中小学人工智能课程篇1

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（a）-0039-02

随着中国智慧城市的建设和发展，新建高档智能小区越来越多，小区智能化系统设备安装、维护以及安全运转和科学管理，已成为城市管理的重要组成部分，而与之相匹配的智能化设备技术专业人才紧缺。我校经过调查，为满足人才市场的需求和拓宽学生的就业渠道，在我校电子类专业开设了楼宇智能化系列课程，并配置了智能小区实训室。笔者作为智能小区新课程的开发者，并兼管智能小区实训室，参与了《智能小区》课程开发，并编写了《智能小区》校本教材。根据智能小区技术人员岗位的任职要求，结合我校智能小区实训室实际情况和中职学生特点，开发了基于工作过程导向的《智能小区》课程和校本教材，实现学习过程以实践为主线，让学生获得工作过程知识，形成工作经验，着力培养学生的综合职业能力。

1 基于工作过程导向的课程开发理念

德国Rauner教授等认为：工作过程是“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”，“是一个综合的、时刻处于运动状态之中但结构相对固定的系统”。基于工作过程导向的课程以学生为中心，强调学生以直接经验的形式掌握实践行动中的工作过程知识，工作过程知识不是从理论知识中引导出来的，它与反映的工作经验相适应，并指导实际的职业劳动，学生获取知识的过程始终与具体的实践相对应，技术和专业理论不再抽象。

基于工作过程导向的课程开发是以实际工作过程的需要为基础的，开发的步骤一般是通过企业调研，分析岗位群，明确典型工作任务，对典型工作任务进行描述后再归类，确定职业能力领域，确定与职业岗位需求相对应的行动领域。通过对岗位行动领域工作过程、职业行动能力分析，再根据学校实际教学情况把行动领域转换为学习领域，即课程或课程体系。

2 基于工作过程导向的课程开发思路

2.1 以校企合作，工学结合为依托，明确典型工作任务

2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010―2020》把实行工学结合、校企合作、顶岗实习的培养模式部署为提高职业教育质量的重点。以校企合作、工学结合为依托，探索课程改革，创新教材建设，更新课程内容、调整课程结构、创新教学方式，积极推进中等职业学校教材开发与建设是我们一线教师的职责。基于工作过程导向的课程开发必须和企业紧密合作，才能及时了解企业对人才的需求，不断调整课程体系和专业取向，构建教学过程与工作过程相结合，学习过程与工作过程相统一，融“教、学、做”三者合一的理论与实践一体化课程。

笔者在开发《智能小区》课程和教材时，多次到小区智能化设备和智能小区物业管理公司调研，了解行业、职业与岗位的需求情况，智能小区专业技术人员岗位主要有物业管理技术人员，小区智能化设备公司设计、安装、维护人员。同时，邀请企业专家、技术人员与专职教师召开专题研讨会，讨论企业对人才需求、专业定位和岗位的要求，对现有职业岗位进行分析、明确岗位职责和任务，明确典型工作任务。智能小区专业技术人员的典型工作任务描述：能熟练使用智能小区的智能化系统设备；以小组的形式完成智能化设备的设计、安装和调试，每个人能独立完成一个或多项工作任务，最终组内协助完成总项目工程，并要符合工程规范和安全要求；定期对智能设备进行检查和维护，能对故障进行维修，并对设备保养维修资料保存；在工作中能熟练使用常用仪表和工具。

在明确典型工作任务基础上，将智能小区专业技术人员的工作过程引入课程，以典型工作任务为中心组织课程内容，根据企业岗位能力要求和学校实训室实际情况，构建教学项目、实施任务驱动。学习任务具有工作任务的性质，有可操作性和相对真实性，通过任务学习可以训练岗位技能，构建工作过程知识，培养综合职业能力。

2.2 以工作任务为主线，设置工作项目，构建学习任务，明确学习目标

智能小区专业技术人员工作任务就是使用、安装、调试和检修智能化系统设备。按此主线及我校智能小区实训室设备情况，《智能小区》课程设置了七大工作项目和二十五个学习任务，学习任务都可在实训室完成，接近真实的工作情景。

设置工作项目，构建学习任务如下：

项目一：小区灯光控制系统。学习任务：（1）熟练使用小区灯光控制系统；（2）小区灯光控制系统线路设计、安装和调试；（3）小区灯光控制系统故障检修。

项目二：巡更系统。学习任务：（1）熟练使用巡更系统；（2）软件参数设置；（3）巡更系统线路设计、安装和调试；（4）巡更系统故障检修。

项目三：远程抄表系统。学习任务：（1）熟练使用远程抄表系统；（2）软件参数设置；（3）远程抄表系统线路设计、安装和调试；（4）远程抄表系统故障检修。

项目四：楼宇对讲系统。学习任务：（1）熟练使用楼宇对讲系统；（2）楼宇对讲系统线路设计、安装和调试；（3）楼宇对讲系统故障检修。

项目五：门禁系统。学习任务：（1）熟练使用门禁系统；（2）软件参数设置；（3）门禁系统线路设计、安装和调试；（4）门禁系统故障检修。

项目六：监控系统。学习任务：（1）熟练使用监控系统；（2）监控系统线路设计、安装和调试；（3）监控系统故障检修。

项目七：报警系统。学习任务：（1）熟练使用报警系统；（2）软件参数设置；（3）报警系统线路设计、安装和调试；（4）报警系统故障检修。

以上七大项目的安排按照由简单到复杂的顺序排列，难度逐渐递进，工作项目载体的选择体现了智能小区专业技术人员工作的完整性和典型性。教学内容的组织以工作过程为依托安排教学内容，以项目为载体，在教学中主要采用理实一体化的教学模式，以行动为导向组织教学过程。整个教学过程就是一个完整的工作过程，按照工作过程的资讯、计划、决策、实施、检查、评估的过程来安排课程结构。每一个学习任务的学习过程是信息获取、知识应用、技能训练、能力提升的综合过程，是工作过程知识的获得过程，是形成工作经验的过程。

通过任务学习要达到的具体学习目标是：能熟练使用智能化系统设备，能完成智能化系统设备的安装、调试和检修。在教师指导下，通过学习资料，在工作页指引下，熟练使用项目设备的，并能对项目设备进行安装、调试和检修。在工作过程中，学习者使用的仪表、工具和材料要符合安全生产要求。学习者在规定的时间完成项目设备进行安装、调试和检修，作业时安全规范，自觉维护工作环境的安全。学习结束后，学生获得智能设备使用、安装、调试和检修的工作经验。

3 基于工作过程导向的《智能小区》课程特点

3.1 以能力为本位，突出实践教学

我校的智能小区实训室，是根据智能小区对智能化设备的要求，以及中职学生特点，配备了七大智能小区设备系统。七大项目的教学都在智能小区实训室进行，实施理实一体化教学。在教学中以项目为载体，每个项目的学习任务都是从认识、使用设备，设计、安装和调试设备，最后检修设备的顺序进行教学，接近真实的工作过程情景，符合工作经验形成过程，突出培养学生专业技能。以小组学习为教学组织形式，培养学生团队合作精神等社会能力。为了学生能获得更多智能化系统设备知识，还组织学生参观学校的消防报警系统和广播及背景音乐系统，增加学生的实践经验。

3.2 以工作页为指引完成学习任务，体现以学生为中心的教学

教材的每个学习任务都配有相应的工作页，学生在工作页的指引下自主完成学习任务。工作页的形式按照企业岗位职责、岗位操作内容、要求和业务进行编写。主要包括四大部分内容：一是工作内容与目标，作用是让学生明确在学习中的具体内容与目标，即让学生知道“要做什么事？通过做这件事能有何收获？”根据工作内容与目标的要求，学生可以初步制定工作计划，大致确定所需的工用具及资料；二是工作准备，包括工作劳动组织（小组内的工作分配）、工作用具准备及相关知识准备三个内容；三是工作过程，它是工作页的主体部分，需用相当篇幅详细记录工作过程、相关数据等；四是工作总结与评价，让学生总结和评价自己在完成本工作任务之后有哪些收获，掌握了哪些技能，有哪些体会及经验教训，是否达到了预先制定的工作目标。

3.3 遵循中职学生认知规律，合理安排课程内容顺序

学生进入实训室看到各种智能化设备都非常好奇，非常兴奋。如一看到楼宇对讲系统，学生往往第一印象是门前主机、室内分机、管理中心主机等，至于工作原理是认识设备、学会使用设备后才慢慢理解的。遵循学生认知规律，摈弃过去先讲授理论后实操的做法，先让学生学会用。以楼宇对讲系统为例，从认识楼宇对讲系统设备开始，先了解各设备的名称、外观，然后教授学生操作各种设备，使整个系统处于最佳工作状态。在建立实物概念后引入图形符号和线路知识，让学生用软件画出楼宇对讲系统的拓扑图，最后学生按图安装一个小型楼宇对讲系统，完成各参数的设置，调试使系统正常工作。在学生具备安装、调试等技能的基础上学习检修系统故障的知识和技能。

3.4 以培养综合职业能力为目的的过程性学业评价

基于工作过程导向的课程开发主要是为培养学生的综合职业能力，通常把综合职业能力分为专业能力，方法能力和社会能力，过程性评价主要从综合职能力的三方面进行考核。学生按工作页完成一个学习任务后，从熟练操作设备，安装、调试设备，对设备常见故障检修等方面考核专业能力；学生在学习中碰到问题，能否自觉查资料或从同学、老师得到帮助来解决问题等方面考核学生的方法能力；根据学生学习态度，遵守纪律，团队合作精神等方面考核社会能力。评价的方法是采用学生自评、小组评价和教师评价相结合，课程结束后综合每个学习任务的评价给出总评。

4 教学效果

基于工作过程导向开发的《智能小区》课程和教材，在教学实施的过程中确实起到了很好的教学效果，通过真实的项目任务训练锻炼了学生的实践动手能力，提高学生学习的积极性和主动性，学生获得了工作过程知识，形成了工作经验，培养了综合职业能力，为以后的工作奠定基础。

参考文献

[1]姜大源.世界职教课程改革的基本走势及启示――职业教育课程开发漫谈[J].中国职业技术教育，2008（27）：7-13.

中小学人工智能课程篇2

楼宇智能化工程技术专业是2004年经教育部批准的高职专业，在2016年最新修订的《普通高等学校高等职业教育（专科）专业目录新旧专业对照表》中更名为建筑智能化工程技术。建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设的目的就是要培养学生的动手实践能力，做到理论与实践相结合，满足建设行业和企业对建筑智能化工程技术人才的需求。因此，在实际的教学中，高职院校必须注重建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设，为进一步提高建筑智能化工程技术专业教学水平提供保障，从而为建设行业、企业培养高素质、多技能的全面发展型人才。

一、高职建筑智能化工程技术专业人才培养目标

按照“守类型、稳规模、强内涵、调结构、促合作、探贯通、办特色”的办学思路，建筑智能化工程技术专业重在培养面向建筑和工程领域，从事智能建筑系统和工业控制相关工作的发展型、复合型和创新型的技术技能人才。本专业毕业生可以从事设备安装、系统施工、系统调试、系统管理、系统设计、系统运行维护与改造、系统报价和招投标、工程管理、绘图和资料管理、工程监理、产品销售等岗位。

二、高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系存在的问题

（一）实训课程内容单一目前，高职院校建筑智能化工程技术专业的实践教学多以单项基本技能训练为主，且多分散在各门专业课中，容易使高职建筑智能化工程技术专业的学生缺乏完整的工作过程、知识和技能，从而无法完成系统化的工作。（二）实训教学方法陈旧对强调实践性和应用性、多学科交叉的建筑智能化工程技术专业，有些高职院校仍然采用传统的教学方法进行实训教学，部分教师专业不对口，导致学生感到课堂沉闷，从听不懂进而过渡到提不起兴趣，很难理解、掌握信息量大、覆盖面广的专业实训课程内容，难以形成工程应用能力。

三、高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设

（一）多样化的实训教学方法

在高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设过程中，多样化的实训教学方法是必不可少的，具体可包括以下几种：第一，项目教学法。本专业的核心专业课每学期都要进行实训，然后将实际工程做成项目单，并根据企业标准检查项目结果。第二，任务驱动法。将大型的工程项目分解成各个小项目，全班共同完成，这样，不但积累了学生的工作经验，也培养了学生的综合素质。第三，建立多样性的实训实践模式。为了提高学生的操作技能和动手能力，教师将部分小系统、小项目直接制作成任务，学生自主选择去完成相应的工作，这样，在提高学生兴趣的同时，在不占用总课时的条件下又增加了更多的系统和项目。第四，不断扩充校外实训基地，使学生得到全面发展。每个假期，高职院校都安排学生到相应企业进行假期实习，建立多个长效的假期实习基地。

（二）构建实训课程体系及培养模式

第一，构建基于工程应用实训基地的培养模式，研究企业的岗位技能要求，探索培养模式目标和培养环节，制定实训课程教学计划，研究培养模式的创新性，激发培养模式的内在动力，建立高效的培养机制。以实际的工程项目为载体，采取对图纸和系统进行深化设计的方法以及既接近实际工程又符合实训基地培养模式的系统工程。第二，构建基于工程应用实训基地的人才培养模式实训课程体系，针对培养模式的要求，开发相应的模块课程，确定本专业的实训模块，并通过比较国内外其他院校课程和实际工作技能要求以及最新的先进技术，探讨适合本产业结构的实训课程体系。另外，还要注重实训培训模块课程的课堂教学和实训教学的链接问题；保证实训培训模块课程的课时，合理解决核心专业模块课程过重的问题。第三，构建基于工程应用实训基地的实践实训教学模式，充分利用基于实际工程的基地，合理利用校外实习实践环节，建立高效合理的教学模式，提高学生的实践技能和工作经验。

四、结语

本文通过对高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设的研究，提出了要从实训教学方法和构建实训课程体系及培养模式两方面加强高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系建设，进而为建筑企业培养高素质、技能型、创新型的现代化人才，充分满足市场对建筑人才的需要，同时，也在一定程度上促进了建筑相关专业的进一步发展。

参考文献：

中小学人工智能课程篇3

摘要：简要叙述了物联网智能家居课程建设的背景和原因，详细阐述了智能家居课程的建设过程，包括课程的开发、建设、教学设计、教学效果、存在问题等，着重论述了项目式教学过程的设计方式、教学规划、实施方法，并指出项目式教学对教学方法、教材、教师及实验条件的要求具有一定的普遍性，对于其他一体化课程的开发设计具有一定的参考作用。

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关键词 ：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。

目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。

课程开发

为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。

物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。

课程建设

物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。

因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。

课程设计

本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。

学习情境设计 根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。

教学设计 以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。

教学方法与手段 “智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。

教学成效

从理论到实践，变被动为主动 培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。

形式多样、思想开放 结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。

校企合作、提高能力 在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。

存在问题

第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。

第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。

第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。

第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的问题。

第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。

“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。

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参考文献：

[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[J].科技咨询导报，2007（2）.

[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[D].厦门：厦门大学，2006.

[5]朱金秀，韩光洁，朱川，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[J].中国电力教育，2012（16）.

[6]崔艳荣，陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[J].长江大学学报（自然科学版），2010，7（2）.

中小学人工智能课程篇4

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）19-0109-03

人工智能是计算机和核心专业课之一。然而，目前大部分课程仍然以基于讲义的教学（lecture-based learning，LBL）为主。已经有了不少关于人工智能实验课的教学改革，例如双主体意识和沉默式教学法相结合、基于Prolog的实验课程设计。同时，近几年出现了不少好的教学思想和理念，比如结合基于问题的教学、大班授课小班讨论、实践技能培养等。有鉴于此，结合人工智能课程的特点、结合本校和本课程组的实际情况，本文提出对人工智能实验课的三点改进。第一，基于基于问题的教学理念整合实验内容。将过去分散的，独立的实验和大作业整合成四到六个包含作业和实验内容的问题。然后请学生通过解决这些问题来学习和巩固相关内容。第二，根据小班讨论的方式改革实验考核方式。在实践当中，往往每个人的基础和学习能力差异较大，有时还会各有所长。因此，小班讨论的方式有利于相互促进。第三，结合实践技能培养的目标来更新实验工具。目前已有的实验方案甚少考虑将来的实践，例如在实践当中应用Prolog语言就非常少见。本文提出的实验设计方案大多基于C++和Java等常用语言，更包括机器人平台上的通用编程方法，力求让学生通过人工智能实验课能够提高实践能力。

在接下里的内容中，本文首先分析课程的现状。然后，在第三节中将介绍一些新的教学思想和理念。第四节将重点阐述对人工智能实验课的三点改进，最后是本文的总结。

1课程特点

1.1人工智能课程的内容和特点

人工智能是计算机科学的一个重要分支。它是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息论、心理学和哲学等学科的交叉学科。本课程作为计算机科学与技术专业的核心课程之一，将着重介绍人工智能研究中最基本的、最经典的理论和方法，以及当前在这一领域中的研究热点和成熟应用成果，是一门理论与应用相结合的课程。

人工智能课程重在讲解如何利用计算机来模拟人脑所从事的感知、推理、学习、思考、规划等人类智能活动，以解决需要用人类智能才能解决的问题。人工智能涉及自主智能系统的设计和分析，与软件系统、物理机器、传感器和驱动器有关，常以机器人或自主飞行器作为例子加以介绍。一个智能系统必须感知它的环境，与其它Agent和人类交互作用，并作用于环境，以完成指定的任务。

人工智能的研究论题包括计算机视觉、规划与行动、多Agent系统、语音识别、自动语言理解、专家系统和机器学习等。这些研究论题的基础是通用和专用的知识表示和推理机制、问题求解和搜索算法，以及计算智能技术等。此外，人工智能还提供一套工具以解决那些用其它方法难以解决甚至无法解决的问题。这些工具包括启发式搜索和规划算法，知识表示和推理形式，机器学习技术，语音和语言理解方法，计算机视觉和机器人学等。通过学习，学生能够知道什么时候需要某种合适的人工智能方法用于给定的问题，并选择适当实现方法。

1.2本校及课程团队实际特点

在我校，最早是由计算机学院智能所的余永权和曾碧等教授面向计算机专业本科生进行讲授的。课题组从一开始就注重教学大纲和教学进度的统一，试卷和评分标准的一致，注意采用多种教学手段，以利于学生对这门课程的学习，并得到了广泛的好评。几年来，计算机学院一直十分重视本课程的教学和课程建设，历届担任本课程教学任务的教师团结合作，交流教学心得，相互学习，取长补短，始终以高度的责任心和饱满的热情投入教学。

人工智能是整个计算机科学领域中发展最陕、知识更新最快的学科之一。任课教师紧跟时代脉搏，积极开展科学研究和应用实践，不断更新知识结构，充实教学内容。并且，针对反映近年人工智能领域的快速变化的模糊控制、机器学习和数据挖掘等热点技术展开教学研讨，厚积而薄发，并已出版了多本专著，如：《神经网络模糊逻辑控制》，《模糊控制技术与模糊家用电器》，《单片机模糊逻辑控制》，《计算机接口与通信》，《单片机在控制系统中的应用》等。近三年来课题组共获得两项国家基金，四项省基金的资助。

2新的教学思想和理念

2.1基于问题的教学

教学模式指在一定的教学思想指导下为保持某种教学任务的相对稳定而具体的教学活动结构。目前主要的教学模式包括：LBL教学模式（lecture-based learning，LBL）、CBL教学模式（ease-based learning，CBL）、PBL（problem-based learning，PBL）教学模式等。其中，CBL是最传统的教学方法，以传授知识为教学目标，强调学科知识的系统性和完整性。它使学生形成逻辑清晰、条理简明的知识结构，但是不能很好地调动学生的学习积极性。CBL首先要求筛选典型案例，通过对案例的讲解，让学生在发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程中，学习和掌握相关知识。PBL的教学设计有几个固定的环节，组织小组、设置问题、行动进展、结果汇报和反馈。它强调学习者之间的交流合作、多种学习途径的整合及外部支持与引导在解决问题中的作用。它以学生为主导，锻炼学生自主解决问题的能力和团队协作能力，培养学生的创新能力，提高实践中人际沟通协调能力，实现主动学习。

2.2大班授课小班讨论

“大班授课、小班讨论”是研究性学习的简称。研究性学习是以“学习活动”的形式呈现，即学生在教师指导下生活中选题，用科研方式主动获取知识解决问题的学习活动。它是一种以学生自主性、探索性为主的学习方式。它以“学会学习”为总目标指导学生转变学习方式，强调为用而学，围绕解决实际问题学习，引导学生主动获取知识、重视实践。它使学生在思考如何解决实际问题的同时学会关注社会和人生。这是实现知识、能力和素质协调发展的有效途径。一般来说，这种教学需要课对课程重新划分，将课程内容分为精讲部分、略讲部分、自学部分以及研讨部分。

2.3实践技能培养

高校计算机类专业大学生实践技能培养目前仍然依赖于实验课程教学。但是，高校计算机类专业的知识更新较快，给我们带来了很大压力。实践技能培养与实验教学体系相结合，是实践技能培养体系的基石。实验教学不只是理论教学的附属环节。中共中央国务院在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出：“实施素质教育，以培养学生的创新精神和实践能力为重点。”对一、二年级学生来说，实践技能培养是打基础阶段；对已经具有一定学科知识基础的二、三年级学生，应该注重学生实践技能及创新思维的培养。我们可以将实验教学分为设计性、研究性、应用性实验3类，对高年级学生着重培养实践能力和创新能力。

3对课程的改进

目前的很多改革也在朝PBL的方向发展。另一方面，还有不少踢出要反转课堂的，其实也是增加主动性和讨论性。同时，也有不少课程改革讨论考核方式的转变。实验教学的改革正式方兴未艾，多种形式的培养学生实践能力更是重点。有鉴于此，自2011年以来，课题组响应学校号召积极学习PBL。

课题组在有限的范围和符合客观条件要求的前提下逐步开展相关改革：首先将课程的引入以及例题的设置改成学生探索性解决问题的过程。具体来说就是对于一般性的作业，取出部分内容简单适合建立感性认识的，提前一节课布置。尽管这样做会有部分学生无所适从，但是经过几次训练之后，学生探索知识内在结构的能力得到了极大的提高。然后，针对本课程不同分支间的联系，我们推出了在条件允许情况下类似课程设计的大作业。这类大作业作为学期的最后一次作业，能够体现知识点之间关联性和实用性。尽管受制于作业本身形式的限制，它仍然打破了课程不同分支间的壁垒，让学生能够活学活用，深入掌握工程科学应用的精髓。最后，课题组正在尝试一种竞选作业的方式，来结合机器人和仿真平台，利用提问演示的方式提供PBL教学中必要的问题及解决方式展示。竞选作业就是让有兴趣的学生，以自愿参加为原则的，为机器人和仿真平台编写程序。教师给出要求和模拟器，学生自由组队参加，最后教师从中选取一到两个加载演示。尽管上述活动在客观条件限制下，参加的人数有限，但在目前不具备专用实验室，缺少足够的实验设施的情况下，它是很好的推动PBL的方式。

中小学人工智能课程篇5

多元智能理论的提出，不仅引起心理学界的巨大震动，而且也引起教育界的巨大变革。目前，美国及世界各地都有不少专门的多元智能学校，如美国印地安纳州的重点小学、圣路易的新城市学校，澳大利亚首都堪培拉的库克小学等。多元智能理论在教育实践中也形成了多种各有特色的课程，如光谱方案、学校实用智能项目、艺术推进项目、新汇流课程方案等。虽然以多元智能理论指导的课程实践各有特色与侧重点，但在对待课程基本问题方面还是有共同之处的，即多元智能理论在课程实践中有自己的课程观。 一、多元智能理论的课程目标观 个人中心课程与开发每个人的多元智能多元智能理论认为人人都有多种智能，都有自己的智能强项与弱项，只要有适应的课程和学习环境，每个学生都能得到相应的发展。反映并满足学生智能的多样性，开发每个学生的多元智能并促进其发展是课程应追求的目标。因此，多元智能理论强调善待学生的差异，开发学生的差异，强调面向每一个学生，是“个人中心课程”。 “真正理解并学以致用”加德纳把“真正理解并学以致用”作为“教育的一个直接目的”，他认为，学生“若能把在任何教育背景下所获得的知识、概念和技能（此后简称知识），应用到与这些知识确实相关的新的事件中或新的领域内，那么他或她就具有真正理解并学以致用的能力。”因此，他特别强调理解、实践、创新在课程目标中的重要地位。 “为多元智能而教”与“用多元智能而教”为了开发每个人的多元智能，达到“真正理解并学以致用”，多元智能理论强调通过教材及其他课程资源，在教学过程中运用多种智能手段，找到发挥每个学生智能优势的“切入点”，即通过“用多元智能而教”，发动学生主动参与、展示才华，促进全体学生的全面发展，达到“为多元智能而教”的目的。可见，多元智能理论的课程目标观，已经超越了传统的学科课程目标观，与我国新课程改革的理念是一致的。 二、多元智能理论的课程内容观 加德纳认为“如果一个人想获得深度的了解，势必要超越单一学科的范围，采取跨领域的研究方式”。因此，为开发学生多元智能，达到“真正理解并学以致用”的目的，在课程内容上F多元智能理论强调综合化，而传统课程内容是按学科选择的，“学校课程内容之间缺少有意义的联系，或者脱离学生的实际生活。但是，在多元智能的教学活动中，不同学科的界限开始消失，教师个人或团体在必要时候可以设计跨学科的单元教学。数学、音乐、艺术、动作，以及合作或独立工作都能够整合进各门学科的教学之中”。在具体的实践中，专题作业与核心知识主题课受到重视并被广泛实施，它们围绕某一主题或核心知识，运用多种智能，把各学科相关内容进行整合，使之形成体系，贯通相关学科的知识，进行研究与学习，从而达到开发多元智能与对主题深刻理解的目的。下图是美国西雅图一所中学以“认识国际”为主题的课程整合活动：在我国的多元智能改革实验学校中，开始时不少教师有“种了别人的地，荒了自己的田”的困惑，以及“这课到底属于哪门课程”的这种不解，这与对多元智能强调课程内容综合化理解不深有关。随着我国课程改革的深入，教师们开始进行课程内容的综合化改革尝试，取得不少成绩。如慈溪市宗汉街道第三小学的主题式多学科整合（见相关链接一）、北京市东城区和平里第四小学的课程整合（见相关链接二）就很具代表性。 三、多元智能理论的课程资源观 强调开发课程资源多元智能理论认为，“只有通过在‘真正的领域’（即社会承认其价值的学科）中的活动，才能最佳地发展和促进人类的认知能力”，主张让学生到广阔的天地中去学习，实施“情景教育、体验教育”，使课程实施在真实、具体、丰富的情景中进行，以达到“真正理解并学以致用”、开发学生多元智能的目的。它倡导“教育要生态化，教育不只限于学校教育”。“教育要生态化”，是指教育应该是“活”的，与实际生活相吻合。加德纳说：“我们内化的大部分知识，都来自于从他人身上看到的榜样或作风；我们自己会在家庭、学校和更广大的社区等社会环境中将知识复杂化。”因此，多元智能理论特别强调在实施课程时尽可能开发课程资源。!&善于开发校内教育资源多元智能理论强调在课程实施中要善于开发校本资源，如建设多元智能教室（见相关链接三），创设智能开发环境；组建多元智能教师团队，不同智能结构的教师优势互补；建立学习小队，加强教师之间、学生之间、师生之间的合作等。 重视开发社区教育资源传统的课程观强调学校教育远离现实社会，社会人士被排斥在学校教育之外。多元智能理论特别强调开发社区课程资源。加德纳指出：“除了学生的家庭成员及监护人员外，企事业单位和社会机构，特别是博物馆都应积极介入教育过程。”在利用社区教育资源方面，加德纳很欣赏师徒制与博物馆的教育作用。师徒制是充分利用社区课程资源的一种形式。学生成为社区拥有专业知识的人士的“徒弟”，既可以观察专业人士的工作情况并与之互动，又可以进行个别训练，从而使课程个人化，并达到开发多元智能、“真正理解并学以致用”的目的。加德纳说：“社区的成年人可以两种方式参与教学。一种人成为师傅，贡献出他们的时间和小徒弟亲密地合作；另一些人并不直接和徒弟合作，而是在具体项目中给予指点。” 四、多元智能理论的课程评价观 强调评价在课程实施情景中进行多元智能理论认为，评价和课程及教学互相交错，互相促进，评价应在课程实施的具体情景中进行。从目前实践情况看，无论是多元智能理论研究者开展的《光谱方案》、《艺术推进》等项目，还是我国一线教师的实验，都把课程和评价结合起来。其优点在于：课程内容既是学生学习的媒介，又是教师和学生评估的工具，这样淡化了课程和评价之间的界限，便于教师在动态的具体情景中多元多维地评价学生，便于学生进行自我反思。 强调评价的发展性功能多元智能理论强调课程评价的结果只被认做是学生智能的部分表现，它不是学生智能的惟一指数，也不应与其他人比较排序，而应将学生自己的智能强项与弱项加以比较，并向家长、教师，甚至学生自己提出发展建议。根据这些信息，教师制定更适合学生个体智能开发与学习的计划，学生能够更自觉地改进智能弱项，发展智能强项。

在评价的主体、内容、方式等方面，强调多元性多元智能理论强调课程评价主体有学生、教师、家长、社区等，并强调学生是主动的自我评价者，从而打破过去单一评价主体的局限性。（见相关链接四）在课程评价内容上，多元智能强调评价内容应是多方面的。如美国印地安纳州的重点小学从五个方面来评价学生的“专题作业”个体智能特征；对事实、概念和技能的把握；作品的质量；交流；反思。这五方面的内容被加德纳称为“评估系统之母”。他希望以此为起点创造出更加完整的评价体系，使教师们学会从整体上审视专题作业，研究其质量并随着时间的推移而比较学生的成绩。这种评价方式能全面地、动态地评估学生的发展倾向，既反映了评价内容的多元，也强调了过程性评价。多元智能理论强调应运用档案袋、作品集、多元智能观察表、学习过程档案等多种方式进行评价。如美国印地安纳州的重点小学采取了档案袋和进展报告相结合的评价方式。进展报告每年一次，不是让学生与别人比较，而是与自己比较。这样对学生的评价不是在一个假设的环境中，不是简单的“纸笔考试”，而是强调在一个真实的世界里，在自然状态下来看学生的表现和成长过程。这种评价更重视评价学生活动过程的经历、学生在其中获得的实际经验和体验，从而使学生看到真实的自己，看到学习的过程。目前，我国课程评价改革也强调了发展性评价、过程性评价，强调了评价主体、内容与方式的多元化，这些改革适应了世界教育理论与改革的发展趋势。 相关链接一 慈溪市宗汉街道第三小学的主题课程整合慈溪市宗汉街道第三小学完成了以“环保”、“国宝大熊猫”、“科学的力量”等为主题的课程整合活动。三年级第六册“环保”主题整合的内容主要有语文第十二课“爸爸的咳嗽”，常识第十一课“水域的污染和保护”，美术“布贴风景”，音乐第六课“小放鸭”，小课题研究“白色污染大调查”。五年级第十册“科学的力量”主题整合的内容主要有语文第十五课“食物链饲养场”，常识第十三课“人工降雨”，思想品德第十三课“科学技术神通广大”，音乐歌曲“金扁担”，美术“想像中的机器人”。慈溪市宗汉街道第三小学的“环保”、“科学的力量”主题，以教科书的内容为依托，整合语文、常识、美术、音乐、思想品德等课程，使教学内容互相解释、互相联系，有利于学生加深对某一主题的理解，以达到“真正理解并学以致用”、开发学生多元智能的目的，并且不增加额外的教学时间。 相关链接二 和平里第四小学课程整合的几个阶段北京东城区和平里第四小学在课程整合方面经历了三个阶段。第一阶段：学科内教学综合化。在语文、数学、自然、美术、思想品德等学科教学中充分调动学生的多种智能，学生采用自己擅长和喜欢的学习方式自主地从事课堂学习，实行多种知识在一门学科中合理运用，以此促进学生比较全面地获得知识。第二阶段：多学科联合教学。去年，以“春天”为主题，语文、数学、自然、美术、思想品德等学科共同组织学生观察春天自然界的变化，各学科充分运用学生获得的实践经验和感悟，组织本学科的学习，在教学中各学科的知识与技能逐渐融合，学生受到的教育和获得的知识趋于完整。第三阶段：跨学科课程整合，淡化学科界限，实行整体课程设计。今年，他们综合语文、数学、自然、美术、音乐、劳技、思想品德等学科课程标准，开发出“玩具里的学问”单元校本课程，从课程目标、课程重点和难点、价值分析、课程实施原则、课程的结构、课程实施时间、课程实施步骤、对课程的总结评价这几方面进行了周密的规划，由连续的节课组成。课程设计紧紧围绕着学生的生活经验，灵活运用已有的知识，在一定的学习环境中探求未知的知识，解决实际问题，掌握更高一级层面的知识。在这一单元课程中，学科已不是学习的组织中心，知识与技能已包含在整个学习单元中。和平里第四小学借鉴多元智能理论，进行课程综合化改革的历程，是对课程综合由低级向高级转化的认识不断深化的过程。在第三阶段具体操作方面，目前是校本课程开发，并取得了可喜的成功经验。事实上，该阶段在操作时还可以是各学科课程的整合。如台湾陈淑惠等人运用多元智能以“我长大了”、“我的生活环境”、“我会做一本书”三大主题来整合小学一年级下学期各学科内容；台湾杨文频等人以“热闹的节庆”、“我们的自然环境”、“认识自己，了解别人”整合了小学二年级各学科的内容。相关链接三多元智能教室在实施多元智能理论的实践研究过程中，和平里第四小学创设了多元智能教室环境。该校根据教室空间、学生智能发展等情况在教室中设立了音乐台、芳草地（学生绘画作品展区）、小小图书馆、巧巧手个智能角，给学生的智能发展搭建小小的舞台，深受学生们的欢迎。由于教室空间所限，他们仅创设了&个智能角。在美国，有学者开发并建立了与'种智能相对应的'个学习中心教室：莎士比亚中心（语言智能）、爱因斯坦中心（逻辑(数学智能）、毕加索中心（视觉(空间智能）、玛莎葛莱姆中心（运动智能）、查理士中心（音乐智能）、德蕾莎修女中心（人际智能）、狄更斯中心（自我智能）、古德尔中心（自然观察者智能），为学生'种智能的发展创设专门的空间与环境。

中小学人工智能课程篇6

1．背景

随着互联网时代的到来，人们的生活方式发生了许多重大的变革，其中之一便是网络游戏的盛行。如同雨后春笋般冒出来的网吧，以及快速增长的PC，使得人们接触到互联网的机会越来越多，这就为网络游戏的传播与发展创造了可能。一方面，数量庞大的网民群体中，年轻人占了绝大部分，网络游戏丰富了社会公众的文化娱乐生活，深受广大年轻人喜爱，这更促进了游戏产业的蓬勃发展。另一方面，现代社会生活节奏加快，人们压力日益增大，许多人倾向于在网游中寻求安慰，释放压力，因而全球市场对于网游的需求有增无减。同时，随着科技的发展和人们对游戏越来越高的要求，游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展，让玩家有身临其境的感觉，在整个游戏过程中得到享受游戏的一种特别的快乐和放松。［1］

近年来3D影像和仿真科技的不断发展，让游戏开发人员得以创建出更吸引人、更令人沉迷其中的游戏环境。然而要做出更能令人流连忘返的游戏就得应用人工智能（AI）。AI的应用使游戏角色能够任意走动、角色可以走进障碍物、能够控制非玩家角色是否按照团队运动等，同时，AI还能延长游戏的生命周期，让游戏更加有趣和更具有挑战性。

AI能够处理游戏角色的追赶、躲避、聚集、避障和寻径问题；AI给游戏角色赋予模糊逻辑和有限状态机等基于基本规则的推理能力；AI脚本可以扩充AI引擎，让设计者和玩家更好地设计和玩游戏，等等。因此，将AI应用在游戏开发中以设计实现游戏角色的各种行为势在必行，有着重要的现实意义。

2．教学内容及其特点

本系人工智能课程的教学内容主要是处理追赶、躲避、聚集、拦截和避障等问题，使用经典A*算法及其改进算法解决寻路问题，以及有限状态机，等等。本文主要针对游戏中游戏角色的寻路问题进行探讨。游戏设计中游戏角色的寻路问题是设计的关键，传统的方法是应用A*算法及其改进算法等来实现游戏角色的寻路问题，目前逐渐有学者应用神经网络、遗传算法、粒子群算法等智能算法来实现游戏角色的寻路问题。如：迷宫寻路游戏中《帮助Bob找到回家的路》应用遗传算法，《智能采矿》游戏中应用神经网络，用粒子群实现坦克大战游戏，等等。尝试应用鱼群算法、萤火虫算法等智能算法求解游戏角色的寻路问题中，以实现游戏的更加智能化、人性化，同时，新的仿生算法的学习和应用能吸引学生的学习注意力、增强学生的学习兴趣。

智能算法是解决智能计算问题的方法，已成为人工智能界一个研究的热点领域，研究的最终目标就是为了让计算机和集成有计算功能的各种工具及设备更加独立、更加聪明，能够自主思考和行动，最终成为我们工作和生活中必不可少的一部分。智能算法主要包括：人工神经网络、进化算法、人工免疫算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法、蜂群算法、人工鱼群算法、人口迁移算法、人工萤火虫算法等。［2］智能算法是一类仿生算法，就是向自然界学习，采用类比的方法，通过模仿自然界中动物飞行、觅食、求偶等行为以得到解决问题的一般方法，如蚁群、粒子群、蜂群、鱼群、萤火虫算法等。此外，还有很多智能算法通过模仿一些自然或物理现象和规律，如模拟退火算法通过模拟液体的结晶过程设计，免疫算法是模拟生物、植物或动物免疫系统自适应调节功能设计的，人工神经网络是模拟人的大脑结构及信号处理过程而设计的，进化算法是基于达尔文的“优胜劣汰、适者生存”原理设计的。［3］

针对本系人工智能课程的教学内容，建议补充人工智能中几种简单的智能算法的知识点，选取相关人工智能教材的一些内容结合智能算法进行教学。

3．教学方法

针对人工智能课程内容，根据高校教育规律、高校学生学习的特点，采用教学、实践相结合的教学方法，大小课结合，大课讲授理论知识，小课进行课堂实验，小课的课堂实验中严格要求学生亲手编写代码，应用大课所学理论知识完成简单小游戏以实现理论和实践知识的掌握。同时，借助游戏系的优势，制作动漫，采用动漫技术来实现人工智能中各种算法的仿生机制，让学生深刻体会每一种算法的原理和仿生机制，这样能增强学生学习人工智能课程的兴趣，可以取得更好的教学效果。

4．教学效果评价方法

人工智能这门课，最重要的是注重学生对人工智能理论及在游戏中应用的知识和能力的培养。因此，本课程学习结束后主要采用以下方式进行考查：（1）闭卷考试。主要考查对人工智能理论的理解、掌握和综合运用能力。（2）课堂练习。要求对课堂上介绍过的算法理解、分析、应用，编程实现游戏中的某个功能，最终课程结束时能完成一个功能完整的小游戏。（3）大作业。检查学生的动手编程能力，要求从介绍过的算法中找一种算法实现一个小游戏中游戏角色的移动、寻路等行为，形成一个演示游戏。该门课成绩分配如下：成绩=闭卷考试（70%）+课堂练习（10%）+大作业（20%）。

5．结语

人工智能是随着计算机技术的飞速发展和人们对自然界的深入理解而发展起来的，人工智能的应用逐渐广泛。游戏开发中人工智能的应用实现了游戏逐渐向真实体验、感觉、触觉等人性化发展，让玩家有身临其境的感觉。因此，在网络游戏相关专业开设人工智能课程势在必行，有着重要的现实意义。

参考文献：

中小学人工智能课程篇7

1 实施全英文教学的必要性

随着国际学术交流的日益活跃以及国际化办学的趋势发展，借鉴国外著名大学的办学理念和管理模式，利用世界优质教育资源，提升教育教学水平，造就具有国际竞争能力的复合型创新人才，正成为我国教育改革与发展的新方向。

智能化是人类社会技术发展的必然趋势。作为计算机科学与技术专业课程体系中的核心课程之一，人工智能的地位正随着该学科的不断发展和其技术的广泛应用迅速提高，而且在非计算机领域，具有不同专业背景的学者也通过这个年轻的领域发现新思想和新方法。由于人工智能课程内容涉及计算机科学以及边缘学科的新理论、新方法与新技术，因此在该课程中开展全英文教学不仅可以让学生充分了解人工智能日新月异的发展，还可以促进本科教学与国际接轨，在培养国际化创新人才方面具有十分积极的现实意义。

2 当前国内全英文教学存在的主要问题

笔者对当前国内高校人工智能课程全英文教学的现状进行调查分析，调查对象为软件工程专业本科三年级学生，调研问卷共58份。调查项目、内容及结果见表1。

从项目1和2的调查结果看，大部分学生认为开展全英文教学有必要，其在提高英语应用能力、增强自己的就业竞争力以及了解国际前沿等方面有很大帮助。然而，由于全英语教学在我国尚处于起步阶段，进行全英语教学的效果并不十分理想，其教学试点与实践尚存在一些亟待解决的问题，主要表现在如下几个方面。

（1）对全英文教学的理解存在偏差。从项目3～5的调查结果看，教师不能正确处理好全英文教学与专业英语课教学的关系，使全英文教学变为纯英语课教学或专业英语课的翻版。大部分学生还是希望教学授课语言以双语为主或以中文为主、英文为辅，多媒体课件形式为中英文相结合。

（2）全英文教学达不到预期的教学效果。从项目6和7的调查结果看，虽然一些大学花了很大代价邀请国外一流教授专家讲授课程，但由于人工智能课程理论性强、难度大，学生很难适应全英文课程教学。

（3）缺乏内容全面和难度适中的教材。从项目8和9的调查结果看，一些大学在实施人工智能课程全英语教学时直接引进原版英文教材，但这对本科生来说，原版英文教材内容偏多、难度较大，学生学习时不免有诸多畏难情绪。

（4）师资匮乏。从项目10的调查结果看，学生对承担全英文教学教师的满意程度普遍不高。实际上，全英文教学对承担课程教学的教师要求很高，他们不仅需要具备专业知识，而且还要掌握英语应用技能，而现阶段国内高校中能承担全英语教学的师资仍然十分匮乏。

综上所述，如何改革全英文教学模式，讲授哪些教学内容，采用何种科学的教学方法与手段，是值得我们思考和关注的教学改革重点和难点。

针对以上这些问题，我们深入研究人工智能课程的特点，对现有教学模式、内容及方法进行全方位探索和改革，制订全英文教学计划，对促进教学工作、提高教学质量、培养国际创新型人才起重要作用，其重要意义具体体现在以下3个方面。

（1）探索如何将理论知识传授、综合能力培养与英语交流运用三者有机结合，建立全英文教学的新型模式，这将对更新教学理念和探索适合于计算机软件人才培养的教学方法产生深远影响。

（2）全英文课程教学能够让学生掌握最先进的人工智能国际前沿技术，开阔国际视野，有利于培养复合型、实用型、具有国际竞争力的高层次创新人才。

（3）全英文教学改革的探索与实践能够促进国内教育向国际教育迈进。

3 全英文教学内容改革

建立完善的全英语教学体系，需要有系统而完整的教学内容。我国计算机科学与技术本科专业人工智能课程课时一般只有36学时，因此我们需要考虑从什么角度组织教学内容，才能让学生比较容易地理解、熟悉和掌握人工智能的原理、方法与技术，从而显著提高教学效果。

与国内教学内容相比，国外教学更注重分析问题的思维方法和解决问题的应用能力，对提高学生的学习兴趣以及培养学生的创新能力十分有益，但是原版内容过多，且大多以国外政治、经济、文化、社会和生活为背景，对于我国学生来说，理解某些内容和背景比较困难。因此直接套用原版教学内容往往存在一定问题，我们需要在引进、消化和吸收国外经典教材内容的基础上，有选择性地挑选合适内容。国外经典教材编写思路不尽相同，一些经典人工智能教材及主要内容见表2。

人工智能的基本思想和主要内容是研究人类智能活动规律和用于模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。从表2中可以看出它们的共同点，即人工智能应围绕“智能”这个核心，但由于智能本身非常复杂，难以用单一的理论与方法描述，需要从不同的抽象层次刻画智能这个主题。我们认为，人工智能的主要内容可按图1所示划分为不同层次并确定讲授顺序。

在最底层，神经网络与演化计算（适应性原理与仿生机制等）辅助感知以及与物理世界的交互；抽象层反映知识在智能中的角色和创建以及围绕问题求解的知识的抽象、表示和理解；更高层则提出学习、规划、推理的模型和方式；应用层构造智能化智能体以及具有一定智能的人工系统，让计算机实现以往需要人的智力才能完成的工作。除了将人工智能课程的教学内容划分为这4个层次，为保证教学内容的循序渐进性，还可按照抽象层更高层最底层应用层顺序安排教学内容。

4 全英文教学模式改革的实施关键

针对以上国内全英文教学中存在的主要问题，我们提出人工智能课程全英文教学模式改革的实施关键，包括全英文课堂教学模式的重定位，“二三二”模式教学方法的改革，集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新以及全专业英语教学团队的打造。

4.1 全英文课堂教学模式的重定位

人工智能课程教学以培养学生掌握专业基础知识、培养实践动手与应用能力以及提高英语交流水平三者相结合为主要目标，分两个阶段进行，国内教师与国外教师共同授课。首先，国内主讲教师讲授人工智能课程的基础原理、模型和方法，可采用集中授课、案例教学和课堂实践等教学方式，使学生掌握人工智能的一般基础知识；在此基础上，再邀请国际知名外籍教师为学生讲授人工智能国际前沿技术，包括集中授课和专题研讨。经过基础学习，学生一般已掌握人工智能基础知识，因此对于外籍教师所讲授的学科前沿等内容能够准确理解和把握。与单纯采用全英文教学或单纯邀请外籍教师授课相比，该模式能收到较好的预期效果。“1+1”全英文双课堂教学模式如图2所示。

4.2 “二三二”模式教学方法的改革

实行全英语教学后，由于使用英文教材及中外教育背景存在差异等因素，我们在教学过程中对教学方法进行一定程度的调整和改进，包括全英文授课形式、案例教学、教学内容以及教学手段等方面；配合“1+1”全英文双课堂教学模式，提出图3所示的“二三二”模式教学方法，培养学生成为具有综合能力、创新能力、国际视野和英语技能的复合型人才。

该教学方法模式包括：（1）过渡式全英文与沉浸式全英语两大英语教学方式；（2）激励自主式、启发互动式、体验学习式三大学习法，激发学生学习兴趣，使学生牢固掌握人工智能基础理论与方法；（3）参与学习式和自我展示式两大学习法，培养学生综合运用知识的能力和创新能力。

在全英文课堂授课过程中，我们需要注重把握英语与专业的比例。首先，不能一味地追求全英文授课的形式而忽视教学效果；其次，还需要为学生提供一个良好的语言学习环境，在实际教学中注重培养学生良好的英语思维习惯，从根本上提高学生的英语水平。

人工智能课程包含大量概念，内容抽象，算法复杂，学生往往难以理解与掌握。将案例教学方法引入课程教学能有效提高学生的学习兴趣，获得较好的预期教学效果，但要达到理想的教学目标，仅仅靠课堂教学远远不够，还需要拓展第二课堂。有计划地邀请国外人工智能专家和教授到大学进行专题讲座，鼓励学生参加相关的课外科研/科技活动，使得学生能够体验式地、自主地学习，更好地了解人工智能新技术，从而进一步激发学生的学习热情。构建案例教学和课堂实践的双课堂教学模式，不仅能够丰富教学内涵，而且可以充实学科前沿知识并拓宽学生的国际视野。

4.3 集先进性、前沿性和实用性为一体的教学内容创新

除了引进、消化和吸收国外经典教材内容以外，我们还需要逐步建立起具有自身特色的教学内容，以保证教学内容集先进性、前沿性和实用性为一体。

（1）先进性。我们提出教学与科研相结合，以科研带动教学发展的新思路。教师可结合自己的人工智能及其相关领域的科研项目，将科研最新研究成果以及学科前沿知识进行梳理与优化并有机融入课程教学中，确保教学内容的先进性，有效提高教学改革的质量。

（2）前沿性。对人工智能发展较快的领域，如智能计算、数据挖掘等，还需更新和补充全英文教学内容，同时可以邀请国际知名大学教授共同研究与探讨教学内容，保证课程内容具有一定的前沿性，通过实现全英语教学保证课程与国际接轨。

（3）实用性。在讲授基础理论知识的基础上，还应注重实践的应用，增强学生的动手操作能力，以符合素质教育必须注重实践的要求。教师可结合教学中的基本理论知识，适当补充案例与实例，使得教学内容与实际相联系，丰富课程内涵并提高教学效果。

4.4 全专业英语教学团队的打造

师资力量直接影响教学效果。师资的匮乏是现阶段全英语教学面临的主要问题之一。虽然一些教师具有较扎实的人工智能学科功底，但不能熟练地运用英语进行授课，而有些教师则知识结构单一，缺少人工智能及其相关学科间的交叉与融合，因此我们需要多渠道、多层次地打造既具备专业知识，又具有学科交叉与融合能力，同时掌握英语技能的全英语教师队伍。将科研与教学相结合，利用与国外人工智能及相关领域学术带头人建立的合作关系优势加强交流与合作，争取申请国际合作科研项目，利用科研提高教师的教学质量、专业水平和英语技能。

5 全英文教学的具体实施

我们在软件工程专业本科三年级学生的人工智能课堂上实施全英文教学，具体实施过程如下。

（1）国际软件学院成立教学主管部门领导小组、从事教学研究的骨干教师组成的全英文教学工作小组以及由教学督导组成的监管小组，三者之间相互配合并共同促进，保障全英文教学工作的顺利推进与落实。领导小组对全英文教学的师资培训、人才引进、多媒体网络资源开发、实验室建设、教材编写等予以政策支持；教学工作小组制订全英文教学工作规划和年度计划；监管小组定期对工作小组的教学完成情况进行评估。

（2）在课程教学中，打破国内常规教学方式，建立开放式全英文教学模式，教学形式多种多样。教学方式以“1+1”双课堂教学模式为核心，以讲授与专题讨论相结合的方式，围绕基本原理、方法与技术展开教学，激发学生自主学习与创新学习的热情。

（3）国际软件学院在人工智能相关领域承担并完成了一批国家与省部级科研课题，而且取得了一些有影响的研究成果，形成了自己的学科特色和优势。2006年，国际软件学院聘请被誉为世界“人工大脑”领域先驱的美国犹他州州立大学计算机系Hugo de Gaffs教授担任武汉大学全职教授和学院国际人工智能研究室主任。

（4）聘请与国际软件学院有合作协议的国立首尔大学计算机科学与工程学院Bob McKay教授专职来校为本科生讲授人工智能技术前沿。同时，利用国外学者来武汉大学顺访的机会，请其为学生作学术报告，使学生了解国际最新人工智能技术，如邀请曾经在麻省理工学院从事过7年博士后研究的宋森研究员进行“理解大脑与仿制大脑”的讲座等。

（5）国际软件学院在遴选教师到与学院有教学和科研合作的国外大学进修时，优先考虑给本科生授课的全英文教师，并将全英文教学能力作为选拔条件，以教师的学术进修带动全英文教学建设，使学科和专业建设与全英语教学队伍打造相结合，全面推进全英语教学工作的开展。

6 结语

人工智能是计算机科学与技术专业的重要课程，目前正面临着知识更新和教学改革的紧迫任务。笔者以实施全英文教学为契机，针对目前国内全英文教学中存在的亟待解决的主要问题，提出人工智能全英文教学内容与教学模式改革的新思路。

（1）以智能为核心，从不同抽象层次刻画智能主题，构造人工智能最底层、抽象层、更高层以及应用层4大模块内容。

（2）突破传统教学模式，对全英文教学模式进行重定位，提出“1+1”全英文双课堂教学模式。

（3）提出“二三二”模式教学方法的改革方案，培养具有综合能力、创新能力、国际视野、英语技能的复合型人才。

中小学人工智能课程篇8

作者简介：徐茹枝（1966-），女，江西上饶人，华北电力大学控制与计算机工程学院，副教授；苏林萍（1967-），女，河北定州人，华北电力大学控制与计算机工程学院，副教授。（北京　102206）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0048-02

随着智能电网、绿色能源席卷全球，电力行业迎来了蓬勃发展的新时期，电力不但要信息化还要智能化，电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才，这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色，为培养智能电网急需的高素质复合型人才，开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才，需要开展计算机专业的电力特色教学，首先要开设“电力信息化”课程。

一、我国电力信息化现状及智能电网的目标

电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化，[1]包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见，信息技术是电力信息化的基础，各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。[2，3]智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进：2009年至2010年为规划试点阶段，重点开展“坚强智能电网”发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作；2011年至2015年为全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控；2016年至2020年为引领提升阶段，全面建成统一的“坚强智能电网”，技术和装备全面达到国际先进水平。

通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见，各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标，电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才，因此，对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。

二、电力大学计算机专业电力特色教学模式

面对电力行业信息化飞速发展的形势，特别是智能电网席卷全球，电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色，开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目，以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上，电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程，这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化，同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。

电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设，开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程，并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。[4]

三、电力信息化课程特点与教学现状分析

1.电力信息化课程的特点

电力信息化这门课程具有如下特点：

（1）涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。

（2）技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术IEC61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术SOA和电力领域的热点技术CIM及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。

（3）与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程，如水电站厂级监控系统、火电站的DCS系统、发电厂?SIS系统、发电厂智能管理信息系统等。

（4）多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉，如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术，涉及控制领域的PLC技术和现场总线技术，涉及水力发电特性专业背景知识等。

（5）电力信息化课程的教学内容是动态的，是与时俱进的，随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容，没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速，如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。

2.电力信息化课程教学现状分析

（1）没有现成的教材，课程难度大，师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见，要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。

（2）课程内容与电力实际紧密结合，学生没有现场工程概念，又是多学科的交叉，学生感觉课程难度大且抽象，学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课，但他们中只了解信息技术，没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期，很多学生感觉困难后就放弃了，准备考研复习。

四、电力信息化教学改革的思想和方法

电力信息化这门课程是综合应用课程，教学思想和方法的改革是必要的，具体措施如下：

1.组建一支优秀的教学团队

通过引进发掘培养人才，组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队，可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材，已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外，老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。

2.补充课程中需要的其他学科知识

鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一，在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识，包括计算机控制通道接口技术、PLC技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容，如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度，使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。

3.新技术、新理念的引入

由于没有现场工程概念，学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解，老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件，比如三维变电站仿真培训软件，让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场，建立对电力工业现场的感性认识，提高学生的学习兴趣。

为了加强学生课后巩固教学环节，帮助学生消化和应用所学知识，可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验，本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文，期末每个学生制作PPT文件并开展讨论。

在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时，首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献，如何充分利用校图书馆提供的优质库资源，然后指导学生如何读文献，如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文，总结学生容易出现的普遍性问题，在下次写小论文时提醒学生注意。

4.实施案例教学

新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合，既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合，实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例，也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解IEC61850和CIM技术时，要剖析IEC61850和CIM是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。

五、结论

电力信息化是电力大学计算机专业的特色课程，在计算机专业的电力特色人才培养中起着重要的作用。通过本课程的改革促进计算机专业学生对电力信息化、智能化技术的理解和掌握，使电力大学计算机专业的学生更具有自己的特色，以实现计算机专业电力特色及工程应用能力的培养，进一步提升学生的专业素养和就业竞争力。

参考文献：

[1]王明俊.智能电网热点问题探讨[J].电网技术，2009，33（18）：9-16.

中小学人工智能课程篇9

关键词：

多元智能；酒店类企业培训；课程设计；策略

改革开放30多年来，我国发生了翻天覆地的变化，带动了社会经济的繁荣，随之带来了第三产业的发展。2005年左右，酒店行业进入黄金发展阶段，酒店数量及行业规模迅速提升。然而，在迅猛发展的背后，行业本身也暴露出诸多问题，譬如缺乏市场定位、前期投资过度、产品大众化，酒店管理模式同质化等问题。近年来，中央政府遏制公款消费支出导致酒店业因公收入大幅下降；现今此类饭店的经营效益如断崖般下降。同时，受国内经济发展减速、新技术爆发、消费市场更新换代的影响，消费需求与消费行为都有了新的改变。在新形势下意味着酒店不再是“皇帝女儿不愁嫁”，其暴利时代已经成过去式，整个行业面临重新洗牌的境地。新形势下，通过强化管理，提升服务，改变以往一味重“硬件”轻“软件”的状况，人才的挖掘与培养显得尤为重要。所以，设计一套系统、专业的员工培训体系已成为星级饭店业发展的重中之重。本文试图引入近年来在基础教育研究中广泛推崇的多元智能理论，为酒店类企业培训课程设计与人才挖掘提供全新的思路和多样的选择。

一、酒店类企业培训员工需求调查

目前我国星级饭店培训环节中，普遍存在着培训目标不清晰、培训课程不连贯、员工需求与培训内容不吻合、培训教学方法陈旧、培训评价单一等诸多问题。多元智能理论强调根据个体差异，因材施教，着重培养和发挥员工的智能强项，因此，多元智能理论引入势必会对现行的酒店类员工培训课程设计体系产生深远的影响。为了酒店培训课程设计的科学性与有效性，基于多元智能理论特点，我们首先应当对酒店及其员工的培训需求做深入的调查分析。调查研究分为两个层次：第一层次为企业层次，采取访谈调查法；第二层次为员工层次，采取问卷调查法。根据不同层次的不同需要，分别采取访谈调查和问卷调查两种方式，以获得更真实、更科学的数据资料。通过对笔者所在城市——荆州当地两家星级酒店晶崴国际大酒店、金九龙大酒店8名管理层人员的访谈总结出，星级饭店组织培训的最终目标是为了提高员工解决问题的能力，现整理出所需的培训内容共20项（如表1所示）。受整体经济与政策大环境的影响，从以往拼“外在奢华”到更看重“内在服务”、从“标准化”到更倾向于“定制化”的转变，反映出只有卓越的服务，才能赢得顾客的口碑。目前，由于酒店从业人员年龄跨度大、学历不高、稳定性低等因素造成培训难度大、培训效果低。所以，根据饭店与员工的实际需求，结合员工智能潜质，设计一套以多元智能理论为指导依据的星级饭店培训课程体系，将对星级酒店新时代下的改革与转型提供人才保障。

二、多元智能理论引入及对其课程设计的影响

1983年，加德纳提出多元智能理论认为：人的智能呈现多元化，是由多种能力构成，并且各种智能是以相对独立的形式存在的。他认为评定一个人能力应从语言智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际关系智能、自我认识智能、自然观察者智能等八种智能综合评定的。多元智能理论强调解决实际问题的能力和创造力的重要性，强调发挥人的特长，重视个别差异，发现并培养人的智能强项等主张，这对于纠正和克服上述我国星级饭店类企业培训课程体系设计中所存在的突出问题，无疑具有重要的理论借鉴价值和实践指导意义。

1.课程目标多元化以多元化智能理论为基础的培训课程，其培训目标不光只重视单一能力的培训。课程目标呈现多元化、个性化，针对各个岗位要求及其学员特点设定相应最终标准，注重培养学生解决问题的能力和创新能力，课程目标更加体现实用性。

2.课程内容多样化多元智能理论认为，个体的智能结构是多元的，每个个体均存在着八种智能。根据员工智能的特点，我们可以去伪存真，对传统的课程内容进行删减，并加入其他所缺失的多元化课程内容。企业员工可以根据不同智能发展的需要选择不同的课程内容，以达到更好的培训效果。

3.课程实施情景化多元智能课程真正做到了因材施教，讲授法不是主导教学方法。各种智能都有着多元化和个体化课程实施方法，以此来适应学生不同的智能结构。课程还将为学生创造各种智能环境，教师也将以“智能小组”方式上岗，从而促进多元智能课程的实施。

4.课程评价多元化在多元智能理论的课程评价中，呈现多元评价主体，包括酒店、顾客、培训师、同事及员工自我评价；评价内容全面化，打破以往以课程为总结性评分的特点，更注重课程结合工作的过程性评价；在评价方式上，改变以往以考试结果评价的片面化，还纳入表现性评价、真实性评价等方式的多元化评价体系。

三、基于多元智能理论的企业职业培训课程设计策略

1.基于多元智能理论的酒店类培训课程目标设定策略多元智能理论其特点主要是多元化与多样性。课程设计将以多元智能理论为指导，从全新的多元视角去探讨星级酒店类员工培训课程目标。酒店培训课程目标是针对其职工在从事的岗位上应具备的智能方面而提出的要求，是在培养上期望职工所达到的程度。课程设计者应当从职工需求出发，结合社会和企业的需要。以“整体和长期观”来设置课程目标，考虑员工的岗位变动及晋升渠道，既要满足其目前职业岗位要求，更要顾及到未来工作的需要。根据多元智能理论，如果员工中一种或两种智能要高于或突出于其他智能，因着重结合岗位需求发挥其所长，做到不同岗位和不同职工的“因智施教”。多元智能理论要求我们发挥其长项的同时，也要兼顾各智能的协调发展。设置培训目标应当深刻理解学以致用，重点突出员工解决实际问题的能力。

2.基于多元智能理论的酒店类培训课程内容的选择与组织策略由于星级饭店人员分工明确，管理职责清晰，在课程体系的建设方面要充分考虑到不同层面所需设置培训课程项目的不同。在战略方面，星级饭店需要大量职业化的管理人员与专业技术型人才，方能促进星级饭店的快速发展，因此职业化与专业性是这一层面需要重点关注的。在战术方面，星级饭店需要通过培养大量的关键性岗位员工，才能确保星级饭店经营管理的常态化，因此岗位模型是这一层面需要重点关注的。另外，这一层次的员工流动性大，更难评估培训效果。根据培训项目需求的不同，整理出5项培训项目，分别是新员工培训、岗位模型培训、通用素质培训、管理能力培训、专项能力培训（如表2～3所示）。企业通过提高员工技能，使其获得更多知识与能力，通过对员工智能的分类，采取因材施教的方法，为企业培育一批多技能员工，结合企业绩效发展机制，在员工晋升与发展方面提供有效支持。同时，可为企业的长期稳健发展奠定坚实的基础。

中小学人工智能课程篇10

0 引言

近年社会对计算机专业人才能力的要求越来越高，而学生所学与实际需求存在不少差距，高校计算机专业课程教学因而遭遇诟病。依托信息与网络技术支撑的大规模网络开放课程（massive online open course，MOOC）较好贯彻了以学为中心的理念，其翻转教学模式与灵活有效的交互极大提升了学习兴趣[1]。搭建MOOC平台的计算机技术既是技术基础，也是热门MOOC课程。在此浪潮下传统高校计算机专业的教学首当其冲受到冲击，遇到前所未有的挑战。纵观国际三大MOOC巨头的课程建设均始于计算机类专业课程，同时也是所占比例较大的课程系列，其中人工智能（Artificial Intelligence，AI）课程在Coursera、Udacity[1]两个平台上均是最早开设的课程之一。采用何种教学模式更适应社会对人才的需求呢？这是应对挑战的关键问题。

1 人工智能课程的课堂教学困境

人工智能是研究模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用的前沿交叉学科，涉及面广、研究性强，还不断产生新的理论和方法。课程难度大理论强实践难，也是公认难讲的课程之一，该课程具有如下特点：

1.1 先导课多，知识抽象，涉及面广，更新快

前期知识包括：数据结构、离散数学、程序设计、图像处理等。如果前期知识不扎实，很难理解内容并融会贯通。传统内容包括：知识表示和推理、搜索策略、模糊理论、神经网络、机器学习、专家系统、遗传算法等，涉及大量抽象理论和复杂算法。教材普遍特点是：内容滞后，枯燥深奥的理论和解决现实问题的实践联系不紧密。

1.2 研究性强

该领域很多内容仍是科研热点，并不断涌现出新的研究方向、新内容、新方法、新技术和新应用。

1.3 教学方式单调

技术和管理的局限也制约了教学方式，教学方式基本以教为中心，停留在讲授、问答等简单互动上，教学方法单一。很少能提供学生自学、讨论、合作和实践的一整套互动实践机会，难以真正体现以学为中心的理念。

1.4 学生缺乏兴趣

一方面，课程本身特点使得课程容易陷入枯燥的纸上谈兵的尴尬。另一方面，即将毕业的高年级本科生对未来规划明确，抽象的人工智能课程无论从职业发展还是继续深造对学生并没有立竿见影的效果，进一步拉低兴趣。此外，教材滞后，教学方法单一等也会影响兴趣。

如火如荼发展的MOOC的课程，尤其Udacity的课程设计之初就立足于解决实际问题的导向，做法上的独特之处成功吸引了大批学生。课堂教学中借鉴在MOOC上被证明有效的教学模式和方法，不啻为一种尝试，以期摆脱教学困境，提高学习兴趣，最终提升教学质量。

2 MOOC的教学模式

MOOC的教学模式分为三种：cMOOC、xMOOC 和 tMOOC[2]。早期的cMOOC的教学模式特点是学习者完全做主，但复杂的网络互动产生庞大而混杂的知识网，缺乏识别主次和归纳总结能力学生常因信息过载陷入茫然无措的境地。2011年Udacity 创始人之一在网上开设的“人工智能导论”课程改变了表现风格，把互联网作为教学媒体的呈现潜力发挥到极致，按知识点分割内容成短小视频，其间插入现场对问题的解决，突出了Udacity有别于传统教育机构及其先行者的地方：注重发现并解决问题。这就是xMOOC的教学模式，沿袭并创新了熟悉的学习风格，使得MOOC如鱼得水渐渐发展壮大。随着MOOC逐步成熟，为了适合具有专业基础的职业技能培训，发展培养针对具体任务的探究学习教学模式，即tMOOC模式，这是Udacity网站课程的另一个设计目标。表1显示了MOOC的三种模式的对比。

以Udacity的人工智能导论课程为例，只要高中毕业具有概率论和数理统计基础的学生就可以学习，该课程适合入门，但难度较低，内容较少。清华大学的马少平编写的人工智能教材是很多大学，包括我院人工智能课程的教材，清华大学的人工智能课程经过多年发展已经形成了一个系列教学资源库，包括教材、课程视频、教学课件、作业及答案和实验设计等。根据Udacity网站的人工智能导论课程的展示，表2从几方面对比了Udacity人工智能课程与清华大学马少平版的人工智能课程情况：

从表2可以发现Udacity的人工智能视频采用了按知识块分割成短小视频，在期间和完毕之后都准备了测试，细节上体现了以学为主的理念。纵观类似人工智能的国家精品课程[3]，学习资源多为文本类，重用难，对教学重难点没有拓展和转化。这种以内容共享为中心的呈现模式，缺乏与学习者充分交互，难以体现以学为中心的教学理念。

在MOOC的教学设计中，调动学习者极大热情的是翻转课堂，在学习环境中引入了自主协作[4-5]，在交流机制中融入了多元互动，给学习者带来积极、主动、高效的学习，翻转课堂和传统课堂的区别如表3所示：

3 MOOC的教学模式对人工智能课堂教学的启示

3.1 教学内容的优化与调整

MOOC的教学通过把理论抽象的知识点分割成小段录制的微课视频，时长不超过15分钟，内容衔接处具有一定交互性，讲解形象化，提供给学生反复观看，这种用技术处理分解知识点和把难点从抽象变成具象的过程降低了理解难度。

课堂教学也可以通过分而治之的方式对教学内容优化调整。人工智能涉及内容与范围多而杂，作为入门课程并不要面面俱到，根据学生层次，可以区分重点掌握和一般介绍的内容，以点带面铺开，因此，根据学生特点，把成熟的基础理论和这些理论的实际应用整合，辅以其他新技术的穿插介绍，主要分三块：

①人工智能的概念和发展，熟悉人工智能的研究和应用领域；

②人工智能的基本技术，包括知识表示，逻辑推理、搜索策略、模糊理论等；

③涉及现实应用，如：机器学习，模式识别，自然语言理解，智能控制等。

为了反映人工智能领域最新进展，教师还可以收集学生感兴趣的最新成果专题信息，及时更新、调整教学内容，通过与实际更紧密的融合接轨，对课堂上没时间介绍而又较热点的新知识，通过提供方向和资料解决，注重提高兴趣的同时，也展示出课程学科特点、主流技术及发展趋势。

3.2 紧密结合实际

Udacity的开设之初的目的就是学习为了解决现实问题，其人工智能课程设计也不例外，包含有实际遇到问题的解决，这种立竿见影的好处就是极大激发了兴趣。

考虑到高年级学生对解决实际问题技术的兴趣远远大于技术理论等细节，不想花太多时间去理解复杂而难以看到实践效果的理论上，更想通过实际体验解决问题增强成就感。教学内容的设计尤其紧密结合实际运用。

传统人工智能讲授通过实例解答或推证式讲述理论，如知识表示和搜索推理技术，该部分理论强，应用实例少，往往学生感觉枯燥乏味，教师也感觉晦涩抽象，学生对所讲内容基本靠死记方法和步骤，这种僵化的教与学影响了教学效果。

因此，设计教学时尤其注重内容的实用性。除了讲授至今仍沿用和有效的基本原理和方法外，引入近年发展起来的方法和技术，如智能算法等，对这些内容重点在技术的具体实现上，强调与实际的融合贯通。教学过程中加入与课程内容对应又可以用计算机实现的试用内容。如模式识别应用于手写数字识别，通过仿真软件模拟实现算法，获得立竿见影的效果体验，加深对算法的认识，引起学生浓厚的兴趣。同时也对某些很有发展前景的技术兴趣导入，如目前人工智能研究侧重人类理性逻辑功能的模拟，而如果把情感智能考虑进去，才更有人性化的智能决策。这就是经过了将近20年发展的情感计算，随着可穿戴技术渐渐渗透进生活，引起更多关注，这些接地气的内容提升了兴趣。

3.3 实践能力的培养

Udacity 创始人史蒂芬斯博士的说过，“即使是最好的大学，其计算机课程所传授的技能也是浮于理论的”。学习的目的是为了解决实际问题，带着问题学习和思考，有利于主动学习的激发。这些方面，可以参考Udacity人工智能课程的实验内容修正。强调学习是为了解决实际问题服务的目标。

3.4 教学模式及教学方法的变化

3.4.1 实例教学法

人工智能内容的抽象性决定了知识点的难度，Udacity人工智能课程教学中尽量把难懂的知识点结合现实中有趣实例，通过感性体验提高理性理解，让学生容易接受。笔者进行了一些化难为易的尝试：如利用汉诺塔问题讲解状态空间的知识表示，通过野人过河的游戏程序步步领会理论精髓；结合下棋软件体验模拟人脑思考的计算机博弈的极大极小搜索思路，这些实例教学激起了兴趣，扩展了学生思路，拓宽了视野。

3.4.2 翻转教学法

整门课程录制课程小视频还有一定难度，作为尝试，选择少量知识点录制视频进行翻转教学。如抽象的理论部分，借鉴网上已有视频资源融入教学过程，分解知识点破解难点，形象化与短时间的重复讲解，增加学生对抽象内容的理解，期间穿插核查对理解内容的核查，并留出思考时间，强化学习效果。

3.4.3 交互环境的营造，辅助教学过程完善

1）基于联通主义的学习交互[6-7]

在MOOC课程中，提供在线交流论坛，学习者建立课程组，学习组等方式交流，这种教与学、学与学的交互不但是网状进行的，而且是即时的。学生将互动产生的内容作为学习的中心，通过学习者不同认识的交互，建立新的认知结构，拓宽了视野，更有利于问题的有效解决。这种互动交流分成三种形式：

①教师对统一回答提问集中且意义较大的疑难问题；

②学习者分享学习感悟；

③学生间交流带来不同认知的碰撞。

以上三种情况的互动在课堂教学中也可以运用于课堂教学：及时分析整理共同问题，集中回复；课堂教学的互动除了课堂上及时了解学生反馈的互动，还有对解决问题的互动。课下互动可以利用学者网建立课程组，提供了较好的师生交流形式与效果，同时利用学习组在小组中分享互助，小组成员的交流引起认知碰撞，这种实际参与的体验加深了理解，并巩固学到内容，这些资料的逐渐积累还可以复用。

2）基于行为主义的学习反馈[8]

MOOC 遵循了程序教学的一般原则，尤其注重学生反馈，像游戏一样关卡设置让整个过程充满挑战性，一些机器评分实现了及时学习反馈，摆脱了单向提供课程资源的弊端。课堂教学可以借鉴这种借助技术手段互动了解学生学习的情况，促使有意义学习的发生。

4 教学改革的实施

利用以上措施在《人工智能》课程的教学中实践，通过在xMOOC教学模式中部分适当内容引入翻转教学法与利用学者网的课程交互，探索提高兴趣，促进理论与实践的融合，促进有意义学习的发生，提高学生实践能力的途径。通过观察，调查与访谈等方式，了解学生在该教学模式中兴趣与能力改善状况，同时研究教师教学法转变与教学水平变化的关系，根据追踪研究效果，发现这种改善调动了学习兴趣，促进了教学效果。实践中通过建立实验组（班）与对照组（班）、评价教学模式和教学效果等因素，不断总结、修正和完善，期望建立适应当前形势与环境的有效的该课程的教学模式与教学方法。

5 结束语

笔者结合人工智能课程的教学实践，针对本科高年级的教学特点和人工智能课程学科特点，提出在设计人工智能教学时，通过MOOC的教学模式和教学方法完善课堂教学，注重内容的实用性和新颖性，适当穿插新方向的内容，目标是将难学、枯燥、难理解的问题，变得易学、有趣、易理解。从学生反馈来看，这些方法起到了积极的实际效果，有效地提高了学习积极性。

【参考文献】

[1]udacity的人工智能导论课程网[EB/OL].https：///course/cs271.

[2]王萍.大规模在线开放课程的新发展与应用：从cMOOC 到xMOOC[J].现代远程教育研究，2013（03）：13-19.

[3]国家精品课程资源网[DB/OL].[2013-04-22].http：//.

[4]徐明，龙军.基于 MOOC 理念的网络信息安全系列课程教学改革[J].高等教育研究学报，2013，36（03）.

[5]王文礼.MOOC 的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，2013（2）：53-57.

中小学人工智能课程篇11

1956年，在美国Dartmouth大学，由数学家J.McCarthy和他的三位朋友M.Minsky、N.Lochester和C.Shannon共同发起一个历时两个月的夏季学术讨论班，他们在此讨论班上第一次正式使用了人工智能(Artificial Intelligence)这一术语。人工智能是一门多学科交叉的课程，涉及计算机科学、数学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学及语言学等多个学科，是新理论和新技术不断出现的综合性学科。当前，人工智能领域加强了从人类智能与生命现象中汲取养分的趋势，加快了向分布式系统与复杂系统靠拢的步伐，智能化的应用更为深入，影响更为广泛，其发展已对人类的经济、社会、文化等方面产生了深远影响[1]。

1人工智能导论课程特点

人工智能导论是人工智能领域的引导性课程，介绍人工智能的基本理论、方法和技术，目的是使学生了解和掌握人工智能的基本概念和方法，为进一步学习奠定基础。人工智能是计算机科学与技术学科一门重要的基础课程，需要相关课程作支撑。离散数学、概率论与数理统计等课程是其数学基础，数据结构、程序设计基础、算法分析与设计等课程则为人工智能中知识表示、逻辑推理和问题求解提供了设计与实现手段。与其他软件课程相比，人工智能课程有鲜明的特点，主要表现在思想方法上强调启发性、算法上强调不确定性。同时，由于人工智能是一个新思想和新技术层出不穷的开拓性领域，因此其对学生的训练是鼓励创新的，具有其他课程不可替代的作用。

人工智能导论是计算机相关专业的必修课，在许多信息类相关的本科教学中也有开设，一般开设在第六或者第七学期。我国目前本科教育的定位是专才教育，培养某方面的专业人才。完成公共基础课程和部分专业基础课程的学习之后，本科高年级学生应该了解本专业的应用领域和发展前景，因此在教学过程中要注意内容的专业性和应用性。由于本科阶段学生缺乏科研意识，初步的科研训练设置在第八学期，即所有课程学习完毕之后的毕业设计，而人工智能课程强调科研性，因此教学难度较大，由此带来的最直接后果就是学生学习兴趣不高。同时，对有志于读研的学生而言，本科阶段的学业也是研究生教育的起点，在教学过程中要适时的进行科研引导，提升学生对科学研究的兴趣，为研究生阶段打下基础。可见，圆满完成人工智能导论课程这一教学任务是重要且极具挑战性的。

2教学内容安排

人工智能的研究和应用领域非常广泛，包括问题求解、机器学习、自然语言理解、专家系统、模式识别、计算机视觉、机器人学、搏弈、计算智能、人工生命自动定理证明、自动程序设计、智能控制、智能检索、智能调度与指挥、智能决策支持系统、人工神经网络、数据挖掘和知识发现等。人工智能导论旨在为这些具体领域的研究提供引导和基础保障。

人工智能导论课程涵盖内容较多，因此需要明确“精讲”和“泛讲”的内容，以使教师和学生在教学活动中都有所侧重。当然，首先应和学生说明，泛讲并不代表内容不重要，只是由于课程性质和课时的关系，暂时不作深入探讨。日后如有需要，可在此基础上进一步学习和研究。结合当前人工智能学科的发展状况，根据教学大纲和作者的教学经验，对人工智能导论课程教学内容的精讲和泛讲安排如表1所示。

3提升学生学习兴趣的教学方法

3.1穿插背景故事

为激发学习积极性，针对学生喜欢听奇闻轶事、想象力丰富的心理特点，通过讲述一些与教学内容有关的故事或者趣事来吸引其注意力，辅助思维并丰富联想，使学生在愉悦中完成学习[2]。下面列举几个我们在课程教学中用到的背景故事，通过这些故事，不但传授了知识，也活跃了课堂气氛。

1) 人类智能的计算机模拟与人机大战。

讲授人类智能的计算机模拟时，可以给学生简述一下IBM公司的超级电脑和国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫之间的人机大战，以促进学生对人类智能和人工智能的进一步思考。北京时间1997年5月12日凌晨4点50分，在美国纽约公平大厦，当IBM公司的“深蓝”超级电脑将棋盘上的一个兵走到C4的位置上时，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫对“深蓝”的人机大战落下帷幕，“深蓝” 以3.5U2.5的总比分战胜卡斯帕罗夫。2003年1月26日至2月7日，卡斯帕罗夫与深蓝的升级版“小深”又进行了一场人机大战，先后进行了6局比赛，最终卡斯帕罗夫以1胜1负4平的结果和“小深”握手言和。这也表明了人工智能和人类智能之间的较量还将持续下去。

2) 问题规约法与老和尚说教。

问题规约法是从要解决的问题出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直到最后把初始问题归约为一个本原问题集合。本原问题指不能再分解或变换且直接可解的子问题。可见，问题规约的本质是递归的思想。此时，可以给学生简述我们小时候就听说过的老和尚说教的故事，即“从前有座山，山上有座庙，庙里有个老和尚，老和尚对小和尚说，从前有座山……”。

3) 模糊理论与秃头悖论。

模糊推理是一种重要的不确定性推理方式，是指基于模糊理论进行的推理。讲授模糊理论时，可以先讲一下秃头悖论让学生讨论。一个人有10万根头发，肯定不能算秃头，不是秃头的人，掉了一头发，仍然不是秃头，按照这个道理，让一个不是秃头的人一根一根地减少头发，就得出一条结论，即没有一根头发的光头也不是秃头！秃头悖论的出现源于在严格的逻辑推理中使用了“秃头”这一模糊概念，因此需要以模糊逻辑代替传统的二值逻辑解决该问题。

3.2课堂辩论和多媒体教学

人工智能从其诞生之日起就充满争议，各种学派的争论使得人工智能的发展更趋完善，加快了其纵深发展。目前，人工智能的争论主要有两方面，即研究方法的争论和技术路线的争论。前者争论的主要问题有人工智能是否得模拟人的智能；对结构模拟和行为模拟是否可以分离研究；对感知、思维和行为是否可分离研究；对认知与学习以及逻辑思维和形象思维等问题是否可以分离研究；是否有必要建立人工智能的统一理论体系。后者争论的主要问题是沿着什么样的技术路线和策略来发展人工智能。

在课堂教学中，可以充分利用人工智能中存在的争论较多这一特点，针对相关议题组织课堂辩论，如可用议题“机器的反叛――机器的智能会超越人类吗？”。让学生在图书馆或者从网上查阅相关资料，明确自己的论点并准备证据材料，并在课堂上进行辩论。这类辩论无所谓输赢，旨在通过这种活动，增进学生思考[3]。教学中，还可以充分利用多媒体教学的特点，如让学生观摩电影《终结者》系列、《人工智能》、《黑客帝国》等，增强学生对人工智能的直观感受，提高课堂教学效果[4]。

3.3应用实例分析

普遍而言，本科学生对单纯的理论讲解不太感兴趣，因此在教学过程中，适当增加一些实验和设计，提高学生分析问题的能力和实际动手能力。比如，讲解知识的产生式表示法时，给出产生式的概念和基本表示形式之后，可以通过“野人与传教士过河”问题来说明产生式表示法的具体应用过程；讲解计算智能的进化计算部分时，给出进化算法的几种具体形式和算法流程之后，可以通过中国旅行商问题(CTSP)来说明算法求解问题的过程。教师在教学过程中，可以根据需要，选择一些合适的应用实例进行分析。通过这些实例，既能加深学生对知识的理解，又能增加学习的兴趣。下面给出两个实例的简单描述。

1) 产生式表示法求解“野人与传教士过河”问题。

问题：传教士和野人各N人过河，现只有一条船，传教士和野人都会划船，船一次只能载k人，船上野人多于传教士时野人就会吃掉传教士，问如何安全过河？(不失一般性，以N=3，k=2为例求解)。

求解简述：设综合数据库中状态用三元组(m, c, b)表示，其中m、c、b分别表示传教士、野人和船的数目，则有：

0≤m, c≤3, b ∈{0, 1}

以左岸为参照点，则初始状态和目标状态分别为(3，3，1)和(0，0，0)。据此，可以给出一条产生式规则如下：

IF (m, c, 1) THEN (m-1, c, 0)

以此类推，把所有可行的规则都求出之后，就可按照规则集和控制策略得到问题的解。

2) 遗传算法求解31个城市的CTSP问题[5]。

问题：给定有限个城市的集合C={c1,c2, …,cm}及每两个城市之间的距离矩阵D＝[dij]m×m，其中m∈N，dij=d(ci, cj)∈Z+，ci、 cj∈C，1≤i、j≤m，求出满足的城市序列cπ(1)、cπ(2)、…、cπ(m)，其中π(1)，π(2)，…，π(m)是1、2、…、m的一个全排列。我们以CTSP问题为例，即求解中国31个城市之间最短巡回路线的问题。

求解简述：路径表示直接使用城市在路径中的相对位置，如有编号分别为1、2、3、4、5的5个城市的一条路径4－1－2－5－3，用路径表示方法直接可写为(4 1 2 5 3)。适应度函数值用路径的实际长度表示。交叉算子采用次序杂交，即选择父体的两杂交点，交换相应的段，其它城市则保持在父体中的相应次序。变异算子采用倒位算子，即随机选择两个位置，然后将它们之间的城市反序。通过运用遗传算法求解，可得最优解为15 404 km，对应的巡回路线为“北京―呼和浩特―太原―石家庄―郑州―西安―银川―兰州―西宁―乌鲁木齐―拉萨―成都―昆明―贵阳―南宁―海口―广州―长沙―武汉―南昌―福州―台北―杭州―上海―南京―合肥―济南―天津―沈阳―长春―哈尔滨―北京”。实例讲解完成后，可要求学生采用相同或者不同的方案自己去实现一下问题的求解过程。

4结语

人工智能是计算机科学与技术专业的一门核心课程，同时也是一门交叉学科，涉及面广，理论性强，教学难度较大，学生的学习兴趣有待提高。本文作者根据自己在人工智能导论课程中的教学实践和课程特点，明确了教学中的精讲内容和泛讲内容，总结了三种提高学生学习兴趣的教学方法，并给出相应的实例说明，旨在为本门课程的教师提供教学参考。

参考文献：

[1] 蔡自兴,徐光v. 人工智能及其应用(本科生用书)[M]. 北京:清华大学出版社,2003:288-296.

[2] 薛占熬,齐歌,杜浩翠,等. 离散数学的课堂导入法研究[J]. 计算机教育,2010(8):95-99.

[3] 徐新黎,王万良,杨旭华. “人工智能导论”课程的教学与实践改革探索[J]. 计算机教育,2009(11):129-132.

[4] 李春贵,王萌,何春华. 基于案例教学的“人工智能”教学的实践与探索[J]. 计算机教育,2008(9):53-54.

[5] 杨利英,覃征,贺升平,等. 改进的演化近似算法求解TSP问题[J]. 微电子学与计算机,2004,21(6):126-128.

Teaching Methods for Promoting Learning Interests in Introduction to Artificial Intelligence

YANG Liying

(School of Computer Science, Xidian University, Xi’An 710071, China)

中小学人工智能课程篇12

0 引言

近年来，教育部将高等教育建设的重点之一放在提高本科教学质量上，推动高等教育内涵式发展，探索创新人才培养途径，大力推进培养模式改革。从智能科学与技术本科专业建立时，我们的培养初衷就是要培养掌握本领域理论基础和专门知识的工程应用型人才，发挥学院师资和实验教学的优势。近年来，学校推出了“卓越工程教育”的一系列举措，最近又推出了“精品本科教育”的一系列计划，提出创新高校与行业企业联合培养人才的机制，改革工程教育人才培养模式，提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力。为此，笔者从以下几个方面人手，探索提升智能科学与技术专业学生工程实践和创新能力的培养机制。

1 改革现有专业课程体系和人才培养模式

上海理工大学于2010年开始经教育部批准设立智能科学与技术本科工程类专业，并于当年招收第一批学生。该专业设在光电信息与计算机工程学院的控制科学与工程系下，依托上海理工大学光电信息与计算机工程学院的控制科学与工程系、计算机科学与工程系、测试与信息工程系、电气工程系和光电信息工程系的基础资源和师资，借助学院自动化仪表、光学工程等社会应用背景，培养智能测控、智能信息融合、智能信息管理等方面的工程应用型人才。要实行“卓越工程教育”和“精品本科教育”就必须尝试对现有专业课程体系进行改革。

1.1 改革现有专业课程体系

自设立智能科学与技术专业以来，学校每年都派教师参加全国智能科学技术教育暨教学学术研讨会。随着培养方向、培养目标和专业标准的日趋明确，培养计划每年都会进行适当的调整和完善。自2010年开始，光电信息与计算机工程学院根据学校“卓越工程教育”计划和“工程教育认证”计划，对现有培养计划和课程体系进行了改革，主要对专业课程体系做了较大的探索性尝试。智能科学与技术专业要求学生修满174学分（每个学分为16课时），其中通识教育课程为46.5学分，光电信息与计算机工程类学科基础课程为59.5学分，专业课程为60学分，任选课程为8学分。通识教育课程由学校统一规划，除政治、思想、道德、体育及人文等方面的教育外，还包括外语基础、电脑应用常识及计算机程序设计基础。学科基础课程由光电信息学院与计算机工程学院结合各本科专业的具体要求统一制订，主要包括数学基础类、工程设计基础类、电类基础课程、自动控制基础课程及计算机原理等。专业课程分为5个课程组，见表1。

专业课程组的第1模块为核心课程，共13学分，为学生必选课，主要包括智能科学导论、智能检测技术与系统、智能信息处理、机器人学和机器视觉技术及应用等。第2模块为重点课程，主要包括人工智能、模式识别、数字信号处理、计算机图形学、嵌入式系统、数据库基础及应用、自然语言理解和计算机网络与通信等课程，共1分，学生任选12学分。第3模块为实践课程，共2.5学分，为必选课，包括智能检测综合实践、机器视觉综合实践和智能信息处理实验。第4模块为拓展课程，主要包括VC程序设计、MATLAB仿真技术及应用、智能控制、智能决策支持系统、数据挖掘、DSP原理及应用、电磁兼容理论及应用、虚拟现实技术、图像分析和现代控制理论等，共24学分，学生任选4.5学分。第5模块为实习和毕业设计，各14学分，为必选项目，要求本专业的学生对“智能科学与技术”相关的专业基础理论和技术有一个全面的掌握。学院在确定核心课程时更注重课程的实用性并考虑了学生在选择专业方向时的知识覆盖面。

1.2 探索人才培养模式

上海理工大学一年级的学生在基础学院进行通识教育课程的学习。一年学习结束后选择专业，然后进入各学院进行专业学习。同样智能科学与技术专业的学生从二年级开始进入光电信息与计算机工程学院进行专业阶段的学习，目前在学院学习的是2010级和201l级学生，其中2010级有17名学生，2011级有58名学生。学院为每个学生分配一个教师作为学士导师（也可以双向选择），承担该学生今后3年的学业指导，主要在学习、科研、创新、实践、就业和学业规划等方面给予学生具体指导，并形成导师负责制，学院每年会给学士导师一定的教学工作量。从2010年开始至今，学士导师制的内涵在不断地丰富和完善，许多学生与其学士导师之间建立了互动的常态，学士导师定期与学生沟通，大部分学士导师会将个人的科研项目让学生参与进行学习和锻炼，在学生的学习、学业规划、申请学校和上海市大学生创新项目、实习、考研、出国学习和就业等方面；学士导师都会给予一定的指导和帮助。实践证明，这种改革已经取得了一定的成果。

2 专业课程教学与工程实践融合

上海理工大学是以工程应用见长的工科院校，而光电信息与计算机工程学院更是如此。因此，专业方向和培养目标的定位是很明确的，就是要培养智能测控、智能信息融合、智能信息管理等方面的工程应用型人才，力求在专业课学习时，让学生做到融会贯通、综合应用。学院每个本科专业都有一个承担其专业教学的知识传授团队，学院每年都会向团队投入一定经费用于提高本科教学质量。智能科学与技术专业知识传授团队经过教学总结，提出并实施了“课内外一体化的专业课程教学”和“专业课程教学中引人工程实践思想”的教学思想。

2.1 课内外一体化的专业课程教学突出“实践性”

在专业课教学时，我们发现一个现象，就是如果只靠“课堂教学、课后作业”的教学模式，很难激起教师和学生的教和学的积极性，大部分学生并不会在课后深入消化教学内容，可是很多专业课程却有着很强的“实践性”，因此，智能科学与技术专业知识传授团队在专业课教学时，适当选取理论和实际应用结合较强的内容，要求学生在课后完成，并在课内进行交流。这样做可以提高学生课外自主学习的积极性和学习效率，也可以充分发挥学士导师制的优势。例如，在讲授计算机控制技术课程时，将数控系统中用于直线和圆弧加工的直线插补和圆弧插补算法，让学生用程序设计的方法动态地仿真这一过程，开始有些学生可能觉得有点难，但经过一段时间后，学生们都给出了出色的成果。在课堂交流时，有的学生在Visual 环境下用C++语言实现，有的用Visual Basic语言实现，也有的用MATLAB GUI实现，充分发挥了各自的特长，体现了学生的学习积极性，很好地实现了教学互动。这要求教师在课堂上把教学内容彻底讲透，而学生在课外要投注大量的心血。实践证明，这种教学方式更能提高学生的学习兴趣，得到更好的教学效果，在这个过程中，不仅提高了学生综合知识和贯通知识的能力，而且提高了学生相互学习和独立解决问题的能力。

2.2 专业课程教学中引入工程实践思想

智能科学与技术是面向前沿高新技术的基础性本科专业，覆盖面很广。智能科学与技术已成为自动化工程、机电工程和计算机工程等方面的核心内容，智能技术及其应用已成为IT行业创新的重要增长点，有着较强的工程性和实践性。因此，我们培养的学生是高新技术研究及其产业发展急需的人才，只有加强理论教学和工程实践教学并重的培养模式，才能使这些学生作为人才参与到传统产业的改造和提升中，并起到积极的作用。

专业课程授课教师不仅要具备本专业领域的理论知识，还应具备一定的工程实践经验，这就要求教师要不断地学习，关注专业领域专业技术的发展和应用。在专业课程的教学中，必然会将自己做过的工程项目案例、工程项目设计思想和一些新技术引进教学中。智能科学与技术专业知识传授团队的9个教师，都是35岁以上的中青年教师，有着丰富的科学研究和工程实践能力，教学传授团队每隔一定的时间会进行教研活动，探讨和交流适合工程实践教学的专业课程的教学方法，提出必须在教学中将工程实践思想与课程内容有效地结合，将教师的科研成果、科研方法和设计思路融合到教学中，让学生了解与课程内容相关的科研项目及工程技术问题，吸引学生产生进一步了解的好奇心，从而会在课外投人时间和精力去学习和思考。

3 构建基于课内外一体化的创新实践教学体系

构建较完备的实践教学体系（专业学习阶段）有助于培养工程应用型人才。我们的实践教学体系已经做到课内外教学相互渗透，主要包括课内实验、课内外一体化的专业课程教学实践、融入工程实践思想的专业课程教学、实践课程、课外创新项目实践、第7学期的实习以及第8学期的毕业设计。下面主要对后4项实践内容做些说明。

3.1 实践课程

目前培养计划中的实践课程模块包括智能信息处理实验、智能检测综合实践和机器视觉综合实践3个部分，第1部分放在第6学期与智能信息处理课程同时进行，后2个部分放在短学期5，也就是在所有专业课程结束后（第6学期）的几周。实践课程的设置充分考虑了专业定位和培养方向，是要加强核心课程和重点课程的学习和实践，向工程实践靠拢。实践课程的内容都是智能科学与技术知识传授团队根据专业培养方向，精心讨论而定下的包括硬件、软件及多种平台交互的综合设计。有工程实践经验丰富的教师担任主讲和实施，指导学生完成项目设计和实现。学生可以自行结合分组，也可以个人实施项目设计，项目完成后，学生要进行答辩交流并提交设计报告。

实践课程的认真实施达到了以下目的：①将智能工程实践引入课堂，学生直接参与工程项目的设计和实现，深化了某些专业理论、工具的使用和分析，激发了学生的学习研究兴趣；②提高了工程实践技能，开阔了专业视野；③学生在协作交流的条件下学习、设计项目，发挥各自的长处，全面提高了自身的职业表达能力和团队协作精神；④学会了项目设计的全局观，提升了分析问题和解决问题的能力；⑤增强了学生综合运用、分析和归纳相关专业知识的能力。

3.2 课外创新项目实践

课外创新项目实践主要包括大学生创新项目实践和各类竞赛实践等，这两项已经成为学生课外常态化的创新实践项目。

自2010年该专业成立以来，就鼓励学生积极参与课外创新项目的申请。由于学生在专业课学习期间已经大量地接触到了工程实践思想的熏陶和专业课课外实践的锻炼，有了一定的申请创新项目的积极性，加上自进人专业课学习后由于学生与其学士导师有了充分的沟通与协作，学生在选题、选择指导教师、项目实施方案、关键技术和经费申请等方面都会听取其学士导师的指导意见。因此，不管是学校的大学生创新项目还是上海市的大学生创新项目的申请，获得批准立项的成功率很高，2010级智能科学与技术专业的学生在2011年10月申请获批的上海市大学生创新项目有7个，2011级智能科学与技术专业的学生2012年10月申请获批的上海市大学生创新项目9个，2013年4月申请获批的上海理工大学大学生创新项目14个。2010级学生的参与率达100%，2011级学生的参与率达90%。2012年，智能科学与技术专业知识传授团队被评为2012年上海理工大学唯一一个创新优秀指导教师团队。

竞赛实践的组队分为系层面和学士导师组队两种形式。目前控制科学与工程系有智能科学与技术和自动化两个本科专业，系层面组队的生源来自本系的各专业，并指派指导教师；学士导师组队的生源来自本专业。组织参加的竞赛主要有全国“电脑鼠走迷宫”竞赛、中国机器人大奖赛暨Robocup公开赛和“华为杯全国大学生智能设计竞赛”等。在竞赛等级的选择、竞赛项目的选择、竞赛经费的支持、参与学生的比例和指导教师的配备等方面，还有待提高。今后在创新项目立项时应考虑与竞赛项目很好地结合，有利于提升竞赛项目的质量和竞争。

3.3 将以往第7学期的理论教学改为实习

借鉴德国工程型人才培养方法，以学生个性发展为出发点，以强化创新实践能力培养为重点，按照“分层次、多模块、加强综合实践、发展专业特色”的教学改革思路，优化课程体系，将以往的第7学期以理论教学为主改为以实践为主的实习。实习有多种形式，学生可以选择到学院提供的校企合作单位实习，可以自己找合适的实习单位，可以做上海市大学生创新项目，也可以做自己立项的课题或作为主要参赛选手参与各类大奖赛项目。学院为实习指定了很严格的评审、监督和总结制度以保证实习工作的顺利开展。对学生选择实习方式有专门的审批程序，就是学生学士导师专业负责人学院评审小组。由学士导师全程负责掌握学生的实习进程，如果学生在企业实习，学士导师必须有去实习现场了解学生实习状况并与企业导师沟通的经历。14周实习结束后，每个学生须提交实结报告，开展实结和交流。

2013年是学院首次实行第7学期以锻炼学生工程实践能力为主的实习，各项工作已展开，具体工作安排已落实到专业负责人和学士导师身上，实行学士导师负责制，不管学生选择的是何种实习方式，学士导师都要全程关心其所带学生的实习情况。

3.4 毕业设计

毕业设计是本科教学的最后一个综合实践环节，是对学生4年学习情况的一个反映，也是对本科教学工作的一个检验。学院一直非常重视毕业设计及其相关制度的建立，并已经建立了一套适用于毕业设计立题、选题、中期检查、答辩的完善制度。

（1）立题。专门设计了一套用于网上立题、审题和选题的软件系统，分为管理员、教师通道和学生通道3个人口。在第7学期中期，按本科专业划分教师进行网上立题；将课题的简介、内容等录入网上系统，等待课题审核小组的评审意见，如果返回“不合适”或“需修改”等意见，教师就要按修改意见进行修改直到通过审核。立题完成后，指导教师提交毕业设计任务书。

（2）双向选题。选题分为学生选题和教师选学生两个步骤，故名“双向选择”。学生可以按志愿选择3个题目，教师根据分配的人数选择学生，双向选择不成功的则按专业统一安排，这些学生还有一次更改课题的机会，可以与指导教师协商选择自己感兴趣方向的题目。有些学生也可以选择在实习单位做毕业设计，但必须有实习单位出具的书面立题报告且配备指导人员。

（3）中期检查。毕业设计中期有一个中期检查，指导教师提交中期检查表，反映学生实施课题的工作态度、进展和存在的问题。学生提交中期报告，反映其完成课题的具体进展和指导教师对其指导的情况。学院有一个中期检查抽查制度，被抽中的学生与其指导教师一起参加由毕业设计督导小组主持的中期检查汇报会议，督导小组评审未通过的会收到警告，要求必须参加大组答辩。

（4）答辩。毕业设计答辩按专业分为小组答辩和大组答辩。一个本科专业的答辩可以由若干个小组和一个大组构成，先进行小组答辩再进行大组答辩。报优秀的、中期检查不合格的或小组答辩有异议的学生则参加大组答辩。

正是有了这一整套完善的制度，毕业设计整体质量得到了保证。

4 实验室建设

以专业核心课程建设为主线，夯实专业办学条件基础，充分利用学院现有的实验设备。学院目前实验室资源较充足，已经具备一套完整的光电、信息、计算机应用、电力、电子、电器、自动化仪表、自动控制等实验室。先期建设智能科学与技术实验室，主要为智能科学与技术专业课程提供实验支持。本着人才培养需要、特别是实践能力和创新能力的培养要求，进行合理的规划，充分利用，使其发挥效益，使专业人才培养的基础设施完备、良好，达到与产业界衔接的水平。先期以机器视觉和智能检测为主要实验建设内容，可开展尺寸测量、缺陷检测、模式识别、图像融合、目标跟踪、三维重构以及智能温度检测、智能压力检测、智能流量检测、智能物位检测和智能成分检测等多种综合性实验项目。我们重视针对现有实验设备的二次开发和创新实验项目的设计，目前，这些开发项目正在实施进行中。