高職院校“人工智能”通識(shí)課相關(guān)教學(xué)研究

丁海濤 王慧 李蘭蘭

摘 要：人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，人工智能人才缺口巨大，急需高等教育積極發(fā)力。目前高等職業(yè)院校人工智能專(zhuān)業(yè)及相關(guān)課程研究較少。文章通過(guò)分析高校人工智能相關(guān)課程研究的現(xiàn)狀，結(jié)合滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，提出了人才培養(yǎng)方案的改革思路，教學(xué)實(shí)踐表明改革效果顯著，為其他專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)“人工智能”通識(shí)課和建設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：“人工智能”;通識(shí)課;教學(xué)改革

0 引言

人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)被黨中央、國(guó)務(wù)院上升到國(guó)家戰(zhàn)略，說(shuō)明國(guó)家對(duì)人工智能發(fā)展尤其重視。2017年，國(guó)務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》（國(guó)發(fā)〔2017〕35號(hào)）[1]。我國(guó)人工智能人才缺口500萬(wàn)以上，供需比例嚴(yán)重失衡，我國(guó)的當(dāng)務(wù)之急是加強(qiáng)人工智能人才培養(yǎng)，補(bǔ)齊人工智能人才的短板。方兵等[2]研究了我國(guó)高校人工智能學(xué)院的現(xiàn)狀、問(wèn)題及發(fā)展方向，指出高校應(yīng)立足自身辦學(xué)特色與學(xué)科優(yōu)勢(shì)，做到科學(xué)規(guī)劃及建設(shè)人工智能學(xué)院，促進(jìn)人工智能與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展深度融合。胡秀華等[3]分析了教學(xué)中存在的相關(guān)問(wèn)題，提出人工智能學(xué)科前沿與實(shí)踐應(yīng)用的教學(xué)改革思路，改革效果可行。目前開(kāi)設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)的高職院校極少，“人工智能”課程在高職院校中開(kāi)設(shè)不足，而“人工智能”通識(shí)課能夠較好地了解人工智能領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)，更應(yīng)該早開(kāi)設(shè)、早學(xué)習(xí)。

1 信息工程學(xué)院開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)存在的問(wèn)題

目前信息工程學(xué)院開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)存在以下問(wèn)題：

（1）專(zhuān)業(yè)忽視了讓學(xué)生了解學(xué)科前沿，了解最新學(xué)科動(dòng)態(tài)。如人工智能+無(wú)人機(jī)在測(cè)繪、運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在熟練掌握本專(zhuān)業(yè)的基本技能外，更需要了解像機(jī)器視覺(jué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別相關(guān)概念。

（2）相關(guān)專(zhuān)業(yè)因?qū)I(yè)自身特點(diǎn)，上課過(guò)程中過(guò)多的程序代碼，會(huì)引起視覺(jué)疲勞，輸入代碼會(huì)使上課感覺(jué)比較枯燥、乏味，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、知識(shí)的掌握、技能的獲得不利。

（3）人工智能時(shí)代的到來(lái)，迫切需要相關(guān)技術(shù)人才。社會(huì)和相關(guān)企業(yè)不僅需要畢業(yè)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，也要求畢業(yè)生了解和認(rèn)識(shí)最新的技術(shù)、學(xué)習(xí)使用人工智能技術(shù)，這就要求目前的專(zhuān)業(yè)在培養(yǎng)方案上進(jìn)行修改，加入“人工智能”課程，“人工智能”通識(shí)課作為入門(mén)課，更應(yīng)盡早開(kāi)設(shè)。

2 “人工智能”通識(shí)課教學(xué)思路

“人工智能”通識(shí)課需要包含我們身邊的人工智能、人工智能概念及發(fā)展史、知識(shí)表示方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能應(yīng)用、人工智能與人類(lèi)未來(lái)等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以參考相應(yīng)的教材進(jìn)行學(xué)習(xí)，具體課程教學(xué)思路實(shí)施如下。

2.1 精講首次課

首次課十分重要，新課要抓住學(xué)生感興趣的新聞熱點(diǎn)及生活中的人工智能案例，可以通過(guò)視頻、動(dòng)畫(huà)等形式讓學(xué)生更直觀、更具體地了解人工智能。如可引入自動(dòng)駕駛、快遞智能分揀、家庭智能機(jī)器人視頻等，通過(guò)這些高科技的產(chǎn)品，快速地吸引學(xué)生，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。

2.2 以案例加深對(duì)知識(shí)的理解

本課程通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際思路進(jìn)行講授，融入具體的案例加以分析，案例便是實(shí)際，如把人工智能下圍棋與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的講解結(jié)合，把人臉識(shí)別與機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別的講解結(jié)合，這種結(jié)合針對(duì)性強(qiáng)，思路清晰，把案例剖開(kāi)并聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)，理論和案例穿插講授更容易把問(wèn)題講明白，授課過(guò)程不至于死板，體現(xiàn)出一定的活躍性，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程不會(huì)乏味，反而更愿意跟著教師的思路走。

2.3? 引入開(kāi)放式、討論式教學(xué)

本課程在講解人工智能應(yīng)用和人工智能未來(lái)內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，通過(guò)開(kāi)放式、討論式教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在對(duì)人工智能應(yīng)用案例進(jìn)行介紹時(shí)，讓學(xué)生參與，學(xué)生充當(dāng)教師角色對(duì)內(nèi)容進(jìn)行講解，授課教師對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)學(xué)生可以對(duì)目前人工智能產(chǎn)品做出評(píng)價(jià)，給出可以改進(jìn)的想法和建議。教師根據(jù)教學(xué)方案講解的同時(shí)，吸收學(xué)生的觀點(diǎn)，對(duì)于較好的想法課上通過(guò)公開(kāi)討論形式，讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，有利于學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，促進(jìn)老師和學(xué)生之間的互動(dòng)和交流，提升教學(xué)質(zhì)量。

2.4? 創(chuàng)新課程的考核形式

課程的結(jié)課不再以傳統(tǒng)的平時(shí)考勤和期末考試結(jié)合的形式，本課程采取平時(shí)考勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、平時(shí)作業(yè)、人工智能方案設(shè)計(jì)4種相結(jié)合的形式，方案設(shè)計(jì)占比60%，其他占比40%。考核形式具有自主性，方案的設(shè)計(jì)要結(jié)合本門(mén)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)和自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)，要有合理性、可行性。方案可以是對(duì)現(xiàn)有人工智能產(chǎn)品的改進(jìn)方案，也可以是完全創(chuàng)新的人工智能產(chǎn)品方案，也可以對(duì)未來(lái)人工智能的設(shè)想，設(shè)想要結(jié)合實(shí)際。本課程的主要目的是讓同學(xué)們了解和認(rèn)識(shí)人工智能相關(guān)知識(shí)，對(duì)自身專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用，開(kāi)闊學(xué)生的視野，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。

3 教學(xué)效果分析

為了對(duì)開(kāi)設(shè)“人工智能”通識(shí)課效果進(jìn)行分析研究，本課程選取2019級(jí)信息工程學(xué)院部分專(zhuān)業(yè)學(xué)生作為調(diào)研對(duì)象，涉及無(wú)人應(yīng)用技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)、軟件技術(shù)等專(zhuān)業(yè)，以上專(zhuān)業(yè)均已開(kāi)設(shè)了“人工智能導(dǎo)論”課，本次發(fā)放問(wèn)卷143份，回收128份。問(wèn)卷調(diào)查中開(kāi)課前調(diào)查項(xiàng)如表1所示，開(kāi)課后調(diào)查項(xiàng)如表2所示。

對(duì)表1分析得出開(kāi)課前只有66%同學(xué)對(duì)自己專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)感興趣，通過(guò)表2的分析得出開(kāi)課后有81%的同學(xué)認(rèn)為自己專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣有提高，說(shuō)明開(kāi)課有較好的效果，有利于學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。開(kāi)課前有86%的學(xué)生認(rèn)為自己需要了解人工智能知識(shí)，說(shuō)明新時(shí)代下，當(dāng)代大學(xué)生渴望對(duì)人工智能知識(shí)的學(xué)習(xí)。此外開(kāi)課前只有40%的學(xué)生了解人工智能，開(kāi)課后學(xué)生學(xué)習(xí)和了解了人工智能相關(guān)知識(shí)，且有60%及以上同學(xué)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理等知識(shí)有了解，有89%學(xué)生覺(jué)得今后有必要開(kāi)設(shè)人工智能相關(guān)課程，說(shuō)明同學(xué)們不僅學(xué)習(xí)到了人工智能相關(guān)知識(shí)，而且對(duì)繼續(xù)學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)知識(shí)仍有很大的興趣。開(kāi)課前和開(kāi)課后分別有83%和89%的學(xué)生認(rèn)為人工智能對(duì)今后的工作有幫助，基本持平，說(shuō)明大部分同學(xué)們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到人工智能對(duì)社會(huì)帶來(lái)的積極影響，提前了解人工智能相關(guān)知識(shí)有助于工作的開(kāi)展。所以“人工智能”通識(shí)課的開(kāi)設(shè)促進(jìn)了學(xué)生對(duì)自身專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生了解了更多的人工智能知識(shí)，拓寬了知識(shí)面，利于學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語(yǔ)

誰(shuí)掌握人工智能，誰(shuí)就掌握未來(lái)，高職教育需要在人工智能相關(guān)人才培養(yǎng)上繼續(xù)積極發(fā)力，文中給出了高職院校“人工智能”通識(shí)課的教學(xué)思路，結(jié)果顯示具有良好的教學(xué)效果，有利于高職教育在人工智能領(lǐng)域繼續(xù)探索。

[參考文獻(xiàn)]

[1]國(guó)務(wù)院.關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL].（2017-07-20）[2021-02-26].http：//www.gov.cn/ zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]方兵，胡仁東.我國(guó)高校人工智能學(xué)院：現(xiàn)狀、問(wèn)題及發(fā)展方向[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2019（3）：90-96.

[3]胡秀華，王長(zhǎng)元.基于學(xué)科前沿與實(shí)踐應(yīng)用的人工智能課程教學(xué)改革研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2019（9）：159-163.

（編輯 王雪芬）