互聯(lián)網(wǎng)+背景下人工智能專業(yè)教學的研究

摘 ?要： 隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)等各種科學技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其在各個行業(yè)的融合與發(fā)展愈發(fā)廣泛。其中互聯(lián)網(wǎng)+教育已經(jīng)成為高校教育發(fā)展的一個重要理念。同時，人工智能專業(yè)的建立也在影響著高校的教育教學模式。由于人工智能專業(yè)處于發(fā)展的初級階段，眾多發(fā)展理念與教學模式仍屬于探索期。這使得人工智能專業(yè)教學模式的建立成為了高校發(fā)展該專業(yè)的主要問題。針對人工智能自身的學科特性以及時代特性，構(gòu)建了以培養(yǎng)人工智能思維為目的的“自我學習”教學模式，以適應當前人工智能專業(yè)的教學要求與未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 互聯(lián)網(wǎng)+;人工智能;教育教學

中圖分類號： G642 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.06.053

本文著錄格式：卜慶鋒. 互聯(lián)網(wǎng)+背景下人工智能專業(yè)教學的研究[J]. 軟件，2020，41（06）：257260

【Abstract】： With the continuous development and improvement of various scientific technologies such as artificial intelligence， big data， Internet +， and the Internet of Things， their integration and development in various industries have become more extensive. Internet + education has become an important concept in the development of higher education. At the same time， the establishment of the artificial intelligence specialty is also affecting the education and teaching model of universities. As the artificial intelligence major is in its infancy， many development concepts and teaching models are still in the exploratory period. This makes the establishment of the artificial intelligence major teaching model a major problem for colleges and universities to develop the specialty. Aiming at the subject characteristics and era characteristics of artificial intelligence， a “self-learning” teaching mode for the purpose of cultivating artificial intelligence thinking was constructed to meet the current teaching requirements and future development of artificial intelligence majors.

【Key words】： Internet+; Artificial intelligence; Education

0 ?引言

所謂“互聯(lián)網(wǎng)+”，是指以互聯(lián)網(wǎng)為主的新一代信息技術(shù)（包括移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等）在經(jīng)濟、社會生活各個部門的擴散、應用與深度融合的過程[1]。隨著我國人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等各類科學技術(shù)的不斷發(fā)展與逐漸完善，互聯(lián)網(wǎng)+在和各類科學技術(shù)的融合下，也在逐步與社會各個行業(yè)相互融合。其中互聯(lián)網(wǎng)+教育成為目前教育領(lǐng)域的一個重點發(fā)展方向。從中小學到高職高專職業(yè)技術(shù)教育再到高等院校的各類教育教學，互聯(lián)網(wǎng)+教育的理念與實際應用已經(jīng)十分廣泛的融入了教育領(lǐng)域的各方各面，如：智慧課堂、個性化教學、網(wǎng)絡一對一等多種形式的教育教學理念。這使得互聯(lián)網(wǎng)+教育逐漸在教育教學行業(yè)成為了主流思想與主導方向。

但是，高等院校在面對新興專業(yè)的發(fā)展方面，如：人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)的教育教學，仍存在諸多問題。一方面是因為上述新興專業(yè)自身發(fā)展快，變化周期短的特性導致的，另一方面則由于上述專業(yè)屬于新興專業(yè)，仍處在發(fā)展的初級階段，在很多的發(fā)展方面上還屬于探索期。這就致使在新興專業(yè)的發(fā)展方面，尚未形成一套較為系統(tǒng)的教學，所以目前針對上述各類新興專業(yè)發(fā)展的，建立一套能夠適應時代發(fā)展的較為系統(tǒng)的專業(yè)教學方式成為了高校亟待解決的問題。

1 ?現(xiàn)行情況下高校人工智能專業(yè)教育教學現(xiàn)狀及問題

自2016年起，人工智能進入第三輪迅速發(fā)展階段[2]。全球各國都在積極發(fā)展人工智能相關(guān)科學技術(shù)，并大力推進人工智能與其他產(chǎn)業(yè)的融合。各國針對人工智能的發(fā)展逐步頒布了多項政策，以此為人工智能在各個領(lǐng)域的發(fā)展提供制度保障，其中人工智能與教育行業(yè)的融合是各國發(fā)展的一個重要方向，該領(lǐng)域是為人工智能與其他行業(yè)融合發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才、探索人工智能未來發(fā)展方向的重要陣地。我國國務院于2017年印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出要圍繞教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等迫切民生需求，加快人工智能的創(chuàng)新應用，為公眾提供個性化、多元化、高品質(zhì)服務[3]。依據(jù)此發(fā)展規(guī)劃與我國其他關(guān)于人工智能、高校發(fā)展的各類文件，高校的人工智能專業(yè)應運而生。

與此同時，互聯(lián)網(wǎng)與教育行業(yè)的融合已經(jīng)愈發(fā)深入。目前，網(wǎng)絡課程、智慧課堂、個性化培養(yǎng)等互聯(lián)網(wǎng)+教育教學逐漸應用于高校的教育教學中。在互聯(lián)網(wǎng)+教育的背景下，人工智能已然在其中發(fā)揮著十分重要的作用。在這樣的教育教學環(huán)境下，高校如何建設(shè)并深入發(fā)展人工智能專業(yè)，為未來人工智能行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀的行業(yè)人才，成為高校目前需要思考的問題。

1.1 ?人工智能專業(yè)屬新興專業(yè)

2018年我國教育部印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新》的通知[4]，要求高校瞄準世界科技前沿，為國家今后人工智能的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才。依據(jù)此通知，我國的人工智能專業(yè)逐步開始在高校中發(fā)展。所以時至今日，人工智能專業(yè)還是一個年輕的專業(yè)，仍處在發(fā)展的初級階段與探索期，諸多問題還尚未解決甚至是尚未被發(fā)現(xiàn)。另外，在互聯(lián)網(wǎng)+教育的大環(huán)境下，高校的教育教學體系更加趨向于個性化培養(yǎng)。在這樣的背景下，新興專業(yè)與新的教育理念的結(jié)合則更加大了人工智能專業(yè)發(fā)展的多種可能性。

高校的人工智能專業(yè)由于受到高校教育教學理念與方式的影響，眾多領(lǐng)域處于發(fā)展與探索階段，所以還尚未形成一套具體可行的教學體系，在對專業(yè)人才的培養(yǎng)以及學科的科研發(fā)展存在一定的影響。目前，高校的人工智能專業(yè)教學主要采用傳統(tǒng)教育模式，即以書本知識內(nèi)容為主，同時輔以部分的實踐教學。對于一個新興專業(yè)來說，在專業(yè)的起步初期，采用傳統(tǒng)的教育教學模式是必要且合理的。但是，由于人工智能專業(yè)存在一定是時代特性，且學科自身發(fā)展十分迅速，這就需要高校在面對人工智能專業(yè)發(fā)展的過程中，適時合理的加入實踐課程，讓學生能夠及時接觸到社會前沿理念與思維，這樣才能夠培養(yǎng)出適應時代發(fā)展的人工智能專業(yè)人才。

1.2 ?人工智能專業(yè)學科特性

人工智能（Artificial Intelligence簡稱AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)以及應用系統(tǒng)的一門新興的科學技術(shù)[5]。其自身具有極強的時代特性。人工智能屬于與時代緊密相連的一項科學技術(shù)，其依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+等各類科學技術(shù)的發(fā)展，使得社會中的各個行業(yè)都在積極與人工智能相結(jié)合，以求構(gòu)建新型行業(yè)發(fā)展模式與發(fā)展理念。而且人工智能的發(fā)展還受到人類思維、科學技術(shù)發(fā)展、制造業(yè)發(fā)展等多方面的影響，導致人工智能的發(fā)展具有了思維多變、形式多樣、理念多重、結(jié)構(gòu)多種、涉及范圍廣、融合程度高的特點。而在高校的人工智能專業(yè)發(fā)展方面，高校多采取理論知識傳授為主，實踐教學為輔的教學方式，這就導致所培養(yǎng)的人工智能專業(yè)人才雖掌握了充足的專業(yè)知識，但是由于缺乏實踐經(jīng)驗，難以結(jié)合時代潮流、抓準發(fā)展方向，最終影響了人工智能的發(fā)展速度。

目前，高校的人工智能專業(yè)教學教學體系中，主要存在兩方面問題：（1）人工智能的課程設(shè)置難以完全適應時代要求，由于“重理論，輕實踐”的傳統(tǒng)教育模式的影響導致人工智能專業(yè)教學與社會發(fā)展相比較存在一定的滯后性。（2）人工智能人才個性化培養(yǎng)不足，由于人工智能與其他領(lǐng)域的融合度極其廣泛，所以在專業(yè)人才的培養(yǎng)方面，高校不可能將所有領(lǐng)域的所有知識全部傳授給學生。同時，學生對不同行業(yè)的興趣愛好，所擅長的領(lǐng)域也各有不同。但是目前的人工智能專業(yè)教育教學仍處在發(fā)展的初級階段，主要采用的通識教育為主的教學方式，故對學生的個性化培養(yǎng)存在一定不足。這容易導致人工智能專業(yè)化人才在走向社會后難以適應時代發(fā)展，對未來職業(yè)發(fā)展前景產(chǎn)生迷茫的感覺，還會增加用人單位對人才的培訓成本，造成資源的浪費。

2 ?互聯(lián)網(wǎng)+教育背景下人工智能專業(yè)教學模式的構(gòu)建

結(jié)合現(xiàn)行情況來看，高校人工智能專業(yè)的發(fā)展由于受到人工智能學科自身特性以及社會環(huán)境以及專業(yè)自身剛起步等因素的影響，導致目前高校的人工智能專業(yè)發(fā)展基本上仍采用傳統(tǒng)的教育教學方式。而且互聯(lián)網(wǎng)+的影響下，高校的教育教學體系已經(jīng)逐步形成互聯(lián)網(wǎng)+教育的教育教學體系，即傳統(tǒng)教學模式融合智慧課堂、網(wǎng)絡一對一、個性化培養(yǎng)等多種互聯(lián)網(wǎng)教學方式的教育模式。所以高校在互聯(lián)網(wǎng)+教育的背景下如何構(gòu)建人工智能專業(yè)的教育教學模式，使得人工智能專業(yè)所培養(yǎng)的人才能夠積極主動適應時代走向、充分掌握人工智能相關(guān)領(lǐng)域的知識，為人工智能的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的專業(yè)性人才成為了當前高校人工智能專業(yè)亟待解決的重要問題。

2.1 ?通識教育是人工智能專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)

由上述論證可知，人工智能專業(yè)的發(fā)展目前受到諸多因素的影響，無論是社會環(huán)境對人工智能專業(yè)發(fā)展造成的影響還是人工智能專業(yè)自身特性所產(chǎn)生的影響。在人工智能專業(yè)起步的當下，人才培養(yǎng)、促進科研、探索專業(yè)的未來發(fā)展方向是高校主要目標。所以基于上述發(fā)展目的，高校就需要著重關(guān)注人工智能專業(yè)的通識教育。

人工智能專業(yè)課程涉及知識面多，學科交叉融合度高、內(nèi)容抽象、算法復雜、理論枯燥，導致學生學習基本理論積極性不高，進而造成理論教學效果差[6]。而且人工智能專業(yè)由于其自身特性，使得在面對人工智能專業(yè)教學的時候不能將人工智能視為一個孤立的學科進行教學。所以高校在發(fā)展人工智能專業(yè)的過程中，需要不斷總結(jié)探索，以求構(gòu)成人工智能基礎(chǔ)的通識教育，即眾多人工智能領(lǐng)域的發(fā)展都需要學習、理解、掌握的基礎(chǔ)知識，如：編程、算法、計算機、人工智能發(fā)展史等各類科目。以此來構(gòu)建人工智能專業(yè)的通識教育，并且通過上述通識教育，使學生能夠深刻理解人工智能的內(nèi)涵、掌握人工智能的基礎(chǔ)工具、熟知人工智能的應用領(lǐng)域與發(fā)展方向。

2.2 ?案例教學是人工智能專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵

高校的人工智能專業(yè)尚處在發(fā)展的初級階段，還未形成一套系統(tǒng)合理的教育教學體系。但是按照目前高校的教學教學理念與方式，互聯(lián)網(wǎng)+教育的教學模式在高校教學中愈發(fā)顯現(xiàn)出其強大的功能，特別是在學生的個性化培養(yǎng)、網(wǎng)絡課堂、自主學習等多方面為學生們提供了豐富的學習資源。與此同時，大部分高校仍廣泛使用面授的形式進行教學工作。

所以人工智能專業(yè)的發(fā)展，在保證通識教育能夠一以貫之并取得良好效果的前提下，人工智能專業(yè)的教育教學應當加入大量的案例教學，這是面對一個新興專業(yè)時較為有效的教學方法。通過案例教學，不但能夠讓學生更加深刻地了解到人工智能的深層含義，體會人工智能所涉及范圍之廣，同時還能夠讓學生時刻把握時代發(fā)展方向，掌握人工智能專業(yè)發(fā)展的主動權(quán)，關(guān)注到自己感興趣的領(lǐng)域。另外，在互聯(lián)網(wǎng)+教育的教學模式下，案例教學也能夠幫助高校在教學過程中積累并組建案例數(shù)據(jù)庫，一方面該數(shù)據(jù)庫能夠為今后的教學提供充足的教學模板，另一方面高校同樣也能夠借助該數(shù)據(jù)庫在人工智能發(fā)展方向上進行科研探索。緊跟專業(yè)發(fā)展步伐，以此培養(yǎng)出適應時代潮流的專業(yè)化人才。

2.3 ?實踐教學是人工智能專業(yè)發(fā)展的保障

實踐教學是我國高校教育過程中的一個短板。高校的教學教學體系中，雖近年來正在逐步加大實踐課程的比重，但是從總體上看，高校的教學模式依舊屬于“重理論，輕實踐”的教學模式。而人工智能專業(yè)的發(fā)展則需要充足的實踐教學，只有充足的實踐教學才能讓人工智能專業(yè)化人才擁有扎實的理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗。同時還能夠與互聯(lián)網(wǎng)+教育理念相結(jié)合，在個性化培養(yǎng)方面使學生關(guān)注到自己喜歡感興趣的融合領(lǐng)域，進而激發(fā)學生的學習欲望。

2.4 ?培養(yǎng)人工智能思維的自我學習模式

綜上所述，在人工智能專業(yè)的發(fā)展初期，構(gòu)建合理的教育教學模式，并且緊跟時代發(fā)展方向構(gòu)建人工智能教育教學模式成為高校發(fā)展人工智能專業(yè)的主要任務。在人工智能專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中，不僅要進行通識教育、案例教學、實踐教學的授課過程，還要注重人工智能思維的培養(yǎng)。人工智能的目標是實現(xiàn)機器的自我學習，而在人工智能專業(yè)的發(fā)展過程中，只有專業(yè)化人才具備了人工智能思維，在人工智能未來發(fā)展中的目標才有可能實現(xiàn)。所以構(gòu)建培養(yǎng)人工智能思維的自我學習模式則是高校需要關(guān)注的重點。下圖1為培養(yǎng)人工智能思維的自我學習模式。

由上圖可知，高校在人工智能專業(yè)教育教學發(fā)展過程中，構(gòu)建培養(yǎng)人工智能思維的自我學習模式能夠幫助學生形成通識教育夯實基礎(chǔ)、案例教學強化理論、實踐教學注重應用，最終實現(xiàn)學生自我學習的循環(huán)學習模式。另外在該循環(huán)學習過程中，利用自我學習實現(xiàn)對基礎(chǔ)知識的鞏固，利用實踐學習以達到培養(yǎng)人工智能思維的目的。

3 ?互聯(lián)網(wǎng)+教育背景下人工智能專業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)

3.1 ?教師對人工智能教學敏感度

隨著互聯(lián)網(wǎng)+教育的教學理念逐漸成為高校教育教學的主流思想并逐步發(fā)揮作用。2018年，《中共中央國務院關(guān)于全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的意見》指出：教師應主動適應信息化、人工智能等新技術(shù)變革，積極有效地開展教育教學[7];同年，《教師教育振興行動計劃（2018-2022年）》強調(diào)：要充分利用云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)，推進教師教育信息化教學服務平臺的建設(shè)和應用，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學方式變革[8]。所以在人工智能專業(yè)的發(fā)展過程中，教師對人工智能的敏感度成為了教學過程中的一個重要影響因素。

人工智能專業(yè)的進步，需要高校教師能夠緊跟時代發(fā)展潮流，深刻了解人工智能在社會生活中所發(fā)揮的作用。面對人工智能，高校教師的敏感度能夠幫助高校在較短的時間內(nèi)建立起高校教育教學案例數(shù)據(jù)庫，以此幫助高校在人才培養(yǎng)方面使學生及時了解到人工智能在未來的走向。所以教師對人工智能專業(yè)的發(fā)展具有一定的影響，其能夠決定人工智能專業(yè)教育教學的質(zhì)量。同時也要求教師具有一定的數(shù)據(jù)分析能力，以能夠解讀數(shù)據(jù)背后的教育意義[9]，人工智能的教學離不開數(shù)據(jù)。人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等內(nèi)容在人工智能專業(yè)教學中是相互依存的關(guān)系，所以在人工智能專業(yè)發(fā)展的過程中，教師的作用不言而喻。

3.2 ?案例教學數(shù)據(jù)庫的建立

由于人工智能自身的特性導致人工智能的發(fā)展具有一定的時效性與時代性，且伴隨著大量的數(shù)據(jù)。在人工智能專業(yè)教學的過程中，案例教學數(shù)據(jù)庫的建立就成為了高校學生認識、了解、熟悉人工智能走向、未來發(fā)展方向等的信息來源，同時還能夠幫助教師在教學過程中更加形象生動的為學生講解相關(guān)的理論知識。

所以高校在人工智能專業(yè)教育教學方面，應該時刻與時代接軌，逐步構(gòu)建起人工智能案例教學數(shù)據(jù)庫，并依靠教師的專業(yè)教學，將案例中的人工智能專業(yè)知識加以分析、講解，并在實踐課程中，由教師帶領(lǐng)學生動手實踐，如：編寫人臉識別、火災報警、圖片分析程序、算法等，將人工智能教學融入人工智能，以人工智能技術(shù)教學人工智能專業(yè)。最終在課程教學過程中，通過案例講解，讓學生了解到時代主流與市場前景，以此培養(yǎng)出符合行業(yè)要求的專業(yè)化人才。

4 ?結(jié)語

人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等各類技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，同時高校的人工智能專業(yè)建設(shè)也在逐漸完善。目前，在互聯(lián)網(wǎng)+教育的教學理念影響下，處在發(fā)展初期的人工智能專業(yè)以構(gòu)建合理的教學模式和人才培養(yǎng)方案為主要目標。在專業(yè)起步期，通識教育是專業(yè)能夠長久優(yōu)質(zhì)發(fā)展下去的保證，同時也是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ);而且由于人工智能自身的學科特性，要求高校在專業(yè)的案例教學與實踐教學上，相比于其他學科需要更加嚴格且在基數(shù)上需要更多。最終以實現(xiàn)培養(yǎng)人工智能思維，為人工智能行業(yè)提供符合時代要求的專業(yè)化人才。

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