面向多智能載體的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程群建設論文
摘 要：面對人工智能時(shí)代帶來(lái)的機遇挑戰，分析智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程群建設在專(zhuān)業(yè)課程體系中的重要性，給出面向多智能載體應用智能群的建設思路和實(shí)施方法，探討學(xué)業(yè)導師在課程群建設過(guò)程中對學(xué)生的引導作用。
關(guān)鍵詞：多智能載體；課程群；學(xué)業(yè)導師
引 言
Google與李世石的人機之戰，讓人工智能熱潮席卷全球[1]。國內外各類(lèi)科技產(chǎn)業(yè)都對人工智能技術(shù)和應用加強研究應用投入。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(lèi)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(lèi)型各種層次的智能載體不斷涌現，如生活、工作中隨處可見(jiàn)的計算機、手機、智能手表等。近年來(lái)，仿人型服務(wù)機器人的學(xué)習與應用受到越來(lái)越多的關(guān)注。由于其具有自然流暢的肢體動(dòng)作、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等智能行為，能夠與周?chē)h(huán)境進(jìn)行友好的交互，更加適應人們日常的生活環(huán)境而容易被人類(lèi)所接受，并且在零售服務(wù)行業(yè)和家庭服務(wù)娛樂(lè )行業(yè)的應用已初見(jiàn)端倪�！吨袊圃�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)展以醫療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂(lè )等應用為代表的服務(wù)機器人應用需求”是其中的戰略任務(wù)和重點(diǎn)[2]。
1面向多智能載體應用的課程群設計
作為應用型本科院校的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，其培養特色應是符合市場(chǎng)需求的，具有學(xué)習能力的智能技術(shù)型應用人才。為了讓培養方案能夠真正滿(mǎn)足當前社會(huì )需求和學(xué)生自身未來(lái)發(fā)展，我們對應用型智能科技人才的企事業(yè)單位需求進(jìn)行了大量的調研分析和統計工作發(fā)現，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(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)應用型人才的需求呈現急劇增長(cháng)的上升趨勢。通過(guò)了解行業(yè)需求，走訪(fǎng)調研國內就業(yè)市場(chǎng)和分析相關(guān)崗位能力需求，特別是不斷涌現的各類(lèi)智能終端軟件開(kāi)發(fā)對智能科技人才的迫切需求，提出以“培養面向多智能載體的智能應用軟件開(kāi)發(fā)人才”為目標，以“仿人機器人軟件開(kāi)發(fā)+智能數據分析”為方向的人才培養機制，建立面向多智能載體應用的兩個(gè)課程群，分別為服務(wù)機器人軟件開(kāi)發(fā)和數據智能分析應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、可持續發(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(zhuān)業(yè)基礎理論知識；后兩年在學(xué)生對專(zhuān)業(yè)和自身興趣充分了解的基礎上，強化他們專(zhuān)業(yè)技術(shù)的學(xué)習和應用能力，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(kāi)展進(jìn)行。這兩個(gè)課程群及與前期專(zhuān)業(yè)基礎課程的關(guān)系示意圖如圖1所示，其中，專(zhuān)業(yè)基礎課程包括軟件和硬件基礎。在整個(gè)課程體系中，專(zhuān)業(yè)基礎和核心課程基本在大學(xué)二年級到三年級之間完成；之后學(xué)生根據自己的興趣愛(ài)好，選擇感興趣的課程群（包括仿人機器人軟件開(kāi)發(fā)和智能數據分析）進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習和技術(shù)綜合應用。
近幾年每屆新生入學(xué)時(shí)，專(zhuān)業(yè)教師均會(huì )調查統計一年級新生的專(zhuān)業(yè)基礎狀況。調研中發(fā)現大部分學(xué)生對相關(guān)專(zhuān)業(yè)的了解和入門(mén)程度基本為零，對自己今后需要學(xué)習什么、如何學(xué)習都非常茫然，個(gè)別學(xué)生甚至從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)計算機。
因此，為了保障課程群建設和實(shí)施的順利進(jìn)行，圍繞“智能算法在多智能載體中的應用”的核心目標，將課程群中的選修課程與專(zhuān)業(yè)基礎課程實(shí)現有序銜接。課程之間的先后拓撲關(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(zhuān)業(yè)，提高對專(zhuān)業(yè)的認識度，及時(shí)了解和評估自身的專(zhuān)業(yè)學(xué)習狀態(tài)，在高年級確定課程群方向、選修專(zhuān)業(yè)課程時(shí)能夠結合自身特點(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(guò)專(zhuān)業(yè)基礎課程的教學(xué)，培養了學(xué)生計算思維的能力。學(xué)生在掌握基本的計算思維方法，具有一定的智能算法基礎之后，可以根據自己的興趣愛(ài)好選擇對應的課程群。在仿人機器人軟件開(kāi)發(fā)課程群中，通過(guò)機器人視覺(jué)、語(yǔ)言處理、人機交互的理論和實(shí)踐教學(xué)，引導學(xué)生理解和掌握服務(wù)機器人的軟件開(kāi)發(fā)流程，并能夠在后續的項目實(shí)踐課中完成對已學(xué)知識的綜合應用；在智能數據分析課程群中，學(xué)生通過(guò)一系列課程教學(xué)，理解和掌握從數據采集、數據挖掘到數據顯示的整個(gè)數據分析流程。
2面向多智能載體應用的課程群實(shí)施
如何引導學(xué)生根據自己的基礎、興趣和愛(ài)好選修對應的課程群是課程群實(shí)施過(guò)程中需要關(guān)注的內容。特別是對于大類(lèi)招生入校的學(xué)生，他們在本科階段第一年統一學(xué)習基礎課程，同門(mén)課程多名教師任教，打亂了以往的班級建制。新生在選擇專(zhuān)業(yè)基礎課的任課教師時(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)在課程結束后也相互不認識，不利于學(xué)生團隊協(xié)作、相互溝通等能力的培養。為了保障前期專(zhuān)業(yè)基礎課程與后續專(zhuān)業(yè)選修課程之間的銜接，需要在課程教學(xué)過(guò)程中融入激勵機制，提高學(xué)生的學(xué)習積極性，擴大學(xué)生的受益面。
因此在課程群的實(shí)施過(guò)程中采用了“一考試，二證書(shū)，三項目”的方式與課程教學(xué)進(jìn)行對接。
其中，“一考試”是將一年級的專(zhuān)業(yè)基礎課程（例如程序設計基礎、數據結構等）與上海市計算機等級考試相對應。由于學(xué)生剛剛結束高中生活，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慣，因此給一年級的學(xué)生設定了一年后的小目標。同時(shí)在課程教學(xué)中配套了與課程進(jìn)度一致的在線(xiàn)習題，這樣一方面能幫助學(xué)生順利地向大學(xué)生活過(guò)渡，另一方面幫助學(xué)生養成良好的學(xué)習自覺(jué)性，提高學(xué)習動(dòng)力，避免學(xué)習松懈。
“二證書(shū)”是指學(xué)生有了一定的專(zhuān)業(yè)基礎，逐漸適應大學(xué)生活的條件下，將大學(xué)二年級的專(zhuān)業(yè)基礎課程與軟件水平資格證書(shū)進(jìn)行對接。隨著(zhù)學(xué)生接觸到的專(zhuān)業(yè)課程逐漸增多，如何引導他們將這些專(zhuān)業(yè)課程有機地銜接是二年級階段面臨的主要問(wèn)題。一方面在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中將教學(xué)新內容與已學(xué)專(zhuān)業(yè)內容有機結合擴展，另一方面為學(xué)生設定新的小目標引導他們如何更加扎實(shí)地掌握專(zhuān)業(yè)知識，提高自學(xué)專(zhuān)業(yè)知識和獲取新知識的能力。endprint
“三項目”是指在學(xué)生熟悉了校園生活，專(zhuān)業(yè)知識扎實(shí)，對專(zhuān)業(yè)涉及領(lǐng)域有一定了解的基礎上，根據自己的特點(diǎn)和愛(ài)好選擇感興趣的專(zhuān)業(yè)課程，并配套對應的項目進(jìn)行實(shí)際的技術(shù)應用。本專(zhuān)業(yè)學(xué)生從大一入學(xué)開(kāi)始就加入了有專(zhuān)業(yè)老師指導、學(xué)生自發(fā)組織的專(zhuān)業(yè)社團，社團定期邀請正在做實(shí)際項目的高年級學(xué)生展示并進(jìn)行項目介紹，通過(guò)學(xué)生之間互動(dòng)交流，幫助學(xué)生從理論學(xué)習拓展至實(shí)際應用。
3學(xué)生導師在課程群實(shí)施中的引導作用
針對大類(lèi)招生帶來(lái)的`學(xué)生選課、學(xué)生管理等新挑戰，對學(xué)生的管理逐漸從以往的班級導師制過(guò)渡到以學(xué)生為本的學(xué)生導師制。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)業(yè)導師由專(zhuān)業(yè)的任課教師擔任，能夠保證對專(zhuān)業(yè)的培養目標、培養計劃和教學(xué)環(huán)節具有充分的了解；學(xué)業(yè)導師從大學(xué)一年級新生剛入校時(shí)開(kāi)始配備，指導過(guò)程伴隨著(zhù)學(xué)生大學(xué)期間的各個(gè)階段，貫穿本科階段的全過(guò)程。
在學(xué)生導師遴選階段，導師和學(xué)生之間可以相互選擇。學(xué)生導師根據自己的所授課程、專(zhuān)業(yè)特長(cháng)和研究方向，選擇有意向指導的專(zhuān)業(yè)（由于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本身具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，所以專(zhuān)業(yè)導師可以根據自己的研究和教學(xué)情況選擇有意向的專(zhuān)業(yè)）。新生入學(xué)后根據自身的學(xué)習目標、興趣特點(diǎn)選擇合適的學(xué)業(yè)導師。對于本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，由于學(xué)業(yè)導師擔任了專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)工作，可以根據學(xué)生的個(gè)體情況，對學(xué)生專(zhuān)業(yè)課程的選擇、專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習方法、每年的學(xué)業(yè)規劃給出建議；對于外專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，通過(guò)與導師之間的交流，可以將自身專(zhuān)業(yè)與智能科技有機結合，促進(jìn)知識交叉與創(chuàng )新應用。
學(xué)生導師在指導過(guò)程中一般分為集體指導與個(gè)別指導兩種方式。在現今的網(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(huà)、Email、微信、面對面個(gè)別和集體訪(fǎng)談等多種方式。不論上述何種方式，一方面加強了學(xué)生與導師之間的聯(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、大二低年級學(xué)生，高年級學(xué)長(cháng)的專(zhuān)業(yè)課程選擇和學(xué)習經(jīng)驗對他們今后的學(xué)習能起到很好的引導作用，幫助他們快速地適應大學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習，有些同學(xué)甚至大學(xué)一年級就加入項目實(shí)踐團隊開(kāi)展項目實(shí)踐。高年級學(xué)生在自身專(zhuān)業(yè)知識的基礎上，可以及時(shí)與老師和同學(xué)相互交流，互通有無(wú)，優(yōu)勢互補，提高專(zhuān)業(yè)知識的綜合應用能力，形成共同促進(jìn)的良性循環(huán)。
4結 語(yǔ)
人工智能時(shí)代的到來(lái)，為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養提供了新的機遇和挑戰。以“智能算法在多智能載體中的應用”為專(zhuān)業(yè)培養核心，開(kāi)展“面向多智能載體應用”的課程群建設和相應實(shí)踐，加強對學(xué)生課程選修和專(zhuān)業(yè)學(xué)習過(guò)程的引導，以期將專(zhuān)業(yè)知識整合為一個(gè)科學(xué)高效的課程體系，為社會(huì )培養出符合市場(chǎng)經(jīng)濟發(fā)展需要的智能科技應用人才。
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