關(guān)于人工智能的小論文
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在倡導(dǎo)智能化的信息時代,人工智能在新世紀(jì)科學(xué)體系中占有重要的地位,但人工智能課程因有不同于其他課程的鮮明特點,不能適應(yīng)傳統(tǒng)的教學(xué)模式。以下是學(xué)習(xí)啦小編整理分享的關(guān)于人工智能的小論文的相關(guān)文章,歡迎閱讀!
關(guān)于人工智能的小論文篇一
信息時代的人工智能教學(xué)研究
摘 要:在倡導(dǎo)智能化的信息時代,人工智能在新世紀(jì)科學(xué)體系中占有重要的地位,但人工智能課程因有不同于其他課程的鮮明特點,不能適應(yīng)傳統(tǒng)的教學(xué)模式。為推動我國人工智能教育的發(fā)展、培養(yǎng)和造就更多的“智能”人才,研究、改進人工智能的課程教學(xué)方法尤為必要。通過探討人工智能學(xué)科的獨特性質(zhì),指出了人工智能教學(xué)中存在的若干關(guān)鍵問題。結(jié)合《人工智能》課程的授課實踐,從選擇教材、課堂教學(xué)與課程實踐等方面提出提高人工智能教學(xué)質(zhì)量的途徑。?
關(guān)鍵詞:信息時代;人工智能;課程教學(xué)?
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機科學(xué)的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科。換言之,人工智能研究如何用計算機模仿人腦的推理、證明、識別、理解、設(shè)計、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動,解決領(lǐng)域?qū)<也拍芴幚淼膹?fù)雜問題[1]。人工智能研究處于信息技術(shù)的前沿,它的研究、應(yīng)用和發(fā)展在一定程度上決定著計算機技術(shù)的發(fā)展方向[2]。人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語言理解、模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中,并對人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。同時,信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了急切的需求。?
為了適應(yīng)人工智能技術(shù)日益廣泛的需要,國內(nèi)外高校普遍開設(shè)了人工智能方面的課程,并作為計算機專業(yè)的核心課程之一。美國的麻省理工學(xué)院(MIT)是眾多美國大學(xué)中人工智能教育的代表,該學(xué)校開設(shè)的《Artificial Intelligence》面向計算機本科專業(yè)二、三年級的學(xué)生,重點在于講授人工智能的概念和思考方法。國內(nèi)中南大學(xué)開設(shè)的《人工智能》是國家級精品課程,是信息類專業(yè)高年級本科生以及低年級研究生的必選課程,目的是培養(yǎng)學(xué)生的“智能”觀念,掌握人工智能的基本理論、基本方法和基本技術(shù)。?
人工智能研究領(lǐng)域涉及到計算機科學(xué)、自動控制、高等數(shù)學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等眾多學(xué)科,所以內(nèi)容抽象、不易理解。在授課過程中學(xué)生有畏難情緒,同時教師在教材選擇、教學(xué)方法和教學(xué)實驗等方面存在困難,對教學(xué)效果產(chǎn)生很大的影響。為了更好地實現(xiàn)人工智能的教學(xué)目標(biāo)、提高教學(xué)質(zhì)量、更好的普及智能知識,本文結(jié)合中南大學(xué)《人工智能》課程的特色教學(xué),思考和探討教材選擇、課堂講授與實踐環(huán)節(jié),并提出了改進方法,以期提高《人工智能》課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)與造就更多的理論與應(yīng)用型的復(fù)合人才,推動當(dāng)今社會信息化、智能化的發(fā)展。??
一、教材選擇—博采眾長且因地制宜??
由于對人類認(rèn)知的不同理解,人工智能研究者采取的研究方法也不盡相同,偏重于數(shù)學(xué)邏輯方法的符號主義、著重結(jié)構(gòu)模擬的聯(lián)結(jié)主義與采用行為模擬方法的行為主義是人工智能研究的三大流派,不同流派的研究途徑與指導(dǎo)思想存在很大的差異,這種差異也體現(xiàn)在不同高校編寫或選用的教材上,如麻省理工學(xué)院和中南大學(xué)的教學(xué)側(cè)重點就各不相同。除包含不同的學(xué)術(shù)流派外,人工智能研究領(lǐng)域中還存在眾多相對獨立的研究方向,不同研究方向的思考方法各有特色。此外,人工智能的研究要結(jié)合當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展才會有更廣闊的發(fā)展空間,而不同國家、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展對人工智能的要求不同,這對作為基礎(chǔ)學(xué)科的人工智能課程的教材提出新的要求。?
不同的流派、眾多的研究方向、復(fù)雜的應(yīng)用背景雖然拓寬了人工智能的研究范圍,但也給如何選擇人工智能教材提出新的挑戰(zhàn)。因此如何選擇人工智能教材,使之既能讓學(xué)生了解研究領(lǐng)域的概貌又易于接受,是一件重要而困難的事情?;谝陨系乃伎?,作為基礎(chǔ)智能學(xué)科的人工智能在教材選擇上要遵循以下兩個原則:第一,切實從授課對象的角度出發(fā),充分考慮他們的知識儲備與接受能力。在選擇教材時兼顧廣度和深度、基礎(chǔ)知識和新興技術(shù),并有一個明確的教學(xué)中心。還要注意前期相關(guān)課程如離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、概率論、程序設(shè)計語言、系統(tǒng)仿真、自動控制等的銜接問題,讓學(xué)生能夠?qū)⑷斯ぶ悄芗{入已有的知識體系,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而達到普及智能教育的目的。第二,切實從本地區(qū)的長期發(fā)展出發(fā),結(jié)合本地的經(jīng)濟特點選擇合適的教材。機械制造、軟件開發(fā)、電子商務(wù)、智能決策等領(lǐng)域均可直接應(yīng)用人工智能的相關(guān)知識。因此作為涉及眾多學(xué)科、應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)學(xué)科,在設(shè)置人工智能教學(xué)內(nèi)容時要充分考慮本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展方向,為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展服務(wù)。中南大學(xué)人工智能國家級教學(xué)團隊考慮到湖南長沙是機械重工企業(yè)重鎮(zhèn),選擇教材與制定教學(xué)計劃以智能控制為中心,不僅為人工智能找到切實的應(yīng)用背景,而且增加了學(xué)生的就業(yè)就會,這是非常值得推廣的寶貴?經(jīng)驗。?
劉星寶:
教材選擇是提高教育質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),人工智能因其流派紛呈、內(nèi)容眾多且與實際應(yīng)用聯(lián)系密切應(yīng)該引起重視,以便使學(xué)生既掌握領(lǐng)域全貌又能學(xué)有所長。??
二、分專題、分組討論式教學(xué)??
課堂講授是學(xué)校教育的基本特征之一,這種一對多的方式最大可能的讓更多的人獲取知識。而課堂講授以教師講授為主,學(xué)生處于被動地位,從某種意義上來說課堂講授忽略了學(xué)習(xí)的主體——學(xué)生。在該教學(xué)情形下學(xué)生沒有參與到學(xué)習(xí)過程中,被動的接受授課內(nèi)容,甚至可能出現(xiàn)不能跟上學(xué)習(xí)進度從而放棄聽講,出現(xiàn)教師和學(xué)生各自為戰(zhàn)、互不關(guān)心的情況。在這種情況下不僅極難保證教學(xué)質(zhì)量,還讓學(xué)生喪失了對該門課程的興趣,進而導(dǎo)致厭惡該領(lǐng)域。?
雖然各門課程都會出現(xiàn)這種情況,但在人工智能課程的講授過程中表現(xiàn)尤為突出,這是由人工智能的課程特點決定的。作為智能教育基礎(chǔ)的人工智能課程涉及內(nèi)容非常廣泛,各章聯(lián)系較少,內(nèi)容相對相對獨立。當(dāng)學(xué)生接觸到這些知識而又不能與原有的知識體系融合,必然產(chǎn)生畏難心理。為了改善這種狀況,我們認(rèn)為改變教學(xué)方式、發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性尤為必要。具體操作如下:第一,在授課之前要求學(xué)生預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,使之對將要講述的課程有粗略印象與和一定的心理準(zhǔn)備。通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生“人工智能”的思考方法,并逐漸形成習(xí)慣性思考模式。第二,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會人工智能的思考方法后,按照興趣愛好將學(xué)生分成若干興趣小組。第三,授課教師根據(jù)每個小組的特點指定不同的專題,要求每個小組通過學(xué)習(xí)教材、搜索互聯(lián)網(wǎng)等手段獲得專題知識,按照給定的格式整理成流暢、可讀的文檔資料。第四,按照事先給定的順序要求每個小組向全體師生講解專題,同時將該組的專題文檔資料預(yù)先發(fā)給所有學(xué)生,以便了解、領(lǐng)會該專題知識。第五,在聆聽講解與熟悉資料后、并在授課教師主持下,就該組講述的專題進行深入的討論或者辯論。第六,根據(jù)討論的結(jié)果給該組打分,并計入課程總成績。?
由于人工智能課程各章節(jié)相對獨立,非常適合分專題討論式教學(xué)。在此過程中,授課老師扮演主持人的角色,起到發(fā)起和引導(dǎo)的作用,把時間交給學(xué)生掌握,讓他們在討論、辯論中充分發(fā)揮主體積極性,從而讓學(xué)生主動獲取知識、加深對知識的理解。在中南大學(xué)分別面向一年級研究生與博士生開設(shè)的人工智能教學(xué)中,教學(xué)團隊采用了分專題分組教學(xué),學(xué)生普遍反映很喜歡這種新穎的教學(xué)方式,并在學(xué)習(xí)過程中提出許多寶貴的意
見,促進了該模式的進一步成熟。??
三、教學(xué)實驗與社會實踐??
教學(xué)實驗?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對知識的理解,給學(xué)生最直觀的感受。雖然很多學(xué)科都要一定量的教學(xué)實驗,但對人工智能課程而言,優(yōu)質(zhì)的教學(xué)實驗具有非同尋常的意義,這也是由其學(xué)科特點決定的。在授課過程中我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生接觸人工智能時通常存在以下疑問:第一,近乎日常用語的描述語言是否能夠通過計算機實現(xiàn);第二,人工智能是研究機器人的學(xué)科;第三,應(yīng)用人工智能造出的機器人最終能否與影視作品中的機器人相媲美;第四,人工智能是否有助于就業(yè)。
即使授課教師在介紹人工智能課程時就給出了答案,以上幾個問題在學(xué)生中間仍然普遍存在。若不能給學(xué)生確定的答案、徹底消除疑問,顯然會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。解答以上問題最好的方法是教學(xué)實驗與社會實踐,對此中南大學(xué)人工智能教學(xué)團隊給出了富有啟發(fā)性的設(shè)計方案。?
在教學(xué)安排上,教學(xué)團隊非常注意教材內(nèi)容與聯(lián)系實際。首先,增加實驗課時數(shù),以保證質(zhì)量;其次,及時布置人工智能實驗,加強講授內(nèi)容與實驗的銜接。如在講授產(chǎn)生式系統(tǒng)后,教學(xué)實驗中及時安排產(chǎn)生式系統(tǒng)實驗。相應(yīng)的主觀 Bayes網(wǎng)絡(luò)實驗、A系列搜索實驗,以及應(yīng)用Maltab工具箱操作的模糊控制位置跟蹤系統(tǒng)仿真實驗、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別仿真實驗、進化算法優(yōu)化計算等實驗亦是如此。最后是提供優(yōu)質(zhì)的實驗環(huán)境,教學(xué)團隊設(shè)計了一套實驗?zāi)M軟件,該軟件直觀、易于使用,為提高實驗質(zhì)量提供了良好的軟件環(huán)境。通過具體的實驗,教材內(nèi)容不再枯燥,學(xué)生能夠更深入觸摸到的人工智能的本質(zhì)。
?另一方面,與科研結(jié)合、與企業(yè)聯(lián)姻加強社會實踐。中南大學(xué)人工智能教學(xué)團隊成員大多浸淫人工智能的某一研究方向多年,獲得了相當(dāng)數(shù)量的研究成果。在社會實踐中帶領(lǐng)學(xué)生參觀能夠自動尋找路徑的機器人、科研模擬環(huán)境等,引導(dǎo)學(xué)生進入奇妙的人工智能世界。教改結(jié)果表明,教學(xué)與科研的有效結(jié)合激發(fā)了學(xué)生對人工智能的強烈興趣,已經(jīng)有幾名學(xué)生要求進入課題組。當(dāng)前,基于人工智能理論的工業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)得到迅速的發(fā)展,中南大學(xué)人工智能教學(xué)團隊與長沙重要的機械制造企業(yè)三一重工建立了良好的關(guān)系。在本課程的講授過程中,請企業(yè)的相關(guān)研究人員為學(xué)生做人工智能應(yīng)用方面的公開報告,拓寬學(xué)生的視野。在教學(xué)實踐中帶領(lǐng)學(xué)生到該企業(yè)參觀,了解智能產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程。?
教學(xué)實驗與實踐過程讓學(xué)生更深刻的意識到人工智能已經(jīng)和我們的生活密切聯(lián)系在一起,而非空中樓閣。同時增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生對人工智能相關(guān)概念和難點的掌握,為從事人工智能研究與基于智能系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)夯實基礎(chǔ),達到培養(yǎng)新一代智能人才的目的。
??四、結(jié)束語??
本文對人工智能課程在教材選擇、教學(xué)方法、教學(xué)實踐與實驗等方面進行了探討,總結(jié)與探討了該課程在教學(xué)與實踐中出現(xiàn)的問題及提高途徑,期望提高人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量,推進人工智能研究更快更好的發(fā)展。??
本論文的教改思想來源于中南大學(xué)蔡自興教授講授的國家級精品課程《人工智能》,在此向蔡自興教授及其領(lǐng)導(dǎo)的教學(xué)團隊表示深深的感謝。
參考文獻?
[1]蔡自興, 徐光祐. 人工智能及其應(yīng)用[M].第三版.北京: 清華大學(xué)出版社,2003.?
[2]史忠植. 走近人工智能[J]. 微電腦世界, 2001(16):80-82.
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