余 磊 汪弋鳶
(南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院 江西南昌 330063)
《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]。
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(wèn)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(shù)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(shù)(UCT)來(lái)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(guò)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?lái)的職業(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(lái)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(wèn)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。
在課堂教學(xué)中,我們?cè)诿}后,會(huì)通過(guò)小組討論的方式,引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題,進(jìn)而解決問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)命題,從解決問(wèn)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(wèn)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(wèn)題,使之提高到一定層次。
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(wèn)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^(guò)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(kāi)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(guò)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。
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(guò)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
通過(guò)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(guò)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。