人工智能及應(yīng)用項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與教學(xué)改革探索

孫曉坤　胡粲彬　項(xiàng)德良　馬飛

摘? 要：該文針對人工智能及應(yīng)用課程存在的問題，提出相應(yīng)的課堂改革方式。首先分析當(dāng)前課程存在的問題，包括理論與實(shí)踐脫節(jié)、課堂互動不足以及考核方式偏重理論知識等方面。然后針對這些問題提出改革方式，包括注重專業(yè)發(fā)展方向、調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時關(guān)系、革新互動環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)以及開展線上課堂輔導(dǎo)等措施。最后指出，通過這些改革措施，可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的互動效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，為其未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：人工智能；教學(xué)改革；課程設(shè)置；高等學(xué)校；工程實(shí)踐能力

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）13-0130-05

Abstract： This article proposes methods for classroom reform in response to the problems in the course of Artificial Intelligence and Its Applications. Firstly， it analyzes the current problems in the course， including the disconnect between theory and practice， insufficient classroom interaction， and an assessment system overly focused on theoretical knowledge. Then， it suggests reform measures such as emphasizing professional development direction， adjusting the relationship between theory and practical classes， innovating interactive session designs， and conducting online classroom tutoring. It concludes that through these reform measures， students' interest in learning can be better stimulated， classroom interaction can be enhanced， and students' practical skills and innovation awareness can be cultivated， laying a solid foundation for their future learning and career development.

Keywords： artificial intelligence; educational reform; curriculum setting; higher education institutions; engineering practice capabilities

人工智能在當(dāng)代社會中扮演著至關(guān)重要的角色，其影響涵蓋了提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源利用、改善生活品質(zhì)以及推動科技創(chuàng)新等多個方面。通過解決各種復(fù)雜問題和挑戰(zhàn)，人工智能不僅促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)增長，還創(chuàng)造了更多的就業(yè)機(jī)會[1]。在這一背景下，對于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)至關(guān)重要。掌握人工智能技能不僅可以使他們跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，拓展更廣泛的就業(yè)機(jī)會，提升競爭力，還能夠推動該領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展，進(jìn)一步增強(qiáng)解決復(fù)雜問題的能力。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，人工智能的重要性將進(jìn)一步凸顯，為電子信息工程領(lǐng)域的未來發(fā)展提供強(qiáng)勁動力[2-3]。

在高等教育領(lǐng)域，構(gòu)建與時代接軌、符合實(shí)際需求的人工智能課程體系至關(guān)重要[4]。項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)課程是一種具有很強(qiáng)實(shí)踐性和針對性的教學(xué)模式，能夠有效地促進(jìn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]。本文旨在探討如何通過項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與教學(xué)改革，推動人工智能教育的深化與發(fā)展，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才。

一? 人工智能及應(yīng)用課堂教學(xué)現(xiàn)狀

（一）? 教學(xué)目標(biāo)整體規(guī)劃

1? 課程目標(biāo)

人工智能及應(yīng)用是北京化工大學(xué)電子信息工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課程，旨在全面培養(yǎng)他們在人工智能領(lǐng)域的專業(yè)能力。學(xué)習(xí)本課程將使學(xué)生掌握人工智能領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，并深入了解電子信息工程智能化發(fā)展的趨勢和需求。他們將學(xué)會靈活運(yùn)用各種工具進(jìn)行智能算法的分析、設(shè)計(jì)和研究開發(fā)，為電子信息工程領(lǐng)域的智能化提供技術(shù)支持和解決方案。此外，本課程還著重培養(yǎng)學(xué)生在人工智能領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究的能力，鼓勵他們大膽探索和創(chuàng)新，為該領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。

2? 理論教學(xué)內(nèi)容與要求

本課程系統(tǒng)地介紹了人工智能領(lǐng)域的核心概念、原理和方法。通過緒論部分，學(xué)生深入了解了人工智能的基本概念、研究目標(biāo)、發(fā)展歷程和應(yīng)用水平。在確定性知識系統(tǒng)、搜索策略和智能優(yōu)化算法等內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，學(xué)生掌握了解決問題的關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)一步學(xué)習(xí)了專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，了解了智能化方法和工具。最后，學(xué)生討論了人工智能的未來發(fā)展和社會影響。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將具備在人工智能領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究和創(chuàng)新的能力，為其未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。接下來將詳細(xì)介紹各個部分的理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際要求。

本課程的第一部分是緒論，旨在為學(xué)生提供人工智能領(lǐng)域的基礎(chǔ)認(rèn)識。在兩個學(xué)時的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將深入探討人工智能的概念基礎(chǔ)、研究目標(biāo)、發(fā)展歷程以及應(yīng)用與水平等方面。這一部分的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對人工智能專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第二部分是確定性知識系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，這部分共占據(jù)四個學(xué)時。學(xué)生將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)確定性知識系統(tǒng)的概述、表示方法、推理方法以及通過簡單示例來加深理解。通過學(xué)習(xí)，他們將理解并掌握確定性知識系統(tǒng)的基本概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)智能算法打下重要基礎(chǔ)。

第三部分是搜索策略的學(xué)習(xí)，涵蓋三個學(xué)時。學(xué)生將深入探索搜索策略的基本概念，包括盲目搜索和啟發(fā)式搜索，以及博弈樹的應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，他們將掌握搜索策略的核心原理和方法，為解決實(shí)際問題提供有效的搜索策略。

緊接著是智能優(yōu)化算法的學(xué)習(xí)，共計(jì)三個學(xué)時。學(xué)生將深入了解智能優(yōu)化算法的基本概念和分類，并能夠靈活運(yùn)用模擬退火算法和遺傳算法等進(jìn)行問題求解。通過學(xué)習(xí)，他們將掌握智能優(yōu)化算法的核心思想和應(yīng)用技巧，為解決實(shí)際問題提供高效的優(yōu)化方案。在專家系統(tǒng)部分，學(xué)生將學(xué)習(xí)產(chǎn)生式系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的基本理論，以及基于規(guī)則和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方法。通過學(xué)習(xí)，他們將深入了解專家系統(tǒng)的原理和構(gòu)建技術(shù)，為解決復(fù)雜問題提供智能化的解決方案。接下來，學(xué)生將深入學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，了解其基本概念、典型模型參數(shù)學(xué)習(xí)方法以及深度學(xué)習(xí)的基本原理。通過學(xué)習(xí)，他們將掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心概念和訓(xùn)練方法，為解決現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜問題提供強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和預(yù)測能力。

最后，學(xué)生將探討人工智能領(lǐng)域的爭論與展望，了解人工智能對人類生活的影響和未來發(fā)展趨勢。通過學(xué)習(xí)，他們將深入思考人工智能領(lǐng)域的倫理、社會和技術(shù)問題，為推動人工智能領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展提供重要思考和建議。

3? 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求

在這門課程中，學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)來深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的分類器設(shè)計(jì)。在基于遺傳算法的分類器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將系統(tǒng)地探究遺傳算法的基本原理，并通過實(shí)際操作，設(shè)計(jì)和優(yōu)化適用于分類任務(wù)的遺傳算法模型。這包括了種群初始化、遺傳操作（如交叉、變異）、適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵步驟。通過深入實(shí)踐，學(xué)生將提高對遺傳算法設(shè)計(jì)分類器的理解和掌握，為解決實(shí)際分類問題提供有效的方案。而在基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的分類器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將深入學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的基本理論，并通過實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建、參數(shù)調(diào)整和訓(xùn)練過程。這涵蓋了選擇合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及使用有效的訓(xùn)練算法等關(guān)鍵步驟。通過這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將培養(yǎng)具備分析和解決分類問題的能力，掌握智能算法在分類器設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法，并具備調(diào)整參數(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力，以提高分類器性能和效率。

而該課程實(shí)驗(yàn)課的優(yōu)勢在于提供了學(xué)生深入學(xué)習(xí)人工智能領(lǐng)域核心算法和方法的機(jī)會，通過實(shí)踐操作加深對理論知識的理解。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中將掌握并應(yīng)用基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的分類器設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)了解決實(shí)際問題的能力，并提高了問題分析、算法設(shè)計(jì)和優(yōu)化的技能水平。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐操作，學(xué)生將面對實(shí)際問題并嘗試設(shè)計(jì)和優(yōu)化算法模型，培養(yǎng)了解決問題的創(chuàng)新意識和能力。同時，實(shí)驗(yàn)課程以小組形式進(jìn)行，促進(jìn)了學(xué)生之間的合作與交流，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將有助于學(xué)生將所學(xué)理論知識應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中，為未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）? 考核方式和評分標(biāo)準(zhǔn)

1? 畢業(yè)指標(biāo)

為了全面培養(yǎng)學(xué)生對人工智能全方位的理解和掌握，本課程從知識目標(biāo)和能力目標(biāo)兩方面對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。其中，畢業(yè)指標(biāo)分為工程知識、問題分析和研究三方面，分別對應(yīng)課程在知識和能力方面的課程目標(biāo)。課程目標(biāo)與畢業(yè)指標(biāo)之間的具體聯(lián)系如圖 1所示。

工程知識：要求學(xué)生能掌握人工智能相關(guān)基礎(chǔ)知識，了解當(dāng)前人工智能領(lǐng)域的前沿技術(shù)并能夠用于表述電子信息工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。

問題分析：要求學(xué)生能夠了解智能優(yōu)化算法、確定性知識系統(tǒng)、搜索策略和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能算法，并應(yīng)用這些算法實(shí)現(xiàn)對電子信息工程的復(fù)雜工程問題的分析和解決。在分析和解決過程中要求學(xué)生能夠使用對應(yīng)工具軟件進(jìn)行處理。

研究：要求學(xué)生具有一定自主學(xué)習(xí)和探索的能力。針對需要解決的問題能自主探索并找到合適的解決策略，并合理利用學(xué)習(xí)到的人工智能相關(guān)知識設(shè)計(jì)解決方案和算法。要求學(xué)生在根據(jù)方案完成實(shí)驗(yàn)的同時能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

2? 考核方式

對于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，人工智能不僅是存在于課堂中的理論知識，更是日后學(xué)習(xí)研究中重要的應(yīng)用工具。為了兼顧學(xué)生在課程中的日常表現(xiàn)、理論知識掌握程度和上機(jī)實(shí)操能力，本門課程從課堂表現(xiàn)、期末考試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三方面進(jìn)行考核。具體考核內(nèi)容及其與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系見表1。

3? 評分標(biāo)準(zhǔn)

課程考核內(nèi)容中課堂表現(xiàn)部分分?jǐn)?shù)分為兩部分：課堂出勤和隨機(jī)測驗(yàn)。課堂表現(xiàn)部分評分標(biāo)準(zhǔn)及其占比見表2。

上機(jī)實(shí)驗(yàn)部分有兩個設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生獨(dú)立完成：基于遺傳算法的分類器設(shè)計(jì)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器設(shè)計(jì)。兩次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評分標(biāo)準(zhǔn)和占比見表3。

二? 人工智能及應(yīng)用課堂改革方式

（一）問題現(xiàn)狀

在現(xiàn)有課程設(shè)置中，雖然該課程在理論與實(shí)踐結(jié)合方面取得了一定成績，但仍然存在一些值得關(guān)注的問題。首先，課程對特定專業(yè)應(yīng)用的討論相對不足，導(dǎo)致了理論與實(shí)踐之間的脫節(jié)現(xiàn)象。此外，在課堂教學(xué)中，學(xué)生的參與度不高，缺乏足夠的互動和思考空間。最后，在考核方式上，過分偏重理論知識的考查，而對實(shí)踐能力的評估不足。

1理論與實(shí)踐缺乏結(jié)合

人工智能及應(yīng)用課程在結(jié)合理論和實(shí)踐方面確實(shí)做得不錯，但對于特定專業(yè)的應(yīng)用缺乏深入探討，這導(dǎo)致了一種理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生往往難以將課堂上學(xué)到的理論知識與實(shí)際工作中的具體應(yīng)用場景相聯(lián)系，為了彌補(bǔ)這一不足，課程應(yīng)該更加注重將人工智能理論與實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域相結(jié)合。這可以通過引入更多的案例研究、實(shí)踐項(xiàng)目或行業(yè)導(dǎo)師來實(shí)現(xiàn)。

2? 課堂互動機(jī)會欠缺

課堂互動環(huán)節(jié)不夠豐富，導(dǎo)致學(xué)生主動應(yīng)答的情況相當(dāng)消極。特別是在基礎(chǔ)章節(jié)的教學(xué)中，由于課堂內(nèi)容通常較為抽象，缺乏與學(xué)生互動的機(jī)會，因此學(xué)生對課程的興趣不高，參與度也不夠。課堂互動在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面扮演著重要角色，然而在當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境下，互動環(huán)節(jié)相對單一，缺乏足夠的創(chuàng)新性和靈活性。學(xué)生往往只是被動地接受知識，而沒有足夠的機(jī)會進(jìn)行積極思考和討論。這種情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和興趣都難以得到有效提升。

3? 考核方式不夠豐富

考核方式偏重理論，需要進(jìn)一步平衡理論知識與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合，全面評估學(xué)生成績。目前課程的考核方式主要集中在理論知識的測試上，而對于實(shí)踐能力的考核較少，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用能力上的培養(yǎng)不足。尤其在重點(diǎn)章節(jié)的考核內(nèi)容設(shè)計(jì)上，目前只有基于遺傳算法的分類器設(shè)計(jì)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的分類器設(shè)計(jì)兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能很好地將理論知識全部應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。當(dāng)前的考核方式主要集中在對學(xué)生理論知識的掌握程度的評估上，而對于實(shí)踐能力的考核相對較少。這種情況下，學(xué)生可能會出現(xiàn)“考試學(xué)習(xí)“的現(xiàn)象，只注重理論知識的死記硬背，而忽略了理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的重要性。

（二）? 改革方式

課程改革是為了解決當(dāng)前人工智能課程中存在的問題。重新設(shè)計(jì)課程結(jié)構(gòu)將專業(yè)知識與課程內(nèi)容相融合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)針對性和實(shí)用性，以培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的人才為目標(biāo)。增加實(shí)驗(yàn)課時比例，設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以及引導(dǎo)學(xué)生積極參與，有助于平衡基礎(chǔ)知識與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)課堂互動環(huán)節(jié)，如小組討論、案例分析等，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生與教師之間的有效交流。同時，通過在線預(yù)習(xí)課程，學(xué)生能夠提前了解課程內(nèi)容，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效率。這些改革措施將課堂變得更加生動有趣，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，為未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[6]。

1? 注重專業(yè)發(fā)展方向

重新設(shè)計(jì)課程結(jié)構(gòu)是改善課堂互動不足的重要舉措。通過重新審視課程架構(gòu)，可以更好地將專業(yè)知識與課程內(nèi)容相對應(yīng)，從而更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的人才[7]。

首先，將課程內(nèi)容進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)和需求，將人工智能理論和實(shí)踐知識有機(jī)地結(jié)合起來。適當(dāng)增加人工智能在化工生產(chǎn)過程優(yōu)化、安全控制等方面的應(yīng)用。其次，可以調(diào)整課程內(nèi)容和教學(xué)方法，使之更貼近其專業(yè)需求。例如，可以增加專業(yè)案例分析、行業(yè)研究等內(nèi)容，讓學(xué)生通過真實(shí)案例了解人工智能技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用情況。同時，可以引入專業(yè)導(dǎo)師或行業(yè)專家，進(jìn)行實(shí)地考察或工作坊，讓學(xué)生與實(shí)際工作場景接觸，加深對人工智能技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域中的理解和應(yīng)用能力。提高學(xué)習(xí)的針對性和實(shí)用性，從而更好地培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需求的人才。這樣的課程設(shè)計(jì)不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，也能夠更好地促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)發(fā)展和職業(yè)規(guī)劃，為他們未來的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2? 調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時關(guān)系

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生對人工智能學(xué)科的新思考習(xí)慣，并使其能夠在生活中產(chǎn)生和應(yīng)用所學(xué)知識，需要重新平衡課程結(jié)構(gòu)，將基礎(chǔ)章節(jié)課時與實(shí)驗(yàn)課時之間的關(guān)系調(diào)整得更為合理[8]。

課程設(shè)計(jì)可以增加實(shí)驗(yàn)課時的比例，讓學(xué)生在實(shí)踐中深入理解理論知識，并掌握實(shí)際應(yīng)用能力。通過實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生將有機(jī)會親自動手操作，實(shí)踐所學(xué)知識，從而加深對人工智能技術(shù)的理解和掌握程度。通過設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，涵蓋人工智能算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)處理與分析、機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練與評估等方面，讓學(xué)生親自動手實(shí)踐，從中學(xué)習(xí)并體會到理論知識在實(shí)踐中的具體應(yīng)用。其次，實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)也應(yīng)該注重啟發(fā)學(xué)生的思考和創(chuàng)新能力。除了簡單地模仿和實(shí)踐，還可以設(shè)計(jì)一些開放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)踐中遇到問題，思考解決方案，并嘗試進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。通過這樣的實(shí)驗(yàn)活動，學(xué)生將不僅能夠掌握基本的技術(shù)操作，還能夠培養(yǎng)解決問題的能力和創(chuàng)新意識，從而更好地適應(yīng)未來的學(xué)習(xí)和工作需求。另外，還可以通過實(shí)驗(yàn)課的組織形式和教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)過程中來。

3? 革新互動環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

研究課堂互動環(huán)節(jié)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是改善課堂氛圍、增加學(xué)生參與度的重要舉措。通過引入多樣化的互動形式，如小組討論、案例分析、實(shí)踐操作等，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂互動效果，促進(jìn)師生之間的有效溝通和交流，進(jìn)而提升整個教學(xué)過程的質(zhì)量[9]。

小組討論是一種有效的課堂互動形式，可以激發(fā)學(xué)生的思維和探索欲望。通過分組討論，學(xué)生可以就特定話題展開深入的交流和探討，分享彼此的見解和觀點(diǎn)。這不僅有助于學(xué)生從多個角度理解問題，還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和協(xié)作能力。此外，教師可以設(shè)定一些引導(dǎo)性問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，從而引發(fā)更深層次的思考和學(xué)習(xí)。其次，案例分析是將理論知識與實(shí)際情況相結(jié)合的重要方式，可以幫助學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題的解決。通過分析真實(shí)或模擬的案例，學(xué)生可以理解課程知識在實(shí)際情境中的應(yīng)用，培養(yǎng)問題解決和分析能力。教師可以選擇與課程內(nèi)容相關(guān)的案例，引導(dǎo)學(xué)生分析案例中的問題和挑戰(zhàn)，探討解決方案，從而加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握。此外，實(shí)踐操作是鞏固理論知識、提高技能水平的重要途徑。通過設(shè)計(jì)一些實(shí)踐性的任務(wù)或活動，如編程實(shí)踐、模擬實(shí)驗(yàn)等，可以讓學(xué)生動手操作，加深對理論知識的理解，并培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力。在實(shí)踐操作過程中，學(xué)生不僅可以鞏固所學(xué)知識，還能夠發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高自主學(xué)習(xí)和問題解決能力。

4? 開展線上課堂輔導(dǎo)

開展線上課堂是一種適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展趨勢的重要舉措，而預(yù)習(xí)性課程則是在線上課堂中的一個重要環(huán)節(jié)。通過預(yù)習(xí)性課程，學(xué)生可以在課堂之前自主學(xué)習(xí)，快速掌握基礎(chǔ)知識，為課堂工作做好鋪墊。這種教學(xué)模式的推廣不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還可以充分利用線上資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂之外隨時隨進(jìn)行學(xué)習(xí)的便利[10]。

預(yù)習(xí)性課程的開展可以讓學(xué)生在課堂開始前就對所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有所了解，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生可以先自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識，弄清楚自己的疑惑和不足，從而更好地參與到課堂討論中來。這樣一來，課堂時間就可以更多地用于探討問題、解決問題和交流思想，提高課堂的教學(xué)效果。其次，線上資源的開發(fā)為預(yù)習(xí)性課程提供了便利條件。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和需求，在課堂之外隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分利用碎片化時間，提高學(xué)習(xí)的效率和靈活性。此外，預(yù)習(xí)性課程的開展也為教師提供了更多的教學(xué)資源和空間。教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和學(xué)習(xí)需求，調(diào)整課堂內(nèi)容和教學(xué)方法，還可以利用預(yù)習(xí)性課程的結(jié)果，開展個性化指導(dǎo)和輔導(dǎo)，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的困難和問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和綜合素質(zhì)。

開展線上課堂，倡導(dǎo)通過預(yù)習(xí)性課程快速掌握基礎(chǔ)知識，不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)能力，還可以充分利用線上資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂之外隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，使課堂更多地用于探討問題、解決問題和交流思想，從而提高整個教學(xué)過程的質(zhì)量。

三? 結(jié)束語

本文通過對人工智能及其應(yīng)用課堂改革方式的討論，可以看到針對課程存在的問題，提出了一系列的改革措施。這些改革旨在重新審視課程內(nèi)容和教學(xué)方法，使之更貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過重視專業(yè)發(fā)展方向、調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時關(guān)系、革新互動環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)以及開展線上課堂輔導(dǎo)等舉措，此課程可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的互動效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，為其未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在未來的教育實(shí)踐中，應(yīng)該持續(xù)關(guān)注課程改革的進(jìn)展，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善課程內(nèi)容和教學(xué)方法，以適應(yīng)不斷變化的社會需求和科技發(fā)展。

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基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“面向‘大化工+AI人才培養(yǎng)的實(shí)踐平臺建設(shè)”（202101327042）

第一作者簡介：孫曉坤（1979-），女，漢族，河北趙縣人，工學(xué)博士，副研究員，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)檫b感信息處理。

*通信作者：胡粲彬（1985-），男，漢族，江西余干人，工學(xué)博士，講師，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)檫b感信息處理。