榮喃喃 朱新軍 王紅一 李云鵬

天津工業(yè)大學(xué) 天津 300380

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）概念提出至今已有60多年的歷史，隨著《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的逐步實(shí)施，其對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要性不言而喻。人工智能是世界新一輪科技革命的重要驅(qū)動(dòng)力量，加快人工智能科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是關(guān)乎國(guó)家在新一輪科技變革中搶占先機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題，而人工智能專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)又是重要基石[1-2]。伴隨《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的發(fā)布，積極推動(dòng)人工智能專(zhuān)業(yè)教育創(chuàng)新，彌補(bǔ)人工智能領(lǐng)域人才缺口成為高等專(zhuān)業(yè)教育改革的趨勢(shì)。隨著“新工科”建設(shè)的火熱進(jìn)行，智能控制類(lèi)課程成為人工智能專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中的核心課程群[3-4]。作為多學(xué)科融合的智能控制類(lèi)課程，其快速發(fā)展標(biāo)志著人工智能、認(rèn)知科學(xué)、模糊集理論和生物控制論等學(xué)科的快速發(fā)展，在當(dāng)前大環(huán)境下進(jìn)行課程教育改革勢(shì)在必行[5-6]。

1 優(yōu)質(zhì)資源共建共享的云資源教育平臺(tái)

隨著云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等科技手段的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源的共建共享逐漸成為教育領(lǐng)域不可或缺的一種學(xué)習(xí)教育方式?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2010—2020年）》中提出了優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)和共享等行動(dòng)計(jì)劃，云資源教育平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)是支撐行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施落地的有力手段和重要保障。如圖1所示，云資源平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合，提高教育公平性和教育質(zhì)量，全面推進(jìn)教育信息化可持續(xù)發(fā)展。

圖1 云資源教育平臺(tái)

云資源教育平臺(tái)的主要特點(diǎn)是資源共建共享公平化、教育教學(xué)平等無(wú)差異化、平臺(tái)建設(shè)管理一體化、教育資源定制學(xué)習(xí)個(gè)性化等。教師不僅可以獲得大批量的網(wǎng)絡(luò)和媒體等優(yōu)秀精品電子教學(xué)資源，還可以遠(yuǎn)程和教育專(zhuān)家探討教學(xué)問(wèn)題、交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。云資源教育平臺(tái)融匯各類(lèi)優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享的方式促進(jìn)教育發(fā)達(dá)地區(qū)和教育落后地區(qū)的無(wú)差異化教育。此外，云資源教育平臺(tái)由教育部門(mén)和第三方管理單位共同運(yùn)營(yíng)，通過(guò)托管或者自建的方式打造學(xué)習(xí)資源和應(yīng)用單元目錄，包括數(shù)字校園、學(xué)習(xí)社區(qū)、專(zhuān)業(yè)教育、實(shí)踐課程等各類(lèi)資源門(mén)類(lèi)?；谙冗M(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云資源教育平臺(tái)為教師提供了更為科學(xué)的教學(xué)模式，通過(guò)海量的數(shù)字資源和教育社區(qū)的交流，教師可提取本專(zhuān)業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源，采用更加協(xié)作互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，進(jìn)而在混合型的教學(xué)方式中讓學(xué)生全方位地實(shí)現(xiàn)立體化學(xué)習(xí)，促進(jìn)教育公平化和均衡化?；谠瀑Y源教育平臺(tái)，教師可在線(xiàn)上進(jìn)行云備課、云教學(xué)、云管理、云測(cè)評(píng)、云教研、云互動(dòng)等操作。

2 智能控制類(lèi)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

得益于人工智能專(zhuān)業(yè)的廣泛開(kāi)設(shè)，智能控制類(lèi)課程作為多學(xué)科交叉的核心課程，成為發(fā)展迅速的新興課程群，主要包括經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論、生物控制論、模糊控制理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)控制技術(shù)。相較于經(jīng)典控制理論課程群，智能控制類(lèi)課程理論還需要不斷成熟和完善，但其所取得的研究成果顯示了課程蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 教材陳舊單一

智能控制類(lèi)課程教育的教材往往存在陳舊單一的問(wèn)題。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，智能控制技術(shù)與應(yīng)用也在不斷擴(kuò)展和更新，所以相關(guān)教材的更新速度必須與時(shí)俱進(jìn)。然而，學(xué)校和出版商在更新教科書(shū)時(shí)往往不能跟上技術(shù)發(fā)展的步伐。教材內(nèi)容陳舊過(guò)時(shí)，使得學(xué)生無(wú)法了解和學(xué)習(xí)該領(lǐng)域最前沿的技術(shù)。此外，教材往往會(huì)出現(xiàn)冗余、重點(diǎn)不明確等情況，使課程受到局限，缺乏靈活性，按照傳統(tǒng)教材授課時(shí)，往往缺乏對(duì)課程知識(shí)的延伸，學(xué)生在被動(dòng)學(xué)習(xí)中逐漸喪失學(xué)習(xí)積極性，不再主動(dòng)投入精力對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行研究分析。

2.2 缺乏理論結(jié)合實(shí)踐的環(huán)節(jié)

智能控制課程往往只注重對(duì)理論知識(shí)、理論模型和算法的講授，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重視程度不夠，忽視了與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的聯(lián)系，智能控制課程需要通過(guò)實(shí)際案例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，然而，現(xiàn)有的教育體系往往缺乏相關(guān)的案例和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在掌握實(shí)際應(yīng)用技能時(shí)，往往存在銜接上的漏洞，這使得學(xué)生難以將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，難以理解控制理論在實(shí)際應(yīng)用中的作用和價(jià)值。

2.3 缺乏跨學(xué)科的融合

智能控制課程需要多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，如電子學(xué)、計(jì)算機(jī)和機(jī)械學(xué)等。然而，現(xiàn)有的教育體系往往不能有效地整合這些領(lǐng)域的知識(shí)，而跨學(xué)科的整合可以使學(xué)生更好地理解智能控制的概念和應(yīng)用，從而更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題。缺乏跨學(xué)科整合的主要原因是教育系統(tǒng)的隔離。在許多大學(xué)里，來(lái)自不同學(xué)科的教師通常孤立地開(kāi)設(shè)自己的課程，而不與其他學(xué)科的教師合作。這種缺乏整體性的教育方法使得學(xué)生很難將不同學(xué)科的知識(shí)和技能整合到一個(gè)綜合的課程中。此外，智能控制課程教育中缺乏跨學(xué)科的整合也可能導(dǎo)致學(xué)生視野狹窄。如果只學(xué)習(xí)單一學(xué)科，學(xué)生可能無(wú)法理解智能控制與其他學(xué)科的關(guān)系，這可能會(huì)限制他們的思維方式和解決問(wèn)題的能力。

3 基于云資源平臺(tái)的智能控制類(lèi)課程的改革策略

在傳統(tǒng)的智能控制類(lèi)課程教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)校都是采用課堂講解和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，但是這種方式存在著上述諸多問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，可以利用云資源平臺(tái)進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整?；谠瀑Y源平臺(tái)深入探討智能控制類(lèi)課程的改革策略。

3.1 整合海量云端資源，調(diào)整課程內(nèi)容

首先，可以錄制課堂授課內(nèi)容，并上傳到云資源平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)和共享。這樣一來(lái)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)觀看課堂授課視頻，提高學(xué)習(xí)效率。其次，在云資源平臺(tái)上的智能控制類(lèi)課程中，應(yīng)增加與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)的新技術(shù)內(nèi)容，讓學(xué)生了解和掌握這些新技術(shù)的基本知識(shí)和應(yīng)用場(chǎng)景。由于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展，教材需要及時(shí)更新，與時(shí)俱進(jìn)。教材內(nèi)容應(yīng)注重實(shí)用性和應(yīng)用性，幫助學(xué)生理解和掌握實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)和方法。總之，海量云教育資源的整合可以為智能控制課程改革提供重要的支持和幫助，提高教學(xué)效率，促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新，提高教學(xué)質(zhì)量，從而更好地滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

3.2 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

首先，課程設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中引入云資源平臺(tái)，讓學(xué)生在云平臺(tái)上完成實(shí)踐任務(wù)。實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)具有一定的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值，并與本課程的理論知識(shí)緊密結(jié)合。然后，引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，通過(guò)組織項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將課程中所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，使學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐掌握相關(guān)技能。同時(shí)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)還可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和解決問(wèn)題的能力。值得一提的是，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，要為學(xué)生制定具體的實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)踐任務(wù)的要求，在云平臺(tái)上完成相關(guān)操作，從而鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。其次，建立實(shí)踐指導(dǎo)機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)踐任務(wù)，同時(shí)提供必要的技術(shù)支持和指導(dǎo)。最后，將虛擬仿真環(huán)境與云平臺(tái)結(jié)合，為學(xué)生提供一個(gè)安全、可靠的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生可以在虛擬仿真環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，以此來(lái)加深對(duì)課程理論知識(shí)的理解和掌握。

3.3 推進(jìn)跨學(xué)科的融合

首先，需要采用跨學(xué)科的教學(xué)方法，加強(qiáng)跨學(xué)科實(shí)踐。將不同領(lǐng)域的知識(shí)和技能融入課程，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與跨學(xué)科的合作項(xiàng)目，促進(jìn)不同學(xué)科領(lǐng)域的融合。其次，開(kāi)展跨學(xué)科的課程設(shè)計(jì)和研究。對(duì)于云資源平臺(tái)的智能控制課程，可以邀請(qǐng)不同學(xué)科領(lǐng)域的專(zhuān)家共同進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和研究，確保課程內(nèi)容和教學(xué)方法符合跨學(xué)科要求。再次，建立跨學(xué)科的課程管理機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)不同學(xué)科領(lǐng)域的教師，整合各種資源，推動(dòng)跨學(xué)科課程的開(kāi)發(fā)和實(shí)施。然后建立交流平臺(tái)。通過(guò)建立跨學(xué)科教師交流平臺(tái)和學(xué)生社區(qū)，促進(jìn)不同學(xué)科領(lǐng)域教師和學(xué)生的交流和互動(dòng)，推動(dòng)跨學(xué)科融合。最后，提供跨學(xué)科培訓(xùn)和支持。為教師提供相關(guān)的跨學(xué)科教育培訓(xùn)和支持，幫助他們更好地應(yīng)對(duì)跨學(xué)科教學(xué)和實(shí)踐的挑戰(zhàn)。同時(shí)，也要為學(xué)生提供跨學(xué)科研究和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高他們的跨學(xué)科能力。

3.4 教學(xué)方式和課程評(píng)估方式的改變

3.4.1 教學(xué)方式的改變

在傳統(tǒng)的智能控制類(lèi)課程教學(xué)中，教師以講授為主，學(xué)生以聽(tīng)講為主。但在云資源平臺(tái)的支持下，該課程的教學(xué)方式發(fā)生了很大的變化。首先，教師可以利用云資源平臺(tái)提供的在線(xiàn)答疑功能，及時(shí)回答學(xué)生的問(wèn)題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。其次，學(xué)生可以通過(guò)云資源平臺(tái)提供的在線(xiàn)討論功能與教師和其他學(xué)生進(jìn)行交流和討論，提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

3.4.2 課程評(píng)估方式的改變

在傳統(tǒng)的智能控制類(lèi)課程教學(xué)中，課程考核主要是采用考試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式。但是，在云資源平臺(tái)的支持下，課程考核方式也有了很大的改變。首先，教師可以通過(guò)云資源平臺(tái)提供的在線(xiàn)測(cè)試功能，為學(xué)生提供更加靈活多樣的考試方式。其次，學(xué)生可以通過(guò)云資源平臺(tái)提供的在線(xiàn)作業(yè)功能及時(shí)提交作業(yè)，并獲得教師的反饋和評(píng)價(jià)?？傊谠瀑Y源平臺(tái)的智能控制課程教學(xué)改革研究可以使課程教學(xué)內(nèi)容更加豐富多樣，課程教學(xué)方式更加靈活，課程考核方式更加科學(xué)客觀。這對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

本教學(xué)改革研究旨在探索基于云資源平臺(tái)的智能控制課程的教學(xué)改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和應(yīng)用能力。通過(guò)教師的創(chuàng)新教學(xué)和學(xué)生的積極參與，教改取得了一定成效。首先，通過(guò)引入云資源平臺(tái)，學(xué)生可以在更便捷的環(huán)境中獲取課程資源，可以自主選擇學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)習(xí)的靈活性和自主性。同時(shí)，云資源平臺(tái)可以支持更多樣化的教學(xué)模式，如在線(xiàn)交流、實(shí)驗(yàn)?zāi)M等，優(yōu)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。其次，本次教學(xué)改革注重提高學(xué)生的應(yīng)用能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和案例教學(xué)，學(xué)生可以更深入地理解課程內(nèi)容，并能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，提高了課程的實(shí)用性。最后，教師在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。通過(guò)不斷探索和創(chuàng)新，教師可以設(shè)計(jì)出更貼近學(xué)生需求的教學(xué)模式，針對(duì)學(xué)生的不同情況進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)效果?？傊谠瀑Y源平臺(tái)的智能控制課程的教學(xué)改革提供了一種新的教學(xué)模式。通過(guò)不斷創(chuàng)新和實(shí)踐，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和應(yīng)用能力，促進(jìn)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展和教學(xué)水平。希望今后能夠繼續(xù)深化教學(xué)改革，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才作出更大貢獻(xiàn)。