人工智能课程范文10篇 -ag尊龙app

摘要：开源平台的兴起为人工智能发展与持续创新提供了动力。通过分析当前研究生人工智能课程建设中的问题、挑战与时代要求，提出拥抱开源平台的人工智能课程建设原则与实施路径。重点分析、设计面向开源能力评价体系，以开源评价驱动课程建设创新，提升学生在人工智能领域研究上的综合能力，致力于培养熟悉开源的研究型人才。

关键词：开源模式；人才培养；人工智能；课程建设

引言:2020年3月，教育部、国家发展改革委、财政部联合印发《关于“双一流”建设高校促进学科融合加快人工智能领域研究生培养的若干意见》提出，要加强人工智能领域研究生培养方式的融合与创新，在课程体系建设中强调“精密耦合”，以“全链条”“开放式”“个性化”为目标，打造人工智能核心知识课程体系和应用模块课程［1］。我国在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确提出，要瞄准人工智能领域加强原创性引领性的科技攻关，要在新一代人工智能的理论与工程应用上有所突破、创新，还提出要在深度学习框架等开源算法、平台构建上有所贡献［2］。人工智能的创新与发展需要人才，研究型高校作为人才培养的主力军，担负着为国家培养研究型人才的重任。为了适应新时代对人工智能领域人才的要求，对传统人工智能课程进行改革建设便成为了人工智能教育领域的重要课题。开源社区的兴起为人工智能课程建设提供了新的方向，其自身就具有巨大的优质教学与研究资源，在人工智能技术发展中起到了重要的推动作用，目前人工智能已进入一个全新阶段，开源开放已成为推动技术持续进步的行业共识和重要驱动力量。人工智能是一门实践性很强的课程，大部分人工智能框架与模型均已开源，为人工智能课程建设带来了机遇。本次改革基于研究生的课程——高级人工智能，重点培养学生的开源意识、开源能力、团队合作精神、创新思维、研究能力。在课程改革建设过程中，首先分析传统人工智能课程存在的问题与开源背景下课程建设面临的挑战，从课程内容设置的前沿性、教学方法的高效性等方面进行分析，提出开源模式下人工智能课程建设思路与评价方法。通过开源软件、在线资源、社区协作等方式，为学生提供全方位的学习支持与实践体验，旨在培养学生的实践能力和创新意识。

1相关研究

研究生人工智能课程改革研究，目前存在“人工智能 x”的模式助力人工智能融合其他专业［3-5］，在研究生阶段开设人工智能课程，以学科交叉、跨界融合、精准培育方式赋能专业创新，为培养复合研究型人才起到重要作用。从人工智能赋能交叉学科人才培养的制度建设与培养研究中可见，人工智能课程对其他学科的创新发展和研究型人才培养赋能起到了至关重要的作用，能有效提高复合型研究人才的培养质量［6-7］。在课程建设研究方面，基于人工智能课程的实践改革取得了较好的效果，在课程体系建设过程中通过加强教学实验、项目驱动、课题研究等方面创新教学模式，提高了研究生的动手能力、独立思考能力、研究与探索意识［8-10］。在开源教育模式方面，目前软件工程教育已进行多种探索，从软件人才的培养模式进行改革，建立了培养方法与评价标准［11］。例如，国防科技大学软件工程课程引入开源模式，学生在软件开发课程中采用开源教学模式，通过阅读开源项目代码、参与开源项目提升学生的软件开发能力［12］。目前，通过分析人工智能与开源模式的研究发现，大部分主要关注融合人工智能专业的交叉建设与课程，在课程建设研究上仍采用传统实验课程资源进行教学，与开源项目的对接还不够深入。开源提供了海量资源、优秀的学习案例，使学生能更好地融入前沿项目，对培养人工智能研究型人才具有一定的促进作用。虽然，开源模式在软件工程中取得了一定的成果，但软件工程侧重于参与开源软件的编写与阅读，人工智能课程的开源模式仍侧重于构建数据集和模型、优化人工智能算法等方面。为此，本文基于开源模式的研究生人工智能课程建设原则、路径与评价方法，为研究生人工智能课程建设提供了框架参考。

2开源背景下人工智能课程建设挑战

摘要：在人工智能技术快速发展的背景下，本文对高职院校信息技术类专业进行人工智能技术方向课程设计进行了研究，分析了高职院校人工智能课程设计面临的挑战，从市场发展、竞赛趋势、专业建设3个方面进行了需求调研和分析，并结合高职院校的人才培养特点，设计了嵌入式的人工智能技术课程方案，希望能够为相关研究提供借鉴。

关键词：人工智能；课程设计；高职院校

《中国新一代人工智能科技产业发展报告2020》指出，我国已成为继美国后拥有人工智能企业数量最多的国家，从技术发展、数据平台到市场，我国的人工智能产业生态逐渐丰富和完善[1]。当前人工智能技术被认为是第四次工业革命的“引擎”[2]，在政府工作报告中指出要加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，到2030年在人工智能领域达到世界领先水平[3]。教育是实现这一目标的根本途径，必须大力培养人工智能领域的研发和应用人才。

1高职人工智能人才培养的背景

随着人工智能应用的落地，人工智能市场人才需求逐步明朗，高职阶段的人工智能人才培养也逐渐展开，当前诸多职业院校正在积极探索人工智能专业建设。在人工智能时代，众多院校都在谋划与人工智能技术的结合[4]。而与人工智能技术关系最为紧密的信息技术类专业，尤其需要进行课程升级，培养更多人工智能技术应用方向的人才，以满足当前市场对人才的需求。高职信息技术类专业人才该如何在人工智能浪潮中进行定位，如何优化高职信息技术类专业人才培养课程体系设计，使得人才培养能够满足人工智能时代市场对人才的需求，拓宽学生的就业方向，提升学生的未来职业发展水平，是专业发展必须面临和解决的一个问题。

2人工智能课程设计面临的挑战

项目式教学是以问题为导向的教学方法，是一种基于现实世界的以学生为中心的教育方式。简单来说，就是教师创建一个有意义的学习项目，使学生在好奇心的驱动下，自主学习和主动解决问题，同时建构起自己的知识体系，并尝试运用到现实生活中。在小学人工智能课程中应用项目式教学，能够帮助学生亲身经历信息的收集、方案的设计、项目的实施及最终评价等全过程，使学生通过项目学习综合运用各学科知识，尝试设计和开发人工智能作品，实现学习和发展自身技能的目标，最终实现培养创新能力的目标。

一、基于人工智能学科的学习环境构建

人工智能教学环境的构建主要有两种，一种是通过现实中真实存在的人工智能应用环境来构建，比如小米音箱使用了语音识别等；另外一种是通过体验人工智能学习设备来构建，如图形化编程平台。在构建真实学习环境的过程中，需要注意两点：一是真实环境的构建需要符合学生心理特征；二是真实环境的构建不宜过于复杂，需要紧扣学科核心知识点。例如，笔者设计了一个会唱歌跳舞的智能分类垃圾桶，告诉学生这是利用超声波传感器的原理来识别各类垃圾。这些知识与社会生活紧密相关，让学生兴致盎然地投入学习之中。

二、项目分组合作探究

在项目式教学中，项目的选取十分重要，需要教师了解学生的生活经验，依据学生的身心特点和兴趣爱好设计合适的学习项目。例如，笔者在“敲编钟的机器人”项目中，首先让学生对该项目进行评估，然后根据要求撰写项目实施计划，最后确定项目。项目确定后，需要有计划地实施，才能确保项目目标的实现。项目学习计划的制定主要包括学生的学习内容、学习进度和过程管理。我根据学生的特长进行了分组。分组合作学习可以使每个学生各显其长，有助于他们在小组学习中赢得同伴的尊重，提高人际交往能力。学生通过分组合作学习、调查研究、动手操作、表达和交流等探究活动，有效提升设计、合作、思考解决问题的能力。

三、成果交流及活动评价

摘要:对民办高校的人工智能通识课程教学内容进行探讨。针对民办高校人工智能通识课程教学内容和教学方法的选择问题，从行业需求的迫切性、技术体系的完整性、教育对象的差异性等方面分析了人工智能通识课程的人才培养需求，提出向非计算机专业学生开设具有一定专业性的人工智能课程，并总结了课程的教学方法和实践经验，提升了人才培养质量。

关键词:民办高校;人工智能;通识课程

教育有多种形式，而通识教育就是其中的一种［1］。这一类教育旨在培养多元社会中不同需求下的教育，为那些受教育的人群提供各个层面的知识和价值观。这一教育模式在之前并没有被热衷讨论，直到19世纪美国博德学院的帕卡德教授［2］首次将其与大学教育进行一定的联系才被研究，通过这次研究成果将其定义为通识教育。这一教育的最重要职能就是希望通过这一教育克服只针对专业方向的狭隘性教育，凝聚成社会共识，形成新的价值观教育，便于表达交流，成为人们终身学习［3］，丰富人生的重要途径，这些方面的需求是其他教育所不能或者较难实现的愿景。中学教育与大学教育存在较大不同，与大学的通识教育进行对比研究，前者更加侧重于教育的广度和深度，后者则是对于知识进行定位解惑的过程性学习，对比中学教育是一种“三位一体”的全面培养体系［4］，即能力养成、核心知识学习、价值观形成这一过程。交叉性的学科展示是人工智能的特征，也在一定意义上促进了多重学科的互动，进而重塑了人才培养的通识课程。就人工智能的特性来说，这一技术具有交叉性、迁移性和普适性。教育部在2018年4月，曾就该方向的学科建设颁布《高等学校人工智能创新行动计划》［5］，对培养模式提出了探索性的想法———“人工智能 x”，这一技术对于未来具有极其重要的意义，可以将这一课程下放到计算机基础教育内容中开设。在大学开设的各类通识课中，会面临很多的课程实践问题，如师资教学、培养能力与标准、课程实践等，尤其民办学院开设这类课程时，对于课程体系和教学的困扰会更加凸显［6］。

1人工智能通识人才培养的需求分析

复合型人才在当今社会被多方所需要，应认真探索分析人工智能这一新型知识的技术体系，有针对性地建立人工智能人才培养目标，为后期课程内容建设提供指导。在《高等学校人工智能创新行动计划》［7］中，教育部明确指出应尽快实现具体培养计划的创新模式，相关人才的引进和培养，人工智能在教育领域的创新应用，构建个性化、有序化、智能化、终身化的教育体系，实现实际教育工作中的方法创新和改革实施，满足教育中治理能力的新要求。在实际授课中，还应关注学生的学习兴趣和社会需求，融合各个交叉学科的知识互嵌，如物理学、生物学、社会学、数学、统计学、法学、心理学等专业性知识结构，结合人工智能知识的普适性和技术的智能性［8］，创新制定“人工智能 x”的创新培养方案。人工智能得到广泛运用将会成为整个社会的必然趋势，这项技术被较好使用后，一些岗位的工作将会由机器人完成，进而会创造出一些新的工作岗位来适应新的社会需求［9］。我国高校以往的教育中将学生学习的知识限定在一个范围内，不利于创新学习，阻碍了学生接受新知识。应加强通识教育在我国的推行，以更好地适应社会的需求和创新型人才培养的要求［10］。通识教育首先是价值塑造，涉及公平正义、民主法制、自由平等等公民意识，养成诚实正直的品格，建立远大的目标等。其次是能力培养。不论学生学习什么专业，将会从事什么工作，若要做好工作都离不开坚韧、想象力、批判思维以及勤奋这些优良的品质，而这些也正是现代学生在学习过程中需要培养形成的。当前计算机技术已经不仅仅是高校的一门专业课程，更多的是一种解决问题的技术工具，由此形成的计算机思维也是人们解决问题的重要方式之一。因此，人工智能对于现代社会而言具有极其重要的地位，必须将其置于通识教育中学习［11］。

2人工智能通识课程建设探索

摘要：当今高职院校职业教育正处于重心转移的时机，怎样将“人工智能”新理念融合到工科新专业的进展中，成了全体高职院校尚待处理的问题。本文从人工智能在高职院校的总体进展，串联电子信息专业传统课程与人工智能有关课程的联系，从“嵌入式人工智能”方向出发，以课程部署、课程内容等总结嵌入式人工智能方向的特征，讨论嵌入式人工智能相关课程教学方法。

关键词：嵌入式；人工智能；电子信息；课程教学方法

人工智能一般定义为通过计算机对人的意识、思想和行为进行智能模拟。目前，“人工智能”已成为各大媒体的流行词汇。人工智能正以疾雷不及掩耳的速度，成为社会的焦点。中国政府一直在大力推进人工智能产业发展。大批企业、行业、研究机构进入人工智能领域。国内各大高等学府相继成立人工智能学院，争相开设人工智能专业、构建人工智能相关课程。

一、高职人工智能课程进展及特点

人工智能牵扯到众多学科，是多样先进技术的综合体，在人工智能学习的大环境下，软硬件相关知识储备深厚的电子信息类专业人才已成为社会上最为抢手的人才。当前在我国，开设人工智能专业的院校有20余所，像西安交通大学的“人工智能与机器人研究所”、深圳职业技术学院的“基于github开源项目的自主学习辅导课程”在线教学资源等。人工智能属于计算机科学的一个重要环节，是多学科穿插的一门学科体系，内容涵盖计算机领域的多个方面，有较强的挑战性与综合性。本科与研究生过程中开设人工智能相关课程重心是探究人工智能发展的原理与相关技术，重点是研讨性教学。而高职教育更注重培育学生的职业技能与相关设施的应用，重点培养具备实践操作能力的技能型、应用型人才。高职教育要根据实践性、应用性来设置人工智能相关课程，不仅可以顺应社会与市场需求，还能为社会培育更多掌握人工智能发展动静，掌握人工智能有关操作、熟练技能的应用型人才。此外，人工智能课程的设置还可以培育学生的创新思维与创新才能，可以有效提升学生刨析、处理问题的本领。

二、高职人工智能课程开发面临的问题

摘要：人工智能与教育的融合创新，必然加速教育现代化发展进程。慕课的蓬勃发展、自适应技术以及大数据的运用，为解决大学英语教学改革几十年来的棘手问题提供了可能。挑战与机遇并存，人工智能技术将倒逼大学英语朝着教学目标高阶化、课程体系后现代化、课堂教学智慧化和教师角色精细化方向发展。

关键词：人工智能；大学英语教学；后现代课程观

一、引言

人工智能与各领域的深度融合和创新，正在颠覆我们的生活，改变世界的面貌[1]。世界各大经济强国为抢占人工智能技术发展制高点，争先研制了各种人工智能发展战略和行动方案，试图占住未来科技发展先机。我国在继2016年5月发改委和科技部联合推出《“互联网 ”人工智能三年行动实施方案》后，次年7月国务院印发《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》）[2]，全面部署了我国人工智能发展战略。2017年9月，教育部长陈宝生提出“课堂革命”的信息化时代教育改革新命题，人工智能驱动和赋能的课堂革命序幕从此拉开。2018年4月，教育部了《高等学校人工智能创新行动计划》，明确了高校在培养创新人才及科技创新等领域的目标和任务。人工智能与教育进入了融合创新阶段，正在迅猛地颠覆人类几千年沉淀的教育理念和方式，重构教育生态。智能语音技术、英语语言测评系统、语言翻译、智能口语陪练等技术，以及自适应系统、个性化学习中心和智能导师系统等广泛应用于大学英语教学领域，为大学英语教学带来了前所未有的机遇，为破解大学英语教学领域几十年来教学资源不足、“因材施教”难以践行、课程评估不科学等难题提供凯时k66会员登录的解决方案。显而易见，传统的教学目标、课程体系及教学模式、教师的专业知识不足以应对新一代人工智能技术的需求，我们必须积极求变，寻找人工智能与大学英语教育的契合点，方能在这场革命浪潮中幸存。

二、人工智能2.0和教育

人工智能被认为是迄今为止最具有颠覆性的技术[3]，它正在加速落地，深刻地改变世界和人类生产、生活方式[1]。人工智能自诞生之日起就与教育休戚相关，对教育的变革也将是彻底的、全方位的。因此，我们必须充分认识它，方能抓住人工智能技术给教育带来的机遇，方能乘风破浪应对挑战。

摘要:人工智能是计算机学科的一项重要分支，目的在于研究、模拟并应用人的思维、学习、知识储存过程。随着互联网及大数据的不断发展，人工智能在当今时代起到更为重要的作用。卫生化学是预防医学专业必修的专业基础课。文章基于人工智能的发展，从理论教学、实验教学、教学评价、教学反思四个方面对卫生化学进行学习方式及教学方式的改革，培养全方位、高层次的公共卫生人才。

关键词:卫生化学;人工智能;教学改革

21世纪以来，全世界开始进入信息化与大数据时代，人工智能在医疗、计算机科学、金融贸易、通讯、法律、游戏及周边产品开发等诸多方面应用广泛［1－3］。由于教育本身的独特性，人工智能在教育中的应用尚处于起步阶段。然而课程改革必须要适应时代潮流，将先进的信息技术与教学紧密结合，进而培养时代所需的高科技全方位人才。应急型公共卫生人才极度缺乏，因此加快培养高水平应急型公共卫生人才十分必要。卫生化学是预防医学专业学生必修的专业基础课，主要教授分析化学相关知识与实验技能。时代在不断变化，预防医学要求不断更新研究手段及新兴技术，为及时迅速的发现、控制和预防疾病流行提供科学可靠的数据、信息和方法。因此，卫生化学课程的不断更新发展是十分必要的。人工智能时代的到来，卫生化学课程随之变革，这样方能培养时代所需的人才。本文基于当今人工智能的发展趋势，从理论教学、实验教学、教学评价、教学反思四个方面对卫生化学课程进行改革，顺应时代变革，改变学生的学习方式及教师的教学方法，培养应急型、全方位、高层次的公共卫生人才，助力“互联网 ”全民预防新时代的到来。

1理论教学

1．1教学资料

在新时代科技迅速发展的背景之下，预防医学专业学生不再要求只学习理论知识，还要求掌握新兴科学技术与高科技信息。为推进现代化高科技复合型人才的培养进程，教师必须在卫生化学教材中增添人工智能相关知识，如在分析数据处理与分析工作质量保证章节中加入人工智能知识。当今时代人工智能主要包括图像识别、语言识别等新型科学技术。该技术可更高效、智能地进行样品及数据处理工作，将该方面内容加入教材中，既可填补卫生化学教材中人工智能方面的空白，也为课程改革中教材改革迈出重要一步。教师将其他课外教学材料加入人工智能技术，如微信小程序和在线辅导平台，利用人工智能技术检测教学材料的不足并实时检测学生掌握情况，精确掌握学生的学习与复习情况。比如contenttech-nologies，inc(以下简称cti)是一家根据人工智能技术开发定制教科书的公司，可根据教案及教学大纲的内容，发现更加适合教学的教科书及教学材料。cti根据这项技术为多个中、高等教育机构提供教学材料。同时，为弥补预防医学学生应急知识及能力的缺乏，课外知识平台精准设置应急处理知识课程，使学生在课外智能平台学习知识，增强专业能力与预防应急能力，成为全方位、高层次的公共卫生人才。

摘要：智能技术在变革我们工作、学习、生活方式的同时，也对高等教育的发展提出了挑战。从人才培养、学科建设、教育治理三方面分析了高等教育走向智能时代所面临的挑战，并提出了积极探索应用凯时k66会员登录的技术支持大学生个性化、全面发展，培育面向智能时代的高校教师，大力培养智能技术复合型人才和人工智能应用人才，加强多学科协同交叉，优化人工智能学科课程体系布局，提升高等教育管理者在智能时代的决策力等建议。

关键词：高等教育；智能时代；挑战；应对

人类正处在智能时代的门槛上，互联网、大数据、云计算和物联网等技术不断发展，智能对话和推荐、智能穿戴设备、智能语言翻译、自动驾驶、自动导航等正快速进入实用阶段。新产品、新技术、新业态在改变人们工作、学习和生活方式，也变革着我们的高等教育。慕课和移动通讯使学生的泛在学习成为可能[1]，ar与vr提升了学习的体验性[2]，智能助教可以为学生提供24小时在线的答疑服务[3]，人脸识别门禁系统一定程度上利于校园的安全管理[4]等。高等教育在享受这些由技术进步所带来的智能成果的同时，也面临着挑战：智能时代的人才需求和技术变革需要人才培养做出怎样的调整？智能时代的到来需要学科建设做出怎样的回应？智慧的育人空间和管理形式需要教育治理做出怎样的应对？这些都是正在走向智能时代的高等教育必须回答的问题。

智能时代，高等教育所面临的挑战

1.高等教育人才培养的挑战。高等教育是培养社会发展所需人才的重要阵地。智能时代对多领域交叉人才、创新人才、尖端人才等各类人才的需求以及智能技术对教与学的方式的变革，都要求高等教育必须以新的理念和方式培养智能时代的人才。第一，培养观念与模式须转变。一方面，随着技术复杂度的提升，仅仅依靠单一学科的知识将越来越难以完成某项复杂的任务。不仅如此，单一学科的人才培养模式也会造成大学生知识面窄、创新能力弱，以致难以适应智能时代的发展要求。另一方面，随着我国高等教育由精英教育过渡到大众化阶段乃至普及化阶段，一些高校开始“工业化地批量生产”大学生，造成大学人才的同质化严重。然而，高等教育要培养具有健全人格、有创新思维、有全球视野、有社会责任感的新一代人才[5]，而不是同质化的“高等教育产品”。尤其是智能时代，更需要人才的个性化、独特性与全面发展。因此，单一学科、批量生产的工业化教学和管理模式将不再适应智能时代的人才培养，高等教育的人才培养观念必须做出转变。第二，高校师生所扮演的角色须转变。在传统的教与学的方式下，高校教学主要是课堂传授以及实践、论文指导等方式。这一方式下，教师主要承担了知识技能传授者的角色，而学生则是知识技能的被动接收者。智能时代的高等教育教学则是拥有良好的人机协作能力和信息素养的教师，在充分利用人工智能显著提高工作效率的基础上，师生间所进行的开放性、探索性的启发与学习。此时，教师将承担大学生核心素养的培养者、大学生道德情操的培育者、大学生职业生涯规划的引路者角色；大学生也将从知识被动接收者转变为知识探索者和知识主动获取者。高校师生所扮演角色的转变成为双方在智能时代所面临的挑战。对教师来说，角色的转变意味着知识结构、教学习惯和思维观念的转变。他们必须要学会使用人工智能，否则将会被使用人工智能的教师取代[6]。他们必须要思考哪些是人工智能做的，哪些是自己要做的，以证明自己价值的无可替代性。对学生来说，角色的转变意味着学习观念和学习方式的转变。他们要能够在教师指导和人工智能的协助下，以人机协作的方式，随时随地获取知识、参与活动、发展智慧，实现个性化和选择性的发展。第三，评价方式须转变。科学的人才培养评价为人才培养质量提供有效的监控与保障[7]。为了保证智能时代评价方式与智能时代的人才培养观念和教学方式相适应，传统的“经验主义”“宏观群体”“单一评价”[8]的评价方式必须做出改变。一是智能时代的人才培养更注重大学生的个体独特性与全面发展，因此“宏观群体”“单一评价”的传统评价方式难以适应全面发展的人才培养要求。二是智能化、个性化、开放性教学方式使大学生学习更多地融入了个性化和选择性的元素，因此“一刀切”的传统评价方式难以兼顾大学生的个性化发展。三是智能时代的大学生能够在教师指导和人工智能的协助下随时随地获取知识、发展智慧，因此传统的“经验主义”评价不能对大学生的学习全过程数据进行智能动态追踪。2.高等教育学科建设的挑战。第一，对多学科交叉的需求增多。智能时代人们的生产生活方式被彻底改变，同时也出现了一些技术之外的问题，如法律、伦理和道德问题。这些问题远不是单纯的技术问题，而是智能时代这个新场景中的全新问题。这些全新问题今天已经有人提出，但是目前很少看到这方面研究，而这些问题对人类的影响重大[9]。要解决这些问题，不能仅依靠单一学科，必须有赖于多学科协同，有赖于文科的内部融通、文理交叉来研究和解决。因此，智能时代对多学科交叉的需求将会增多，不仅仅是理工学科内部相近学科的交叉协同，还包括文科专业间的交叉融合、文科与理工科专业间的交叉融合。第二，人工智能相关学科的课程设置存在发力空间。近一两年人工智能相关学科发展迅猛，目前北京航空航天大学、北京理工大学等35所高校已经首批获得人工智能专业的建设资格[10]。但目前在人工智能相关学科的课程设置方面仍存在不少发力空间。一是专门用于人工智能的课程数量还远远不够。很多高校的人工智能专业仍使用计算机专业的课程，智能教育呈空心化。目前，能专门用于人工智能的课程数量还远远不能满足需求，这导致人工智能专业课程只能浓缩到“高级科普”程度[11]。二是当前人工智能教育相关专业课程混乱。针对目前信息时代与智能时代交叠融合的过渡状态，如何设置智能教育科学合理的专业课程还需要深入研究[12]。3.高等教育治理的挑战。第一，智能时代高等教育的治理方式须转变。当前，人工智能技术极大地丰富了产品、服务的内容与质量，变革了服务的形式和结构，创新了教育服务和产品的供给模式。在治理正在体现出智能化、自动化、个性化特征的智能时代，我们的高等教育治理方式也需要发生转变。如何依靠智能时代的相关技术，使我们的高等教育决策更科学、更精准；如何借助智能时代的相关产品，使我们的高等教育治理更智能、自动化程度更高；以及如何依托智能时代的相关产物实现精准的个性化管理，从而减少高等教育治理资源的投入……这些都是智能时代高等教育治理方式变革所面临的问题。第二，指导和引领高等教育治理的法律和政策进展缓慢。智能时代在给高等教育治理带来便利的同时，也引发了一系列伦理问题，如智能技术的应用边界、机器决策与人的决策的协调、学生信息泄露隐患等。由于缺乏相关法律和政策的指导和引领，当前基于智能技术的高等教育治理处于尚未起步或“摸石头过河”的尝试探索阶段，亟需理论的引领和制度的规范。但是因为问题的复杂性和相关研究的滞后性，能够指导并规范人工智能发展的法律和政策进展缓慢，能指导和引领智能时代高等教育治理的法律和政策进展则更是缓慢。倘若这一现状长期得不到解决，将很难保障高等教育治理的健康有序发展。

应对智能时代的挑战

摘要:随着人工智能技术的大力发展，数字图像处理技术呈现出方法更新速度快、应用场景多、领域交叉融合等特点，传统的数字图像处理技术课程教学难以满足学科发展的新趋势。本文主要从课程内容优化、教学方法改革、实验教学设置等三个方面探讨人工智能视域下数字图像处理课程的教学改革，旨在突破传统教学内容与方法的局限，满足培养创新实践人才的需要。

关键词:人工智能；数字图像处理；创新能力；任务驱动

1引言

目前，人工智能发展飞速，并深刻地改变着人类的社会生活。人工智能技术的开发和利用，已为人类创造出巨大的社会和经济效益，几乎渗透到包括移动互联网、智能终端、工业制造、医疗辅助诊断、自动化控制、智能机器人等在内的各个领域，正有力地促进着经济社会的发展。在教育部倡导大力发展新工科、新医科的背景下，人工智能与各个学科的融合起着重要的作用[1]。因此，在人工智能新视域下，如何在课程教学改革中突破传统教学内容与方法的局限，优化课程内容与创新实践人才教学模式，满足人工智能创新性、跨学科、复合型人才培养的需求，是目前课程教学改革过程中面临的关键问题。《数字图像处理》是通信工程、计算机、医学影像技术等多个专业的专业选修课。数字图像处理是信息科学领域的一项高新技术，是对图像进行去噪、增强、复原、分割、压缩等处理的基本方法、技术和手段，以及对图像信息的表示、内在联系和本质规律进行研究的技术。随着科技进步与人工智能技术的发展，数字图像技术被逐渐应用于医学、农业、制造业、航天航空、军事等诸多领域，呈现出与多个学科交叉融合的特点，并成为计算机视觉研究领域的核心基础。由此可见，数字图像处理技术的发展与人工智能密不可分。因此，在《数字图像处理》课程教学过程中，应该高度结合人工智能学科背景，融入前沿理论技术，与计算机视觉现实应用场景相结合，培养创新实践人才。然而，目前《数字图像处理》课堂教学中大多采用传统教学模式，较难满足培养学生创新实践能力的需求，体现在以下几个方面：（1）教材内容大多比较陈旧。一些基础的算法在实际应用中早已过时，未能体现最新技术发展的动态，也缺少人工智能领域的前沿应用场景讲解。（2）理论教学知识点过于分散化。在传统的教学中，教师通常对单个知识点进行逐一讲解，从数学背景到公式推导，理论性较强。这让学生理解困难，且使他们失去了对知识模块之间联系性的掌握，尤其在面对实际复杂应用场景时束手无策。（3）实验教学薄弱，实验工具单一化。目前《数字图像处理》实验教学多以验证性或演示性实验为主，难以培养学生创新思维与解决实际问题的能力。实验工具大多采用matlab编程。matlab虽然编程环境简单、图像处理功能完善，但它在人工智能算法研发上与python编程相比尚有许多不足之处。（4）课程教学未体现学科交叉融合的特点。数字图像处理技术课程涉及学科高度交叉融合，在课堂教学中应充分融合医学影像、地理遥感等领域知识，培养学生交叉学科知识的融合应用能力。鉴于此，本文主要从课程教学内容优化、教学方法改革、实验教学实施等方面探讨结合人工智能学科背景的《数字图像处理》课程的教学改革，并提升学生的创新与实践能力，优化课程内容，强化以人工智能应用场景为指导的实践教学，多向融合交叉学科，以期解决现有教学过程中存在的不足。

2研究现状分析

2.1数字图像处理关键技术发展现状。数字图像处理技术主要包括图像数字化、图像增强与复原、图像压缩与分割、图像特征提取以及图像识别等一系列图像处理高级应用。随着人工智能的发展，许多数字图像基础理论已更新，并呈现出新的发展势态。在人工智能背景下，总结数字图像处理技术发展趋势，大致可分为三个方面：一是新方法与新理论层出不穷，迭代更新的速度很快。例如，大量的视觉特征描述算子被提出、卷积神经网络等深度学习方法日益流行。二是应用场景向多元化和智能化发展。数字图像处理技术的应用场景不仅深入到智能手机、随身设备等日常生活领域，而且与医学、遥感、军事等领域的应用结合也日益广泛。图像处理技术与智能化的融合是发展的新趋势。三是硬件设备下移以及机器人视角。自动驾驶汽车、智能机器人等软硬件结合的人工智能对数字图像处理技术提出了更高的要求，需要同时兼顾算法在嵌入式设备下移的效率。通过上述现状分析可知，数字图像处理技术已得到飞速发展，而《数字图像处理》课程还停留在传统模式，难以体现理论技术的应用性与先进性，也无法满足行业对人工智能人才的需要。2.2数字图像处理课程教学改革研究现状。部分国内外学者已对《数字图像处理》课程教学改革进行了颇有成效的探索。s.kiraly研究了一种融合了教学项目、评估系统和教学案例的信息化教学工具，以提高数字图像处理课程的教学效率[2]。王忠芝等探讨了动态教学演示法、启发式教学方法等多种教学方法，以增强理论教学效果[3]。杜号军结合了labview虚拟平台的情景教学模式和matlab的语言编程优势，提出了数字图像处理实验教学的新方法[4]。王云峰进行了基于pbl(problem-basedlearning)教学模式的数字图像处理实践教学改革方案的探索，并设计了相关教学方案[5]。孙曾国等基于blackboard网络教学平台探讨了项目小组教学模式在数字图像处理课程中的应用，从项目分组、教学过程、考核评价等方面提出了教学改革方案[6]。目前教学改革方法大多是从教学方法和教学工具上进行改革，对教学内容进行优化的探索较少，相对缺少融合人工智能新概念的课程内容优化，亦未能体现学科交叉融合的特点。

当今时代，人工智能技术发展迅速，与此同时，它对全体社会公民的素质又有了进一步的要求，所以这就需要在小学阶段培养学生的信息技术能力。笔者通过对每个时期信息技术教育内容的解读，分析每个时间段信息技术教育的培养重点，为今后信息技术的教育打下良好的基础。

人工智能与信息技术教育

人工智能的出现是人类发展史上的一个重要的转折点。2016年国家发改委联合科技部在共同制定并《“互联网 ”人工智能三年行动实施方案》，将人工智能技术定位为国家实现信息技术强国的重要推动力量。由此可见，人工智能教育（ai教育）是当今人工智能时代最有发展潜力的教育内容。所以，推进中小学校学生学习人工智能信息技术教育，使学生形成相应的思维学习模式就是当今信息技术教育的首要任务。信息技术教育的培养目标、培养内容、培养方式与相应的评价模式都应该顺应人工智能技术发展的需求进行改变。

小学信息技术教育课程内容的演变

20世纪80年代初，国外学者提出“程序设计是第二文化”，以此为契机，国家教育部开始进行计算机选修课实验，我国中小学计算机技术教育开始出现。1994年国家教委文件《中小学计算机课程指导纲要（试行）》，三年后颁布实施《中小学计算机课程指导纲要（修订稿）》。文件中要求将计算机信息技术课程规划入从小学至高中的课程体系中。2000年年末国家教育部举行重大会议，会议主题围绕计算机教育，会议通过并颁布实施《关于中小学普及信息技术的通知》等一系列重要文件。与此同时，课程名称也正式确定为“计算机课程”，这表明我国计算机教育已被纳入国家正式基础教育之中，因为名称的确定，课程的定位也更加清晰，确定从小学起，正式开始普及计算机信息技术教育。同时，教育部也明确规定，争取在全国范围内的中小学校开设信息技术教育课程。从信息技术教育程内容的发展来看，20世纪80年代初，计算机信息技术教育课程被称为“计算机教育课程”，专业化教育占主要部分，大致分为计算机工作原理、编程语言、软硬件结构、数据库管理等几大板块。而算机课程内容也出现变化，课程内容由最初的偏重专业化教育教学逐步转向为大众化教育，具体是指计算机的基本操作使用，包括对文字表格的处理、如何制作幻灯片、如何进行信息的检索与收集等，培养学生掌握相应技术知识，形成实际操作能力，达到简单操作计算机的初级水平。进入21世纪之后，信息技术的发展更加迅速，所以在2003年提出的“信息素养”是当今学生甚至全体社会公民都必须具备的能力素养之一，同时，信息技术课程成为中小学生的必修课程。主要的教育教学目标是要求学生在中小学阶段掌握信息的收集、加工并管理的方法，使学生能在交流过程中有效解决问题，并引导学生进行实际探究和交流，使学生在实践活动中掌握解决问题的办法，形成解决问题的意识，认识信息技术对解决问题的重要性。近些年开始，教育部越来越重视中小学信息技术教育中的人工智能教育，提出并构建三好创智编程。三好创智编程具有五个全国首创特色：第一，“硬件 软件 情境 三好成长评价”的教学培养模式；第二，契合国家当今高考信息技术科目考试的知识点，使孩子具有强大的竞争力；第三，提供人工智能机器人，培养孩子学习计算机编程知识；第四，采用“老师 学生 家长”三者联合互动机制，从而保障课程的实施进行；第五，采用“三好（好习惯、好成绩、好素养）”的评价体系，属于全国首创。另一大突破是编写《三维创智编程校本课程》，《三维创智编程校本课程》的实施标志着我国人工智能教育逐步进入主流教育行列。

小学信息技术教育课程内容