计算机前沿技术总结汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇计算机前沿技术总结范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

“浑然天成”是万物和谐依存的理想形式，技术与艺术、技术与文化、技术与社会生活也应是这种“浑为一体”的产物。但随着研究门类越来越细，越来越专，它们常常被分割开来，失去了天然的融合。21世纪计算机技术的发展，为这种融合打开了一个新的窗口，也使技术找到了与诸多领域原有的契合点。微软亚洲研究院在技术服务社会，技术服务生活的研究理念中，更深刻地感受到了计算机技术与社会、文化相融合的迫切性，因此，他们愿用技术追寻“浑然天成”的世界。

eHeritage为技术与文化融合架起桥梁

eHeritage一 词虽然在词典中无从查起，但它在微软亚洲研究院主题研究支持计划中却包括了丰富的内容。首先，它是微软最新的主题研究支持计划的一部分；第二，它是利用计算机前沿技术从事世界文化遗产保护的一次多学科合作研究项目；第三，它涉及了计算机、建筑、艺术和文物等多学科的专家和相关领域的知识；第四，它也是微软亚洲研究院将计算机科研服务于应用的一次最新尝试。由此可以看出，微软亚洲研究院要用eHeritage为计算机前沿技术服务于社会加上最新注脚。

2008年7月1日至7月2日，微软亚洲研究院在北京举行了由亚太地区计算机、艺术、文物等领域专家学者参加的eHeritage主题研讨会，与会的专家学者分别来自中国、日本、韩国、新加坡、澳大利亚，在为期两天的研讨会中，与会专家、学者围绕eHeritage作了精彩的演讲并进行了广泛的交流。“eHeritage”，不仅逐渐成为了计算机专家、建筑学家、艺术家和文物保护专家关注的焦点，也成为微软未来合作研究的亮点。

eHeritage论坛给亚太地区的科研人员和学者提供一个相互交流了解，探讨计算机最新技术发展的平台，并为利用最新计算机技术进行世界文化遗产保护研究提供了一个全新的视角。与会的教师和研究人员来自不同学科，特别是计算机视觉、计算机图形学、信号处理、语音与音乐，以及通讯和万维网等领域。通过演讲和演示，专家学者全面介绍各自在该研究领域的最新成果，为这一交叉学科的发展探索了一条新的途径。

eHeritage与其他微软主题研究支持计划

eHeritage是微软亚洲研究院主题研究支持计划的一个新的主题，而微软亚洲研究院的主题研究计划则远不止于此。从2003年开始，微软亚洲研究院已经支持了嵌入式技术、图形学与游戏、高信度计算、互联网服务、教育中的移动计算、自然语言处理等领域的百余个项目。

微软亚洲研究院高校关系部是微软公司面向亚太地区高校和科研机构的窗口，一直致力于与高校、科研机构的合作。其中“主题研究支持计划”是微软为支持某个专门领域的基础研究项目，它是面向高校计算机系、电子系、软件学院等IT相关院系的教师推出的针对一定主题的研究支持计划。教师们在微软亚洲研究院公布的领域内可以自主选择研究方向和研究题目、提交项目计划书；微软亚洲研究院组织该领域的专家对项目计划书进行评审；通过评审的教师会得到一定的项目支持。

微软亚洲研究院主题研究支持计划形式丰富，它包括主题研讨会、种子基金、资源共享多种形式。

种子基金：微软亚洲研究院为每一个通过评审的项目提供资金支持，截至目前，总体的支持已超过两千万人民币。与此同时，也通过其国际影响与学术地位为主题项目争取所在区域的官方资助或者微软总部的资助。

天津大学李晓红教授的“安全软件工程”项目获得微软亚洲研究院“高可信度计算”主题研究计划的支持，除了资金支持外，微软亚洲研究院的相关资深研究员还多次与李老师进行深入的交流，给予其关于研究热点及重点上的建议和指导。在微软亚洲研究院的帮助下，李老师的研究队伍不断的壮大，研究水平也不断提高。有了这些软硬件条件的沉淀和积累，李老师“基于攻击模式的可信软件的建模、度量与验证”的项目获得了2008年国家自然科学基金重大科技研究计划的支持。

澳大利亚昆士兰大学的罗斯・布朗教授所领导的项目“Xbox Games Development Curriculum”也得到了微软亚洲研究院“图形学与游戏”主题研究计划的支持，澳大利亚政府为了鼓励其与微软亚洲研究院的合作，同时给予资金支持，在微软研究院与澳大利亚政府的双重支持下，他们的研究成果发表在CyberGames 2006: International Conference on Games Research and Development大会上，并获得了最佳论文奖。

主题研讨会：主题研讨会始于2005年，微软亚洲研究院每年围绕选定的主题召开面向亚太地区高校的会议，为参与项目的教师们提供交流、分享的平台。主题研究支持项目设立最主要的一个特点，是让整个亚太地区从事同一主题或者相关主题研究的同行们能够经常性地交流沟通，相互之间取长补短。这样，主题研讨会便成为实现这一目的最为合适的平台。2006年主题研讨会主要覆盖操作系统核心技术、嵌入式系统，图形学与游戏，高可信度计算四个主题。2007年，召开了“教育中的移动计算”主题研讨会，对“教育中的移动计算”这一主题展开广泛的讨论，同年8月9日至10日，微软亚洲研究院-清华大学互联网服务（Internet Services）主题研讨会在清华大学举行。来自亚太地区从事互联网搜索、数据挖掘，反垃圾邮件、社区网络以及其他与互联网服务相关课题研究的知名学者参加此次研讨会。2008年7月举行的eHeritage主题研讨会又是这种交流最新的一次尝试。

资源共享：在科研中，大量统计数据的重要性不言而喻，因此大量数据的供应对于项目的进展无疑十分关键。像处理数据的平台，以往研究机构之间由于缺乏沟通，各自搭建自 己的处理平台，而执行的功能实际上相差无几，这样就造成了物力、人力和财力的重复投入。现在依托主题研究项目所形成的团体，大家可以把数据统一交给一个平台来处理，这样就可以节省大量资源进行其他的研究工作。通过主题研究计划，将原本各自为战的研究者们联合成一个整体，原本各自持有的有限数据合并到一起，便成为一个较之以前几倍几十倍的大型数据库，该数据库向项目中所有的参与者公开，让每个人都享受到交流合作带来的便利。比如一个名为“RRP”（Recognition Research Platform）的平台就在微软亚洲研究院的努力下搭建成功。这个开放式研究平台首先被应用在“教育中的移动计算”这个主题中的“有效手写识别建构”领域。RRP以“数据分享机制”、“分布式计算架构”、“模块化的工作流程”三大功能为参与主题研究的学者们提供了极大的便利，再一次体现了科学研究中协作共享的精神。另外，微软亚洲研究院还将各种优秀的资源汇聚在一起，制作了Teaching Resource Kit (TRK)的共享包。比如2006年推出的“图形学与游戏主题资源包”，其中包括7门课程的提纲、课件、案例等在内的详细资料，2005年主题研讨会的长达4.5个小时的讲座视频，30余种相关工具软件，82篇相关文献，18个案例应用，54本相关书籍的资料和13个相关链接等。这些共享包使得广大的研究者和教师能获得丰富全面的资源，有效地进行深入的研究和教学工作。

篇（2）

由于计算机技术以及信息技术具有迅猛的发展速度，普通高校计算机教学内容并不能够完全跟上计算机技术的发展与更新步伐，所以教学内容滞后现象普遍存在于我国普通高校计算机教学工作中。例如，图像处理软件的应用是普通高校计算机教学中重要的教学内容之一。Adobe公司在2013年7月推出了最新版本的PhotoshopCC，这令版本PhotoshopCS6成为了AdopCS系列中的最后一个版本。然而普通高校计算机教学在Photoshop教学中仍旧以AdopCS系列为主要的教学内容。当今社会中的计算机技术代表着最为先进的生产力，并且在社会发展中发挥着重要的作用，所以计算机学习者也应当追求学习内容的创新，而存在于普通高校中的教学内容不仅难以有效调动学生在计算机教学中的学习积极性，并且也难以实现学生对计算机技术实际应用能力的提高。而教师为了对这一问题作出解决，只能够通过在教学过程中进行有针对性的教学，仍旧以Photoshop图像处理软件为例，教师需要在机房及其中安装最新版本的Photoshop软件，并以教材教学内容为依据引导学生进行学习，从而让学生了解Photoshop最新版本的最新功能。

（二）师资力量不足

普通高校的扩招推动着高等教育大众化的实现，同时也对包括师资资源在内的高校教育资源配置提出了严峻的挑战，尤其是对于新建本科院校而言，受到历史背景、地理区位、基础条件以及知名程度的影响，计算机教学中的师资队伍建设工作十分艰巨。而为了实现包括新建本科院校在内的普通高校办学水平、办学层次以及计算机教学质量的提升，构建一支专业化、高素质的师资队伍是关键。当前我国普通高校计算机教学中面临的师资队伍建设问题主要体现在以下几个方面：师生比例偏高；师资总量不足；具有高职称和高学历的教师结构较低；科研水平与教学水平总体不太理想；高素质的师资引进难度较大；学术骨干以及学科带头人缺乏。从作为普通高校计算机教学主要力量的青年教师教学特点来看，青年教师虽然具有较高的学历层次，但是却普遍具有远大理想，搞科研、写文章以及对成果的追求热情远远高于对计算机教学改革作出研究与实践的热情，部分青年教师认为计算机基础教学难以展现出自身的才能，认为自身业务发展被制约。另外，部分青年教师并不是毕业于师范专业，所以他们在计算机教学中所使用的教学方法欠缺灵活性并且自身的教学能力欠缺系统性，这导致了他们的教学效果并不理想。而随着普通高校扩招，许多青年教师往往在上岗之后直接参与计算机课堂教学工作，这种急于求成的现象导致这些教师难以完成角色的转变以及适应角色要求，使他们在承担较重教学任务的同时没有太多精力开展教学反思与总结。

（三）教学模式相对落后

计算机技术的发展使我国普通高校计算机教学中的教学内容不断更新并逐年增加，而以黑板+粉笔为主的计算机教学模式具有着较为明显的波动，由于在这种教学方法中，面对较重的计算机教学任务，教学内容不能直观的呈现给学生，较差的可视性不仅影响着教师讲解的准确性，并且加大了学生对计算机知识的理解难度。从理论教学来看，普通高校计算机理论教学中简单的复制课本段落进行阐述的现象仍旧客观存在，在此情况中，教案规划的统一性和与时俱进性欠缺，并且教学过程欠缺创意，所以学生会感觉理论课教学过于乏味与枯燥而难以提高对计算机理论知识学习的兴趣；从实践教学来看，许多普通高校在计算机实践教学中让学生开展自由的上机活动，在此过程中由于缺乏任务驱动以及学习目标，学生的基本知识难以在实践教学中得到有效内化，并且学生的技能也难以得到锻炼。

二、我国普通高校计算机教学改革措施

（一）确保教学内容与学生特点相适应

在普通高校计算机教学内容方面，不仅要重视实现教学内容的时效性与科学性，同时有必要与学生的特点以及需求相适应。虽然计算机技术具有较快的更新速度，但是事实上普通高校计算机教学内容并不能进行长时间的持续更新，这是教学资源的有限性所决定的。因此，计算机教学中的教学内容至少要包含两部分：一是计算机基础知识；二是计算机前沿技术与知识。前者需要重点强调，而后者则只需要让学生有所了解即可。总而言之，计算机教学中的教学内容要具有时代性与时效性，无论是教材内容的难度还是层次都应当以学生的学习特点为依据。

（二）师资队伍建设

如何在有限的计算机教学实践中引导学生理解教学内容并了解计算机前沿知识是每一位普通高校计算机教师需要面对和研究的问题。为了实现计算机教学质量的提高，普通高校计算机教学师资队伍建设可以从以下三个方面入手：一是重视公共课教学团队建设。计算机公共课教师可以通过集体备课的形式来统一制定某一章节计算机教学目的与任务，通过共同探讨来确定教学内容与优化教学方法。同时计算机公共课教师需要认识到学生之间存在的差异，在对学生特点、专业性质以及工作需求做出了解的基础上制定规划，从而确保计算机公共课教学质量的提升；二是通过以老带新来推动青年教师成长。在普通高校计算机教学中，青年教师的比例要高于骨干教师，并且高职称、高学历的教师数量较少，所以重视青年教师教学能力与教学素质的提升是十分紧迫的任务。在组建教学团队的基础上，可以让青年教师参与公共课教学实践，当青年教师在具有丰富教学经验后再参与专业课教学工作。在此过程中，老教师应当重视对青年教师的引导与培养，其内容包括教学方式的选用、教案的编写、教学内容的安排以及师生之间的互动等。同时普通院校可以指派老教师来负责青年教师的培养，通过实行责任制来推动教师群体中的交流，并对计算机教学作出优化，使青年教师在不断提高自身教学能力的基础上走向成熟。

篇（3）

当前，信息技术知识的掌握成为一项基本技能，计算机教育已成为学生动手能力培养及素质教育的重要方面，还采用传统的考试形式作为学生能力的评价标准将不再适宜。目前，学生对考试的认识大多停留在传统应试阶段，学习目的不明确，学习内容单一，缺乏有效的学习方法；也有一部分高校把计算机等级考试成绩和非计算机专业的毕业学位紧密联系在一起，教师在面对学校下达的等级考试合格率的要求时，不得不忽略学生计算机应用能力的要求，一味追求考试合格率，而学生为了顺利拿到学位证，不得不把很多精力投入到与考试相关的学习中，如考试技巧、大量试题练习等，这样，致使好多学生以后还不知道如何使用已学的计算机知识来辅助完成一些简单的工作。高校应树立以学生发展为目标的新的评价观，将评价作为教学活动的一部分；评价标准、评价方法、评价手段要多样化，在评价中肯定学生多方面的才能，不迷信唯一答案。应以学生的实际应用能力和操作熟练程度作为主体，还应包括平时上机能力、与专业课结合能力、自主学习能力等多方面。可采用“模块化”的考核方式，分为基础模块、综合能力模块、专业能力模块。

考核形式也可多样化：平时成绩考核、期末成绩考核、等级考试考核、考试系统考核、大型作业考核。全部采用上机考核的形式，注重实际能力的考核，强调实验动手能力的重要性。平时成绩考核：指平时学习的作业情况、实验出勤和实验效果等，此外，课堂讨论、课堂表现、实验效果等均作为平时成绩，占成绩总评的10％～20％。期末成绩考核：应以能力考核为主，包括理论知识、实验操作技能两部分内容。理论知识主要考查学生掌握计算机基本知识和基本理论的程度，突出学生对计算机的构成、网络的组成等概念的理解，占总体比例的20％～30％；实验操作技能主要考查学生操作使用计算机的能力，突出学生能否将计算机作为自己学习的一个工具来使用，占总体比例60％～80％。等级考试考核：是期末成绩考核有益的补充。以能力考核为主、规范考试方法。考试系统考核：建立涵盖了全部大纲要求掌握的内容试题库，实行教考分离。每张试卷中主观题目（考察基本计算机理论知识）占20％～30％，其余部分均为计算机操作技能题目，集中体现了该课程以实验技能和操作技巧为主的定位。大型作业考核：结合本专业的需求，出一些项目作业让学生完成，可以以论文、讨论形式提交，从中可考察学生的知识深度和广度，还可以从个性化发展的角度考察学生的创新思维能力和对问题的理解能力。

篇（4）

各大高校都积极组织、鼓励学生参加不同级别的学科竞赛，如电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、ACM大赛、数学建模竞赛等，这些竞赛极大地提高了学生创新能力和创新意识，但参赛过程中存在诸多问题例如：从中受益的学生数量偏少、学生创新力不足等问题。为此，笔者根据多次参与学科竞赛积累的经验，对如何构建大学生创新实践环境进行了探索和实践。

一、学生创新活动中的不足

（一）参与意愿强烈，但部分学生无法坚持

在实践或者竞赛中，开始学生都表现出相当高的积极性和参与热情，由于在参与之前缺乏正确的引导以及没有足够的信心解决参与过程中出现的问题，而且缺乏持之以恒的精神，随着遇到问题数量增加、难度加大，部分学生逐渐失去了兴趣与热情，最后放弃。在笔者参与指导的一次学科竞赛的院级初选赛时，某队学生中报名的有五组，每组有5-6名参赛队员，但坚持到比赛当天的只剩下三组，弃权的比例竟然高达40%。

（二）在创新实践之前缺乏足够调研，实用性较低

大学生自主创新实践的内容多数是依学生兴趣爱好而定，缺乏充分的实际调查和分析需求。作品出来后，却发现是对前人研究成果的简单重复，或者由于不符合实际的应用的要求，而无法真正的使用，这不仅浪费了学生的精力，同时也一定程度上削弱了学生积极性。

（三）学生知识积累少、视野狭窄

创新型人才素质之一要求有深厚的理论基础和广博的知识面。而在创新实践中往往是学生实现老师的“创新”，被动地完成老师布置的任务，缺乏自己的观点和见解。这有部分原因是由于学生仅关注本专业，局限于课内知识，不关注课外知识的获取。现在很多实用的创新往往融合了多个科学领域的技术，例如“3D手掌静脉身份识别技术”就涉及了医学、信息学等领域。又例如某个信息安全竞赛一等奖的作品将光学、信息加密技术进行融合获得了专家的一致好评，当场被企业看中并提出了合作意向。

二、构建大学生创新实践环境

（一）将竞赛与教学结合，切实提高创新能力

为了扩大创新活动的覆盖面，在教学中引入以竞赛为形式的创新实践环节，学生可以很容易的将所学的知识应用到实践作品中，这对一般的学生都不存在太大的难度。采用这种方式降低竞赛参与门槛，可以最大限度地让更多的学生参与创新实践，建立信心。在课内的竞赛中，学生经过初步了解创新的科学思维方式，为以后的学习科研建立基础。

（二）在课程中引入前沿科技，扩大学生视野

在诸如“大学计算机基础”的公共课中通过介绍当今计算机前沿技术来激发和引导学生的创新热情，培养学生的专业兴趣和创造力。在专业基础课中，通过设置自主设计性强的实验，积极引导学生主动获取知识，并运用到实际的实践中。例如在“网络攻防课程设计”中设置了“网络攻防综合实战”的竞技环节，将学生分成攻、守两方，教师鼓励学生寻找课外的技术和方法进行实践，学生在过程中受益匪浅，不仅更深入的了解专业知识，而且在实际中应用了新技术，并将这些技术灵活的运用到自己的实践中，激发了学生研究新技术的热情。

（三）建设开放实验室，建立良好创新环境

1. 在公共教学平台中开辟竞赛专栏

为了给大学各个年级的学生提供竞赛指导，实验室开辟了竞赛专栏。其目的有：第一、提供参赛信息。学生不仅可以了解大学期间各个级别的竞赛信息，还可以根据自己兴趣初步建立自己的竞赛历程表，使一年级新生对大学竞赛有初步了解。第二、提供竞赛的相关资源，使资源共享。每次创新活动、竞赛都会积累宝贵的资料、经验总结等资源，实验室将这些资源整理分类放在教学平台上供广大学生免费获取，方便学生参考学习，较大地提高了资源的利用率。第三、设置专家介绍栏目，增进师生了解与互动。很多学生尤其是一年级新生，对学校的教员专业不了解，遇到问题不知道找哪位老师解决问题，为此，平台将教员的专业、联系方式等信息公布出来，方便学生及时咨询专家，解决问题。第四，提供自由的交流空间，促进良好的交流讨论氛围。

2. 建立开放的实验室，支持学生创新实践活动

尽管实验室场地比较紧张，但实验室还是开辟了学生实践场地，如为了支持“机器人寻迹”比赛，实验室设置了机器人跑道，并制作了机器人自动计时器，保障了比赛公平、公证的顺利进行。同时，无授课任务的情况下，实验室对学生自由开放，允许学生自由使用实验室的设备，因此学生可以根据个人的情况自主安排实践时间。

三、结束语

本校依托学科竞赛，经过多年的教学改革、实验室建设，为学生建立了一个多层次的、多角度的创新实践环境，着重培养学生的创新思维与能力。通过参与竞赛的形式，学生运用科学思维方法解决遇到的复杂问题，提高创新实践能力。

【参考文献】

［1］谢安邦. 高等教育学[M]. 北京：高等教育出版社，1999.

篇（5）

人工智能课程是计算机类专业的核心课程之一,也是智能科学与技术、自动化和电子信息等专业的重要课程,其知识点具有不可替代的重要作用。该课程内容广泛,具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性[1],其开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力,为学生提供了一种新的思维方法和问题求解手段。同时,本课程能够培养学生对计算机前沿技术的前瞻性,提高他们的科技素质和学术水平。通过课程的学习,学生对人工智能的定义和发展、基本原理和应用有一定的了解和掌握,启发了对人工智能的学习兴趣,培养创新能力。

中南大学人工智能课程开设于20世纪80年代中期。1983年,蔡自兴作为访问学者赴美国普度大学研修人工智能,并与美国国家工程科学院院士傅京孙(K. S. Fu)教授及清华大学徐光v教授合作研究人工智能。在傅京孙院士教授的指导下,蔡自兴和徐光v教授执笔编著《人工智能及其应用》一书,并于1987年5月在清华大学出版社问世,成为国内率先出版的具有自主知识产权的人工智能教材。本教材不仅为我校人工智能课程提供了一部好教材,而且促进了国内高校普遍开设人工智能课程。此后,又陆续编著出版了《人工智能及其应用》第二版、第三版“本科生用书”和“研究生用书”、第四版等,修读该课程的学生也与日俱增。该书第二版还获得国家教育部科技进步一等奖。经过近20年建设,该我校人工智能课程于2003年评为国家精品课程,并在2008年评为国家双语教学示范课程。这是至今国内唯一同时获得国家级精品课程和双语教学示范课程的人工智能课程。同时,我们还开发了人工智能网络课程,具有网络化、智能化和个性化等特色,被国家教育部评为优秀网络课程,供兄弟院校人工智能教学参考使用,受到普遍欢迎[2]。

作为国内第一门人工智能精品课程,我们按照教育部精品课程标准建设《人工智能》课程,尤其是在教学内容、创新性教学方法和教学模式上进行不断进行改革与探索,取得了很好的效果。本文即为我校人工智能精品课程建设与改革经验的初步总结。

1教学内容优化

1.1课堂教学内容优化

教学内容的确定是课程的首要任务。如何选好教学内容,使学生既能了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件难事。教学内容除了包含基础理论外,还应该反映人工智能领域的新发展和新动态,跟上学科发展的步伐。本课程最初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表示以及推理,而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。

近年来人工智能科学的快速发展,涌现出了大批新的方法和算法,研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和Agent等。

学内容,既能使学生了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件难事。教学内容除了包含基础理论外,还应该反映人工智能领域的新发展和新动态,跟上学科发展的步伐。本人工智能课程最初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表示以及推理,而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。

近年来人工智能科学的快速发展,涌现出了大批新的方法和算法,研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和Agent等。

随着科学技术的不断进步,在科学研究和工程实践中遇到的问题变得越来越复杂,传统的计算方法无法在一定时间内获得精确的解。为了在求解时间和求解精度上取得平衡,很多具有启发式特征的智能计算算法应运而生。这些算法通过模拟大自然和人类的智慧来实现对问题的优化求解。计算智能作为人工智能的一个新的分支是目前的研究热点,它主要涉及神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命等领域,在如模式识别、图像处理、自动控制、通信网络等很多领域都得到了成功应用。另一个近10年来人工智能的研究热点是Agent和多Agent系统,其理论最早来自分布式人工智能,并随着并行计算和分布式处理等技术的发展而逐渐成为热点。

以上两个内容都是人工智能的重要分支。因此,我们在《人工智能及其应用》第三第3版[3]和第四第4版教材[4]中已经顺应形势加入了这方面的内容,并将教学内容也进行了相应的扩展,加入了计算智能、分布式人工智能与Agent。由于不确定性推理和基于概率的推理方法应用也越来越广泛,我们也将此类非经典推理方法单独作为一章来进行教学。另外,还增加了一些新的内容,如本体论和非经典推理、粒群优化和蚁群计算、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学,以及路径规划和基于Web的专家系统等。图1给出本课程的教学内容大纲。

人工智能的教学内容涉及面广且内容较多,要在有限课时内完成教学计划并让学生掌握,具有一定难度。因此需要根据教学对象的需求有所取舍。中南大度。因此需要根据教学对象的需求有所取舍。中南大学在智能科学与技术、计算机、自动化三3个专业中均开设了人工智能课程,根据相关专业课程教学对象,对学时和教学内容进行适当调整。对于智能科学与技术专业,人工智能课程为必修课,共48个学时含实验8个学时。表1表示为相关专业的人工智能课程教学内容分配情况。对于计算机和自动化专业,人工智能课程为选修课,共32个学时含实验8个学时。许多兄弟院校的计算机专业都把人工智能定为必修课,课程学时也在50学时左右。因此,我们一再强烈建议我校的计算机专业把人工智能列为必修课,并适当增加学时。由于智能科学与技术专业开设有专家系统和智能计算选修课程,因此在人工智能教学内容中只将这两部分做简要阐述,而将重点放在知识表示和推理以及扩展应用上。对于计算机专业学生来说,除基本的知识表示和推理外,计算智能和Agent技术也是他们在软件开发和通讯技术理论学习中需掌握的重要概念。同时,计算智能、专家系统对自动控制和电气工程也十分重要,对自动化专业则应掌握该方面的内容。

1.2实验实践教学创新

国内人工智能课程在开设之初大多没有安排实验内容,仅为理论基础和概念讲授。由于理论比较抽象,很难理解,学习效果不理想,学生们对于其应用实现也十分困惑。此后,各高校也逐步在该课程中分配了实验学时,大多数采用prolog语言和专家系统作为实验语言和对象[5]。为了改进该课程的教学,我们也从没有实验到将实验学时从零调整为设置4个学时的实验课时,然后到现在的8个学时的实验课时。随着课堂教学内容的改革,实验内容也进行了优化和更新。

人工智能课程实验的目的是帮助学生掌握基本理论,发挥主动性,研究探讨人工智能算法和系统的运行和实现过程,提出思路并验证自己探索的思路,从而更好的地掌握知识,培养研究能力和创新能力。因此,在实验教学内容的设计上,实验项目应具备研究性和综合性。实验项目目标明确,要求学生带着问题和任务进行实验,但实验过程又要有一定的灵活性,学生可以根据自己的思考进行适当的调整。再者,充分采用虚拟实验方式进行实验,大大提高了学生的兴趣,提供了分析和探讨智能算法的很好平台。同时,学生的实验数据和实验结果分析既有格式要求,又给学生报告自己的研究的过程和结果留有空间,并在评分时加以充分考虑。这些做法能够鼓励学生,特别是鼓励优秀学生进行独立性研究,满足他们学习的需求。

1) 人工智能课程的实验环节不足和课时分配问题。

中南大学的人工智能课程的实验环节经历了从精品课程建设前没有到开设,一直到其内容和形式上的不断改进过程。但目前实验还主要处于演示性和编程的实验阶段,而非设计和训练阶段。此外,由于人工智能课程涵盖范围广、内容多,而课程所设置的学时有限。,如何分配好课堂教学与实验课时也是一个需要在今后课程建设中不断探索的问题。

对于某些专业的人工智能课程,可以考虑单独开设人工智能实验课程或人工智能程序设计与实验课程。

2) 人工智能技术发展迅速情况下如何保持该精品课程持续发展的问题。

人工智能作为一门高度融合的交叉科学,其发展速度迅速,不断有新理论、新问题涌现出来。我们的

人工智能教学既要注重基础理论知识,又要紧跟学科发展的步伐,势必要求对课程内容进行不断更新,这对我们的教学资源和教师素质都提出了更高的要求。

4结语

本文介绍了中南大学的精品课程――人工智能课程教学内容和创新性教学方法的一些探索,已在课堂教学内容的优化、实验环节的改进、教学方法的创新的实施上取得了很好的效果,充分激励了学生的学习积极性和主动性,多方位培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。我们的想法和做法可供兄弟院校同行参考。不过,仍然存在一些不足之处。随着智能科学与技术的发展和更为广泛的应用,人工智能课程的重要地位必将更加突显,我们也需要继续努力,与时俱进,不断完善人工智能精品课程的建设。

注:本文受教育部质量工程国家级精品课程人工智能(2003)、全国双语教学示范课程人工智能(2007)项目支持。

参考文献:

[1] 薛莹. 创新教育新途径人工智能与机器人教育:哈尔滨市教育研究院张丽华院长访谈录[J]. 中国信息技术教育,2010(1): 20-22.

[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等. 树立精品意识搞好人工智能课程建设[J]. 中国大学教学,2004(1):28-29.

[3] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2003.

[4] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2010.

[5] 韩洁琼,闫大顺. 人工智能实验教学探讨[J]. 计算机教育,2009,(11):135-138.

[6] 刘丽珏,陈白帆,王勇,等. 精益求精建设人工智能精品课程[J]. 计算机教育,2009,(17):69-71.

Exploration of Innovative Teaching Mode of Artificial Intelligence Elabrate Course

――Construction and Reformation in Elaborate Course of Artificial Intelligence

CHEN Bai-fan, CAI Zi-xing, LIU Li-jue

篇（6）

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 22-0136-03

1引言

近年来，随着多媒体技术和Internet应用的迅速普及，一种新的以“学”为中心的教学模式正在兴起，这种新的教学模式与传统的以“教”为中心的教学模式完全不同：它强调在教学过程中以学生为中心，认为“情境”、“协作”、“会话”、“意义建构”是学习活动的四大要素，强调学生是认知结构的主动建构者；教师是学习环境的创设者，学习过程的引导者、帮助者和促进者。这种教学模式有利于培养学生的创新思维和创新能力，是培养创新人才的有效途径。为此我们采用以“学”为中心的教学模式对软件工程类专业综合技能的培养模式进行改革，收到了良好的教学效果。

2以“学”为中心的教学模式

2.1以“教”为中心的实践教学中存在的问题

一般软件工程的专业课基本上都开设有各自的实验课，这些实验课内容与理论课教学内容联系紧密，教师通过将理论教学内容拿到实验中进行验证，把教学内容和知识传递给学生。老师是教学过程的中心，学生则处于被动接受知识的地位。这种状况往往造成学生对实验课不够重视，学习积极性与主动性不高，对实验课投入的精力较少。因此这种被动的实践教学模式不仅不能激发学生的求知欲望，反而由于被动的和束缚性的学习定位，构筑起一堵限制学生创造性思维发展的壁垒。

这些在软件工程专业实践教学中出现的各种问题，其实质原因就在于以“教”为中心的实践教学模式，因此要培养具有创新意识和创新能力的人才，就必须改变旧的实践教学模式。

2.2以“学”为中心的实践教学模式的改革思路

以“学”为中心的实践教学模式的基本原理为建构主义，建构主义关注如何以原有的经验、心理结构和信念为主来建构知识，强调学习的主动性、社会性和情境性。建构主义作为一种新的学习理论，对学习提出了一系列新的解释，它强调学习者在以往的生活、学习和交往活动中，逐步形成了自己对各种现象的理解和看法，而且，他们具有利用现有知识经验进行推论的智力潜能；强调学习者通过与外部信息的相互作用而生成理解、发展智能，建构自己的“经验现实”。与这一倾向相适应，在教学中出现了一系列具体变化：从“教师中心”到“学生中心”；从关注学习结果到同时关注学习过程；从关注外部信息序列(教材内容)的组织设计到关注学习过程中的交互活动设计；从关注以学科知识为中心的学习到关注以问题为中心的学习；等等。

在传统教学中，学生学习的主要任务是对各种理论进行推导及抽象概念、原理的记忆、复述和实践验证、简单应用。教师一般在教学之初先讲解所要学习的概念和原理，而后再让学生去做一定的练习、实验，尝试去解答有关的问题，其潜在的假设是：学和做是两个过程，必须先学了，先知道了，才能去做，去解决有关的问题，而本质上知识和理论的产生首先是从实践中总结、升华来的。我们在“综合技能实践”的教改中根据建构主义的教学理论采用相反的思路来进行教学设计：“在问题解决中学习”。

要在专业综合技能的培养中体现“在问题解决中学习”的教改思路，主要应考虑以下的几个方面：

一、设计真实的任务。真实的活动是学习环境的重要的特征，就是应该在实践教学中使用真实的任务和实践整合多重的内容或专业技能。

所谓的“真实任务”就是要达到：

1) 选择的实践项目满足学生需要，对学生而言具有意义；

2) 项目内容具有内在价值，反映问题的专业性和科学逻辑；

3) 在项目的实践过程中存在或形成一些问题引起学生的兴趣并需要寻找信息来解决才能完成任务。

二、设计能够反映学生在学习结束后就能从事有效行动的复杂环境。学习环境的构建要考虑以下4个方面的因素：

1) 情境要素，要建立利于学生理解和意义建构，并促进知识、技能和体验相连接的外部场景，该场景也是活动的意向与问题嵌入其间的实践环境；

2) 采用适当的研究工具要素/认知工具；

3) 提供适当的资源要素；

4) 要有学生与老师、学生与学生之间的交流平台。

三、在实践教学指导方式上体现以“学生”为中心的思想，给予学生解决问题的自，教师作为协助，应该刺激学生的思维，激发他们自己解决问题。

四、效果评价。对学习效果的评价包括学生个人的自我评价和教学对个人的学习评价，采用在实践过程中的形成性评价和最终的总结性评价。评价内容包括：

1) 自主学习能力；

2) 是否完成对所学知识的意义建构。

3以“学”为中心的教学模式的实践

在软件工程专业的培养计划中，一般将实践环节分为三个部分：课程实验、专业实践和毕业实习。我院的专业实践是为了训练软件工程类专业学生的项目研发能力，以问题或项目驱动的自主选题和设计的单列学分实践课程。专业实践由综合技能实践、系统设计与实现Ⅰ、系统设计与实现Ⅱ、专业实践4个层次构成。其中，综合技能实践安排在第三学期，是所有工程类专业学生的必修环节。该课程主要进行技能性、综合性的专业实践，以培养学生对专业知识的综合应用能力和创新能力，并为后续的专业实践打好基础，在综合技能实践课程的教学实践中，我们针对传统实践教学中存在的一些问题，采用以“学”为中心的教学模式进行了大胆的改革。

在综合技能实践的教学设计中，主要包括以下两部分内容：

一是关于学习环境的构建，学习环境是创造良好的外部条件来帮助和促进学生建构知识意义的过程，这是学习的外因；

二是关于自主学习策略的设计，自主学习策略设计则是要通过有效的教学策略来激励认知主体即学习者，使他们在学习过程中能更充分地发挥出自身的主动性、积极性与创造性，这是学习的内因。

通过两部分的作用，有效地促进学生对知识意义的主动构建，使学习者真正成为信息加工的主体，从而充分体现出学生的认知主体作用。

在具体的设施过程中我们主要采取了以下的措施和方法：

一、选择有实际意义的专业项目，建立真实的实践环境。如计算机硬件组装、BIOS设置和操作系统软件安装调试；基本网络连接配置、管理和网络服务的搭建；一些带有引导性、设计性或研究性的项目，如数字仪表的设计与组装、A/D、D/A设计、虚拟仪器开发、嵌入式系统和PDA的开发、多媒体创作等一系列的实践项目，内容深度从基础、综合、设计和研究，涉及硬件、软件等方面，强调学生将所学知识和技能在实践中的应用，积极引导学生自主学习。

二、以问题为驱动，在问题的解决中学习。以具体的实际问题为中心，在学生具备一定的背景知识，但还没有学习具体的课程前就要求学生完成某个方面的初步实践项目，一方面使学生在理论学习前有一定的实践经验，另一方面也为后续的专业实践构建必备的知识和技能。例如学生在大二上学期并没有学习过Web程序设计和数据库技术，但具备操作系统、程序设计等背景知识。在JSP/开发环境搭建项目中，要求学生完成一个包括Web服务、JSP/集成开发环境、数据库和简单B/S程序开发等内容的实践项目。通过学生的预习、实践和总结，在短时间内就让学生掌握了Web开发的基本步骤和相关的知识。

三、以“学生”为中心，采用开放式教学模式。实行开放实践教学是保证实现以“学”为中心的教学模式的最好方式，为此，我们专门开发了针对开放实践教学需要的“网络预约实践管理系统”，采用网络化、信息化的管理手段，让学生在项目内容、实践时间上自由选择，充分发挥了学生的自主性。

四、教师指导实践方式的转变。在建构主义学习环境下，教师与学生的地位、作用与传统教学相比已发生很大变化，这就要求改变过去以教师为中心、单纯强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的指导方式，在学生进行思考和尝试解决问题过程中，由于每个学生原有的知识经验不一样，必然会出现有的学生较快提出解决方案且比较完善，有的学生则较慢甚至无从下手，此时，我们要求指导教师在指导学生的过程中主要担任参与者、合作者和引导者的角色，当学生遇到困难时，给予必要的指导帮助，一改以往辅导过细，偏重结果的做法，让学生自由发挥。

五、综合技能实践的教学评价。教学评价体现出课程设置的目标，课程怎么考核，学生就会怎么学习。我们在综合技能实践的考核中采用形成性评价和总结性评价相结合，以形成性评价为主的考核方式。对以“学”为中心的教学模式来说，由于学生进行的都是自我构建的学习，对于同样的学习环境，不同学生学习的内容、途径都可能不一样，如果单纯以重视结果的总结性评价进行考核将会限制学生的思想，不利于学生创造性的发挥。只有采用在教学活动过程中不断进行教学评价的形成性评价和总结性评价相结合才能激励学生主动参与实践，发挥自己的主观能动性和创造性。

4新教学模式的教学效果

总体而言，综合技能实践教学模式的改革主要起到了以下三方面作用：

一、调动了学习积极性，培养了能力。由于采取的是以“学”为中心的实践教学模式，采用了开放实践的方式，包括开放实验时间、开放实验项目、开放实验设备等，因而最大限度地调动了学生学习的积极性。学生们普遍认为：现在的实践一改以往按照教材的要求和老师的详细讲解而操作的教学模式，让他们在自己查找资料、自行思考、准备和设计方案的过程中，体会科研工作的艰辛，也体会到其中的乐趣；由于实践中可用不同的方法、不同的手段，并允许失败进行重做，让他们有充分张扬个性、展示自我表现的机会，每一个实践的完成都有一种成就感。因而，在实践中大部分学生都表现出极大的兴趣，时间抓得紧，常常是下课了还不想走，要教师催好几遍才走。上课到课率为100%，课外预习和实践报告完成情况都比其他课程要好，优秀率平均在80%以上，及格率通常都在95%以上。

二、激发了学习兴趣，培养了创新意识。学生学习潜能的发掘在于激发学生的学习兴趣，并在此基础上培养学生的创新意识。由于在实践中设置了一些涉及计算机前沿技术学生需要进行研究的项目，以及一些需要自主设计的项目，学生的学习兴趣大增，我们每轮实践课程都有许多学生完成了优秀的作品，这对于培养学生的创新意识是非常有益的。

三、磨练了意志，培养了综合素质。一个优秀的工程人员必须具有坚强的意志和良好的综合素质，经得起成功和失败的考验。在实践中，要求学生从实践预习、实践准备到整个实践的完成，都由学生自己独立完成，并且要处理实践中出现的各种问题，品尝实际工作中的“酸、甜、苦、辣”。学生在实践过程中，遇到失败是常有的事，新的教学模式对于磨练学生的意志、培养综合素质起到了积极的作用。

5结论

以“学”为中心的实践教学模式是对传统实践教学的一种改革。体现了高等教育中应该以学生为中心的理念，对提高他们的责任感、自信心，进而激发创造力有很好的作用。通过近三年软件工程专业的“综合技能实践证明，采用以“学”为中心的实践这一新的教学模式极大地提高了学生对专业实践的兴趣和积极性，培养了学生自主学习、自我构建知识的能力，由于实践内容接近工程实际，综合技能训练范围很广，既促进了学生综合素质的提高和“应用型”人才的培养，又为软件工程类专业后继的专业课程和专业实践打下了良好的基础，收到了很好的效果。

参考文献

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作者简介

梁宇(1964-)，男，云南大学软件学院实验教学中心主任，高级工程师。