關於人工智能大學的第壹篇論文
信息時代的人工智能教學研究
摘要:在崇尚智能的信息時代，人工智能在新世紀的科學體系中占有重要地位，但人工智能課程因其區別於其他課程的鮮明特點，不能適應傳統的教學模式。為了推動中國人工智能教育的發展、培育和培養？聰明？人才，研究和改進人工智能的教學方法尤為必要。通過討論人工智能的獨特性質，指出了人工智能教學中的壹些關鍵問題。結合人工智能的教學實踐，從教材選擇、課堂教學、課程實踐等方面提出了提高人工智能教學質量的途徑。？
關鍵詞:信息時代；人工智能；課程教學？
人工智能(AI)是計算機科學的壹個分支，是研究和利用計算機模擬和擴展人腦功能的綜合性學科。換句話說，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、設計、學習、思考、規劃和解決問題等思維活動，解決只有領域專家才能處理的復雜問題[1]。人工智能的研究處於信息技術的前沿，它的研究、應用和發展在壹定程度上決定了計算機技術的發展方向[2]。人工智能的許多研究領域，如自然語言理解、模式識別、機器學習、數據挖掘、智能檢索、機器人學和人工神經網絡等，都處於信息技術的前沿，許多研究成果已經進入人們的生活、學習和工作，對人類的發展產生了重要影響。同時，信息技術的廣泛應用也對人工智能技術的發展提出了迫切的需求。
為了滿足日益廣泛的人工智能技術需求，國內外高校普遍開設人工智能相關課程，作為計算機專業的核心課程之壹。美國麻省理工學院(MIT)是美國眾多大學中人工智能教育的代表。麻省理工學院開設的人工智能是針對計算機專業的二、三年級學生，重點是教授人工智能的概念和思維方法。我國中南大學開設的人工智能是國家級精品課程，是信息類專業高年級本科生和低年級研究生的必修課，旨在培養學生？聰明？概念，掌握人工智能的基本理論、基本方法和基本技術。
人工智能的研究領域涉及計算機科學、自動控制、高等數學、心理學、哲學等諸多學科，因此內容抽象，難以理解。在教學過程中，學生畏難情緒，教師在教材選擇、教學方法、教學實驗等方面存在困難，對教學效果影響很大。為了更好地實現人工智能的教學目標，提高教學質量，更好地普及智能知識，本文結合中南大學人工智能課程的特色教學，對教材選擇、課堂教學、實踐環節進行了思考和探討，並提出了改進方法，以期提高人工智能課程的教學質量，培養和造就更多的理論型和應用型人才，促進當今社會信息化和智能化的發展。
壹、教材的選擇？博采眾長，因地制宜
由於對人類認知的理解不同，人工智能的研究者們采取了不同的研究方法。強調數理邏輯方法的符號主義、聯結主義和行為主義是人工智能研究的三大流派。不同學校的研究途徑和指導思想差異很大，這也體現在不同大學編寫或選用的教材上，比如麻省理工、中南大學等。除了不同的學術流派，人工智能領域還有很多相對獨立的研究方向，不同研究方向的思維方法各有特色。另外，人工智能的研究只有與當地的社會經濟發展相結合，才會有更廣闊的發展空間。然而，不同國家和地區的經濟發展對人工智能的要求不同，這對作為基礎學科的人工智能教材提出了新的要求。
不同的學校、眾多的研究方向和復雜的應用背景拓寬了人工智能的研究範圍，但也對如何選擇人工智能教材提出了新的挑戰。因此，選擇人工智能教材，使學生了解研究領域的概況，容易被接受，是壹件重要而又困難的事情。基於上述思考，人工智能作為壹門基礎智能學科，在教材選擇上應遵循以下兩條原則:壹是從教學對象的角度出發，充分考慮其知識儲備和接受能力。在選擇教材時，要註意廣度和深度、基礎知識和新興技術，要有明確的教學中心。還要註意離散數學、數據結構、概率論、程序設計語言、系統仿真、自動控制等相關課程的銜接。，讓學生將人工智能納入現有知識體系，激發學習興趣，從而達到普及智能教育的目的。第二，根據地區的長遠發展和當地的經濟特點選擇合適的教材。人工智能的相關知識可以直接應用於機械制造、軟件開發、電子商務、智能決策等領域。因此，作為壹門涉及多學科、應用廣泛的基礎學科，在設置人工智能教學內容以服務地方經濟發展時，應充分考慮地方的經濟發展方向。中南大學人工智能國家教學團隊考慮到湖南長沙是機械重工企業重鎮，教材的選取和教學計劃的制定都以智能控制為核心，既為人工智能找到了實際應用背景，又增加了學生的就業機會，非常有價值，值得推廣？體驗。
劉興保:
教材的選用是提高教育質量的重要環節。人工智能因其流派繁多，內容繁多，與實際應用聯系緊密，應引起重視，讓學生掌握整個領域，學好。
二，分主題，小組討論教學
課堂教學是學校教育的基本特征之壹，這種壹對多的方式讓更多的人盡可能多地獲取知識。而課堂教學主要是老師教，學生處於被動地位。從某種意義上說，課堂教學忽視了學生的主體學習。在這種教學情境下，學生不參與學習過程，被動接受教學內容，甚至可能因為跟不上學習進度而放棄聽力，師生互不關心。在這種情況下，不僅極難保證教學質量，還會使學生對這門課程失去興趣，進而導致對該領域的厭惡。
雖然這種情況在所有課程中都有，但在人工智能課程的教學過程中尤為突出，這是由人工智能課程的特點決定的。人工智能課程作為智能教育的基礎，內容涉及面廣，章節少，內容相對獨立。當學生接觸到這些知識卻無法與原有的知識體系融合時，必然會產生畏難情緒。為了改善這種狀況，我們認為改變教學方法，充分發揮學生的主觀能動性尤為必要。具體操作如下:首先要求學生在教學前預習教學內容，使其對所要講的課程有壹個大致的印象和壹定的心理準備。這樣培養學生？人工智能？思維方法，逐漸形成習慣性思維模式。第二，指導學生學習人工智能的思維方法後，根據興趣愛好將學生分成幾個興趣小組。再次，指導老師根據各組的特點指定不同的主題，要求各組通過學習課本、上網搜索等手段獲取專題知識，並按照給定的格式組織成流暢易讀的文檔。第四，按照給定的順序，要求各組向全體師生講解專題，同時提前將本組的專題文獻資料發給全體學生，以便了解和理解專題知識。第五，聽完講解熟悉材料後，在授課老師的主持下，就小組所描述的話題進行深入的討論或辯論。第六，根據討論結果給小組打分，計入課程總分。
因為人工智能課程每壹章都是相對獨立的，所以非常適合主題討論式教學。在這個過程中，老師扮演著主持人的角色，起著啟蒙和引導的作用，給學生時間去掌握，讓他們在討論和辯論中充分發揮自己的主動性，讓學生主動獲取知識，加深對知識的理解。在中南大學壹年級研究生和博士生的人工智能教學中，教學團隊采用分課題、分組教學的方式，學生普遍反映喜歡這種新穎的教學方式，並在學習過程中提出了許多有價值的想法。
看到了吧，促進這種模式的進壹步成熟。
第三，教學實驗和社會實踐
教學實驗可以加深學生對知識的理解，給學生最直觀的感受。雖然很多學科都需要壹定量的教學實驗，但是高質量的教學實驗對於人工智能這門課程來說意義非凡，這也是由其學科特點決定的。在教學過程中，我們發現學生在接觸人工智能時通常會有以下疑問:第壹，接近日常語言的描述語言能否用計算機實現；第二，人工智能是研究機器人的學科；再次，人工智能制造的機器人最終能否與影視作品中的機器人抗衡；第四，人工智能是否有助於就業。
即使老師在介紹人工智能課程時給出了答案，但上述問題在學生中仍然普遍存在。如果不能給學生明確的答案，徹底消除疑惑，顯然會影響學生的學習積極性。解決上述問題最好的辦法就是教學實驗和社會實踐，中南大學人工智能教學團隊給出了壹個很有啟發性的設計方案。
在教學安排上，教學團隊非常註重教材內容和聯系實際。首先，增加實驗課時，保證質量；其次，及時安排人工智能實驗，加強教學內容與實驗的聯系。比如在講授完生產系統後，在教學實驗中及時安排生產系統實驗。相應的主觀貝葉斯網絡實驗、A系列搜索實驗、Maltab工具箱操作的模糊控制位置跟蹤系統仿真實驗、神經網絡模式識別仿真實驗、進化算法優化計算等實驗也是如此。最後，為了提供高質量的實驗環境，教學團隊設計了壹套實驗仿真軟件，直觀易用，為提高實驗質量提供了良好的軟件環境。通過具體的實驗，讓教材的內容不再枯燥，學生也能深刻地觸摸到人工智能的本質。
另壹方面，通過與科研結合、與企業聯姻等方式加強社會實踐。中南大學人工智能教學團隊的大部分成員都已經在人工智能的某個研究方向浸淫多年，並取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和科研模擬環境，引導學生進入人工智能的奇妙世界。教學改革的結果表明，教學和科研的有效結合引起了學生對人工智能的濃厚興趣，已有數名學生要求加入課題組。目前，基於人工智能理論的工業產品發展迅速，中南大學人工智能教學團隊與長沙重要的機械制造企業三壹重工建立了良好的合作關系。在本課程的教學過程中，邀請企業的相關研究人員為學生做人工智能應用的公開報告，以開闊學生的視野。在教學實踐中，帶領學生參觀企業，了解智能產品的工業生產過程。
教學實驗和實踐的過程讓學生更加深刻地認識到，人工智能已經與我們的生活緊密相連，而不是空中樓閣。同時增強學生的學習興趣，加深學生對人工智能相關概念和難點的掌握，為從事基於智能系統的人工智能研究和應用開發打下堅實基礎，達到培養新壹代智能人才的目的。
四。結束語
本文從人工智能課程的教材選擇、教學方法、教學實踐和實驗等方面進行了探討，總結和探討了該課程在教學和實踐中存在的問題及改進方法，旨在提高人工智能課程的教學質量，促進人工智能研究更快更好地發展。
本文的教學改革思路來源於中南大學蔡自興教授的國家精品課程《人工智能》，在此對蔡自興教授及其教學團隊表示深深的感謝。