人工智慧課程論文
人工智慧概論課程是我校智慧科學與技術專業開設的一門重要的專業基礎課,它在整個專業教學體系中起到奠基的作用,以下是小編整理分享的關於的相關文章,歡迎閱讀!
篇一
人工智慧概論課程的教學思考
摘要:從智慧科學與技術專業所設定的人工智慧概論課程的自身特點和發展需要出發,在教學目標、授課內容、教材選擇、講授方法和考核形式等方面進行全方位的思考與探討,力爭開拓出新的教學思路,形成獨特的教學風格,取得良好的教學效果。
關鍵詞:人工智慧;授課內容;講授方法
人工智慧概論課程是我校智慧科學與技術專業開設的一門重要的專業基礎課,它在整個專業教學體系中起到奠基的作用,如何針對其特點制定合理的教學目標與授課內容,並有效地組織課堂教學,取得良好的教學效果是非常重要的,本文將從多個角度對其進行全方位的思考與探索,為相關課程教學的改革提供新的思路。
1教學目標的精確定位
首先,人工智慧概論課程在智慧科學與技術專業整個教學體系中起到引導和奠基的作用,但不同於其他相關的專業基礎課,其總的特點可歸納為“少而精”,即在較少的教學授課學時中起到畫龍點睛的作用,為學生進一步的深入學習打好基礎,並激發他們對智慧專業的學習興趣和愛好。基於以上特點,通常選擇一學期共32學時課程的安排計劃,並且在大三上學期開始進行授課。
其次,要研究解決同學們所反映的“虛與實”問題。人工智慧是一門涉及到多個學科的課程,具有相當複雜的背景,其與哲學、數學、經濟學、神經科學、心理學、計算機工程、控制論和語言學都有著密切的聯絡,並且隨著這些學科的發展而深化,不斷產生新的思路和新的問題。以上特點決定了該課程內容較為抽象,且難以把握全域性,學習起來不易消化理解,從而造成了學生學習的困難,容易產生畏懼感,並且學生常常對其在實際環境中的具體應用產生疑問。
如何在這麼短的授課學時裡使學生產生學習興趣並且能取得良好的教學效果是一個具有挑戰性的課題,這需要對該課程的授課內容、教材選擇、講授方法和考核形式進行全方位的思考與探索,並在教學過程中落在實處。一方面讓學生了解和掌握人工智慧的發展歷史和思想淵源,並指出各個分支的本質特點和整個領域的發展趨勢;另一方面有意識地穿插介紹人工智慧在實際中具體應用的例子,開闊學生的眼界,打消他們的疑慮。這些將在本文的後面部分進行深入的介紹。
最後人工智慧概論這門課程還要兼顧研究型和應用型這兩種特點的共同發展。在以前,由於人工智慧授課內容的特點,常常講授時偏向研究型,往往涉及到複雜的數學推導和邏輯運算,增加了老師講授的難度和學生學習的困難。因此,針對上述問題,在教學過程中可以引入多種形式的事例說明和多媒體演示環節,以講授思想為主,具體技術為輔,這將直接反映到授課內容的選擇上。
2授課內容的選擇
人工智慧概論授課內容的選擇至關重要,本著該課程“少而精”的特點,既需要讓學生在較短時間內掌握基本的思想與概念要點,又要對該課程進行全方位的介紹,並點出其發展趨勢,因而對授課教師有著非常高的要求。由於授課課時的限制,我們無法做到既面面俱到,又對每個具體方向進行詳細的講解;而且這樣也容易陷入複雜的數學推導和邏輯運算的誤區。因而,整個課程的講授內容應該以傳授思想和概念要點為主,並在講授的過程中加入有趣的事例,通過這些形象的事例說明和多媒體演示環節折射出人工智慧思想的精髓和應用的廣闊前景。
人工智慧概論主要涉及到知識表示、搜尋推理、計算智慧、專家系統、機器學習、自動規劃、Agent和自然語言理解等內容,其中以知識表示、搜尋推理和計算智慧為授課內容的重點,在講授的過程中需要對這些內容加以整理精簡,分清主次,合理地安排授課內容在總學時內。除了這些基本的授課知識外,還應該在教學環節引入多媒體演示,通過形象生動的視訊演示讓學生們瞭解人工智慧的科學價值和實際應用所在。視訊可以選用世界一流大學實驗室的開放多媒體內容,例如:MIT電腦科學與人工智慧實驗室的相關科研專案中間過程及結果的視訊演示,以此來開闊學生的眼界,增長他們的見識,使之瞭解其應用前景和未來的發展空間。
人工智慧領域的發展受到多個學科的影響,這些學科在不同歷史時期都對人工智慧領域起到了各種推進作用,也產生了許多不同層面的爭論,至今也是如此。如何在授課過程中形象地對人工智慧歷史進行回顧,闡述這些學科對人工智慧領域的影響,尤其是思想方面的影響特別重要。“回顧歷史,立足當今,展望未來”——給學生形象地描繪出人工智慧發展的思
想史,並以畫龍點睛之筆指出人工智慧領域發展的廣闊未來,是授課教師艱鉅而光榮的任務,只有這樣才能使學生把握住人工智慧領域的整個發展脈絡,激發出他們的學習興趣和愛好。
以哲學家對強人工智慧方向的爭論為例,向學生們介紹這些的資料對於他們思想的啟迪是非常有益的。這裡值得說明的是這種思想的闡述事實上是非常不容易的,其難度甚至高於複雜的數學推導,因為它常常要求授課教師掌握思想的精髓所在,並用非常形象生動的語言對其進行說明,而這些常常是現在書本中所沒有的。例如:知識的表示、獲取、儲存和推理是人工智慧領域中重要的組成部分,雖然目前已經有很多書籍詳細地介紹了這些方面,但學生仍然反映聽起來比較抽象。為什麼會這樣?其原因是一些基本的問題並沒有得到圓滿的說明和闡述,如“什麼是知識”,“知識能夠表示嗎”,“有統一表示各種各樣抽象、複雜知識的工具嗎”,“抽象的美學與複雜的人類情感,知識能夠表示嗎”……其中有些問題看似容易回答,卻往往涉及到一些複雜的哲學問題,目前在各種人工智慧的教科書和專著裡常常對這些問題避而不談,只在數學的層面上針對具體的問題來進行說明和講授。如果想在這方面有所突破的話,就需要閱讀大量的哲學書籍,如認知學、知識論和心智哲學等領域的著作,還需要大量時間的理解和參悟,這些有價值的資料也是對授課內容的極大豐富和補充。近年來,認知神經科學、心理學、生物學、語言學甚至社會學對人工智慧領域有著較大的推進作用,也是將來融合發展的總體趨勢,如何在課堂上結合具體的事例對其加以說明也是授課內容的一個重要環節。
3相關教材的選擇
眾所周知,關於人工智慧的國內外優秀教材有很多,例如:S.J. Russell和P. Norvig所著的《Artificial Intelligence——A Modern Approach》被全世界89個國家的900多所大學用作教材[1],國內可以考慮使用其影印版或中文翻譯版本,大大的降低了購買國外原版教材所需的費用,並可以在此基礎上考慮實現雙語教學。此外還有蔡自興教授等編著的人工智慧及其應用,詳細而恰當地介紹了人工智慧領域中的各個研究方向***分別適合於本科生[2]和研究生[3]***等。我們從整個教學時間安排上看,因其所佔學時較少,所以人工智慧概論課程的教材選擇不適用於大部頭的書籍,宜選用篇幅較小但內容較全的適合於本科生的教材。除了選擇合適的教材外,對於任課教師還要擁有大量的參考書,包括上述提到的其他領域的書籍和資料,只有這樣才能拓展所掌握的知識,為實現良好的教學效果而服務。
4講授方法和考試形式的選擇
課程講授時注意主線的選擇,著重以思想介紹為主,詳細地介紹人工智慧發展的歷史以及各種學派和學說,如符號主義、連線主義和行為主義等,要重點介紹他們的特點和本質,指出它們形成的原因以及其中的不足之處,並向學生介紹新的學說,例如機制主義[4]等。整個教學過程並不涉及較為複雜的數學,要注重各個分支的思想源流,主要從其機制上做定性介紹。同時可在講授過程中穿插相關歷史問題的爭論,例如:中國屋問題[5]等,引發學生學習的興趣和愛好,開展互動式教學,使學生和老師產生互動。授課方式採用板書和多媒體互動使用方式,力爭在每節課的空閒時間裡穿插加入人工智慧領域的實際應用介紹,放映相關的視訊錄影,開闊學生們的眼界。在最終考試形式的選擇方面不是要學生死記硬背知識點,而是要注重學生思想的發揮,鼓勵學生提出新想法和新思路,並豐富其掌握的相關知識,為將來的進一步學習打好基礎和做準備。
5結語
我們認為在教學方式上力爭採用“啟發式”教學,能真正做到啟迪學生思想的作用,尤其要鼓勵思想創新,在高等教育階段培養學生具有獨立思考、勇於探索的能力,使之成為社會的有用之才。希望這些在人工智慧概論課程教學中的思考和探索能在日常教學活動起到有益的作用,並與同行們共同交流和探索。
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