摘要：本文通過對人工智能語言特點(diǎn)進(jìn)行分析，以人工智能時(shí)代大數(shù)據(jù)背景為基礎(chǔ)，對人工智能時(shí)代的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)工作進(jìn)行了有關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：人工智能;計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì);教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642;TP311.1-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）07-0004-01

Abstract：Based on the analysis of the characteristics of artificial intelligence language and the background of big data in the era of artificial intelligence， this paper discusses the teaching of computer programming in the era of artificial intelligence.

Key words：artificial intelligence;Computer programming;teaching

引言：人工智能正逐漸進(jìn)入人們的日常生活，成為互聯(lián)網(wǎng)之后第四次工業(yè)革命的中堅(jiān)力量。了解人工智能、學(xué)習(xí)人工智能應(yīng)用對當(dāng)前計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)十分重要。本文希望做到拋磚引玉，促進(jìn)人工智能時(shí)代計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)的改革。

1人工智能時(shí)代，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)背景

作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支之一，人工智能領(lǐng)域的研究包括語言處理系統(tǒng)、自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等諸多方面。當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展主要依賴于機(jī)器學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)分析。換而言之，人工智能的發(fā)展就是在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開展機(jī)器自主學(xué)習(xí)。而計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是由算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的，因此，人工智能與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)存在一定聯(lián)系。人工智能的發(fā)展必然離不開計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。機(jī)器學(xué)習(xí)是讓計(jì)算機(jī)模擬人類的學(xué)習(xí)行為，自主獲取新的知識(shí)技能。該技術(shù)是人工智能的核心，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)需要多種方法支持，比如集成學(xué)習(xí)、度量學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等，其中大部分方法是由數(shù)據(jù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過自主學(xué)習(xí)更好的分析數(shù)據(jù)、理解數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)背后的隱藏關(guān)系。深度學(xué)習(xí)是由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的，也包括許多種模型，比如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。大數(shù)據(jù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，要做到三點(diǎn)，1、數(shù)據(jù)量大2、數(shù)據(jù)到達(dá)速度快3、數(shù)據(jù)類別多。大數(shù)據(jù)不單單指數(shù)據(jù)量大，而是要在量大的基礎(chǔ)上開展機(jī)器學(xué)習(xí)，挖掘出數(shù)據(jù)中的隱藏價(jià)值，提升機(jī)器智能水平。機(jī)器學(xué)習(xí)在大數(shù)據(jù)的支撐下，會(huì)有很大的計(jì)算量，例如深度學(xué)習(xí)中需要進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到上千層，為了提升學(xué)習(xí)效率，高性能多線程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是必不可缺的，這也需要當(dāng)今計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)進(jìn)行突破[1]。

2人工智能時(shí)代的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言

在人工智能時(shí)代的背景下，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)盡量迎合人工智能時(shí)代的發(fā)展。很多語言都可以應(yīng)用于人工智能的開發(fā)，但不是所有語言都能夠以最大效率對人工智能進(jìn)行開發(fā)。Python，是人工智能領(lǐng)域使用最廣泛的編程語言之一，可以無縫的和其他AI算法一同使用。該語言作為腳本語言語法結(jié)構(gòu)相對簡單，接近日常語言，因此可讀性較高，適用于作為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的入門語言。JAVA，作為一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，也是進(jìn)行AI項(xiàng)目的較好選擇，提供了內(nèi)置的垃圾回收，主要用于AI項(xiàng)目上的高級(jí)功能。C++作為速度最快的面向?qū)ο笳Z言，對于AI項(xiàng)目的建設(shè)十分重要，例如在智能搜索引擎中，可以廣泛使用該語言。Prolog，作為邏輯編程語言，可以提供模式匹配和基于樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化機(jī)制，該機(jī)制能夠給AI項(xiàng)目建設(shè)提供較為良好的框架，對AI編程十分有利[2]。

3人工智能時(shí)代的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)

3.1入門語言選擇。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)一般是高等院校設(shè)立的教學(xué)內(nèi)容，對于大學(xué)生來說，是一種較為新穎的學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此對于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的入門語言，應(yīng)當(dāng)選擇可以輕松上手，還能夠傳遞計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本理念、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的編程語言。C語言作為最傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程語言，被廣泛作為高校計(jì)算機(jī)編程語言的入門語言，但容易使學(xué)生在學(xué)完之后沒有較高的性質(zhì)，甚至產(chǎn)生畏懼心理。將Python為入門語言，能夠讓學(xué)生更為輕松的進(jìn)入應(yīng)用開發(fā)，作為入門語言基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，應(yīng)當(dāng)更為有效[3]。

3.2編程環(huán)境。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的編程環(huán)境，應(yīng)當(dāng)選擇盡量友好、界面簡單、簡潔的工作配置環(huán)境。對于學(xué)生來說，學(xué)習(xí)JAVA語言需要做大量的環(huán)境配置，這對新手來說十分不友好。編程環(huán)境也要盡量應(yīng)用高級(jí)程度的環(huán)境，在一個(gè)環(huán)境下完成多個(gè)編程周期的工作。編程環(huán)境也應(yīng)當(dāng)包含進(jìn)可能多的常用開發(fā)包，Anaconda就擁有超過1000個(gè)數(shù)據(jù)科學(xué)軟件開發(fā)包。

3.3教學(xué)案例。如果計(jì)算機(jī)程序教學(xué)活動(dòng)將重心過多的放在編程語言的語法結(jié)構(gòu)上，就容易讓教學(xué)課堂變得枯燥，使學(xué)生丟失學(xué)習(xí)興趣。因此，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教材教學(xué)需要進(jìn)行變動(dòng)。教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行拓展教學(xué)，教學(xué)所選用的案例可以是教師自己的研發(fā)項(xiàng)目，也可以是一些著名的開發(fā)案例，這樣可以讓學(xué)生從理論聯(lián)系實(shí)際，動(dòng)手進(jìn)行程序開發(fā)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.4引入數(shù)學(xué)建模思想。作為一種數(shù)學(xué)思考方法，數(shù)學(xué)建模是通過運(yùn)用數(shù)學(xué)語言抽象刻畫解決實(shí)際問題的數(shù)學(xué)手段，可以將實(shí)際問題用數(shù)據(jù)和簡便語言表示。這樣一些問題就可以變形成為圖論問題，因此，在進(jìn)行圖論問題教學(xué)時(shí)，可以將數(shù)學(xué)建模的思維融入到教學(xué)過程中，通過具體的案例，讓學(xué)生建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)教學(xué)。

4結(jié)語

為了迎合人工智能時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)也應(yīng)當(dāng)作出相應(yīng)改革，需要在先進(jìn)的教育理論指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高編程能力，真正做到“教學(xué)并重”。

參考文獻(xiàn)：

[1]牟倫田.人工智能時(shí)代的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)探討[J].科教導(dǎo)刊，2018，000（003）：106-107，134.

[2]王筱竹，JosephOsunde，DannyBarthaud，等.人工智能輔助會(huì)話式編程：一種性別包容的程序設(shè)計(jì)教學(xué)法[J].中國遠(yuǎn)程教育（綜合版），2018（8）：70-78.

[3]聶芬.基于人工智能的計(jì)算機(jī)離線編程系統(tǒng)開發(fā)研究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018，000（001）：43-44，57.

作者簡介：金雯嵐（1980.6--），女，漢族，山東臨沂人，高級(jí)講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)編程、數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算平臺(tái)運(yùn)維專業(yè)的研究和教學(xué)。