导语:如何才能写好一篇人工智能课程学习报告,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
1概述
人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。
《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。
因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。
2教学与实践的探索
2.1教材和实验教学内容的选取
1)人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。
此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:RusselS,NorvigP.等编著的《ArtificialIntelligence:AModernApproach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,ArtificialIntelligence,JournalofArtificialIntelligenceResearch,EngineeringApplicationsofArtificialIntelligence和InternationalJointConferenceonArtificialIntelligence,AAAI:AmericanAssociationforAINationalConference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。
2.2教学方法和手段的改革
人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。
1)问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。
2)个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。
4)师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。
6)考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。
2.3学生学好《人工智能技术》课程的建议
《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。
学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。
针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。
学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。
3结论
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。
参考文献:
[1]蔡自兴,徐光佑.人工智能技术及其应用[M].北京:清华大学出版社,2003.
[2]蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等.树立精品意识搞好人工智能技术课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.
关键词:人工智能;教学改革;教学方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科,是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发,人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来,大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛,对于管理类人才来说,加强对人工智能知识的深入学习,不断将人工智能技术与管理知识结合起来,对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科,管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力,基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点,通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习,加强学生解决实际问题的能力,为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求,结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见,针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨,以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。
1、教学现状与问题
2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略
课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言,教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化,而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题,可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。
2.1教学方法改进
2.2教学内容设置
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。
参考文献
[1]赵蔓,何千舟.面向21世纪的《人工智能》课程的教学思考[J].沈阳教育学院学报,2004,6(4):131-132.
[2]韦芳.高等职业技术教育应注重实践教学[J].中国科技信息,2006,(5):264.
关键词:人工智能;全英文教学;教学内容改革;教学模式改革
1实施全英文教学的必要性
随着国际学术交流的日益活跃以及国际化办学的趋势发展,借鉴国外著名大学的办学理念和管理模式,利用世界优质教育资源,提升教育教学水平,造就具有国际竞争能力的复合型创新人才,正成为我国教育改革与发展的新方向。
智能化是人类社会技术发展的必然趋势。作为计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一,人工智能的地位正随着该学科的不断发展和其技术的广泛应用迅速提高,而且在非计算机领域,具有不同专业背景的学者也通过这个年轻的领域发现新思想和新方法。由于人工智能课程内容涉及计算机科学以及边缘学科的新理论、新方法与新技术,因此在该课程中开展全英文教学不仅可以让学生充分了解人工智能日新月异的发展,还可以促进本科教学与国际接轨,在培养国际化创新人才方面具有十分积极的现实意义。
2当前国内全英文教学存在的主要问题
笔者对当前国内高校人工智能课程全英文教学的现状进行调查分析,调查对象为软件工程专业本科三年级学生,调研问卷共58份。调查项目、内容及结果见表1。
从项目1和2的调查结果看,大部分学生认为开展全英文教学有必要,其在提高英语应用能力、增强自己的就业竞争力以及了解国际前沿等方面有很大帮助。然而,由于全英语教学在我国尚处于起步阶段,进行全英语教学的效果并不十分理想,其教学试点与实践尚存在一些亟待解决的问题,主要表现在如下几个方面。
(1)对全英文教学的理解存在偏差。从项目3~5的调查结果看,教师不能正确处理好全英文教学与专业英语课教学的关系,使全英文教学变为纯英语课教学或专业英语课的翻版。大部分学生还是希望教学授课语言以双语为主或以中文为主、英文为辅,多媒体课件形式为中英文相结合。
(2)全英文教学达不到预期的教学效果。从项目6和7的调查结果看,虽然一些大学花了很大代价邀请国外一流教授专家讲授课程,但由于人工智能课程理论性强、难度大,学生很难适应全英文课程教学。
(3)缺乏内容全面和难度适中的教材。从项目8和9的调查结果看,一些大学在实施人工智能课程全英语教学时直接引进原版英文教材,但这对本科生来说,原版英文教材内容偏多、难度较大,学生学习时不免有诸多畏难情绪。
(4)师资匮乏。从项目10的调查结果看,学生对承担全英文教学教师的满意程度普遍不高。实际上,全英文教学对承担课程教学的教师要求很高,他们不仅需要具备专业知识,而且还要掌握英语应用技能,而现阶段国内高校中能承担全英语教学的师资仍然十分匮乏。
针对以上这些问题,我们深入研究人工智能课程的特点,对现有教学模式、内容及方法进行全方位探索和改革,制订全英文教学计划,对促进教学工作、提高教学质量、培养国际创新型人才起重要作用,其重要意义具体体现在以下3个方面。
(1)探索如何将理论知识传授、综合能力培养与英语交流运用三者有机结合,建立全英文教学的新型模式,这将对更新教学理念和探索适合于计算机软件人才培养的教学方法产生深远影响。
(2)全英文课程教学能够让学生掌握最先进的人工智能国际前沿技术,开阔国际视野,有利于培养复合型、实用型、具有国际竞争力的高层次创新人才。
(3)全英文教学改革的探索与实践能够促进国内教育向国际教育迈进。
3全英文教学内容改革
建立完善的全英语教学体系,需要有系统而完整的教学内容。我国计算机科学与技术本科专业人工智能课程课时一般只有36学时,因此我们需要考虑从什么角度组织教学内容,才能让学生比较容易地理解、熟悉和掌握人工智能的原理、方法与技术,从而显著提高教学效果。
与国内教学内容相比,国外教学更注重分析问题的思维方法和解决问题的应用能力,对提高学生的学习兴趣以及培养学生的创新能力十分有益,但是原版内容过多,且大多以国外政治、经济、文化、社会和生活为背景,对于我国学生来说,理解某些内容和背景比较困难。因此直接套用原版教学内容往往存在一定问题,我们需要在引进、消化和吸收国外经典教材内容的基础上,有选择性地挑选合适内容。国外经典教材编写思路不尽相同,一些经典人工智能教材及主要内容见表2。
人工智能的基本思想和主要内容是研究人类智能活动规律和用于模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。从表2中可以看出它们的共同点,即人工智能应围绕“智能”这个核心,但由于智能本身非常复杂,难以用单一的理论与方法描述,需要从不同的抽象层次刻画智能这个主题。我们认为,人工智能的主要内容可按图1所示划分为不同层次并确定讲授顺序。
在最底层,神经网络与演化计算(适应性原理与仿生机制等)辅助感知以及与物理世界的交互;抽象层反映知识在智能中的角色和创建以及围绕问题求解的知识的抽象、表示和理解;更高层则提出学习、规划、推理的模型和方式;应用层构造智能化智能体以及具有一定智能的人工系统,让计算机实现以往需要人的智力才能完成的工作。除了将人工智能课程的教学内容划分为这4个层次,为保证教学内容的循序渐进性,还可按照抽象层更高层最底层应用层顺序安排教学内容。
4全英文教学模式改革的实施关键
针对以上国内全英文教学中存在的主要问题,我们提出人工智能课程全英文教学模式改革的实施关键,包括全英文课堂教学模式的重定位,“二三二”模式教学方法的改革,集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新以及全专业英语教学团队的打造。
4.1全英文课堂教学模式的重定位
人工智能课程教学以培养学生掌握专业基础知识、培养实践动手与应用能力以及提高英语交流水平三者相结合为主要目标,分两个阶段进行,国内教师与国外教师共同授课。首先,国内主讲教师讲授人工智能课程的基础原理、模型和方法,可采用集中授课、案例教学和课堂实践等教学方式,使学生掌握人工智能的一般基础知识;在此基础上,再邀请国际知名外籍教师为学生讲授人工智能国际前沿技术,包括集中授课和专题研讨。经过基础学习,学生一般已掌握人工智能基础知识,因此对于外籍教师所讲授的学科前沿等内容能够准确理解和把握。与单纯采用全英文教学或单纯邀请外籍教师授课相比,该模式能收到较好的预期效果。“1+1”全英文双课堂教学模式如图2所示。
4.2“二三二”模式教学方法的改革
实行全英语教学后,由于使用英文教材及中外教育背景存在差异等因素,我们在教学过程中对教学方法进行一定程度的调整和改进,包括全英文授课形式、案例教学、教学内容以及教学手段等方面;配合“1+1”全英文双课堂教学模式,提出图3所示的“二三二”模式教学方法,培养学生成为具有综合能力、创新能力、国际视野和英语技能的复合型人才。
该教学方法模式包括:(1)过渡式全英文与沉浸式全英语两大英语教学方式;(2)激励自主式、启发互动式、体验学习式三大学习法,激发学生学习兴趣,使学生牢固掌握人工智能基础理论与方法;(3)参与学习式和自我展示式两大学习法,培养学生综合运用知识的能力和创新能力。
在全英文课堂授课过程中,我们需要注重把握英语与专业的比例。首先,不能一味地追求全英文授课的形式而忽视教学效果;其次,还需要为学生提供一个良好的语言学习环境,在实际教学中注重培养学生良好的英语思维习惯,从根本上提高学生的英语水平。
4.3集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新
除了引进、消化和吸收国外经典教材内容以外,我们还需要逐步建立起具有自身特色的教学内容,以保证教学内容集先进性、前沿性和实用性为一体。
(2)前沿性。对人工智能发展较快的领域,如智能计算、数据挖掘等,还需更新和补充全英文教学内容,同时可以邀请国际知名大学教授共同研究与探讨教学内容,保证课程内容具有一定的前沿性,通过实现全英语教学保证课程与国际接轨。
(3)实用性。在讲授基础理论知识的基础上,还应注重实践的应用,增强学生的动手操作能力,以符合素质教育必须注重实践的要求。教师可结合教学中的基本理论知识,适当补充案例与实例,使得教学内容与实际相联系,丰富课程内涵并提高教学效果。
4.4全专业英语教学团队的打造
5全英文教学的具体实施
我们在软件工程专业本科三年级学生的人工智能课堂上实施全英文教学,具体实施过程如下。
(1)国际软件学院成立教学主管部门领导小组、从事教学研究的骨干教师组成的全英文教学工作小组以及由教学督导组成的监管小组,三者之间相互配合并共同促进,保障全英文教学工作的顺利推进与落实。领导小组对全英文教学的师资培训、人才引进、多媒体网络资源开发、实验室建设、教材编写等予以政策支持;教学工作小组制订全英文教学工作规划和年度计划;监管小组定期对工作小组的教学完成情况进行评估。
(2)在课程教学中,打破国内常规教学方式,建立开放式全英文教学模式,教学形式多种多样。教学方式以“1+1”双课堂教学模式为核心,以讲授与专题讨论相结合的方式,围绕基本原理、方法与技术展开教学,激发学生自主学习与创新学习的热情。
(4)聘请与国际软件学院有合作协议的国立首尔大学计算机科学与工程学院BobMcKay教授专职来校为本科生讲授人工智能技术前沿。同时,利用国外学者来武汉大学顺访的机会,请其为学生作学术报告,使学生了解国际最新人工智能技术,如邀请曾经在麻省理工学院从事过7年博士后研究的宋森研究员进行“理解大脑与仿制大脑”的讲座等。
(5)国际软件学院在遴选教师到与学院有教学和科研合作的国外大学进修时,优先考虑给本科生授课的全英文教师,并将全英文教学能力作为选拔条件,以教师的学术进修带动全英文教学建设,使学科和专业建设与全英语教学队伍打造相结合,全面推进全英语教学工作的开展。
6结语
人工智能是计算机科学与技术专业的重要课程,目前正面临着知识更新和教学改革的紧迫任务。笔者以实施全英文教学为契机,针对目前国内全英文教学中存在的亟待解决的主要问题,提出人工智能全英文教学内容与教学模式改革的新思路。
(1)以智能为核心,从不同抽象层次刻画智能主题,构造人工智能最底层、抽象层、更高层以及应用层4大模块内容。
(2)突破传统教学模式,对全英文教学模式进行重定位,提出“1+1”全英文双课堂教学模式。
(3)提出“二三二”模式教学方法的改革方案,培养具有综合能力、创新能力、国际视野、英语技能的复合型人才。
(4)提出教学与科研相结合,以科研带动教学发展的新思路,进行集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新。
关键词:智能管理;多媒体教学软件;网络教学
智能管理与决策是一门关于智能管理、智能决策支持和智能管理系统设计与实现技术的多学科交叉与应用性课程,以普通高校信息类专业研究生为讲授对象,介绍智能管理与智能决策的基本理论、智能优化技术、机器学习、多Agent技术、知识管理和智能决策系统、智能管理系统的设计与开发。智能管理以信息技术为手段,应用人工智能、管理科学、计算机科学及有关学科的理论和方法建立管理系统,为管理者科学、准确地决策提供帮助。
本课程的学习可以使学生了解智能管理与智能决策的基本理论和常用方法,使学生了解和掌握智能管理系统设计的基本概念、方法和技术。智能管理与决策是一门理论、技术和应用密切结合的课程,通过学习,学生可以为将来在智能管理信息系统领域的进一步研究和系统开发工作奠定良好的基础。
信息类专业研究生在本科或研究生低年级阶段已经学习过人工智能原理、数据库技术、软件工程和高级程序设计语言等基础课程。因此,本课程在教学上以应用实例解析为主,并辅一般性理论讲授。对于涉及到的人工智能技术中较为抽象的理论内容,我们在教学过程只是复习巩固,本课程主要解决如何充分利用已经学习过的课程,按照软件工程的系统设计开发思想,应用智能决策理论解决实际问题,将理论学习应用到智能管理信息系统及专家系统的设计和开发中。
1参考教材与教学软件并用
本着打基础、重实用的原则,我们选取由科学出版社出版倪志伟的《智能管理技术与方法》、杨善林的《机器学习与智能决策支持系统》、《智能决策方法与智能决策支持系统》等多种参考书[1-2]。参考书主要作为理论学习教材,我们根据课程计划有针对性地选择部分内容,特别注重基础知识与应用实例相结合。并增加介绍性内容,让学生了解人工智能技术在管理信息系统有专家系统中的发展前沿和发展趋势,保持课程体系完整性,体现研究生教学特点与主题。启发学生进行研究性的思考和分析。主要内容包括决策支持系统、智能技术与智能决策支持系统、专家系统与智能管理系统、机器学习与智能管理系统等。重点讲授基于范例学习、智能故障诊断系统及基于神经网络的决策模型模型。每项理论内容均配合详细的实际案例说明,让学生掌握从确定开发目标、设计思想、开发原则、设计方案以及建立功能体系的智能管理系统设计与实现全过程。
为了活跃教学气氛,同时也作为课堂讲授形式的补充,我们开发了智能管理与决策教学软件,如图1所示。课件在内容的选取、课程的编排上都作了精心的准备与测试,努力将媒体的表现力与所学内容相结合,基本保证了内容的充分性与全面性;从交互的角度来说,导航的使用非常充分,动画演示和练习测试互补。本课件总体设计制作达到了多媒体教学课件的制作要求,能够完成最初设定的教学任务和目标。软件结构如图2所示。
2课堂教学与网络教学同步
由于本课程涉及计算智能、机器学习等抽象内容,网络及多媒体材料的引入,活跃与补充了课堂教学。这不仅加深了学生对知识的理解,更激发了学生对课程的兴趣,知道了人工智能在各类管理与决策实践中的成功应用。网络课程建设将学生不容易理解的抽象的系统模型与设计生动地演示出来,帮助学生学习体会智能管理与决策系统的开发方法,受到了学生欢迎。经过两年的探索和积累,本课程网站已包括教学文件资源、网络课件教学资源、学习资源、课程录像资源、学生作品资源,其中网络课件教学资源融合了课程教学情境设计和动画课件。现代教学手段促使学生全程参与教学活动,创新能力得到提高。
3实践项目
考核方式以平时讨论、课堂发言及最后的大作业和论文方式进行,引导学生进行研究式学习。
4结语
[1]倪志伟,李锋刚,毛雪岷.智能管理技术与方法[M].北京:科学出版社,2007:12-18.
[2]杨善林,倪志伟.机器学习与智能决策支持系统[M].北京:科学出版社,2006:254-307.
[3]杜晖.决策支持与专家系统[M].北京:电子工业出版社,2007:63-94.
TeachingResearchofIntelligentManagementandDecisionMaking
PENGYan1,WANGWansen2
(1.CollegeofManagement,CapitalNormalUniversity,Beijing100089,China;2.CollegeofInformationEngineering,
CapitalNormalUniversity,Beijing100048,China)
个人简历:
1981年,毕业于浙江美术学院工艺系(现中国美术学院),学士;
1982年-1983年,任教于中国美术学院,教师;
1984年-1986年,德国慕尼黑造型艺术学院与柏林艺术大学访问学者;
1986年-1988年,获美国耶鲁大学艺术学院硕士学位,被授以作为表彰最优秀毕业生的诺尔曼艾弗斯纪念奖;
1988年,成立个人设计工作室,为Adobe公司提供设计;
1989年-1997年,美国耶鲁大学艺术学院,讲师;
1991年-1998年,就职于全球最大的出版O计软件公司Adobe,先后担任设计师,高级艺术指导,设计总管,负责全公司设计工作;
1998年,加入两方设计公司,任设计总监;
1999年,任上海大学美术学院,客座教授;
2001年,参加北京申奥工作,艺术指导;
2006年-2008年,任北京奥组委形象与景观艺术总监;
2003年-至今,任中央美术学院设计学院院长、长江学者特聘教授、博士生导师
王院长:好的。首先,我想说的是目前人工智能的发展已经对设计师带来了巨大的冲击,而且在未来,设计师的很多工作还将会被人工智能系统所取代。但其次,我想进一步说明的是某些工作的消失并不意味着设计行业的消失,因为设计师的很多工作是不能被人工智能所取代的。因此我想,设计师和人工智能的关系应该是相互促进、相互激励发展的关系。历次的工业革命,都带来了设计理念、设计价值的转变,也为设计领域的发展带来了巨大的机会。第四次工业革命也以一样。在人工智能、物联网InternetofThings,工业4.0、新能源、新思维兴起的时候,也为设计领域和设计师带来了前所未有的机遇与挑战。
本刊主编:王院长,刚刚您谈到了历次工业革命和第四次工业革命的问题,您能介绍一下四次工业革命都对设计带来了怎样的影响吗?中国在这四次革命过程中又处于一种什么样的状态呢?
本刊主编:王院长您的思路太清晰了!正如您所说,历次的工业革命都对设计和人类产生了几乎是具有颠覆意义的影响,那么我想进一步请教一下您,您认为设计在第四次工业革命中是一个什么样的身份?设计存在的价值在哪里?而我们如此众多的设计师将何去何从?将如何重新找到自己的社会价值呢?
本刊主编:王院长,您提到设计和设计师都需要重新定义和进行价值重塑,那么您认为当前的设计人才应该具备那些能力呢?一名好的设计师又应该如何定义呢?
Concur一直坚持针对中国用户的特需求提供定制化的服务,并结合中国的财务管理政策优化自身解决方案,帮助客户全面满足中国增值税改革、合规性等多方面的政策要求。同时,结合中国用户出行特点,Concur已经与携程、滴滴出行等众多创新性的企业进行合作,提供专为中国商旅市场定制的一体化差旅和费用管理解决方案。Concur在全球差旅和费用管理领域拥有超过20年的实践经验,能够为中国企业提供高价值的跨行业费用管理服务,使其在全球化过程中符合各国财务合规性的要求,帮助他们有效管理差旅费用,优化成本,从而实现投资回报最大化。Concur费用管理平台基于电子化的数据,可生成完整、多维度的财务报告,方便企业财务团队随时随地查询;同时,这些报告将差旅报销数据、差旅预批准信息、预定信息、企业资源规划(ERP)和信用卡信息集成到一个统一的系统,生成独立、全面、清晰的视图。
Concur全球总裁MikeEberhard表示:“中国代表着一个巨大的市场机遇,我们在这里已经为众多跨国企业的中国分支提供了差旅和费用管理服务。我们很期待未来能够在中国继续扩大业务,将Concur的优质服务传递给更多的中国企业。与中数通信息有限公司的合作,让我们能在云端为中国企业提供更加优质的服务,从而全面拓展中国市场。”
Mellanox创新网络支撑科大讯飞走向前台
Mellanox公司日前宣布科大讯飞已采用Mellanox端到端的25G和100G智能网络解决方案为其打造下一代机器学习研究中心。该解决方案基于MellanoxConnectX系列网卡和Spectrum交换机,将助力科大讯飞的语音产品实现高达97%的语音识别率。
“Mellanox的互连解决方案帮助科大讯飞成功搭建了下一代的机器学习中心,这将进一步提升我们的应用性能,从容应对未来的各种需求和挑战”,科大讯飞公司研究院常务副院长王智国博士表示。“而且,基于Mellanox以太网解决方案的高可扩展性,我们能够以最高效的方式提升计算和存储能力,无中断地扩展服务器规模。”
采用Mellanox25G和100GSpectrum开放式以太网交换机,科大讯飞成功构建了一套灵活、可扩展、易于管理的高性能体系结构。该机器学习系统可以轻松处理巨大的并发流量,并且能够支持不可预测的业务增长。Mellanox尖端智能网络解决方案不仅为其提升了数据通讯的带宽、极大的增加了数据的吞吐率,还能提供自动化的网络配置和管理;支持QoS、RoCEv2和TCP/IP的融合网络。此外,该超大规模网络架构具有极高的可扩展性,可通过BGP实现全互连,提供8路/16路等价多路负载均衡(8/16ECMP)。
基于MellanoxSpectrum交换机leaf-spine架构的网络拓扑结构解决了横向网络连接的传输瓶颈,而且提供了高度的扩展性,它几乎能适应所有大中小型数据中心。可以预见,所有企业的IT建设都是走向收敛型和高层次的虚拟化型叶脊网络结构,Mellanox将是广大行业用户构建现代数据中网络基础架构的最佳选择。
AIONIA,英特尔加速人工智能创新和发展
2016年11月30日,主题为“释放IA原力拥抱AI时代”的英特尔人工智能论坛在北京召开。英特尔公司副总裁、数据中心事业部数据中心解决方案部门总经理JasonWaxman表示,“人工智能将变革企业业务运营方式以及人类与世界的交互方式。作为一家助力云计算,以及数十亿智能互联计算设备的公司,英特尔正继续转型以聚焦已经崛起的良性循环――云和数据中心、物联网、内存和FPGA等加速器,它们紧密联系在一起并通过摩尔定律而进一步增强――从而加速人工智能创新及其在企业和社会中的应用和普及。”
国内首个网络直播行业景气指数
12月6日,中国信通院政策与经济研究所联合网宿科技共同首个网络直播行业景气指数,从直播带宽、观众活跃度、主播活跃度等多个层面构建了我国网络直播行业景气度的监测系统。数据显示,前三季度,中国网络直播景气指数持续上行,三季度网络直播景气指数环比二季度增长59.06%,网络直播行业的景气度加速上扬。
认知计算助力神思电子转型升级
近日,IBM与神思电子在济南隆重举行签约仪式,宣布双方达成合作协议。IBM将为神思提供一站式的业务解决方案和技术支持服务,运用认知计算和应用能力帮助其展开由从智能识别到认知行业解决方案,由行业深耕到行业贯通的转型升级。神思电子作为IBM重要的合作伙伴,将与IBM一道为其服务的行业客户打造基于认知计算、物联网和大数据等技术的解决方案。在合作的第一阶段,神思计划利用IBMWatsonExplorer和IBMWatsonIoTPlatform上的SaaS产品打造国内领先的商业服务机器人和个性化的认知行业智能解决方案,并有望首先应用于医疗、金融等领域。济南市市委常委、副市长苏树伟,神思电子董事长王继春以及IBM副总裁兼大中华区认知解决方案总经理RobertJosefSimmeth等领导出席并见证了签约仪式。
神思电子希望依托多方位的智能识别和行业应用技术,以及在移动互联、免签免密小额支付、数据挖掘等领域积淀多年的行业经验,并结合IBM在认知计算、物联网和大数据等技术领域的领先优势,在移动商业、便捷支付、银医自助等应用领域继续深耕,为现有客户提供‘认知+’的行业解决方案。
数字化举措促进中国大陆企业业务表现提升
CATechnologies近日公布了一项名为《保持得分:数字化转型为何如此重要?》的调查显示了经营业绩与支撑数字化转型的技术实践之间具有紧密联系。
该项调查采用了“数字化转型业务影响计分卡”(BIS),涉及业务敏捷性、业务增长、以客户为中心和运营效率四个类别。总体来看,中国大陆企业数字化举措的影响力得分为50分,在世界范围内排名居中。在亚太及日本地区,敏捷管理、DevOps、API管理和以身份为中心的安全性等数字化实践被广泛采用,使业务影响力提升高达54%。有33%的中国大陆企业认为对数字化方面的投资有助于企业明显超越竞争对手。
亚太及日本地区的一些发展中国家在BIS中表现强劲,领跑全球榜单,其中包括印度(79分)、泰国(71分)、印度尼西亚(66分)和马来西亚(64分)。中国大陆(50分)在此次评估中位居第六名的中间位置。调查指出,新兴经济体相较于成熟的传统经济体更具有发展潜力,也更易于进行数字化转型,这是因为新型经济如“白纸”一般的特质使其可以避免受到旧系统的束缚。
首届全国大学生集成电路创新创业大赛启动
关键词:智能科学与技术;机器人;课堂学习;项目实践
智能科学与技术是一门新兴的学科,目前在国内部分高校已开办了该专业,鉴于该专业的高度交叉性和强调工程实践的要求,如何加强工程实践训练,使之与课堂学习有机结合是一个值得探索的问题。而积极开展学生创新计划项目,鼓励同学们参与科研实践无疑是一个很好的途径。我校的“创新创业项目”正好给学生提供了这样一个良好的学习与实践平台。
“仓库巡逻预警机器人”项目的主要内容是在一个自行拼装的轮式机器人本体上完成集感知、规划、决策和移动为一体的行为控制,根据已知地图信息进行全局路径规划、实现避障,对环境中的烟度、温度、湿度、气味、声音及热释红外等因素的异常进行感知和及时预警,完成指定区域定时、定点的巡逻预警工作。
1项目实施过程
“仓库巡逻预警机器人”项目实施大体分以下3个阶段:1)理论研究和技术学习为主;2)机器人的组装,雏形测试,及整体功能的实现;3)功能测试、改进,论文、报告的撰写。
对于巡逻机器人来说,首要任务是完成机器人本体的装配,其他很多功能的实现都与机器人本体设计有关。此外,漫游功能是巡逻机器人的基本功能,下面将对这两个内容进行主要介绍。
1.1机器人本体的设计和装配
针对仓库巡逻任务的实际需求,并考虑到现有条
件的限制,在研究了多种机器人基本结构、运动学及动力学特性[1-2]后,最终采用了如图1所示的三轮机器人结构。其底盘结构为一个万向轮和两个独立驱动轮,车体前、左、右方各安装一个红外接近传感器。
基金项目:中南大学2009年“大学生创新创业启航行动”创新项目(CX13)。
作者简介:党志刚(1990-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术方向);刘丽珏(1973-),女,副教授,博士,研究方向为智能计算与智能规划;肖剑明(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术);谌慧滨(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术);韩爽(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(电气)。
1.2机器人漫游的实现
漫游功能是巡逻机器人的基本功能之一,要实现漫游,除要对机器人的“前进、后退、左、右转弯、原地转圈、加、减速”等简单运动行为进行控制外,还需根据传感器信息对周围环境进行感知,以避开障碍。神经网络控制是智能控制的主要方法之一,利用神经网络,再结合简单的逻辑判断,可实现简单环境中的漫游。
在2.1所述的机器人本体“左、前、右”各安装一个红外接近传感器,就可实现简单环境中的漫游。结合硬件结构,采用二值函数作为激励函数构造了有3个输入、2个输出,由两个感知器构成的神经网络,结构如图3所示。
图3神经网络结构图
其中x1,x2,x3表示安装在机器人左、中、右边的3个传感器的输入信号,输入为0表示有障碍;输入为1表示无障碍。wji表示权值,y1,y2为输出,0表示后退,1表示前进。采用的二值函数如下式:
(2.1)
其输入、输出关系为:
()(2.2)
为实现避障,给出如表1的训练例子,作为神经网络的学习实例。
神经网络的权值和阈值采用学习算法进行调整,权值修正公式为:
,()(2.3)
其中x为输入向量,为期望的输出向量,为感知器实际输出向量。
显然从公式2.3可以看出,如果第个神经元的实际输出与期望一致,则不对该神经元的权值进行修改;如果某个神经元的输出为0,而期望响应为1,则将此时的权值矢量wji加上输入向量x作为新的权值矢量;如果某个神经元的输出为1,而期望响应为0,则将此时的权值矢量wji减去向量x作为新的权值矢量。
而阈值修正公式为:
,(2.4)
经MATLAB仿真训练[3],其一次训练误差收敛过程如图4(其中横坐标表示训练代数,纵坐标表示平均绝对误差)所示。
(a)左轮感知器误差变化曲线
(b)右轮感知器误差变化曲线
图4左右轮感知器误差变化曲线
经学习后得到权值和阈值:
;;
;。
将机器人置于图5所示的简单环境中,一次实验中,机器人行进轨迹为ABCDEFG,对应的输入、输出向量和机器人行为如表2所示。
如图5所示,另一次漫游所得轨迹为abcd,在这种情况下,机器人会在cd段上往复运动,漫游失败。2.3中介绍的迷宫机器人学习算法将初步解决此问题。
1.3迷宫机器人路径规划
除上述问题外,应“人工智能课程设计”的要求,还对“迷宫机器人路径规划”问题进行了研究,使机器人在未知迷宫中不断获取有关前方和两侧隔墙的信息,从而进行路线识别和行走姿态控制,搜索安全出口并顺利走出线性迷宫。运用左手优先法则,再结合2.2的避障方法,实现了迷宫机器人路径规划,如图6所示。反复试验发现,只需要2个红外接近传感器(分别安装在机器人的左、前方)就可以完成机器人行走迷宫的基本行为控制,第3个(安装在右侧)用于微调行进时的位姿,以保证机器人自身安全。
图6机器人穿越迷宫路径示意图
图7学习后的机器人走迷宫路径示意图
以上字符串匹配学习算法有一个明显的缺点:在重复搜索同一个迷宫时才能起作用。采用更具智能的算法优化机器人的迷宫搜索是下一步目标。
1.4下一步的工作
设计和实现仓库巡逻机器人的目标还包括:希望机器人能对异常的温度、气味、声音等进行预警,因此,在给开发板上加装了DS18B02温度传感器、ADC0809、数码管、蜂鸣器和发光二极管等器件,成功扩展了温度测量与报警模块的基础上,下一步的工作便是开始学习和研究烟雾、湿度、气味、声音等环境因素的实时测量和预警模块;目前已初步实现了用串行通信和无线通信方法,将巡逻机器人获得的数据发送到PC机上进行实时监控,其他功能的实现还有待进一步的努力。
上述功能基本完成后,最终将结合各个模块,对机器人进行系统综合调试以实现仓库巡逻预警功能。并结合以后开设的智能控制、神经网络控制、智能计算等专业课程以及增强学习[5]的有关方法,进一步改进整个系统,提高稳定性的基础上使其具有更高的智能。
2心得与体会
在历时2年的专业课学习和6个多月的机器人项目的申请、实施中项目组成员深刻体会到从事智能科学与技术领域学习和研究时,扎实理论、进行工程实践的重要性和理论与实践紧密结合的必要性。
项目实践是检验理论体系是否完整、基础知识是否扎实的一个很好的标准,是课堂学习的兴奋剂、自主学习的催化剂。分析、解决问题的过程,就是不断补充理论知识、训练思维、强化动手能力、提高工程素养、培养兴趣的过程,在这个过程中,学生可以学到很多书本以外的知识和宝贵的科研、工作经验这些对课堂学习是一个很好的补充。总之,在课堂学习和项目实践的结合中,学生会有更加迅速的成长。
3对教学的若干建议
“仓库巡逻预警机器人”项目富有挑战性的申请、实施和进一步研究过程是以智能科学与技术领域的基础课程和专业课程的学习为基础的;项目的实施过程可以巩固、提高硬件电路设计、程序设计等基础知识,熟悉MATLAB等仿真软件,又可以及时运用人工智能、机器人学等课程中学到的神经网络控制、机器人路径规划技术;进一步的研究又提供了一个了解该领域前沿问题(如强化学习)的机会。综上所述,课堂教学与项目实践的结合不仅会使学生加强理论基础、提高实践能力,而且会在很大程度上促进该领域的发展。因此,这种教学模式的推广意义重大。
参考文献:
[1]蔡自兴.机器人学[M].2版.北京:清华大学出版社,2009:46-83.
[2]蔡自兴.机器人学基础[M].北京:机械工业出版社,2009:29-65.
[3]朱凯,王正林.精通MATLAB神经网络[M].北京:电子工业出版社,2010:140-161.
[4]徐守江.迷宫算法综述[J].信息与电脑:理论版,2009(10):91-92.
[5]RichardS.Sutton,AndrewG.BartoReinforcementLearning:Anintroduction[M].Cambridge:TheMITPressCambridge,1998.
CombinationofTheoreticalStudyandRobotProject
DANGZhi-gang,LIULi-jue,XIAOJian-ming,CHENHui-bin,HANShuang
(InstituteofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)
2007年我有幸参加了河北省电教技术学会年会,在会上,河北师大的一位教师向与会者介绍了Moodle,当时让我眼前一亮,这个系统完全符合新课程理念,能够满足教学需要。回到学校后,我自己搭建了一个试验平台,开始尝试使用Moodle。
Moodle平台的具体应用
Moodle平台是基于因特网的课程和网站软件包,应用该平台进行教学的课程具有网络课程的交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特征。下面以高一《信息技术基础(必修)》(地图版)中第四单元第四节“初识人工智能”为例,介绍如何应用Moodle平台进行网络课程设计。
Moodle平台具有强大的功能,如文本、文件、网页、标签等,可以丰富学习内容的呈现方式,教师利用这些功能既可为学生提供必要的学习资源,也可提供一些拓展性学习资源,既面向全体又兼顾个性。
例如,少量的文字和图片内容可以通过标签的形式添加到课程页面中,用于呈现课程的内容简介,美化课程界面等,单击“打开编辑功能”,从“添加资源……”下拉列表中选择“插入标签”,出现页面如下图。
Moodle平台用在课堂教学中不是一个漫无边际的资源环境,而是围绕教学目标,以问题或任务作为引导而展开的结构合理、针对性强的学习环境,学习目标更加明确,学习路径更加宽泛。学生可以选择教师辅助、学生协作、参考教材,也可以借助Moodle平台上的文本、PPT或视频等辅助学习,学生学习的路径多样,满足了个性化学习的需要。Moodle平台应用于信息技术课堂,实际上就是建立网络化的电子学案,提供多样化的学习资源,拓展学习路径,促进有效学习的实现。
学习活动设计是课堂教学设计的核心部分,其着眼于学生主体需求,贴近学生的实际,创设学生感兴趣的任务或项目,通过师生互动、生生互动等引导学生的自主、探究与合作学习的过程,促使学生掌握知识、构建能力,并养成积极的学习情感。我们可以运用Moodle平台“活动”创建的快捷性和丰富的交互性来创建满足实际需要的学习活动,促进互动生成。
在Moodle平台上,可创建的“活动”项目有讨论区、测验、投票、问卷调查、作业、聊天室、Wiki等。Moodle平台创建的“反馈单”可用来了解学生的学习情况或获取学习素材,为“学什么”作铺垫;资源用来解决“怎么学”;而“作业”、“讨论区”、“测验”等项目,则可用来评价“学得怎样”。Moodle的一个重要特色就是允许师生或学生彼此间共同思考、合作解决问题。
在“人工智能”的概念、“人机对弈”和“模式识别”环节,我添加了讨论区,并提出一些有针对性的问题,学生可以就这些问题展开讨论,也可以自己提出讨论话题,通过讨论,提高了学生参与课堂的积极性,加强了教师和学生之间的交流,学生对所学内容的理解也更深了。
在“自然语言处理”环节,我添加了“作业”中的“在线文本”,让学生体验“机器翻译”,并将翻译结果通过“在线文本”提交。学生通过自己的体验,对“机器翻译”的认识更加具体生动。
在学生体验了智能机器的一些应用领域后,我添加了一项测验活动,就智能机器的判断力、学习能力、应变能力、是否会疲倦、是否具有创新性、是否具有感情、计算精度和运算速度等八个方面同人类相比有什么特点,让学生进行判断,通过这个活动,学生对机器智能的认识更深刻。
借助Moodle平台,再现学习过程
学习是一个体验的过程,又是一个积累的过程。学习伴随着人的成长,其轨迹应真实可寻。有效地记录学生的学习轨迹,构建学生的成长档案既是信息技术课程的要求,也是信息技术课堂的重要常规。在教学实践中,以前对学生学习成果的收集、评价与保存是十分欠缺的,往往是课上完了,什么都没有留下来;采用“网络共享”、“FTP”和“网页表单”等方式来收集学生的学习成果,对过程性的学习活动很难记录,也不便及时地反馈,这些都不利于学生的学习和发展。而Moodle平台能很好地对学习过程与学习结果进行记录与管理,构建一个完整的学习档案。