高職院校人工智能通識(shí)課程內(nèi)容建設(shè)的教學(xué)與實(shí)踐

王建華，閔小翠，吳明宇

摘要：《人工智能》是高職院校新工科專業(yè)的通識(shí)類課程，該課程強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)為課程培養(yǎng)目標(biāo)。為了進(jìn)一步強(qiáng)化高職《人工智能》課程的教學(xué)成效，要對(duì)課程體系進(jìn)行有效梳理和針對(duì)性設(shè)計(jì)。本文以高職院校人工智能通識(shí)課程教學(xué)改革為背景，指出了人工智能課程面臨的主要問(wèn)題，研究了人工智能課程內(nèi)容建設(shè)的主要思路，介紹了人工智能課程的課程體系模塊化設(shè)計(jì)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：新工科;通識(shí)課程;人工智能;課程內(nèi)容建設(shè)

中圖分類號(hào)：TP18? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）20-0108-02

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，人工智能技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)普及。人工智能技術(shù)是指企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并希望生產(chǎn)出一種以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的類似于人類智能性質(zhì)的智能機(jī)器。學(xué)術(shù)界對(duì)人工智能的研究范圍十分廣泛，涵蓋了語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理及機(jī)器人等眾多領(lǐng)域。在技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域則以知識(shí)表現(xiàn)、信息檢索、機(jī)器學(xué)習(xí)、組合調(diào)度、智能感知、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、博弈系統(tǒng)等為代表，近幾年來(lái)取得了舉世矚目的科技領(lǐng)域研究成果，引領(lǐng)了信息技術(shù)發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的發(fā)展風(fēng)尚。

加快大數(shù)據(jù)、人工智能等信息時(shí)代技術(shù)研究發(fā)展步伐是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)進(jìn)步的有效途徑，也是搶占未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇，對(duì)于提高我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有著決定性的作用。高職院校為社會(huì)培養(yǎng)技術(shù)人才，必須在人工智能理論基礎(chǔ)和技術(shù)應(yīng)用層面下功夫，推進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容改革，打造惠及面廣、內(nèi)容實(shí)用、教學(xué)質(zhì)量有保障的人工智能通識(shí)課程。

1 《人工智能》通識(shí)課程開(kāi)設(shè)面臨的主要問(wèn)題

盡管近年來(lái)國(guó)內(nèi)部分高職院校開(kāi)設(shè)了人工智能課程，但授課覆蓋面十分有限，大多集中在計(jì)算機(jī)和控制類專業(yè)，其他新工科專業(yè)的學(xué)生無(wú)法惠及。此外，高職院校層面的人工智能課程教學(xué)和科研活動(dòng)仍處于發(fā)展階段，在學(xué)時(shí)、師資、內(nèi)容等方面存在高開(kāi)低走、碎片化、低水平重復(fù)等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)智能科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展和智能技術(shù)人才的培養(yǎng)。

2高職院?！度斯ぶ悄堋吠ㄗR(shí)課程教學(xué)體系建設(shè)思路

（1）課程設(shè)置符合高職院校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求

人工智能技術(shù)涉及的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識(shí)較多，本科院校的人工智能課程需要學(xué)生具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維能力，而高職院校的學(xué)生顯然達(dá)不到這一要求。因此，高職院校的《人工智能》通識(shí)課程要圍繞實(shí)用性和應(yīng)用性展開(kāi)，力求讓學(xué)生聽(tīng)得懂、用得上。學(xué)校要組織集中備課，把人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效梳理，以培養(yǎng)學(xué)生利用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題為培養(yǎng)目標(biāo)，把復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通俗、易懂的案例教學(xué)內(nèi)容。利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)自覺(jué)性。高職院?！度斯ぶ悄堋吠ㄗR(shí)課程設(shè)置要符合高職院校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，打造符合?？茖哟稳瞬排囵B(yǎng)要求的優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系。

（2）利用多種教學(xué)模式實(shí)施模塊化教學(xué)

模塊化教學(xué)是通識(shí)類課程的代表特征，利用多種形式的教學(xué)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)《人工智能》通識(shí)課程多角度、深層次教學(xué)設(shè)計(jì)，以求達(dá)到降低課程難度和提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的目的。人工智能技術(shù)的前置課程較多，高等數(shù)學(xué)、圖論、算法、程序設(shè)計(jì)等對(duì)于高職院校學(xué)生來(lái)說(shuō)都是難度較大的課程，如何在沒(méi)有完全學(xué)習(xí)前續(xù)課程的條件下實(shí)施人工智能課程教學(xué)是課程體系設(shè)計(jì)的一大難題。模塊化教學(xué)的思路就是將教學(xué)內(nèi)容分層分批歸納為教學(xué)模塊，在不同的模塊中設(shè)計(jì)獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)提高教學(xué)成效。在人工智能通識(shí)課程中可以引入線上線下混合式教學(xué)模式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式、項(xiàng)目教學(xué)模式、網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)模式等多種教學(xué)模式，利用網(wǎng)絡(luò)中豐富的教學(xué)資源來(lái)提高教學(xué)深度，使用超星、課堂派、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來(lái)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，為每個(gè)教學(xué)模塊設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生組隊(duì)互助學(xué)習(xí)，保證了教學(xué)進(jìn)度的同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的成就感和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

（3）教學(xué)內(nèi)容要符合學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃

高職院校的課程教學(xué)要突出技能培訓(xùn)和職業(yè)規(guī)劃導(dǎo)向，人工智能通識(shí)課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)也要以學(xué)生的專業(yè)技能培訓(xùn)為導(dǎo)向，幫助學(xué)生開(kāi)闊視野進(jìn)行有效的職業(yè)規(guī)劃。人工智能通識(shí)課程的教學(xué)內(nèi)容不能一概而論，而是應(yīng)與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)聯(lián)，以高職院校學(xué)生特點(diǎn)和職業(yè)規(guī)劃定位為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。例如在機(jī)械制造類專業(yè)開(kāi)設(shè)的人工智能通識(shí)課程中，可以通過(guò)教學(xué)任務(wù)布置來(lái)讓學(xué)生了解制造業(yè)中人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景和關(guān)鍵技術(shù)，幫助學(xué)生明確自己的崗位定位，提前做好崗位職業(yè)規(guī)劃。

3 《人工智能》通識(shí)課程模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)

高職院校《人工智能》通識(shí)課程的內(nèi)容建設(shè)采用模塊化教學(xué)模式，根據(jù)開(kāi)設(shè)專業(yè)的知識(shí)領(lǐng)域和學(xué)生職業(yè)規(guī)劃需求進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，教學(xué)模塊要突出人工智能技術(shù)素養(yǎng)、計(jì)算思維能力、崗位適應(yīng)能力和解決領(lǐng)域技術(shù)問(wèn)題等教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)模塊之間進(jìn)行有效銜接，教師根據(jù)實(shí)際情況使用講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂等多種形式的教學(xué)方法來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)?！度斯ぶ悄堋吠ㄗR(shí)課程模塊化教學(xué)體系如圖1所示。

《人工智能》通識(shí)課程教學(xué)體系按照難度層層遞進(jìn)的原則設(shè)置，分為基礎(chǔ)模塊、應(yīng)用模塊、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言模塊和實(shí)驗(yàn)?zāi)K4個(gè)模塊，其中基礎(chǔ)模塊介紹人工智能的發(fā)展和理論基礎(chǔ)，應(yīng)用模塊介紹人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言模塊以Python語(yǔ)言為例介紹人工智能程序編寫(xiě)的一般技巧，實(shí)驗(yàn)?zāi)K以無(wú)人機(jī)、智能仿真等人工智能技術(shù)應(yīng)用案例為教學(xué)任務(wù)幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行消化吸收。人工智能課程按照基礎(chǔ)模塊-應(yīng)用模塊-程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言模塊的順序開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，在課程過(guò)程中穿插實(shí)驗(yàn)?zāi)K的教學(xué)任務(wù)。

在模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)中，每個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容不是固定的，而是由任課教師根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)和理解能力進(jìn)行選擇和順序安排。采用的教學(xué)方法也不是固定的，例如在基礎(chǔ)模塊可以采用傳統(tǒng)的講授方式，也可以采用翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生去網(wǎng)上自主探究式學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)?zāi)K可以實(shí)施案例教學(xué)讓學(xué)生進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)，也可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，或者邀請(qǐng)企業(yè)專家來(lái)校講授前沿的科技資訊和企業(yè)崗位技術(shù)知識(shí)?？傊?，模塊化教學(xué)要突出理論聯(lián)系實(shí)踐，要以學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和專業(yè)知識(shí)為突破點(diǎn)來(lái)提高教學(xué)成效，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容向崗位技能的有效轉(zhuǎn)化。