地培养自身的科学素养和创新能力。
当然,授课教师在实际授课过程中也应根据学科的研究进展,学生的基础﹑研究方向与兴趣等特点随时对教学内容作出调整,真正做到理论联系实际、与时俱进。
二、精选“人工智能”课程教材
在教材选择上,笔者分析比较了目前已公开出版的数十本人工智能教材,并结合我校研究生的特点,选定了由清华大学出版社出版﹑蔡自兴和徐光祐编著的《人工智能及其应用》(第4版)作为教材,该教材在前一版的基础上做出了较大的改进与扩展,增加了本体论、蚁群算法、粒子群算法、强化学习、词法分析以及路径规划等很多新内容,具有知识覆盖面广、讲解深入浅出,实用性、可读性强等诸多优点。同时,该教材也是普通高校“十一五”国家级规划教材,辅有国家级精品课程建设网站,是一部经典的人工智能教材。
与此同时,笔者还为学生推荐了多本经典的参考书,如清华大学出版社由拉塞尔等编著的《人工智能——?一种现代方法》(第3版)、科学出版社由史忠植编著的《高级人工智能》等,并围绕各研究专题精心挑选了数篇经典和最新的文献,力求反映各相关领域的国内外研究现状﹑发展趋势以及存在的问题等,以供学生参考。
三﹑教学方法的改革
相比于本科生,研究生通常具有更强的理论基础、接受能力和求知欲,因而在教学过程中应避免传统“填鸭式”的教学方法,要充分突出学生的主体地位,注重培养学生的学习兴趣以及自主学习的能力。为此,笔者结合该课程的特点,对教学方法进行了如下探索。
1.多样化的教学手段
“人工智能”课程的突出特点是涉及知识面广、理论性与应用性强、内容抽象且学时数短,因此有必要充分发挥现代教学手段的作用,提高教学效率。为此,笔者精心设计了整套多媒体教学课件,将较难的知识点以动画的形式呈现给学生,如基于问题归约法的汉诺塔问题求解过程、基于蚁群算法的旅行商问题求解过程等,均可以这种形式呈现。课堂教学中以课件为主,辅以少量的板书,充分利用了多媒体信息量大、直观性强的优点,改善了教学效果。除此以外,笔者也搜集了大量的视频资料,如行人检测与计数视频、机器人地震现场搜救视频等,当讲解相关专题时,作为应用实例为学生播放,充分吸引了学生的注意力,提升了他们的学习兴趣。
2.启发式的课堂教学
人工智能课程范文3
人工智能专业要学哪些课程
数学基础课程:高等数学,线性代数,概率论数理统计和随机过程,离散数学,数值分析等。
算法基础课程:人工神经网络,支持向量机,遗传算法等,还有各个领域需要的算法,比如你要让机器人自己在位置环境导航和建图就需要研究SLAM。
人工智能是一个综合学科,人工智能专业的主要领域是:机器学习、人工智能导论、图像识别、生物演化论、自然语言处理、语义网、博弈论等。
人工智能专业就业方向
1、机器人设计、制作相关方向
学习人形机器人相关技术和知识,可以成为当今和以后国家急需的机器人人才,系统了解机器人结构、应用和设计开发,培养科学的工科思维方式,激发兴趣、自由发挥创作、培养沟通、协调、专注能力。
2、基于AI相关知识和技能的各个工种方向
利用AI和机械臂的结合,可以培养动手、制造,维护和解决问题的能力。桌面机械臂的课程,是引向人工智能技工的就业方向;AI技工需要掌握轻工业设备的使用和维护。
3、编程相关的方向
通过学习机器人编程课程,你能领悟或培养出工程结构思维和编程思维,这也是AI时代里任何工作都需要具备的应用技能,部分优秀的学生还能晋级为国家都需要的人工智能高级编程人才。
4、新制造和新设计相关方向
3D打印是未来新制造的基石技术, 3D打印相关技术,将为你打开一扇通往新制造、新设计的就业大门。不管以后你是上班还是自主创业,3D打印技能和思维都能助你一臂之力。
第一:智能化是未来的重要趋势之一。随着互联网的发展,大数据、云计算和物联网等相关技术会陆续普及应用,在这个大背景下,智能化必然是发展趋势之一。人工智能相关技术将首先在互联网行业开始应用,然后陆续普及到其他行业。所以,从大的发展前景来看,人工智能相关领域的发展前景还是非常广阔的。
第二:产业互联网的发展必然会带动人工智能的发展。互联网当前正在从消费互联网向产业互联网发展,产业互联网将综合应用物联网、大数据和人工智能等相关技术来赋能广大传统行业,人工智能作为重要的技术之一,必然会在产业互联网发展的过程中释放出大量的就业岗位。
人工智能课程范文4
2008年的暑假,我正在楼后的露天停车场上学骑自行车。火红的太阳照着炙烤大地,我早已汗流浃背,心中不免有些急躁。眼看着开学的日子近了,我的骑车技术却还是不过关:总是歪歪扭扭的,时不时还装上了绿化带旁的石阶,根本不懂得撒车。
如此状况,叫我怎能不急?若没在开学之前学会骑自行车,我的上学就是个大问题。以前不会骑车有哥哥带着,可在开学哥哥就升初中了,不可能再带着我上下学了;姨夫则在洛阳工作,上下学根本不可能由他来接;姨妈既要上班又要做饭,若是接我上下学,就但我了做饭;而老妈一个星期才见一次,免了吧。如此,只能是我自己学会骑后独自上下学。
只是现在骑车还歪歪扭扭的,根本不行,如此,只能抓紧练习了。
想着,我有认真的练了起来。可一次,两次,三次,四次……连的情况不仅没有好转,反而越来越糟。阳光越来越毒,我浑身早已湿透。累了,我稍稍休息一下,喝口水接着练,一次又一次的重复着,可是情况依旧糟糕。我不断地说服自己,要坚持,坚持就是胜利。可慢慢的,我最后的一丝耐性也被磨光,干脆不练,并带着有些自暴自弃的想法:就这样了,不管了。坐在了一旁的石凳上。
一直在一旁指导我的妈妈见此,走过来劝说道:“小雪,你还记得你看过的那篇文章吗?那篇文章中那个顶碗少年的经历我相信你没忘。你看,那顶碗少年面对一次又一次的失败并没有气馁,而是一再的尝试,最终取得了成功。不是有几句话叫‘失败是成功之母’吗?小雪,你用心想想,吸取失败的教训,妈妈相信,你一定会成功的。”
听了妈妈的话,我思考了一下,将自己之前为什么总是失败的原因总结了一下,拍了拍衣服上的灰尘,我站起来重练习。
有了之前的教训,我放开了胆子,双手握把,2、3指搭在车闸上,努力维持至平衡,双脚缓缓蹬了起来……渐渐地,我越骑越稳,慢慢放松了身体……
“啊,我成功了,我成功了!”我兴奋地大喊着,跳着,脸上充满了喜悦,淡淡的金色阳光照在我的脸上,柔柔的,一改之前的炎热,仿佛太阳都在为我高兴。
人工智能课程范文5
[关键词]工作过程导向职业教育教师胜任力素质
[作者简介]路姝娟(1980-),女,山西长治人,上海第二工业大学成人与继续教育学院,助理研究员,研究方向为职业技术教育。(上海200060)蒋鸣(1957-),男,浙江诸暨人,上海第二工业大学人文学院副院长,副研究员,研究方向为高等教育、职业技术教育和继续教育。(上海201209)
[基金项目]本文系上海第二工业大学校基金项目“职教师资培训基地内涵建设——培训教师胜任力素质模型研究”的阶段性成果。(项目编号:A20XQD21017)
[中图分类号]G715[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)21-0066-01
一、基于工作过程导向课程的特点
工作过程是指在企业生产实践中为了完成一项具体的工作任务并取得工作成果的一段完整的工作程序,这个过程具有相对稳定性,但又是动态的。所谓“工作过程导向”的模式,是从实际工作岗位的典型工作任务出发,以完成实际工作任务所需要的知识为学习内容,以培养企业所需的职业能力为目标,以实践过程的学习为主要过程的一种全新的职业教育模式。
1.内容设计以工作过程任务为载体。基于工作过程导向课程内容和结构的基础不是学科的系统性框架,而是工作过程的系统化。一般来说,每个专业的课程有10~20个学习领域组成,一个学习领域代表一个学习主题单元,由学习目标、学习内容和学习时间三部分组成。各学习领域在内容和形式上没有直接联系,但内容都是基于工作导向,以该专业的职业行动领域为依据的。
2.开发者由企业专家和专业教师共同承担。由于基于工作过程导向的课程的设计是以工作过程的任务载体,要求以工作任务为线索把某专业领域所有传统课程的知识点进行重新的整合与融合。为了完成这一创新性的工作任务,既需要有实践经验的企业一线人员的参与,又需要有较强理论素养的职校教师的参与。企业一线技术人员主要负责对典型工作任务的工作内容和工作过程进行分析,职教教师在此基础上,进一步进行教学的分析和加工,使各个工作过程所需的理论知识的组合原则符合螺旋式上升的要求。
3.教学实施以行动导向为原则。职业学校的课程实施分为理论课和实践课。传统理论课以学科体系进行课程设置,注重系统理论知识的传授,在这种课程体系中教师的任务是讲课,学生的任务是听课。实践课以验证为主,没有明确的任务目标载体。
为了达到工作过程导向课程培养学生职业行动能力的要求,必须以“行动导向”为原则,即针对与专业紧密相关的职业“行动领域”的工作过程,按照“资讯—计划—决策—实施—检查—评估”完整的“行动”方式来进行教学。基于行动导向的教学方法主要有项目教学法、任务教学法、引导文教学法、示范教学法、四阶段教学法等。
二、基于工作过程导向的课程模式下职业教育教师的角色定位
基于工作过程导向课程体系的构建是一个以行动体系为特征的过程,完整的开发过程包括市场调研—职业、工作分析—确定学习领域—设计教学情景—教学实施—教学评价,在整个过程中可以及时评价,及时改进,及时重返上一流程进行重新分析设计,所以基于工作过程导向课程的开发是一个动态、系统、开放的循环过程,在每个阶段职业学校教师都起到了重要的作用。
1.在市场调研阶段要求教师具有不断更新自己知识系统的能力。新的课程设置标准还要求教师参与课程的设计。要使设计出的课程适合市场和企业实践工作过程的要求,职业教育教师需要不断更新自身的知识系统,具备一定的市场敏锐性,以适时动态地更新课程内容。
2.在职业、工作分析阶段要求教师具有企业实践经验。无论是在参与课程开发过程还是在实施教学的过场中,都要求教师要具备企业的实践经验。一方面,教师只有具备企业实践经验才能更好地将工作过程任务的要求转变为教学的学习领域知识;另一方面,教师也只有具备企业实践经验,才能将各个学习领域知识通过行动导向教学方法传授给学生。
3.在确定学习领域阶段要求教师具有专业综合知识。在工作导向的课程体系中,各个学习领域取代了独立的各门课程,每个学习领域是若干门传统课程中若干个知识点的组合。这就要求教师不仅是掌握本专业若干门课程的知识,而是整个专业的综合知识。
4.在设计教学情景阶段要求教师具有团队精神。在课程实施的过程中,教学情景的设计是以学习领域为基础的,而一个学习领域可能涉及本专业的若干方面的综合知识,为了更好地完成教学任务,需要多个教师协同设计教学情景,协同完某项目的教学,要求新课程模式中的教师要转换传统角色,具备团队合作的精神。
5.在教学实施环节要求教师角色进行创新性转变。在传统课程教学实施的过程中,为了向学生传授已知的系统学科知识,主要以教师的教为主,忽视学生的主体作用。在新的课程标准中,要求教师要以行动导向为原则,从表演者、灌输者、评判者的角色中挣脱出来,从而转变为教学的组织者、引导者和指导者。
6.在教学评价环节要求教师确立多元评价标准。新课程体系中的教学评价应包括专业能力、方法能力、社会能力三个方面的内容,要求教师要克服传统的以考试分数为单一标准的评价,注重过程性评价,注重团队精神和创新能力的培养。
三、基于工作过程导向的课程模式下职业教育教师的胜任力素质
斯宾塞认为胜任力是指“能将某一工作中表现优异者与表现平平者区分开来的个人的潜在的、深层次特征,它可以是动机、特质、自我形象、态度或价值观、某领域的知识、认知或行为技能——任何可以被测量或计数的,并且能显著区分优秀绩效和一般绩效的个体特质。”笔者通过行为事件访谈、深度访谈、词频分析等方法构建了职业教育教师的胜任力素质模型,具体内容如图所示。
进一步看,工作过程导向课程模式下职业教育教师的胜任力素质模型还可以分解为以下五个维度。实践素养:企业经历、专业实践能力、实践探索能力;职业素养:事业心和责任感、沟通协调能力、奉献精神、团队精神;专业素养:专业综合知识、“理实合一”能力、专业敏锐性、科研能力;发展素养:前瞻性、学习能力、适应能力、创新能力;品格素养:正直、自信、亲和力。
工作导向课程模式作为一种全新的职业教育模式,它加强了职业教育课程内容与工作的关联性,整合了理论与实践,对于培养高技能创新人才,实现中国职业教育的跨越式发展具有重要意义。基于工作导向课程模式下职业教育教师的素质特征和胜任力结构呈现出了新的特点和发展方向。在一定时间内,基于工作导向课程模式下职业教育教师的胜任力素质将会保持一定的稳定性。
[参考文献]
人工智能课程范文6
对零售、消费品、银行、保险、公用事业、汽车、电子商务和金融科技行业的568位高管进行的调查发现,在启动AI用例时,有三个突出的参数:
实施成本(62%);
预期投资回报率(59%);
数据的可用性(53%)。
但是很少有人提到以客户为中心的因素,只有1/10的受访者表示对客户体验的影响是一个非常重要的考虑因素。优先考虑消费者对应用的偏好(9%)的人甚至更少。
不考虑消费者的态度可能会产生明显的影响,一些消费者对人工智能驱动的应用不屑一顾,至少在零售业是这样。
高管与消费者的偏好脱节得到了调查的证实,2/3的消费者表示他们希望被告知在与人工智能交流;但是,只有1/3的高管认为人们会想知道。
值得注意的是,消费者通常不喜欢纯AI引导的互动。54%的消费者更喜欢人与人工智能的混合,还有30%的消费者喜欢和人交流。
在处理高度重视的产品和服务时,这些差异会加剧。47%的消费者喜欢人和人工智能的混合,45%的消费者更喜欢与人互动。