人工智能课程设计问题的探讨.docx

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人工智能课程设计问题的探讨

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陈昭炯，叶东毅

(福州大学数学与计算机科学学院，福建福州350108)

摘要：人工智能课程设计是人工智能课程中重要的综合性实践环节，对提高学生理解和掌握人工智能基本概念和算法的能力、对培养学生从智能设计的角度考虑和解决问题的素养都具有重要的作用。结合多年教学实践，从课程设计的重要性、设计的选题、指导方式以及设计报告撰写等方面进行探讨和总结。

关键词：人工智能；课程设计；设计选题；指导方式

在信息技术领域，智能科学与技术是一个既具有重要理论研究意义，又有广泛应用价值的分支，随着社会信息化程度的不断发展，智能科学与技术将发挥愈来愈重要的作用。为此，许多高校的计算机科学与技术专业都开设了与智能科学与技术类相关的课程，人工智能课程就是其中之一，该课程通常面向高年级学生开设，课程的主要理论内容涉及人工智能的发展及研究领域、知识表示方法、经典逻辑推理、不确定与非单调推理、规划问题求解、状态空间的搜索策略以及专家系统和机器学习的部分内容等[2];而人工智能课程的实践环节，由于其重要性，在不少大学的课程教学计划中是独立设课的，且时数达到理论课的四分之三，这就要求课程设计在定位、选题、指导方式、报告撰写的要求等环节上要有明确的思路和具体的、可操作的方法，但是，目前国内很难见到专门为人工智能课程设计编写的指导书，对上述设计过程涉及的教学问题的探讨和研究也较少有公开的文献报道。鉴于这种状况，作者结合近年来的课程教学实践和体会，从课程设计的重要性、设计的选题、指导方式以及设计报告撰写等方面对人工智能课程设计涉及到的教学问题作一探讨。

1智能课程设计的重要性

课程设计对于计算机专业学生的重要性体现在以下几个方面。

1)人工智能的理论知识需要通过课程设计的实践环节来加深理解、付诸使用。人工智能理论课程的知识内容大多只是涉及问题的模型、方法、推理的技术、搜索的策略，对于如何在具体应用问题上灵活使用则不可能全面阐述，也无法在课堂上具体展示。对学生来说，原理理解了，使用中的问题还需要动手实现才能发现。以知识表示方法为例，计有逻辑表示法、产生式规则表示法、框架表示法、语义网表示法，等等，学生可能对它们的表示特点有理论上的认识，但是具体到某一个应用问题，比如，如何选择合适的表示法、知识库的构造如何删繁就简而又不失重点，只有实践才能体会。语义网的表示法具有联想性和自然性较好的优点，但也存在严格性不足、复杂度较大的问题，如果在课程设计中让学生将一篇故事用语义网的方式表达出来并在有限的环境下建立一个小型的故事理解系统，就可以让学生对语义网的表示特点有切身的体会。

2)智能课程设计可以锻炼学生综合运用知识的能力。计算机本科低年级的课程基本上是传授基础知识，高年级的学生应加强知识综合应用能力的训练，智能课程设计提供了一个很好的平台，实践中用到的基础理论、算法思想、编程技巧、软件设计知识涉及到许多相关课程，如高级程序设计语言、数据结构、软件工程、概率统计等；另外，智能系统设计的主题还可以与许多专业课程相结合，如计算机图形学、图像处理、信息安全、Web程序设计、多媒体设计等，这既融汇和巩固了其他相关专业课的内容，又加深了对人工智能本身的理解，上述两个方面使得人工智能课程设计环节在综合运用所学知识方面取得了很好的效果。

3)为后续的毕业设计打下基础。毕业设计是计算机本科学生最后一个学期必须进行的环节，也是对大学4年学习成果的一次综合检验，而许多毕业设计课题与人工智能的内容有关联，因此，智能课程设计就是毕业设计的热身；考虑到毕业设计环节通常在每年的春季开始，从熟悉课题到确定思路、研究开发环境、流程和算法，到最终撰写论文参加答辩，历时仅3个多月，而这3个多月正是学生忙于就业定向的时段，时间、精力上的限制使得毕业设计很难达到满意的效果，所以，不少学校在大四上学期就开始逐步引导学生熟悉设计内容，智能课程设计的开设就为此打下一个很好的前期实践基础，部分相关的内容提前熟悉就可使学生在毕业设计时专注于关键问题，取得更好的效果。

2智能课程设计的选题

我们从3个方面来探讨选题的问题。

1)课程设计范围的定位应合理，施行才能有效。课程设计作为实践教学的重要环节，其范围和难度的定位至关重要，具体来说就是选题问题。如果面面俱到、求全求大，结果可能适得其反；课程时数的限制（通常30学时左右）、学生精力的限制（许多其他的专业课同期开设），决定了选题的范围不能过多地超出学生所学知识内容，难度也不宜太大，这就要求教师必须为学生设计一个能在有限时间内获得有效锻炼的设计课题，即设计内容的合理定位。纵观本科人工智能理论课程的内容，其关键点应该在智能搜索算法和系统设计两方面，搜索算法可以说是人工