序论:在您撰写人工智能课程时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
Abstract:Inviewofthecharacteristicsofartificialintelligencecurriculum,includingabstractcontentandcomplexalgorithm,andtheactualneedsofundergraduateteaching,combinedwithteachingpractice,thispaperdiscussesandsumsuptheteachingreformandinnovationofundergraduateartificialintelligencecurriculumfromtheteachingsystem,teachingcontent,teachingmethodsandassessmentmethods.
Keywords:artificialintelligence;innovation;undergraduate
0引言
1教学内容优化与更新
人工智能是一门崭新的学科。开设本课程首先是确定教学内容。通常来讲,人工智能学科的内容包括两个部分,具体:一是知识表示和推理;二是人工智能的应用。前者是人工智能的重要基础,后者主要介绍了几种人工智能应用系统,包括自动规划和机器视觉、机器学习、专家系统等。另外,课程内容中还包括了一些人工智能应用的实例,将实践和理论紧密结合起来[3]。
随着时代的发展和科技的进步,人工智能学科也取得了较大发展。基于此,人工智能学科也应该与时俱进,更新人工智能教学大纲,进一步完善其教学内容。修订后的人工智能教学大纲将人工智能分成两个部分,即基础部分和扩展应用部分。前者包括计算智能、搜索原理、知识表示等,后者包括智能机器人、智能控制、多智能体、自然语言理解、自动规划、机器学习、知识工程等。
教学内容的选择和确定应综合考虑多项因素,不仅要重视基础知识,也应注意推陈出新,随着科技的进步做到与时俱进,同时教学内容应符合现实的需求,能够与社会接轨,将理论和实践紧密结合起来,只有这样人工智能课程的教学质量和效果才能事半功倍。
2教学策略及教学方法的改革创新
由于人工智能课程具有算法复杂、内容抽象、理论性强、知识点多的特点,传统的教学模式已经无法满足人工智能课程的需求,教师应探索更加有效的教学模式和方法,确保人工智能课程能够取得良好的教学质量和教学效果。具体的改革和创新人工智能课程的手段和方法主要包括以下几个方面:
2.4注重综合能力培养在研究型教学中任务驱动是一种常用的教学方法,其中心导向是任务,学生在完成任务的同时也在吸收和掌握知识。通常来讲,该教学方法的步骤是:教师提出任务师生共同分析以得出完成任务的方法和步骤适当讲解或自学、协作学习完成任务交流和总结。”[3]该教学模式不仅有利于培养学生的创新能力和创新意识,还能够培养学生解决实际问题的能力,提高其综合实力。不仅如此,由于该教学模式通常是以小组协作的方式进行,教师给出研究范围,学生自愿结组并选择具体的题目,经过分析和讨论后以程序设计或者论文的形式协作完成研究。由此可知,学生是在以团队的力量解决问题,这十分考验学生的团队协作能力,对于学生团队合作精神的培养至关重要,且在完成任务的过程中学生需要查阅大量的资料,久而久之学生收集资料和创新能力势必会得到提升。
3作业和考核方式的改革创新
过去的课程作业都是单一书面习题作业,发展至今,课程作业形式已经发生了变化,更加丰富多样,包括必须交给教师评阅的书面家庭作业和不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中通过网络就可以完成上交作业,并且教师批阅作业后也可以通过网络返回给学生,实现了网络化。课程的考核方式较之以前也发生了较大变化,加强了平时思维能力的考核,更加注重学生实验能力和动手能力的培养,不再是绝对的一次考试定成绩,而是在总评成绩中加入30%的平时成绩,如此不仅减轻了学生的期末负担,也迫使学生更加重视平时的学习思考,有利于课程教学质量的提升。
4结束语
本文是以提高教学质量为目标,结合教学实践,从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等方面对本科人工智能课程的教学改革进行了探讨,总结了该课程在教学和实践方面的一些教改举措。这些举措符合二十一世纪高校教学的要求,可以支持教师提高教学手段现代化的水平,同时更贴合学生的学习需求。作为该课程的授课教师应始终保持对教学内容的不断更新、教学方法的多样化,才能激发学生的学习兴趣,培养他们的思维创新和技术创新的能力,最终提高本课程的教学质量。从学生的反馈来看,作者所总结的教学实践具有明显的教学效果。但仍有许多方面做得不够,今后将继续在教学过程中不断总结成功的经验,吸取失败的教训。
参考文献:
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关键词:人工智能;授课内容;讲授方法
1教学目标的精确定位
其次,要研究解决同学们所反映的“虚与实”问题。人工智能是一门涉及到多个学科的课程,具有相当复杂的背景,其与哲学、数学、经济学、神经科学、心理学、计算机工程、控制论和语言学都有着密切的联系,并且随着这些学科的发展而深化,不断产生新的思路和新的问题。以上特点决定了该课程内容较为抽象,且难以把握全局,学习起来不易消化理解,从而造成了学生学习的困难,容易产生畏惧感,并且学生常常对其在实际环境中的具体应用产生疑问。
如何在这么短的授课学时里使学生产生学习兴趣并且能取得良好的教学效果是一个具有挑战性的课题,这需要对该课程的授课内容、教材选择、讲授方法和考核形式进行全方位的思考与探索,并在教学过程中落在实处。一方面让学生了解和掌握人工智能的发展历史和思想渊源,并指出各个分支的本质特点和整个领域的发展趋势;另一方面有意识地穿插介绍人工智能在实际中具体应用的例子,开阔学生的眼界,打消他们的疑虑。这些将在本文的后面部分进行深入的介绍。
最后人工智能概论这门课程还要兼顾研究型和应用型这两种特点的共同发展。在以前,由于人工智能授课内容的特点,常常讲授时偏向研究型,往往涉及到复杂的数学推导和逻辑运算,增加了老师讲授的难度和学生学习的困难。因此,针对上述问题,在教学过程中可以引入多种形式的事例说明和多媒体演示环节,以讲授思想为主,具体技术为辅,这将直接反映到授课内容的选择上。
2授课内容的选择
人工智能领域的发展受到多个学科的影响,这些学科在不同历史时期都对人工智能领域起到了各种推进作用,也产生了许多不同层面的争论,至今也是如此。如何在授课过程中形象地对人工智能历史进行回顾,阐述这些学科对人工智能领域的影响,尤其是思想方面的影响特别重要。“回顾历史,立足当今,展望未来”――给学生形象地描绘出人工智能发展的思想史,并以画龙点睛之笔指出人工智能领域发展的广阔未来,是授课教师艰巨而光荣的任务,只有这样才能使学生把握住人工智能领域的整个发展脉络,激发出他们的学习兴趣和爱好。
4讲授方法和考试形式的选择
5结语
我们认为在教学方式上力争采用“启发式”教学,能真正做到启迪学生思想的作用,尤其要鼓励思想创新,在高等教育阶段培养学生具有独立思考、勇于探索的能力,使之成为社会的有用之才。希望这些在人工智能概论课程教学中的思考和探索能在日常教学活动起到有益的作用,并与同行们共同交流和探索。
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TeachingReflectiononIntroductiontoArtificialIntelligence
YANGDedong,SUNHexu,YANGPeng,ZHANGLei
(SchoolofControlScienceandEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)
【关键字】人工智能;课程改革;高中;信息技术;课程实施
【中图分类号】G420【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2008)10―0043―04
教育部在2003年颁布的高中信息技术新课程标准中,首次把“人工智能初步”设置为选修模块,与多媒体、网络、程序设计、数据库技术等一起列入信息技术课程体系[1]。此举曾被视作信息技术课程改革的亮点之一。然而,在如今高中信息技术新课改已经全面铺开之际,人工智能选修课程的推进仍然举步维艰,面临诸多困难和问题。
一高中人工智能课程的现状分析
自2004年我国部分省级实验区开始推进高中新课程改革以来,信息技术课程改革已经开展了四年之久。从目前的总体情况来看,信息技术课程的基础模块与多媒体技术、网络技术、算法与程序设计三个选修模块的实施情况较好,而数据库技术与人工智能初步两个选修模块的推进情况相对不佳。特别是人工智能课程,至今在全国范围内正式开设该课程的学校寥寥可数,少数高中展开了一定的探索和实验,而大多数学校仍持有观望态度。以下分别从实施取向和实施层次的角度分析该课程的现状:
(1)课程实施的取向
由于我国长期以来实行的是全国统一的课程与教材,按照统一规定执行教学计划,对学校和学生的评价也是按照统一标准与方式实施的,因此我国以往的课程实施基本上都采用了忠实观的取向[2]。本次新课改中信息技术课程的实施过程难免受到这种取向的影响。然而,新课程标准中对信息技术技术各个模块的具体实施并没有明确而详细的规定,从而使教师对包括人工智能模块在内的课程实施缺乏长期惯于依赖的参照和依据,增加了课程实施的难度,造成部分模块的课程难以开设的情况。
(2)课程实施的层次
课程实施包括五个层面的变化,即教材的改变、组织方式的改变、角色和行为的改变、知识与理解的改变、价值的内化[3]。目前高中人工智能课程在教材改变的层面已经做出了一定的努力。在课程标准的指导下,现已出版的五套教材在体例、版面、学习活动、评价等方面进行了多样化的设计,基本上贯彻了新课标所倡导的课程目标和理念。在组织方式的层次,少数已经开设人工智能课程的学校结合学生的兴趣与学校的实际情况,有针对性地开展了课程的组织。然而,仍然有一些地区或学校不愿或不习惯打破原有的课程组织方式,而是采用硬性规定的方式,人为指定两三门课程,将选修变为必修,限制学生的自由选择,依然维持原有的固定班级授课的形式。教材的改变仅仅是课程实施的开始,在组织方式、角色或行为、知识与理解、价值等层次,大部分学校还未发生变化或变化还很小。
(3)课程实施的典型个案
二高中人工智能课程的影响因素
根据Snyder的研究,可以把课程实施的影响因素归纳为四个方面:课程改革自身的性质、校区的整体情况、学校的水平以及外部环境[4]。结合高中人工智能课程的现状,本文分别从以上四个方面来探讨影响该课程的主要因素。
(1)课改自身的性质
(2)校区的整体情况
校区的整体情况主要包括地区的适应性、地方管理部门的支持、教学队伍的培养、教学研讨和交流等等。各地区对课程改革的需要程度会直接影响人们实施课程的积极性和主动性。我国东西部地区的学校对课程改革的需求程度不同,从而造成了课程实施的地区差别。从目前开设人工智能课程或教学实验的学校来看,均分布于东南沿海较为发达的地区。这些学校的共同特点是基础条件较好,对课程改革的积极性高,敢于进行教学尝试和革新。此外,地方管理部分的支持对课程实施也有很大影响,如广东省为了推动信息技术课程改革,专门出台了关于课程标准的教学指导意见[5]。其中强调“要特别注意人工智能初步”,并针对人工智能课程提供了较为具体的教学建议,从而促使该省出现了全国最早正式开设人工智能课程的学校。师资队伍也是影响课程的因素之一。目前大多数高中缺乏熟悉人工智能课程内容和教学方法的专业教师,使得学校无法开设该课程。因此,有关人工智能课程的研讨和学习交流显得尤为重要,然而目前这些方面的活动总体上相对缺乏。
(3)学校的水平
(4)外部环境
三高中人工智能课程的反思
(1)课程设计
通过网络问卷调查,不少教师认为人工智能课程在高中开设是有一定必要性的[7],但并不意味着所有的学生都需要学习该课程。课程应面向对人工智能有一定兴趣的学习者,且最好有一定的基础。事实上,相对于其他选修模块,选择人工智能课程的学生并不是很多。因此,结合我国目前的情况,可以考虑优先在发达地区条件较好的部分学校开设,再进一步利用其示范作用,以点带面,逐步铺开培训、指导、交流的规模和影响面,积极稳妥地推进高中人工智能课程的建设。
(2)课程管理
课程的有效管理有助于提高课程实施的质量。上个世纪90年代以来,我国的中小学课程由原来的中央集权管理体制逐步转变为国家、地方、学校的三级管理体制。国家负责课程的总体规划,省级教育部门结合本地区实际制定课程计划或实施方案,而学校也将有权根据学校传统或学生兴趣开发适合本校的课程。目前人工智能课程虽然已被列入国家课程标准,但在地方管理层面并未得到应有的认可。部分地区考虑到高考因素,直接将人工智能模块排除在学生的选择范围之外,无疑成为阻碍该课程顺利实施的一个重要原因。
(3)课程教学
从已开展的人工智能课程教学或实验情况来看,主要的教学体会包括:教学对象选取时要有针对性,不宜硬性指定,应结合学习者自己的兴趣和学习基础供其自由选择;由于课程的理论和技术的要求较高,不宜大量采用“讲授法”进行教学,应设计一些有挑战性的活动供学生实践;为保证教学进度有序进行,可通过课堂小测及时巩固所学内容;应提供良好的网络条件和计算机设备以支持课程教学和实践的顺利开展。
国外一些高校通过远程网络的手段与中学合作开展人工智能教学,加快了课程建设的步伐,并提高了教学质量。大学负责教学网站的建设维护,主持与中小学的讨论答疑,中学则负责课程教学的具体实施。文中个案也印证了这种做法的有效性:让一些致力于高中人工智能课程研究的高校和部分条件较好的中学建立共同体,协作推动课程的实施。一方面,高校研究人员能为中学提供教学指导建议、技术和资源的支持;另一方面,中学的教学实践也为高校进行课程教学研究提供了材料和依据。
(4)课程评价
研究表明,评价目前已成为影响高中信息技术新课程实施的一个重要问题[8]。从本次课改的动因来看,针对我国现行教育体制下的高考选拔制度在很多方面呈现的弊端,新课改力图在一定程度上改变这一局面,努力使学习者能够真正获得全面的发展。但是,在目前情况下以高考为“指挥棒”的评价体系短期内仍然无法发生质的变化。高中新课改实施以来,部分省份相继将信息技术课程纳入了高考的范畴,以往信息技术课程不受重视的情况逐渐得到了一些改善。然而,高考是否解决信息技术课程评价问题的一剂良药,进而为人工智能课程的实施及其评价带来新的希望,目前仍是值得怀疑和思考的问题。特别是当前高考科目已经较多,再增加科目无疑会加重学习者的负担,且很容易回到应试教育的老路上。
参考文献
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关键词:高职教育;人工智能;课程改革
课程设置应与高职教育培养目标和方式相一致
人工智能课程主要讲授当今智能领域的理论方法及其应用,是一门涉及哲学、逻辑学、语言学、控制论、生物神经学等多个学科的课程。以普通高校高年级计算机专业学生为讲授对象,人工智能课程在教学上一般以理论讲授为主,并辅以一些应用实例加以分析。课程本身理论性强,内容较为抽象,因此对学生专业知识基础的要求高,在教学上往往强调对各种智能理论的深入讲解和分析,以此达到提高学生专业理论水平的目的。
当前高职教育中为计算机专业学生所开设的人工智能课程很大程度上沿用了普通高等教育环境下的教学方式和内容,这显然与高职教育本身培养人才的目标和方式不一致。高职教育的最终目标是要培养适应生产需要的技能型、应用型人才,而高职教育在教学方式上应更为注重实践教学,包括各种实验、实训、实习和设计。因此,人工智能课程中单纯的理论讲授并不能有效地适应高职教育的实际教学环境要求,有必要对人工智能课程在教学内容和方式上加以改革。
三个改革途径
(一)引导学生阅读应用研究文献
高职教育强调培养学生的知识应用技能,其中重要的一点是要培养学生把理论知识应用到实际生产中的能力。然而在教学实践过程中,学生普遍反映由于人工智能课程理论性强,难于从课本理论联系到实际的专业应用上,这样对激发学生的学习兴趣,提高技能应用水平是不利的。
(二)安排学生对经典算法程序进行实验
与普通高等教育相比,高职教育更加强调实践教学的重要性。从实践中学习和理解理论知识,并且把所学知识运用到实践中,这是高职教育的重要特点。人工智能课程内容抽象而概念性强,单纯的理论讲解学生难以从中得到启发,也难以体现出高职教育突出实践教学的特点,为此需要安排学生动手实验,从实践中理解人工智能科学的理论原理和应用途径。
学生应通过对这些程序作验证性实验来理解所学内容。为安排学生有效地进行实验,教师应结合当前阶段所讲授的内容准备相应的算法程序,当该部分内容结束后在课堂上讲解和演示算法程序的运行方法。学生获得该算法程序以及具体的实验任务后在课后完成实验并提交实验报告。
例如,在讲授启发式搜索时,可向学生提供A*算法求解八数码难题的算法程序,并对某个学生给定某个初始棋盘状态,要求学生动手运行程序并记录由算法扩展所得的每个棋盘状态的估价函数计算结果,以及相应的OPEN表和CLOSED表的变化情况,从中理解A*算法的原理特点。又如,在讲授BP学习算法时,可根据学生的实际情况对内容进行调整,强调BP神经网络的实际工程应用价值,而对BP算法的基本原理只作简单介绍。向学生提供利用BP神经网络学习特定目标函数的MATLAB程序代码后,要求学生动手运行该程序,并且记录和对比神经网络在训练前后对目标函数的逼近效果。
(三)启发学生引入人工智能理论方法对毕业设计加以创新
毕业设计是高职教育的重要环节,学生通过毕业设计对以往所学知识作系统性总结,通过毕业设计能进一步加强学生的技能训练,提高学生的技能应用水平。从实践教学的角度来讲,毕业设计不仅仅要求学生对已学知识和技能的简单重复运用,更重要的是强调学生能够主动独立地分析实际问题,对问题的解决方法提出新的观点并付诸实践。然而从教学的实际来看,在毕业设计中学生创新的主动性不足,往往停留在继承和模仿阶段,毕业设计作品少有突破和创新。究其原因,并非学生所学知识和技能不足,而是学生未懂得如何分析已有问题,在其基础上引入新的解决方法或提出新的应用内容。
在计算机领域中,人工智能属于研究和创新的前沿和热点,许多旧有问题利用人工智能方法都得到了新的解决途径。教师在指导学生毕业设计时,可针对某一问题恰当地启发学生引入人工智能的理论和方法,并尝试性地运用在解决当前问题之中,这样能较容易地获得新的改进和突破,对培养学生创新观念和能力很有意义。
近年来,高职教育得到了迅速发展,其社会认可度也不断提升。但是,在发展的过程中也出现了一些新的问题,其中突出的是如何对以往普通高等教育的教学方式和内容加以改革,以适应高职教育的新要求。人工智能课程作为一门重要的计算机专业课程,仍需要结合高职教育的实际要求以及学生的具体情况,在加强培养应用型、技能型人才,加强实践教学上不断进行探索和改革。
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>>研究生人工智能原理教学改革研究生人工智能课程教学探索研究生“人工智能”课程教学改革探索人工智能系列课程研究人工智能课程全英文教学改革人工智能实验课教学改革研究《人工智能》硕士课程教学改革的研究与实践落实科学发展观,深化“人工智能”课程的教学改革创新型人工智能教学改革与实践人工智能课程教学方法研究“人工智能导论”课程的教学与实践改革探索新形势下本科教育阶段人工智能课程教学研究人工智能课程研究型实验教学的探索与实践航天类专业“人工智能”课程的教学探索林业院校人工智能课程教学的思考应用DBR的人工智能课程教学人工智能导论课程的兴趣教学法人工智能概论课程的教学思考“人工智能”课程教学的实践与探索面向人工智能的信息管理与信息系统专业教学改革常见问题解答当前所在位置:l.
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ResearchonArtificialIntelligentSeriesCoursesofGraduateStudents
RENXiao-ping1,2,RENQing-xiong3,GUOFan2
(1.InstituteofIntelligentSystemandSoftware,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.InstituteofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;3.ShanxiInstituteofMetrologySupervision&Verification,Taiyuan030002,China)
关键词:航天类专业人工智能教学探索
面对航天科技迅猛发展,现代军备技术快速提升,培养具有专业性的高素质航天类人才,是我国航天科技发展的战略选择,也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式,着重多样性、前沿性、工程性,因此,该专业的各门课程教育都应该结合专业特点,探索新的教学模式。
1人工智能课程特点
2航天类专业特点
首先,航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点,即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性,注重培养复合型人才。其次,航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶,应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中,专业知识更新快成为又一特点;另外,航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣,强调动手能力,实验室对学生开放,要求学生自主地设计完成实验,强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后,航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作,造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。
3教学模式的探索
3.1教材的选择
人工智能作为一门新兴的学科,其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看,关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准,不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面,需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生,该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识,对航天应用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”课程难度应该控制在中级,可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。
中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验,借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果,吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处,于1987年编写了“人工智能及其应用”一书,该书根据人工智能学科的新发展不断修订,推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用(第4版)”,其中大部分内容适合本科生学习。另外,本课程还给学生提供其他一些参考书目,如N.J.Nilsson的“ArtificialIntelligence:ANewSynthesis.MorganKanfmann”等经典教材。
3.2课堂教学形式的探索
“人工智能”课程内容较抽象,概念较为繁多,若采用单一的课堂讲授的方式,学生容易概念混淆、理解不透,逐渐产生厌倦情绪,导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段,根据不同内容采用不同的教学手段,有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外,考虑到航天类的专业特点,突出课程内容的工程应用,增加研究性质的教学内容与形式,有利于培养学生的创新能力和实践能力。
(1)课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法,在介绍原理和概念时采用精辟的文字,介绍算法流程时采用图像,介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点,细化流程,引导学生的思路,便于集中注意力接受重点内容。
(2)适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题,可以引导学生进行调研和讨论,来深化课程内容的了解,并提高学生的学习兴趣;对于重要的算法和理论,可以增加课堂练习,让学生实际动手进行公式的推导或演算,并在练习中分析学生对问题的理解程度,有针对性的增加讲解或指导。
(3)适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派,不同方方法,以及方法的不同应用,广泛的采用类比的形式进行讲解,不仅可以复习已学习的内容,也利于对新内容的理解。并且,通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点,可以避免概念的混淆,清晰的掌握课程内容。
(4)增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习,有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。
3.3课程内容的探索
一方面,鉴于本科生知识结构还不够完善,“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度;另一方面,鉴于航天类专业的特点,课程内容应更注重与航天应用相结合的内容,并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。
3.4考核形式的改革
“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养,传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果,因此,应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。
一方面,重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分,作为总成绩的参考;另一方面,注重学生课题调研和实践的能力,采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题,并根据所选题目进行文献查阅和总结,完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定,综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。
4结语
航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢,该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点,也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生,本文提出的改革方案打破传统的教学模式,将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。
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关键词:林业院校;人工智能;课程教学
1背景
近年来,随着“互联网+”的快速普及,互联网跨界融合创新模式进入林业领域,利用移动互联网、物联网、大数据、云计算等技术推动信息化与林业深度融合,开启了智慧林业的大门。我国林业信息化、智能化建设逐步走上了有序、快步发展的轨道,取得了重要的进展。
2011―2013年,国家林业局先后开展了中国林业信息化体制机制研究和中国智慧林业发展规划研究,在此基础上出台了《国家林业局关于进一步加快林业信息化发展的指导意见》和《中国智慧林业发展指导意见》。2012―2013年,在深入研究的基础上,林业局编制了《中国林业物联网发展框架设计》,2016年3月正式了《“互联网+”林业行动计划》。
国家林业局制定的《中国智慧林业发展指导意见》指出,信息化、智能化在林业中的应用已经从零散的点的应用发展到融合的、全面的创新应用。随着现代信息技术的逐步应用,能实现林业资源的实时、动态监测和管理,更透彻地感知生态环境状况、遏制生态危机,更深入地监测预警事件、支撑生态行动、预防生态灾害。
人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个重要分支。国际上,人工智能的研究已取得长足的进展;在国内,也呈现出极好的发展势头,人工智能已得到迅速的传播与发展,并促进了其他学科的发展。我国已有数以万计的科技人员和大学师生从事不同层次的人工智能的研究与学习,人工智能已成为一个受到广泛重视并有着广阔应用潜能的庞大的、交叉的前沿学科。特别是经过近几十年的发展,智能技术及其应用已经成为各行业创新的重要生长点,其广泛的应用前景日趋明显,如智能机器人、智能化机器、智能化电器、智能化楼宇、智能化社区、智能化物流等,对人类生活的方方面面产生了重要的影响。
2林业院校人工智能课程教学现状
针对计算机科学与技术本科专业,人工智能课程主要使用蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》教材施教,但由于课时数仅有32学时,关于人工智能的一些高级应用,如神经网络、专家系统、机器学习等,采用专题的形式组织教学。该专业没有设置实验学时,仅在理论课堂上演示了一些仿真软件,如BP神经网络仿真环境。
3林业院校人工智能课程教学存在的问题
全国各高等院校的人工智能课程教学都或多或少地存在一些问题,林业院校更有区别于其他类型院校的显著特征,而且林业院校开设该课程教学相对较晚,因此林业院校的人工智能课程教学存在更多的问题。
(3)教学难度过大。林业院校涉林专业的学生一般只有计算机文化基础、C语言等简单的计算机课程基础,缺乏算法思想。而人工智能课程涉及很多高级、复杂的算法,不论从算法思想,还是从算法实现和算法应用,对非计算机类专业学生来说难度过大。因此,在教学内容和教学要求上要做一些取舍。
除此之外,还存在诸如缺少实验环节、教学手段单一、教学案例缺乏等其他普遍性问题。
4林业院校人工智能课程教学改革建议
通过分析林业院校人工智能课程教学存在的问题,结合自己近十余年来从事人工智能教学的经验,我们提出了一些改革建议。
(1)推行专题式教学,解决师资缺乏的问题。在师资缺乏的情况下,由一名教师完成整个人工智能课程教学比较困难,同时,可能有多名教师分别在人工智能的不同方面进行过深入研究。因此,可以将该课程按章节分成各个不同的模块,每一个模块设一个专题,如神经网络专题、专家系统专题、机器学习专题等,再由多名教师分别承担自己熟悉的专题进行讲授。这样既可以解决一位教师的知识不足,又可以让各位教师结合自己的科研将每一个熟悉的专题讲授得更加详细、更加有趣。
(2)教学内容与涉林专业紧密结合,解决专业性不强的问题。事实上,人工智能的各领域应用在林业行业都能找到对应的应用实例。例如,林果采摘机器人就是机器人在林业中的应用;林火识别和林木病虫害监测就是模式识别在林业中的应用;林火蔓延预测可以用到隐马尔科夫模型;PAID50专家系统平台就是专家系统在农林业中的应用典范等。因此,在教学过程中,我们可以考虑将人工智能知识与林业应用结合进行讲解,这样学生更容易接受也更乐意接受。更进一步,如果能够结合这些林业应用编写一本《人工智能及其林业应用》教材,将会更加适合涉林专业的学生学习这门课程。