劉麗玨　陳白帆　王　勇　余伶俐　蔡自興

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的16門(mén)核心課程之一,也是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)中一門(mén)不可替代的重要課程。

中南大學(xué)開(kāi)設(shè)人工智能課程已有25年歷史,2003年該課程更是被評(píng)為全國(guó)高等學(xué)校首批精品課程。此后,在國(guó)家教育部、湖南省教育廳和學(xué)校的支持與指導(dǎo)下,以蔡自興教授為首的教學(xué)隊(duì)伍一直繼續(xù)堅(jiān)持精品課程的建設(shè)。在5年多的建設(shè)過(guò)程中,一直堅(jiān)持求新求變的思想,使得本精品課程又登上了一個(gè)新的臺(tái)階,并通過(guò)建設(shè)取得了一些新的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。

1 深化教學(xué)改革,不斷提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)改革是課程建設(shè)和學(xué)科發(fā)展的生命線。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,要不斷提高教學(xué)質(zhì)量,就不能固步自封,吃老本,而必須不斷深化教學(xué)改革,加大課程建設(shè)和教材建設(shè)力度,不斷改進(jìn)教學(xué)方法。

(1) 搞好精品課程建設(shè),發(fā)揮示范作用

把人工智能?chē)?guó)家級(jí)精品課程放在優(yōu)先建設(shè)的位置,講究教學(xué)質(zhì)量,推進(jìn)教學(xué)改革是本課程一直堅(jiān)持的教學(xué)理念。首屆國(guó)家級(jí)精品課程評(píng)選時(shí),還很少有其他課程采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué),而我們的課程就已經(jīng)建設(shè)了完善的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)并被國(guó)家教育部評(píng)為優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程,這有助于充分發(fā)揮國(guó)家級(jí)精品課程的示范作用。在此后的建設(shè)過(guò)程中,我們堅(jiān)持每年都對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程和教學(xué)課件進(jìn)行改進(jìn)和更新,在國(guó)內(nèi)發(fā)揮了應(yīng)有的示范作用。

為開(kāi)拓學(xué)生眼界,追蹤國(guó)際前沿研究,這幾年我們加強(qiáng)了對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)的研究和實(shí)踐,采用多種方式堅(jiān)持漢英雙語(yǔ)教學(xué)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐我們體會(huì)到,英語(yǔ)教學(xué)比例要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生英語(yǔ)水平而定,其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生的接受程度與學(xué)習(xí)效果,并根據(jù)這一點(diǎn)來(lái)適時(shí)調(diào)整雙語(yǔ)教學(xué)中英語(yǔ)對(duì)漢語(yǔ)的比例。

(2) 編著立體配套教材,為教學(xué)改革服務(wù)

根據(jù)學(xué)科和課程的發(fā)展及教學(xué)改革的需要,我們十分重視教材建設(shè),不斷更新人工智能課程教材內(nèi)容,使其具有系統(tǒng)性、新穎性、實(shí)用性和可讀性等特色,所編優(yōu)秀教材處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

在過(guò)去5年建設(shè)過(guò)程中,在原有的信息類(lèi)本科生教材的基礎(chǔ)上,又增加了研究生教材、網(wǎng)絡(luò)課程教材和管理類(lèi)通用教材,形成了多層次、多專(zhuān)業(yè)、多平臺(tái)的立體配套教材共4個(gè)版本,以適應(yīng)學(xué)生的不同層次要求。這些教材已為高水平課程建設(shè)和學(xué)科建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

(2) 創(chuàng)新教學(xué)方法,開(kāi)展多種形式教學(xué)

近年來(lái),我們學(xué)習(xí)和推廣了教學(xué)名師在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中形成的“以趣導(dǎo)課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學(xué)模式和教學(xué)方法,并不斷摸索和實(shí)踐,采取了多種形式的教學(xué)方式,包括多媒體教學(xué)、雙語(yǔ)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、智能系統(tǒng)物理實(shí)體演示、課堂討論會(huì)、論點(diǎn)辯論會(huì)、學(xué)術(shù)研討會(huì)以及網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代化教學(xué)方法,取得了優(yōu)良的教學(xué)效果。在課程講授中盡力做到生動(dòng)形象,富有啟發(fā)性,從而充分激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,發(fā)揮獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維,多方位培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

要取得良好的教學(xué)效果,首先要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。如何充分激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情,發(fā)揮其主觀能動(dòng)性是我們一直在探索的問(wèn)題。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中多次開(kāi)展辯論會(huì)、討論會(huì)等活動(dòng),通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手查資料,分析整理,提出自己的觀點(diǎn),使學(xué)生全方位地接觸所學(xué)課程,在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的研究能力,真正實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)。在課程中我們還經(jīng)常請(qǐng)來(lái)在科研工作中擔(dān)任主要任務(wù)的教師和博士生給本科生介紹最前沿的科學(xué)動(dòng)態(tài),激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。更進(jìn)一步,我們?cè)谘芯可虒W(xué)方面通過(guò)舉辦學(xué)術(shù)研討會(huì),讓學(xué)生接觸學(xué)科前沿,自己查閱資料和動(dòng)手寫(xiě)科技論文,并在研討會(huì)上宣讀討論,培養(yǎng)獨(dú)立研究能力,為將來(lái)的研究工作打下基礎(chǔ)。許多本科生和研究生在討論會(huì)上有十分突出的表現(xiàn)。這種課堂學(xué)術(shù)研討活動(dòng)深受廣大學(xué)生歡迎。

(4) 教學(xué)與科研結(jié)合,以科研促進(jìn)教學(xué)

對(duì)于高等教育來(lái)說(shuō),教學(xué)與科研始終是相互促進(jìn),不可分割的。我們認(rèn)識(shí)到,要提高師資水平和教學(xué)質(zhì)量,就必須鼓勵(lì)教師開(kāi)展科學(xué)研究,處理好教學(xué)與科研的關(guān)系。要以教學(xué)為中心,以科研促進(jìn)教學(xué)。通過(guò)科研實(shí)踐,提高教師的學(xué)術(shù)水平和教學(xué)起點(diǎn)。教師只有站得高,才能看得遠(yuǎn);只有看得遠(yuǎn),才能明確方向和目標(biāo)。本精品課程立項(xiàng)后,我們每年都有意識(shí)地組織學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室,向他們介紹最新的科研進(jìn)展,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科研素質(zhì);同時(shí)吸收部分學(xué)生直接參與到科研工作中來(lái),提高他們分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力;本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目也直接與科研工作掛鉤,讓學(xué)生真正學(xué)以致用;支持青年教師參加科研和各種技術(shù)培訓(xùn),不斷提高他們的科研能力和教學(xué)能力,從而有力地推動(dòng)了教學(xué)科研的相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 構(gòu)建立體式教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)

(1) 建設(shè)前沿交叉學(xué)科的多類(lèi)型教學(xué)資源

教學(xué)資源是教學(xué)質(zhì)量的重要保證,通過(guò)多年的積累和長(zhǎng)期努力,我們已擁有大量立體配套式的教學(xué)資源,除了針對(duì)計(jì)算機(jī)、智能科學(xué)與技術(shù)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的系列教材外,還有面向軍隊(duì)的智能決策的教材,面向人工智能初學(xué)者和研究人員的工具書(shū)《人工智能辭典》。大量教參、教研論文、科研論文、多媒體課件、雙語(yǔ)課件、網(wǎng)絡(luò)課件、視頻錄像、習(xí)題庫(kù)、試題庫(kù)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等都包含在我們的教學(xué)資源中。

(2) 開(kāi)發(fā)富有特色的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間,使學(xué)生能夠在不受地域和環(huán)境限制的情況下主動(dòng)學(xué)習(xí)和繼續(xù)學(xué)習(xí)。我們的《人工智能網(wǎng)絡(luò)課程》上網(wǎng)使用已經(jīng)7年了。該網(wǎng)絡(luò)課程具備向?qū)W(xué)習(xí)、交互式和情景化學(xué)習(xí)、多媒體支持、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、智能答疑、全文搜索、虛擬算法實(shí)驗(yàn)等功能。特別是在向?qū)W(xué)習(xí)、個(gè)性化以及算法實(shí)驗(yàn)上,采用了人工智能技術(shù)本身來(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能網(wǎng)絡(luò)課程,具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化和個(gè)性化等顯著的特色和先進(jìn)性,得到專(zhuān)家和同行的認(rèn)可和肯定。如今我們的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)已不斷得到更新和擴(kuò)展,學(xué)習(xí)內(nèi)容不斷完善,學(xué)生們不僅可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn),并能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提交作業(yè)和報(bào)告,與老師進(jìn)行交流。網(wǎng)絡(luò)課程的使用,促進(jìn)了本課程教學(xué)改革,更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,深受學(xué)生歡迎。

(3) 建立開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

理論聯(lián)系實(shí)際永遠(yuǎn)是教學(xué)過(guò)程中不可或缺的重要部分,讓學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性,學(xué)以致用,從而加深對(duì)課堂接受知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,使他們能夠?qū)W以致用,是我們開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的目的。為此,我們?cè)?005年開(kāi)發(fā)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中,通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示,學(xué)生能夠直觀地看到課堂上講到的多種算法和方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟和運(yùn)行結(jié)果,還能夠自己動(dòng)手,創(chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立自己的實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、要求、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式內(nèi)容都作出了詳細(xì)的闡述和要求,網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放環(huán)境使得學(xué)生可以在寢室、家里、機(jī)房,甚至在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,注重培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。首先,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè),經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的考慮,使之具備研究性和綜合性。其次,實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)有明確的設(shè)計(jì)探討要求,要求學(xué)生帶著問(wèn)題和任務(wù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。再者,充分采用虛擬實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),大大提高了學(xué)生的興趣,提供了分析和探討智能算法的很好平臺(tái)。

直觀生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)演示和個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)設(shè)置增加了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際,驗(yàn)證和加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)和概念的理解,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

3 構(gòu)建富于創(chuàng)新的教學(xué)隊(duì)伍

教學(xué)人才資源是教學(xué)的第一資源。堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀和以人為本的思想,組建一支結(jié)構(gòu)合理、愛(ài)崗敬業(yè)、不斷創(chuàng)新的教學(xué)隊(duì)伍是精品課程建設(shè)不斷持續(xù)發(fā)展的重要保證。

(1) 名師牽頭,結(jié)構(gòu)合理

自精品課程立項(xiàng)以來(lái),在多年的建設(shè)實(shí)踐中,我們逐步建立了一支由國(guó)家級(jí)教學(xué)名師牽頭,以中青年教師為骨干,學(xué)歷、學(xué)位、職稱(chēng)和年齡結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)隊(duì)伍,以保證教學(xué)和教改工作的可持續(xù)發(fā)展。此外,任課教師圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng),以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心,以促進(jìn)學(xué)生的成才為目標(biāo),討論并設(shè)定了明確、可行的課程教學(xué)改革目標(biāo)。

(2) 抓好隊(duì)伍建設(shè),不斷提高整體素質(zhì)

建立一支愛(ài)崗敬業(yè)、富有戰(zhàn)斗力的高素質(zhì)教學(xué)隊(duì)伍是出色完成教學(xué)任務(wù)和提高課程教學(xué)質(zhì)量的根本保證。我們的教學(xué)隊(duì)伍中,從帶頭人到成員,都堅(jiān)持在教育第一線親自執(zhí)教,傳道、授業(yè)、解惑,做好本職教學(xué)工作,都秉承熱愛(ài)黨的教育事業(yè),熱愛(ài)教學(xué)工作、熱愛(ài)學(xué)生。教學(xué)骨干和主講教授具有較高的學(xué)術(shù)造詣和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),其他教師也有較好的教學(xué)功底和較強(qiáng)的教學(xué)能力,他們團(tuán)結(jié)協(xié)作, 精益求精地認(rèn)真做好每一環(huán)節(jié)的教學(xué)工作。

(3) 注重青年教師培養(yǎng),保證可持續(xù)發(fā)展

青年師資隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)系到教學(xué)隊(duì)伍后繼有人和學(xué)科可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題。我們一直注重對(duì)青年教師的培養(yǎng),經(jīng)常安排經(jīng)驗(yàn)豐富的老教授去聽(tīng)年輕教師的課,對(duì)其提出建設(shè)性意見(jiàn),幫助青年教師盡快成長(zhǎng)。同時(shí)也安排青年教師去聽(tīng)老教師的課,繼承老教授的優(yōu)良傳統(tǒng),學(xué)習(xí)講課經(jīng)驗(yàn)和技巧,發(fā)揚(yáng)老教師“傳幫帶”的作用。此外,還建立了嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲制度、青年教師學(xué)科前沿知識(shí)定期匯報(bào)制度、青年教師培訓(xùn)制度、外出參加學(xué)習(xí)學(xué)術(shù)活動(dòng)及進(jìn)修制度等,并鼓勵(lì)青年教師參加博士學(xué)位學(xué)習(xí),從而加強(qiáng)對(duì)青年教師的培養(yǎng)。我們還特別注意鼓勵(lì)在職博士研究生參加課程建設(shè),如參加部分課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程開(kāi)發(fā)。這樣做,有利于青年教師的培養(yǎng)和成長(zhǎng),充分發(fā)揮了他們的生力軍作用。

本精品課程建設(shè)也面臨一些值得研究和解決的問(wèn)題,例如,如何進(jìn)一步搞好教學(xué)資源建設(shè)、更好地進(jìn)行中外教學(xué)和教材比較,以及編寫(xiě)供非重點(diǎn)院校使用的教材等都是我們下一步要考慮的問(wèn)題。同時(shí),人工智能作為一門(mén)高度融合的交叉科學(xué),其發(fā)展速度迅速,不斷有新理論、新問(wèn)題涌現(xiàn)出來(lái)。我們的人工智能教學(xué)既要注重基礎(chǔ)理論知識(shí),又要緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐,勢(shì)必要求對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行不斷更新,這對(duì)我們的教學(xué)資源和教師素質(zhì)都提出了更高的要求。對(duì)精品課程的建設(shè)步伐一刻也不能停止,教學(xué)改革的道路仍然很長(zhǎng),精品課程建設(shè)及其教學(xué)改革沒(méi)有最好,只有更好。