冀俊忠

摘要:“人工智能”是信息類專業(yè)的一門重要課程,但一直以來該課程教學(xué)難以獲得預(yù)期效果,更無法滿足學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的目的。在深入學(xué)習(xí)和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的新形勢(shì)下,本文分析現(xiàn)階段進(jìn)行人工智能教學(xué)改革的意義,闡述結(jié)合人工智能學(xué)科知識(shí)、大學(xué)教學(xué)理念、現(xiàn)代教育手段和人才培養(yǎng)需求等各方面的發(fā)展,進(jìn)行“人工智能”課程教學(xué)改革的內(nèi)容,并對(duì)推進(jìn)和深化人工智能教學(xué)改革有效舉措進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:人工智能;教學(xué)改革;科學(xué)發(fā)展觀

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

人工智能是研究如何使計(jì)算機(jī)顯示智能行為的學(xué)科,它不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支,也是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的一門前沿學(xué)科。尤其是在知識(shí)經(jīng)濟(jì)向智能經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天,以知識(shí)為基石進(jìn)行智能化研究的人工智能的學(xué)習(xí)更具有重要的理論意義和社會(huì)價(jià)值。因此,“人工智能”課程成為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等信息類專業(yè)的一門重要課程,它既是進(jìn)行更高學(xué)歷教育的起點(diǎn)之一,也是學(xué)習(xí)人工智能其他專題課程(機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等)的基礎(chǔ)。

由于人工智能是在控制論、信息論、系統(tǒng)論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性很強(qiáng)的交叉學(xué)科,所以,“人工智能”課程的內(nèi)容涉及面廣、概念抽象、不易理解,學(xué)生往往有望而生畏的感覺,導(dǎo)致課程教學(xué)很難完全實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo),更達(dá)不到專業(yè)能力培養(yǎng)的要求。為了克服這些困難,近年來,許多高校的授課老師在“人工智能”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行了一些有益的研究和探索。中南大學(xué)的蔡自興老師從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和隊(duì)伍建設(shè)等方面闡述了樹立精品意識(shí),搞好課程建設(shè)的寶貴經(jīng)驗(yàn);國防科技大學(xué)的張國忠老師分析了教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)在課程教學(xué)中的重要性;南京理工大學(xué)的丁輝老師論述了案例教學(xué)在課程教學(xué)中的實(shí)踐和體會(huì);哈爾濱師范大學(xué)的何立暉等人結(jié)合自己的教學(xué)體會(huì)對(duì)課程教學(xué)方法進(jìn)行了概括,等等。這些研究都豐富了“人工智能”課程的教學(xué)手段,提高了課程教學(xué)的效果。但是,面對(duì)快速發(fā)展的信息化和智能化社會(huì),如何提高課程教學(xué)質(zhì)量,建設(shè)滿足知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式要求的“人工智能”課程教學(xué)體系,還需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面繼續(xù)探索,不斷創(chuàng)新。為此,本文在深入學(xué)習(xí)、落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的背景下,對(duì)課程教學(xué)改革的意義、內(nèi)容和措施進(jìn)行了剖析,強(qiáng)調(diào)了與時(shí)俱進(jìn)、全面發(fā)展的改革思路,即將相關(guān)學(xué)科知識(shí)、大學(xué)教學(xué)方法、現(xiàn)代教育手段和人才培養(yǎng)需求的發(fā)展與大學(xué)課程教學(xué)改革相結(jié)合,探索課程教學(xué)的新模式、新方法,才是推進(jìn)和深化“人工智能”課程教學(xué)改革的有效舉措。

1新形勢(shì)下進(jìn)行人工智能教學(xué)改革的意義

發(fā)展和創(chuàng)新是現(xiàn)代社會(huì)的主旋律,而現(xiàn)實(shí)社會(huì)需求和形勢(shì)則是發(fā)展的基礎(chǔ),它決定著發(fā)展的方向和意義。在全面、系統(tǒng)和深入地學(xué)習(xí)、落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的今天,進(jìn)行“人工智能”課程的教學(xué)改革具有如下的重要意義。

(1) 順應(yīng)了黨中央、國務(wù)院關(guān)于高等教育要全面貫徹科學(xué)發(fā)展觀,切實(shí)把重點(diǎn)放在提高教學(xué)質(zhì)量上的戰(zhàn)略部署,人工智能教學(xué)改革的開展有助于提高課程教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的全面發(fā)展。

科學(xué)發(fā)展觀是黨中央堅(jiān)持以鄧小平理論和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo),總結(jié)改革開放以來的發(fā)展實(shí)踐,為適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展要求,集中全黨智慧提出來的與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)理論。用科學(xué)發(fā)展觀審視高等教育工作,必須樹立和落實(shí)科學(xué)的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的教育發(fā)展觀,以科學(xué)的教育發(fā)展觀指導(dǎo)高等教育事業(yè)的發(fā)展。高等教育的對(duì)象是大學(xué)生,教育的目的是為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的建設(shè)人才,因此,堅(jiān)持以人為本,促進(jìn)大學(xué)生的全面發(fā)展是我國高等教育科學(xué)發(fā)展的本質(zhì)和核心。具體到人工智能的課堂教學(xué)工作中,就是要以學(xué)生為本,在教學(xué)過程中把滿足學(xué)生的發(fā)展需要,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)、掌握、應(yīng)用作為課堂教學(xué)工作的根本點(diǎn)和落腳點(diǎn),使課程教學(xué)真正服務(wù)于學(xué)生的發(fā)展需要,為學(xué)生的今后發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

(2) 教學(xué)改革的開展將促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),建立和諧、活躍的人工智能教學(xué)氛圍,改善課程的教學(xué)效果。

“人工智能”是一門理論性較強(qiáng)的課程,通過教學(xué)內(nèi)容、方法和模式的改革,可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺到有用、有效、實(shí)際、實(shí)用、有趣,這不僅是調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)互動(dòng)、和諧、活躍的基礎(chǔ),更是改善本課程教學(xué)效果的必要舉措。

(3) 教學(xué)改革的開展將激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生善于鉆研和勇于創(chuàng)新的精神,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

理論源于實(shí)踐,創(chuàng)新來自實(shí)踐,實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的最直接、最有效的方式。通過在人工智能課程教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的增強(qiáng),理論聯(lián)系實(shí)際,使學(xué)生有計(jì)劃、有步驟地按照知識(shí)體系,在實(shí)際問題的分析、設(shè)計(jì)和求解中發(fā)揮自己的科研潛能,培養(yǎng)他們善思考,勤動(dòng)腦的好習(xí)慣,并通過算法設(shè)計(jì)和實(shí)際問題的解答,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

2人工智能教學(xué)改革的工作內(nèi)容

(1) 依托學(xué)科知識(shí)的發(fā)展,進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的精選和優(yōu)化。

為了實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,大學(xué)教育必須與時(shí)俱進(jìn)地不斷深化課程教學(xué)內(nèi)容的改革。具體地說,“人工智能”課程的教學(xué)改革也要根據(jù)人工智能學(xué)科的發(fā)展及時(shí)更新所授的教學(xué)內(nèi)容。人工智能是一門綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性廣、發(fā)展迅速的開放型學(xué)科,所以課程內(nèi)容極其豐富,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。如何在有限的教學(xué)課時(shí)中提高教學(xué)質(zhì)量和效果首先依賴于對(duì)教學(xué)內(nèi)容的合理調(diào)控。

針對(duì)課程的本科教學(xué)要求和目標(biāo),筆者認(rèn)為在教學(xué)內(nèi)容的精選和優(yōu)化上圍繞如下兩方面進(jìn)行:①以搜索技術(shù)為主線,圍繞知識(shí)表示和推理兩項(xiàng)根本任務(wù),按照學(xué)科知識(shí)的體系結(jié)構(gòu)重點(diǎn)講解所涉及的基本概念、原理、方法和重要算法;②針對(duì)學(xué)科的新發(fā)展、新熱點(diǎn),結(jié)合自己科研工作的研究和體會(huì),在教學(xué)內(nèi)容中增加群智能計(jì)算、Web智能等自己熟悉的熱點(diǎn)專題,將一些新理論、新方法及時(shí)融入到課程教學(xué)中,這樣既可豐富課程的教學(xué)內(nèi)容,又能拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。

(2) 根據(jù)教學(xué)思想和理念的發(fā)展,進(jìn)行教學(xué)方法多種形式的融合和應(yīng)用。

現(xiàn)代教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心和主體地位,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究的激情,尊重學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng),注重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極參與,最大限度地挖掘?qū)W生的潛能為當(dāng)代教師的己任?？梢?樹立以學(xué)生為本的教學(xué)理念,在課堂教學(xué)中發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,努力進(jìn)行學(xué)生自我教育和自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是當(dāng)代教育教學(xué)的新要求。因此,大學(xué)課程講授不在是以學(xué)生能否理解、明白教學(xué)內(nèi)容為衡量教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)是在課堂教學(xué)中以提供信息、啟發(fā)思路、介紹方法、補(bǔ)充知識(shí)以及引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、探究和創(chuàng)新為主要教學(xué)目的。在這種教學(xué)理念發(fā)展的氛圍下,人工智能的教學(xué)方法必須采取多元化模式,具體來說,就是要將啟發(fā)式、參與式、討論式、問題式、案例式等多種教學(xué)方法融合在課程教學(xué)活動(dòng)中。其目的是既提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,又培養(yǎng)學(xué)生善于自學(xué)、積極探究和勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

(3) 借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)行多樣化教學(xué)手段的探索和研究。

先進(jìn)和科學(xué)的教學(xué)手段是圓滿完成教學(xué)任務(wù)的重要保障。除了合理地利用板書和課件外,課程教學(xué)需要利用更為豐富的多媒體教學(xué)手段,為學(xué)生提供更生動(dòng)、形象的教學(xué)內(nèi)容,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、效果的提高。如將反映人工智能最新研究和應(yīng)用的結(jié)果用電影、動(dòng)畫等片段來展示,使學(xué)生更直接、更深刻地接觸新知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;利用Java、Metlab等編程技術(shù)和手段進(jìn)行典型算法的編寫和演示,使學(xué)生親身感受算法的功能和作用;利用自建課程網(wǎng)站進(jìn)行開放式的課外教學(xué)指導(dǎo)和國內(nèi)外相關(guān)教學(xué)材料的鏈接,一方面輔助教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握;另一方面豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容,方便學(xué)生的求知探索?？傊?人工智能教學(xué)需要通過智能化、情景化、形象化等多種教學(xué)手段的研究和合理應(yīng)用,才能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,保證課堂教學(xué)效果,提高課程教學(xué)質(zhì)量。

(4) 適應(yīng)人才培養(yǎng)需求的發(fā)展,研究理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系,進(jìn)行實(shí)踐設(shè)計(jì)和創(chuàng)新模式的探索。

在以知識(shí)生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用為基本特征的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,高校不僅肩負(fù)著科學(xué)技術(shù)研究和進(jìn)步的社會(huì)責(zé)任,而且肩負(fù)著推動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)文明進(jìn)步的歷史使命。我國高等教育法明確規(guī)定:高等教育的基本任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。這是新形式下社會(huì)對(duì)高校人才培養(yǎng)的要求,因此,高等教育要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。人工智能是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,更需要實(shí)踐性教育與課堂教學(xué)的緊密結(jié)合。只有通過理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的并進(jìn),才能知行合一,解行合一,改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)的意識(shí),并通過一些科研活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生思考能力、探究能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的發(fā)展,提升學(xué)生分析問題、解決問題和融入社會(huì)工作的能力,達(dá)到高校素質(zhì)教育的目的。

3人工智能教學(xué)改革的具體措施

根據(jù)上述的工作內(nèi)容,人工智能的教學(xué)改革應(yīng)以新理論、新方法和新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的總體思路來指導(dǎo)教學(xué)改革工作的進(jìn)行。具體方法如下:

(1) 密切關(guān)注人工智能學(xué)科的發(fā)展前沿,并通過教師自身專業(yè)素質(zhì)的提高,把握人工智能知識(shí)體系的精髓,統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容,明確“精講”和“泛講”的內(nèi)容。

(2) 通過查閱國外著名高校人工智能的課程講義,以及國內(nèi)同行間的教學(xué)交流,學(xué)習(xí)當(dāng)代的教育理念和先進(jìn)的教學(xué)方法,確定課程教學(xué)的思路和科學(xué)的教學(xué)方法,形成符合國情、校情和大學(xué)生發(fā)展的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)模式。

(3) 配合教學(xué)內(nèi)容,使用現(xiàn)代教育相應(yīng)的技術(shù)手段,建立和諧的教學(xué)課堂,改善課程的教學(xué)效果,提高課程教學(xué)的質(zhì)量。

(4) 了解社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求,并結(jié)合自己的科研課題,制定合理、切實(shí)的實(shí)踐環(huán)節(jié),鼓勵(lì)并指導(dǎo)感興趣的學(xué)生積極參與到自己的科研課題、本課程教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)以及人工智能典型問題求解的程序?qū)崿F(xiàn)中來。通過課題研究和實(shí)施,旨在使學(xué)生在領(lǐng)悟知識(shí)的同時(shí),創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)得到協(xié)調(diào)的發(fā)展。

(5) 與學(xué)生建立多渠道的溝通機(jī)制,及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)的需求、動(dòng)態(tài)和建議,并適時(shí)地對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行調(diào)整。

4結(jié)語

大學(xué)課程的教學(xué)改革是近年來我國高等教育改革的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在全面學(xué)習(xí)、深入落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的新階段,如何更有效地進(jìn)行大學(xué)課程的教學(xué)改革是各高校都將面臨的重要問題。本論文以“人工智能”課程教學(xué)為例,闡述了現(xiàn)階段課程教學(xué)改革的意義,內(nèi)容和具體舉措。提出了指導(dǎo)教學(xué)改革的兩個(gè)重要思路:(1)以科學(xué)的發(fā)展觀指導(dǎo)人工智能課程的教學(xué)改革。教學(xué)改革要結(jié)合所屬學(xué)科、教學(xué)思想和理念、現(xiàn)代教育技術(shù)和人才培養(yǎng)需求的最新發(fā)展,不斷對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的實(shí)施、教學(xué)手段的采用、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合等內(nèi)容進(jìn)行新的嘗試和探索;(2)以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為課程教學(xué)的根本任務(wù),系統(tǒng)、全面地對(duì)人工智能課程教學(xué)過程進(jìn)行研究和革新。通過案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)理論解決實(shí)際問題的能力,努力培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展能力和創(chuàng)新精神的合格的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

參考文獻(xiàn):

[1] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強(qiáng),等. 樹立精品意識(shí)搞好人工智能課程建設(shè)[J]. 中國大學(xué)教學(xué),2004(1):28-29.

[2] 張國忠. 淺談人工智能課程的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)[J]. 科技資訊,2007(15):139-140.

[3] 丁輝. 工科專業(yè)案例教學(xué)研究——以“人工智能”課程為例[J]. 教育探索,2009(1):52-53.

[4] 何立暉. 人工智能課程教學(xué)方法探討[J]. 今日科苑,2008(10):248.

[5] 中共中央. 關(guān)于在全黨開展深入學(xué)習(xí)實(shí)踐發(fā)展觀活動(dòng)的意見[EB/OL]. [2008-8-12]. http://www.bjjs.gov.cn/publish/ portal0/tab493/info45548.htm.

[6] 教育部. 關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2007(3):9-11.