人工智慧選修論文

　　在倡導智慧化的資訊時代，人工智慧在新世紀科學體系中佔有重要的地位，但人工智慧課程因有不同於其他課程的鮮明特點，不能適應傳統的教學模式。以下是小編整理分享的的相關資料，歡迎閱讀!

　　篇一

　　摘 要：在倡導智慧化的資訊時代，人工智慧在新世紀科學體系中佔有重要的地位，但人工智慧課程因有不同於其他課程的鮮明特點，不能適應傳統的教學模式。為推動我國人工智慧教育的發展、培養和造就更多的“智慧”人才，研究、改進人工智慧的課程教學方法尤為必要。通過探討人工智慧學科的獨特性質，指出了人工智慧教學中存在的若干關鍵問題。結合《人工智慧》課程的授課實踐，從選擇教材、課堂教學與課程實踐等方面提出提高人工智慧教學質量的途徑。

　　關鍵詞：資訊時代;人工智慧;課程教學

　　人工智慧***Artificial Intelligence，AI***是電腦科學的一個分支，是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。換言之，人工智慧研究如何用計算機模仿人腦的推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規劃以及問題求解等思維活動，解決領域專家才能處理的複雜問題[1]。人工智慧研究處於資訊科技的前沿，它的研究、應用和發展在一定程度上決定著計算機技術的發展方向[2]。人工智慧的不少研究領域如自然語言理解、模式識別、機器學習、資料探勘、智慧檢索、機器人技術、人工神經網路等都走在了資訊科技的前沿，有許多研究成果已經進入人們的生活、學習和工作中，並對人類的發展產生了重要影響。同時，資訊科技的廣泛應用也對人工智慧技術的發展提出了急切的需求。

　　為了適應人工智慧技術日益廣泛的需要，國內外高校普遍開設了人工智慧方面的課程，並作為計算機專業的核心課程之一。美國的麻省理工學院***MIT***是眾多美國大學中人工智慧教育的代表，該學校開設的《Artificial Intelligence》面向計算機本科專業二、三年級的學生，重點在於講授人工智慧的概念和思考方法。國內中南大學開設的《人工智慧》是國家級精品課程，是資訊類專業高年級本科生以及低年級研究生的必選課程，目的是培養學生的“智慧”觀念，掌握人工智慧的基本理論、基本方法和基本技術。

　　人工智慧研究領域涉及到電腦科學、自動控制、高等數學、心理學、哲學等眾多學科，所以內容抽象、不易理解。在授課過程中學生有畏難情緒，同時教師在教材選擇、教學方法和教學實驗等方面存在困難，對教學效果產生很大的影響。為了更好地實現人工智慧的教學目標、提高教學質量、更好的普及智慧知識，本文結合中南大學《人工智慧》課程的特色教學，思考和探討教材選擇、課堂講授與實踐環節，並提出了改進方法，以期提高《人工智慧》課程的教學質量，培養與造就更多的理論與應用型的複合人才，推動當今社會資訊化、智慧化的發展。

　　一、教材選擇—博採眾長且因地制宜

　　由於對人類認知的不同理解，人工智慧研究者採取的研究方法也不盡相同，偏重於數學邏輯方法的符號主義、著重結構模擬的聯結主義與採用行為模擬方法的行為主義是人工智慧研究的三大流派，不同流派的研究途徑與指導思想存在很大的差異，這種差異也體現在不同高校編寫或選用的教材上，如麻省理工學院和中南大學的教學側重點就各不相同。除包含不同的學術流派外，人工智慧研究領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，人工智慧的研究要結合當地社會經濟發展才會有更廣闊的發展空間，而不同國家、地區經濟發展對人工智慧的要求不同，這對作為基礎學科的人工智慧課程的教材提出新的要求。

　　不同的流派、眾多的研究方向、複雜的應用背景雖然拓寬了人工智慧的研究範圍，但也給如何選擇人工智慧教材提出新的挑戰。因此如何選擇人工智慧教材,使之既能讓學生了解研究領域的概貌又易於接受，是一件重要而困難的事情。基於以上的思考，作為基礎智慧學科的人工智慧在教材選擇上要遵循以下兩個原則：第一，切實從授課物件的角度出發，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、基礎知識和新興技術，並有一個明確的教學中心。還要注意前期相關課程如離散數學、資料結構、概率論、程式設計語言、系統模擬、自動控制等的銜接問題，讓學生能夠將人工智慧納入已有的知識體系，激發學習興趣，從而達到普及智慧教育的目的。第二，切實從本地區的長期發展出發,結合本地的經濟特點選擇合適的教材。機械製造、軟體開發、電子商務、智慧決策等領域均可直接應用人工智慧的相關知識。因此作為涉及眾多學科、應用廣泛的基礎學科，在設定人工智慧教學內容時要充分考慮本地區的經濟發展方向，為當地的經濟發展服務。中南大學人工智慧國家級教學團隊考慮到湖南長沙是機械重工企業重鎮，選擇教材與制定教學計劃以智慧控制為中心，不僅為人工智慧找到切實的應用背景，而且增加了學生的就業就會，這是非常值得推廣的寶貴?經驗。

　　劉星寶:

　　教材選擇是提高教育質量的重要環節，人工智慧因其流派紛呈、內容眾多且與實際應用聯絡密切應該引起重視，以便使學生既掌握領域全貌又能學有所長。

　　二、分專題、分組討論式教學

　　課堂講授是學校教育的基本特徵之一，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，學生處於被動地位，從某種意義上來說課堂講授忽略了學習的主體——學生。在該教學情形下學生沒有參與到學習過程中，被動的接受授課內容，甚至可能出現不能跟上學習進度從而放棄聽講，出現教師和學生各自為戰、互不關心的情況。在這種情況下不僅極難保證教學質量，還讓學生喪失了對該門課程的興趣，進而導致厭惡該領域。

　　雖然各門課程都會出現這種情況，但在人工智慧課程的講授過程中表現尤為突出，這是由人工智慧的課程特點決定的。作為智慧教育基礎的人工智慧課程涉及內容非常廣泛，各章聯絡較少，內容相對相對獨立。當學生接觸到這些知識而又不能與原有的知識體系融合，必然產生畏難心理。為了改善這種狀況，我們認為改變教學方式、發揮學生的主觀能動性尤為必要。具體操作如下：第一，在授課之前要求學生預習教學內容，使之對將要講述的課程有粗略印象與和一定的心理準備。通過這種方式培養學生“人工智慧”的思考方法，並逐漸形成習慣性思考模式。第二，引導學生學會人工智慧的思考方法後，按照興趣愛好將學生分成若干興趣小組。第三，授課教師根據每個小組的特點指定不同的專題，要求每個小組通過學習教材、搜尋網際網路等手段獲得專題知識，按照給定的格式整理成流暢、可讀的文件資料。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件資料預先發給所有學生，以便了解、領會該專題知識。第五，在聆聽講解與熟悉資料後、並在授課教師主持下，就該組講述的專題進行深入的討論或者辯論。第六，根據討論的結果給該組打分，並計入課程總成績。

　　由於人工智慧課程各章節相對獨立，非常適合分專題討論式教學。在此過程中，授課老師扮演主持人的角色，起到發起和引導的作用，把時間交給學生掌握，讓他們在討論、辯論中充分發揮主體積極性，從而讓學生主動獲取知識、加深對知識的理解。在中南大學分別面向一年級研究生與博士生開設的人工智慧教學中，教學團隊採用了分專題分組教學，學生普遍反映很喜歡這種新穎的教學方式，並在學習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、教學實驗與社會實踐

　　教學實驗能夠加深學生對知識的理解,給學生最直觀的感受。雖然很多學科都要一定量的教學實驗，但對人工智慧課程而言，優質的教學實驗具有非同尋常的意義，這也是由其學科特點決定的。在授課過程中我們發現，學生接觸人工智慧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;第二，人工智慧是研究機器人的學科;第三，應用人工智慧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，人工智慧是否有助於就業。

　　即使授課教師在介紹人工智慧課程時就給出了答案，以上幾個問題在學生中間仍然普遍存在。若不能給學生確定的答案、徹底消除疑問，顯然會影響學生的學習積極性。解答以上問題最好的方法是教學實驗與社會實踐，對此中南大學人工智慧教學團隊給出了富有啟發性的設計方案。

　　在教學安排上,教學團隊非常注意教材內容與聯絡實際。首先，增加實驗課時數，以保證質量;其次，及時佈置人工智慧實驗，加強講授內容與實驗的銜接。如在講授產生式系統後，教學實驗中及時安排產生式系統實驗。相應的主觀 Bayes網路實驗、A系列搜尋實驗,以及應用Maltab工具箱操作的模糊控制位置跟蹤系統模擬實驗、神經網路模式識別模擬實驗、進化演算法優化計算等實驗亦是如此。最後是提供優質的實驗環境，教學團隊設計了一套實驗模擬軟體，該軟體直觀、易於使用，為提高實驗質量提供了良好的軟體環境。通過具體的實驗，教材內容不再枯燥，學生能夠更深入觸控到的人工智慧的本質。

　　另一方面，與科研結合、與企業聯姻加強社會實踐。中南大學人工智慧教學團隊成員大多浸淫人工智慧的某一研究方向多年，獲得了相當數量的研究成果。在社會實踐中帶領學生參觀能夠自動尋找路徑的機器人、科研模擬環境等，引導學生進入奇妙的人工智慧世界。教改結果表明，教學與科研的有效結合激發了學生對人工智慧的強烈興趣，已經有幾名學生要求進入課題組。當前，基於人工智慧理論的工業產品已經得到迅速的發展，中南大學人工智慧教學團隊與長沙重要的機械製造企業三一重工建立了良好的關係。在本課程的講授過程中，請企業的相關研究人員為學生做人工智慧應用方面的公開報告，拓寬學生的視野。在教學實踐中帶領學生到該企業參觀，瞭解智慧產品的工業生產流程。

　　教學實驗與實踐過程讓學生更深刻的意識到人工智慧已經和我們的生活密切聯絡在一起，而非空中樓閣。同時增強了學生的學習興趣,加深學生對人工智慧相關概念和難點的掌握,為從事人工智慧研究與基於智慧系統的應用開發夯實基礎，達到培養新一代智慧人才的目的。

　　四、結束語

　　本文對人工智慧課程在教材選擇、教學方法、教學實踐與實驗等方面進行了探討,總結與探討了該課程在教學與實踐中出現的問題及提高途徑，期望提高人工智慧課程的教學質量，推進人工智慧研究更快更好的發展。

　　本論文的教改思想來源於中南大學蔡自興教授講授的國家級精品課程《人工智慧》，在此向蔡自興教授及其領導的教學團隊表示深深的感謝。

　　參考文獻

　　[1]蔡自興, 徐光祐. 人工智慧及其應用[M].第三版.北京： 清華大學出版社,2003.

　　[2]史忠植. 走近人工智慧[J]. 微電腦世界, 2001***16***:80-82.

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