發(fā)布時(shí)間:2024-01-31 16:27:56
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇對(duì)人工智能教育的建議,期待它們能激發(fā)您的靈感。
行業(yè)策略:結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)現(xiàn)狀,我們認(rèn)為科技巨頭未來(lái)看生態(tài)布局和底層技術(shù)發(fā)展。其他公司短期看應(yīng)用落地,中長(zhǎng)期看數(shù)據(jù)積累構(gòu)建的行業(yè)壁壘。行業(yè)方面優(yōu)先選擇安防、智能駕駛和語(yǔ)音、圖像識(shí)別能夠落地商業(yè)化的行業(yè)。
推薦組合:
從基礎(chǔ)層、技術(shù)層、應(yīng)用層的劃分上,短期關(guān)注能成功商業(yè)化的企業(yè)。建議關(guān)注新三板企業(yè)海鑫科金(430021.OC)、捷尚股份(832325.OC)
在主流的機(jī)器學(xué)習(xí)框架下,從人工智能的數(shù)據(jù)+算法+計(jì)算能力的三要素構(gòu)成上考慮,建議關(guān)注地平線機(jī)器人和中科寒武紀(jì)。
在細(xì)分領(lǐng)域,建議關(guān)注圖像和視覺(jué)識(shí)別的曠視科技(face++)、格靈深瞳、商湯科技、云從(佳都科技),語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域的捷通華聲(Q169597)、云知聲、思必馳,智能客服領(lǐng)域的智臻智能(834869.OC)、中通網(wǎng)絡(luò)(835426.OC),服務(wù)機(jī)器人相關(guān)的圖靈機(jī)器人、優(yōu)必選,智能駕駛相關(guān)的Minieye、馭勢(shì)科技、國(guó)科微(新三板待掛牌)等。
行業(yè)觀點(diǎn)
算法+數(shù)據(jù)+計(jì)算能力三輪驅(qū)動(dòng)人工智能加速到來(lái):人工智能的發(fā)展經(jīng)歷兩起兩落,目前是第三次崛起。算法、數(shù)據(jù)和計(jì)算能力不同程度的造成了人工智能歷史上發(fā)展的低谷期。深度學(xué)習(xí)是目前最主流的機(jī)器學(xué)習(xí)方法和基礎(chǔ)算法框架,也在不斷的發(fā)展和完善中,現(xiàn)在使用不同算法的結(jié)合在圖像和語(yǔ)音處理中取得了更好的效果。機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)是真正實(shí)現(xiàn)無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí),在朝這個(gè)目標(biāo)發(fā)展的過(guò)程中,遷移學(xué)習(xí)和聚焦模型是最有前景的方向之一。人工智能所需要的計(jì)算能力未來(lái)將適應(yīng)“云+端”的模式,在IOT時(shí)代,用于“端”的機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算能力,低功耗、低成本、低體積均是重要的發(fā)展目標(biāo)。
政策助力,巨頭加碼,人工智能發(fā)展如火如荼:發(fā)達(dá)國(guó)家已充分認(rèn)識(shí)到人工智能的戰(zhàn)略意義,紛紛從國(guó)家戰(zhàn)略層面對(duì)人工智能加緊布局。美國(guó)、歐盟和日本均開(kāi)始大腦研究計(jì)劃。國(guó)內(nèi)對(duì)于人工智能的相關(guān)扶植政策已出臺(tái)。互聯(lián)網(wǎng)公司和科技巨頭也加大力度進(jìn)行人工智能領(lǐng)域的布局,人才爭(zhēng)奪激烈。人工智能相關(guān)的創(chuàng)業(yè)公司也不斷涌現(xiàn),風(fēng)險(xiǎn)資本競(jìng)相進(jìn)入。
人工智能的技術(shù)逐漸成熟,應(yīng)用逐步落地:語(yǔ)音識(shí)別、圖像和視頻識(shí)別是相對(duì)成熟的技術(shù),國(guó)內(nèi)公司在相關(guān)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。自然語(yǔ)言處理是認(rèn)知智能的更高層級(jí)目標(biāo),未來(lái)進(jìn)步空間巨大。隨著技術(shù)的不斷走向成熟,各細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用已開(kāi)始逐步落地。
“+人工智能”成為行業(yè)和場(chǎng)景未來(lái)智能化的趨勢(shì):人工智能是未來(lái)產(chǎn)業(yè)變革的基礎(chǔ)力量,對(duì)不同行業(yè)和場(chǎng)景的智能化改造是未來(lái)趨勢(shì)。安防、金融、醫(yī)療、汽車(chē)、制造業(yè)、教育、廣告、傳媒、法律、智能家居、農(nóng)業(yè)等均是人工智能落地的方向。
相關(guān)公司梳理:國(guó)內(nèi)BAT已布局不同的人工智能領(lǐng)域,諸多創(chuàng)業(yè)企業(yè)或上市、掛牌公司也參與著產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)層、技術(shù)層、應(yīng)用層,形成了從軟到硬兼顧的產(chǎn)業(yè)鏈布局。新三板和諸多創(chuàng)業(yè)企業(yè)都處于風(fēng)投等早期階段。
[關(guān)鍵詞]人工智能 信息技術(shù) 智能教育
人工智能是多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來(lái)的交叉性學(xué)科,其涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、數(shù)學(xué)、哲學(xué)和認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、控制論、不定性論、神經(jīng)生理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科。隨著科技的飛速發(fā)展和人工智能技術(shù)應(yīng)用的不斷擴(kuò)延,其涉及的學(xué)科領(lǐng)域?qū)⒂鷣?lái)愈多,它已和人們的學(xué)習(xí)、生活息息相關(guān),時(shí)代和社會(huì)需要此方面的大量人才。在高中信息技術(shù)課中開(kāi)設(shè)人工智能初步模塊是十分必要的,本文擬從其發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題等幾個(gè)方面對(duì)我國(guó)高中信息課程中人工智能教育做一下探討。
一、高中開(kāi)設(shè)人工智能課程的意義
(1)人工智能定義
人工智能(AI,Artificial Intelligence)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,己成為一門(mén)具有廣泛應(yīng)用的交叉學(xué)科和前沿學(xué)科。它研究如何用計(jì)算機(jī)模擬人腦所從事的推理、證明、識(shí)別、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、規(guī)劃以及問(wèn)題求解等思維活動(dòng),來(lái)解決人類(lèi)專家才能解決的復(fù)雜問(wèn)題,例如咨詢、探測(cè)、診斷、策劃等。
(2)開(kāi)設(shè)人工智能課程的意義
現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個(gè)層次:結(jié)構(gòu)化問(wèn)題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類(lèi)問(wèn)題;非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題難以用確定的形式來(lái)描述,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)求解;半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題則介于上述兩者之間。
將人工智能課程引入到我國(guó)現(xiàn)行的教育中,可以讓學(xué)生在了解人工智能基本語(yǔ)言特征、理解智能化問(wèn)題求解的基本策略過(guò)程中,體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)的同時(shí)獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題解決過(guò)程的了解,從而使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題方法的多樣性,培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式,更好的解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
二、高中人工智能教育現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
目前,該學(xué)科的教育正處于摸索階段,由于中學(xué)信息技術(shù)師資水平、學(xué)校硬軟件設(shè)備等條件的制約,我國(guó)尚未在中學(xué)專門(mén)開(kāi)設(shè)獨(dú)立的人工智能類(lèi)課程,Internet上與人工智能教育相關(guān)的中文信息資源也十分貧乏,在教學(xué)環(huán)境上大致存在以下問(wèn)題:
(一)教學(xué)條件參差不齊
開(kāi)設(shè)好人工智能課程,就要求安排更多的實(shí)踐課程和活動(dòng)來(lái)增強(qiáng)課程的趣味性,讓廣大師生切實(shí)體會(huì)到人工智能對(duì)我們生活的影響。這些活動(dòng)大部分要求上機(jī)操作或利用網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)學(xué)習(xí)交流,這就對(duì)教學(xué)條件提出了較高的要求,尤其是一些偏遠(yuǎn)農(nóng)村、條件相對(duì)落后的中學(xué)在開(kāi)設(shè)人工智能課程上存在很大困難。
(1)對(duì)硬件性能的要求
人工智能課程中有較多的實(shí)踐課程需要老師和學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作。這就需要學(xué)校配備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)機(jī)房,若其性能較差,會(huì)延長(zhǎng)學(xué)生在線進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的時(shí)間,一旦遇到網(wǎng)絡(luò)堵塞,可能連網(wǎng)頁(yè)都打不開(kāi),這不僅浪費(fèi)了僅有的上課時(shí)間,而且大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(2)對(duì)軟件性能的要求
為了降低成本,學(xué)校可以利用互聯(lián)網(wǎng)上提供的免費(fèi)下載軟件和免費(fèi)在線教學(xué)網(wǎng)站等進(jìn)行實(shí)踐教學(xué),可大大減少自研開(kāi)發(fā)軟件和軟件維護(hù)的費(fèi)用。但一旦遇到網(wǎng)絡(luò)不通、網(wǎng)絡(luò)擁擠或在線網(wǎng)站停止服務(wù)等情況,將無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué),可見(jiàn),軟件的依賴性較強(qiáng)也存在很大的問(wèn)題。
(二)對(duì)人工智能科學(xué)的認(rèn)識(shí)不足
(1)學(xué)生的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
提及人工智能,給大多數(shù)學(xué)生的感覺(jué)是一門(mén)神秘、遙不可及的科學(xué)。很多學(xué)生認(rèn)為人工智能技術(shù)是很高深的科學(xué),離我們現(xiàn)實(shí)生活有一定距離,研究和接觸這門(mén)科學(xué)是少數(shù)科學(xué)家的事情,從而對(duì)該科學(xué)的關(guān)注程度不高。其實(shí),人工智能學(xué)科是一門(mén)漸漸成長(zhǎng)的科學(xué),它將應(yīng)用在我們生活的方方面面。我們應(yīng)在教學(xué)中讓學(xué)生多去體驗(yàn)人工智能的魅力所在,吸引更多對(duì)該學(xué)科感興趣的人去研究和使用它。
(2)教師對(duì)人工智能學(xué)科開(kāi)設(shè)存在偏見(jiàn)
一些從事該學(xué)科教學(xué)的教師沒(méi)有接觸過(guò)人工智能方面的知識(shí),在接觸過(guò)后被其中深?yuàn)W難理解的知識(shí)所嚇倒,認(rèn)為即使開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程也不易被同學(xué)們所接受;而一些在大學(xué)接觸過(guò)人工智能課程的教師則認(rèn)為,其理論枯燥乏味,知識(shí)內(nèi)容艱深,不適合放在高中開(kāi)設(shè)。
(三)一線教師經(jīng)驗(yàn)不足
在我國(guó)大學(xué)教育中,開(kāi)展人工智能專業(yè)課程的大學(xué)為數(shù)不多,師范類(lèi)院校更是少之又少。從事人工智能領(lǐng)域的專業(yè)人才輸出少,所以,缺乏具備一定知識(shí)結(jié)構(gòu)、有專業(yè)素養(yǎng)的教師來(lái)?yè)?dān)任高中信息技術(shù)課中人工智能課程的教育工作。絕大多數(shù)的一線教師并沒(méi)有接受過(guò)人工智能課程的專業(yè)培訓(xùn),在授課內(nèi)容上的著重點(diǎn)掌握不好,教學(xué)目標(biāo)不夠明確;在授課形式上也沒(méi)有前人的經(jīng)驗(yàn)可尋,這就給一線教師帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
三、解決上述問(wèn)題的幾點(diǎn)建議
(一)加強(qiáng)軟、硬件建設(shè)
在學(xué)校條件允許的條件下,應(yīng)加大硬件設(shè)施的投入,改善網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的效率,同時(shí)加強(qiáng)軟件資源建設(shè)。鼓勵(lì)師生上網(wǎng)搜索更多適合AI教學(xué)的網(wǎng)站,教師應(yīng)整理出和AI相關(guān)的趣味小故事、電影、光盤(pán)等和教材相關(guān)的素材,以便更好的配合硬件教學(xué)。
(二)端正認(rèn)識(shí),增強(qiáng)支持
作為教師要樹(shù)立對(duì)高中人工智能選修課程的正確認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)課標(biāo)中規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容的深入了解和學(xué)習(xí),克服對(duì)人工智能的神秘感或恐懼感,理性而客觀的看待人工智能技術(shù)及其應(yīng)用,明確在高中開(kāi)設(shè)該課程的目的。同時(shí),教師也不能因?yàn)樵撜n程的“選修”性質(zhì),從而輕視該課程的作用。
作為學(xué)生不應(yīng)該僅僅看見(jiàn)這門(mén)課程的娛樂(lè)趣味性,應(yīng)把一些重要的技術(shù)理論知識(shí)重視起來(lái),不能過(guò)分的放松自己而偏離了我們的教學(xué)目標(biāo)。家長(zhǎng)也應(yīng)該支持和贊同學(xué)生選擇該課程,不能應(yīng)認(rèn)識(shí)不到這門(mén)課程的作用、怕耽誤學(xué)生主干課的學(xué)習(xí)而反對(duì)學(xué)生積極參與。
校方領(lǐng)導(dǎo)也不應(yīng)條件限制就輕易放棄這門(mén)課程的開(kāi)設(shè),應(yīng)給予積極的配合。社會(huì)各界也應(yīng)加強(qiáng)輿論與正確引導(dǎo),讓更多的人們認(rèn)識(shí)人工智能并予以肯定。
總之,人工智能是一門(mén)逐漸成長(zhǎng)的科學(xué),開(kāi)設(shè)好該課程需要廣大教育工作者和校方領(lǐng)導(dǎo)不斷努力,互相交流,共同克服困難。
參考文獻(xiàn):
[1]張劍平.人工智能技術(shù)與“問(wèn)題解決”[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育,2003(10).
[2]段東輝.淺談信息技術(shù)課程中人工智能教育[J].新鄉(xiāng)教育學(xué)院學(xué)報(bào),第19卷第二期2006,6.
關(guān)鍵詞:人工智能技術(shù);教學(xué)方法;編程能力
中圖分類(lèi)號(hào):TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中國(guó)科協(xié)成立50周年新聞會(huì)在北京召開(kāi)。在新聞會(huì)上,“五個(gè)10”系列評(píng)選活動(dòng),即10位傳播科技的優(yōu)秀人物、10部公眾喜愛(ài)的科普作品、10個(gè)公眾關(guān)注的科技問(wèn)題、10個(gè)影響中國(guó)的科技事件、10項(xiàng)引領(lǐng)未來(lái)的科學(xué)技術(shù)評(píng)選結(jié)果揭曉。10項(xiàng)引領(lǐng)未來(lái)的科學(xué)技術(shù)是:基因修飾技術(shù);未來(lái)家庭機(jī)器人;新型電池;人工智能技術(shù);超高速交通工具;干細(xì)胞技術(shù);光電信息技術(shù);可服用診療芯片;感冒疫苗;無(wú)線能量傳輸技術(shù)。
人工智能技術(shù)學(xué)科是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支。指人類(lèi)的各種腦力勞動(dòng)或智能行為,諸如判斷、推理、證明、判別、感知、理解、通信、設(shè)計(jì)、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問(wèn)題求解等思維活動(dòng),可以用某種智能化的機(jī)器來(lái)予以人工實(shí)現(xiàn)[1]。
通過(guò)《人工智能技術(shù)》課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展概況、基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域有深入了解、對(duì)主要技術(shù)及應(yīng)用有一定掌握,并對(duì)現(xiàn)代人工智能技術(shù)發(fā)展的方向有所研究。通過(guò)人工智能技術(shù)課程的學(xué)習(xí)與研究,啟發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的興趣,培養(yǎng)知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力,并能將人工智能技術(shù)融入到今后所開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件之中。
《人工智能技術(shù)》是一門(mén)眾多學(xué)科交叉的新興課程,其涵蓋范圍廣,涉及知識(shí)點(diǎn)多,知識(shí)更新快,內(nèi)容抽象,不容易理解,理論性強(qiáng),而且需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力,這給該課程的講授帶來(lái)了一定困難。《人工智能技術(shù)》也是一門(mén)應(yīng)用型學(xué)科,怎樣將理論運(yùn)用到實(shí)踐中,使學(xué)生將學(xué)到的人工智能技術(shù)知識(shí)和思想運(yùn)用到自己的實(shí)際課題,這也是該課程需要解決的問(wèn)題之一。
因此,對(duì)《人工智能技術(shù)》課程教學(xué)來(lái)說(shuō),我們要了解課程的最新信息,把握課程的特點(diǎn),幫助學(xué)生找到好的學(xué)習(xí)方法,使他們能充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維能力,提高學(xué)習(xí)興趣,該文給出了《人工智能技術(shù)》課程的教學(xué)與實(shí)踐的探索。
2 教學(xué)與實(shí)踐的探索
2.1 教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選取
1) 人工智能技術(shù)是整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快,知識(shí)更新最快,最前沿的學(xué)科之一。在教材選用方面,我們采用了蔡自興教授等主編,由高等教育出版社出版的《人工智能基礎(chǔ)》這本教材。蔡自興教授的主要研究領(lǐng)域?yàn)槿斯ぶ悄堋C(jī)器人學(xué)和智能控制等。這本教材是作者在美國(guó)國(guó)家工程院院士、普度大學(xué)教授傅京孫先生的指導(dǎo)和鼓勵(lì)下編寫(xiě),借鑒了國(guó)內(nèi)外人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)<业淖钚卵芯砍晒蛯W(xué)術(shù)書(shū)籍的長(zhǎng)處,該書(shū)比較全面地介紹了人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與技術(shù),材料新,易于理解,兼顧基礎(chǔ)及應(yīng)用[2]。
此外,我們還給學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供多種類(lèi)型的學(xué)習(xí)資料,其中包括參考書(shū)目,如:Russel S, Norvig P.等編著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一書(shū),人工智能技術(shù)國(guó)內(nèi)外期刊,如電子學(xué)報(bào),計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),人工智能與模式識(shí)別,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技術(shù)會(huì)議,使學(xué)生能夠掌握人工智能技術(shù)的更多前沿動(dòng)態(tài),提高學(xué)習(xí)興趣。
2) 配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。《人工智能技術(shù)》是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)該課程尤為重要。除了完成課本上的作業(yè)之外,還注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、算法設(shè)計(jì)能力和編程能力。首先,每個(gè)章節(jié)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考慮,如:五子棋游戲,產(chǎn)生式系統(tǒng),旅行商問(wèn)題,傳教士和野人問(wèn)題,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的分類(lèi),遺傳算法、人工生命程序等,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)章節(jié)的知識(shí),獨(dú)立地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理及方法,給出程序設(shè)計(jì)流程圖,源程序清單,實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析等內(nèi)容,通過(guò)這種方式,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的信息獲取能力和研究能力。
2.2 教學(xué)方法和手段的改革
人工智能技術(shù)課程交叉性強(qiáng),涉及面廣,傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一,缺少交流,課堂氣氛沉悶,激發(fā)不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果不理想。人工智能技術(shù)這門(mén)課程內(nèi)容抽象,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本課程需要解決的主要問(wèn)題,也是關(guān)系教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。本課程需采用多種方法進(jìn)行教學(xué),以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1) 問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)。《人工智能技術(shù)》這門(mén)課程中有很多似是而非、引人入勝的問(wèn)題,主要是用計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)的智能來(lái)解決這種問(wèn)題。在教學(xué)中,有目的的提出這些問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生思考,提出自己的想法和解決方案,并進(jìn)行分析和比較,這樣強(qiáng)化學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí),提高學(xué)習(xí)積極性[3]。
2) 個(gè)性化學(xué)習(xí)和因材施教。學(xué)生中存在計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)的差別,由于他們每個(gè)人的基礎(chǔ)不同,有的計(jì)算機(jī)知識(shí)比較匱乏,因此有必要針對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,課堂作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況進(jìn)行及時(shí)評(píng)估,對(duì)學(xué)生提出個(gè)性化的教學(xué)。例如:在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要求有能力和興趣的學(xué)生可以做探究性和創(chuàng)新性的附加實(shí)驗(yàn),從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個(gè)性的空間,而對(duì)稍微吃力的學(xué)生則要求完成基本的實(shí)驗(yàn),更注重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和夯實(shí),這樣就能達(dá)到因材施教的目的。同時(shí)對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行分析,進(jìn)一步提出學(xué)習(xí)建議,并進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。
3) 多媒體使用和多學(xué)科知識(shí)的融合。本課程PPT課件圖文并茂,提綱挈領(lǐng),便于學(xué)生理解。課堂講授、板書(shū)與PPT手段相結(jié)合,注重課程中的關(guān)鍵詞用英文表示,并適當(dāng)指定英文參考書(shū),使學(xué)生能夠接觸國(guó)外文獻(xiàn)資料,加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解,獲得更寬廣的知識(shí)。PPT課件運(yùn)用了大量多媒體技術(shù),如動(dòng)畫(huà)、聲音、圖像,通過(guò)動(dòng)畫(huà)和視頻演示抽象的概念、算法和過(guò)程,使人工智能技術(shù)中抽象的知識(shí)形象化,在課件中融入了文學(xué),歷史等其他學(xué)科的相關(guān)知識(shí),便于學(xué)生較好地理解知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)[4]。
4) 師生互動(dòng)和課內(nèi)外答疑。在教學(xué)中,改變了傳統(tǒng)的老師講,學(xué)生聽(tīng)的教學(xué)模式。針對(duì)人工智能技術(shù)的實(shí)用性,適當(dāng)提問(wèn),收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況,盡量使用實(shí)例進(jìn)行講解。設(shè)置了實(shí)驗(yàn)講解互動(dòng)課程,對(duì)于實(shí)驗(yàn)的講解,學(xué)生可以提出疑問(wèn),然后在課堂上展開(kāi)討論,學(xué)生可以看到問(wèn)題從提出、分析到解決的整個(gè)過(guò)程,讓學(xué)生自己在討論中總結(jié)結(jié)論。為了解決教學(xué)中存在的疑難問(wèn)題,還設(shè)有課后答疑,使學(xué)生能將所有的問(wèn)題都理解透徹。
5) 理論研究與實(shí)踐結(jié)合。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,注重學(xué)生的理論研究和動(dòng)手能力,適當(dāng)布置一些課程相關(guān)的論文和實(shí)驗(yàn)編程。通過(guò)課程論文,可以培養(yǎng)學(xué)生鉆研問(wèn)題的興趣; 通過(guò)查閱科技文獻(xiàn)使學(xué)生掌握如何查找相關(guān)文獻(xiàn)的技能,可以培養(yǎng)學(xué)生撰寫(xiě)科技論文的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,使學(xué)生可以更加清楚地了解人工智能技術(shù)基本概念和難點(diǎn),也能了解算法的設(shè)計(jì)具體運(yùn)行過(guò)程,并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,提高了學(xué)生的編程能力和和學(xué)習(xí)興趣。
6) 考試考核方式改革。本課程的考核考試也是一個(gè)值得探討的問(wèn)題,本課程應(yīng)采用多種綜合考試方法,注重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)概念、知識(shí)和基本的技能的掌握以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。平時(shí)作業(yè)考核成績(jī),實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)成績(jī)、提交課程論文成績(jī),以及最后的期末考試成績(jī)形成一種有效的考試考核方法,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)在于算法設(shè)計(jì)、編程的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析。課程論文評(píng)價(jià)指是選題是否嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)和具可研究性,論文結(jié)構(gòu)、思路是否嚴(yán)謹(jǐn),論文內(nèi)容科學(xué)性、正確性,能否提出自己的見(jiàn)解。考查查閱科技文獻(xiàn)的能力主要通過(guò)是否查找到權(quán)威的、最新文獻(xiàn)以及撰寫(xiě)是否規(guī)范。
2.3 學(xué)生學(xué)好《人工智能技術(shù)》課程的建議
《人工智能技術(shù)》是一門(mén)理論與實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用課程,學(xué)生如何學(xué)習(xí)這么課程,也是我們應(yīng)該探討的問(wèn)題。
學(xué)生應(yīng)該正確看待《人工智能技術(shù)》這門(mén)科學(xué)的發(fā)展。人工智能技術(shù)孕育于20世紀(jì)30、40年代,形成于60、70年代,發(fā)展至今,人工智能技術(shù)只有短短60多年的歷史,它是一門(mén)不斷發(fā)展和完善的嶄新學(xué)科,還有許多課題處于探索中,理論和技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟,我們應(yīng)該對(duì)它有科學(xué)的認(rèn)識(shí)。
針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)的學(xué)生,除了課堂聽(tīng)講之外,還應(yīng)該課下自學(xué)該課程的先修課程,如:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)等課程。人工智能技術(shù)中涉及到大量的數(shù)學(xué)知識(shí),如:模式識(shí)別需要具有較好的概率論,數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí),另外還會(huì)用到少量隨機(jī)過(guò)程、模糊數(shù)學(xué)的一些知識(shí)。人工智能技術(shù)是一門(mén)應(yīng)用課程,編程語(yǔ)言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),遺傳算法等算法,實(shí)現(xiàn)這些算法要求學(xué)生具有較強(qiáng)的編程能力。
學(xué)生應(yīng)該多讀,多查閱資料,特別是國(guó)外的期刊文獻(xiàn)和重要國(guó)際會(huì)議論文,多了解人工智能技術(shù)最前沿的信息,理論聯(lián)系實(shí)際,加深對(duì)基本算法的理解,并將人工智能技術(shù)的知識(shí)運(yùn)用到自己所研究的領(lǐng)域,以做到學(xué)以致用。
3 結(jié)論
人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿,該文對(duì)《人工智能技術(shù)》的課程教學(xué)進(jìn)行了一些探討,教學(xué)與實(shí)踐效果有了顯著提高,但仍然有許多方面還需要我們繼續(xù)探討和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 蔡自興,徐光佑.人工智能技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京: 清華大學(xué)出版社,2003.
[2] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強(qiáng),等.樹(shù)立精品意識(shí)搞好人工智能技術(shù)課程建設(shè)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2004(1):28-29.
關(guān)鍵詞: 人工智能;創(chuàng)新驅(qū)動(dòng);發(fā)展建議
人類(lèi)對(duì)于智能機(jī)器的探索活動(dòng),古已有之。不過(guò),以“人工智能”來(lái)命名這一探索并成為一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,卻發(fā)生于1956年夏季在Dartmouth舉行的一次小規(guī)模學(xué)術(shù)研討會(huì)上。因此,2016年是人工智能學(xué)科問(wèn)世的60周年,在這個(gè)不同尋常的年份,世界各地的人工智能科技工作者都在密切關(guān)注人工智能的發(fā)展動(dòng)向。
2016年3月,DeepMind研制的人工智能?chē)逑到y(tǒng)AlphaGo以4:1的戰(zhàn)績(jī)擊敗了韓國(guó)的圍棋高手李世石,把世界對(duì)人工智能的關(guān)注推向了前所未有的。各種各樣的議論噴涌而出。悲觀者大呼:“人工智能對(duì)于人類(lèi)的潛在威脅太嚴(yán)重,應(yīng)當(dāng)通過(guò)立法限制甚至禁止人工智能的研究”;樂(lè)觀者高喊:“人工智能是人類(lèi)的真正福音,只要把自己的思想意愿轉(zhuǎn)嫁給人工智能機(jī)器,人類(lèi)就可以通過(guò)機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)生不老的千年夢(mèng)想”。在科技界,人們則在激動(dòng)著、討論著:我們應(yīng)當(dāng)在什么樣的熱點(diǎn)技術(shù)上發(fā)力?是深度學(xué)習(xí)?是認(rèn)知技術(shù)?還是類(lèi)腦計(jì)算?
回想這些年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、智能制造、智慧城市、人工智能、機(jī)器人一波又一波的高新技術(shù)登臺(tái)亮相,中國(guó)科技界、教育界和產(chǎn)業(yè)界都在一個(gè)個(gè)地緊緊追趕。雖然在跟蹤追趕的過(guò)程中取得了不菲的進(jìn)展,但是人們不禁都在思考:對(duì)于人工智能來(lái)說(shuō),當(dāng)前社會(huì)的需求是什么?什么才是有效的創(chuàng)新戰(zhàn)略?怎樣才可以擺脫跟蹤追趕的被動(dòng)局面,爭(zhēng)取到引領(lǐng)創(chuàng)新的話語(yǔ)權(quán)?
發(fā)展人工智能不應(yīng)當(dāng)是一種孤立性、局部性的行動(dòng),而應(yīng)當(dāng)是能夠帶動(dòng)和引領(lǐng)整個(gè)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
1 人工智能是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿
為了闡明“人工智能是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿”這個(gè)論斷,需要逐個(gè)澄清相關(guān)的基本概念,包括:什么是人工智能?什么是當(dāng)代的重要交叉科學(xué)群?以及什么是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿?
1.1 什么是人工智能
人工智能是一門(mén)“探索人類(lèi)智能機(jī)理,創(chuàng)制人工智能機(jī)器,增強(qiáng)人類(lèi)智力能力”的科學(xué)技術(shù)。從這個(gè)意義上可以理解,只要人類(lèi)的智力能力得到了增強(qiáng)和擴(kuò)展,人們從事各種科學(xué)技術(shù)以至各種經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的智力能力就會(huì)得到有效提升,從而能夠有效促進(jìn)各行各業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
那么,什么是人類(lèi)智能?人類(lèi)智能主要表現(xiàn)在人類(lèi)主體為了不斷改善生存發(fā)展的水平而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定義問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。其中,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題的能力依賴于主體的目的、知識(shí)、直覺(jué)、理解力、想象力、靈感、頓悟、審美等內(nèi)在能力,因此被稱為“隱性智能”;解決問(wèn)題的能力則主要依賴于獲得信息,生成知識(shí),創(chuàng)生策略等外顯能力,因此被稱為“顯性智能”。
顯然,隱性智能十分抽象,幾近神秘,不僅研究起來(lái)甚為困難,就連理解起來(lái)也頗感玄奇,而顯性智能則相對(duì)可理解,可研究。因此,人工智能研究遵循的原則是:基于人類(lèi)主體給定的問(wèn)題、知識(shí)、目標(biāo)(這就是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題的能力)這些前提,研究如何利用信息、生成知識(shí)、創(chuàng)生策略來(lái)解決問(wèn)題,達(dá)到目標(biāo)。也就是說(shuō),人工智能的研究遵循人類(lèi)智能與人工智能相結(jié)合的原則:人類(lèi)智能負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和定義問(wèn)題,人工智能則負(fù)責(zé)在人類(lèi)所給定的問(wèn)題框架下解決問(wèn)題。這樣,人工智能機(jī)器就可以成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的聰明助手。
由此可見(jiàn),沒(méi)有生命,沒(méi)有目的,沒(méi)有靈感,也沒(méi)有審美能力的人工智能機(jī)器系統(tǒng),原則上不具有隱性智能的能力,因而不可能獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題,只能在人類(lèi)所發(fā)現(xiàn)和所定義的問(wèn)題框架下去解決問(wèn)題。因此,人工智能超越人類(lèi)的恐懼缺乏科學(xué)根據(jù)。
1.2 什么是當(dāng)代重要的交叉科學(xué)群
當(dāng)今的時(shí)代是信息時(shí)代,認(rèn)識(shí)信息資源和利用信息資源為人類(lèi)服務(wù)的信息科學(xué)是當(dāng)今時(shí)代的標(biāo)志性科學(xué)。具體來(lái)說(shuō),信息科學(xué)是“研究信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”,也就是以信息為研究對(duì)象,以信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為研究?jī)?nèi)容,以信息科學(xué)方法論為研究指南,以增強(qiáng)和擴(kuò)展人類(lèi)信息功能(全部信息功能的有機(jī)整體就是人類(lèi)的智力功能)為研究目標(biāo)的科學(xué)。換言之,信息科學(xué)的研究目標(biāo)就是擴(kuò)展人類(lèi)的智力功能,而研究信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和信息科學(xué)方法論都是為了實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展人類(lèi)智力功能這個(gè)目標(biāo)服務(wù)的。
由此就可以清楚地理解:人工智能的研究是信息科W的最高目標(biāo),也是信息時(shí)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基本目的;而為了使人工智能系統(tǒng)能夠在人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和定義的問(wèn)題框架下成功地解決問(wèn)題,人工智能的研究必須從人類(lèi)求解問(wèn)題的能力中得到啟發(fā)。這表明,人工智能的研究需要向認(rèn)知科學(xué)學(xué)習(xí),因?yàn)檎J(rèn)知科學(xué)就是研究人類(lèi)自己是如何面對(duì)問(wèn)題解決問(wèn)題的。另一方面,認(rèn)知科學(xué)所研究的人類(lèi)解決問(wèn)題的機(jī)理又建立在腦科學(xué)的基礎(chǔ)之上,因此,人工智能的研究必須理解腦科學(xué)的工作機(jī)理。再者,人類(lèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定義問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力并不是永遠(yuǎn)固定不變的,而是不斷進(jìn)化和發(fā)展的。因此人工智能的研究還必須學(xué)習(xí)信息生物學(xué),后者深刻地研究和揭示了人類(lèi)能力不斷進(jìn)化的機(jī)制。可見(jiàn),腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)、人工智能是當(dāng)代最具重要意義的交叉科學(xué)群。這個(gè)科學(xué)群還包含更多的學(xué)科,恕不一一闡述。
1.3 什么是當(dāng)代重要科學(xué)群的創(chuàng)新前沿
雖然腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)、人工智能各有各的研究?jī)?nèi)容,但是所有這些學(xué)科共同的目標(biāo)都是智能,如人類(lèi)的智能(腦科學(xué))、生物的智能(信息生物學(xué))、人類(lèi)智能的物質(zhì)基礎(chǔ)(腦科學(xué))、人類(lèi)智能和生物智能的工作機(jī)理(認(rèn)知科學(xué))、人類(lèi)智能和生物智能的進(jìn)化機(jī)制(認(rèn)知科學(xué)與信息生物學(xué))、人類(lèi)智能的信息基礎(chǔ)和研究方法論(信息科學(xué))、人類(lèi)智能的機(jī)器模擬和實(shí)現(xiàn)(人工智能)等。
所以,人類(lèi)智能和人工智能是當(dāng)代這一重要交叉科學(xué)群共同的創(chuàng)新前沿。人們對(duì)于腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)的理解深化了,就會(huì)促進(jìn)人工智能研究的發(fā)展;反之,一旦人工智能的研究取得了突破和創(chuàng)新,也必然能夠帶動(dòng)腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)的突破與創(chuàng)新。
2 中國(guó)人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀:差距與優(yōu)勢(shì)
中國(guó)人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀,大家平日都親身感受得到,應(yīng)當(dāng)比較熟悉,似乎無(wú)需贅言;但是國(guó)情是我們思考問(wèn)題的基礎(chǔ),因此不可不察。而且,我們對(duì)于中國(guó)在人工智能發(fā)展方面所存在的差距和優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí),確實(shí)還有必要進(jìn)一步深化。
2.1 差距:顯差距,隱差距
大家都意識(shí)到,中國(guó)在人工智能的發(fā)展方面確實(shí)存在不少的差距。普遍J為,由于中國(guó)缺失了工業(yè)革命這個(gè)歷史階段的洗禮,因此在工業(yè)基礎(chǔ)和工藝水平方面天然存在明顯的不足。特別是中國(guó)微電子工業(yè)領(lǐng)域的高性能芯片制造能力有待進(jìn)一步加強(qiáng),人工智能硬件系統(tǒng)的水平也有待進(jìn)一步提高等,這些都是眾所周知的顯差距。
然而,更值得深思的問(wèn)題是:在人工智能的科學(xué)研究方面,長(zhǎng)期以來(lái),中國(guó)同行普遍習(xí)慣于跟蹤學(xué)習(xí),缺乏突破創(chuàng)新的民族自信心,更缺乏引領(lǐng)國(guó)際的強(qiáng)烈意識(shí)。無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、語(yǔ)義網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)這些大概念,還是深度學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛、類(lèi)腦計(jì)算這些技術(shù)思想,都是外國(guó)學(xué)者率先提出,然后才是中國(guó)學(xué)者蜂擁而上。加上這些年滋長(zhǎng)蔓延起來(lái)的急功近利和學(xué)術(shù)誠(chéng)信缺失,往往在蜂擁而上之后的一夜之間就會(huì)冒出許多“新成果”!這是中國(guó)人工智能發(fā)展存在的隱差距。
需要指出的是,顯差距正因?yàn)椤帮@”,已經(jīng)得到各有關(guān)方的高度重視,并且正在不斷地被縮小;但是,隱差距則因?yàn)椤半[”,不容易被察覺(jué),至今還沒(méi)有引起各方面必要的重視,因此仍然是實(shí)現(xiàn)突破創(chuàng)新和引領(lǐng)戰(zhàn)略的隱患。
2.2 優(yōu)勢(shì):現(xiàn)優(yōu)勢(shì),潛優(yōu)勢(shì)
那么中國(guó)在人工智能研究中是否也存在什么優(yōu)勢(shì)呢?表面看來(lái),似乎中國(guó)在人工智能研究領(lǐng)域一直處于跟蹤學(xué)習(xí)狀態(tài),談不上存在什么優(yōu)勢(shì);但是仔細(xì)考察發(fā)現(xiàn)其實(shí)不然,中國(guó)在人工智能研究中的確存在不可忽視的優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)目前雖然在整體上還處于相對(duì)落后狀態(tài),但在某些技術(shù)研究上卻處于國(guó)際領(lǐng)先地位。例如:語(yǔ)音識(shí)別技術(shù),中國(guó)已經(jīng)在近期多次國(guó)際評(píng)測(cè)大賽中奪得世界冠軍;在汽車(chē)自動(dòng)駕駛方面,中國(guó)的研發(fā)水平也與國(guó)際上旗鼓相當(dāng);特別是在理論研究方面,中國(guó)在人工智能通用理論研究方面的機(jī)制主義人工智能理論、人工智能邏輯理論研究方面的泛邏輯學(xué)、人工智能數(shù)學(xué)方面的因素空間理論都是國(guó)際領(lǐng)先的成果。這些都是已經(jīng)涌現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
更加重要的是,像人工智能這樣既十分復(fù)雜又極其深刻的科學(xué)研究,勢(shì)必自覺(jué)或不自覺(jué)地受到科學(xué)方法論的影響。幾十年來(lái),國(guó)際人工智能的研究形成三大學(xué)派,就是受了以分而治之為特征的機(jī)械還原方法論的影響,把復(fù)雜的人工智能研究分為結(jié)構(gòu)模擬的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)派、功能模擬的物理符號(hào)系統(tǒng)學(xué)派、行為模擬的感知?jiǎng)幼飨到y(tǒng)學(xué)派,而且長(zhǎng)久以來(lái)互不認(rèn)可,不能形成人工智能研究的合力。科學(xué)論證充分表明,適于人工智能研究的科學(xué)方法論不是“機(jī)械還原論”的方法論,而應(yīng)當(dāng)是“信息生態(tài)論”的方法論。后者與中國(guó)歷來(lái)的“整體論”和“辨證論”思維傳統(tǒng)息息相通。因此,在人工智能的研究領(lǐng)域,中國(guó)握有方法論的潛在優(yōu)勢(shì)(潛優(yōu)勢(shì)),只要自覺(jué)地加以運(yùn)用,這種潛在優(yōu)勢(shì)完全可以轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)(現(xiàn)優(yōu)勢(shì))。
3 人工智能的社會(huì)需求和發(fā)展中國(guó)人工智能的戰(zhàn)略建議
3.1 人工智能的社會(huì)需求
中國(guó)的信息化建設(shè)全面啟動(dòng)于20世紀(jì)90年代,得益于現(xiàn)代信息技術(shù)的支持,取得了舉世矚目的輝煌成就,進(jìn)入了迎接復(fù)雜問(wèn)題的新時(shí)期,面臨著巨大挑戰(zhàn)。從整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和全面改革的大局判斷,在多次講話中也明確指出,中國(guó)的改革開(kāi)放進(jìn)入了攻堅(jiān)克難的深水區(qū)。眾所周知,人工智能技術(shù)是信息技術(shù)的高端前沿;因此,為了迎接復(fù)雜問(wèn)題的挑戰(zhàn),為了成功走出深水區(qū)到達(dá)勝利的彼岸,中國(guó)亟需人工智能科學(xué)技術(shù)的全面支持。
另一方面,縱觀當(dāng)今的國(guó)際環(huán)境不難發(fā)現(xiàn),一些發(fā)達(dá)國(guó)家在中國(guó)黃海、臺(tái)海、東海、南海不斷制造緊張局勢(shì),企圖以武力遏制中國(guó)的和平崛起。他們聲稱要長(zhǎng)期投資人工智能,要用人工智能武器戰(zhàn)勝中國(guó),對(duì)此不能不高度警惕,并采取果斷措施。
3.2 加快發(fā)展中國(guó)人工智能的建議
為加快發(fā)展中國(guó)人工智能,從戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、可操作的角度出發(fā)提出5項(xiàng)建議。
(1)頂層規(guī)劃。
火車(chē)跑得快,全靠車(chē)頭帶。建議設(shè)立國(guó)家級(jí)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃與協(xié)調(diào)專家委員會(huì),負(fù)責(zé)研究和提出中國(guó)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃,制訂智能科學(xué)技術(shù)產(chǎn)學(xué)研發(fā)展的實(shí)施政策,協(xié)調(diào)和促進(jìn)中國(guó)智能科學(xué)技術(shù)的快速有序健康發(fā)展。
(2)人才培養(yǎng)。
萬(wàn)事都緊要,人才是根本。建議國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)把中國(guó)現(xiàn)有的“智能科學(xué)與技術(shù)”二級(jí)學(xué)科提升為一級(jí)學(xué)科,以形成系統(tǒng)完整的智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)體系;同時(shí)建議教育部在中小學(xué)開(kāi)設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)課程,開(kāi)展課外興趣培育活動(dòng)。
(3)創(chuàng)新研究。
跟蹤不可廢,創(chuàng)新更關(guān)鍵。在國(guó)家自然科學(xué)基金設(shè)置“智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論”專門(mén)領(lǐng)域,大力推進(jìn)智能科學(xué)基礎(chǔ)理論的突破創(chuàng)新;同時(shí)在國(guó)家“十三五”規(guī)劃設(shè)立智能制造、智能農(nóng)業(yè)、智能服務(wù)業(yè)、智能交通、智能網(wǎng)絡(luò)空間安全、智能教育等應(yīng)用專項(xiàng)。
(4)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
創(chuàng)新是尖兵,產(chǎn)業(yè)是后盾。大力促進(jìn)中國(guó)智能化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)建立智能產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì),鼓勵(lì)有條件的單位和學(xué)術(shù)團(tuán)體開(kāi)展各類(lèi)智能技術(shù)產(chǎn)品的測(cè)試、評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究,引導(dǎo)智能化產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品市場(chǎng)有序健康發(fā)展。
(5)持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 游戲開(kāi)發(fā) 人工智能 教學(xué)方法
1.背景
隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),人們的生活方式發(fā)生了許多重大的變革,其中之一便是網(wǎng)絡(luò)游戲的盛行。如同雨后春筍般冒出來(lái)的網(wǎng)吧,以及快速增長(zhǎng)的PC,使得人們接觸到互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會(huì)越來(lái)越多,這就為網(wǎng)絡(luò)游戲的傳播與發(fā)展創(chuàng)造了可能。一方面,數(shù)量龐大的網(wǎng)民群體中,年輕人占了絕大部分,網(wǎng)絡(luò)游戲豐富了社會(huì)公眾的文化娛樂(lè)生活,深受廣大年輕人喜愛(ài),這更促進(jìn)了游戲產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。另一方面,現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏加快,人們壓力日益增大,許多人傾向于在網(wǎng)游中尋求安慰,釋放壓力,因而全球市場(chǎng)對(duì)于網(wǎng)游的需求有增無(wú)減。同時(shí),隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)游戲越來(lái)越高的要求,游戲逐漸向真實(shí)體驗(yàn)、感覺(jué)、觸覺(jué)等人性化發(fā)展,讓玩家有身臨其境的感覺(jué),在整個(gè)游戲過(guò)程中得到享受游戲的一種特別的快樂(lè)和放松。[1]
近年來(lái)3D影像和仿真科技的不斷發(fā)展,讓游戲開(kāi)發(fā)人員得以創(chuàng)建出更吸引人、更令人沉迷其中的游戲環(huán)境。然而要做出更能令人流連忘返的游戲就得應(yīng)用人工智能(AI)。AI的應(yīng)用使游戲角色能夠任意走動(dòng)、角色可以走進(jìn)障礙物、能夠控制非玩家角色是否按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)等,同時(shí),AI還能延長(zhǎng)游戲的生命周期,讓游戲更加有趣和更具有挑戰(zhàn)性。
AI能夠處理游戲角色的追趕、躲避、聚集、避障和尋徑問(wèn)題;AI給游戲角色賦予模糊邏輯和有限狀態(tài)機(jī)等基于基本規(guī)則的推理能力;AI腳本可以擴(kuò)充AI引擎,讓設(shè)計(jì)者和玩家更好地設(shè)計(jì)和玩游戲,等等。因此,將AI應(yīng)用在游戲開(kāi)發(fā)中以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)游戲角色的各種行為勢(shì)在必行,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.教學(xué)內(nèi)容及其特點(diǎn)
本系人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容主要是處理追趕、躲避、聚集、攔截和避障等問(wèn)題,使用經(jīng)典A*算法及其改進(jìn)算法解決尋路問(wèn)題,以及有限狀態(tài)機(jī),等等。本文主要針對(duì)游戲中游戲角色的尋路問(wèn)題進(jìn)行探討。游戲設(shè)計(jì)中游戲角色的尋路問(wèn)題是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,傳統(tǒng)的方法是應(yīng)用A*算法及其改進(jìn)算法等來(lái)實(shí)現(xiàn)游戲角色的尋路問(wèn)題,目前逐漸有學(xué)者應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、粒子群算法等智能算法來(lái)實(shí)現(xiàn)游戲角色的尋路問(wèn)題。如:迷宮尋路游戲中《幫助Bob找到回家的路》應(yīng)用遺傳算法,《智能采礦》游戲中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),用粒子群實(shí)現(xiàn)坦克大戰(zhàn)游戲,等等。嘗試應(yīng)用魚(yú)群算法、螢火蟲(chóng)算法等智能算法求解游戲角色的尋路問(wèn)題中,以實(shí)現(xiàn)游戲的更加智能化、人性化,同時(shí),新的仿生算法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
智能算法是解決智能計(jì)算問(wèn)題的方法,已成為人工智能界一個(gè)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域,研究的最終目標(biāo)就是為了讓計(jì)算機(jī)和集成有計(jì)算功能的各種工具及設(shè)備更加獨(dú)立、更加聰明,能夠自主思考和行動(dòng),最終成為我們工作和生活中必不可少的一部分。智能算法主要包括:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化算法、人工免疫算法、模擬退火算法、蟻群算法、粒子群算法、蜂群算法、人工魚(yú)群算法、人口遷移算法、人工螢火蟲(chóng)算法等。[2]智能算法是一類(lèi)仿生算法,就是向自然界學(xué)習(xí),采用類(lèi)比的方法,通過(guò)模仿自然界中動(dòng)物飛行、覓食、求偶等行為以得到解決問(wèn)題的一般方法,如蟻群、粒子群、蜂群、魚(yú)群、螢火蟲(chóng)算法等。此外,還有很多智能算法通過(guò)模仿一些自然或物理現(xiàn)象和規(guī)律,如模擬退火算法通過(guò)模擬液體的結(jié)晶過(guò)程設(shè)計(jì),免疫算法是模擬生物、植物或動(dòng)物免疫系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能設(shè)計(jì)的,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人的大腦結(jié)構(gòu)及信號(hào)處理過(guò)程而設(shè)計(jì)的,進(jìn)化算法是基于達(dá)爾文的“優(yōu)勝劣汰、適者生存”原理設(shè)計(jì)的。[3]
針對(duì)本系人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容,建議補(bǔ)充人工智能中幾種簡(jiǎn)單的智能算法的知識(shí)點(diǎn),選取相關(guān)人工智能教材的一些內(nèi)容結(jié)合智能算法進(jìn)行教學(xué)。
3.教學(xué)方法
針對(duì)人工智能課程內(nèi)容,根據(jù)高校教育規(guī)律、高校學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn),采用教學(xué)、實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法,大小課結(jié)合,大課講授理論知識(shí),小課進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn),小課的課堂實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格要求學(xué)生親手編寫(xiě)代碼,應(yīng)用大課所學(xué)理論知識(shí)完成簡(jiǎn)單小游戲以實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐知識(shí)的掌握。同時(shí),借助游戲系的優(yōu)勢(shì),制作動(dòng)漫,采用動(dòng)漫技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能中各種算法的仿生機(jī)制,讓學(xué)生深刻體會(huì)每一種算法的原理和仿生機(jī)制,這樣能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能課程的興趣,可以取得更好的教學(xué)效果。
4.教學(xué)效果評(píng)價(jià)方法
人工智能這門(mén)課,最重要的是注重學(xué)生對(duì)人工智能理論及在游戲中應(yīng)用的知識(shí)和能力的培養(yǎng)。因此,本課程學(xué)習(xí)結(jié)束后主要采用以下方式進(jìn)行考查:(1)閉卷考試。主要考查對(duì)人工智能理論的理解、掌握和綜合運(yùn)用能力。(2)課堂練習(xí)。要求對(duì)課堂上介紹過(guò)的算法理解、分析、應(yīng)用,編程實(shí)現(xiàn)游戲中的某個(gè)功能,最終課程結(jié)束時(shí)能完成一個(gè)功能完整的小游戲。(3)大作業(yè)。檢查學(xué)生的動(dòng)手編程能力,要求從介紹過(guò)的算法中找一種算法實(shí)現(xiàn)一個(gè)小游戲中游戲角色的移動(dòng)、尋路等行為,形成一個(gè)演示游戲。該門(mén)課成績(jī)分配如下:成績(jī)=閉卷考試(70%)+課堂練習(xí)(10%)+大作業(yè)(20%)。
5.結(jié)語(yǔ)
人工智能是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對(duì)自然界的深入理解而發(fā)展起來(lái)的,人工智能的應(yīng)用逐漸廣泛。游戲開(kāi)發(fā)中人工智能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了游戲逐漸向真實(shí)體驗(yàn)、感覺(jué)、觸覺(jué)等人性化發(fā)展,讓玩家有身臨其境的感覺(jué)。因此,在網(wǎng)絡(luò)游戲相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)人工智能課程勢(shì)在必行,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]周樂(lè).韓國(guó)游戲產(chǎn)業(yè)概況..