“人工智能概论”通选课教学心得体会

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“人工智能概论”通选课教学心得体会

作者：张俊安 丁朝远 王勇

来源：《教育教学论坛》2020年第39期

[摘 要] 为提高“人工智能概论”通选课程的教学效果，根据大一年级学生零基础、专业背景复杂的特点，结合教学实践，从流派框架讲授、重点概念讲授、与学生专业结合、与思政教育结合四个方面详细阐述了施教策略。本文还简单介绍了学生的学习效果情况。本文所给出经验、思考和总结对类似的教学情况一定的借鉴意义。 [关键词] 人工智能概论;教學总结;教学策略;通识教育

[基金项目] 重庆市高等教育教学改革重点项目“产教融合开展智能产业人才培养模式改革研究与实践”（182021）;重庆市科技局项目（cstc2018jszx-cyztzx0206）

[作者简介] 张俊安（1981—），男，陕西人，博士，重庆理工大学两江人工智能学院副教授（通信作者），研究方向为智能硬件和集成电路。

[中图分类号] G642 ; ;[文献标识码] A ; ;[文章编号] 1674-9324（2020）39-0219-02 ; ;[收稿日期] 2020-03-26 一、引言

人工智能是计算机科学、控制论、信息论、神经生理、心理学、语言学和数学等诸多学科相互交叉、相互渗透而发展起来的一门新兴前沿学科。其研究与应用在全球范围内引起高度重视，被誉为下一代工业革命的突破方向之一。国际上有美国、欧盟、日本等都出台了相应的支持和规划来扶持和促进人工智能的应用和发展。我国2017年7月国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，随后在2018年政府工作报告中也明确提出要“加强新一代人工智能研发应用”，让人工智能技术称为未来大国之间形成积累竞争的战略制高点。在应用上人工智能已经逐渐渗透到各个学科，使得“人工智能+”成为提升这些学科高速发展的新助力。作者所在的重庆理工大学是一所以理工科为主的地方重点院校，为了让学生在本科阶段尽早接触人工智能的相关知识和思想，将“人工智能+”印入学生的头脑，以便在后续的学习中将自己的专业与人工智能思想找到更多的结合点，为以后的学习、研究和职业生涯服务。因此学校将《人工智能概论》设置为大一上半学期的必选通识课程。由于《人工智能概论》课程本身涉及的知识范围广、有一定深度、概念抽象[1-6]，如何面对大一年级新生开展人工智能教育对专业教师来说是一个巨大的挑战。 二、课程安排情况






《人工智能概论》通选课一共安排16课时，每2课时一个专题，一共讲8个专题。教材采用李德毅院士编著的面向非计算机专业的《人工智能导论》（中国科学技术出版社，2018年）。由于课程是全校通选课，各个专业的学生都有，而且是大一年级新生，高等数学、程序设计之类的课程都没有学过，基础几乎为零。从专业基础来看，教学效果可能堪忧。但是正因为是大一年级，所有的学生的学习兴趣和学习热情非常高，每个人都对大学生活充满憧憬，在这个时候只要教学手段得当，会强烈激发学生对人工智能这一学科的兴趣，起到非常好的学习效果，甚至会成为个人以后从事人工智能研究的起点。因此，能否上好这门课，教师的责任非常重大。

三、课程的施教策略

针对学生零基础、专业背景复杂的实际情况，在教学中采用了如下四条策略。

人工智能的流派和体系框架必须讲清楚。用讲授、启发和讨论的形式让学生了解人工智能各个流派的起源、内涵、特点和发展。这一部分的内容属于第一讲绪论里面的内容，但是却是整本书的提纲，以后每讲到一个专题时，都要归结到某个流派。把这一节讲透彻可以让学生在头脑建立起人工智能整个学科的框架。由于这些内容不涉及任何数学、算法之类的细节，反而是哲学、历史方面的知识比较多。作者在实际教学中发现，学生对连接主义的“缸中之脑”、符号注意的“中文屋”、“图灵测试”以及行为主义中的各种哲学悖论等等内容都非常感兴趣，往往会形成激烈的讨论。只要教师稍加引导，学生会在下面查阅大量的资料来搞清楚各种来龙去脉，形成深刻印象。

每一个专题中的重要概念和术语必须花大力气讲述清楚。因为本课程毕竟是一门大学本科课程，与中小学体验式的人工智能教学不同，基本的概念、术语必须清晰的牢记在学生脑中，而且要理解概念的意义。实现的细节可以多用一些类比、比喻的讲法，避免用到太多学术术语和公式推导。有时候可以用一些网络微课、动画资源，来做生动展示。

人工智能的各种应用点要注意和学生的专业结合。人工智能和各个学科的联系需要准备大量的备选案例来做展示和讲解。例如在给经济金融类专业的学生授课时，在讲到自然语言处理专题时，会讲到银行和金融机构中大量采用人工智能客服机器人代替人类客服的情况，让学生在日常生活中可以注意和体验两者的不同。在给物流工程专业的学生授课时，在讲到智能机器人专题时，会播放京东、阿里的“无人货场”的视频，机器分拣、机器人找货的速度和效率给学生造成了巨大的震撼。在给车辆工程专业学生授课时，在讲到计算机视觉专题时，用到特斯拉无人驾驶的视频，给学生展示未来汽车与人工智能技术的深度融合。总之，要让学生感觉到本课程与自己专业的相关性非常大，对这门课产生要学好的欲望。

在课程讲授中要融入一些思政教育。我国在人工智能领域有一些非常具有竞争力的企业和著名科学家。如在讲到自然语言处理时，会讲到在MIT的机器阅读理解测试中，中国公司开发的算法长期包揽前几名，科大讯飞公司在语音识别和实时翻译领域处于国际领先地位等等，






这些课程思政元素可以树立学生的民族自尊心、自信心和自豪感，讲授恰当可以起到非常好的思政教育效果。 四、教学效果情况

在为期8周的教学过程中，所带的几个班级从学生匿名评教结果、课程组匿名问卷调查和学校督导组随机听课（并现场底下询问学生）几方面所反映的情况来看，绝大部分学生对本课程产生了较大的兴趣，认为收获很大或有所收获。大部分同学认为难度适中，有些同学反映个别章节难度比较大、听不懂。这些反馈已经在今后的课程组集体备课时可以进行分析和改进。 五、总结

本文对《人工智能概论》通选课本学期的教学情况进行和反思和总结。对本课程的施教策略从四个方面进行了详细阐述，对教学效果进行了简要介绍。由于本课程是第一年实行全校通选，在教学的很多方面还有很大的改进空间，本文的经验和总结仅供读者参考。 参考文献

[1]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）：129-132，126.

[2]马建斌.人工智能课程教学的探索与实践[J].河北农业大学学报，2011（3）：330-332. [3]纪霞，李龙澍.本科人工智能教学研究[J].科教文汇（上旬刊），2013（6）：91-92. [4]熊健，李家艳，桂冠.高校人工智能类课程教学探索与研究——以南京邮电大学为例[J].教育现代化，2019（30）：213-214，217.

[5]陈白帆.人工智能精品课程的创新性教学探索[J].计算机教育，2010（19）：27-31 [6]杜立智.人工智能教学难点剖析及经验总结[J].计算机时代，2018（10）：87-90，94.

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