技工院校人工智能教育的探索与研究

李玉军

摘要：随着人工智能时代的到来和2017年7月8日国务院印发《新一代人工智能发展规划》的发布，人工智能被提升到了一个新的历史高度。同时，人工智能产业对人才的需求对高等职业教育也带来很大的挑战，技工院校已在考虑和探索将人工智能教育融于教学，来适应未来产业对人才的需求，服务于当地经济的发展。笔者作为技工院校互联网技术专业的负责人，本着专业发展和适应未来社会经济转型升级的考虑，结合本专业学生实际，对技工院校开设人工智能相关课程进行了一些探索与研究，现分享出来，与大家共勉。

关键词：人工智能；人才培养；技工院校；教学研究

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）16-0096-02

1 开设人工智能教育的意义

人工智能技术的快速发展，让世界进入了信息时代的新阶段——人工智能时代。日前，教育部召开了新闻发布会，正式将人工智能、物联网、大数据处理划入新课标。因此，技工院校开设人工智能课程迫在眉睫，其意义在于：其一，有利于让学校占据教育领域人工智能发展的先机；其二，有利于学校建设创新型高水平技师学院的目标；其三，有利于让学生跟上人工智能发展步伐，为学生以后的发展提供有利的条件。这种教学探索与创新也适应了AI2.0时代的要求，因此，要大力探索之、建设之、推广之，为互联网技术专业发展，为创建技工教育人工智能教育的典范创造有利条件。

2 python语言的研究

人工智能是一个很广阔的应用领域，很多程序编程语言都可以用于人工智能开发，比如Python、Lisp、Prolog等。但由于Python简单易用，它可以无缝地与数据结构和其他常用的AI算法一起使用，是人工智能领域中使用最广泛的编程语言之一。

Python作为一种具有独特优势的软件，特点如下：其一，其源代码是依照GPL协议写的，并且其解释器也能够兼容 GPL协议；其二，此类人工智能语音的语法简易，空白符被大量应用其中；其三，Python具有胶水语言的别称，与其他编程工具之间的结合度非常高。特别是在以下情况中，在强大的类库支持下，应用该语音能够非常迅速第生成人机交互界面。

Python语言一般被认为人工智能领域具代表性的编程语言。一方面，此类面向对象的解释型语言不断补充简单、明了、扩展性强等特征。在2017年，甚至长期占据IEEE编程语言榜首位置；另一方面，该语言学习曲线非常平缓，更适宜编程基础较差的学生，让学生将其作为学习人工智能的入门级工具。此外，Python语言不断补充标准库和人工智能编程的开源框架，很容易开发扩展。国内外知名的互联网平台均兼容Python的接口，便于模块化的快速开发应用程序，比较适合于技工院校的学生使用。

3 互联网技术专业开设人工智能课程存在的问题

3.1 师资队伍建设

人工智能是一个新兴产业，大多数技工院校教师队伍对人工智能的研究也停留在了解阶段，因此，师资队伍建设是开设人工智能教育课程首先要解决的问题。对现有教师进行教育培训和引入新的教师资源是解决这一问题的关键。增加新的教师资源只能解决当前问题，应建立师资培养长效机制，并进一步推动新技术与教师专业发展有机融合，实行线上与线下结合的混合式研修，建立教师随时可学、随地可学的常态化专业教育发展机制。拓展和挖掘全方位的教育培训课程，大力提升教师新技术应用能力，并引入人工智能教学实验，推动教师主动适应信息技术变革，帮助教师创建学习场景，深度理解人工智能教育的模式，以便适应人工智能教育的需求。

3.2 教学方式较传统，缺少实训项目

人工智能的教育大多数技工院校都在研究阶段，教学方法还是用比较传统的软件开发的模式进行教育。有效的教学实验研究，可以推动教学效率的提升，给教学的效果进行加分。然而，目前国内技工院校人工智能编程实践教学方式的教学实验却比较传统单一，部分院校仍然采取授课者在上边讲，参与的学生在下边听的传统教学方法，教师依然是课堂的主体，学生还是只可以被动地接受知识的灌输。另一方面，由于人工智能的实际项目较少，参与人工智能课程学习的学生很难借助实践环节对教学内容进行深刻理解，实践能力也得不到锻炼和提升，学生没有亲自实践，便不会获得实践的体验，没有亲身经历成功的喜悦感，参与课堂的效率就会不太高，这也会为课堂教学效果减分。相关人工智能教育学科带头人就应该持续地探索新的教学实验研究，激发参与人工智能课程学习的学生的兴趣，使他们愿意去学习，渴望去学习，进一步提高教学效率；另一方面，技工院校人工智能教育应深度校企合作，引入企业真实项目，加强实践教学环节，尽可能地让实践来指导理论教学，提升参与人工智能课程学习的学生的实践能力，让学生边学边练，参与项目，学练结合，这样才会达到比较好的教学效果。

4 人工智能教育的教学思考

4.1 结合学生的教学方法分析

作为互联网技术专业的学生，对互联网技术和软件开发有一定的认识和了解，但对于新的人工智能领域，学生们没有一个完整的概念。因此，首先要让学生在软件开发的思想基础上建立初步的人工智能新思维体系，才能顺利实施人工智能教育。

人工智能思维是信息化技术解决问题的思想所在，对于人工智能模型的学习应该是从理论到实现，应该首先使用人工智能实例引出概念，进而介绍人工智能模型的基本理论，让学生对人工智能模型有一个清晰完整的认识。然后让学生下载网上的开源软件包来钻研人工智能模型，借助人工智能经典模型的学习，让学生可以掌握信息化技术解决问题的逻辑，了解信息化技术编程的关键意义。

充分调动学生的主观能动性，鼓励学生敢想敢试，勤动手，多创造。在传统的技工教育理念里，技工院校的学生文化基础薄弱，学一门技能顺利就业就行，把重心放在“技”的训练上，却忽略了学生“能”的培养。人工智能时代，记忆不再是一項重要任务，大数据随时随地可以提供大量所需信息，简单的计算和逻辑推导也可以交给机器来完成。从这个意义上理解，技工院校学生动手能力强，创造力丰富，在人工智能时代将更有学习潜能和发展优势。

从培养学生的意识、观念入手，通过真实事例让学生了解人工智能，比如讲人工智能阿尔法狗（AlphaGo）战胜围棋世界冠军、职业九段棋手李世石的故事，谷歌的无人驾驶汽车等，另建议学生多关注《最强大脑》这档电视节目，让学生真正形成乐于学习，爱上了解人工智能的习惯和心理，慢慢建立起人工智能的思维。

4.2 教学方式

人工智能是一门交叉学科，相比其他软件类课程，学习起来还是有一定的难度。为了保证在互联网技术专业开设python语言课程的教学质量，教师可在课前从资源库或网络上百度查找相关的人工智能视频资料，作为课堂的情景导入，调动学生的好奇心，让学生知道人工智能可以做什么，需要什么样的知识储备；准备相关演示代码或实验数据集等，展示利用所学知识解决现实问题的过程，让学生明白学有所用，能解决现实问题，并且特别智能；安排实训项目，引导学生独立完成演示代码的运行，使学生切身感受到机器的智能，激发其学习的积极性和主动性，达到良好的教学效果。

4.3 教学内容

马云说：“在数据时代，30年以后世界上最优秀的CEO可能是一个机器人”，机器正尝试跟人类去沟通，他们甚至试图变得有感情，去读懂人类的心理变化，这就是人工智能的发展方向。因此，在现有软件课程的基础上，要建立大数据、云计算、机器学习的思维，从软件入手，本着智能化的特点，开设自然语言处理、机器学习、数据挖掘、深度学习等人工智能領域课程，进行人工智能教育。

4.4 教学实施研究

人工智能教育区别于传统的互联网技术教育，是一个全新尝试，我们必须持续地探索这类课程教学方式和教学策略，才能很好地去推动和顺利实施。

混合的教学实验研究是技工院校在互联网技术专业开设人工智能课程的关键环节。从知识转播角度来说，知识传授将学生分为几个小组，让他们进行合作学习，共同完成学习（开发）任务。这种教学方法可以保证学生的课堂参与率，也可以增强学生之间的彼此交流与学习，深化他们的自主合作能力，学生在自己动手过程中也可以深化其实践能力。教师在教学过程中只起简单的指导作用，督促学生自己解决问题，进一步深化他们的思考能力。从另一个角度来讲，重点是让学生借助互联网有效资源在课下进行充分的知识预习，提前进行有效的思考和探索，然后再由老师在课堂上进行指导教学实验，学生是教学的主体，这种“以人为本”的新的教学方法，可以实现因材施教，使每个参与人工智能学习的学生都可以充分展现自己的特点，发挥自己的特长。也可尝试用“翻转课堂”进行教育，让学生积极发言，踊跃参与，进一步推动教学效果的提升。

5 结论

中国制造2025已经提出，不久的将来机器人将代替人完成手工劳动。技工教育的发展必须也要与时俱进，唯有改变和适应才能跟上时代的步伐，培养出驾驭这些机器的专业技术人才。业内人士经常将Python语言视为人工智能领域具代表性的编程语言。因此，教学中融入以Python为代表的人工智能语音教学要素具有如下好处：其一，该语音是面向对象的解释型语言，可以不断补充简单，具有明了、扩展性强的优势，因此它长期占据IEEE编程语言首选语音的宝座；其二，该语言非常适合初学者，对于接受能力弱的学生来说，也适用将其作为入门级工具。此外，Python语言不断补充标准库和人工智能编程的开源框架，很容易开发扩展。国内外知名的互联网平台均兼容Python的接口，便于模块化的快速开发应用程序，比较适合于技工院校的学生使用。，而且也可以为将来在深度学习思想基础上建立起来的AI新思维领域培养出更多优秀人才。技工院校的学生，不能只做社会人工智能成果的享用者，更要在机器和深度学习思想基础上建立起来的人工智能新思维的开发者以及未来世界的探索者。

参考文献：

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