基于人工智能的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革研究

陸小霞

摘要：人工智能+教育產(chǎn)生新形態(tài)，創(chuàng)新新模式，新應(yīng)用，促使教育的變革新信息作為一種新型工程教育，其育人的本質(zhì)沒有變，但對人才的培養(yǎng)要求發(fā)生了變化。結(jié)合我院實(shí)際，基于人工智能建設(shè)的基本思想，以立德樹人為引領(lǐng)， 以應(yīng)對變化、 塑造未來為建設(shè)理念， 以繼承與創(chuàng)新、 交叉與融合、 協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，加強(qiáng)產(chǎn)教融合，并且利用人工智能輔助教學(xué)，培養(yǎng)未來多元化、 創(chuàng)新型卓越工程人才。實(shí)踐證明，相比傳統(tǒng)課堂，人工智能課堂教學(xué)能有效提升教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力，可應(yīng)用于更多課程中。

關(guān)鍵詞：人工智能;計(jì)算機(jī);教育;多元化;交叉融合

Abstract： As a new engineering education， the essence of education has not changed， but the training requirements of talents have changed. In combination with the actual situation of our college， based on the basic idea of artificial intelligence construction， taking morality cultivation as the guidance， coping with changes and shaping the future as the construction concept， inheritance and innovation， cross and integration， coordination and sharing are the main ways to strengthen the integration of production and education， and use artificial intelligence to assist teaching to cultivate future diversified and innovative outstanding engineering talents. Practice has proved that compared with the traditional classroom， artificial intelligence classroom teaching can effectively improve the quality of teaching， is conducive to the cultivation of students' autonomous learning and collaborative learning ability， and can be applied to more courses.

Key words： Artificial intelligence; computer; education; diversification; cross integration

1 研究背景及意義

2017年，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，這是我國“搶占信息化制高點(diǎn)，增加國際話語權(quán)”的重要戰(zhàn)略舉措，標(biāo)志著當(dāng)前人類已經(jīng)進(jìn)入人工智能時(shí)代[1]。規(guī)劃中明確指出加快個(gè)性化創(chuàng)新復(fù)合型人才的培養(yǎng)訴求。培養(yǎng)共性化人才的傳統(tǒng)教育的“工廠模式”已無法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求。人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)高速發(fā)展，推進(jìn)技術(shù)與教育的深度融合，特別是大規(guī)模開放在線課程（MOOC）[2-4]的興起，為高校課程教學(xué)改革提供了一大契機(jī)。基于線上線下一體化的多元混合教學(xué)[5-7]備受國內(nèi)外研究者們關(guān)注。研究表明：多元混合教學(xué)模式以學(xué)生為中心，實(shí)施個(gè)性化教學(xué)，能獲得更好的教學(xué)效果。人工智能課堂已逐漸發(fā)展成為教學(xué)深化改革的一個(gè)得力工具。將人工智能課堂引入到多元混合教學(xué)方法改革中，取得了不錯(cuò)的效果。但總體來說，教育進(jìn)一步深化改革的任務(wù)任重道遠(yuǎn)，仍存在“外焦里嫩”的困局：概念規(guī)劃火爆，真正轉(zhuǎn)型不易，迫切需要更多切實(shí)可行有效的改革方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的支撐。

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》作為高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的第一門課程，主要教學(xué)內(nèi)容是計(jì)算機(jī)學(xué)科知識的“壓縮餅干”，內(nèi)容多、課時(shí)少[8-9]。傳統(tǒng)課堂主要采取滿堂灌、填鴨式的授課方式，只注重知識傳授，忽略了師生間互動交流的重要性，導(dǎo)致學(xué)生聽課效果較差，教學(xué)質(zhì)量不高。難以滿足2010年教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會提出的由“基于知識的技能傳授”向“基于應(yīng)用的計(jì)算思維能力培養(yǎng)”轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。基于此，本研究以“計(jì)算思維能力培養(yǎng)”為目標(biāo)，結(jié)合《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)，借助MOOC開展基于人工智能課堂的混合教學(xué)模式實(shí)踐研究。對實(shí)現(xiàn)人工智能課堂教學(xué)的教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)準(zhǔn)備、課前學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和過程性考核等五個(gè)方面進(jìn)行深入研究，并給出具體可行的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。實(shí)踐證明，相比傳統(tǒng)課堂，人工智能課堂教學(xué)能有效提升教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力，可應(yīng)用于更多課程中。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新興信息技術(shù)進(jìn)入教育領(lǐng)域的背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)需求也產(chǎn)生了變化，書本知識、課堂知識已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，一部手機(jī)、一臺平板電腦，整個(gè)世界的面貌便可呈現(xiàn)于青少年眼前。國際人工智能與教育大會第三屆世界智能大會相繼召開，各類AI+教育產(chǎn)品競相亮相。教育部部長陳寶生表示，新一代信息技術(shù)的發(fā)展為中國教育帶來了新的發(fā)展契機(jī)。

隨著人工智能技術(shù)的不斷升級換代與創(chuàng)新變革，AI也在潛移默化改變著生活的方方面面。國內(nèi)更是誕生了諸如曠視科技、商湯科技、極鏈科技Video++、依圖科技等人工智能初創(chuàng)企業(yè)。AI在人類社會中所起到的作用將越發(fā)重要，培養(yǎng)人工智能人才將成為教育的重要使命，同時(shí)教育方式也將隨著人工智能的發(fā)展而產(chǎn)生變化。當(dāng)前，我國已充分認(rèn)識到人工智能與教育融合發(fā)展的重要性，并進(jìn)行了相關(guān)規(guī)劃布局。教育部副部長鐘登華介紹說，2017年，中國政府發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出加快人工智能高端人才培養(yǎng)，建設(shè)人工智能學(xué)科，發(fā)展智能教育。