第一讲 课程改革与建设的指导思想

1、2011 人工智能课程改革(gig)与建设Reformation & Constructionon AI Course中南大学 蔡自兴共三十五页问题(wnt)？你是否了解本课程的背景和概况？共三十五页前言(qin yn)本讲座以首批国家级精品课程人工智能的改革与建设为主线，介绍该课程的建设理念、思路、做法和经验，建立对该精品课程的深入和全面了解，共同探讨本课程的发展问题。本讲座还可能涉及本人主持的国家教育部其他(qt)质量工程项目的改革与建设问题，包括人工智能双语教学、智能控制精品课程、智能科学基础系列课程教学团队以及国家级教学名师等项目的相关理念与实践。通过本讲座坦诚的汇报与交流，共同提高。

2、共三十五页讲座(jingzu)目录本讲座共9讲：第一讲 课程改革与建设的指导思想第二讲 课程的主要教学改革第三讲 课程教改成果与创新第四讲 人工智能的诞生与发展第五讲 经典人工智能技术知识表示、推理与搜索 第六讲 计算智能与群智能 第七讲 课程实践(shjin)教学、实验教学与课程设计第八讲 人工智能应用系统示例 第九讲 存在问题、解决途径与发展思路 共三十五页本课程及其网络(wnglu)培训目标课程目标 以能力培养为核心，立足改革，着力创新，构建人工智能(rn n zh nn)课程的立体化现代教学体系。 网络培训目标 交流与理解本精品课程人工智能的建设理念、思路、做法和经验，建立对该精品课程

3、的深入和全面了解，共同探讨本课程的发展问题。 共三十五页2011人工智能课程改革与建设(jinsh)第一讲 改革与建设的指导思想Guidance Thought of Reformation& Construction on AI Course中南大学 蔡自兴共三十五页讲座(jingzu)一授课内容1. 人工智能课程概况2. 人工智能课程体系3. 人工智能课程改革(gig)与建设指导思想共三十五页1.1 人工智能(rn n zh nn)课程概况课程地位人工智能课程是计算机类专业的核心课程之一，也是智能科学与技术、自动化和电子信息等专业的重要课程，其知识点具有不可替代的重要作用。 课程特点课程内

4、容广泛(gungfn)，其知识内涵和学习方法与传统课程区别较大。具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性。共三十五页1.1 人工智能(rn n zh nn)课程概况课程教学(jio xu)目标提供一种新的思维方法和问题求解手段启发对人工智能的学习兴趣培养创新思维和创新能力教学目标了解和掌握人工智能的定义和发展以及基本原理和应用共三十五页问题(wnt)？你对中南大学的人工智能课程教学与教改有些什么了解？共三十五页1.1 人工智能课程(kchng)概况中南大学人工智能课程情况中南大学人工智能课程开设于20世纪80年中期。1987年5月，蔡自兴和徐光祐教授编著人工智能及其应用在清华大学出版社问世，为

5、国内首部著作，促进了国内高校人工智能课程的普遍开设。此后(c hu)，陆续出版了人工智能及其应用第二版、第三版“本科生用书”和“研究生用书”及第四版等。共三十五页1.1 人工智能(rn n zh nn)课程概况中南大学人工智能(rn n zh nn)课程的地位2001年评为教育部优秀网络课程2003年评为国家级精品课程2007年评为全国双语教学示范课程2008年评为国家级系列课程教学团队2011年评为国家级精品视频公开课程共三十五页问题(wnt)？你是否讲授过人工智能或其他相关课程？共三十五页2.2 人工智能(rn n zh nn)课程体系基础部分知识表示方法：状态空间、问题归约、谓词逻辑、语

6、义网络、框架、本体确定性推理：盲目搜索、启发式搜索、消解原理、规则演绎、产生式系统非经典推理：不确定性推理、概率推理、主观贝叶斯、可信度方法、证据理论计算智能：神经计算、模糊计算、遗传算法、人工生命、粒群算法、蚁群算法扩展应用专家系统：概述、典型的专家系统、新型专家系统、专家系统设计机器学习：概述、主要策略与基本结构、经典学习方法、知识发现、增强学习自动规划：概述、任务规划、路径规划Agent：分布式人工智能、Agent及其要素、结构与通信、多Agent系统自然语言理解：概述、词法分析、句法分析、语义分析、句子的自动理解概述：人工智能的定义、学派、发展、研究与应用领域课堂教学内容(nirng)

7、共三十五页2.2 人工智能(rn n zh nn)课程体系相关专业该课程学时分配(fnpi)建议必修课，共48个学时含实验8个学时限修课，共32个学时含实验8个学时选修课，共32个学时含实验6个学时智能科学与技术专业计算机专业自动化专业共三十五页2.2 人工智能(rn n zh nn)课程体系相关专业(zhuny)人工智能课程教学内容建议专业重点教学一般教学智能科学与技术概述、知识表示方法、确定性推理、非经典推理、机器学习、自动规划计算智能、专家系统、分布式人工智能与Agent、自然语言理解计算机概述、知识表示方法、确定性推理、计算智能、专家系统、分布式人工智能与Agent非经典推理、机器学习

8、、自动规划、自然语言理解自动化概述、知识表示方法、确定性推理、非经典推理、计算智能、专家系统机器学习、自动规划、分布式人工智能与Agent自然语言理解共三十五页2.3 课程改革(gig)与建设的指导思想按照国家精品课程建设要求，注重教学效果和人才培养质量，在教学内容、教学方法、教材建设、教师队伍建设和教学管理等方面争创一流(y li)，努力把本课程建成示范性课程。认识与传播一种新的思维方法和问题求解手段采用现代教育技术构筑现代教学模式“三严”的教学态度“四以”的教学模式与方法注重培养独立工作能力 共三十五页2.3 课程改革(gig)与建设的指导思想认识与传播一种新的思维方法和问题求解手段人工智

9、能课程为认识与传播新的思维方法和问题求解手段提供了保障(bozhng)，是学术界的一次思想解放。人工智能是计算机学科的基本知识点之一和智能科学的重要基础，为观察世界打开了一个新窗口。1985年前，人工智能在西方国家得到重视和发展，而在苏联却受到批判；我国人工智能也与“特异功能”一起受到质疑，人工智能学科群专著不能公开出版。1986年清华大学校务委员会决定在清华大学出版社出版人工智能及其应用，并于1987年出版发行，促进了人工智能课程在国内高校的普遍开设与建设，推动人工智能在中国的传播与发展。 共三十五页2.3 课程(kchng)改革与建设的指导思想采用现代教育技术构筑现代教学模式采用多媒体教学

10、课件和网络课程相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化和虚拟实验等，以学生为主体(zht)，构筑现代教学模式。在PowerPoint演示文稿和网络课程上采用了大量的多媒体表现形式，包括视频、动画、声音和图像等，使得人工智能的抽象知识形象化，便于学生理解知识难点和重点。除多媒体课件和网络课程外，还给学生提供了相关参考资源。共三十五页2.3 课程改革(gig)与建设的指导思想“三严”的教学态度严肃对待教学工作严格要求学生(xu sheng)严密组织教学过程共三十五页 “三严(sn yn)”的教学态度 严肃对待教学工作教学工作是教师的神圣职责，必须(bx)严肃对待 。

11、我们经常说要“忠诚党的教育事业”。作为一名教师，就要热爱教学工作，把教学工作看作自己的天职。也就是说，教学工作是我的第一要务，而不是副业。对待教学工作既要充满激情，也要持之以恒，严肃认真地对待教学工作。课堂虽不是赛场和战场，但是，我们应当把课堂看做赛场和战场；一旦上课铃声响了，我们站在三尺讲台前，就是处在教学最前线，就会进入教师角色，因为课堂也像一个赛场、一个战场，我们只有前进的义务，而没有后退的权利。共三十五页“三严(sn yn)”的教学态度 严肃对待(dudi)教学工作2004年，我因运动膝盖受伤，行动十分困难，但仍然坚持上楼站着为学生上课。2008年下半年，我承担4门课程的主讲教学任务，

12、910月份每周上课14学时，最多18学时（其中每周6节精品课程录像课），还要组织国家级重点科研项目的申报工作以及研究生的日常指导和学术社会工作等。这么繁重的教学和科研任务，对于年轻人可能也不算轻松，而对于一位70岁的老教师来说，却是一次严峻的考验。我下定决心，满怀信心，一定不让我的学生失望，一定要出色完成作为教师的天职。我要求自己，一定不能倒下去，一定把课上好！（一瓶矿泉水的情意）共三十五页 “三严”的教学(jio xu)态度 严格要求学生学生素质关系国家民族兴衰，必须严格要求。教书育人，教书是手段，育人才是目的。学生素质是教育事业成败的主要标志，将关系到国家和民族的兴衰。育人既要教学生做学问

13、，又要教学生学会做人，要培养他们的爱国主义、集体主义和社会主义道德情操。教师对学生的爱，主要体现在对学生的严格要求上。要求学生遵守纪律、努力学习、讲究科学、刻苦钻研、关心集体和尊重知识产权等。例如：多年来，针对学术界出现(chxin)的一些不正之风，如急功近利，抄袭他人成果等。我为本研究所所有师生做了专题报告，要求大家尊重知识产权。我告诫他们：剽窃他人成果，企图不劳而获，是十分可耻的行为，与偷窃他人财物没有区别。 共三十五页“三严”的教学(jio xu)态度 严格要求学生我经常对我的学生说，做人靠两点，一要真诚，二要平等。真诚就是要说老实话，做老实事，做老实人，不搞虚伪和虚假那一套。平等就是在

14、人格上和法律面前人人平等，而不管地位贵贱和财富多寡。省长、厅长、校长、处长与一般员工以至临时工是平等的；对临时清洁工和送煤气的工人 ，我往往主动与他们打招呼。教师和学生也是平等的伙伴，是朋友；在课后，我与学生十分随和，把他们看作自己的孩子一样。每当(mi dn)教师节和新年前夕，学生们总是聚集到我家，联欢座谈，充满温馨。共三十五页 严格要求学生除了引导学生独立思考，培养创新思维能力外，对学生写的每一篇论文，我都要逐一审查它的创新性，了解继承和创新的关系，特别注意知识产权保护。十年前，我曾规定对未经我审阅的论文，不得署我的名字，也不给出版费。近年来，我又提出新的要求：未经我审阅同意的稿子，不得投

15、稿；如果要投，那么不仅不准署我的名字，而且也不许署中南大学的名字，只能写上“长沙市 麓山南路 门牌多少号 某某人”。对学生的严格要求是多方面的。例如，开会要守时，听课(tn k)要专心。我在上课时，要求学生不许说小话，但可以打盹（不过不准打呼噜）。考试前，我允许学生提出免考申请，如经批准，将给60分的成绩。但是在考试时，绝对不允许有作弊行为。共三十五页 “三严(sn yn)”的教学态度 严密组织教学过程教学过程是育人的系统工程，必须严密组织。要培养高素质人才，就需要把教学过程一环扣一环地搞好(o ho)。教学过程是个育人的系统工程，涉及教学思想、教学程序、教学内容、教材建设、教学手段、教学队伍

16、建设等。只有严密组织教学过程，才能取得好的教学效果，保证教学质量。例如，要不断更新教学内容，把教改和科研成果及时引入教学；要编写高水平教材，与时俱进，及时用新教材进行教学；要采用先进的现代化教学手段，调动学生的学习兴趣和主动性，培养他们的独立思考能力和深入钻研作风。 共三十五页2.3 课程改革(gig)与建设的指导思想“四以”的教学模式与方法(fngf)以趣导课以疑启思以法解惑以律求知 共三十五页 “四以”的教学模式与方法(fngf)近年来，我们团队学习和推广了教学名师(mn sh)在长期教学实践中形成的“以趣导课、以疑启思、以法解惑、以律求知”的教学模式和教学方法，并不断摸索和实践，采取了多

17、种形式的教学方式，包括多媒体教学、双语教学、网络教学、智能系统物理实体演示、课堂讨论会、论点辩论会、学术研讨会以及网上实验等现代化教学方法，取得了优良的教学效果。在课程讲授中尽力做到生动形象，富有启发性，从而充分激励学生的学习积极性和主动性,发挥独立思考和创新思维,多方位培养学生观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力。 共三十五页 “四以”的教学模式与方法(fngf) 以趣导课要取得良好的教学效果，首先要培养学生的学习(xux)兴趣，使学生主动参与学习(xux)。举行辩论会、讨论会等活动，以问题为导向的启发式教学，让学生自己动手查资料，分析整理，提出自己的观点，使学生全方位地接触所学课程

18、，从中培养学生的学习(xux)兴趣和研究能力，真正实现师生互动。通过多种途径，比如，在人工智能课程中通过有趣难题或游戏（野人过河、皇后问题、人脸识别等），激发和培养学生的学习兴趣。经常请参加科研工作的教师和博士生给本科生介绍最前沿的科学动态，激发学生对科学研究的兴趣。 共三十五页 “四以”的教学模式与方法(fngf) 以疑启思给出相关问题，提请学生(xu sheng)思考，鼓励学生(xu sheng)提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案，启发学生(xu sheng)求解这些问题，并进行分析和比较，从而强化了学生(xu sheng)学习的主动意识和参与意识，提高了学生(xu s

19、heng)的学习积极性。例如,在人工智能课程“机器人学”一章讲到比较抽象的机械手的位置和姿态表示时，从日常生活中的坐车、搭船和乘飞机等感性知识入手，从特殊到一般地启发学生思考，最终让学生与教师一起得出机械手位姿的概念和表示。这样，学生不但从中学习了位姿表示方法,而且得到一次思维的训练,取得很好的教学效果。 共三十五页 “四以”的教学模式与方法(fngf) 以法解惑注意采用灵活多变的教学方法，解决学生的疑问。例如，组织课堂辩论，其辩论议题包括人工智能(zh nn)是否会超过人类智能(zh nn)？人工智能(zh nn)离开我们有多远？以及其他比较有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论，激发

20、了学习潜能，明确了学习目标。例如,为了加深学生对人工智能内涵的理解，组织了“人工智能是否会超过人类智能”的辩论会。正反双方结合本课程内容及其相关知识，进行认真准备；辩论会上正反双方唇枪舌战，激烈争辩。辩论后,学生余意未尽,讨论热情不减。无论是哪一方获胜,都达到了预期的效果。教学中还注意采用多种交互式策略，如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问,也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后，再由老师进行点评等。 共三十五页 “四以”的教学模式与方法(fngf) 以律求知在课程教学过程中注意根据认识规律对学生因材施教和进行个性化教学。例如,在本课程的网络课程中采用(ciyng)了向导学习方法，通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况及时进行评估，对学生提出进一步的学习建议和指导，从而实现了个性化的教学。教师在教学过程中，有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容。又如，在教学实验设计中，注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的实验（如智能小车的设