張　延　楊國勝

摘要：人工智能是一門多學科交叉的學科，它的迅速發(fā)展也為科學技術各學科提供了一條新的發(fā)展途徑和新的發(fā)展手段，現(xiàn)已成為一個受到廣泛重視并有著廣闊應用潛能的前沿學科。本文從教學實際出發(fā)，關注學科發(fā)展動態(tài)，注重教學內容的更新，加強雙語教學；針對人工智能課程內容抽象、算法復雜的特點，加強案例教學，注重實驗環(huán)節(jié)，并且不拘泥于傳統(tǒng)的應試教育的考核方法，真正提高學生的學習興趣和實際動手能力。

關鍵字：人工智能；案例教學；學科分支；雙語教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1引言

人工智能是計算機科學的一個重要分支，是當前科學技術發(fā)展中的一門前沿科學，它的出現(xiàn)及所取得的成就引起了人們的高度重視，被認為是計算機發(fā)展的一個根本目標。

人工智能課程作為計算機科學與技術專業(yè)課程體系中的核心課程之一，其地位正在隨著該技術的不斷發(fā)展和廣泛應用而得到迅速提高。目前，國內外重點大學都非常重視該門課程的教學和研究，許多重點大學都有自己獨立的人工智能研究所。

本文通過多年的人工智能教學實踐，對人工智能教學的方法進行了初步的實踐和探索。中央民族大學在人工智能課程建設和教學過程中，針對計算機學科的發(fā)展趨勢，提出擯棄傳統(tǒng)講、學、考模式，注重學生能力培養(yǎng)的措施。在教學和實踐過程中，不斷進行探索，既從計算機學科本科的教學理念出發(fā)，從人工智能這門學科特點出發(fā)，以計算機學科分支的角度認知人工智能，組織教材的知識架構并進行教學。用計算機學科的觀點分析人工智能的基本原理與方法時，重點強調的是這些基本原理與方法與其他的計算機分支的共同點和不同點。共同點是強調計算機學科的本質，不同點是強調人工智能的本質。本文就針對我校人工智能課程教學的一些基本問題加以初步總結。

2從計算機學科分支的角度認知人工智能

人工智能屬于計算機科學分支的學科，同時又是一門涉及控制論、信息論、語言學、神經(jīng)生理學、數(shù)學、哲學等多學科交叉的課程。我國高等院校計算機學科的本科教學所設置的人工智能課程一般只有40課時左右，以什么角度組織教材內容，提高教學效果，才能使學生較容易地理解和掌握人工智能的原理與技術，是我們值得探索的問題。

人工智能處理的對象是知識，知識處理則需采用知識表示。因此，若以計算機分支的角度也就是用計算機學科的觀點看待人工智能，人工智能課程的教學內容應以知識為主線，以知識表示和搜索為基石進行組織。反映到實際教學中，就是人工智能的各個分支的介紹，這包括知識庫系統(tǒng)、自然語言理解、規(guī)劃、機器人等?？傊?，教學內容可分成兩個部分，第一部分是基礎理論和基本方法，包括：邏輯表示與歸結推理方法、搜索原理，知識表示(包括產生式系統(tǒng)、語義網(wǎng)絡、框架)、推理(包括不確定性推理、非單調推理)、機器學習。第二部分是實用技術，包括知識庫系統(tǒng)、高級搜索、自然語言理解。

3優(yōu)化和更新教學內容、加強雙語教學

人工智能作為一門新學科，在1988年前，國內外均未見有教學大綱和教材，開設本課程面臨的首要問題就是確定教學內容，包括人工智能的知識表示和推理以及人工智能的應用兩個部分。前者是人工智能的重要基礎，后者討論幾種人工智能應用系統(tǒng)，包括專家系統(tǒng)、機器學習、自動規(guī)劃和機器視覺等系統(tǒng)。這些內容只是給出了人工智能課程的初步框架。

隨著人工智能研究的進一步深入，到20世紀90年代中期，人工智能也從符號(邏輯)主義一枝獨秀發(fā)展到符號主義、連接主義和行為主義多家爭鳴的新局面，模糊計算和神經(jīng)計算作為新內容列入到人工智能課程，充實了人工智能課程的內容。進入21世紀以來，人工智能學科又有了新的發(fā)展。為了及時反映人工智能研究和學科的最新進展，我們及時對教學內容進一步優(yōu)化和更新：把人工智能分為基礎部分和擴展應用部分。

在教學和實踐過程中，考慮到本課程的多學科交叉性以及相關信息學科的快速發(fā)展，在目前高校提倡雙語教學的環(huán)境下，將《人工智能》教材逐步改為全英語教材，這樣可以更快地掌握學科的發(fā)展動態(tài)，掌握最先進的技術，與國際發(fā)展趨勢接軌。Nils J.Nilsson教授所著的《人工智能》教材是美國Stanford大學計算機系本科教材，該教材體系比較符合學生的認知規(guī)律，便于學生接受、理解、掌握和鞏固所學知識；同時這本書內容豐富、取材新穎，適合作為該課程的英文教材。

4注重案例教學、改革教學方法

案例教學首創(chuàng)于哈佛大學商學院，在經(jīng)貿、管理、法學等學科領域的相關專業(yè)得到應用并取得顯著績效，然而目前工科專業(yè)還較少運用案例教學方法。人工智能的每一部分內容均包含大量概念，內容抽象，算法復雜，學生往往被動“聽講”；并且涉及很多的數(shù)理邏輯知識，有些顯得難以理解，并且往往讓學生感到比較枯燥，學生的學習興趣就漸漸淡薄，難以獲得預期的教學效果。鑒于這一現(xiàn)實問題，我們將案例教學方法引入到該課程的教學之中。

例如在邏輯推理技術和搜索技術這兩方面的教學過程中，我們使用參考教材《人工智能：一種現(xiàn)代方法》，并利用其中基于JAVA的教學開發(fā)工具包AIMA進行案例設計和實驗教學，在教學過程中結合AIMA中的案例來講解，使比較枯燥的知識以有效、實用和具體的形式表現(xiàn)出來，做到理論與實踐相結合。在講解搜索技術時，以“八皇后”問題為案例，結合AIMA中的設計實現(xiàn)，以講解和討論相結合的方式，學習盲目搜索、啟發(fā)式搜索等算法，使學生不僅能理解狀態(tài)空間的產生方法，而且能設計算法、實現(xiàn)算法，提高了學生的學習興趣和實踐能力。在學習神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、進化計算等方面的內容時，我們主要借助于Matlab提供的相關工具箱。

5加強教學隊伍建設、改革考核方法

建立一支愛崗敬業(yè)、富有戰(zhàn)斗力的教學隊伍是出色完成教學任務和提高課程教學質量的根本保證。教學人才資源是教學的第一資源。在學校有關部門的領導和學院的支持下，我們組成一支知識結構和年齡比較合理的教師隊伍。

在教師隊伍的建設過程中，積極引導鼓勵教師對考試方法的改革。一方面這樣可以打破以往應試教育的弊??；另一方面，也可以使學生從繁重的死記硬背中解脫出來。結合這門課的特點，我們加強平時思維能力的考核，注重學生實驗能力和動手能力的培養(yǎng)，在學習中大量采用寫讀書報告的形式。在此基礎上加大平時成績的比例，使得平時成績占到總成績的40％左右，杜絕依靠一次考試決定成績的狀況。這樣，既迫使學生重視平時的學習思考，也減輕有些學生想通過考試作弊完成學習任務的僥幸心理。

6結語

本文就我校人工智能課程建設中的教學內容、教材、教學方法和教學隊伍等方面進行了分析，并探討了今后的工作思路。我們的體會可能比較片面，對問題的理解也不夠深刻，甚至還存在一些不妥之處。但只有在不斷的探索和改進中加以提高，才能使得我們的教學工作上一個新的臺階，才能使我們培養(yǎng)出的學生適應新時代的要求。