落实科学发展观,深化“人工智能”课程的教学改革

冀俊忠

摘要:“人工智能”是信息类专业的一门重要课程,但一直以来该课程教学难以获得预期效果,更无法满足学生能力培养和素质教育的目的。在深入学习和落实科学发展观的新形势下,本文分析现阶段进行人工智能教学改革的意义,阐述结合人工智能学科知识、大学教学理念、现代教育手段和人才培养需求等各方面的发展,进行“人工智能”课程教学改革的内容,并对推进和深化人工智能教学改革有效举措进行探讨。

关键词:人工智能;教学改革;科学发展观

中图分类号:G642 文献标识码:B

人工智能是研究如何使计算机显示智能行为的学科,它不仅是计算机科学的一个重要分支,也是当今科学技术发展中的一门前沿学科。尤其是在知识经济向智能经济高度发展的今天,以知识为基石进行智能化研究的人工智能的学习更具有重要的理论意义和社会价值。因此,“人工智能”课程成为计算机、自动化等信息类专业的一门重要课程,它既是进行更高学历教育的起点之一,也是学习人工智能其他专题课程(机器学习、数据挖掘等)的基础。

由于人工智能是在控制论、信息论、系统论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉学科,所以,“人工智能”课程的内容涉及面广、概念抽象、不易理解,学生往往有望而生畏的感觉,导致课程教学很难完全实现既定的教学目标,更达不到专业能力培养的要求。为了克服这些困难,近年来,许多高校的授课老师在“人工智能”课程的教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了一些有益的研究和探索。中南大学的蔡自兴老师从教材、教学内容、教学手段和队伍建设等方面阐述了树立精品意识,搞好课程建设的宝贵经验;国防科技大学的张国忠老师分析了教学实践环节在课程教学中的重要性;南京理工大学的丁辉老师论述了案例教学在课程教学中的实践和体会;哈尔滨师范大学的何立晖等人结合自己的教学体会对课程教学方法进行了概括,等等。这些研究都丰富了“人工智能”课程的教学手段,提高了课程教学的效果。但是,面对快速发展的信息化和智能化社会,如何提高课程教学质量,建设满足知识、能力和素质协调发展的人才培养模式要求的“人工智能”课程教学体系,还需要在教学内容、教学方法、教学手段等方面继续探索,不断创新。为此,本文在深入学习、落实科学发展观的背景下,对课程教学改革的意义、内容和措施进行了剖析,强调了与时俱进、全面发展的改革思路,即将相关学科知识、大学教学方法、现代教育手段和人才培养需求的发展与大学课程教学改革相结合,探索课程教学的新模式、新方法,才是推进和深化“人工智能”课程教学改革的有效举措。

1新形势下进行人工智能教学改革的意义

发展和创新是现代社会的主旋律,而现实社会需求和形势则是发展的基础,它决定着发展的方向和意义。在全面、系统和深入地学习、落实科学发展观的今天,进行“人工智能”课程的教学改革具有如下的重要意义。

(1) 顺应了党中央、国务院关于高等教育要全面贯彻科学发展观,切实把重点放在提高教学质量上的战略部署,人工智能教学改革的开展有助于提高课程教学质量,促进计算机专业人才的全面发展。

科学发展观是党中央坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,总结改革开放以来的发展实践,为适应新时期的发展要求,集中全党智慧提出来的与时俱进的科学理论。用科学发展观审视高等教育工作,必须树立和落实科学的全面、协调、可持续发展的教育发展观,以科学的教育发展观指导高等教育事业的发展。高等教育的对象是大学生,教育的目的是为社会发展培养高素质的建设人才,因此,坚持以人为本,促进大学生的全面发展是我国高等教育科学发展的本质和核心。具体到人工智能的课堂教学工作中,就是要以学生为本,在教学过程中把满足学生的发展需要,促进学生的学习、掌握、应用作为课堂教学工作的根本点和落脚点,使课程教学真正服务于学生的发展需要,为学生的今后发展奠定良好的基础。

(2) 教学改革的开展将促进学生学习兴趣的培养,建立和谐、活跃的人工智能教学氛围,改善课程的教学效果。

“人工智能”是一门理论性较强的课程,通过教学内容、方法和模式的改革,可以让学生在学习中感觉到有用、有效、实际、实用、有趣,这不仅是调动学生的学习兴趣,提高学生学习积极性和主动性的关键,也是实现课堂教学互动、和谐、活跃的基础,更是改善本课程教学效果的必要举措。

(3) 教学改革的开展将激发学生的创新意识,培养学生善于钻研和勇于创新的精神,提高学生的实践能力和创新能力。

理论源于实践,创新来自实践,实践是培养学生创造力的最直接、最有效的方式。通过在人工智能课程教学中实践环节的增强,理论联系实际,使学生有计划、有步骤地按照知识体系,在实际问题的分析、设计和求解中发挥自己的科研潜能,培养他们善思考,勤动脑的好习惯,并通过算法设计和实际问题的解答,提高学生的学习能力、创新能力和实践能力。

2人工智能教学改革的工作内容

(1) 依托学科知识的发展,进行课程教学内容的精选和优化。

为了实现知识、能力和素质的协调发展,大学教育必须与时俱进地不断深化课程教学内容的改革。具体地说,“人工智能”课程的教学改革也要根据人工智能学科的发展及时更新所授的教学内容。人工智能是一门综合性强、实践性强、应用性广、发展迅速的开放型学科,所以课程内容极其丰富,应用领域非常广泛。如何在有限的教学课时中提高教学质量和效果首先依赖于对教学内容的合理调控。

针对课程的本科教学要求和目标,笔者认为在教学内容的精选和优化上围绕如下两方面进行:①以搜索技术为主线,围绕知识表示和推理两项根本任务,按照学科知识的体系结构重点讲解所涉及的基本概念、原理、方法和重要算法;②针对学科的新发展、新热点,结合自己科研工作的研究和体会,在教学内容中增加群智能计算、Web智能等自己熟悉的热点专题,将一些新理论、新方法及时融入到课程教学中,这样既可丰富课程的教学内容,又能拓宽学生的学习视野。

(2) 根据教学思想和理念的发展,进行教学方法多种形式的融合和应用。

现代教学理念强调学生的中心和主体地位,以激发学生的学习兴趣、探究的激情,尊重学生的个性和特长,注重学生在学习中的积极参与,最大限度地挖掘学生的潜能为当代教师的己任。可见,树立以学生为本的教学理念,在课堂教学中发挥教师的主导作用,努力进行学生自我教育和自我学习能力的培养是当代教育教学的新要求。因此,大学课程讲授不在是以学生能否理解、明白教学内容为衡量教学效果的标准,而应是在课堂教学中以提供信息、启发思路、介绍方法、补充知识以及引导学生质疑、探究和创新为主要教学目的。在这种教学理念发展的氛围下,人工智能的教学方法必须采取多元化模式,具体来说,就是要将启发式、参与式、讨论式、问题式、案例式等多种教学方法融合在课程教学活动中。其目的是既提高学生的学习兴趣,加深对所学知识的理解,又培养学生善于自学、积极探究和勇于创新的学习习惯。

(3) 借助现代教学技术的发展,进行多样化教学手段的探索和研究。

先进和科学的教学手段是圆满完成教学任务的重要保障。除了合理地利用板书和课件外,课程教学需要利用更为丰富的多媒体教学手段,为学生提供更生动、形象的教学内容,促进教学质量、效果的提高。如将反映人工智能最新研究和应用的结果用电影、动画等片段来展示,使学生更直接、更深刻地接触新知识,激发学生的学习兴趣;利用Java、Metlab等编程技术和手段进行典型算法的编写和演示,使学生亲身感受算法的功能和作用;利用自建课程网站进行开放式的课外教学指导和国内外相关教学材料的链接,一方面辅助教学内容的理解和掌握;另一方面丰富学生的学习内容,方便学生的求知探索。总之,人工智能教学需要通过智能化、情景化、形象化等多种教学手段的研究和合理应用,才能更好地调动学生学习的主动性和积极性,保证课堂教学效果,提高课程教学质量。

(4) 适应人才培养需求的发展,研究理论教学与实验教学的关系,进行实践设计和创新模式的探索。

在以知识生产、传播和应用为基本特征的知识经济时代,高校不仅肩负着科学技术研究和进步的社会责任,而且肩负着推动整个社会经济文明进步的历史使命。我国高等教育法明确规定:高等教育的基本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。这是新形式下社会对高校人才培养的要求,因此,高等教育要加强对学生实践能力的培养。人工智能是一门实践性较强的学科,更需要实践性教育与课堂教学的紧密结合。只有通过理论与实验教学的并进,才能知行合一,解行合一,改变学生被动学习的局面,调动学生积极参与教学的意识,并通过一些科研活动,促进学生思考能力、探究能力、创新能力和团队合作能力的发展,提升学生分析问题、解决问题和融入社会工作的能力,达到高校素质教育的目的。

3人工智能教学改革的具体措施

根据上述的工作内容,人工智能的教学改革应以新理论、新方法和新技术的学习和应用、教学经验交流与教学实践相结合的总体思路来指导教学改革工作的进行。具体方法如下:

(1) 密切关注人工智能学科的发展前沿,并通过教师自身专业素质的提高,把握人工智能知识体系的精髓,统筹安排教学内容,明确“精讲”和“泛讲”的内容。

(2) 通过查阅国外著名高校人工智能的课程讲义,以及国内同行间的教学交流,学习当代的教育理念和先进的教学方法,确定课程教学的思路和科学的教学方法,形成符合国情、校情和大学生发展的教学方法、教学手段和教学模式。

(3) 配合教学内容,使用现代教育相应的技术手段,建立和谐的教学课堂,改善课程的教学效果,提高课程教学的质量。

(4) 了解社会发展对人才培养的需求,并结合自己的科研课题,制定合理、切实的实践环节,鼓励并指导感兴趣的学生积极参与到自己的科研课题、本课程教学网站的建设以及人工智能典型问题求解的程序实现中来。通过课题研究和实施,旨在使学生在领悟知识的同时,创新能力和综合素质得到协调的发展。

(5) 与学生建立多渠道的沟通机制,及时了解学生学习的需求、动态和建议,并适时地对教学过程进行调整。

4结语

大学课程的教学改革是近年来我国高等教育改革的一个重要环节。在全面学习、深入落实科学发展观的新阶段,如何更有效地进行大学课程的教学改革是各高校都将面临的重要问题。本论文以“人工智能”课程教学为例,阐述了现阶段课程教学改革的意义,内容和具体举措。提出了指导教学改革的两个重要思路:(1)以科学的发展观指导人工智能课程的教学改革。教学改革要结合所属学科、教学思想和理念、现代教育技术和人才培养需求的最新发展,不断对课程教学内容的选择、教学方法的实施、教学手段的采用、理论教学与实验教学的结合等内容进行新的尝试和探索;(2)以激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新能力为课程教学的根本任务,系统、全面地对人工智能课程教学过程进行研究和革新。通过案例教学和实验教学,增强学生运用相关理论解决实际问题的能力,努力培养具有可持续发展能力和创新精神的合格的社会主义建设者和接班人。

参考文献:

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