人工智能課程范文

導語：如何才能寫好一篇人工智能課程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：人工智能；授課內容；講授方法

人工智能概論課程是我校智能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，并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，人工智能概論課程在智能科學與技術專業整個教學體系中起到引導和奠基的作用，但不同于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，并激發他們對智能專業的學習興趣和愛好?；谝陨咸攸c，通常選擇一學期共32學時課程的安排計劃，并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。人工智能是一門涉及到多個學科的課程，具有相當復雜的背景，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系，并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，且難以把握全局，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，并且學生常常對其在實際環境中的具體應用產生疑問。

如何在這么短的授課學時里使學生產生學習興趣并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，并在教學過程中落在實處。一方面讓學生了解和掌握人工智能的發展歷史和思想淵源，并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能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。這些將在本文的后面部分進行深入的介紹。

最后人工智能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，由于人工智能授課內容的特點，常常講授時偏向研究型，往往涉及到復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

人工智能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，并點出其發展趨勢，因而對授課教師有著非常高的要求。由于授課課時的限制，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復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，并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能思想的精髓和應用的廣闊前景。

人工智能概論主要涉及到知識表示、搜索推理、計算智能、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、搜索推理和計算智能為授課內容的重點，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，通過形象生動的視頻演示讓學生們了解人工智能的科學價值和實際應用所在。視頻可以選用世界一流大學實驗室的開放多媒體內容，例如：MIT計算機科學與人工智能實驗室的相關科研項目中間過程及結果的視頻演示，以此來開闊學生的眼界，增長他們的見識，使之了解其應用前景和未來的發展空間。

人工智能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能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能歷史進行回顧，闡述這些學科對人工智能領域的影響，尤其是思想方面的影響特別重要?！盎仡櫄v史，立足當今，展望未來”――給學生形象地描繪出人工智能發展的思想史，并以畫龍點睛之筆指出人工智能領域發展的廣闊未來，是授課教師艱巨而光榮的任務，只有這樣才能使學生把握住人工智能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能方向的爭論為例，向學生們介紹這些收集整理的資料對于他們思想的啟迪是非常有益的。這里值得說明的是這種思想的闡述事實上是非常不容易的，其難度甚至高于復雜的數學推導，因為它常常要求授課教師掌握思想的精髓所在，并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、存儲和推理是人工智能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。為什么會這樣？其原因是一些基本的問題并沒有得到圓滿的說明和闡述，如“什么是知識”，“知識能夠表示嗎”，“有統一表示各種各樣抽象、復雜知識的工具嗎”，“抽象的美學與復雜的人類情感，知識能夠表示嗎”……其中有些問題看似容易回答，卻往往涉及到一些復雜的哲學問題，目前在各種人工智能的教科書和專著里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能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，關于人工智能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，并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能及其應用，詳細而恰當地介紹了人工智能領域中的各個研究方向(分別適合于本科生[2]和研究生[3])等。我們從整個教學時間安排上看，因其所占學時較少，所以人工智能概論課程的教材選擇不適用于大部頭的書籍，宜選用篇幅較小但內容較全的適合于本科生的教材。除了選擇合適的教材外，對于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，詳細地介紹人工智能發展的歷史以及各種學派和學說，如符號主義、連接主義和行為主義等，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，并向學生介紹新的學說，例如機制主義[4]等。整個教學過程并不涉及較為復雜的數學，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，開展交互式教學，使學生和老師產生互動。授課方式采用板書和多媒體交互使用方式，力爭在每節課的空閑時間里穿插加入人工智能領域的實際應用介紹，放映相關的視頻錄像，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，并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采用“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、勇于探索的能力，使之成為社會的有用之才。希望這些在人工智能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，并與同行們共同交流和探索。

參考文獻：

[1] S.J. Russell, P. Norvig. Artificial Intelligence:A Modern Approach[M]. 2nd Ed. 北京:清華大學出版社,2006.

[2] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用本科生用書[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2003.

[3] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用研究生用書[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2004.

[4] 鐘義信. 機制主義方法與人工智能統一理論:人工智能的新方法與新進展[J]. 計算機教育,2010(19):7-10.

[5]J. Preston, M. Bishop. Views into the Chinese Room: New Essays on Searle and Artificial Intelligence[M]. Oxford: Oxford University Press,2002.

Teaching Reflection on Introduction to Artificial Intelligence

YANG Dedong, SUN Hexu, YANG Peng, ZHANG Lei

(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

篇2

關鍵詞：人工智能；深度學習；教學建議

0 引言

傳統的人工智能課程主要包括人工智能導論、模式分析、機器學習、數據挖掘等。這些課程由各個院校根據專業情況不同而選擇，課程的內容也有較大差別，但是，基本上都涉及人工神經網絡的內容。然而在人工神經網絡的教學內容上，一般只講解經典的多層感知器和反向傳播算法，或再加入一些反饋網絡的內容，這種教學內容設計的一個不足是忽視了人工智能領域的最新發展——深度學習，它是近幾年人工智能領域最具影響力的研究主題，并在大規模語音識別、大規模圖像檢索等領域取得突破。

北京郵電大學計算機學院開設人工智能科學與技術的本科專業，筆者從事深度學習的研究工作，同時承擔了本科生和研究生人工智能類課程的教學工作，因此產生了將深度學習內容引人人工智能類課程的想法。本文先介紹深度學習的背景，說明深度學習在人工智能發展中的地位，之后分析了將深度學習基本內容引入人工智能類課程的必要性和可行性，最后給出了一些實施建議供探討。

1 深度學習背景

2006年，加拿大多倫多大學的GeoffreyHinton教授與Salakhutdinov博士在美國《科學》雜志發表了題為“Reducing the Dimensionality ofDatawith Neural Networks”的論文，該文提出一種學習多層神經網絡的方法，并將這種具有多層結構的學習方法命名為深度學習（Deep Learning），而這成為深度學習研究的一個導火索，從此深度學習的研究與應用蓬勃發展起來。

深度學習在語音識別與生成、計算機視覺等應用領域取得了突出進展。近幾年的國際機器學會（International Conference on MachineLearning，ICML）、神經信息處理大會（AnnualConference On Neural Information Processing Systems，NIPS）、計算機視覺大會（InternationalConference on Computer Vision，ICCV）、

聲學語音與信號處理大會（International ConferenceOn Acoustics，Speech，and Signal Processing，ICASSP）、計算語言學大會（Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics.ACL）、計算機視覺與模式識別（InternationalConference on Computer Vision and P atternRecognition，CVPR）等都有不少相關的研究論文、會議教程和小組研討會（Workshop）。美國國防高級研究計劃（DARPA）也提出了關于深層學習的研究項目。此外，2013年6月《程序員雜志》的封面故事，采訪了周志華、李航、朱軍3位國內的機器學習專家對于深度學習的看法，他們一致肯定了深度學習在機器學習領域的貢獻。

工業界對深度學習也寄予了很高期望。2012年6月，《紐約時報》報道了斯坦福大學計算機科學家AndrewNg和谷歌公司的系統專家JeffDean共同研究深度神經網絡的機器學習模型在語音識別和圖像識別等領域獲得的巨大成功。2012年11月，微軟公司在天津公開演示了一個全自動的同聲傳譯系統，其關鍵技術也是深度學習。2013年1月，百度公司首席執行官李彥宏先生宣布建立深度學習研究院（Institute of Deep Learning）。2013年3月，谷歌公司收購了由深度學習創始人Geoffrey Hinton創立的公司。

從學術界與工業界的研究態勢看，深度學習已經成為機器學習與模式識別，乃至人工智能領域的研究熱點。正是在這樣一個背景下，人工神經網絡重新回到人們的視野。此前人工神經網絡的發展大致可以分為兩個時期，1943年，McCulloch和Pitts提出了最早的人工神經元，這種神經元具有學習能力，這是人工神經網絡的發端，也可以被認為是人工智能的發端（當時還沒有人工智能這個術語）。1949年，Hebb提出了Hebbian學習算法。1957年，Rosenblatt提出了感知器的神經網絡模型。1969年，Minsky和Papert分析了這種感知器神經網絡模型的局限性。然而，很多研究者認為，感知器的這種局限性對于所有的神經網絡模型都適用，這使人工神經網絡的研究很快暗淡下來。1980年代中期，諾貝爾獎得主John Hopfield提出了Hopfield神經網絡模型，這種Recurrent神經網絡具有的動態性有可能用于解決復雜的問題。同時，多層前向神經網絡的后傳算法也被重新發現，這兩個工作使人工神經網絡得到重生。這時，人工神經網絡已經成為人工智能的一個重要組成部分。但是，在隨后的研究中，人們發現，當學習多層神經網絡包含更多的隱藏層時，后傳算法并不能學到有效的網絡權值，這使得神經網絡的研究再次陷入低潮。此次以深層神經網絡為代表的深度學習重新回到研究的舞臺，其中一個重要因素是Hinton提出的逐層預訓練神經網絡方法治愈了多層神經網絡的一個致命傷。

2 必要性與可行性

深度學習的發展使得從事教學一線的教師也無法忽視這個頗具影響力的研究主題。為此，我們提出將深度學習這個主題引入到人工智能類課程中，將它作為課題教學的一部分。

2.1 必要性

將深度學習這個主題引入到人工智能類課程中的必要性主要包括如下4點。

1）深度學習是人工智能的前沿。

2006年以來，深度學習的研究席卷了整個人工智能，從機器學習、機器視覺、語音識別到語言處理，都不斷涌現出新的研究工作和突破性進展。深度學習不僅在機器學習領域成為研究熱點，同時在多個應用領域也成為有力工具，而且，在工業界的系統應用中，深度學習成為其中的關鍵解決技術。

2）深度學習是人工智能的突破。

深度學習的發端是神經網絡。關于神經網絡的論述，在人工智能類常見教科書中還停留在多層神經網絡，即神經網絡的第二階段，它們大部分描述多層結構無法訓練的現象。但是，從深度學習的角度看，深層神經網絡不僅可學習，而且有必要，這與第二代神經網絡的觀點是完全不同的。深度學習突破了原有人工神經網絡的認識，超越了人工智能神經網絡教科書中的原有內容，因此，有必要將多層神經網絡結構的可學習性告知學生，從新的視角糾正原有的觀點。

3）深度學習是人工智能的延伸。

深度學習不僅提供了一種可以在深層神經結構下訓練網絡的方法，也包含了不少新的內容，是人工智能的新發展，為人工智能補充了新的內容。到目前為止，深度學習至少包括：從生物神經網絡與人類認知的角度認識深層神經網絡的必要性；如何構建和學習深層學習網絡；如何將深層結構用于解決視覺、語音、語言的應用問題；如何看待深度學習與原有的機器學習方法，如流形學習、概率圖模型、能量模型的直接關系；深度學習與其他學科的關系等。

4）深度學習是學生的潛在興趣點。

大學生對知識有著強烈的好奇心，加之當前信息技術的發達，部分對智能感興趣的學生可以從其他途徑了解到這個學科發展的前沿。因此，順勢而為，將深度學習這個主題做具體講解，滿足學生的好奇心，培養他們對學科前沿與發展的認識，是十分必要的。對高年級的學生而言，了解深度學習的基本知識，是他們全面認識人工智能與發展前沿的一個途徑，而對于研究生，較多地了解和掌握深度學習的基本知識有助于他們研究工作的開展。

基于以上幾點，筆者認為，將深度學習這個主題引入到人工智能類課程中非常有必要。深度學習作為人工智能的前沿，既是對人工智能原有理論和技術的一個突破和補充。

2.2 可行性

將深度學習引入到人工智能類課程中的可行性主要包括如下3點。

1）深度學習與現有人工智能聯系密切。

深度學習并不像突兀的山峰拔地而起。而是深深植根于原有的人工智能理論與技術。深度學習是以神經網絡為出發點，這正是深度學習教與學的切入點。比如，可以通過對多層感知器隱藏層的增加和后傳算法的失效來講解深度學習是如何解決這個問題的。再者，深度學習的一個核心構建“受限波爾茲曼機（Restricted Boltzmann Machine）”，可以被認為是一種能量模型，而這種模型與Hopfield網絡都可以從物理學的能量模型角度分析，RBM可以認為是Hopfield網絡的隨機擴展?？傊?，深度學習與現有人工智能的聯系，使學習深度學習變得容易。

2）深度學習的基本內容并不深。

深度學習有個很好的名字，這個名字恰當地描述了特定的學習結構。比如，深度學習的核心部件受限于波爾茲曼機RBM，其結構非常簡單。從神經網絡的角度，受限波爾茲曼機是一種隨機的雙向連接神經網絡，信號可以從可見層傳遞到隱藏層，也可以從隱藏層傳遞到可見層。網絡中每個節點是具有特定結構的神經元，其中的神經元具有典型的包含自身偏置的Logistic函數的隨機單元，能夠依Logistic函數計算得到的概率輸出0狀態或1狀態。概括地說，深度學習的基本內容在高年級階段較易掌握。

3）深度學習的資料容易獲得。

當前的信息資訊非常發達，有相當多的資料可以通過互聯網等多種途徑獲得，這使學習深度學習成為可能。近期，中國計算機學會主辦了多個技術講座均涉及深度學習的部分；深度學習的創始人Hinton教授的主頁也有很多資料；Coursera網站有免費的Hinton教授的神經網絡課程；斯坦福大學的Ng教授提供了很多的在線教程；蒙特利爾大學Bengio教授發表的題為“Learning Deep Architectures for AI”的論文也是這領域的優質資料。

3 實施建議

在具體的教學過程中，筆者建議適當安排深度學習的最基本內容，內容不宜過多，也不宜占用過多的學時，可以根據教學對象的不同進行調整。比如，本科生的高年級專業課可以安排1學時的教學量，介紹層次訓練的基本算法；也可以在高年級前沿講座中安排2學時，內容覆蓋面盡可能廣泛。在研究生的教學中，可以根據教學的課程主題安排內容與學時。比如，神經網絡主題的課程可以安排4-6學時的教學內容，包括波爾茲曼機及學習算法、深層信念網絡與學習算法、深層波爾茲曼機與學習算法卷、積神經網絡、自動編碼器等。結合應用，課程還可以包含MNIST數字識別的應用、人臉識別的應用、圖像檢索的應用、語音識別中的應用等。另外，深度學習是一個實踐性很強的研究，隨機性：大規模（意味著數據不宜可視化，程序運行時間長）等多種因素混合，使深度學習在學習中不容易理解。為此，可以在條件允許的前提下，增加小規模的實驗，輔助理解。最后，課件可以通過對優質資料做修改得到。

篇3

關鍵詞:中西合璧;人工智能;雙語教學

雙語教學是我國高等教育適應國際化趨勢、培養富有創新精神和國際視野的復合型高素質人才的需要。作為一種全新的教學方式,它承接了中外文化的碰撞和融合[1]。各校在教學過程中都遇到了各種困難,也探索了不少經驗。自2005年秋季,我校在人工智能課程中采用雙語授課,在教學實踐中摸索出一套中西合璧的雙語教學模式,將中西方的優勢有效結合起來,比較適用于工科專業課程的雙語教學。

1中西合璧的雙語教材

教材是體現教學內容的知識載體,是教師和學生進行教學活動的基本工具。我們重點調查了MIT、Stanford和CMU等國外高校,他們均選用了Stuart J. Russell和Peter Norvig合著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》,該教材幾乎涵蓋了CC2001關于人工智能課程的全部內容。該書網站(aima.cs. berkeley.edu/)的統計數據顯示,目前已有100多個國家的1 100多所大學選用該書作為教材。我們對選用該教材的部分高校授課情況作了追蹤調查,結果表明絕大部分人工智能課程的實際授課內容都與該教材內容基本一致。在國內,中南大學的人工智能課程是國家級精品課程,教材是課程負責人蔡自興教授與徐光佑教授主編、清華大學出版社出版的《人工智能及其應用》(第三版)(該教材分本科生用書和研究生用書兩種版本),與其課程內容設置完全配套。

我校選用了《Artificial Intelligence: A Modern Approach(2nd)》一書,清華大學出版社出版了影印版(人民郵電出版社出版了中譯文版本),同時將Nils J. Nilsson著的《Artificial Intelligence: A New Synthesis》作為輔助教材,機械工業出版社出版了英文影印版及中譯文版本。

人工智能這一學科誕生于西方,目前該領域的諸多成果和文獻均以英文為語言載體。選用英文原版教材、推行雙語教學,為學生的后續學習和研究深造奠定了良好基礎。另外,與國內教材相比,國外教材更注重知識產生的過程、解決問題的思維方法,對提高學生的學習興趣、培養學生的創新能力極其有益。另一方面,選用原版教材的問題也顯而易見。一是原版教材內容過多,需要精心篩選、分清主次后才能使用;二是原版教材昂貴,增加了學生的經濟負擔,再購買配套中譯文版,負擔更重;三是學生英語水平參差不齊,雙語授課的課程還不成體系,前后課程缺乏銜接性和延續性,學生直接使用原版教材有一定的語言障礙,即使有配套的中譯文版,同時翻看兩本書也不方便。

我們正在逐步消化吸收英文原版教材,在無損原版教材思想精髓的前提下,自主編寫適用于雙語教學的中西合璧講義。雙語教材以英文語言為主,以中文注釋為輔,有效降低學生閱讀的難度,更趨實用。

2中西合璧的授課語言

語言是信息傳遞的載體,是教學過程中必不可少的工具。雙語教學涉及到這種信息傳遞載體的改變。

在雙語教學中,外語的使用比例要求不低于50%,這是不夠科學的。雙語教學不是語言課,教學質量依然是核心,語言僅僅是載體,引入外語教學的目的無非是為了保證知識的“原汁原味”,同時訓練學生的專業外語聽說能力,但這一切都應以學生聽懂課為前提。雙語授課進度慢已是不爭的事實,更有些雙語教師,為了兼顧上述目的,先用外語講一遍,再用漢語解釋一遍,這種做法極不可取,也是緊張的課時限制所不允許的。雙語課味同嚼蠟,引不起學生興趣,也是普遍存在的現象。

我校人工智能課程的授課對象是計算機專業的四年級本科生,學生的英語水平很不均衡,如果不考慮實際情況,大比例地采用英語講授,是難以保證教學效果的。我們把握的原則是:1)英語主要用于講解專業性內容,如專業術語、技術原理、算法等,這樣學生在學術交流中就不會對專業技術內容存在語言障礙;2)只用學生能聽懂的語言講授專業性內容,對過于生澀的專業技術內容,還要使用漢語講解,這樣學生就不會把專業技術內容學“夾生”了,在作研究時才不會有技術上的障礙;3)用母語調節課堂氣氛,適當穿插的人工智能領域人物、故事及笑話以漢語為主,把學生發散的注意力快速集中起來,把學生的學習興趣激發出來;4)中英文銜接,不重復表述,這樣就不會額外占用課時。

例如,在講解Agent技術時,對于Agent的定義、結構等核心內容,我們采用英語講解;而對于Agent涉及到的心理學、邏輯學等方面的生澀理論,則用漢語給出扼要的說明;對于為闡釋Agent的rationality概念而舉的吸塵機器人、黑足泥蜂搬運食物的例子,則主要用漢語講解,激發學生的興趣,抓住學生的注意力。

3中西合璧的教學課件

作為一種新型的教學手段,多媒體以其鮮明的圖像、生動的畫面、靈活多變的動畫及聲音效果克服了傳統教學模式的諸多不足,受到師生的認可與好評[2]。本文探討的重點不是如何設計媒體的表現形式,而是如何利用課件更好地發揮雙語教學的效果。很多雙語教學任課教師只注重追求授課過程中外語的使用比例,課件全文用外語制作,在講解過程中還要費盡周折地解釋,收效甚微。我們在制作課件時,不單純追求英語比例,而是想方設法讓課件能更好地輔助學生理解,在關鍵處均用雙語同步給出內容,或者以英文為主,給出扼要的中文注釋。這樣,學生能夠通過視覺信息更好地理解授課內容,而教師也不必再用中英文重復敘述。

此外,在課件素材的選取上,也應注意國內外結合。比如,在講解啟發式搜索技術時,國外課件(包括教材)常用的素材是八皇后、八數碼等問題,其中八皇后問題相對大多數同學來講比較陌生,而國內的重排九宮(與八數碼問題是一個問題)、華容道等問題對學生來講則更熟悉。用國內的素材入門、用國外的素材拓寬視野,也是多媒體課件的中西合璧之道。

4中西合璧的文化熏陶

文化是生活在一定地域內的人們的思想、信念及生活與行為方式的總稱。從人才培養的角度,我們一般將培養目標分為知識、能力和素質三個層面,文化屬素質培養范疇。文化的熏陶和感染在育人中具有重要作用,這一點往往容易被工科專業課教師忽略。

從歷史文化的角度看,中西方文化從萌芽、發展到現在的格局,無疑是各具特色的。雙語教學提供了開放的空間,讓學生在學習的同時廣泛吸納西方文化,但這也給中國傳統文化造成了一定的沖擊,如不注意調和,勢必造成文化失衡,對培養學生的世界觀、人生觀、價值觀都不利。尤其計算機類課程中的技術內容大部分誕生于西方,如果不在教學過程中進行一種文化平衡,往往會使學生產生一種我不如人的自卑心理或崇洋心理。

中西方文化對人與自然的基本觀點是不同的。中國文化關注的對象是人,人與人的關系自先秦時期便成為中國文化的核心與基礎問題。而西方文化較多關注的是自然,人與自然的關系是古希臘注重的中心問題,由此衍生出理智和科技。中國的哲學是一種人生哲學,在處理人與自然的關系上,中國文化講究天人合一、順天應物、道法自然。把自然人格化,追求人與自然和諧發展。從古希臘泰勒斯的自然哲學開始,探索自然奧秘,開發和利用自然資源為人類服務就成為了歐洲思想的主流。西方科學起源于對自然的探索和研究,很早就出現了畢達哥拉斯、阿基米得這樣名垂千古的科學家。在人與自然的關系上,西方文化認為人與自然處于對立的斗爭狀態。西方人也講人與人之間的關系,但首先關注的不是倫理而是競爭,因而出現了“優勝劣汰”的規律[3]。

在工科專業課堂上,涉及到文化要素的主要是兩方面內容,一是與課程技術內容有關的哲學觀點,二是本學科發展歷程中的人物、事件和形成的學派等等。在教學過程中,教師要注意穿插上述內容,對學生進行文化熏陶,要注意中西合璧。比如,介紹人工智能發展過程中的重要人物時,必然提及Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等西方學者,但同樣也不能忽略國內的吳文俊、王守覺、蔡文等學者,他們近年分別在機器定理證明、仿生模式識別、可拓學等領域取得了開創性成果,而這些還沒有來得及寫進人工智能教科書。

5中西合璧的思維方式

對學生思維方式的培養也是教學任務之一。中西方文化的差異也將導致思維方式的不同。在技術思維方面,中國強調系統和整體,更具辯證性;而西方強調細節和局部,更注重邏輯性。西方人的思維方法更偏于二元對立,而中國文化環境則造就了中國人思維方式的連續統合特征[4]。外文教材的編寫體例與中文教材有著明顯的不同,這就是中西方思維方式不同的原因。教師首先要注意到這種思維方式的差異,并在教學活動中讓學生也逐步意識到這種差異,并進一步接納和學會西方的思維方式,將中西方的思維方式融于一身。舉例來說,在講解邏輯推理技術時,可以通過介紹邏輯學的三大起源(古希臘的形式邏輯、古印度的因明學、我國先秦時期的名辯學)向學生呈現這種思維方式的差異,在講解演繹推理、模糊推理、云推理時,也要注意體現中西方思維方式中各自的特長,以利于學生吸納。

6結語

自2005年開展雙語教學以來,我們每年授課后都進行一次教學效果的問卷調查,“接受雙語教學”的學生比例從2005年的37%逐年上升到2009年的89%,說明這套雙語教學模式已經得到了絕大多數學生的認可。

中西合璧的雙語教學模式是我們在人工智能教學過程中探索出來的,但是也可以推廣到其他工科專業課中。雙語教學中各種要素的中西合璧不是簡單相加,而是要結合專業內容進行深度融合,這需要任課教師廣泛涉獵、精心加工、用心引導。雙語教學不能停留在語言形式和技術內容層面上,還要上升到文化和思維層面。

注:本論文受到哈爾濱工程大學教學改革工程項目支持。

參考文獻:

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[4] 馬麗,滕修攀. 中西方思維方式的文化差異研究:二元對立與連續統合的視角[J]. 社會心理科學,2010,25(2):13-17.

Sino-west Style Bilingual Teaching Mode for Artificial Intelligence

LIU Hai-bo, SHEN Jing, ZHANG Guo-yin, LIU Jie

(College of Computer Science and Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)

篇4

關鍵詞:教學改革;人工智能;游戲設計;游戲編程

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機科學的一個分支,是研究、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學[1]。人工智能技術研究領域包括機器人、模式識別、自然語言處理、機器學習、數據挖掘、人工神經網絡和專家系統等[2],其最為廣泛的應用之一就是游戲設計[3]。游戲設計雖然涉及多門學科,但其作為應用并沒有形成一門單獨的理論[4-5]。由于游戲存在較大的市場以及其作為人工智能的一個重要應用,國外已有多所大學開設了游戲設計課程。如卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)于1999年設立了娛樂科技碩士學位,并開設了相關課程;南加州大學(The University of Southern California)設立了為期3年的互動媒體藝術(fine arts in interactive media)碩士學位課程,并于大學部設立電子游戲設計(video-game design)副修課程。該校也為美國軍隊創作訓練士兵的電子游戲,透過戰斗情境模擬來進行沙盤演練。麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)提供多種電子游戲設計相關課程,并研發將電玩游戲納入教室教學的方法。斯坦福大學(Stanford University)提供電子游戲設計史及包含最佳電子游戲競賽獎的計算機繪圖課程。華盛頓藝術學院(The Art Institute of Washington)為亞特蘭大藝術學院的分校,提供授予學士學位的視覺及游戲程序設計課程。在初期的藝術與設計重點培訓后,學生將學習立體動畫相關技術。國內也有多所高校開設了游戲設計的相關課程,如北京郵電大學,首都師范大學等,為了適應市場許多培訓機構也開設了游戲設計課程,但培訓機構將課程的重點放在了實際的編輯代碼中而過少的關注理論。中南大學開設人工智能課程已有20多年的歷史,在教學實踐中,中南大學智能系統與智能軟件研究所的教師們在教學科研方面取得了許多令人振奮的成果。在良好的環境中,人工智能與游戲編程課程應運而生[6-7]。

1教學目標與要求

中南大學人工智能與游戲設計課程主要面向智能方向4年級學生,在4年級第一學期開設。學習該門課程之前需要具備人工智能以及計算機編程方面的課程知識,并且需要一定的計算機圖形學的相關知識基礎。

此門課程的學習使學生了解游戲設計與虛擬現實的基本概念和術語及其基本設計方法,理解人工智能在游戲中的相關應用,熟悉游戲設計中編程以及建模技術,為學生將來利用人工智能技術以及游戲設計技術奠定必要的知識基礎。除此之外向學生介紹計算機游戲的基本原理和最新進展,包括計算機游戲動畫的最新概況、游戲程序設計概覽、2D游戲的基本編程技術、3D游戲動畫的基本編程技術、3D游戲場景的組織與繪制、游戲中的高級圖形技術、游戲中的音頻編程、游戲中的人機界面技術、人工智能在游戲動畫中的應用,紋理貼圖、基于圖像的繪制和加速算法等。

基于該教學目標,本課程有兩個重點內容,其分別是人工智能技術如何在游戲設計中的應用,以及游戲編程的相關技術。對于人工智能技術在游戲設計中的應用這一內容,主要采用理論結合實際的理念,將學生已具備的人工智能理論知識與游戲設計的具體應用聯系起來,使學生一方面能體會人工智能的基礎理論,另一方面使學生能夠將其所學用于實踐,避免理論與實踐脫節。游戲編程內容主要從設計模式入手,然后依托多媒體平臺對學生進行講授設計以及編程方面的相關知識。

圍繞這個教學目標,我們安排了28個學時的課堂教學,4個學時的實驗,總共32個學時的課程。接下來針對課堂教學、實驗設計、考核方式這幾個方面分別展開討論。

2課堂教學設計

本課程采用培訓學校模式與大學理論教育折中的方式進行講授,本節將著重對28個學時的課堂教學內容分別介紹。

1) 游戲程序設計概論與計算機圖形學基礎。

該部分內容可以分為以下兩部分。

(1) 計算機游戲簡介與游戲設計概論(2課時)。

(2) 計算機圖形學基礎(2課時)。

概論部分主要介紹計算機游戲的基本概念、特點以及目前國際上該領域的研究和應用情況。圖形學部分主要是介紹計算機圖形學的相關理論基礎,目的是讓沒有學過計算機圖形學的學生有一定了解,由于考慮到智能專業也開設計算機圖形學的相關選修課,因此,本部分內容只是對之前學習的相關知識的復習,目的是為后續的程序設計課程打好相應的理論基礎。

本次課程是正門課程的開篇之講,一方面,教師要開宗明義,讓學生明確何為計算機游戲,并對計算機游戲有大致的了解,為后續課程學習起鋪墊作用;另一方面,為增強學生學習興趣,必須介紹計算機游戲的類型以及各種知識與其的關聯。

2) 游戲編程技術。

如上所述,游戲編程是本門課程的一個重點內容,游戲編程可以分為如下幾個部分。

(1)Windows編程基礎(2課時)。

(2)DirectX編程基礎(2課時)。

(3)2D游戲的基本編程(2課時)。

(4)3D游戲場景的組織和繪制(2課時)。

(5)3D動畫的基本編程技術(2課時)。

(6)游戲中的人機界面技術(2課時)。

對于Windows編程基礎,其主要內容是Windows操作系統的發展史、Win32程序的基本結構、消息循環與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發環境(IDE)。

DirectX編程[8]基礎的主要內容是DirectX開發包的歷史及其框架、介紹每一個組件的功能、DirectX開發包的安裝以及與IDE連接的配置。

2D游戲基本編程的主要內容是游戲的基本流程和體系結構、游戲開發的基本理念及方法、游戲引擎簡介、游戲的調試與測試。

3D游戲場景的組織與繪制的主要內容是3D場景的組織與管理、游戲場景的幾何優化、3D場景的快速可見性判斷與消隱、地形場景的繪制與漫游、3D游戲場景中的碰撞檢測。

3D動畫的基本編程技術的主要內容是3D動畫技術概述、Direct3D開發包的使用、關鍵幀動畫技術、基于動作捕捉的動畫技術、腳本驅動的動畫技術。

游戲中的人機界面技術主要內容是游戲的可玩性與人機界面、用戶界面設計基礎。

游戲程序設計部分內容主要是讓學生了解和掌握面向Windows平臺的游戲編程的技能。現在絕大部分游戲和娛樂都是基于Windows平臺,因此掌握Windows平臺的設計模式與編程方法是必須的。又因為DirectX軟件開發包是微軟公司面向Windows平臺開發的一套專門應用于游戲開發的API,因此了解其原理以及掌握其技術能夠提高學生的游戲開發能力。

3) 人工智能在游戲中的應用。

如今的游戲應用了大量的人工智能技術,本門課程將從以下幾個方面介紹人工智能技術在游戲中的應用。

(1)遺傳算法(6學時)。

(2)神經網絡(6學時)。

遺傳算法主要內容是遺傳算法的概念及其相關研究、雜交操作、變異操作、適應性函數選擇、遺傳算法優化的算子、創建和處理矢量圖形。

神經網絡主要內容是神經網絡概述、適應性函數、環境探測、有監督的學習、演化神經網絡的拓撲。

該部分內容主要是介紹如何將人工智能中的理論用計算機語言實現,并介紹如何在游戲設計中應用這些理論。這部分內容是本門課程一個核心內容,通過學習學生們能夠認識到人工智能在游戲設計中的重要性,并提高應用能力。

3實驗設計與課程設計

由于該門課程為選修課,因此課時較少,除課堂課時之外只剩下4個學時的實驗課時。我們針對這4個課時的實驗進行了重點設計,其主要內容是引導學生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發環境、安裝與配置DirectX 軟件開發包、使用有限狀態機設計狀態驅動智能體,設計2D圖形驅動引擎。

雖然課時很短,但學生能夠實際動手操作,熟悉游戲編程的相關開發工具與開發包,另外,學生學習興趣提高了,學習內容從枯燥的抽象概念、理論變成實際的事例。此外,學生還可以在課下完成任務,繼續鉆研新的理論應用。

我們針對本門課程實驗課時少的缺點,特別設定了一個課程設計環節。課程設計并不占用實驗課時,而是要求學生利用課外的時間,自由組合,以團隊的模式完成相應的設計要求。

課程設計主要內容是要求學生完成一個項目設計,該項目設計主要是要求學生使用相關的集成開發環境和開發包,利用一個人工智能技術編寫出一個小的游戲軟件,并給出設計報告?？紤]到學生的實際能力,開發與報告以小組的形式進行設計開發,設計團隊由3～5人自由組合,具體分工必須在報告中體現,報告要求不少于4000字,以軟件開發文檔的形式提交,報告中不僅有游戲軟件的需求分析文檔、設計文檔和測試文檔,還必須包括游戲的內容設計,即游戲的情節創意或功能設計。設計題目以及游戲類型由學生自選,圖形界面可以是3D也可以是2D,開發包可以使用Direct3D也可是Windows自帶的GDI。

4考核方式及其安排

考核一個方面是檢測學生學習的狀況,另一個方面是為了通過考核方式,提高學生的實踐動手能力?；谶@個原因,我們將整個考核分為3個模塊。

1) 期末考試(開卷),占總成績的50%。

2) 項目設計,占總成績的35%。

3) 實驗,占總成績的15%。

期末考試采用開卷形式,主要目的在于檢測學生通過課程學習,對知識點的掌握程度,以及運用知識點解決問題的能力。其占總成績比例的一半。雖然期末考試為開卷,但考核的知識點無法直接從教材中直接找到,需要學生實際運用能力和解題手段才能完成答題。精心設計的開卷試題,可以使學生對虛擬現實知識體系進行一個系統的回顧,同時,它也是對教學的補充。

課程設計需要學生有很強的自主性,認真完成將使學生受益匪淺,敷衍了事不僅學生沒有得到鍛煉,教學目的也難以達成。課程設計以小組的形式有優勢也有劣勢,好處在于學生可以根據自身能力對應團隊中的角色,例如,某同學編程能力強,他可以作為程序設計與開發人員;另一同學數學好,或理論方面出色,他就可以擔任算法設計的工作;某些同學有創意,他則可以擔任游戲情節設計的工作,等等。這樣做分工明確,每個人都能夠根據自己的實際需求和情況得到鍛煉。劣勢在于,如果團隊同學能力重點都一樣,就會出現分工不清,而最大的問題就是團隊合作會導致某些同學出現依賴思想,最終導致整個團隊只有一個人完成整個項目,甚至導致項目無法完成的情況。對此,我們應當強調每一個學生都要積極主動參與到課程設計中來,發揮自己的主觀能動性,協作完成項目。

5結語

本文探討了人工智能與游戲設計教學目標與任務、課堂教學、實驗設計、考核方式,希望能夠給其他相關教學工作者以參考和啟發,共同促進其完善與提高。

由于人工智能與游戲設計這門課程是中南大學新開的一門課程,在許多方面存在考慮不周或欠缺的情況,需要向兄弟單位多學習并且多在教學實踐中摸索與提高。本門課程是以中南大學智能系統與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎與良好的實驗平臺,并能夠將這門課程融會貫通,使學生理解人工智能與游戲開發設計的基本理念,并培養學生實際應用技能。

參考文獻:

[1] 楊剛,黃心淵. 虛擬現實技術課程的教學設計與討論[J]. 計算機教育,2008(2):1-3.

[2] 蔡自興,徐光v. 人工智能及其應用[M]. 3版. 北京:清華大學出版社,2003.

[3] 劉鍇. 應用型院校的虛擬現實技術課程教學探討[J]. 電腦知識與技術,2009,23(5):6486-6487.

[4] 劉明昆. 三維游戲設計師寶典:Virtools開發工具篇[M]. 成都:四川出版集團,2005.

[5] 王一劍. 人工智能在游戲開發中的應用[M]. 上海:同濟大學軟件學院,2008.

[6] 于金霞,湯永利. 人工智能課程教學改革及實踐探討[J]. 教學園地,2009(5):91-118.

[7] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強,等. 樹立精品意識搞好人工智能課程建設[J]. 中國大學教學,2004(1):28-29.

[8] Microsoft. DirectX Software Development Kit[EB/OL]. [2010-7-20]. /downloads/details.aspx.

Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses

LI Yi

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

篇5

關鍵詞：高職護理； 生理學； 生物化學； 課程改革

中圖分類號：R31-4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）07-140-002

為了適應我國高職護理教育發展與改革的需要，培養適應社會發展需求、服務在臨床一線，既有理論知識又有基本技能的實用型醫務工作者，我院護理系于2010年對醫學基礎課進行了改革，將傳統的生理學和生物化學這兩門課程進行重組，打破常規框架，精簡和優化整合為《正常人體功能》，整合后的課程弱化了學科之間的界限，增強了實用性，優勢互補，真正體現了職教理念中理論知識“必需、夠用”的原則。該門課程實施三年以來，教學效果明顯、學生反饋良好，現將該課程實施過程中的相關問題進行簡單小結。

一、課程整合的理念

長期以來，高職護理專業一直從屬于醫學專業。其基礎醫學課程從學時安排、教材編排到授課內容等都是套用醫學專業。在護理科學已發展成為一門獨立學科的今天，基礎醫學課程設置不合理的一面就逐漸顯現出來[1]。高職護理學生屬于技術應用型人才，需要有一定的理論基礎，但更強調理論在實踐中的應用，應根據護理專業人才培養目標和崗位實際需要來設置課程。適度精簡基礎醫學理論知識，不必追求學科的系統性和完整性，更不必把所有深奧的基礎醫學原理講深、講透。關鍵是使學生體會到基礎醫學理論與臨床護理實際的內在聯系，學會將基礎理論用于解決臨床實際問題。整合后的課程將人體的正常生命活動與物質代謝緊密聯系在一起，突出了人體功能的一致性，減少了教學目標的交叉與重復，加強了對學生邏輯思維、實踐能力的培養，使培養目標更加符合行業與社會的需求，對幫助學生順利通過職業資格考試及后期在行業內轉崗、再就業有一定的意義。

二、課程整合后的實施過程

1.認真分析教材

人衛版的高職護理專業《正常人體功能》，屬“十一五”規劃教材，全書共有二十章，由生理學和生物化學兩部分組成。其中第1、4、9、10、11、12、14、16、17、18、20章是生理學的內容，其余章節為生物化學的內容。其中第8章生物氧化與能量代謝將生物化學與生理學知識進行了融合?？紤]到學生的知識背景和實際教學需要，在施教過程中將教材內容進行了模塊劃分，第一模塊為生物分子、細胞的結構與功能（包括緒論、細胞的基本功能、蛋白質與核酸的結構和功能、酶）；第二模塊為生物分子的合成與分解代謝（包括糖代謝、脂類代謝、氨基酸與核苷酸代謝、生物氧化和能量代謝）；第三模塊正常人體生命活動（包括血液與血液循環、呼吸、消化和吸收、水鹽代謝及酸堿平衡、腎的排泄功能、神經系統、內分泌、生殖、衰老）；第四模塊為遺傳信息傳遞與表達。

2.優化教學內容

根據人才培養目標和崗位實際需要優化教學內容，本著知識、能力、素質協調發展的原則，充分考慮本課程與前、后續課程的聯系，對部分內容做了適當調整。如第四章細胞的內容是整本書的基礎，也是幫助學生承前啟后的內容，所以提前到緒論后講；將內分泌和生殖兩章部分內容合并教學；相對簡單的衰老與抗衰老做了一定的壓縮。刪除了部分陳舊、抽象的及其與其它課程重復的內容，加強了生物大分子結構與功能、代謝與疾病及實踐性教學內容力度，尤其是在生理學與生物化學知識的銜接上，提倡人體的整體化，適應整體化護理的理念，教學內容貼近學生、貼近職業崗位。

3.探索教學方法

設計靈活多樣的教學模式，圍繞高職高專護理人才培養目標和職業崗位需求，設計教學過程，以傳統結合多媒體教學為主，同時運用案例教學法、啟發式教學法等，并在教學過程中貫穿PBL、CBS教學理念。

篇6

關鍵詞：應用型本科人才培養 綜合素質 課程建設 實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（a）-0144-02

當今社會經濟和科技的發展對高校培養人才的綜合素質提出了要求。以建筑環境與能源應用工程專業為例，該專業是2012年在建筑環境與設備工程、建筑設施智能技術及建筑節能技術與工程的基礎上調整而形成的本科專業，其專業范圍包括建筑環境控制、建筑節能、建筑設施智能技術及城市燃氣等領域[1]。建筑環境與能源應用工程專業所培養的學生應可以從事工程設計、施工、建筑設備系統維護管理等工作，側重于培養應用型本科人才。該專業應用型本科人才的培養應從單一的工程專業素質培養向綜合素質培養轉變，從專業型培養向厚基礎寬口徑型培養轉變。

1 應用型本科人才的特點和培養模式

隨著我國國民經濟各個行業科技含量、技術密集程度的日益提高，生產建設第一線對高層次技術應用型人才的需求日趨迫切。應用型本科重視學生的技術應用能力的培養。應用型本科培養的不是學術型或研究型人才，而是培養適應生產建設第一線需要的高等技術應用型人才。應用型本科人才具有以下特點[2]：

（1）應用型本科人才具有較強的實踐動手能力和分析、解決生產建設實際問題的能力，能夠將研究人員的設計意圖或工藝思想應用到具體技術或技能的實際操作中去，并能在現場進行技術指導和組織管理，解決生產中的實際問題。

（2）應用型本科人才并不等同于掌握一技之長的技工。應用型本科的專業口徑比高職專科更寬，專業基礎理論更厚實，學生具有較好的職業發展潛能和工作適應能力。

（3）應用型本科人才應能夠在生產實踐中創造性地應用新技術，提高生產效率和工程建設質量，解決工程實踐中出現的新問題。

隨著各種高新技術相互滲透和廣泛應用，建筑環境與能源應用工程及其相近行業領域的技術含量不斷提高，往往要求相關的人才具有較寬廣的知識面和適應不同工作崗位的能力。建筑環境與能源應用工程專業應用型本科人才既要有對社會的良好的適應能力和就業彈性，又要有一定的技術創新能力。其培養模式由綜合素質、工程能力和適應創新三部分構成，與強調職業崗位能力的?？婆囵B模式明顯不同。

在以上的應用型本科人才培養模式中，全面提高學生的綜合素質放在首要位置?！八刭|”是一個廣義的概念，而對于一個特定的專業而言，素質教育應以其培養目標為中心來展開，其內容應包括與培養目標相關聯的所有方面，即“職業素質”。建筑環境與能源應用工程專業應用型本科人才的工作環境大都是生產建設第一線，并且他們往往是現場技術人員群體的組織者和領導者。因此，他們既要有扎實的基礎知識，又要具有一定的技術創新能力、組織協調能力、合作能力和心理承受能力。這就要求既要加強學生的基礎課程學習，又應注意技術創新能力、組織協調能力和合作能力的培養。

2 課程建設與改革

應用型本科教育應以“應用”為主線構建課程和教學內容體系，而不是在三年制高職?？频幕A上簡單地增加幾門課程。我院建筑環境與能源應用工程專業在課程建設與改革方面采取了以下的措施：

2.1 整合基礎課程體系，加強基礎課程的教學

高職?？频幕A理論學習是“夠用為度”，應用型本科的專業基礎理論應該比較厚實。為了使學生能綜合運用所學的基礎課程知識分析專業問題，我院整合了專業基礎課程體系，將專業基礎課程劃分為熱工學模塊、熱工測控模塊及流體力學模塊。熱工學模塊包括傳熱學、工程熱力學及熱質交換原理與設備；熱工測控模塊包括自動控制原理、建筑環境測試技術及建筑設備自動化；流體力學模塊包括流體力學與流體輸配管網[3]。將同一模塊的課程放在相鄰的學期開設，在教學過程中充分闡明同一模塊的課程之間的內在聯系，使學生從整體的角度掌握該模塊的知識，學到的不再是缺乏聯系的零碎知識[3]。

2.2 拓寬專業口徑

建筑環境與能源應用工程專業的口徑在原建筑環境與設備工程專業的基礎上進一步拓寬。為了與注冊公用設備工程師（暖通空調）執業資格專業考試所要求的知識結構相適應，除供熱、通風、空調及制冷的專業課程外，還可以開設建筑節能、消防工程、給水排水工程、燃氣供應、冷庫及綠色建筑等方面的課程或學習內容?？紤]到會有一些畢業生從事建筑設備及其工程的市場營銷工作，我院還開設了《建筑設備營銷》和《招投標文書寫作》的選修課。這樣可以拓展學生的專業視野，增強學生在就業市場上的適應能力。

2.3 適應地方經濟建設對本專業應用型人才的需求

應用型本科教育應立足地方，服務地方經濟建設。為了使我院建筑環境與能源應用工程專業畢業生更好地適應南方地區對該專業的人才需求，在制訂人才培養計劃時有意識地強化“空調制冷”和“樓宇自動化”的內容。適當增加了相關課程的授課時數，在教學中還增加了“空調制冷新技術”、“制冷機故障分析和維修”、“冷藏冷凍技術”、“建筑設備自動化”及“智能建筑”等方面的內容。從實踐效果來看，學生對這些內容的學習興趣較高，畢業設計中有大部分學生的選題是空調制冷方面的內容。

3 建設“雙師型”教師隊伍，強化實踐教學環節

實踐教學是培養應用型本科人才的重要環節，教師隊伍是培養應用型本科人才的關鍵。為了提高實踐教學質量，工程類應用型本科教育要求教師不但要具有豐富的理論知識，而且還應具備豐富的工程實踐經驗，教師應將生產建設的知識和能力吸收內化，并能有效的再現，傳授給學生。因此，應結合應用型本科人才培養的特點建設一支具有較高教學水平和工程實踐經驗的“雙師型”教師隊伍。

要建設“雙師型”教師隊伍，可以有計劃地安排教師到企事業單位進行專業實踐和現場考察，支持教師參加產學研結合，參加專業實踐能力培訓，豐富教師的工程實踐經驗。我院建筑環境與能源應用工程專業有近一半的教師曾經在企業從事相關技術工作，有3人具有注冊公用設備工程師執業資格或高級工程師職稱，具有較豐富的實踐經驗。同時還從相關企業、設計院聘請了兩位高級工程師擔任兼職教師，指導學生的畢業設計和實習。為了滿足實踐教學的需要，已經建立了工程設計、運行管理、工程施工方面的8個校外實習實訓基地，邀請這些實習基地的行業內專家參與指導學生實習、實訓。與一些企業簽訂產學研合作協議，教師為企業提供技術研發服務，企業為我院提供實踐教學場地，形成教學、生產和科研三個層次為一體的綜合性實習實訓基地。

4 改革教學方法

許多工程問題都是綜合性的，綜合分析并解決實際問題的能力是一名工程師必備的能力。為了提高學生分析問題和解決問題的能力，有必要改革教學方法。啟發式、互動式教學要求教師積極引導學生主動參與教學過程，并能相對獨立地進行學習，對教師的教學能力、綜合素質和知識面提出了更高的要求。啟發式教學沒有固定的教學格式和環節，結合我院學生的實際情況，在教學實踐中采用了多媒體教學、現場教學、研討教學、案例教學和情景教學等方式。改變傳統的單一由教師課堂講授的形式，由教師講授基本知識與原理，對于更深層次的問題，通過對成功或疑難的工程案例進行分析與討論，引導學生去思考和發現問題，并探討解決問題的對策。這樣可以加強教與學的互動性，提高學生分析問題和解決問題的能力。

以空調和制冷技術的教學為例，空調制冷技術是應用性很強的技術，其教學過程應密切聯系實踐。有的學生理論考試可以得高分，在空調制冷機房實習時，卻連哪根管子是冷凍水管、哪根管子是冷卻水管都分不清，有的學生把離心風機認作是軸流風機，諸如此類的現象與培養應用型本科人才的宗旨都是背道而馳的。我院在這兩門課的教學過程中采用課堂教學與現場教學相結合的方式，調動學生的學習積極性，增強學生的感性認識，加深對授課內容的理解。同時，聯系一些工程實例，結合所講授的知識分析其特點和不足之處，并組織學生進行課堂討論，鼓勵學生提問題。

在課程設計和畢業設計中，為了訓練學生綜合解決工程問題的能力，給出一個綜合性較強的設計題目，要求學生去查資料和各種規范，分析設計中出現的問題，綜合各種技術手段來提出設計方案，并完成計算、制圖、撰寫報告等工作。這些訓練可以使學生在工作中遇到實際問題時能夠綜合分析問題，找到解決問題的最優方案。應鼓勵學生課程設計和畢業設計敢于創新，大膽應用新技術。對于一些優秀的學生，可以引導他們參與指導教師承擔的科研項目，協助老師解決技術研發中的一些具體問題，培養自己的技術創新能力。

5 結語

湖南工程學院建筑環境與能源應用工程專業在應用型本科人才綜合素質培養方面進行了一些探索，在課程建設、教學方法及實踐教學等方面提出了一些改革措施。應用型本科人才綜合素質培養是一項復雜的工作，我院建筑環境與能源應用工程專業的教改措施仍存在不完備之處，有待隨著專業教學改革的推進而不斷完善。

參考文獻

[1] 高等學校建筑環境與設備工程學科專業指導委員會.高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.

篇7

 

關鍵詞新工科新舊動能轉換制藥工程人才培養

 

0引言

 

新舊動能轉換不暢是當前我國宏觀經濟運行面臨的一個重要挑戰?？倳洀娬{，中國如果不走創新驅動發展道路，新舊動能不能順利轉換，就不能真正強大起來。新工科是我國新經濟時代實施創新驅動戰略的迫切需求，也是新時期國家推進高等教育改革的新戰略。醫藥產業是支撐發展醫療衛生事業和健康服務業的重要基礎，是具有較強成長性、關聯性和帶動性的朝陽產業。大力發展醫藥產業，對于深化醫藥衛生體制改革、推進健康中國建設、培育經濟發展新動力具有重要意義。

 

制藥工程專業是由理、工、醫等學科交叉融合，孕育產生的新興工科專業，并將繼續朝著“綠色智能制造”的方向發展。因此，制藥工程專業如何從能源利用、原材料、生產工藝、生產模式、資源約束等方面為新舊動能轉換提供強有力的人才和技術支持是關系到國計民生的重要問題。自1998年以來，全國設置有制藥工程類的本科院校已有300多所，包括綜合性大學、理工科大學、藥科類院校、師范類院校、農學類院校、醫學類院校和獨立學院等。這些學校分布于全國各地，辦學背景和所處的環境存在很大差異。因此，新工科背景下，如何根據自身辦學背景和辦學條件培養能夠滿足社會和行業需要的特色人才，是地方工科院校亟待解決的重要課題。

 

順應國家新經濟、新產業的發展布局，作為地方性院校，制藥工程專業應主動適應新舊動能轉換重大工程和“十強產業”發展對高素質創新型人才的需求，其建設應立足和依托地方、面向和服務基層，以能力和素質培養為重點，不斷創新人才培養模式，為學生成長成才提供堅實保障。

 

1目前存在的問題

 

（1）師資隊伍結構和教學理念問題。目前，高校師資普遍存在學歷高，科研能力強，但實踐能力較弱和具有工程背景的教師偏少。另外，經濟發展和科技進步催生了新領域、新行業的不斷出現，國家社會需要大量創新型、復合型人才；進入大眾化發展階段的高等教育的培養任務、在校學生的學習基礎都產生了變化。而教師在教學理念上，面對快速發展的新技術、新產業、新經濟和新形勢，教師教學理念和教學模式相對滯后。

 

（2）培養方案和培養模式問題。新經濟和新舊動能轉換對人才培養提出了新的要求。工程教育專業口徑過窄、培養方案和培養模式相對滯后，學生個性化發展受到制約。學生的培養很大程度上限制在本專業，學科交叉性不強，培養模式單一，學生自主選擇空間小，不適合學生個性化人才的培養。

 

（3）課程內容和教學模式問題。目前，工程教學的課程內容存在理論知識偏多，應用知識偏少。教學模式相對單一。存在重灌輸輕啟發、重講授輕研討、重課上輕課下、重群體輕個體、師生及生生間交流互動機會較少、綜合素質能力提升訓練不足等問題，導致學生學習積極性不高、參與度低，缺乏積極思考。

 

（4）實踐教學問題：實踐教學“以創新和能力提升為核心”的地位不夠突出。實踐教學體系缺乏系統性和層次化，產教融合、校企協同全過程育人有待進一步加強。沒有完全理順校企關系，企業參與的積極性和動力不足，缺乏校企合作全方位全過程參與育人的機制和保障。

 

2改革的思路、方案、措施和成效

 

針對以上問題，我們緊扣國家及區域經濟發展方向，面向制藥行業人才需求，加強校企合作，建設雙師型教師隊伍；更新教師教學理念，構建創新型工程人才培養模式，改革教學模式，探索個性化培養路徑，推進學科交叉融合，促進專業教育與創新創業教育有機結合。

 

（1）加強校企合作，轉變教育教學理念，建設一支高水平“雙師型”教師隊伍。針對教師實踐能力弱和具有工程背景的教師偏少問題，我們通過加強校企合作，以淄博市醫藥博士聯盟為平臺，聘請具有博士學位或高級工程師職稱的企業技術和管理人員擔任兼職教師，請企業專家參與人才培養模式改革、課程設計、專業建設、實習實踐、教師實踐能力提升等工作。通過鼓勵和支持教師參加各種相關會議和培訓進行研討學習、邀請校內外相關專家來校輔導交流，組織教學沙龍和研討會等活動轉變教師觀念。使教師深刻意識到在新技術、新產業、新經濟快速發展的新形勢下，在大數據、云計算、移動互聯網等新一代技術不斷涌現的今天，教師改變傳統教學觀念，適應新時展的緊迫性和重要性。教師在教學過程中逐漸樹立了以學生為中心、以產出為導向、多學科交叉融合的新工科教育教學理念，多數教師由原來的知識傳授為主轉變為能力和素質培養與提升為主了。

 

（2）以產業需求為導向，確定和完善制藥工程專業人才培養目標和培養方案，構建了基于“知識、能力和素質”三位一體的“四層次+四模塊”人才培養模式。首先根據國家和地方經濟對制藥工程人才的需求，以產業需求為導向，結合國家本科教學質量標準的要求以及學校辦學定位和學生自身的發展確立了制藥工程專業人才培養目標。其次，通過充分調研新經濟環境下行業、企業對工程人才的培養需求，修訂人才培養方案，優化課程體系和內容，將學生的自主學習、協作學習、研究性學習、信息技術應用能力等納入專業人才培養標準。通過對國內外知名高校制藥工程專業、畢業生和人才出口單位的深入調研，剖析關系人才培養質量的關鍵環節，進一步優化人才培養模式，構建了基于“知識、能力和素質”三位一體的“四層次+四模塊”人才培養模式（圖1），實現了學生的分類和個性化培養。

（3）深化了課程內容和教學模式改革，完善了教學資源體系，滿足學生個性化學習需求。

 

①面向產業需求，深化了課程內容改革。根據新經濟、新產業和新技術發展的需求，打破傳統課程的機械化劃分，重構課程內容和知識結構，建設課程群，積極探索綜合性課程、多視角解決問題的課程，構建制藥、機械、自動化、計算機等多學科交叉的新課程體系，以學科前沿、產業和技術最新發展推動教學內容更新，將創新創業教育融入工程教育的全過程。密切關注國家及地區制藥產業規劃，深入調研行業企業需求，將產業化思想貫穿于研究與教學的全過程，將產業資源、技術需求、工藝案例等引入工程教育，激發學生解決實際問題的興趣和能力。增開雙語課和英文課，選擇部分學生與海外高校或外資企業開展本科生的聯合培養工作，使學生能夠接觸國際先進知識與領先技術，具有國際化視野和多元文化背景，了解不同思維及工作方式，具備適應跨國企業工作的能力和素質。

 

②實行混合式教學模式，改革課堂教學結構。鑒于工科專業課程內容單調、枯燥、抽象等特點，教學過程中將信息技術有效融合到課程知識體系中，推動“課內課外、線上線下、校內校外”互相補充的新型混合式教學模式，實現課堂教學結構的根本性變革。充分利用現代信息技術，全方位、多元化開展教與學的改革。采用啟發式、探究式、討論式、參與式以及翻轉式、案例式、項目驅動式等多種教學方法，引導學生學習理念和方式的改變，通過多種途徑和方式獲取知識、鍛煉能力，培養素質。充分調動了學生學習的積極性和主動性，加快了從“以教為中心向以學為中心”“知識傳授為主向能力培養為主”“課堂學習為主向多種學習方式”的轉變，采用多元化、多樣化的學習性成績評價方式，將知識、能力和素質評價融為一體。著力培養了學生自主學習、終身學習、科學精神、職業道德、責任意識、團隊協作、溝通與表達、批判性思維及綜合分析問題與解決問題的能力。

 

③分層次建設多元化教學資源，滿足學生個性化學習需求。通過校內綜合改革課程、校企共建課程、在線開放課程、精品課程（群）、重點基礎課程、專業核心課程等立項建設形式，大力推進了自主開發資源的數字化和網絡化，充分利用網絡學習空間和校內外資源。根據產業發展要求和地域經濟特點，建設包含行業標準、職業道德和行業發展的前沿技術、最新成果等內容的拓展型教學資源。支持教師在基礎教學資源網絡化的基礎上，通過教學實踐積累，完善電子書籍、案例庫、常見問題集、往屆學生作品集、考研輔導資料等應用型學習資源建設。通過建設這些“學教并重”的教學資源，滿足學生個性化發展需求。

 

（4）完善實踐教學環節，構建了“分模塊多層次全過程遞進式一體化”的實踐教學體系。以能力為本、以創新為魂，構建“實驗教學—實習教學—創新實踐—畢業設計(論文）”多層次、模塊化、全過程、遞進式一體化的特色實踐教學體系。以協同育人平臺為載體，實現師資、課程、實驗室、實習實訓場所等資源共享，完善校企協作人才培養與定向就業機制，開展科技研發、成果轉化、技術服務等校企合作項目，培育學生的智能制造理念和創新實踐能力。

 

以實驗課教學為載體，以醫藥產品為最終目標，通過項目驅動的方式，面向不同年級學生分批開設了創新型綜合實驗，打破課程的機械劃分，以生產工藝流程為指導，將制藥工程上下游技術有機結合，以深化學生的課堂理論知識、增強學生對于知識的綜合運用能力、對課題設計和分析的能力，突出對其創新能力的培養。

 

著力構建了真實實驗與虛擬實驗有機結合的實驗教學體系。開發或引進優質虛擬仿真實驗教學資源和實驗教學項目，優化實驗項目教學設計，以虛實結合多樣化的實驗教學方式方法改革為突破口，積極探索線上線下互補的自主式、合作式、探究式實驗教學新模式。

 

拓展和豐富第二課堂和課外實踐創新活動。構建了開放的第二課堂實踐平臺和體系，培養學生的動手能力和綜合素質。配備專業導師，直接進入正規的科研實驗室學習，培養學生的科研興趣、創新精神和科學研究能力。開展豐富多彩的學術交流活動，培養學生創新精神。充分利用各級大學生科技創新研究項目和各種學科競賽活動，培養學生的創新實踐能力和團隊協作精神。通過建設和完善實踐教學體系，引導大一到大四學生參與不同層次的專業實踐創新活動，逐步拓展實踐創新能力。

 

完善了校內外生產實訓實習和畢業設計（論文）環節。建設制藥工程實訓室，結合生產實際，進行原料藥的制備、在線檢測、產品分離純化、質量控制、劑型制備和包裝的全過程實訓。進一步建設高水平實習實踐教學基地，搭建優質校企合作平臺，通過校企共建課程、科研合作、人員交互培訓、聯合指導實習和畢業設計等培養學生形式，實現技術孵化、人才培養、成果轉化于一體的協同創新人才培養模式。

 

（5）完善教學質量評價體系，建立專業建設和發展長效機制。結合“工程專業認證標準”“卓越工程師培訓質量標準”及學校人才培養目標和專業人才培養標準，制定并完善課堂教學質量評價體系。教學質量評價注重教學的實效性和目標的達成度，以學生學習過程和學習成效為導向，按照科學的教育類評價量表制定方法，分別設計了獨立的專家評價量表和學生滿意度評價量表，構建專家、教師和學生三維評估體系，形成課堂聽課和網絡觀課相結合，專家點評、教師互評和學生滿意度調查相結合的評價方法。

 

逐步形成了“學校、行業、企業等多方面共同參與的教育教學評價機制”，參照行業標準、企業崗位要求，建立以能力為核心的學生評價模式，搭建社會化、專業化、規范化、智能化、網絡化相結合的評價平臺。結合學校職稱評聘、聘期考核和教學獎勵等工作，建立了專業建設和發展長效機制。

 

3結論與展望

 

本文以山東理工大學制藥工程專業為試點，充分調研和分析了制藥工程領域人才培養過程中存在的問題，優化了專業發展方向，加強校企合作，探索了適合新經濟形勢的制藥工程專業人才培養體系，創新管理模式，提升能力和素質，培養適應新時代經濟發展需要的復合型工程技術人才，為新舊動能轉換提供人力、智力和技術支持，滿足山東省及全國制藥行業對工程人才的需求，推動和促進醫藥產業發展。目前，我校制藥工程專業在新工科專業建設和人才培養方面已形成了一定特色并取得了一些成效。但是，在新工科背景下，如何進一步提高制藥工程專業的整體教學水平和人才培養質量，使制藥工程專業的學生能夠更快更好地適應制藥行業發展的需求，仍有很多工作需要改進和完善。

 

參考文獻

 

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篇8

關鍵詞：人工智能 優選教材 考核方式內容 手段 實踐

人工智能（Aritificial Intelligence，英文縮寫為AI）是一門綜合了應用數學、自動控制、模式識別、系統工程、計算機科學和心理學等多種學科交叉融合而發展起來的的一門新型學科，是21世紀三大尖端技術（基因工程、納米科學、人工智能）之一。它是研究智能機器所執行的通常與人類智能有關的職能行為，如推理、證明、感知、規劃和問題求解等思維活動，來解決人類處理的復雜問題。人工智能緊跟世界社會進步和科技發展的步伐，與時俱進，有關人工智能的許多研究成果已經廣泛應用到國防建設、工業生產、國民生活中的各個領域。在信息網絡和知識經濟時代，人工智能現已成為一個廣受重視且有著廣闊應用潛能的前沿學科，必將為推動科學技術的進步和產業的發展發揮更大的作用。因此在我國的大中專院校中開展人工智能這門課的教學與科研工作顯得十分緊迫。迄今為止，全國絕大多數工科院校中的自動控制、計算機/軟件工程、電氣工程、機械工程、應用數學等相關專業都開設了人工智能這門課程。南京郵電大學自動化學院自2005年成立至今，一直將“人工智能”列為自動化專業本科生的選修課程，到目前為止已經有八年的歷史了。由于南京郵電大學是一所以郵電、通信、電子、計算機、自動化為特色的工科院校，因此，學校所開設的許多專業都迫切需要用人工智能理論和方法解決科研中的實際問題。在問題需求的推動下，南郵人經過多年的努力工作，在人工智能科研方面取得了豐碩的成果，如物聯網學院所開發的現代智能物流系統、自動化學院所開發的城市交通流量控制與決策系統，為本課程的開設提供了典型的教學案例。我們結合近幾年的實際教學經驗，從優選教材、考核方式、教學內容調整、教學手段的改進和實踐教學等方面對人工智能課程教學方法進行了總結歸納。

一、優選教材

目前，國內有關人工智能課程的中英版教材種類非常多，遵循實用、簡單、夠用的原則，再經過授課老師和學生們的共同調研，我們選用由中南大學蔡自興教授主編的《人工智能及其應用》第三版作為南郵本課程的授課教材。本書覆蓋的人工智能知識體系比較全面，包含知識表示、搜索推理、模糊計算、專家系統等。本書主要針對計算機、自動化、電氣工程等本科專業的學生所編寫，內容基礎，難度適中。蔡教授所編寫的這本教材全面地介紹了人工智能的研究內容與應用領域，做到了內容新穎、簡單易懂、兼顧基礎和應用，受到了全國廣大師生們的一致好評，多年的教學實踐證明我們所選擇的教材是恰當的、正確的。

二、考核方式

在全國大部分高等院校，“人工智能”這門課大都選擇開卷考試的方式來進行考核。為了強化學生對人工智能這門課基礎知識的掌握，南京郵電大學自動化學院選用閉卷考試的方式來進行考核。為了打消部分學生想在期末閉卷考試中通過作弊手段來完成人工智能這門課考核的僥幸心理，我們加強了對學生平時考勤成績、課下作業成績和實驗成績的考核，從而杜絕了“一紙定成績”的現象。我們對人工智能這門課的最后期末成績是按如下權重來劃分的：平時考勤成績占10%、課下作業成績占10%、實驗成績占20%、最后的期末考試卷面成績只占60%。為了克服國家現行教育體制的弊端，避免學生“機械式”地的應對教學和考試，我們對考試題型進行了調整，不再是以往的填空、選擇、簡答等題型，而是改為以解決實際問題為導向的應用題型為主，這樣學生只需要在理解授課內容的基礎上利用自己的思維來解題就可以了，這也體現了國家目前正在提倡的應用型教學導向。

三、教學內容調整

對于本科生而言，人工智能這門課程所需要講授的內容實在太多，由于課時所限，我們必須精簡教學內容，讓學生在掌握基礎知識的同時，也能夠了解它的具體應用。因此，我們將人工智能這門課程的教學內容分為兩個部分：第一部分是基本理論和方法，包括人工智能的概述、知識表示方法、確定性推理方法等；第二部分為人工智能研究成果的具體應用，包括神經元網絡計算、模糊智能計算、專家知識庫系統、機器語言學習等。通過對教材內容的合理調整和安排，使得授課計劃能夠比較全面地覆蓋了人工智能這門課程的基本知識點，從而滿足了學生們的求知需求。

四、教學手段的改進

（一） 激發學生的學習興趣

經過長時間的教學我們發現，在選修“人工智能”這門課程時，每個學生的心中所想各有不同，這些學生在剛開始學習時興趣還比較強烈，但隨著教學內容變得越來越抽象，學生逐漸對這本課的學習失去了信心，甚至上課時間不去聽課，使授課教師對教學也漸漸失去了信心，導致惡性循環，嚴重影響了教學質量。針對這種現象，我們認為，在開課前充分激發學生的學習興趣是很有必要的。我們要結合學校的實驗條件，開課前給學生演示“機器人醫療服務”實驗，通過該實驗的演示，讓學生們看到機器人能夠給病人提供多項人性化的服務，理解人工智能技術在開發醫療服務機器人多項關鍵技術中的應用，讓學生在開課前能夠對本課程的學習產生極大的興趣，實踐證明這種方法是有效的。

（二） 借助多媒體教學

多媒體教學是現代教學過程中一種非常重要的形式，它往往根據教學目的和學生們的特點，通過合理的設計、選擇教材內容，應用公式、圖形、文字、視頻等多種媒體信息進行有機組合并通過電腦和投影機顯示出來，與傳統教學手段相結合，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果。人工智能這門課具有針對性強、內容抽象、公式繁瑣等特點，學生學習起來比較困難，為了讓學生生動、形象地學習該課程，我們在教學過程中充分利用了多媒體技術來組織教學。例如在課堂教學過程中播放南郵自動化學院梁志偉博士帶領學生所開發的“智能足球機器人”比賽片段；讓學生在線觀看北京大學工學院謝廣明博士帶領學生所開發的“自主視覺機器魚”錄像片段等。在講解某些重要的求解算法時，借助Matlab軟件和投影機，直接展現該算法的求解過程，從而改善了課程教學的形式，提高了教學質量。

（三）提倡課堂辯論

我們在教學過程中打破了傳統的“老師講課學生聽課”的教學模式，多次組織課堂辯論，辯論的主題包括人工智能研究過程中出現的技術困惑、人工智能研究成果轉化中的市場前景等。如組織了“電腦PK人腦”“電腦是否讓電視消失”“電腦的未來發展方向在哪里”等一系列辯論會。經過激烈的辯論，無論正方還是反方都感覺自己收獲很大，增長了知識，開闊了眼界。在教學過程中通過將學生由“被動聽課”角色變換為“主動參與”角色，大大地調動了學生的學習積極性，從而提高了課堂教學質量。

五、實踐教學

實踐教學是課堂教學不可缺少的重要組成部分，通過讓學生親自動手實驗來對理論知識進行檢驗和應用是目前國內外各個大學提高學生綜合素質、增強學生市場競爭力的重要手段。人工智能實驗教學的目的是讓學生通過親自動手體會授課中的各種智能控制算法，從而使學生能夠更加形象地掌握課本知識。人工智能教學計劃安排了4學時實驗課，設置了“傳教士和野人過河”“機器人路徑規劃”這兩個人工智能問題，要求學生獨立完成這2個實驗題目的編程，并書寫實驗報告。通過實驗，學生動手實踐了課堂上所掌握的理論知識，加深了對智能算法的理解。

人工智能是一門實用性較強的課程，我們總結了近幾年來的教學經驗，從優選教材、考核方式、教學內容調整、教學手段的改進和實踐教學五個方面對人工智能課程教學進行了總結。從學生的反饋來看，我們所總結的教學經驗對于指導新教師講授“人工智能”這門課程具有積極的作用，需要指出的是，我們仍有很多不足之處，需要在以后的教學過程中不斷努力完善，提高自己的教學能力，爭取更好的教學效果。

參考文獻

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關鍵詞：貿易經濟人才培養大數據與人工智能挑戰

中圖分類號：G71文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0028-02

21世紀是一個智能化時代，人工智能與智能系統的不斷發展，成為當今世界各國發展的重中之重。2015年來，人工智能快速覆蓋了我國的各行各業，這些新型行業的出現，一方面給傳統產業、行業和企業帶來挑戰，使得傳統行業開始萎縮，對人才的需求開始下降，而新產業、行業和企業的出現并得到快速發展，因此對人才的需求量逐年增加。這一變革，給高校人才培養帶來了巨大的挑戰和機遇。

1人工智能背景下的貿易經濟專業發展現狀分析

1.1貿易經濟專業辦學與人工智能的聯系很弱

從貿易經濟專業的辦學水平和內容來看，均處于傳統階段，對行業在人工智能方向上的變遷沒有系統的認識和認知性教育，貿易經濟專業的改革勢在必行。

以重慶工商大學為例，貿易經濟專業的辦學與人工智能的結合非常微弱，甚至可以說基本沒有考慮到人工智能與專業辦學的結合。最近三年，重慶工商大學的貿易經濟專業開始探索大數據與專業辦學的結合，苦于師資和其他辦學資源的限制，目前仍處于討論階段。

1.2貿易經濟專業的人才培養仍停留在傳統模式上

從開設貿易經濟專業的高校來看，人才培養模式均未與人工智能、大數據進行緊密結合，這一現狀對專業建設與快速發展的行業之間對現代人才需求之間存在著較大的差距，貿易經濟專業需要加快改革的力度。

1.3貿易經濟專業的課程體系仍未與人工智能結合起來

從課程體系來看，貿易經濟專業的專業類課程設置中不同學校有些差異，標志著各校的專業建設和人才培養有所不同，但是大部分課程設置都是傳統類課程，如西方經濟學、政治經濟學、會計學、貿易經濟學、零售學、消費經濟學、商品學、市場營銷、商務談判、國際貿易、產業經濟學。與人工智能、大數據、數據分析的課程很少出現，傳統課程也未與人工智能進行交叉，或者以多種方式將人工智能、大數據及數據分析嵌入各門課程中。

2人工智能背景下貿易經濟專業發展的機遇

人工智能與大數據的發展勢不可擋，產業體系初具規模，支撐能力日益增強。為貿易經濟專業的未來發展帶來了不可多得的機遇。

2.1人工智能給貿易經濟專業帶來了新的發展方向

無論從流通2025還是從流通4.0來看，人工智能與流通、貿易行業的深度結合形成的新行業，成為未來發展的新趨勢，這些行業的快速發展，對人才的需求，為貿易經濟專業明確了未來的辦學方向。

2.2人工智能給貿易經濟專業的課程體系改革帶來了新方向

開設貿易經濟專業的各高校均有自己的一些課程建設的特征和特色，在科學研究方面，多學科之間互相支持也具備了前提條件，這一先天優勢，給貿易經濟專業進行的課程體系的重構，提供了優越的前提條件。人工智能背景為貿易經濟專業的課程體系重構和改革提供了新的方向，貿易經濟專業可以在專業課程體系設計上，加大大數據與人工智能與貿易經濟課程的結合力度。

2.3人工智能給貿易經濟專業學生就業帶了新機遇

傳統時代貿易經濟專業主要為商貿流通類企業培養高端商貿人才，或者為政府部門、科研單位培養管理和科研型人才。人工智能與各行業的結合，孕育出了一些新的崗位，這些崗位需要高端人才，這些人才不止懂貿易、物流、商務的專業知識，更要懂數據、大數據，尤其是能夠進行數據處理和分析，并等運用大數據進行管理。同時智能貿易、智能零售、智慧商業、智慧物流等行業對新型人才的需求非常緊迫。

因此，貿易經濟專業的辦學需要進行深入的市場調研，全面深入掌握行業發展和人才需求的實際情況，重構人才培養的體系和思路，重新設計專業課程，這是提升人才質量的關鍵。

3人工智能背景下貿易經濟專業發展的挑戰

人工智能+商貿流通的快速發展，以及人工智能在高等教育中的廣泛應用，給高校貿易經濟專業的辦學和未來發展帶來了很大的挑戰，一方面傳統行業的升級換代需要新型人才；另一方面當前高校貿易經濟專業的現有資源的落后制約了教育改革。與此同時，智能化不斷進入課程，對教師的替代力度在不斷提高，這些變化，給高校的專業建設和專業發展帶來了巨大的挑戰。

4人工智能背景下貿易經濟專業發展的路徑

4.1建立適應人工智能+背景下的貿易經濟專業人才培養理念

人才培養的創新首先是理念的創新與形成，貿易經濟專業在人工智能時代的未來發展之路，是從人才培養創新出發，所以首當其沖的是人工智能+的培養理念的形成，根據區域商貿流通業發展與社會對貿易經濟人才培養提出的新需求和高等教育與人工智能的融合發展的新趨勢，在持續深入開展貿易經濟專業人才培養模式的社會調研的同時，深入進行理論研究和實踐探索的基礎上，形成適合本校獨特的人工智能背景下的貿易經濟專業獨特的培養模式。即“大德育理念”“大商科理念”“學科交叉融合發展理念”。

4.2構建人工智能+的人才培養方式與手段

貿易經濟專業的教師和學生面對的是一個瞬息萬變的時代，因此，教師要不斷地跟進行業發展，成為理論的“創新者”，同時還要增加著名企業的管理者和實踐者成為教學團隊成員，來促進貿易經濟專業教學與時俱進，促進科研、教學與社會服務一體化，形成風格獨特的教學內容體系和教學方法，啟發學生多思考，培養學生的創新能力和決策能力。

4.3加強適應人工智能+貿易經濟專業教學的新型教師團隊

教師是教學的最根本資源，是確保教學質量提升的根本性條件，也是推動教學改革的主要力量，貿易經濟專業的一切改革均是基于教師的改革。首先，要加強教師在人工智能方面的學習和提升。其次，我國高等院校的貿易經濟專業教師還要探索信息技術、人工智能如何支持教師決策、教師教育教學、改進教學手段等，推動新技術與教師專業發展有機融合，實行線上線下結合的混合教學。最后，貿易經濟專業教師要充分認識到人工智能技術的廣泛應用，不斷可以促使和推進教師的研究能力，形成新型的教師團隊。

4.4提升學生的在智慧產業中的就業能力

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關鍵詞：智能科學與技術；知識結構；應用型人才；人才培養；知識型能力本位教育

中圖分類號：G64文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0153-03

1引言

智能科學與技術主要包含智能科學和智能技術兩部分內容[1]：智能科學是以人如何認知和學習為研究對象，探索智能機器的實現機理和方法；智能技術則是將這種方法應用于人造系統，使之具有一定的智能或學習能力，讓機器系統為人類工作。目前，在本科專業目錄中，智能科學與技術專業是計算機類之下的特設專業，在現有的人工智能專業群中，除了新設的人工智能專業外（2019年全國共有35所高校獲首批人工智能新專業建設資格），智能科學與技術專業與全球范圍大力推進與快速發展的人工智能關系最密切，契合度最高。一方面，智能科學與技術的專業發展和人才培養將為人工智能技術提供理論支撐、技術推進和人才支持，另一方面，人工智能產業現狀和未來發展趨勢直接影響著智能科學與技術的專業發展和人才需求。

2人工智能時代對人才的需求

站在國家戰略的高度來看，人工智能將成為新一輪產業變革的核心驅動力，可以實現社會生產力的整體躍升，因此人工智能將成為引領未來的戰略性技術，世界主要發達國家都把發展人工智能作為提升國家競爭力、維護國家安全的重大戰略。

隨著人工智能時代的到來，許多企業對具有智能科學與技術專業背景的人才有著巨大的需求。首先，IT企業紛紛涉足智能科學領域，提高產品智能水平；其次，許多傳統制造業也在轉型，從勞動密集型到知識密集型，進一步提升到智能制造型，并逐漸具備高精尖裝備制造能力；此外，醫療、通訊、交通等行業也對智能科技人才有著迫切的需要。人工智能對各行各業的影響，充分體現了智能科技的高速發展，對人才數量和素質要求也越來越高。

從人才的金字塔型分布來看，智能科學與技術領域不僅需要高端學術型人才，更需要接地氣、重實踐的應用型人才。隨著“中國智造”的不斷推進，智能科學與技術領域已由頂層設計和關鍵技術突破向生產、應用、裝配、服務等環節延伸，迫切需求大批專業技術精、實踐能力強、操作流程熟的應用型人才。2019年，人力資源和社會保障部、國家市場監管總局、國家統計局向社會了13個新職業信息，包括人工智能工程技術人員、物聯網工程技術人員、大數據工程技術人員等，這也從另外一個側面說明人工智能等技術推動了產業結構的升級，催生了相關專業技術類新職業，可形成相對穩定的從業人群。

3應用型人才培養模式分析

《中國制造2025》以推進智能制造為主攻方向，強調健全多層次人才培養體系，提到強化職業教育和技能培訓，引導一批普通本科高等學校向應用技術類高等學校轉型，建立一批實訓基地，開展現代學徒制試點示范，形成一支門類齊全、技藝精湛的技術技能人才隊伍。

通常而言，人才類型分為三類[2]：學術型人才、應用型人才、技能型人才。實際上從現代職業教育的發展和社會需求來看，應用型人才和技能型人才的界限相對模糊，可統稱為應用型人才，即把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技術技能型人才。從國家的層面來看，為了適應人工智能時展，人才需求數量基數最多、缺口最大的就是應用型人才，這也對眾多高校培養人才的導向產生重大影響。這里我們重點討論智能科學與技術應用型本科人才的培養，可從職能、知識結構、能力結構、行業（產業）導向四個方面來分析。

3.1職能

智能科學與技術應用型人才是培養面向各類智能科學與技術的工程設計、開發及應用，掌握各類現代智能系統設計、研發、集成應用、檢測與維修、運行與管理等技術，具有扎實理論基礎、較強工程實踐和創新能力的高素質應用型工程技術人才。

3.2知識結構

智能科學與技術專業充分體現了跨學科的特點，其知識結構包含了三個并行的基礎領域：電子信息、控制工程、計算機，也蘊含了電子信息工程、控制科學與工程、計算機科學與技術等學科的交叉和融合，體現了智能感知與模式識別、智能系統設計與制造、智能信息處理三個方面的專業內涵。

（1）智能感知與模式識別

屬于電子信息與計算機交叉領域，主要定位在機器視覺與模式識別。包括三維建模與仿真、圖像處理與分析、圖像理解與識別、機器視覺、模式識別、神經網絡、深度學習等。主要課程包括：電子技術基礎、信號系統與數字信號處理、數字圖像處理、模式識別等。

（2）智能系統設計與制造

屬于控制工程領域，包括自動控制、無人系統與工程、精密傳感器設計與應用等。主要課程包括：機械基礎、工程力學、自動控制原理、傳感器與測試技術、計算機控制技術、機電系統分析與設計等。

（3）智能信息處理

屬于計算機領域，包括交通大數據、汽車與道路安全大數據等的分析與處理、信息處理與知識挖掘、信息可視化等。主要課程包括：智能科學技術導論、計算機程序設計、微機原理與接口技術、數據結構與算法、嵌入式系統設計等。

3.3能力結構

智能科學與技術應用型人才培養著眼于人工智能工程應用，要求學生具有運用計算機及相關軟硬件工具進行大數據的采集、存儲、處理、分析、應用的能力；具備智能系統的設計、開發、集成、運行與管理的能力；注重培養學生綜合運用所學的智能科學與技術專業的基礎理論和知識，分析并解決工程實際問題的能力，其能力結構可以借鑒能力本位教育（CompetencyBasedEducation，簡稱CBE）模式[3]。

CBE是國際上較流行的一種應用型人才培養模式，主要代表國家為加拿大和美國。該模式以能力為人才培養的目標和評價標準，一切教學活動均圍繞綜合職業能力的培養展開，CBE人才培養模式主要有以下三方面的特色：能力導向的教學目標；模塊化的課程結構；能力為基準的目標評價體系。該模式所培養的本科應用型人才具有較強的專業綜合能力和職業能力[4]，在一定時期得到社會的廣泛認可，但是單純的CBE模式并不能完全適應人工智能時代對人才培養的需求，這是由于目前許多職業崗位在人工智能的沖擊下，其形式和內容均會產生動態變化，要求現階段的人才培養具有延伸性和前瞻性，既要兼顧眼前，也要考慮應對智能化浪潮，打好基礎，提高自學習能力。因此，智能科學與技術應用型人才培養有一定崗位針對性，但并不是完全固化崗位內容及層次、固化知識屬性，必須強化自我學習能力，才能實現能力可持續增長，崗位的向上流動性以及知識和經驗的進化，才能真正適應人工智能時展的需求。

自我學習能力的形成與提高往往源于知識結構的構建[5]。為了塑造更合適的能力結構，需要CBE模式與知識結構的相輔相成，有鑒于此，將這種新型人才培養模式稱之為知識型能力本位教育（Knowledge&CompetencyBasedEducation，簡稱KCBE）模式，這也意味著在人才培養過程中，將知識結構與能力結構放在并重的地位，既著眼于預期能力的培養，也必須讓學生筑牢學科專業基礎，在走向社會以后，在知識引擎的作用下，通過自我學習，具備并提升適應未來的、新的智能化崗位需求的能力。

3.4行業（產業）導向

從智能科學與技術專業的角度，培養的應用型人才以“智能化應用”為就業大方向，具體而言，包括：

（1）智能感知與模式識別領域

主要從事電子信息的獲取、傳輸、處理、分析、應用等領域的研究、設計及應用，包括圖像處理、機器視覺、工業視頻檢測與識別、視頻監控、傳感器設計及應用等。

（2）智能系統設計與制造領域

主要從事智能裝備、智能制造、智能管理、智能服務等領域的設計、制造及應用，包括智能工廠、智能車間、智能生產線、智能物流、以及智能運營與服務等。

（3）智能信息處理領域

主要從事計算機數據處理、分析、理解、管理、以及服務等領域的研究、設計及應用，包括數據存儲與管理、數據分析與預測、交通大數據分析應用、道路與汽車安全大數據分析、智能交通、智能電力、智能家居、智慧城市等。

涉及的產業領域主要包括智能制造，如工業互聯網系統集成應用，研發智能產品及智能互聯產品等。其他的領域還包括智能農業、智能物流、智能金融、智能商務等。

產業需求帶動人才培養，人才培養在滿足產業需求的同時推動技術進步，而技術進步又引燃了新的產業需求。產業需求與人才培養的相互作用，呈現出螺旋式上升的發展態勢，這在人工智能相關產業與智能科學與技術應用型本科人才培養之間表現的得尤為突出。

4KCBE模式人才培養的主要措施和途徑

智能科學與技術專業應用型本科人才的培養模式一定是和人才需求、學校定位相適應的。培養應用型人才，應注重學生實踐能力，從教學體系建設體現“應用”二字，其核心環節是實踐教學。結合上述的KCBE培養模式，知識結構在能力培養過程中也占有非常重要的地位，因此在能力培養方面，知識和實踐作為兩大要素，不能偏廢任何一方，必須齊頭并進，既要固基礎，也要重實踐。

（1）筑牢智能科學與技術專業知識基礎，構建與智能化應用相關的知識體系

在本科的低年級階段，應注重公共基礎課，特別是數學和力學課程，還應充分了解智能科學與技術專業的內涵，讓學生對所學專業有一個比較全面的認識。在本科中高年級階段，重點強化專業基礎，包括電子技術基礎、自動控制原理、傳感器與測試技術、微機原理與接口技術、數據結構與算法等。歸納地說，應該筑牢數理基礎、計算機基礎、機電基礎和控制基礎，因此對原理課程需要強化，這樣對很多工作機理、來龍去脈的理解才能深刻。

（2）增強智能科學與技術專業的實踐環節，構建以能力培養為重心的教學體系

按照KCBE模式，校企合作是強化實踐的一種重要形式[6]。學校根據人工智能企業實際情況靈活設置實踐課程內容，根據企業發展趨勢及時調整課程體系以避免教學內容與企業需求相脫離。人工智能企業還可以參與學校教學目標和教學計劃的制定，并為學校實踐教學提供各方面支持，從而提高人才培養的針對性。