面向多智能載體的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程群建設(shè)論文
摘 要：面對人工智能時(shí)代帶來的機(jī)遇挑戰(zhàn)，分析智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程群建設(shè)在專業(yè)課程體系中的重要性，給出面向多智能載體應(yīng)用智能群的建設(shè)思路和實(shí)施方法，探討學(xué)業(yè)導(dǎo)師在課程群建設(shè)過程中對學(xué)生的引導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：多智能載體；課程群；學(xué)業(yè)導(dǎo)師
引 言
Google與李世石的人機(jī)之戰(zhàn)，讓人工智能熱潮席卷全球[1]。國內(nèi)外各類科技產(chǎn)業(yè)都對人工智能技術(shù)和應(yīng)用加強(qiáng)研究應(yīng)用投入。智能載體作為一種智能的實(shí)體，是一種智能的能夠思想的可以同環(huán)境交互的硬件實(shí)體，已經(jīng)從人工智能領(lǐng)域中一個(gè)重要的概念走進(jìn)了人類的生活和工作中。IT龍頭企業(yè)紛紛涉足智能產(chǎn)業(yè)，如Microsoft、Google、百度等。各種類型各種層次的智能載體不斷涌現(xiàn)，如生活、工作中隨處可見的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、智能手表等。近年來，仿人型服務(wù)機(jī)器人的學(xué)習(xí)與應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。由于其具有自然流暢的肢體動(dòng)作、視覺、聽覺等智能行為，能夠與周圍環(huán)境進(jìn)行友好的交互，更加適應(yīng)人們?nèi)粘５纳瞽h(huán)境而容易被人類所接受，并且在零售服務(wù)行業(yè)和家庭服務(wù)娛樂行業(yè)的應(yīng)用已初見端倪。《中國制造2025》提出的“在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，重點(diǎn)發(fā)展以醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂等應(yīng)用為代表的服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用需求”是其中的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)[2]。
1面向多智能載體應(yīng)用的課程群設(shè)計(jì)
作為應(yīng)用型本科院校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，其培養(yǎng)特色應(yīng)是符合市場需求的，具有學(xué)習(xí)能力的智能技術(shù)型應(yīng)用人才。為了讓培養(yǎng)方案能夠真正滿足當(dāng)前社會(huì)需求和學(xué)生自身未來發(fā)展，我們對應(yīng)用型智能科技人才的企事業(yè)單位需求進(jìn)行了大量的調(diào)研分析和統(tǒng)計(jì)工作發(fā)現(xiàn)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，盡管不同企事業(yè)單位對人才的需求不盡相同，但對智能技術(shù)應(yīng)用型人才的需求呈現(xiàn)急劇增長的上升趨勢。通過了解行業(yè)需求，走訪調(diào)研國內(nèi)就業(yè)市場和分析相關(guān)崗位能力需求，特別是不斷涌現(xiàn)的各類智能終端軟件開發(fā)對智能科技人才的迫切需求，提出以“培養(yǎng)面向多智能載體的智能應(yīng)用軟件開發(fā)人才”為目標(biāo)，以“仿人機(jī)器人軟件開發(fā)+智能數(shù)據(jù)分析”為方向的人才培養(yǎng)機(jī)制，建立面向多智能載體應(yīng)用的兩個(gè)課程群，分別為服務(wù)機(jī)器人軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)智能分析應(yīng)用提供階梯性的課程保障。
為了確保學(xué)生今后具有不斷學(xué)習(xí)、可持續(xù)發(fā)展的能力，在本科四年中，前兩年注重讓學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)；后兩年在學(xué)生對專業(yè)和自身興趣充分了解的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化他們專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力，因此兩個(gè)課程群的具體實(shí)施主要放在本科后兩年中開展進(jìn)行。這兩個(gè)課程群及與前期專業(yè)基礎(chǔ)課程的關(guān)系示意圖如圖1所示，其中，專業(yè)基礎(chǔ)課程包括軟件和硬件基礎(chǔ)。在整個(gè)課程體系中，專業(yè)基礎(chǔ)和核心課程基本在大學(xué)二年級(jí)到三年級(jí)之間完成；之后學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，選擇感興趣的課程群（包括仿人機(jī)器人軟件開發(fā)和智能數(shù)據(jù)分析）進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)和技術(shù)綜合應(yīng)用。
近幾年每屆新生入學(xué)時(shí)，專業(yè)教師均會(huì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)一年級(jí)新生的專業(yè)基礎(chǔ)狀況。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對相關(guān)專業(yè)的了解和入門程度基本為零，對自己今后需要學(xué)習(xí)什么、如何學(xué)習(xí)都非常茫然，個(gè)別學(xué)生甚至從來沒有接觸過計(jì)算機(jī)。
因此，為了保障課程群建設(shè)和實(shí)施的順利進(jìn)行，圍繞“智能算法在多智能載體中的應(yīng)用”的核心目標(biāo)，將課程群中的選修課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)現(xiàn)有序銜接。課程之間的先后拓?fù)潢P(guān)系如圖2所示，其目的是為了讓學(xué)生能夠盡早順利走入專業(yè)，提高對專業(yè)的認(rèn)識(shí)度，及時(shí)了解和評估自身的專業(yè)學(xué)習(xí)狀態(tài)，在高年級(jí)確定課程群方向、選修專業(yè)課程時(shí)能夠結(jié)合自身特點(diǎn)和興趣進(jìn)行選課，而不是僅僅為了賺取學(xué)分盲目跟風(fēng)選課，課程之間缺少銜接，結(jié)果造成一些學(xué)生對所選課程不喜歡，教學(xué)效果不理想。
由圖2可以看出，通過專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算思維的能力。學(xué)生在掌握基本的計(jì)算思維方法，具有一定的智能算法基礎(chǔ)之后，可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇對應(yīng)的課程群。在仿人機(jī)器人軟件開發(fā)課程群中，通過機(jī)器人視覺、語言處理、人機(jī)交互的理論和實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握服務(wù)機(jī)器人的軟件開發(fā)流程，并能夠在后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)踐課中完成對已學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用；在智能數(shù)據(jù)分析課程群中，學(xué)生通過一系列課程教學(xué)，理解和掌握從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘到數(shù)據(jù)顯示的整個(gè)數(shù)據(jù)分析流程。
2面向多智能載體應(yīng)用的課程群實(shí)施
如何引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)、興趣和愛好選修對應(yīng)的課程群是課程群實(shí)施過程中需要關(guān)注的內(nèi)容。特別是對于大類招生入校的學(xué)生，他們在本科階段第一年統(tǒng)一學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程，同門課程多名教師任教，打亂了以往的班級(jí)建制。新生在選擇專業(yè)基礎(chǔ)課的任課教師時(shí)，由于不了解任課教師的教學(xué)特點(diǎn)，往往跟風(fēng)選課。班級(jí)和課程的凝聚力都不高，學(xué)生之間交流溝通較少，甚至一些同學(xué)在課程結(jié)束后也相互不認(rèn)識(shí)，不利于學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、相互溝通等能力的培養(yǎng)。為了保障前期專業(yè)基礎(chǔ)課程與后續(xù)專業(yè)選修課程之間的銜接，需要在課程教學(xué)過程中融入激勵(lì)機(jī)制，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，擴(kuò)大學(xué)生的受益面。
因此在課程群的實(shí)施過程中采用了“一考試，二證書，三項(xiàng)目”的方式與課程教學(xué)進(jìn)行對接。
其中，“一考試”是將一年級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程（例如程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等）與上海市計(jì)算機(jī)等級(jí)考試相對應(yīng)。由于學(xué)生剛剛結(jié)束高中生活，盡管大部分學(xué)生的動(dòng)手能力一般，但普通學(xué)生具有良好的做題習(xí)慣，因此給一年級(jí)的學(xué)生設(shè)定了一年后的小目標(biāo)。同時(shí)在課程教學(xué)中配套了與課程進(jìn)度一致的在線習(xí)題，這樣一方面能幫助學(xué)生順利地向大學(xué)生活過渡，另一方面幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)自覺性，提高學(xué)習(xí)動(dòng)力，避免學(xué)習(xí)松懈。
“二證書”是指學(xué)生有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)，逐漸適應(yīng)大學(xué)生活的條件下，將大學(xué)二年級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程與軟件水平資格證書進(jìn)行對接。隨著學(xué)生接觸到的專業(yè)課程逐漸增多，如何引導(dǎo)他們將這些專業(yè)課程有機(jī)地銜接是二年級(jí)階段面臨的主要問題。一方面在專業(yè)課程教學(xué)中將教學(xué)新內(nèi)容與已學(xué)專業(yè)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合擴(kuò)展，另一方面為學(xué)生設(shè)定新的小目標(biāo)引導(dǎo)他們?nèi)绾胃釉鷮?shí)地掌握專業(yè)知識(shí)，提高自學(xué)專業(yè)知識(shí)和獲取新知識(shí)的能力。endprint
“三項(xiàng)目”是指在學(xué)生熟悉了校園生活，專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，對專業(yè)涉及領(lǐng)域有一定了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的特點(diǎn)和愛好選擇感興趣的專業(yè)課程，并配套對應(yīng)的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用。本專業(yè)學(xué)生從大一入學(xué)開始就加入了有專業(yè)老師指導(dǎo)、學(xué)生自發(fā)組織的專業(yè)社團(tuán)，社團(tuán)定期邀請正在做實(shí)際項(xiàng)目的高年級(jí)學(xué)生展示并進(jìn)行項(xiàng)目介紹，通過學(xué)生之間互動(dòng)交流，幫助學(xué)生從理論學(xué)習(xí)拓展至實(shí)際應(yīng)用。
3學(xué)生導(dǎo)師在課程群實(shí)施中的引導(dǎo)作用
針對大類招生帶來的`學(xué)生選課、學(xué)生管理等新挑戰(zhàn)，對學(xué)生的管理逐漸從以往的班級(jí)導(dǎo)師制過渡到以學(xué)生為本的學(xué)生導(dǎo)師制。一般來說，學(xué)業(yè)導(dǎo)師由專業(yè)的任課教師擔(dān)任，能夠保證對專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)環(huán)節(jié)具有充分的了解；學(xué)業(yè)導(dǎo)師從大學(xué)一年級(jí)新生剛?cè)胄r(shí)開始配備，指導(dǎo)過程伴隨著學(xué)生大學(xué)期間的各個(gè)階段，貫穿本科階段的全過程。
在學(xué)生導(dǎo)師遴選階段，導(dǎo)師和學(xué)生之間可以相互選擇。學(xué)生導(dǎo)師根據(jù)自己的所授課程、專業(yè)特長和研究方向，選擇有意向指導(dǎo)的專業(yè)（由于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本身具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，所以專業(yè)導(dǎo)師可以根據(jù)自己的研究和教學(xué)情況選擇有意向的專業(yè)）。新生入學(xué)后根據(jù)自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)、興趣特點(diǎn)選擇合適的學(xué)業(yè)導(dǎo)師。對于本專業(yè)的學(xué)生，由于學(xué)業(yè)導(dǎo)師擔(dān)任了專業(yè)的課程教學(xué)工作，可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體情況，對學(xué)生專業(yè)課程的選擇、專業(yè)課程的學(xué)習(xí)方法、每年的學(xué)業(yè)規(guī)劃給出建議；對于外專業(yè)的學(xué)生，通過與導(dǎo)師之間的交流，可以將自身專業(yè)與智能科技有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)知識(shí)交叉與創(chuàng)新應(yīng)用。
學(xué)生導(dǎo)師在指導(dǎo)過程中一般分為集體指導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)兩種方式。在現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，師生之間的交流與溝通方式也非常多樣和便捷，諸如電話、Email、微信、面對面?zhèn)�別和集體訪談等多種方式。不論上述何種方式，一方面加強(qiáng)了學(xué)生與導(dǎo)師之間的聯(lián)系與溝通，另一方面促進(jìn)了學(xué)生之間的溝通與交流，特別是對于大一、大二低年級(jí)學(xué)生，高年級(jí)學(xué)長的專業(yè)課程選擇和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對他們今后的學(xué)習(xí)能起到很好的引導(dǎo)作用，幫助他們快速地適應(yīng)大學(xué)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，有些同學(xué)甚至大學(xué)一年級(jí)就加入項(xiàng)目實(shí)踐團(tuán)隊(duì)開展項(xiàng)目實(shí)踐。高年級(jí)學(xué)生在自身專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，可以及時(shí)與老師和同學(xué)相互交流，互通有無，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，形成共同促進(jìn)的良性循環(huán)。
4結(jié) 語
人工智能時(shí)代的到來，為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。以“智能算法在多智能載體中的應(yīng)用”為專業(yè)培養(yǎng)核心，開展“面向多智能載體應(yīng)用”的課程群建設(shè)和相應(yīng)實(shí)踐，加強(qiáng)對學(xué)生課程選修和專業(yè)學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)，以期將專業(yè)知識(shí)整合為一個(gè)科學(xué)高效的課程體系，為社會(huì)培養(yǎng)出符合市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的智能科技應(yīng)用人才。
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