《人工智能》课程的创新性教学探索

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1、《人工智能》课程的创新性教学探索《人工智能》课程的创新性教学探索摘要：针对人工智能课程自身特点和中南大学人工智能课程的建设历程，本文总结了我校人工智能精品课程的建设与改革经验和体会。首先介绍优化课堂教学和实践教学内容方面的改革,然后探讨教学模式与教学方法的创新，包括采用现代教育技术构筑人工智能课程的现代教学模式、以兴趣引导的互动式教学、举行课堂讨论会营造自由探索气氛等。最后分析了人工智能课程尚需改进的两个问题。本文可供兄弟院校人工智能精品课程建设和其他.L.课程建设借鉴。　　关键词：人工智能；创新性教学；

2、精品课程；课程建设　　　　人工智能课程是计算机类专业的核心课程之一，也是智能科学与技术、自动化和电子信息等专业的重要课程，其知识点具有不可替代的重要作用。该课程内容广泛，具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性，［1］其开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，为学生提供了一种新的思维方法和问题求解手段。同时，本课程能够培养学生对计算机前沿技术的前瞻性，提高他们的科技素质和学术水平。通过课程的学习，学生对人工智能的定义和发展、基本原理和应用有一定的了解和掌握，启发对人工智能的学习兴趣，培养创新能力

3、。　　中南大学人工智能课程开设于20世纪80年中期。1983年，蔡自兴作为访问学者赴美国普度大学研修人工智能，并与美国国家工程科学院院士傅京孙（KSFu）教授及清华大学徐光祐教授合作研究人工智能。在傅京孙院士的指导下，蔡自兴和徐光祐教授执笔编著《人工智能及其应用》一书于1987年5月在清华大学出版社问世，成为国内率先出版的具有自主知识产权的人工智能教材。本教材不仅为我校人工智能课程提供了一部好教材，而且促进了国内高校普遍开设人工智能课程。此后，又陆续编著出版了《人工智能及其应用》第二版、第三版本科生用

4、书和研究生用书、第四版等，修读该课程的学生也与日俱增。该书第二版还获得国家教育部科技进步一等奖。经过近20年建设，该课程于2003年评为国家精品课程，并在2008年评为国家双语教学示范课程。这是至今国内唯一同时获得国家级精品课程和双语教学示范课程的人工智能课程。同时，我们还开发了人工智能网络课程，具有网络化、智能化和个性化等特色，被国家教育部评为优秀网络课程，供兄弟院校人工智能教学参考使用，受到欢迎。［2］　　作为国内第一门人工智能精品课程，我们按照教育部精品课程标准建设《人工智能》课程，尤其是在教学内容

5、、创新性教学方法和教学模式上进行不断改革与探索，取得了很好的效果。本文即为我校人工智能精品课程建设与改革经验的初步总结。　　一、教学内容优化　　(一)课堂教学内容优化　　教学内容的确定是课程的首要任务。如何选好教学内容，既能使学生了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件难事。教学内容除了包含基础理论外，还应该反映人工智能领域的新发展和新动态，跟上学科发展的步伐。本人工智能课程最初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表

6、示以及推理，而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。　　近年来人工智能科学的快速发展，涌现出了大批新的方法和算法，研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和Agent等。　　随着科学技术的不断进步，在科学研究和工程实践中遇到的问题变得越来越复杂，传统的计算方法无法在一定时间内获得精确的解。为了在求解时间和求解精度上取得平衡，很多具有启发式特征的智能计算算法应运而生。这些算法通过模拟大自然和人类的智慧来实现对问题的优化求解。计算智能作为人工智能的一个新的分支是目前的研究热点，它主要涉

7、及神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命等领域，在如模式识别、图像处理、自动控制、通信网络等很多领域都得到了成功应用。另一个近10年来人工智能的研究热点是Agent和多Agent系统，其理论最早来自分布式人工智能，并随着并行计算和分布式处理等技术的发展而逐渐成为热点。　　以上两个内容都是人工智能的重要分支。因此，我们在《人工智能及其应用》第三版［3］和第四版教材［4］中已经顺应形势加入了这方面的内容，并将教学内容也进行了相应的扩展，加入了计算智能、分布式人工智能与Agent。由于不确定性推理和基于概率的推

8、理方法应用也越来越广泛，我们也将此类非经典推理方法单独作为一章来进行教学。另外，还增加了一些新的内容，如本体论和非经典推理、粒群优化和蚁群计算、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学，以及路径规划和基于Web的专家系统等。图1给出本课程的教学内容大纲。　　人工智能的教学内容涉及面广且内容较多，要在有限课时内完成教学计划并让学生掌握，具有一定难度。因此需要根据教学对象的需求有所取舍。中南大学在智能科学与技术