高职院校人工智能通识课程内容建设的教学与实践

王建华，闵小翠，吴明宇

摘要：《人工智能》是高职院校新工科专业的通识类课程，该课程强调理论联系实际，以培养学生的计算思维能力培养为课程培养目标。为了进一步强化高职《人工智能》课程的教学成效，要对课程体系进行有效梳理和针对性设计。本文以高职院校人工智能通识课程教学改革为背景，指出了人工智能课程面临的主要问题，研究了人工智能课程内容建设的主要思路，介绍了人工智能课程的课程体系模块化设计内容。

关键词：新工科;通识课程;人工智能;课程内容建设

中图分类号：TP18      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）20-0108-02

随着信息时代的到来，人工智能技术的研究和应用已经相对普及。人工智能技术是指企图了解智能的实质，并希望生产出一种以人类智能相似的方式做出反应的类似于人类智能性质的智能机器。学术界对人工智能的研究范围十分广泛，涵盖了语言识别、图像识别、自然语言处理及机器人等众多领域。在技术应用领域则以知识表现、信息检索、机器学习、组合调度、智能感知、神经网络、专家系统、博弈系统等为代表，近几年来取得了举世瞩目的科技领域研究成果，引领了信息技术发展和传统产业升级的发展风尚。

加快大数据、人工智能等信息时代技术研究发展步伐是我国经济增长、社会进步的有效途径，也是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对于提高我国互联网、制造业、服务业的竞争力有着决定性的作用。高职院校为社会培养技术人才，必须在人工智能理论基础和技术应用层面下功夫，推进师资队伍建设和教学内容改革，打造惠及面广、内容实用、教学质量有保障的人工智能通识课程。

1 《人工智能》通识课程开设面临的主要问题

尽管近年来国内部分高职院校开设了人工智能课程，但授课覆盖面十分有限，大多集中在计算机和控制类专业，其他新工科专业的学生无法惠及。此外，高职院校层面的人工智能课程教学和科研活动仍处于发展阶段，在学时、师资、内容等方面存在高开低走、碎片化、低水平重复等问题，严重阻碍了我国智能科学与技术的发展和智能技术人才的培养。

2高职院校《人工智能》通识课程教学体系建设思路

（1）课程设置符合高职院校的应用型人才培养目标要求

人工智能技术涉及的数学和计算机知识较多，本科院校的人工智能课程需要学生具备较强的数学基础和逻辑思维能力，而高职院校的学生显然达不到这一要求。因此，高职院校的《人工智能》通识课程要围绕实用性和应用性展开，力求让学生听得懂、用得上。学校要组织集中备课，把人工智能课程的教学内容进行有效梳理，以培养学生利用人工智能技术解决实际问题为培养目标，把复杂的技术问题转化为通俗、易懂的案例教学内容。利用多媒体和网络技术来丰富课堂教学内容，激发学生对人工智能的興趣和主动学习自觉性。高职院校《人工智能》通识课程设置要符合高职院校的应用型人才培养目标要求，打造符合专科层次人才培养要求的优质教学体系。

（2）利用多种教学模式实施模块化教学

模块化教学是通识类课程的代表特征，利用多种形式的教学模式来实现《人工智能》通识课程多角度、深层次教学设计，以求达到降低课程难度和提高学生学习积极性的目的。人工智能技术的前置课程较多，高等数学、图论、算法、程序设计等对于高职院校学生来说都是难度较大的课程，如何在没有完全学习前续课程的条件下实施人工智能课程教学是课程体系设计的一大难题。模块化教学的思路就是将教学内容分层分批归纳为教学模块，在不同的模块中设计独立的教学环节来提高教学成效。在人工智能通识课程中可以引入线上线下混合式教学模式、任务驱动教学模式、项目教学模式、网络课堂教学模式等多种教学模式，利用网络中丰富的教学资源来提高教学深度，使用超星、课堂派、雨课堂等网络教学平台来优化教学设计，为每个教学模块设计实训项目来实现学生组队互助学习，保证了教学进度的同时还培养了学生的成就感和团队意识。

（3）教学内容要符合学生的职业规划

高职院校的课程教学要突出技能培训和职业规划导向，人工智能通识课程的教学内容设计也要以学生的专业技能培训为导向，帮助学生开阔视野进行有效的职业规划。人工智能通识课程的教学内容不能一概而论，而是应与学生所学专业相关联，以高职院校学生特点和职业规划定位为基础来进行有效设计。例如在机械制造类专业开设的人工智能通识课程中，可以通过教学任务布置来让学生了解制造业中人工智能的应用场景和关键技术，帮助学生明确自己的岗位定位，提前做好岗位职业规划。

3 《人工智能》通识课程模块化教学设计

高职院校《人工智能》通识课程的内容建设采用模块化教学模式，根据开设专业的知识领域和学生职业规划需求进行针对性设计，教学模块要突出人工智能技术素养、计算思维能力、岗位适应能力和解决领域技术问题等教学目标。教学模块之间进行有效衔接，教师根据实际情况使用讲授法、任务驱动、翻转课堂等多种形式的教学方法来开展教学活动。《人工智能》通识课程模块化教学体系如图1所示。

《人工智能》通识课程教学体系按照难度层层递进的原则设置，分为基础模块、应用模块、程序设计语言模块和实验模块4个模块，其中基础模块介绍人工智能的发展和理论基础，应用模块介绍人工智能技术的应用领域和相关技术研究现状，程序设计语言模块以Python语言为例介绍人工智能程序编写的一般技巧，实验模块以无人机、智能仿真等人工智能技术应用案例为教学任务帮助学生对所学理论知识进行消化吸收。人工智能课程按照基础模块-应用模块-程序设计语言模块的顺序开展教学活动，在课程过程中穿插实验模块的教学任务。

在模块化教学设计中，每个模块的教学内容不是固定的，而是由任课教师根据学生所学专业和理解能力进行选择和顺序安排。采用的教学方法也不是固定的，例如在基础模块可以采用传统的讲授方式，也可以采用翻转课堂让学生去网上自主探究式学习，在实验模块可以实施案例教学让学生进行仿真学习，也可以采用任务驱动教学，让学生通过动手实践来解决实际问题，或者邀请企业专家来校讲授前沿的科技资讯和企业岗位技术知识。总之，模块化教学要突出理论联系实践，要以学生的学习需求和专业知识为突破点来提高教学成效，实现课程教学内容向岗位技能的有效转化。