積極教育導(dǎo)向的《人工智能導(dǎo)論》課程創(chuàng)新實(shí)踐

余 磊 汪弋鳶

（南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院 江西南昌 330063）

引言

《人工智能導(dǎo)論》是人工智能方向重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程涉及知識(shí)表示、機(jī)器學(xué)習(xí)、邏輯規(guī)劃等人工智能領(lǐng)域的各個(gè)方面，內(nèi)容豐富，案例詳實(shí)，為積極教育理念的融入提供了廣闊的空間[1]。因此，對(duì)其進(jìn)行改革，實(shí)施基于積極教育理念的新型教育模式是非常重要且必要的。

積極教育學(xué)者認(rèn)為學(xué)校教育應(yīng)是一種幸福教育，學(xué)生自身固有的積極品質(zhì)能推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與創(chuàng)造力的發(fā)展[2-3]。Stephen Meek 率先將積極教育理念引進(jìn)澳大利亞吉龍文法學(xué)校，這是世界上第一次在學(xué)校范圍內(nèi)進(jìn)行的積極心理學(xué)實(shí)踐[4-5]。積極教育就是要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，因材施教，結(jié)合教學(xué)大綱，合理安排教學(xué)計(jì)劃，培養(yǎng)有思想、有技術(shù)的新時(shí)代人才[6-7]。

一、積極教育模式構(gòu)建方式

1.在教學(xué)內(nèi)容方面予以創(chuàng)新

首先，我們注重將科研成果與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，導(dǎo)致《人工智能導(dǎo)論》課程的教材很難跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐；而學(xué)生要具有主動(dòng)意識(shí)，則必須具備大量的知識(shí)積累。在課程教學(xué)中，我們將與人工智能有關(guān)的科研成果滲透到教學(xué)內(nèi)容中去。例如：在講解博弈搜索問題時(shí)，我們基于主持的國(guó)家自然科學(xué)基金課題“基于約束蒙特卡洛樹搜索的大視場(chǎng)攝像機(jī)標(biāo)定算法研究”，介紹如何使用信心上限搜索樹（UCT）來引導(dǎo)蒙特卡洛規(guī)劃（MCT）的搜索方向，從而提高搜索效率；在講解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們基于主持的橫向課題“基于多故障信息源的自動(dòng)傾斜器軸承神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷及預(yù)測(cè)算法研究”，介紹如何通過設(shè)置合理的步長(zhǎng)，提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代效率。

其次，我們注重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)?！度斯ぶ悄軐?dǎo)論》課程的教學(xué)對(duì)象均為計(jì)算機(jī)或電子方向的研究生；他們?cè)趯淼穆殬I(yè)崗位上需要接收和處理大量的技術(shù)信息，需要適應(yīng)未來數(shù)字信息化社會(huì)的急劇變化。我們積極培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息、獨(dú)立思考和解決問題的能力。例如：在講解人工智能基本概念時(shí)，我們要求學(xué)生在課前了解人工智能技術(shù)的最新科研動(dòng)態(tài)，并在課堂上請(qǐng)他們提出自己的認(rèn)識(shí)和講解。

2.在教學(xué)方法方面予以創(chuàng)新

在課堂教學(xué)中，我們?cè)诿}后，會(huì)通過小組討論的方式，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生提出問題、分析問題，進(jìn)而解決問題。對(duì)于一個(gè)命題，從解決問題的角度出發(fā)，我們引導(dǎo)學(xué)生思考如何分解才能把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。從科學(xué)研究的角度出發(fā)，我們引導(dǎo)學(xué)生考慮怎樣合成、總結(jié)、提煉才能升華問題，使之提高到一定層次。

3.在考核方法方面予以創(chuàng)新

首先，《人工智能導(dǎo)論》課程采用靈活多樣的作業(yè)形式。作業(yè)內(nèi)容包括計(jì)算題、問答題、編程題等；作業(yè)遞交分為習(xí)題解答、小論文、程序代碼等方式。

其次，我們?cè)谶^去平時(shí)分、閉卷筆試分的基礎(chǔ)上，新增了對(duì)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力的考核。首先，采用課堂討論的考核形式：成績(jī)的評(píng)定根據(jù)學(xué)生在討論中擔(dān)任的角色及完成任務(wù)的情況得出。其次，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中創(chuàng)新能力的考核：對(duì)實(shí)踐活動(dòng)中有創(chuàng)新意識(shí)并積極開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的學(xué)生給出創(chuàng)新分。最后，對(duì)學(xué)生自主命題進(jìn)行考核：項(xiàng)目組成員對(duì)學(xué)生自主命題質(zhì)量、答案優(yōu)劣等因素進(jìn)行打分；這種考試方法尊重學(xué)生的主體地位，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。通過在《人工智能導(dǎo)論》課程中采用多種考核形式，既達(dá)到了考核目的，又將考試變成了培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)的重要手段。

二、教學(xué)效果

從2016年至今，我們選擇本校計(jì)算機(jī)和電子信息類專業(yè)的碩士研究生作為授課和調(diào)查對(duì)象，并將其分為對(duì)照組（采用傳統(tǒng)教學(xué)方式）和觀察組（采用積極教學(xué)模式）。兩組同學(xué)均由同一位老師任課，統(tǒng)一進(jìn)行考試，考試中使用同樣的試卷，以此比較兩種教學(xué)方法的差異。

從表1可以看出：通過積極教育模式改革，學(xué)生們的學(xué)習(xí)成績(jī)有了顯著提升；學(xué)生對(duì)教師教學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)也有了明顯提高。

表1 積極教育模式效果

結(jié)語

通過研究、實(shí)踐，我們以積極教育理念為導(dǎo)向，對(duì)《人工智能導(dǎo)論》課程進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)踐。通過改善教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法，改革考核方式，我們提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，全面提升了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和研究能力。