《人工智能及應用》研究生重點課程建設與實踐

蔡艷寧　汪洪橋　范青剛　王忠（、火箭軍工程大學 理學院，陜西 西安 7005　、火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 7005）

《人工智能及應用》研究生重點課程建設與實踐

蔡艷寧1汪洪橋2范青剛1王忠1
（1、火箭軍工程大學 理學院，陜西 西安 7100252、火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 710025）

結合人工智能及應用課程的特點和我校研究生教學的實際需求，本文從教學團隊建設、教學內容優化、教學資源與條件建設等方面介紹了該門重點課程的建設情況。提出包括研究型教學、科研課題融入教學、培養學生科研思維等一系列的教改措施。

人工智能；教學改革；課程建設；研究生教學

自1985年我校開始招收計算機應用技術碩士生起，就開設人工智能相關課程。1992年起，開設“人工智能及應用”至今，是計算機科學與技術專業碩士研究生的一門專業基礎課。通過本課程的教學，可使研究生掌握現代人工智能基本概念和原理、知識的表示與推理方法、專家系統以及最新的機器學習、機器視覺等領域的基本技術和方法［1，2］。對提高用計算機技術解決實際問題的能力，以及從事計算機系統的應用和研究具有重要作用。該課程在多年的教學實踐中效果良好，但也存在以下問題：學生感到課程理論性太強，學習起來枯燥乏味；學習了理論之后不會解決實際問題；實踐環節沒有滲透科研思維［3-5］。為了優化該課程的教學效果，2015年學校將該課程確定為重點建設課程，經過將近一年的建設取得了一定的效果，下面將從教學團隊建設、教學內容優化、教學資源與條件建設等方面進行介紹。

一、課程建設思路

《人工智能及應用》是計算機科學與技術專業碩士研究生的一門專業基礎課。本門課的建設思路為：通過優化教學設計、教學內容、教學方法、考核方式等途徑從根本上提高本門課的授課質量；把科研課題融進教學當中，培養碩士生科學素養，使碩士生具備初步的科研能力，為碩士課題和論文的高質量完成儲備知識和思維方法；將優化后的授課內容及形式以電子資源的方式進行固化，方便推廣。

二、課程建設的主要內容

（一）教學團隊建設

培養了多名主講教員，均具有獨立承擔該課程理論和實踐教學的能力；也培養了幾名青年教員，可完成教學輔導工作，協助研究生完成課程之外的微課題；形成主講教員、輔導教員兩個層次的教學團隊，團結協作完成教學任務，已達到培養研究生用理論知識解決實際問題的能力。

（二）優化教學設計

通過該課程的建設和教學，使碩士生掌握人工智能理論知識的同時，能夠在思維能力、創新能力、利用所學知識解決實際問題的能力等方面得到鍛煉和提高。在教學上做到了形式科學、內容先進。教學中注重打牢理論基礎，強化人工智能理論知識、應用技術等教學內容，對基本概念、基本理論的分析必須科學、嚴密，培養碩士生的科學素養和創新精神。在學習人工智能基本理論的同時，關注了人工智能的最新發展，實時更新教學內容。在培養目標上強調能力培養和個性發展。在人工智能的知識表示、搜索與推理、計算智能等課程設計中，突出實際動手能力、知識綜合運用能力和創新能力的培養。教學中體現以人為本，結合專題討論、課程設計，鼓勵學有余力的碩士生進行更深層次的專題研討。

（三）優化教學內容和形式

該課程總學時為32學時，目前授課任務已完成，采取的主要方式為“理論講授+研討+驗證實驗+綜合設計+自學”。在教學內容設計上，以知識工程為主線，將知識表示、推理與搜索、計算智能、機器學習等內容化成相對獨立的專題，突出了基本概念和基本原理，同時教學內容中結合負責人自己的科研項目加入了教材中所沒有的新理論、新技術、新思想在目前的理論進展與應用。成績評定力爭全面、真實反映碩士生的學習情況，更要突出碩士生綜合運用知識的能力，成績評定主要包含驗證性實驗、綜合設計算法、科技論文寫作、討論發言等四方面情況。在教學實施中，注重理論聯系實際，將人工智能技術與工程應用實例結合。采用自修、討論、算法自主設計等多種教學形式，注重基本知識的掌握和能力培養。在現有教學內容基礎上，適時加入當前熱點研究內容，比如加入了最新一屆人工智能大會的相關成果，更新實驗方案，以反映本專業領域的前沿及最新科技成果。

（四）優化教學方法

1.教學中滲透科研思維

采取“理論講授+研討+驗證實驗+綜合設計+自學”相結合的方法，組織教學，主要教學實施手段包括理論課講授、課堂討論、驗證性實驗、課程綜合設計等。主要以人工智能技術與工程應用實例結合，注重碩士生基本知識的掌握和科研能力的培養。鼓勵碩士生在教員指導下發現科學問題，解決問題，優化和創新解決方法，力爭發表學術論文，初步掌握科技論文寫作和學術研究的基本方法。

2.把科研課題融進教學當中，培養碩士生科學素養

研究生的學習，重點在于培養學生解決實際應用問題的能力，為今后的工作打下良好基礎。參加科研實踐是學生學習的必經之路。該課程在授課過程中會結合負責人的科研項目，將項目中的典型問題及其相關解決方法以案例的形式融入到教學中。

三、課程建設成果的應用

（一）在課堂和實踐授課中開展了研究型教學

教材中對知識點的講解往往是直接理論，再給出一些簡單的應用實例。這使得研究生在學習理論知識的過程中往往與實踐脫節，學了理論不會解決實際問題，無法將所學應用于科研學術工作中。為此在課程建設的過程中，課題組深入研究了研究型教學法的本質和在教學過程中的實施方法，并在課堂和實踐教學環節中進行了開展，效果受到研究生的一致好評。在課堂教學中，基礎理論的講解采用問題驅動式，即先結合老師自己的科研工作給出一個具有實際意義的問題背景，然后針對該背景建立數學模型，再進行基本理論的推導，待理論部分解決，再用所學理論解決之前提出的實際問題，形成一個閉環，強化研究生的科研思維。

在實踐教學中，層次性的設置實驗內容：第一層次是基本算法的實現、第二層次是一個實例用不同方法實現、第三層次是一個實例用基本算法和自己改進的算法實現。在此基礎上，布置一些微課題供研究生自選，并形成學術論文和進行學術交流，為研究生將來學位論文的高質量完成打下基礎。

（二）培養了碩士研究生初步的科研能力

人工智能及應用課程最后的成績根據微課題的完成質量、學術論文的完成情況、學術交流的表現綜合評判。這一過程鍛煉了研究生以下幾種能力：發現科學問題的能力；針對實際問題建立模型并編程實現的能力；實際應用驅動下的理論創新能力；寫作能力和學術交流能力。研究生對該教學模式的滿意度100%，多名學生以微課題的學術論文為基礎，進行修改后達到公開發表水平。

四、結束語

研究生課程的重點建設是提高研究生教學質量，培養研究生科研能力的一項長期建設工程。對于人工智能及應用這樣的課程，在講授的內容上既要把握經典又要與時俱進；在實踐內容上既要注重研究生基本算法的實現能力培養，也要注重用所學理論知識解決實際問題的能力養成；在形式上既要抓住有限學時的課程教學也要引導研究生利用國內外經典的慕課和微課拓展知識的廣度和深度?；谝陨蠋c，課題組將繼續深入研究、不斷探索本門課程建設的新思路和新方法，使重點課程的建設得到進一步完善、提高。

［1］丁世飛.人工智能（第二版）［M］.北京：清華大學出版社，2015.

［2］史忠植.高級人工智能［M］.3版.北京：科學出版社，2011.

［3］譚月輝，王紅勝，齊劍鋒，等.研究生人工智能原理優質課建設與實踐［J］.計算機教育，2012（18）：35-37.

［4］謝榕，李霞.人工智能課程教學案例庫建設及案例教學實踐［J］.計算機教育，2014（10）：92-97.

［5］李瓊.人工智能課程教學創新實踐研究［J］.信息系統工程，2015 （12）：159.

According to the course characteristics of artificial intelligence and application and postgraduate teaching actual situation of our university，the construction of key courses are introduced from teaching resources and conditions construction，the teaching team construction and teaching content optimization.A series of teaching reform measures are put forward including research teaching，fusion of scientific research project and teaching，training of students'scientific research thinking and so on.

artificial intelligence；teaching reform；course reconstruction；graduate teaching

G643

A

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蔡艷寧（1980，02-），女，講師，博士，從事人工智能、機器學習、模式識別方向的研究。