人工智能課程教學精選(九篇)
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第1篇：人工智能課程教學范文
關鍵詞：人工智能；研究生教學；教學內容；啟發式教學
作者簡介：于化龍（1982-），男，黑龍江哈爾濱人，江蘇科技大學計算機科學與工程學院，講師。（江蘇?鎮江?212003）
基金項目：本文系江蘇科技大學引進人才科研啟動項目（35301002）的研究成果。
中圖分類號：G643.2?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）28-0074-02
人工智能是研究理解和模擬人類智能及其規律的一門學科，中心任務是通過編程賦予計算機部分的“人類智能”，從而使其可替代人類完成某些煩瑣而危險的工作。自1956年人工智能學科誕生以來，其研究成果已廣泛應用于政治、經濟、文化、教育等諸多領域，并對社會發展產生了巨大的影響，[1]因而人工智能逐漸發展成了高等院校信息類專業廣泛開設的一門核心課程。作為一門課程，其具有如下一些特點：涉及知識面廣、研究領域廣泛、內容抽象、實踐性強。[2]
目前，高校“人工智能”課程普遍分本科和研究生兩個教學階段講授，前者注重學生對基本概念、基礎知識的掌握，并使其能應用所學知識進行簡單的開發實踐，而后者更加注重學生自主學習能力、創新能力以及科研能力的培養，因而二者的教學與培養目標是不同的。[3]本文針對“人工智能”課程自身特點和研究生培養目標，并結合筆者多年來的教學經驗，分別從課程內容設定、教材選擇、教學方法、考核方式等多個方面對該課程的教學改革進行了探索與研究。
一、“人工智能”課程教學內容的設計
“人工智能”課程的突出特點是研究領域過于廣泛，而學時數卻較短（據筆者了解，各高校相關研究生專業開設該課程的時數為32～48學時不等），因而在講授該課程時，追求授課內容“大而全”是不切實際的，有必要精選教學內容，使學生在有限的時間內學到最有用的知識。
鑒于大部分學生在本科階段已簡單學習過該課程，因此可適當減少基本概念和基礎知識的授課時數，如知識表示、知識推理及搜索技術等，這部分知識點只需安排共6～8學時即可。而對于一些相對陳舊的知識，如專家系統（該技術興起于20世紀八九十年代，目前相關研究已很少見），可在對其他知識進行講授時，做簡單介紹，沒有必要占用獨立的授課時數。課程的重點應放在新興且實用的人工智能技術上，如計算智能、機器學習、模式識別、數據挖掘、多Agent系統以及自然語言處理等方面。上述知識的特點在于內容更新快且抽象，與實際應用聯系緊密，極有可能成為學生在未來整個研究生階段的研究方向，因此有必要在這些知識點上投入更多的精力，有助于學生了解并掌握學術的主流發展趨勢，從而能夠更好地培養自身的科學素養和創新能力。
當然，授課教師在實際授課過程中也應根據學科的研究進展，學生的基礎﹑研究方向與興趣等特點隨時對教學內容作出調整，真正做到理論聯系實際、與時俱進。
二、精選“人工智能”課程教材
在教材選擇上，筆者分析比較了目前已公開出版的數十本人工智能教材，并結合我校研究生的特點，選定了由清華大學出版社出版﹑蔡自興和徐光祐編著的《人工智能及其應用》（第4版）作為教材，該教材在前一版的基礎上做出了較大的改進與擴展，增加了本體論、蟻群算法、粒子群算法、強化學習、詞法分析以及路徑規劃等很多新內容，具有知識覆蓋面廣、講解深入淺出，實用性、可讀性強等諸多優點。同時，該教材也是普通高校“十一五”國家級規劃教材，輔有國家級精品課程建設網站，是一部經典的人工智能教材。
與此同時，筆者還為學生推薦了多本經典的參考書，如清華大學出版社由拉塞爾等編著的《人工智能——?一種現代方法》（第3版）、科學出版社由史忠植編著的《高級人工智能》等，并圍繞各研究專題精心挑選了數篇經典和最新的文獻，力求反映各相關領域的國內外研究現狀﹑發展趨勢以及存在的問題等，以供學生參考。
三﹑教學方法的改革
相比于本科生，研究生通常具有更強的理論基礎、接受能力和求知欲，因而在教學過程中應避免傳統“填鴨式”的教學方法，要充分突出學生的主體地位，注重培養學生的學習興趣以及自主學習的能力。為此，筆者結合該課程的特點，對教學方法進行了如下探索。
1.多樣化的教學手段
“人工智能”課程的突出特點是涉及知識面廣、理論性與應用性強、內容抽象且學時數短，因此有必要充分發揮現代教學手段的作用，提高教學效率。為此，筆者精心設計了整套多媒體教學課件，將較難的知識點以動畫的形式呈現給學生，如基于問題歸約法的漢諾塔問題求解過程、基于蟻群算法的旅行商問題求解過程等，均可以這種形式呈現。課堂教學中以課件為主，輔以少量的板書，充分利用了多媒體信息量大、直觀性強的優點，改善了教學效果。除此以外，筆者也搜集了大量的視頻資料，如行人檢測與計數視頻、機器人地震現場搜救視頻等，當講解相關專題時，作為應用實例為學生播放，充分吸引了學生的注意力，提升了他們的學習興趣。
2.啟發式的課堂教學
第2篇：人工智能課程教學范文
關鍵詞：人工智能；全英文教學；教學內容改革；教學模式改革
1 實施全英文教學的必要性
隨著國際學術交流的日益活躍以及國際化辦學的趨勢發展，借鑒國外著名大學的辦學理念和管理模式，利用世界優質教育資源，提升教育教學水平，造就具有國際競爭能力的復合型創新人才，正成為我國教育改革與發展的新方向。
智能化是人類社會技術發展的必然趨勢。作為計算機科學與技術專業課程體系中的核心課程之一，人工智能的地位正隨著該學科的不斷發展和其技術的廣泛應用迅速提高，而且在非計算機領域，具有不同專業背景的學者也通過這個年輕的領域發現新思想和新方法。由于人工智能課程內容涉及計算機科學以及邊緣學科的新理論、新方法與新技術，因此在該課程中開展全英文教學不僅可以讓學生充分了解人工智能日新月異的發展，還可以促進本科教學與國際接軌，在培養國際化創新人才方面具有十分積極的現實意義。
2 當前國內全英文教學存在的主要問題
筆者對當前國內高校人工智能課程全英文教學的現狀進行調查分析，調查對象為軟件工程專業本科三年級學生，調研問卷共58份。調查項目、內容及結果見表1。
從項目1和2的調查結果看，大部分學生認為開展全英文教學有必要，其在提高英語應用能力、增強自己的就業競爭力以及了解國際前沿等方面有很大幫助。然而，由于全英語教學在我國尚處于起步階段，進行全英語教學的效果并不十分理想，其教學試點與實踐尚存在一些亟待解決的問題，主要表現在如下幾個方面。
（1）對全英文教學的理解存在偏差。從項目3～5的調查結果看，教師不能正確處理好全英文教學與專業英語課教學的關系，使全英文教學變為純英語課教學或專業英語課的翻版。大部分學生還是希望教學授課語言以雙語為主或以中文為主、英文為輔，多媒體課件形式為中英文相結合。
（2）全英文教學達不到預期的教學效果。從項目6和7的調查結果看，雖然一些大學花了很大代價邀請國外一流教授專家講授課程，但由于人工智能課程理論性強、難度大，學生很難適應全英文課程教學。
（3）缺乏內容全面和難度適中的教材。從項目8和9的調查結果看，一些大學在實施人工智能課程全英語教學時直接引進原版英文教材，但這對本科生來說，原版英文教材內容偏多、難度較大，學生學習時不免有諸多畏難情緒。
（4）師資匱乏。從項目10的調查結果看，學生對承擔全英文教學教師的滿意程度普遍不高。實際上，全英文教學對承擔課程教學的教師要求很高，他們不僅需要具備專業知識，而且還要掌握英語應用技能，而現階段國內高校中能承擔全英語教學的師資仍然十分匱乏。
綜上所述，如何改革全英文教學模式，講授哪些教學內容，采用何種科學的教學方法與手段，是值得我們思考和關注的教學改革重點和難點。
針對以上這些問題，我們深入研究人工智能課程的特點，對現有教學模式、內容及方法進行全方位探索和改革，制訂全英文教學計劃，對促進教學工作、提高教學質量、培養國際創新型人才起重要作用，其重要意義具體體現在以下3個方面。
（1）探索如何將理論知識傳授、綜合能力培養與英語交流運用三者有機結合，建立全英文教學的新型模式，這將對更新教學理念和探索適合于計算機軟件人才培養的教學方法產生深遠影響。
（2）全英文課程教學能夠讓學生掌握最先進的人工智能國際前沿技術，開闊國際視野，有利于培養復合型、實用型、具有國際競爭力的高層次創新人才。
（3）全英文教學改革的探索與實踐能夠促進國內教育向國際教育邁進。
3 全英文教學內容改革
建立完善的全英語教學體系，需要有系統而完整的教學內容。我國計算機科學與技術本科專業人工智能課程課時一般只有36學時，因此我們需要考慮從什么角度組織教學內容，才能讓學生比較容易地理解、熟悉和掌握人工智能的原理、方法與技術，從而顯著提高教學效果。
與國內教學內容相比，國外教學更注重分析問題的思維方法和解決問題的應用能力，對提高學生的學習興趣以及培養學生的創新能力十分有益，但是原版內容過多，且大多以國外政治、經濟、文化、社會和生活為背景，對于我國學生來說，理解某些內容和背景比較困難。因此直接套用原版教學內容往往存在一定問題，我們需要在引進、消化和吸收國外經典教材內容的基礎上，有選擇性地挑選合適內容。國外經典教材編寫思路不盡相同，一些經典人工智能教材及主要內容見表2。
人工智能的基本思想和主要內容是研究人類智能活動規律和用于模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。從表2中可以看出它們的共同點，即人工智能應圍繞“智能”這個核心，但由于智能本身非常復雜，難以用單一的理論與方法描述，需要從不同的抽象層次刻畫智能這個主題。我們認為，人工智能的主要內容可按圖1所示劃分為不同層次并確定講授順序。
在最底層，神經網絡與演化計算（適應性原理與仿生機制等）輔助感知以及與物理世界的交互；抽象層反映知識在智能中的角色和創建以及圍繞問題求解的知識的抽象、表示和理解；更高層則提出學習、規劃、推理的模型和方式；應用層構造智能化智能體以及具有一定智能的人工系統，讓計算機實現以往需要人的智力才能完成的工作。除了將人工智能課程的教學內容劃分為這4個層次，為保證教學內容的循序漸進性，還可按照抽象層更高層最底層應用層順序安排教學內容。
4 全英文教學模式改革的實施關鍵
針對以上國內全英文教學中存在的主要問題，我們提出人工智能課程全英文教學模式改革的實施關鍵，包括全英文課堂教學模式的重定位，“二三二”模式教學方法的改革，集先進性、前沿性和實用性為一體的教學內容創新以及全專業英語教學團隊的打造。
4.1 全英文課堂教學模式的重定位
人工智能課程教學以培養學生掌握專業基礎知識、培養實踐動手與應用能力以及提高英語交流水平三者相結合為主要目標，分兩個階段進行，國內教師與國外教師共同授課。首先，國內主講教師講授人工智能課程的基礎原理、模型和方法，可采用集中授課、案例教學和課堂實踐等教學方式，使學生掌握人工智能的一般基礎知識；在此基礎上，再邀請國際知名外籍教師為學生講授人工智能國際前沿技術，包括集中授課和專題研討。經過基礎學習，學生一般已掌握人工智能基礎知識，因此對于外籍教師所講授的學科前沿等內容能夠準確理解和把握。與單純采用全英文教學或單純邀請外籍教師授課相比，該模式能收到較好的預期效果。“1+1”全英文雙課堂教學模式如圖2所示。
4.2 “二三二”模式教學方法的改革
實行全英語教學后，由于使用英文教材及中外教育背景存在差異等因素，我們在教學過程中對教學方法進行一定程度的調整和改進，包括全英文授課形式、案例教學、教學內容以及教學手段等方面；配合“1+1”全英文雙課堂教學模式，提出圖3所示的“二三二”模式教學方法，培養學生成為具有綜合能力、創新能力、國際視野和英語技能的復合型人才。
該教學方法模式包括：（1）過渡式全英文與沉浸式全英語兩大英語教學方式；（2）激勵自主式、啟發互動式、體驗學習式三大學習法，激發學生學習興趣，使學生牢固掌握人工智能基礎理論與方法；（3）參與學習式和自我展示式兩大學習法，培養學生綜合運用知識的能力和創新能力。
在全英文課堂授課過程中，我們需要注重把握英語與專業的比例。首先，不能一味地追求全英文授課的形式而忽視教學效果；其次，還需要為學生提供一個良好的語言學習環境，在實際教學中注重培養學生良好的英語思維習慣，從根本上提高學生的英語水平。
人工智能課程包含大量概念，內容抽象，算法復雜，學生往往難以理解與掌握。將案例教學方法引入課程教學能有效提高學生的學習興趣，獲得較好的預期教學效果，但要達到理想的教學目標，僅僅靠課堂教學遠遠不夠，還需要拓展第二課堂。有計劃地邀請國外人工智能專家和教授到大學進行專題講座，鼓勵學生參加相關的課外科研/科技活動，使得學生能夠體驗式地、自主地學習，更好地了解人工智能新技術，從而進一步激發學生的學習熱情。構建案例教學和課堂實踐的雙課堂教學模式，不僅能夠豐富教學內涵，而且可以充實學科前沿知識并拓寬學生的國際視野。
4.3 集先進性、前沿性和實用性為一體的教學內容創新
除了引進、消化和吸收國外經典教材內容以外，我們還需要逐步建立起具有自身特色的教學內容，以保證教學內容集先進性、前沿性和實用性為一體。
（1）先進性。我們提出教學與科研相結合，以科研帶動教學發展的新思路。教師可結合自己的人工智能及其相關領域的科研項目，將科研最新研究成果以及學科前沿知識進行梳理與優化并有機融入課程教學中，確保教學內容的先進性，有效提高教學改革的質量。
（2）前沿性。對人工智能發展較快的領域，如智能計算、數據挖掘等，還需更新和補充全英文教學內容，同時可以邀請國際知名大學教授共同研究與探討教學內容，保證課程內容具有一定的前沿性，通過實現全英語教學保證課程與國際接軌。
（3）實用性。在講授基礎理論知識的基礎上，還應注重實踐的應用，增強學生的動手操作能力，以符合素質教育必須注重實踐的要求。教師可結合教學中的基本理論知識，適當補充案例與實例，使得教學內容與實際相聯系，豐富課程內涵并提高教學效果。
4.4 全專業英語教學團隊的打造
師資力量直接影響教學效果。師資的匱乏是現階段全英語教學面臨的主要問題之一。雖然一些教師具有較扎實的人工智能學科功底，但不能熟練地運用英語進行授課，而有些教師則知識結構單一，缺少人工智能及其相關學科間的交叉與融合，因此我們需要多渠道、多層次地打造既具備專業知識，又具有學科交叉與融合能力，同時掌握英語技能的全英語教師隊伍。將科研與教學相結合，利用與國外人工智能及相關領域學術帶頭人建立的合作關系優勢加強交流與合作，爭取申請國際合作科研項目，利用科研提高教師的教學質量、專業水平和英語技能。
5 全英文教學的具體實施
我們在軟件工程專業本科三年級學生的人工智能課堂上實施全英文教學，具體實施過程如下。
（1）國際軟件學院成立教學主管部門領導小組、從事教學研究的骨干教師組成的全英文教學工作小組以及由教學督導組成的監管小組，三者之間相互配合并共同促進，保障全英文教學工作的順利推進與落實。領導小組對全英文教學的師資培訓、人才引進、多媒體網絡資源開發、實驗室建設、教材編寫等予以政策支持；教學工作小組制訂全英文教學工作規劃和年度計劃；監管小組定期對工作小組的教學完成情況進行評估。
（2）在課程教學中，打破國內常規教學方式，建立開放式全英文教學模式，教學形式多種多樣。教學方式以“1+1”雙課堂教學模式為核心，以講授與專題討論相結合的方式，圍繞基本原理、方法與技術展開教學，激發學生自主學習與創新學習的熱情。
（3）國際軟件學院在人工智能相關領域承擔并完成了一批國家與省部級科研課題，而且取得了一些有影響的研究成果，形成了自己的學科特色和優勢。2006年，國際軟件學院聘請被譽為世界“人工大腦”領域先驅的美國猶他州州立大學計算機系Hugo de Gaffs教授擔任武漢大學全職教授和學院國際人工智能研究室主任。
（4）聘請與國際軟件學院有合作協議的國立首爾大學計算機科學與工程學院Bob McKay教授專職來校為本科生講授人工智能技術前沿。同時，利用國外學者來武漢大學順訪的機會，請其為學生作學術報告，使學生了解國際最新人工智能技術，如邀請曾經在麻省理工學院從事過7年博士后研究的宋森研究員進行“理解大腦與仿制大腦”的講座等。
（5）國際軟件學院在遴選教師到與學院有教學和科研合作的國外大學進修時，優先考慮給本科生授課的全英文教師，并將全英文教學能力作為選拔條件，以教師的學術進修帶動全英文教學建設，使學科和專業建設與全英語教學隊伍打造相結合，全面推進全英語教學工作的開展。
6 結語
人工智能是計算機科學與技術專業的重要課程，目前正面臨著知識更新和教學改革的緊迫任務。筆者以實施全英文教學為契機，針對目前國內全英文教學中存在的亟待解決的主要問題，提出人工智能全英文教學內容與教學模式改革的新思路。
（1）以智能為核心，從不同抽象層次刻畫智能主題，構造人工智能最底層、抽象層、更高層以及應用層4大模塊內容。
（2）突破傳統教學模式，對全英文教學模式進行重定位，提出“1+1”全英文雙課堂教學模式。
（3）提出“二三二”模式教學方法的改革方案，培養具有綜合能力、創新能力、國際視野、英語技能的復合型人才。
（4）提出教學與科研相結合，以科研帶動教學發展的新思路，進行集先進性、前沿性和實用性為一體的教學內容創新。
第3篇：人工智能課程教學范文
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2教學方法研究
研究生教學應更突出學生的主體地位，注重發揮其學習的主動性和自覺性，為此，課程組結合課程特點，在教學方法進行了如下探索。
2.1加強教學設計
教學設計就是對教學活動進行系統計劃的過程, 是教什么(課程內容)及怎么教(組織、方法、策略、手段及其他傳媒工具的使用等)的過程[2]。在教學過程中，每節課授課前，堅持集體備課的原則，由課程組集體討論選定授課內容，補充閱讀文獻，根據授課對象與課程內容特點，確定課堂組織方式，采用的授課方式以研討式教學為主，給合講授、實驗、自學等。
2.2抓好課堂教學環節
教學方法與教學手段是保證課堂教學效果的關鍵。本課程授課對象主要為碩士研究生，他們的接受能力較強，有一定的求知欲。由于學員人數較少，授課方式可靈活組織。教室有完備的多媒體設備，基本的軟件實驗環境，教學過程可采用靈活教學方法、多種教學手段，提高教學效率，保證授課質量。
1) 以研討式為主的教學方式。研究生教學應堅持學術研究為導向，發揮學員在學習過程中的主動性和自覺性。由于研究生學員有一定的學習基礎與自學能力，教員可以在課前給學員布置預習內容，學員通過查閱資料、分析整理進而形成自己的觀點，使在課堂教學中師生互動交流成為可能，改變傳統的教員講，學員聽的灌輸式教學方式。研討式教學也有力于培養學員積極思考、創新思維的習慣與能力。
2) 教學手段的信息化。人工智能原理教學一個突出矛盾是知識點多、內容抽象、理論性強，但學時較少，因此，必須發揮現代教學手段的作用，提高教學效率。為此，課程組對每節課都精心設計了教學課件，課堂教學中以課件為主，輔以板書，充分利用多媒體信息量大、直觀等優點，改善教學效果；引入教學聲像資料，便于學員課下學習；設計演示程序，使部分比較抽象、不易于理解的內容，如子句歸結、搜索策略更形象直觀，易于學習和掌握。
3注重培養學員學術研究能力
學術能力是指專門對某一學問進行系統的哲理或理論研究的能力，它不僅包括思辨的方面，還包括實踐及感性的敏感力等方面。研究生階段學習的一個突出特點是要求學習的主體――研究生必須具備研究的能力[3]。論文寫作是培養、鍛煉、提高研究生的學術能力的重要途徑，在教學實施過程中，要求每個專題學習結束后，都要提交一份格式符合期刊發表要求的總結報告，題目可自行選定，也可由教員指定；內容既可以是人工智能該專題某一算法的實現，也可以是對某一問題的進一步研究，或者是對該專題最新研究進展的綜述。教員重點在以下幾個方面予以指導。
1) 選題準確。要求選題不能過于宏大，應以小題目反映大問題，具有一定的可研究性為宜。
2) 研究內容。研究目標明確，方法恰當，能夠提出自己的見解，所提觀點正確。
3) 論文結構。結構清晰、完整，論述嚴謹，表達規范。
4) 占有文獻豐富。撰寫過程中要有意識培養學員查閱科技文獻的能力，要求查閱反映最新研究成果的權威文獻。
4加強實驗環節教學
人工智能教學在進行各種理論知識講授的同時，還應重視實踐教學，把抽象的知識轉化為形象、直觀的實驗，讓學員真正理解人工智能的概念、本質、研究目標，從而提高學員多角度思維的能力和邏輯推理能力，進一步了解信息技術、計算機技術發展的前沿，培養他們對人工智能研究的興趣，激發對人工智能技術未來的追求。為此，課程組借鑒國內外知名大學人工智能實驗教學經驗，編寫了《人工智能原理實驗指導書》，圍繞問題表示、經典邏輯推理、不確定推理、搜索策略及簡單專家系統實現等教學內容提供了7組實驗供學員選擇。
例如，在狀態空間搜索一節教學過程中，先完成理論部分的教學，使學員對狀態空間基本概念、問題表示及求解方法有一個準確的認識，然后進行實驗教學。由學員自主完成重排九宮問題求解的程序，初始狀態和目標狀態如圖1所示，調整的規則是，每次只能將與空格(左、上、下、右)相鄰的一個數字平移到空格中[4]。實驗過程重點指導學員掌握狀態空間進行問題求解的關鍵步驟：問題表示和搜索策略。問題表示就是要確定該問題的基本信息及程序實現的數據結構，基本信息有初始狀態集合、操作符集合、目標檢測及路徑費用函數，數據結構可采用向量、鏈表等形式；搜索策略可分為盲目式搜索和啟發式搜索，可按照先易后難的原則，先實現盲目搜索中的廣度優先及深度優先搜索，在此基礎上再定義估價函數實現啟發式搜索。而在啟發式搜索實現過程中，又可以通過定義不同的啟發函數：如某狀態格局與目標節點格局不相同的牌數、不在目標位置的牌距目標位置的距離之和等加以比較，準確理解啟發函數的意義。通過實驗，學員加深了對課堂講授的理論知識的理解，能夠熟練地將狀態空間法運用于實際問題的求解，提高了工程實踐能力。
實驗教學組織方式可根據具體的實驗內容特點，采用上機編程實驗、演示程序驗證、模擬平臺開發、分組討論等多種形式進行。
5適度開展雙語教學
研究生的英語基礎普遍較好，基本都通過了國家公共英語四級考試，部分學員通過了六級考試，加之在本科階段還開設了專業英語課程，因此，在培養研究生人工智能知識的同時，我們要提高學員閱讀原版英文資料、用英語進行簡單科技寫作及對外學術交流的能力，適度開展雙語教學，對此，我們可采取以下基本方式。
1) 專業術語全部用英語表示。
在教學過程中用英語表達人工智能原理中的專業術語和主要概念，如Knowledge Representation(知識表示)、Depth-First Search(深度優先搜索)、Breadth- First Search(廣度優先搜索)等。
2) 以英文原版教材為教學參考書。
選定機械工業出版社出版的《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充。它既能給讀者以歷史的觀點，又給出所有技術的實用指南[5]。”
3) 加強英文文獻的閱讀。
在課程論文撰寫時，要求閱讀一定數量的外文文獻；在討論課中，鼓勵學員使用英語進行討論。
經過課程學習，學員都能準確掌握人工智能學科專業詞匯，英文運用能力得到一定提高，能較自如地閱讀原版英文專業資料，為進一步用英文進行學術交流及學術論文寫作打下基礎。
6考試與成績評定改革
考核方式采用傳統的試卷與課程論文、實踐環節等三部分組成，全面考查學員對基礎理論知識掌握情況以及理論聯系實際的能力，其中試卷占70%，課程論文占10%，實踐環節占20%。課程論文題目不作限制，由學員在課程學習階段結合某一專題選定題目，課程論文以選題意義、研究內容、論文結構、參考文獻及撰寫規范等指標為評價依據；實驗成績采用實驗過程考查、實驗結果驗收和實驗報告評閱相結合的考核方法，綜合評定。這樣做不但考核了學員人工智能基本理論掌握情況，也反映了學員的學術研究能力和工程實踐能力。同時，考核結合實際教學進程，改變了單一課終總結性考核的弊端。
7結語
經過課程組近兩年的教學方法研究與教學實踐，研究生人工智能原理課程教學收到較好的效果，但仍存在一些問題，如在課堂討論環節，個別學員準備不充分、討論不夠深入；課程論文撰寫選題隨意，文獻綜述不夠全面、準確，論文格式不夠規范等。在今后的授課中，課程組將根據授課研究生人數較少的特點，采取明確每名學員預習重點、加強課程論文交流等方式予以改進，力求取得更好的教學效果。同時，進一步充分利用便利的校園網平臺，開展“人工智能原理”網絡課程建設，購買或自主開發網絡教學資源，引導學員利用網絡資源進行個性化自主學習，增強教學過程的信息化程度。
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Reform on Postgradrates Artificial Intelligence Course Teaching
TAN Yuehui, QI Jianfeng, WANG Hongsheng, LI Xiongwei
(Department of Computer Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)
第4篇：人工智能課程教學范文
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鍵詞： 人工智能；創新；本科
Key words： artificial intelligence；innovation；undergraduate
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0230-02
0 引言
人工智能是計算機科學的一個分支，是當前科學技術中正在迅速發展、新思想、新觀點、新理論、新技術不斷涌現的一個學科，其屬于一門邊緣學科，同時也是多個學科交叉而成的一門學科，包括語言學、哲學、心理學、神經生理學、系統論、信息論、控制論、計算機科學、數學等[1]。當前人工智能已經是很多高校計算機相關專業的必修課程，它是計算機科學與技術學科類各專業重要的基礎課程，其教學內容主要包括自然語言理解、計算智能技術、問題求解和搜索算法、知識表示和推理機制、專家系統和機器學習等，國內外很多大學都意識到了其重要性，紛紛對其展開了教學和研究。人工智能課程包含多個學科，具有內容抽象、理論性強、知識點多等特點，且算法復雜，但是多數高校采用的教學方式仍是傳統的課堂教學方式，即“教師講、學生聽”的教學模式，這種信息單向傳輸教學模式以教師為主體，學生只是在被動的接收知識；存在過分重視理論教學，忽視實踐活動教學的問題，導致教育內容無法和社會接軌；人工智能教材理論性過強，學生在學習過程中常常感到枯燥乏味，進而對學習該課程失去熱情[2]，久而久之，不僅人工智能課程的教學質量和效果無法達到預期，甚至學生還會產生厭學心理。針對人工智能課程中現有的各項問題，本文作者結合自身豐富人工智能教學實踐經驗，參考人工智能課程特點和教學目標，從多個方面探討和總結了人工智能，包括教學內容、教材選擇、教學方法和考核形式等。
1 教學內容優化與更新
人工智能是一門嶄新的學科。開設本課程首先是確定教學內容。通常來講，人工智能學科的內容包括兩個部分，具體：一是知識表示和推理；二是人工智能的應用。前者是人工智能的重要基礎，后者主要介紹了幾種人工智能應用系統，包括自動規劃和機器視覺、機器學習、專家系統等。另外，課程內容中還包括了一些人工智能應用的實例，將實踐和理論緊密結合起來[3]。
隨著時代的發展和科技的進步，人工智能學科也取得了較大發展。基于此，人工智能學科也應該與時俱進，更新人工智能教學大綱，進一步完善其教學內容。修訂后的人工智能教學大綱將人工智能分成兩個部分，即基礎部分和擴展應用部分。前者包括計算智能、搜索原理、知識表示等，后者包括智能機器人、智能控制、多智能體、自然語言理解、自動規劃、機器學習、知識工程等。
教學內容的選擇和確定應綜合考慮多項因素，不僅要重視基礎知識，也應注意推陳出新，隨著科技的進步做到與時俱進，同時教學內容應符合現實的需求，能夠與社會接軌，將理論和實踐緊密結合起來，只有這樣人工智能課程的教學質量和效果才能事半功倍。
2 教學策略及教學方法的改革創新
由于人工智能課程具有算法復雜、內容抽象、理論性強、 知識點多的特點，傳統的教學模式已經無法滿足人工智能課程的需求，教師應探索更加有效的教學模式和方法，確保人工智能課程能夠取得良好的教學質量和教學效果。具體的改革和創新人工智能課程的手段和方法主要包括以下幾個方面：
2.1 激發學生的學習興趣 無論是經驗還是常識都在告訴我們每個人最好的老師就是興趣，學生只有對某門學科存在興趣，才會更加主動積極的學習該門課程，從而獲得良好的教學效果。比如，作者在課程的一開始先播放了一段著名導演斯蒂文?斯皮爾伯格的《Artificial Intelligence》的相關片段，由這個電影學生知道了世上存在人工智能的機器人，學生們隨著電影情節的發展而深深感動，與此同時教師讓學生思考和談論人工智能是什么？研究人工智能的意義在哪里？實踐發現，在課堂中加入電影因素，能夠大大提升學生們的注意力，讓學生更加專注在教學任務中，有效提高了學生探索人工智能的積極性和主動性。此外，在教學中還可以用動畫、視頻、圖片等手段將反映人工智能最新研究和應用的成果展示出來，讓學生更直觀的感受人工智能的奧妙，從而投入更多熱情學習人工智能課程。
2.2 面向問題的案例教學法 案例教學法是一種以案例為基礎、以能力培養為核心的一種教學方法[11]。針對學校學生特點，我們采取了以下幾種教學形式實施案例教學。①講解式案例教學：這種案例通過教師的講解，幫助學生理解抽象的理論知識點。案例的呈現有兩種基本形式：一是“案例―理論”，即先給出教學案例，然后再講解理論知識；二是“理論―案例”，即教師先講解理論知識，再給出教學案例；通過情境體驗與案例剖析激發學生認知的興趣，引導學生對將要學習的內容產生注意，有利于教師導入新課。②討論式案例教學：在課程初期將學生分成若干學習小組，每小組3～4人；教師將提前設計好的一題多解的教學案例以及收集的相關資料分配給每個小組，要求學生在課余時間通過自學和組內討論的方式給出問題的不同解決方案。③辯論式案例教學：在課程后期，采取專題辯論的方式對綜合應用案例進行討論，能有效地啟發學生全方位地思考和探索問題的解決方法，加深學生對人工智能的理解。
2.3 個性化學習與因材施教 在開展課程教育過程中應注意對學生進行個性化教學，結合學生特點因材施教。比如，在日常教學中多觀察學生情況，鼓勵那些應對教學任務后仍存在余力的W生深入探索較深層次的課程及相關知識，同時友善面對學習較差的學生，分析其學習過程中面對的困難，有的放矢地采取應對措施，幫助其不斷進步；在教學過程中讓學生以讀書報告的形式多多思考，鼓勵學生發散性思考問題，鼓勵優秀學生進行深一步的探討，并且教師應幫助具有新穎思想或論點的學生將其智慧以科技論文和發表文章的形式轉化為成果。
2.4 注重綜合能力培養 在研究型教學中任務驅動是一種常用的教學方法，其中心導向是任務，學生在完成任務的同時也在吸收和掌握知識。通常來講，該教學方法的步驟是：教師提出任務師生共同分析以得出完成任務的方法和步驟適當講解或自學、協作學習完成任務交流和總結。”[3]該教學模式不僅有利于培養學生的創新能力和創新意識，還能夠培養學生解決實際問題的能力，提高其綜合實力。不僅如此，由于該教學模式通常是以小組協作的方式進行，教師給出研究范圍，學生自愿結組并選擇具體的題目，經過分析和討論后以程序設計或者論文的形式協作完成研究。由此可知，學生是在以團隊的力量解決問題，這十分考驗學生的團隊協作能力，對于學生團隊合作精神的培養至關重要，且在完成任務的過程中學生需要查閱大量的資料，久而久之學生收集資料和創新能力勢必會得到提升。
2.5 采用啟發式教學 人工智能的很多問題都較為抽象，對學生理解力的要求較高，因此，在實際的教學過程中教師應有意識的就課程內容提出相關問題，讓學生自己獨立思考，鼓勵學生提出自己的想法和解決方案。然后回歸到課程上，對比分析教材上的解決方案和學生自己的解決方案，如此不僅培養了學生獨立思考的能力，也增加了學生參與教學活動的意識，提高了學生的學習熱情。比如，在講到較為抽象的“遺傳算法”時，先提出一個問題，即“遺傳算法如何用于優化計算？”，然后從“達爾文的生物進化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用，之后舉例分析，啟發學生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實現，最后師生一起導出遺傳算法用于優化計算的基本步驟。如此既完成了教授遺傳算法的目的，也鍛煉了學生邏輯思維的能力，教學效果良好[4]。
3 作業和考核方式的改革創新
過去的課程作業都是單一書面習題作業，發展至今，課程作業形式已經發生了變化，更加豐富多樣，包括必須交給教師評閱的書面家庭作業和不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業等。其中通過網絡就可以完成上交作業，并且教師批閱作業后也可以通過網絡返回給學生，實現了網絡化。課程的考核方式較之以前也發生了較大變化，加強了平時思維能力的考核，更加注重學生實驗能力和動手能力的培養，不再是絕對的一次考試定成績，而是在總評成績中加入30%的平時成績，如此不僅減輕了學生的期末負擔，也迫使學生更加重視平時的學習思考，有利于課程教學質量的提升。
4 結束語
本文是以提高教學質量為目標，結合教學實踐，從教學體系、教學內容、教學方法、考核方式等方面對本科人工智能課程的教學改革進行了探討，總結了該課程在教學和實踐方面的一些教改舉措。這些舉措符合二十一世紀高校教學的要求，可以支持教師提高教學手段現代化的水平，同時更貼合學生的學習需求。作為該課程的授課教師應始終保持對教學內容的不斷更新、教學方法的多樣化，才能激發學生的學習興趣，培養他們的思維創新和技術創新的能力，最終提高本課程的教學質量。從學生的反饋來看，作者所總結的教學實踐具有明顯的教學效果。但仍有許多方面做得不夠，今后將繼續在教學過程中不斷總結成功的經驗，吸取失敗的教訓。
參考文獻：
[1]蔡自興.人工智能及其應用[M].三版.北京：清華大學出版社，2007.
[2]謝榕，李霞.人工智能課程教學案例庫建設及案例教學實踐[J].計算機教育，2014（19）：92-97.
[3]蔡自興，肖曉明，蒙祖強.樹立精品意識搞好人工智能課程建設[J].中國大學教學，2004（1）：28-29.
第5篇：人工智能課程教學范文
【關鍵詞】人工智能；診斷學教學；智能教學系統；智能組卷系統；智能閱卷系統；智能仿真教學系統
人工智能（artificialintelligence，AI）的概念最早是在1956年的Dartmouth學會上提出的，隨著計算機核心算法的突破、計算能力的迅速提高以及海量互聯網數據的支撐，目前已被廣泛地應用于各個領域[1-2]。近年來，人工智能也給教育教學領域帶來了機遇，人工智能+教育正如火如荼地開展和推進，改變著傳統的教育形式及生態[3-4]。2018年教育部《高等學校人工智能創新行動計劃》，各大高校在人工智能及其教育發展上有了綱領性的指導[5]。醫學教育作為教育教學諸多領域的一隅，乘著人工智能發展的東風，各大高校在推進醫學教學改革方面進行了大量積極的探索與嘗試[6-8]。診斷學是由基礎醫學過度到臨床醫學的橋梁課，其教學質量的良莠直接影響到醫學生的培養質量，傳統的教學方法難以滿足現代醫學教學的要求，如何發揮人工智能的應用優勢，讓其更好地應用于診斷學的教學工作，也是診斷學課程教改的重要研究方向。
1傳統的診斷學教學方法存在的問題
診斷學是學習臨床基本技能最重要的一門課程，其內容包括癥狀學、體檢檢查、實驗室檢查及輔助檢查等四大塊，分為理論課和見習課，目前大多數醫學院理論課采用的是以大班的形式在多媒體教室講授，而見習課則采取分小組的模式進行，多年的教學實踐發現該教學模式取得的教學效果不盡人意，尤其是近年來隨著全國各大醫學院校的擴招，出現了師資及教學資源配套的相對不足，上述教學模式的問題逐漸凸顯。理論知識以老師講授為主，采取的是“滿堂灌”的教學模式，然而該部分教學內容知識點繁多，知識串聯度不高，課堂靈活度、生動度較為薄弱，學生聽完課以后對課程內容印象不深，知識掌握度差，同時由于學生的學習主觀能動性差異大，不能進行課前充分預習的學生在課堂上更加難以跟上老師講授的節奏。見習課是對理論知識進行實踐，培養學生的實踐操作能力，前期理論知識掌握度差又會影響見習的教學質量，導致教學過程形成惡性循環[9]。見習課主要采取老師講授要領及演示操作流程，之后學生們互相練習的教學方法，該部分內容需反復加強練習，同樣的動作要領反復錘煉才能熟練掌握，因課堂見習時間有限，而老師講授及演示需占用大部分時間，學生動手實踐機會不多，老師對學生的操作手法、操作內容、操作順序等重要內容進行指導和勘誤的時間少，學生操作的規范性難以保證，在以后的臨床實踐中，往往存在實踐操作能力的缺陷。上述教學模式教師與學生們之間除了課堂時間，其余時間是脫節的，不能很好地溝通，學生們有疑問的知識點難以得到老師的及時解答，教學活動中沒有充分反饋，各個教學環節難以進行教學反思，形成教學相長的良性循環。課后復習及階段性總結復習是課堂知識內化及升華的重要方面，傳統的教學模式通常是給學生布置課后作業，學生完成后上交由老師批改留檔，這個環節學生與老師缺乏有效的溝通，且由于學生們學習主觀能動性差異，課后沒有老師的監督及針對性地輔導，課后作業的質量良莠不齊，教學質量欠佳是顯而易見的。隨著現代醫學的發展及研究的開展，涌現了一大批新的診斷方法與手段，譬如關于腫瘤診斷的分子marker，評估預測疾病活動度及預后相關的指標，在臨床上已經常規應用，但由于教材更新需要周期，很難跟新進展同步介紹，另外由于課時有限，難以全面地就學科前沿及新進展進行講授[10]。
2人工智能應用于診斷學教學的重要意義
2.1教師方面
將人工智能應用于診斷學教學實踐，削弱了教師的知識權威而強化了教師的價值引導，對教師的個人能力提出了更高的要求，促使教師踏實踐行終身學習并持續更新自身知識結構。互聯網高速發展的時代，知識呈幾何指數更新并出現大爆炸，基于各種互聯網即時通訊平臺及手機APP，診斷學體格檢查、理論知識講授相關的小視頻及研究進展不勝枚舉，這就要求教師及時獲取、更新知識并進行相應的知識儲備。人工智能的應用促使教師從單人施教發展為團隊施教，為開發更具個性化的課程教學注入團隊的力量。基于大數據的人工智能可以減少診斷學教學過程中的機械性、重復性工作，如平時作業的批改、考勤統計等，減輕了教師的工作負擔，教師可以將更多的精力投入到醫德醫風、醫患溝通能力以及體格檢查手法的規范化培養上，更多的心思放在豐富課程內容及教學形式上。同時大數據可以及時反應學生的學習動態，教師可以根據學生的反饋及課程評價有針對性地對學生進行相應的輔導。
2.2學生方面
將人工智能應用于診斷學教學實踐，可以實時動態記錄學生的學習情況及暴露的問題，如是否按時完成課程任務、測試中哪些知識點容易出錯等，人工智能系統能夠對這些數據進行關聯分析和深度挖掘，并且可視化呈現相應的數據，有利于教師及時掌握學生的學習進度、參與度以及學習效果，并根據具體的學情分析數據來調整輔導和教學方案。基于人工智能強大的算法和分析，可以為學生定制個性化的教學內容及進度，提供更有針對性的課堂內容和隨堂測試，并對測試及平時作業進行智能批改，真正做到查漏補缺。診斷學課程內容相對枯燥，學生們的學習興趣有限，基于人工智能的教學方式可以寓教于樂，在課程中將一些比較零散的知識點可以設置成互動小游戲，營造出良好的課堂氛圍，提高學生們的學習興趣及學習效率。
2.3教學過程
針對教學過程，人工智能亦發揮著至關重要的作用。第一，診斷學作為橋梁課程，是一門必修課，包括臨床醫學五年制、八年制、法醫學、基礎醫學等相應專業的學生均需要學習，人工智能擁有超強的計算能力和強大的“記憶力”，面對眾多不同專業的學生，可以根據大數據進行分析，制定出適合不同專業學生的完備教學目標。教學活動開展過程中，人工智能還可以根據學生的課堂及課后測試表現，依據分層教學的要求自動設置梯次教學目標，幫助學生們逐步提升學習能力和知識掌握度。第二，人工智能可以憑借自身信息化的特點，對各種教學資源進行分析，為教師和學生選擇更優質更合適的資源提供依據，促進個性化的教與學。第三，傳統的教學方式、教學內容相對有限，人工智能基于大數據能夠啟發新的教學思路，創新教學方法，為診斷學教學提供更多的可能性。
3人工智能在診斷學教學中的應用
3.1智能教學系統
智能教學系統是教育技術學中重要的研究領域，其根本宗旨是使得學生的學習環境更加優良和諧，智能教學系統能夠及時有效地調用最新最全的網絡資源并充分優化后供學生學習，使得學生能夠更加全方位、多角度地學習專業知識，提高學習效果[11]。智能教學系統大致由領域知識部分、教師部分及學生部分3個部分構成[12]，其中領域知識部分又稱為專家部分，這一部分既包含了需要講授的內容及掌握的技能，又可以添加專家的學術成果，既能夠保證學生對于基本概念、基本理論及基本技能的掌握，又能夠拓寬知識面，增加知識的廣度。智能教學系統的教師及學生部分主要是為設計和制定教學方案及策略服務，基于大數據基礎上，根據課程的特點、歷年教學情況、學生身心發展特點及學習實際情況，制定更加個性化、高效的教學方案，促成教師因材施教，取得更加理想的教學效果。
3.2智能網絡組卷閱卷系統
診斷學教學內容包括理論和見習兩大塊，教學過程中教師的大量時間用于出題、閱卷、批改平時作業等與考核相關的工作，并且在出題過程中需要圍繞相對固定的重難點內容不斷創新題型，消耗教師大量的精力。智能網絡組卷閱卷系統能夠充分發揮其優勢，將教師從繁冗的考核相關工作中解脫出來，使得教師的教學更高效，教師能夠把更多的時間。智能網絡組卷系統能夠有效收集和分析知名高校教學團隊編寫的在線題庫，實現教學資源的共享，通過隨機抽題組卷、答案隨機排序、題型隨機排序以及設置避免與歷年考卷重復等，顯著提升試卷的質量，亦能改善考試作弊的頑疾，客觀地考核學生對知識的掌握度。智能網絡閱卷系統有簡明的閱卷流程，能夠更有效地識別試卷及答案，能夠明顯降低傳統人工閱卷方式因疲勞帶來的出錯率，使得工作效率更高、考核結果更公正。
3.3智能仿真教學系統
診斷學教學的見習部分是學生提高技能的重要環節，常常采用分小組在病房完成的方式進行，在課程的開展過程也凸顯出了各種各樣的問題，譬如因學生分組進行詢問病史、體格檢查，重復次數多，患者難以多次配合；在教學時間段內病房缺相應的病種，無法對所學的癥狀進行直觀的學習；傳染病流行期間出于對學生健康安全的保護，無法進入病房見習等等，此時智能仿真教學系統能夠發揮重要的補充作用[13]。人工智能可以根據提供的海量真實臨床病例，由醫學專家整合其臨床特征，聯合計算機專家，根據相應的教學要求，形成虛擬病人學習系統，學生在仿真診療環境中，進行問診、體格檢查、診斷以及給出治療方案，同時系統能夠自動發現學生在問診及診斷過程中的錯誤，通過實踐、糾錯再實踐，提高學生采集病史、體格檢查的能力，同時能夠加強學生的臨床思維的訓練，夯實臨床基本功[14-16]。
4總結及展望
第6篇：人工智能課程教學范文
關鍵詞：人工智能；圖形編程；創新實踐
近年來，人工智能已成為一個高頻詞，各種與人工智能相關的智能家居、自動駕駛、智能語音、圖像識別等新技術，深刻影響著社會的方方面面，也逐步改變人們的工作及生活方式。許多國家已經開始積極嘗試，大力推進小學人工智能教學。2017年，國務院正式頒布《新一代人工智能發展規劃》，明確提出了“在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”；如今，計算思維培養又成為熱點。在這樣的一個時代背景下，學校和教師有責任和義務組織、引導學生去接觸、了解、學習、應用人工智能技術，以適應未來學習和工作環境的變化。人工智能涉及的學科內容較為廣泛復雜，小學生相對年齡較小，儲備的相關知識較少，學校應如何在小學階段有效開展人工智能教學，推進人工智能教學真正落地？筆者結合自己的教學實踐，從“巧”借活動、“巧”設場景、“巧”編程序、“巧”創項目等方面，積極探索小學人工智能教學的推進路徑。
一、“巧”設場景體驗人工智能
人工智能的知識結構具有較強的邏輯性和抽象性，與之前信息技術課上所教的內容相比，難度及復雜性更高。在日常人工智能教學中，教師應根據學生的心理特點以及不同教學要求，改變教學方式，把體驗搬進課堂，讓學生通過具體的體驗活動逐步理解人工智能的相關知識，把重難點從對概念、原理、技術的學習轉換到了解相關概念、技術實現的過程、體驗人工智能技術的應用上。豐富有趣的教育實踐活動可以讓學生在愉悅的教學情境中，從不同的思維角度、用不同的思維方式來認識和理解與生活密切聯系的一些人工智能概念，如機器學習、大數據、神經網絡等，體驗人工智能在實際生活中的應用。例如在《人臉識別》一課教學中，需要讓學生了解人臉識別技術的應用、影響、實現過程和原理，其中人臉識別的原理和過程較為復雜，如果教學中只進行簡單說教，無法有效達成教學目標。本課設計了一個“人臉大比對”體驗活動，活動分兩個部分，第一部分就是通過百度AI開放平臺里的人臉檢測與屬性分析功能，體驗人臉檢測中具體檢測哪些屬性；第二部分就是通過人臉對比功能，完成教師提供的三組人像照片的對比分析。在第一部分的實例體驗中，學生通過自己上傳照片進行檢測，主要是通過對人臉的面部、膚色、毛發、眼睛、嘴、鼻和輪廓等150個特征的精準定位來準確地識別和計算出一張人臉的特征和屬性信息，包括年齡、性別、顏值、情緒、是否戴眼鏡等。這樣的體驗讓學生非常感興趣，也能很好地理解特征提取的過程。第二部分的體驗是人臉對比，教師提供給學生三組照片，第一組是一對相似度很高的雙胞胎；第二組是同一個人戴口罩和不戴口罩的照片；第三組是同一個人的兩種表情。學生先自己觀察，記錄三組照片的結果，再上傳照片到百度AI體驗人臉對比過程，并查看對比結果。經過體驗，學生認識到在現有的技術下，人臉識別的準確度還是非常高的，對人臉識別的過程也留下了非常深刻的印象。
二、“巧”編程序理解人工智能
從當前人工智能技術應用的實際情況分析來看，主要應用領域為大數據及機器學習，這些功能的實現得益于算法的不斷完善。可見，算法學習是實現人工智能的關鍵，而對算法的學習又是計算機編程教學中的一大難點。推進小學編程教學將有利于幫助學生理解人工智能的相關知識。小學生相對抽象思維偏弱，采用圖形化的編程教學，更加有利于他們接受，有助于提高學習的積極性。通過編程教學引導學生學會分析問題、抽象與建模、設計算法、編寫程序腳本，在驗證過程中不斷改進和完善，并最終實現問題的解決，能有效培養學生的計算思維，并過渡到對人工智能所需要的其他知識的學習上。例如在五年級的《創編游戲》教學中，情境任務是設計制作一個貓捉老鼠的小游戲，目標是讓學生認識“碰到顏色”“如果……那么……”等指令，能夠用它們的組合來編寫判斷角色是否碰到邊緣和老鼠的腳本。人工智能的概念主要體現在“碰到顏色”和“如果……那么……”語句的應用上，“碰到顏色”是偵測識別，“如果……那么……”則是邏輯判斷的處理。在教學中，首先通過問題引導學生思考完成游戲需要考慮哪幾個要素，從問題和答案中幫助學生提煉出“舞臺”“角色”“動作”三個要素，進而幫助學生厘清實現游戲功能的基本思路。在程序編寫中，讓學生具體體驗偵測模塊的編寫與判斷語句的應用。簡單的編程實踐，能讓學生逐步了解人工智能的基本概念及其實現流程。
三、“巧”創項目實現人工智能
知識的學習必須與學生的生活實際結合起來，如果學生在掌握人工智能知識和技能后能將所學知識應用于實踐，解決生活中的實際問題，那么這樣的學習就是真實有效的。學生通過設計創作具體作品，可以大大增強分析和處理問題、解決實際問題的意識和能力，培養邏輯思維和動手實踐能力，這也是人工智能教育的方向和目的。根據學生的實際生活經驗，教師將人工智能的具體應用案例巧妙引入課程中，引導他們科學地確定項目內容；通過對項目的梳理分析，建立邏輯關系和模型；用編程語言描述邏輯關系；采用硬件設備實現人工智能的具體功能，這種基于真實任務的學習活動，能有效促進學生的理解。例如四年級實踐小組的“智能垃圾桶”作品，便是以垃圾桶為課題進行探究，先讓學生對現有垃圾桶的優劣勢進行分析，思考怎樣改造垃圾桶才能真正實現智能化。通過教師的引領和自身觀察，學生很快認識到智能垃圾桶應該具有的功能：一是能檢測什么時候有人投放垃圾；二是垃圾桶蓋能自動開啟和關閉。確定了目標之后，就是思考達成上述目標需要哪些條件。學生根據已有知識，確定可以用超聲波檢測是否需要打開垃圾桶蓋子，打開和關閉動作可以通過舵機和連桿來實現。通過探究后，學生根據設計的方案自主完成了智能垃圾桶的作品搭建，接下來就是通過編寫程序和不斷調試驗證來實現預期的功能。作品完成后，學生可以根據實際情況進行功能的增加與修改，如增加桶內垃圾超過一定高度時能自動提醒的裝置等，讓智能垃圾桶更加智能。本次作品的創作過程，不僅鍛煉了學生分析實際問題、解決實際問題的能力，又鍛煉了他們的編程思維和計算思維，更重要的是體驗了自己創作人工智能作品的樂趣和成就感。在人工智能應用日益普及的今天，人工智能課程進入小學課堂是大勢所趨。在小學階段開展人工智能課程教學，主要是為了讓學生掌握人工智能知識，體驗和運用人工智能技術，培養學生的信息技術核心素養、創新意識、實踐應用能力，為學生適應未來社會打下扎實的基礎。但人工智能教學具有其特殊性，如何有效推進人工智能教學，還面臨著許多需要解決的問題。學校和教師應盡最大努力創設更好的人工智能教學環境，探索更有效的教學策略，促進學生對人工智能相關知識的學習。
參考文獻
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第7篇：人工智能課程教學范文
關鍵詞:應用型人才;人才培養;人工智能;交叉教學
目前,我國高等教育已經進入大眾化階段,需要用分類發展理念指導高等教育人才培養[1]。從人才培養類型看,高校培養的人才大致可以分為3種:研究型人才、應用型人才和技能型人才。這3類人才主要分別由研究型高校、應用型本科院和高職高專培養[2]。應用型人才主要從事生產實際問題和工程實踐問題的探討和解決,完成從產品的設計到開發的過程,為企業經營的管理和決策提供支持[3]。這類人才的數量最為龐大,他們既要掌握相應的專業理論知識,又要具備嫻熟的實踐技能,具有解決工程實踐的專業水平。但在目前的應用型人才培養中,既定的教學方法、教學考核手段等在很大程度上導致理論教學和實踐性技能教學脫節。
在幾年的教學實踐中,筆者對此深有體會。對學生個人來說,他們經過十幾年寒窗苦讀考進大學,選擇自己喜歡或者感興趣的專業,非常渴望能夠在大學四年期間打下堅實的理論基礎并且掌握相應的應用技術,使得在四年之后走出學校時得到社會和用人單位的認可。作為大一新生班主任,我們都能感覺學生對知識的渴望,對未來的憧憬,以及對老師那一份沉甸甸的期盼。但經過對幾門課程的學習之后(一般是經過一個學期之后),學生的期盼逐漸變成了茫然,因為他們“發現”學習的課程好像并無用處,不知道學習這些課程對他們今后走入社會有什么幫助。任課教師通常只強調本課程的重要性,最后的結論是“必須學好這門課程”。但學生并沒有從“學好這門課”中獲得有用的體驗而是枯燥。在經過大約一年的學習以后,他們會從師兄、師姐那里“調查”得知,這種枯燥很正常,因為往屆學生也是這么過的(惡性循環),于是,學生對課程學習就變成麻木了。如果這種情況得不到及時糾正,大三的時候麻木就變成無所謂。其結果就是在大四后就進入了“畢業即失業”的怪圈。
可見,深入挖掘此類問題產生的深層原因、探討有效的應用型人才培養方法是十分緊迫和必要的。實際上,造成這種局面,除了學生自身的自覺性等主觀因素以外,另一個重要的客觀原因是目前高校各門課程的教學幾乎都是“平行的”,學校沒有很好地提供一種有效的培養方式,使得在這種培養方式下各門課程的教學可以在有效范圍內實現有機的“交叉”,并在這種交叉的基礎上提供進一步升華的途徑,本文正是對后者的一個探討。
1改變傳統的平行教學模式,實現強相關課程中理論和理論之間的交叉和融合
以離散數學[4]和人工智能[5]的教學為例,說明課程中理論和理論交叉教學的基本原理。
離散數學是計算機基礎課程,理論性很強,其涉及的知識不易于在具體應用中直接體現,但它是其他很多課程的理論基礎,是讓學生形成相應的“計算機”思維方式的基礎。這種類型的課程沒有可以動手操作的實驗和課程設計,但是我們要讓學生在學習本課程時就意識到它與具體應用的關系,并即時插入實踐性課程中相應的內容進行教學,即理論課程和實踐性課程中理論知識點的交叉教學。
相對離散數學而言,人工智能是實踐性、技能性較強的課程。但這兩門課程的理論部分很多是強相關的。例如,人工智能中的消解原理和規則演繹部分實際上是離散數學中命題邏輯和謂詞邏輯的重復和部分深化,不同的主要是使用的術語不同,是形式上的不同。在離散數學中,數理邏輯部分已經將命題邏輯和謂詞邏輯講得十分透徹,幾乎比任何一本人工智能教材都講得系統、精確。但遺憾的是,從教學實踐中我們發現,在學習消解原理和規則演繹部分時,很少有學生能夠聯想到他在離散數學中曾學過的相應內容,更是沒有學生能夠將這兩門課程的這兩個內容融合到一起。實際上,人工智能中的消解原理就是離散數學中的等值演算,只不過前者介紹得“技能性”一點而已,而后者已經講得十分清楚了,但對人工智能中的消解原理,很多學生仍然難以接受。可見,同樣的一種理論知識,現有的教學模式已經使學生截然將它們分開了,造成教學內容的嚴重脫節。
顯然,如果實現人工智能和離散數學的交叉教學,可以在很大程度上將相關的內容緊密結合起來。一方面可以有效發揮離散數學的理論基礎作用,另一方面(也是更為重要的一面)可以將抽象的理論知識具體化為實踐技能,使學生感到他們所學的理論知識是有價值的、不是枯燥的,從而激發學生產生對抽象理論知識濃厚的學習興趣,并形成基于深厚理論知識的良好實踐技能。這對培養應用型人才是至關重要的。
2實現強相關課程中理論和實踐的交叉教學
理論基礎課程主要以理論介紹和理論探索為主,涉及的理論知識都相對抽象和枯燥。應用型本科院校學生的高考文化成績相對較差,這決定了他們單純學習抽象理論存在相當大的困難,這是造成他們學習枯燥的主觀因素。因此,如何使他們走出枯燥的學習環境是應用型人才培養的又一關鍵問題。
我們認為,理論部分仍然需要具體化、應用化,這才能激起他們的學習興趣,培養他們的探索精神。理論基礎課程大多是沒有實驗部分,也沒有相應的課程設計。即使有的基礎課程有實驗部分,但由于缺乏具體的應用目標,也使他們覺得索然無味。因此,需要教師在教學活動中創造必要的應用背景,使學生時刻感覺到他們所學的理論是有應用價值的。但人為地創造應用背景無疑極大地增加了教學工作量,使得在有限的教學學時內無法完成既定的教學任務,而交叉教學卻能很好地解決這個問題。
以離散數學中的帶權圖和人工智能中的計算智能為例。離散數學給出了從帶權圖中尋找哈密頓回路的枚舉方法,并指出了這種方法的缺點,但不能進一步介紹克服這種缺點的現有方法(否則超出了此課程的教學范圍);而人工智能中的計算智能部分恰好是介紹克服這種缺點的幾種方法(如遺傳算法、免疫計算等)。如果講授了帶權圖部分以后,接著講授人工智能中的計算智能部分,并要學生編程實現一個啟發式算法,這既可以看成是離散數學的一個實驗課,又可以完成人工智能相應的教學內容,而整個教學活動都是在既定的教學學時內完成,并無增加其他的負擔。
3實現強相關課程中相關知識點的交叉教學
“舉一反三、知己知彼”是啟發式教學的一種重要策略。知識點的孤立教學不但是枯燥學習的根源,也是造成教學內容分割的“罪魁禍首”。同樣,在有限的教學學時內,過多地展開相關知識點的關聯教學,會造成教學活動的“超負荷運載”;但是在兩門強相關課程中展開相關知識點的交叉教學同樣可以避免這種“超負荷運載”,更重要的是它可以使學生建立起良好的知識結構,舉一反三。
以數據結構[6]中圖的廣度優先搜索和人工智能中的寬度優先搜索為例。兩者講的都是圖的遍歷方法,它們的實現原理似乎是一樣的,然而在本質上它們是區別的。這種區別應該讓學生深刻領會,而這種領會也只有在交叉教學中才能有效實施。
實際上,數據結構中圖的廣度優先搜索是人工智能中寬度優先搜索的基礎。如果上了數據結構中圖的廣度優先搜索部分以后,接著上人工智能中寬度優先搜索部分,這時只需引導學生掌握兩個關鍵問題:1)人工智能中寬度優先搜索涉及的OPEN表對應數據結構中圖的廣度優先搜索的哪一個數據結構?2)CLOSED表有何作用?并在這個基礎上,指出兩種搜索方法所搜索的對象的區別:人工智能中的搜索方法所搜索的圖是未知的(已知的只是圖的局部,像是在大霧中尋找要走的路),數據結構中的搜索方法所搜索的是已知的圖(圖的全局信息是已知的,像是在可以俯瞰的、沒有霧的地形上行走)。通過這樣的引導和總結,讓學生深刻領會兩門課程中這兩個緊密相關的知識點的本質聯系和區別,從而加深他們對課程知識的理解,提高他們對知識探索的積極性。
4加強教師的教學水平,為實現交叉教學奠定技術基礎
“要給學生一杯水,教師要有一桶水”。為實現交叉教學,教師應該具有相關交叉課程的堅實理論基礎和良好的實踐應用技能,并擁有理論-理論、理論-實踐和強相關知識點交叉的教學組織能力。為此,需要教師進行以下幾方面的基本技能訓練。
1) 縱向加強課程所涉及知識的理論學習和實踐技能的訓練。以離散數學為例,作為教師,我們不能僅僅盯住離散數學教材的內容,而是需要對數理邏輯、集合論、代數系統、圖論等有系統、深入的學習,其范圍和深度遠比離散數學教材的內容大得多;又如對人工智能而言,我們應該在啟發式搜索、計算智能、機器學習等方面有很深的造詣;再如,對數據結構而言,我們應該在算法設計、算法分析等方面有堅實的理論基礎,并擁有豐富的代碼編寫經驗。
2) 加強科學研究,促進產、學、研結合。我們注意到,教師在“充電”的過程中,實際上已轉變了角色,成為學習者――學生。作為學生,我們同樣遇到學習枯燥等問題。一般來說,老師不再是老師了(狹義上),那么我們的動力來自哪里呢?那就是科研。教師從事科研不但可以實現理論成果的實用化,而且可以提高教師自身的教學水平,從廣度和深度拓寬教師的教學視野。因此,做科研不但不防礙教學,而且可以極大地促進教學,良好的科研基礎是教師在教學活動中游刃有余的知識源泉。
3) 根據人才培養目標,完成對課程知識點的準確劃分。這是實現課程交叉教學的基本保證。教師根據既定的人才培養目標,并在充分運用自己知識結構的基礎上,為實現交叉教學,準確完成對各門課程的知識點劃分。在對兩門或多門課程的知識點進行劃分時,教師應該做到:同一門課程中的知識點應該相對獨立;確定同一門或不同課程中知識點之間的拓撲關系,確定哪一個知識點是哪個或哪些知識點的基礎,哪一個知識點是另外一些知識點的深化或實例化。只有準確劃分了知識點并確定知識點之間的拓撲關系以后,才能有效付諸實施。
5結語
應用型人才占全體學生人數的大多數,他們畢業后將直接走上工程實踐性工作崗位,擔負著重要的社會責任。但從目前應用型人才培養方式看,普遍存在著理論教學和實踐教學相互脫節的情況,嚴重影響應用型人才培養的質量。為此,本文從課程交叉教學的角度探討應用人才培養的方法,并認為課程交叉教學在應用人才培養過程中可以發揮積極的作用。課程交叉教學可以考慮從以下4個方面展開:1)改變傳統的平行教學模式,實現強相關的理論性課程和實踐性課程中理論和理論的交叉和融合;2)理論和實踐部分的交叉教學;3)相關知識點的交叉教學;4)加強教師的教學水平,提高教師的理論水平和實踐技能。通過課程交叉教學,提高應用人才培養的質量,最終培養以豐富理論內涵為支撐、具有嫻熟計算機操作技能的應用型人才。
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Practical Exploration of Course Intersect-teaching in Applied Talent Training
MENG Zu-qiang1, CAI Zi-xing2, HUANG Bo-xiong1
(1. School of Computer, Electronics and Information, Guangxi University, Nanning 530004, China;
2. Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
第8篇：人工智能課程教學范文
摘 要：多媒體教學手段的引入，極大地增加了課堂的信息量，豐富了課堂教學的表現形式，但是同樣也暴露了教材信息量不足、多媒體教學素材匱乏等問題。本文結合作者的教學實踐介紹了在備課過程中利用Internet搜索引擎拓展多媒體教學內容、豐富多媒體課件素材的方法。經過32學時的“人工智能”本科生課程實踐，驗證了該方法的可行性和有效性。
關鍵詞：搜索引擎；多媒體教學；備課
中圖分類號：G434
文獻標識碼：B
圖文聲像并茂、形象生動直觀是多媒體教學最基本的特點。多媒體可以在較短時間內提供較傳統教學模式更多的信息，提高教學效率，這是多媒體教學最突出的優點。此外，多媒體教學能夠充分發揮計算機網絡的輔助教學功能，學生可以從網絡上查閱教師的電子郵件和教輔資料，最大限度地節約教育資源，把教師從傳統的教學模式中解放出來，從而有更多的時間和精力應用到科研、教研等創造性工作中去。但是在多媒體教學備課中也暴露出一些新的問題，比如信息來自哪里？多媒體課件的素材來自哪里？
Internet是一個巨大的信息資源寶庫，充分利用Internet資源可以對多媒體教學的信息和素材形成有益的補充。但是Internet信息過載和資源迷向問題又使我們面對浩如煙海的信息資源無所適從。Internet搜索引擎的誕生為我們提供了信息獲取的強有力工具，只需要輸入關鍵詞或關鍵詞的組合進行搜索即可，高級搜索技巧也可以通過閱讀網站上的幫助信息來很快掌握。
下面從四個方面介紹多媒體教學在備課過程中如何利用Internet搜索引擎拓展教學內容、豐富課件素材。
1 利用Internet搜索引擎對教學內容追根溯源
2005年全國高等學校教學督導工作研討會上，哈爾濱工程大學總督學楊曜根教授在報告《讓新的教學理念進課堂》中指出，目前在課堂教學內容上往往是重“結論”、輕“過程”，只是注重傳授前人已解決的定理、概念、知識的現成結論，不注重揭示前人對這些知識的艱辛探索過程。其實，這不單純是理念問題，往往不是教師不想講過程，而是不會講，這都受著教材內容和教師知識面的制約。
正如楊教授所言，“每門學科的發展過程，每門學科中新觀點、新原理的建立，科學技術的發現、發明和發展，無不是前人向傳統、敢于向權威挑戰、大膽想象、不斷創新的結果，充滿了前人大膽求異、創新的事例，展示這些在學生面前，正可以大大啟發學生的好奇心、興趣，培養學生逆向思維，引導學生不斷發問‘為什么’，培養學生的求索精神”。但這些過程事例很少編入現行教材中，傳統的教學手段課堂信息量有限，作為教師當年也沒有在課堂上聽過這些過程事例，事實上這是一個盲區，需要另辟蹊徑來掃除這個盲區，而Internet搜索引擎則是“掃盲”的有力工具之一。
舉例來說明這個問題。人工智能的教材中對人工智能本身的發展歷程介紹的較多，但是邏輯演算作為人工智能課程的重要內容，邏輯學本身的來龍去脈在教材中卻鮮有提及。備課時，當然可以跳過邏輯學的歷史，也可以去圖書館查閱邏輯學專業書籍，但是利用Internet搜索引擎不失為一種便捷的方式。我們只需要在Google等搜索引擎中輸入“邏輯學”、“起源”、“發展”、“分支”等關鍵詞的簡單組合，就可以很容易地找到“邏輯學傳統上可分為古希臘的邏輯學、中國的名辯、古印度的因明學三個分支”、“現代邏輯學已從單一學科逐步發展成為理論嚴密、分支眾多、應用廣泛的學科群”等，再順藤摸瓜，搜索“古希臘 邏輯”、“名辯 邏輯”、“因明學 邏輯”、“現代邏輯學 分支”等關鍵詞，便可向前把2000多年前印度的正理派、中國的墨子、古希臘的亞里士多德都追溯出來，向后把量子邏輯、控制論邏輯、概率邏輯、價值邏輯、法律邏輯、科學邏輯等信手拈來，經過進一步加工提煉，融入到課堂教學中，對拓展學生知識面、激發學生的探究欲望能起到良好的作用。
2 利用Internet搜索引擎為課堂講解旁征博引
在課堂上旁征博引，能夠豐富教學內容，提升知識的吸引力，增強教師的表現力，激發學生學習興趣，同時，對同一個問題換個角度、換個說法來闡述，也易于學生理解和掌握，提高課堂教學實效。但是旁征博引對任課教師的知識面要求非常高，尤其對于青年教師，因此在備課時有針對性地利用Internet搜索引擎拓展自己的知識面是非常必要的。
還是舉例來說明這個問題。Agent是人工智能領域研究的熱點問題，Stanford著名人工智能學者Hayes-Roth講過“Agent是人工智能最初的目標，也是人工智能最終的目標”，而我校現行人工智能課程教學大綱中并不包含這部分內容，為了引領學生走到學科前沿，我準備了2個課時補充講授Agent。但目前國內的人工智能教材中，僅有蔡自興教授的《人工智能及其應用》一書將Agent作為一章來講解。Agent理論部分的幾個概念非常抽象，且學術界觀點不一，如果僅將一家之言介紹給學生，不但學生難于理解，而且容易片面認識問題，因此廣泛引用和介紹學術界的觀點是非常必要的。在準備這部分內容時，Internet搜索引擎發揮了重要作用。用“agent definition”等關鍵詞在Google中搜索，并根據搜索結果不斷追溯和拓展，就可以查到Agent一詞的拉丁語起源――agere。Agent作為人工智能術語首見于Minsky的《Society of Mind》一書，以及Agent在美國傳統詞典中的定義，Jiming Liu & Jianbing Wu、Hayes-Roth、Smith, Cypher & Spohre、Wooldridge & Jennings、Shoham、Russel & Norvig、IBM等學者和公司從自主、智能、軟硬件、心智、實體等各個角度和立場給出的定義和討論，將這些內容融合提煉之后呈現給學生，無疑會加深學生對抽象概念的理解，同時對教師本人的知識面也是一個豐富和擴展的過程。
3 利用Internet搜索引擎對教學用例舉一反三
多媒體教學用例必須遵循針對性、典型性、啟發性、科學性、思想性、簡潔性、趣味性和生動形象性等原則，才能達到較好的授課效果，提高教學質量，但是備課時要準備如此恰當的例子卻非常困難。利用Internet搜索引擎可以開闊備課思路，對教學用例舉一反三。
例如，人工智能中著名的“猴子與香蕉”問題在蔡自興先生的《人工智能及其應用》教材中僅舉此例用于講解狀態空間問題表示法。利用Internet搜索引擎還可以找到該問題在講解問題歸約、謂詞邏輯、產生式系統等知識表示方法時的舉例及動畫演示過程，將這些舉例貫通起來在知識表示總結時使用，并借用網上制作好的動畫演示，課堂效果很好，且備課效率很高。
4 利用Internet搜索引擎對課件素材錦上添花
多媒體課件是多媒體課堂教學的關鍵，是影響多媒體課堂教學效果的重要因素。課件過于簡單和粗糙，或者過于花哨，過多過濫地使用多媒體效果，會分散學生注意力，不利于學生課堂學習，致使教學效果降低。因此簡潔明了、形象生動的多媒體素材必不可少。利用Internet搜索引擎的圖片、音樂等搜索功能可以獲得很多極富表現力的音像資料來闡釋或演示抽象的概念和原理。
在人工智能課上講解語義網絡時用到這樣一個例子：用語義網絡法描述歌曲《軍港之夜》中“軍港的夜啊靜悄悄，海浪把戰艦輕輕地搖”這一句的意境。準備這個例子的時候，除了準備解題過程，我還搜索了一首《軍港之夜》樂曲、一張軍港夜幕降臨時的照片和演唱者蘇曉明的照片，加工處理后做到多媒體課件中，并做到不喧賓奪主。在課堂教學中講這個例子時，發現學生隨著輕柔的音樂、美麗的畫卷一起隨著老師分析著問題，都聚精會神的。
在講解啟發式搜索算法時，我從網上搜到了孔子的名句“人無遠慮，必有近憂”，唐代詩人盧綸的《送吉中孚校書歸楚州舊山》，其中有四句“林昏天未曙，但向云邊去，暗入無路山，心知有花處”，同時還下載了學校的平面圖，用“人無遠慮，必有近憂”引出啟發式搜索利用啟發式信息的思想，利用盧綸的詩來闡釋啟發式搜索的意境，再結合學校的平面圖提問學生去附近的超市(在圖上均有標注)購物時如何規劃路徑。就在這樣一種輕松甚至詩情畫意的氛圍中，學生便深刻領會了啟發式搜索的思想內涵。
此外，利用豐富的多媒體素材還可以對學生進行科學素養的熏陶。例如，在準備人工智能發展史這一課內容時，我們從網上搜到了Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等在人工智能發展史上舉足輕重的學者的照片，照片中透出的大家風范、學者目光中流露的執著精神、表情中蘊含的嚴謹深邃、笑容中深藏的儒雅樂觀……無不感染著學生。
5 結論
在開展多媒體教學實踐中，利用Internet搜索引擎輔是第一步，對信息的加工處理、凝練升華是備課時一項更艱巨的任務，這個問題已有很多文獻探討過，本文不再贅述。
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第9篇：人工智能課程教學范文
關鍵詞：智能科學與技術；專業；發展戰略；思考；大聯合；大發展
1現狀分析
我國的智能科學與技術(Intelligence Science and Technology，IST)專業創辦至今已有8年歷史了。它從無到有，逐步壯大，現在全國已有近20所大學試辦這個新專業[1-2]。應該說，智能科學與技術專業的8年征途并不平坦，開拓者們也為之付出了艱辛和心血。現在，我們至少可以說，智能科學與技術專業已再不是“嬰兒”，而是“小學生”了。然而，我們需要繼續努力，上好中學、大學以及研究生課程，邁上專業建設的新征途，攀登學科建設的新高峰。
在IST專業建設上，北京大學信息科學技術學院等起了重要的帶頭作用，中國人工智能學會及其教育工作委員會等工作委員會和專業委員會發揮了很好的組織作用[3-4]。他們齊心協力，默默奉獻，做了大量有目共睹的開創性工作，值得充分肯定。現已有北京大學、首都師范大學、北京郵電大學、南開大學、西安電子科技大學等高校培養出IST專業的畢業生。也就是說，我們有了IST專業的第一代“產品”了。然而，我們的IST專業還是有些不盡人意之處，特別是發展速度比預料的要慢，發展規模不如預期的大，發展目標還有待進一步明確。筆者試圖概括我國IST專業發展的喜與憂，探討發展戰略，為IST的專業建設和學科發展出謀獻策，供同行討論與參考。
2喜憂參半
如上所說，我國IST專業的發展既取得可喜成果，又存在某些憂慮，即喜憂參半。下面擬就IST專業的辦學成績和存在問題進行探討。
2.1主要成績
歸納起來，8年來，我國IST專業建設取得的主要成績包括下列各點。
1) 申報并獲準試辦IST專業，促進信息科學和智能科學的發展，為國內外信息科學學科建設開辟了一個新的增長點。
2) 在調查研究和科學分析的基礎上，制定了IST專業教學大綱和教學計劃，為專業建設建立了基本框架[5-6]。
3) 結合IST的專業特點和教育發展要求，初步規范了IST專業課程設置，開展專業建設和課程教學等方面的改革，取得一大批成果[7-8]。
4) 編寫了一批具有明顯特色的相關教材，為新專業教學和學科建設提供必要的資源，起到較好的示范和輻射作用[7，9]。許多學校在實驗教學上進行了一些探討，并積累了不少經驗，值得推廣與借鑒[10-12]。
5) 聚集了一群有志于智能科學技術教育的教師，形成了一支熱愛教育、樂于奉獻、熟悉業務的師資隊伍，為IST專業的人才培養和學科發展打下重要基礎。
6) 經常組織本專業的教育與教學研討會和座談會，進行全國性或校際間的交流，總結心得體會，共同提高，使IST專業沿著正確的方向發展。
7) 培養出一批基本掌握智能科學技術基礎理論和專門知識，具有從事本專業工作能力的本科畢業生，為國家輸送有特色的急需的建設人才。
8) 為爭取我國智能科學與技術一級學科博士學位授予權做了大量工作，并取得重要進展，為IST學科的進一步發展創造重要條件[13]。
2.2瓶頸問題
概括地說，IST專業建設和發展面臨的問題主要涉及如下幾點。
1) 專業規模和發展速度沒有達到預期結果，仍停留在“試辦”狀態。
到目前為止，全國試辦IST專業的學校已近20所，已初具規模，“閃亮登場”[2]。然而，本專業的規模和發展速度不盡人意，離“大發展”的預期結果尚有較大差距。
2) 辦學主體存在一定的局限性，缺乏跨學科大聯合的氛圍。
如前所述，北京大學和中國人工智能學會等對IST專業建設發揮了重要的帶頭和組織作用。由于IST專業具有高度跨學科等重要特點，單純依靠某一兩個現有專業來“派生”和由一兩個學會來“催生”IST新專業，是難以快速發展和如愿以償的。現有專業或學會都有一定的局限性，與其他學會間的交流合作也需要有改進之處。
3) 教學大綱與《國家中長期教育改革和發展綱要》要求存在差距，有待更新。
《國家中長期教育改革和發展綱要》[14](以下簡稱《綱要》)是我國“優先發展教育，建設人力資源強國”的重要戰略部署。《綱要》中許多新思路是我們以前沒有想過的。IST的教學大綱需要按《綱要》的要求進行大刀闊斧的修訂，力求符合《綱要》精神。
4) 實驗教學和網絡教學亟待加強。
在新專業建設初期，實驗室建設投入經費有限，這對開展實驗教學有些不利影響。一些學校的實驗未能滿足IST專業各課程教學的基本要求。
5)IST專業的產學研結合模式急需探討與建立。
產學研結合是高等教育的一項經驗。《綱要》也強調“創立高校與科研院所、行業、企業聯合培養人才的新機制”對本科生教育的重要性。雖然有許多企事業行業適合IST專業就業，但該專業不像機電、化工、通信、冶金等專業那樣有比較對口的實習和就業企業。因此，探討與建立IST專業的產學研結合模式，也是一項比較艱難的急需解決的問題。
3發展策略
針對上述存在問題，以下特就智能科學與技術專業的發展戰略提出若干思考。
1) 樹立“大智能科學技術”思想，突破單個學會的局限性，通過大聯合、大合作，實現大團結、大發展。
一個專業要在全國產生較大影響，發揮該專業的特有作用，沒有足夠大的規模是不行的。例如，自動化、計算機、通信、電子信息等專業，全國有數以千計的大學開設。我們是否可以設定IST專業發展規模的第一個目標，即爭取在5～10年內，有50～100所大學開設該專業？如果能夠實現這個目標，IST專業就走上了“可持續發展”的大道。到那時或者更早一些時日，“試辦”也就必然被“正辦”所取代。
值得指出的是，目前大多數大學強調“辦學資源有限”，不大愿意支持申報新的專業，這對IST專業的發展也產生一定的負面影響。我校的IST專業就是經過3年努力，才向國家教育部呈交《高等學校增設專業申請表》的。
我們需要把圈子搞大些，進行跨學科的大聯合，集思廣益，合作共贏，謀求IST專業的發展大計。基于中國人工智能學會(CAAI)的學科特色，由CAAI牽頭組織申報IST專業及其一級學科博士學位授予權，是順理成章的。同時，單個學會也有局限性，雖不能說是“勢單力薄”，但力量不如合作的強大。提倡和實現多學會聯合舉辦智能科學技術教育教學研討會，以及多學科聯合申報與建設IST專業，將克服原有局限性，并以大聯合促進大發展，應視為一種可行策略。在今后的IST辦學過程中，我們需要主動加強與相關學會(含一級學會和二級學會)和高等學校(含重點學校和一般學校)的聯系與合作，力爭辦好已有的IST專業，創造經驗，擴大輻射作用和積極影響，爭取有更多的高校申報與加入IST專業行列。
2) 再接再厲申報一級學科博士學位授予權，力爭獲得批準。
在全國同行及多個學會有代表性的專家建議和支持下，中國人工智能學會及其教育工作委員會積極組織一批有識之士，從事“智能科學與技術”博士學位一級學科授予權的論證和申報工作，并取得重大進展。由于一些原因，申報工作在最后階段未獲通過與批準，需要大家繼續努力。“智能科學與技術”博士學位一級學科授予權的獲得，必將為IST專業提供更為寬闊的發展空間，使IST專業攀登新的高峰。 3) 申報成立“高等學校智能科學與技術教學指導委員會”，并爭取改“試辦”為“正辦”。
目前，國家教育部的專業設置分為“一般”專業和“試辦”專業兩種。絕大多數專業屬于“一般”專業，只有少數專業為“試辦”專業。顧名思義，“試辦”者為“試驗辦學”，經過一定時間的試驗后，成功者就可“轉正”為一般專業；不成功者就可能被取消“試辦”資格。當務之急，是要把“試辦”的IST專業辦好，辦出水平，辦出特色，力爭早日去掉“試辦”帽子。同時，作好必要和充分的準備，盡早向國家教育部申報成立“高等學校智能科學與技術教學指導委員會”，以便得到教育部相關部門的更多指導，并通過“教指委”與兄弟專業交流，更好地學習兄弟專業的辦學經驗。
4) 高標準嚴要求，全面修訂IST專業的教學大綱和教學計劃，以適應國家對智能科學和智能自動化高層人才的需要。
《綱要》中提出的“優化學科專業、類型、層次結構，促進多學科交叉和融合”；“重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模”；“促進高校、科研院所、企業科技教育資源共享，推動高校創新組織模式，培育跨學科、跨領域的科研與教學相結合的團隊”以及“促進科研與教學互動、與創新人才培養相結合”等思想和教改措施，對于我們轉變辦學觀念和進行教學改革都具有很強的針對性。我們需要以高屋建瓴的姿態認真深入學習，聯系IST的專業實際，注重創新，進一步修訂教學大綱和課程體系，以期更好地滿足國家對專業人才培養的要求。各校在修訂專業教學大綱和教學計劃時，要注意保持不同學校的共性與本校的個性特色。
5) 樹立精品意識，創建更多的精品課程，編寫富有特色和體現創新的IST各類教材。
由于辦學歷史較短，辦學規模較小，IST專業的教材建設遠未達到精品境界。隨著時間的推進和辦學規模的不斷擴大，加上在教材使用中積累的經驗和吸取其他相關專業精品課程教材的編寫經驗，這個問題可望逐步獲得解決。我們一定要對IST專業的精品課程建設及其教材建設，包括基礎教材、專業基礎教材、專業教材和實驗教材等給予高度重視。
6) 下大力氣加強實驗教學和網絡教學。
IST專業是一門前沿交叉學科，也是一門理論密切聯系實際的學科。無論是學習和深入理解課程的基本理論知識，還是培養學生的實際動手能力，都離不開實驗教學和網絡教學。我們可以把網絡教學看做是一種更加先進的實驗教學，它對學生提出了更高要求，能夠讓學生獲取更多的知識，獲取更強的能力。
在新專業建設初期，實驗室建設的投入經費有限對開展實驗教學有些不利影響。為了解決這個問題，我們一方面要因地制宜地設計好實驗項目，充分發揮有限的實驗室建設經費的作用，盡可能開設出本專業教學急需的實驗內容；另一方面要積極利用其他“傳統”專業實驗室或公共實驗室，以彌補現有IST專業實驗室的不足。
建設與發展智能科學與技術專業，還有許多需要考慮的問題，如建設一流教師隊伍、轉變教學觀念、改進教學方法、改善教學管理、探索產學研結合模式、加強校際交流與合作等。這些問題也是十分重要的，都是IST專業發展值得思考的內容。
4結語
我國智能科學與技術學科建設和專業建設已取得可喜成績，但與整個學科和專業的長遠發展目標相比，仍存在較大差距和不少問題。如果能夠突破現有中國人工智能學會和智能科學與技術專業的局限性，樹立智能科學技術大學科思想，實現更廣泛的大聯合，并采取切實措施擴展智能科學與技術專業，我們的學科和專業就有望獲得更快的發展。
一級學科博士點對于學科的發展至關重要。我們要群策群力，集思廣益，繼續申報智能科學與技術一級學科博士點授予權，并在申報過程中最廣泛地團結相關學科和學會的專家學者，爭取理解與支持。
上述兩方面是相輔相成的關鍵問題，需要我們轉變觀念，樹立本專業的科學發展觀。如果在這兩方面
能夠取得突破性進展，那么專業發展的其他問題，如改變專業“試辦”為“正辦”、申報成立智能科學與技術專業教學指導委員會、貫徹執行《國家中長期教育改革和發展綱要》以及課程與教材改革等，就可能迎刃而解。
只要我們再接再厲，團結一心，求真務實，科學發展，我們的IST專業就一定能夠越辦越強，越辦越好，辦成有特色、有影響的專業，辦成一流的專業。
注：本研究得到國家教育部精品課程“人工智能”(2003年)和“智能控制”(2006年)、全國雙語教學示范課程“人工智能”(2007年)、國家級“智能科學基礎系列課程教學團隊”(2008年)、國家級精品視頻公開課“人工智能”(2011)以及湖南省和中南大學精品課程和其他教改項目的支持，謹表感謝。
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