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人工智能研究论文篇一
研究生“人工智能”课程教学改革探索
人工智能是研究、理解和模拟人类智能及其规律的学科。它的中心任务是通过编程赋予计算机“人类智能”，使其代替人类完成一些繁琐而危险的工作。自1956年人工智能诞生以来，其研究成果已广泛应用于政治、经济、文化、教育等诸多领域。并对社会发展产生了巨大的影响。[1]因此，人工智能逐渐发展成为高校信息类专业广泛开设的核心课程。作为一门课程，它具有以下特点：涉及知识面广，研究领域广，内容抽象，实践性强。[2]
目前高校的“人工智能”课程一般分为本科教学和研究生教学两个教学阶段。前者注重学生对基本概念和知识的掌握，使其能够学以致用，进行简单的开发和实践，后者更注重学生自主学习能力、创新能力和科研能力的培养。因此，两种课程的教学和培养目标是不同的。[3]根据《人工智能》课程的特点和研究生培养目标，结合作者多年的教学经验，从课程内容设置、教材选用、教学方法、考核方式等方面对该课程的教学改革进行了探索和研究。
一、《人工智能》课程教学内容的设计
《人工智能》课程的突出特点是研究领域过于广泛，但教学时数较短(据笔者了解，该课程的教学时数在32-48小时不等)。所以在教授这门课程的时候，追求“大而全”的教学内容是不现实的。要精心选择教学内容，让学生在有限的时间内学到最有用的知识。
由于大部分学生在本科阶段只是简单地学习了本课程，因此可以适当减少基本概念和基础知识的教学时数，如知识表示、知识推理和搜索技巧等。这部分知识点总共只需要安排6 ~ 8个小时。至于一些比较老的知识，比如专家系统(这项技术兴起于上世纪八九十年代，但目前相关研究很少)，简单介绍其他知识并不一定要占用独立的教学课时。课程的重点应该是新兴的、实用的人工智能技术，如计算智能、机器学习、模式识别、数据挖掘、多智能体系统和自然语言处理。上述知识的特点是内容更新快且抽象，与实际应用联系紧密，很可能成为学生未来整个研究生阶段的研究方向。因此，有必要在这些知识点上投入更多的精力，这将有助于学生了解和掌握主流的学术发展趋势，从而更好地培养自身的科学素养和创新能力。
当然，在实际的教学过程中，教师也要根据课题的研究进展、学生的基础、研究方向、兴趣等情况，随时调整教学内容，真正做到理论联系实际，与时俱进。
二、选择“人工智能”课程教材
在教材的选择上，作者分析比较了几十种已出版的人工智能教材，并结合我校研究生的特点，选择了清华大学出版社出版、蔡自兴、徐光友主编的《人工智能及其应用》(第4版)作为教材，该教材在上一版的基础上做了很大的改进和扩展，增加了本体、蚁群算法、粒子群算法
同时，作者还为学生推荐了一批经典参考书，如清华大学出版社罗素等主编的《人工智能；;?一种现代方法》(第3版)和科学出版社石中智主编的《高级人工智能》等。并围绕各个研究课题精心挑选了几篇经典和最新的文献，力图反映国内外各个相关领域的研究现状、发展趋势和存在的问题，供同学们参考。
第三，改革教学方法
与本科生相比，研究生通常具有更强的理论基础、接受能力和求知欲。因此，在教学过程中应避免传统的“填鸭式”教学方法，充分突出学生的主体地位，重视学生的学习兴趣和自主学习能力。因此，结合该课程的特点，笔者对教学方法进行了如下探索。
1.多样化的教学方法
《人工智能》课程的突出特点是涉及知识面广、理论性和应用性强、内容抽象、学时短。因此，有必要充分发挥现代教学手段的作用，提高教学效率。为此，笔者精心设计了一整套多媒体教学课件，将难点知识点以动画的形式呈现给学生，如基于问题归约法的汉诺塔解题过程、基于蚁群算法的旅行商解题过程等。都可以用这种形式呈现。课堂上以课件为主，辅以少量板书，充分利用多媒体信息量大、直观性强的优势，提高教学效果。此外，作者还收集了大量的视频资料，如行人检测和计数视频、机器人地震现场搜救视频等。在讲解相关题目时，作为应用实例播放给学生，充分吸引了学生的注意力，增强了学生的学习兴趣。
2.启发式课堂教学
子曰：“不要生气，不要生气，不要计较。”“悟”字由此衍生，这短短的八个字也说明了启发式教学的思想。所谓启发式教学，强调以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的独立思考能力，这也是研究生教育中最需要的一种能力培养模式。具体到课堂教学，启发式教学就是教师不完全理解某些知识点，而是提出问题让学生独立思考，让学生站在研究者的角度研究问题的解决方法，培养学生的科学素养和创新能力。
应用于启发式教学的知识点要精挑细选，不能太简单，也不能太难。如果问题太简单，不容易让学生深入思考，而如果问题太难，则会导致挫败感，害怕与课程冲突。以“人工智能”课程为例，学生在讲授Hopfield网络时可以思考人脑是如何记忆一个事件序列的，在讲授模式识别时可以从一张简单的人脸图像中观察到多少种不同的模式。
3.互助研讨式教学
“人工智能”是一门应用性很强的学科，不能因为重视理论教学而忽视学生实践能力的培养。但目前国内大部分高校为该课程设置的实验学时太少，导致理论与实践脱节。【4】解决这一问题，学生可以在课程开始时根据导师的研究方向或自己的兴趣选择一个应用性很强的课题进行研究，并充分利用课余时间查找相关文献，编写代码，独立完成该课题的研究工作。在教学过程中，教师可以安排一些课时让学生汇报自己的研究进展，提出当前的困难，以充分发挥集体的作用，集思广益，探索解决办法。在这个过程中，每个学生都会经历许多“头脑风暴”事件，从而学以致用，融会贯通，有助于培养学生良好的科研协作意识。
4.前瞻性讲座教学
目前国内很多大学都会定期邀请专家学者来讲课，讲课的内容能够充分反映某一研究领域的最新进展。教师要鼓励学生多听相关讲座，尽可能与专家面对面交流，让学生在了解某一领域最新研究成果的同时，最大限度地扩大知识面。如果讲座内容与“人工智能”课程相关，也可以组织学生在课堂上讨论，谈谈自己的体会。这种方法的好处是充分发挥“外援”的作用，使学生接触科学前沿，树立正确的科研观和价值观，进一步提高学习课程的兴趣。
在实际教学过程中，应根据具体情况灵活组合上述教学手段和方法。近年来的教学实践显示出明显的优势，显著提高了该课程的教学质量。
第四，改革课程考核方式
考核方式由课题总结、课题研究论文和论文答辩三部分组成。全面考察学生的文献阅读与总结能力、学术研究能力、理论联系实际能力和口头表达能力，其中课题总结占30%，课题研究论文占40%，论文答辩占30%。以上三个考试环节都是围绕学生的选题进行的。题目的总结是根据题目是否新颖，论文结构是否合理，参考文献是否具有代表性，是否总结了该领域存在的问题，论文写作是否规范。研究论文除了考察上述指标外，重点考察原始创新性、科学表述的严谨性、实验的完善性和分析的透彻性。论文答辩仿照研究生论文答辩。学生需要制作幻灯片，解释论文中所做的工作，回答老师和其他学生的问题，并根据他们的综合表现评分。
这种考核方式可以充分发挥学生的主观能动性，鼓励他们养成主动学习的良好习惯，并且能够在课堂上进行提问，从而真正达到有的放矢的目的，从而有效提高教学效果。同时，在这一系列的考试中，学生的学术素养和创新能力也能得到很大的锻炼，为以后独立从事研究工作打下良好的基础。
动词（verb的缩写）结束语
作为高校信息类研究生的核心课程之一，《人工智能》的教学改革将是一项长期而艰巨的任务。作为本课程的授课教师，要始终立足学术前沿，跟踪最新学术动态，不断更新教学内容和方法，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养和创新能力，为国家和社会培养更多高层次创新人才。
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