以競賽為主導(dǎo)的AI實踐能力提升策略

陳鳳妹

（硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 昆山 215332）

一、人工智能需求特征

（一）研究背景

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，是計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科[1]。

為了理解智能的本質(zhì)，創(chuàng)造了新的智能機(jī)器，這種智能機(jī)器用和人類智力相似的方法進(jìn)行反應(yīng)，這個領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖形識別、自然語言處理及專家系統(tǒng)等。大數(shù)據(jù)時代的來臨加快了人工智能應(yīng)用的發(fā)展，隨著大數(shù)據(jù)應(yīng)用和計算機(jī)計算能力的極大提高，深度學(xué)習(xí)得到進(jìn)一步提高，以滿足各種需求。數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能時代即將到來，人工智能的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段。

在互聯(lián)網(wǎng)時代，無論是學(xué)生還是教師，信息的獲取都變得非常方便。為了充分發(fā)揮這種優(yōu)勢，以問題導(dǎo)向研討式認(rèn)為：以往教學(xué)過程中教師在課堂上以“一言堂”的形式，單方面地向?qū)W生灌輸知識，缺乏實踐動手環(huán)節(jié)，會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。[2]傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，教學(xué)方式迫切需要改革，教師需要改變固有的陳舊教學(xué)方式，以學(xué)生的學(xué)習(xí)效率為中心，把創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為教學(xué)方法改革的重點，以競賽為主導(dǎo)的探究性的教學(xué)方法在國際和國內(nèi)都非常活躍。

本文介紹我們在蘇州硅湖學(xué)院采用以競賽為導(dǎo)向的教學(xué)方法，進(jìn)行提升大學(xué)生AI能力的實踐。

（二）人才需求特征

人才需求是一個時代的主要需求，人工智能時代剛剛來臨，正是需要人才的時候，這個時代的AI科技人才需要掌握以下幾個特征：

1．專才+創(chuàng)造力

精通人工智能這一領(lǐng)域的專業(yè)知識，并且創(chuàng)造挖掘出之前所沒有發(fā)現(xiàn)的一些知識，具有專業(yè)能力和創(chuàng)造力，在這一領(lǐng)域找到你的立足之地。

2．擁有多個領(lǐng)域的理解和溝通合作能力，即跨界思維

每個領(lǐng)域都有自己的獨特理解，不管在什么時候，理解力是不可缺失的，多個領(lǐng)域的知識儲備是需要的，這能幫助快速學(xué)習(xí)，具備多領(lǐng)域知識儲備的人才是可遇不可求的，在實際工作中，做到與其他人才協(xié)同合作，在需要多領(lǐng)域知識儲備的同時，也加強(qiáng)溝通合作。

3．既懂技術(shù)又有市場頭腦

要把垂直場景或用戶的AI產(chǎn)品做好，需要像技術(shù)人才或垂直行業(yè)人才那樣兩個不同背景的人或者團(tuán)隊去協(xié)作共同完成。不同領(lǐng)域的人才合在一起看問題才能更加全面，他們分開時，是各領(lǐng)域內(nèi)的人才，合一起是這個行業(yè)的人才。

4．極高的人文素養(yǎng)和豐富的情懷

機(jī)器人是可以有情感的，一個好的AI機(jī)器人需要簡單的邏輯思維和內(nèi)涵。可能有些人會認(rèn)為，機(jī)器人嘛，需要什么情感，只要把市場價值和功能價值做好就可以了，但實際上機(jī)器人在和人互存時，一定會有著情感影響，所以人性化的特點是在產(chǎn)品設(shè)計時不可缺少的因素。

二、我國人工智能人才培養(yǎng)存在的問題

我國在人工智能這個領(lǐng)域還面臨著很多的問題，這些問題影響著我國人工智能的發(fā)展，美國的人工智能是發(fā)展早且比較快的，通過與美國的人工智能比較，可以看出我們國家在人工智能人才培養(yǎng)方面存在的一些問題。

（一）人工智能領(lǐng)域優(yōu)秀學(xué)者少、從業(yè)人員少

人才是一個行業(yè)、領(lǐng)域發(fā)展的主要力量，一個行業(yè)、領(lǐng)域的發(fā)展首先是一個人才的發(fā)展，行業(yè)發(fā)展之爭到最后就是人才之爭。我們國家的人工智能在人才方面還是比較稀缺的，這個領(lǐng)域的優(yōu)秀學(xué)者少，從業(yè)者少。

（二）人工智能人才結(jié)構(gòu)不合理

從和美國的比較發(fā)現(xiàn)，我們國家的人才結(jié)構(gòu)也不合理，缺少創(chuàng)新型人才，而且在技術(shù)層和基礎(chǔ)層的人才也比較的稀缺，我國人工智能的關(guān)注熱點和從業(yè)人員主要集中在應(yīng)用層，整體結(jié)構(gòu)失去平衡，這就難以支持人工智能這一領(lǐng)域在我國的快速發(fā)展，所以在人工智能的建設(shè)中，我們還應(yīng)關(guān)注基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)，培養(yǎng)技術(shù)人才，培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才，為人工智能的建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。

人工智能這一領(lǐng)域在我們國家還沒有形成一個獨立的專業(yè)技術(shù)，它被包含在其他專業(yè)中，它不作為學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容，很多時候只是被涉及一點，所占學(xué)時比較少，所以它的內(nèi)容是比較零碎的，水平也比較低等問題，這些問題不但阻礙了人工智能在我國的發(fā)展，也阻礙了有關(guān)這領(lǐng)域人才的培養(yǎng)。

（三）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

實踐教學(xué)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，然而，大部分地方高校的實踐教學(xué)存在一些問題。我國高校人工智能有關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方式一般多采用教師授課、學(xué)生聽課的培養(yǎng)方式，學(xué)生真正參與實踐環(huán)節(jié)比較薄弱，與其他專業(yè)差不多，側(cè)重于理論講解。然而人工智能專業(yè)恰恰是一個需要非常注重實踐環(huán)節(jié)的專業(yè)，一些普通高校也缺乏這種實踐的環(huán)境。可以從國家出臺的一系列與人工智能有關(guān)的政策文件看出，人工智能的發(fā)展無一不在強(qiáng)調(diào)要落實到實際的應(yīng)用上，這方面，企業(yè)在助推人工智能發(fā)展，具有無可比擬的優(yōu)勢，有的高校選擇與企業(yè)有所合作，由于雙方受制于運行機(jī)制不同等因素的影響，校企合作往往是流于形式，浮于表面的短期行為，很難落地和可持續(xù)推進(jìn)發(fā)展。

三、實施方案及效果

人工智能面臨的問題需要解決，人工智能被認(rèn)為是科技發(fā)展的新一輪科技革新，人工智能的出現(xiàn)給人們的生活帶來了便利，我們應(yīng)該順應(yīng)時代的發(fā)展，要與時俱進(jìn)，提高AI實踐能力。

AI人工智能必須要掌握的模型是深度學(xué)習(xí)模型，而它的基礎(chǔ)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，AI實踐的重點理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型原理。AI研究要有明確的方向和目標(biāo)，沿著這個目標(biāo)和方向，能夠知道自己學(xué)習(xí)什么樣的知識，了解什么樣的內(nèi)容，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。而要想學(xué)好人工智能，就要對這個領(lǐng)域產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力，有了動力，就能學(xué)好專業(yè)知識，就能真正地了解人工智能這個領(lǐng)域。

人工智能時代，它的創(chuàng)新能力是作為推動社會發(fā)展的發(fā)動機(jī)。保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是學(xué)生樹立獨立學(xué)習(xí)及創(chuàng)新的自信心使其創(chuàng)新思維處于活躍狀態(tài)，要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生動手實踐的能力，給學(xué)生創(chuàng)造有利的實踐環(huán)境。

創(chuàng)意活動是提供創(chuàng)新的、獨特的、社會化的產(chǎn)物的活動。而這項活動在創(chuàng)造性思維中起著非常重要的作用角色。對于在探索人工智能的過程中，我們需要運用多種創(chuàng)造性和靈活的方法來探索目標(biāo)和方法研究。因此，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是本項目的一個重要目標(biāo)。

依據(jù)研究目標(biāo)，確定以下研究內(nèi)容：

（一）分析具有實際應(yīng)用意義的項目，實現(xiàn)“練中學(xué)”

通過深度學(xué)習(xí)項目的學(xué)習(xí)，解決理論與實踐脫節(jié)的問題。現(xiàn)代教學(xué)手段的發(fā)展，使得知識獲取變得成本很低、時間大大縮短，但如果書本知識不結(jié)合實際應(yīng)用場景，學(xué)到的知識也是不扎實的，不知道如何去應(yīng)用所學(xué)知識，不足以擁有解決實際問題的能力。

飛漿PaddlePaddle是百度開放的一個深度學(xué)習(xí)平臺，它擁有全面的官方支持的工業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用模式，涵蓋自然語言處理、計算機(jī)視覺、推薦引擎等領(lǐng)域，并同時開放多個領(lǐng)先的預(yù)訓(xùn)練的中文模型。

通過實施飛漿PaddlePaddle項目，基本解決了深度學(xué)習(xí)是人工智能領(lǐng)域熱點問題。飛漿PaddlePaddle在預(yù)測性能有顯著優(yōu)勢，它可以支持密集參數(shù)場景、少數(shù)參數(shù)場景下的大規(guī)模的深度學(xué)習(xí)并行訓(xùn)練，支持千億個參數(shù)和上百個點的高效并行訓(xùn)練，也為深度學(xué)習(xí)者提供了一個深度學(xué)習(xí)框架的并行技術(shù)。基于飛漿PaddlePaddle平臺的教學(xué)解決了傳統(tǒng)算力不足的瓶頸。百度飛漿PaddlePaddle平臺提供了大量真實的應(yīng)用場景案例，讓學(xué)生分析具有實際應(yīng)用意義的項目，實現(xiàn)“練中學(xué)”。

（二）參加競賽，快速提升體驗感，實現(xiàn)“賽中學(xué)”

人工智能教學(xué)遇到的最大的問題是學(xué)生們對這門課不感興趣。因為這門課包含了大量的數(shù)學(xué)知識和邏輯知識，學(xué)習(xí)起來既難理解又枯燥。

百度依據(jù)飛漿PaddlePaddle平臺，持續(xù)提供了“百度之星”“大數(shù)據(jù)競賽”“人工智能創(chuàng)意賽”等，參賽的“競技性”恰好與青少年的好奇心、好勝心和強(qiáng)烈的求知欲相吻合，百度提供的競賽在云端進(jìn)行，持續(xù)時間長，減輕了對環(huán)境的依賴，只要有網(wǎng)，學(xué)生可以隨時隨地參與，這在某種程度上更加滿足了青少年的“獵奇”心理，從而吸引了他們的注意力。并且能夠做到全身心地去研究。按照心理學(xué)的觀點：“興趣總是以需要為基礎(chǔ)的”。基于以上分析，我們提出了以競賽為主導(dǎo)的提升大學(xué)生AI能力的人工智能教學(xué)設(shè)想。讓學(xué)生通過參加競賽，快速提升體驗感，實現(xiàn)“賽中學(xué)”。寬松學(xué)習(xí)，把競賽的成績作為注意的考核成績。

（三）充分挖掘自己的創(chuàng)新潛力，實現(xiàn)“研中學(xué)”

科技創(chuàng)新教育和能力培養(yǎng)雖然不是一種新思想，但在知識經(jīng)濟(jì)的今天無疑是一個新課題。由于社會、學(xué)校、家庭等諸方面因素的影響，高職教育中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。從以往畢業(yè)生反饋的信息表明：在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的知識不能適應(yīng)實際工作的需要，創(chuàng)新思維能力不夠活躍，對解決實際問題的目標(biāo)不明，基本知識不知如何應(yīng)用。在這樣的背景下，我們提出“教—引導(dǎo)—自主”一體化教學(xué)模式。充分挖掘自己的創(chuàng)新潛力，實現(xiàn)“研中學(xué)”。

四、總結(jié)與展望

依據(jù)百度開放的飛漿PaddlePaddle平臺和百度持續(xù)提供的“百度之星”“大數(shù)據(jù)競賽”“人工智能創(chuàng)意賽”等，讓學(xué)生分析具有實際應(yīng)用意義的項目，實現(xiàn)“練中學(xué)”；讓學(xué)生通過參加競賽快速提升體驗感，實現(xiàn)“賽中學(xué)”；讓學(xué)生主持創(chuàng)新項目研究、充分挖掘自己的潛力，實現(xiàn)“研中學(xué)”。高職人才培養(yǎng)在保障質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，提升高職人才的AI素質(zhì)和綜合能力。

生活在信息時代的當(dāng)代大學(xué)生，都具有很強(qiáng)的獲取信息的能力。以競賽為導(dǎo)向的教學(xué)法，可以進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生獲取正確信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生的集體思想，促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展，能夠有效地激勵學(xué)生的上進(jìn)心。