曹 衛(wèi)，薛煜陽(yáng)，劉戰(zhàn)東

（1.新疆師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆財(cái)經(jīng)大學(xué)信息與管理學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830012）

近年來(lái)，人工智能技術(shù)作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心力量，已成為引領(lǐng)社會(huì)變革的技術(shù)熱點(diǎn)。為把握時(shí)代發(fā)展的浪潮，各國(guó)都開(kāi)始大力發(fā)展人工智能技術(shù)。我國(guó)政府也高度重視該領(lǐng)域的發(fā)展，國(guó)務(wù)院在2017 年印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[1]，將人工智能定義為“重大戰(zhàn)略機(jī)遇”，要“構(gòu)筑我國(guó)人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)”。為適應(yīng)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，教育部及相關(guān)部門(mén)發(fā)文并出臺(tái)各種措施，促進(jìn)人工智能人才的培養(yǎng)，國(guó)內(nèi)很多高校也陸續(xù)開(kāi)設(shè)人工智能課程，以滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求。作為一門(mén)新興課程，人工智能課程教學(xué)研究可為我國(guó)人工智能教育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供較好的人才基礎(chǔ)?；诖吮尘?，本文深入分析了地方高?！叭斯ぶ悄堋北究普n程的特點(diǎn)及其開(kāi)設(shè)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，并進(jìn)行了一系列教學(xué)和實(shí)踐方面的探究。

1 人工智能的課程特點(diǎn)及所帶來(lái)的教學(xué)挑戰(zhàn)

人工智能是研究、開(kāi)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(mén)新興交叉科學(xué)[2]，其區(qū)別于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)課程的特點(diǎn)，給其教學(xué)帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。

①知識(shí)體系偏技術(shù)，課程內(nèi)容與思政元素的關(guān)聯(lián)不夠直接?！蛾P(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》提出，將各類(lèi)課程與思政課深入結(jié)合，形成協(xié)同效應(yīng)，承擔(dān)教書(shū)育人的責(zé)任[3]。然而，人工智能課程技術(shù)性強(qiáng)，涉及較多抽象理論和算法模型，如隨機(jī)森林、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，導(dǎo)致其教學(xué)設(shè)計(jì)中人文元素較少，與思政元素的關(guān)聯(lián)不夠緊密、融合不夠深入。

②內(nèi)容邏輯性強(qiáng)，技術(shù)前沿、多學(xué)科交叉，本科層次的授課難度較大。人工智能是機(jī)器執(zhí)行與人類(lèi)思維相關(guān)的認(rèn)知功能的能力，如感知、推理、學(xué)習(xí)、交互等。因此，該課程內(nèi)容交叉、抽象，含較多公式推演，需要學(xué)生有較好的研究背景和理解能力，熟悉數(shù)學(xué)知識(shí)和基礎(chǔ)算法流程。然而，本科學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和學(xué)科素養(yǎng)還處于初步積累階段，對(duì)人工智能的很多相關(guān)前導(dǎo)知識(shí)和研究背景較缺乏。因此，本科層次的人工智能課程的授課難度較大。

③實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性高，實(shí)驗(yàn)難度較大。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門(mén)以應(yīng)用為導(dǎo)向的學(xué)科，作為該學(xué)科的重要分支之一，人工智能課程應(yīng)用范圍極廣、與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)系緊密。因此，學(xué)習(xí)該課程需大量的動(dòng)手實(shí)踐。此外，人工智能課程屬于交叉學(xué)科，涉及許多現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜問(wèn)題，其實(shí)踐內(nèi)容綜合性較強(qiáng)。對(duì)于本科生來(lái)講，實(shí)踐動(dòng)手能力還處于培養(yǎng)和鍛煉階段，對(duì)人工智能課程的跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)往往感覺(jué)難度較大。

④平臺(tái)要求高、算力需求大，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和算力資源經(jīng)常不太充足。人工智能基于算法、算力和大數(shù)據(jù)三大基石[4]，通過(guò)對(duì)算力、算法和數(shù)據(jù)等數(shù)字資源的創(chuàng)造、加工和整合，用機(jī)器為傳統(tǒng)行業(yè)賦能[5]。因此，人工智能相關(guān)技術(shù)實(shí)踐對(duì)算力有較高要求。加之當(dāng)前人工智能領(lǐng)域處于高速發(fā)展期，以深度學(xué)習(xí)、AI 大模型為代表的各項(xiàng)技術(shù)和應(yīng)用對(duì)算力的依賴(lài)性極大。然而，即使在一些部屬高校，算力等基礎(chǔ)設(shè)施也常常無(wú)法滿(mǎn)足師生的現(xiàn)實(shí)需求[6]，進(jìn)而限制了人工智能課程實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。

2 地方高?！叭斯ぶ悄堋北究普n程的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 思政融入過(guò)于生硬

新工科背景下，人工智能課程強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[7]。加之人工智能的課程知識(shí)偏技術(shù)、較抽象，教師在組織教學(xué)的過(guò)程中，難免會(huì)側(cè)重于對(duì)晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的講授等教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)思政的融合有所忽視。因此，人工智能課程融入思政元素往往內(nèi)涵不足。

2.2 課程內(nèi)容滯后于現(xiàn)實(shí)前沿技術(shù)

人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐聯(lián)系緊密，相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，新的算法、技術(shù)和應(yīng)用層出不窮，但其課程內(nèi)容一般涉及經(jīng)典人工智能理論或模型，不太能及時(shí)融入最新的技術(shù)應(yīng)用，經(jīng)常無(wú)法與產(chǎn)業(yè)界前沿技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)。而且，一些西部地方高校遠(yuǎn)離京津冀、長(zhǎng)三角等人工智能技術(shù)落地的前沿陣地，其人工智能教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)界的前沿技術(shù)存在一定的脫離，不利于其人工智能課程授課目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

2.3 課程配套體系不太完善

圖靈獎(jiǎng)得主姚期智曾提出：人工智能絕對(duì)是一個(gè)跨學(xué)科行業(yè)[8]。人工智能涉及計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)。這些學(xué)科之間知識(shí)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，存在較強(qiáng)的支撐關(guān)系，通常情況下，一門(mén)學(xué)科需要一門(mén)或多門(mén)相關(guān)學(xué)科的支撐[9]。因此，人工智能課程的學(xué)習(xí)中學(xué)生要具備相關(guān)領(lǐng)域的研究背景和相關(guān)先導(dǎo)課程的學(xué)科基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)有人工智能本科課程一般是高校為適應(yīng)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和滿(mǎn)足社會(huì)人才需求而開(kāi)設(shè)的。與研究生相比，本科學(xué)生較欠缺相關(guān)先導(dǎo)課程的學(xué)科基礎(chǔ)，如機(jī)器學(xué)習(xí)、優(yōu)化理論等。而本科課程的設(shè)置受諸多因素的影響，與人工智能相關(guān)的本科課程配套體系還不太完善。

2.4 教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)資源亟須更新

人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，相關(guān)理論和創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn)和涌現(xiàn)，不斷引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄坪徒?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變革。因此，該課程教學(xué)需要教師更新教學(xué)模式，在夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備的同時(shí)，及時(shí)跟進(jìn)新興技術(shù)，注重學(xué)生自主探究和可持續(xù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，人工智能相關(guān)實(shí)踐對(duì)硬件配置和算力要求較高。尤其是在當(dāng)今時(shí)代，以ChatGPT 為代表的AI大模型技術(shù)席卷全球，催生了人工智能領(lǐng)域的新業(yè)態(tài)[10]。在此背景下，地方高校人工智能課程實(shí)驗(yàn)資源緊缺的現(xiàn)實(shí)亟須改變，以推動(dòng)該課程實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展。

3 人工智能課程教學(xué)設(shè)計(jì)與探究

針對(duì)人工智能的課程特點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)，筆者深入研究其課程內(nèi)容，基于自身在該課程教學(xué)過(guò)程中所遇到的實(shí)際問(wèn)題，開(kāi)展了以下教學(xué)和實(shí)踐方面的探究。

3.1 深挖專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的人文社科元素以實(shí)現(xiàn)思政教學(xué)

為了更好地實(shí)現(xiàn)人工智能課程的課程思政教學(xué)，授課教師在授課過(guò)程中仔細(xì)研究人工智能的學(xué)科內(nèi)容和研究熱點(diǎn)，深挖該課程蘊(yùn)含的思政教育信息，促進(jìn)思政教學(xué)元素與課程教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合，寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授之中[11]，推動(dòng)“思政育人”與人工智能課程建設(shè)的有機(jī)融合。具體來(lái)說(shuō)，教師在講授人工智能的學(xué)科發(fā)展和未來(lái)趨勢(shì)時(shí)，結(jié)合社會(huì)現(xiàn)實(shí)需求和科研發(fā)展環(huán)境來(lái)進(jìn)行講授，啟迪學(xué)生對(duì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的思考；在講授人工智能應(yīng)用技術(shù)時(shí)，穿插學(xué)者的學(xué)術(shù)經(jīng)歷、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐落地的社會(huì)背景等進(jìn)行講授，增強(qiáng)學(xué)生作為未來(lái)人工智能應(yīng)用的設(shè)計(jì)者、推動(dòng)者和研究者的責(zé)任意識(shí)；從人工智能與社會(huì)學(xué)的交叉研究熱點(diǎn)（如大模型價(jià)值觀對(duì)齊、大數(shù)據(jù)隱私保護(hù)與可信公平等）為切入點(diǎn)，促進(jìn)理工科學(xué)生對(duì)人文社會(huì)的關(guān)注和思考。教師通過(guò)上述努力，強(qiáng)化該課程思政融入的針對(duì)性和實(shí)效性，促進(jìn)全方位育人[12]。

3.2 借助網(wǎng)絡(luò)資源和開(kāi)展專(zhuān)題講座以保證課程的前沿性

人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，授課教師需在掌握與其相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的同時(shí)，及時(shí)跟蹤領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)，縮小課本知識(shí)與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)技術(shù)之間的差距，向?qū)W生傳授更切合現(xiàn)實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。因此，為體現(xiàn)該課程內(nèi)容的前沿性，授課教師可以從以下方面開(kāi)展教學(xué)：

①教師充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，將這些課程資源以微視頻的方式融入授課過(guò)程，高效、自然地幫助學(xué)生補(bǔ)充相關(guān)研究背景和領(lǐng)域知識(shí)等，如大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）上的優(yōu)質(zhì)課程資源、Bilibili 視頻網(wǎng)站的前沿技術(shù)分享等；

②教師及時(shí)跟蹤最新技術(shù)，結(jié)合自身研究領(lǐng)域向?qū)W生介紹人工智能研究的最新動(dòng)態(tài)，強(qiáng)調(diào)人工智能技術(shù)持續(xù)發(fā)展、不斷更新，并將持續(xù)給社會(huì)帶來(lái)重大變革的趨勢(shì)，以啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識(shí)；

③教師結(jié)合自身研究方向和課題，開(kāi)展論文導(dǎo)讀和專(zhuān)題講座，鼓勵(lì)學(xué)生參與課題研究，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和自學(xué)能力，為學(xué)生后續(xù)職業(yè)生涯和終身成長(zhǎng)打好基礎(chǔ)。

3.3 通過(guò)混合式教學(xué)方式和虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐平臺(tái)達(dá)成課程目標(biāo)

人工智能課程較偏向理論教學(xué)，與其應(yīng)用特點(diǎn)不太相符，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，較難適應(yīng)未來(lái)人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。加之地域限制，許多地方高校與人工智能相關(guān)企業(yè)的合作交流不太深入，導(dǎo)致學(xué)生較難真正接觸人工智能前沿技術(shù)的應(yīng)用。這些現(xiàn)實(shí)因素加大了人工智能課程教學(xué)理論與實(shí)踐的差距。因此，授課教師應(yīng)結(jié)合人工智能的課程特點(diǎn)采取體驗(yàn)式與探究式相結(jié)合的教學(xué)模式，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩手抓，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和自主探究能力，具體包括三方面：

①理論教學(xué)方面，教師通過(guò)“雨課堂”線上平臺(tái)，開(kāi)展線上和線下相結(jié)合的混合式教學(xué)[13]，保證人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量。課前，向?qū)W生推送課程重難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)；課中，借助雨課堂進(jìn)行學(xué)生考勤管理和知識(shí)點(diǎn)練習(xí)，提高學(xué)生上課的參與度；課后，利用雨課堂督促學(xué)生進(jìn)行知識(shí)回顧和復(fù)習(xí)；

②實(shí)踐教學(xué)方面，教師充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源和網(wǎng)絡(luò)資源等虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐平臺(tái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如借助百度AI開(kāi)放平臺(tái)等設(shè)計(jì)體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)、探究式實(shí)驗(yàn)等，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，輔助講授人工智能典型應(yīng)用；借助頭歌教學(xué)平臺(tái)等輔助開(kāi)展深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)章節(jié)的教學(xué)等；

③學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面，考慮到人工智能課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合性較高，教師可采取分組方式開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)，由教師進(jìn)行案例講解、由實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任項(xiàng)目組長(zhǎng)來(lái)主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生的自主探究思維，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和動(dòng)手能力。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，并滲透于各行各業(yè)，各大高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)人工智能課程。本文分析了該課程區(qū)別于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)課程的學(xué)科特點(diǎn)及面臨的教學(xué)挑戰(zhàn)，基于自身在該課程實(shí)際教學(xué)中所遇到的問(wèn)題，提出深挖該課程的人文社科元素、借助網(wǎng)絡(luò)資源和專(zhuān)題講座、使用混合式教學(xué)和虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐平臺(tái)等手段，改善該課程的思政育人實(shí)效性，保證該課程的技術(shù)前沿性，提高該課程的教學(xué)效果，促進(jìn)其課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為地方高校人工智能課程的教學(xué)改革和課程建設(shè)提供思路。當(dāng)然，人工智能課程教學(xué)的開(kāi)展離不開(kāi)學(xué)校層面的支持，學(xué)?？稍鲈O(shè)相關(guān)先導(dǎo)課程來(lái)優(yōu)化人工智能配套的學(xué)科體系，并通過(guò)師資引進(jìn)和學(xué)科培訓(xùn)等方式補(bǔ)充本校在人工智能學(xué)科的人才儲(chǔ)備。