人工智能學校教學范例6篇

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人工智能學校教學

人工智能學校教學范文1

【關鍵詞】人文學科 大學教育 價值功能

一、現代大學教育中應強化人文精神

“以人為本”是當代社會被人們普遍認同的價值標準,當然也是教育,特別是高等教育的最根本的價值追求?!叭耸谴髮W課程實踐的主體,‘人的尺度’是根本的,‘物的尺度’必須服從‘人的尺度’。大學課程實踐目標要以培養完整的人為價值取向,因為人類實踐的最終目的是每一個人的自由充分發展?!盵1]“以人為本”的目標應貫穿于現代高等教育的全過程,因此,現代大學教育中需強化人文精神。高等教育中加強人文素質教育,就要對人文價值給予高度的重視,因為“教育是人與人精神相契合,文化得以傳遞的活動。而人與人的交往是雙方(我與你)的對話和敞亮……所謂教育,不過是人對人的主體間靈肉交流活動。”[2]

“以人為本”的價值觀要落實在高等教育人才培養目標的實施上。大學教育有兩大任務,一是教學,二是研究,這兩者最終的目的是關注大學生的成長,促進大學生從智能到人格的健全發展,因此,在高等教育中,要始終做到以人為教學實踐的主體,教學過程要始終以人為中心運作。大學教育的中心在于“立人”,這應該是大學教育中普遍遵循的教育理念,強化人文精神應該成為大學教育的主旋律。

社會是人的社會,而人又是一定社會中的人,良好發展的人和良好的社會是相輔相成,互為促進的,人的發展和完善是人類社會進步的基礎和保障。在大學教育中堅持“以人為本”,不斷強化人文精神,就是要使大學生在科學知識、文化素養、思想品質、操作技能以及創新能力等各方面,得到完善的和全面的發展。近代德國教育家洪堡提出了著名的大學教學理念:大學兼有雙重任務,一是對科學的探求,二是個性與道德的修養,是“由科學而達至修養”。顯然,科學性智能素質和人文性精神追求,這二者要在當代大學生的頭腦中和諧統一,大學生僅有科學理性的追求是不夠的,還要有健康向上的人文精神境界,大學生的自我完善與社會的進步也應該是和諧統一的。

在當今社會中,我們應該認識到“大學教育之目的,不僅在于科學研究和專門人才的培養,還在于文化傳統之保持,以及人格之鑄就和人性之完善?!盵3]21世紀的中國高等教育,必須以培養全面發展的、高素質人才為己任,教人求真,教人求善、求美,追求科學與人文的和諧共生,完善知識,完善思想,完善個性,從而造就許許多多有靈魂、有頭腦、有專長的現代知識分子,使他們成為民族的脊梁,成為國家的棟梁。教育家潘光旦先生明確指出:“教育只有一個目的,就是每一個人的人格的培養”,“只有可以陶冶品格的教育才是完全的教育”[4]。因此,我國的高等教育絕不能僅僅著眼于知識的傳授,而要從人的全面發展和社會整體進步的高度,正確認識人文教育的重大意義,大學教育應該從全面塑造人出發,以創新教育為立足點,把知識的傳授與人文精神的熏陶結合起來,為國家的現代化建設造就大批富有創造性、素質全面的高標準人才。

二、高校人文學科肩負著完善大學人文教育的重任

高校人文學科具有雙重職能,作為社會科學,人文學科肩負著使高校學生獲得社會科學知識和智能的重任,此外,人文學科還有一項潛在的,某種程度上來說是獨特的職能,即從人文精神方面鑄造大學生愛美向善和求真的靈魂。人文學科對社會進步的促進作用不可忽視,它能夠在善與美方面正確引導自然科學服務于社會。高校人文學科的意義歸結于一點,即直接指向人的生命意義,以完善大學生的精神世界為教育的目標,從整體上提升大學生的生命狀態,使他們的生命價值趨于完善。

高校人文學科在引導大學生進行正確的人生價值的選擇,以及促使他們的精神境界和智能素養不斷完善方面,肩負著無可取代的重任。此外,人文精神還可從非智力因素方面激發大學生求知的興趣和潛能,使他們獲得更多對社會有益的科技知識。人文學科對人才培養的貢獻,以及人文科學研究的價值性,正如法國著名學者丹納在論述德國人為人類現代文明的進步作出巨大貢獻時所言:“在精神文明方面出的力,誰也比不上德國人:淵博的考據,哲理的探究,對最難懂的文字的鉆研,版本的校訂,字典的編纂,材料的收集與分類,實驗室中的研究,在一切學問的領域內,凡是艱苦沉悶,但屬于基礎性質而必不可少的勞動,都是他們的專長;他們以了不起的耐性與犧牲精神,替現代大廈把所有的石頭鑿好。”[5]

當前的大學教育中,人文精神的缺失依然是不容忽視的現象,當前的大學教育應強化人文精神,人文學科的改革和完善便可有效地促進大學生在德、智、體、美、情各方面健康成長。人文精神不僅是在美的和善的方面,而且也從真的方面改造及完善人們的精神世界,引導人們的知識生產和傳播,使人們在科學進步的同時,也完善了自身?!按髮W要實現自己的本真理想,就不僅要對學生進行‘何以為生’的知識技能教育,而且要對其進行‘為何而生’的人生理想教育,使之將‘為學’與‘為人’有機地融合起來?!缦壬f:‘教育者,養成人格之事業也。使僅僅為灌輸知識、練習技能之用,而不貫之以理想,則是機械之教育,非所以施于人類也。’”[6]大學者,社會進步之發動機,大學生者,促使國家和民族興旺之棟梁人才。大學教育應在教育的各種領域、各個層面、各個階段,實現智能教育和人文教育的和諧統一,使大學生具備造福于社會的技能和人生追求。高校人文學科應根據社會發展現狀,積極調整和優化課程體系和課程內容,并在教學實踐中不斷改進教學方法,使得高校的人文學科能夠不斷優化大學生的精神素質,使其具備健康和優質的知識素養、心理素質、情感意向、價值追求和發展潛力。

三、大學的科學教育應與人文教育諧調發展

傳播知識和科學理念,為社會發展提供智力支持,無疑是大學的重要職責。但知識與科學無法解決自身存在的意義問題,只有在人文精神的規范和引導下,知識和科學才可能被賦予善的目的。[7] “科學探索如果脫離了人文精神的制約,就可能淪為唯科學主義的俘虜。唯科學主義將道德理想、終極關懷、文化價值、情感體驗和人生意義等人文因素排斥在大學教育的維度之外,從而助長了工具理性和技術功利的傾向?!盵8]失去了人文教育,大學教育可能會淪落為唯科學主義和唯技術功利,大學教育便會退化為一種物化活動,結果只能導致科學精神的扭曲。因此,科學精神與人文精神應和諧發展,二者相互滲透,優勢互補。在大力發展科學教育的同時,應注意人文教育與科學教育的同步發展,要避免科學教育與人文教育之間的失衡狀態,在高校的課程體系中,則要注意自然學科與人文學科的協調發展,以及二者的互相促進。

我國高等教育長期沿襲的“重理輕文”“文理有別”的思想觀念,加深了學科之間的隔膜,其危害是,大學生所學知識圄于專業領域,不能夠眼界開闊和觸類旁通,這便造成了他們狹窄的知識面和保守的思維模式。為了順應當前社會的科技、學術、文化的快速發展,大學教育必須徹底消除科學教育與人文教育的隔膜,以培養大學生的綜合素質為目標,堅持科學教育和人文教育并重,而且要將二者有機融合。

為了在更深層次和更宏闊的領域加強科學教育與人文教育的諧調發展,大學的課程改革應走綜合化的道路,這有利于消除大學現行各門學科之間的隔膜狀態,使得大學生避免“專門化”的局限,做到“通專結合”,強化科學理性和人文精神和諧統一的綜合素質。所謂課程綜合化,一方面,要建設科學的、高水準的課程群,使得各門相關的課程結構為有機整體,這整體應體現出層次性、互補性、綜合性;另一方面,同一學科的各類別課程,如,專業基礎課程和專業選修課程,要也進行優化組合,此外,以學生的求知進取為中心,還應將各種知識因素、技能因素、研究因素、發展因素加以整合,使其轉化為學生的綜合素質和創造潛能。因此,實現了大學課程結構的優化,便可“有利于消除大學現行各門學科之間的隔膜狀態,以便進行自然科學、哲學與社會科學及其交叉學科的相互滲透、融通與整合,溝通課程之間的知識連帶關系,實現課與課之間的交互融匯與遞進提高,從而發揮知識的整體功能……”[9]大學教育通過綜合化的課程建設,能夠有效地培養大學生順應現代社會的綜合素質,并進一步強化其創新思維能力,例如,提高其思維能力、組織能力、交際能力、應變能力、學習能力、適應社會需要的科研能力等等,“課程綜合化”促使“人才培養綜合化”,如此,課程體系便與社會需求相關聯。在當前的高等教育課程體系中,理科與文科課程應進一步相互滲透,做到“貫通文理”,開闊視野,拓寬思路,“破專己守殘之陋習”,“立融會貫通之學風”。課程綜合化是科學教育與人文教育能夠諧調發展的有效途徑,它還能夠促使大學的課程結構實現現代性轉型。

【參考文獻】

[1]葉信治.大學課程的“實踐觀點”[J].南京:江蘇高教,2003(1):33-36.

[2]雅斯貝爾斯著,鄒進譯.什么是教育[M].北京:三聯書店,1991:2-3.

[3]劉曉虹.大學與人文教育[J]. 上海:華東師范大學學報(哲社版),2003(5).

[4]潘光旦.尋求中國人位育之道――潘光旦文選[M].北京:國際文化出版公司,1997.

[5]丹納.藝術哲學[M].北京:人民文學出版社,1963:153-154.

[6]高平叔.教育論著選[M].北京:人民教育出版社,1991.

人工智能學校教學范文2

關鍵詞:高校圖書館;育人功能;大學生文化素質教育

一、加強大學生文化素質教育的重要性

大學生文化素質教育是以提高大學生的文化素質作為主要目的和內容的教育。實施文化素質教育,主要是通過對學生加強文學、歷史、哲學、藝術等人文科學和自然科學倫理方面的教育,以提高全體大學生的文化品位、審美情趣、人文素質和科學素質。我國從1995年提出加強大學生文化素質教育,這是我國實現精神文明與物質文明共同進步,實現社會可持續發展的一個重要舉措;是提高全民族的思想道德素質和科學文化素質,培養“四有”新人,為經濟發展和社會進步提供強大精神動力和智力支持的一項基礎工程;是深化高等教育改革、提高高等教育質量、改革人才培養模式、促進大學生全面發展的一個重要措施。新形勢下,高校的文化素質教育出現了一些新情況、新問題:從大學生文化素質教育的需要來看,仍未能擺脫應試教育的影響,加強大學生文化素質教育是彌補大學生文化素質欠缺的需要,是時展的要求,是社會可持續發展對高素質人才的需要,具有重要的現實意義。

二、高校圖書館在促進大學生文化素質教育方面的優勢

作為集學校教育、科研、管理、服務為一體的高校圖書館,在傳授創新知識,孵化高新技術,培養高層次人才和推進素質教育方面具有重要功能,具備明顯優勢。

(一) 高校圖書館擁有豐富的館藏文獻資源以及網上信息資源優勢

圖書館是重要的大學生素質教育基地。大學生素質教育主要通過三個途徑:課堂教育,圖書館教育,實踐教育。圖書館被譽為是“大學的心臟,”“知識的海洋”,在這里記錄著古今中外無數發明創造和人類社會各領域文明的歷史,傳遞著當前最新的科學信息,并以其豐富的圖書文獻資源顯示著它獨特的教育實力和能力,大學生進入大學以后,除了課堂學習,更多的是自學,思考。對于在課堂上解決不了的問題,包括在學習上,思想上,人生觀上的種種疑問,更多的是靠閱讀,圖書館成了解決這一問題最理想,最方便的場所,學生通過對館藏文獻的閱讀,既能提升專業知識水平,延伸課堂教育,又能拓展知識面,彌補其他專業知識的不足.通過閱讀,培養了學生多方面的興趣愛好,有利于綜合素質的提高。

(二) 高校圖書館為學生提供良好的人文環境保障

這里所說的環境,一是指館舍及各種現代化設備,二是指圖書館獨特的文化氣息和氛圍。圖書館大多位于校園中心,環境優美、舒適,建筑莊重典雅,富有藝術感染力,館內清凈整潔,書香四溢。豐富的文獻,濃厚的文化內涵,現代化的設備,快速的網上信息傳遞,多媒體閱讀等,以及圖書館科學的管理,優良的服務,文明有序的秩序,堪稱科學的殿堂。

這些都會對培養大學生的品德、氣質、情趣、行為、素養有一種導向作用和熏陶作用。大學生正處在世界觀、人生觀逐步定型的重要階段,他們所讀的書籍,50%以上是文藝類書籍,而不是專業類圖書??梢?,圖書館的藏書結構和質量以及閱讀導向,對于大學生思想品質的形成和行為的熏陶,具有不可忽視的影響力。特別是圖書館自由寬松的學習空間,有利于培養大學生的個性特色及創新精神。

(三) 高校圖書館為學生提供了導航作用

圖書館通過舉辦各式各樣的讀書活動,對學生的閱讀活動進行必要的引導,讓學生更有針對性的提高文化素養.比如:配合社會主義、愛國主義和集體主義的宣傳教育活動,加強對這方面優秀圖書的推薦、宣傳、輔導工作,并通過開展“新書通報”、新書、熱門書推薦等宣傳,引導學生多讀書、讀好書。有效地開展圖書館導讀工作,激勵學生認真學習各方面的知識、技能,調動學生的學習積極性和創造性,對于大學生素質教育起到了非常重要的作用。

三、高校圖書館如何發揮育人功能促進大學生文化素質教育

(一) 高校圖書館要合理配置館藏資源,優化館藏結構。

豐富優質的館藏資源是高校圖書館開展素質教育的基礎。進行大學生素質教育,第一需要就是及時補充、豐富館藏文獻,優化現有館藏結構。要有計劃地、科學地、合理地利用文獻購置費,針對教學科研的需要和大學生全面素質教育的需要,結合學科專業的設置變化情況,采集急需的各文種、各類型、各載體的文獻資料,以滿足讀者對文獻的各種需求.要在緊緊圍繞學校學科設置的同時選擇一些思想先進,內容健康,科學性強,觀點正確,學術價值較高的圖書,保證藏書特色的同時,積極引導學生閱讀,尤其選擇對那些對大學生的倫理道德,思想情操等方面有重要影響的高品位的書籍,使大學生通過閱讀陶冶良好的情操并樹立正確的世界觀,人生觀和價值觀。

(二) 高校圖書館要加強館員隊伍建設和人文環境建設。

圖書館工作人員是圖書館人文精神和人文關懷的具體體現者和實踐者。美國曾經有這樣一種說法:圖書館所發揮的作用,建筑物占5%,信息資料占20%,而圖書館員占75%。作為圖書館工作人員,應該首先具備”讀者第一,服務至上”的理念,要有強烈的責任心和服務意識,其次要不斷地拓展知識領域和業務水平,要擁有對圖書館資源進行組織,整合與有效管理的能力,成為圖書館信息資源的使用專家,指導讀者利用圖書館資源的導航專家。只有這樣才能幫助學生在信息的海洋中找到最有價值的資源,在潛移默化中幫助讀者提高綜合素質。

高校圖書館有著獨特的文化氣息和文明氛圍,圖書館的人文環境直接反映著高校的精神面貌,館內整潔的閱讀環境,圖書館清晰的規章制度,有序的借閱秩序,以及周邊環境的維護與綠化都對大學生形成一種約束力,工作人員熱情周到的服務,以及館內人員之間和諧的人際關系,濃厚的學習氛圍,都能使學生建立起自覺的學習意識,培養學生養成良好的學習作風,樹立積極向上的精神面貌。因此,建設優良的人文環境對大學生文化素質的提高起著可忽視的作用。

(三) 圖書館開展信息素質教育活動,提升大學生信息素質。

高校圖書館是開展信息素質教育的主戰場。信息素質教育是大學生文化素質教育的重要組成部分,擁有良好的信息素質是大學生文化素質提升的關鍵,信息素質教育并不是單一的信息獲取能力的培訓,而是認識各種信息資源并檢索,評價和使用信息的綜合能力教育,包括信息意識教育,信息能力教育和信息品質與道德教育。信息意識是一種重視信息、發現信息的能力,這是信息時代創造性人才必須具備的重要能力。高校圖書館可以通過對大學生信息意識的培養和獲取信息能力的引導教育,使他們對計算機網絡、聯機數據庫、光盤出版物、海量存貯及數字化信息具備處理能力。

開展文獻檢索課程是提高大學生信息素養的一個重要方法,通過講授有關檢索知識和相關檢索工具及科學的方法和技巧,使學生掌握從浩瀚的文獻信息中找出符合特定需要的文獻信息的能力。

(四) 開展多種多樣的讀書教育活動是提高大學生文化素質的重要途徑。

人工智能學校教學范文3

關鍵詞:智能科學基礎;系列課程;國家級教學團隊;改革;建設

在國家教育部質量工程的支持下,中南大學信息科學與工程學院對國家級精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國雙語教學示范課程人工智能和國家級智能科學基礎系列課程教學團隊[4]等進行持之以恒的改革與建設,取得一些成果。

“智能科學基礎系列課程教學團隊”的教學隊伍是一支由國家級教學名師領銜[5],知識結構、梯隊結構和年齡結構比較合理,具有明顯的學科優勢、課程優勢、人才優勢和教學科研優勢的頗具特色與影響力的教學團隊。該團隊以中南大學智能科學研究中心為核心,主要承擔人工智能基礎、智能控制導論、機器人學、專家系統等本科基礎和專業基礎課程,碩士學位課程人工智能、智能控制和機器人控制技術以及留學生碩士學位課程Artificial Intelligence和博士生學位課程智能系統原理與應用的教學。

教學團隊在建設過程中,注重教學改革,加大課程建設和教材建設力度,不斷改進教學方法,在課程改革、教材建設、教學手段、隊伍建設以及交流合作等方面取得一些進展。本文擬就教學團隊的改革與建設的相關理念與實踐問題加以總結,談談我們的見解。

1創新教學方法

教學是教師的本職和核心工作。本教學團隊一直致力于教學方法與教學模式的改革與創新,虛心學習國內外先進教學經驗和方法,積極探索教學新路,形成了“以趣導課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學模式和教學方法[6-7]。充分激勵學生的學習積極性和主動性,發揮獨立思考和創新思維,多方位培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。我們在教學過程中應用了課堂演示、課堂互動、課堂辯論、課后網絡教學、網絡實驗等一系列現代化全方位的教學新模式。此外,為提高學生的動手能力和理論水平,讓學生直接參與部分教師課題,理論聯系實際,為畢業后的工作學習打下良好基礎。具體措施如下:

1) 舉行課堂討論會,營造自由探索氛圍。

為調動學生的積極性,我們在授課過程中多次開展課堂討論會和辯論會等活動,讓學生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點,使學生全方位地接觸所學課程,培養學生的研究能力,真正實現師生互動,并鼓勵學生用英語討論。學生對有些問題展開了激烈的爭論,激發了學習潛能,明確了學習目標。課程中還經常請來在科研工作中擔任主要任務的教授和博士生來給學生介紹最前沿的科學動態,激發學生們對所學知識和科學研究的興趣。在研究生教學方面,我們更進一步通過舉辦課程課堂學術研討會,讓學生在一年級就開始接觸學科前沿,自己查閱資料和動手寫科技論文,并在研討會上宣讀討論,培養獨立工作能力和從事學科前沿研究的能力,為將來的高層次研究打下基礎。

2) 倡導啟發式教學,培養學生學習能力。

注意采用面向問題的啟發式方法進行教學,啟發學生求解問題能力,強化學生的參與意識,提高他們的學習積極性。教學中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問、鼓勵或指定學生用英語提問、學生就某個知識點進行主題發言后老師點評等。此外,師生通過互聯網進行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。

根據學生的興趣和創新潛力,對有專業特長的本科生,在自愿情況下,挑選2~3名參與國家級項目研究工作,進行中長期培養試點,實現本科培養過程與碩士、博士研究生培養過程的銜接。

3) 增強課程實驗教學環節,籌建智能專業實驗室。

智能科學基礎課程的概念性較強,初學者感到比較抽象,而實驗教學又是薄弱環節。因此,結合學生實際情況,我們對實踐教學環節十分重視,設計了一些新的實驗項目,探索新穎的實驗方法。新開實驗項目包括人工智能實驗、智能控制實驗、專家系統實驗、機器人學實驗、人工智能課程設計等。對相關課程的原有實驗,我們也進行了一些改革,增設了個性化的實驗,使得學生的實驗數據和實驗結果分析既有格式要求,又給學生報告自己研究的過程和結果留有空間。這些做法能夠鼓勵學生進行獨立性研究,滿足他們學習的需求。通過實驗教學,學生能夠理論聯系實際,驗證所學理論知識和概念,加深理解,充分調動了學生的學習積極性,培養了他們的創造能力。

除課堂實驗外,我們還充分發揮虛擬實驗的優點,設計了網絡虛擬實驗,讓學生在課外上網練習。通過虛擬實驗,學生可以了解算法的具體運行過程,調整參數和過程,并進行驗證以加深對知識的理解,提高學習興趣,從而達到教學目的。

結合科研,購進和自制部分新設備、新系統,計劃建設智能專業實驗室,為教學提供更多的優良實驗設備。例如,已研制“中南移動一號”和“中南移動二號”自主移動機器人共7臺,已購進RCB-1型教學機器人20套等。

教學團隊教師還指導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽活動、大學生創新性實驗計劃及創新教育計劃項目等,取得優秀成果。

2推進課程改革

教學改革是課程建設和學科發展的生命線。我們把國家級精品課程和全國雙語教學示范課程放在優先建設的位置,并以它們帶動其他課程建設,完善系列課程建設,同時新辦了智能科學與技術專業。

2.1搞好精品課程建設,改進雙語示范課程教學,穩步推進系列課程建設

本團隊著力搞好已有的2門國家級精品課程、1門全國雙語教學示范課程,更新精品課程網站,豐富課程內容。為了及時反映上述課程中相關科學技術的最新進展,我們調整了教學體系和教學內容,修訂了教學大綱,并對教學內容進一步優化和更新,極大充實了各課程教學內容。同時,通過校際教學活動和網上資源共享對精品課程、雙語教學示范課程進行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。

為加強精品課程建設,完善和拓展課程體系,在總結現有精品課程的建設經驗的基礎上,又建成省級精品課程1門,校級精品課程1門。

為提高學生的專業英語水平和學習興趣,使得學生能夠開拓眼界,追蹤國際前沿科學研究,本團隊長期對雙語教學進行研究和實踐。除改進人工智能雙語教學示范課程外,團隊承擔的其他課程,如智能控制、機器人學、專家系統、數據結構等也實行了雙語教學,并為該課程引進英文輔助教材。例如,對人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國外影響較大的英文原版教材作為主要教學參考書[10-11],供學生學習參考。在雙語教學中,一般以漢語講授為主,英語為輔,并對一些關鍵詞同時用漢語和英語表示。對部分章節或某個專題,采用純英語教學或以英語為主漢語為輔的教學。對PPT課件的編寫分為純漢語、純英語和英漢混合幾種方式。英語教學比例要根據教學內容和學生英語水平而定,其檢驗標準是學生的接受程度與學習效果,根據這一點來適時調整雙語教學中英語對漢語的比例。

通過教改實踐,我們承擔的智能科學基礎課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學的基礎課程到專業基礎課程,再到專業實踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進、優勢互補、協調發展的智能科學與技術學科從基礎到應用的系列課程體系。

2.2新辦智能科學與技術專業

智能科學與技術是當代科技發展的前沿學科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養能力[12]。我校的智能科學與技術學科方向經過近20年的發展,已形成了具有自身優勢和特點的學科,在國內具有一定的知名度和優勢。為了促進智能科學與技術學科的發展,經過多年積極準備,我們于2009年申報了智能科學與技術專業并獲得教育部批準。通過向兄弟學校學習調研,了解該專業人才需求、專業建設規劃,設定適應培養目標的教學計劃與課程設置方案。雖然我們開辦“智能科學與技術”專業較晚,但我們從2002年開始,就一直關注和積極參與國內智能科學的學科的討論與新專業籌備工作[13]。

我校于2009年申報獲準,在自動化專業增設了智能科學與技術專業方向,目前已招收2屆學生共84人。我們為選讀智能科學與技術本科專業方向的每個學生選定指導老師。每個學生都可以參加指導老師的課題,指導老師也可以利用自己的學識、經驗和責任心來更好地管理呵護學生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學們的普遍歡迎,也得到了學校的肯定。我們還多次召開師生見面會并通過指導老師走訪宿舍,了解每個人的情況。為了消除代溝,努力融入同學當中,學習熟悉他們的語境和思維想法。我們的目標就是不讓一個學生掉隊。

創建與建設智能科學與技術新專業,將為智能科學基礎系列課程教學建設提供一個更加寬廣的平臺,并對計算機、自動化和電子信息等學科的專業建設和課程建設提供一個新的增長點。我們將以智能科學與技術專業建設為契機,虛心學習兄弟學校的專業建設的做法和經驗,進一步規范智能科學與技術的基礎課程教學,讓智能科學基礎課程教學建設登上一個新的臺階。

3加強教材建設

教材是教學的重要工具和資源,其水平直接影響教學效果和教學質量。在教學過程中,我們與時俱進,對教學內容不斷優化與更新,精益求精地編寫反映學科發展的教材[14]。

我們對原有編寫出版的教材進行修訂,反映新世紀學科發展水平和發展趨向,以適應教改需要。把這些最新內容用于教學,使學生了解到國際前沿動態和本學科的最新成果。

以相關系列課程為平臺,注重教材配套,服務因材施教,著眼長遠教材建設。僅2007年以來我們已出版的相關教材及專著如下:

《智能控制原理與應用》,國家級精品課程配套教材,2007;《智能控制導論》,國家級精品課程配套教材,2007;《未知環境中移動機器人導航控制理論與方法》,2008;《機器人學》,第二版,國家級教學團隊配套教材,2009;《機器人學基礎》,國家級教學團隊配套教材,2009;《人工智能及其應用》,第四版,國家級“十一五”規劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎》,第二版,國家級“十一五”規劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《移動機器人協同理論與技術》,2010。

4優化隊伍結構

師資隊伍建設是團隊建設的源頭,沒有一流的教師隊伍就沒有一流的教學團隊。在師資隊伍建設上,我們一直采取引進優秀人才和在職培養相結合的做法。對于人才的引進主要通過辦專業和辦學科點等方式吸引人才,還通過創造教學和科研條件,穩定教師隊伍,解決個人的發展問題。

采取有效措施,提高主講教師的學術積累和教學水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項目,提高學術水平。二是派中青年教師赴國外研修訪問,了解和學習發達國家同類課程的先進教學經驗、相關課程設置情況與發展趨勢,將國外教學思想引入課程教學。

教學始終是教師的第一要務,為了提高青年教師的教學素質,我們實施并完善了一系列管理措施和制度。

1) 設立名師工作室,實現名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對年輕教師進行傳、幫、帶,可以有業務方面的指導,也可以有認識方面的交流。通過老教師對年輕教師全方位的指導,使老教師的教學理念和經驗得以繼承,加快了年輕教師的成長。

2) 有計劃地安排年輕教師虛心旁聽有經驗教師的講課。通過聽課,不僅使年輕教師進一步掌握課程的內容,更重要的是使年輕教師學到了老教師的教學方法和經驗,對其今后從事教學工作起到了積極的指導作用。

3) 對于第一次上課和第一次上某門新課程的年輕教師,團隊都要在課前組織他們試講。試講前,安排老教師進行指導,傳授教學經驗。試講時,由團隊的教師參加聽課并對其進行講評,肯定其優點,指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點,找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統一基本教案,幫助年輕教師成長。

近兩年來本教學團隊獲得的主要教學獎勵就有徐特立教育獎、茅以升教學專項獎等。

5擴大交流合作

我們在做好自身團隊建設的同時,增進與全國相關高校和教學團隊的交流,學習兄弟團隊的建設經驗,在課程示范、教材推廣、網絡資源輻射等方面發揮積極作用。我們還開展校內合作,聯合不同院系進行教學和精品課程的申報與建設,在校內推廣改革成果;發表了一系列教改論文;發起籌備《全國智能科學技術課程教學研討會》;邀請企業界科技精英做本科生就業指導相關報告。

1) 增進校際交流,發揮輻射作用。

我們經常以講座報告形式在許多兄弟院校進行教學與教改交流。例如,最近一年來就應邀先后到上海交通大學、同濟大學、東華大學、東南大學、國防科技大學、中國礦業大學、北京科技大學、清華大學等校就智能科學技術課程的教學、教改和建設問題作專題報告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數以百計的高等院校采用我們編著的教材和網絡課程進行教學,國內已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學的教師,來信來函索取我們開發的課程教案、課程演示和網絡課程相關資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務工作。

2) 撰寫課程改革論文,進行國內外交流。

本團隊成員僅近一年多來,就在中國教育開放資源網、中國人工智能學會13屆年會、計算機教育、高等理科教育、計算機與現代化等會議及刊物上發表10篇教改論文,在國內外進行交流,起到介紹情況,交流信息和經驗的積極作用。

3) 籌備全國相關課程教學研討會。

為了更好地交流經驗,擴大影響和輻射作用,我們發起并聯合中國人工智能學會教育工作委員會、中國計算機學會人工智能與模式識別專業委員會、中國人工智能學會智能機器人專業委員會、中國自動化學會智能自動化專業委員會、中國人工智能學會人工智能基礎專業委員會,籌備召開了首屆《全國智能科學技術課程教學研討會》[15]。圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業的課程改革與建設、課程和專業教學計劃制定和未來發展設想等方面進行交流研討。通過交流研討,認真學習兄弟學校的經驗,并盡可能匯報我們的經驗。我們相信,在與會全體代表的共同努力下,本次課程教學研討會一定能夠取得積極的成果。

注:本研究獲得教育部國家級精品課程人工智能(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)等項目支持。

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[15] 2010年全國智能科學技術課程教學研討會征文通知[J]. 計算機科學,2010,37(6):封3.

Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU

CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

人工智能學校教學范文4

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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人工智能學校教學范文5

近期,哈工大和黑大的創業團隊、創業導師以及相關負責人利用多種方式,面向全省高校交流分享了創新創業經驗。

探索融合教學

從大學生變成老板需要多長時間?華鯨州只用了不到10個月。2014年9月進入黑大軟件工程專業學習的他,在2015年6月就注冊了哈爾濱追光人科技有限公司。如今,他開發的人工智能平臺,已經吸引了眾多投資人的目光。

這個人工智能平臺之所以有這么大的吸引力,是因為華鯨州開發出了一個十分簡單的編程方法?!霸谖业娜斯ぶ悄芷脚_上,不需要學任何編程語言,只要用漢字就能編出私人訂制的人工智能程序,而且10分鐘內就能學會編程方法?!比A鯨州自豪地說。

和華鯨州一樣自豪的,是他的專業老師郭興凱。華鯨州說,“要不是郭老師,我根本不可能這么快走到創業的路上來。”

原來,郭興凱為新生上第一堂課時,并沒有講任何編程理論,而是問所有學生,學習編程軟件有什么用。當時華鯨州就說,“可以開發出鋼鐵俠?!?/p>

很多同W都笑了,但郭興凱沒有笑,反而鼓勵華鯨州嘗試著去開發鋼鐵俠那樣的人工智能系統。在郭興凱的鼓勵和指導下,華鯨州大一上學期從科技創新項目開始做起,很快就研發出自己的人工智能平臺,隨后注冊成立了公司。

“華鯨州是黑大十分突出的創新創業典型?!惫d凱繼續道,“如今在黑大,大部分學生都會尋找自己專業的科技創新點或創業機會,讓專業理論得到應用,真正實現了專業教育和創新創業教育的深度融合?!?/p>

實際上,黑大已經將創新創業教育與思想政治教育、素質教育、專業教育、職業教育充分融合,并不斷將創新創業教育理念融入項目研究、學科競賽、校園活動中,提升了創新創業教育的實效性。

哈工大也在這個方面進行了有益嘗試,學校在做好傳統教學和專業教學的同時,將創新能力和創業思想融入到了教學的各個環節中,讓廣大學生在專業學習中掌握了創新創業所需的知識,激發創造的欲望,為創新創業實踐打好了基礎。

秉承“做中學”

和華鯨州一樣,哈工大超過70%的大一新生都會做科技創新項目,并形成了一項制度――“大一年度項目”。

“大一年度項目”是由大一學生以項目團隊的形式,借助各種教學和科研資源開展為期一年的研發與制作項目。該項目自2010年開始,經過5年的發展,如今已成為哈工大學生創新創業的起點。

回想起自己大一時做項目,學生馬忠超說:“那會兒單片機是什么,三極管有什么作用,步進電機怎么驅動,這可難倒了沒有任何電路知識基礎的我們,通過查閱資料、文件檢索,以及自學單片機和C語言課程,我們慢慢學會了這些元件的連接和使用。最終,我們做出了獲得全國電子設計大賽一等獎的項目?!?/p>

哈工大相關負責人表示,“大一年度項目”充分體現出哈工大“做中學”的傳統。學校重視培養學生創新創業的理論基礎,更重視培養學生在創新創業實踐中的實際能力培養。哈工大目前已經構建了基于項目的學習、各級各類科技創新和創業實踐競賽、創新創業訓練、拔尖創新人才培養實踐等系統的創新創業教育實踐體系。

據了解,哈工大每年有80%以上的本科生投入到創新創業相關活動,“十二五”期間,學生完成基于項目的學習計劃1.6萬余項,完成大學生創新創業訓練計劃項目2535項,其中獲國家級資助583項,參與學生7500余人次。

黑大也在不斷加強訓練項目平臺、實踐基地平臺和競賽實訓平臺建設,注重用通過創新創業大賽提升學生的“雙創”能力,建立了競賽實訓與管理機制,鼓勵學生在專業教師指導下參加“挑戰杯”、數學建模等各級各類競賽,實現創新創業競賽實訓課程化、常態化,已有3000余人次學生獲省部級以上獎項。

堅持專業化

李海東是黑龍江大學的一名教師,但和其他教師不同,他是黑龍江大學創業教育學院專職教師,專門教授學生創新創業。他告訴記者,“黑大是全國唯一一所擁有創新創業專職教師的高校,實現了創新創業教育的專業化?!?/p>

但創新創業真的是能教出來的嗎?

“創新創業也許不能教出老板,這本身也不是創新創業教育的目的,但通過專業化的教學,創新創業精神可以培養出來,創新創業的能力能夠提高?!崩詈|說。

他告訴記者,一直以來,黑龍江大學堅持“面向全體、基于專業、分類教學、強化實踐,融入人才培養全過程”的原則,突出面向全體學生,培養創新精神與意識;面向具有創業潛質的部分學生,培養創業精神與能力;面向具有創業意愿的少數學生,培養創業知識與技能,構建出教學、實踐、保障“三位一體”的“融入式”創新創業教育模式。“近三年,學校‘融入式’創新創業教育模式共使6萬余名學生受益,用人單位滿意率高達96%,畢業生自主創業人數676人,創辦企業101家,多項成果實現市場轉化?!?/p>

實際上,社會上對專職創新創業教師有很多不同的看法,一方面認為創新創業教育應該而且可以更專業化,但另一方面,又認為專職的創新創業教師缺少實踐經驗,應該讓成功的創業者來擔當創業教師。

人工智能學校教學范文6

關鍵詞:機器智能;教學方法;專題文獻調研;演講;討論;編程;學生評價

自2005年北京郵電大學在國內得到教育部批準設立智能科學與技術本科專業開始,機器智能課程就被設定為一門重要的專業基礎課。在2008年全國智能科學技術教育學術研討會上,機器智能課程被確立為第一批三門核心課程之一。作者曾在2009年全國智能科學技術教育學術研討會上對該課程內容的建設進行了探討[1],在此基礎上,結合教學實踐工作對于該課程的教學方法也進行了一些摸索。

1相關教學方法

機器智能是新出現的課程,可供參考的國內外資料較少,我們主要對相關的人工智能課程的教學方法進行了調研和學習。陳白帆、蔡自興等的人工智能精品課程教學方法在國內最具代表性[2],開設課程設計,學生根據自己的興趣組成小組選題。多媒體課件和網絡課程相結合,采用啟發式教學,舉行課堂討論等。王甲海[3]等探討啟發式傳授人工智能解決問題的非結構化的思想。劉興林[4]從教材選擇、教學內容和方法、考核方式等做了一系列教學改革。韓潔瓊[5]等提出注重激發學生的學習興趣、加強對實驗教學的重視。白潔[6]等提出與學科發展前沿接軌,注重培養學生的創新能力。朱紅[7]等對圖搜索內容進行有效的教學設計。王璐[8]等設計了應用型和研究型的教學情境。

國外人工智能課程建設具有更長的時間和更多的積累。很多大學在人工智能課程中圍繞游戲引入工程項目。Jeffrey等[9]引入基于Blackjack游戲的優化模型來進行人工智能課程教學。Hansen等[10]開發了Glomus教學系統,引導學生在邏輯證明游戲過程中學會重要概念。Douglas等[11]針對電腦游戲中的人工智能的課程教學提出了學生教學生的方法。Ingrid等[12]以機器學習為主題把人工智能中分散的重要概念統一到一起。

2教學實踐

2.1總體思路

在本課程教學實踐過程中,總體思路是根據教學基本要求和主要內容形成的。詳細的教學基本要求和內容參見文獻[1]?;诖耍瑢Ρ菊n程的教學實踐進行了如下分析。

1) 教學內容極其豐富多彩,如果需要詳細地講授,每一個章節都可以成為一門課程,64學時的時間是遠遠不夠的。

2) 本課程是一門成長中的新課程,其中既要包括智能領域學者們研究了幾十年的重要成果,也要涵蓋當前國內外最新研究現狀的了解和把握,才能讓學生們感受到當前時代的脈搏,了解到本專業的魅力。

3) 智能科學與技術也是一門實踐性很強的學科,其中很多技術都已經或正在社會生活中發揮著重要作用,學生們更渴望能夠在學習實踐中掌握和推進這些技術。

4) 任何教學過程,如果只是單方向的教師講、學生聽,很難達到良好的效果,必須要調動學生的主動學習興趣,讓學生真正參與到教學過程中來,才能實現教與學的雙向促進。

于是,我們采取了以點帶面的方法,抓住其中的關鍵點進行細致地講解,其余的內容則根據側重面的不同,分別采取啟發式教學的方法,如專題文獻調研、演講、討論、動手實驗、學生評價等方式推動學生主動學習相關知識和技術,實現知識拓展和興趣培養。

2.2專題文獻調研

這是我們借鑒了帶研究生做課題的經驗而提出的一種方法。每次開始講授這門課程的時候,學生們都會問:為什么我們課程的名字跟其他人工智能的課程不一樣?內容上有什么區別?我也都會給出我們的回答,但是總感覺學生并沒有完全理解??紤]到智能科學技術專業本身就是一個新鮮事物,機器智能課程也是新近提出的,目前并沒有完全定論,屬于前沿探索的問題。因此,我們提出進行專題文獻調研的方法,希望讓學生通過自己的廣泛閱讀、比較和分析,更加深入地了解本課程。

我們首先給出需要調研的問題以便引導學生的調研方向,即國內外關于智能科學與技術專業的建設情況如何?機器智能、人工智能、神經網絡及其他相關課程的建設情況如何?這些不同于學生們以前在其他課程中遇到的作業或問題,沒有固定的求解思路,沒有確切的標準答案,但卻都是學生們非常關心的問題,因此極大地激發了同學們的學習興趣。我們鼓勵大三學生自由組合,每3~4人組成一個課程小組,每組由一位組長負責組織管理,如召集小組討論,共同制定調研計劃,分配調研任務,綜合調研結果等。這種形式對于大三的學生畢竟是新的嘗試,開始的時候學生們對于如何進行文獻調研不太清楚,我們在給學生介紹文獻資源和調研方法的同時,也邀請了幾位研究生來到課堂上現身說法,學生們普遍反映非常好。

經過1~2周的文獻調研,學生們交上來的作業令人非常滿意。內容涵蓋了人工智能、機器智能、計算智能的概念,國內設置本科智能科學與技術專業的高等學校及其專業定位、培養方案、主干課程、實驗課程、畢業生去向,美國、英國大學人工智能專業研究生排名,國內外著名大學的人工智能、神經網絡相關課程教學內容、實踐設計、參考教材等等。各組調研內容之間有一些交叉,證實了本領域的一些共同特點,如人工智能課程的知識表達與推理、搜索、專家系統、自然語言處理等經典內容;各組的調研結果更有很大的不同,既反映了學生們思考問題的角度是多樣性的,也反映了智能科學技術專業建設和機器智能相關課程的教學是多樣性的。經過比較和分析,學生們對本課程的理解清晰多了,學習態度非常積極,希望探索智能奧秘的熱情極為高漲,為后面的教學打下了良好的基礎。

2.3動手實驗

實踐出真知,我們在理論教學的同時也特別注重實驗環節的設計,學生通過動手實驗加深對理論知識的理解和運用。對于本課程的重點模塊內容,如BP算法、啟發式搜索,我們都給學生布置了以組為單位的實驗作業。為了激發學生的主動性和創造性,還對每個作業給出了擴展性的要求。以BP算法的實驗為例,我們要求各組在充分理解BP算法原理的基礎上,編程實現手寫數字0~9的訓練和識別功能。我們也給出了擴展性要求:可以通過自己查閱文獻,尋找提高BP基本算法性能的方法和技術;可以不限于手寫數字0~9的識別,自主選擇感興趣的其他模式信息進行實驗,如語音信息、手寫英文字母、手寫漢字等。

學生們開始面對這個作業的時候非常迷茫,不知從何處下手,我們一方面鼓勵學生要有信心,不要有畏難情緒,一方面就相關內容安排課堂重點討論,首先要正確理解和掌握經典BP算法的基本原理,包括其數學推導的全過程,然后從如何構造單一神經元和激勵函數開始,進而討論如何實現一層神經元和相鄰層神經元的計算,以及如何進行誤差計算和反向權值調整。學生們逐漸對實驗作業有了深刻的理解,開始動手設計自己的神經網絡,隨著一個個步驟的實現,學生們之前的很多疑惑都豁然開朗,對BP算法充滿了興趣。很多組的同學對測試的識別率不太滿意,都主動去圖書館查閱相關資料,嘗試了一些改進方法和技術,如改變多種神經元激勵函數、加入動量項微調權值修正量、自適應變步長算法等。

有一個組的作業給我印象極其深刻,因為他們勇于挑戰了BP神經網絡實現語音信息0~9的識別,不但很好地掌握了BP基本算法及其改進:變步長法和引入動量項法,還自學了錄音、音頻信號分幀、加窗、MFCC特征提取等。他們對待本課程的熱情,還有他們表現出來的巨大的潛力都讓我感動,讓我對我們的專業和課程建設的未來充滿了信心和希望。

正是應對了“理論與實踐相結合”的經典理念,半年里64個學時完成后,從學生們的直接反饋中發現,他們理解掌握最為深刻的內容恰恰是他們曾經動手進行程序開發的內容。這充分表明了在本課程的教學過程中注重動手實踐能力的訓練和培養的重要性。

2.4演講、討論與評價

這也是我們在教學過程中探索出來的方法。專題文獻調研和動手實踐的作業極大地調動了學生們的積極性,效果也非常好,但作為一門課程,還是要有一個分數的評價。以往都是學生把作業交上來,老師統一評分?,F在面對如此多樣性的作業,老師個人的評價顯得并不充分,我們認為學生們相互之間做的工作類似,能夠理解各組作業的特色和工作量大小,在評價上更有發言權。因此,我們提出了一種同學參與評分的方案,即演講+討論+評價。

首先是演講。為了使評分過程做到公開、公正、公平,我們在各組完成一次文獻調研或者動手實驗之后,都要求各組準備好演講的文件和相關材料,包括ppt文件制作、程序演示、功能測試等,專門抽一次上課時間用來進行各組的集中演講,展開實踐經驗的深入交流。每組派出一位代表來演講,介紹本組作業的詳細情況并演示。介紹完畢,就進入提問和討論環節,老師和同學都可以就其中的任何問題提問,也可以進行程序功能的現場檢測。這一方面活躍了課堂氣氛,使得學生們大大增強了對于重點內容的理解和掌握,另一方面,各組之間可以相互學習,拓展視野,開闊思路。同時,這也很好地鍛煉了學生的組織和演講能力。最后是評價,也是各組選派一名代表,就像各類比賽中的評分專家一樣,根據各組的演講、提問、回答、演示等,綜合給出一個評分。這種形式對于學生們也是很新奇的,大家都很認真地對待,基本上每次評分都能很好地反映出各組的水平。同時,這也激發了學生們的主動性和創造性,因為只有真正的努力和過硬的成績才能獲得各組同學的一致好評。

2.5創新性研究

我們鼓勵對本課程相關領域具有濃厚興趣、能力較強的同學自發組成小組,基于課程所學內容進行深入分析思考,提出創新性的課題展開研究,并在合適的時機鼓勵學生們利用課程相關的知識積極參加各種競賽,從今年開始中國人工智能學會主辦的全國大學生智能設計大賽將是今后我們努力的主要方向。2010年,我們選擇了三星公司面向大學生的bada應用開發試點活動作為第一次嘗試。學生們經過三個多月的努力,獲得兩個三等獎和兩個優秀獎。經過競賽鍛煉,學生們不僅加強了對于課程相關知識的理解和掌握,增強了研究開發能力和自信心,更加深了對于本專業的濃厚興趣,為本專業和本課程的建設提供了強有力的支撐。

2.6專家講座

我們先后邀請到了國內外的專家學者來給學生進行專題講座。國際計算語言學會主席、美國南加州大學信息科學研究所Prof. Eduard Hovy關于什么是智能的講座,首都師范大學人工智能領域著名教育專家王萬森教授關于模糊邏輯與推理的講座,都讓學生們感受到了大家的風范,靈活生動的講課風格受到了學生的高度贊揚。

3教學反饋

在北京郵電大學組織的2010年學生評教工作中,本課程得到了97.46的高分(滿分100)。以下是我們收到的一些學生的反饋意見。

1) 實踐時間充裕,在解決問題的過程中培養了一種能力。作業不死板,給出一個框架思路,同學可以自由發揮。還地鍛煉了大家的團隊合作精神,專注于自己擅長的領域才能做的更好。讓同學們自己放開去做,在出錯時及時交流糾正是一種很自由、很開放的學習模式,這樣的氛圍可能不會培養高的分數,但會收獲高的能力。

2) 教學形式較為新穎,不是采用以往講授知識的方式,而是采用了更為貼近實際的方式,在開學初就分組,拋棄了筆上作業,改用實際的編程、查找資料等方法,更能調動大家的學習積極性。驗收作業也不是以往老師收上去批改后發下來這種千年不變的形式,而是讓同學互相打分,這種方式更為客觀而且可見,更加公平。最后感謝李老師一學期以來的教學與幫助,也感謝實驗室所有老師和助教的幫助,也相信咱們智能科學與技術專業,機器智能這門課程會越來越完善、成熟。

3) 感覺比較實用、有意義。從大學開始接觸的都是純理論的課,這門課上需要做實踐編程作業,我學習了機制與算法實現,更重要的是能讓我們在解決實際問題中提供一些從未有過的思路。比如我在百度俱樂部參加一個如何構建購物網站的工作,需要垂直搜索技術,把各大購物網站的價格列出來,可是有些網站,如京東商城是采用圖片形式顯示價格的,很多研究生也沒做出來,我用了機器智能中的BP算法解決了這個問題,當然需要一些圖像處理技術。總之,試驗后我們得到的是一種解決問題的思路,所以我覺得在提供知識的基礎上使用實驗技術加深對知識的理解效果很好,實驗就是最好的作業。

4) 隨著我們步入大三,越來越感受到智能領域的廣博精深。就像老師教學的課件一樣,每個知識點的擴充都能組成新的一章。本學期感觸最深的除了三星競賽此外還有兩點:一是李老師上課講的內容充實,從神經網絡到機器情感,從BP到A*,幾乎把智能領域經典的模型算法都覆蓋了。第二點就是本學期李老師請來了很多professor(巨開心哈)。我覺得看看別的學校甚至別的國度的“大牛們”都在研究什么,有利于我們拓寬眼界,開闊思路。希望李老師以后也辛苦聯系他們,讓學弟學妹們也享受這種待遇。

4結語

本文對機器智能課程的教學方法進行了探討,針對不同模塊的教學內容,提出并實踐了專題文獻調研、演講、討論、動手實驗、學生評價、創新性研究、專家講座等教學方式,收到了較好的效果。今后還要緊跟智能科學與技術的發展進一步豐富本課程教學的前沿性和創新性,在力圖編一本比較好的教材的同時,著手研究多種資源和手段的運用。

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Teaching Practice of Machine Intelligence

LI Lei, LIU Pingan, WANG Xiaojie, ZHONG Yixin

(Department of Intelligence Science, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876, China)

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