李征驥　嚴(yán)張凌　李菲

摘? 要： 探索和討論了布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類理論在人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)中的應(yīng)用。根據(jù)布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類理論的指導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方法。整個(gè)教學(xué)過程中，以激發(fā)學(xué)生對(duì)該專業(yè)的興趣愛好為主線，注重培養(yǎng)學(xué)生關(guān)聯(lián)性思維、遷移性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的能力，由興趣愛好帶動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞： 人工智能; 課程設(shè)計(jì); 布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類; 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.3;TP18? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）02-90-03

Exploration of Bloom's taxonomy of educational objectives theory in the

teaching of introduction to artificial intelligence

Li Zhengji， Yan Zhangling， Li Fei

（Chengdu Jincheng College， Chengdu， Sichuan 611731， China）

Abstract： The applications of Bloom's taxonomy of educational objectives theory in the teaching of introduction to artificial intelligence are explored and discussed in this paper. According to the Bloom's taxonomy of educational objectives theory， the corresponding teaching objectives， teaching contents， teaching methods and assessment methods are designed. In the whole teaching process， the main line is to stimulate students' interests and cultivate students' abilities of relevance thinking， transfer thinking， critical thinking and creative thinking， and drive students' autonomous learning by their interests.

Key words： artificial intelligence; course design; Bloom's taxonomy of educational objectives; autonomous learning

0 引言

人工智能是以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、哲學(xué)等多學(xué)科交叉融合的交叉學(xué)科、新興學(xué)科。人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。其作為引領(lǐng)第四次科技革命的戰(zhàn)略性技術(shù)，在全球范圍內(nèi)正蓬勃興起。

我國對(duì)人工智能的發(fā)展非常重視，2018年教育部及國內(nèi)高校相繼啟動(dòng)了人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，定位于研究生教育的人工智能研究院和面向本科生教育的人工智能學(xué)院如雨后春筍般地出現(xiàn)在許多高校中[1]。2019年本科人工智能專業(yè)的開設(shè)高校的數(shù)量由2018年的35所增加到214所[2]。人工智能的應(yīng)用已經(jīng)逐漸滲透到各個(gè)學(xué)科以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會(huì)生活的各個(gè)行業(yè)[3]，“人工智能+”成為提升這些學(xué)科和行業(yè)高速發(fā)展的新助力[4]。

國內(nèi)知名高校在多個(gè)學(xué)院紛紛開設(shè)“人工智能”的主干必修課程。“人工智能導(dǎo)論”課程是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的基礎(chǔ)性課程[1]，其最根本的目的是讓學(xué)生接觸并了解 “人工智能+”的概念，以便在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中能將人工智能的思想融入自己的專業(yè)。

布魯姆教育目標(biāo)分類的理論是在1956 年由美國著名的心理學(xué)家、教育學(xué)家本杰明·布魯姆首次提出。在其理論中，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者主動(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手，搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力[5]。目前國內(nèi)外有不少教師和學(xué)者將布魯姆的教學(xué)理論應(yīng)用到了各自的教育領(lǐng)域并取得了不錯(cuò)的效果。Kim[6]和孫春意[7]將其引入到了醫(yī)學(xué)類教學(xué)課程中;郭衛(wèi)蕓[8]以布魯姆分類認(rèn)知理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了“食品機(jī)械與設(shè)備”課程教學(xué)目標(biāo);叢文靜[9]將布魯姆教育理論引入到“機(jī)械制圖”課程中。

在本文中，為了能更好地完成人工智能導(dǎo)論這門課“入門性”和“引導(dǎo)性”的任務(wù)，在布魯姆教育目標(biāo)分類的理論的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)目的、教學(xué)方法、課程內(nèi)容以及考核方式進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

1 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

前文提到了人工智能導(dǎo)論課程是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的基礎(chǔ)性課程。本課程作為大學(xué)新生的人工智能啟蒙性課程，其目的是讓學(xué)生逐步了解人工智能的基本思想、理論以及方法、了解人工智能的現(xiàn)狀，并為進(jìn)一步學(xué)習(xí)人工智能其他課程奠定基礎(chǔ);同時(shí)還需要與其他學(xué)科融合建立關(guān)聯(lián)，了解人工智能在多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域中的應(yīng)用。

由于“人工智能導(dǎo)論”課程針對(duì)大學(xué)新生開設(shè)，因此，除了要對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工智能相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)的介紹，也需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，發(fā)展方向有相應(yīng)的引導(dǎo)。而要讓學(xué)生真正的學(xué)好這門課，對(duì)這門課的熱愛是必不可少的，正如我國古代大教育家孔子曾說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，以及托爾斯泰曾說過的：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！?/p>

根據(jù)以上分析，本門課程的教學(xué)目標(biāo)可分為“導(dǎo)”、“引”，“激”三大部分，如圖1所示。

2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

布魯姆分類法將認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)分為從低到高的六個(gè)層次。而六個(gè)層次的設(shè)計(jì)對(duì)于本門課程的教學(xué)內(nèi)容來說有些過于詳細(xì);另外，過多層次也會(huì)給教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)帶來不便。因此，我們將六個(gè)層次歸納成了初、中、高三階。并據(jù)此分別對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

初階部分內(nèi)容的主要任務(wù)是讓學(xué)生了解并掌握人工智能中一個(gè)主要知識(shí)板塊及基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，了解目前人工智能在各行業(yè)各領(lǐng)域中的應(yīng)用。同時(shí)該部分實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)中對(duì)前導(dǎo)知識(shí)的介紹。同時(shí)，在講授該部分的過程中，盡量以故事。實(shí)例為背景，以引發(fā)學(xué)生對(duì)該學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

中階部分內(nèi)容以不同領(lǐng)域的真實(shí)人工智能應(yīng)用項(xiàng)目和實(shí)際案例為基礎(chǔ)，完成對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的學(xué)習(xí)。通過對(duì)人工智能在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生了解人工智能領(lǐng)域的發(fā)展方向，借此也明確自身今后的發(fā)展方向。

由于本課程針對(duì)大學(xué)新生，在學(xué)生的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)還不夠豐富的情況下，高階部分主要以培養(yǎng)學(xué)生遷移性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的能力和習(xí)慣。高階部分的主要內(nèi)容主要以中階部分為基礎(chǔ)進(jìn)行一些探索性實(shí)驗(yàn)。并在實(shí)驗(yàn)中，以頭腦風(fēng)暴或是辯論等方式給學(xué)生提出一些具有不確定性、前瞻性的問題。通過這樣的思維訓(xùn)練，來培養(yǎng)學(xué)生遷移性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的能力和習(xí)慣。

3 教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)以上的教學(xué)目標(biāo)，合適的教學(xué)方法必不可少。在本課程的教學(xué)過程中，采用了多種教學(xué)方法與手段，如表1所示。

在教學(xué)過程中，為了培養(yǎng)學(xué)生的非認(rèn)識(shí)能力，盡可能先將問題拋出，利用討論、辯論及頭腦風(fēng)暴等方法，讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行展開，并嘗試找出可行的解決方案，借此引出相關(guān)的知識(shí)理論和解決方案，最后再由學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐對(duì)自己提出的方法和思路進(jìn)行驗(yàn)證。在驗(yàn)證中，引入以賽促學(xué)的方式，從問題分析、設(shè)計(jì)思路、實(shí)現(xiàn)程度以及最終結(jié)果上對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程進(jìn)行多方面的評(píng)價(jià)，并納入期末成績之中。

通過這樣的方式，不僅可以有讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)和技術(shù)有效為深刻的理解和記憶，同時(shí)也能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、遷移性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的能力，從而引起學(xué)生對(duì)該課程和領(lǐng)域的興趣，最終實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

4 考核方式的設(shè)計(jì)

合理的考核方式也是一門課程必不可少的部分。由于本課程不僅注重知識(shí)的傳授，更注重動(dòng)手能力和思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練，而通常的閉卷筆試方法很難實(shí)現(xiàn)對(duì)后兩部分能力的考核。因此本門課程的考核分為三個(gè)部分：期末閉卷筆試、平時(shí)實(shí)踐成績以及課程論文。

期末閉卷筆試主要測(cè)試學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的掌握情況，對(duì)應(yīng)于教學(xué)內(nèi)容中的低階部分。

平時(shí)實(shí)踐成績主要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)運(yùn)用方面的掌握情況，該部分由課程中的多個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐成績綜合得到。課程論文部分對(duì)應(yīng)于教學(xué)內(nèi)容中的高階部分，該部分由課程論文和平時(shí)非認(rèn)知能力成績兩部分構(gòu)成。在課程論文中學(xué)生需要對(duì)自己學(xué)習(xí)過程中的心得，體會(huì)進(jìn)行總結(jié);分析、歸納人工智能的發(fā)展方向和前景，同時(shí)對(duì)自己今后的發(fā)展方向有一個(gè)大致的定位。平時(shí)非認(rèn)知能力成績主要根據(jù)學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出的交流溝通、合作包容、組織領(lǐng)導(dǎo)、反思自制、責(zé)任態(tài)度、自學(xué)情況、創(chuàng)新能力等多個(gè)非認(rèn)知能力進(jìn)評(píng)分。

這種綜合性的期末考核方式，合理地實(shí)現(xiàn)了本課程中對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容不同階段內(nèi)容的評(píng)價(jià)，更有利于綜合性地對(duì)學(xué)生成績和能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5 結(jié)束語

根據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類的理論，本文完成了“人工智能導(dǎo)論”課程的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括了對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的設(shè)計(jì)。通過合理地設(shè)計(jì)教學(xué)方法來保證教學(xué)過程的生動(dòng)性，并通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法來確保教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而全面的考核方式，則實(shí)現(xiàn)了全方位地對(duì)學(xué)生知識(shí)、技術(shù)、能力的評(píng)價(jià)。

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