人工智能专业课程设计范文

人工智能专业课程设计篇1

关键词：智能科学与技术；综合性大学；机器人

中图分类号：G642　文献标识码：B

1　引言

经过近几十年的发展，智能科学技术已经成为信息领域的重要生长点，其广泛的应用前景日趋明显。为了适应社会经济发展的需求，南开大学于2005年开始建立“智能科学与技术”本科专业，经过一年时间的缜密准备，2006年正式开始招生。该专业以信息学院机器人与信息自动化研究所、自动化系、计算机科学与技术系等单位为学科依托，覆盖了这些学科上的多个博士点和硕士点。该专业面向前沿高技术，注重系统集成和相应的工程实施能力，以机器人技术等作为载体，强调学生一定的工程实践能力，并授予工学学士学位。

作为一个成立不久的新兴交叉专业，“智能科学与技术”专业没有成熟的教学计划可以遵循。特别是对智能科学这种前沿叉学科而言，如何完善人才的培养机制，以满足国民经济对于智能技术专业人才的需求，是该专业建设成败的关键性因素。另一方面，21世纪科学技术的交叉与综合，社会经济的迅速发展，国际竞争的加剧，对人才的培养机制以及人才的素质、能力、知识结构等方面都提出了新的要求。基于以上原因，为了建设好“智能科学与技术”专业，实现该专业的培养目标，我们必须针对该专业学科交叉的特点，总结传统教学方法、教学手段的优点与不足，优化课程设置和教学计划，充分体现该专业面向前沿高技术的优势，根据应用型、开发型的专门工程技术人才的需要，注重理论联系实际应用，强调课堂讲授与动手实验相结合。在制定教学体系和有关实验环节时，我们根据南开大学的办学特色，研究出一套既能够充分发挥南开大学的教学优势，又符合智能专业学科特点的教学模式。

2　兼顾专业特色与南开大学特点的教学计划设置

对于南开大学“智能科学与技术”专业而言，能否扬长避短，制订出结构合理且便于实施的教学计划，是决定该专业建设成败的至关重要的环节。

2.1　教学计划安排

南开大学信息学院设有计算机科学与技术、自动化等多个本科专业，学科交叉优势非常明显，这正是建设“智能科学与技术”专业所必需的学科基础。此外，南开大学机器人研究所在智能系统设计等方面具有多年的研究经验，可以将研究成果转化为教学内容，以进一步提高人才培养的水平。但是，从另一个方面来看，南开大学在脑科学与认知科学等方面开展的研究不多，要在认知理论等领域培养高水平的人才具有一定的难度。基于这种情形，在设计“智能科学与技术”专业的教学计划时，必须充分发挥我们在机器人研究方面的优势，重点培养学生在智能系统设计与分析方面的能力，使其针对各种具体要求，能够选择合适的传感与执行器件，集成多种智能技术与策略，完成工程系统的设计。

不可忽视的是，作为一所综合性大学，南开大学的工科基础相对薄弱，缺乏与智能学科有关的其他学科，如机械工程等。在这种大环境下，必须根据“智能科学与技术”本身的专业特点以及南开大学自身的具体情况来设置相应的课程以及教学计划，探索出一种能够充分发挥南开大学本身的理科优势和在机器人等智能系统上的研究经验，并且带有显著工程科学特色的学科建设方法和本科培养模式。为此，该专业所开设的课程和教学计划应该充分体现面向前沿高技术的特点，强调应用型、开发型的专门工程技术人才的需要，从培养目标、课程设置、实验及实习安排等方面都必须具有科学而合理的实施方案，使将来的毕业生可以成为在相关领域的研发中迫切需要的智能科学与技术方面的专业人才；这些人才应该也可以面向产业需求，在信息技术、智能家居、控制工程等领域从事智能信息采集与处理、智能系统设计与集成等方面的教育、开发与研究工作；还可以在与智能科学与技术相关的诸多方向继续深造。

需要强调的是，“智能科学与技术”专业并不是自动化、计算机等现有专业的简单组合，而是面向前沿高技术，具有自己独特定位和完备教学计划的新兴交叉专业。在设计“智能科学与技术”专业的教学计划时，我们根据南开大学综合性大学的具体情况，充分考虑到智能专业的多学科交叉特点，重点培养学生在智能系统设计与分析方面的能力，在课程体系中偏重工程技术素养方面的锻炼，最终将为该专业的毕业生授予工学学位。因此，在选择教学内容时，我们主要针对智能系统中常见的传感与执行器件，以及与之相关的各种智能技术进行介绍与分析。通过开设传感器、运动控制等课程，使学生熟悉各种光、机、电器件特性，使他们能够针对不同场合下的各种具体应用对象合理选择各种传感与执行器件，如压电陶瓷、激光、声纳、液压等元件，将其进行集成后完成预定的单元任务，并进而分析、设计和实现机器人等各种综合性的智能系统。

实现上述目标的重点在于使学生理解与掌握各种常见的智能技术，并且能够将其用于解决工程实际问题。因此，除了让学生学习认知科学基础、电子技术、计算机、自动控制原理等课程之外，本专业还特别开设了“智能技术”与“智能工程”等数门核心专业课程。此外，由于本专业侧重点在于工程实际应用，而各种智能技术必须具备一个起码的工程载体，因此，在课程计划中，除了讲授各种智能技术之外，还必须包含机械工程基础、工程光学基础等课程，使学生通过这些课程的学习，了解常见的光学和机械传感与执行元件。其中，“工程光学基础”将主要介绍智能系统中主要的光学传感与执行器件，该课程配有相应的实验。通过该课程的学习，学生可以掌握工程光学的基本概念和计算方法，了解常用的光学检测和执行技术，在此基础上，能够根据实际智能系统的需要，选择合适的光学器件和计算主要的光学参数。

根据上述设计思路，我们为“智能科学与技术”专业制订了合理的教学计划。该专业学生共需取得150个学分，方可获得工学本科学位。这些学分的具体分配如下：校公共必修课4分(926个学时)，主要学习数学、物理、英语等公共基础课程；院系公共必修课30.5个学分(659个学时)，主要包括电子技术、电路基础、计算机程序语言等课程；专业必修课29个学分(498个学时)，主要包括自动控制原理、智能技术、智能工程等专业核心课程：专业选修课为26，5个学分，学生可以从机器人学导论、数据结构、运动控制等课程中选择适合自己实际情况的课程来学习，为自己将来从事智能系统方面的研究打下基础：任选课为 15个学分，这部分课程可以拓宽学生的知识面。大部分专业必修课程都安排了实验或者上机，以通过实际应用增进学生对基本理论的理解。

2.2　核心专业课程

对于南开“智能科学与技术”专业而言，“智能技术”和“智能工程”等课程是体现专业特色的核心课程，它们在一定程度上决定了是否能实现预期的专业人才培养目标。以下将对这些专业课程进行具体介绍。

“智能技术”是智能科学与技术专业最重要的核心专业课程之一，包括6个学分。教学中既有理论讲授，还包括大量仿真训练与实验操作。该课程包括以下三部分：人工智能、计算智能与机器视觉。其中，人工智能以符号主义为主线讲授人工智能的基本概念、原理与方法；计算智能以联接主义为主线讲授计算智能的基本思想、方法；而机器视觉是基于模式识别的智能方法，重点讲授机器视觉的基本流程与方法。通过智能技术的学习，力争使学生能够掌握智能技术的基本原理和方法。通过课堂讲解，并配合一定的作业练习、上机实验等环节，使学生初步具备运用智能技术和方法分析问题和解决问题的能力。

“智能工程”是一门解剖实际智能系统设计与分析过程的核心专业课程，它与“智能技术”之间是前后承接的关系。该课程将通过分析典型的智能系统讲授各种智能技术在工程实际系统中的应用。总体而言，该课程面向智能系统的实际应用，着眼于使学生理解如何解决工程应用中的技术问题。为此，将通过具体分析移动机器人、无线传感网络等实际智能系统，使学生了解智能系统的基本结构和各个组成单元，并更好地理解之前所学的信息检测与传感、信号处理、运动控制等技术以及各种智能信息处理方法，使学生初步具备综合运用多种智能技术分析、设计和实现智能系统的能力。

2.3 教学计划实施

作为一个多学科交叉的本科专业，“智能科学与技术”的教学内容相对较多。该专业的很多课程都是现有研究生课程的下移，但不能完全沿用研究生的教学内容和授课方式，否则，在知识储备和学习能力方面的差距将使本科生很难理解、消化、吸收授课内容。因此，在组织教学时，强调授课内容突出重点，以点代面，着重讲授基本方法及其实际应用，尽量避免讲授枯燥的理论或过于抽象的内容。此外，为了适应学时方面的要求，智能技术和智能工程等课程重点讲授清楚一至两种智能信息处理技术，透彻剖析一至两个智能系统，并通过随后的专业实践等课程，进一步加深学生对各种智能技术和智能系统的理解。

在我国现行的教育体制中，中学阶段和大学阶段的学习差异性非常大，很多大学生在入学之初表现出非常明显的新生综合症。此外，很多大学生在专业课程选择、职业规划等方面疑虑很多，迫切需要经验丰富的教师进行引导。基于上述原因，并考虑到“智能科学与技术”专业课程难度较大，我们在该专业中引入了教授学业导师制度。即为该专业的各个班级分配一名学业导师，他们都是本专业年富力强、教学经验丰富、研究成果突出的中青年知名教授。其中，前两届学生的班导师曾分别留学美国康奈尔大学和加州大学伯克利分校。这些班导师可以为学生在专业课程选择、职业规划等方面提供非常具体的意见，也可以引导高年级学生积极参加专业实践，加速学生成才。

迄今为止，南开大学“智能科学与技术”专业的教学体系已经基本建设完成。现在，该专业已经有三届学生，教学情况良好，教授学业导师制度也得到了学生的广泛认可。初步的实践经验表明：我们所制订的教学计划合理性好，实现了预期的教学效果，可以达到“智能科学与技术”专业人才培养的要求。

3　实验和实践环境建设

3.1整体建设思路

作为一个面向应用的学科，“智能科学与技术”专业必须非常重视工程训练。因此，我们除了精心设置有关课程讲授基本理论，组织教学实习之外，还必须着眼于实验室的建设。通过创建高水平的实验环境，为学生提供一个实践、测试、研究基本理论的场所，切实增强学生的动手能力和工程创新意识。能否获得一个高水平的实验环境，是“智能科学与技术”这个新专业人才培养成功与否的关键因素之一。

南开大学信息学院具备良好的实验条件，机器人研究所现有的科研设备也可以为“智能技术科学”的本科生提供较好的实践平台。尽管如此，原有的实验室只能满足“智能科学与技术”专业起步期的教学工作需要，而对于体现专业特色的课程，如智能技术、智能工程等，需要有相关配套实验，因此必须创建一个高水平的实验环境，以满足专业课程教学的需要。考虑到经费和实验面积两方面的限制，要想在短期内获得一个完全满意的实验环境，难度很大，因此需要采用分批次、循序渐进的方式建设智能专业的整体实验环境。一方面，通过一年半左右的时间规划并建设好“智能科学与技术”实验室，以满足“智能技术”、“智能工程”等主要专业课程的教学要求；另一方面，可以借助于机器人研究所等单位的实验条件，暂时缓解部分课程的实验压力。

3.2　“智能科学与技术”实验室建设

“智能科学与技术”实验室的主要作用是开设与智能系统有关的实验，以体现本专业的特色。所以，建设该实验室将重点考虑如何为本专业的核心课程提供必不可少的实验条件，使学生通过大量实验操作掌握智能系统中测量、感知与执行的基本技术手段与方法，并能对整个系统进行综合分析与评价，增强学生对所学习基本理论的感性认识，深化其对专业知识的理解。在此基础上，可以引导学生在实际操作中发现问题，综合运用所学知识解决问题，训练学生逐步养成系统整体设计的技能，以培养“智能科学与技术”领域的工程创新性人才。

自南开大学建立“智能科学与技术”专业以来，我们对于该专业实验室的建设进行了长期调研，在此基础上，根据南开大学的学科特点及现有的实验室基础，我们规划了“智能科学与技术”专业实验室的建设方案，对各个实验计划进行了详细论证。在南开大学新专业建设经费的资助下，南开大学信息学院和教务处、设备处密切合作，筹集资金购置了相应的实验设备，初步建设完成了“智能科学与技术”专业实验室。实验室的主要设备如表1所示，包括机器视觉、移动机器人、磁悬浮系统、三自由度直升机、电梯群控系统等多套实验系统，这些设备可以基本满足智能技术、智能系统、专业实践等课程的教学需要。特别需要指出的是，一些实验环节，如电梯群智能控制调度及远程维护系列实验，是首次引入本科教学体系的实验课程。

3.3　以科研环境促进实验教学

不可否认的是，“智能科学与技术”实验环境建设是一项任重而道远的工作，要想在短期内完善实验环境，使之能够完全满足“智能科学与技术”教学的需要，难度很大。在这种情况下，必须开阔思路，采用多种方式进一步拓展实验渠道，如借助外单位设备组织实验教学等。

我校“智能科学与技术”专业的主要依托单位为信息学院机器人与信息自动化研究所。该所在机器人及相关技 术的研究方面处于国内领先行列，配置有移动机器人、医疗机器人、无线传感网络等多套实验设备，承担了大量国家与省部级的研究项目，具备了良好的实验条件。因此，我们充分利用该所良好的科研环境来促进实验教学。一方面，我们经常性地组织“智能科学与技术”专业的低年级本科生前来机器人所参观实习，通过教师的详细讲解，使学生初步认识机器人等智能系统的基本结构和主要组成单元，为将来学习智能技术和智能工程等课程建立感性认识，同时也使他们更好地理解本专业特色，激发学习兴趣。另一方面，在专业课程的教授过程中，教师根据具体的教学内容组织学生到机器人所进行各类演示性实验，使学生更好地理解各类智能技术。除此之外，为了切实提高“智能科学与技术”专业高年级学生的工程创新能力，学生进入大三，初步完成电子技术、计算机、智能技术等专业课程的学习后，我们逐步引导学有余力的学生提前进入实验室，参与各类研究项目，鼓励他们应用掌握的知识设计实际工程系统，激励他们的创新意识。

3.4　专业实践环节设计

为了实现“智能科学与技术”交叉工科专业的人才培养目标，必须为学生安排充分合理的教学实践环节，使学生通过解决实际问题掌握有关理论知识，提高设计与分析智能系统的能力，提高他们对于本专业的信心。在教学计划中，我们对学生的实习环节进行了精心规划，在教学的后期，积极引导学生参加各个层次的实践教学活动。

在教学计划中，“智能科学与技术”专业开设“专业实践”课程，主要目的是让智能专业的本科生进一步熟悉各类智能系统，针对磁悬浮、直升机等实验系统设计出合适的智能控制方法，并最终完成算法实现、系统性能测试、研究报告撰写、期末答辩等工作，力争使学生能够应用模糊控制、专家规则等智能控制方法解决工程实际问题。

除了鼓励学生积极参加“百项创新”、“挑战杯”等项目之外，从三年级开始，我们将有针对性地选择高年级学生进入南开大学机器人所实习，参加国家与省部级科研项目，挖掘他们的创造性潜力，激励他们今后投身于智能科学与技术学科方向的研究与开发工作。

人工智能专业课程设计篇2

关键词:人工智能;创新性教学;精品课程;课程建设;教学改革

人工智能课程是计算机类专业的核心课程之一,也是智能科学与技术、自动化和电子信息等专业的重要课程,其知识点具有不可替代的重要作用。该课程内容广泛,具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性[1],其开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力,为学生提供了一种新的思维方法和问题求解手段。同时,本课程能够培养学生对计算机前沿技术的前瞻性,提高他们的科技素质和学术水平。通过课程的学习,学生对人工智能的定义和发展、基本原理和应用有一定的了解和掌握,启发了对人工智能的学习兴趣,培养创新能力。

中南大学人工智能课程开设于20世纪80年代中期。1983年,蔡自兴作为访问学者赴美国普度大学研修人工智能,并与美国国家工程科学院院士傅京孙(K. S. Fu)教授及清华大学徐光v教授合作研究人工智能。在傅京孙院士教授的指导下,蔡自兴和徐光v教授执笔编著《人工智能及其应用》一书,并于1987年5月在清华大学出版社问世,成为国内率先出版的具有自主知识产权的人工智能教材。本教材不仅为我校人工智能课程提供了一部好教材,而且促进了国内高校普遍开设人工智能课程。此后,又陆续编著出版了《人工智能及其应用》第二版、第三版“本科生用书”和“研究生用书”、第四版等,修读该课程的学生也与日俱增。该书第二版还获得国家教育部科技进步一等奖。经过近20年建设,该我校人工智能课程于2003年评为国家精品课程,并在2008年评为国家双语教学示范课程。这是至今国内唯一同时获得部级精品课程和双语教学示范课程的人工智能课程。同时,我们还开发了人工智能网络课程,具有网络化、智能化和个性化等特色,被国家教育部评为优秀网络课程,供兄弟院校人工智能教学参考使用,受到普遍欢迎[2]。

作为国内第一门人工智能精品课程,我们按照教育部精品课程标准建设《人工智能》课程,尤其是在教学内容、创新性教学方法和教学模式上进行不断进行改革与探索,取得了很好的效果。本文即为我校人工智能精品课程建设与改革经验的初步总结。

1教学内容优化

1.1课堂教学内容优化

教学内容的确定是课程的首要任务。如何选好教学内容,使学生既能了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件难事。教学内容除了包含基础理论外,还应该反映人工智能领域的新发展和新动态,跟上学科发展的步伐。本课程最初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表示以及推理,而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。

近年来人工智能科学的快速发展,涌现出了大批新的方法和算法,研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和Agent等。

学内容,既能使学生了解本领域的概貌,又能适合学生的基础,便于他们在有限的时间完成学习任务,是一件难事。教学内容除了包含基础理论外,还应该反映人工智能领域的新发展和新动态,跟上学科发展的步伐。本人工智能课程最初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表示以及推理,而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。

近年来人工智能科学的快速发展,涌现出了大批新的方法和算法,研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和Agent等。

随着科学技术的不断进步,在科学研究和工程实践中遇到的问题变得越来越复杂,传统的计算方法无法在一定时间内获得精确的解。为了在求解时间和求解精度上取得平衡,很多具有启发式特征的智能计算算法应运而生。这些算法通过模拟大自然和人类的智慧来实现对问题的优化求解。计算智能作为人工智能的一个新的分支是目前的研究热点,它主要涉及神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命等领域,在如模式识别、图像处理、自动控制、通信网络等很多领域都得到了成功应用。另一个近10年来人工智能的研究热点是Agent和多Agent系统,其理论最早来自分布式人工智能,并随着并行计算和分布式处理等技术的发展而逐渐成为热点。

以上两个内容都是人工智能的重要分支。因此,我们在《人工智能及其应用》第三第3版[3]和第四第4版教材[4]中已经顺应形势加入了这方面的内容,并将教学内容也进行了相应的扩展,加入了计算智能、分布式人工智能与Agent。由于不确定性推理和基于概率的推理方法应用也越来越广泛,我们也将此类非经典推理方法单独作为一章来进行教学。另外,还增加了一些新的内容,如本体论和非经典推理、粒群优化和蚁群计算、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学,以及路径规划和基于Web的专家系统等。图1给出本课程的教学内容大纲。

人工智能的教学内容涉及面广且内容较多,要在有限课时内完成教学计划并让学生掌握,具有一定难度。因此需要根据教学对象的需求有所取舍。中南大度。因此需要根据教学对象的需求有所取舍。中南大学在智能科学与技术、计算机、自动化三3个专业中均开设了人工智能课程,根据相关专业课程教学对象,对学时和教学内容进行适当调整。对于智能科学与技术专业,人工智能课程为必修课,共48个学时含实验8个学时。表1表示为相关专业的人工智能课程教学内容分配情况。对于计算机和自动化专业,人工智能课程为选修课,共32个学时含实验8个学时。许多兄弟院校的计算机专业都把人工智能定为必修课,课程学时也在50学时左右。因此,我们一再强烈建议我校的计算机专业把人工智能列为必修课,并适当增加学时。由于智能科学与技术专业开设有专家系统和智能计算选修课程,因此在人工智能教学内容中只将这两部分做简要阐述,而将重点放在知识表示和推理以及扩展应用上。对于计算机专业学生来说,除基本的知识表示和推理外,计算智能和Agent技术也是他们在软件开发和通讯技术理论学习中需掌握的重要概念。同时,计算智能、专家系统对自动控制和电气工程也十分重要,对自动化专业则应掌握该方面的内容。

1.2实验实践教学创新

国内人工智能课程在开设之初大多没有安排实验内容,仅为理论基础和概念讲授。由于理论比较抽象,很难理解,学习效果不理想,学生们对于其应用实现也十分困惑。此后,各高校也逐步在该课程中分配了实验学时,大多数采用prolog语言和专家系统作为实验语言和对象[5]。为了改进该课程的教学,我们也从没有实验到将实验学时从零调整为设置4个学时的实验课时,然后到现在的8个学时的实验课时。随着课堂教学内容的改革,实验内容也进行了优化和更新。

人工智能课程实验的目的是帮助学生掌握基本理论,发挥主动性,研究探讨人工智能算法和系统的运行和实现过程,提出思路并验证自己探索的思路,从而更好的地掌握知识,培养研究能力和创新能力。因此,在实验教学内容的设计上,实验项目应具备研究性和综合性。实验项目目标明确,要求学生带着问题和任务进行实验,但实验过程又要有一定的灵活性,学生可以根据自己的思考进行适当的调整。再者,充分采用虚拟实验方式进行实验,大大提高了学生的兴趣,提供了分析和探讨智能算法的很好平台。同时,学生的实验数据和实验结果分析既有格式要求,又给学生报告自己的研究的过程和结果留有空间,并在评分时加以充分考虑。这些做法能够鼓励学生,特别是鼓励优秀学生进行独立性研究,满足他们学习的需求。

1) 人工智能课程的实验环节不足和课时分配问题。

中南大学的人工智能课程的实验环节经历了从精品课程建设前没有到开设,一直到其内容和形式上的不断改进过程。但目前实验还主要处于演示性和编程的实验阶段,而非设计和训练阶段。此外,由于人工智能课程涵盖范围广、内容多,而课程所设置的学时有限。,如何分配好课堂教学与实验课时也是一个需要在今后课程建设中不断探索的问题。

对于某些专业的人工智能课程,可以考虑单独开设人工智能实验课程或人工智能程序设计与实验课程。

2) 人工智能技术发展迅速情况下如何保持该精品课程持续发展的问题。

人工智能作为一门高度融合的交叉科学,其发展速度迅速,不断有新理论、新问题涌现出来。我们的

人工智能教学既要注重基础理论知识,又要紧跟学科发展的步伐,势必要求对课程内容进行不断更新,这对我们的教学资源和教师素质都提出了更高的要求。

4结语

本文介绍了中南大学的精品课程――人工智能课程教学内容和创新性教学方法的一些探索,已在课堂教学内容的优化、实验环节的改进、教学方法的创新的实施上取得了很好的效果,充分激励了学生的学习积极性和主动性,多方位培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。我们的想法和做法可供兄弟院校同行参考。不过,仍然存在一些不足之处。随着智能科学与技术的发展和更为广泛的应用,人工智能课程的重要地位必将更加突显,我们也需要继续努力,与时俱进,不断完善人工智能精品课程的建设。

注:本文受教育部质量工程部级精品课程人工智能(2003)、全国双语教学示范课程人工智能(2007)项目支持。

参考文献:

[1] 薛莹. 创新教育新途径人工智能与机器人教育:哈尔滨市教育研究院张丽华院长访谈录[J]. 中国信息技术教育,2010(1): 20-22.

[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等. 树立精品意识搞好人工智能课程建设[J]. 中国大学教学,2004(1):28-29.

[3] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2003.

[4] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2010.

[5] 韩洁琼,闫大顺. 人工智能实验教学探讨[J]. 计算机教育,2009,(11):135-138.

[6] 刘丽珏,陈白帆,王勇,等. 精益求精建设人工智能精品课程[J]. 计算机教育,2009,(17):69-71.

Exploration of Innovative Teaching Mode of Artificial Intelligence Elabrate Course

――Construction and Reformation in Elaborate Course of Artificial Intelligence

CHEN Bai-fan, CAI Zi-xing, LIU Li-jue

(Institute of Information Science and Engineering, Centnal South University, Changsha 410083, China)

Abstract: The paper introduces the experiences of the construction and reformation for the elaborate course of Artificial Intelligence in Central South University according to the course’s characteristics and development history. Firstly, the optimization of the teaching contents and experiments reformation are described. Then the innovative teaching mode and methods are discussed, including a modern teaching mode of Artificial Intelligence course by using modern educational technology and interactive teaching guided by interests and freedom study by class seminars. Finally two problems of the course which should be still improved are analyzed. These offer beneficial reference to other schools for developing Artificial Intelligence course and other courses.

人工智能专业课程设计篇3

(中山大学信息科学与技术学院，广东广州510006)

摘要：结合中山大学智能科学与技术专业的建设情况，从教师队伍建设、本科教育的人才培养定位及课程体系设置、发展优势科学研究方向及学科建设等方面，提出有关交叉学科发展的思路。

关键词 ：智能科学与技术专业；教师队伍；课程体系；科学研究；学科建设

基金项目：广东省2014年本科高校教学质量与教学改革工程项目“智能科学与技术”（粤教高函[2014]97号）；中山大学2014年校级本科教学改革项目“智能科学与技术专业复合型人才培养模式的改革研究”（中大教务[2014]148号）

作者简介：李晓东，男，教授，研究方向为智能控制、人工神经网络，lixd@mail．sysu．edu．cn。

引言

智能科学与技术是一门交叉学科，涉及脑科学、认知科学、人工智能、信息科学技术等学科，主要研究智能行为的基本理论和应用技术。它以人工智能的理论和方法为核心，研究如何用计算机去实现人工智能。它是信息科学技术的核心，也是现代科学技术的前沿和制高点。目前，对智能科学与技术的重要性认识已上升到国家科技发展战略的高度，智能科学已被列入2006年的《国家中长期科学发展规划纲要》中。

自2003年北京大学自主设置智能科学与技术本科专业并在教育部备案以来，我国先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学等20多所高校开办了智能科学与技术本科专业，加快发展智能科学与技术专业教育已成为众多高校的共同愿望。然而实际上，智能科学与技术本身的内涵发展还很不成熟，教育部对此专业甚至还没有统一的教学大纲。2014年中国人工智能学会教育工作委员会对智能科学与技术专业的知识体系与课程设置给出了征求意见稿，可是各高校智能科学与技术专业的建立时间都很短，缺乏足够的办学经验，基本都处于独立发展、各自探索的阶段，不同程度地存在着专业建设问题。为此，笔者结合中山大学智能科学与技术专业的情况，给出以下几点思考。

1 教师队伍建没

国内智能科学系或专业大多是在计算机专业或自动化专业的基础上建立起来的，发展时间短，这就决定了目前国内智能科学系或专业的教师主体具有很大的专业偏向性。智能科学与技术专业本质上是以脑科学、心理学等为基础，以信息学科为实现手段的交叉学科，其所承载的任务不是以上单个学科所能独立完成的。因此，教师队伍一定不能在原有基础上封闭发展，应邀请其他相关学科的教师加入发展，要特别注重引进心理认知学、逻辑学等方面的教师，不断优化教师队伍的知识结构，注意吸收青年教师，强调教师队伍构成的综合性。我们必须像医院培养“全科”医生一样来培养我们的智能科学教师。

以中山大学智能科学与技术专业为例，由于所在的信息科学与技术学院涵盖了电子与通信工程系、计算机系、智能科学与自动化系，涉及信息与通信工程、计算机科学与技术、软件工程、电子科学与技术、控制科学与工程等5个信息科学的一级学科，现阶段学院鼓励智能科学与技术专业在院内跨专业使用教师。因此，专业的课程教育实际上吸纳了5个信息科学一级学科的教师，具有很强的包容性。此外，专业充分利用学校学科门类齐全的优势，积极开展与校内心理学系、逻辑与认知研究所的合作办学，吸引这些系、所的教师为专业开设必修或选修课程，同时为这些科研教学工作提供发展的平台。各专业教师通过参与智能科学与技术这个交叉学科的专业教学，达到了相互学习交流、“全科”培养、共同提高的效果。

2 本科教育

2.1 人才培养模式的定位

智能科学与技术专业的本科教育人才培养模式的定位实际上是多学科交叉渗透人才培养模式的一种探索。专业人才培养应立足于计算机科学与技术、通信科学与工程、控制科学与工程、软件工程、电子科学与技术等学科的相互交叉特性，立足于信息科学的发展方向和《国家中长期科学发展规划纲要》要求，立足于国家，特别是高校所在地区对智能科学与技术专业人才的社会需求。经过几十年的发展，智能技术及其应用已经成为IT行业创新的重要生长点，其广泛的应用前景日趋明显，如智能机器人、智能化机器、智能化电器、智能化楼宇、智能化社区、智能化物流、智能电网等。这些对人类生活的方方面面产生了重要的影响；迫切需要既掌握计算机系统工程的基本技能，又掌握复杂信息处理的智能科技知识，具有智能系统的搭建能力，擅长处理网络环境下大规模复杂的环境行为、机器行为和人类行为的专门科学技术人才。因此，为适应智能化应用的创新发展趋势，专业人才培养的目标应该是培养创新型、复合型的智能科技人才，努力做到两个“复合”，即学生在知识结构方面的复合和学生在理论知识、应用能力、创新能力方面的复合。此外，人才培养还应结合本专业师资力量的实际，扬长避短，努力办出自己的特色。

2.2 课程体系建设

基于智能科学与技术专业创新型、复合型人才培养模式的定位．需要制订出相应的多学科交叉的课程体系，包括规划理论课程体系、实验课程体系和学生实习。具体来说，需要做好专业基础课程、专业主干课程和专业轨道课程的科目设计；需要处理好必修课程与选修课程的关系，合理分配各学期的学分；建设多功能集成的实验室，探索校企合作共同打造学生课外实习基地的模式等；重视基础理论知识，强化学生的应用能力和创新能力培养。课程体系的设置应参考2014年10月中国人工智能学会教育工作委员会对专业课程设置的征求意见稿，既要参考兄弟院校的做法，也要体现出校本专业的办学特色和发展优势。

中山大学智能科学与技术专业目前正在建设以智能系统为统领、以智能机器人为综合实验平台、兼顾物联网和大数据处理的课程体系，并且在数字电路与逻辑设计、信号与系统、人工智能原理、模式识别、计算机网络等专业基础课程和专业主干课程的基础上，设置了丰富的选修课程。特别地，把它们归类形成了不同的专业轨道选修课程集，具体包括：

(1)模式识别轨道选修课程：数字图像处理、人工神经网络原理、数据挖掘、多媒体信息处理、机器学习、计算机视觉等。

(2)智能系统轨道选修课程：机器人导论、自动控制原理、数字图像处理、智能控制与智能计算、人机交互技术、计算机视觉等。

(3)智能传感网络轨道选修课程：传感器与检测技术、嵌入式系统设计与实践、机器人导论、无线传感器网络、无线射频识别技术、物联网导论等。

每年当学生进入选课阶段时，我们都组织学生进行课程体系和轨道课程集的介绍宣讲，让学生了解各轨道方向的内涵，辅导学生的选课决策。借助课程体系的合理配置以及轨道选修课程集的功能发挥，我们引导学生根据自己的兴趣，往不同的智能科学子方向上发展。

中山大学智能科学与技术专业是在自动化系的基础上建立起来的，起初的课程体系难免与自动化专业过于贴近。几年来，通过专业课程体系的建设，我们逐渐改变了与自动化专业课程体系过于重复的现状，强化了多学科知识的融合和对学生实践能力的培养，切实向创新型、复合型人才培养的目标迈进。

3 科学研究与学科建设

3.1 科学研究

高校的教学和科研向来是相辅相成的。教学为科研提供了基础，科研则可以引领教学内容的发展。智能科学与技术专业涉及的学科面很广，如果在科学研究方面过分强调全面性，则会分散研究力量，不能形成明显优势。坚持特色发展，培养构建几个特色研究方向，则是科学研究的切实可行之路。中山大学智能科学与技术专业目前正在组建研究团队，设立学术带头人，制订研究规划，在智能系统与智能控制、认知科学与机器学习、智能电网与新能源等研究方向加强建设，形成研究优势。

智能系统与智能控制研究方向围绕医用穿戴智能设备、服务机器人系统和智能车载系统等；重点研究复杂系统分析与设计中信息处理、信息利用的新理论及新方法；探讨智能感知处理、人机交互方式、终端系统、智能医疗、服务机器人系统的控制等内容；解决车载高性能可靠的计算机系统、车载软件可靠性分析、车载网络优化以及这些理论在无人驾驶和车联网等特定领域的应用问题。

认知科学与机器学习方向以认知科学和人工智能等学科为基础，重点开展人脑、认知和人体行为的关系，智能视频监控．人脸识别和物体识别这3个方面的研究；重点解决智能终端的多媒体信息感知和智能处理问题，特别为服务机器人、智能家居和公共安全解决视觉感知和智能处理的问题。该方向主要研究认知科学与机器学习、智能场景分析与理解、基于生物特征的模式识别等，侧重于智能视觉的应用基础研究和新技术探索。

智能电网与新能源方向致力于为我国，特别是为广东省培养高水平的智能电网和新能源领域的专业人才。由于各种新能源（风能、太阳能、海洋能等）具有波动性和间断性的自然属性，其发电单元不能直接并网，否则会降低电网的电能质量；所以，新能源发电单元与电网之间必须用到功率电子变换器。因此，该研究方向主攻新型功率变换器优化设计及控制，其应用包括智能电网架构下的一系列领域，比如太阳能发电、风力发电、海洋能发电、燃料电池等。一个智能的电网系统将会使电力的传输和供应更加稳定可靠，让每家每户可以优化自己的用电习惯，享受到先进的家居设备。

3.2 学科建设

对于一个学科，没有高层次的研究生教育和高水平的科研，该学科的发展就很难走在同行的前列。中山大学信息科学与技术学院在开办模式识别与智能系统学术型硕士学位研究生教育的基础上，依托自身信息学科齐全的优势，联合中山大学心理学系，正在筹备申报智能科学与技术交叉学科博士点，试图以高层次的博士点教育带动智能科学与技术专业本科和硕士研究生教育的整体发展，壮大科研力量。

我们处于一个信息技术的时代，信息技术不可能停留在电子化、数字化之上，而是要不断走向智能化，因此，智能技术越来越成为信息技术的主流。智能科学处于信息技术的前沿和制高点，掌握利用好信息技术发展的这个规律，对于实现高校信息学科的发展重点转移和跨越式发展具有重要的意义。

由于珠三角地区产业结构的调整与信息新技术的不断融入，传统自动化专业的发展遇到了瓶颈，我们及时调整学科发展战略，以智能科学与技术专业的发展来带动传统自动化专业的发展，结果在招生就业、人才引进、科学研究等方面都取得了良好的效果。另一方面，中山大学信息科学与技术学院的学科建设面比较宽，涉及5个一级学科，而相关教师的体量比较小，因此不可能5个一级学科都均衡建设，而应该重点建设这5个一级学科交叉的部分，即智能科学与技术专业。这对于完善交叉学科布局，提高人才培养质量，引领和推动这些一级学科及心理学专业的发展，有着重要的促进作用。

4 结语

智能科学与技术的发展成果正影响着国民经济的很多领域，已成为一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志。社会需要大量的掌握智能科学与技术知识的高水平专门人才。智能科学与技术专业作为交叉学科来建设，在中国高等教育的历史还很短，其专业教育不同于一般的信息学科，具有一定的特殊性。我们今后还需在师资建设、学生培养、科学研究、学科发展等方面进一步探讨，培养合格人才，迎接智能化社会的到来。

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院，国家中长期科学发展规划纲要(2006-2020)[S]．2006.

[2]中国人工智能学会教育工作委员会，智能科学与技术专业知识体系与课程（本科）(征求意见稿)[S]. 2014.

[3]邓志鸿，谢昆青，刘宏，北京大学智能科学与技术专业建设的探索与实践[J]中国人工智能学会通讯，2011(2): 36-40．

[4]胡军，李伟生，王国赢，等，重庆邮电大学“智能科学与技术”专业建设中的若干问题探讨[J]．计算机教育，2009(11): 57-60.

[5]陈毅东，李绍滋，潘伟．厦门大学智能科学与技术专业建设进展[J]．计算机教育，2011(15): 21-24.

[6]张俊，陈飞，冯士刚，大连海事大学“智能科学与技术”本科专业建设实践[J]．计算机教育，2012(18): 22-27，30．

[7]王万森．适应智能化应用发展趋势，培养创新型智能科技人才[J]计算机教育，2013(10):1．

[8]钟义信，传播创新成果，服务社会需求：论核心课程的设计[J]计算机教育，2014(19): 22-25．

人工智能专业课程设计篇4

关键词：智能科学与技术；教学改革；创新；人才需求

1智能科学与技术专业人才需求分析

随着社会对智能化需求的不断提高，许多企业对具有智能科学与技术专业背景的人才有着巨大的需求。首先，IT企业纷纷涉足智能科学领域，提高产品智能水平；其次，金融企业需要很多数据分析以及智能系统的搭建；第三，许多传统行业如化工、农业、制造业等都涉足该领域，需要提高生产效率和降低能耗，从而提高企业竞争力；最后，医疗、通讯、交通等行业也对智能科技人才有着迫切的需要。

从站在“互联网+”风口上的智能制造，到提出“人工智能是否会超越人类”的思考，充分体现着智能科技的高速发展，对人才质量要求越来越高。智能科学与技术是自控类、通信类、计算机类、电子信息类等各学科密切联系的一个交叉点，需要复合型人才既有扎实的基本功，又有广博的视角、创新意识和创新能力。智能科学与技术本科专业学生可以选择国外留学，也可以继续攻读控制科学或计算机科学方面的研究生，成为该领域的高层次研究型人才，进入研究所等科研单位，专门从事智能科学领域的相关研究工作。

2智能科学与技术专业人才培养中存在的问题

智能科学与技术专业开设时间不长，专业建设还在不断探索中，不能根据快速增长的经济、不断调整的产业结构和人才需求及时调整课程设置和内容，导致部分课程设置不够科学；多数专业课教师虽然理论水平很高，但是多不具有相关工程背景，因而在某种程度上造成授课内容与社会需求有较大脱节；课程教学形式相对简单，多为“讲授式”教学方法，不能很好地激发学生学习兴趣；课程考核模式单一，多以闭卷考试为主，考试内容重理论、轻实践，对学生实际能力考查不到位；专业实验室建设投入不足，综合性和创新性实践教学环节相对薄弱，限制了对学生实践能力和创新精神的培养，导致学生运用智能科学与技术知识解决实际问题的能力不足。

3智能科学与技术专业教学改革与实施

3.1建设课程体系

从2015年开始，河北工业大学智能科学与技术专业将总学分压缩10%，同时增加实践教学学分，目前，实践教学学分占毕业要求总学分的32.58%。专业核心课程有电路、电子技术、单片机原理与设计、计算机控制技术、控制理论、智能控制、计算机仿真、运筹学、智能信息处理、智能机器人（双语）和模式识别，培养学生具有较强的分析、设计、制造、集成、测试智能系统和智能产品的能力；此外还开设新生的专业导航课，让学生在入学之初就能初步了解该专业的相关领域知识以及科学前沿和发展趋势，培养专业兴趣，明确学习方向。

3.2创新教学方法，优化课程内容

教师可在教学方法上进行创新，从传统的以教师讲授为主的模式，转变为引导式、探讨式的互动教学模式，利用多媒体、视频公开课等现代化资源创造教学情境，进行个性化教学设计，提高学生参与度，调动学生学习的积极性；将智能科学与技术的新发展、新理论及时融入课堂讲授内容，采用案例教学，变抽象为具体，结合科研项目和科技竞赛补充课堂教学内容；合理开发实验教学项目，注重增加设计性、综合性和研究探索性实验项目。此外，提升师资水平，鼓励教师积极参加技术学习与研究活动，支持教师与校外企业的横向课题申报，促进专业教师对于具体工程的深入了解，更好地将专业教学与生产实践研究相结合。

3.3推行多样化的课程考核模式

智能科学与技术专业在考试方法改革方面尝试了多种考核方式，如开卷、闭卷、笔试+上机、口试+笔试、设计作品、小论文等。教师可以根据课程性质，自主选择不同的考核方式或几种形式的组合，督促学生对所学课程充分消化吸收并灵活掌握。

我们推广一种新型考试方法一团队考试法，即考试不以学生个体为单位，而以团队为单位，学生3～5人自由结组，领完题目后，团队成员在规定时间内集体准备，然后抽签选定1人主答辩，1人补充答辩，其成绩作为团队内每个成员的成绩。通过实践证实，团队考试法有几个优势：①强化学生的“合作”意识，培养团队合作能力，提前为步入社会作准备；②提高“差生”的主动学习能力，一些差生怕“拖后腿”，变被动学习为主动学习；③考核效果显著，一方面，团队考试法虽然不具体考核到每个学生，但每个学生都有可能被抽到代表团队进行考核，因此每个学生都必须认真准备；另一方面，虽然教师需要为团队考试进行更多的准备工作，但是由于直接参加考试的人数少且后期省去大批量阅卷工作，因此总体上并不增加工作量。目前，团队考试法已经在学院内推广示范。

3.4拓展实习实训基地

实习实训基地承担部分实践教学任务，可以使教学更加贴近工程实际。学校每年下拨专项实习经费，一方面建设校内实习基地，另一方面组织教师走访用人单位，拓展校外实习实训基地，使实践教学与“产、学、研”一体化相结合。智能科学与技术专业现有中天实训中心等3家校外实习基地，安排学生在大四第一学期进行生产实习，此时学生已经学习了大部分专业课，通过生产实习可以直观地看到或体验智能相关产业的组织生产全过程，将大学所学的理论知识与生产实践相结合，提高分析和解决生产实际问题的能力，为毕业后走上工作岗位积累经验。

3.5积极开展科技竞赛，普及科技创新活动

科技竞赛是工科类高校实践教育的重要载体，对于激发学生的专业学习兴趣以及培养学生的创新能力和团队合作精神都具有积极作用。目前，河北工业大学智能科学与工程专业课外科技活动100%普及，学院为学生创造条件，积极开展各项特色科技拓展活动；优化实验教学资源配置，开展设计性和创新性科研实验活动。部分实验室实行无限时开放管理，为学生提供自主学习和科技创新活动场所。有了这些基础工作，就能更有效地组织学生参加全国、省、市级别的大学生竞赛，形成竞赛宣传、遴选参赛队员、配备专业指导教师、提供培训场地和仪器设备、给予经费支持等一整套机制。学生在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“美新杯”中国大学生物联网创新创业大赛、全国电子设计大赛、单片机应用设计等竞赛中均有不俗表现，获得部级、省市级多项竞赛奖项，在学生中间有很好的示范性和影响力。

4结语

人工智能专业课程设计篇5

关键词：STEM；智能财务；人才能力框架

2017年国务院的《新一代人工智能发展规划》，将人工智能产业提到重要的战略地位。2018年教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》，进一步明确“人工智能+X”复合专业培养新模式。2021年财政部《会计改革与发展“十四五”规划纲要（征求意见稿）》，要求切实加快会计审计数字化转型步伐，为会计事业发展提供新引擎、构筑新优势。在国家政策及发展规划指引下，高校陆续开始智能财会本科教育改革探索。本文试图以STEM为视角，探讨智能财务专业人才能力框架及实现路径。

一、数智时代对财会人才的冲击与影响

（一）财会人才的工作环境发生深刻变化。数智时代是指在信息技术普遍应用背景下，经济活动大量依赖于平台支撑、数据驱动和智能算法等技术时代。在数智时代，各类组织通过大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网、区块链等技术及会计软件应用，从业务到财务部分或全部实现线上处理，改变传统财务的业务流程和工作方式，形成具有信息化、自动化、数字化、智能化工作场景。随着财务共享和智能财务的广泛应用，传统岗位逐渐消失，而适应数智时代需求的新岗位不断崛起。（二）财会工作从核算反映型向管理型、决策型转变。信息技术和人工智能通过数字信息系统处理的应用，令复杂繁琐的会计工作变得高效简便，提高了会计信息处理效率。传统会计业务，诸如发票真伪识别、往来账务核对和报表编制等工作，现在可以由财务机器人自动完成。在数智时代，对财会人员的需求从核算反映型向管理型、决策型转变，需要更多财会人才借助智能技术进行大数据分析、智能决策、风险控制。财会智能机器人可以完成一些基础的财会工作，这使得财会人员从大量日常的基础会计工作中脱身，将精力集中于财会专业化工作。由此，财会专业人才的培养应当面向管理服务型财会岗位群和技术服务型财会岗位群。（三）会计人员工作所依赖工具与基本技能发生本质变化。会计人员需要在先进的财务管理理论、工具和方法之上，借助智能机器人和财务专家的有机合作，去完成企业复杂的财务管理活动。由于财务共享和智能机器人的普遍应用，各个信息“孤岛”被打通，业财数据实现了互联互通，大量财会人才从事数据采集、数据模型设计与计算、数据服务和应用等决策层次的工作。譬如，财会人员利用大数据技术，实时对资金运营进行动态监控，实现资金运营效益的最大化；利用神经网络技术、专家辅助决策系统在预算管理、项目可行性分析等方面发挥作用；利用射频识别技术（RFID），以实现资产的高效管理，在资产管理方面结合电子监视技术及智能机器人实现无人仓储管理。

二、基于STEM的智能财务专业人才能力框架设计

（一）基于STEM的能力框架1、STEM的能力内涵。STEM是指科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四位一体的教育理念。2019年2月，联合国教科文组织的国际教育局（IBE-UNESCO）的《探索21世纪STEM能力》对于基于STEM建立跨学科的人才培养方案有一定借鉴意义。IBE从能力发展观角度将能力定义为“在21世纪背景下，以能动性和伦理性地使用知识技能、价值观、态度和技术，实现个人有效参与体现集体和全球利益的行动并发展能力”。所谓能力，包含了“是什么”和“怎么做”两个基本部分，同时在能力实施过程中，还要体现人才本身的伦理态度和价值观，以及和团队沟通、协作能力，最终人是以一种综合能力方式参与工作。2、STEM能力框架的内容。在STEM能力框架中，以能力为本位建构人才培养方案，打破了传统学科界限，形成跨学科的知识架构。科学蕴含着不同学科的知识，构成了人们探索客观世界而形成的事实判断、概念、原理、思想等内容；技术主要包含一些程序性的和技术性方面的知识，主要是指解决问题的步骤、程序、要点和操作技能等方面内容；工程是指技术知识的规模化、产业化和流程化的特点，是推动技术性知识转化为产品的知识和技能；数学在人才培养中是基础性的知识，渗透在科学、技术和工程的方方面面。基于科学-技术-工程-数学维度，进一步分解为认知能力、数据分析能力、解决问题和工程思维、科研与探索能力、数字与计算思维、设计思维与创新能力、动手操作能力和沟通写作等8项技能。（图1）（二）基于STEM的智能财务人才能力培养框架设计。根据STEM能力框架，智能财务人才能力框架可分解和细化为：1、认知能力。智能财务人才需要洞悉数智时代给财会行业所带来的巨大影响，并准确把握智能财务系统的组织结构和系统架构，能够掌握信息技术应用的逻辑和核心场景，对未来信息技术演变有一定预见性。认知能力并不反映人才本身的知识储备，而是通过学习、观察、实践、思考等环节，以分析性、推理性和批判性思维获得认知；通过逻辑推理发现问题本质，学会在不断实践中提升认知技能。必要时借助一定工具和方法等。2、信息处理能力———数据解释和数据分析。信息处理能力包括数据获取、解释和分析，并以有效的方式显示结果。在智能财务领域，有大量的结构化和非结构化的数据，如何对这些数据进行整理、组织，并选择有效的信息进行分析，是数智时代智能财务人才所具有的基本技能。要求智能财务人才能够通过利用数据图、Excel电子表、数据库、大数据分析软件等工具，培养自身数据驱动决策能力。3、解决问题与工程思维能力。通过识别分析复杂问题、分析数据、制订解决方案、评估和实施解决方案来发现智能财务领域的问题。工程思维离不开解决问题能力这一基础，另一方面也体现系统化解决问题的能力。同时，在解决问题时，注意项目的可行性和程序化的流程设计，为系统性解决问题奠定基础；工程思维还需要考虑客户需求，考虑项目的可持续性和可靠性；设计解决方案，并进行测试，并准备可能的备选方案，最终以可视化形式展示工程结果。4、科学调查。用数据来驱动决策，前提是要获得可靠的数据来源。在智能财务领域，依赖智能技术，获得信息和数据，分析数据，验证与测试假设，探索和发现相关规律和答案，以提供财务决策的理论依据。5、计算和数字思维。在智能财务领域，计算和数字思维是指采用计算机科学的概念、算法、数据模拟等方式，进行问题求解、系统设计。计算和数字思维是有利于STEM任务的高效执行，是解决实际问题的一种重要思维训练。6、动手操作技能。在智能财务领域，技能训练包括如何依赖智能技术在财务分析、决策等领域的应用和操作。通过智能财务技能的培养，使得学生能够以智能工具解决财务问题。7、设计思维与创新能力。在智能财务领域，工程和技术是保障智能化财务产品落地的前提和基础。创新性思维还依赖于设计思维的锻炼和培养。通过头脑风暴、构思和原型设计等方法，培养学生的设计思维能力。通过创造性的战略和过程来完成产品开发和方案的设计，为学生构建一个结构化的框架。8、沟通协作技能。在智能财务领域，团队需要协作设计构建许多解决方案，在此过程中，学生的沟通和表达能力是不可或缺的技能。有效的团队协作能让团队成员在平等机会之上进行交流。在教学方案设计中，通过沟通环境设计，促进学生在团队合作中，达成共同愿景、责任担当、信息传递、相互交流和合作。（三）融入STEM态度和价值观。价值观是人们认识世界的偏好、态度、方式和方法，是解决困境、面对利益冲突确定最佳行动方案。在智能财务领域教学设计中，要培养学生对数据伦理的重视，在制订决策方案时，如何选择对社会好处最大，损害最小的方案是十分必要的。

三、基于STEM的智能财务专业人才培养方案实现路径

（一）跨学科要素的重新融合。STEM的能力培养框架是跨理、工、文、经等多学科要素的组合。在智能财务领域，应摒弃以传统财会专业核心课程为主干，再附加若干个计算机课程模式；而是通过跨学科要素的重新融合，将会计、业务和技术融为一体，避免“两层皮”的情况出现。通过跨学科导师制和跨学科教学团队的建设，培养学生跨学科的融合能力。通过整合计算机与会计学科师资的专业知识来建设跨学科的课程项目，诸如Python在财务决策领域的应用、商业决策和数据挖掘等课程开展，基于多种专业的教师队伍协作研究跨学科课题，以项目、问题的形式来展示课程内容。除了开展跨学科课程以外，学生还可以跨专业、跨院系，或者是跨学院选修核心课程或选修专业课，或者开展不同院系或不同学院之间的专业研讨会，通过选择不同专业的导师学习各学科知识，来形成跨学科知识结构和解决实际问题的能力，并训练学习者处理复杂问题的能力。（二）智能财务课程体系设计路径。STEM能力框架的培养着眼于解决现实问题。智能财务领域课程设计路径分别有以下几个：1、传统设计路径。常见的传统课程体系设计主要是“专业学科+辅助计算机课程”模式。这种模式是目前大多数院校智能财务培养的主要方式。这种模式的优点是仍旧保留原有专业的培养框架和课程体系，对师资转型没有太大要求，教学目标和教学步骤清晰。辅助计算机课程委托其他系老师讲授。缺点是呈现“两层皮”的情况，学生思维仍旧被固化在原有专业框架中，对于计算机在本学科的应用缺乏认识和锻炼。2、跨学科设计路径。跨学科智能财务的设计路径要求学生对两门专业学习是平行进行，同时对于计算机课程学习强调底层逻辑和计算机思维。学生从两个或多个相互联系的学科中学习概念和技能，课程体系设计更多增加一些应用类和设计类课程，例如，通过智能财务相关项目设计，在有效的跨学科方法中，相关学科融合在一起，避免“两层皮”的情况。3、融合学科设计路径。以解决真实世界问题或执行真实项目为导向。应用来自多个学科知识和技能，形成自身独立的思维模式和操作技能。融合学科的精髓在于寻求跨越传统学科之间的鸿沟，这样使其比跨学科走得更加长远。这种模式对师资和学生学习能力、资源整合能力要求都非常高。（表1）（三）以能力为本的跨学科智能财务课程体系“搭建”。基于STEM的能力框架“搭建”智能财务课程体系中，以从学生认知能力和底层逻辑思维能力培养起步，由低阶到高阶逐步推进，最终通过设计综合项目训练，达到解决智能财务领域复杂问题的能力。课程体系设计如图2所示。（图2）智能财务专业人才培养最终是要用所学知识解决真实世界和情境的复杂问题。需要通过思维训练、专业能力和应用能力多个方面着手。在高阶阶段，教师要围绕培养目标，通过融合类课程的构建，引导学生解决复杂问题。（四）多种形式的产学研培养路径。在智能财务跨学科培养模式中，需要通过多种形式的产学研联合。形成协同一致的多元利益主体。企业、社会团体、专业社团等多个利益主体参与，不仅仅依赖政府、学校的力量，建立合作机制，共同参与、联合培养，从而形成有效合力。开发产学研联合示范培养项目，发挥校企联合项目示范引领作用，通过多导师制、导师负责制、跨学科导师制等方式，使学生有更多的机会将理念、知识应用于实践，提高学生的职业能力。产学研培养路径能够为学生提供充分的真实或模拟的体验，参与真实的财务方案设计活动，实现学习资源的共享、学习问题的交流和经验分享。（五）建立能力可量化的评价机制。能力是学生通过学习所具备的技能，能力培养既是学习成果，也是学习目标。培养方案和课程体系是能力培养的载体，将能力培养与课程评价标准联系，明确学生应该掌握什么样的内容，掌握的程度。通过课程标准建立，能够为学生获得某种能力程度提供参考依据。课程标准不仅仅包括内容标准，还包括培养质量。前者描述了能力框架内学生应该知道什么和能够做什么，后者明确学生掌握知识和获得能力的程度。（图3）

四、研究结论

信息科技的迅猛发展催生了新产业、新业态和新商业模式，新的要素市场结构对会计人才能力要求提出新的需求。本文以STEM为基础，构建了智能财务人才能力框架，并探讨了智能财务人才能力实现的路径。本文分别从课程体系、教学模式和评价机制等方面对可实现路径进行了论述。从而为开设智能财务方向、或开设智能会计专业奠定了一定理论基础。

主要参考文献：

［1］陈鹏，田阳，黄荣怀.基于设计思维的STEM教育创新课程研究及启示———以斯坦福大学d.loftSTEM课程为例［J］.中国电化教育，2019（08）.

［2］许昊，陈怡斐，潘慧凡，张成.人工智能背景下会计学专业人才培养模式的创新与改革［J］.改革与开放，2018（01）.

［3］李闻一，李栗，曹菁，陈新巧.论智慧财务的概念框架和未来应用场景［J］.财会月刊，2018（05）.

［4］董泽华，卓泽林.基于项目学习的STEM整合课程内涵与实施路径研究［J］.中国电化教育，2019（08）.

［5］董蓝蔓.中国的STEM教育面临三大瓶颈［N］.文汇报，2015-07-17（006）.

［6］田慧生，等.中国STEM教育白皮书［R］.北京：中国教育科学研究院STEM教育研究中心，2017.

人工智能专业课程设计篇6

关键词：智能科学与技术；小学期；教学计划

2008年湖南大学智能科学与技术专业开始招生，根据三年的建设教训和经验，2009年制订的教学计划有许多需要调整和优化之处，其存在的弊端阻碍了教师教学的展开和专业特色的体现，这是本文得以成文的内因。另一方面，为了有利于能力培养工作的展开，国内多所高校借鉴国外暑期学校的成功案例，提出了“小学期”制度。旨在利用学期结束后若干周时间，采用开放灵活多样的教学方式，扩大学生的知识面，启发学生的创新思维，增强学生的动手能力。2011年湖南大学也将“小学期”这一制度引入本科教学计划中。在以上内外因的诱发下，对智能科学与技术专业的本科教学进行了总结，并针对湖南大学新实施的“小学期”制度，以本科专业教学计划的制订为契机探索了智能科学与技术本科专业教学新思路。

1本科专业教学现状

信息产业智能化趋势充分表明该专业强烈的社会需求和发展前景[1]。湖南大学智能科学与技术专业是集众多老师特长和成果，在成立伊始，甚至申请之时，对其人才培养模式就进行了深入讨论和广泛考量。在本院其他专业的现行教学方案基础上，针对智能科学与技术专业的自身特点，制订了该专业的培养方案和教学计划[2]。2008年招收的第一批本科生实施了该方案。表1是该方案的学分和课程计划。

该培养方案包含4个阶段，前3个阶段以课程学习为主，辅以一定的课程实验。最后集中实践阶段训练学生的知识运用能力，巩固学生对知识的掌握。全校公共通识教育主要包括哲学、历史、人文、法律、英语等课程。学科通识教育围绕整个学科的基础核心课，分为两个部分，第一部分主要指学科学习的相关基础先修课程，如物理、高等数学、概率论、程序设计基础等。第二部分只要指计算机学科的基础核心课程，如离散数学、数字电路与逻辑设计、计算机组成与结构、数据结构，这部分课程的确定是综合考虑计算机科学与技术专业、通信工程专业、信息安全专业、智能科学与技术专业的结果。

专业教育阶段体现了专业之间的区别，分为专业核心课程、专业选修课程、专业拓展课程。智能专业的专业核心课程有高等程序设计、电路分析基础、信号与系统、应用统计与随机过程、微电子电路导论、电磁场和电磁波、计算机网络、操作系统8门课程。专业选修课根据课程之间的相关性，分为两个课程组，学生自由选修其中一个课程组，不同的课程组体现了专业不同的侧重点，有侧重智能控制的，有智能信息处理的，等等。专业拓展课程是在最后一个学年学生根据指导教师的意见，结合毕业设计题目设计领域，在其方向课程组中选择相应学分的课程门数。根据我院教师的科研领域，包括先进计算、生物信息、智能系统、媒体计算、模式识别5个方向。专业选修课程为专业知识的深入学习，学生可根据个人专业兴趣及发展方向自行选择一组课程修读；专业拓展课程(要求至少修读8学分以上)为学生知识面的横向拓展或纵向的继续深入，学生可自全院范围内选择以加强专业学科交叉。

集中实践环节由实验教师对低年级开设软硬件基础实验课程、高年级学生开设综合实验课程。毕业实习与毕业设计也纳入到集中实践环节。

1.1存在的问题

1) 专业核心课没有体现专业特色。

在专业成立之初，考虑到教师对专业课程的教学不够成熟，因此，采用了保守的做法：沿用了老专业――计算机科学与技术和通信工程的核心课程，从上文的描述，不难发现这些课程不能充分体现智能科学与技术专业的特色，智能专业的学生也常常感叹体会不到自己所选专业与其他专业的不同之处。随着智能专业教学经验的积累，科研工作的展开，几个优势的方向和课程(如自动控制、图形图像处理、脑与认知科学等)逐渐清晰，将这些基础的、专业关联较为紧密的课程作为核心课程可谓时机成熟。

2) 专业选修课课程组限选模式约束了学生的涉猎范围。

在2008、2009届学生的教学和培养过程中，发现很多学生对专业知识有广泛涉猎的心理和基础，另外，一些学生可能对课程组中若干课程有兴趣，而对其他课程没有学习动力，而现行的培养计划中选修课的限选模式限制了学生的涉猎范围，未能充分开启和挖掘学生的学习兴趣和动力，因此，任选的模式可能更符合学生的需求，学院只需提供丰富多样的专业选修课程，由学生自主决定修读哪些课程。

3) 缺乏对智能科学与技术专业的学科交叉性的重视。

交叉性是智能科学与技术专业所具有的一个重要的学科特点。智能学科融合了物理、化学、生物学等理学学科，与管理学、经济学、社会学等人文学科也有广泛的联系。这种学科之间的交叉性自然也就要求学生对多个学科都需要有一定的了解。而现行的培养计划是学院封闭式的，除了通识教育阶段，没有给学生提供学习其他学科专业课程的平台，这阻碍了学生素质的培养和智能专业的发展。跨专业选修为学生提供了了解交叉学科知识的渠道。

1.2 “小学期”新特点

目前，国内大部分高校都设立了集中实践环节，在教学计划中安排2～3周的时间专门用于学生的实践、实习。近来，从美国学来的“小学期”也悄然在国内高校流行起来，所谓“小学期”是指在理论教学结束后利用假期的部分时间集中进行实验实践教学活动。如何高效地利用这种“小学期”，能够真正培养学生的创新能力，锻炼学生的实践水平，是当前实验教学所急需探索的重要问题。只有当实验教学从理论教学的从属地位中跳脱出来，自身建立起一套完善健全的教学模式和课程体系，有重点有目标有计划地进行人才的培养，才能实现为社会输送高层次创新人才的目标。

“小学期”里，学生没有课程学习和考试的压力，在假期完全自由放松的氛围下，进行兴趣拓展和能力锻炼，能够收到事半功倍的效果。“小学期”的课程体系如何设置，教学方式如何安排，是发挥“小学期”作用的关键。好的课程和教学计划，使学生不会感觉是另一个学期的提前开始，而是一个夏令营，学生愿意主动参与其中，在娱乐的环境下习得知识，提升能力。

2专业实验室建设进展

依据长期以来，我院大批教师及研究生所从事的智能科学技术相关研究，凝练了几个基础较厚实、成果较丰硕的子方向，并由此制订了本科选修课程及群组。为了使实验室建设重点明确、特色突出，将智能科学与技术专业实验室划分为5个子方向实验室相对独立建设，如图1所示[3]。

在三年的智能科学与技术专业的发展过程中，在专业实验室建设中不断投入，目前该专业实验室仪器设备及数量如表2所示。

该专业实验室具备以下规模和能力：

1) 可以支撑80%智能科学与技术专业的相关课程实验。

2) 能够开出机器视觉、小型仿真机器人等综合性实验项目。

3) 由1名教授、2名博士等6人组成的实验教师队伍。

研究生创新基地、嵌入式系统与网络实验室将大力支持智能专业实验室的建设。我们正在积极申请985学科建设经费，购买电梯调度实验平台等仪器设备，提高实验室的实验开出率和覆盖面。以上的软硬件环境，体现了本专业的建设特色，实验室条件的完善和增强，也需要进行人才培养模式的修订。

3专业培养方案和教学计划

针对以上存在的问题和“小学期”新特点的出现，我们探索和制订了新的培养方案和教学计划[4-5]，下文将从培养方案、课程计划、和实践教学3个方面分别进行描述。

3.1培养方案

表3给出了新制订的培养方案。通识与文化素质教育与以往基本保持不变，但在学科门类教育中涉及的学类核心课程增加，相比于之前的理科B组课程增加了微电子电路、电路分析、操作系统、计算机网络等课程。变化较为显著是专业教育部分，首先专业核心课程由C++程序设计、信号与系统、脑与认知科学、人工智能基础、科学计算导论、算法设计与分析、控制理论基础、计算机图形图像处理八门课程取代。此外，开设了种类更丰富的专业选修课程，涉及数据挖掘、生物信息处理、机器人、物联网等，为学生提供了更多广的选择。

未来发展教育从就业和深造两个角度进行考虑，设定的分组课程充分结合了智能科学与技术专业实验室的条件，设立了生物信息学、智能信息系统、智能控制和机器人、媒体计算与机器视觉4个方向课程组，通过利用专业实验室的资源，将这些高级课程与毕业设计有机结合起来。

值得特别提出的是跨专业限选课程，这正是对学科交叉性考虑的结果。学生有机会去接触到更多的学科知识，有利于对智能有更为全面深刻的认识。尽管这是一个新的尝试，并且这扇门现在打开的还有限，如果实践证实这是必需和有效的，这扇门还将为学生更加敞开。

3.2课程计划

在以上培养方案的指导下，根据课程之间的先后关系，具体的课程计划如图2所示。

从该本科4年的课程教学计划来看，第一学年以学校通识课程为主，第二学年包括与信息学科相关的基础课程，和信息学科的核心基础课程。第三、四学年以专业课程为主，最后一个学期，学生根据毕业设计方向选择课程组里相应课程。整个课程的时间分布遵循循序渐进、由易到难的学习过程，通过最后的毕业设计反映学生对整个专业的理解和把握。在毕业设计阶段，从学生的未来发展着手，分为深造和就业两部分，每一个课程组都按照这两个类别设立了相应的课程。学生根据自身发展的定位，选择适当的课程。

3.3实践教学

实践教学作为理论教学的补充，根据学生专业知识学习的深度，分为3个阶段展开：

1) 实训、通识实践(编程实训、仿真实训)安排在第一学年的小学期。

2) 专业实训(软件技术基础实训、硬件技术基础实训)安排在第二学年的小学期。

3) 综合实践(专业综合设计)安排在第三学年的小学期。

“小学期”的实施，可以把过去那些集中实践的内容放到“小学期”中进行。然而“小学期”有其自身的特点和形式，过去的集中实践内容和教学方式等可能都需要做出相应的调整优化，下面将在教学改革部分阐述我们所进行的有益尝试和探索。

4教学改革

1) 多姿多彩的“小学期”。

“小学期”绝不应该是过去集中实践的改头换面，只是简单地将集中实践换个时间而已，应该走教学内容丰富多样、形式活泼轻松的路子。

(1) 邀请在学生群体中有影响力和号召力的知名人士来校讲座和交流，在学生中刮起头脑风暴，集思广益。

(2) 安排学生走进生产第一线，深入社会底层，真切体会大学生应该具有的技能和素质，结合所学专业，积极思考人生定位。

(3) 当然，集中实践的内容也不可少，如何让学生享受了假期又增长了知识是接下来将进行的第二个改革的目标。

2) 活泼有趣的集中实践。

现行的集中实践环节是老师布置若干题目，学生选择其中几个完成，学生普遍觉得这种教学内容和方式枯燥无味。可以通过以下3个途径，使得集中实践环节变得活泼有趣，提高学生的积极性。

(1) 实验平台。配置可自由装配的设备，或者说基本的零器件，而非成型的仪器，便于学生动手动脑，自由设计。实验室实行开放式运行管理。

(2) 实验内容。开设具有专业特色的实验课程。请一些有丰富经验的教师面向全校学生开设门槛低、趣味性浓厚的公共实验课。对于一些有优势的学科竞赛，定期开设面向所有学生的培训，吸收有潜力的学生组队参赛。

(3) 教学方式。改革实验课程的教学方式，减少教师设计实验内容，增加学生自主设计实验的比重，使学生有相对充分的时间思考并在教师指导下，从实验原理、系统设计、仪器选用、实验数据采集与分析等环节入手，自主开设实验。

5预期目标与效益

通过在2011年入学的新生中实施该计划，我们期待达到以下目标和效果。

1) 培养出具有良好的智能科学人文素养与数理能力，系统掌握信息与智能科学的理论与方法，熟练掌握程序与软件设计方法、数字系统设计能力、多媒体信息与生物信息处理技术、机器感知与智能控制技能的科学研究、工程技术与技术管理专业人员。

2) 充分结合专业实验室的建设，通过教学内容和方式的改革，充分发挥“小学期”的作用，使得“小学期”制度能够真正使学生受益。

3) 体现出我院智能科学与技术专业的自身特色，人才培养能够发挥出我院在生物信息处理、智能控制、图形图像处理、计算智能等领域上的优势。

6结语

在三年智能科学与技术专业建设实践中，我们根据学生培养实际情况，总结了当前培养方案存在的不足，专业特色缺乏、选修范围受限、学科交叉性忽视，并重新修订了该专业培养方案。在学校新实施的“小学期”制度下，通过汲取其他高校的经验教训，抓住“小学期”的特点，在课程内容和教学方式上提出了改革思路。通过以上的探索，我院在专业建设、人才培养等方面更上一个台阶。

参考文献：

[1] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[2] 赵欢,廖波,朱雯. 湖南大学“智能科学与技术”本科专业建设探讨[J]. 计算机教育,2009(11):49-52.

[3] 李智勇,肖正,骆嘉伟,等. 湖南大学智能科学与技术本科专业实验室建设[J].计算机教育,2010(15):91-94.

[4] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009(9):18-19.

[5] 胡军,李伟生,王国胤,等. 重庆邮电大学“智能科学与技术”专业建设中若干问题的探讨[J]. 计算机教育，2009(11)：57-60.

Investigation on Teaching of the Specialty of Intelligence Science and

Technology under Summer School System

LI Zhiyong, XIAO Zheng, ZHAO Huan, LI Renfa

(School of Information Science & Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)

Abstract: On account of such problems as specialty characteristic and discipline cross existing in current teaching plan, based on analysis of newly raised summer school system, a newly drafted teaching plan for undergraduate majoring in Intelligence Science and Technology of Hunan University is described, and some measures for teaching reformation under Summer School system are explored, with the hope of incurring further progress in the construction of this undergraduate specialty by adjusting and reformation, and making great contribution to the professional cultivation in this specialty.

人工智能专业课程设计篇7

关键词：人工智能；专家系统；Prolog；面向人工智能

中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

人工智能(AI)是计算机科学的一个重要分支，同时也是计算机科学与技术专业的核心课程之一。本课程在介绍人工智能的基本概念、基本方法的基础上，主要是研究如何用计算机来模拟人类智能，即如何用计算机实现诸如问题求解、规划推理、模式识别、知识工程、自然语言处理、机器学习等只有人类才具备的“智能”，本课程重点阐述这些方法的一般性原理和基本思想，使得计算机能更好地为人类服务。

2　人工智能课程体系

人工智能主要研究传统人工智能的知识表示方法，其中包括状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法、语义网络法、框架表示、剧本表示等；搜索推理技术主要包括盲目搜索、启发式搜索、消解原理、规则演绎算法和产生式系统等。

人工智能的研究课题主要包括计算机视觉、规划与行动、多Agent系统、语音识别、自动语言理解、专家系统和机器学习等。这些研究论题的基础是通用和专用的知识表示和推理机制、问题求解和搜索算法，以及计算智能技术等。

经过笔者调研发现，目前在本科高校绝大部分将“人工智能”课程性质设为专业选修课或专业必修课，而在高职院校相关专业基本上不开设此课程，但是在具体实践教学过程中发现，在其它专业课程的教学过程中也会与人工智能理论或技术相结合，比如数据库技术、信息系统安全方面等领域，当讲到相关课程，同时会结合人工智能的理论，授课过程中发现大部分同学对该课程很有兴趣。

本课程在我校计算机科学与工程学院作为一门专业选修课开设，总学时数为：60(其中理论学时为36，实验学时为24)，随着计算机技术的不断更新发展，人工智能的应用领域也变得越来越广，因此，人工智能(AI)这个学科已不再陌生，很多学生对其充满兴趣和好奇，所以在选课人数上远远超过其他选修课的人数，另外结合我校的实际情况，部分理论或实验又可以与农学、生命科学系等其它专业结合起来而应用。

3　人工智能理论教学实践

多年以来，人工智能获得很大的发展，已经引起众多学科和不同专业背景学者们的日益重视，成为一门广泛的交叉和前沿科学，但是直到目前为止人工智能至今仍尚无统一的定义，要给人工智能下一个准确、科学和严谨的定义尚有困难，其现有的一些定义多数是立足于各自的专业而定义的，存在片面性。

同时“人工智能”是一门交叉性的学科，其主要涉及到了控制论、语言学、信息论、神经生理学、心理学、数学、哲学等许多学科，所以该学科具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强，与此同时需要学生具备较好的数学基础和较强的逻辑思维推理能力等特点，从而形成在教学实践中老师讲得吃力、学生听得吃力的局面。尽管在多年的研究和教学过程中笔者已积累了一些经验，但是对于如何把握好这门课程的特点，激发学生的学习兴趣和热情，帮助学生更好的理解和应用这门课程，目前仍然有很多问题需要研究和解决。

针对“人工智能”课程相关内容比较抽象，公式推导比较繁琐等特点，教师除了具有完善的教学大纲、合理的教学计划以及合适的教材外，还应该根据学校的实际硬件条件尽可能地选择多媒体教学手段来辅助教学，因此在实践教学中，笔者经常会配合教学内容，充分利用计算机、投影仪以及互联网的优势，结合多种教学方法与手段去组织整个教学过程。例如：在讲述搜索推理技术时，使用一些小的演示软件，将相关推理技术的理论通过动画的形式一步一步演示出来；而在讲专家系统相关理论知识时，尤其是各种类型的专家系统，利用互联网上的一些在线视频资源为例，给同学进行详细讲解，通过具体的案例来进行专项知识点的讲解及实现与应用；在自动规划这一章，给同学们选择演示发达国家目前研制的各种类型机器人，通过这些形象生动、行为举止高仿真的机器人来给学生讲理论，这样学生通过亲自观看视频资源，不仅可以拓宽知识面及视野，同时也可以及时地了解国际及国内机器人的发展水平及差距，不断纠正自己的错误观点并更新自己新的专业认识；另一个方面也可以同时激发学生们的学习兴趣热情和积极性，俗话说：“兴趣是学生最好的老师!”这一点在课堂实践教学中得到验证，得到广大同学的认可和赞同，整个教学课堂不再那么单调枯燥乏味，基本可以达到在娱乐轻松的氛围中学习专业知识，同时再整个教学过程中，师生互动机会增多，学生不再是被动地接受知识。

4　实验教学实践

4.1　客观存在问题

本校开设“人工智能”课程，主要是面向计算机专业的大学三年级的同学，同时作为一门专业选修课而设，理论课程为36学时，而实验学时24学时；与此同时经过对其它兄弟院校的调研发现，很多高校虽然也是设为专业选修课，但建议学生们都去学习这门新学科，从而为今后的专业知识及具体应用打下一定的基础；当然在调研中也发现，部分本科高校虽然开设了“人工智能”课程，但是仅是纯粹理论教学，从一定角度来讲，理论原理是前沿，但是由于太过于抽象，而且空洞、难以理解，多数同学反映学习效果并不理想，有关具体理论部分的具体实现仍然不解。

本科高校一般都严格按照培养方案进行科学设置，同时各个学校根据本校人才培养方案分配各门课程的学时。由于现在我国的教育提倡注重对学生动手能力的培养，培养综合型、应用型人才，因此笔者再结合实践教学经验及对学生的调研，发现“人工智能”课程除了要进行理论方面的讲解外，还应注重实验教学。此外，在高职院校的培养方案中，侧重加强学生的动手能力的培养，也建议将此课程列为开设的范围之内，而在实验学时上可以安排相对多的实验学时，在了解“人工智能”理论的前提基础之上，主要进行相关理论的具体应用与实现，通过这样的教学安排，可以提高学生的实践动手编程能力，例如图1，专家系统的知识库、工作存储器及界面的设计与实现。

4.2　注重配套教材的选择

人工智能专业课程设计篇8

关键词:工作过程系统化 楼宇弱电设备安装与调试 学习领域 工作任务

随着我国城市数字化、建筑智能化的进程日益加快,人们对居住环境的规划、建设、管理及服务理念急需更新,运用科学、整体、系统的思维来营造现代智能化的工作环境、居住环境已成为城市发展的必然趋势,智能建筑市场的迅猛发展,直接拉动了对智能楼宇新职业人才的需求。由于各高职院校楼宇智能化工程技术专业历史沿革不同,导致各学校培养方案、培养目标大不相同,进一步导致在专业课程设置上有较大差别,没有形成统一认识。因此,导致人才培养的定位,与智能建筑的迅速发展对楼宇智能化系统设备运行维护人才、楼宇智能化工程设计、管理、安装与调试等专门人才的需求不相适应,如何培养让用人单位满意的营销人才成了高等学校的特别是高等职业院校急需解决的问题。“工作过程系统化”为我们提供了一个新的专业建设思路。

1基于“工作过程系统化”的专业建设改革的思路

所谓工作过程是“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作过程”。工作过程的意义在于“一个职业之所以能够成为职业,是因为它具有特殊的工作过程,即在工作的方式、内容、方法、组织以及工具的历史发展方面有它自身的独到之处”[1]。

基于工作过程导向专业建设的课程内容和结构追求的不是学科架构的系统化,而是工作过程的系统化。

基于“工作过程系统化”的专业建设基本思路是[2]:分析该专业学生就业职业领域;分析就业的职业岗位,分析岗位任务;归纳岗位典型工作任务;确定行动领域;确定学习领域;设计学习情境;细分学习子情境。

2基于“工作过程系统化”楼宇弱电设备安装与调试课程改革的构建与实践

如何面对楼宇弱电设备安装与调试课程改革的难点、如何解决楼宇智能化工程技术专业人才培养上的难题,就基于“工作过程系统化”的课程建设改革的思路,我们认为:瓶颈问题不解决,教师就不能积极参与,即使参与了如改革思路不对,再怎样折腾都不会有结果,解决的办法就是不断学习理论、不断进行调研论证、不断进行总结。重庆科创职业学院楼宇智能化工程技术专业建设改革课题组,经过多次交流学习、调研论证,不仅解决了教师参与的问题,更重要的是解决了教师思想观念的问题。下面以重庆科创职业学院楼宇弱电设备安装与调试课程建设改革为例,进行几方面的探讨。

2.1 楼宇弱电设备安装与调试技术课程教学目标

学生能根据智能楼宇弱电工程建设要求和现场环境勘察结果[3](资讯),进行设备选型(决策),制定施工计划(计划),能够通过阅读说明书,进行设备安装和调试(实施),最后按功能和规范要求对系统进行检查与评价(检查与评价)。教师通过资讯-----决策-----计划----实施----检查-----评价六步教学法,使学生掌握楼宇弱点系统设备的选型、安装、调试与检测的方法。具体知识教学目标与能力培养目标如下。

(1)理解智能化楼宇弱电系统的基本功能和组成原理;(2)掌握视频监控子系统的设备选型、安装、接线、调试与检测方法;(3)掌握入侵报警子系统的设备选型、安装、接线、调试与检测方法;(4)掌握门禁管理子系统的设备选型、安装、接线、调试与检测方法;(5)掌握楼宇对讲子系统的设备选型、安装、接线、调试与检测方法;(6)掌握视频会议子系统的设备选型、安装、接线、调试与检测方法;(7)具备智能化楼宇弱电系统设备的选型、安装、调试、检测、验收、使用与维护能力;(8)具备小型智能化楼宇弱电系统的规划设计能力。

2.2 楼宇智能化工程技术课程体系的确定

目前智能楼宇与智能小区建筑主要使用视频监控、防盗报警、门禁管理、楼宇对讲、视频会议五大典型弱电系统,楼宇智能化工程技术专业主岗位之一是“智能楼宇弱电设备的安装、调试、验收与维护”,根据基于工作过程的课程开发思路,针对工作岗位对知识、能力、素质要求,选取视频监控系统设备安装调试、防盗报警系统设备安装调试、门禁系统设备安装调试、楼宇对讲系统设备安装调试、视频会议系统设备安装调试五个学习情境作为本课程的教学内容。

因而,《楼宇弱电设备安装与调试》学习领域课程由五个学习情境组成,每个学习情境对应于智能楼宇某个弱电子系统的工作过程,由若干个工作任务组成。所以,学习领域课程教学内容设计的核心任务是根据工作过程确定学习情境及其对应的工作任务,如图1。

2.3 楼宇弱电设备安装与调试课程行动领域分析及知识技能模块构建

每个学习情境下的任务教学的开展都采取以学生为中心,教师辅助指导的项目式教学方法。每个学习情境对应的不同子系统,对每个子系统具体做法:(1)在教师指导下,学生分小组采用各种方式调研(参观、网上浏览、咨询等)子系统的功能、组成原理、典型系统类型等,写出调研报告;(2)根据甲方工程要求,进行现场勘查,确定信息点位置和特征,分析系统需求,确定系统类型,进行设备选型和配置;(3)根据选定的设备,了解其功能接口和使用方法注意事项,进行设备的安装、接线、调试;(4)对系统功能进行综合检查,并安装规范对系统进行验收;评价学生在整个工程项目中的工作情况和项目管理中的作用;如在视频监控学习情境下,根据典型的工作任务,进行六部教学法,见图2

3结语

总之,基于“工作过程系统化”的楼宇智能化工程技术专业建设的改革,除上述探讨的内容之外,还有大量的改革比如:如何进行学习领域的教材开发、教学实施过程中场所建设、实习实训基地的建设等工作需要研究解决。不管改革有多困难,但我们认为,基于“工作过程系统化”专业建设、课程建设的思想能比较好的解决以就业为导向,比较好的解决高职教育中学生技能培养等问题。

参考文献

[1] 姜大源,吴全全.德国职业教育学习领域的课程方案研究[J].中国职业技术教育,2007,(2).

[2] 姜大源.世界职业教育课程改革的基本走势及其启示---职业教育课程开发漫谈[J].中国职业技术教育,2008,(27).

[3] 陈天娥.智能楼宇弱电设备安装于调试[M].北京:高等教育出版社,2009.3-24.

[4] 耿洁.工学结合培养模式实施中的问题与对策[J].中国职业技术教育.2007,(08).

[5] 孙飞龙.楼宇弱电设备安装与调试技术[M].北京:北京师范大学出版社,2006.64-78.