基于人工智能科學的計算機專業課程體系的革新策略

陳麗

摘要：計算機軟件技術、硬件技術的發展，推動人工智能的進步，也促使社會對于人工智能人才培養有著越來越高的需求。通過分析人工智能專業人才培養定位、素質能力要求、專業知識內容、人工智能培養目標，能夠有效推動高校人工智能人才培養中計算機課程體系的構建，為計算機課程設計帶來革新策略。

關鍵詞：人工智能；計算機專業；課程建設；革新策略

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）04-0187-02

智能科學技術是當前較為熱門的一種研究，智能現象本質是模擬方法的計算機科學技術。隨著智能科學技術的不斷推進，對于專業技術人才培養有著越來越高的要求。如何針對，人工智能專業培養目標、知識要求、培養定位、素質能力來培養符合社會要求的人工智能專業人才，對于推動人工智能技術的發展有著十分重要的意義。

1 人工智能概述

中國人工智能技術的發展，經歷眾多艱難挫折，從迷霧重重到艱難起步，又到沖破禁錮，最終見到曙光，實現人工智能的大跨步發展，經歷40年的漫長歷程。人工智能是為了研究智能機器，即能在人類面前展現出智能行為的機器。人工智能是應用計算機科學技術和智能科學技術進行設計、研究智能機器。人工智能起源于20世紀的30年，其中，真正推動技術的革新進步是“人工智能之父——圖靈”，他在1936年提出自動機理論，不僅奠定電子計算機的基礎，也為人工智能的發展開啟大門。20世紀80年代，中國開始人工智能的探索。1981年9月，“中國人工智能學會”在長沙成立，證明本國已走上人工智能探索的道路，四十年來的發展過程中，人工智能不斷取得突破性的進步，虹膜識別、語音識別、基于仿人機器的人機交互合作、智能輔助決策系統等等，都是人工智能技術的產品。隨著計算機技術與信息技術的大跨步發展，21世紀人工智能進入新的發展階段，在這一階段中一系列的諸如智能生產、智能物流、智能工業機器人、消防救援機器人等等人工智能機器產品，為社會發展帶來巨大的推動力。進一步推動中國人工智能水平的進步，積極培養人工智能專業人才有著極其重要的意義。

2 人工智能專業內涵

人工智能包含著人類信息活動的過程和智能科學與技術學科的專業基礎兩個部分。人類信息行為是由感知、認知、決策到行為四個步驟組成，人工智能也是基于這一步驟，然而新型的設計研究專業方面，基于人類信息活動的完整過程所進行的人工智能研究被稱為廣義智能，與此相對的只由思維器官所完成的認知決策研究成為狹義的人工智能，無論是廣義人工智能亦或是狹義智能對于信息資源的利用，都需要通過信息感知與獲取技術、信息傳輸與存儲技術、信息處理技術、信息綜合與再生技術、信息轉換與執行技術這五個技術來實現，因此，進行人工智能專業人才培養，必須要包含以上方面的內容，來實現人工智能系統的感知、認知、決策和行為。在人工智能專業技術基礎學科知識中，各個基礎學科相互聯系，相互作用，相互合作，其中包含著智能科學與傳統科學技術通信科學技術，計算機科學技術控制科學技術等等。這些基礎學科，共同組建人工智能的框架，推動人工智能的實現。上述技術實現將傳統機器智能化的改變。另外，隨著對生命科學認知科學、大腦科學的研究人工智能有著更多靈性的轉變。

3 人工智能專業人才培養目標

人工智能專業人才培養，是希望培養出能夠符合當前發展狀況及和未來發展前景的一個以人為本的目標。當前普遍認為人工智能專業人才培養需要令其掌握良好的科學素養和職業道德，扎實的數學計算機和人工智能有關專業知識基礎理論，能系統地掌握智能科學技術基礎理論相關知識技能方法，能夠靈活處理智能信息數據。并且要求專業人才能夠在完成培訓后，在相關科研機構，企業組織單位政府機構進行人工智能相關領域的研究、開發、應用、管理。并能融合其他技術成為復合型的人工智能專業人才。細致劃分來看人工智能專業技術人才培養目標從理念上希望培養出能夠適應當前人工智能研究項目的技術性專業人才或者有著深厚專業素養能夠帶動人工智能技術進行長遠發展的理論性人才。從技術目標上，人工智能專業人才培養希望培養出人工智能技術理論研究人才、人工智能機器設計人才、人工智能項目管理人才以及人工智能產品操作人才四類。另外，復合型的人工智能人才將成為推動人工智能發展的中堅力量。

在人工智能專業人才培養方面，大連海事大學進行初步的探索，將人才專業培養目標定位為偏計算機、偏軟件、偏高學歷、偏交通運輸四個方面的人才培養。分別針對學生的計算機知識體系，智能軟件分析設計能力，復合型人才培養以及交通航運行業來進行人才培養。

4 計算機專業課程體系構建依據

無論對人工智能專業人才進行怎樣的定位，計算機相關專業知識技能都是其不可或缺的部分。計算機專業有關知識奠定了人工智能技術的基礎，在進行人工智能專業人才培養方面，深入進行計算機專業課程體系構建意義深遠。在當前，有關計算機專業課程體系革新需要回歸人工智能專業人才培養本質，深入了解人工智能專業人才的定位與知識組成。

在人才定位方面，人工智能專業人才有著多樣性定位，包括人工智能技術研究、人工智能產品設計、人工智能項目管理以及人工智能設備操作培訓。不同定位下的人工智能專業人才培養具體的培養目標與知識體系框架都不相同。現階段高校作為人工智能專業知識培訓的先驅者應該更進一步明確自身定位，由寬入窄、由淺入深，一方面要進行基礎知識的詳細傳授，另一方面又要針對實際狀況與自身優勢進行明確定位。另外，人工智能專業知識體系十分復雜其基礎知識由工具性知識、人文科學知識、自然科學知識、工程專業知識、經濟管理知識六各方面組成。高校在進行人工智能專業人才培養的過程中如何把握知識傳授側重需要進行細致得考量，要切實了解本科生階段學生能夠了解并掌握的專業知識能力水平。不同方面專業知識培養的能力不同，深入了解不同方面知識的實際作用對于指導計算機課程體系革新帶來幫助。

5 人工智能專業人才培養案例

大連海事大學作為交通運輸部所屬的全國重點大學，在人工智能科學與技術培養方面有著獨到的探索，通過深入分析大學智能專業培養計劃，能夠了解一般大學在進行人工智能專業計算機課程體系改革方面的內容

（1） 目標

大連海事大學教育智能專業人才培養方面，側重培養既具有計算機知識基礎技能，又能夠對智能軟件進行分析設計，既能夠進一步進行深入培養，又能夠從實際出發進行實際行業的應用。大連海事大學以此為目標進行人工智能人才培養。

（2） 課程體系設計

大連海事大學課程體系設計分為三個層次，在三個層次中包含著上述四個方面目標的培養，其中第一層次為理工科公共基礎課程，主要包含通識課程和基礎課程，諸如政治理論體育、高等數學、大學物理、電路等等，第二層次則是計算機科學與技術，專業技術課程包括計算機語言教學、數據結構、數據庫、編譯、操作系統、計算機原理等等，第三層次則是智能科學與專業技術課程，諸如認知科學、人工智能、智能信息處理、模式識別等等。從課程體系設計可以看出大連海事大學將本科階段的人工智能培養分為通識基礎教育，計算機專業知識教育與人工智能專業知識教育。三個方面層層遞進有助于引導學生一步步了解人工智能專業知識，培養出綜合的人工智能知識體系。

6 計算機專業課程體系革新

通過對實際案例的分析，可以發現計算機專業在人工智能科學人才培養方面，計算機專業課程體系需要進行革新。革新內容主要包含以下幾個方面。

（1） 計算機基礎知識

人工智能人才的培養，同樣離不開計算機基礎知識的教育，在人工智能人才培養過程中，計算機之礎知識教育的比例與一般的計算機教育有所區別。除了培養學生一般的計算機有關概念認知外，還要引導學生再進行更深入的計算機掌握有關專業學習思維。這樣才能適應更深入更全面、更細致的與人工智能有關的計算機專業知識教學。

（2） 以思維為導向的計算機課程建設

人工智能專業人才培養重在培養學生掌握信息獲取、新興知識處理、智能系統、智能機器行為等等方面的內容，其中計算機知識有關的課程體系更多的偏向于一種將人類行為信息轉化為機器行為信息內容。這個過程中，引導學生掌握這種由人類行為思維將機器行為思維轉變的教學，有著十分重要的意義。在世界頂尖大學中，關于人工智能計算機專業課程開設，有著十分明確的目的，諸如麻省理工大學的計算認知科學、機器視覺課程；斯坦福大學的網絡搜索與挖掘、邏輯推理常識、電子商務技術基礎；康奈爾大學的電腦游戲設計導論、藝術中的計算、電子時代的視覺成像等等，都是計算機專業課程知識中央領導人類行為，向著機器行為思維轉變的課程內容。雖然對于本國一般高校無法開設與此有關的專業課程，但是依舊有著十分明確的參考意義。在普通高校進行計算機專業課程開設時要重點提高計算機硬件操作有關的知識教學，以此來引導學生了解智能機器的實際構造，幫助學生在大腦中形成初印象。

（3） 復合型人才知識體系傳授

人工智能時代受到普遍關注的一個問題是人工智能行為與道德倫理是否存在沖突。是否會影響人類行為活動的正常。因此學生在計算機專業課程知識學習的過程中了解計算機執行邏輯思維能夠有效。引導學生明白智能機械行為與實際行為之間的沖突。另外，培養學生掌握有關法律知識，使其明白智能機器行為的邊界有著極其重要的意義。而且法律知識對于復合型人才培養有著巨大的推動作用，能夠保證未來復合型人才在進行人工智能研究過程中，更大限度的降低對社會形象的影響。

7 結束語

人工智能下的計算機知識專業課程體系革新需要陣陣考慮本國實際的人工智能技術發展狀況，在課程體系設計過程中參考已有探索經驗根據各個高校的實際情況來進行專業課程設計。

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