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爱上牛肉面
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潘潘吃吃吃啊

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“人工智能”是大学本科自动化专业所开设的一门专业选修课,为了能够调动自动化专业的学生对本课程学习的积极性,对《人工智能》这门专业选修课程的 教学 方法 进行了探索和 总结 。以下是我整理分享的关于人工智能结课论文的相关 文章 ,欢迎阅读!

对《人工智能》专业选修课教学的几点体会

摘要:“人工智能”是大学本科自动化专业所开设的一门专业选修课,为了能够调动自动化专业的学生对本课程学习的积极性,提高《人工智能》专业选修课的教学效果,我们结合近几年的实际教学 经验 ,从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学等方面对《人工智能》这门专业选修课程的教学方法进行了探索和总结。

关键词:人工智能 优选教材 考核方式内容 手段 实践

人工智能(Aritificial Intelligence,英文缩写为AI)是一门综合了应用数学、自动控制、模式识别、系统工程、计算机科学和心理学等多种学科交叉融合而发展起来的的一门新型学科,是21世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。它是研究智能机器所执行的通常与人类智能有关的职能行为,如推理、证明、感知、规划和问题求解等思维活动,来解决人类处理的复杂问题。人工智能紧跟世界社会进步和科技发展的步伐,与时俱进,有关人工智能的许多研究成果已经广泛应用到国防建设、工业生产、国民生活中的各个领域。在信息网络和知识经济时代,人工智能现已成为一个广受重视且有着广阔应用潜能的前沿学科,必将为推动科学技术的进步和产业的发展发挥更大的作用。因此在我国的大中专院校中开展人工智能这门课的教学与科研工作显得十分紧迫。迄今为止,全国绝大多数工科院校中的自动控制、计算机/软件工程、电气工程、机械工程、应用数学等相关专业都开设了人工智能这门课程。南京邮电大学自动化学院自2005年成立至今,一直将“人工智能”列为自动化专业本科生的选修课程,到目前为止已经有八年的历史了。由于南京邮电大学是一所以邮电、通信、电子、计算机、自动化为特色的工科院校,因此,学校所开设的许多专业都迫切需要用人工智能理论和方法解决科研中的实际问题。在问题需求的推动下,南邮人经过多年的努力工作,在人工智能科研方面取得了丰硕的成果,如物联网学院所开发的现代智能物流系统、自动化学院所开发的城市交通流量控制与决策系统,为本课程的开设提供了典型的教学案例。我们结合近几年的实际教学经验,从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学等方面对人工智能课程教学方法进行了总结归纳。

一、优选教材

目前,国内有关人工智能课程的中英版教材种类非常多,遵循实用、简单、够用的原则,再经过授课老师和学生们的共同调研,我们选用由中南大学蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》第三版作为南邮本课程的授课教材。本书覆盖的人工智能知识体系比较全面,包含知识表示、搜索推理、模糊计算、专家系统等。本书主要针对计算机、自动化、电气工程等本科专业的学生所编写,内容基础,难度适中。蔡教授所编写的这本教材全面地介绍了人工智能的研究内容与应用领域,做到了内容新颖、简单易懂、兼顾基础和应用,受到了全国广大师生们的一致好评,多年的教学实践证明我们所选择的教材是恰当的、正确的。

二、考核方式

在全国大部分高等院校,“人工智能”这门课大都选择开卷考试的方式来进行考核。为了强化学生对人工智能这门课基础知识的掌握,南京邮电大学自动化学院选用闭卷考试的方式来进行考核。为了打消部分学生想在期末闭卷考试中通过作弊手段来完成人工智能这门课考核的侥幸心理,我们加强了对学生平时考勤成绩、课下作业成绩和实验成绩的考核,从而杜绝了“一纸定成绩”的现象。我们对人工智能这门课的最后期末成绩是按如下权重来划分的:平时考勤成绩占10%、课下作业成绩占10%、实验成绩占20%、最后的期末考试卷面成绩只占60%。为了克服国家现行 教育 体制的弊端,避免学生“机械式”地的应对教学和考试,我们对考试题型进行了调整,不再是以往的填空、选择、简答等题型,而是改为以解决实际问题为导向的应用题型为主,这样学生只需要在理解授课内容的基础上利用自己的思维来解题就可以了,这也体现了国家目前正在提倡的应用型教学导向。

三、教学内容调整

对于本科生而言,人工智能这门课程所需要讲授的内容实在太多,由于课时所限,我们必须精简教学内容,让学生在掌握基础知识的同时,也能够了解它的具体应用。因此,我们将人工智能这门课程的教学内容分为两个部分:第一部分是基本理论和方法,包括人工智能的概述、知识表示方法、确定性推理方法等;第二部分为人工智能研究成果的具体应用,包括神经元网络计算、模糊智能计算、专家知识库系统、机器语言学习等。通过对教材内容的合理调整和安排,使得授课计划能够比较全面地覆盖了人工智能这门课程的基本知识点,从而满足了学生们的求知需求。

四、教学手段的改进

(一) 激发学生的学习兴趣

经过长时间的教学我们发现,在选修“人工智能”这门课程时,每个学生的心中所想各有不同,这些学生在刚开始学习时兴趣还比较强烈,但随着教学内容变得越来越抽象,学生逐渐对这本课的学习失去了信心,甚至上课时间不去听课,使授课教师对教学也渐渐失去了信心,导致恶性循环,严重影响了教学质量。针对这种现象,我们认为,在开课前充分激发学生的学习兴趣是很有必要的。我们要结合学校的实验条件,开课前给学生演示“机器人医疗服务”实验,通过该实验的演示,让学生们看到机器人能够给病人提供多项人性化的服务,理解人工智能技术在开发医疗服务机器人多项关键技术中的应用,让学生在开课前能够对本课程的学习产生极大的兴趣,实践证明这种方法是有效的。

(二) 借助多媒体教学

多媒体教学是现代教学过程中一种非常重要的形式,它往往根据教学目的和学生们的特点,通过合理的设计、选择教材内容,应用公式、图形、文字、视频等多种媒体信息进行有机组合并通过电脑和投影机显示出来,与传统教学手段相结合,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。人工智能这门课具有针对性强、内容抽象、公式繁琐等特点,学生学习起来比较困难,为了让学生生动、形象地学习该课程,我们在教学过程中充分利用了多媒体技术来组织教学。例如在课堂教学过程中播放南邮自动化学院梁志伟博士带领学生所开发的“智能 足球 机器人”比赛片段;让学生在线观看北京大学工学院谢广明博士带领学生所开发的“自主视觉机器鱼”录像片段等。在讲解某些重要的求解算法时,借助Matlab软件和投影机,直接展现该算法的求解过程,从而改善了课程教学的形式,提高了教学质量。 (三)提倡课堂 辩论

我们在教学过程中打破了传统的“老师讲课学生听课”的教学模式,多次组织课堂辩论,辩论的主题包括人工智能研究过程中出现的技术困惑、人工智能研究成果转化中的市场前景等。如组织了“电脑PK人脑”“电脑是否让电视消失”“电脑的未来发展方向在哪里”等一系列 辩论会 。经过激烈的辩论,无论正方还是反方都感觉自己收获很大,增长了知识,开阔了眼界。在教学过程中通过将学生由“被动听课”角色变换为“主动参与”角色,大大地调动了学生的学习积极性,从而提高了课堂教学质量。

五、实践教学

实践教学是课堂教学不可缺少的重要组成部分,通过让学生亲自动手实验来对理论知识进行检验和应用是目前国内外各个大学提高学生综合素质、增强学生市场竞争力的重要手段。人工智能实验教学的目的是让学生通过亲自动手体会授课中的各种智能控制算法,从而使学生能够更加形象地掌握课本知识。人工智能教学计划安排了4学时实验课,设置了“传教士和野人过河”“机器人路径规划”这两个人工智能问题,要求学生独立完成这2个实验题目的编程,并书写实验 报告 。通过实验,学生动手实践了课堂上所掌握的理论知识,加深了对智能算法的理解。

人工智能是一门实用性较强的课程,我们总结了近几年来的教学经验,从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学五个方面对人工智能课程教学进行了总结。从学生的反馈来看,我们所总结的教学经验对于指导新教师讲授“人工智能”这门课程具有积极的作用,需要指出的是,我们仍有很多不足之处,需要在以后的教学过程中不断努力完善,提高自己的教学能力,争取更好的教学效果。

参考文献

[1]蔡自兴,徐光佑.人工智能及其应用[M].北京:清华大学出版社,2003.

[2]路小英,周桂红,赵艳等.高等农业院校《人工智能》课程的教学研究与实践[J].河北农业大学学报:农林教育版,2007,9(4):66-68.

[3]马建斌,李阅历,高媛. 人工智能课程教学的探索与实践[J].河北农业大学学报:农林教育版,2011,13(3):330-332.

[4]赵海波.人工智能课程教学方法的探讨[J].科技信息,2011,(7):541.

[5]张廷,杨国胜.“人工智能”课程教学的实践与探索[J].课程与教学,2009(11):133-134.

本研究得到了江苏省2011年度研究生双语授课教学试点项目—“模式识别与智能系统”项目经费的资助。

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clover2011

你也可以去参考下(人工智能与机器人研究)期刊上的相关文献

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O小魔女O

史蒂芬·霍金最近发出警告:“一旦人工智能发展到完整的程度,人类的终结也就到了。”伊隆·马斯克则担心人工智能的研发有可能是人类存亡的最大威胁。连比尔·盖茨也敦促大家要小心。人一手创造的怪物,会不会反过来奴役人?这种畏惧很早就有了。但就在微软、谷歌竞相投入巨资研发人工智能之时,名气响当当的宇宙学家、硅谷创业家和微软创始人却分别说出这样的忧虑,这份忧虑就有不同的份量——要注意,他们三位可不是反对或排斥工业化、新技术的人。今天,一个人的口袋里装着的可能就是一部超级计算机,战场上杀出来的可能是机器人,如果把那份忧虑简单地当是异想天开,也是有些自欺欺人。问题在于,如何避免过犹不及?首先,我们要搞清楚,计算机现在已经具备了哪些能力,而在将来又会增加哪些能力。凭借处理能力的增强以及数据资料的增多,人工智能正处于快速发展的阶段。今天,深度学习(deep learning)系统能模仿人脑的神经元层,处理海量的数据,自己教自己如何去执行一些任务,譬如识别和翻译,做得几乎跟人一样好。结果,一些一直需要人脑参与的事情,大到解读图象,小到玩街机经典《青蛙过河》,现在也属于电脑程序能做的范围里了。Facebook在2014年发布了名为DeepFace的算法。这个算法可以识别相片里的人脸,准确率达到97%。但必须注意的是,这些都是应用于某一具体领域狭隘的能力。目前的人工智能是通过“残暴”的数据处理能力,来达到与人脑智力的“形似”,但至于如何模仿人的自主性、喜恶和欲求,成果则很少。电脑还做不到随心所欲地思辨、判断以及选择,而这些都是人类智力的特征。但与此同时,人工智能已经可以给人类生活带来巨大的改变。人工智能现在已经能辅助人类,为人做的事带来助益。国际象棋便是一例。现在电脑可以下赢任何一个人。不过,当今世界上最强的棋手并不是电脑,而是人与算法一起合力的团队。这样的团队组合将延伸至人类其它的活动:医生有了人工智能的支持,从医疗图像中查出癌症的能力将大大增强;有了智能手机上装的语音识别软件,发展中国家读写能力欠佳的人便能更好地使用互联网;做学术研究时,数字助理可以建议你哪条假设更有机会成立;有了图像分类算法,可佩戴设备对着肉眼看到的真实世界“加上”有用的标注。但也不是每个方面的效益都是正面的。譬如,无论是对民主国家还是专制国家而言,人工智能都是监管人民的利器。有了人工智能,政府便可以监听数以亿计的对话,在人山人海中根据声音或样貌特征轻而易举地找出它要找的人。这就对自由造成了严峻的威胁。尽管整个社会可以获得很多益处,但很多人会因为人工智能而处于劣势。在计算机诞生以前,给老板计算数字的苦活常是由妇女来做,后来这些职位就让晶体管占据了。同样,人工智能将来很有可能会让整个白领阶层捡包袱走人。虽说教育和培训有助打工者适应这个变化,且人工智能带来的新财富会进入新的行业从而产生新的工种,但打工者依然难免经历颠簸。但霍金、马斯克、盖茨他们担心的并不是监控和颠簸的问题。他们担心的是近期好莱坞电影里的场景:自动化机器拥有了比人类更灵敏的认知能力,拥有了与肉身的人冲突的利益观。这样的人工智能产品离我们还遥远得很,甚至可能永远也造不出来。无论是心理学家、神经学家、社会学家还是哲学家,在对着人脑东敲敲西敲敲地研究了一个世纪后,依然没搞清楚人的思维是怎么回事,更不要说仿造出一颗人脑。假如机器拥有自己的利益观和自主能力,即使这机器的智能不完整,只能用于某个用途,也绝非代表我们就可以放心使用:无人车跑起来比人开还好,这听起来挺赞的,但要是车有自己想去的地方,听起来可就不太妙。虽然我们离霍金所说的“完整的”人工智能还很远,但现在就开始思考如何应对到时的情况,也是谨慎之举。“超人”又“自治”的东西,人类不早就创造过了吗?官僚体制、市场、军队,这些都是,这些都帮助人类做到没有辅助、组织时做不到的事情;这些都能自主运作,而且如果不加法规管理,都会造成巨大的祸害。这些相似的事物或许可以令人工智能的持疑派放心一些。这些事物也喻示了人类社会如何可以安全地研发人工智能。军队需要文官管理,市场需要监管,官僚需要问责、透明;同理,人工智能系统也必须接受监督。由于系统的设计者无法预见所有的情形,还必须要有危急时刻拉闸中断的设置。加入这些限制并不会妨碍进步。大到核弹,小到交通规则,这些都证明人类曾成功运用技术和法律手段去管理威力强大的创新。

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