關于人工智能時代的計算機程序設計教學初探

摘要：本文通過對人工智能語言特點進行分析，以人工智能時代大數據背景為基礎，對人工智能時代的計算機程序設計教學工作進行了有關探討。

關鍵詞：人工智能;計算機程序設計;教學

中圖分類號：G642;TP311.1-4文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）07-0004-01

Abstract：Based on the analysis of the characteristics of artificial intelligence language and the background of big data in the era of artificial intelligence， this paper discusses the teaching of computer programming in the era of artificial intelligence.

Key words：artificial intelligence;Computer programming;teaching

引言：人工智能正逐漸進入人們的日常生活，成為互聯網之后第四次工業革命的中堅力量。了解人工智能、學習人工智能應用對當前計算機程序設計十分重要。本文希望做到拋磚引玉，促進人工智能時代計算機程序設計教學的改革。

1人工智能時代，計算機程序設計背景

作為計算機科學的分支之一，人工智能領域的研究包括語言處理系統、自主學習系統、專家系統等諸多方面。當前人工智能技術的發展主要依賴于機器學習與大數據分析。換而言之，人工智能的發展就是在大數據基礎上開展機器自主學習。而計算機程序設計是由算法和數據結構組成的，因此，人工智能與計算機程序設計存在一定聯系。人工智能的發展必然離不開計算機程序設計。機器學習是讓計算機模擬人類的學習行為，自主獲取新的知識技能。該技術是人工智能的核心，實現該技術需要多種方法支持，比如集成學習、度量學習、強化學習等，其中大部分方法是由數據進行驅動，通過自主學習更好的分析數據、理解數據，挖掘數據背后的隱藏關系。深度學習是由神經網絡發展而來的，也包括許多種模型，比如卷積神經網絡模型、循環神經網絡模型等。大數據作為機器學習的基礎，要做到三點，1、數據量大2、數據到達速度快3、數據類別多。大數據不單單指數據量大，而是要在量大的基礎上開展機器學習，挖掘出數據中的隱藏價值，提升機器智能水平。機器學習在大數據的支撐下，會有很大的計算量，例如深度學習中需要進行深度學習的神經網絡可以達到上千層，為了提升學習效率，高性能多線程的計算機系統是必不可缺的，這也需要當今計算機硬件技術進行突破[1]。

2人工智能時代的計算機程序設計語言

在人工智能時代的背景下，計算機程序設計也應當盡量迎合人工智能時代的發展。很多語言都可以應用于人工智能的開發，但不是所有語言都能夠以最大效率對人工智能進行開發。Python，是人工智能領域使用最廣泛的編程語言之一，可以無縫的和其他AI算法一同使用。該語言作為腳本語言語法結構相對簡單，接近日常語言，因此可讀性較高，適用于作為計算機程序設計的入門語言。JAVA，作為一種面向對象的編程語言，也是進行AI項目的較好選擇，提供了內置的垃圾回收，主要用于AI項目上的高級功能。C++作為速度最快的面向對象語言，對于AI項目的建設十分重要，例如在智能搜索引擎中，可以廣泛使用該語言。Prolog，作為邏輯編程語言，可以提供模式匹配和基于樹的數據結構化機制，該機制能夠給AI項目建設提供較為良好的框架，對AI編程十分有利[2]。

3人工智能時代的計算機程序設計教學

3.1入門語言選擇。計算機程序設計一般是高等院校設立的教學內容，對于大學生來說，是一種較為新穎的學習內容，因此對于計算機程序設計的入門語言，應當選擇可以輕松上手，還能夠傳遞計算機程序設計的基本理念、培養學習興趣的編程語言。C語言作為最傳統的計算機編程語言，被廣泛作為高校計算機編程語言的入門語言，但容易使學生在學完之后沒有較高的性質，甚至產生畏懼心理。將Python為入門語言，能夠讓學生更為輕松的進入應用開發，作為入門語言基礎，在學習面向對象程序設計語言，應當更為有效[3]。

3.2編程環境。計算機程序設計的編程環境，應當選擇盡量友好、界面簡單、簡潔的工作配置環境。對于學生來說，學習JAVA語言需要做大量的環境配置，這對新手來說十分不友好。編程環境也要盡量應用高級程度的環境，在一個環境下完成多個編程周期的工作。編程環境也應當包含進可能多的常用開發包，Anaconda就擁有超過1000個數據科學軟件開發包。

3.3教學案例。如果計算機程序教學活動將重心過多的放在編程語言的語法結構上，就容易讓教學課堂變得枯燥，使學生丟失學習興趣。因此，傳統的計算機程序設計教材教學需要進行變動。教師在教學過程中應當結合實際開發項目進行拓展教學，教學所選用的案例可以是教師自己的研發項目，也可以是一些著名的開發案例，這樣可以讓學生從理論聯系實際，動手進行程序開發設計，培養學生的學習興趣。

3.4引入數學建模思想。作為一種數學思考方法，數學建模是通過運用數學語言抽象刻畫解決實際問題的數學手段，可以將實際問題用數據和簡便語言表示。這樣一些問題就可以變形成為圖論問題，因此，在進行圖論問題教學時，可以將數學建模的思維融入到教學過程中，通過具體的案例，讓學生建立相應的數學模型，再以此為基礎進行程序設計教學。

4結語

為了迎合人工智能時代的到來，計算機程序設計教學也應當作出相應改革，需要在先進的教育理論指導下，改變傳統的教學結構，發揮教師主導作用，同時培養學生學習興趣，提高編程能力，真正做到“教學并重”。

參考文獻：

[1]牟倫田.人工智能時代的計算機程序設計教學探討[J].科教導刊，2018，000（003）：106-107，134.

[2]王筱竹，JosephOsunde，DannyBarthaud，等.人工智能輔助會話式編程：一種性別包容的程序設計教學法[J].中國遠程教育（綜合版），2018（8）：70-78.

[3]聶芬.基于人工智能的計算機離線編程系統開發研究[J].電腦編程技巧與維護，2018，000（001）：43-44，57.

作者簡介：金雯嵐（1980.6--），女，漢族，山東臨沂人，高級講師，碩士，主要從事計算機編程、數據庫、云計算平臺運維專業的研究和教學。