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人工智能背景下的Python教学探索

更新时间：2019-12-24 10:00:37 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：人工智能python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

近几年随着人工智能的飞速发展,中国、美国已经将人工智能写入战略层面,但高校的程序设计课程与人工智能的发展存在着脱节的现象。本文分析了人工智能特点与发展方向,梳理Python编程语言特点与人工智能的关系,整理针对人工智能的Python程序设计教学内容,结合Python程序设计教学经验,提出人工智能方向的Python程序设计教学目标、教学模式、教学方法。通过教学实验,论证了本Python程序设计的教学方式优于一般的Python程序设计教学方式。


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Computer Era No. 7 2018  
· 76 ·  
DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2018.07.021  
人工智能背景下的Python教学探索  
韩志豪  
(浙江国际海运职业技术学院，浙江 舟山 316000)  
摘
要：近几年随着人工智能的飞速发展，中国、美国已经将人工智能写入战略层面，但高校的程序设计课程与人工  
智能的发展存在着脱节的现象。本文分析了人工智能特点与发展方向，梳理 Python 编程语言特点与人工智能的关系，  
整理针对人工智能的 Python 程序设计教学内容，结合 Python 程序设计教学经验，提出人工智能方向的 Python 程序设计  
教学目标、教学模式、教学方法。通过教学实验，论证了本 Python 程序设计的教学方式优于一般的 Python 程序设计  
教学方式。  
关键词：Python；人工智能；教学方式；程序设计  
中图分类号：G434  
文献标志码：A  
文章编号：1006-8228(2018)07-76-06  
Exploration of Python teaching in the context of artificial intelligence  
Reubin Han  
（Zhejiang International Maritime College, Zhoushan, Zhejiang 316000, China）  
Abstract：In recent years, with the rapid development of artificial intelligence, China and the United States have written artificial  
intelligence into strategic layers. However, there is  
a disconnect between the programming courses in universities and the  
development of artificial intelligence. To solve this problem, this paper analyzes the characteristics and development direction of  
artificial intelligence, combs the relationship between the characteristics of Python programming language and artificial intelligence,  
organizes the teaching content of Python programming for artificial intelligence, and combining with Python programming teaching  
experience, proposes the artificial intelligence oriented Python Programming teaching objectives, teaching models and teaching  
methods. Through the teaching experiments, it is demonstrated that the Python programming teaching method is superior to the  
general Python programming teaching method.  
Key words：Python；artificial intelligence；teaching method；programming  
语言设计编程课程[3]。但是高校教学需要紧跟时代的  
0 引言  
步伐，更要走在时代的前列，与此同时，由于大数据分  
析、人工智能的蓬勃发展，Python语言市场对人才的需  
求，也正处于供不应求的状态。因此将Python程序设  
计作为必修课程显得尤为重要。  
2017 年 7 月国务院发布《新一代人工智能发展规  
[1]  
划》 ，12 月国家工业和信息化部发布《促进新一代人  
[2]  
工智能产业发展三年行动计划（2018-2020 年）》 。  
2018年3月起，在计算机二级考试加入了“Python语言  
程序设计”。Python 语言因其特有的属性：简洁高效、  
解释性、可扩展性、生态性[3]，而成为了最受欢迎的语  
言，它丰富的第三方库，既避免了重复开发，又增加了  
语言的张力。目前，98％的人工智能的开发，用的是  
Python语言编程。  
Python语言是一种解释型高级语言，可移植、跨平  
台、面向对象等特点，运用场景也越来越广泛[3]。与此  
同时，人工智能提升到了国家战略层面，推动着人类  
第四次工业革命。国内高校对 Python 与人工智能的  
教学研究还相对较少，人工智能主要集中在科研领  
域。在此环境下总结Python教学经验，探索人工智能  
在高校传统的教学中，用 C/C++或 Java 作为主要  
收稿日期：2018-04-16  
作者简介：韩志豪（1991-），男，浙江舟山人，本科，软件工程师，主要研究方向：深度学习，电子海图，Python开发。  
计算机时代 2018 年 第 7期  
· 77 ·  
方向的Python程序设计教育教学。  
避免了重复编程，提升了编程效率。  
⑷ 高层语言、面向对象。Python是一种高层语言，  
当用Python编程时，无需考虑内存细节、指针问题等。  
而Python的语法既支持面向对象也支持面向过程。  
⑸ 跨平台、可移植性。Python 是一种解释型语  
言。这使得 Python 的程序可以直接在各种系统（如  
Linux、Windows、MacOS）拷贝运行，不必担心环境  
配置问题。  
1 背景  
1.1 人工智能的发展与教育  
人工智能最早于1965年在Dartmouth学会上被提  
出，随后被定义为“人工智能就是研究如何使计算机  
[4]  
去做过去只有人才能做的智能的工作”，人工智能最  
开始被盲目追捧，到 20 世纪七八十年代遭遇发展瓶  
颈，但在2016年谷歌基于深度学习的AlphaGo战胜了  
围棋世界冠军，又一次激发了人们对人工智能的热情[5]。  
人工智能（英语：Artificial Intelligence,AI）的核心  
是能够构建与人类交流、学习，甚至超越人类推理、知  
识、规划、学习、交流、感知、移动和操纵物体的能力[6]。  
目前，我国常用的人工智能方向，主要有无人驾  
驶、机器学习、智能搜索、智能推荐、图像识别、语音翻  
译、机器人、博弈、预测等。国内科技巨头华为、百度、  
阿里巴巴、腾讯、科大讯飞等公司，加快布局了人工智  
能的研究，他们成立了专门的研究机构，开放他们的  
定制平台，如百度的apollo系统，用于无人驾驶。阿里  
巴巴的阿里云ET城市大脑，用于交通管理；科大讯飞  
的语音云，用于语音识别与实时翻译。而国内高校对  
人工智能的研发与教学布局还相对较弱。  
2 Python程序设计教学探索  
为了适应没有编程基础的学生能学深 Python 语  
言编程，同时紧跟人工智能的时代背景，Python程序设  
计 课 程 内 容 主 要 包 括 ：Python 简 介 ，Python 安 装 ，  
Python输入输出，数据类型与变量，运算符，条件语句，  
循环语句，Python特性，函数，面向对象，常见类库，人  
工智能编程。  
2.1 Python程序设计教学目标  
教学目标是使学生进步和变化的明确表述，也是  
教学活动期望得到的学生的学习结果。因此，Python  
程序设计的教学目标在整个教学活动中，起着引导性的  
作用。  
教学目标一 学生具有用Python编写基本程序的  
能力。要求学生根据程序的功能需求，建立面向对象  
框架，基于常用类库，使用Python语言编程并调试，最  
终实现程序功能。  
1.2 Python编程语言的背景与特点  
21世纪，计算机经历了飞速的发展。计算机的编  
程语言也蓬勃发展，出现了汇编语言、C++、Java、C#、  
PHP、Python、Objective-C 等等，但是像 Python 语言既  
具有面向对象的特点，又像脚本语言方便上手，却很  
少有[7]。因此，在2016年，教育部高等学校大学计算机  
课程教学指导委员会发布了《大学计算机基础课程教学  
教学目标二 学生掌握Python编程的特性。每一  
种编程语言都大同小异，但每一种编程语言都有它独  
有的特性。而Python语言是解释型语言，非常容易进  
行混合语言编程，方便使用它的第三方库。因此在运  
用 Python 时，必须避免与其他语言混淆，而学生掌握  
Python 语言的特性显得尤为重要。其中 Python 较为  
著名的特性有：①字典；②切片；③生成式；④生成器；  
⑤逗号的用法；⑥简单循环；⑦浅拷贝与深拷贝；⑧类  
[8]  
基本要求》（简称：《基本要求》） ，《基本要求》首次建  
议将Python语言作为首门程序设计课程的教学语言。  
相比其他的传统语言，Python语言有如下的特点。  
⑴ 简洁、易学。Python 的语法逻辑清晰，简化变  
量类型的区分，并且增加多维度运算、多类型运算等，  
简化了编程的语义表达，提高了程序的可读性，增强  
了程序的逻辑结构。  
属性与实例属性；⑨装饰器，⑩正则表达式。  
⑴ 字典的示例代码  
name_scores=‘{ Jack’:80,‘Kevin’:95,‘Pony’:75}  
print(name _scores‘[ Kevin’])  
输出：95  
⑵ 可嵌入性、可扩展性。Python语言可以嵌入到  
C++语言中，从而提供脚本编程的功能。Python 程序  
中，也可以加入C++语言，来提高运行的效率。  
⑶ 开 放 、开 源 。 Python 语 言 遵 从 GPL（GNU  
General Public License）协议，所有的代码都可以开放  
出来，这也使得 Python 拥有 12 万个以上的第三方库，  
⑵ 切片的示例代码  
sale=[155,102,74,11,55,87,63,42,99,82]  
print(sale[0:3])  
输出：[155,102,74]  
print(sale[-3:-1])  

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