0" 引言

隨著科技的發(fā)展，人工智能（AI，Artificial Intelligence）已成為當(dāng)今世界最具影響力的科技之一。人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用在改變?nèi)藗兩罘绞降耐瑫r(shí)，也對(duì)教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為適應(yīng)時(shí)代的快速發(fā)展需要，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，全國各大高校都在大力發(fā)展人工智能相關(guān)基礎(chǔ)課程。人工智能基礎(chǔ)課程是南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院的一門專業(yè)必修課程，涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括模式識(shí)別、機(jī)器人學(xué)、語音識(shí)別和自然語言處理。在新工科理念背景下，人工智能基礎(chǔ)課程在教學(xué)和考核過程中存在一些問題，傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)的需求，迫切需要對(duì)人工智能基礎(chǔ)課程進(jìn)行課堂教學(xué)改革。

1" 人工智能基礎(chǔ)課程現(xiàn)存問題

1.1" 師資力量有限，教育理念不適應(yīng)

教師除了教授人工智能基礎(chǔ)課程外，還需要教授其他專業(yè)課程，教學(xué)任務(wù)重，授課人數(shù)多，作業(yè)和期末試卷批改工作量大，導(dǎo)致教師難以兼顧幾門課程，影響教學(xué)效果。在教學(xué)理念方面，培養(yǎng)具有跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的優(yōu)秀工科人才，適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)需求的教育理念沒有完全貫徹到新興技術(shù)、新型學(xué)科的教學(xué)和學(xué)科間的交叉融合中[1-3]。

1.2" 教學(xué)模式固定，課程內(nèi)容滯后

傳統(tǒng)人工智能基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)模式固定，教學(xué)內(nèi)容更新較慢，往往滯后于人工智能技術(shù)的發(fā)展，無法滿足工程實(shí)踐行業(yè)的要求。人工智能基礎(chǔ)課程的開設(shè)對(duì)象是大三學(xué)生，大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)具備一些相關(guān)專業(yè)知識(shí)，但自動(dòng)化學(xué)院人工智能基礎(chǔ)課程采用的教材注重理論和概念，算法的編寫和應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容較少，往往無法滿足學(xué)生提升應(yīng)用能力的要求。

1.3" 評(píng)價(jià)方式簡單，學(xué)生主動(dòng)性差

目前，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效采用的評(píng)價(jià)方式是考勤和平時(shí)成績占40%、期末成績（大作業(yè)）占60%。這種評(píng)價(jià)方式忽視了對(duì)學(xué)生課前、課中、課后的學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)，也忽視了學(xué)生之間的差異性，不能綜合體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使評(píng)價(jià)失去診斷功能，人工智能基礎(chǔ)課程沒有完全體現(xiàn)在整個(gè)專業(yè)體系中的重要性和作用，造成學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足。這些問題導(dǎo)致在課堂教學(xué)過程中出現(xiàn)“教師講得累，學(xué)生聽得無趣”的現(xiàn)象 [4-6]。

1.4" 講解課時(shí)短，教學(xué)方式單一

人工智能基礎(chǔ)課程包含15章教學(xué)內(nèi)容，但課時(shí)只有24個(gè)學(xué)時(shí)，導(dǎo)致教師只能講授基本內(nèi)容，無法進(jìn)行深入的知識(shí)拓展。同時(shí)，教材內(nèi)容繁多、重難點(diǎn)密集，學(xué)生理解起來較為困難。課程講解不足、學(xué)時(shí)短的問題直接影響了課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。當(dāng)前教學(xué)主要采取面對(duì)面教學(xué)形式，以板書和PPT相結(jié)合的方式為主，較為落后、單一，教學(xué)效果不理想[7-8]。

1.5" 人才結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)模式不適應(yīng)

當(dāng)前，我國正著力培養(yǎng)世界級(jí)工程領(lǐng)軍人才和拔尖人才，以及基礎(chǔ)、新興和高端領(lǐng)域的工程科技人才，但由于工程技術(shù)人才在推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面的能力尚需提升，制造業(yè)人才結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)復(fù)雜局面：一方面，部分崗位人才過剩；另一方面，關(guān)鍵崗位面臨人才短缺。同時(shí)，企業(yè)招工難與畢業(yè)生就業(yè)難并存，實(shí)際需求與教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法與模式、教師需求與結(jié)構(gòu)等呈現(xiàn)不相適應(yīng)的問題。

1.6" 學(xué)生需求轉(zhuǎn)變與教學(xué)方式不匹配

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的理論和算法。傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往不能及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，造成學(xué)生所學(xué)知識(shí)陳舊。隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)需求的改變，學(xué)生更加注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的提高，希望通過課堂的學(xué)習(xí)能夠掌握實(shí)際的應(yīng)用技巧。以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方式偏重理論知識(shí)的傳授，忽視學(xué)生的主體地位和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果不佳。

2" 人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)改革內(nèi)容

2.1" 教學(xué)方法改革

2.1.1" 采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

將教學(xué)內(nèi)容分解為若干項(xiàng)目，讓學(xué)生通過完成教學(xué)項(xiàng)目掌握知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

2.1.2" 采用分組討論教學(xué)法

把學(xué)生分成小組，讓他們通過小組討論來解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，不斷增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.1.3" 采用案例教學(xué)法

讓學(xué)生通過對(duì)實(shí)際案例的分析，了解工程實(shí)踐中人工智能技術(shù)的應(yīng)用，讓學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)更好地應(yīng)用于實(shí)踐。

2.2" 教學(xué)手段改革

首先，通過運(yùn)用圖片、視頻、動(dòng)畫等多媒體教學(xué)手段，使學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)有更直觀的認(rèn)識(shí)。

其次，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)讓學(xué)生隨時(shí)開展自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)能力。

最后，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.3" 教學(xué)內(nèi)容改革

首先，根據(jù)人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢和學(xué)生需求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握最新、最實(shí)用的知識(shí)。

其次，增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生通過實(shí)踐將知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能。

最后，引入人工智能技術(shù)前沿知識(shí)，讓學(xué)生了解技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握技術(shù)在工程相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3" 人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方向

3.1" 教學(xué)手段變化，教學(xué)理念創(chuàng)新

在新工科理念下，課堂教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)積極應(yīng)對(duì)變化、引領(lǐng)創(chuàng)新、更新教學(xué)手段，利用各種教學(xué)媒體向?qū)W生提供各種感知材料和逼真情境，提升學(xué)生感知力。教學(xué)理念創(chuàng)新是人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展方向和發(fā)展思路的集中體現(xiàn)。將人工智能基礎(chǔ)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，讓教學(xué)方法更具綜合性、靈活性和創(chuàng)造性。如現(xiàn)在采用的CDIO和翻轉(zhuǎn)課堂模式[9-10]，以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

3.2" 擴(kuò)大課堂知識(shí)容量，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)

人工智能基礎(chǔ)課程是一門融合了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及算法等的綜合性課程，在新工科理念下，利用網(wǎng)絡(luò)上最新的信息源擴(kuò)大學(xué)生的信息獲取渠道，應(yīng)用多媒體增加課堂教學(xué)的知識(shí)容量，充分運(yùn)用一些教學(xué)媒體發(fā)揮動(dòng)畫、聲音、文字等多種載體的優(yōu)勢，簡化教學(xué)內(nèi)容難點(diǎn)，豐富知識(shí)內(nèi)容。利用信息技術(shù)條件實(shí)現(xiàn)異步教學(xué)，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。促進(jìn)高校教學(xué)模式由教師主導(dǎo)向?qū)W生主體轉(zhuǎn)變，滿足不同學(xué)生的主體性需要。同時(shí)，為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，組織教師培訓(xùn)，讓教師優(yōu)化教學(xué)手段、提升教學(xué)技能。通過不斷更新人才培養(yǎng)理念、改革體制機(jī)制、創(chuàng)新培養(yǎng)模式等，應(yīng)對(duì)未來對(duì)高素質(zhì)工程實(shí)踐人才的要求。

3.3" 動(dòng)態(tài)教學(xué)，培養(yǎng)要求革新

未來高素質(zhì)工程實(shí)踐人才的能力包括高超的創(chuàng)新能力、分析能力、實(shí)踐能力、溝通能力等。為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)能力的卓越工程人才，結(jié)合人工智能基礎(chǔ)課程綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室或?qū)W校實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，突出讓學(xué)生“動(dòng)手做”的特點(diǎn)，根據(jù)課程特點(diǎn)和不同的教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)踐課和案例教學(xué)的比重，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化，加快課堂教學(xué)改革進(jìn)度。教師在教學(xué)活動(dòng)過程中要實(shí)現(xiàn)和學(xué)生的充分互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和吸收，隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)方法與內(nèi)容。

3.4" 混合教學(xué)方式，協(xié)調(diào)與共享

實(shí)現(xiàn)學(xué)思結(jié)合最有效的教學(xué)方式包括啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)、討論式教學(xué)。其中，啟發(fā)式教學(xué)以問題引導(dǎo)、案例分析、情景模擬為主要形式，促進(jìn)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，激發(fā)思維分析能力；探究式教學(xué)能提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力；討論式教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生提出自己的見解和解決方案。將上述教學(xué)方式在人工智能基礎(chǔ)課堂進(jìn)行有效混合，讓每種教學(xué)方式融合到每一節(jié)的課堂教學(xué)中，提高教學(xué)效率。根據(jù)協(xié)調(diào)與共享的教育教學(xué)理念，協(xié)同推動(dòng)調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動(dòng)人工智能基礎(chǔ)課程課堂教學(xué)改革。

4" 人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)改革效果

4.1" 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性

通過采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、案例教學(xué)、小組討論等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，讓學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。

4.2" 培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神

通過增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、引入前沿知識(shí)、利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備等手段，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中。

4.3" 促進(jìn)了教師專業(yè)發(fā)展，提高了教學(xué)質(zhì)量

通過課堂教學(xué)改革，教師及時(shí)更新教學(xué)理念和方法，提高教學(xué)水平和能力，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和手段、加強(qiáng)教學(xué)管理等措施，提高教學(xué)質(zhì)量。

5" 結(jié)束語

人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，需要在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上拓展網(wǎng)絡(luò)空間資源的開發(fā)和利用，更好地實(shí)現(xiàn)教育資源的優(yōu)化與共享。課堂教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)效果的重要途徑，通過教學(xué)方法、手段和內(nèi)容的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，使教學(xué)效率不斷提高。在實(shí)施課堂教學(xué)改革過程中，學(xué)校、教師和學(xué)生需要共同努力，不斷探索和創(chuàng)新。在新工科理念下，為推動(dòng)人工智能基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展，加快教學(xué)改革步伐，高校要認(rèn)清并克服當(dāng)前存在的困難，完善課堂教學(xué)，明確教學(xué)改革的正確方向，不斷探索教學(xué)改革的路線，培養(yǎng)社會(huì)需要的高素質(zhì)工程實(shí)踐人才。

6" 參考文獻(xiàn)

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