《人工智能技術(shù)》教學(xué)與實(shí)踐

　　摘要：人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中一個(gè)重要的分支。結(jié)合人工智能技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐，該文探索了《人工智能技術(shù)》課程的教學(xué)與實(shí)踐，給出了目前存在的問題，選取教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段，以及學(xué)生學(xué)好該課程的建議。
　　關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；教學(xué)方法；編程能力
　　中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）16-3865-02
　　1 概述
　　2008年11月16日，中國(guó)科協(xié)成立50周年新聞發(fā)布會(huì)在北京召開。在新聞發(fā)布會(huì)上，“五個(gè)10”系列評(píng)選活動(dòng)，即10位傳播科技的優(yōu)秀人物、10部公眾喜愛的科普作品、10個(gè)公眾關(guān)注的科技問題、10個(gè)影響中國(guó)的科技事件、10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)評(píng)選結(jié)果揭曉。10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)是：基因修飾技術(shù)；未來家庭機(jī)器人；新型電池；人工智能技術(shù)；超高速交通工具；干細(xì)胞技術(shù)；光電信息技術(shù)；可服用診療芯片；感冒疫苗；無線能量傳輸技術(shù)。
　　人工智能技術(shù)學(xué)科是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支。指人類的各種腦力勞動(dòng)或智能行為，諸如判斷、推理、證明、判別、感知、理解、通信、設(shè)計(jì)、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動(dòng)，可以用某種智能化的機(jī)器來予以人工實(shí)現(xiàn)[1]。
　　通過《人工智能技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展概況、基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域有深入了解、對(duì)主要技術(shù)及應(yīng)用有一定掌握，并對(duì)現(xiàn)代人工智能技術(shù)發(fā)展的方向有所研究。通過人工智能技術(shù)課程的學(xué)習(xí)與研究，啟發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的興趣，培養(yǎng)知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力，并能將人工智能技術(shù)融入到今后所開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件之中。
　　《人工智能技術(shù)》是一門眾多學(xué)科交叉的新興課程，其涵蓋范圍廣，涉及知識(shí)點(diǎn)多，知識(shí)更新快，內(nèi)容抽象，不容易理解，理論性強(qiáng)，而且需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力，這給該課程的講授帶來了一定困難�！度斯ぶ悄芗夹g(shù)》也是一門應(yīng)用型學(xué)科，怎樣將理論運(yùn)用到實(shí)踐中，使學(xué)生將學(xué)到的人工智能技術(shù)知識(shí)和思想運(yùn)用到自己的實(shí)際課題，這也是該課程需要解決的問題之一。
　　因此，對(duì)《人工智能技術(shù)》課程教學(xué)來說，我們要了解課程的最新信息，把握課程的特點(diǎn)，幫助學(xué)生找到好的學(xué)習(xí)方法，使他們能充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)習(xí)興趣，該文給出了《人工智能技術(shù)》課程的教學(xué)與實(shí)踐的探索。
　　2 教學(xué)與實(shí)踐的探索
　　2.1 教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選取
　　1） 人工智能技術(shù)是整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快，知識(shí)更新最快，最前沿的學(xué)科之一。在教材選用方面，我們采用了蔡自興教授等主編，由高等教育出版社出版的《人工智能基礎(chǔ)》這本教材。蔡自興教授的主要研究領(lǐng)域?yàn)槿斯ぶ悄�、機(jī)器人學(xué)和智能控制等。這本教材是作者在美國(guó)國(guó)家工程院院士、普度大學(xué)教授傅京孫先生的指導(dǎo)和鼓勵(lì)下編寫，借鑒了國(guó)內(nèi)外人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)＜业淖钚卵芯砍晒�和學(xué)術(shù)書籍的長(zhǎng)處，該書比較全面地介紹了人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與技術(shù)，材料新，易于理解，兼顧基礎(chǔ)及應(yīng)用[2]。
　　此外，我們還給學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供多種類型的學(xué)習(xí)資料，其中包括參考書目，如：Russel S， Norvig P.等編著的《Artificial Intelligence： A Modern Approach》一書，人工智能技術(shù)國(guó)內(nèi)外期刊，如電子學(xué)報(bào)，計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，人工智能與模式識(shí)別，Artificial Intelligence，Journal of Artificial Intelligence Research，Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence，AAAI： American Association for AI National Conference等人工智能技術(shù)會(huì)議，使學(xué)生能夠掌握人工智能技術(shù)的更多前沿動(dòng)態(tài)，提高學(xué)習(xí)興趣。
　　2） 配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容�！度斯ぶ悄芗夹g(shù)》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)該課程尤為重要。除了完成課本上的作業(yè)之外，還注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、算法設(shè)計(jì)能力和編程能力。首先，每個(gè)章節(jié)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過嚴(yán)格的考慮，如：五子棋游戲，產(chǎn)生式系統(tǒng)，旅行商問題，傳教士和野人問題，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的分類，遺傳算法、人工生命程序等，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)章節(jié)的知識(shí)，獨(dú)立地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理及方法，給出程序設(shè)計(jì)流程圖，源程序清單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析等內(nèi)容，通過這種方式，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的信息獲取能力和研究能力。
　　2.2 教學(xué)方法和手段的改革
　　人工智能技術(shù)課程交叉性強(qiáng)，涉及面廣，傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一，缺少交流，課堂氣氛沉悶，激發(fā)不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不理想。人工智能技術(shù)這門課程內(nèi)容抽象，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本課程需要解決的主要問題，也是關(guān)系教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。本課程需采用多種方法進(jìn)行教學(xué)，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　1） 問題啟發(fā)式教學(xué)�！度斯ぶ悄芗夹g(shù)》這門課程中有很多似是而非、引人入勝的問題，主要是用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能來解決這種問題。在教學(xué)中，有目的的提出這些問題，鼓勵(lì)學(xué)生思考，提出自己的想法和解決方案，并進(jìn)行分析和比較，這樣強(qiáng)化學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)習(xí)積極性[3]。
　　2） 個(gè)性化學(xué)習(xí)和因材施教。學(xué)生中存在計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)的差別，由于他們每個(gè)人的基礎(chǔ)不同，有的計(jì)算機(jī)知識(shí)比較匱乏，因此有必要針對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，課堂作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況進(jìn)行及時(shí)評(píng)估，對(duì)學(xué)生提出個(gè)性化的教學(xué)。例如：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求有能力和興趣的學(xué)生可以做探究性和創(chuàng)新性的附加實(shí)驗(yàn)，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個(gè)性的空間，而對(duì)稍微吃力的學(xué)生則要求完成基本的實(shí)驗(yàn)，更注重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和夯實(shí)，這樣就能達(dá)到因材施教的目的。同時(shí)對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行分析，進(jìn)一步提出學(xué)習(xí)建議，并進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。

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