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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)

2017-11-06 04:14杜奕蔣川群王彤楊雯靜
計算機教育 2017年10期
關(guān)鍵詞:課程群

杜奕 蔣川群 王彤 楊雯靜

摘 要:面對人工智能時代帶來的機遇挑戰(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

0 引 言

Google與李世石的人機之戰(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)用加強研究應(yīng)用投入。智能載體作為一種智能的實體,是一種智能的能夠思想的可以同環(huán)境交互的硬件實體,已經(jīng)從人工智能領(lǐng)域中一個重要的概念走進(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算機、手機、智能手表等。近年來,仿人型服務(wù)機器人的學(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)機器人應(yīng)用需求”是其中的戰(zhàn)略任務(wù)和重點[2]。

1 面向多智能載體應(yīng)用的課程群設(shè)計

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)計工作發(fā)現(xiàn),隨著社會經(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(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)機制,建立面向多智能載體應(yīng)用的兩個課程群,分別為服務(wù)機器人軟件開發(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)生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識;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,強化他們專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力,因此兩個課程群的具體實施主要放在本科后兩年中開展進(jìn)行。這兩個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)二年級到三年級之間完成;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,專業(yè)教師均會調(diào)查統(tǒng)計一年級新生的專業(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,個別學(xué)生甚至從來沒有接觸過計算機。

因此,為了保障課程群建設(shè)和實施的順利進(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)識度,及時了解和評估自身的專業(yè)學(xué)習(xí)狀態(tài),在高年級確定課程群方向、選修專業(yè)課程時能夠結(jié)合自身特點和興趣進(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(chǔ)之后,可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇對應(yīng)的課程群。在仿人機器人軟件開發(fā)課程群中,通過機器人視覺、語言處理、人機交互的理論和實踐教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握服務(wù)機器人的軟件開發(fā)流程,并能夠在后續(xù)的項目實踐課中完成對已學(xué)知識的綜合應(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)顯示的整個數(shù)據(jù)分析流程。

2 面向多智能載體應(yīng)用的課程群實施

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,打亂了以往的班級建制。新生在選擇專業(yè)基礎(chǔ)課的任課教師時,由于不了解任課教師的教學(xué)特點,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(jié)束后也相互不認(rèn)識,不利于學(xué)生團隊協(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)過程中融入激勵機制,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,擴大學(xué)生的受益面。

因此在課程群的實施過程中采用了“一考試,二證書,三項目”的方式與課程教學(xué)進(jìn)行對接。

其中,“一考試”是將一年級的專業(yè)基礎(chǔ)課程(例如程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等)與上海市計算機等級考試相對應(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,因此給一年級的學(xué)生設(shè)定了一年后的小目標(biāo)。同時在課程教學(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)課程有機地銜接是二年級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)容有機結(jié)合擴展,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釉鷮嵉卣莆諏I(yè)知識,提高自學(xué)專業(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,專業(yè)知識扎實,對專業(yè)涉及領(lǐng)域有一定了解的基礎(chǔ)上,根據(jù)自己的特點和愛好選擇感興趣的專業(yè)課程,并配套對應(yīng)的項目進(jìn)行實際的技術(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,社團定期邀請正在做實際項目的高年級學(xué)生展示并進(jìn)行項目介紹,通過學(xué)生之間互動交流,幫助學(xué)生從理論學(xué)習(xí)拓展至實際應(yīng)用。

3 學(xué)生導(dǎo)師在課程群實施中的引導(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)一年級新生剛?cè)胄r開始配備,指導(dǎo)過程伴隨著學(xué)生大學(xué)期間的各個階段,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,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)與智能科技有機結(jié)合,促進(jìn)知識交叉與創(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、大二低年級學(xué)生,高年級學(xué)長的專業(yè)課程選擇和學(xué)習(xí)經(jīng)驗對他們今后的學(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)一年級就加入項目實踐團隊開展項目實踐。高年級學(xué)生在自身專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,可以及時與老師和同學(xué)相互交流,互通有無,優(yōu)勢互補,提高專業(yè)知識的綜合應(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)實踐,加強對學(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)知識整合為一個科學(xué)高效的課程體系,為社會培養(yǎng)出符合市場經(jīng)濟發(fā)展需要的智能科技應(yīng)用人才。

參考文獻(xiàn):

[1] 翟夢杰. 智能機器人專家解讀“人機大戰(zhàn)”[EB/OL]. [2016-03-21]. http://www.jyb.cn/Theory/jysd /201603/t20160321_655494.html.

[2] 曹雨平. 如何應(yīng)對“中國制造2025”[EB/OL]. [2017-07-16]. http://edu.people.com.cn/n/2015 /0716/c1053-27313211.html.

(編輯:郭田珍)endprint

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