“讓我們以天馬行空的想象力，勇敢地跨越未知的邊界，在人工智能的輔助下，共同開啟一個充滿無限可能的新紀(jì)元?！边@是天津市首個數(shù)智化課程——天津大學(xué)《人工智能導(dǎo)論》的結(jié)課語。

歷時8個月，天津大學(xué)8位人工智能及交叉學(xué)科領(lǐng)域教授組團，13個學(xué)院（部）的30位智能導(dǎo)師參與，來自11所高校的13863名大一新生同上一堂課……作為人工智能教育的新模式和新方法，這門人工智能通識課為何開？教什么？怎么教？學(xué)生們的“AI之旅”有何收獲？讓我們一起尋求答案。

這門課為何開？

“人工智能已經(jīng)迅速滲透到人們生產(chǎn)生活的方方面面，讓學(xué)生掌握一定的人工智能基礎(chǔ)知識、了解和學(xué)會使用人工智能的基礎(chǔ)工具，培養(yǎng)學(xué)生人工智能思維模式，是時代發(fā)展的必然要求。”天津大學(xué)智能與計算學(xué)部黨委書記魏建國坦言。

《人工智能導(dǎo)論》課程現(xiàn)場。天津大學(xué)智能與計算學(xué)部供圖

2018年5月，按照國家和天津市建設(shè)新一代人工智能的總體部署，天津大學(xué)成立智能與計算學(xué)部，面向加快建設(shè)創(chuàng)新型國家需求，以“新工科”建設(shè)為契機，致力于培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)、復(fù)合型，具有家國情懷、全球視野、創(chuàng)新精神和實踐能力的計算機、人工智能、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域卓越人才，為天津市高質(zhì)量發(fā)展提供新動能。

“人工智能已經(jīng)充分運用在智慧城市、公共安全、文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承、智能交通、智慧健康、防災(zāi)減災(zāi)、天文與空間科學(xué)等領(lǐng)域，‘人工智能+X’有值得探索的無限可能?！碧旖虼髮W(xué)智能與計算學(xué)部教授、課程負(fù)責(zé)人胡清華教授表示。

于是，在天津大學(xué)的統(tǒng)籌推動下，智能與計算學(xué)部全力以赴推動課程落地。課程團隊汲取國內(nèi)人工智能類課程建設(shè)經(jīng)驗，梳理出課程大綱。從今年暑假開始，課程團隊每周至少碰頭一次，研討授課內(nèi)容，進(jìn)行集體備課和模塊化分工，互相提建議，理順授課思路，努力兼顧老師的不同風(fēng)格與授課內(nèi)容的一致性。

“我對人工智能很感興趣，得知天津大學(xué)《人工智能導(dǎo)論》開課更是滿懷期待?！碧旖驇煼洞髮W(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)院的武容瑾同學(xué)通過線上選了課，“在學(xué)習(xí)和生活中，如果能夠通過AI處理一些基礎(chǔ)性、程序性的工作，我們就能夠有更多的時間去完成具有創(chuàng)造性的工作?！?/p>

這門課教什么？

如何讓不同學(xué)科背景的新生上好同一堂課？“課程設(shè)計和師資配置是最大的難點”，胡清華教授介紹。

同學(xué)們通過現(xiàn)場互動體驗人工智能大模型。天津大學(xué)智能與計算學(xué)部供圖

《人工智能導(dǎo)論》由八次課組成，內(nèi)容融合了多學(xué)科案例分析和社會化協(xié)同學(xué)習(xí)模式，普及人工智能基本概念、主要流派、歷史趨勢、技術(shù)挑戰(zhàn)，使學(xué)生形成對人工智能的初步認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生對人工智能的興趣和好奇心，為他們后續(xù)在人工智能領(lǐng)域的深入學(xué)習(xí)與探索鋪就堅實而穩(wěn)固的基石。得益于雙校區(qū)140間智慧教室全新升級了AI智慧教學(xué)軟件，升級后的教室都擁有一個“智慧大腦”，為教學(xué)全環(huán)節(jié)注入AI技術(shù)，賦能智慧課堂遠(yuǎn)程互聯(lián)、課程資源建設(shè)與分析、課程知識圖譜創(chuàng)建、學(xué)生個性化學(xué)習(xí)、精細(xì)化教學(xué)數(shù)據(jù)采集分析等場景。

“在師資配置上，我們將課程分成人工智能的不同的小研究領(lǐng)域，找到每個領(lǐng)域已經(jīng)處于前沿研究的青年學(xué)者，最終選出8位人工智能及交叉學(xué)科領(lǐng)域教授組團”，天津大學(xué)智能與計算學(xué)部教授、博士生導(dǎo)師楊柳介紹，比如我的研究領(lǐng)域是機器學(xué)習(xí)、張高燕老師是類腦智能、王鑫老師是知識工程、王龍標(biāo)老師是語音信息處理、賀瑞芳老師是自然語言處理、孟慶浩老師是自主機器人。

課程中趣味化的設(shè)計吸引學(xué)生走進(jìn)AI世界。天津大學(xué)智能與計算學(xué)部供圖

“我們還要用通俗易懂的語言，讓具有不同專業(yè)背景的學(xué)生都聽得懂、感興趣?！睏盍榻B，我們通過“身邊有哪些智能系統(tǒng)？”“智能行為如何實現(xiàn)”等生活化、趣味化的問題導(dǎo)入，由淺入深，循循善誘吸引學(xué)生走進(jìn)AI世界。

“這樣的課程不僅點燃了我的學(xué)習(xí)熱情，也讓我看到了思考問題的不同維度?！碧奇骆峦瑢W(xué)非常喜歡課堂互動的方式，老師們幽默風(fēng)趣、接地氣的授課方式讓她贊不絕口，“在課程設(shè)置的學(xué)習(xí)問答區(qū)，我看到很多有價值的問題和精彩的回答，令我受益匪淺?！?/p>

這門課怎么教？

“在制造生產(chǎn)過程中，通過部署在機械設(shè)備上的攝像頭，結(jié)合計算機視覺模型，能夠看見和學(xué)習(xí)部件的信息，幫助我們更加高效和準(zhǔn)確地檢測和發(fā)現(xiàn)缺陷?！碧旖虼髮W(xué)智能與計算學(xué)部副教授王煜在授課中會注重將AI和其他學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行深度融合，通過具體案例讓學(xué)生在潤物細(xì)無聲中理解和把握AI的核心思維方法，并借鑒運用到自己的專業(yè)領(lǐng)域中。

課程中通過人工智能與機械相關(guān)專業(yè)結(jié)合進(jìn)行講述。天津大學(xué)智能與計算學(xué)部供圖

值得注意的是，課程教學(xué)采用社會化協(xié)同學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)和鼓勵不同專業(yè)背景的學(xué)生跨越學(xué)科界限，通過協(xié)作、討論、分享的形式形成團隊共學(xué)，讓多元思維碰撞。為了輔助同學(xué)們理解AI，熟悉人工智能運用，課程通過知識圖譜實現(xiàn)可視化，幫助學(xué)生構(gòu)建完整、準(zhǔn)確的知識體系；通過學(xué)生信息和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)形成精準(zhǔn)學(xué)生“畫像”，實現(xiàn)個性化的資源推薦和學(xué)習(xí)指導(dǎo)。同學(xué)們課上還能隨時向智能學(xué)伴“小智”提出任何與課程內(nèi)容相關(guān)的問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

學(xué)校還面向全校不同學(xué)科招募了30位來自精儀學(xué)院、自動化學(xué)院、理學(xué)院等13個學(xué)院（部）的智能導(dǎo)師，把每節(jié)課時間三七開，除了全校性的直播互動外，剩下半個小時，學(xué)生們在不同的智慧教室接受本學(xué)院智能導(dǎo)師繼續(xù)授課，真正把AI技術(shù)融進(jìn)專業(yè)所學(xué)。

“神經(jīng)識別、圖像識別都能夠與我所學(xué)習(xí)的自動化專業(yè)結(jié)合起來，另外，作為繪畫愛好者，SD模型也會很有幫助?！痹谔旖虼髮W(xué)建工學(xué)院大一新生羅炳越看來，眼下很多研究是圍繞大數(shù)據(jù)、人工智能如何賦能各個領(lǐng)域，每個人都要認(rèn)真思考，在AI時代應(yīng)如何規(guī)劃自己的生活、學(xué)習(xí)和工作。

“雖然這門課順利結(jié)課了，但是我們?nèi)斯ぶ悄苜x能教育教學(xué)實踐依然任重道遠(yuǎn)，我們會繼續(xù)探索數(shù)字賦能大規(guī)模因材施教的有效途徑。”胡清華表示，我們不是將AI作為一門工具來傳授，而是回歸教育本源，關(guān)注和聚焦廣大學(xué)生的成長與未來需求，我們希望幫助學(xué)生形成一種新的思維方式，為他們后續(xù)的深入學(xué)習(xí)與探索鋪就堅實而穩(wěn)固的基石。（陶建、唐玉潔）

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