关于人工智能时代的计算机程序设计教学初探

摘要：本文通过对人工智能语言特点进行分析，以人工智能时代大数据背景为基础，对人工智能时代的计算机程序设计教学工作进行了有关探讨。

关键词：人工智能;计算机程序设计;教学

中图分类号：G642;TP311.1-4文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0004-01

Abstract：Based on the analysis of the characteristics of artificial intelligence language and the background of big data in the era of artificial intelligence， this paper discusses the teaching of computer programming in the era of artificial intelligence.

Key words：artificial intelligence;Computer programming;teaching

引言：人工智能正逐渐进入人们的日常生活，成为互联网之后第四次工业革命的中坚力量。了解人工智能、学习人工智能应用对当前计算机程序设计十分重要。本文希望做到抛砖引玉，促进人工智能时代计算机程序设计教学的改革。

1人工智能时代，计算机程序设计背景

作为计算机科学的分支之一，人工智能领域的研究包括语言处理系统、自主学习系统、专家系统等诸多方面。当前人工智能技术的发展主要依赖于机器学习与大数据分析。换而言之，人工智能的发展就是在大数据基础上开展机器自主学习。而计算机程序设计是由算法和数据结构组成的，因此，人工智能与计算机程序设计存在一定联系。人工智能的发展必然离不开计算机程序设计。机器学习是让计算机模拟人类的学习行为，自主获取新的知识技能。该技术是人工智能的核心，实现该技术需要多种方法支持，比如集成学习、度量学习、强化学习等，其中大部分方法是由数据进行驱动，通过自主学习更好的分析数据、理解数据，挖掘数据背后的隐藏关系。深度学习是由神经网络发展而来的，也包括许多种模型，比如卷积神经网络模型、循环神经网络模型等。大数据作为机器学习的基础，要做到三点，1、数据量大2、数据到达速度快3、数据类别多。大数据不单单指数据量大，而是要在量大的基础上开展机器学习，挖掘出数据中的隐藏价值，提升机器智能水平。机器学习在大数据的支撑下，会有很大的计算量，例如深度学习中需要进行深度学习的神经网络可以达到上千层，为了提升学习效率，高性能多线程的计算机系统是必不可缺的，这也需要当今计算机硬件技术进行突破[1]。

2人工智能时代的计算机程序设计语言

在人工智能时代的背景下，计算机程序设计也应当尽量迎合人工智能时代的发展。很多语言都可以应用于人工智能的开发，但不是所有语言都能够以最大效率对人工智能进行开发。Python，是人工智能领域使用最广泛的编程语言之一，可以无缝的和其他AI算法一同使用。该语言作为脚本语言语法结构相对简单，接近日常语言，因此可读性较高，适用于作为计算机程序设计的入门语言。JAVA，作为一种面向对象的编程语言，也是进行AI项目的较好选择，提供了内置的垃圾回收，主要用于AI项目上的高级功能。C++作为速度最快的面向对象语言，对于AI项目的建设十分重要，例如在智能搜索引擎中，可以广泛使用该语言。Prolog，作为逻辑编程语言，可以提供模式匹配和基于树的数据结构化机制，该机制能够给AI项目建设提供较为良好的框架，对AI编程十分有利[2]。

3人工智能时代的计算机程序设计教学

3.1入门语言选择。计算机程序设计一般是高等院校设立的教学内容，对于大学生来说，是一种较为新颖的学习内容，因此对于计算机程序设计的入门语言，应当选择可以轻松上手，还能够传递计算机程序设计的基本理念、培养学习兴趣的编程语言。C语言作为最传统的计算机编程语言，被广泛作为高校计算机编程语言的入门语言，但容易使学生在学完之后没有较高的性质，甚至产生畏惧心理。将Python为入门语言，能够让学生更为轻松的进入应用开发，作为入门语言基础，在学习面向对象程序设计语言，应当更为有效[3]。

3.2编程环境。计算机程序设计的编程环境，应当选择尽量友好、界面简单、简洁的工作配置环境。对于学生来说，学习JAVA语言需要做大量的环境配置，这对新手来说十分不友好。编程环境也要尽量应用高级程度的环境，在一个环境下完成多個编程周期的工作。编程环境也应当包含进可能多的常用开发包，Anaconda就拥有超过1000个数据科学软件开发包。

3.3教学案例。如果计算机程序教学活动将重心过多的放在编程语言的语法结构上，就容易让教学课堂变得枯燥，使学生丢失学习兴趣。因此，传统的计算机程序设计教材教学需要进行变动。教师在教学过程中应当结合实际开发项目进行拓展教学，教学所选用的案例可以是教师自己的研发项目，也可以是一些著名的开发案例，这样可以让学生从理论联系实际，动手进行程序开发设计，培养学生的学习兴趣。

3.4引入数学建模思想。作为一种数学思考方法，数学建模是通过运用数学语言抽象刻画解决实际问题的数学手段，可以将实际问题用数据和简便语言表示。这样一些问题就可以变形成为图论问题，因此，在进行图论问题教学时，可以将数学建模的思维融入到教学过程中，通过具体的案例，让学生建立相应的数学模型，再以此为基础进行程序设计教学。

4结语

为了迎合人工智能时代的到来，计算机程序设计教学也应当作出相应改革，需要在先进的教育理论指导下，改变传统的教学结构，发挥教师主导作用，同时培养学生学习兴趣，提高编程能力，真正做到“教学并重”。

参考文献：

[1]牟伦田.人工智能时代的计算机程序设计教学探讨[J].科教导刊，2018，000（003）：106-107，134.

[2]王筱竹，JosephOsunde，DannyBarthaud，等.人工智能辅助会话式编程：一种性别包容的程序设计教学法[J].中国远程教育（综合版），2018（8）：70-78.

[3]聂芬.基于人工智能的计算机离线编程系统开发研究[J].电脑编程技巧与维护，2018，000（001）：43-44，57.

作者简介：金雯岚（1980.6--），女，汉族，山东临沂人，高级讲师，硕士，主要从事计算机编程、数据库、云计算平台运维专业的研究和教学。