人工智能課程總結范文

時間:2023-04-11 11:48:54

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人工智能課程總結

篇1

>> 研究生人工智能原理教學改革 研究生人工智能課程教學探索 研究生“人工智能”課程教學改革探索 人工智能系列課程研究 人工智能課程全英文教學改革 人工智能實驗課教學改革研究 《人工智能》碩士課程教學改革的研究與實踐 落實科學發展觀,深化“人工智能”課程的教學改革 創新型人工智能教學改革與實踐 人工智能課程教學方法研究 “人工智能導論”課程的教學與實踐改革探索 新形勢下本科教育階段人工智能課程教學研究 人工智能課程研究型實驗教學的探索與實踐 航天類專業“人工智能”課程的教學探索 林業院校人工智能課程教學的思考 應用DBR的人工智能課程教學 人工智能導論課程的興趣教學法 人工智能概論課程的教學思考 “人工智能”課程教學的實踐與探索 面向人工智能的信息管理與信息系統專業教學改革 常見問題解答 當前所在位置:l.

[5] 王海,許德章.“機器人學導論”專業課雙語教學改革的實踐[J]. 科技咨詢,2009(3):182-183.

[6] 徐新黎,王萬良,楊旭華.“人工智能導論”課程的教學與實踐改革探索[J]. 計算機教育,2009(11):129-132.

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[9] 朱映輝. 基于導向驅動的《人工智能》課程教學改革研究[J]. 現代計算機:專業版,2009(5):94-96.

Research on Artificial Intelligent Series Courses of Graduate Students

REN Xiao-ping1,2, REN Qing-xiong3, GUO Fan2

(1. Institute of Intelligent System and Software, Central South University, Changsha 410083, China ; 2. Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China ; 3. Shanxi Institute of Metrology Supervision & Verification, Taiyuan 030002, China)

篇2

一、頂層設計,構建全方位、多層次、可操作的指導體系。

為了保障人工智能教育在我校真正落實和長期發展,學校將人工智能教育工作納入到學校整體三年發展規劃中,并作出明確要求。

為了讓師生更加重視人工智能教育,促進學生全面發展,特修訂了我校“五美”能行課程體系,將人工智能課程進行了重新定位和設計。

為了建設符合我校校情、學情的人工智能課程體系,學校成立了人工智能課程建設與實施的探索與研究項目管理團隊,制定了項目計劃書,從項目名稱、項目團隊、項目背景、項目創新點及解決問題、項目推進措施、項目完成期限等方面進行了具體規劃。

二、支撐保障

完善軟硬件設施和文化建設,為人工智能教育開展做好支撐和保障。除了四樓獨立的人工智能實驗室,我校還自主改造了五樓的創客教室和閱覽室,擴寬了人工智能教育場所,盡全力滿足學生人工智能上課需求。

學校高度重視人工智能教育,不斷加大投入。在資金緊張的情況下依然給學生購買了小學生C++趣味編程書和人工智能超變戰場的場地。

三、具體做法

1.基于校情和學情的人工智能課程設計

課程設置:開學之前,課程部整體規劃,實行信息技術課兩節聯排。

人工智能課程開設內容安排:基于校情學情,本學期3-6年級全面鋪開人工智能課程,3年級以信息技術基礎知識、編程貓、樂高搭建基礎入門為主;4年級AI神奇動物,5-6年AI變形工坊,是集搭建和編程于一體的人工智能課程體系。本學期信息技術類人工智能特色社團的開設:人工智能機器人社團、信息學奧C++社團、創意編程社團。

2.三位一體,三組聯動推進人工智能課程的開發與實踐。三組是:項目組、教研組和集備組。具體做法是:

項目組的做法:根據人工智能項目管理計劃書的內容和要求,3月初進行項目工作總結和4月份計劃匯報,5月份進行了中期匯報。進一步梳理人工智能校本課程的內容,促進人工智能課程實施與落地,進行了生本AI人工智能校本課程的開發與研究,重點對課程目標和課程內容進行了設計和探索。

教研組的做法:1.參加區首次信息技術教研活動,明確方向和工作重點。組織信息技術教師按時參加區里首次信息技術教研活動,并將區里的要求傳達給每一位信息技術老師,為接下來的工作做好鋪墊指明方向。2. 教研組內進行磨課,四年級潘倩老師執教了四年級AI神奇動物—敏捷的蛇;徐娜老執教了五年級AI神奇變形工坊—設計“地雷”,課后及時聽評課,提出優點與不足,并進一步改進完善。

集備組活動:各年級備課組利用雙周周二上午時間進行集備,研究本周的上課內容、梳理課堂具體流程及教學設計。

3.加強教師培養力度,積極組織教師參加人工智能培訓和學習。學校鼓勵教師進行小課題的研究,提升教學專業素養。2019年區級小課題《小學人工智能課程體系、教學策略和教學評價的研究》順利結題。2020年區級小課題《奎文區人工智能教育專項課題--小學人工智能教育教學策略及評價方法的研究》立項。

4.為了拓寬視野,為人工智能教育的發展進一步指明方向。落實請進來:邀請區教研室專家進校為學校人工智能開展情況進行診斷;邀請優必選指導老師入校指導人工智能課程,并進行賽事輔導和培訓。

5.為了給學生的學習搭建更廣闊的平臺,豐富學生的課余文化生活,促進學生信息素養的提升。以賽促學,積極組織學生參加各級各類比賽。

四、取得成效

1.學校層面:以人工智能教育為契機近年來,我校的信息化、數字化、智能化水平不斷提升,互聯網+教育、智慧校園工作取得了巨大的進步,學校獲得省市區多項榮譽。

篇3

【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

篇4

關鍵詞:人工智能;電氣信息類;教學應用

教師在電氣信息類專業教育教學中在運用人工智能技術進行教學時,要對人工智能技術的含義和特點進行深入的分析和研究,并且還要了解電氣信息類專業的育人目標和教學要求,將人工智能和電氣信息類專業教學進行有機的融合,為學生打造全新的教學課堂,從而使學生的專業素質和學習能力能夠在人工智能的運用下得到有效的提高,為學生后續的發展提供更多的可能性。

一、人工智能時代的概述

人工智能(ArtificialIntelligence,縮寫為AI)亦稱智械、機器智能,指由人制造出來的機器所表現出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機程序來呈現人類智能的技術。該詞也指出研究這樣的智能系統是否能夠實現,以及如何實現。人工智能于一般教材中的定義領域是“智能主體(intelligentagent)的研究與設計”,智能主體指一個可以觀察周遭環境并作出行動以達致目標的系統。約翰麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機器的科學與工程”。安德里亞斯卡普蘭(AndreasKaplan)和邁克爾海恩萊因(MichaelHaenlein)將人工智能定義為“系統正確解釋外部數據,從這些數據中學習,并利用這些知識通過靈活適應實現特定目標和任務的能力”。人工智能的研究是高度技術性和專業的,各分支領域都是深入且各不相通的,因而涉及范圍極廣。人工智能是研究使用計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規劃等)的學科,主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機,使計算機能實現更高層次的應用。人工智能是十分廣泛的科學,它由不同的領域組成,它是哲學、認知科學、數學、神經生理學、心理學、計算機科學、信息論、控制論、不定性論、仿生學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。在人工智能時代下進行電氣信息類專業教育改革的過程中,需要對人工智能時代的含義和發展背景進行深入的分析和研究,這樣才可以給電氣信息類專業教育改革指明一個正確的方向,保證后續工作的科學性和有效性。在2016年的世界經濟報告中,人工智能被預測為第4次工業革命的主要技術代表,人工智能的發展將從宏觀到微觀的各個角度進行相互的滲透以及融合,從而符合各個領域對于智能化技術的新要求和新需求。在人工智能技術發展的過程中,產生了大量的新技術和新產品,也形成了新的產業核心的發展模式[1]。我國經濟結構在人工智能時代下發生了重大的變革,由于人工智能技術獨特的技術形式和技術模式,深刻地改變著人們的生活方式和生活模式。在一定程度上不僅可以推動我國社會生產力的提高,還有助于推動科學技術水平逐漸朝著智能化和數字化的方向而發展,從中可以看出人工智能技術的發展是時展的必然趨勢,并且發展前景是比較廣闊的。人工智能技術主要是指將多個學科技術進行有效的整合,其中涵蓋了計算機學科、語言學科和心理學科,智能化特征是比較明顯的。在實際應用的過程中,由于融合了各種尖端的技術,能夠將技術能力和技術思維進行有機的結合,模仿人的工作行為和思維,在當前時代下人工智能技術得到了蓬勃的發展,但是人工智能技術的發展也需要一定的時間和精力。首先,在實際用的過程中相關工作人員進行了機器人的研發,機器人可以在復雜的環境中對信息進行有效的替代和處理,模仿人類的思維進行日常的工作。在后續工作的過程中,相關工作人員進行了數據系統的開發,可以自動化和智能化的對計算機數據進行有效的處理以及分析,在較短時間內提取出有效的信息,完成整個工作流程[1]。隨著我國當前科學技術的不斷發展,一些工作人員紛紛加強了對人工智能技術的研發力度和開發力度,不僅可以提高計算機的使用效果,還可以及時的發現在計算機系統日常運行過程中所存在的故障。在當前時代下人工智能技術的使用范圍在不斷的擴展,并且人工智能技術的發展前景是非常廣闊的,在計算機網絡技術中發揮著獨特性的作用和決定性的重要影響的作用。

其次,隨著人工智能技術的不斷發展,人工智能技術和各行各業進行了相互的滲透以及融合。在當前電氣信息專業領域中人工智能技術得到了廣泛的應用,并在實際工作的過程中對原有的工作模式進行了有效的改進和創新。一些工作人員在實際工作的過程中構建了自動化的工作模式和工作平臺,將人工智能技術完美的融入電氣信息領域中,不僅為我國電氣信息領域指明了一個正確的方向,也在一定程度上提高了人工智能技術的水平。最后,人工智能技術的發展,在電氣信息領域中的影響是迅速擴大的,人工智能的使用會對電氣信息行業的各個環節產生深刻的影響,甚至是革命性的變化。人工智能的應用不僅僅停留于行業的技術層面,更加重要的是在人工智能時代下一些新的工作思維和發展理念。作為電氣信息類專業的工作人員在人工智能的時代下要提高自身的專業素質和專業水平,根據人工智能時代的特點以及發展方向,對原有的工作模式和工作理念進行深入的改革以及創新,并且還要掌握有關人工智能方面的新技能,從而使得電氣信息類專業影響力能夠得到有效的提高。但是從側面來看人工智能技術的發展對于電氣信息類專業2本刊特稿科學咨詢/教育科研2021年第24期(總第745期)來說是把雙刃劍,給實際工作帶來了新的挑戰,一些工作人員不得不提高自身的專業素養和專業素質,掌握更多的人工智能技術。在當前時代下這種影響和變革已經被普遍認可,因此使我國電氣信息類專業行業能夠得到良好的發展。高校要對電氣信息類專業教育進行適當的改革以及創新,根據當前人工智能時代的發展方向和對人才的要求,對學生的綜合素質和創新能力進行良好的培育,從而使學生能夠充分的發揮人工智能技術的優勢,提高電氣信息類專業的水平和質量,再一次加深人工智能和電氣信息行業的融合力度。相關負責教師要加強對這一問題的理解,對原有人才培養模式和課程教育重點進行適當的改革和創新,根據人工智能時代和電氣信息領域融合的背景,提高課堂教學的科學性和針對性,從而使學生在畢業之后能夠獲得良好的發展。

二、人工智能對電氣信息類專業人才需求的影響分析

人工智能主要是利用計算機對人腦功能進行模擬,具備一定程度的人類認知和分析問題的能力,人工智能是人類所制造的智能化技術,也是機器智能化發展的主要載體。在人工智能發展的過程中,由于是計算機科學領域的一個分支,所以在人工智能研究的過程中,涉及有關語言識別和圖像識別方面的功能。在當前時代下,人工智能所形成的熱點效應是比較廣闊的,人工智能技術的應用,使得各行各業朝著智能化的方向而發展,對于電氣信息類專業人才需求來說,也逐漸朝著智能化的方向而發展。電氣信息類的教學,主要是為了讓學生能夠在班級學習的過程中,將理論和實踐進行有機的結合,提高學生的實踐能力和操作能力,實踐性是比較強的。在電氣信息類專業發展的過程中各種新興的技術被應用其中,擴展了電氣信息類專業的發展實力,并且人工智能和電氣信息類專業進行了有機的融合和滲透。人們在互聯網思維的影響下已經形成了互聯網思維的發展理念,隨著人工智能技術的廣泛運用再加上云技術和算法技術的普遍化,這又給電氣信息類專業的發展提供了重要的支撐。在相互融合的技術背景下,電氣信息類專業也即將進入到人工智能發展的領域中[2]。因此對于電氣信息類專業行業的工作人員來說,要了解人工智能時代下先進的信息技術,并且還要結合電氣信息類專業在人工智能背景下的新特點,樹立新的工作模式和工作理念,從而使得電氣信息類專業能夠在人工智能技術背景下得到廣泛的發展。對于人才需求方面,要求高校要對原有課堂教學模式和課程教學重點進行深入的改革和創新,融入人工智能方面的內容,對學生的綜合素質和專業能力進行良好的培育,高校要正確地理解人工智能對電氣信息類專業教學的影響,從而使得電氣信息類專業能夠朝著生態化和持續性的方向而發展。

三、人工智能給電氣信息類專業提供的機遇

在人工智能技術中,所涵蓋的技術內容相對來說是較為豐富的,這在一定程度上有助于提高電氣信息類專業的教學水平和教學質量。從中可以看出在當前時代下的電氣信息類專業教育教學中,教師要充分地把握人工智能技術所帶來的機遇,從而提高課堂教學的效果和質量。在人工智能技術中包含著語言識別技術和圖像辨認技術,也可以對一些語言進行有效的處理和研究。在課堂教學的過程中,教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,讓學生了解當前電氣信息領域的發展方向和主要的發展特點[3]。由于電氣信息類專業所涵蓋的內容是相對來說較為復雜的,學生在日常學習的過程中,需要進行多個學科知識內容的學習,這給學生日常學習和教師的課堂教學帶來了諸多的挑戰,教師要結合課程教學的內容,對課堂教學模式和流程進行精心的安排。在實際工作過程中,要以計算機作為主要的輔助手段兼容,并且充分利用其他專業領域的技術來開展日常的教學。在課堂教學過程中,教師要充分的利用人工智能技術,對原有課堂教學模式進行深入的改革以及研究,并且結合新一代人工智能發展規劃的這一大背景,對原有課程教育模式進行創新和調整,從而給學生提供更加廣闊的發展空間。首先,在實際工作的過程中,人工智能技術重新構造了電氣信息專業的課程,由于電氣信息類的實用性是比較強的,在人工智能的技術下能夠取得不一樣的教學效果。將語言識別技術和圖像辨認技術進行了有機的結合,教師可以充分發揮這些專業技術的優勢,提高課堂教學的效果。另外在課堂教學情景中,教師可以利用人工智能技術來實現網絡化的教學,并且為學生打造智能化的工廠開展虛擬實驗室,從而對學生的專業能力和操作水平進行良好的培育。其次,在電氣信息類專業教學中人工智能技術的應用能夠對傳統課程教育模式進行有效的轉型和升級。在以往課程教學中,由于電氣信息類專業所涉及的知識學科是相對來說較為豐富的,這給教師的日常教學帶來了諸多的問題。比如在實際教學的過程中很難實現課程的有效統一,也無法為學生打造標準化的課程教育體系,在進行個性化和獨特性課程教學方面的力度還是不足的,甚至也沒有完善的教育體系進行主要的支撐,這給實際的教學工作帶來了諸多的問題。隨著人工智能技術的應用,在課程教育的過程中,教師可以充分的發揮人工智能技術的優勢,對相關信息進行有效的總結和收集。從而為學生打造個性化的教學課堂,并且運用人工智能技術,還可以對不同學生的學習需求進行分析和研究,提高課堂教學的針對性,從而使學生可以更加積極地進行知識內容的學習,實現快樂學習的效果[4]。在專業教育中教師要充分的發揮人工智能技術的優勢,提高人工智能技術的應用性效果,對學生的知識需求進行深入的挖掘以及研究,從而使學生的學習質量能夠得到有效的提高。與此同時,在課程教育的過程中,教師還可以進行課堂情景的構建,通過網絡化的教學為學生再現一些生活中的真實案例,為學生全面素質的提高奠定堅實的基礎。

四、人工智能技術在電氣信息類專業教育教學中的應用路徑

(一)轉變人才培養目標在人工智能時代下的電氣信息類專業教育中,由于原有的教育重點和人才培養模式已經無法順應人工智能時代的發展特點和對人才的需求了,所以在實際工作的過程中,要對電氣信息類專業教育進行有效的改革,幫助學生在畢業之后能夠獲得穩定的發展。首先,在對電氣信息類專業教育進行改革時,要轉變人才培養的目標,這主要是由于人工智能技術在電氣信息類專業行業中的運用對各個環節都產生了非常深刻的影響,并且電氣信息類專業對于人才的需求發生了很大的變化。比如,對人才的知識結構和專業技能方面都和傳統發現模式有所不同,在電氣信息處理的過程中提出了諸多的要求。相關電氣信息類專業從業者不僅要具備完善的理論知識,還要具備創新性的思維能力,能夠面對當前變化多端的人工智能時代,具備新的技術和新的思維,靈活地運用在實際工作中所存在的問題。因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養目標精準定位,實現良好的變革。其次,電氣信息類專業要著眼于當前國際發展方向和新業務的特征,了解有關業態產品和專業能力方面的內容。從這些問題入手提出正確的人才培養目標,并且對原有課程教學進行改革和創新,從而促進學生能夠在課堂學習的過程中加深對人工智能技術的了解,提高學生的專業素質和創新能力。

(二)升級人才培養模式在人工智能背景下對電氣信息類專業教育進行改革時,要在原有育人模式的基礎上實現有效的升級,改變傳統的課程教學設置。當前大部分電氣信息類專業院校還是采用之前偏理論的課程來對學生進行知識內容的講授,雖然這些理論知識是學生在學校學習期間必須要掌握的內容,但是假如仍然向學生講述這些課程的話,也沒有將理論和實踐進行相互的結合,使得學生無法在人工智能時代下得到良好的發展,因此相關負責教師在實際教育工作中要對原有人才培養模式進行轉型和升級。電氣信息類專業教師要根據當前電氣信息行業的發展和對人才的要求,對課程教育內容進行重新的調整。首先,在實際教育的過程中要向學生全面地展示先進的人工智能技術,技術是推進電氣信息專業前進的動力之一。但是在原有的電氣信息類專業教育中,教育技術的實施和教學并沒有受到相關負責教師的重視,教師在班級教學的過程中,也沒有為學生融入當前先進的人工智能技術和運用案例,提高學生的專業素質。在人工智能時代下,人機協作是當前主要的工作模式和發展模式,因此對于電氣信息類專業教育來說,要對人才培養課程結構和課程重點進行有效的調整和創新。教師在教學中不僅要加入有關以往課程的教育內容,還要對課程進行有效的擴展,融入新媒體和人工智能技術應用相關的課程。比如教師可以立足于教材中的內容,為學生創設多樣化的實訓活動和實踐操作平臺,在學生實踐的過程中要融入先進的人工智能技術,這些教學模式的運用不僅可以讓學生了解人工智能技術的實際應用情況,還可以多方位的鍛煉學生的創新能力和實踐應用能力。所以相關高校要適當的借鑒這一教學經驗,提高課程教學的針對性。其次,在育人模式中還要加強對學生創新思維和操作能力的培養,在人工智能背景下,電氣信息的發展模式和主要的發展方向都發生了一定的改變。在當前電氣信息領域發展的過程中,為了使自身能夠在人工智能背景下得到有效的發展需要創新和創意的人才,并且要求這部分人才能夠掌握先進的人工智能技術,根據電氣信息發展的實際需求和人們對電氣信息的要求,從而生產出個性化和特色化的產品。在育人模式升級中,教師要將專業和特色進行有機的融合,構建新的教育思路,過硬的專業素質才是人才升級的重要基礎。在人工智能時代下,信息的來源和途徑逐漸朝著多樣化的方向發展,在這些繁雜的信息中既有重要的信息也有多余的信息,所以要使學生能夠對這些信息進行有效的辨別。高校在制定人才培養模式中,要專業性的鍛煉學生的工作能力和專業素質,從而使學生能夠在這些大量的信息中提取有用的信息,提高電氣信息類專業的有效性。

(三)引入任務驅動的實驗模式在人工智能背景下對院校電氣信息類專業進行教學時,教師要在保留原有學習項目的同時,立足于學生當前的理解能力,開發新的教學內容。在教學中教師要求學生進行獨立性的思考,并且教師還要對學生的學習思路進行適當的引導以及啟發,使學生可以運用課堂中所學到的知識內容靈活的解決實際實驗過程中所存在的問題。教師要引導學生運用不同的方法進行學習,鼓勵學生進行大膽的設計以及驗證。教師在班級教學的過程中,可以為學生引入任務驅動式的教學模式任務,驅動式的教學模式主要是以學生為中心,教師要立足于教材中的內容和課堂教學的目標為學生布置相關的學習任務,實現綜合性的學習效果。在為學生布置學習任務時,要融入當前先進的人工智能技術,讓學生充分的發揮人工智能技術的優勢來完成教師所布置的任務。教師要在任務驅動式的教學模式中增加一些設計型和創新型的學習活動,讓學生直接深入到實踐學習中進行方案的設定以及驗證,并且對最終的實驗結果進行多方位的分析以及討論。在班級教學的過程中,教師要讓學生圍繞著一個教學目標來開展日常的學習,并且學生在學習和驗證的過程中,教師還要加強和學生之間的互動和交流,從而對學生的實驗方向和實驗思路進行有效的引導,使學生可以在強烈的學習興趣和學習動力的驅動下進行自主性的探索以及學習,并且也可以在班級中形成良好的互動。

(四)利用人工智能技術進行輔的教學在電氣信息類專業教學課堂中,教師在利用人工智能技術進行教學時,要在原有課程的基礎上充分地發揮人工智能技術的優勢,從而對實際教學起到一個良好的輔助作用。比如,在實際教學的過程中,教師需要將理論知識和學生的實踐學習進行相互的結合,提高課堂教學的真實性和有效性,在課程內容中要圍繞著各種企業的實際項目來讓學生進行知識內容的學習,教師要利用人工智能技術的優勢為學生展現真實的一線工作現場,讓學生全面的感受工作的環境,不僅有助于提高課堂教學的效果,還可以讓一些抽象的理論知識變得生動和直觀,促進學生學習效率的提高。

(五)在電氣設備故障診斷中的應用在電氣設備故障診斷中,人工智能技術中的模糊理論、人工神經網絡和專家系統的應用比較廣泛。以前我們常常面臨的問題是,當電氣設備出現問題或故障時,總是表現出比較復雜的癥狀,采用傳統處理手法難以對問題做出準確判斷和查找,人工智能技術則很好地解決了上述問題。比如發電機的設備故障具有非線性、不確定和復雜性的特征,傳統論斷方法準確率非常低,而通過人工智能技術中模糊理論和專家系統的綜合應用,能大大提高故障論斷的準確率。

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關鍵詞:人工智能;雙語教學;實驗和設計

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)11-20294-01

1 引言

人工智能是關于人造物的智能行為,而智能行為包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環境中的行為。人工智能的一個長期目標是發明出可以像人類一樣或能更好地完成以上行為的機器;另一個目標是理解這種智能行為是否存在于機器、人類或其他動物中。因此,人工智能包含了科學和工程的雙重目標[2]。因此,可以認為人工智能是從思維、感知、行為三層次,從科學目標、工程目標兩方面,研究探索、模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及其應用的一門計算機學科專業基礎課。

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。《人工智能》是一門多學科交叉的課程,特別涉及控制論、信息論、語言學、神經生理學、數學、哲學等多種學科;所以該學科具有知識點多,牽涉面廣;內容抽象,不易理解;理論性強,需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力等特點。導致教師、學生在教、學的過程中都顯得比較吃力。那么如何把握課程的特點,幫助學生找到好的學習方法,使他們能充分發揮自己的能力,提高學習興趣就成為我們教學研究過程中的主要目標[3]。

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展,在目前高校提倡雙語教學的環境下,擬將《人工智能》教材改為全英語教材,這樣可更快地掌握學科的發展動態,掌握最先進的技術,與國際發展趨勢接軌。

2 選擇合適實效的教材,精心安排教學內容

計算機雙語教學的正常開展,必須依托優秀的計算機專業外語教科書和教學參考用書。沒有原版計算機專業外語教科節和教學參考用書,教師和學生都無法接觸到“原汁原味”的專業外語。更重要的是,教師在使用原版教材時,可以從中借鑒國外現代的教學理念、先進的教學方法和手段,學到新的教育思想和與國際接軌的人才培養新體系,更容易了解到計算機科學發展的最新動態[4]。我們主要采用了Nils J.Nilsson教授所著的《人工智能》,該教材是美國Stanford大學計算機系本科教材,教材體系比較符合學生的認知規律,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。該書從什么是人工智能談起,分別對響應機器、狀態搜索、知識的表示和推理、基于邏輯的規劃方法、通信與集成等人工智能的主要理論和重要應用領域進行了詳細闡述,通過對本書的選擇可以是學生與國際著名大學獲得同樣的知識。與此同時,我們不拘泥于這一本書,結合學生的實際情況,還給學生提供了一些參考數目,以“必需、夠用”為度,以“夠用、適度”為綱,提高學生的學習興趣[3]。

3 改革教學方法

3.1 專業知識和英語知識雙重性的培養目標

雙語教學目標是雙重性的,其一是獲取學科知識,其二是培養和提高學生運用外語的能力。這兩個目標在教學過程中,體現的程度有所不同。獲取學科知識是直接的。學生每上完一節課,就必然會有這一節課的收獲。比方說,這節課學習了哪一章節,主要內容是什么,有哪些知識點,重難點在哪里等等[1]。

以“人工智能”這門課為例。專業知識的教學重點是人工智能發展史、各類搜索和謂詞演算、命題演算、模式識別、自然語言理解等。對這些重點內容,我們主要使用英文講解,必要時輔以漢語解釋。英語知識的教學重點是那些人工智能有的概念(詞匯)和表達方式等。這些知識在一般性的專業英語課程中接觸不到,但人工智能學習中又是基本的和必要的。例如:“Neural Networks”、“Uninformed Search”、“Heuristic Search”、“ Propositional Calculus”等詞匯是人工智能領域的重要詞匯,而這些詞匯在其他英語環境中非常少的出現。因此,這些內容也就很自然地成為英語知識的教學重點,通過對這些詞匯和概念的認識可以進一步提高計算機專業英語的水平。

3.2 教學模式

雙語教學與普通教學課程有相同之處,當然也有許多不同的地方。學生在課堂上要學習的知識和技巧的含量比以往增多。因為雙語教學具有雙重性目標,所以,在一節雙語課堂中,學生不僅要集中精力弄明白本節課所學的學科內容,還要在學習的過程中,接受潛移默化的第二語言的熏陶。學生和老師之間必須配合默契。這就要求老師要比普通課程花更多的注意力去注意學生的反應。當學生有問題時,必須提出,以求盡快解決疑難;當教師發現學生面露難色時,就要考慮,這一部分內容是否難以理解。如果感覺較難,就應當注意解釋。再者,雙語教學因其本身所用教學語言的特殊性,決定了課堂教學不可能像傳統教學過程一樣,實行“注入式”教學方法:而應當實行“以學生為中心”的新型教學模式,鍛煉學生的能力。因此,學生如何學習就成了教學過程的重點。此外,教學中還應注意正確處理好外語教學與專業課教學的關系。必須明確雙語教學不是單純地學外語,而是用外語教和學,學生應重點掌握專業知識,切忌將雙語課變為普通英語課的翻版[4]。

3.3 運用多媒體技術

在課堂教學中,要充分利用多媒體教學的優點,有效、生動地開展教學。采用了動畫課件、錄像教學、實物演示、網絡教學等豐富多彩的教學手段,激發學生對本課程學習的興趣和好奇心。通過這些動畫、錄像可以有效彌補由于雙語教學中詞匯或概念理解上的困難,進一步讓學生了解人工智能技術的發展和應用。同時,在講解一些難以理解的原理和較復雜的算法時,借助CAI課件加上flas,將專業英語詞匯融入進來,即可以生動形象地解釋原理,增強教學內容層次感,又可以大大簡化學生學習專業詞匯的難度。

4 結束語

本文是我們對《人工智能》課程雙語教學實踐經驗的總結。在雙語教學的目標是培養學生自主地使用英語來學習計算機專業知識的能力目標下,對《人工智能》課程雙語教學方法進行了改革,主要包括:(1)注重專業知識和英語知識雙重性的培養目標;(2)實行“以學生為中心”的新型教學模式;(3)運用多媒體技術三個方面。該教學方法的改革將進一步提高教學效果,更好地實現教學目標,提高教學水平,培養出更好的適合社會需求的工程技術人才。

參考文獻:

[1] 秦奕青, 佟俐鵑, 趙剛. 計算機學科中的雙語教學實踐研究[J]. 現代教育技術, 2007,17(9):105-107.

[2] 韓麗娟, 孫玉紅, 李圣君. 《人工智能》教程改革初探[J]. 電腦知識與技術(學術交流), 2007,(7):222-223.

[3] 趙蔓, 何千舟. 面向21世紀的《人工智能》課程的教學思考[J]. 沈陽教育學院學報, 2004,6(4):131-132.

[4] 王建芳. 計算機雙語教學初探[J]. 教書育人:大學頻道, 2005,(1):104-105.

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關鍵詞:智能科學與技術;科學研究;專業建設

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1 引言

智能科學與技術學科以計算機科學為基礎,結合了認知科學、信息學、控制科學、生命科學、語言學等學科的相關理論和研究方法,是一門新興的交叉學科,將成為21世紀信息科學研究的制高點和信息產業價值的主要提升點。

在國外,許多著名高校都設立了“人工智能”專業并授予智能科學專業學位:世界多數知名的理工類院校都設立有人工智能研究所或實驗室,進行智能科學專業的研究生培養及科研工作。在國內,智能科學與技術專業起步則較晚:2003年12月5日,教育部正式批準北京大學信息科學技術學院設立“智能科學與技術”本科專業,這標志著我國“智能科學與技術”專業的誕生。

廈門大學在智能科學與技術領域已經有多年的研究積累和師資儲備。2006年12月,教育部正式批準廈門大學設立“智能科學與技術”本科專業,2007年6月6日,廈門大學智能科學與技術系經學校批準成立,并于2007年9月迎來了第一屆本科生。本文將簡要介紹近幾年來廈門大學“智能科學與技術”專業的建設情況。

2 廈門大學智能科學與技術相關領域的科學研究進展

廈門大學在智能科學與技術領域的研究已開展了多年。早在1988年,學校就成立了校級科研機構――“廈門大學人工智能與計算機研究所”,目前,經廈門大學批準,正式更名為“廈門大學人工智能研究所”。它是一個以實用智能技術研究為主、集基礎研究與應用開發于一體的研究機構,是廈門大學組建智能科學與技術系的主要基礎。

廈門大學智能科學與技術系面向國際學科發展趨勢和國家發展的重大需求,利用人工智能研究的方法和手段,不斷開辟新的研究領域,逐漸確立了語言信息處理、認知計算、智能信息檢索、中醫信息處理、視頻圖像處理、智能機器人等主要研究方向。在語言信息處理方面,現設手寫漢字識別、自然語言理解、機器翻譯、語料庫技術等研究領域;在認知計算方面,現設覺知計算、腦機接口、機器感覺、隱喻邏輯等研究領域;在智能信息檢索方面,現設文本信息過濾、信息檢索、信息提取、智能數據挖掘、Web挖掘等研究領域;在中醫信息處理方面,現主要研究開發多媒體中草藥智能查詢系統、基于舌象中醫智能體檢系統;在視頻圖像處理方面,現設圖像數據庫、生物特征識別、遙感圖像、地理信息系統等研究領域。2008年,系里引進了被稱為“人工大腦之父”的著名學者Hugo de Garis教授,并以他為首組建了人工大腦研究室,該研究室的目標是,經過三年左右的時間,建設中國首個人工大腦。

經過十幾年的不懈努力,我們在上述研究領域均取得了一批有影響的重要研究成果,在我國學術界具有一定的學術地位,獲得數十項國家和省部級項目經費的支持。目前在研的項目有國家自然科學基金項目3項、國家863項目2項、國家863子項目2項、福建省自然科學基金項目1項、福建省科技計劃重點項目2項。在漢字識別、詞語切分標注、語法分析、詞義消歧、指代消解、語言神經基礎、漢語理解策略、網上信息的選擇翻譯、統計機器翻譯、語音識別與合成、計算機音樂、計琴學等諸多方面進行了有特色的研究,形成了具體的算法,并且還提出了一種系統性的協動計算理論,出版專著5部,數百篇,其中近三年被EI、SCI等檢索的論文達200余篇。

在基礎理論研究的基礎上,智能科學與技術系還十分注重產學研結合,先后與北京德威特電力系統自動化有限公司和深圳名人電腦等公司進行合作研發,廣泛開展應用系統的研制開發,主要包括:手寫漢字機器識別系統、漢語分詞和詞性標注系統、機器翻譯系統以及網上漢語文本分類和信息過濾系統。其中,手寫漢字機器識別系統獲浙江省教育廳科學技術進步三等獎:機器輔助漢英互翻系統獲福建省科技廳科技進步三等獎;漢語分詞和詞性標注系統獲得2003年863中文信息處理評測第二名:機器翻譯系統(包括XMMT漢英機器翻譯系統、Matrix英漢機器翻譯系統、Light英漢機器翻譯系統和Neon英漢雙向機器翻譯系統)在863智能接口評測中多次名列前茅,形成多項產品,技術授權國內多家單位使用。

在科研平臺建設方面,智能科學與技術系發揮廈門大學多學科交叉的優勢,聯合人文學院、外文學院和海外教育學院華文系的學術力量,于2003年成立了“廈門大學語言技術中心”,其中,漢外多語言機器翻譯為主攻方向之一。2006年獲批了“智能信息技術福建省高校重點實驗室”;目前,以人工大腦相關內容為研究核心的“福建省仿腦智能系統重點實驗室”也已獲批。

3 廈門大學“智能科學與技術”專業建設情況

廈門大學智能科學與技術系現有一個本科專業(智能科學與技術),三個學術型碩士學位授予專業(人工智能基礎、模式識別與智能系統、計算機應用技術),一個“計算機技術”工程碩士培養方向(智能工程及網絡安全方向),一個博士學位授予專業(人工智能基礎)。現有在校本科生近90人,碩士研究生80多人,博士研究生25人,博士后2人。本系教職工近30人,其中:教授5人,副教授5人,80%具有博士學位或者博士在讀,40歲以下的年輕教師占2/3。

3.1 本科生專業建設

在本科生培養方面,廈門大學智能科學與技術系的目標是要求學生能夠有效和系統地掌握本學科的理論基礎,比較深入地理解智能科學與技術理論;培養具有一定的分析、綜合和創新能力,能夠承當智能信息系統設計、開發和智能科學與技術學科教學任務的,德、智、體全面發展的科學技術工作者:畢業生適宜到科研機構、學校、技術或行政管理部門、公司、廠礦等企事業單位從事科技研究、應用開發、信息管理和教學工作,也可以進一步攻讀該專業及相關專業的碩士學位。

為了實現上述目標,我們遵循“寬口徑、厚基礎、抓關鍵、重實踐”四項基本原則,制定了較合理的教學計劃,在本科一、二年級安排公共基本課程、校通識教育課程、院系通修課程;從二年級下學期開始結束院系通修課程,轉而推出部分學科通修課程,向專業化過渡,三年級開始加入方向性選修課程。其中,公共基本課程621學時、33學分;校通識教育課程262學、15學分;學科通修課程1544學時、90學分;方向性課程120學時、分;學科跨方向性課程108學時、6學分。這樣的安排能真正使學生在獲得扎實而寬厚的理論基礎、合理的知識結構的同時,培養較強的獲取新知識的能力和創新精神。

為了能切實提高學生的動手實踐能力,我們在辦學過程中十分重視和強調實踐環節的訓練并倡導理論與實際 相結合,已經規劃建設一個特色實驗室――“仿腦認知與智能機器人”實驗室,可支撐仿腦認知與智能機器人兩個方向相關課程的教學實驗,總經費預算100萬元。依托該實驗室,結合相關課程,高年級本科生可以進行“心理物理測試實驗”、“眼動測試實驗”、“面部表情與腦電對照實驗”、“行為學與智能關系測試實驗”、“機器人避障行走路徑規劃”、“機器人目標識別與跟蹤”、“機器人聲控實驗”、“機器人智能語言翻譯”、“機器人足球比賽”等眾多特色實驗。

3.2 研究生專業建設

廈門大學智能科學與技術系的研究生培養以加強創新能力的培養為核心,以加強基礎課、專業課,實驗實踐教學、論文創新寫作、促進理論與實踐相結合為重點,包含碩士研究生和博士研究生兩個培養層次。其中,碩士研究生層次又分為學術型研究生和工程碩士兩種類型,分別進行培養。

在學術型碩士研究生培養方面,我們的目標是培養適應智能科學與計算機科學的發展,適應國家社會發展與進步事業需要的,德、智、體、美全面發展,系統地掌握本學科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的,具有創新能力、理論聯系實際的高級專門人才和能適應未來從事基礎研究、應用基礎研究、技術開發研究和工程應用研究之人才。畢業生適宜到科研部門、學校從事科學研究和教學工作;適宜到計算機產業相關的企事業單位從事智能科學與計算機科學技術的開發研究、應用與管理等工作;可以繼續攻讀智能科學與計算機科學及其相關學科的博士學位。目前包含“人工智能基礎”、“模式識別與智能系統”和“計算機應用技術”三個專業。其中,“人工智能基礎”專業包含如下培養方向:認知科學理論、認知邏輯學、計算語言學、智能計算方法、藝術認知與計算、腦高級功能成像等;“模式識別與智能系統”專業包含如下培養方向:計算機視覺、機器翻譯系統、智能中醫診斷系統、機器音樂、模式識別、音頻信息處理等:“計算機應用技術”專業包含如下培養方向:人工智能應用技術、自然語言處理技術、智能信息檢索技術、多媒體綜合應用技術、圖像與視頻處理技術、虛擬現實技術等。

在工程碩士培養方面,目前智能系招收“計算機技術”工程碩士――B方向(智能工程及網絡安全)的工程碩士研究生,目標是培養具有扎實的計算機學科專業知識和工程技術能力,掌握現代智能與網絡科學前沿知識,在智能工程與網絡安全方向具有一定研究深度和項目研發能力的高層次應用型人才。培養方向包括:嵌入式智能家居、視頻圖像處理、網絡視覺監控、模式識別與智能系統、智能機器人、網絡內容監管、黑客與網絡攻防技術、網絡信息安全、信息檢索與信息過濾、自然語言處理、機器翻譯、語音識別與合成、智能中醫信息處理、人工大腦、虛擬現實技術等。

在博士研究生培養方面,設有“人工智能基礎”博士學位授予專業,目標是培養基礎扎實,具有創新意識,對某一領域有全面深入了解或對某一應用領域有獨立解決實際問題的能力,能夠解決前人未能解決的科學問題或社會發展中亟待解決的技術問題的高級專業人才:其研究工作對科學技術或社會經濟的發展具有明顯貢獻,為人工智能技術發展和應用提供新的基礎或新技術、新方法。培養方向包括:人工智能以及應用技術、藝術認知與計算、數據挖掘技術、認知神經科學、軟計算方法及其應用、智能多媒體信息處理、腦功能成像技術等。

4 總結與展望

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第一,選擇合適的教材

《計算智能》這門課,很多高校都使用褚蕾蕾老師的《計算智能的數學基礎》這本書,我也曾經使用過這本教材。這本書詳細的闡述了實現智能計算的相關數學知識,要求學生有非常硬的數學功底,否則學起來會很吃力。最好是數學專業的學生來學習比較合適。但是問題是開設計算智能這門課的專業不僅僅只有數學專業,計算機和信息與計算科學專業都開設這門課,而這本教材對他們來說太深了,他們更注重于實際應用。

除了《計算智能的數學基礎》這本書之外,《計算智能――理論、技術與應用》也是非常優秀的教材,它主要針對研究生和科研人員學習使用。因此,對于信息與計算科學專業,我們既要他們理解計算智能,也要他們能夠從實際出發,實現智能計算。這是我們的教學目標,純粹講解數學,對他們來說是興趣的一個磨滅。因此,我建議采用曹承志老師編著的《智能技術》這本書,基于其中的若干章節(主要是第四、五、六章)來講解計算智能這門專業限選課。

第二,制定教學大綱

計算智能是借助現代計算工具模擬人的智能機制、生命的演化過程和人的智能行為而進行信息獲取、處理、利用的理論和方法。計算智能信息處理系統是以模型為基礎,以仿生計算為特征含數據、算法和實現的柔互式系統。當前,計算智能在用計算科學與技術模擬人和生命的智能及行為方面,主要有模擬智能產生與作用賴以智能表現與功能行為的邏輯觀點。

基于這些觀點和視野,形成了人工神經網絡、演化計算與模糊邏輯為代表的三個典型分支。本課程在這三個分支中,選擇了人工神經網絡、遺傳算法和模糊邏輯的基礎知識作為教學的基本內容。這些內容對于進一步學習、研究計算智能、人工智能等高級信息處理,以及信息科學和工程技術都是必要的、基礎性的。

教學重點:感知器,人工神經網絡,遺傳算法,模糊集與模糊系統,模糊邏輯與模糊推理,模糊模式識別與模糊控制等部分內容。同時掌握運用所學知識解決實際問題也是在教學過程中不斷要強調的內容。

教學難點:在計算智能的教學過程中,難點主要是人工神經網絡,遺傳算法和模糊邏輯的理論講解,要用簡明形象的語言描述理論知識,讓學生感興趣。同時,將理論轉化為實際解決問題的能力也是教學上的一個難點。

第三,按照大綱要求,開展有序的課堂教學

根據大綱要求,計算智能這門課共有48個學時,其中實驗學時8節,學習時間共18周,每周1~2次課。

這種時間安排方式是比較合理的,設計時主要考慮到知識的學習順序,避免實驗與理論課不能配合的現象發生。實驗1在第10周做,那么我們就可以利用前面9周的時間給學生講解神經網絡的相關理論和實驗軟件等等,為實踐做準備工作。這樣,學生在做課程實驗時,才不會覺得無從下手。實驗2在16周做,當中空閑的兩周主要用于學習MATLAB遺傳算法工具箱。

第四,設計作業與課程實驗

該課程有兩次作業,分別在第6周和第12周布置,作業時間為1~2周。這兩次作業內容分別針對“人工神經網絡”和“遺傳算法”。從表中不難看出,當做完相應章節的作業后,立即進行課程實驗,這樣的設計,使得學生難免更加深刻地理解和掌握知識。

值得提出的是,這門課的實驗工具――MATLAB6.5。以前,我們曾經使用過C/C++/VC++等等高級語言來做計算智能仿真實驗,但最后的效果并不是很令人滿意,學生往往會知難而退,從而喪失對這門課的興趣和信心。

因此,我認為,針對信科專業或者計算機相關專業的學生,他們的數學基礎并不是非常扎實,而計算智能又是一門專業限選課。要想讓學生對這門課產生興趣,我們可以考慮采用一些成熟的工具箱來支持我們的實驗教學,如MATLAB6.5的“神經網絡工具箱”“遺傳算法工具箱”和“模糊邏輯工具箱”。學生通過使用這些工具箱,方便而有效地感覺到“智能的計算”的存在。實踐證明,這種方法能夠取得更好的實驗教學目的。

第五,與學生的課后交流

教師在課堂上傳授完知識后,要及時與學生進行交流,了解他們的學習情況并獲取建設性意見。通過平時的觀察和總結,大學教師與學生交流的方式和方法主要有以下幾種:

(1)利用一切時間(如上課提前幾十分鐘到教室、課間或下課時間等等)與學生交談,了解他們的學習動態及回答他們提出的問題。

(2) 建立課程網站,學生登陸后可以通過論壇或聊天室向教師提問。可以確定一個時間(如每周三晚7點,開放聊天室進行網絡實時答疑),平時學生可以通過在論壇上發帖,教師回復的方式獲得答疑。

(3) 如果沒有課程網站,教師可以留給學生一個常用的Email地址,或者其他的聯系方式,讓學生在學習過程中遇到困難時可以聯系到教師。

(4) 固定輔導的時間和地點。這個地點可以是教室、辦公室、會議室等等。如果場所有限,可以分班進行。

上面的四類方法是經常使用的,我們對此進行了一個問卷調查,對象是03級和04級信息與計算科學的150名學生,要求他們選出三種最合適的交流方式。經過認真的調查和詳細的統計,有106位學生選擇了采用學習網站的方式進行交流,97位學生選擇了固定場所答疑,76位學生選擇了課間交談方式。而類似Email、QQ和打電話的方式似乎不受學生青睞。論壇和聊天室方式介于它們之間,而這兩種方式完全可以包容在“課程學習網站”中。

第六,計算智能與人工智能的關系

在我校,要求學生先學習計算智能,再學習人工智能,其實兩者的順序并不重要,未必要先學習計算智能。但是,在教學過程中,要讓學生明確學習目的,了解學習這門課的意義所在,計算智能與人工智能相比,是更低層的運算,它強調的是數據,而人工智能強調的是知識。

從事這門課的教學有很長時間了,也逐漸地有一些研究課題,對于個別特別感興趣的學生,可以吸引他們加入我們的研究隊伍,這也是因材施教思想的一個體現。

參考文獻:

[1]丁永生.計算智能――理論、技術與應用[M].科學出版社,2004.

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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。

參考文獻

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[關鍵詞]研學活動機器人教育科學素養

引言

隨著時代的變遷,以及各種條件的限制,各學校以往每學期的春游、秋游活動基本銷聲匿跡,而以前的春游、秋游活動基本都是野炊或爬山等郊游活動,形式單一,學生的興趣不大。近年來,多地教育部門興起了研學旅行。研學旅行是學生在教師或輔導員的帶領下,確定主題,以課程為目標,通過旅行中的集體住宿、集體體驗、集體感受,以動手做、做中學的探究形式,以提出問題、猜想預測、設計實驗、進行觀察、尋求實證、搜集數據、整理分析、得出結論、交流表達、集體討論、記錄過程等探究步驟,在教師的幫助下書寫研學日志,形成總結報告,并嘗試提出新的問題[1]。研學旅行又稱修學旅行、游學、教育旅游等,是以一個專題為目標,以在校學生為主體,以教師等其他人員為補充,以增長技藝、增長見識為目的的一種專項游學活動。研學旅行突出一個“學”字,在旅行過程中要行有所學,學有所獲。開展研學旅行,有利于全面推動素質教育,創新人才培養模式,引導學生主動適應社會,促進書本知識和生活經驗的深度融合[2];有利于有效培養學生的科學探究意識。研學的宗旨就是在教師和學生共同組成的學習環境中,以學生為中心,讓學生主動探究、主動學習,即“做中學”,就是讓學生在動手、動腦的實踐中利用所學的知識去發現問題、解決問題[3]。探究式學習既是學習的目的,又是學習的理念、方法和模式,是“素質教育”的根本出路[4]。

一、開展機器人技術教育的重要意義

人工智能技術已經是世界領域研究的具有前瞻性的現代高新技術。國務院于2017年7月8日印發的《新一代人工智能發展規劃》提出:“鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。建設和完善人工智能科普基礎設施,充分發揮各類人工智能創新基地平臺等的科普作用,鼓勵人工智能企業、科研機構搭建開源平臺,面向公眾開放人工智能研發平臺、生產設施或展館等。”這為人工智能教育賦予了新的目標、任務和使命。機器人技術教育是人工智能的啟蒙課,而現階段由于機器人實訓室建設不完善、師資力量嚴重匱乏等原因,在所有學校實施該課程還有一些困難,全面普及機器人技術教育的高職院校數量很少,這樣就局限了機器人技術教育在高職教育中應發揮的特質和價值。機器人技術教育集成了數學、力學、機械、電子、自動控制、傳感器、通信、計算機、人工智能,綜合了眾多領域的高科技,具有實踐性強、探索性強和綜合性強的特點,有利于學生迅速接觸前沿研究,不斷激發探究興趣,提高創新能力和科學素養。機器人技術作為一門研究性課程可培養學生的創新思維與實踐能力,在學習過程中,學生應學會在海量的信息前能自主判斷、選擇、獲取和應用有效資源,這就要求學生必須具有綜合運用各門學科知識分析問題、解決問題的能力。在機器人學習和制作的過程中,學生不僅能夠接觸機器人,還能體驗成功制作機器人的愉悅,提升他們的綜合素質[5],充分彌補其在課堂學習中缺乏實踐的缺陷,強有力地鍛煉了學生的創新思維和動手能力。在高職學生研學中開展機器人項目教學,可以普及信息技術,提高學生的科學素養,培養并激發學生的動手能力、綜合能力、創新意識、協作能力和進取精神。當前,職業院校教育教學改革的重心是積極探索創新人才的培養模式,由此確立機器人技術為高職院校開放型研學課程。高職院校應不拘泥于專業限制,多方訓練和培養學生的創新思維,提高學生的實踐能力,為在校學生創造一個能激發興趣、產生好奇心的環境,使他們能通過機器人活動點燃智慧的火種,因而,將機器人作為科技研學中的一個項目是非常有意義的。

二機器人研學活動在職業院校中的開展路徑

1.組建研學團隊

高職院校應多加宣傳,營造科技教育的氛圍,形成教師與學生樂于參與的良好態勢,堅持多樣性與開放性原則,搭建學生科技活動平臺。機器人技術課程不能僅讓工科專業學生學習,還應讓其他專業學生一起參與。要在參加科技研學的學生中招納、吸收一批熱愛發明、對人工智能感興趣的積極分子,促使其開展機器人研學活動。高職院校應為此配備指導教師、開發實驗室使該活動常態化,通過校企合作,產、學、研結合的方式協助學生實現科技成果的轉化。學校應多次舉辦或組織學生參加大學生科技創新比賽或機器人大賽,激勵學生的積極性。

2.初期認識階段

在研學活動初期,要引發學生對機器人的好奇心和求知欲,對學生進行機器人科普教育,如機器人發展史、機器人的工作場景,炫酷的科技場景為學生提供了一個真實、生動、有趣的學習環境。可通過展示現代科技信息,激發學生的好奇心和想象力,引導學生對新科技的興趣,鼓勵他們熱愛科技,嘗試創新。

3.具體實踐階段

在實施階段,硬件平臺的選取已實現了多元化,可以選取“探索者”系列的螺絲零件式組裝或進行樂高型積木式組裝。(1)科普學習。實踐階段以“手腦結合”為主要學習方式,注重間接知識與直接知識的融合,給學生提供必要的基礎知識。可通過各種零件的組合設計一些實驗、搭建一些實體模型,比如制作招財貓、攪拌機、唱片機、行走的小車等。應根據學生程度的不同分別給予其不同的主題和任務,以學生自主探索為主,教師輔導為輔,鼓勵學生動手去做,并在做的過程中發揮學生的想象力,使其在有限的時間內能夠完成項目,形成一個獨具特色的作品。具體形式以小組為單位,將3至5名學生分為一個小組,讓學生嘗試合作學習,增強其團隊協作精神。由于機器人制作不僅要搭建外型,還要編寫一些程序讓其動起來,所以在創意、搭建、組裝、編程、調試的過程中,學生可互相交流和討論,各抒己見,選擇最優方案,然后將組裝與編程進行分工。通過交流和討論能加深學生對問題的理解,也能提高其語言表達能力。在組裝、調試過程中,學生會不斷進行集體討論,積極改善方案,彌補不足,充分鍛煉了學生的團結協作精神和小組探究精神。(2)綜合學習。在這一階段,學生已掌握了簡單的機器人制作原理,有了編程的基本知識。在此基礎上,可以鼓勵學生自己發明創造,建議多個專業的學生進行組隊,這樣可以拓展大家的思維,比如團隊中汽車專業的學生可能會考慮制作與車輛有關的作品;醫學專業的學生會考慮制作一個與醫學相關的小儀器等……建議每個團隊中至少有一位計算機專業的學生負責程序編寫與調試,這樣不僅能使設計方向多元化、作品多樣化,還能使調試階段少走彎路,提高效率。

篇10

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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