孙家员外
“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
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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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智能手机,具备手机的通话功能,融合3C(Computer、Communication、Comsumer),并且有PDA的大部分功能,能够进行个人信息管理、无线数据通信的浏览和电子邮件等功能。智能手机有足够的屏幕尺寸和带宽,方便随身携带,可以了解娱乐、电影、股票、新闻、天气、交通、商品,对图书、音乐图片加以下载等等。智能手机必将成为未来手机发展的新方向,有很好的势头,但是利弊并存,值得我们恰当选择。一、手机智能化的利我们认为今天的手机智能化,是时代发展的需要,高科技给手机智能化带来了机遇,极大方便了老百姓的生活。具体来说,智能手机利益明显体现在以下几个方面:第一,促进了经济发展。科技是第一生产力,在智能手机方面,成绩特别突出。高科技带来了高效益,手机智能化首先使手机生产企业增加效益,也使经营企业、信息服务企业效益大增。例如,简单的一般手机只要200元左右,但是IPhone5就需要6000多元,上网等服务费用也大幅度提高,河南省郑州的富士康为美国加工IPhone5,据说世界70%的IPhone5来自郑州,不仅扩大了就业和税收,而且使郑州机场的货运大增。正因如此,各个地方大力发展手机智能化,成为新的产业和经济增长点。第二,方便了老百姓生活。智能手机有足够的屏幕尺寸和带宽,方便随身携带,可以迅速了解新闻、天气、电视剧、交通、商品,手机银行使网络购买物品更便捷,老百姓也可以足不出户进行交易,同时可以对应用程序、音乐图片、电影等加以下载,成为休闲、办公、商务、旅行的好伙伴、亲密朋友。我们正在享受信息时代的幸福生活。第三,显示了高科技的力量。手机使我们进入信息社会,拉近了遥远的千山万水,认识了陌生的朋友,它不仅是工具,而且是享受、休闲,真正实现了“秀才不出门,便知天下事。”一个小小的手机,可以为我们多方面的、周到的服务,可以跨越海洋,体现了当今的科技无处不在,科技已经渗透到了我们生活和工作的方方面面,人们已经享受到、离不开高科技了。第四,成为监督的手段。广大老百姓可以用手机记录腐败现象,对社会管理进行重要的监督。现在很多官员不敢到饭店消费,就是手机监督的见证。人们还通过手机,随时随地,进行拍摄(照片和录象),再现很多不良社会现象,讽刺和鞭挞不正之风,对于净化社会环境,培养正气,都发挥了不可替代的作用。二、手机智能化的弊手机智能化带来的弊端,也很明显,突出表现在:第一,考试作弊。无论是高考、公务员考试,还是其他的考试,都存在手机作弊问题,尽管过去在考场进行手机屏蔽,但是仍然防不胜防,成为今天教育考试最大的难题,给考生作弊提供了便利的工具,是始料未及的,以致于2013年高考规定所有带手机进入考场的均以作弊处理。第二,成本增加。上面谈到,最一般手机只要200元左右,但是IPhone5就需要6000多元,是一般手机的30倍,这无疑会增加消费者的负担,这样的高消费,让顾客一方面满足了便利、愉快的利益,另一方面使顾客付出更大的成本。第三,版权的侵害。免费的、广泛的下载,使原创者的利益不能得到保护,不利于知识和科技创新。从消费者的角度来说,人们都希望什么都免费、无偿使用、利益最大,但是这是原创者利益同时遭受最大的损失,这样是对他人劳动的剥削,是很不公正的行为。所以,我们应该按照相关法律,严格执行,尊重和保护知识的价值,防止伤害他人的利益。第四,个人隐私和安全威胁。一个携带手机者,可以被定位,个人信息可以被黑客利用和侵犯,成为犯罪者的新场所,也成为市场地下交易的新领域,有的利用这样的工具,又钱,又色,问题特别严重。电话号码、QQ号、银行帐号、保险单号、个人日记、私密照片、自拍视频……,智能手机,使办公室和家庭里电脑存在的大部分问题,延伸到我们身边、手边,成为可怕的“阴影”。手机掌管了自己太多的秘密,就像《手机》里面说的,手机变成手雷,不知道什么时候炸响了。在丰富的网络信息面前,有的人无所适从,有的人在众多的个人信息面前迷失自我,对个人意义有不同程度的伤害。第五,对健康的威胁。现在很多小朋友对手机都有很多依赖性、上瘾,即使在公共汽车上,也是在手机上忙的不亦乐乎,伤害了他们的眼睛,影响了他们的休息。手机亮度不够、字体过小等原因,长时间使用手机过后,导致眼睛疾病的群体不仅在逐年增加,而且朝年轻化的趋势发展。如果经常开手机,夜晚睡觉的时候放在头边,平时放在心脏部位,辐射大,对人的身体造成不利影响,主要是可能造成对大脑和心脏的伤害,值得我们警惕。过度使用和依赖手机,对身心有不利作用。手机不在身边的时候都会莫名的焦虑,总感觉会有什么事情发生,自己会错过些什么。第六,知识信息的危机。现在,的信息来源过度依靠手机,不查阅图书,知识误差大,不利于科学的正常、精确的传播和发展。在校学生有了手机后,上课前要想着关机,以防影响课堂秩序;下课后要想着放好手机,以免丢失或失窃;课余时间还得一遍遍的打开、删除各类短信,交流一下各种游戏,怎能安心学习?在科学的时代,经常有不科学、反科学、违背科学的现象发生,和时代的需要和历史趋势格格不入的。通过手机上的道听途说很多,没有深入调查研究,有的很片面,有的是谣言,属于不负责,这样的传播不合法、不道德、不文明。很多学生(从小学到大学)习惯于网络语言,错别字很普遍,大家也习惯手机交流,不用纸张写信件、写情书,传统文化和交流风格变化了,强烈冲击着人际关系的传统模式,忽视了人文精神,导致人与人之间的关系淡漠,丧失了很多古典的人生交往情趣。例如,书信、情书,过去很普遍,可以收藏、长久品位,甚至成为文物,现在已经逐渐退出历史舞台,成为很稀少的东西。三、手机智能化选择我们认为智能手机是工具、物品,面临这样的问题,不是手机本身的缺陷,主要的也不是科技问题,而是社会问题。利弊同时存在,孰是孰非,利弊的比例多少,都是需要进一步考察的。如何恰当处理这些利弊,不能简单对待。我们应该进行理性的思考和合理的选择。我们的建议主要是两点:1、做智慧的消费者。现在的手机市场,自由选择的机会和范围特别多,不一定是最贵的手机就是最好的,而是最适合自己的,是最好的。例如,老年人,很多选择大字号的一般手机,主要满足电话联系功能,价格便宜,就很好。我们使用手机,很多功能没有充分利用,不是越新潮就越好,完全没有必要追求最新的款式。面对市场上琳琅满目、眼花缭乱的智能手机,我们应该根据个人财力、实际需要,做个明白的、智慧的消费者。现在,很多青年,尤其是有的大学生,追求时髦和大屏幕,经常更换手机,甚至一年内更换3次,给家长带来沉重的负担,也诱发偷窃手机的犯罪,成为十分危险的行为。这样不明智的做法,应该根除。2、做聪明的开发商。智能手机应该是多样化、多层次的,避免单一化、固定化。产品设计、更新换代,都需要考虑消费者的利益,进行市场消费群体细分。同时,生产商要树立企业的社会责任观念,主张可持续化,提倡低成本、低碳、绿色消费,不过度刺激消费,更不进行误导消费。产品的开发,应该根据国情、老百姓的生活水平、大众需要和特殊需要,从不同层面进行。总之,智能手机是高科技产品,是信息发展的结果,它有科技作用的两面性——积极的和消极的,我们应该学习爱因斯坦的有关论述,正确分析它的作用,合理引导,最大限度发挥智能手机的价值,避免和克服智能手机的弊端,才能营造更好的社会生活空间。
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