人工智能之Python課程建設的研究與實踐

趙 敏

（平頂山工業職業技術學院 計算機與軟件工程學院，河南 平頂山 467001）

0 引言

通過對部分高校的調研及在一些開放的慕課、開放課平臺及手機App等平臺的學習，目前很多高校針對全體大學生開設的計算機類公共課基本多為計算機應用基礎，課程內容主要是三個模塊：第一個部分是計算機常識和基礎知識，主要包括計算機系統的構成、原理和計算機的發展與應用；第二個模塊是常用軟件的使用，主要包括Windows操作系統、辦公自動化軟件的操作和使用；第三個模塊是計算機的一些熱點技術，大致包括網絡技術、多媒體技術、信息安全技術等。

1 人工智能之Py th o n課程建設的思路

1.1 以信息化3.0時代的國家戰略為驅動

近年來，以人工智能、云計算、物聯網、大數據等為代表的新技術已經成為社會經濟和生產力發展的關鍵因素，帶動了各行各業的產業轉型和結構升級。人工智能為當今時代的經濟社會發展提供了新能量。在“數字化+網絡化+智能化”的信息化3.0時代，智能制造、智能交通、智能醫療、智慧城市等以人工智能為核心的新產業、新形式，已經在快速地改變甚至顛覆人們的生活和生產方式。人工智能類的課程特別是人工智能編程語言類的課程，對于學生計算思維和數據分析能力的培養顯得尤為重要。

1.2 以高校人工智能創新行動計劃為指南

在2018年，我國教育部下發的《高等學校人工智能創新行動計劃》中明確指出：人工智能已經成為國際競爭的新焦點，高等學校應當逐步開展全民智能教育項目，要將人工智能納入大學計算機基礎教學內容，逐步推廣編程教育、建設人工智能學科，培養復合型人才，形成我國人工智能人才高地。

1.3 以新工科建設再深化再突破為思路

為落實信息化3.0時代的國家戰略，國家工信部、教育部提出了大力推廣以人工智能為核心的新工科、新醫科、新農科、新文科教育等舉措。因此，任何專業的學生、任何領域的專業人才都應當掌握必需的數字化、人工智能等知識和技能。人工智能課程就是要提高教育質量和教學效果，使教育真正服務于網絡強國戰略、大數據戰略和“智能+”戰略，更好地為“新工科”建設助力，為新時代賦能。

1.4 以人才的前瞻性和戰略性培養為目標

數字經濟是新一輪產業革命下產生的新型經濟形態，是繼農業經濟、工業經濟之后的更高層次的、最新型經濟階段。數字化經濟構建了數字化社會，而數字化社會又重新構筑了人類生活的社會空間，同時也改變著社會的各個方面和領域，因此，人的數字化素養已經成為一個公民在數字化社會中的核心素養，也是一個公民能夠生存的基本能力。

1.5 以人工智能Python編程為改革的抓手

人工智能的內容進入高校教育領域，并且被列入必修內容中，其目的就是要培養數字化素質教育，實施的抓手就是Python編程實踐。首先，進行人工智能、大數據等新信息技術的普及教育，從人工智能、云計算、大數據等基礎知識開始，了解前沿新技術及應用領域；然后，讓學生掌握日常生活中人工智能產品的使用、智能工具App等的操作應用；最后，也是最核心的內容，要讓學生真正掌握人工智能編程語言Python，學習編程思維模式，掌握語言基本語法，能夠解決實際問題，提高創新能力。

Python語言在人工智能領域有廣泛的應用，對于人工智能產品的普及起到積極的推動作用。Python語言俗稱黏性語言或膠水語言，由于其語法簡單功能強大，已成為各行業應用開發的首選編程語言。世界著名大學如斯坦福大學、卡內基梅隆大學、普林斯頓大學等都將其作為面向非計算機專業學生的教學語言[1]。

2 人工智能之Pyth o n課程建設目標與主要任務

2．1 總體目標

構建符合我國國情的高職院校數字素養培育框架，彌合學生數字鴻溝、提升全民數字素養，助力我國經濟的轉型升級和社會高質量發展。

2.2 主要任務

（1）從數字化社會的技術與產業發展的需求以及大眾生活的需求出發，建立學生的數字化素養和數字化能力體系。從數字化知識、數字化技術、數字化技能三個層面，構建具體的數字知識體系、思維模式和數字素養域，將知識體系細化為知識模塊，然后構建出可更新的活動式知識要點。

（2）全面提升學生信息素養，幫助學生掌握信息技術基礎知識與技能、增強信息意識、發展編程能力與計算思維、提高數字化學習與創新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責任感。

（3）以新工科思路為指導，大力發展高職大學生數字素養教育，在新工科背景下，培養高職大學生更快更好地適應新型數字經濟形態，培養人工智能3.0時代下的新型人才，助力我國當前數字經濟核心背景下的經濟轉型升級。

3 人工智能之Pyth on課程建設實施方案

3．1 架構高職院校先進的數字素養培育框架

以國家要求的數字化、信息化素養培育公共課程計算機應用基礎為平臺，結合各層次高校的實際，將計算機應用基礎公共課程統一在大一學年第一學期實施，增開人工智能之Python編程公共課在大學一年級第二個學期實施，助升高校數字化技能與素養課程教學內容的全面性，培養學生的專業創新能力和時代適應能力，從而培養復合型人才。

3.2 構建人工智能之Python課程模塊

面向高職院校各專業零編程基礎的學生，淡化專業性較強的內容，將人工智能、大數據、Python編程等知識體系細化為知識單元，構建出走進人工智能新時代、人人要編程、繪圖、游戲項目、數據爬蟲等六個工作任務模塊，分別對應培養創新思維、計算機思維、過程化思維、面向對象思維、大數據思維等六種思維模式，學生一邊學習知識，一邊完成編程任務，系統遞階式的培養和提高數字化思維。

3.3 開展相關教師數字化技能和素養培訓

要完成高職學生數字化技能和素養的培育，必須擁有一支具備高水平數字化技能和素養的教師團隊，開展相關教師數字化技能和素養提高培訓，培養適應信息時代和課程要求的教師。通過教師在課堂教學中將“全面提升學生數字化素養，幫助學生掌握數字化技術基礎知識與編程技能、增強信息意識、發展計算思維、提高數字化學習與創新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責任感”落到實處[2]。

3.4 以多種形式營造數字化技能和素養培育氛圍

（1）以專家講座、專題講座等各種講座形式在全校范圍內開展數字化新技術、新技能與素養的傳播與覆蓋；

（2）以數字化技能比賽、作品展等形式在全校范圍內掀起數字化新技術、新技能與素養學習和提高的風尚；

（3）建立大學生編程社團，在全校范圍內大力宣傳并招募有志學生加入。

營造在全校范圍內，以課程學習為主陣地，以多種形式開展全校學生數字素養培養工作，讓每位學生有機會親身參與學習探索數字化、信息化發展新技術的體驗，讓全員具備人工智能編程技能，以適應全球信息化3.0的發展。