《人工智能技術(shù)》教學(xué)與實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間:2019-08-07 來源: 感悟愛情 點(diǎn)擊:
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:TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中國科協(xié)成立50周年新聞發(fā)布會在北京召開。在新聞發(fā)布會上,“五個(gè)10”系列評選活動,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)影響中國的科技事件、10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)評選結(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,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、對主要技術(shù)及應(yīng)用有一定掌握,并對現(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)生對人工智能技術(shù)的興趣,培養(yǎng)知識創(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,涉及知識點(diǎn)多,知識更新快,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。《人工智能技術(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《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國家工程院院士、普度大學(xué)教授傅京孫先生的指導(dǎo)和鼓勵下編寫,借鑒了國內(nèi)外人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)<业淖钚卵芯砍晒蛯W(xué)術(shù)書籍的長處,該書比較全面地介紹了人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)知識與技術(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)會議,使學(xué)生能夠掌握人工智能技術(shù)的更多前沿動態(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,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)。《人工智能技術(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)生的主動學(xué)習(xí)意識,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)知識比較匱乏,因此有必要針對每個(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)評估,對學(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)行有針對性的指導(dǎo)。
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