時(shí)間：2023-09-28 15:44:40
序論：在您撰寫(xiě)人工智能辯論時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1一般資料
兩組80例平均年齡（49.83±6.28）歲；病程最短者2個(gè)月，最長(zhǎng)者7年，平均病程（3±1.68）年。兩組患者年齡、性別、病程等資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，具有可比性。
1.2西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)參照1992-06安徽太平《中華內(nèi)科雜志》編委會(huì)腎臟病專業(yè)組制定的診斷和分期標(biāo)準(zhǔn)［2］。80ml/min＞內(nèi)生肌酐清除率（Ccr）＞10ml/min；133μmol/L＜血肌酐（Scr）＜707μmol/L。有慢性腎臟病史，或累及腎臟的系統(tǒng)性疾病病史者。
1.3中醫(yī)辨證分型及療效標(biāo)準(zhǔn)參考1993年的《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》［3］中CRF臨床分型。本虛證：脾腎氣虛型、氣陰兩虛型、脾腎陽(yáng)虛型、肝腎陰虛型、陰陽(yáng)兩虛型。標(biāo)實(shí)證：濕熱型、濕濁型、血淤型、濕熱挾淤型、其他型。療效標(biāo)準(zhǔn)也參考該文獻(xiàn)。
1.4辨象標(biāo)準(zhǔn)辨象標(biāo)準(zhǔn)參照《中國(guó)醫(yī)學(xué)百科全書(shū)》朝醫(yī)學(xué)［4］卷中辨象標(biāo)準(zhǔn)，均屬“肺小肝大”者。
2方法
2.1實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及方法①血常規(guī)及離子：紅細(xì)胞（RBC）、血紅蛋白（Hb）。②腎功能：Scr，BUN，Ccr。
2.2統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)均以±s表示，SPSS11.0軟件統(tǒng)計(jì)，采用單因素方差分析組間比較。
2.3治療方法治療組48例太陰人組用太陰化濁湯加減：薏苡仁20g，干栗15g，黃芩15g，桔梗10g，萊菔子20g，生大黃10g，石菖蒲10g，杏仁15g，白頭翁15g，澤蘭20g，地龍15g；如浮腫甚加蠐螬15g，浮萍15g；若尿濁(蛋白尿)加鹿角霜15g，佩蘭10g；血壓高加天麻15g，15g。對(duì)照組32例，用由廣州康臣藥業(yè)生產(chǎn)的尿毒清顆粒，5g/袋，1袋/次，服用4次/d，服用1個(gè)月。對(duì)照組與治療組48例患者進(jìn)行相關(guān)比較，各以1個(gè)月為1個(gè)療程，觀察1個(gè)療程。
3結(jié)果
3.1有效率與癥狀出現(xiàn)規(guī)律經(jīng)觀察太陰人在四象人CRF患者中，所占人數(shù)為47.52%，比例最多，治療組總有效率78.2%，明顯優(yōu)于對(duì)照組的47.8%,而85%的太陰人患者多以繼發(fā)性發(fā)病為多。在糖尿病、高血壓病、高脂血癥等疾病引起腎臟負(fù)荷過(guò)重而引起該病，其發(fā)病證型以中醫(yī)證型的氣陰兩虛型、肝腎陰虛型、濕濁型、濕熱挾淤型者為多。
3.2兩組療效比較結(jié)果見(jiàn)表1。經(jīng)觀察治療組能有效改善貧血等癥狀，且有顯著控制腎功衰的療效。結(jié)果見(jiàn)表2。表1兩組治療前后血常規(guī)、離子比較(略)表2兩組治療前后腎功能比較(略)
4討論
CRF病情危重，臨床表現(xiàn)極為復(fù)雜，屬中醫(yī)的“關(guān)格”“癃閉”“腎風(fēng)”“水毒證”“腎勞”等范疇，其病機(jī)錯(cuò)綜復(fù)雜，有正虛邪實(shí)、寒熱錯(cuò)雜、虛實(shí)互見(jiàn)等。腎小球硬化的病機(jī)目前有虛、淤、濕、濁、毒、痰等看法［5］。體質(zhì)辨治CRF也追隨以上理論。朝醫(yī)體質(zhì)理論發(fā)端于《靈樞·通天》七十二篇中的五太人論，但舍棄了陰陽(yáng)和平體質(zhì)之人，僅保留了其余四種體質(zhì)。認(rèn)為太、少陰陽(yáng)體質(zhì)不同其體內(nèi)的氣血運(yùn)行亦不同，引起本病也有相應(yīng)的規(guī)律。太陰人“過(guò)偏于陰之人”“肺小肝大”。肺主呼吸、主氣、主肅降、通調(diào)水道，肺小則肺氣推動(dòng)血液、津液運(yùn)行不暢，又肅降不利，治節(jié)失度，故生淤釀痰，痰淤互結(jié)生濁氣，痰濁壅遏于里。肝藏血，主疏泄喜條達(dá)，肝大則其功能相對(duì)亢進(jìn)，表現(xiàn)為肝實(shí)病變，故肝失疏泄、肝絡(luò)瘀阻，最終致“血濁氣澀”。血濁與氣澀互為因果，二者相參惡化臟局，促使?jié)嵝佰斩粲趦?nèi)、充斥三焦。三焦決瀆失司，痰濁阻滯腎絡(luò)，氣化不利故成本病。故其病初起多以高血壓病、高脂血癥、冠心病、糖尿病等以肝實(shí)、邪濁的病變?yōu)樵缙谠l(fā)病，并以實(shí)證為主。到代償期、失代償期時(shí)多伴有神疲乏力、浮腫、嘔吐等臨床表現(xiàn)，所以此時(shí)也常被確認(rèn)該病。
本方是太陰人清肺瀉肝湯化裁，顧名思義清瀉肝實(shí)，降利肺氣；生大黃、薏苡仁、白頭翁、黃芩以通腹瀉濁，桔梗、杏仁、萊菔子、石菖蒲降氣化痰，澤蘭、地龍活腎絡(luò)的功效。完全針對(duì)太陰人體質(zhì)以及CRF病機(jī)而設(shè)，與中醫(yī)理論的專注于病位在腎的治法有所出入，其辨體質(zhì)的治療特點(diǎn)亦在此。此外太陰人“肺小肝大”，故平時(shí)注重調(diào)補(bǔ)肺臟，謹(jǐn)防感冒的發(fā)生；積極治療太陰人易感之疾高血壓、高血脂、高血糖、高胰島素血癥等疾病，防止該病引起對(duì)腎單位的損傷。通過(guò)以上對(duì)太陰人CRF的治療，可看出濁毒淤阻是首要病機(jī)，而且與其“血濁氣澀”體質(zhì)的病理特點(diǎn)有緊密相關(guān)。所以在治療上我們既要辨其病、又要辨證、更要辨體質(zhì)，這樣才可做到“審機(jī)論治”“辨質(zhì)論治”和“辨病論治”3者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并能獲得最佳療效。
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關(guān)鍵詞：人工智能 優(yōu)選教材 考核方式內(nèi)容 手段 實(shí)踐
人工智能（Aritificial Intelligence，英文縮寫(xiě)為AI）是一門(mén)綜合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制、模式識(shí)別、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和心理學(xué)等多種學(xué)科交叉融合而發(fā)展起來(lái)的的一門(mén)新型學(xué)科，是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）之一。它是研究智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的職能行為，如推理、證明、感知、規(guī)劃和問(wèn)題求解等思維活動(dòng)，來(lái)解決人類處理的復(fù)雜問(wèn)題。人工智能緊跟世界社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展的步伐，與時(shí)俱進(jìn)，有關(guān)人工智能的許多研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國(guó)防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)民生活中的各個(gè)領(lǐng)域。在信息網(wǎng)絡(luò)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人工智能現(xiàn)已成為一個(gè)廣受重視且有著廣闊應(yīng)用潛能的前沿學(xué)科，必將為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。因此在我國(guó)的大中專院校中開(kāi)展人工智能這門(mén)課的教學(xué)與科研工作顯得十分緊迫。迄今為止，全國(guó)絕大多數(shù)工科院校中的自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)/軟件工程、電氣工程、機(jī)械工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了人工智能這門(mén)課程。南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院自2005年成立至今，一直將“人工智能”列為自動(dòng)化專業(yè)本科生的選修課程，到目前為止已經(jīng)有八年的歷史了。由于南京郵電大學(xué)是一所以郵電、通信、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化為特色的工科院校，因此，學(xué)校所開(kāi)設(shè)的許多專業(yè)都迫切需要用人工智能理論和方法解決科研中的實(shí)際問(wèn)題。在問(wèn)題需求的推動(dòng)下，南郵人經(jīng)過(guò)多年的努力工作，在人工智能科研方面取得了豐碩的成果，如物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院所開(kāi)發(fā)的現(xiàn)代智能物流系統(tǒng)、自動(dòng)化學(xué)院所開(kāi)發(fā)的城市交通流量控制與決策系統(tǒng)，為本課程的開(kāi)設(shè)提供了典型的教學(xué)案例。我們結(jié)合近幾年的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實(shí)踐教學(xué)等方面對(duì)人工智能課程教學(xué)方法進(jìn)行了總結(jié)歸納。
一、優(yōu)選教材
目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)人工智能課程的中英版教材種類非常多，遵循實(shí)用、簡(jiǎn)單、夠用的原則，再經(jīng)過(guò)授課老師和學(xué)生們的共同調(diào)研，我們選用由中南大學(xué)蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》第三版作為南郵本課程的授課教材。本書(shū)覆蓋的人工智能知識(shí)體系比較全面，包含知識(shí)表示、搜索推理、模糊計(jì)算、專家系統(tǒng)等。本書(shū)主要針對(duì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、電氣工程等本科專業(yè)的學(xué)生所編寫(xiě)，內(nèi)容基礎(chǔ)，難度適中。蔡教授所編寫(xiě)的這本教材全面地介紹了人工智能的研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域，做到了內(nèi)容新穎、簡(jiǎn)單易懂、兼顧基礎(chǔ)和應(yīng)用，受到了全國(guó)廣大師生們的一致好評(píng)，多年的教學(xué)實(shí)踐證明我們所選擇的教材是恰當(dāng)?shù)?、正確的。
二、考核方式
在全國(guó)大部分高等院校，“人工智能”這門(mén)課大都選擇開(kāi)卷考試的方式來(lái)進(jìn)行考核。為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)人工智能這門(mén)課基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院選用閉卷考試的方式來(lái)進(jìn)行考核。為了打消部分學(xué)生想在期末閉卷考試中通過(guò)作弊手段來(lái)完成人工智能這門(mén)課考核的僥幸心理，我們加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生平時(shí)考勤成績(jī)、課下作業(yè)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核，從而杜絕了“一紙定成績(jī)”的現(xiàn)象。我們對(duì)人工智能這門(mén)課的最后期末成績(jī)是按如下權(quán)重來(lái)劃分的：平時(shí)考勤成績(jī)占10%、課下作業(yè)成績(jī)占10%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%、最后的期末考試卷面成績(jī)只占60%。為了克服國(guó)家現(xiàn)行教育體制的弊端，避免學(xué)生“機(jī)械式”地的應(yīng)對(duì)教學(xué)和考試，我們對(duì)考試題型進(jìn)行了調(diào)整，不再是以往的填空、選擇、簡(jiǎn)答等題型，而是改為以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向的應(yīng)用題型為主，這樣學(xué)生只需要在理解授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上利用自己的思維來(lái)解題就可以了，這也體現(xiàn)了國(guó)家目前正在提倡的應(yīng)用型教學(xué)導(dǎo)向。
三、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整
對(duì)于本科生而言，人工智能這門(mén)課程所需要講授的內(nèi)容實(shí)在太多，由于課時(shí)所限，我們必須精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也能夠了解它的具體應(yīng)用。因此，我們將人工智能這門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)部分：第一部分是基本理論和方法，包括人工智能的概述、知識(shí)表示方法、確定性推理方法等；第二部分為人工智能研究成果的具體應(yīng)用，包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、模糊智能計(jì)算、專家知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、機(jī)器語(yǔ)言學(xué)習(xí)等。通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的合理調(diào)整和安排，使得授課計(jì)劃能夠比較全面地覆蓋了人工智能這門(mén)課程的基本知識(shí)點(diǎn)，從而滿足了學(xué)生們的求知需求。
四、教學(xué)手段的改進(jìn)
（一） 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)我們發(fā)現(xiàn)，在選修“人工智能”這門(mén)課程時(shí)，每個(gè)學(xué)生的心中所想各有不同，這些學(xué)生在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)興趣還比較強(qiáng)烈，但隨著教學(xué)內(nèi)容變得越來(lái)越抽象，學(xué)生逐漸對(duì)這本課的學(xué)習(xí)失去了信心，甚至上課時(shí)間不去聽(tīng)課，使授課教師對(duì)教學(xué)也漸漸失去了信心，導(dǎo)致惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們認(rèn)為，在開(kāi)課前充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是很有必要的。我們要結(jié)合學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件，開(kāi)課前給學(xué)生演示“機(jī)器人醫(yī)療服務(wù)”實(shí)驗(yàn)，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的演示，讓學(xué)生們看到機(jī)器人能夠給病人提供多項(xiàng)人性化的服務(wù)，理解人工智能技術(shù)在開(kāi)發(fā)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用，讓學(xué)生在開(kāi)課前能夠?qū)Ρ菊n程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的興趣，實(shí)踐證明這種方法是有效的。
（二） 借助多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)過(guò)程中一種非常重要的形式，它往往根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生們的特點(diǎn)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、選擇教材內(nèi)容，應(yīng)用公式、圖形、文字、視頻等多種媒體信息進(jìn)行有機(jī)組合并通過(guò)電腦和投影機(jī)顯示出來(lái)，與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，形成合理的教學(xué)過(guò)程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。人工智能這門(mén)課具有針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式繁瑣等特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難，為了讓學(xué)生生動(dòng)、形象地學(xué)習(xí)該課程，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中充分利用了多媒體技術(shù)來(lái)組織教學(xué)。例如在課堂教學(xué)過(guò)程中播放南郵自動(dòng)化學(xué)院梁志偉博士帶領(lǐng)學(xué)生所開(kāi)發(fā)的“智能足球機(jī)器人”比賽片段；讓學(xué)生在線觀看北京大學(xué)工學(xué)院謝廣明博士帶領(lǐng)學(xué)生所開(kāi)發(fā)的“自主視覺(jué)機(jī)器魚(yú)”錄像片段等。在講解某些重要的求解算法時(shí)，借助Matlab軟件和投影機(jī)，直接展現(xiàn)該算法的求解過(guò)程，從而改善了課程教學(xué)的形式，提高了教學(xué)質(zhì)量。
（三）提倡課堂辯論
我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中打破了傳統(tǒng)的“老師講課學(xué)生聽(tīng)課”的教學(xué)模式，多次組織課堂辯論，辯論的主題包括人工智能研究過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)困惑、人工智能研究成果轉(zhuǎn)化中的市場(chǎng)前景等。如組織了“電腦PK人腦”“電腦是否讓電視消失”“電腦的未來(lái)發(fā)展方向在哪里”等一系列辯論會(huì)。經(jīng)過(guò)激烈的辯論，無(wú)論正方還是反方都感覺(jué)自己收獲很大，增長(zhǎng)了知識(shí)，開(kāi)闊了眼界。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)將學(xué)生由“被動(dòng)聽(tīng)課”角色變換為“主動(dòng)參與”角色，大大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。
五、實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)是課堂教學(xué)不可缺少的重要組成部分，通過(guò)讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)和應(yīng)用是目前國(guó)內(nèi)外各個(gè)大學(xué)提高學(xué)生綜合素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手體會(huì)授課中的各種智能控制算法，從而使學(xué)生能夠更加形象地掌握課本知識(shí)。人工智能教學(xué)計(jì)劃安排了4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課，設(shè)置了“傳教士和野人過(guò)河”“機(jī)器人路徑規(guī)劃”這兩個(gè)人工智能問(wèn)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成這2個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的編程，并書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐了課堂上所掌握的理論知識(shí)，加深了對(duì)智能算法的理解。
人工智能是一門(mén)實(shí)用性較強(qiáng)的課程，我們總結(jié)了近幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進(jìn)和實(shí)踐教學(xué)五個(gè)方面對(duì)人工智能課程教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)。從學(xué)生的反饋來(lái)看，我們所總結(jié)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于指導(dǎo)新教師講授“人工智能”這門(mén)課程具有積極的作用，需要指出的是，我們?nèi)杂泻芏嗖蛔阒?，需要在以后的教學(xué)過(guò)程中不斷努力完善，提高自己的教學(xué)能力，爭(zhēng)取更好的教學(xué)效果。
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[4]趙海波.人工智能課程教學(xué)方法的探討[J].科技信息，2011，（7）：541.
關(guān)鍵詞：人工智能；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)方法
1956年，在美國(guó)Dartmouth大學(xué)，由數(shù)學(xué)家J.McCarthy和他的三位朋友M.Minsky、N.Lochester和C.Shannon共同發(fā)起一個(gè)歷時(shí)兩個(gè)月的夏季學(xué)術(shù)討論班，他們?cè)诖擞懻摪嗌系谝淮握绞褂昧巳斯ぶ悄?Artificial Intelligence)這一術(shù)語(yǔ)。人工智能是一門(mén)多學(xué)科交叉的課程，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)及語(yǔ)言學(xué)等多個(gè)學(xué)科，是新理論和新技術(shù)不斷出現(xiàn)的綜合性學(xué)科。當(dāng)前，人工智能領(lǐng)域加強(qiáng)了從人類智能與生命現(xiàn)象中汲取養(yǎng)分的趨勢(shì)，加快了向分布式系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)靠攏的步伐，智能化的應(yīng)用更為深入，影響更為廣泛，其發(fā)展已對(duì)人類的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[1]。
1人工智能導(dǎo)論課程特點(diǎn)
人工智能導(dǎo)論是人工智能領(lǐng)域的引導(dǎo)性課程，介紹人工智能的基本理論、方法和技術(shù)，目的是使學(xué)生了解和掌握人工智能的基本概念和方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，需要相關(guān)課程作支撐。離散數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程是其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、算法分析與設(shè)計(jì)等課程則為人工智能中知識(shí)表示、邏輯推理和問(wèn)題求解提供了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)手段。與其他軟件課程相比，人工智能課程有鮮明的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在思想方法上強(qiáng)調(diào)啟發(fā)性、算法上強(qiáng)調(diào)不確定性。同時(shí)，由于人工智能是一個(gè)新思想和新技術(shù)層出不窮的開(kāi)拓性領(lǐng)域，因此其對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練是鼓勵(lì)創(chuàng)新的，具有其他課程不可替代的作用。
人工智能導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課，在許多信息類相關(guān)的本科教學(xué)中也有開(kāi)設(shè)，一般開(kāi)設(shè)在第六或者第七學(xué)期。我國(guó)目前本科教育的定位是專才教育，培養(yǎng)某方面的專業(yè)人才。完成公共基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)之后，本科高年級(jí)學(xué)生應(yīng)該了解本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，因此在教學(xué)過(guò)程中要注意內(nèi)容的專業(yè)性和應(yīng)用性。由于本科階段學(xué)生缺乏科研意識(shí)，初步的科研訓(xùn)練設(shè)置在第八學(xué)期，即所有課程學(xué)習(xí)完畢之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)，而人工智能課程強(qiáng)調(diào)科研性，因此教學(xué)難度較大，由此帶來(lái)的最直接后果就是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。同時(shí)，對(duì)有志于讀研的學(xué)生而言，本科階段的學(xué)業(yè)也是研究生教育的起點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中要適時(shí)的進(jìn)行科研引導(dǎo)，提升學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，為研究生階段打下基礎(chǔ)。可見(jiàn)，圓滿完成人工智能導(dǎo)論課程這一教學(xué)任務(wù)是重要且極具挑戰(zhàn)性的。
2教學(xué)內(nèi)容安排
人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括問(wèn)題求解、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言理解、專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器人學(xué)、搏弈、計(jì)算智能、人工生命自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、智能控制、智能檢索、智能調(diào)度與指揮、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等。人工智能導(dǎo)論旨在為這些具體領(lǐng)域的研究提供引導(dǎo)和基礎(chǔ)保障。
人工智能導(dǎo)論課程涵蓋內(nèi)容較多，因此需要明確“精講”和“泛講”的內(nèi)容，以使教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中都有所側(cè)重。當(dāng)然，首先應(yīng)和學(xué)生說(shuō)明，泛講并不代表內(nèi)容不重要，只是由于課程性質(zhì)和課時(shí)的關(guān)系，暫時(shí)不作深入探討。日后如有需要，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究。結(jié)合當(dāng)前人工智能學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)教學(xué)大綱和作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)內(nèi)容的精講和泛講安排如表1所示。
3提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法
3.1穿插背景故事
為激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，針對(duì)學(xué)生喜歡聽(tīng)奇聞?shì)W事、想象力豐富的心理特點(diǎn)，通過(guò)講述一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的故事或者趣事來(lái)吸引其注意力，輔助思維并豐富聯(lián)想，使學(xué)生在愉悅中完成學(xué)習(xí)[2]。下面列舉幾個(gè)我們?cè)谡n程教學(xué)中用到的背景故事，通過(guò)這些故事，不但傳授了知識(shí)，也活躍了課堂氣氛。
1) 人類智能的計(jì)算機(jī)模擬與人機(jī)大戰(zhàn)。
講授人類智能的計(jì)算機(jī)模擬時(shí)，可以給學(xué)生簡(jiǎn)述一下IBM公司的超級(jí)電腦和國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫之間的人機(jī)大戰(zhàn)，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)人類智能和人工智能的進(jìn)一步思考。北京時(shí)間1997年5月12日凌晨4點(diǎn)50分，在美國(guó)紐約公平大廈，當(dāng)IBM公司的“深藍(lán)”超級(jí)電腦將棋盤(pán)上的一個(gè)兵走到C4的位置上時(shí)，國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫?qū)Α吧钏{(lán)”的人機(jī)大戰(zhàn)落下帷幕，“深藍(lán)” 以3.5U2.5的總比分戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫。2003年1月26日至2月7日，卡斯帕羅夫與深藍(lán)的升級(jí)版“小深”又進(jìn)行了一場(chǎng)人機(jī)大戰(zhàn)，先后進(jìn)行了6局比賽，最終卡斯帕羅夫以1勝1負(fù)4平的結(jié)果和“小深”握手言和。這也表明了人工智能和人類智能之間的較量還將持續(xù)下去。
2) 問(wèn)題規(guī)約法與老和尚說(shuō)教。
問(wèn)題規(guī)約法是從要解決的問(wèn)題出發(fā)逆向推理，建立子問(wèn)題以及子問(wèn)題的子問(wèn)題，直到最后把初始問(wèn)題歸約為一個(gè)本原問(wèn)題集合。本原問(wèn)題指不能再分解或變換且直接可解的子問(wèn)題?？梢?jiàn)，問(wèn)題規(guī)約的本質(zhì)是遞歸的思想。此時(shí)，可以給學(xué)生簡(jiǎn)述我們小時(shí)候就聽(tīng)說(shuō)過(guò)的老和尚說(shuō)教的故事，即“從前有座山，山上有座廟，廟里有個(gè)老和尚，老和尚對(duì)小和尚說(shuō)，從前有座山……”。
3) 模糊理論與禿頭悖論。
模糊推理是一種重要的不確定性推理方式，是指基于模糊理論進(jìn)行的推理。講授模糊理論時(shí)，可以先講一下禿頭悖論讓學(xué)生討論。一個(gè)人有10萬(wàn)根頭發(fā)，肯定不能算禿頭，不是禿頭的人，掉了一頭發(fā)，仍然不是禿頭，按照這個(gè)道理，讓一個(gè)不是禿頭的人一根一根地減少頭發(fā)，就得出一條結(jié)論，即沒(méi)有一根頭發(fā)的光頭也不是禿頭！禿頭悖論的出現(xiàn)源于在嚴(yán)格的邏輯推理中使用了“禿頭”這一模糊概念，因此需要以模糊邏輯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二值邏輯解決該問(wèn)題。
3.2課堂辯論和多媒體教學(xué)
人工智能從其誕生之日起就充滿爭(zhēng)議，各種學(xué)派的爭(zhēng)論使得人工智能的發(fā)展更趨完善，加快了其縱深發(fā)展。目前，人工智能的爭(zhēng)論主要有兩方面，即研究方法的爭(zhēng)論和技術(shù)路線的爭(zhēng)論。前者爭(zhēng)論的主要問(wèn)題有人工智能是否得模擬人的智能；對(duì)結(jié)構(gòu)模擬和行為模擬是否可以分離研究；對(duì)感知、思維和行為是否可分離研究；對(duì)認(rèn)知與學(xué)習(xí)以及邏輯思維和形象思維等問(wèn)題是否可以分離研究；是否有必要建立人工智能的統(tǒng)一理論體系。后者爭(zhēng)論的主要問(wèn)題是沿著什么樣的技術(shù)路線和策略來(lái)發(fā)展人工智能。
在課堂教學(xué)中，可以充分利用人工智能中存在的爭(zhēng)論較多這一特點(diǎn)，針對(duì)相關(guān)議題組織課堂辯論，如可用議題“機(jī)器的反叛――機(jī)器的智能會(huì)超越人類嗎？”。讓學(xué)生在圖書(shū)館或者從網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，明確自己的論點(diǎn)并準(zhǔn)備證據(jù)材料，并在課堂上進(jìn)行辯論。這類辯論無(wú)所謂輸贏，旨在通過(guò)這種活動(dòng)，增進(jìn)學(xué)生思考[3]。教學(xué)中，還可以充分利用多媒體教學(xué)的特點(diǎn)，如讓學(xué)生觀摩電影《終結(jié)者》系列、《人工智能》、《黑客帝國(guó)》等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)人工智能的直觀感受，提高課堂教學(xué)效果[4]。
3.3應(yīng)用實(shí)例分析
普遍而言，本科學(xué)生對(duì)單純的理論講解不太感興趣，因此在教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)增加一些實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。比如，講解知識(shí)的產(chǎn)生式表示法時(shí)，給出產(chǎn)生式的概念和基本表示形式之后，可以通過(guò)“野人與傳教士過(guò)河”問(wèn)題來(lái)說(shuō)明產(chǎn)生式表示法的具體應(yīng)用過(guò)程；講解計(jì)算智能的進(jìn)化計(jì)算部分時(shí)，給出進(jìn)化算法的幾種具體形式和算法流程之后，可以通過(guò)中國(guó)旅行商問(wèn)題(CTSP)來(lái)說(shuō)明算法求解問(wèn)題的過(guò)程。教師在教學(xué)過(guò)程中，可以根據(jù)需要，選擇一些合適的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析。通過(guò)這些實(shí)例，既能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又能增加學(xué)習(xí)的興趣。下面給出兩個(gè)實(shí)例的簡(jiǎn)單描述。
1) 產(chǎn)生式表示法求解“野人與傳教士過(guò)河”問(wèn)題。
問(wèn)題：傳教士和野人各N人過(guò)河，現(xiàn)只有一條船，傳教士和野人都會(huì)劃船，船一次只能載k人，船上野人多于傳教士時(shí)野人就會(huì)吃掉傳教士，問(wèn)如何安全過(guò)河？(不失一般性，以N=3，k=2為例求解)。
求解簡(jiǎn)述：設(shè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中狀態(tài)用三元組(m, c, b)表示，其中m、c、b分別表示傳教士、野人和船的數(shù)目，則有：
0≤m, c≤3, b ∈{0, 1}
以左岸為參照點(diǎn)，則初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)分別為(3，3，1)和(0，0，0)。據(jù)此，可以給出一條產(chǎn)生式規(guī)則如下：
IF (m, c, 1) THEN (m-1, c, 0)
以此類推，把所有可行的規(guī)則都求出之后，就可按照規(guī)則集和控制策略得到問(wèn)題的解。
2) 遺傳算法求解31個(gè)城市的CTSP問(wèn)題[5]。
問(wèn)題：給定有限個(gè)城市的集合C={c1,c2, …,cm}及每?jī)蓚€(gè)城市之間的距離矩陣D＝[dij]m×m，其中m∈N，dij=d(ci, cj)∈Z+，ci、 cj∈C，1≤i、j≤m，求出滿足的城市序列cπ(1)、cπ(2)、…、cπ(m)，其中π(1)，π(2)，…，π(m)是1、2、…、m的一個(gè)全排列。我們以CTSP問(wèn)題為例，即求解中國(guó)31個(gè)城市之間最短巡回路線的問(wèn)題。
求解簡(jiǎn)述：路徑表示直接使用城市在路徑中的相對(duì)位置，如有編號(hào)分別為1、2、3、4、5的5個(gè)城市的一條路徑4－1－2－5－3，用路徑表示方法直接可寫(xiě)為(4 1 2 5 3)。適應(yīng)度函數(shù)值用路徑的實(shí)際長(zhǎng)度表示。交叉算子采用次序雜交，即選擇父體的兩雜交點(diǎn)，交換相應(yīng)的段，其它城市則保持在父體中的相應(yīng)次序。變異算子采用倒位算子，即隨機(jī)選擇兩個(gè)位置，然后將它們之間的城市反序。通過(guò)運(yùn)用遺傳算法求解，可得最優(yōu)解為15 404 km，對(duì)應(yīng)的巡回路線為“北京―呼和浩特―太原―石家莊―鄭州―西安―銀川―蘭州―西寧―烏魯木齊―拉薩―成都―昆明―貴陽(yáng)―南寧―?？讪D廣州―長(zhǎng)沙―武漢―南昌―福州―臺(tái)北―杭州―上海―南京―合肥―濟(jì)南―天津―沈陽(yáng)―長(zhǎng)春―哈爾濱―北京”。實(shí)例講解完成后，可要求學(xué)生采用相同或者不同的方案自己去實(shí)現(xiàn)一下問(wèn)題的求解過(guò)程。
4結(jié)語(yǔ)
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門(mén)核心課程，同時(shí)也是一門(mén)交叉學(xué)科，涉及面廣，理論性強(qiáng)，教學(xué)難度較大，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有待提高。本文作者根據(jù)自己在人工智能導(dǎo)論課程中的教學(xué)實(shí)踐和課程特點(diǎn)，明確了教學(xué)中的精講內(nèi)容和泛講內(nèi)容，總結(jié)了三種提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法，并給出相應(yīng)的實(shí)例說(shuō)明，旨在為本門(mén)課程的教師提供教學(xué)參考。
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Teaching Methods for Promoting Learning Interests in Introduction to Artificial Intelligence
YANG Liying
(School of Computer Science, Xidian University, Xi’An 710071, China)
Abstract: This paper presents three teaching methods for promoting learning interests based on the characteristics of Introduction to Artificial Intelligence and our teaching experience. These methods have been used in practice. The teaching practice shows that the methods proposed in this paper can promote learning interests effectively.
關(guān)鍵詞：人工智能；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世紀(jì)五十年代后期興起的利用計(jì)算機(jī)模擬人類智能活動(dòng)去求解問(wèn)題的學(xué)科，與空間技術(shù)、原子能技術(shù)一起被譽(yù)為二十世紀(jì)三大科學(xué)技術(shù)成就，目前廣泛應(yīng)用于專家系統(tǒng)、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別、文字識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器人、電子游戲等方面，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及許多高新技術(shù)產(chǎn)品中的核心技術(shù)。
為了適應(yīng)人工智能技術(shù)日益廣泛的需要，國(guó)內(nèi)外高校普遍開(kāi)設(shè)了“人工智能”方面的課程，特別是作為計(jì)算機(jī)方面專業(yè)的核心課程之一。我校自從1993年開(kāi)始為自動(dòng)化專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)“智能控制”選修課，1996年為自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)“人工智能導(dǎo)論”、“人工智能及其應(yīng)用”課程。目前，我校軟件學(xué)院、信息學(xué)院、機(jī)電學(xué)院都開(kāi)設(shè)了“人工智能導(dǎo)論”課程，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、自動(dòng)化、機(jī)械制造與自動(dòng)化等許多專業(yè)本科生的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其目的是使學(xué)生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步學(xué)習(xí)和掌握人工智能的基本技術(shù)和前沿內(nèi)容，拓寬知識(shí)面，啟發(fā)思路，為學(xué)生提供最基本的人工智能技術(shù)和有關(guān)問(wèn)題的入門(mén)性知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件的能力和水平，為今后在相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，建設(shè)好“人工智能導(dǎo)論”課程具有重要意義和很廣的受益面。
由于人工智能是交叉學(xué)科，涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解，學(xué)生往往有望而生畏的感覺(jué)，在教學(xué)過(guò)程中，老師教、學(xué)生學(xué)都比較吃力。為了更好地實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)，提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，協(xié)調(diào)好教與學(xué)的雙邊關(guān)系，使學(xué)生由望而生畏的感覺(jué)，變?yōu)橛杏糜腥さ母杏X(jué)，根據(jù)已有人工智能課程在教學(xué)與實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，結(jié)合“人工智能導(dǎo)論”課程的近幾年教學(xué)實(shí)踐，對(duì)課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等方面進(jìn)行了探索總結(jié)。
2 調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容
“人工智能導(dǎo)論”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、自動(dòng)化、機(jī)械制造與自動(dòng)化等許多專業(yè)本科生的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業(yè)的公選課之一，其研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富，涉及的基礎(chǔ)面廣。因此如何選好教學(xué)內(nèi)容，既能使學(xué)生了解本領(lǐng)域的概貌，又能適合學(xué)生的基礎(chǔ)，便于他們?cè)谟邢薜臅r(shí)間完成學(xué)習(xí)任務(wù)，是一件重要而又困難的事情。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人工智能學(xué)科又有了新的發(fā)展。為了及時(shí)反映人工智能研究和學(xué)科的最新進(jìn)展，我們修訂了“人工智能導(dǎo)論”的教學(xué)大綱，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和更新，極大充實(shí)了各個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)容。我們確定的教學(xué)內(nèi)容主要分為三部分：第1部分為概論，介紹人工智能的基本概念、基本內(nèi)容、主要研究領(lǐng)域及發(fā)展過(guò)程；第2部分是知識(shí)表示，推理和搜索技術(shù)，討論幾種常用的知識(shí)表示方法、推理技術(shù)(包括確定性推理方法和不確定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域，包括專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基礎(chǔ)理論，是人工智能的重要基礎(chǔ)，應(yīng)該循序?qū)W習(xí)。第3部分是人工智能的應(yīng)用，由于每個(gè)研究?jī)?nèi)容都相對(duì)獨(dú)立、自成體系且有其專門(mén)的學(xué)術(shù)著作研究、熱點(diǎn)，因此針對(duì)高等院校的本專科生來(lái)說(shuō)，不必循序?qū)W習(xí)，而且結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)可以選擇其中幾個(gè)研究領(lǐng)域。例如對(duì)自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以選擇專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等，同時(shí)可增加在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，包括專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和進(jìn)化控制等熱點(diǎn)：而對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)來(lái)說(shuō)，可以選擇專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器學(xué)習(xí)等，并輔以動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、智能機(jī)器人等實(shí)例?？傊褪且盐照n程性質(zhì)和教學(xué)目的，調(diào)整本課程教學(xué)體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以有限的時(shí)間學(xué)到人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法。
另外，在選擇和確定教學(xué)內(nèi)容時(shí)必須兼顧基礎(chǔ)知識(shí)和新興技術(shù)，注意與相關(guān)課程(如離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、概率論、自動(dòng)控制原理、Matlab系統(tǒng)仿真、面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)等)的鏈接，密切理論與實(shí)際的關(guān)系，通過(guò)課堂講授和課外訓(xùn)練，注意學(xué)生能力培養(yǎng)，提高他們的學(xué)習(xí)效果和整體素質(zhì)。
3 加強(qiáng)課程立體化建設(shè)和系列教材研究
在課程的立體化建設(shè)中，教材充當(dāng)了地基的角色，所有的課程內(nèi)容安排，無(wú)不體現(xiàn)出以教材為基本，以教材為模板。所以本著基礎(chǔ)、實(shí)用的原則，我們先后編著出版了《人工智能及其應(yīng)用》課程教材導(dǎo)論部分概括性強(qiáng)，引人入勝；基礎(chǔ)部分系統(tǒng)全面，敘述深入淺出，循序漸進(jìn)；應(yīng)用部分密切理論與實(shí)際關(guān)系，典型形象。其中第二版在第一版的基礎(chǔ)上，增加了證據(jù)理論、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論的一些典型應(yīng)用，使學(xué)生能夠更深入地理解和應(yīng)用這些理論；另一方面，又新增了自然語(yǔ)言理解及其應(yīng)用內(nèi)容，以適應(yīng)目前計(jì)算機(jī)翻譯、人機(jī)自然語(yǔ)言交互等技術(shù)日益廣泛應(yīng)用的需要。系列教材適應(yīng)了人工智能導(dǎo)論新課程開(kāi)設(shè)的需要，反映了人工智能學(xué)科的發(fā)展，為人工智能課程確立了基本框架，發(fā)揮了重要作用。系列教材的問(wèn)世不僅解決了本?！叭斯ぶ悄軐?dǎo)論”課程教學(xué)用書(shū)的問(wèn)題，而且也被各兄弟院校普遍采用，促進(jìn)了該課程的普遍開(kāi)設(shè)，推動(dòng)人工智能學(xué)科的發(fā)展。
為了配合教材第二版的教學(xué)和自學(xué)，在已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果積累的基礎(chǔ)上，制作了高質(zhì)量的教學(xué)課件和完整的教學(xué)視頻錄像，并刻錄成光盤(pán)隨書(shū)供讀者使用；同時(shí)又研究與開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)課程(http：//)，以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，促進(jìn)本課程的教學(xué)改革。
包括主教材、電子教案、教學(xué)視頻錄像、網(wǎng)絡(luò)課程及教學(xué)資料庫(kù)等在內(nèi)的課程立體化建設(shè)符合二十一世紀(jì)高校教學(xué)的要求，支持教師提高教學(xué)手段現(xiàn)代化的水平，更貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
4 改革與創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法
在“人工智能導(dǎo)論”課程教學(xué)的過(guò)程中，我們積極探索教學(xué)新路，經(jīng)過(guò)數(shù)年辛勤試驗(yàn)，結(jié)合蔡自興教授等對(duì)人工智能課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行了如下一些的改革與創(chuàng)新。
(1)通過(guò)多種途徑激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
“興趣是最好的老師”，“人工智能導(dǎo)論”課程的學(xué)習(xí)效果，直接受到學(xué)生興趣和參與意識(shí)的影響。由于這是一門(mén)導(dǎo)論性前沿課程，一般來(lái)說(shuō)，學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)興趣很大。但是，當(dāng)一些學(xué)生開(kāi)始接觸到抽象概念和算法時(shí)，往往感到不易接受。我們通過(guò)各種途徑和方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討 論、布置讀書(shū)報(bào)告和課外實(shí)驗(yàn)、以問(wèn)題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)、專題討論／辯論等形式。特別，我們精心組織和準(zhǔn)備了模糊控制技術(shù)及其應(yīng)用、智能機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、智能交通、BCI(腦機(jī)交互接口)等專題，以及智能調(diào)度軟件、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)、足球機(jī)器人比賽、機(jī)器人軌跡跟蹤、倒立擺的智能控制等課內(nèi)演示，使學(xué)生擴(kuò)大了眼界，增加了感性知識(shí)，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的與效果。
(2)面向問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)
人工智能中的許多問(wèn)題，有的似是而非，有的引人入勝。在教學(xué)中，有意識(shí)的提出相關(guān)問(wèn)題，提請(qǐng)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的猜想和解決方案。然后逐步進(jìn)入教材中的解決方案，啟發(fā)學(xué)生求解這些問(wèn)題，并進(jìn)行分析和比較，從而強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)意識(shí)和參與意識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如，在講到比較抽象的“遺傳算法”時(shí)，提出“遺傳算法如何用于優(yōu)化計(jì)算?”這一問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，先從“達(dá)爾文的生物進(jìn)化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用；然后通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，從特殊到一般地啟發(fā)學(xué)生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實(shí)現(xiàn)，最終讓學(xué)生與教師一起導(dǎo)出遺傳算法用于優(yōu)化計(jì)算的基本步驟。這樣，學(xué)生不但從中學(xué)習(xí)了遺傳算法，而且得到一次邏輯思維的訓(xùn)練，取得很好的教學(xué)效果。
(3)課堂辯論與交互式教學(xué)
組織課堂辯論，討論的議題包括人工智能的應(yīng)用前景和其他比較等有爭(zhēng)議的問(wèn)題。學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論，激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，為了加深學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人內(nèi)涵的理解，我們組織了“機(jī)器智能能否超過(guò)人類智能”的辯論會(huì)。會(huì)前正反雙方結(jié)合本課程內(nèi)容及其相關(guān)知識(shí)，認(rèn)真進(jìn)行準(zhǔn)備；辯論會(huì)上正反雙方唇槍舌戰(zhàn)，激烈爭(zhēng)辯，氣氛熱烈。辯論后，學(xué)生余意未盡，討論熱情不減。無(wú)論是哪一方獲勝，都達(dá)到了預(yù)期的效果。教學(xué)中我們還注意采用了多種交互式策略，如課堂上教師提問(wèn)可鼓勵(lì)或指定學(xué)生提問(wèn)，也可由學(xué)生自由地就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行主題發(fā)言后老師點(diǎn)評(píng)等。
(4)個(gè)性化學(xué)習(xí)與因材施教
在本課程教學(xué)過(guò)程中注意對(duì)學(xué)生因材施教和個(gè)性化教學(xué)。例如，通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行讀書(shū)報(bào)告的形式，鼓勵(lì)學(xué)生從多方面、多角度考慮問(wèn)題，多提新穎思想，有意識(shí)地鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生探討比較深層的內(nèi)容，并輔導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生將其成果以科技論文和發(fā)表文章的形式轉(zhuǎn)化為成果。又如，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，注意要求學(xué)習(xí)有余力和興趣的學(xué)生選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實(shí)驗(yàn)(選學(xué)內(nèi)容，如模糊控制器的設(shè)計(jì)、進(jìn)化控制等)，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個(gè)性優(yōu)勢(shì)，達(dá)到因材施教的目的。同時(shí)注意分析學(xué)習(xí)較差的學(xué)生的具體困難，進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。
(5)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的使用
本課程在PPT演示文稿和網(wǎng)絡(luò)課程上，采用了大量的多媒體表現(xiàn)形式，如視頻、動(dòng)畫(huà)、聲音和圖像等。目的在于使得人工智能抽象的知識(shí)形象化，便于學(xué)生理解。例如，課內(nèi)讓學(xué)生在線觀看涂曉媛博士的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)“人工魚(yú)”的錄像片段、人工生命Floy中生命智能體在環(huán)境中不斷的適應(yīng)進(jìn)化構(gòu)成演示等，有助于加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，促進(jìn)教學(xué)水平的提高，激發(fā)了學(xué)生對(duì)課程的興趣，使學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)得到增強(qiáng)。此外，隨教材附贈(zèng)的教學(xué)光盤(pán)和開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課程(http：//)提供了學(xué)生課外自學(xué)用的高質(zhì)量的電子課件、完整的教學(xué)視頻錄像、豐富的實(shí)驗(yàn)和案例資料等，以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。
(7)理論與實(shí)踐結(jié)合
在教學(xué)內(nèi)容安排上，注意理論聯(lián)系實(shí)際，適時(shí)布置一些人工智能實(shí)驗(yàn)給學(xué)生進(jìn)行課外練習(xí)。設(shè)計(jì)的課外實(shí)驗(yàn)包括產(chǎn)生式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，歸結(jié)反演實(shí)驗(yàn)，主觀Bayes推理網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，A搜索實(shí)驗(yàn)，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟蹤系統(tǒng)、兩車追趕模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別仿真、遺傳算法優(yōu)化計(jì)算等實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)踐和參與，保持學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生對(duì)人工智能基本概念和難點(diǎn)的理解，掌握基本方法和技術(shù)，為從事智能系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)，從而達(dá)到教學(xué)目的。例如，我們組織學(xué)生參觀我們的研究生綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，觀看機(jī)器人臂取物、倒立擺控制、語(yǔ)音識(shí)別軟件、指紋識(shí)別軟件、智能調(diào)度軟件等演示，密切理論與實(shí)際的關(guān)系。
我們?cè)诮虒W(xué)改革實(shí)踐中探索的這些教學(xué)方法，有利于充分激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，有利于鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維，有利于多方位培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
5 運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段和考核方式
5.1 多樣化的教學(xué)手段
采用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，構(gòu)筑“人工智能導(dǎo)論”課程的現(xiàn)代教學(xué)模式，是本課程的主要特點(diǎn)之一。教學(xué)過(guò)程中采用了多媒體教學(xué)課件和網(wǎng)絡(luò)課程相結(jié)合的方法，充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式，利用網(wǎng)絡(luò)課程的交互性、情景化等，進(jìn)行教學(xué)。采用的方法包括：
(1)抽象知識(shí)內(nèi)容的多媒體表示
通過(guò)動(dòng)畫(huà)和視頻來(lái)演示抽象的概念、算法和過(guò)程，包括機(jī)器人軌跡跟蹤、機(jī)器人臂取物、足球機(jī)器人比賽、倒立擺控制、“人工魚(yú)”等錄像片段，以及智能調(diào)度軟件、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、指紋識(shí)別系統(tǒng)、動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)等軟件演示。
(2)通過(guò)PPT撰寫(xiě)教案
精心編制PPT，組織好課件內(nèi)容，做到圖文并茂，提綱挈領(lǐng)，便于學(xué)生理解，便于教師講授。
(3)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)課程
“人工智能導(dǎo)論”網(wǎng)絡(luò)課程較好的實(shí)現(xiàn)了交互性、在一定程度上實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)過(guò)程的情景化。在交互性方面，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程的課堂練習(xí)和章節(jié)練習(xí)，評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議。在情景化方面，采用了在線答疑形式，使得學(xué)習(xí)過(guò)程豐富有趣。
(4)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的觀摩與演示
利用我們的研究成果等有利條件，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行成果演示(包括智能調(diào)度軟件、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、指紋識(shí)別系統(tǒng)、動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)等軟件)，使學(xué)生知道學(xué)了有用，而且很有用，很有趣，很有意義，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固了課堂所學(xué)知識(shí)，提高了教學(xué)質(zhì)量。
教學(xué)效果通過(guò)上述先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，而且也取得很好的實(shí)際教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。
5.2 作業(yè)、考試等教改舉措
(1)改革作業(yè)方式與方法
改變過(guò)去那種單純的書(shū)面習(xí)題作業(yè)，發(fā)展成為必須交給教師評(píng)閱的書(shū)面家庭作業(yè)、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(yè)等。其中上交作業(yè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，教師批閱后的作業(yè)也通過(guò)網(wǎng)絡(luò)返回給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)呈交和返回的網(wǎng)絡(luò)化。
(2)改革考試方式與方法
如何對(duì)本課程的考試方式進(jìn)行改革一直是我們探索的問(wèn)題。我們綜合考慮課堂出勤情況(10％)、平時(shí)正式作業(yè)成績(jī)(20％)和期末課程考試(70％)，進(jìn)行綜合評(píng)分。期末考試有時(shí)采用綜合試題考試，出幾個(gè)大題目讓學(xué)生選擇其中幾個(gè)進(jìn)行開(kāi)卷筆試，當(dāng)面交卷后評(píng)分；有時(shí)采用課外開(kāi)卷論文結(jié)合或口試面試。最近，我們還對(duì)部分學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H問(wèn)題提問(wèn)等進(jìn)行考核。我們正進(jìn)一步改革、試驗(yàn)和探索，使考試成為衡量與培養(yǎng)創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
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(chuàng)新；本科
Key words： artificial intelligence；innovation；undergraduate
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）22-0230-02
0 引言
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)中正在迅速發(fā)展、新思想、新觀點(diǎn)、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的一個(gè)學(xué)科，其屬于一門(mén)邊緣學(xué)科，同時(shí)也是多個(gè)學(xué)科交叉而成的一門(mén)學(xué)科，包括語(yǔ)言學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、系統(tǒng)論、信息論、控制論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)等[1]。當(dāng)前人工智能已經(jīng)是很多高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程，它是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科類各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容主要包括自然語(yǔ)言理解、計(jì)算智能技術(shù)、問(wèn)題求解和搜索算法、知識(shí)表示和推理機(jī)制、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等，國(guó)內(nèi)外很多大學(xué)都意識(shí)到了其重要性，紛紛對(duì)其展開(kāi)了教學(xué)和研究。人工智能課程包含多個(gè)學(xué)科，具有內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn)，且算法復(fù)雜，但是多數(shù)高校采用的教學(xué)方式仍是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，即“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式，這種信息單向傳輸教學(xué)模式以教師為主體，學(xué)生只是在被動(dòng)的接收知識(shí)；存在過(guò)分重視理論教學(xué)，忽視實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)的問(wèn)題，導(dǎo)致教育內(nèi)容無(wú)法和社會(huì)接軌；人工智能教材理論性過(guò)強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中常常感到枯燥乏味，進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)該課程失去熱情[2]，久而久之，不僅人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期，甚至學(xué)生還會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)心理。針對(duì)人工智能課程中現(xiàn)有的各項(xiàng)問(wèn)題，本文作者結(jié)合自身豐富人工智能教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考人工智能課程特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，從多個(gè)方面探討和總結(jié)了人工智能，包括教學(xué)內(nèi)容、教材選擇、教學(xué)方法和考核形式等。
1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與更新
人工智能是一門(mén)嶄新的學(xué)科。開(kāi)設(shè)本課程首先是確定教學(xué)內(nèi)容。通常來(lái)講，人工智能學(xué)科的內(nèi)容包括兩個(gè)部分，具體：一是知識(shí)表示和推理；二是人工智能的應(yīng)用。前者是人工智能的重要基礎(chǔ)，后者主要介紹了幾種人工智能應(yīng)用系統(tǒng)，包括自動(dòng)規(guī)劃和機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)等。另外，課程內(nèi)容中還包括了一些人工智能應(yīng)用的實(shí)例，將實(shí)踐和理論緊密結(jié)合起來(lái)[3]。
隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人工智能學(xué)科也取得了較大發(fā)展?；诖?，人工智能學(xué)科也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，更新人工智能教學(xué)大綱，進(jìn)一步完善其教學(xué)內(nèi)容。修訂后的人工智能教學(xué)大綱將人工智能分成兩個(gè)部分，即基礎(chǔ)部分和擴(kuò)展應(yīng)用部分。前者包括計(jì)算智能、搜索原理、知識(shí)表示等，后者包括智能機(jī)器人、智能控制、多智能體、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)工程等。
教學(xué)內(nèi)容的選擇和確定應(yīng)綜合考慮多項(xiàng)因素，不僅要重視基礎(chǔ)知識(shí)，也應(yīng)注意推陳出新，隨著科技的進(jìn)步做到與時(shí)俱進(jìn)，同時(shí)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)實(shí)的需求，能夠與社會(huì)接軌，將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，只有這樣人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果才能事半功倍。
2 教學(xué)策略及教學(xué)方法的改革創(chuàng)新
由于人工智能課程具有算法復(fù)雜、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、 知識(shí)點(diǎn)多的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足人工智能課程的需求，教師應(yīng)探索更加有效的教學(xué)模式和方法，確保人工智能課程能夠取得良好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。具體的改革和創(chuàng)新人工智能課程的手段和方法主要包括以下幾個(gè)方面：
2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 無(wú)論是經(jīng)驗(yàn)還是常識(shí)都在告訴我們每個(gè)人最好的老師就是興趣，學(xué)生只有對(duì)某門(mén)學(xué)科存在興趣，才會(huì)更加主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)該門(mén)課程，從而獲得良好的教學(xué)效果。比如，作者在課程的一開(kāi)始先播放了一段著名導(dǎo)演斯蒂文?斯皮爾伯格的《Artificial Intelligence》的相關(guān)片段，由這個(gè)電影學(xué)生知道了世上存在人工智能的機(jī)器人，學(xué)生們隨著電影情節(jié)的發(fā)展而深深感動(dòng)，與此同時(shí)教師讓學(xué)生思考和談?wù)撊斯ぶ悄苁鞘裁?？研究人工智能的意義在哪里？實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在課堂中加入電影因素，能夠大大提升學(xué)生們的注意力，讓學(xué)生更加專注在教學(xué)任務(wù)中，有效提高了學(xué)生探索人工智能的積極性和主動(dòng)性。此外，在教學(xué)中還可以用動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等手段將反映人工智能最新研究和應(yīng)用的成果展示出來(lái)，讓學(xué)生更直觀的感受人工智能的奧妙，從而投入更多熱情學(xué)習(xí)人工智能課程。
2.2 面向問(wèn)題的案例教學(xué)法 案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)、以能力培養(yǎng)為核心的一種教學(xué)方法[11]。針對(duì)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn)，我們采取了以下幾種教學(xué)形式實(shí)施案例教學(xué)。①講解式案例教學(xué)：這種案例通過(guò)教師的講解，幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)點(diǎn)。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式：一是“案例―理論”，即先給出教學(xué)案例，然后再講解理論知識(shí)；二是“理論―案例”，即教師先講解理論知識(shí)，再給出教學(xué)案例；通過(guò)情境體驗(yàn)與案例剖析激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意，有利于教師導(dǎo)入新課。②討論式案例教學(xué)：在課程初期將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，每小組3～4人；教師將提前設(shè)計(jì)好的一題多解的教學(xué)案例以及收集的相關(guān)資料分配給每個(gè)小組，要求學(xué)生在課余時(shí)間通過(guò)自學(xué)和組內(nèi)討論的方式給出問(wèn)題的不同解決方案。③辯論式案例教學(xué)：在課程后期，采取專題辯論的方式對(duì)綜合應(yīng)用案例進(jìn)行討論，能有效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問(wèn)題的解決方法，加深學(xué)生對(duì)人工智能的理解。
2.3 個(gè)性化學(xué)習(xí)與因材施教 在開(kāi)展課程教育過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)因材施教。比如，在日常教學(xué)中多觀察學(xué)生情況，鼓勵(lì)那些應(yīng)對(duì)教學(xué)任務(wù)后仍存在余力的W生深入探索較深層次的課程及相關(guān)知識(shí)，同時(shí)友善面對(duì)學(xué)習(xí)較差的學(xué)生，分析其學(xué)習(xí)過(guò)程中面對(duì)的困難，有的放矢地采取應(yīng)對(duì)措施，幫助其不斷進(jìn)步；在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生以讀書(shū)報(bào)告的形式多多思考，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散性思考問(wèn)題，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行深一步的探討，并且教師應(yīng)幫助具有新穎思想或論點(diǎn)的學(xué)生將其智慧以科技論文和發(fā)表文章的形式轉(zhuǎn)化為成果。
2.4 注重綜合能力培養(yǎng) 在研究型教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動(dòng)是一種常用的教學(xué)方法，其中心導(dǎo)向是任務(wù)，學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)也在吸收和掌握知識(shí)。通常來(lái)講，該教學(xué)方法的步驟是：教師提出任務(wù)師生共同分析以得出完成任務(wù)的方法和步驟適當(dāng)講解或自學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)完成任務(wù)交流和總結(jié)。”[3]該教學(xué)模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)，還能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高其綜合實(shí)力。不僅如此，由于該教學(xué)模式通常是以小組協(xié)作的方式進(jìn)行，教師給出研究范圍，學(xué)生自愿結(jié)組并選擇具體的題目，經(jīng)過(guò)分析和討論后以程序設(shè)計(jì)或者論文的形式協(xié)作完成研究。由此可知，學(xué)生是在以團(tuán)隊(duì)的力量解決問(wèn)題，這十分考驗(yàn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，對(duì)于學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)至關(guān)重要，且在完成任務(wù)的過(guò)程中學(xué)生需要查閱大量的資料，久而久之學(xué)生收集資料和創(chuàng)新能力勢(shì)必會(huì)得到提升。
2.5 采用啟發(fā)式教學(xué) 人工智能的很多問(wèn)題都較為抽象，對(duì)學(xué)生理解力的要求較高，因此，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)有意識(shí)的就課程內(nèi)容提出相關(guān)問(wèn)題，讓學(xué)生自己獨(dú)立思考，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的想法和解決方案。然后回歸到課程上，對(duì)比分析教材上的解決方案和學(xué)生自己的解決方案，如此不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力，也增加了學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的意識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如，在講到較為抽象的“遺傳算法”時(shí)，先提出一個(gè)問(wèn)題，即“遺傳算法如何用于優(yōu)化計(jì)算？”，然后從“達(dá)爾文的生物進(jìn)化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用，之后舉例分析，啟發(fā)學(xué)生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實(shí)現(xiàn)，最后師生一起導(dǎo)出遺傳算法用于優(yōu)化計(jì)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(xué)生邏輯思維的能力，教學(xué)效果良好[4]。
3 作業(yè)和考核方式的改革創(chuàng)新
過(guò)去的課程作業(yè)都是單一書(shū)面習(xí)題作業(yè)，發(fā)展至今，課程作業(yè)形式已經(jīng)發(fā)生了變化，更加豐富多樣，包括必須交給教師評(píng)閱的書(shū)面家庭作業(yè)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(yè)等。其中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以完成上交作業(yè)，并且教師批閱作業(yè)后也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)返回給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。課程的考核方式較之以前也發(fā)生了較大變化，加強(qiáng)了平時(shí)思維能力的考核，更加注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力的培養(yǎng)，不再是絕對(duì)的一次考試定成績(jī)，而是在總評(píng)成績(jī)中加入30%的平時(shí)成績(jī)，如此不僅減輕了學(xué)生的期末負(fù)擔(dān)，也迫使學(xué)生更加重視平時(shí)的學(xué)習(xí)思考，有利于課程教學(xué)質(zhì)量的提升。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文是以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面對(duì)本科人工智能課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討，總結(jié)了該課程在教學(xué)和實(shí)踐方面的一些教改舉措。這些舉措符合二十一世紀(jì)高校教學(xué)的要求，可以支持教師提高教學(xué)手段現(xiàn)代化的水平，同時(shí)更貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。作為該課程的授課教師應(yīng)始終保持對(duì)教學(xué)內(nèi)容的不斷更新、教學(xué)方法的多樣化，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的思維創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的能力，最終提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。從學(xué)生的反饋來(lái)看，作者所總結(jié)的教學(xué)實(shí)踐具有明顯的教學(xué)效果。但仍有許多方面做得不夠，今后將繼續(xù)在教學(xué)過(guò)程中不斷總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)，吸取失敗的教訓(xùn)。
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關(guān)鍵詞：人工智能；案例教學(xué)；應(yīng)用
1引言
作為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的全新領(lǐng)域即人工智能，其正在迅速成長(zhǎng)與成熟、新方法、新理念、新技術(shù)并且不斷壯大，同樣也包含著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、信息論各類學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。人工智能包含的主要內(nèi)容有知識(shí)表示和推理機(jī)制、問(wèn)題求解和搜索算法，自然語(yǔ)言理解、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等；也作為計(jì)算機(jī)科學(xué)各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，國(guó)內(nèi)外各高校都非常重視，都將人工智能作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程。人工智能包含的學(xué)科多，知識(shí)點(diǎn)雜、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，算法難度高復(fù)雜，在此情況下各高校采用傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽(tīng)”單一教學(xué)模式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)地位；課堂教學(xué)與實(shí)際操作、理論與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相脫節(jié)；加上理論知識(shí)強(qiáng)，案例缺乏，容易使學(xué)生感覺(jué)空洞；學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，也達(dá)不到鍛煉其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。如何讓學(xué)生高效的學(xué)習(xí)一直是教師研究的課題，在大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的大背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)廣泛應(yīng)用和存在于生活、工作各個(gè)方面，其在教育教學(xué)中表現(xiàn)出的創(chuàng)新性、互動(dòng)性尤為突出，并極具優(yōu)勢(shì)。
2基于案例的教學(xué)研究
此方法開(kāi)始于上世紀(jì)20年代左右，最早是由美國(guó)哈佛商學(xué)院所提倡的，基于當(dāng)時(shí)特殊的商業(yè)管理真是背景和特殊事件，能夠有效的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性、積極性和應(yīng)用能力，開(kāi)展案例教學(xué)后，學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題能力有了很大的提高。但此教學(xué)研究方法知道到上世紀(jì)80年代后期，才引起教師的重視。1986年由美國(guó)研究小組提出《準(zhǔn)備就緒的國(guó)家：二十一世紀(jì)的教師》書(shū)中，強(qiáng)烈推薦此方法在實(shí)際教學(xué)的重要性，并說(shuō)明今后在教學(xué)過(guò)程中將其作為一種重要的教學(xué)方法應(yīng)用于各類課程中去。
3基于人工智能的案例教學(xué)研究及應(yīng)用
3.1案例精選
此方法第一步是案例選取，案例的好壞是決定案例教學(xué)效果關(guān)鍵因素。案例的選取需要滿足以下要求：（1）符合現(xiàn)在的教學(xué)目標(biāo)，明確學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)等，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，以此提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力；（2）案例要有代表性、趣味性，由于人工智能課程內(nèi)容多、抽象，需要將枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為趣味生動(dòng)的案例，有利于吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性；例如，講到“知識(shí)表示”這部分內(nèi)容中引入“機(jī)器人搬積木”、“野人修道士渡河”案例；（3）采用互動(dòng)的形式，此為人工智能的案例教學(xué)研究重要特征，同時(shí)也是教學(xué)目標(biāo)得以充分展現(xiàn)的必要條件。能夠調(diào)動(dòng)大家的積極性，學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
3.2案例的執(zhí)行
（1）講授法。基于教學(xué)內(nèi)容具體知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)案例；通過(guò)教師講解，幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式：一是“案例—理論”,即先給出教學(xué)案例，后講解理論知識(shí)；二是“理論—案例”,即教師先講解知識(shí)，再給出教學(xué)案例；案例的呈現(xiàn)方式不同,會(huì)直接影響案例的功能，也會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、學(xué)習(xí)效果。為了使案例能更好地為教學(xué)服務(wù),教師講解案例之前應(yīng)從創(chuàng)設(shè)案例情境開(kāi)始,通過(guò)情境體驗(yàn)與案例剖析激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意,有利于教師導(dǎo)入新課。（2）互相討論法。大學(xué)生課余時(shí)間充沛，鑒于此，將班級(jí)學(xué)生分為若干小組，教師將事先準(zhǔn)備好的案例分配給各組，學(xué)生采用組內(nèi)互動(dòng)討論的形式，設(shè)計(jì)出此案例的各種解決方法。課堂上，將本小組的解決方法用課件展現(xiàn)給其他小組。講解完成后，學(xué)生開(kāi)始互相討論，對(duì)比各自的方法，然后由老師進(jìn)行分析、對(duì)比和總結(jié)。以此來(lái)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)用能力的掌握。（3）相互辯證法。課后，采用相互辯證的方法，組織大家相互辯論。選擇一些綜合應(yīng)用比較強(qiáng)的案例。與簡(jiǎn)單的案例相比，綜合應(yīng)用案例能更加高效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問(wèn)題的解決方法。相互辯證法是一種探索新型的教學(xué)形式，學(xué)生的自主性強(qiáng)，能夠在辯論中充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，充分運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)來(lái)維護(hù)自己的觀點(diǎn)，還可以促使學(xué)生查閱大量資料，拓展知識(shí)面。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上論述，人工智能技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于教學(xué),與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的聯(lián)系。其發(fā)展必將對(duì)現(xiàn)代教育起巨大推動(dòng)作用。在教學(xué),可以基于人工智能技術(shù)建立人類推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運(yùn)用,展示出越來(lái)越好的實(shí)用性。
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其實(shí)我對(duì)辯論本身沒(méi)什么興趣，也不是要“曬勤奮”，更是對(duì)懶人生活充滿了無(wú)限向往，提到懶惰和人類之光，只是想說(shuō)說(shuō)人工智能世界里的智慧和能力。
對(duì)于大多數(shù)人而言，人工智能其實(shí)是個(gè)很老的、很寬泛的同時(shí)又很虛幻的概念。之所以有這樣的印象，恰恰是因?yàn)槿藗兘佑|到的大部分人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常狹窄，按照預(yù)設(shè)程序，執(zhí)行特定任務(wù)，場(chǎng)景學(xué)習(xí)能力弱小，更談不上交互和情感層面的高級(jí)需求。
即便像“微軟小冰”那樣一個(gè)在誕生之初就做好了“情感計(jì)算框架”的聊天機(jī)器人，除了陪聊之外，也很難讓人覺(jué)得“實(shí)在”、“有用”；即便現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)、各種芯片處理器的運(yùn)算速度和處理能力已經(jīng)提升到了一個(gè)令人恐怖的程度，但也仍然在創(chuàng)造性的維度上舉步維艱。
所以，當(dāng)前的人工智能，能力有余，智慧不足。
云和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，正在將人工智能領(lǐng)域推向一個(gè)全新的世界。一些人想到了利用基于互聯(lián)網(wǎng)的云平臺(tái)和相關(guān)智能技術(shù)來(lái)跨界整合，賦予“機(jī)器人人”更大的知識(shí)庫(kù)和更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力（比如“健康大白”）；一些人則借力諸多商業(yè)化的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)（比如英特爾的TAP，IBM的Watson等）以及超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)獲取一直有著較高門(mén)檻的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的準(zhǔn)入資格；
而另一些人甚至把目光聚焦在了人工智能的底層算法上?！鞍柗ü贰钡哪缓蟛俦P(pán)手，被谷歌收購(gòu)的英國(guó)人工智能公司DeepMind就在這么干。該公司創(chuàng)始人Demis Hassabis希望構(gòu)建一套能像生物系統(tǒng)一樣學(xué)習(xí)的、靈活的、自適應(yīng)的算法，這被稱為通用人工智能（AGI，即Artificial General Intelligence），能自動(dòng)將非結(jié)構(gòu)化信息轉(zhuǎn)換為可使用知識(shí)。
“氣候建模，復(fù)雜疾病分析――開(kāi)始想象下一步可能解決什么，這讓人非常興奮?！盌emis Hassabis認(rèn)為，未來(lái)超級(jí)智能機(jī)器將與人類專家合作解決一切問(wèn)題。
