基于人工智能科學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系的革新策略

陳麗

摘要：計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、硬件技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)人工智能的進(jìn)步，也促使社會(huì)對(duì)于人工智能人才培養(yǎng)有著越來越高的需求。通過分析人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)定位、素質(zhì)能力要求、專業(yè)知識(shí)內(nèi)容、人工智能培養(yǎng)目標(biāo)，能夠有效推動(dòng)高校人工智能人才培養(yǎng)中計(jì)算機(jī)課程體系的構(gòu)建，為計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)帶來革新策略。

關(guān)鍵詞：人工智能；計(jì)算機(jī)專業(yè)；課程建設(shè)；革新策略

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）04-0187-02

智能科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前較為熱門的一種研究，智能現(xiàn)象本質(zhì)是模擬方法的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)。隨著智能科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，對(duì)于專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)有著越來越高的要求。如何針對(duì)，人工智能專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、知識(shí)要求、培養(yǎng)定位、素質(zhì)能力來培養(yǎng)符合社會(huì)要求的人工智能專業(yè)人才，對(duì)于推動(dòng)人工智能技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。

1 人工智能概述

中國(guó)人工智能技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷眾多艱難挫折，從迷霧重重到艱難起步，又到?jīng)_破禁錮，最終見到曙光，實(shí)現(xiàn)人工智能的大跨步發(fā)展，經(jīng)歷40年的漫長(zhǎng)歷程。人工智能是為了研究智能機(jī)器，即能在人類面前展現(xiàn)出智能行為的機(jī)器。人工智能是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和智能科學(xué)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究智能機(jī)器。人工智能起源于20世紀(jì)的30年，其中，真正推動(dòng)技術(shù)的革新進(jìn)步是“人工智能之父——圖靈”，他在1936年提出自動(dòng)機(jī)理論，不僅奠定電子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，也為人工智能的發(fā)展開啟大門。20世紀(jì)80年代，中國(guó)開始人工智能的探索。1981年9月，“中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)”在長(zhǎng)沙成立，證明本國(guó)已走上人工智能探索的道路，四十年來的發(fā)展過程中，人工智能不斷取得突破性的進(jìn)步，虹膜識(shí)別、語音識(shí)別、基于仿人機(jī)器的人機(jī)交互合作、智能輔助決策系統(tǒng)等等，都是人工智能技術(shù)的產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的大跨步發(fā)展，21世紀(jì)人工智能進(jìn)入新的發(fā)展階段，在這一階段中一系列的諸如智能生產(chǎn)、智能物流、智能工業(yè)機(jī)器人、消防救援機(jī)器人等等人工智能機(jī)器產(chǎn)品，為社會(huì)發(fā)展帶來巨大的推動(dòng)力。進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)人工智能水平的進(jìn)步，積極培養(yǎng)人工智能專業(yè)人才有著極其重要的意義。

2 人工智能專業(yè)內(nèi)涵

人工智能包含著人類信息活動(dòng)的過程和智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)兩個(gè)部分。人類信息行為是由感知、認(rèn)知、決策到行為四個(gè)步驟組成，人工智能也是基于這一步驟，然而新型的設(shè)計(jì)研究專業(yè)方面，基于人類信息活動(dòng)的完整過程所進(jìn)行的人工智能研究被稱為廣義智能，與此相對(duì)的只由思維器官所完成的認(rèn)知決策研究成為狹義的人工智能，無論是廣義人工智能亦或是狹義智能對(duì)于信息資源的利用，都需要通過信息感知與獲取技術(shù)、信息傳輸與存儲(chǔ)技術(shù)、信息處理技術(shù)、信息綜合與再生技術(shù)、信息轉(zhuǎn)換與執(zhí)行技術(shù)這五個(gè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因此，進(jìn)行人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)，必須要包含以上方面的內(nèi)容，來實(shí)現(xiàn)人工智能系統(tǒng)的感知、認(rèn)知、決策和行為。在人工智能專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)中，各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科相互聯(lián)系，相互作用，相互合作，其中包含著智能科學(xué)與傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)通信科學(xué)技術(shù)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)控制科學(xué)技術(shù)等等。這些基礎(chǔ)學(xué)科，共同組建人工智能的框架，推動(dòng)人工智能的實(shí)現(xiàn)。上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)機(jī)器智能化的改變。另外，隨著對(duì)生命科學(xué)認(rèn)知科學(xué)、大腦科學(xué)的研究人工智能有著更多靈性的轉(zhuǎn)變。

3 人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)，是希望培養(yǎng)出能夠符合當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r及和未來發(fā)展前景的一個(gè)以人為本的目標(biāo)。當(dāng)前普遍認(rèn)為人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)需要令其掌握良好的科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德，扎實(shí)的數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)和人工智能有關(guān)專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)理論，能系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論相關(guān)知識(shí)技能方法，能夠靈活處理智能信息數(shù)據(jù)。并且要求專業(yè)人才能夠在完成培訓(xùn)后，在相關(guān)科研機(jī)構(gòu)，企業(yè)組織單位政府機(jī)構(gòu)進(jìn)行人工智能相關(guān)領(lǐng)域的研究、開發(fā)、應(yīng)用、管理。并能融合其他技術(shù)成為復(fù)合型的人工智能專業(yè)人才。細(xì)致劃分來看人工智能專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)從理念上希望培養(yǎng)出能夠適應(yīng)當(dāng)前人工智能研究項(xiàng)目的技術(shù)性專業(yè)人才或者有著深厚專業(yè)素養(yǎng)能夠帶動(dòng)人工智能技術(shù)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的理論性人才。從技術(shù)目標(biāo)上，人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)希望培養(yǎng)出人工智能技術(shù)理論研究人才、人工智能機(jī)器設(shè)計(jì)人才、人工智能項(xiàng)目管理人才以及人工智能產(chǎn)品操作人才四類。另外，復(fù)合型的人工智能人才將成為推動(dòng)人工智能發(fā)展的中堅(jiān)力量。

在人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)方面，大連海事大學(xué)進(jìn)行初步的探索，將人才專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位為偏計(jì)算機(jī)、偏軟件、偏高學(xué)歷、偏交通運(yùn)輸四個(gè)方面的人才培養(yǎng)。分別針對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，智能軟件分析設(shè)計(jì)能力，復(fù)合型人才培養(yǎng)以及交通航運(yùn)行業(yè)來進(jìn)行人才培養(yǎng)。

4 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系構(gòu)建依據(jù)

無論對(duì)人工智能專業(yè)人才進(jìn)行怎樣的定位，計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)知識(shí)技能都是其不可或缺的部分。計(jì)算機(jī)專業(yè)有關(guān)知識(shí)奠定了人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)方面，深入進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系構(gòu)建意義深遠(yuǎn)。在當(dāng)前，有關(guān)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系革新需要回歸人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)本質(zhì)，深入了解人工智能專業(yè)人才的定位與知識(shí)組成。

在人才定位方面，人工智能專業(yè)人才有著多樣性定位，包括人工智能技術(shù)研究、人工智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)、人工智能項(xiàng)目管理以及人工智能設(shè)備操作培訓(xùn)。不同定位下的人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)具體的培養(yǎng)目標(biāo)與知識(shí)體系框架都不相同?，F(xiàn)階段高校作為人工智能專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的先驅(qū)者應(yīng)該更進(jìn)一步明確自身定位，由寬入窄、由淺入深，一方面要進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的詳細(xì)傳授，另一方面又要針對(duì)實(shí)際狀況與自身優(yōu)勢(shì)進(jìn)行明確定位。另外，人工智能專業(yè)知識(shí)體系十分復(fù)雜其基礎(chǔ)知識(shí)由工具性知識(shí)、人文科學(xué)知識(shí)、自然科學(xué)知識(shí)、工程專業(yè)知識(shí)、經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)六各方面組成。高校在進(jìn)行人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的過程中如何把握知識(shí)傳授側(cè)重需要進(jìn)行細(xì)致得考量，要切實(shí)了解本科生階段學(xué)生能夠了解并掌握的專業(yè)知識(shí)能力水平。不同方面專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)的能力不同，深入了解不同方面知識(shí)的實(shí)際作用對(duì)于指導(dǎo)計(jì)算機(jī)課程體系革新帶來幫助。

5 人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)案例

大連海事大學(xué)作為交通運(yùn)輸部所屬的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，在人工智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)方面有著獨(dú)到的探索，通過深入分析大學(xué)智能專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，能夠了解一般大學(xué)在進(jìn)行人工智能專業(yè)計(jì)算機(jī)課程體系改革方面的內(nèi)容

（1） 目標(biāo)

大連海事大學(xué)教育智能專業(yè)人才培養(yǎng)方面，側(cè)重培養(yǎng)既具有計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)技能，又能夠?qū)χ悄苘浖M(jìn)行分析設(shè)計(jì)，既能夠進(jìn)一步進(jìn)行深入培養(yǎng)，又能夠從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行實(shí)際行業(yè)的應(yīng)用。大連海事大學(xué)以此為目標(biāo)進(jìn)行人工智能人才培養(yǎng)。

（2） 課程體系設(shè)計(jì)

大連海事大學(xué)課程體系設(shè)計(jì)分為三個(gè)層次，在三個(gè)層次中包含著上述四個(gè)方面目標(biāo)的培養(yǎng)，其中第一層次為理工科公共基礎(chǔ)課程，主要包含通識(shí)課程和基礎(chǔ)課程，諸如政治理論體育、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路等等，第二層次則是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，專業(yè)技術(shù)課程包括計(jì)算機(jī)語言教學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編譯、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)原理等等，第三層次則是智能科學(xué)與專業(yè)技術(shù)課程，諸如認(rèn)知科學(xué)、人工智能、智能信息處理、模式識(shí)別等等。從課程體系設(shè)計(jì)可以看出大連海事大學(xué)將本科階段的人工智能培養(yǎng)分為通識(shí)基礎(chǔ)教育，計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)教育與人工智能專業(yè)知識(shí)教育。三個(gè)方面層層遞進(jìn)有助于引導(dǎo)學(xué)生一步步了解人工智能專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)出綜合的人工智能知識(shí)體系。

6 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系革新

通過對(duì)實(shí)際案例的分析，可以發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)在人工智能科學(xué)人才培養(yǎng)方面，計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系需要進(jìn)行革新。革新內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面。

（1） 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

人工智能人才的培養(yǎng)，同樣離不開計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的教育，在人工智能人才培養(yǎng)過程中，計(jì)算機(jī)之礎(chǔ)知識(shí)教育的比例與一般的計(jì)算機(jī)教育有所區(qū)別。除了培養(yǎng)學(xué)生一般的計(jì)算機(jī)有關(guān)概念認(rèn)知外，還要引導(dǎo)學(xué)生再進(jìn)行更深入的計(jì)算機(jī)掌握有關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)思維。這樣才能適應(yīng)更深入更全面、更細(xì)致的與人工智能有關(guān)的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)教學(xué)。

（2） 以思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)課程建設(shè)

人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)重在培養(yǎng)學(xué)生掌握信息獲取、新興知識(shí)處理、智能系統(tǒng)、智能機(jī)器行為等等方面的內(nèi)容，其中計(jì)算機(jī)知識(shí)有關(guān)的課程體系更多的偏向于一種將人類行為信息轉(zhuǎn)化為機(jī)器行為信息內(nèi)容。這個(gè)過程中，引導(dǎo)學(xué)生掌握這種由人類行為思維將機(jī)器行為思維轉(zhuǎn)變的教學(xué)，有著十分重要的意義。在世界頂尖大學(xué)中，關(guān)于人工智能計(jì)算機(jī)專業(yè)課程開設(shè)，有著十分明確的目的，諸如麻省理工大學(xué)的計(jì)算認(rèn)知科學(xué)、機(jī)器視覺課程；斯坦福大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)搜索與挖掘、邏輯推理常識(shí)、電子商務(wù)技術(shù)基礎(chǔ)；康奈爾大學(xué)的電腦游戲設(shè)計(jì)導(dǎo)論、藝術(shù)中的計(jì)算、電子時(shí)代的視覺成像等等，都是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程知識(shí)中央領(lǐng)導(dǎo)人類行為，向著機(jī)器行為思維轉(zhuǎn)變的課程內(nèi)容。雖然對(duì)于本國(guó)一般高校無法開設(shè)與此有關(guān)的專業(yè)課程，但是依舊有著十分明確的參考意義。在普通高校進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)課程開設(shè)時(shí)要重點(diǎn)提高計(jì)算機(jī)硬件操作有關(guān)的知識(shí)教學(xué)，以此來引導(dǎo)學(xué)生了解智能機(jī)器的實(shí)際構(gòu)造，幫助學(xué)生在大腦中形成初印象。

（3） 復(fù)合型人才知識(shí)體系傳授

人工智能時(shí)代受到普遍關(guān)注的一個(gè)問題是人工智能行為與道德倫理是否存在沖突。是否會(huì)影響人類行為活動(dòng)的正常。因此學(xué)生在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中了解計(jì)算機(jī)執(zhí)行邏輯思維能夠有效。引導(dǎo)學(xué)生明白智能機(jī)械行為與實(shí)際行為之間的沖突。另外，培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)法律知識(shí)，使其明白智能機(jī)器行為的邊界有著極其重要的意義。而且法律知識(shí)對(duì)于復(fù)合型人才培養(yǎng)有著巨大的推動(dòng)作用，能夠保證未來復(fù)合型人才在進(jìn)行人工智能研究過程中，更大限度的降低對(duì)社會(huì)形象的影響。

7 結(jié)束語

人工智能下的計(jì)算機(jī)知識(shí)專業(yè)課程體系革新需要陣陣考慮本國(guó)實(shí)際的人工智能技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，在課程體系設(shè)計(jì)過程中參考已有探索經(jīng)驗(yàn)根據(jù)各個(gè)高校的實(shí)際情況來進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)計(jì)。

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