“鼎新革故”多位一體的課堂教學

一、課程教學當前存在的問題

人工智能概述作為一門新工科課程，被納入普通高等學校本科教學階段的時間不長，在教學手段和教學經驗方面尚不夠成熟，教學內容和行業發展之間存在一定的脫節。

（一）教學資料少、經驗不足

傳統的專業基礎課、專業核心課和專業選修課已經有非常成熟的理論基礎和多年的教學經驗，相關的教學資料、參考資料非常詳盡。而人工智能概述課程相較于這些課程而言，開設時間短、教學經驗少，無論對教師還是學生而言，都是一門新課。

（二）涵蓋知識多、內容不連貫

第一，人工智能是一門多知識、多專業交叉滲透的學科，其中涵蓋計算機、電子信息、自動化、數學、生物學、法學、哲學等學科內容。在課程教學中難以用一兩門基礎課程知識將人工智能技術的相關知識點完整闡述，需要引入多方面知識。目前絕大多數的人工智能教材中的一個章節完全擴展為一門完整的課程，其中所涵蓋的知識點并未融合其他學科。

第二，人工智能概述課程章節之間知識內容的獨立性相對較強。例如，前置章節相關基礎知識準備，如何直觀導入后續的神經網絡、計算機視覺、機器學習等知識架構，如此的跨度為課程教學增添了難度。同時，這樣的知識架構，容易讓學生感覺知識瑣碎不連貫，影響學生完整地理解和掌握人工智能概述課程的教學內容，影響學生掌握人工智能思維解決問題的能力。

（三）缺乏創新性能力的培養

人工智能技術正處于蓬勃發展期，如輔助駕駛、智能搜索、金融數據分析、商業市場數據分析、智慧醫療等，各行各業都在引入人工智能技術。在這個過程中，人工智能的從業者和開發者就要摒棄傳統的守舊思想，將更多的技術、應用等與之進行融合。

傳統的教學模式以教師為主，學生完全處于被動狀態，沒有獨立思考的空間，長此以往會失去創新意識和創新能力，這與人工智能技術的發展和對從業者的要求是相違背的。因此，在教學過程中，教師需要引導學生學會使用類比、借鑒的思維方法，最終達成創新思維的培養。

（四）應用案例過簡且無針對性

人工智能概述課程的內容多為抽象的概念和原理，但人工智能技術又是一項應用性很強很廣泛的新興技術。高校人工智能類教材在引用舉例方面，僅介紹典型應用且內容相對簡單，這樣的應用案例不足以激發學生的學習興趣，同時也很難使學生真切地感受到人工智能技術的應用原理和工作流程。另外，合肥經濟學院開設的所有專業均開設了人工智能類課程，包括文科、商科、藝術及農學類專業，更需要結合學生的所學專業進行分行業分領域的應用案例說明及案例分析。

二、“鼎新革故”多位一體的課堂教學

合肥經濟學院人工智能概述課程的所有授課教師，組成合肥經濟學院人工智能教學團隊（以下簡稱教學團隊），針對上述的問題展開了一系列的討論與研究，提出了“鼎新革故”多位一體的課堂教學模式。所謂鼎新就是用新的教學思維、講授新的專業知識，將多種教學方法和手段合理融入課堂教學；革故則是要破除舊的教學思維、摒棄舊的教學內容。具體內容如下。

（一）課程內容及結構調整

首先從教材人手，教學團隊認真梳理課程相關章節的重點、難點和知識點。在進行教學的過程中，需要明確課程的結構，讓學生知道學什么、怎么學、各個環節和各個部分有什么作用。為了便于學生了解，教學團隊將課程分為三個部分。

第一，明確人工智能的概念，為什么要研究人工智能，目前生活中能接觸到的人工智能有什么，當前人工智能的發展情況，研究的時候要注意些什么。第二，人工智能就是希望計算機或者控制系統具有像人一樣思考和學習的能力，那么為什么人會思考會學習就是首先需要解釋的問題。因為人在多年的學習中學會了思考，那人是怎么學習的呢？由此引出了知識表示的方法，如推理系統可以采用產生式表示法進行規則遞推，專家庫數據可用框架表示法進行槽名篩選。第三，人工智能的核心技術，所謂的圖像處理、語音識別是怎么實現的，那些專業名詞（神經網絡、機器學習、智能搜索）到底是什么意思。

（二）教學目標和教學手段的實踐措施

1.了解部分

只需要讓學生心中有概念即可。人工智能的概念并沒有明確的定義，教師可以利用生活中常見的應用向學生提問。如支付寶刷臉支付、微信掃碼支付等，學生根據自己的理解回答上述應用是否屬于人工智能的應用，并闡述自己對人工智能的定義。

教師在講授相關法律法規的內容時，展開課堂討論，分享自己遇到的個人信息泄露的案例，帶來的危險以及未來的法律應如何加強監管。通過討論，學生不僅了解了人工智能倫理的重要性，也能明白未來作為從業者該如何守住自己的職業道德底線。

2.理解部分

這個部分需要學生非常清楚人工智能的基礎技術是什么，能準確說出其定義、概念，并能夠根據具體情況合理分析，給出一個恰當的解決方案。在講解搜索策略時，教師可以組織學生圍繞如何尋找最優路徑展開課堂討論。如在外出旅游時，炎熱夏日的最佳路線和清爽春季的最佳路線必然存在一定的區別。教師以此為主題，要求學生利用免費大模型設計旅游路線，讓學生對比其路線差異。除此之外，教師還可以適當地引導學生進行創新性訓練。如書上對于某一個案例采用了正向推理，那么教師可以引導學生去嘗試進行逆向和雙向推理，只要推理過程合理，結果正確即可。

3.掌握部分

掌握了神經網絡、仿生算法等新型控制策略之后，教師可以結合實際應用講解完整的控制過程。以“家務機器人”項目為例，教師首先組織學生參觀合肥經濟學院（以下簡稱本校）的智能機器人實驗室，了解搬運機器人的功能、結構和基本原理并聯系本校工學院開設的“智能機器人”微專業合作企業，帶領學生走進企業，開展線上講座。而后教師要求學生以小組形式進行家務機器人的方案設計。具體任務為：確定家務機器人的功能，學生依據功能選定主控芯片、電機、機械元件和輔助元件并利用軟件設計出家務機器人3D模型，最后學生按預設功能研究控制算法、圖像識別算法、語音識別算法和動作流程等內容。

（三）跨學科協作

人工智能技術是一項新興技術，從知識到應用都與傳統課程內容有所區別，且極其注重應用。教師在授課過程中需補充行業最新動態、最新知識、前沿動態等信息。如機器人、車企廣告宣傳片、機器人迷宮大賽等為學生講解教材之外的人工智能新知識。

另外，跨學科的交叉應用也是未來的大發展趨勢。為此，教學團隊與校內的市場營銷、金融、新媒體等專業教師開展溝通交流，了解人工智能在用戶畫像、數據分析、自媒體精準推送等方面的應用。教學團隊邀請上述專業的骨干教師為學生開設專題課堂，以某企業的智能營銷和股票行情分析軟件為案例，講解人工智能在商業領域的應用。

（四）啟發式教學

人工智能概述課程中介紹的推理原理、計算智能、機器學習方法等內容，目前還有一定的研究空間，需要從業者和開發者在掌握一定的理論基礎的情況下結合實際情況進行創新。

如何激發學生的創新能力，最佳的方式便是采用啟發式教學。本校教師在講授群智能算法的知識點時，以蝙蝠和雷達的關系為案例，深入淺出地介紹了仿生設計的概念，由此引出群智能算法。接著，教師引導學生以“搜救機器人”為例，將搜救犬的特殊技能融入搜救機器人中，提出其中的核心技術一一嗅覺處理，這就是創新當中的借鑒思想。此外，教師還給出大雁飛行時的整齊隊伍、蜻蜓能感知雨天的到來等生物體的特殊技能，讓學生自由發揮，將其應用到自動巡線或天氣預知的智能設備中。

三、教學成果展示

通過“鼎新革故”多位一體教學方案的實施，在人工智能概述課程中，學生的知識掌握程度、創新意識的確有了很大提高。

2024年本校學生參與全國大學生智能汽車競賽獲得省級一等獎1項，二等獎2項的成績，同時成功申報相關課題的省級大創若干。在2024屆畢業生中，本校部分學生將所學人工智能的相關知識，融入畢業設計中。在本校2023年校級教學能力大賽中，筆者以人“工智能概述——神經網絡”為主題參與競賽，獲得了校級一等獎。2024年，筆者講授的人工智能導論一課成功人選了安徽省社區教育優秀課程

四、結語

新型的課堂教學模式引入后，學生的學科競賽參與度明顯提高，創新創業項目的申報率和立項數量也有了顯著提升。本課程將繼續運用“鼎新革故”多位一體的課堂教學模式，繼續優化人工智能概述課程的教學方案。未來，本校將結合“以賽促教，以賽促學”的教育仿真，構建全方位創新型實踐型教育體系，引導學生自由、自主地進行課外科研項目的研究。培養更多具有專業競爭能力和創新能力的復合型專業人才。

（五）項目化實踐

啟發式教學不再把教師掌握的知識技能傳遞給學生作為追求的目標，而是在教師的指導下，讓學生去尋找得到這個結果的途徑，最終得到這個結果，并進行展示和自我評價。

課后，本校教師布置若干篇與教學內容相關的前沿文獻讓學生進行學習，并要求學生根據所研讀的文獻進行報告。同時，教師指導學生設計出一個基于人工智能技術的小設計方案，可以由學生按照自己的興趣、未來想從事的發展方向、就業行業等去進行選擇。如智能引導攝影機位的軟件、具有導學功能的學習軟件等，學生不僅要給出設計的思路，更要將設計中所涉及的核心技術講解清楚。教師布置的隨堂提問也以開放性題目居多，答案不唯一，給學生更多的思考空間。

參考文獻：

[1]劉澤淼.人工智能時代勞動教育的意義及效率提升探究[J].科教導刊，2024（33）.

[2]李朝.項目教學法在計算機教學改革中的應用分析[J].成才之路，2023（27）.

[3]霍艷飛.基于成果導向教育理念的模擬電子技術課程改革與實踐[J].工業控制計算機，2020（3）.

[4]林雨豪.基于啟發式教學的圓錐曲線數學課堂構建[J].數理天地（高中版），2025（11）.

項目基金：2022年安徽省省級質量工程“電氣工程及其自動化專業改造提升”，項目編號：2022zygzts090。

（作者單位：合肥經濟學院）