人工智能概论课程的教学思考

1 / 9 人工智能概论课程的教学思考 人工智能概论课程的教学思考 摘要：从智能科学与技术专业所设置的人工智能概论课程的自身特点和发展需要出发，在教学目标、授课内容、教材选择、讲授方法和考核形式等方面进行全方位的思考与探讨，力争开拓出新的教学思路，形成独特的教学风格，取得良好的教学效果。 关键词：人工智能；授课内容；讲授方法 人工智能概论课程是我校智能科学与技术专业开设的一 门门重要的专业基础课， 它它在整个专业教学体系 中中起到奠基的作用，如 何何针对其特点制定合理 的的教学目标与授课内容 ，并有效地组织课堂教 学学，取得良好的 教学效 果果是非常重要的，本文 将将从多个角度对其进行 全全方位的思考与探索， 为为相关课程教学的改革 提提供新的思路。 1 教 学学目标的精确定位 首 先先，人工智能概论课程 在在智能科学与技术专业 整整个教学体系中起到引 导导和奠基的作用，但不 同同于其他相关的专业基 础础课，其总的特点可归 纳纳为“少而精”，即在 较较少的教学授课学时中 起起到画龙点睛的作用， 为为学生进一步的深入学 习习打好基础，并激发他 们们对智能专业的学习兴 趣趣和爱好。基于以上特 点点，通常选择一学期共 332 学时课程的安排计 划划，并且在大三上学期 开开始进行授课。 2 / 9 其次 ，要研究解决同学们所 反反映的“虚与实”问题 。人工智能是一门涉及 到到多个学科的课程，具 有有相当复杂的背景，其 与与哲学、数学、经济学 、神经科学、心理学、 计计算机工程、控制论和 语语言学都有着密切的联 系系，并且随着这些学科 的的发展而深化，不断产 生生新的思路和新的问题 。以上特点决定了该课 程程内容较为抽象，且难 以以把握全局，学习起来 不不易消化理解，从而造 成成了学生学习的困难， 容容易产生畏惧感，并且 学学生常常对其在实际环 境境中的具体应用产生疑 问问。 如何在这么短的 授授课学时里使学生产生 学学习兴趣并且能取得良 好好的 教学效果是一个具 有有挑战性的课题，这需 要要对该课程的授课内容 、教材选择、讲授方法 和和考核形式进行全方位 的的思考与探索，并在教 学学过程中落在实处。一 方方面让学生了解和掌握 人人工智能的发展历史和 思思想渊源，并指出各个 分分支的本质特点和整个 领领域的发展趋势；另一 方方面有意识地穿插介绍 人人工智能在实际中具体 应应用的例子，开阔学生 的的眼界，打消他们的疑 虑虑。这些将在本文的后 面面部分进行深入的介绍 。 最后人工智能概论 这这门课程还要兼顾研究 型型和应用型这两种特点 的的共同发展。在以前， 由由于人工智能授课内容 的的特点，常 常讲授时偏 向向研究型，往往涉及到 复复杂的数学推导和逻辑 运运算，增加了老师讲授 的的难度和学生学习的困 难难。因此，针对上述问 题题，在教学过程中可以 引引入多种形式的事例3 / 9 说 明明和多媒体演示环节， 以以讲授思想为主，具体 技技术为辅，这将直接反 映映到授课内容的选择上 。 2 授课内容的选择 人工智能概论授课内 容容的选择至关重要，本 着着该课程“少而精”的 特特点，既需要让学生在 较较短时间内掌握基本的 思思想与概念要点，又要 对对该课程进行全方位的 介介绍，并点出其发展趋 势势，因而对授课教师有 着着非常高的要求。由于 授授课课时的限制， 我们 无无法做到既面面俱到， 又又对每个具体方向进行 详详细的讲解；而且这样 也也容易陷入复杂的数学 推推导和逻辑运算的误区 。因而，整个课程的讲 授授内容应该以传授思想 和和概念要点为主，并在 讲讲授的过程中加入有趣 的的事例，通过这些形象 的的事例说明和多媒体演 示示环节折射出人工智能 思思想的精髓和应用的广 阔阔前景。 人工智能概 论论主要涉及到知识表示 、搜索推理、计算智能 、专家系统、机器学习 、自动规划、 Agent 和自然语言理解等内 容容，其中以知识表示、 搜搜索推理和计算智能为 授授课内容的重点，在讲 授授的过程中需要对这些 内内容加以整理精简，分 清清主次，合理地安排授 课课内容在总学时内。除 了了这些基本的授课知识 外外，还应该在教学环节 引引入多媒体演示，通过 形形象生动的视频演示让 学学生们了解人工智能的 科科学价值和实际应用所 在在。视频可以选用世界 一一流大学实验室的开放 多多媒4 / 9 体内容，例如： MIIT 计算机科学与人工 智智能实验室的相关科研 项项目中间过程及结果的 视视频演示，以此来开阔 学学生的眼界，增长他们 的的见识，使之了解其应 用用前景和未来的发展空 间间。 人工智能领域的 发发展受到多个学科的影 响响，这些学科在不同历 史史时期都对人工智能领 域域起到 了各种推进作用 ，也产生了许多不同层 面面的争论，至今也是如 此此。如何在授课过程中 形形象地对人工智能历史 进进行回顾，阐述这些学 科科对人工智能领域的影 响响，尤其是思想方面的 影影响特别重要。“回顾 历历史，立足当今，展望 未未来” 给学生形象 地地描绘出人工智能发展 的的思论文联盟 想史， 并并以画龙点睛之笔指出 人人工智能领域发展的广 阔阔未来，是授课教师艰 巨巨而光荣的任务，只有 这这样才能使学生把握住 人人工智能领域的整个发 展展脉络，激发出他们的 学学习兴趣和爱好。 以 哲哲学家对强人工智能方 向向的争论为例，向学生 们们介绍这些收 集整理的 资资料对于他们思想的启 迪迪是非常有益的。这里 值值得说明的是这种思想 的的阐述事实上是非常不 容容易的，其难度甚至高 于于复杂的数学推导，因 为为它常常要求授课教师 掌掌握思想的精髓所在， 并并用非常形象生动的语 言言对其进行说明，而这 些些常常是现在书本中所 没没有的。例如：知识的 表表示、获取、存储和推 理理是人工智能领域中重 要要的组成部分，虽然5 / 9 目 前前已经有很多书籍详细 地地介绍了这些方面，但 学学生仍然反映听起来比 较较抽象。为什么会这样 ？其原因是一些基本的 问问题并没有得到圆满的 说说明和阐述，如“什么 是是知识”，“知识能 够 表表示吗”，“有统一表 示示各种各样抽象、复杂 知知识的工具吗”，“抽 象象的美学与复杂的人类 情情感，知识能够表示吗 ”其中有些问题看 似似容易回答，却往往涉 及及到一些复杂的哲学问 题题，目前在各种人工智 能能的教科书和专著里常 常常对这些问题避而不谈 ，只在数学的层面上针 对对具体的问题来进行说 明明和讲授。如果想在这 方方面有所突破的话，就 需需要阅读大量的哲学书 籍籍，如认知学、知识论 和和心智哲学等领域的著 作作，还需要大量时间的 理理解和参悟，这些有价 值值的资料也是对授课内 容容的极大丰富和补充。 近近年来，认知神经科学 、心理学、生物学、语 言言学甚至社会学对人工 智智能领域有着较大的推 进进作用，也是将来融合 发发展的总体趋势，如何 在在课堂上结合具体的事 例例对其加以说明也是授 课课内容的一个重要环节 。 3 相关教材的选择 众所周知，关于人工 智智能的国内外优秀教材 有有很多，例如： Russsell 和 P. No rvig 所著的 Ar tificial I ntelligencce A Moder n Approach 被全世界 89 个国 家家的 900 多所大学用 作作教材 1，国内可 以以考虑使用其影印版或 中中文翻译版本，大大的 降降低了 购买国外原版6 / 9 教 材材所需的费用，并可以 在在此基础上考虑实现双 语语教学。此外还有蔡自 兴兴教授等编著的人工智 能能及其应用，详细而恰 当当地介绍了人工智能领 域域中的各个研究方向 (分分别适合于本科生 2 和研究生 3)等 。我们从整个教学时间 安安排上看，因其所占学 时时较少，所以人工智能 概概论课程的教材选择不 适适用于大部头的书籍， 宜宜选用篇幅较小但内容 较较全的适合于本科生的 教教材。除了选择合适的 教教材外，对于任课教师 还还要拥有大量的参考书 ，包括上述提到的其他 领领域的书籍和资料，只 有有这样才能拓展所掌握 的的知识，为实 现良好的 教教学效果而服务。 4 讲讲授方法和考试形式的 选选择 课程讲授时注意 主主线的选择，着重以思 想想介绍为主，详细地介 绍绍人工智能发展的历史 以以及各种学派和学说， 如如符号主义、连接主义 和和行为主义等，要重点 介介绍他们的特点和本质 ，指出它们形成的原因 以以及其中的不足之处， 并并向学生介绍新的学说 ，例如机制主义 4等等。整个教学过程并不 涉涉及较为复杂的数学， 要要注重各个分支的思想 源源流，主要从其机制上 做做定性介绍。同时可在 讲讲授过程中穿插相关历 史史问题的争论，例如： 中中国屋问题 5等， 引引发学生学习的兴趣 和 爱爱好，开展交互式教学 ，使学生和老师产生互 动动。授课方式采用板书 和和多媒体交互使用方式 ，力争在每节课的 空闲 时时间里穿插加入人工智 能能领域的实际应用介绍 ，放映相关的视频录7 / 9 像 ，开阔学生们的眼界。 在在最终考试形式的选择 方方面不是要学生死记硬 背背知识点，而是要注重 学学生思想的发挥，鼓励 学学生提出新想法和新思 路路，并丰富其掌握的相 关关知识，为将来的进一 步步学习打好基础和做准 备备。 转贴于论文联盟 http:/ 结语 我们认为在教 学学方式上力争采用“启 发发式”教学，能真正做 到到启迪学生思想的作用 ， 尤其要鼓励思想创新 ，在高等教育阶段培养 学学生具有独立思考、勇 于于探索的能力，使之成 为为社会的有用之才。希 望望这些在人工智能概论 课课程教学中的思考和探 索索能在日常教学活动起 到到有益的作用，并与同 行行们共同交流和探索。 参考文献： 1 Russell, P. Norvig. Artificia l Intellig ence:A Mod ern Approa chM.nd E d. 北京 :清华大 学学出版社 ,XX. 22 蔡自兴 ,徐光佑 . 人工智能及其应用 本本科生用书M.版 . 北京 :清华大学出 版版社 ,XX. 3 蔡自兴 ,徐光佑 . 人人工智能及其应用研究 生生用书M.版 . 北北京 :清华大学出版社 , XX. 4 钟 义义信 . 机制主义方法 与与人工智能统一理论 :人人工智能的新方法与新 进进展 J. 计算机 教教育 ,2016(19):7-10. 8 / 9 5 J. Preston , M. Bisho p. Views i nto the Ch inese Room : New Essa ys on Sear le and Art ificial In telligence M. Oxfor d: Oxford Universityy Press,20002. Teachin g Reflecti on on Intr oduction t o Artifici al Intelli gence YANG Dedong, S UN Hexu, Y ANG Peng, ZHANG LEi (School of Control Sc ience and Engineerin g, HebEI U niversity of Technol ogy, Tianj in00130, C hina) Abst ract: In t his paper, from the specialty and develo pment for the course of Introd uction to Artificial Intellige nce in the scope of intelligennt science and techno logy, all- around ref lection an d explorat ion are co nsidered iin teaching objectivees, course content, s election o f subject matter, te aching met hod and ex a