摘要：針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)存在綜合性和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的問題，在分析智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出以“智能康復(fù)裝置與檢測(cè)技術(shù)”教育部工程研究中心為平臺(tái)，以各種競(jìng)賽為契機(jī)，建立以培養(yǎng)人才工程能力和創(chuàng)新能力為主線的實(shí)踐教學(xué)體系的觀點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系；創(chuàng)新能力
　　
　　智能學(xué)科技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的核心、前沿和制高點(diǎn)，加快該專業(yè)的建設(shè)是增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國家的時(shí)代需求。然而智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)是一個(gè)新專業(yè)，目前全國僅北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等13所院校包含該專業(yè)，如何建設(shè)該專業(yè)，國內(nèi)各個(gè)學(xué)校都在摸索過程中[1]。
　　目前該專業(yè)普遍存在綜合性和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的問題，缺乏理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力方面明顯不足。
　　對(duì)此，河北工業(yè)大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)中明確指出：“培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，基礎(chǔ)厚、口徑寬、能力強(qiáng)、具備智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，綜合掌握智能控制與智能決策的方法和技術(shù)，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才”，其中特別強(qiáng)調(diào)了“智能控制與智能決策”、“創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”[2-3]。
　　實(shí)踐教育是大學(xué)工科教育培養(yǎng)計(jì)劃中與理論教育相聯(lián)系又獨(dú)立于理論教育的一個(gè)重要組成部分，實(shí)踐能力的培養(yǎng)不應(yīng)附屬于理論教學(xué)，而應(yīng)列為培養(yǎng)學(xué)生工程能力和解決問題的一種方法和途徑。競(jìng)賽以解決實(shí)際問題為主線，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)極好的載體[4]，為學(xué)生提供了提高綜合素質(zhì)的平臺(tái)。
　　我專業(yè)以面向21世紀(jì)高等教育改革計(jì)劃的指導(dǎo)思想為出發(fā)點(diǎn)，建立以培養(yǎng)人才工程能力和創(chuàng)新能力為主線的實(shí)踐教學(xué)體系，在教學(xué)內(nèi)容與課程等方面進(jìn)行改革，探索課程實(shí)施的有效方法。
　　1實(shí)踐教學(xué)體系改革
　　1.1教學(xué)內(nèi)容與課程改革
　　實(shí)踐教學(xué)要圍繞培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力這個(gè)重要目標(biāo)，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，建立起“理論、實(shí)踐、科技創(chuàng)新”三位一體的新教學(xué)模式，創(chuàng)建新的實(shí)踐教學(xué)體系。根據(jù)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，建立有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)內(nèi)容和課程體系。深化教學(xué)內(nèi)容改革，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識(shí)、新理論和新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。要堅(jiān)持知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，繼續(xù)深化人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革，實(shí)現(xiàn)從注重知識(shí)傳授向更加重視能力和素質(zhì)培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，形成理論與實(shí)踐結(jié)合、專業(yè)技能與專業(yè)素質(zhì)有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐型教學(xué)內(nèi)容體系。推動(dòng)高等教育人才培養(yǎng)模式和實(shí)踐教學(xué)的改革，不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
　　1.2探索課程實(shí)施的有效方法
　　教師積極參與課程改革，自覺探索課程實(shí)施的有效方法，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中所給定的教學(xué)目標(biāo)，積極探索符合智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特色和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新型教學(xué)方法。選擇與學(xué)生學(xué)習(xí)和生活密切相關(guān)的應(yīng)用問題作為教學(xué)案例，理論聯(lián)系實(shí)際，采用多樣化的教學(xué)方法，結(jié)合案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)與問題解決教學(xué)、專題講座、小組協(xié)作學(xué)習(xí)等方式[5]，既要注意抓住學(xué)生的興趣，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新事物的渴望，也要時(shí)刻監(jiān)控教學(xué)過程，維持良好的學(xué)習(xí)進(jìn)程。多種途徑開拓教學(xué)資源，豐富教學(xué)活動(dòng)，提升課堂理論教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)學(xué)生情況適當(dāng)安排大的“課程設(shè)計(jì)”任務(wù)，要求學(xué)生通過合作和探究完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
　　2通過競(jìng)賽活動(dòng)增強(qiáng)實(shí)踐能力
　　長久以來，我們一直在探索如何培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。以競(jìng)賽活動(dòng)為契機(jī)，培養(yǎng)新時(shí)期創(chuàng)新人才是我們教學(xué)改革的重要手段和措施。針對(duì)我國高等教育中存在的理論與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱等問題，以“智能康復(fù)裝置與檢測(cè)技術(shù)”教育部工程研究中心為平臺(tái)，以各種競(jìng)賽為契機(jī)，組織學(xué)生積極開展各種社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)；激發(fā)大學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究與探索的興趣，挖掘大學(xué)生的創(chuàng)新潛能與智慧，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造良好的條件，以小組參賽鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神。
　　將課程體系和課程教學(xué)內(nèi)容改革與競(jìng)賽密切結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，與培養(yǎng)學(xué)生全面素質(zhì)緊密結(jié)合，與理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合。選擇既有理論設(shè)計(jì)，又有實(shí)際制作的競(jìng)賽，可以全面檢驗(yàn)和促進(jìn)參賽學(xué)生的理論素養(yǎng)和工作能力，著重考核學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)的能力、創(chuàng)新精神和獨(dú)立工作能力。
　　樹立“以學(xué)生為本”的實(shí)踐教學(xué)觀念，擺脫簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授、驗(yàn)證理論課程內(nèi)容的傳統(tǒng)模式，以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，開展實(shí)踐課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)條件改革。以科技競(jìng)賽為契機(jī)，不斷總結(jié)、改進(jìn)和推廣經(jīng)驗(yàn)，深化高校創(chuàng)新實(shí)踐教育的發(fā)展，從而使我們的創(chuàng)新實(shí)踐教育更上一個(gè)臺(tái)階，為社會(huì)培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型專業(yè)人才。
　　3建立科技創(chuàng)新平臺(tái)
　　3.1積極參加科技競(jìng)賽
　　競(jìng)賽是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個(gè)極好的載體，而且能充分考驗(yàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用分析能力、聯(lián)想能力、使用當(dāng)代科技最新成果的能力。例如我國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽，是在同一汽車模型平臺(tái)上，使用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的微控制器作為核心控制模塊，自主構(gòu)思控制方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的比賽。很多參加過競(jìng)賽的學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力顯著提高，在畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生階段的學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，得到用人單位和研究生導(dǎo)師的普遍認(rèn)可。在競(jìng)賽的推動(dòng)下，開設(shè)機(jī)器人、單片機(jī)應(yīng)用以及與此密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，將競(jìng)賽的思想和方法融入主干課程的研究和試驗(yàn)，是對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系和內(nèi)容改革的一個(gè)有益的嘗試。
　　3.2開展特色科技拓展活動(dòng)
　　學(xué)院建立健全的科技創(chuàng)新機(jī)制，設(shè)立創(chuàng)新教育基地，為學(xué)生參加科技活動(dòng)創(chuàng)造條件，提供和保障培訓(xùn)與競(jìng)賽期間的場(chǎng)地、設(shè)備與儀器、輔助人員配備、部分經(jīng)費(fèi)以及其他必要條件。做好競(jìng)賽的發(fā)動(dòng)組織宣傳工作，積極營造氛圍，做好參賽隊(duì)員的遴選工作，讓更多學(xué)生參與和受益，使優(yōu)秀的學(xué)生和作品脫穎而出并對(duì)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)。除了組織參加全國性質(zhì)的大學(xué)生競(jìng)賽，學(xué)院還積極開展各項(xiàng)特色科技拓展活動(dòng)，進(jìn)行本科生與研究生之間的科技交流，形成培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力良好的氛圍。以“智能康復(fù)裝置與檢測(cè)技術(shù)”教育部工程研究中心為平臺(tái)，確立適合本科生的研究課題，注重學(xué)生梯隊(duì)的培養(yǎng)。
　　培養(yǎng)指導(dǎo)教師，組建指導(dǎo)教師隊(duì)伍，指導(dǎo)教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題能力的角度出發(fā)，認(rèn)真研究競(jìng)賽培訓(xùn)方案，制定并實(shí)施培訓(xùn)內(nèi)容，檢查培訓(xùn)與競(jìng)賽過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)修正培訓(xùn)方案等。在指導(dǎo)過程中，既要注意對(duì)學(xué)生智力因素的培養(yǎng)，又要注意對(duì)學(xué)生非智力因素的培養(yǎng)。
　　4基于肌電信號(hào)的護(hù)理床控制系統(tǒng)
　　以“基于肌電信號(hào)識(shí)別的護(hù)理床控制系統(tǒng)”為例，由于該系統(tǒng)是利用面部和頸部的表面肌電信號(hào)而非聲音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，因此可應(yīng)用于高噪聲環(huán)境和幫助失去發(fā)音能力的人實(shí)現(xiàn)無聲交流，有著良好的應(yīng)用前景。通過檢測(cè)面部肌電信號(hào)來達(dá)到對(duì)詞匯的無聲語音識(shí)別，使嚴(yán)重失能患者可以自主控制電動(dòng)護(hù)理床的運(yùn)動(dòng)。具體任務(wù)及與主干課程的聯(lián)系如圖1所示。
　　設(shè)計(jì)基于單片機(jī)430的肌電信號(hào)采集系統(tǒng)，采集人體在發(fā)聲過程中面部主要肌肉的表面肌電信號(hào)；進(jìn)行信號(hào)處理與分析，研究信號(hào)的特點(diǎn)與變化趨勢(shì)，尋找表征不同語音信號(hào)的有效特征向量，識(shí)別電動(dòng)護(hù)理床的主要功能“起來”，“躺下”，“彎腿”，“翻身”；建立嵌入式智能系統(tǒng)對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示、分析和存儲(chǔ)，使用CAN總線實(shí)時(shí)傳遞生理參數(shù)信號(hào)及控制信號(hào)；利用Visual C++ 環(huán)境中的基礎(chǔ)類庫 MFC 設(shè)計(jì)操作界面；利用識(shí)別結(jié)果控制電動(dòng)護(hù)理床實(shí)現(xiàn)使用者期望的動(dòng)作。
　　
　　該課題涵蓋了電路、智能信息處理、單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理等多門智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主干課程，通過基于肌電信號(hào)識(shí)別的電動(dòng)護(hù)理床控制實(shí)例，將理論課、實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)和科技拓展相結(jié)合，使學(xué)生更好地掌握所學(xué)的理論課程，提高學(xué)生動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力。作品制作中涵蓋了元器件的選用、印刷電路板設(shè)計(jì)與制作、調(diào)試與故障排查、設(shè)計(jì)報(bào)告寫作和作品展示等多項(xiàng)內(nèi)容，訓(xùn)練學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握在競(jìng)賽作品制作過程中必需的一些基本技能。以理論課培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和動(dòng)手能力，以課程設(shè)計(jì)來構(gòu)建學(xué)生的系統(tǒng)分析和工程應(yīng)用能力[6]。通過競(jìng)賽的形式將多門主干課程結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合性系統(tǒng)研究，從整體上提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
　　5結(jié)語
　　我們針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)存在綜合性和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的問題，提出以“智能康復(fù)裝置與檢測(cè)技術(shù)”教育部工程研究中心為平臺(tái)，以各種競(jìng)賽為契機(jī)，推動(dòng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)手段及教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行改革，建立以培養(yǎng)人才工程能力和創(chuàng)新能力為主線的實(shí)踐教學(xué)體系的觀點(diǎn)，在教學(xué)模式和方法、實(shí)驗(yàn)方面取得一系列的教學(xué)改革成果和實(shí)踐成果。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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