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關(guān)鍵詞:林業(yè)院校;人工智能;課程教學(xué)
1背景
近年來(lái),隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速普及,互聯(lián)網(wǎng)跨界融合創(chuàng)新模式進(jìn)入林業(yè)領(lǐng)域,利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)推動(dòng)信息化與林業(yè)深度融合,開啟了智慧林業(yè)的大門。我國(guó)林業(yè)信息化、智能化建設(shè)逐步走上了有序、快步發(fā)展的軌道,取得了重要的進(jìn)展。
2011―2013年,國(guó)家林業(yè)局先后開展了中國(guó)林業(yè)信息化體制機(jī)制研究和中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究,在此基礎(chǔ)上出臺(tái)了《國(guó)家林業(yè)局關(guān)于進(jìn)一步加快林業(yè)信息化發(fā)展的指導(dǎo)意見》和《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》。2012―2013年,在深入研究的基礎(chǔ)上,林業(yè)局編制了《中國(guó)林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展框架設(shè)計(jì)》,2016年3月正式了《“互聯(lián)網(wǎng)+”林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》。
國(guó)家林業(yè)局制定的《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》指出,信息化、智能化在林業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)從零散的點(diǎn)的應(yīng)用發(fā)展到融合的、全面的創(chuàng)新應(yīng)用。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的逐步應(yīng)用,能實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理,更透徹地感知生態(tài)環(huán)境狀況、遏制生態(tài)危機(jī),更深入地監(jiān)測(cè)預(yù)警事件、支撐生態(tài)行動(dòng)、預(yù)防生態(tài)災(zāi)害。
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)重要分支。國(guó)際上,人工智能的研究已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展;在國(guó)內(nèi),也呈現(xiàn)出極好的發(fā)展勢(shì)頭,人工智能已得到迅速的傳播與發(fā)展,并促進(jìn)了其他學(xué)科的發(fā)展。我國(guó)已有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的科技人員和大學(xué)師生從事不同層次的人工智能的研究與學(xué)習(xí),人工智能已成為一個(gè)受到廣泛重視并有著廣闊應(yīng)用潛能的龐大的、交叉的前沿學(xué)科。特別是經(jīng)過近幾十年的發(fā)展,智能技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)成為各行業(yè)創(chuàng)新的重要生長(zhǎng)點(diǎn),其廣泛的應(yīng)用前景日趨明顯,如智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化電器、智能化樓宇、智能化社區(qū)、智能化物流等,對(duì)人類生活的方方面面產(chǎn)生了重要的影響。
近年來(lái),人工智能已經(jīng)在智慧林業(yè)相關(guān)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,例如,在智能機(jī)器人的應(yīng)用方面,已經(jīng)有大量的嫁接機(jī)器人、水果采摘機(jī)器人、農(nóng)藥噴灑機(jī)器人、果實(shí)分檢機(jī)器人等投入使用;在專家系統(tǒng)的應(yīng)用方面,森林病蟲害診斷專家系統(tǒng)、病蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)、林產(chǎn)品生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)、專家咨詢和人員培訓(xùn)專家系統(tǒng)等也得到了廣泛應(yīng)用。
隨著人工智能在智慧林業(yè)中的廣泛應(yīng)用,涉林企業(yè)和事業(yè)單位對(duì)智能型林業(yè)高技術(shù)人才的需求也在不斷加大。為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)智能型人才的需求,自2003年起,國(guó)內(nèi)諸多林業(yè)高等院校在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科階段、林業(yè)相關(guān)專業(yè)的研究生階段陸續(xù)開設(shè)人工智能課程,同時(shí)不斷加大人工智能課程的比重,因此,人工智能課程教學(xué)對(duì)于林業(yè)院校顯得越來(lái)越重要。
2林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)現(xiàn)狀
林業(yè)院校開設(shè)人工智能課程的專業(yè)不多,但有不斷增加的趨勢(shì)。以中南林業(yè)科技大學(xué)為例,該校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)自2003年起就開設(shè)了人工智能課程,所用教材一直是蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》;另外,面向部分專業(yè)的碩士和博士研究生開設(shè)了人工智能相關(guān)課程,如農(nóng)業(yè)碩士的農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域研究生開設(shè)了人工智能技術(shù),森林經(jīng)理和森林培育兩個(gè)專業(yè)的博士研究生開設(shè)了人工智能與專家系統(tǒng)。
針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè),人工智能課程主要使用蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》教材施教,但由于課時(shí)數(shù)僅有32學(xué)時(shí),關(guān)于人工智能的一些高級(jí)應(yīng)用,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等,采用專題的形式組織教學(xué)。該專業(yè)沒有設(shè)置實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),僅在理論課堂上演示了一些仿真軟件,如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境。
針對(duì)農(nóng)業(yè)碩士的農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域研究生和森林經(jīng)理及森林培育兩個(gè)專業(yè)的博士研究生,教學(xué)計(jì)劃安排的學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí),沒有指定教材,僅給學(xué)生列了蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用――研究生用書》等幾本參考教材。課堂主要以專題的形式組織教學(xué),每一講除了相關(guān)的理論以外,還介紹一些工程實(shí)踐應(yīng)用的例子,讓研究生能夠了解這些人工智能算法如何在實(shí)際中得到具體應(yīng)用。
3林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)存在的問題
全國(guó)各高等院校的人工智能課程教學(xué)都或多或少地存在一些問題,林業(yè)院校更有區(qū)別于其他類型院校的顯著特征,而且林業(yè)院校開設(shè)該課程教學(xué)相對(duì)較晚,因此林業(yè)院校的人工智能課程教學(xué)存在更多的問題。
(1)師資短缺。在林業(yè)院校,林學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)該課程往往由林學(xué)相關(guān)專業(yè)的教師主講。這些非計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的教師雖然曾從事過人工智能個(gè)別算法或領(lǐng)域研究,但不具備全面的人工智能相關(guān)專業(yè)知識(shí),在講授不熟悉的人工智能知識(shí)點(diǎn)時(shí)顯得力不從心。
(2)教學(xué)內(nèi)容專業(yè)性不強(qiáng)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,一般的人工智能教材都比較適合計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生使用,但是農(nóng)業(yè)信息化、森林經(jīng)理、森林培育等專業(yè)的學(xué)生不管是專業(yè)基礎(chǔ)還是行業(yè)應(yīng)用背景均與計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生不同,如果我們?nèi)匀话雌胀ǖ慕滩氖┙?,教學(xué)內(nèi)容就缺乏林科特色,顯得專業(yè)性不強(qiáng),無(wú)法吸引學(xué)生的聽課興趣。
(3)教學(xué)難度過大。林業(yè)院校涉林專業(yè)的學(xué)生一般只有計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、C語(yǔ)言等簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)課程基礎(chǔ),缺乏算法思想。而人工智能課程涉及很多高級(jí)、復(fù)雜的算法,不論從算法思想,還是從算法實(shí)現(xiàn)和算法應(yīng)用,對(duì)非計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度過大。因此,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求上要做一些取舍。
除此之外,還存在諸如缺少實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教學(xué)手段單一、教學(xué)案例缺乏等其他普遍性問題。
4林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)改革建議
通過分析林業(yè)院校人工智能課程教學(xué)存在的問題,結(jié)合自己近十余年來(lái)從事人工智能教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),我們提出了一些改革建議。
(1)推行專題式教學(xué),解決師資缺乏的問題。在師資缺乏的情況下,由一名教師完成整個(gè)人工智能課程教學(xué)比較困難,同時(shí),可能有多名教師分別在人工智能的不同方面進(jìn)行過深入研究。因此,可以將該課程按章節(jié)分成各個(gè)不同的模塊,每一個(gè)模塊設(shè)一個(gè)專題,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專題、專家系統(tǒng)專題、機(jī)器學(xué)習(xí)專題等,再由多名教師分別承擔(dān)自己熟悉的專題進(jìn)行講授。這樣既可以解決一位教師的知識(shí)不足,又可以讓各位教師結(jié)合自己的科研將每一個(gè)熟悉的專題講授得更加詳細(xì)、更加有趣。
(2)教學(xué)內(nèi)容與涉林專業(yè)緊密結(jié)合,解決專業(yè)性不強(qiáng)的問題。事實(shí)上,人工智能的各領(lǐng)域應(yīng)用在林業(yè)行業(yè)都能找到對(duì)應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例。例如,林果采摘機(jī)器人就是機(jī)器人在林業(yè)中的應(yīng)用;林火識(shí)別和林木病蟲害監(jiān)測(cè)就是模式識(shí)別在林業(yè)中的應(yīng)用;林火蔓延預(yù)測(cè)可以用到隱馬爾科夫模型;PAID50專家系統(tǒng)平臺(tái)就是專家系統(tǒng)在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用典范等。因此,在教學(xué)過程中,我們可以考慮將人工智能知識(shí)與林業(yè)應(yīng)用結(jié)合進(jìn)行講解,這樣學(xué)生更容易接受也更樂意接受。更進(jìn)一步,如果能夠結(jié)合這些林業(yè)應(yīng)用編寫一本《人工智能及其林業(yè)應(yīng)用》教材,將會(huì)更加適合涉林專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程。
(3)應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件解決教學(xué)內(nèi)容難度大的問題。非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差,編程能力不強(qiáng),算法訓(xùn)練不足,對(duì)各種人工智能高級(jí)算法難以理解,更難以編程實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這個(gè)實(shí)際問題,我們可以主動(dòng)提供一些相關(guān)算法的計(jì)算機(jī)仿真軟件,在課堂上通過演示這些仿真軟件,讓學(xué)生直觀地理解算法,甚至能夠通過仿真軟件應(yīng)用這些算法解決本專業(yè)相關(guān)的問題。例如可以開發(fā)如圖1和圖2所示的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法仿真軟件,通過該仿真可以把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練時(shí)的權(quán)值偏差變化、訓(xùn)練過程中總誤差的變化等信息完全呈現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生通過這個(gè)仿真過程就不難理解BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,甚至可以使用這個(gè)仿真軟件來(lái)解決本專業(yè)相關(guān)的一些問題。
關(guān)鍵詞:人工智能;專家系統(tǒng);ARM;單片機(jī)
人工智能(AI)[1]是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支,是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程之一。本課程在介紹人工智能的基本概念、基本方法的基礎(chǔ)上,主要是研究如何用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類智能,即如何用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)諸如問題求解、規(guī)劃推理、模式識(shí)別、知識(shí)工程、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等只有人類才具備的“智能”,本課程重點(diǎn)闡明這些方法的一般性原理和基本思想,使得計(jì)算機(jī)更好得為人類服務(wù)。
1人工智能課程體系
人工智能主要研究傳統(tǒng)人工智能的知識(shí)表示方法,包括狀態(tài)空間法、問題歸約法謂詞邏輯法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法、框架表示、劇本表示等;搜索推理技術(shù)主要包括盲目搜索、啟發(fā)式搜索、消解原理、規(guī)則演繹算法和產(chǎn)生式系統(tǒng)等。
人工智能的研究論題包括計(jì)算機(jī)視覺、規(guī)劃與行動(dòng)、多Agent系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別、自動(dòng)語(yǔ)言理解、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等。這些研究論題的基礎(chǔ)是通用和專用的知識(shí)表示和推理機(jī)制、問題求解和搜索算法,以及計(jì)算智能技術(shù)等。
人工智能課程在我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院是作為大三年級(jí)的一門專業(yè)選修課開設(shè),總共學(xué)時(shí)數(shù)為:60(其中理論學(xué)時(shí)為36,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為24),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新發(fā)展,人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域變得越來(lái)越廣,因此人工智能(AI)這個(gè)學(xué)科已不再陌生,很多學(xué)生對(duì)其充滿興趣,所以在選課人數(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他選修課的人數(shù),另外結(jié)合我校的實(shí)際情況,部分理論或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以與其他相關(guān)專業(yè)結(jié)合起來(lái)而應(yīng)用。
2人工智能教學(xué)實(shí)踐
50多年以來(lái),人工智能獲得很大的發(fā)展,已經(jīng)引起眾多學(xué)科和不同專業(yè)背景學(xué)者們的日益重視,成為一門廣泛的交叉和前沿科學(xué),但是到目前為止人工智能至今仍尚無(wú)統(tǒng)一的定義,要給人工智能下一個(gè)準(zhǔn)確、科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x也是困難的。
由于人工智能[2]是一門交叉性的學(xué)科,涉及到了控制論、語(yǔ)言學(xué)、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等許多學(xué)科。所以該學(xué)科具有知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解、理論性強(qiáng)、需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力等特點(diǎn),導(dǎo)致了在教學(xué)過程中老師講得吃力、學(xué)生聽得吃力。盡管在多年的教學(xué)過程中積累了一些經(jīng)驗(yàn),但是對(duì)于如何把握這門課程的特點(diǎn),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生更好的理解這門課程,目前仍然有很多問題需要研究解決。
目前在整個(gè)教學(xué)過程中存在的主要問題[3]是:
1) 教學(xué)內(nèi)容陳舊,部分參考書相關(guān)內(nèi)容或案例都過于陳舊。在整個(gè)教學(xué)過程中,多數(shù)教學(xué)案例涉及到人工智能理論的高級(jí)應(yīng)用――機(jī)器人,目前在國(guó)際及國(guó)內(nèi)機(jī)器人的水平已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平,但是部分教科書中仍沿用關(guān)節(jié)型機(jī)器人為例,教學(xué)內(nèi)容稍顯陳舊。
2) 教材難易程度不均勻,部分章節(jié)學(xué)生難以理解。由于人工智能課程的部分章節(jié),本身就可以獨(dú)立成一門課程,但由于是面向本科生的內(nèi)容,因此很多內(nèi)容壓縮于一章來(lái)講解,同時(shí)由于課時(shí)所限,完全不能將相關(guān)的內(nèi)容講透講通;例如:神經(jīng)計(jì)算中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),與模糊邏輯控制的相關(guān)理論與應(yīng)用。
3) 教學(xué)手段單一,教學(xué)過程中缺乏師生之間的溝通與交流。經(jīng)過自己的實(shí)踐教學(xué)及對(duì)兄弟院校的人工智能的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的調(diào)研,同時(shí)也在學(xué)生之間進(jìn)行溝通交流,發(fā)現(xiàn)多數(shù)同學(xué)反映,理論與應(yīng)用雖然前沿,但是在學(xué)習(xí)過程中,教師教學(xué)手段單一,內(nèi)容枯燥乏味,一般的教學(xué)模式,多采用“老師講,學(xué)生聽”的方法,整個(gè)教學(xué)效果并不理想。
4) 考核方法不科學(xué),不能體現(xiàn)學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情況。目前對(duì)于課程學(xué)習(xí)的考核采用閉卷考試的方式,很多考點(diǎn)有的同學(xué)根本不理解,完全死記硬背,考后又將內(nèi)容丟棄,從學(xué)習(xí)的效果來(lái)講,收獲甚微且完全沒有達(dá)到真正學(xué)習(xí)及應(yīng)用的能力。
3教學(xué)方法改進(jìn)
3.1注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
科學(xué)家愛因斯坦曾說(shuō)過:“興趣是最好的老師。”如何在教學(xué)工作中激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性是當(dāng)前教學(xué)改革中迫切需要解決的重要問題。
在實(shí)際的課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn),剛開始聽課由于有興趣學(xué)生整體學(xué)習(xí)的積極性很高,但是一段時(shí)間過后發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生由于教學(xué)內(nèi)容抽象,難點(diǎn)比較多,不便于理解,興趣日漸變少,針對(duì)此種情況,可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)或案例教學(xué)。
例如:在講專家系統(tǒng)章節(jié)時(shí),在授課之前先通過互聯(lián)網(wǎng),采取案例教學(xué)法,給學(xué)生們實(shí)時(shí)在線演示一個(gè)醫(yī)療專家診斷系統(tǒng),演示其中的功能,同時(shí)與學(xué)生互動(dòng),以問答式與學(xué)生互動(dòng),了解目前專家系統(tǒng)的具體應(yīng)用、可以解決的問題、給人民生活帶來(lái)的益處等。通過這種教學(xué)的形式,一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;另一方面也使同學(xué)們體會(huì)到人工智能與我們生活的貼近程度。第二步,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,具體來(lái)說(shuō),它是指教學(xué)全過程中,以醫(yī)療專家診斷系統(tǒng)若干個(gè)具體任務(wù)為中心,通過完成任務(wù)的過程,介紹和學(xué)習(xí)基本知識(shí)和具體設(shè)計(jì)方法。
3.2注重教材選擇
這一任務(wù)的執(zhí)行者主要是由教研室主任或任課老師來(lái)完成。目前在各高校中所使用的人工智能相關(guān)教材的種類繁多,章節(jié)和內(nèi)容的設(shè)置上也存在差別。筆者在訂閱教材或參加教材展銷的活動(dòng)中,都比較重視人工智能教材的情況,通過比較發(fā)現(xiàn),有的教材內(nèi)容及難度太低,完全不符合高等本科院校的要求,而部分出版社的教材則是內(nèi)容及章節(jié)安排內(nèi)容太多太泛,有些知識(shí)點(diǎn)講的又過于深?yuàn)W,限于學(xué)時(shí)所限也不適合選用。在選教材方面,除了關(guān)注內(nèi)容方面外,還要注重書上所講的一些實(shí)例,注重這些例子的典型性、時(shí)效性及新穎性,例如,部分教材在自動(dòng)規(guī)劃這一章,選用機(jī)械手作為例子來(lái)說(shuō)明積木世界的機(jī)器人規(guī)劃問題,還有一些選擇關(guān)節(jié)機(jī)器人,前些年這樣的機(jī)器人技術(shù)確實(shí)是個(gè)難點(diǎn),但是依據(jù)現(xiàn)在成熟的機(jī)器人技術(shù),無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)都已不再是技術(shù)難點(diǎn),再拿這個(gè)例子去配合理論去講解,無(wú)論內(nèi)容還是形式都稍顯陳舊,目前機(jī)器人技術(shù)發(fā)展水平基本上達(dá)到盡可能高仿真狀態(tài)。
3.3運(yùn)用現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段
針對(duì)人工智能課程相關(guān)內(nèi)容比較抽象,公式推導(dǎo)比較繁瑣,除了具有完善的教學(xué)大綱、合理的教學(xué)計(jì)劃以及好的教材外,還應(yīng)該根據(jù)學(xué)校的實(shí)際硬件條件盡可能地選擇多媒體教學(xué)手段來(lái)輔助教學(xué)。因此在實(shí)踐教學(xué)中,配合教學(xué)內(nèi)容,充分利用計(jì)算機(jī)、投影儀以及互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì),結(jié)合多種教學(xué)方法與手段組織整個(gè)教學(xué)過程。例如:在講述搜索推理技術(shù)時(shí),使用一些小的演示軟件,將相關(guān)推理技術(shù)的理論通過動(dòng)畫的形式一步一步演示出來(lái);在講專家系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)時(shí),尤其是各種類型的專家系統(tǒng),采用互聯(lián)網(wǎng)上的一些在線視頻資源為例,給同學(xué)進(jìn)行詳細(xì)講解,同時(shí)結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn),在線資源有如農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)或動(dòng)物專家診斷系統(tǒng)等,這樣學(xué)生可以加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解,同時(shí)也體會(huì)到理論不再是抽象空洞的文字描述;在自動(dòng)規(guī)劃這一章,給同學(xué)們選擇演示發(fā)達(dá)國(guó)家目前研制的各種類型機(jī)器人,通過這些形象生動(dòng)、行為舉止逼近真實(shí)人的機(jī)器人來(lái)給學(xué)生講理論,這樣學(xué)生通過觀看視頻資源,不僅可以拓寬知識(shí)面及視野,同時(shí)也可以及時(shí)地了解國(guó)際及國(guó)內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展水平及差距,不斷更正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)并更新自己新的專業(yè)認(rèn)識(shí),另一個(gè)方面也可以同時(shí)激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情和積極性,這一點(diǎn)在課堂實(shí)踐教學(xué)中得到驗(yàn)證,得到廣大同學(xué)的認(rèn)可和接受,整個(gè)教學(xué)課堂不再那么單調(diào)枯燥呆板了,基本可以達(dá)到在娛樂中傳授專業(yè)知識(shí)。
3.4加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視
目前高校在人工智能的教學(xué)過程中,實(shí)驗(yàn)所占的學(xué)時(shí)比較少,有的甚至就不安排實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí);另外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也相對(duì)比較簡(jiǎn)單,應(yīng)用不到理論課堂上所學(xué)到的人工智能原理,實(shí)驗(yàn)效果不是很好。面向人工智能課程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,多采用Prolog程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,該語(yǔ)言是一種基于一階謂詞的邏輯程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它在AI和知識(shí)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面具有十分重要的作用,具有表達(dá)力強(qiáng)、表示方便、便于理解、語(yǔ)法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境也遇到了如下問題:首先是目前有關(guān)人工智能的專門配套實(shí)驗(yàn)教程很少;其次是即使有諸如《面向人工智能程序設(shè)計(jì)Prolog》教程,則主要是側(cè)重介紹這門自然語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì),而其中很多部分與AI實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)度不大,另外教材價(jià)位也比較高。針對(duì)此種情況,筆者在24個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,安排7個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,其中最后一個(gè)專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作為一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,首先參考多本Prolog程序設(shè)計(jì)教程,選擇其中與實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中相關(guān)的內(nèi)容,專門編寫相應(yīng)的電子教程,同時(shí)也結(jié)合我校學(xué)生本身的特點(diǎn)[4],有側(cè)重地體現(xiàn)和編寫,總的目的是給學(xué)生一份完整的、系統(tǒng)的、規(guī)范的電子教程。這樣做的目的是:一方面作為學(xué)生參考的技術(shù)文檔;另一方面也可以節(jié)省學(xué)生的部分經(jīng)濟(jì)開支。電子教程的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分來(lái)完成,首先為人工智能理論及原理,Prolog語(yǔ)言的使用說(shuō)明;其次具體的例子演示(均經(jīng)過調(diào)試正常運(yùn)行);最后為布置給學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及相關(guān)題目,以提供給學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。此外在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,同時(shí)也會(huì)給學(xué)生們自由發(fā)揮的機(jī)會(huì),比如專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作為一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以采用Prolog編程實(shí)現(xiàn),也可以采用其他自己擅長(zhǎng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,例如有的同學(xué)選擇C語(yǔ)言、VC++、Visual Basic、Java及網(wǎng)頁(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)語(yǔ)言ASP/JSP等,此外在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面,實(shí)驗(yàn)遞交的專家系統(tǒng)涉及多個(gè)領(lǐng)域(有動(dòng)物辨別、醫(yī)療診斷、動(dòng)物養(yǎng)殖咨詢等專家系統(tǒng))、范圍也頗廣,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)性很小,在設(shè)計(jì)過程中,絕大部分同學(xué)均是結(jié)合自己的興趣愛好來(lái)完成設(shè)計(jì)。
4結(jié)語(yǔ)
人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多、更高級(jí)的智能“制品”,并使之在越來(lái)越多的領(lǐng)域超越人類智能,同時(shí)將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類生活做出更大的貢獻(xiàn)。作為一名當(dāng)代的大學(xué)生有必要學(xué)好這門課程,但是根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況,教師與學(xué)生仍然需要繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)的研究與發(fā)展,只有不斷地探索和提高,才能使我們的教學(xué)工作更上一層樓,才能培養(yǎng)出符合時(shí)代和社會(huì)需求的人才。另外人工智能與農(nóng)業(yè)等方面存在很多結(jié)合應(yīng)用的契機(jī),這樣計(jì)算機(jī)就可真正地服務(wù)于社會(huì)、服務(wù)于人類、服務(wù)于農(nóng)業(yè)、應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、發(fā)展農(nóng)業(yè)。
參考文獻(xiàn):
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[3] 趙蔓,何千舟. 面向21世紀(jì)的人工智能課程的教學(xué)思考[J]. 沈陽(yáng)教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,6(4):131-132.
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Study of the Artificial Intelligence Teaching Methods
HAN Jie-qiong1, YU Yong-quan2
(1. School of Computer Science and Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China;
2. School of Computer, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510075, China)
關(guān)鍵詞:人工智能;案例式教學(xué);興趣引導(dǎo)教學(xué)法;問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
中圖分類號(hào): TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)03-0599-02
人工智能是一門研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的綜合性技術(shù)學(xué)科[1],是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透、迅速發(fā)展且與人類生活密切相關(guān)的綜合性新學(xué)科,其核心研究領(lǐng)域包括模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等等[2]。
語(yǔ)言信息處理是語(yǔ)言學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉形成的一門新型學(xué)科,其課程體系以語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、應(yīng)用數(shù)學(xué)和認(rèn)知科學(xué)為主干,研究?jī)?nèi)容是自然語(yǔ)言的自動(dòng)化信息處理技術(shù),是人類語(yǔ)言活動(dòng)中信息成分的發(fā)現(xiàn)、提取、存儲(chǔ)、加工與傳輸[3]。目前該方向的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括機(jī)器翻譯、文獻(xiàn)檢索、信息提取、自然語(yǔ)言的人機(jī)接口等。由此可見,為語(yǔ)言信息處理專業(yè)開設(shè)人工智能課程是必須的。該文針對(duì)“人工智能”課程自身特點(diǎn)和語(yǔ)言信息處理專業(yè)研究生培養(yǎng)目標(biāo),并結(jié)合筆者多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),分別從課程內(nèi)容設(shè)定、教材選擇、教學(xué)方法、考核方式等多個(gè)方面對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索與研究。
1 以“精”“典”為基本要求的教學(xué)內(nèi)容選擇
“人工智能”課程的突出特點(diǎn)研究?jī)?nèi)容涉及面廣而學(xué)時(shí)數(shù)較短(大部分高校的研究生專業(yè)安排的課程的時(shí)數(shù)在36到48學(xué)時(shí)之間)。因而授課時(shí)不能追求內(nèi)容“大而全”,必須“精”,選擇重點(diǎn)、核心基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí),選擇與專業(yè)方向最相關(guān)的“典”型應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)詳細(xì)介紹,使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到最有用的知識(shí)?!叭斯ぶ悄堋闭n程教學(xué)內(nèi)容總體可以分為三大部分。
第一部分是基礎(chǔ)理論知識(shí),學(xué)習(xí)人工智能中知識(shí)的表示方式(謂詞邏輯表示法、產(chǎn)生式知識(shí)表示法、框架表示法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法等)。語(yǔ)言信息處理專業(yè)學(xué)生本科專業(yè)背景不同(有文科,有理工科),所以該部分教學(xué)內(nèi)容難點(diǎn)在于教學(xué)進(jìn)度和難易程度的均衡。本部分內(nèi)容可安排8~10學(xué)時(shí)。
第二部分是搜索與推理,對(duì)使用特定知識(shí)表示方式表達(dá)的知識(shí)和問題進(jìn)行推導(dǎo)或搜索,得出相應(yīng)結(jié)論或搜索結(jié)果。本部分安排10~12學(xué)時(shí),重點(diǎn)在于啟發(fā)式搜索。
第三部分是人工智能中的典型應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于該部分內(nèi)容的選擇要以學(xué)生專業(yè)為中心進(jìn)行,選擇與學(xué)生專業(yè)相關(guān)性較大的領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué),以期能夠有助于學(xué)生了解并掌握學(xué)術(shù)的主流發(fā)展趨勢(shì),從而能夠更好地培養(yǎng)自身的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。本部分主要學(xué)習(xí)機(jī)器翻譯、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、數(shù)據(jù)挖掘、多Agent系統(tǒng)等。本部分安排18~36學(xué)時(shí)。
2 選擇“最合適”的教材
教材是教師教和學(xué)生學(xué)的主要憑借,教材的好壞在很大程度上決定了教師能否成功“教”與學(xué)生能否順利“學(xué)”。教材的選擇要以教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)為依據(jù),選擇最合適的教材。在廣泛研讀目前比較熱門的人工智能教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),選則清華大學(xué)出版社出版﹑蔡自興和徐光祐編著的《人工智能及其應(yīng)用》(第4版)[1]作為教材。該教材總體也可以分為三部分:第一部分論述了人工智能的三大技術(shù), 即知識(shí)表示;第二部分論述推理及搜索; 第三部分論述人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域,包括專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)規(guī)劃、分布式人工智能和自然語(yǔ)言理解等。與第三版本科生用書相比,增加了如本體論和非經(jīng)典推理、決策樹學(xué)習(xí)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)、詞法分析和語(yǔ)料庫(kù)語(yǔ)言學(xué)等(非常適合筆者的教學(xué)對(duì)象)。
3 創(chuàng)新型人工智能課程教學(xué)方法
“人工智能”課程涉及的知識(shí)面廣,既包括基礎(chǔ)理論,也包括具體應(yīng)用,即有抽象復(fù)雜的計(jì)算,也有繁雜的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),為此,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本課程教學(xué)的關(guān)鍵。此外,因?yàn)槭茄芯可虒W(xué),所以更突出學(xué)生的主體地位,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。為此,筆者主要采用了以下幾種教學(xué)方法。
3.1 興趣引導(dǎo)教學(xué)法
常言“興趣是最好的老師”,如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生對(duì)本門課程的求知欲,是一門課程首要任務(wù)。
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,筆者在第一節(jié)課讓學(xué)生觀看美國(guó)科幻電影“機(jī)器人”的相關(guān)片斷,通過機(jī)器人安德魯非凡的創(chuàng)造能力、情感表達(dá)能力和自學(xué)習(xí)能力讓學(xué)生更好地了解人工智能的目標(biāo)、意義,激發(fā)學(xué)生探索人工智能的興趣;在學(xué)習(xí)“博弈策略”及“極大極小分析法”時(shí),筆者通過讓學(xué)生來(lái)參與“一字棋”對(duì)決游戲說(shuō)明博弈樹的層次結(jié)構(gòu)原理,通過“人機(jī)對(duì)弈”說(shuō)明“α-β剪枝技術(shù)”引入的必要性;通過“啤酒與尿布”的故事說(shuō)明數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能并不是虛無(wú)抽象的學(xué)科,而與人們的生活息息相關(guān),激發(fā)起學(xué)生用人工智能相關(guān)技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)問題的興趣。
3.2 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
在講授基礎(chǔ)理論時(shí),如“不確定性推理”、“數(shù)據(jù)挖掘”等這一類型內(nèi)容抽象、算法復(fù)雜的知識(shí)時(shí),采用了問題驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法。
教師首先提出與內(nèi)容相關(guān)的若干問題,并為學(xué)生相關(guān)的資料或向?qū)W生提供找到問題的一些線索,讓學(xué)生帶著問題去思考、分析和討論等方式來(lái)查找答案,主動(dòng)獲取知識(shí),應(yīng)用知識(shí),教師在必須的時(shí)候還需給予一定的引導(dǎo)和幫助。如在講授產(chǎn)生式知識(shí)表示法時(shí),以“動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)”問題原型,給出學(xué)生系統(tǒng)模型,讓學(xué)生編寫一個(gè)能夠用來(lái)進(jìn)行動(dòng)物識(shí)別的應(yīng)用程序。
此教學(xué)法很好地培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,形成研究的態(tài)度,提高認(rèn)知能力。
3.3 實(shí)踐教學(xué)法
“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。人工智能課程中,能夠動(dòng)手實(shí)踐的知識(shí)一定要讓實(shí)踐。
在講“專家系統(tǒng)”的構(gòu)造步驟時(shí),用“營(yíng)養(yǎng)專家系統(tǒng)”為案例進(jìn)行介紹,將該專家系統(tǒng)分解為一個(gè)個(gè)小的具體任務(wù)(如知識(shí)庫(kù)構(gòu)建、規(guī)則庫(kù)的構(gòu)建、界面設(shè)計(jì)等),并分配給不同的學(xué)生,學(xué)生按照專家系統(tǒng)的一般構(gòu)造步驟去完成相應(yīng)的任務(wù),最終完成一個(gè)完善的系統(tǒng),從而達(dá)到掌握專家系統(tǒng)構(gòu)建的教學(xué)目標(biāo)。
實(shí)踐教學(xué)法可以提高學(xué)生分析、解決問題的能力和動(dòng)手能力,并可以進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解。
3.4 案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是將案例討論的方法運(yùn)用到課堂教學(xué)活動(dòng)中去,教師根據(jù)課堂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的需要,通過設(shè)置一個(gè)具體的案例,引導(dǎo)學(xué)生參與分析、討論、表達(dá)等活動(dòng),讓學(xué)生在具體問題情境中積極思考、主動(dòng)探索,以提高教與學(xué)的質(zhì)量和效果,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題等綜合能力的一種教學(xué)方法[4]。案例教學(xué)法中教師扮演設(shè)計(jì)者和激勵(lì)者的角色,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與典型案例的討論,重點(diǎn)掌握教學(xué)進(jìn)程,引導(dǎo)學(xué)生思考,組織討論研究,進(jìn)行總結(jié)、歸納,同時(shí)教師也參與到學(xué)生共同研討。不但可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,也可以從學(xué)生那里可以了解到大量感性資料。該教學(xué)法有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,通過生動(dòng)具體的案例介紹可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和實(shí)際應(yīng)用。
人工智能授課中,對(duì)于產(chǎn)生式系統(tǒng)和自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)的有關(guān)概念及系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù),采用了案例教學(xué)法。
在介紹產(chǎn)生式系統(tǒng)時(shí),我們以動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)為案例進(jìn)行介紹。案例教學(xué)通常可以分為3個(gè)步驟,即案例引入、案例分析和案例總結(jié)。案例引入過程介紹產(chǎn)生式的語(yǔ)法和語(yǔ)義、產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成及工作原理后,通過屏幕演示動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行過程使得學(xué)生能夠獲得老虎、金錢豹、斑馬、長(zhǎng)頸鹿、鴕鳥、企鵝、信天翁七種動(dòng)物的一些特征;案例分析階段通過向?qū)W生展示使用Prolog編寫的動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)源程序,詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)思想以及實(shí)現(xiàn)過程。該過程是案例教學(xué)的關(guān)鍵,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例分析,之后由學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充,師生共同討論力求系統(tǒng)得以更完善;案例總結(jié)階段由老師對(duì)學(xué)生的討論情況進(jìn)行總結(jié),在總結(jié)討論情況的基礎(chǔ)上提出一些問題(例如如何進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率?)。
在介紹自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)時(shí),以自然語(yǔ)言情報(bào)檢索系統(tǒng)LUNAR[5]為例進(jìn)行介紹。從LUNAR系統(tǒng)的詞法分析、語(yǔ)義解釋和問題回答三個(gè)階段進(jìn)行詳細(xì)分析。經(jīng)過案例引入、案例分析和案例總結(jié)三個(gè)階段,使得學(xué)生對(duì)LUNAR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟、關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計(jì)思路有深入的了解。之后,要求學(xué)生寫出案例分析書面過程,并完成課后作業(yè)“指揮機(jī)器人的自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)SHRDLU”。
4 課程考核方式的改革
研究生教育以培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)為主要目標(biāo)。人工智能課程的考核方式也以此為目標(biāo),采用以考察理解應(yīng)用為目的的論述題,或結(jié)課論文形式進(jìn)行,同時(shí)注重平時(shí)考核。平時(shí)考核以學(xué)生查資料的能力、閱讀相關(guān)文獻(xiàn)即完成課后作業(yè)的情況為考核對(duì)象。
5 結(jié)束語(yǔ)
為了提高人工智能課的教學(xué)質(zhì)量,根據(jù)課程及教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),結(jié)合教學(xué)過程實(shí)際問題,采用了合適的教材,安排了合適的學(xué)時(shí),在教學(xué)過程中綜合各種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn),并采用了適當(dāng)?shù)目己朔绞?。教學(xué)結(jié)果表明,通過這些嘗試,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,取得較好的教學(xué)效果,學(xué)生能夠有意識(shí)地使用人工智能中的相關(guān)知識(shí)、思想來(lái)進(jìn)行學(xué)術(shù)研究。
參考文獻(xiàn):
[1] 蔡自興,徐光祐.人工智能及其應(yīng)用——研究生用書[M]. 第3 版. 北京:清華大學(xué)出版社,2004.
[2] 廉師友.人工智能技術(shù)導(dǎo)論[M].西安:電子科技大學(xué)出版社, 2002.
署名為卡耐基梅隆大學(xué)機(jī)器人系博士、Facebook人工智能組研究員的田淵棟在發(fā)文稱,AlphaGo的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是13層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其結(jié)構(gòu)與谷歌圖片搜索引擎識(shí)別圖片的結(jié)構(gòu)相似。這些層能夠做分類和邏輯推理,經(jīng)過過濾,13個(gè)連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層產(chǎn)生對(duì)它們看到的局面進(jìn)行判斷。
有人因此心生恐懼,猜測(cè)人工智能會(huì)不會(huì)終有一天上演科幻大片上出現(xiàn)的統(tǒng)治人類。那么,拋開過于遙遠(yuǎn)的未來(lái),就短期來(lái)看,AlphaGo這類人工智能的下一步是不是可以在任何博弈類游戲中打敗人類呢?
全球最權(quán)威的自然科學(xué)綜合類學(xué)術(shù)期刊之一Science發(fā)文稱,也許,人類在撲克游戲中還能和人工智能多抵抗一會(huì)兒。
一位投身于人工智能撲克軟件研發(fā)的前撲克專家說(shuō),雖然計(jì)算機(jī)在一些撲克玩法中已經(jīng)接近采用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)策略了,但優(yōu)秀的人類撲克玩家都擁有一個(gè)額外的技能:研究并利用對(duì)手的弱點(diǎn)的能力。而這種人類能力是偏離數(shù)學(xué)最優(yōu)策略的,計(jì)算機(jī)無(wú)法做到這一點(diǎn)。
不過,從原則上說(shuō),這只是深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠掌握的事情。這就是說(shuō),另一個(gè)人類游戲堡壘可能也將被人工智能攻破。
國(guó)際象棋大師卡斯帕羅夫在2010年發(fā)文指出了國(guó)際象棋和撲克的區(qū)別:
國(guó)際象棋是百分之百的信息博弈――兩個(gè)玩家都會(huì)同時(shí)獲知相同的數(shù)據(jù)信息――與計(jì)算機(jī)敏感的計(jì)算能力相比,玩撲克牌可以隱藏自己的牌,其中有很多變量和不確定性,概率、以假象迷惑對(duì)手的心理層面因素、風(fēng)險(xiǎn)管理等在撲克牌中十分關(guān)鍵。
[關(guān)鍵詞]認(rèn)知工具 高階能力 高階思維能力
[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2013)17-0036-02
一、有關(guān)概念的界定
高階能力是信息時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)要求所偏重的能力,是以高階思維為核心,解決劣構(gòu)問題或復(fù)雜任務(wù)的心理特征。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)習(xí)者的高階能力是當(dāng)今素質(zhì)教育所追求的目標(biāo)之一,是衡量教育成敗的關(guān)鍵因素。高階能力的核心是高階思維能力,許多學(xué)者對(duì)此做了大量的研究。美國(guó)耶魯大學(xué)的心理學(xué)家斯騰伯格1985年提出三元智力理論,認(rèn)為成功的智力包括三種形態(tài)的智力:分析、創(chuàng)新與實(shí)踐的思維能力。香港《課程綱要》提出的五項(xiàng)基本高層次思維能力為:解決問題能力、探究能力、推理能力、傳意能力和構(gòu)思能力。鐘志賢認(rèn)為高階能力是指問題求解、決策制定、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力,是綜合運(yùn)用分析性、創(chuàng)造性和實(shí)踐性思維的能力。它主要包括創(chuàng)新、問題求解、決策、批判性思維、信息素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、兼容、獲取隱性知識(shí)、自我管理和可持續(xù)發(fā)展十大能力。這十大高階能力不是孤立的、彌散的,而是以高階思維為核心的能力的整體。[1]雖然對(duì)高階思維能力的構(gòu)成,不少學(xué)者提出了自己的看法,但大多數(shù)存在不同程度的相似。綜上可以看出多數(shù)包括了問題分析能力、求解思維能力、創(chuàng)造性思維能力、批判性思維能力等。
信息化時(shí)代,已大大地改變了教育模式。除了必須學(xué)習(xí)那些范疇內(nèi)知識(shí)外,學(xué)習(xí)的過程、學(xué)習(xí)的環(huán)境和學(xué)習(xí)的方式以及學(xué)習(xí)的態(tài)度也非常重要。何克抗等論述了教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)了技術(shù)環(huán)境設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)作為認(rèn)知工具的作用。[2]鐘志賢將技術(shù)應(yīng)用作為信息化教學(xué)模式的三大支柱之一,[1]用技術(shù)來(lái)學(xué)習(xí),將技術(shù)作為學(xué)習(xí)工具,是信息時(shí)代的主要特征之一。
Derry 認(rèn)為認(rèn)知工具是支持和擴(kuò)充使用者思維過程的心志模式和設(shè)備。Jonassen 認(rèn)為認(rèn)知工具是指各種促進(jìn)批判性思維、創(chuàng)造性思維和綜合思維能力的軟件系統(tǒng), 通常是可視化的智能信息處理軟件,如知識(shí)庫(kù)、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)、幾何圖形證明樹、專家系統(tǒng)等。何克抗指出在現(xiàn)代學(xué)習(xí)環(huán)境中,認(rèn)知工具主要是指與通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的廣義的計(jì)算機(jī)工具,用于幫助和促進(jìn)認(rèn)知過程,學(xué)習(xí)者可以利用它來(lái)進(jìn)行信息與資源的獲取、分析、處理、編輯、制作等,也可用來(lái)表征自己的思想,替代部分思維,并與他人通信與協(xié)作。常用的六種認(rèn)知工具為:?jiǎn)栴}/任務(wù)表征工具、靜態(tài)/動(dòng)態(tài)知識(shí)建模工具、績(jī)效支持工具、信息搜索工具、協(xié)同工作工具、管理與評(píng)價(jià)工具。[2]以上各位學(xué)者對(duì)認(rèn)知工具的界定雖有所不同,但在信息技術(shù)環(huán)境中,我們可以認(rèn)為認(rèn)知工具主要是指與通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的廣義的計(jì)算機(jī)工具,借助于計(jì)算機(jī)的各種軟件系統(tǒng),在課程學(xué)習(xí)資源利用、情境創(chuàng)設(shè)與探究、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、協(xié)商學(xué)習(xí)、交流討論、知識(shí)建構(gòu)與創(chuàng)作實(shí)踐等方面發(fā)揮著重要的作用。
如何發(fā)展和提高學(xué)習(xí)者的高階思維能力?良好的思維能力需要培養(yǎng)和訓(xùn)練,最有效的高階能力思維發(fā)展方式,應(yīng)是融合于具體的教學(xué)活動(dòng)過程中,即在完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù),完成教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)發(fā)展高階思維能力。在人才培養(yǎng)過程中,通過恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)條件支持,有助于學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。鐘志賢從理論和實(shí)踐的角度論述了運(yùn)用信息技術(shù)及其所構(gòu)成的新型的學(xué)習(xí)模式,能有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維能力的發(fā)展。[1]
二、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生認(rèn)知工具的構(gòu)建
信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是教育部1998年頒布的一個(gè)新的數(shù)學(xué)類專業(yè),該專業(yè)的設(shè)置順應(yīng)了“以信息技術(shù)為核心的全球經(jīng)濟(jì)格局”。該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是以信息技術(shù)與計(jì)算技術(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為研究對(duì)象的理科類專業(yè), 培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思維能力, 掌握信息與計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)理論、方法與技能, 受到科學(xué)研究的訓(xùn)練, 能解決信息技術(shù)和科學(xué)與工程計(jì)算中的實(shí)際問題的高級(jí)專門人才。其培養(yǎng)的人才應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能運(yùn)用知識(shí)去解決實(shí)際問題,具有較強(qiáng)的知識(shí)更新、技術(shù)跟蹤與創(chuàng)新能力。這些能力是信息時(shí)代對(duì)人才的要求,屬于高階能力的范疇。
2003年,信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂了“信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)教學(xué)規(guī)范”,[3]規(guī)范中明確指出課程的結(jié)構(gòu)分為四大類:公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)選修課。每一類包含若干門課,我們依據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,將相關(guān)課程進(jìn)行重新整合、歸類,闡述了了解、掌握、運(yùn)用與完善認(rèn)知工具的過程及學(xué)生能力的發(fā)展。
(1) 基于信息技能的學(xué)習(xí),了解認(rèn)知工具
該平臺(tái)主要依托于計(jì)算機(jī)概論、程序設(shè)計(jì)與算法語(yǔ)言、數(shù)學(xué)類工具軟件等課程的學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)概論介紹計(jì)算機(jī)文化、組成、網(wǎng)絡(luò),常用軟件的操作,建立信息與資源的獲取、編輯能力,發(fā)展信息技能。課程程序設(shè)計(jì)與算法語(yǔ)言介紹面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程兩類程序設(shè)計(jì)方法,讓學(xué)生了解、理解算法概念,掌握編程的基本方法。課程數(shù)學(xué)類工具軟件通過介紹Matlab、Lingo、Spss等專有的數(shù)學(xué)軟件,發(fā)展學(xué)生用工具表征數(shù)學(xué)問題、理解數(shù)學(xué)概念、從事科學(xué)計(jì)算的能力。
這些課程的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解認(rèn)知工具,發(fā)展信息技能,建立算法概念,掌握程序設(shè)計(jì)方法,擴(kuò)充和完善計(jì)算工具,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供認(rèn)知工具平臺(tái)。
(2) 依托知識(shí)的建構(gòu),掌握認(rèn)知工具
該平臺(tái)主要基于離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的學(xué)習(xí)。離散數(shù)學(xué)提供了處理離散結(jié)構(gòu)的描述工具和方法,提高抽象思維和嚴(yán)格的邏輯推理能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹了幾類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征、有關(guān)操作的算法和應(yīng)用,發(fā)展學(xué)生在求解實(shí)際問題中選擇合適的數(shù)據(jù)組織形式的能力,提高學(xué)生的算法設(shè)計(jì)和編寫高效程序的能力。課程一方面介紹有豐富和完善的理論知識(shí),同時(shí)也需將理論上推出的結(jié)論通過認(rèn)知工具去實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過編程解決問題,從中需分析現(xiàn)象,獲取信息,解釋和組織個(gè)人知識(shí),表達(dá)、表現(xiàn)和反思自己的知識(shí),從而達(dá)到知識(shí)的建構(gòu)。
這些課程為學(xué)生提供了觀察和實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與概括,提升了算法設(shè)計(jì)、算法分析的能力,為進(jìn)一步理解和掌握認(rèn)知工具提供了平臺(tái)。
(3) 面向問題的解決,運(yùn)用認(rèn)知工具
該平臺(tái)主要依托數(shù)學(xué)建模、數(shù)值分析、運(yùn)籌學(xué)等課程的學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法,通過抽象、簡(jiǎn)化建立能近似刻畫并“解決”實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。數(shù)值分析是研究用計(jì)算機(jī)求解科學(xué)計(jì)算問題的數(shù)值計(jì)算方法及其理論的學(xué)科。運(yùn)籌學(xué)是以定量分析為主來(lái)研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)或社會(huì)生活中的優(yōu)化決策、科學(xué)管理等問題,應(yīng)用系統(tǒng)的、科學(xué)的、數(shù)學(xué)分析的方法,通過建模、檢驗(yàn)和求解數(shù)學(xué)模型而獲得最優(yōu)決策的科學(xué)。課程的特點(diǎn)是將數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)去解決實(shí)際問題,使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分析和解決問題的全過程。
這些課程為學(xué)生利用認(rèn)知工具,構(gòu)建情境探究、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、問題解決的平臺(tái)。在此平臺(tái)下,將問題情境化,分析建模,用認(rèn)知工具求解,觀察結(jié)果,分析結(jié)論,從而提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,發(fā)展了學(xué)生問題解決和批判性思維能力。
(4) 基于創(chuàng)新實(shí)踐,完善認(rèn)知工具
“信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)教學(xué)規(guī)范”依據(jù)不同的專業(yè)方向提供了三類專業(yè)選修課供各校選擇。課程軟件方法、數(shù)值并行算法、科學(xué)與工程計(jì)算的近代方法、計(jì)算智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與可視化、信息工程概論等專業(yè)選修課及該專業(yè)的實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)為學(xué)生利用認(rèn)知工具創(chuàng)作實(shí)踐,構(gòu)建開發(fā)應(yīng)用的平臺(tái)。這些課程將會(huì)以多種形式為學(xué)生提供創(chuàng)作實(shí)踐的任務(wù)(問題),學(xué)生不僅需要綜合應(yīng)用認(rèn)知工具,還需發(fā)展完善認(rèn)知工具。
在此平臺(tái)下學(xué)生圍繞信息科學(xué)與計(jì)算科學(xué)等領(lǐng)域中的實(shí)際問題,創(chuàng)造性地運(yùn)用多學(xué)科知識(shí),通過虛擬、模擬等手法,從中觀察現(xiàn)象,獲取信息,科學(xué)分析,科學(xué)決策,培養(yǎng)科學(xué)研究的態(tài)度和能力,掌握科學(xué)探索的方法和途徑,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維和科學(xué)決策能力。
以上我們從信息與計(jì)算科學(xué)課程設(shè)置的角度,構(gòu)建了基于認(rèn)知工具發(fā)展高階能力的四個(gè)平臺(tái),每個(gè)平臺(tái)的構(gòu)建依托著幾門主要課程,但是其他課程對(duì)這些平臺(tái)的構(gòu)建也有著一定的影響,而且每個(gè)平臺(tái)是隨著課程的開設(shè)、學(xué)習(xí)的深入不斷發(fā)展和完善的。教學(xué)中關(guān)注這些平臺(tái)的形成,對(duì)發(fā)展學(xué)生的高階思維能力有著積極的作用。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 鐘志賢.信息化教學(xué)模式-理論建構(gòu)與實(shí)踐例說(shuō)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2005:35-48.
關(guān)鍵詞 智能建筑;工程實(shí)踐;賽課結(jié)合
中圖分類號(hào):G652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2014)24-0103-02
Practice of Intelligent Building Engineering Talent Cultivation by Race Course Combining//WU Yinbo, SHI Jinhong
Abstract The way of race course combined education, has a significant effect in the aspects of cultivating students’ practical ability, especially electronic design courses. Several years education practice show that, it also has a good effect in the intelligent building engineering capability. Through the concept of education, making the students intelligent building engineering capability is greatly improved, the students get social recognition and praise.
Key words intelligent building; engineering practice; race course combining
明確提出賽課結(jié)合理念進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革的是清華大學(xué),針對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的特點(diǎn),在學(xué)生中開設(shè)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐選修課。該課程在教學(xué)組織、教學(xué)形式、考核方式等方面與傳統(tǒng)課程有很大不同,能夠有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和動(dòng)手能力[1]。通過賽課結(jié)合的具體實(shí)踐,清華大學(xué)在全國(guó)大學(xué)生電子等相關(guān)賽事中成績(jī)非常突出。
廣東技術(shù)師范學(xué)院也是較早實(shí)行賽課結(jié)合教學(xué)的院校之一,但早期的做法不夠成熟。近年來(lái)隨著行業(yè)賽事的增多,加之學(xué)校對(duì)實(shí)踐能力培養(yǎng)的重視,在賽課結(jié)合方面也取得了喜人的成績(jī)。本文主要介紹在智能建筑工程競(jìng)賽中,賽課結(jié)合的具體做法以及取得的成績(jī)。
1 智能建筑工程實(shí)踐培養(yǎng)背景
智能建筑是現(xiàn)代建筑與信息技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物。智能化技術(shù)為智能大廈提供全方位的計(jì)算機(jī)、電信、照明、保安、消防、電梯控制和進(jìn)出大樓的監(jiān)控等服務(wù)。隨著我國(guó)智能建筑行業(yè)的快速發(fā)展,造成高級(jí)工程人才稀缺的局面。為解決該制約行業(yè)發(fā)展的問題,教育部在2005年設(shè)立了建筑電氣與智能化本科專業(yè)。該專業(yè)為智能建筑產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高級(jí)專門人才,對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力有很高要求,廣東技術(shù)師范學(xué)院是廣東省第一個(gè)開設(shè)該專業(yè)的高校。
住建部也非常重視工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),和有關(guān)企業(yè)聯(lián)合,舉辦全國(guó)性的賽事?!皝嘄埍比珖?guó)大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能競(jìng)賽(后文簡(jiǎn)稱亞龍杯競(jìng)賽)是住建部高等學(xué)校土建學(xué)科建筑電氣與智能化學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的唯一賽事,是以提高智能建筑相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)、增強(qiáng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作的一項(xiàng)重要的全國(guó)性大學(xué)生課外科技競(jìng)賽,迄今已連續(xù)舉辦五屆,愈來(lái)愈受到各高等學(xué)校與行業(yè)的重視。
亞龍杯競(jìng)賽具有突出的工程性,整個(gè)競(jìng)賽過程和內(nèi)容能夠全年考核參賽學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、安裝調(diào)試能力以及軟件操作能力。從器件安裝、接線到程序設(shè)計(jì)調(diào)試,從功能組態(tài)到信息集成及監(jiān)控,涉及知識(shí)面廣,是智能建筑工程設(shè)計(jì)的一個(gè)典型縮影。學(xué)生通過參賽,可體驗(yàn)一個(gè)較完整的建筑弱電工程的建設(shè)步驟。競(jìng)賽還鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力、故障排查與解決的能力,能檢驗(yàn)出參賽者的綜合設(shè)計(jì)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,而這些正是從事工程設(shè)計(jì)人員必須具備的素養(yǎng)。
2 賽課結(jié)合與工程能力培養(yǎng)
改革傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念與方法,將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,有效推進(jìn)素質(zhì)教育和高水平人才培養(yǎng),一直是高等教育面臨的重要課題。不同階段,不同學(xué)科,其做法也有很大的區(qū)別。而與相關(guān)競(jìng)賽結(jié)合,對(duì)課程進(jìn)行改革或者創(chuàng)新的做法都可以稱作賽課結(jié)合。文獻(xiàn)[2]介紹了清華大學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中賽課結(jié)合方式的具體做法,文獻(xiàn)[3]介紹了賽課結(jié)合在嵌入式課程教學(xué)中的做法及經(jīng)驗(yàn)。
賽課結(jié)合理念 賽課結(jié)合的本質(zhì)是將課程教學(xué)與專業(yè)競(jìng)賽有機(jī)結(jié)合,通過一系列的教改措施,以快速提高學(xué)生的綜合能力。課程在內(nèi)容上針對(duì)性強(qiáng),以實(shí)踐能力培養(yǎng)為主。賽課結(jié)合的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:1)能有效促進(jìn)成員的團(tuán)隊(duì)合作精神和自主創(chuàng)新精神;2)增強(qiáng)成員的溝通和交流技巧,包括隊(duì)內(nèi)、師生、院系甚至不同學(xué)校之間的交流;3)加強(qiáng)了設(shè)計(jì)與實(shí)踐的結(jié)合、課程與競(jìng)賽的結(jié)合。
實(shí)踐表明,賽課結(jié)合的做法行之有效,且培養(yǎng)效果明顯。近年來(lái)各類各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽受到企業(yè)和高校的廣泛關(guān)注和支持,學(xué)生的綜合能力有了明顯的提升。
廣東技術(shù)師范學(xué)院針對(duì)所開設(shè)的本科專業(yè)情況,有針對(duì)性地強(qiáng)化賽課結(jié)合的培養(yǎng)方式。歷年來(lái)在飛思卡爾智能車競(jìng)賽、各類機(jī)器人競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)大賽、智能建筑工程實(shí)踐競(jìng)賽等賽事中取得優(yōu)異的成績(jī)。實(shí)驗(yàn)中心為競(jìng)賽提供設(shè)備、場(chǎng)地、耗材等全方位的支持,為各項(xiàng)賽事順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以競(jìng)賽為契機(jī),促進(jìn)一些專業(yè)課程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革。在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和維護(hù)上,也大膽創(chuàng)新,吸納優(yōu)秀的學(xué)生志愿者參與到實(shí)驗(yàn)室的日常管理和維護(hù)中,部分特別突出的學(xué)生還可以參與到實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的建設(shè)中來(lái)。
工程實(shí)踐能力培養(yǎng) 在傳統(tǒng)工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,大部分實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn),真正設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)比例十分有限,因而學(xué)生的實(shí)際能力與工程需求存在脫節(jié)現(xiàn)象,必須實(shí)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的工程化。文獻(xiàn)[4]對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做了較全面的介紹,可供相近專業(yè)參考。
廣東技術(shù)師范學(xué)院對(duì)智能建筑工程實(shí)踐能力培養(yǎng),主要通過綜合實(shí)訓(xùn)、工程現(xiàn)場(chǎng)參觀實(shí)習(xí)等途徑。目前擁有智能建筑綜合實(shí)訓(xùn)室一間,其他相關(guān)實(shí)訓(xùn)室10余間,可開展中央空調(diào)、供配電及照明、防盜報(bào)警、視頻監(jiān)控、門禁及可視對(duì)講等相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)室的特色是所有設(shè)備均為由專業(yè)教師和學(xué)生志愿者共同組成的團(tuán)隊(duì)自制及組裝而成,在安裝上盡量與工程現(xiàn)場(chǎng)一致。其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)更是根據(jù)監(jiān)控需求,選擇槍機(jī)類型及安裝位置。
在綜合實(shí)訓(xùn)中,要求學(xué)生先熟悉設(shè)備原理及接線要求,然后根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能,合理選擇設(shè)備,自制連接線,最后進(jìn)行安裝及調(diào)試。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型到安裝和調(diào)試,基本涵蓋了工程設(shè)計(jì)的大部分環(huán)節(jié)。
3 建筑工程賽課結(jié)合實(shí)踐
廣東技術(shù)師范學(xué)院在智能建筑工程賽課結(jié)合方面一直非常重視,自從2009年住建部高等學(xué)校土建學(xué)科建筑電氣與智能化學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)主辦第一屆“亞龍杯”全國(guó)大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能競(jìng)賽以來(lái),每年都組隊(duì)參加比賽,累計(jì)取得全國(guó)一等獎(jiǎng)一項(xiàng),二等獎(jiǎng)兩項(xiàng),三等獎(jiǎng)兩項(xiàng),成績(jī)一直穩(wěn)定處在參賽隊(duì)伍的中上游,這與較完善的競(jìng)賽選拔及賽前培訓(xùn)機(jī)制密不可分。該競(jìng)賽也得到了學(xué)校的大力支持,建筑電氣與智能化專業(yè)的學(xué)生對(duì)該競(jìng)賽也非常積極。由于賽制設(shè)置的特點(diǎn),每年報(bào)名參賽的學(xué)生人數(shù)都高于實(shí)際需求數(shù)??紤]到學(xué)生的受益面和競(jìng)賽特點(diǎn),形成穩(wěn)定的賽前培訓(xùn)及競(jìng)賽選拔機(jī)制。
競(jìng)賽選拔 競(jìng)賽在學(xué)生選拔上層層把關(guān),綜合考慮學(xué)生自身特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)以及成員之間協(xié)作意識(shí)等因素。該比賽要求每所學(xué)校只能選拔一支隊(duì)伍參賽,每支隊(duì)伍由兩名學(xué)生組成。有意參賽的學(xué)生自由組隊(duì),然后一同和當(dāng)年要參賽的隊(duì)伍一起參加培訓(xùn)。
指導(dǎo)教師綜合各備選隊(duì)伍培訓(xùn)期間的表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成績(jī)、特長(zhǎng)、動(dòng)手能力等因素,從中挑選最優(yōu)秀的一支作為下一屆比賽的參賽隊(duì)伍。為了防止一些突發(fā)因素,可選1~2名學(xué)生作為預(yù)備隊(duì)員。
競(jìng)賽培訓(xùn) 賽前培訓(xùn)主要分三個(gè)階段。
1)學(xué)習(xí)階段。該階段由指導(dǎo)教師介紹比賽的性質(zhì)、賽規(guī)和賽制,就競(jìng)賽的的得分點(diǎn)、具體要求等內(nèi)容做具體分析。當(dāng)年參賽隊(duì)員必須參加,下屆比賽所有報(bào)名隊(duì)伍均可參加,大約安排兩次,四學(xué)時(shí)左右。
2)實(shí)踐階段。在實(shí)訓(xùn)室按照比賽要求,制作導(dǎo)線、安裝器件并調(diào)試。通過實(shí)際訓(xùn)練,按照比賽得分點(diǎn)要求,訓(xùn)練速度及成功率。
3)企業(yè)培訓(xùn)階段。由于實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備為自制系統(tǒng),與競(jìng)賽指定設(shè)備存在區(qū)別,在賽前一個(gè)月左右,競(jìng)賽承辦方都會(huì)組織一些線上及線下的培訓(xùn),教師和參賽隊(duì)伍會(huì)克服各種困難,確保隊(duì)員能夠參加該階段的所有培訓(xùn)。
工程現(xiàn)場(chǎng)參觀 由于建筑電氣與智能化具有鮮明的行業(yè)屬性,學(xué)校與諸多企業(yè)建立了合作關(guān)系。學(xué)生除了在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練外,還可以去校外的實(shí)踐教學(xué)基地、企業(yè)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀和學(xué)習(xí)。學(xué)生通過對(duì)實(shí)際工程的參觀和學(xué)習(xí),結(jié)合理論、實(shí)訓(xùn)知識(shí),能夠?qū)こ谈?jìng)賽的內(nèi)容和形式有更深刻的理解和認(rèn)識(shí),可更好地進(jìn)行參賽準(zhǔn)備工作。
4 結(jié)束語(yǔ)
建筑電氣與智能化專業(yè)屬于新興的應(yīng)用型本科專業(yè),就業(yè)單位對(duì)畢業(yè)生的實(shí)踐能力有較高要求。通過賽課結(jié)合,可以顯著提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,學(xué)生受益面較廣。而具有特色的自制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、靈活的實(shí)驗(yàn)室開放機(jī)制,以及較完善的培訓(xùn)指導(dǎo)隊(duì)伍,為賽課結(jié)合的有效開展提供了良好的基礎(chǔ)及保障。但目前該培養(yǎng)方式推廣起來(lái)仍有不少困難,主要體現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員、實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入等方面,還需要一定的機(jī)制來(lái)提供可持續(xù)的支持與激勵(lì)。
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[關(guān)鍵詞]人工智能;會(huì)計(jì);基礎(chǔ)會(huì)計(jì)
1人工智能在會(huì)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用特質(zhì)
將德勤財(cái)務(wù)機(jī)器人、用友財(cái)務(wù)機(jī)器人等人工智能在會(huì)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析,可以看到人工智能在會(huì)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用有以下特點(diǎn)。(1)大量規(guī)則化應(yīng)用領(lǐng)域被人工智能取代。原始憑證審核,依托于電子票據(jù)二維碼應(yīng)用,票據(jù)關(guān)鍵信息(如發(fā)票抬頭、稅號(hào)、發(fā)票內(nèi)容、金額等)被人工智能識(shí)別并依照規(guī)則進(jìn)行判斷;根據(jù)原始憑證相關(guān)信息依照借、貸規(guī)則選擇相應(yīng)會(huì)計(jì)科目編制會(huì)計(jì)憑證,也是人工智能依照既定規(guī)則完成;根據(jù)記賬憑證完成記賬和報(bào)表編制,在會(huì)計(jì)電算化時(shí)代即已完成,對(duì)于人工智能而言,則更是“小兒科”,僅需要依照既定規(guī)則將數(shù)據(jù)庫(kù)文件以視圖形式呈現(xiàn)。可以看到,從原始憑證審核、記賬憑證編制再到賬簿形成、報(bào)表形成,會(huì)計(jì)明晰的規(guī)則為人工智能應(yīng)用提供了切合的舞臺(tái),而有明確規(guī)則的領(lǐng)域是人工智能能夠凸顯其計(jì)算能力的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。由此可見,以規(guī)則為基礎(chǔ)的會(huì)計(jì)核算應(yīng)用領(lǐng)域能夠被人工智能“完美”替代。這也是德勤機(jī)器人、用友財(cái)務(wù)機(jī)器人等人工智能最先得以應(yīng)用的領(lǐng)域。(2)經(jīng)驗(yàn)化應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈蝗斯ぶ悄苋〈?。人工智能以超?qiáng)的自我學(xué)習(xí)能力著稱,能夠通過大數(shù)據(jù)獲取認(rèn)知上的進(jìn)步,可以從大量的圖片中學(xué)習(xí)識(shí)別貓,也可以從大量的棋譜中學(xué)習(xí)對(duì)弈。會(huì)計(jì)、醫(yī)生曾經(jīng)被認(rèn)為“越老越值錢”,即是基于經(jīng)驗(yàn)的價(jià)值增加,在工作中不斷學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn),能夠借助經(jīng)驗(yàn)處理非常規(guī)、復(fù)雜的情形。通過學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn)獲得認(rèn)知進(jìn)步,已經(jīng)成為人工智能擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,人工智能可以通過案例學(xué)習(xí)獲得“經(jīng)驗(yàn)”,并且由于存儲(chǔ)記憶能力的顯著優(yōu)勢(shì)超過會(huì)計(jì)、醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)。因此,經(jīng)驗(yàn)化應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈蝗斯ぶ悄苋〈?。?)人工智能應(yīng)用推廣速度受到成本的影響。2017年德勤財(cái)務(wù)機(jī)器人推出,隨后用友財(cái)務(wù)機(jī)器人、浪潮財(cái)務(wù)機(jī)器人也相繼面世,一年時(shí)間之后這些財(cái)務(wù)機(jī)器人并沒有大量應(yīng)用,其原因既有技術(shù)成熟度方面的原因,也有成本方面的原因。財(cái)務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用成本,不僅包括購(gòu)買財(cái)務(wù)機(jī)器人的價(jià)格,還包括企業(yè)轉(zhuǎn)換成本。在ERP、財(cái)務(wù)共享中心等信息化建設(shè)之后,信息系統(tǒng)建設(shè)的投入大、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)高的特征使得企業(yè)對(duì)于系統(tǒng)切換心存顧慮,使用財(cái)務(wù)機(jī)器人是否又將成為投入高、見效慢的項(xiàng)目,成為企業(yè)應(yīng)用財(cái)務(wù)機(jī)器人不得不考慮的問題。也正是由于受到應(yīng)用成本的影響,財(cái)務(wù)機(jī)器人在2017年推出之后只是引起了觀念、認(rèn)知上的“地震”,廣泛的應(yīng)用并未看見。
2“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程核心
從目前國(guó)內(nèi)高校會(huì)計(jì)專業(yè)、財(cái)務(wù)管理專業(yè)所開設(shè)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”(會(huì)計(jì)學(xué))課程的情況來(lái)看,該課程仍然作為專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè),其核心內(nèi)容一般包括:(1)會(huì)計(jì)核算基本方法,涉及會(huì)計(jì)要素、會(huì)計(jì)等式、復(fù)式記賬、憑證、賬簿、財(cái)務(wù)報(bào)告等內(nèi)容。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生將掌握借貸記賬、憑證編制、賬簿登記、財(cái)務(wù)報(bào)告編制等基本方法,掌握會(huì)計(jì)核算的基本規(guī)則,理解會(huì)計(jì)的基本邏輯與方法。(2)會(huì)計(jì)核算基本操作,涉及憑證填寫與審核、賬簿登記、財(cái)務(wù)報(bào)表編制等內(nèi)容。在會(huì)計(jì)基本方法學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)等方式,掌握憑證填寫與審核的規(guī)范、賬簿登記的規(guī)范、財(cái)務(wù)報(bào)表編制規(guī)范等操作環(huán)節(jié)的要求,通過實(shí)踐體會(huì)從憑證填制與審核、賬簿登記、財(cái)務(wù)報(bào)表編制的規(guī)則與過程,并完成從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)換。(3)會(huì)計(jì)視角的形成。在對(duì)會(huì)計(jì)要素、復(fù)式記賬的理解中,學(xué)生將完成對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的會(huì)計(jì)視角理解。例如,企業(yè)完成銷售活動(dòng),從經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的范疇理解,更多強(qiáng)調(diào)客戶關(guān)系管理、合同簽訂、履行合同等節(jié)點(diǎn),而從會(huì)計(jì)視角理解,則更強(qiáng)調(diào)伴隨銷售活動(dòng)產(chǎn)生的資金流和成本化物流,即在收入形成的同時(shí),根據(jù)資金支付的狀況選擇銀行存款、或者應(yīng)收賬款、或者應(yīng)收票據(jù)、或者預(yù)收賬款進(jìn)行核算,同時(shí)在物流發(fā)生后結(jié)轉(zhuǎn)相應(yīng)成本。將經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的會(huì)計(jì)本質(zhì)進(jìn)行識(shí)別,培養(yǎng)和形成會(huì)計(jì)視角成為“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程的關(guān)鍵內(nèi)容。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因,“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”成為會(huì)計(jì)入門課程。
3人工智能對(duì)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程的挑戰(zhàn)
(1)規(guī)則化應(yīng)用將被人工智能取代,但修訂完善規(guī)則為會(huì)計(jì)人員留出了空間。人工智能因其超強(qiáng)的運(yùn)算能力,能夠在既定規(guī)則的指揮下“毫無(wú)怨言”地處理原始憑證審核、記賬憑證編制、賬簿登記、報(bào)表編制等工作,并且處理效率更高。單純地規(guī)則化應(yīng)用,會(huì)計(jì)人員與人工智能相比,完全不具有優(yōu)勢(shì)。僅僅只有在人工智能技術(shù)應(yīng)用的成本還相比人工成本更好的前提下,原始憑證審核、記賬憑證編制、賬簿登記、編表編制工作仍由會(huì)計(jì)人員完成。當(dāng)人工智能技術(shù)應(yīng)用成本得以降低,采用人工智能技術(shù)相比雇傭會(huì)計(jì)人員成本更低,會(huì)計(jì)人員無(wú)疑將面臨被人工智能所取代。這也是業(yè)界認(rèn)為人工智能帶來(lái)會(huì)計(jì)“地震”的重要原因。雖然2017年會(huì)計(jì)人工智能出現(xiàn)后并沒有馬上帶來(lái)會(huì)計(jì)人員下崗潮,但這一時(shí)刻不會(huì)太遠(yuǎn),一旦人工智能應(yīng)用成本得以降低,在人工成本逐漸上升的現(xiàn)實(shí)狀況下,處理原始憑證審核、記賬憑證編制、賬簿登記、編表編制的純規(guī)則化會(huì)計(jì)崗位將被人工智能取代。與此同時(shí),我們必須意識(shí)到,人工智能以規(guī)則為基礎(chǔ)完成會(huì)計(jì)活動(dòng),那么誰(shuí)來(lái)定義規(guī)則?戰(zhàn)勝棋圣的人工智能以圍棋規(guī)則為基礎(chǔ)開展對(duì)弈,無(wú)人駕駛以道路交通規(guī)則為基礎(chǔ)完成駕駛,財(cái)務(wù)機(jī)器人在完成會(huì)計(jì)活動(dòng)時(shí)同樣基于既定的規(guī)則。從國(guó)家層面看,“會(huì)計(jì)準(zhǔn)則”處于不斷的修訂完善過程中,新的經(jīng)濟(jì)形式不斷出現(xiàn),會(huì)計(jì)準(zhǔn)則往往緊隨著新經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而修訂完善。一旦會(huì)計(jì)準(zhǔn)則變更,意味著完成會(huì)計(jì)活動(dòng)的人工智能所依據(jù)的規(guī)則也需要變更。因此,規(guī)則變更與修訂為會(huì)計(jì)人員留出了空間?!叭斯ぶ贫ㄒ?guī)則,人工智能完成規(guī)則”可能成為未來(lái)會(huì)計(jì)活動(dòng)的新形式!會(huì)計(jì)人員制定規(guī)則,是否需要從了解基本規(guī)則入手呢?答案無(wú)疑是肯定的。作為制定規(guī)則的會(huì)計(jì)人員,不可能完全不了解基本的借貸規(guī)則、基本的賬務(wù)處理規(guī)則,就開始著手調(diào)整規(guī)則。基于此,了解和掌握基本會(huì)計(jì)規(guī)則應(yīng)當(dāng)成為會(huì)計(jì)人員的必須,通過“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程促使會(huì)計(jì)人員了解和掌握會(huì)計(jì)基本規(guī)則也成為必要選擇。但人工智能應(yīng)用會(huì)計(jì)規(guī)則的優(yōu)勢(shì),促使會(huì)計(jì)人員在學(xué)習(xí)掌握基本會(huì)計(jì)規(guī)則時(shí)必須思考,學(xué)習(xí)基本會(huì)計(jì)規(guī)則的目的是應(yīng)用還是修訂完善?如果僅僅將學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)規(guī)則的目的定位于應(yīng)用,這樣的會(huì)計(jì)人員只能定義為初級(jí)會(huì)計(jì)人員,一旦其人力成本高于人工智能技術(shù)應(yīng)用成本,這種崗位人員無(wú)疑是會(huì)慘遭淘汰。因此人工智能的出現(xiàn)逼迫會(huì)計(jì)人員將學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)規(guī)則的目的定位于修訂會(huì)計(jì)規(guī)則的高端人才,只有在基礎(chǔ)規(guī)則之上,跳出規(guī)則制定規(guī)則,才可能在人工智能應(yīng)用的大趨勢(shì)下贏得一席之地。(2)經(jīng)驗(yàn)積累將被人工智能取代,但經(jīng)驗(yàn)規(guī)則化為會(huì)計(jì)人員留出了空間。會(huì)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累建立在大量案例處理的基礎(chǔ)上,在復(fù)雜經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)處理過程中形成隱性知識(shí),如果這些隱性知識(shí)不能顯性化、不能總結(jié)提升為規(guī)則,這些隱性知識(shí)只能藏于人員的頭腦里,導(dǎo)致似乎“越老越值錢”。人工智能具有大數(shù)據(jù)處理能力,在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成“經(jīng)驗(yàn)”從而自我學(xué)習(xí),并且其總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)將以“代碼化”的形式顯性體現(xiàn),相比會(huì)計(jì)人員而言,經(jīng)驗(yàn)形成的能力更強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)顯性化的能力也更強(qiáng)。但從經(jīng)驗(yàn)到規(guī)則,人工智能還不能直接將積累的經(jīng)驗(yàn)形成規(guī)則,規(guī)則的形成還需要人工干預(yù)。因此,會(huì)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累可以被人工智能取代,但經(jīng)驗(yàn)規(guī)則化為會(huì)計(jì)人員留出了空間。面臨人工智能應(yīng)用,會(huì)計(jì)人員“越老越值錢”的優(yōu)勢(shì)將不復(fù)存在,會(huì)計(jì)人員的價(jià)值不再建立在工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,而是建立在經(jīng)驗(yàn)知識(shí)化、并進(jìn)一步規(guī)則化的基礎(chǔ)上。會(huì)計(jì)人員要完成經(jīng)驗(yàn)規(guī)則化過程,也需要對(duì)基本規(guī)則熟悉了解、并對(duì)經(jīng)驗(yàn)是否作用于規(guī)則修訂進(jìn)行判斷的基礎(chǔ)上,因此對(duì)于基本規(guī)則的了解和掌握也是必不可少的。盡管“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程僅僅是會(huì)計(jì)入門知識(shí)的介紹,不能形成會(huì)計(jì)處理經(jīng)驗(yàn),在經(jīng)驗(yàn)積累方面不存在是否課程內(nèi)容是否被人工智能取代的問題,但由于會(huì)計(jì)人員需要將經(jīng)驗(yàn)規(guī)則化,需要熟悉了解基本規(guī)則,并對(duì)經(jīng)驗(yàn)是否推動(dòng)規(guī)則變化做出判斷,因此通過“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程學(xué)習(xí)了解基本規(guī)則仍然是必要的。(3)會(huì)計(jì)視角的形成仍需通過“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程培養(yǎng)。人工智能完成了從原始憑證審核到記賬憑證編制、再到賬簿登記、報(bào)表編制的任務(wù),使用人工智能完成這些任務(wù)得到的是憑證、賬簿、報(bào)表這些結(jié)果的呈現(xiàn),對(duì)于這些結(jié)果、這些信息究竟對(duì)于會(huì)計(jì)人員意味著什么,會(huì)計(jì)人員通過這些信息怎樣從會(huì)計(jì)的視角去理解經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù),人工智能并未給出答案。而“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程則是從經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)到會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)的橋梁和紐帶,通過“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程的學(xué)習(xí),會(huì)計(jì)要素、會(huì)計(jì)科目等內(nèi)容成為將經(jīng)濟(jì)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為會(huì)計(jì)語(yǔ)言的工具,會(huì)計(jì)視角得以培養(yǎng)形成。因此,從會(huì)計(jì)視角培育需要來(lái)看,“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程仍然是有必要開設(shè)的。
4“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”應(yīng)對(duì)人工智能應(yīng)用的適應(yīng)性調(diào)整
概括起來(lái)看,面對(duì)人工智能應(yīng)用的大趨勢(shì),“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程仍有必要開設(shè),但應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì),需要從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容上進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。具體包括:(1)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程目標(biāo)需要定位于會(huì)計(jì)基本規(guī)則體系建立而非操作能力。由于人工智能能夠以高效率的優(yōu)勢(shì)完成規(guī)則應(yīng)用,因此“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程目標(biāo)不能再?gòu)?qiáng)調(diào)憑證編制、賬簿登記、報(bào)表編制等應(yīng)用能力,應(yīng)該將“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”的課程目標(biāo)定位于促使學(xué)生構(gòu)建會(huì)計(jì)規(guī)則體系,培育經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)的會(huì)計(jì)視角。學(xué)生學(xué)習(xí)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”的目的不再是掌握原始憑證審核、記賬憑證編制、賬簿登記、報(bào)表編制操作,而是建立會(huì)計(jì)規(guī)則體系,掌握會(huì)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)從會(huì)計(jì)角度理解經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)。(2)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程內(nèi)容需要強(qiáng)化會(huì)計(jì)要素、會(huì)計(jì)等式、借貸記賬等基本規(guī)則體系內(nèi)容,弱化憑證、賬簿等操作性內(nèi)容。根據(jù)前面的分析可見,“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”作為基本規(guī)則介紹的入門課程,學(xué)生需要通過該門課程的學(xué)習(xí),掌握會(huì)計(jì)基本規(guī)則,并在此基礎(chǔ)上逐步培養(yǎng)提升規(guī)則制定的能力。以往課程中,通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)提高學(xué)生填寫憑證、登記賬簿的操作能力,但這些操作未來(lái)將被人工智能高效替代。在人工智能在會(huì)計(jì)規(guī)則化應(yīng)用領(lǐng)域形成趨勢(shì)的當(dāng)前,操作能力培養(yǎng)這部分內(nèi)容需要弱化,而對(duì)于會(huì)計(jì)規(guī)則體系的理解、會(huì)計(jì)視角的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化。(3)“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程內(nèi)容中需要適當(dāng)增加有關(guān)大數(shù)據(jù)、人工智能方面的內(nèi)容,介紹大數(shù)據(jù)、人工智能在會(huì)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì),以幫助學(xué)生了解會(huì)計(jì)在信息時(shí)代、人工智能時(shí)代可能發(fā)生的變革,提前應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的變化。會(huì)計(jì)不能脫離社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活而存在,人工智能時(shí)代已經(jīng)對(duì)會(huì)計(jì)提出了變革要求,應(yīng)對(duì)這一要求,“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”應(yīng)當(dāng)不回避,主動(dòng)做出調(diào)整和適應(yīng)。例如,對(duì)于會(huì)計(jì)總論的闡述中,介紹會(huì)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì),不能還停留將會(huì)計(jì)電算化作為發(fā)展前沿,電算化階段已經(jīng)成為過去,大數(shù)據(jù)、人工智能才是未來(lái)的發(fā)展前沿;在會(huì)計(jì)的發(fā)展階段中,古代會(huì)計(jì)階段、現(xiàn)代會(huì)計(jì)階段、電算化會(huì)計(jì)階段的劃分也值得商榷,復(fù)式記賬、計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)作為階段劃分的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),但在2017年人工智能推出后,是否在電算化會(huì)計(jì)階段之后已經(jīng)需要重新再切分出人工智能會(huì)計(jì)應(yīng)用階段,值得學(xué)術(shù)界探討。
5結(jié)語(yǔ)
財(cái)務(wù)機(jī)器人誕生后會(huì)計(jì)崗位可能面臨失業(yè)潮,“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程似乎也已經(jīng)沒有必要開設(shè)。通過分析人工智能的特質(zhì)、“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程的核心,指出在人工智能應(yīng)用趨勢(shì)到來(lái)的當(dāng)前,規(guī)則化應(yīng)用將被人工智能取代,但修訂完善規(guī)則為會(huì)計(jì)人員留出了空間;經(jīng)驗(yàn)積累將被人工智能取代,但經(jīng)驗(yàn)規(guī)則化為會(huì)計(jì)人員留出了空間;會(huì)計(jì)視角的形成仍需通過“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程培養(yǎng)。因此“基礎(chǔ)會(huì)計(jì)”課程仍然有必要開設(shè),其課程目標(biāo)需要定位于會(huì)計(jì)基本規(guī)則體系建立而非操作能力,其課程內(nèi)容需要強(qiáng)化會(huì)計(jì)要素、會(huì)計(jì)等式、借貸記賬等基本規(guī)則體系內(nèi)容,弱化憑證、賬簿等操作性內(nèi)容,同時(shí)課程內(nèi)容中需要適當(dāng)增加有關(guān)大數(shù)據(jù)、人工智能方面的內(nèi)容。
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關(guān)鍵詞:人工智能;本科高年級(jí)教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1 引言
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科類各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,在信息類相關(guān)的許多高年級(jí)本科和研究生都開設(shè)了人工智能課程。人工智能是一門前沿性的學(xué)科,它主要研究計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的基本原理和基本方法,同時(shí)人工智能也是一門多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科,它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等眾多領(lǐng)域。廣義的人工智能涵蓋了模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等眾多研究方向。人工智能作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要分支,已成為人類在信息社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代所必須具備的一項(xiàng)核心技術(shù),并將在未來(lái)發(fā)揮更大的作用。
由于人工智能課程的學(xué)習(xí)難度較大,內(nèi)容更新比較快,也繁多,使得教學(xué)有一定的難度。特別是針對(duì)本科高年級(jí)的人工智能教學(xué),由于本科生的研究意識(shí)相對(duì)較弱,而人工智能比較強(qiáng)調(diào)科研性,所以如何教好本科高年級(jí)的人工智能課程是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
本文通過分析本科高年級(jí)的教學(xué)特點(diǎn)和人工智能課程的自身特點(diǎn),在如何提高教學(xué)質(zhì)量這一問題上提出了幾點(diǎn)思考。
2 本科高年級(jí)的教學(xué)特點(diǎn)
中國(guó)的本科教育,由于歷史和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等諸多原因,目前的定位還是培養(yǎng)某方面專業(yè)人才的專才教育。本科高年級(jí)學(xué)生在完成了低年級(jí)公共基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)之后,迫切希望了解本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景,所以在教學(xué)過程中要注意內(nèi)容的應(yīng)用性和專業(yè)性。另一方面,本科高年級(jí)學(xué)生也是研究生教育的儲(chǔ)備人才,在教學(xué)過程中要適時(shí)的進(jìn)行科研引導(dǎo),這樣能夠讓畢業(yè)生保持對(duì)科學(xué)的興趣,從而為研究生階段進(jìn)一步深入研究打下基礎(chǔ)。本科生一般于4年級(jí)的10月份開始著手畢業(yè)設(shè)計(jì),在本科高年級(jí)的教學(xué)過程中還要注意與畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容相結(jié)合,這樣可以讓學(xué)生提前做好準(zhǔn)備,選擇適合自己的方向。
3 人工智能課程的學(xué)科特點(diǎn)
與信息類其它專業(yè)課程相比,人工智能具有應(yīng)用性、研究性和發(fā)展性三個(gè)重要學(xué)科特點(diǎn)。首先,人工智能是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。人工智能學(xué)科的主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來(lái)模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能,并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、智能控制、信息檢索、智能機(jī)器人等領(lǐng)域,在日常生活中,隨處可見人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例;其次,人工智能技術(shù)具有很強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值,是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中重要的研究方向。技術(shù)進(jìn)步無(wú)止境,研究者們不斷追求開發(fā)出效率更高、更智能的人工智能技術(shù):最后,人工智能是一門正在發(fā)展中的學(xué)科。隨著信息化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展,人類已步入信息社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,它們?yōu)槿斯ぶ悄芴岢隽嗽S多新的研究目標(biāo)和研究課題,人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域以及技術(shù)算法都在不斷發(fā)展。
4 人工智能教學(xué)的三點(diǎn)思考及對(duì)策
4.1 注重應(yīng)用性和介紹性
在教學(xué)實(shí)踐中,筆者發(fā)現(xiàn),本科高年級(jí)學(xué)生一般比較關(guān)心各種人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和使用方法,而對(duì)基礎(chǔ)性理論和技術(shù)細(xì)節(jié)不是很感興趣。他們一方面希望能學(xué)到很多較新和較實(shí)用的人工智能算法,并且最好可以看到使用效果;另一方面又希望老師的教學(xué)主要停留在介紹性層面,不想花太多時(shí)間在復(fù)雜的理論理解上。這也比較符合本科高年級(jí)的教學(xué)特點(diǎn),本科階段主要是培養(yǎng)具備較強(qiáng)應(yīng)用性和基礎(chǔ)科研素質(zhì)的專業(yè)人才。傳統(tǒng)的人工智能教學(xué)主要講授知識(shí)表示和搜索推理技術(shù),大部分實(shí)例都是解答式或推證式的。由于其知識(shí)的抽象性,又加之其應(yīng)用實(shí)例較少,所以往往教師感覺難講,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也感覺乏味,對(duì)講授的內(nèi)容大多都是死記其方法和步驟,因此影響了教學(xué)效果。針對(duì)這一問題,筆者認(rèn)為,在設(shè)計(jì)人工智能教學(xué)時(shí),要注重內(nèi)容的新穎性、實(shí)用性和介紹性。除了講授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外,要著重介紹一些新的和正在研究的人工智能方法和技術(shù),特別是近期發(fā)展起來(lái)的方法和技術(shù),如支持向量機(jī)、決策樹、模糊集、遺傳算法、蟻群算法等。這些內(nèi)容的理論部分可以不必過分深究,教學(xué)重點(diǎn)主要放在介紹每種技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展?fàn)顩r、應(yīng)用領(lǐng)域和具體實(shí)現(xiàn)上。此外,要注意理論與實(shí)際應(yīng)用密切結(jié)合,在教學(xué)過程中加入一些與課程內(nèi)容結(jié)合的、可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容。考慮到目前應(yīng)用最廣泛的人工智能領(lǐng)域之一是模式識(shí)別,而研究模式識(shí)別的主要計(jì)算機(jī)工具是Matlab,所以筆者在教學(xué)過程中以手寫數(shù)字識(shí)別作為教學(xué)實(shí)例,針對(duì)所介紹的每一種人工智能技術(shù),都將其應(yīng)用于手寫數(shù)字識(shí)別當(dāng)中,并講解了這些技術(shù)的Matlab實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)生在掌握了基本理論之后,可以按照實(shí)現(xiàn)步驟的指導(dǎo),立刻上機(jī)見到算法的實(shí)際效果,加深對(duì)算法實(shí)現(xiàn)思路和方法的認(rèn)識(shí)。
4.2 注重科研引導(dǎo)性
本科教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,還要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科研素質(zhì)。本科教育一方面為社會(huì)培養(yǎng)了大批應(yīng)用型人才,另一方面也要為我國(guó)的科研事業(yè)培養(yǎng)后備力量。特別是近幾年來(lái)我國(guó)對(duì)科研的投入不斷增加,研究生招生規(guī)模逐年增大,本科高年級(jí)學(xué)生打算繼續(xù)讀研的也不在少數(shù)。而人工智能是計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科非?;钴S的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等,都是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)熱門的研究方向。針對(duì)這一特點(diǎn),在本科高年級(jí)的人工智能教學(xué)中,還要注意對(duì)學(xué)生適時(shí)適度的科研引導(dǎo)。這樣可以激發(fā)學(xué)生的研究興趣,樹立目標(biāo)意識(shí),找準(zhǔn)研究方向,為未來(lái)的科研工作打下基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中,可以引導(dǎo)學(xué)生思考每種人工智能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是什么?缺點(diǎn)是什么?有沒有改進(jìn)的辦法?比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算智能中較為成熟的技術(shù),具有強(qiáng)大的非線性學(xué)習(xí)能力,在模式識(shí)別、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域都取得過成功應(yīng)用。然而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自身也存在著一些缺點(diǎn),如會(huì)有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等。近十年來(lái),研究者逐漸把目光轉(zhuǎn)移到另一種新的非線性學(xué)習(xí)工具――支持向量機(jī)上。同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比,支持向量機(jī)具有泛化能力強(qiáng)、不受局部最小問題困擾、理論背景完善等顯著優(yōu)點(diǎn)。在給學(xué)生講解BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的時(shí)候,一方面可以通過手寫數(shù)字識(shí)別實(shí)驗(yàn)展示其強(qiáng)大的非線性分類能力,另一方面也要告訴學(xué)生,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并不是完美的,其缺點(diǎn)同樣明顯。然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些問題進(jìn)行思考,討論有沒有更好的解決辦法。此時(shí),順勢(shì)引出支持向量機(jī)的內(nèi)容,并且介紹支持向量機(jī)的研究現(xiàn)狀和研究方向。通過兩者的對(duì)比,學(xué)生不但了解到了較新的人工智能技術(shù),又對(duì)人工智能研究中如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、人工智能技術(shù)的進(jìn)化歷程有了直觀的印象。
4.3 教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)本科生用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問題和進(jìn)行專業(yè)研究能力的檢驗(yàn),是本科高年級(jí)學(xué)生將要面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。由于人工智能學(xué)科具有應(yīng)用性和科研性的特點(diǎn),人臉識(shí)別、網(wǎng)頁(yè)檢索、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、基因數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用領(lǐng)域都離不開人工智能技術(shù),所以人工智能方向?yàn)閷W(xué)生提供了豐富的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題。針對(duì)這一特點(diǎn),在本科高年級(jí)的人工智能教學(xué)中,可以適當(dāng)穿插介紹有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。告訴學(xué)生哪些應(yīng)用領(lǐng)域是目前人工智能研究的熱點(diǎn)方向,哪些人工智能技術(shù)可以用來(lái)解決這些問題。通過向?qū)W生介紹具有一定應(yīng)用價(jià)值和研究意義的題目,然后引導(dǎo)他們查找閱讀相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn),分析問題,解決問題,最后編寫代碼和撰寫論文。比如筆者給學(xué)生提供的選題包括:(1)基于支持向量機(jī)的上市公司信用評(píng)價(jià);(2)正則化回歸在股票預(yù)測(cè)中的應(yīng)用;(3)基于膚色的人臉檢測(cè);(4)基于內(nèi)容的網(wǎng)頁(yè)圖像檢索等。這些題目應(yīng)用性強(qiáng),具有一定科研深度但是難度又不至于太大,學(xué)生選擇這些題目的積極性很高。通過將教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合,不但加深了學(xué)生對(duì)課程的理解,又使其找到了合適的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,可謂一舉兩得。
關(guān)鍵詞:雙語(yǔ)教學(xué);人工智能;體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)《朗曼應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)詞典》中的定義,雙語(yǔ)教學(xué)(Bilingual Teaching)指的是用兩種語(yǔ)言作為教學(xué)媒介語(yǔ),通過學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)來(lái)達(dá)到掌握第二語(yǔ)言的目的。雙語(yǔ)教學(xué)作為學(xué)科教學(xué)延伸,不是簡(jiǎn)單的母語(yǔ)加第二語(yǔ)言,而是將第二種語(yǔ)言融進(jìn)學(xué)科知識(shí),通過學(xué)習(xí)學(xué)科專業(yè)知識(shí)提高學(xué)生第二語(yǔ)言的聽、說(shuō)、讀、寫綜合能力,培養(yǎng)學(xué)生用第二語(yǔ)言思考、解決問題的能力,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)、復(fù)合型人才,以適應(yīng)信息時(shí)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。人工智能的主要目標(biāo)是讓機(jī)器具有應(yīng)用符號(hào)邏輯的方法模擬人的問題求解、推理、學(xué)習(xí)等方面的能力,能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種任務(wù),比如水下作業(yè)、輸油管道、森林救火等。人工智能的發(fā)展,不僅代表計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平,也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。這對(duì)高校的教育提出了新的挑戰(zhàn)。因此,選擇人工智能課程的雙語(yǔ)教學(xué)模式是非常必要的。
1人工智能課程分析
人工智能是一門多學(xué)科交叉的課程,特別涉及控制論、信息論、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科[1-2]。學(xué)習(xí)該課程需要具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力,大多教師、學(xué)生在教、學(xué)的過程中都顯得比較吃力。如何結(jié)合課程的特點(diǎn),幫助學(xué)生找到好的學(xué)習(xí)方法,使他們能充分發(fā)揮自己的能力,提高學(xué)習(xí)興趣成為教學(xué)研究過程中的首要目標(biāo)。在目前高校提倡雙語(yǔ)教學(xué)的環(huán)境下,我校已將人工智能立項(xiàng)為雙語(yǔ)教學(xué)示范課程。人工智能課程具有如下特點(diǎn):
(1) 是一門非常前沿的學(xué)科。
計(jì)算機(jī)最初是用來(lái)做科學(xué)計(jì)算的,但隨著計(jì)算機(jī)科技的迅猛發(fā)展,人們開始考慮計(jì)算機(jī)還可以做些什么,能不能像人一樣學(xué)習(xí)、思考,然后解決問題?這就是基于人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),用符號(hào)推理的辦法讓計(jì)算機(jī)來(lái)做事情,是人工智能最早的研究成果。但是,知識(shí)并不都能用符號(hào)表示為規(guī)則,智能也不都是基于知識(shí)的。人們相信,自然智能的物質(zhì)機(jī)構(gòu)――神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能是基于結(jié)構(gòu)演化的。因此,20世紀(jì)80年代在人工智能理論發(fā)展出現(xiàn)停頓時(shí),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論出現(xiàn)新的突破,基于結(jié)構(gòu)演化的人工智能迅速成為人工智能研究的新方向。事實(shí)上,智能問題無(wú)論從廣度還是深度,都遠(yuǎn)比人們想象的要復(fù)雜得多。因此,我們一刻也不能放棄鉆研,并且要時(shí)刻關(guān)注該領(lǐng)域發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。在高校開展人工智能課程的雙語(yǔ)教學(xué),可以促使學(xué)生了解該領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域,如模式識(shí)別、機(jī)器視覺、智能檢索、人工生命等發(fā)展的最新動(dòng)態(tài),掌握大量的專業(yè)詞匯,鍛煉理解問題、解決問題、了解領(lǐng)域文化等實(shí)際能力,對(duì)培養(yǎng)國(guó)際化、工程化、實(shí)用化的復(fù)合型人才等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
(2) 涉及面寬、難度大。
人工智能是一門多學(xué)科交叉的、極富挑戰(zhàn)性的前沿學(xué)科,它幾乎涉及于社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)的每個(gè)領(lǐng)域。人工智能課程是一門理論性非常強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)比較分散、知識(shí)更新快的課程,它以編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、概率統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)以及編譯原理等前趨課程為基礎(chǔ),還涉及到控制論、信息論、通信原理、圖像處理、模式識(shí)別等課程。因此,人工智能課程的知識(shí)點(diǎn)難度較大。通過該課程的雙語(yǔ)教學(xué)過程,學(xué)生不但學(xué)習(xí)了課程的專業(yè)知識(shí),而且還學(xué)習(xí)了相關(guān)理論課程的第二語(yǔ)言表示方法及應(yīng)用情況,對(duì)于培養(yǎng)具有個(gè)性化的多層次人才具有重要的價(jià)值。
人工智能課程的特點(diǎn)決定了它的雙語(yǔ)教學(xué)也具有很大的難度。根據(jù)普通高校的實(shí)際情況,我們組織了人工智能的雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu),教學(xué)實(shí)踐表明,該模式行之有效。
2人工智能雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
要達(dá)到雙語(yǔ)教學(xué)的目的,就必須將傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)模式改變?yōu)樾滦偷摹耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)模式。然而,這種“以學(xué)生為中心”的雙語(yǔ)教學(xué)模式是多樣化的,其教學(xué)過程是復(fù)雜的,在我國(guó)還處于探索階段[3-5]。在人工智能課程的教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,我們采用課堂教學(xué)多樣化、基于CDIO理念的實(shí)踐教學(xué),不斷地探索研究,形成高校人工智能雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu),如圖1所示。
計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)的正常開展,必須依托優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)外語(yǔ)教科書和教學(xué)參考用書。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,我們采用了Nils J.Nilsson教授編著的《Artificial Intelligence A New Synthesis》,該教材是美國(guó)斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科教材,不僅內(nèi)容豐富、取材新穎,更重要的是內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,便于學(xué)生學(xué)習(xí)、理解。參考書主要選用了蔡自興、徐光v老師的《人工智能》。
3雙語(yǔ)教學(xué)方法
由于人工智能是一門非常前沿、涉及知識(shí)面寬、應(yīng)用范圍廣的學(xué)科,因而在教學(xué)的具體過程中,我們多種教學(xué)手段并用,主要采取理論聯(lián)系實(shí)際的案例驅(qū)動(dòng)講授、CDIO實(shí)踐模式、綜合考證等講授方法。
3.1理論教學(xué)
(1) 修改教學(xué)大綱和課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)大綱。參考吸收國(guó)外先進(jìn)教材中的內(nèi)容,結(jié)合普通高校的實(shí)際情況,形成有針對(duì)性的、合理的教學(xué)體系。
(2) 采用多種教學(xué)方法和手段。設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)潔、易懂的英文電子教學(xué)課件,采用多媒體教學(xué)手段,豐富教學(xué)內(nèi)容。建設(shè)課程網(wǎng)站,電子課件在網(wǎng)上公開,幫助學(xué)生預(yù)習(xí)專業(yè)詞匯、了解教師講解線索和重點(diǎn)內(nèi)容,降低學(xué)習(xí)難度。
(3) 課堂提問。提問一些重要內(nèi)容,鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,既能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)課程知識(shí)的理解,也有利于其英文表達(dá)能力的提高。
(4) 案例驅(qū)動(dòng)法。將有意義的案例貫穿在教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的興趣,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力;
(5) 課后小組討論。每6~8位同學(xué)分為一組,實(shí)行小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,組織學(xué)生討論和解決學(xué)習(xí)中遇到的問題,交流學(xué)習(xí)心得,一方面起到溫故而知新的作用,同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
3.2實(shí)踐教學(xué)
由于學(xué)生的英語(yǔ)水平、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及知識(shí)面都有差別,因此教師必須因材施教,培養(yǎng)學(xué)生的興趣。實(shí)踐課題來(lái)源于實(shí)際工程,將CDIO理念貫穿于實(shí)踐教學(xué)過程中,提高學(xué)生綜合創(chuàng)新能力與團(tuán)體協(xié)作精神。
(1) 實(shí)驗(yàn)題目多樣化。學(xué)生可以選擇,也可以根據(jù)老師的要求自己構(gòu)思,以培養(yǎng)學(xué)生的興趣與查閱資料的能力。
(2) 分工與合作。來(lái)源于工程實(shí)踐的題目,學(xué)生通常很難在短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成,因而需要分工合作,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。
(3) 整體設(shè)計(jì)方案的靈活性。學(xué)生領(lǐng)會(huì)題目本意,自主設(shè)計(jì)解決方案,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合創(chuàng)新能力。
(4) 編程實(shí)現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,形成科學(xué)的編程風(fēng)格。
3.3考核方式
(1) 多種形式的平時(shí)測(cè)試(30%)。主要包括平時(shí)測(cè)驗(yàn)、討論、作業(yè)等。主要考察學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握,英文表達(dá)能力以及知識(shí)面的拓寬等。
(2) 實(shí)踐教學(xué)(30%)。主要考察學(xué)生對(duì)實(shí)踐題目的理解、整體方案的設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)間的協(xié)作精神以及實(shí)現(xiàn)結(jié)果等。
(3) 期末考試(50%)。試題全部用英文形式出現(xiàn),鼓勵(lì)學(xué)生用英文作答。
人工智能課程采用雙語(yǔ)教學(xué),可以使學(xué)生最準(zhǔn)確地理解專業(yè)知識(shí),又可以使英語(yǔ)和專業(yè)課的學(xué)習(xí)相互促進(jìn)。
4教學(xué)效果分析
課程結(jié)束后,我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)效果討論與調(diào)查,結(jié)果如表1所示。
從本課程討論和調(diào)查的結(jié)果以及其他普通高等院校的雙語(yǔ)教學(xué)調(diào)查結(jié)果可以看出,雙語(yǔ)教學(xué)效果基本上達(dá)到了要求。但也存在一些值得思考的問題:不適應(yīng)的人數(shù)比例偏高,專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果一般,甚至有學(xué)生因?yàn)楦簧线M(jìn)度放棄專業(yè)課的學(xué)習(xí)。為此,提出以下的建議:
(1) 加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)。學(xué)生必須從思想上認(rèn)識(shí)到人工智能雙語(yǔ)教學(xué)的重要性,克服教學(xué)過程中的種種困難、持之以恒,主動(dòng)與同學(xué)、老師進(jìn)行討論,密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。
(2) 提高實(shí)施條件。雙語(yǔ)教學(xué)過程中,學(xué)生是主體,教師是關(guān)鍵。因此,要求老師要有較高的專業(yè)知識(shí)和英語(yǔ)水平,學(xué)生要有較好英語(yǔ)基礎(chǔ)。
(3) 完善教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。雙語(yǔ)教學(xué)在我國(guó)還處在探索階段,因而必須在教學(xué)實(shí)踐過程中不斷地改進(jìn)完善雙語(yǔ)教學(xué)的體系結(jié)構(gòu)。
只有解決好這些問題,才能培養(yǎng)出更高素質(zhì)的復(fù)合型人才,適應(yīng)國(guó)內(nèi)外科學(xué)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
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Exploration and Practice on Bilingual Teaching Architecture for Artificial Intelligence Course
LI Zhu-lin, HAO Ji-sheng, MA Le-rong
(Department of Computer Science, Yan’an University, Yan’an 716000,China)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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