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人工智能教學(xué)分析范文第1篇

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程體系；培養(yǎng)管理

1背景

智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉的跨應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將把整個(gè)信息科學(xué)技術(shù)推向“智能化”的高度，這正是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，對(duì)于這方面人才的需求也越來(lái)越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)知識(shí)，具備作為工程師或領(lǐng)導(dǎo)者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國(guó)內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計(jì)的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。

高校應(yīng)穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的本科生教育，夯實(shí)本科教育基礎(chǔ)并積極創(chuàng)造條件，大力開(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能，良好科研素質(zhì)和較強(qiáng)創(chuàng)造能力的智能科學(xué)與技術(shù)工程師。

2教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)管理分析

智能科學(xué)與技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，其必修課程設(shè)計(jì)原則是使學(xué)生具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，尤其是大類(lèi)專(zhuān)業(yè)招生教學(xué)的院校，通識(shí)課程主要是數(shù)學(xué)、物理文化基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)。專(zhuān)業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專(zhuān)業(yè)必修和專(zhuān)業(yè)選修課程，專(zhuān)業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課程。計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括線(xiàn)性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學(xué)、微分方程、概率與統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算等；專(zhuān)業(yè)課程一般包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)等。

2.1學(xué)分

本科培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)分中，國(guó)內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢(shì)是逐步減少，追求少而精。國(guó)內(nèi)院校一般在130～190學(xué)分之間，如北京大學(xué)為150學(xué)分，清華大學(xué)為1 70學(xué)分，東南大學(xué)與浙江大學(xué)均為160學(xué)分，還有16學(xué)時(shí)為1學(xué)分的，也有18學(xué)時(shí)為1學(xué)分的。

中國(guó)臺(tái)灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺(tái)灣交通大學(xué)最低畢業(yè)學(xué)分為128學(xué)分，其中必修課程須達(dá)76學(xué)分（共同必修58學(xué)分+資工組核心須達(dá)分+（資工組副核心課程學(xué)分+另2組核心課程學(xué)分）），專(zhuān)業(yè)選修本系課程須達(dá)12學(xué)分，其他選修課程須達(dá)12學(xué)分，通識(shí)課程須達(dá)28學(xué)分（含外語(yǔ)課程必修8學(xué)分）。臺(tái)灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺(tái)灣“清華大學(xué)”為136學(xué)分，其中必修和必選學(xué)分126，其他與導(dǎo)師商量決定。

美國(guó)的大學(xué)各校差異較大。美國(guó)的學(xué)分計(jì)算有4學(xué)期制、兩長(zhǎng)一短制及兩學(xué)期制，其中加州大學(xué)伯克利分校為120學(xué)分，麻省理工大學(xué)為90學(xué)分，加州大學(xué)洛杉磯分校為186學(xué)分，斯坦福大學(xué)為180學(xué)分。

2.2教學(xué)管理

在教學(xué)管理上，斯坦福大學(xué)給學(xué)生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專(zhuān)業(yè)、不分學(xué)院。除了醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生需要經(jīng)過(guò)一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個(gè)學(xué)期適當(dāng)時(shí)候隨意選擇專(zhuān)業(yè)，并且選擇專(zhuān)業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時(shí)滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案即可。

國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實(shí)行按大類(lèi)招生的學(xué)校之一，分為大類(lèi)培養(yǎng)、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類(lèi)，前兩年不分專(zhuān)業(yè)，按學(xué)科分類(lèi)集中培養(yǎng)。

臺(tái)灣的大學(xué)專(zhuān)業(yè)也是按大類(lèi)完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專(zhuān)業(yè)完成各學(xué)程，包括基礎(chǔ)課、核心課和進(jìn)階課。

教學(xué)分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu)，也是體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色的課程組。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺(tái)灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺(tái)灣的大學(xué)教學(xué)分為課程與修業(yè)、學(xué)分學(xué)程。

2.3實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)

計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)各大院校都強(qiáng)調(diào)課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而目前課程該如何進(jìn)行教學(xué)？這不僅是實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，如何以工程教育專(zhuān)業(yè)論證為目標(biāo)，怎樣使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學(xué)是主流實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，尤其是美國(guó)的大學(xué)，大作業(yè)體現(xiàn)的是實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的結(jié)合，是考查學(xué)生是否理解理論知識(shí)的重要途徑。學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)都屬于實(shí)踐創(chuàng)新性教學(xué)模式。例如，斯坦福大學(xué)程序設(shè)計(jì)范式課程重點(diǎn)比較C、C++、Java的特點(diǎn)和難點(diǎn)，每1～2周有一次大作業(yè)，針對(duì)不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類(lèi)編程語(yǔ)言的應(yīng)用場(chǎng)合；麻省理工大學(xué)的課程計(jì)劃是必須先修12學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，再修3門(mén)或4門(mén)核心課程，最后選擇3門(mén)方向?qū)W科和1門(mén)關(guān)于該方向的實(shí)驗(yàn)課、2門(mén)專(zhuān)業(yè)拓展課。

3智能科學(xué)與技術(shù)課程體系分析

智能科學(xué)與技術(shù)課程體系在智能基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，需要安排基礎(chǔ)性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究，主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù)；自然語(yǔ)言處理與理解技術(shù)；知識(shí)處理（認(rèn)識(shí)）技術(shù)，包括知識(shí)提煉、知識(shí)分類(lèi)、知識(shí)表示技術(shù)等；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是統(tǒng)計(jì)與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習(xí)技術(shù)；決策技術(shù)，即知識(shí)演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等；策略執(zhí)行技術(shù)，即控制與調(diào)節(jié)技術(shù)；智能機(jī)器人技術(shù)，特別是面向?qū)ｉT(mén)領(lǐng)域的智能機(jī)器人技術(shù)；智能機(jī)器人之間的合作技術(shù)；基于自然語(yǔ)言理解的智能人機(jī)交互與合作技術(shù)；智能信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

國(guó)內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)校包括北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)是第2批開(kāi)始培養(yǎng)智能專(zhuān)業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計(jì)劃中，專(zhuān)業(yè)必修課程（2分）包括：①專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計(jì)、集合論與圖論、概率統(tǒng)計(jì)A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎(chǔ)（分）：數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、微機(jī)原理和信號(hào)與系統(tǒng)；③智能基礎(chǔ)（5學(xué)分）：腦與認(rèn)知科學(xué)與人工智能基礎(chǔ)。專(zhuān)業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計(jì)算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)、機(jī)器感知和智能處理實(shí)驗(yàn)、智能多媒體信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。選修組合課程（29～32學(xué)分）：學(xué)生按照自己的興趣，參考智能的2個(gè)專(zhuān)業(yè)方向推薦專(zhuān)業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專(zhuān)業(yè)課程。公共核心+專(zhuān)業(yè)方向+新技術(shù)及其他：①公共核心課程（分）：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、模式識(shí)別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專(zhuān)業(yè)方向課程（11～15學(xué)分）：機(jī)器感知與智能機(jī)器人方向、智能信息處理與機(jī)器學(xué)習(xí)方向、新技術(shù)及其他。

西安電子科技大學(xué)智能專(zhuān)業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計(jì)與分析、最優(yōu)化理論與方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能傳感技術(shù)、移動(dòng)通信與智能技術(shù)、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、智能系統(tǒng)平臺(tái)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)等課程及30多門(mén)選修課程。

建議各學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)院教學(xué)特色與實(shí)際需求，設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)核心課程。北京大學(xué)偏重“信息處理”，湖南大學(xué)偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強(qiáng)調(diào)的一個(gè)前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)屬于大計(jì)算機(jī)類(lèi)，更需要大EECS專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專(zhuān)業(yè)，計(jì)算機(jī)以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯、數(shù)據(jù)庫(kù)五大經(jīng)典專(zhuān)業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，因此信號(hào)與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專(zhuān)業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)核心課程包括人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器人學(xué)等；研究學(xué)位課程包括模式識(shí)別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)（人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別）、核心（智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應(yīng)用（機(jī)器人學(xué)）。

4結(jié)語(yǔ)

（1）在課程計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，教師需要遵循課程的時(shí)序圖，即描述課程的進(jìn)階關(guān)系，從本科直到研究生，同時(shí)還可以實(shí)行一定的修課限制，如臺(tái)灣交通大學(xué)計(jì)算機(jī)概論與程式設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計(jì)兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設(shè)計(jì)課程等。

（2）程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程用上機(jī)程序能力考試來(lái)設(shè)置合格條件，如臺(tái)灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計(jì)及格條件為通過(guò)“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測(cè)試作為程序設(shè)計(jì)課程通過(guò)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目、競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)，如臺(tái)灣“清華大學(xué)”的綜合論文訓(xùn)練是由具有同等水平的項(xiàng)目訓(xùn)練成果或SRT（student research training）計(jì)劃項(xiàng)目以及其他課外科技活動(dòng)成果經(jīng)認(rèn)定后代替的。

（4）精煉的課程教學(xué)。核心課程應(yīng)該精且必須加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)，只有對(duì)方法和理論有正確的認(rèn)識(shí)才能掌握這門(mén)課程，而動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)才能真正融會(huì)貫通。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校的學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)后，都需要進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。

人工智能教學(xué)分析范文第2篇

關(guān)鍵詞：人工智能；音樂(lè)教育；智能樂(lè)器；大數(shù)據(jù)

1引言

隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，重新塑造音樂(lè)使得音樂(lè)教育的學(xué)科素養(yǎng)培育、審美感知、藝術(shù)表現(xiàn)和文化理解變得更有支持和創(chuàng)意。探索應(yīng)用人工智能技術(shù)推進(jìn)音樂(lè)教學(xué)的改革與發(fā)展有具有十分重要的意義。本文通過(guò)研究與實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法培育計(jì)算思維創(chuàng)作音樂(lè)，用科學(xué)的意境欣賞音樂(lè)陶冶學(xué)生的音樂(lè)審美感，用科學(xué)的評(píng)價(jià)提升音樂(lè)課堂教學(xué)效率。通過(guò)這些措施，可以使學(xué)校音樂(lè)教育精準(zhǔn)地開(kāi)展因材施教差異化教學(xué)，彰顯音樂(lè)教育的特色。

2人工智能與音樂(lè)

人工智能技術(shù)與音樂(lè)教育有機(jī)融合，豐富了課堂教學(xué)資源，拓展了智能樂(lè)器的功能，提升了音樂(lè)教育技術(shù)手段。它支持個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以觀察音樂(lè)課堂學(xué)習(xí)，分析音樂(lè)的旋律與節(jié)拍，有效評(píng)價(jià)教學(xué)效果，激發(fā)音樂(lè)教師運(yùn)用人工智能技術(shù)創(chuàng)新音樂(lè)教學(xué)的熱情，發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用。

2.1樂(lè)器的智能化

樂(lè)器是學(xué)習(xí)音樂(lè)的重要工具。樂(lè)器植入人工智能技術(shù)，形成了智能化樂(lè)器。它能夠大量?jī)?chǔ)存多種樂(lè)器的音樂(lè)數(shù)據(jù)。尤其是在音樂(lè)鍵盤(pán)中運(yùn)用，功能的提升特別突出，應(yīng)用于音樂(lè)教學(xué)中引發(fā)了多種形式的教學(xué)模式。例如，圖1顯示了融合多媒體計(jì)算機(jī)、主控系統(tǒng)、音樂(lè)課堂教學(xué)智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)將多部電子鋼琴連接起來(lái)的智能樂(lè)器實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)語(yǔ)音室方式授課，可以實(shí)現(xiàn)多種樂(lè)器的分組教學(xué)。這在傳統(tǒng)的音樂(lè)課堂上是無(wú)法完成的。

2.2智能化樂(lè)曲創(chuàng)作

智能樂(lè)器不僅能夠儲(chǔ)存樂(lè)器音色，而且還能用指令對(duì)各種音色播放進(jìn)行控制，各種音色按照指令進(jìn)行演奏。這種創(chuàng)作功能是以往其他樂(lè)器都無(wú)法比擬的[1]。例如，能唱出《月亮代表我的心》十七聲部的合唱團(tuán)，很好聽(tīng)，但很難。運(yùn)用智能樂(lè)器按指令合成該十七聲部音樂(lè)則輕而易舉。2.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)生成樂(lè)曲人工智能技術(shù)賦能智能樂(lè)器，使得機(jī)器學(xué)習(xí)的功能日趨進(jìn)步。機(jī)器學(xué)習(xí)在音樂(lè)領(lǐng)域所做的事情，就是提取音樂(lè)作品的“數(shù)據(jù)”，輸入給定模型學(xué)習(xí)音樂(lè)的“特征”，再對(duì)音樂(lè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和編排。例如，如果輸入的是《梨園金曲》民族音樂(lè)，則機(jī)器就能學(xué)會(huì)民族音樂(lè)的曲調(diào)特征，生成掌握特征模型的民族音樂(lè)作品。2.2.2用軟件生成樂(lè)譜使用MuseScore3forMac軟件可以制作樂(lè)譜，在工具欄選擇對(duì)應(yīng)時(shí)值的音符輸入音符。例如，在MuseScore3窗口輸入如圖2所示的“我和我的祖國(guó)”樂(lè)譜，再導(dǎo)出MP3文件進(jìn)行播放。2.2.3代碼生成樂(lè)曲用Python代碼生成曲子，要借助音樂(lè)標(biāo)準(zhǔn)格式MIDI—樂(lè)器數(shù)字接口，運(yùn)用Python-midi庫(kù)編寫(xiě)程序，編譯MIDI文件生成音樂(lè)。例如，生成一個(gè)簡(jiǎn)單樂(lè)譜的MIDI文件需要使用Python-midi，其中：Pattern對(duì)象表示樂(lè)譜；Track對(duì)象表示音軌，通常樂(lè)譜都有多條軌道組成，每種樂(lè)器是一個(gè)軌道；midi.NoteOnEvent表示每個(gè)音符的開(kāi)端，在參數(shù)表中可以定義每個(gè)音符的音長(zhǎng)和音高；midi.NoteOffEvent表示每個(gè)音符的結(jié)束。參考代碼如下：importmidi#定義patternpattern=midi.Pattern()#定義軌道track=midi.Track()#添加軌道到patternpattern.append(track)#音符開(kāi)始，并定義位置、音量、音高on=midi.NoteOnEvent(tick=0,velocity=50,pitch=midiG_3)track.append(on)#音符結(jié)束off=midi.NoteOffEvent(tick-100,pitch=midi.G_3)track.append(off)#軌道結(jié)束eot=midi.EndOfTrackEvent(tick=1)track.append(eot)#存儲(chǔ)midi.write_midifile("example.mid",pattern)程序運(yùn)行結(jié)果生成了如圖3所示的簡(jiǎn)單音符：這樣如圖2的“我和我的祖國(guó)”樂(lè)譜，也可以通過(guò)Python代碼生成MIDI文件。

3AI賦能音樂(lè)課堂

在AI賦能的音樂(lè)教育環(huán)境，促使音樂(lè)教學(xué)實(shí)踐變革以及學(xué)生學(xué)習(xí)音樂(lè)方式。例如，圖4所示的集音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)及教學(xué)評(píng)價(jià)于一體的“智能化音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”，在教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、教學(xué)方法的高效、教學(xué)手段的更新、教學(xué)評(píng)價(jià)的智能、教學(xué)策略的調(diào)整方面都具有借鑒意義[2]。

3.1大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)

大數(shù)據(jù)云計(jì)算可以將所有音樂(lè)家們音樂(lè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中，運(yùn)用人工智能技術(shù)為學(xué)生提供更多有價(jià)值的音樂(lè)數(shù)據(jù)。學(xué)生通過(guò)音樂(lè)云學(xué)習(xí)音樂(lè)知識(shí)，欣賞音樂(lè)魅力、體驗(yàn)音樂(lè)節(jié)奏、理解音樂(lè)韻律。它使得優(yōu)質(zhì)音樂(lè)教學(xué)資源跨越校園，開(kāi)放延伸音樂(lè)教學(xué)，遠(yuǎn)程輻射共享資源。這樣就擴(kuò)展了學(xué)生的視野，音樂(lè)知識(shí)的來(lái)源無(wú)限擴(kuò)大，整個(gè)音樂(lè)云皆有學(xué)生的學(xué)習(xí)教材。特別是大數(shù)據(jù)音樂(lè)云不僅可以推送給學(xué)生更多的即興音樂(lè)和更多的音樂(lè)信息，還能指導(dǎo)音樂(lè)愛(ài)好者創(chuàng)作出雅正、健康的音樂(lè)作品。

3.2個(gè)性化學(xué)習(xí)

人工智能技術(shù)從音樂(lè)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析與運(yùn)用、個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)多方位幫助學(xué)生定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)路徑。推送在線(xiàn)音樂(lè)教育資源，指導(dǎo)表演建議樂(lè)器學(xué)習(xí)技巧。搭建音樂(lè)教育虛擬課堂，匹配音樂(lè)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)因材施教的個(gè)性化學(xué)習(xí)，支持一對(duì)一的教學(xué)輔導(dǎo)和群組式討論。通過(guò)這些措施提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

3.3教學(xué)評(píng)價(jià)智能化

運(yùn)用人工智能技術(shù)將多個(gè)音樂(lè)輔助教學(xué)設(shè)備連接的音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)系統(tǒng)，基于音樂(lè)課堂教學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)特質(zhì)分析與教學(xué)效果分析的音樂(lè)課堂教學(xué)管理系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)教學(xué)的全程智慧管理，使音樂(lè)學(xué)習(xí)更有效率。例如，在虛擬音樂(lè)課堂樂(lè)器教學(xué)可以變成一對(duì)多的自選教學(xué)模式，使課堂變得輕松、愉快。教師可以開(kāi)啟課堂教學(xué)觀察模塊，捕捉每位學(xué)生同步練習(xí)的音準(zhǔn)、節(jié)奏、力度數(shù)據(jù)，分析判斷將評(píng)價(jià)信息同步反饋，給出學(xué)習(xí)指導(dǎo)建議。3.3.1創(chuàng)作教學(xué)模塊“智能化音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”中的音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)模塊，集視、聽(tīng)、練和反饋評(píng)價(jià)為一體，適時(shí)演示教師教學(xué)作品和評(píng)價(jià)學(xué)生練習(xí)作品。例如，在進(jìn)行《我和我的祖國(guó)》授課時(shí)導(dǎo)入電影片段，欣賞“我和我的祖國(guó)”音樂(lè)的表現(xiàn)形式、演唱形式以及歌曲風(fēng)格，可以使學(xué)生更好地體驗(yàn)作品的創(chuàng)作意境，激發(fā)創(chuàng)作意識(shí)。使用MuseScore創(chuàng)作“我和我的祖國(guó)”三聲部習(xí)作音樂(lè)，并能儲(chǔ)存、刻錄，編輯等二度創(chuàng)作。3.3.2課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)有著傳統(tǒng)音樂(lè)教學(xué)評(píng)價(jià)無(wú)法比擬的靈活性、客觀性和實(shí)用性。從大數(shù)據(jù)分析角度獲取音樂(lè)課堂教與學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生的音樂(lè)基本素養(yǎng)與學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行科學(xué)分析判斷。例如，以創(chuàng)作《紅河谷》中的和聲與音樂(lè)作品風(fēng)格內(nèi)容的“編配伴奏音樂(lè)”教學(xué)過(guò)程為例。課前在“課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊”上安排學(xué)生根據(jù)作品風(fēng)格完成伴奏的音樂(lè)；播放制作好的《紅河谷》MIDI音樂(lè)（在第二和第六個(gè)小節(jié)缺失編配和弦）；使學(xué)生感受、探討大小三和弦的表現(xiàn)力，形成對(duì)大小三和弦的感知。然后要求學(xué)生試著用MuseScore為《紅河谷》缺失的兩小節(jié)選配和弦，以適合歌曲的伴奏風(fēng)格。學(xué)生需要邊哼唱歌曲邊試著套用不同的伴奏風(fēng)格，找到他們認(rèn)為最恰當(dāng)?shù)暮拖野樽囡L(fēng)格，說(shuō)出理由并提交[3]。評(píng)價(jià)系統(tǒng)將學(xué)生提交的作業(yè)比照音樂(lè)要素進(jìn)行評(píng)價(jià)。及時(shí)反饋學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的信息，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程制定一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案[4]。同時(shí)通過(guò)教學(xué)反饋深度優(yōu)化決策模型，促進(jìn)教師實(shí)時(shí)改進(jìn)教學(xué)策略，提高教學(xué)效率和效果，提升教學(xué)質(zhì)量。

4結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)在音樂(lè)教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為傳統(tǒng)的音樂(lè)教育模式注入了活力，為音樂(lè)教師創(chuàng)新音樂(lè)教學(xué)理念開(kāi)辟了新思路[5]，為因材施教提供了新的適合學(xué)生學(xué)習(xí)的音樂(lè)教學(xué)模式。人工智能在音樂(lè)教育模式方面的探索，不僅給音樂(lè)教育教學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了物質(zhì)技術(shù)層面的進(jìn)步，還從音樂(lè)教學(xué)層面促進(jìn)計(jì)算思維培育開(kāi)辟新途徑。這對(duì)音樂(lè)教育理念、教學(xué)手段、教學(xué)方式和方法以及拓展學(xué)生音樂(lè)視野、學(xué)習(xí)音樂(lè)、享受音樂(lè)、創(chuàng)造音樂(lè)等都帶來(lái)深刻的變化和積極的影響。

參考文獻(xiàn)

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人工智能教學(xué)分析范文第3篇

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；畢業(yè)生情況；北京科技大學(xué)

從2004年國(guó)內(nèi)開(kāi)始招生至今，全國(guó)已有不少高校設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。我校是較早設(shè)置該專(zhuān)業(yè)的院校，于2007年在信息工程學(xué)院設(shè)置其為第7個(gè)本科專(zhuān)業(yè)，并開(kāi)始招生。2009年9月，學(xué)生進(jìn)入相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，第一屆學(xué)生于2011年7月畢業(yè)。日前，該專(zhuān)業(yè)學(xué)生已經(jīng)完成本科階段的學(xué)習(xí)。

在專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)過(guò)程中，我們完成的主要工作如下。

1) 調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)院校智能科學(xué)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案。

2) 形成智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系和能力要求。

3) 制定2010版智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)大綱。

同時(shí)，在辦學(xué)過(guò)程中，我們選擇了腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論，人工智能基礎(chǔ)，微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)(微機(jī)原理)，可視化程序設(shè)計(jì)、智能計(jì)算與應(yīng)用四個(gè)課程組進(jìn)行教學(xué)模式改革。

1首屆畢業(yè)生知識(shí)結(jié)構(gòu)

因?yàn)槭鞘讓脤W(xué)生，我校大多數(shù)課程安排參考了國(guó)內(nèi)兄弟院校的課程設(shè)置，也參考了我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的部分課程設(shè)置。學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)主要由5個(gè)方面組成[1]，如圖1所示。

1) 數(shù)理基礎(chǔ)課程群：工科數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)等。

2) 電工電子技術(shù)課程群：電路分析基礎(chǔ)、電路實(shí)驗(yàn)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。

3) 機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)課程群：工程制圖基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、DSP處理器及應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。

4) 專(zhuān)業(yè)主干課程群：信息論與編碼、控制工程基礎(chǔ)、腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器人組成原理、計(jì)算智能基礎(chǔ)、模式識(shí)別基礎(chǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、智能控制及其應(yīng)用。

5) 實(shí)踐創(chuàng)新課程群[2]：計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐、電子技術(shù)實(shí)習(xí)、MATLAB編程與工程應(yīng)用、Linux系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、專(zhuān)業(yè)(生產(chǎn))實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。

除了專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生還參與了很多課外科技活動(dòng)和競(jìng)賽，并取得了良好成績(jī)，內(nèi)容如下。

1)“基于Matlab的智能五子棋人機(jī)博弈系統(tǒng)”在北京科技大學(xué)第十一屆“搖籃杯”課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽中獲三等獎(jiǎng)。

2) 第八屆校機(jī)器人隊(duì)隊(duì)員在第八屆亞太機(jī)器人大賽國(guó)內(nèi)選拔賽中獲十六強(qiáng)。

3) 在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲成功參賽獎(jiǎng)。

4) 在智能車(chē)校內(nèi)賽中獲二等獎(jiǎng)。

5) 在北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽中獲三等獎(jiǎng)。

6) 在北京市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲二等獎(jiǎng)。

7) 在“飛思卡爾”智能車(chē)競(jìng)賽的校級(jí)賽中獲三等獎(jiǎng)。

8) 在校級(jí)機(jī)器人競(jìng)賽中獲季軍。

9) 在全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排大賽科技類(lèi)中獲三等獎(jiǎng)。

10) 在北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)博弈錦標(biāo)賽中獲最佳程序設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。

11) 在北京科技大學(xué)“閃我風(fēng)采”Flash大賽中獲最佳細(xì)節(jié)獎(jiǎng)。

在參加課外競(jìng)賽及各種活動(dòng)之余，首屆智能班還自組織了以小組為單位的指紋識(shí)別考勤計(jì)時(shí)系統(tǒng)編程比賽，歷時(shí)一個(gè)月，比賽結(jié)束后評(píng)出了最優(yōu)編程獎(jiǎng)。然后返回給每個(gè)小組，再討論再修改，最終確定了最優(yōu)版，申請(qǐng)了國(guó)家軟件著作權(quán)，于2010年5月份獲得審批。此次比賽成果是全班學(xué)生辛苦勞動(dòng)的果實(shí)，凝聚了24位學(xué)生的智慧和努力。圖2展示了該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書(shū)。

2首屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)情況

2010年底，首屆學(xué)生進(jìn)入本科畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在大家的共同努力下，全部學(xué)生通過(guò)了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目如表1所示。

3首屆畢業(yè)生去向

智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)首屆24名學(xué)生是2009年9月進(jìn)入大三學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的。目前，我們統(tǒng)計(jì)的畢業(yè)生去向，專(zhuān)業(yè)第1名放棄了保研指標(biāo)，選擇出國(guó)留學(xué)，另外有4人保送本校讀研究生。選擇考研的學(xué)生還有12人，另外有3人選擇出國(guó)留學(xué)，還有2人選擇就業(yè)，如表2所示。

4經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

我們對(duì)2007級(jí)智能科學(xué)與技術(shù)首屆畢業(yè)生的總體情況還是比較滿(mǎn)意，通過(guò)一系列教學(xué)改革，取得一定的成效，內(nèi)容如下。

1) 人工智能基礎(chǔ)。此課程為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的理論基礎(chǔ)性課程，具有涉及的面比較廣、內(nèi)容較多、變化較快的特點(diǎn)。我們結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，在保證課程完整性的同時(shí)，盡可能增加學(xué)科發(fā)展的前沿內(nèi)容。

2) 微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)(微機(jī)原理)。微機(jī)原理及其應(yīng)用是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)軟硬件結(jié)合非常緊密，需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。在充分分析本門(mén)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們對(duì)該課程作了如下教學(xué)改革：自行研制開(kāi)發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)發(fā)了配套的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫(xiě)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)講義。圖3是我們使用的微機(jī)原理與單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置。

在教學(xué)方法上，教師讓學(xué)生在學(xué)習(xí)已有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，做一些由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的新改動(dòng)，直至最后設(shè)計(jì)出新的應(yīng)用電路，并用相關(guān)器件實(shí)現(xiàn)。為了鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手制作電路板，教學(xué)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)近3 000元，購(gòu)買(mǎi)了各種電子元器件和電路制作工具，包括單片機(jī)芯片、集成穩(wěn)壓電路芯片、各種傳感器、小鍵盤(pán)、電阻電容、印刷電路板、萬(wàn)用表、電烙鐵等，保證每位學(xué)生都能設(shè)計(jì)并制作完成一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。在課堂管理方面，我們實(shí)行小班授課，每班不超過(guò)30人。學(xué)生都很遵守課堂紀(jì)律，幾乎沒(méi)有遲到早退現(xiàn)象，為該門(mén)課程的學(xué)習(xí)營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3) 可視化程序設(shè)計(jì)。小班在實(shí)驗(yàn)機(jī)房上課，課程將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來(lái)，教師對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解后，讓學(xué)生立刻練習(xí)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過(guò)教師的課堂講解和學(xué)生的課堂練習(xí)，使學(xué)生達(dá)到融會(huì)貫通的程度。

4) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析。針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件能力要求高的特點(diǎn)，我們壓縮了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析兩門(mén)課程的學(xué)時(shí)，保證學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，并編寫(xiě)了相應(yīng)教材。

5) 根據(jù)國(guó)內(nèi)外高等教育的最新發(fā)展，我們對(duì)研究思路、內(nèi)容、方法進(jìn)行必要調(diào)整。英國(guó)、美國(guó)、馬來(lái)西亞等國(guó)近幾年開(kāi)設(shè)了AI相關(guān)專(zhuān)業(yè)，并且多數(shù)與機(jī)器人結(jié)合。在2010版教學(xué)計(jì)劃中，我們也將機(jī)器人作為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)象，為此探討設(shè)立機(jī)器人組成原理課程[3]，并在準(zhǔn)備教材。我們還與南開(kāi)大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的系列教材[4]。

另一方面，我們?cè)谵k學(xué)過(guò)程中也感覺(jué)到一些問(wèn)題，和南開(kāi)大學(xué)[5]的問(wèn)題較為類(lèi)似。

1) 專(zhuān)業(yè)宣傳方面的問(wèn)題。

2) 沒(méi)有形成統(tǒng)一的教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)，各學(xué)校還處于單兵作戰(zhàn)階段。

3) 學(xué)校的重視程度不夠，經(jīng)費(fèi)投入有待加強(qiáng)。

4) 師資結(jié)構(gòu)對(duì)其他學(xué)科的依賴(lài)程度較大，還未形成完整的師資隊(duì)伍，多數(shù)教師來(lái)自其他專(zhuān)業(yè)。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)兩年的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)，首屆智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的全體學(xué)生在各方面都取得了不錯(cuò)成績(jī)。多門(mén)基于專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)設(shè)的課程設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)

踐能力，還加深了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解及掌握程度，很好地將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來(lái)。特別是在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生的論文題目都很有新意，充分體現(xiàn)出智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的“智能”特點(diǎn)，而且學(xué)生在論文答辯環(huán)節(jié)全部順利通過(guò)。首屆畢業(yè)生中，出國(guó)和保研率達(dá)到54.17%，就業(yè)率達(dá)到45.83%，有很好的發(fā)展前景。通過(guò)研究首屆畢業(yè)生情況，我們認(rèn)為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)很有發(fā)展?jié)摿Φ膶?zhuān)業(yè)，能夠?qū)⑷斯ぶ悄芸茖W(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制等專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域綜合起來(lái)，培養(yǎng)出具有綜合能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。

總結(jié)首屆畢業(yè)生情況，我們將在隨后的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行如下改進(jìn)：結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，盡可能增加學(xué)科發(fā)展前沿的內(nèi)容；針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，布置學(xué)科前沿的自學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)中嘗試以作業(yè)的形式安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[6]。同時(shí)，我們繼續(xù)保持小班授課方式，營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)氛圍。在考核方面，結(jié)合平時(shí)、考試和答辯3種形式，來(lái)客觀、公正地評(píng)定學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。通過(guò)總結(jié)已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，發(fā)展優(yōu)勢(shì)，我們相信智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)一定會(huì)一步一步成為更加完備的、更有優(yōu)勢(shì)的、更具時(shí)代特征的新型專(zhuān)業(yè)。

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The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology

in University of Science and Technology Beijing

LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang

(College of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

人工智能教學(xué)分析范文第4篇

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；專(zhuān)業(yè)；發(fā)展戰(zhàn)略；思考；大聯(lián)合；大發(fā)展

1現(xiàn)狀分析

我國(guó)的智能科學(xué)與技術(shù)(intelligence science and technology，ist)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)辦至今已有8年歷史了。它從無(wú)到有，逐步壯大，現(xiàn)在全國(guó)已有近20所大學(xué)試辦這個(gè)新專(zhuān)業(yè)[1-2]。應(yīng)該說(shuō)，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的8年征途并不平坦，開(kāi)拓者們也為之付出了艱辛和心血?，F(xiàn)在，我們至少可以說(shuō)，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)已再不是“嬰兒”，而是“小學(xué)生”了。然而，我們需要繼續(xù)努力，上好中學(xué)、大學(xué)以及研究生課程，邁上專(zhuān)業(yè)建設(shè)的新征途，攀登學(xué)科建設(shè)的新高峰。

在ist專(zhuān)業(yè)建設(shè)上，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院等起了重要的帶頭作用，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)及其教育工作委員會(huì)等工作委員會(huì)和專(zhuān)業(yè)委員會(huì)發(fā)揮了很好的組織作用[3-4]。他們齊心協(xié)力，默默奉獻(xiàn)，做了大量有目共睹的開(kāi)創(chuàng)性工作，值得充分肯定?，F(xiàn)已有北京大學(xué)、首都師范大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等高校培養(yǎng)出ist專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生。也就是說(shuō)，我們有了ist專(zhuān)業(yè)的第一代“產(chǎn)品”了。然而，我們的ist專(zhuān)業(yè)還是有些不盡人意之處，特別是發(fā)展速度比預(yù)料的要慢，發(fā)展規(guī)模不如預(yù)期的大，發(fā)展目標(biāo)還有待進(jìn)一步明確。筆者試圖概括我國(guó)ist專(zhuān)業(yè)發(fā)展的喜與憂(yōu)，探討發(fā)展戰(zhàn)略，為ist的專(zhuān)業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展出謀獻(xiàn)策，供同行討論與參考。

2喜憂(yōu)參半

如上所說(shuō)，我國(guó)ist專(zhuān)業(yè)的發(fā)展既取得可喜成果，又存在某些憂(yōu)慮，即喜憂(yōu)參半。下面擬就ist專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)成績(jī)和存在問(wèn)題進(jìn)行探討。

2.1主要成績(jī)

歸納起來(lái)，8年來(lái)，我國(guó)ist專(zhuān)業(yè)建設(shè)取得的主要成績(jī)包括下列各點(diǎn)。

1) 申報(bào)并獲準(zhǔn)試辦ist專(zhuān)業(yè)，促進(jìn)信息科學(xué)和智能科學(xué)的發(fā)展，為國(guó)內(nèi)外信息科學(xué)學(xué)科建設(shè)開(kāi)辟了一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

2) 在調(diào)查研究和科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定了ist專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，為專(zhuān)業(yè)建設(shè)建立了基本框架[5-6]。

3) 結(jié)合ist的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和教育發(fā)展要求，初步規(guī)范了ist專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置，開(kāi)展專(zhuān)業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)等方面的改革，取得一大批成果[7-8]。

4) 編寫(xiě)了一批具有明顯特色的相關(guān)教材，為新專(zhuān)業(yè)教學(xué)和學(xué)科建設(shè)提供必要的資源，起到較好的示范和輻射作用[7,9]。許多學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上進(jìn)行了一些探討，并積累了不少經(jīng)驗(yàn)，值得推廣與借鑒[10-12]。

5) 聚集了一群有志于智能科學(xué)技術(shù)教育的教師，形成了一支熱愛(ài)教育、樂(lè)于奉獻(xiàn)、熟悉業(yè)務(wù)的師資隊(duì)伍，為ist專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展打下重要基礎(chǔ)。

6) 經(jīng)常組織本專(zhuān)業(yè)的教育與教學(xué)研討會(huì)和座談會(huì)，進(jìn)行全國(guó)性或校際間的交流，總結(jié)心得體會(huì)，共同提高，使ist專(zhuān)業(yè)沿著正確的方向發(fā)展。

7) 培養(yǎng)出一批基本掌握智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論和專(zhuān)門(mén)知識(shí)，具有從事本專(zhuān)業(yè)工作能力的本科畢業(yè)生，為國(guó)家輸送有特色的急需的建設(shè)人才。

8) 為爭(zhēng)取我國(guó)智能科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)做了大量工作，并取得重要進(jìn)展，為ist學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造重要條件[13]。

2.2瓶頸問(wèn)題

概括地說(shuō)，ist專(zhuān)業(yè)建設(shè)和發(fā)展面臨的問(wèn)題主要涉及如下幾點(diǎn)。

1) 專(zhuān)業(yè)規(guī)模和發(fā)展速度沒(méi)有達(dá)到預(yù)期結(jié)果，仍停留在“試辦”狀態(tài)。

到目前為止，全國(guó)試辦ist專(zhuān)業(yè)的學(xué)校已近20所，已初具規(guī)模，“閃亮登場(chǎng)”[2]。然而，本專(zhuān)業(yè)的規(guī)模和發(fā)展速度不盡人意，離“大發(fā)展”的預(yù)期結(jié)果尚有較大差距。

2) 辦學(xué)主體存在一定的局限性，缺乏跨學(xué)科大聯(lián)合的氛圍。

如前所述，北京大學(xué)和中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)等對(duì)ist專(zhuān)業(yè)建設(shè)發(fā)揮了重要的帶頭和組織作用。由于ist專(zhuān)業(yè)具有高度跨學(xué)科等重要特點(diǎn)，單純依靠某一兩個(gè)現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)來(lái)“派生”和由一兩個(gè)學(xué)會(huì)來(lái)“催生”ist新專(zhuān)業(yè)，是難以快速發(fā)展和如愿以?xún)數(shù)摹，F(xiàn)有專(zhuān)業(yè)或?qū)W會(huì)都有一定的局限性，與其他學(xué)會(huì)間的交流合作也需要有改進(jìn)之處。

3) 教學(xué)大綱與《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要》要求存在差距，有待更新。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要》[14](以下簡(jiǎn)稱(chēng)《綱要》)是我國(guó)“優(yōu)先發(fā)展教育，建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)”的重要戰(zhàn)略部署。《綱要》中許多新思路是我們以前沒(méi)有想過(guò)的。ist的教學(xué)大綱需要按《綱要》的要求進(jìn)行大刀闊斧的修訂，力求符合《綱要》精神。

4) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)亟待加強(qiáng)。

在新專(zhuān)業(yè)建設(shè)初期，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入經(jīng)費(fèi)有限，這對(duì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些不利影響。一些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)未能滿(mǎn)足ist專(zhuān)業(yè)各課程教學(xué)的基本要求。

5)ist專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式急需探討與建立。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是高等教育的一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)?！毒V要》也強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制”對(duì)本科生教育的重要性。雖然有許多企事業(yè)行業(yè)適合ist專(zhuān)業(yè)就業(yè)，但該專(zhuān)業(yè)不像機(jī)電、化工、通信、冶金等專(zhuān)業(yè)那樣有比較對(duì)口的實(shí)習(xí)和就業(yè)企業(yè)。因此，探討與建立ist專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式，也是一項(xiàng)比較艱難的急需解決的問(wèn)題。

3發(fā)展策略

針對(duì)上述存在問(wèn)題，以下特就智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略提出若干思考。

1) 樹(shù)立“大智能科學(xué)技術(shù)”思想，突破單個(gè)學(xué)會(huì)的局限性，通過(guò)大聯(lián)合、大合作，實(shí)現(xiàn)大團(tuán)結(jié)、大發(fā)展。

一個(gè)專(zhuān)業(yè)要在全國(guó)產(chǎn)生較大影響，發(fā)揮該專(zhuān)業(yè)的特有作用，沒(méi)有足夠大的規(guī)模是不行的。例如，自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、通信、電子信息等專(zhuān)業(yè)，全國(guó)有數(shù)以千計(jì)的大學(xué)開(kāi)設(shè)。我們是否可以設(shè)定ist專(zhuān)業(yè)發(fā)展規(guī)模的第一個(gè)目標(biāo)，即爭(zhēng)取在5～10年內(nèi)，有50～100所大學(xué)開(kāi)設(shè)該專(zhuān)業(yè)？如果能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，ist專(zhuān)業(yè)就走上了“可持續(xù)發(fā)展”的大道。到那時(shí)或者更早一些時(shí)日，“試辦”也就必然被“正辦”所取代。

值得指出的是，目前大多數(shù)大學(xué)強(qiáng)調(diào)“辦學(xué)資源有限”，不大愿意支持申報(bào)新的專(zhuān)業(yè)，這對(duì)ist專(zhuān)業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。我校的ist專(zhuān)業(yè)就是經(jīng)過(guò)3年努力，才向國(guó)家教育部呈交《高等學(xué)校增設(shè)專(zhuān)業(yè)申請(qǐng)表》的。

我們需要把圈子搞大些，進(jìn)行跨學(xué)科的大聯(lián)合，集思廣益，合作共贏，謀求ist專(zhuān)業(yè)的發(fā)展大計(jì)。基于中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)(caai)的學(xué)科特色，由caai牽頭組織申報(bào)ist專(zhuān)業(yè)及其一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，是順理成章的。同時(shí)，單個(gè)學(xué)會(huì)也有局限性，雖不能說(shuō)是“勢(shì)單力薄”，但力量不如合作的強(qiáng)大。提倡和實(shí)現(xiàn)多學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦智能科學(xué)技術(shù)教育教學(xué)研討會(huì)，以及多學(xué)科聯(lián)合申報(bào)與建設(shè)ist專(zhuān)業(yè)，將克服原有局限性，并以大聯(lián)合促進(jìn)大發(fā)展，應(yīng)視為一種可行策略。在今后的ist辦學(xué)過(guò)程中，我們需要主動(dòng)加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)會(huì)(含一級(jí)學(xué)會(huì)和二級(jí)學(xué)會(huì))和高等學(xué)校(含重點(diǎn)學(xué)校和一般學(xué)校)的聯(lián)系與合作，力爭(zhēng)辦好已有的ist專(zhuān)業(yè)，創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大輻射作用和積極影響，爭(zhēng)取有更多的高校申報(bào)與加入ist專(zhuān)業(yè)行列。

2) 再接再厲申報(bào)一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，力爭(zhēng)獲得批準(zhǔn)。

在全國(guó)同行及多個(gè)學(xué)會(huì)有代表性的專(zhuān)家建議和支持下，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)及其教育工作委員會(huì)積極組織一批有識(shí)之士，從事“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級(jí)學(xué)科授予權(quán)的論證和申報(bào)工作，并取得重大進(jìn)展。由于一些原因，申報(bào)工作在最后階段未獲通過(guò)與批準(zhǔn)，需要大家繼續(xù)努力。“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級(jí)學(xué)科授予權(quán)的獲得，必將為ist專(zhuān)業(yè)提供更為寬闊的發(fā)展空間，使ist專(zhuān)業(yè)攀登新的高峰。

3) 申報(bào)成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”，并爭(zhēng)取改“試辦”為“正辦”。

目前，國(guó)家教育部的專(zhuān)業(yè)設(shè)置分為“一般”專(zhuān)業(yè)和“試辦”專(zhuān)業(yè)兩種。絕大多數(shù)專(zhuān)業(yè)屬于“一般”專(zhuān)業(yè)，只有少數(shù)專(zhuān)業(yè)為“試辦”專(zhuān)業(yè)。顧名思義，“試辦”者為“試驗(yàn)辦學(xué)”，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的試驗(yàn)后，成功者就可“轉(zhuǎn)正”為一般專(zhuān)業(yè)；不成功者就可能被取消“試辦”資格。當(dāng)務(wù)之急，是要把“試辦”的ist專(zhuān)業(yè)辦好，辦出水平，辦出特色，力爭(zhēng)早日去掉“試辦”帽子。同時(shí)，作好必要和充分的準(zhǔn)備，盡早向國(guó)家教育部申報(bào)成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”，以便得到教育部相關(guān)部門(mén)的更多指導(dǎo)，并通過(guò)“教指委”與兄弟專(zhuān)業(yè)交流，更好地學(xué)習(xí)兄弟專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

4) 高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，全面修訂ist專(zhuān)業(yè)的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，以適應(yīng)國(guó)家對(duì)智能科學(xué)和智能自動(dòng)化高層人才的需要。

《綱要》中提出的“優(yōu)化學(xué)科專(zhuān)業(yè)、類(lèi)型、層次結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合”；“重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)?！保弧按龠M(jìn)高校、科研院所、企業(yè)科技教育資源共享，推動(dòng)高校創(chuàng)新組織模式，培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研與教學(xué)相結(jié)合的團(tuán)隊(duì)”以及“促進(jìn)科研與教學(xué)互動(dòng)、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合”等思想和教改措施，對(duì)于我們轉(zhuǎn)變辦學(xué)觀念和進(jìn)行教學(xué)改革都具有很強(qiáng)的針對(duì)性。我們需要以高屋建瓴的姿態(tài)認(rèn)真深入學(xué)習(xí)，聯(lián)系ist的專(zhuān)業(yè)實(shí)際，注重創(chuàng)新，進(jìn)一步修訂教學(xué)大綱和課程體系，以期更好地滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的要求。各校在修訂專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃時(shí)，要注意保持不同學(xué)校的共性與本校的個(gè)性特色。

5) 樹(shù)立精品意識(shí)，創(chuàng)建更多的精品課程，編寫(xiě)富有特色和體現(xiàn)創(chuàng)新的ist各類(lèi)教材。

由于辦學(xué)歷史較短，辦學(xué)規(guī)模較小，ist專(zhuān)業(yè)的教材建設(shè)遠(yuǎn)未達(dá)到精品境界。隨著時(shí)間的推進(jìn)和辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，加上在教材使用中積累的經(jīng)驗(yàn)和吸取其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)精品課程教材的編寫(xiě)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)問(wèn)題可望逐步獲得解決。我們一定要對(duì)ist專(zhuān)業(yè)的精品課程建設(shè)及其教材建設(shè)，包括基礎(chǔ)教材、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教材、專(zhuān)業(yè)教材和實(shí)驗(yàn)教材等給予高度重視。

6) 下大力氣加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

ist專(zhuān)業(yè)是一門(mén)前沿交叉學(xué)科，也是一門(mén)理論密切聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科。無(wú)論是學(xué)習(xí)和深入理解課程的基本理論知識(shí)，還是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。我們可以把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)看做是一種更加先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它對(duì)學(xué)生提出了更高要求，能夠讓學(xué)生獲取更多的知識(shí)，獲取更強(qiáng)的能力。

在新專(zhuān)業(yè)建設(shè)初期，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入經(jīng)費(fèi)有限對(duì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些不利影響。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們一方面要因地制宜地設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分發(fā)揮有限的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)的作用，盡可能開(kāi)設(shè)出本專(zhuān)業(yè)教學(xué)急需的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；另一方面要積極利用其他“傳統(tǒng)”專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室或公共實(shí)驗(yàn)室，以彌補(bǔ)現(xiàn)有ist專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的不足。

建設(shè)與發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，還有許多需要考慮的問(wèn)題，如建設(shè)一流教師隊(duì)伍、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進(jìn)教學(xué)方法、改善教學(xué)管理、探索產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式、加強(qiáng)校際交流與合作等。這些問(wèn)題也是十分重要的，都是ist專(zhuān)業(yè)發(fā)展值得思考的內(nèi)容。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)和專(zhuān)業(yè)建設(shè)已取得可喜成績(jī)，但與整個(gè)學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)相比，仍存在較大差距和不少問(wèn)題。如果能夠突破現(xiàn)有中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)和智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的局限性，樹(shù)立智能科學(xué)技術(shù)大學(xué)科思想，實(shí)現(xiàn)更廣泛的大聯(lián)合，并采取切實(shí)措施擴(kuò)展智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，我們的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)就有望獲得更快的發(fā)展。

一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)對(duì)于學(xué)科的發(fā)展至關(guān)重要。我們要群策群力，集思廣益，繼續(xù)申報(bào)智能科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)授予權(quán)，并在申報(bào)過(guò)程中最廣泛地團(tuán)結(jié)相關(guān)學(xué)科和學(xué)會(huì)的專(zhuān)家學(xué)者，爭(zhēng)取理解與支持。

上述兩方面是相輔相成的關(guān)鍵問(wèn)題，需要我們轉(zhuǎn)變觀念，樹(shù)立本專(zhuān)業(yè)的科學(xué)發(fā)展觀。如果在這兩方面

能夠取得突破性進(jìn)展，那么專(zhuān)業(yè)發(fā)展的其他問(wèn)題，如改變專(zhuān)業(yè)“試辦”為“正辦”、申報(bào)成立智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、貫徹執(zhí)行《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要》以及課程與教材改革等，就可能迎刃而解。

只要我們?cè)俳釉賲?，團(tuán)結(jié)一心，求真務(wù)實(shí)，科學(xué)發(fā)展，我們的ist專(zhuān)業(yè)就一定能夠越辦越強(qiáng)，越辦越好，辦成有特色、有影響的專(zhuān)業(yè)，辦成一流的專(zhuān)業(yè)。

注：本研究得到國(guó)家教育部精品課程“人工智能”(2003年)和“智能控制”(2006年)、全國(guó)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程“人工智能”(2007年)、國(guó)家級(jí)“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”(2008年)、國(guó)家級(jí)精品視頻公開(kāi)課“人工智能”(2011)以及湖南省和中南大學(xué)精品課程和其他教改項(xiàng)目的支持，謹(jǐn)表感謝。

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人工智能教學(xué)分析范文第5篇

    歌唱聲音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的研究是以聲樂(lè)藝術(shù)科學(xué)化研究為前提的,這種科學(xué)化的研究始于歐洲,它的研究歷史最早可以追溯到18世紀(jì)。

    (一)輕緩起步階段

    早在1703年,法國(guó)醫(yī)生杜達(dá)(Dydart)發(fā)表了《發(fā)聲原理的研究報(bào)告》(MemoiresSurlacausedelavoix)一書(shū),提出了“旋渦”(Vortex)理論,從生理學(xué)的角度對(duì)歌唱發(fā)音的科學(xué)性進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的研究①。1854年,西班牙著名聲樂(lè)教育家和理論家瑪努埃爾?加爾西亞(M.P.R.Garcia,1805-1906)發(fā)明了喉鏡,促進(jìn)了人們對(duì)嗓音生理學(xué)的研究,同時(shí)也開(kāi)創(chuàng)了以人體發(fā)聲機(jī)理作指導(dǎo)的新的教學(xué)方法(機(jī)理教學(xué)法),使人類(lèi)聲樂(lè)發(fā)展史進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)代。1863年德國(guó)海德堡大學(xué)教授亥姆霍茲(HermannVonHelmholtz,1821-1894)發(fā)表了近代世界聲學(xué)史上劃時(shí)代的巨著《作為音樂(lè)理論生理基礎(chǔ)的音的感覺(jué)》(又譯《聲音感覺(jué)論》),將基礎(chǔ)生理學(xué)及解剖學(xué)的研究和數(shù)學(xué)與物理學(xué)分析結(jié)合起來(lái),驅(qū)使吸引人們運(yùn)用聲學(xué)的普遍原理去解釋歌唱發(fā)音的現(xiàn)象,在聲樂(lè)界產(chǎn)生了強(qiáng)烈反響。經(jīng)過(guò)一個(gè)半世紀(jì)的發(fā)展,對(duì)聲樂(lè)演唱和教學(xué)領(lǐng)域的研究,終于從純粹的以人的主觀意識(shí)為主的經(jīng)驗(yàn)主義進(jìn)入了以生理學(xué)和物理學(xué)原理為基礎(chǔ)的客觀科學(xué)主義研究的新高度。

    (二)快速發(fā)展階段

    自20世紀(jì)20年代蘇聯(lián)國(guó)立莫斯科大學(xué)物理學(xué)教授爾謝夫金(SergeyNikolayevitchRzhevkin)和卡贊斯基(VladimirSergeyevitchKazansky)發(fā)現(xiàn)歌手共振峰以來(lái),西方學(xué)者對(duì)歌唱聲音質(zhì)量進(jìn)行實(shí)證性評(píng)價(jià)研究進(jìn)入快速發(fā)展的階段。美國(guó)的巴索洛繆(WilmerT.Bartholomew),威廉?范納德(WilliamVennard),瑞典的桑德柏格(JohanEmilFredrikSundberg)等是這一研究領(lǐng)域的代表。我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始,包紫薇(1981)、王士謙(1986)、韓寶強(qiáng)(1996)、吳靜(2007)、于善英(2010)等學(xué)者相繼在此研究領(lǐng)域取得了一系列的成果。他們的研究主要是運(yùn)用頻譜分析等技術(shù),為歌唱聲音的不同形態(tài)找到相對(duì)應(yīng)的聲學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù),并探索在歌唱評(píng)價(jià)和聲樂(lè)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。這一時(shí)期,王建群(2005)、劉加林(2006)等學(xué)者還從基頻、標(biāo)準(zhǔn)化噪聲能量、聲強(qiáng)等方面研究影響歌唱發(fā)聲質(zhì)量評(píng)價(jià)的相關(guān)參數(shù)。以上相關(guān)研究為基于人工智能技術(shù)的歌唱發(fā)聲質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)研究奠定了基礎(chǔ)。

    (三)縱深拓展階段

    21世紀(jì)以來(lái),計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)與神經(jīng)生理學(xué)、非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展,為基于人工智能技術(shù)的歌唱聲音質(zhì)量評(píng)價(jià)研究提供了更為豐富的研究手段。我國(guó)有關(guān)基于人工智能技術(shù)的歌唱聲音質(zhì)量評(píng)價(jià)研究始于2007年,迄今成果單薄,其中代表性的成果有:王修信等(2007)、羅蘭娥(2008)、李文娟等(2009)、袁劍(2010、2011)。這類(lèi)研究或利用語(yǔ)音分析技術(shù)對(duì)藝術(shù)嗓音進(jìn)行聲音樣本提取,并與標(biāo)準(zhǔn)化聲音或?qū)I(yè)評(píng)委的主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行比較;或制定涉及多項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)方案,然后利用計(jì)算機(jī)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)等知識(shí)原理對(duì)不同聲音評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行分析,最后在此基礎(chǔ)上建立歌唱發(fā)聲質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)機(jī)制。以下本文將以主流研究中的兩種體系———基于歌唱聲音評(píng)價(jià)參數(shù)提取的和基于主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)量化的客觀評(píng)價(jià)機(jī)制為研究對(duì)象,分別以研究思路和方法、研究?jī)?nèi)容、研究結(jié)果、存在問(wèn)題等方面對(duì)其研究成果作出歸納梳理和評(píng)價(jià)。

    二、基于人工智能技術(shù)的兩種評(píng)價(jià)體系

    之所以確定為兩大體系,是因?yàn)榍罢叩难芯炕A(chǔ)是歌唱聲音,后者是建立在主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)量化指標(biāo)的基礎(chǔ)之上的;之所以都確定為客觀評(píng)價(jià)體系,是因?yàn)槎呔\(yùn)用了人工智能技術(shù)。

    (一)基于歌唱聲音評(píng)價(jià)參數(shù)提取的客觀評(píng)價(jià)研究

    直接以歌唱聲音本身作為評(píng)價(jià)參數(shù)的客觀研究目前主要采用兩種方法———神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究方法和特征匹配研究方法。

    1.利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立評(píng)價(jià)機(jī)制的研究

    此種研究方法以廣西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院的王修信、物理與電子工程學(xué)院的羅蘭娥為代表。(1)研究思路與內(nèi)容王修信等先后發(fā)表了《幾種聲學(xué)參數(shù)在藝術(shù)嗓音客觀評(píng)價(jià)中的應(yīng)用》(2007)、《藝術(shù)嗓音歌聲客觀評(píng)價(jià)初探》(2007)兩篇文章,提取歌聲平均能量(表征相同環(huán)境下歌聲信號(hào)的相對(duì)大小)、平均頻率誤差(判別測(cè)試者的歌聲頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率中心是否對(duì)準(zhǔn))、平均音域誤差(表征測(cè)試者音域與曲譜音域的偏離程度)作為客觀評(píng)價(jià)的3個(gè)聲學(xué)參數(shù)。在MATLAB計(jì)算機(jī)培養(yǎng)編寫(xiě)程序②環(huán)境下,使用BP(backpropaga-tion)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法③客觀評(píng)價(jià)藝術(shù)嗓音歌聲質(zhì)量。后篇文章較前篇文章有所深化,將聲源分析樣本從36人增加到48人,明確了性別比例(其中女31名,男18名);在分析方法上增加了多元線(xiàn)性回歸方法。研究認(rèn)為,使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和多元線(xiàn)性回歸方法基本都能正確客觀評(píng)價(jià)歌聲質(zhì)量,且與資深專(zhuān)業(yè)教師的主觀評(píng)價(jià)一致。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法誤差在4%之內(nèi),線(xiàn)性回歸方法誤差在6%之內(nèi),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(模型)客觀評(píng)價(jià)效果較優(yōu)。羅蘭娥與王修信為師承關(guān)系,其研究以王修信的研究為基礎(chǔ)。因此,羅蘭娥在研究方法和觀點(diǎn)上與王修信有不少相似之處,包括如錄音環(huán)境、錄音設(shè)備(軟件、硬件)、聲音樣本提取標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)格式、MATLAB分析程序的選擇等方面。相對(duì)于王修信等的研究,該文的創(chuàng)新之處在于:①明確了歌唱聲音信號(hào)采集的類(lèi)型,使該研究與歌唱實(shí)踐更加契合;②聲音評(píng)價(jià)提取的參數(shù)由原有研究的3項(xiàng)增加到8項(xiàng),對(duì)被評(píng)價(jià)聲音的反映更加全面;③評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)建立所依據(jù)的類(lèi)型增加了評(píng)價(jià)精度更高的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。研究認(rèn)為,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法能正確客觀地評(píng)價(jià)歌聲質(zhì)量,評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高的歌唱者聲學(xué)參數(shù)呈規(guī)律變化;小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法較BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法評(píng)價(jià)精度更高;聲學(xué)參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響度排序依次為第三共振峰、第一共振峰、音域、基頻、平均能量、第三共振峰微擾、第一共振峰微擾、基頻微擾等。(2)評(píng)價(jià)及存在問(wèn)題王修信等的研究在歌唱聲音采樣時(shí)對(duì)于錄音環(huán)境、錄音設(shè)備(軟件、硬件)、聲音樣本提取標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)格式、被錄制對(duì)象的年齡、人數(shù)、唱法等方面都有明確的界定,在規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性方面達(dá)到了較高的要求。該研究對(duì)被錄制對(duì)象的性別和聲部在(2007)中不明確,在(2007)中區(qū)分了男女性別,對(duì)歌唱者的聲部依然未見(jiàn)說(shuō)明。遺憾的是,兩項(xiàng)研究對(duì)歌聲信號(hào)采集類(lèi)型(單音、練聲曲、歌曲片段)及演唱音域未作說(shuō)明,在歌唱藝術(shù)實(shí)踐中,以上內(nèi)容都是對(duì)歌唱發(fā)音評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響的重要因素。羅蘭娥(2008)中涉及到一些與音樂(lè)相關(guān)的概念值得商榷。分析結(jié)果中有:“1號(hào)歌唱者E、F、G三種調(diào)試的第一共振峰均接近450Hz,第三共振峰均接近2500Hz,音域3.5個(gè)八度左右,明顯寬于其他歌唱者”。這里存在兩個(gè)問(wèn)題。首先,這句話(huà)中提及到兩個(gè)音樂(lè)概念———“調(diào)試”和“音域”。在音樂(lè)術(shù)語(yǔ)中沒(méi)有“調(diào)試”這個(gè)概念,結(jié)合多次提到“調(diào)試”的上下文可以推斷,作者指的應(yīng)該是“調(diào)式”。但“調(diào)”和“調(diào)式”的概念在樂(lè)理中的含義是不同的。一般來(lái)說(shuō),孤立的一個(gè)音或毫無(wú)邏輯關(guān)系的若干個(gè)音無(wú)法構(gòu)成音樂(lè)語(yǔ)言,只有把若干個(gè)音按照一定的關(guān)系組織起來(lái)才能塑造音樂(lè)形象,表達(dá)思想感情。主音與它構(gòu)成一定的關(guān)系(主要是傾向性關(guān)系,音程關(guān)系與和弦關(guān)系)的若干個(gè)音所結(jié)合成的音的體系叫做“調(diào)式”。“調(diào)”主要是指主音的音高,亦即整個(gè)調(diào)式的音高。④作者在文中實(shí)際要表達(dá)的意思應(yīng)是用E、F、G三種不同的調(diào)來(lái)演唱歌曲。其次,此句提到歌唱者的“音域3.5個(gè)八度左右”。這個(gè)3.5個(gè)八度如何解釋?以男高音聲部為例,理論上說(shuō),男高音音域的應(yīng)用范圍一般在C1-C3的兩個(gè)八度之間。歌唱實(shí)踐中,因?yàn)樯ひ魲l件和高音技術(shù)原因,能達(dá)到這個(gè)音域范圍的男高音也并不多見(jiàn)。羅蘭娥(2008)的研究中,歌唱聲音樣本錄制對(duì)象為音樂(lè)學(xué)院聲樂(lè)專(zhuān)業(yè)19名21歲-25歲的本科大學(xué)生,就國(guó)內(nèi)的聲樂(lè)教學(xué)現(xiàn)狀分析,這些學(xué)生的演唱音域如果能達(dá)到兩個(gè)八度已經(jīng)進(jìn)入優(yōu)秀的行列了,而結(jié)果顯示1號(hào)歌唱者的音域達(dá)到3.5個(gè)八度左右是不可能存在的。