人工智能教学方案篇1
abstract：inviewofthecharacteristicsofartificialintelligencecurriculum，includingabstractcontentandcomplexalgorithm，andtheactualneedsofundergraduateteaching，combinedwithteachingpractice，thispaperdiscussesandsumsuptheteachingreformandinnovationofundergraduateartificialintelligencecurriculumfromtheteachingsystem，teachingcontent，teachingmethodsandassessmentmethods.
p键词：人工智能；创新；本科
Keywords：artificialintelligence；innovation；undergraduate
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1006-4311（2017）22-0230-02
0引言
人工智能是计算机科学的一个分支，是当前科学技术中正在迅速发展、新思想、新观点、新理论、新技术不断涌现的一个学科，其属于一门边缘学科，同时也是多个学科交叉而成的一门学科，包括语言学、哲学、心理学、神经生理学、系统论、信息论、控制论、计算机科学、数学等[1]。当前人工智能已经是很多高校计算机相关专业的必修课程，它是计算机科学与技术学科类各专业重要的基础课程，其教学内容主要包括自然语言理解、计算智能技术、问题求解和搜索算法、知识表示和推理机制、专家系统和机器学习等，国内外很多大学都意识到了其重要性，纷纷对其展开了教学和研究。人工智能课程包含多个学科，具有内容抽象、理论性强、知识点多等特点，且算法复杂，但是多数高校采用的教学方式仍是传统的课堂教学方式，即“教师讲、学生听”的教学模式，这种信息单向传输教学模式以教师为主体，学生只是在被动的接收知识；存在过分重视理论教学，忽视实践活动教学的问题，导致教育内容无法和社会接轨；人工智能教材理论性过强，学生在学习过程中常常感到枯燥乏味，进而对学习该课程失去热情[2]，久而久之，不仅人工智能课程的教学质量和效果无法达到预期，甚至学生还会产生厌学心理。针对人工智能课程中现有的各项问题，本文作者结合自身丰富人工智能教学实践经验，参考人工智能课程特点和教学目标，从多个方面探讨和总结了人工智能，包括教学内容、教材选择、教学方法和考核形式等。
1教学内容优化与更新
人工智能是一门崭新的学科。开设本课程首先是确定教学内容。通常来讲，人工智能学科的内容包括两个部分，具体：一是知识表示和推理；二是人工智能的应用。前者是人工智能的重要基础，后者主要介绍了几种人工智能应用系统，包括自动规划和机器视觉、机器学习、专家系统等。另外，课程内容中还包括了一些人工智能应用的实例，将实践和理论紧密结合起来[3]。
随着时代的发展和科技的进步，人工智能学科也取得了较大发展。基于此，人工智能学科也应该与时俱进，更新人工智能教学大纲，进一步完善其教学内容。修订后的人工智能教学大纲将人工智能分成两个部分，即基础部分和扩展应用部分。前者包括计算智能、搜索原理、知识表示等，后者包括智能机器人、智能控制、多智能体、自然语言理解、自动规划、机器学习、知识工程等。
教学内容的选择和确定应综合考虑多项因素，不仅要重视基础知识，也应注意推陈出新，随着科技的进步做到与时俱进，同时教学内容应符合现实的需求，能够与社会接轨，将理论和实践紧密结合起来，只有这样人工智能课程的教学质量和效果才能事半功倍。
2教学策略及教学方法的改革创新
由于人工智能课程具有算法复杂、内容抽象、理论性强、知识点多的特点，传统的教学模式已经无法满足人工智能课程的需求，教师应探索更加有效的教学模式和方法，确保人工智能课程能够取得良好的教学质量和教学效果。具体的改革和创新人工智能课程的手段和方法主要包括以下几个方面：
2.1激发学生的学习兴趣无论是经验还是常识都在告诉我们每个人最好的老师就是兴趣，学生只有对某门学科存在兴趣，才会更加主动积极的学习该门课程，从而获得良好的教学效果。比如，作者在课程的一开始先播放了一段著名导演斯蒂文・斯皮尔伯格的《artificialintelligence》的相关片段，由这个电影学生知道了世上存在人工智能的机器人，学生们随着电影情节的发展而深深感动，与此同时教师让学生思考和谈论人工智能是什么？研究人工智能的意义在哪里？实践发现，在课堂中加入电影因素，能够大大提升学生们的注意力，让学生更加专注在教学任务中，有效提高了学生探索人工智能的积极性和主动性。此外，在教学中还可以用动画、视频、图片等手段将反映人工智能最新研究和应用的成果展示出来，让学生更直观的感受人工智能的奥妙，从而投入更多热情学习人工智能课程。
2.2面向问题的案例教学法案例教学法是一种以案例为基础、以能力培养为核心的一种教学方法[11]。针对学校学生特点，我们采取了以下几种教学形式实施案例教学。①讲解式案例教学：这种案例通过教师的讲解，帮助学生理解抽象的理论知识点。案例的呈现有两种基本形式：一是“案例―理论”，即先给出教学案例，然后再讲解理论知识；二是“理论―案例”，即教师先讲解理论知识，再给出教学案例；通过情境体验与案例剖析激发学生认知的兴趣，引导学生对将要学习的内容产生注意，有利于教师导入新课。②讨论式案例教学：在课程初期将学生分成若干学习小组，每小组3～4人；教师将提前设计好的一题多解的教学案例以及收集的相关资料分配给每个小组，要求学生在课余时间通过自学和组内讨论的方式给出问题的不同解决方案。③辩论式案例教学：在课程后期，采取专题辩论的方式对综合应用案例进行讨论，能有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法，加深学生对人工智能的理解。
2.3个性化学习与因材施教在开展课程教育过程中应注意对学生进行个性化教学，结合学生特点因材施教。比如，在日常教学中多观察学生情况，鼓励那些应对教学任务后仍存在余力的w生深入探索较深层次的课程及相关知识，同时友善面对学习较差的学生，分析其学习过程中面对的困难，有的放矢地采取应对措施，帮助其不断进步；在教学过程中让学生以读书报告的形式多多思考，鼓励学生发散性思考问题，鼓励优秀学生进行深一步的探讨，并且教师应帮助具有新颖思想或论点的学生将其智慧以科技论文和发表文章的形式转化为成果。
2.4注重综合能力培养在研究型教学中任务驱动是一种常用的教学方法，其中心导向是任务，学生在完成任务的同时也在吸收和掌握知识。通常来讲，该教学方法的步骤是：教师提出任务师生共同分析以得出完成任务的方法和步骤适当讲解或自学、协作学习完成任务交流和总结。”[3]该教学模式不仅有利于培养学生的创新能力和创新意识，还能够培养学生解决实际问题的能力，提高其综合实力。不仅如此，由于该教学模式通常是以小组协作的方式进行，教师给出研究范围，学生自愿结组并选择具体的题目，经过分析和讨论后以程序设计或者论文的形式协作完成研究。由此可知，学生是在以团队的力量解决问题，这十分考验学生的团队协作能力，对于学生团队合作精神的培养至关重要，且在完成任务的过程中学生需要查阅大量的资料，久而久之学生收集资料和创新能力势必会得到提升。
2.5采用启发式教学人工智能的很多问题都较为抽象，对学生理解力的要求较高，因此，在实际的教学过程中教师应有意识的就课程内容提出相关问题，让学生自己独立思考，鼓励学生提出自己的想法和解决方案。然后回归到课程上，对比分析教材上的解决方案和学生自己的解决方案，如此不仅培养了学生独立思考的能力，也增加了学生参与教学活动的意识，提高了学生的学习热情。比如，在讲到较为抽象的“遗传算法”时，先提出一个问题，即“遗传算法如何用于优化计算？”，然后从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用，之后举例分析，启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最后师生一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。如此既完成了教授遗传算法的目的，也锻炼了学生逻辑思维的能力，教学效果良好[4]。
3作业和考核方式的改革创新
过去的课程作业都是单一书面习题作业，发展至今，课程作业形式已经发生了变化，更加丰富多样，包括必须交给教师评阅的书面家庭作业和不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中通过网络就可以完成上交作业，并且教师批阅作业后也可以通过网络返回给学生，实现了网络化。课程的考核方式较之以前也发生了较大变化，加强了平时思维能力的考核，更加注重学生实验能力和动手能力的培养，不再是绝对的一次考试定成绩，而是在总评成绩中加入30%的平时成绩，如此不仅减轻了学生的期末负担，也迫使学生更加重视平时的学习思考，有利于课程教学质量的提升。
4结束语
本文是以提高教学质量为目标，结合教学实践，从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等方面对本科人工智能课程的教学改革进行了探讨，总结了该课程在教学和实践方面的一些教改举措。这些举措符合二十一世纪高校教学的要求，可以支持教师提高教学手段现代化的水平，同时更贴合学生的学习需求。作为该课程的授课教师应始终保持对教学内容的不断更新、教学方法的多样化，才能激发学生的学习兴趣，培养他们的思维创新和技术创新的能力，最终提高本课程的教学质量。从学生的反馈来看，作者所总结的教学实践具有明显的教学效果。但仍有许多方面做得不够，今后将继续在教学过程中不断总结成功的经验，吸取失败的教训。
参考文献：
[1]蔡自兴.人工智能及其应用[m].三版.北京：清华大学出版社，2007.
[2]谢榕，李霞.人工智能课程教学案例库建设及案例教学实践[J].计算机教育，2014（19）：92-97.
[3]蔡自兴，肖晓明，蒙祖强.树立精品意识搞好人工智能课程建设[J].中国大学教学，2004（1）：28-29.
人工智能教学方案篇2
通过学习加德纳的多元智能理论，我初步了解到了这一理论的精髓，那就是关注幼儿个体之间的差异，充分意识到幼儿的潜在能力，因材施教。教师的作用就是让孩子全面发展，而不是以单一的标准衡量所有幼儿。正像一句话所说，资源放错了地方就是垃圾，垃圾放对了地方也可以是资源。多元智能理论的一个非常重要的价值在于，它告诉我们幼儿的智力在横向结构上的不同，它不是说单纯水平上有差异，更重要的是我们看到不同的孩子是有不同的结构差异的。
加德纳认为，智能或者智力是在你解决问题的过程中表现的。所以，他带来的一个很重要的思考就是问题是多种多样的，解决问题的方式是多种多样的，那人类的智能一定是多种多样的，不是说绝对的这种解决或者这种智能就好，那种解决那种智能就不好，所以，多元是从这点引申出来的。
孩子的智力也是这样的，如果你以习以为常的眼光来看，他可能是无用的，甚至是你觉得他不值得你去花费精力培养或发展，但是你换一种眼光去看，可能他就是非常有价值的。而你换一种眼光去看，你就会换一种条件支持他，从而让他的潜能能够去展现，成为真正的有用之才。
按照加德纳的理论，人的智能有八个方面，有语言智能，逻辑——数学智能，空间智能，或者叫视觉空间智能，身体——运动，音乐，人际关系，内省和自然观察者。在我们的学校当中，现在关注的是语言智能和逻辑——数学智能，排在第三位的可能是身体——运动智能，而其他的智能是排在后边的。因为我们的学校关注更多的是他在学业当中是需要借助语言，需要借助逻辑数学的思考来去赢得考试，而对于其他可能不考试的东西关注的就不够。但是按照多元智能的观点，在幼儿身上，每一种智能都可以成为一种学习方式。
通过因材施教，教师对幼儿的差异扬长避短，认识到孩子的每种智能都是一种学习方式，把这个优势的智能引导到他的学习当中的时候，促进他这些智能的发展，从而达成更好的学业的进步，而不是限制他这些方面的发展。
所以我们说，按照多元智能的理论，每一个人身上都有这样的一些智慧的潜能，八个智能我们每个人都有，只不过每个人的组合是不一样的。而另外一个不同，可能大家关注的并不是特别多，就是我们每一个孩子的认知风格和学习风格也是有差异的。认知风格的这种差异体现在不同的方面，有不同的解读方式。笔者作为一线幼儿教育工作者，在总结和提升自己已有经验的同时，有意识地深入研究和借鉴多元智能理论，进行因材施教教育工作的探究，逐步摸索到每个孩子都得到多方面发展的教育方法。下面谈谈笔者的一些实践经验。
一、建立幼儿档案
教师在日常各项活动与教学活动中，观察了解幼儿的兴趣及智能特点并记录下来。所谓因材施教，是指能根据个体的特点选择最适合的方法与内容对其进行教育活动。所以，了解幼儿是实施因材施教的第一步，这要求幼儿园首先要为幼儿创设一个丰富多样的游戏、生活环境，从幼儿入园第一天开始，教师就要进行跟踪、仔细观察，弄清幼儿各项技能达到的水平，了解孩子的真实心态、兴趣、经验、学习方式等。每个教师每天重点观察三到四名幼儿，观察结果都必须仔细记录到每个孩子的档案表格中，并依据观察结果制定接下来的课程及活动计划，这种观察活动应始终贯穿于幼儿在园的生活与各项活动中。
二、根据幼儿智能特点，制定具体的因材施教方案
（一）初步制定因材施教的目标。这个目标的制定必须依据幼儿的智能特点，因为幼儿的智能特点相对稳定，一般可以以半月至一月为时间单位制定此目标。又因为每个幼儿的智能特点不同，所以，每个幼儿的目标方案、实施目标的时间制定也不尽相同。
（二）初步制定因材施教的具体实施方案。这个环节要求教师将较空的目标用具体的活动承载下来，而活动内容的选择与安排是否贴近幼儿水平、是否是幼儿乐于参与的、是否符合目标要求是这一环节最重要的问题。
三、实施方案，调整方案，落实因材施教活动
这是一个“实施——调整——再实施”的循环往复的过程。在这一环节中，并不只是要求教师简单地按照原定计划进行实施工作，还要在实施方案时对幼儿进行继续的关注与观察，一旦发现与原来观察结果不相符合的情况，就必须对幼儿原计划的个案目标与实施方案进行修改，然后再依据调整后的方案进行活动。
四、方案实施总结
每个幼儿的阶段性方案实施结束后，教师都要进行评价分析，总结经验与不足，为下一个阶段方案的制定提供依据。
以上是因材施教方案实施的基本过程，在具体实施因材施教方案活动中，还应遵循以下原则。
第一，因材施教方案应面向全体幼儿。首先制定活动方案时，考虑全体幼儿智力发展的需求，使每个幼儿的才能在活动中获得充分的发展，切忌只为一小部分幼儿制定活动方案。其次，我国各地幼儿园大部分存在班容量大、教师不足的情况，在实施因材施教方案时，由于能力、经历有限，常常只关注少数幼儿，树几个典型，以点代面，这对其他幼儿是不公平的。
第二，因材施教方案的目标是促进幼儿和谐平衡的发展，而不是创造某一方面的天才。每个幼儿在智能方面的组合、聪明点不同，有些教师片面追求目标效果，特别注重发展幼儿的长项智能，而忽略其弱项智能的发展，导致幼儿多元智能的失衡。
人工智能教学方案篇3
关键词：人工智能；研究生教学；教学方法
人工智能是一门研究机器智能的学科，是在研究人类智能行为规律的基础上，利用人工的方法和技术，研制智能机器或智能系统来模仿、延伸和扩展人的智能，实现智能行为。在知识经济向智能经济高度发展的今天，人工智能具有重要的理论意义和社会价值。人工智能理论已经渗透到各个领域，人工智能技术也得到广泛应用，许多研究成果已经进入人们的生活。
人工智能课程是一门多学科交叉的课程，具有很强前沿性，涉及哲学、认知科学、行为科学、脑科学、生理学、心理学、语言学、逻辑学、物理学、数学等众多领域；涉及面宽，内容广泛，更新快。人工智能课程的开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，培养学生对计算机前沿技术的前瞻性，提高他们的科技素质和学术水平[1]。
人工智能课程内容的广泛性、前沿性和应用性特点决定了授课方法的多样性。与本科生相比，研究生在教育目标和身心特征方面都有较大的区别。笔者多年从事研究生人工智能课程教学工作，现总结多年教学经验如下。
1研究生培养目标及其教学特点
研究生教育阶段的教育目标是使研究生形成具有个性化的研究品格、研究定向和研究视野，以具有独立思考并获得独创研究成果的能力[2]。从这一意义上讲，个性化是研究生教育培养目标的构成主体。尤其随着我国经济持续高速增长，社会对知识创新、新经济生长点的期望值增大，这就要求我国研究生教育在其培养目标的定位上不仅要重视人才培养的高层次性，更要重视创新能力、实践能力和创业精神的培养。并且，研究生身心发展已较成熟，具有较稳定的个性特征，思维力强，具有较高的专业性思维意识和创造力，为独立地进行专业研究活动提供了心理上和智力上的保证。而且，研究生已具备了基础理论和专业知识，特别是有一定工作经历的研究生，他们不仅有本科教育阶段的知识积累，也有应用这些知识的经验，对于扩大其专业知识领域并进行研究有着积极主动的态度。总之，从年龄构成及身心特征上讲，研究生适应高层次、跨学科知识领域的学习和研究。
研究生的特征及其教育目标决定了研究生教学不应该是由教师讲授已定论的知识，而应是以教学为基本依托，通过教学提出具有研究性、探索性、未确定性甚至是尚存争议性的课题，激励研究生独立思考和质疑，让他们在思考和质疑的过程中提出问题，培育他们发现问题、提出质疑的科学批判精神，训练并提高其创新能力、实践能力和创新精神。创新精神和创新能力主要表现在具有健全的人格、强烈的责任感、开放的心态、团结合作的精神、严谨科学的思维能力和创新思维方式。
个性是创新的源泉，研究生课程体系的设置应该具有一定的灵活性，依据研究生不同的知识基础和研究定向，设置具有弹性化的课程，使研究生的个性化得以凸显。另外，为提高研究生专业研究和创新能力，在课程教学中，也应凸显教学的研究性和专业性，重视专业领域背景知识和研究方法的讲授，开展跨学科、非专业知识的教学，教学内容应涵盖专业领域的研究热点、难点、争议问题和最新研究动态，还应包括交叉学科、边缘学科的研究趋势，以扩展学生的视野[3]。也就是说，研究生教学既要凸显研究生的个性化特点，又要凸显内容的学术性和研究的指向性。
2人工智能课程的特点
2.1多学科交叉，具有很强的前沿性
人工智能是一门多学科交叉的课程。课程内容的理解需要运用多学科知识和较强的逻辑思维能力，多学科的知识相互联系、相互交叉，融合形成新的知识，成为新的思维方法和综合能力的萌发点。通过课程学习，学生可以通过不同学科知识的融合来达到对原有知识的超越，用一种全新的思维方法来思考所遇到的问题，提出新的解决办法。这也是创造力的迸发和智能的飞跃。具有了知识的广度和深度才具有融会贯通、创新的可能，人工智能课程的开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，为学生提供一种新的思维方法和问题求解手段。
2.2涉及面宽，内容广泛，更新快
人工智能课程是一门知识点较多的课程，它以概率统计、离散数学、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等课程为基础，涵盖了模式识别、机器学习、数据挖掘、计算智能、自然语言理解、专家系统等众多研究方向，内容涉及面广，概念抽象，不易理解。并且，人工智能课程内容更新快，近年来人工智能科学的快速发展，涌现出了大批新方法，研究热点问题也从符号计算发展到智能计算和agent等。其中，计算智能主要涉及神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命等领域，在模式识别、图像处理、自动控制、通信网络等很多领域都得到了成功应用；agent最早来自分布式人工智能，随着并行计算和分布式处理等技术的发展而逐渐成为热点。
在互联网上有大量最新的与课程内容相关的研究论文，为学生提供了很好的查阅文献的环境，使学生能够根据所学习的内容和所在课题组的研究方向阅读相应文献，提高学生的学习兴趣和独立提出问题、解决问题的能力。
2.3应用性强
人工智能理论已经渗透到科学的各个领域，当前，几乎所有的科学与技术分支都在共享着人工智能领域所提供的理论和技术。例如，自第一个专家系统DenDRaL研制成功以来，专家系统已成功地应用于数学、物理、化学、医学、地质、气象、农业、法律、教育、交通运输、军事、经济等几乎所有领域；数据挖掘技术是以一种更自动化的方式对具有大量数据的商业活动进行分析和预测，在市场营销、银行、制造业、保险业、计算机安全、医药、交通、电信等领域已有许多案例；语义web让web上的信息能够被机器所理解，实现web信息的自动处理，成功地将人工智能的研究成果应用到互联网。另外，在机器视觉、自然语言理解、智能控制与智能制造等方面，人工智能技术也得到广泛的应用，有许多研究成果已经进入人们的生活。目前，从理论到技术，从产品到工程，从家庭到社会，智能无处不在，人工智能广泛的应用性给学生提供了大量的现实案例，使得人工智能不再是高深莫测的理论，而是现实中可以触及的内容。
人工智能课程的多学科交叉性、内容广泛性、概念抽象、不易理解以及前沿性和应用性特点决定了在该课程的讲授过程中应该采用多种授课方法。多种授课方法的采用一方面便于授课内容的理解，另一方面也能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，提高他们的科技素质和学术水平。
3人工智能课程教学方法
3.1基于问题的启发式教学法
苏霍姆林斯基说：“唤起人实行自我教育，乃是一种真正的教育。”基于问题的启发式教学法是教师在深入了解学生心理特点和学习规律的基础上，设计适合教学的启发式问题，并采取灵活多样、生动活泼的启发方式，充分调动学生的学习兴趣，激发、引导学生进行科学思维，培养学生独立思考问题、提出问题和解决问题的能力。该教学方法强调的是过程，教师的主要任务是提出问题，依据举一反三的思路引导学生展开逻辑推理，通过逐层分析深入思考问题，最后综合学生观点阐述相关理论。
在课程教学中，有许多内容适合于采用启发式教学方法。例如，在知识表示方法的学习过程中，教师首先提出问题：“你是怎样进行数学定理证明的？”并在学生的回答过程中，引导学生认识到知识及其表示的重要性；随后，提出问题：“在计算机中如何表示知识？”引导学生逐步总结出不同知识表示方法在知识表达能力、推理效率、可实现性、可组织性、可维护性方面的区别。另外，在确定性推理的教学过程中，教师可以利用“某处发生盗窃案，公安局派出5个侦查员去调查，研究案情时，5个侦查员各给出了一句可信的结论，据此判断谁是盗窃犯”的问题[4]，让学生进行判断和讨论，引导学生认识到推理过程中可以使用多条规则进行推理，并且推理路线也可能存在多条，从而引出推理的两大基本问题：解决冲突消解等问题的推理策略，以及解决推理线路等问题的搜索策略。
启发式教学法的要点是设计适当的启发式问题和启发方式、安排能调动学生积极性的讨论环境、鼓励学生发表个性化观点。教师不仅用问题引发学生思考，更要鼓励学生让思维自由驰骋，主动提出问题，讨论问题，寻求问题解决方案。在探讨、研究问题中，不要以现有的结论和固定的程式束缚思想，鼓励学生的个性化观点。启发式教学是一种民主、科学的教学方法，其中包含诸多具体的教学方法，如激疑启发法、比喻启发法、类比启发法、联系启发法，等等。启发式教学在传授知识的同时，更注重的是对创新的孕育、萌芽、生成和壮大，它能促使学生自己获取知识、思考问题、提出问题、分析问题、解决问题，培养学生的自学能力。以问题为基础的启发式教学，利用问题引导学生学习，全方位深层次发展学生的创新思维和探究性学习能力。问题可以诱发出学生的求知欲，激发、唤醒了学生的主体意识；问题往往是面向生活世界的实践活动的，它使教学活动从以传授知识为中心转化为传授知识与培养能力并重，理论与实践相结合，提高了学生分析、综合、观察、想象等思维能力。
3.2基于案例的探究式教学法
基于案例的探究式教学法要求教师能够根据学生的认知水平和能力，创设引导学生进行探究活动的案例，以激发学生探究问题的兴趣，促进学生质疑、探求的创造性学习动机，通过选择与确定问题、讨论与提出设想、实践与寻求结果、验证与得出结论，发展学生的创造性思维，培养学生独立探究、研究能力和创新能力。探究式教学强调学生的积极参与，强调师生互动。对教师来说，必须转变传统的“传道”观念，以平等的心态与学生交流探讨。在课堂上，要努力营造民主、宽松、和谐的教学氛围，积极引导学生大胆设想，大胆探索。使学生树立研究型学习的观念，消除依附心理，养成勤于思考、善于思考的良好学习习惯，通过积极参与研讨培养学生自己获取新知、探求未知的能力，以及团队意识和合作精神。
我们在本课程神经网络部分的教学中，将基于Bp神经网络的维吾尔文手写字母识别作为案例开展了探究式教学活动。在介绍了前馈多层感知器及标准Bp算法之后，教师将科研项目中基于标准Bp算法的维吾尔文手写字母识别实验及其结果详细地在课堂上进行演示，引导学生对实验提出质疑。在教学实践中，学生提出了大量问题，例如，输出层神经元个数如何确定，为什么输出层神经元个数对识别率会有影响？网络训练过程中出现震荡的原因是什么？如何解决？为什么有时误差较大，权值的调整量反而很小？等等。在教师事先准备好的实验演示的基础上，开展学生进行课堂讨论，让学生提出解决问题的各种方法，并现场通过实验进行验证，逐步让学生理解Bp网络结构设计、输入输出数据的预处理、初始权值设计的必要性及其实现方法。课堂授课实践表明，这种方法极大地激发了学生的学习兴趣，使学生能够大胆设想，大胆探索，增加了学生的自信心和创新精神。本次课堂讨论结束后，教师根据学生的讨论以及实验结果演示，总结标准Bp算法的局限性，例如，“易形成局部极小”，“训练次数多，学习效率低”，“训练时有学习新样本遗忘旧样本的趋势”等，并要求学生通过查资料、搜集必要的信息、积极地思索和实验验证提出解决上述问题的方法，将学生分组，让学生展开讨论，为下次讨论课作好准备。
传统教学方法是告诉学生怎么去做，在一定程度上损害了学生的积极性。而案例教学要求学生自己去思考、去创造，使得枯燥乏味的内容变得生动活泼，并且案例教学中，通过学生之间的交流既可以使学生取长补短、促进人际交流能力，也可以引导学生变注重知识为注重能力。
案例教学法的关键是案例的选择。案例是为教学目标服务的，因此它应该具有典型性，且应该与所对应的理论知识有直接的联系。案例最好是经过深入调查研究。来源于实践，不能只是一堆数据的罗列。教科书的编写应采用图片、表格、曲线等方式让学生看到算法的实验结果，启发学生思考。另外，案例应该只有情况没有结果，有激烈的矛盾冲突，没有处理办法和结论，由学生对案例提出质疑，从这个意义上讲，案例的情况越复杂，越多样性，越有价值。
案例教学法能够实现教学相长。教学中，教师不仅是教师而且也是学员。一方面，教师是整个教学的主导者，掌握着教学进程，引导学生思考、组织讨论研究，进行总结、归纳。另一方面，在教学中通过共同研讨，教师不但可以发现自己的弱点，而且从学生那里可以了解到大量感性材料。另外，案例教学法能够调动学生学习主动性。教学中，由于不断变换教学形式，学生大脑兴奋不断转移，注意力能够得到及时调节，有利于学生精神始终维持最佳状态。案例教学的最大特点是它的真实性。由于教学内容是具体的实例，加之采用是形象、直观、生动的形式，给人以身临其境之感，易于学习和理解。最后，案例教学法能够集思广益。教师在课堂上不是“独唱”，而是和大家一起讨论思考，学生在课堂上也不是忙于记笔记，而是共同探讨问题。由于调动集体的智慧和力量，容易开阔思路，收到良好的效果。
3.3加强研讨
鉴于研究生的培养目标和人工智能课程研究范畴的宽泛性、应用性、创新性和前沿性，根据我校计算机系硕士生指导教师的研究领域，我们在课堂教学中为计算智能、机器学习算法、机器视觉、自然语言理解部分增加了研讨会，要求学生上网进行文献检索、阅读和学术研讨，根据个人的研究兴趣和研究设想上台作报告。另外，我们还邀请相应专家和成果突出的各届研究生为学生做报告，介绍他们的研究实践、研究成果和心得体会。例如，在自然语言理解部分的课堂教学中，在介绍完自然语言理解的基本概念与原理之后，我们要求将来做这个领域的研究生在通过查资料了解所在研究小组工作的基础上，上台作报告。机器翻译研究组的同学在学习自然语言理解部分的内容之后，对其所在小组目前的工作及采用的技术、存在的问题做了分析，并通过阅读文献，提出了初步的解决问题的设想。与自己所在研究小组的科研相结合，开展文献检索和学术研讨，一方面让学生开阔了眼界，另一方面也提高了学生查阅文献、主动获取知识、独立思考的科研能力。
4结语
人工智能理论已经渗透到科学的各个领域，人工智能技术也得到了广泛的应用。人工智能课程具有多学科交叉、内容广泛、前沿性和应用性强等特点，课程开设能够很好地培养学生的创新思维和技术创新能力。教与学是教师与学生双方互动的过程，教学中要根据学生身心特征的实际情况采用相应的教学方法，并结合本校科研队伍的研究领域，不断地探索和提高，才能使教学工作更上一层楼，切实为国家、为社会培养具有创新能力、实践能力和创业精神的高层次人才。
参考文献：
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explorationofartificialintelligenceCourseteachingofGraduateStudents
ZHaoHui1,JiaZhenhong1,wanGweiqing2
(1.Schoolofinformationengineering,XinjiangUniversity,Urumuchi830046,China;
2.GraduateSchool,XinjiangUniversity,Urumuchi830046,China)
人工智能教学方案篇4
在原有的楼宇智能化工程技术专业人才培养中，存在许多问题，主要表现在：
1.1在课程教学中
理论与实践课程分开讲授，学生较难将理论应用到实践中去在传统课程体系安排中，一般先安排理论课程的学习，等学生学完所有相关理论知识以后，再安排相应的实训课程。这样的教学模式中，学生在学习理论知识时往往没有目的性，缺乏学习的动力，对相应的理论知识点也难以理解和掌握。等到专业实训课和毕业综合设计时，前面的理论知识有些已经忘记，有些原来就没有掌握，很难将理论应用到实际项目中。
1.2专业课程之间联系较少
各专业教师之间各自为政，学生较难掌握大系统工程项目的设计能力一个楼宇智能化系统工程是入侵报警、视频安防监控、火灾自动报警及消防联动、建筑设备监控、综合布线等各个子系统的综合，工程项目涉及多门专业课程的应用。在传统教学中，各专业教师之间各自为阵，各课程中有单独子系统的设计实训，但学生实际工程项目的综合设计能力仍然不足。
1.3专业中教授的理论知识与工程实际所用技术有出入
由于课程与实际工程项目脱节，教师有时在课堂内所讲的内容较在实际工程中应用的技术已经落后，导致学生在毕业后不能很快适应实际工作需要。
2基于CDio模式专业教学改革
3.1基于CDio理念的人才培养方案修订
在人才培养方案中，对人才培养目标进行了调整，除要求培养学生掌握楼宇智能化工程技术专业必需的基础理论和专业技术，更要求培养学生掌握楼宇智能化工程的设计、施工及管理技术的基本理论和技能，能实现楼宇智能化系统设计、安装、调试、管理的工程技术人才。在人才培养方案的课程体系设计中，必须建立一个以实际工程项目为主导，理论知识与实际工程能力培养相结合的课程教学新体系。以一个实际楼宇智能化工程项目的生命周期为主导，将本专业内所以专业课程通过工程项目有机地、系统地结合在一起。在整个人才培养方案中共引入两个项目工程，项目一用于分步教学，项目二用于综合实训。从上面专业课程系统设计中，工程项目一贯穿了所有的专业课程的学习，将所有的专业课程有机地结合在了一起，所有课程的讲解围绕实际工程展开，学生学习的目的更加明确，主题性更强。各专业教师相互协作，同一个工程进行子系统的讲解，并最终实现整个系统工程的集成。在该课程培养体系中，分步骤分阶段地培养了学生专业知识、个人能力、团队协作能力和系统工程能力。工程项目二用于学生对掌握的知识和能力的一个巩固和检验，学生综合应用项目一中所学到的知识和能力，完成工程项目的分析、构思、设计和实现，为走上工作岗位打好基础。
2.2教学课程与教学方式改革
在课程教学中采用“前置体验”教学法，根据工程项目一,在每门课程的开始针对实际工程提出问题和任务，这些问题和任务与所学课程的概念和知识相联系，以这些问题为探究点，引导学生主动学习。在这种教学学习过程中，学生不仅掌握了相关课程知识，而且掌握了获取知识的方法，培养了应用知识解决实际问题的能力、协作能力和工程实战能力。
2.3人才培养评定考核方式改革
基于CDio培养目标，我们改变了原来的毕业设计和评价方式，引入实际工程项目招投标的方式来进行毕业设计。由导师选取实际工程项目，给出招标文件和需求文件，学生分组模拟某公司进行项目的投标文件、技术方案书、工程造价文件、施工组织方案书的编写，参与项目投标。毕业答辩模拟评标现场，进行唱标、述标，由校外专家和专业教师组成评标组，对学生所投标书及学生现场述标情况按招标文件规定的评分标准进行评分，选出中标候选人。评分值作为学生毕业设计的组成部分。
2.4提高教师的实际系统工程能力和教师之间合作教学
为了设计出符合CDio教育理念的教学项目载体，任课教师们必须通过深入企业一线实践，参与实际工程方案制作和实施等方式积累经验，提高实践操作技能和动手能力，保持所授知识与实际工程应用相一致。同时要求教师之间依据项目进行沟通，协作教学，改变原来教师们各自授课的局面。
3结语
人工智能教学方案篇5
（沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870）
摘要：分析智能专业多学科交叉、理论性强、涉及的技术领域比较宽泛等特点，阐述地方普遍高校如何制定科学的培养计划、合理的培养方式来培养智能科技人才。
关键词：智能科学与技术；专业建设；地方普通高校
第一作者简介：王艳红，女，教授，研究方向为生产调度与智能优化，wangyh_sut@163．com。
0引言
智能科学与技术专业是面向前沿高新技术的基础性本科专业，是由量变积累超出自动化、计算机等专业领域而质变派生出来的一个满足国家产业发展需求的、非常有发展前途的新专业。作为一个多学科交叉的新兴专业，它具有理论性较强、涉及的对象范围广泛、涵盖的技术多种多样的特点。要培养具有扎实的智能基础理论知识和较强的智能系统应用实践能力的智能科学与技术应用型本科人才，地方普通高校任重道远。
1地方普通高校智能科学与技术专业建设情况
2004年在中国人工智能学会的提议下，由北京大学率先成立国内第一个智能科学与技术本科专业；之后，北京邮电大学、南开大学和西安电子科技大学等一批国家985、211重点院校和教育部直属院校先后设立了智能科学与技术本科专业；与此同时，一些地方普通高校也参与到智能科学与技术专业的建设中来。表1给出了目前我国已开设智能科学与技术专业的院校情况。
从表1可以看出，目前共有29所高校设立了智能科学与技术本科专业，其中左侧列出的14所高校为国家985工程、211工程重点院校或教育部直属院校，右侧则为地方普通高校，其中包括大连东软信息学院和武昌理工学院两所民办普通高等学校。
智能科学与技术专业内涵丰富外延宽泛，涉及的理论知识更抽象、技术范围更广泛、应用对象更复杂；而与985、211等重点院校相比，地方普通高校在办学条件、办学水平和学生学业基础及学习能力等方面又存在着明显差距，因此不能照抄照搬重点大学的经验，需要结合自身的办学条件和生源特点，建立合理、可行的培养计划和培养方式。
2专业建设的探索和实践
沈阳工业大学是一所以工为主的综合性大学，于2010年经教育部批准设立智能科学与技术工科专业，并于2011年开始招生。在专业过程中，我们学习、借鉴了兄弟院校的办学经验，并结合学校在智能控制、智能信息处理、智能决策等领域所拥有的教学、科研及应用方面的基础，确定了“培养能将先进的智能理论、方法和技术应用于机电设备和系统的数字化、信息化、智能化等领域的应用型人才”的智能专业人才培养目标和相应的培养方案。
2.1瓶颈分析
我国目前建有智能科学与技术专业的学校中，有的偏计算机，有的偏自动化，专业定位各有不同，培养方案各具特色。按照智能科学与技术的内涵，智能科学的任务是要探索人类思维与行为的机制，智能技术将这种机制尽其可能地移植给人造机器系统，将人类从很多复杂的活动中解脱出来，让机器系统为人类工作，而计算机和自动化技术为这种“移植”提供了基本的方法和工具。因此，智能专业完全可以按照“计算机+智能”或“自动化+智能”等模式建设。然而，从专业的独立性和学生可接受的强度来讲，无论哪种模式都不应该是既有知识体系和内容的简单堆砌。如何以“智能”为主线，重构既有的自动化或计算机等知识体系，形成智能专业特色培养方案，是解决问题的关键；而对于地方普通院校而言，还需要在脑与认知科学、人工智能、模式识别等大量深奥抽象的智能科学理论知识中选择易于学生理解和接受，又能对未来的实践起到重要作用的课程，建立科学合理的核心课程体系。
此外，智能专业的很多课程原是智能类专业在研究生阶段开设的课程，因此，内容和难度相对来说偏高，这对于985、211学校的学生来讲，可能是求之不得的事情，但是对于地方普通高校的学生来讲，这类课程学习起来难度相当大。因此，如何适当裁剪相应的教学内容使之更适合本科生层次人才培养的客观条件，是专业培养计划制定和课程教学改革的重要内容；其次，在教学过程中，如何因材施教，将抽象深奥的理论知识具象化、简单化，也是地方普通高校专业教育教学改革的主要内容。
2.2培养计划
地方普通高校智能科学与技术专业培养计划的设计，一方面要与智能专业内涵及发展前景相适应，另一方面要符合学校的发展战略和培养工程应用型人才的目标定位。沈阳工业大学智能专业制定培养计划的基本思路是：基于现有办学基础和条件，立足装备制造业，以机电设备或系统为主要应用对象，以智能控制为特色，强调学生在智能方法／算法和智能技术应用两个方面上的知识储备和能力培养。这种“软硬结合”的模式，使之有别于现有“自动化”和“计算机”专业，凸显智能科学与技术专业的特色，也便于学生结合自己的兴趣和特长，合理选择专业方向，将来有更好的就业适应面和发展空间。
为此，我们参照中国人工智能学会教育工作委员会提出的智能科学与技术本科专业规范，以培养学生一定的创新能力、创造能力及较强的实践能力、就业能力为目标，以智能控制为主要专业特色和方向，构造了金字塔式的沈阳工业大学智能专业课程体系，如图1所示。
该课程体系由理论教学体系和实践教学体系两部分组成。理论体系强调扎实、宽广的知识基础，以智能科学技术知识为核心，以信息技术领域知识为基础，学生毕业后既能够立足于传统产业，也能够投身智能高科技产品设计制造等领域。实践教学体系突出设计性、创新性实验和综合实践，强化对学生工程观点和工程素养的熏陶和培养使他们成为被社会认同和接受的智能科学与技术专业应用型本科人才。
公共基础课、学科基础课、专业课组成3层结构的理论教学课程体系。公共基础课由学校统一规划，满足通识教育的要求，学科基础课和专业课体现智能内涵和专业特色。参考智能科学技术知识体系的智能科学、智能技术、智能工程3个层次划分，考虑到本校学生的基础和培养目标，我们选择以“智能技术”和“智能工程”两个层次为重点构建课程体系，“智能技术”提供专业核心思想和方法，“智能工程”提供应用对象和案例。
学科基础课选择自动化类核心课程为主，适当补充必要的计算机专业知识，强化对智能技术基础的初步理解和掌握，目的是使学生同时具备必要的硬件和软件基础和技能，满足日后应用智能科学与技术的思维和方法去解决智能系统应用等实际问题的能力。考虑到学生的基础可能不足以理解脑科学和认知科学等抽象深奥的智能科学基本理论，而从面向应用出发，选择人工智能基础、模糊控制技术、人工神经网络技术等作为智能类的核心课程，从而使学生初步了解和形成“智能”的概念，并能初步掌握分析解决智能控制及其相关问题的方法和手段。
专业课重点培养学生在自动化系统和智能系统设计与分析方面的能力，使其具有针对各种具体要求，能够选择合适的传感与执行器件，集成多种智能技术与策略，完成工程系统的设计与实现等方面的知识和能力。专业课主要围绕智能控制方向来设置。
实验／实践教学体系除了包括常规的课内实验、课程设计、毕业设计等环节外，在第6学期和第7学期开设了智能技术综合实践、嵌入式系统工程实践和自动化工程实践3门实践课程以及工程软件应用训练集中实训环节。学生运用所学知识完成一个小型的真实或模拟工程实际的项目，具体实践内容强调学生在实践过程中对智能方法、策略、算法的运用。这些集中实践活动起到了从理论学习过渡到实际应用的桥梁作用，进一步提高学生的感性认识，使他们学会综合运用所学的智能基础理论知识去解决工程实际问题。
2.3培养方式
作为一个多学科交叉的本科专业，智能科学与技术可选择的教学内容相当多，即使从面向应用的角度也需要基本覆盖智能系统应用所需的硬件、软件和智能技术基础。然而，受学制和学时的限制，这些课程可能无法全部展开。为此，在课程选择上，我们改变“大而全”的方式，不过分强调知识的完整性，更重视知识的实用性，重点培养学生的学习能力和分析解决问题的能力，使学生能学透、学好、学以致用。
按照“智能技术”加“智能工程”的课程体系架构，智能专业的核心课程本质上来讲就包括“智能技术”本身和“实现智能技术的工具”这两类课程。在“智能技术”方面，如果是将相关的研究生课程简单下移，将带来学生接受知识的困难，难以保证授课效果；在“智能工具”方面，如果在自动化、计算机其他专业教学体系基础上做简单的增、删、改，也会带来学生知识结构的凌乱。
基于上述考虑，在选择课程和具体教学内容时，要强调以点代面，突出重点。教学过程中也要着重讲授基本方法及其实际应用，尽量避免讲授深奥、抽象的理论知识。例如，智能控制技术和神经网络技术等课程重点讲授清楚1～2种智能方法，透彻剖析1～2个智能系统，并通过随后的专业实践等课程，进一步加深学生对各种智能技术和智能系统的理解。
同时，在智能专业框架下，现有的来自于其他专业的课程要针对智能专业的需求进行适当修订，并注重各门课程内容之间的衔接，在教学过程中注重介绍各门课程在整个专业体系中的地位和作用，便于学生形成智能专业完整的知识体系。例如，自动控制原理是自动化类专业的重要基础课，由于智能化是自动化的高级阶段，因而这门课对于构建智能专业知识体系也非常重要。教师在课堂教学过程中，不是单纯讲解某种判据或计算方法，而是将大量工程实例引进课堂教学．让学生“看到”理论方法的实际应用场景，了解学到的知识能“干什么用”，也进一步激发他们学习理论课程的兴趣。同时，考虑到智能专业终究不是自动化专业，因此在教学过程中，教师还常常结合具体内容，介绍自动控制与智能控制、智能系统之间的关系，为学生进一步学习打下良好基础。
3专业建设的方向和思考
建设智能科学与技术专业，既是良好机遇也是极大挑战，尤其对于地方普通高校而言，建设好智能专业还有更多的问题需要探讨和解决。从沈阳工业大学智能专业建设的经历，并考察和学习各兄弟院校的专业建设成果，我们给出以下几点建议。
(1)研究形成突出智能特色和辨识度的培养方案。现有的地方高校智能专业培养方案，无论是“计算机+智能”或“自动化+智能”或是其他的，还没有形成智能专业独特的培养体系。由于没有成熟的课程体系可参照，几乎所有单位的课程都根据自身基础和条件设置，随意性较大。另外，缺少大家公认的标志性的核心课程，比如像自动控制原理之于自动化、数据结构之于计算机。为此，需要从培养目标出发，针对专业特色，梳理出科学、完整的智能本科专业的知识体系。制订科学、权威、统一的课程标准是摆在所有智能专业面前需要共同完成的课题，这对于明确智能专业与计算机、自动化等专业的差异性，提高专业的辨识度，促进智能专业的良性发展都非常重要。
(2)理顺智能理论课程教学与应用型人才培养的关系。智能专业的很多特色课程都有较强的理论背景、带有一定的研究性质。地方普通院校充分考虑学生的接受能力和培养应用型人才的目标，在现行的培养方案中，没有开设脑与认知科学、机器智能、模式识别这类课程。然而，理论课程是“无用中的大用”，对于培养学生的专业素养和思维，使他们在专业的道路上走得更扎实、更远，都具有非常重要的作用。因此，开设哪些课程，选择哪些内容，怎么能让学生爱学、学好、够学以致用，更好地适应培养应用型人才的需要，是我们新一轮培养方案修订要考虑的主要问题。
(3)梳理课程内容，加强教材建设。由于智能科学与技术专业覆盖面广，因此其课程设置也相对宽泛，学生学的课程比较多，但由于学制和学时的限制，往往老师讲得不深，学生学得不透。教师讲授的知识被学生理解和接受是课堂教学的任务，因此，需要在现有的课程和内容中合理取舍、优中选优，解决知识的宽与深之间的矛盾。同时，还需要编写出版智能专业自己的教材，使那些具有研究性质的课程“本科生化”，使某些其他专业的课程“智能化”，才能更好地满足智能专业人才培养需要，并进一步促进智能专业的良性发展。
4结语
地方普通院校肩负着培养国家经济建设和社会发展所需的应用型人才的任务。通过沈阳工业大学智能科学与技术专业4年来的专业建设实践，我们切实地体会到作为一个地方普通高校开展智能科学与技术专业建设还有很长的路要走。在社会对智能科学与技术专业认知不足的情况下，建立一套科学合理的培养计划和培养方式，使学生具有系统扎实的基础理论知识和出色的实践能力，从而满足社会对智能领域应用型人才的需求、得到社会的认可和接受是我们当下专业建设最主要的目标。
参考文献：
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人工智能教学方案篇6
本文主要根据电力高职院校学生的就业实际情况，制订与新能源发电和智能电网发展相匹配的培养方案，建立新的课程设置体系以及提出实训室建设方案。
一、基于新能源和智能电网人才培养方案的建立
电力高职教育主要为电力企业培养生产一线所需要的高级技术应用型和技能型人才。其培养方案应有针对性、直接性、实用性和与时俱进性。因此，要依据电力行业目前发展的趋势以及高职教育的规律办事。
1.传统人才培养方案的弱势
近年来，随着新能源的开发和智能电网的发展，无论是电力人才的培养方案、课程设置、实训的硬件条件和师资力量的培养都滞后于电力事业的发展，这种弱势主要体现在三个方面：第一，教材陈旧不能融入行业新技术；第二，学科体系痕迹太重，内容过于空泛；第三，技能项目不能结合现场。而电力企业对电力高职院校所培养的人才的知识结构、技能水平、创新能力和职业素质等方面的要求不断发生质的改变，这就要求电力高职院校必须根据社会经济、技术人才结构和需求的发展来不断调整人才培养方案。在调整的同时，务必从电力职业教育的特点出发，既不能照搬本科“强调理论完整性，淡化技能”的培养模式，也不能照抄专科“翻版型”，应与时俱进地按照电力行业的发展规律对电力高职教育进行理论知识和技能训练的优化改革。
2.新型人才培养方案思路的确立
电力高职院校在主干专业设置上主要分为：电力专业和热动专业。智能电网发展与能源变革、城市发展及现代生活等方面密不可分，智能电网已融合了信息、控制、电力电子等技术，使效率进一步提高，是实施低碳经济的基础。电力高职院校的主干专业已成为一门交叉学科，传统的培养方案显然已不能满足电力企业对一线员工的要求，福建电力职业技术学院（以下简称“我校”）作为福建省唯一的电力高职院校，在电力人才培养方面应放手大胆尝试，将新能源发电和智能电网新技术合理地、有机地加入新的培养方案。以现有的条件，采用“以实训为促进，深化教学；以企业为依托，升华教学”的培养模式培养厚基础、宽专业、强能力的高素质新型电力人才，即向学生灌输电力安全知识，强化职业道德，提升职业操守。通过打造新能源发电与智能电网的新型课程体系，夯实学生专业基础，拓宽学生专业宽度，解决发电企业、供电局、企业动力部门、电力建设单位对一线员工日益增长的专业要求与落后的培养方案之间的矛盾。
培养方案的基本要求是能够实现预期的培养目标，因此培养方案的确立是基于培养目标而设定的。新型人才培养方案的确立包括以下三点：第一，深入了解学科前沿发展趋势以及电力企业对一线员工的需求；第二，整合优化课程，改革不适用的课程，融入学科前沿的新内容，形成专业体系；第三，建立结合现场的实训基地，使技能实训具有真实性、综合性、先进性和可开发性，真正体现了实践教学环境与现场接轨，与时代接轨。
3.新型电力人才培养方案的特点
根据电力科学技术的发展趋势和电力企业对一线员工的要求，电力高职院校体现时代性的人才培养方案的特点可概括为：一个原则，两个更新，三个协调，四个引入。
一个原则：以专业能力、实践能力、学习能力、就业能力培养为主线，坚持与时俱进，以电力企业对人才的需求为导向的素质教育与专业教育。学习能力、动手能力、创新能力的培养贯穿人才培养的始终，合理增加学科前沿课程和技能训练方面的实训，理论知识以必须、够用为度，不追求系统性和完善性，从实践课程上全面提升学生的动手能力和创新能力。
两个更新：一是更新理论教学内容，突出教学内容的时代特征；二是更新实践教学内容，突出技能能力培养的针对性。在人才培养方案的制定中，结合学科的发展对专业基础课和专业课的教学内容进行了不同程度的更新。例如，通过选修课的形式，开设“电网监控与调度自动化”、“核能及新能源发电技术”、“新能源和智能电网”、“特高压电网技术”等反映学科前沿知识的课程；结合目前电力行业生产现场的实际，对电力系统实践环节的综合自动化、微机保护内容进行更新，以达到学以致用的效果。
三个协调：一协调理论课和技能课的比例；二协调校企合作关系；三协调校内理论教师和技能教师的比例。
四引入：一引入第二课堂，重视学生创造性思维的培养；二引入学科竞赛，通过竞赛拓宽学生的知识面，提高学生的动手能力和学习的积极性；三引入电力企业的专家定期做学科前沿讲座，增进学生对目前电力行业发展的初步认识；四引入职业技能认证。
围绕着上述四个特点，建立确保满足电力企业对一线员工在理论和技能上日益增长的要求的培养方案，同时要兼顾考虑培养学生的就业弹性与可持续学习能力，形成“理论知识+职业能力+专业特长=就业能力+发展能力”的新型电力人才培养方案。
二、基于新能源和智能电网的课程设置体系
课程设置是指学校按照一定的教育目的所建构的各种教育、教学活动的系统，是将宏观的教育理论和微观的教学实践联系起来的桥梁，是实现教育目的和培养目标的重要手段，是使学生定向发展的重要途径，是学校与培训机构进行一切教育和教学活动的核心。[1]
1.传统人才培养课程体系
电力高职院校课程设置的合理性，直接影响电力高职教育培养的学生是否能服务于电力企业，是否适应电力企业的发展。经过对电力企业和新能源发电以及智能电网的发展的深入调研，我校目前的课程体系劣势具体体现在如下几个方面：理论教学内容面面俱到，重点不突出，导致学生对于每一门课程掌握不精、针对性不强；毕业生知识和能力结构与电网发展脱节；技能培养缺乏先进性，不能与现场结合。原有的课程体系技能项目过于陈旧而且技能实训时间较长，技能项目不能实现与电力企业岗位的无缝对接，导致学生参加工作后对现场和工作环境非常陌生，还必须进行长时间的岗位培训或再学习才能胜任工作。可见，为提高我校毕业生的理论知识和技能水平，就必须打破旧有的课程设置体系，建立新的突出职业能力和技术应用能力的课程体系。[2]
2.新型人才培养课程体系的原则以及特点
对课程设置的一个原则：课程设置应给予学生精炼的专业教育和技能训练，以适用于目前电力企业岗位发展。例如：智能电网中的数字化变电站、配网自动化、电网监控与调度自动化、新能源发电（风能发电、核能发电等）、智能电表等基础理论知识和技能。[3]课程设置体系既要为学生以后在电力行业的工作岗位提供必要的理论知识和知识储备、技术能力，又要为倾向于有能力跨学科的学生提供进修的学习机会和具备跨学科进修的条件。[4]
新型人才课程设置体系包括理论教学体系和实践教学体系，理论教学体系是整个课程体系的基础部分。新型人才理论课程体系应具有下述特点：理论教学体系要求保持教学内容的实用性、先进性、完整性，应把生产现场的新知识、新技术、新工艺、新设备及时充实到教学当中；知识结构具有面宽、内涵丰富、多学科交叉、对外延伸性强等特点；体系设置必须保证新型人才具备其岗位再培养的基本知识。
实践教学是促进学生理论联系实际，从感性认识上升到理性认识的重要环节，包含技能教学、实验教学、课程设计、生产实习、技能鉴定、毕业设计等。以我校为例，在实践教学体系中，缩短学生不必要的技能课时，摒弃陈旧过时的项目。通过调研，确定了本专业所覆盖的岗位群并结合智能电网的发展情况进行岗位分析，引入新的实训项目。例如：风力供电系统的调试、自动化厂站端调试检修实训、直流系统实训、智能变电站调试实训等，从而加强技能课程的时代性、实践性和创新性。
三、实训基地的建设
1.实训基地的建设的重要性及原则
实训基地是针对电力企业生产经营过程并结合新能源发电企业和智能电网发展中专业岗位群的技能而设立的工作环境，也是实践教学的重要载体，是培养学生的专业技术应用能力、动手能力及发现问题、分析问题、解决问题能力的模拟环境。而实训基地的建设理念、技术、资源、教学手段、实训教学展示的先进性决定了在校学生技能能否满足电力企业的岗位要求。
实训基地的建设原则以为电力企业培养高技能一线员工做为主线，以行业技术革新为发展方向，建设集教学、实训、技能竞赛、职业技能鉴定等多种功能于一体的实训基地，为电力企业培养新型人才队伍做出积极贡献。
2.福建电力职业技术学院基于新能源与智能电网实训基地建设情况
我校自2008年开始筹划实训基地建设以来，主要围绕“高技术含量、结合现场、结合学科前沿、结合电力企业需求”的思路，目前实训基地建设成果如下：
（1）风光互补发电实训室。风光互补发电系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，适用于电气自动化技术、电力自动化、机电一体化等专业进行综合实训，可以进行光伏供电装置实验、光伏发电系统实验、风力供电装置实验、风力发电系统实验、逆变与负载系统实验、力控组态软件实验、pLC开发实验、变频技术开发试验、追日系统开发实验、DSp技术开发实验等。
目前，可完成的实训项目有：离网型风光互补发电系统规划；根据功率要求，光伏电池组件的选择、安装和连接；根据功率要求，风力发电机的选择、安装和连接；基于mCU的光伏电池组件最大功率跟踪程序设计；基于mCU的风力发电机最大功率跟踪的程序设计；蓄电池容量匹配计算与选型；蓄电池充放电参数设置、保护参数设置；逆变器参数设置；监控系统组态及操作；光伏供电系统的调试；风力供电系统的调试；风光互补发电系统的调试；电能质量的监测、调试和分析。同时，风光互补发电实训系统可以作为我校技能竞赛的设备，并为参加省赛和国赛提供实训平台。
（2）继电保护实训室。本继电保护实训系统按电压等级分500kV、220kV和110kV变电站三部分，本期建成220kV和110kV变电站继电保护实训系统，500kV仅上自动化部分，保护部分不上，预留二期扩建500kV保护及智能变电站实训系统的位置。
变电站里的一次设备断路器、刀闸、电流互感器、电压互感器等均采用模拟断路器、小开关、小互感器来代替真实设备，监控系统、继电保护及自动装置与实际变电站相同，为了模拟正常的各路电流、电压及故障时的各路电流、电压量，考虑采用仿真模拟测试系统，模拟系统正常及故障方式下多路同步的电流、电压量。仿真测试系统、监控系统、继电保护装置、测控装置、模拟电流互感器、模拟电压互感器、模拟断路器组成了一个软、硬结合的、具有完整的二次回路的综合自动化变电站继电保护与自动化实训系统，本系统主要完成的培训项目有继电保护实训、自动化厂站端调试检修实训、直流系统实训、智能变电站调试实训。
（3）反窃电、剩余电流动作保护系统仿真实训室。本实训室完成的实训项目：单相直通电能表的窃电演示；单相带互感器的电能表的窃电演示；三相四线直通接线方式的窃电演示；三相四线带互感器的电能表的窃电演示；三相三线直通接线方式的窃电演示；三相三线带互感器的电能表的窃电演示；两户联合窃电演示；改变单、三相电能表内部结构和参数的窃电演示；在电流回路叠加反相工作电流、升高表尾零线电压窃电演示；剩余电流保护装置的故障设置及排查；供电系统的保护形式；无功功率补偿电路故障设置与排除；动力回路正反转电路的故障查找与排除；动力回路星型启动三角型运行电路的故障查找与排除；供电系统中的漏电故障设置与查找；供电系统三相不平衡的测试与调整功能培训；三级剩余电流动作保护装置动作时间与动作电流整定实训；总保护装置的远程监控和控制、报警演示；剩余电流动作保护装置分级试送投运与退出操作实训。
通过上述“教、学、做”一体的实训室的建设丰富了课程体系和教学内容，充分体现了该实训基地立足学科前沿、立足于岗位、立足于实用性的优势。
四、结束语
本文就新能源和智能电网发展的技术革新给电力高职院校新型人才培养带来新的变化进行了探索，通过对电力企业岗位群的深入调研，打破旧有的培养方案、课程设置体系，结合实训基地的建设，把电力行业的前沿技术、新技能纳入整个教学过程中。
科技为电力行业带来的技术革新是永无止境的，对电力教育者意味着要不断调整培养方案、课程设置体系，以及保持实训设备的更新，使学生更好地适应新能源发电和智能电网的发展。
参考文献：
[1]郭艳萍，李晓波.浅析高职电气工程及其自动化专业的课程设置[J].电气电子教学学报，2005，27（2）.
[2]汪祥兵，余建华，张家安.职业导向的发电厂及电力系统专业人才培养方案研究[J].中国电力教育，2008，（22）.
人工智能教学方案篇7
近年来，上海市闵行区教育局大力实施“智慧传递”项目，形成了教育智慧凝聚、传送、辐射、共享的良好区域氛围。
分类提炼，“微智慧”汇聚“大舞台”。创设“自下而上”的环境。以2013年教师节系列活动为抓手，设计了优秀教育工作者恳谈会、典型评选、方案策划方案评比等一系列活动，并把教师节活动项目策划方案评比及特色开放展示作为整个活动的重头戏之一，铺设好“大舞台”供基层教师自下而上汇聚智慧。凝聚“协同推进”的合力。为确保区级层面的展示活动能够最大限度展示学校管理中的“智慧火花”，每场活动都有严格的质量控制措施。从申报方案开始，需要经过局党委讨论确定、方案完善、活动彩排，组织观摩、反馈成效等6个环节，区教育督导室督学参与评价每场活动，以挖掘“优质资源”的潜力。
多维联动，“跨学段”分享“智慧经”。定向推介与志愿报名相结合。区教育局在面向全区教育系统各类群体全面开放教师节主题系列活动的基础上，对每场展示活动的参与群体均给出了分类建议供各学校参考。现场观摩与信息化传播相结合。区教育局依托闵行教育信息网、闵行教育党务公开网、闵行教育新浪微博、闵行教育党务微信平台等新媒体载体，专题展示教师节活动开展情况；结合教师节优秀教育工作者恳谈会，开通新浪微博大屏幕，现场与网络同步研讨区域教育未来发展与展望。借助这些信息化传播手段，使得“立德树人”的智慧辐射范围更广，更有利于不同学段教师实现技能互补共同进步。
资源注入，“服务型”贯穿“组织链”。为优秀活动提供经费支撑。区教育局在本次活动组织的过程中更加注重资源向基层倾斜，载体向基层转移。建立了教师节基层活动支持专用经费，组织专家对全区教师节活动方案进行评比，对入围区级展示的重点活动及方案策划评比胜出的单位给予经费支撑。为重点项目提供过程服务。在活动策划过程中，安排专人配合方案修订及节目审核；在宣传工作上，统一定制标准化的折页菜单供学校个性化加工，既确保了标志统一，又最大限度减轻基层学校负担。据不完全统计，在为期半个月的活动中，累计逾5500名区教育系统教职员工通过各种形式参与到“立德树人”的智慧传递活动中，为进一步提高教书育人水平、强化师德师风建设搭建了有效载体。（来源：上海市教育委员会）
人工智能教学方案篇8
关键词：教学网站设计；人工智能教学；智能规划
中图分类号：tp319文献标识码：a文章编号文章编号：16727800（2014）001011103
基金项目基金项目：湖北省教育厅教学研究项目（2010241）
作者简介作者简介：蔡敦波（1981-），男，博士，武汉工程大学计算机科学与工程学院讲师，研究方向为自动推理与智能规划。
0引言
随着计算机网络技术的发展与运用范围的扩展，基于计算机网络的教育技术已经成为教育教学中备受关注的技术之一。教学网站是该技术的主要产品。教学网站的目的在于通过提供教学大纲、教案、讲义、演示文稿、习题与答案等内容在教学时间和教学深度两个方面延伸理论教学课堂。因此，教学网站设计能否实现其教学目的一直是网站建设者思考的主要问题[13]。为了实现具体的教学目的，网站设计者一方面采用新技术提高网站的响应速度，改善用户界面；另一方面精心组织网站内容和教学模式[3]。本文以本科生课程《人工智能》为例，来着重讨论教学内容的前沿性及其体现形式。
在教学过程中发现，对于大多数本科生而言，人工智能是出现在科幻电影中的技术。此外，多数人工智能课程使用基础性人工智能教材，专注于理论和方法较多，很少介绍人工智能软件系统，这进一步加深了学生对人工智能技术成熟度的怀疑，从而妨碍了部分学生的学习兴趣。针对该问题，课程网站作为理论教学的有益补充，应介绍人工智能领域具有代表性和前沿性的软件系统，从而提高学生对人工智能的学习兴趣。
智能规划自人工智能诞生时起就成为其中的一个研究领域，更在近20年间取得突破性进展。在理论研究方面，最新的智能规划算法相比1995年之前的规划算法有一个数量级以上的提高[4]。在应用研究方面，智能规划技术在香港地铁系统的应用使香港铁路公司能够处理每工作日240万人的客流量，获得了美国人工智能联合会2005年的“人工智能创新应用”奖；智能规划技术在美国施乐公司的印刷设备动态调度项目中也取得成功[5]，自2008年开始便产生了巨大的经济效益。因此，对智能规划技术的了解有利于提高学生对人工智能的学习兴趣。
1智能规划技术简介
智能规划问题是根据agent面对的初始世界状态及其目标，在该agent行动之前制定动作序列的问题。初始状态和目标条件用逻辑命题表示，动作分为3个部分，包括执行前提、执行后新生的效果、执行后消除的效果。初始状态、目标条件和动作均采用pDDL语言[6]进行建模，以文本文件格式存储为“域文件”和“问题实例文件”。“域文件”描述agent的动作，“问题实例文件”描述在一个具体问题中agent所面对的初始状态和目标。
智能规划系统是一个配备在agent上的软件系统，它以“域文件”和“问题实例文件”为输入，通过自身的规划算法计算出解决该问题所需的动作序列。动作序列一般以文本文件进行存储。
2教学案例设计与实现
在人工智能教学网站建设过程中，设计了一个运用智能规划系统的教学案例，采用JavaScript、ajax和JavaServlet等技术加以实现。
2.1案例设计
为了使学生了解智能规划系统解决问题的全部过程，以“积木世界”类问题为求解对象，使用规划系统FF[7]进行问题求解，使用动画效果展示规划解的执行过程。“积木世界”问题涉及到将若干个积木堆叠成满足给定空间关系要求的若干个积木堆。涉及3个积木的具体问题如图1所示。
为了提高学习兴趣，允许学生指定积木数量，随机生成具有不同初始状态和目标状态的问题实例。实例的初始状态生成算法思想如下：根据指定的积木数量m，生成标号从1到m的积木；对于第i个积木i，以1/k的概率将它放置在桌子上或顶面为空的积木上，其中k为顶面为空的且编号为1～（i1）的积木数量。目标状态使用相同的算法生成，但保证其与初始状态不同。问题实例生成后，其对应的pDDL语言模型将向使用者展示。完成此过程的用户界面如图2所示。
图1一个具体的积木世界问题实例
图2系统用户界面
使用者通过点击按钮启动规划求解过程，在短暂等待后，能够查看规划解。使用者能够启动规划解的单步执行过程，根据每一步执行的动作名称和执行后的结果观察动作对外部世界的影响。在执行过程中，允许使用者启动倒退按钮重新观察上一个状态。执行过程的用户界面如图3所示。
图3规划解执行过程演示界面
2.2预期效果
该案例预期实现以下教学效果：①使学生理解规划问题的组成及其pDDL语言描述，在实例生成后，通过文本框显示问题实例的pDDL语言描述以辅助学生理解；②使学生理解动作模型，通过执行动作、撤销动作等操作使得学生能够观察某个动作在执行后对外部世界的影响；③认识到智能规划系统的高效性，相比手工计算具有优势。为达到此目的，使用性能较高的智能规划系统FF。通过多次生成不同规模的规划问题，使学生意识到随着积木数量增大而引发的手工计算困难；④发现FF给出的规划解并不总是最优的，从而认识到计算人工智能问题的最优解是困难的。通过手工分析小问题的最优解，使学生认识到FF的局限性和克服该局限性的困难。
2.3案例实现
为支持教学案例的实施，设计了相应的网页。系统采用浏览器/服务端模式，浏览器端采用JavaScript技术和ajax技术定义用户界面、动态演示规划解的执行，服务器端采用JavaServlet技术实现规划问题实例的生成、规划系统FF的调用、规划解的传递，系统结构如图4所示。问题实例在服务器端生成后，将以XmL文件格式发送到客户端，并以文本文件形式存储在服务器端；服务器端在接到求解规划的请求后，以问题实例的文件名和域描述文件（预先存储在服务器端）的文件名为参数，调用规划系统FF；FF在求解后将规划解以文本文件存储，之后服务器端负责将该文本文件格式化为XmL文件并发送给客户端；客户端在接收到规划解后，根据用户的操作进行规划解的执行过程演示。由于规划系统FF在Linux操作系统上开发，因此服务器在Linux上搭建。
图4系统架构
2.4实践效果
该系统在智能科学与技术专业本科生的人工智能教学实际中加以了运用。实践结果表明，学生对系统的可视化特征很感兴趣，对规划问题、pDDL语言和规划求解算法都很好奇。学生提出的问题主要有：①agent能执行的动作是如何知道的；②生成初始状态是否有其它算法；③pDDL语言与编程语言的区别；④FF使用了什么算法。在指导教师解答后，学生对问题建模和自动化求解有了更深入的理解，部分学生对使用pDDL语言建模规划问题产
生了浓厚兴趣。
3结语
人工智能教学网站是学生利用课外时间开展学习的重要平台，因此设计者应注重其教学内容的丰富性、前沿性和可用性。本文将智能规划问题的求解系统作为教学内容，使用JavaScript技术实现了动态演示效果，开阔了学生的学习视野，提高了学生的学习兴趣。在今后的教学网站建设中，将增加对人工智能技术应用成果的介绍，以提高学生对人工智能技术经济价值的认识。
参考文献参考文献：
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人工智能教学方案篇9
关键词:智能科学与技术;创新实践体系;人才培养
智能科学与技术专业(简称智能专业)是教育部于2004年新增的目录外试点专业。2006年我校依托自身的学科优势与教学资源,获教育部批准开办工学门类中电子信息类的智能专业,并于2007年正式招生。
创新人才应该具有比较完善的知识结构和开拓创新的意识和能力。创新能力培养是培养创新人才的关键,这也是高等学校教育的核心内容。工科学生的创新能力主要来源于实践能力[1]。实践是创新的基础,没有实践就不可能创新[2-3]。工科学生的创新能力主要表现在面对实际工程问题,能用创新思维去分析和解决问题。
如何培养学生的创新意识和创新能力,已经成为高等学校必须深入研究和亟待解决的课题。我校智能专业的建设是围绕创新人才的培养这个中心来展开的,为保障培养的人才具有比较完善的知识结构,我们构建了相应的课程体系;为保障培养的人才具有开拓创新的意识和能力,我们进行了课内―课外相协调、基础―综合―创新分层次的实践体系构建。
1创新实践体系平台构建
实验室是教师开展实验技术研究、理论教学与实
践相结合的重要场所,是培养应用型创新人才必不可少的场所,是师生创新实践的摇篮。为服务于应用型创新人才培养目标、适应专业发展,我校智能科学与技术实验室建设特别强调了综合性、研究性和开放性的基本原则。实验室与创新实践基地的建设构建了具有先进设备和先进管理体制的实践平台,这为构建课内―课外相协调、基础―综合―创新分层次的实践体系打下坚实基础,有利于提高学生的科学研究和工程实践能力,有利于学生创新能力的培养。
1.1实验室的硬件条件
我校智能科学与技术实验室下设6个实验分室,如图1所示。智能网络实验室和智能检测技术实验室为专业技术基础实验室,智能机器人实验室和复杂智能系统实验室为智能系统与工程专业方向实验室,智能信息处理实验室和智能体模拟实验室为智能信息处理专业方向实验室。这些实验室的设置和建设与专业教学计划及其课程体系完全配套,并加强了开放实验、设计型实验、综合型实验、创新实验服务于大学生课外科技竞赛活动。实验室的硬件条件有利于让学生及早参加科研和创新活动,培养学生的创新精神和创新能力[4-5]。
基金项目:北京市属高等学校人才强教计划资助项目(pHR201008434),北京信息科技大学教改项目(2009JG13)。
作者简介:陈雯柏(1975-),男,讲师,博士研究生(在职),北京信息科技大学自动化学院智能科学与技术系系主任,研究方向为人工神经网络、智能机器人;李擎(1964-),女,教授,博士,研究方向为智能控制、机器学习;李邓化(1956-),女,教授,博士,北京信息科技大学自动化学院院长,研究方向为智能检测;苏中,男,教授,工学博士,北京信息科技大学自动化学院副院长,研究方向为智能机器人(包括空间机器人)导航与控制。
图1智能科学与技术实验室
1.2实验室开放管理
开放性实验是培养创新性人才行之有效的教学手段,是对课堂教学、课内实验的延续、扩展和加深。开放性实验的开展需要实验室的开放管理,实验室的开放管理也是构建课内―课外相协调的实验教学体系的基础与制度保证。我校智能专业实验室面向全校学生全方位开放,具体包括资源开放、内容开放和时间开放。为此实验室制定了一系列行之有效的实验室开放、网上预约等管理办法。同学们课外利用开放实验室主要进行相关课程的课外开放实验,参加学科竞赛,参与教师科研项目以及实验室自主开发的目前已成一定体系的创新实践项目。
1.3仪器设备共享系统
智能专业与自动化、电子信息、通信等信息类相关专业建设与教学科研对设备需求存在一定的交叉。随着新大学建设的稳步推进,特别是电子信息与控制等部级实验教学示范中心的建设以及各专业精品课程的建设,目前我校自动化学院各专业也分别形成了一定数量科学仪器设备资源与优质教育资源。在学生课外创新实践过程中,学生根据项目需要可能使用到多种仪器设备。为此学生可在不同实验室开展实验,学生也可以通过自动化学院建立的信息管理平台与数据库软件系统实现仪器设备在学院与实验教学示范中心内部合理流动。仪器设备和优质资源共享系统的建设整合了优质仪器资源和教育资源,打破条块分割,有效避免重复浪费,提高了利用效率,更好地为教学科研服务,提高了使用效益。
2课内实践教学体系
实践教学是培养和锻炼高校学生动手能力和科技创新能力的主要途径,我校历来重视实践教学,目前已探索建立了以实验室全面开放为形式,以课程实验教学为基础,以课程设计与毕业设计为核心,以校外实习为补充的课内实践教学体系和以实验室课外开放项目培训为基本内容,以学科竞赛为动力支撑与效果检验,以参与教师科研与学生自主科技创新为补充的课外实践教学体系。我们强调课外创新实践教学的重要地位和作用,人才培养有了质的飞跃和升华,但这种飞跃与升华是以课内实践环节为基础的。为此,我们对课内实践环节进行优化组合,建立了较为完善的课内实践教学体系。
如图2所示,我们把实践教学分为基础类、专业实训类和综合创新类,大部分必修的专业基础课和专业课均安排了上机、实验等环节,实践教学和计算机应用在整个教学计划进程中做到了不断线。此外,独立安排了40周的各类专业实习、课程设计、专业综合实践和毕业设计[4-5]。为加强新生进校后对专业的认识,能够及早进行创新实践活动,我们特别在第一学期安排了独立实践环节“专业认识与实践”。
3课外科技创新实践体系
作为课内实践教学体系的延伸和拓展,课外科技创新实践体系的构建对创新人才的培养具有特别的重要作用。我校作为北京市的市属市管高校,培养目标定位为主要为北京市培养应用型创新技术人才。基于培养目标的本质要求,在实践教学体系的构建中,我们特别强调课外的科技创新实践活动。课外科技创新实践这个子系统,其具体构成如图3所示。
图3课外实践教学体系结构图
目前高等学校专业相关课程课内学时普遍紧张,由于智能专业与其他信息类专业不同,前沿性课程较多,课程理论性较强,这不可避免地使计算机软硬件、控制系统基础等课程的学时又有一定的压缩。从这个角度考虑,我们也必须从课外科技创新实践体系来强化同学的“软硬件能力”,以加强智能专业学生的就业竞争能力。
3.1实验室课外开放项目设计方案
在我校自动化学院长期实验室课外开放的基础上,我院积累了具有一定综合性、科学性和趣味性的一大批开放项目。在以往的实验室开放项目和学科竞赛中,同学们普遍对涉及到“机器人”的部分表现出强烈的兴趣。机器人是一门跨专业的新兴学科,涵盖机械、电子、计算机、自动控制、传感器、通信、人工智能等学科的最新成就,它对培养学生的跨专业综合应用能力、创新实践能力和团队精神等方面具有重要意义[6]。因此,我们基于机器人这个理想的创新实践平台,提出了一个基于机器人制作,自成体系的课外科技创新实践方案,如表1所示。
表1机器人制作课外科技创新实践开展方案
层次项目开展时间创新实践项目能力培养相关课程支撑群相关学科竞赛支撑群
高级训练项目第三学年
第四学年
具一定人工智能水平的高级机器人,如足球机器人、迎宾机器人等。综合应用能力
智能信息处理与智能系统集成能力模糊控制
人工神经网络
智能传感与检测技术
模式识别
人工智能
机器人学
智能机器人机器人大赛
嵌入式系统专题赛
飞思卡尔智能车竞赛
电子设计大赛
智能系统平台构建方案
设计比赛
中级训练项目第二学年
第三学年基于mCU、DSp的智能机器人,如舞蹈机器人、灭火机器人、仿生六甲机器人等。检测与控制系统设计
嵌入式系统设计
电子电路设计模拟、数字电路
微控制器技术
eDa技术
DSp原理及其应用
控制理论
计算机控制系统
基础训练项目第一学年简易非处理器控制机器人,如宝贝车等。简单机械设计与加工
基本程序设计能力
基本电子电路设计电路分析
C程序设计
该方案在课程支撑的前提下,针对不同年级学生的实际,开发了不同层次的机器人制作实践项目。在学校实验室开放与学生课外科技创新基金的支持下,其中部分项目的开展已在自动化专业几届学生的实践下取得了不错的效果。同学们普遍表现了强烈的兴趣,而不再沉溺于以前所钟爱的网络游戏。
3.2学科竞赛
学科竞赛的意义不仅在于营造和丰富校园科技文化氛围,拓展大学生的综合知识和加强第二课堂活动。学科竞赛更是大学生实践创新平台,有利于培养大学生自主创新意识、创新思维、实践动手能力和团队合作精神。为此我们把学科竞赛纳入课外科技创新实践体系,学科竞赛既是学生课外科技创新实践活动的动力支撑,也是实践活动效果的一个检验手段。我校历来重视学生实践能力的培养,举办了“大学生电子竞赛”、“智能汽车竞赛”、“机器人大赛”等一系列校级学科竞赛。校级竞赛覆盖面较大,一大批学生在学好基础知识和基本技能的基础上,积极进入实验室参与科学研究与创新活动。
学科竞赛作为创新实践体系的一个重要组成部分,其培训工作不能是简单的强化培训,培训工作要成为日常工作的一部分,培训面要有一定的普遍性。为此,我们把学科竞赛的培训工作与实验室开放项目进行有机的结合,使之成为由浅入深、成系统多层次的系列活动。表1不仅显示了创新实践项目与学科竞赛的关系,也表达了学科竞赛的层次系列性。
智能系统平台构建方案设计比赛是我院为了进一步完善这种学科竞赛的层次性,有效引导学生的专业学习与创新实践,于2009年11月提出针对大一新生开展的智能系系级学科竞赛。智能系统平台构建方案设计比赛作为校级相关竞赛的引导与补充,取得了不错的效果。实践表明,智能系统平台构建方案设计比赛引起同学们极大的关注。同学们大胆想象,广泛查阅资料,既强化了对本专业的认识,又极大地激发了创新实践的兴趣。
3.3参与教师科研
我校一直重视探索理论研究与应用研究互动的有效机制,不等待解决理论问题之后才开始启动应用研究。同时,重视科研与教学间的积极互动作用,重视学科建设与专业发展的关系,在不断完善科研教学设施、优化科研教学环境的基础上,形成了良好的科教互促开拓的局面。我校已有多项与智能专业有关的研究成果进入国际先进行列。先后获国家技术发明奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖1项,部级科技进步奖、国家发明专利和著作权多项。在惯性器件、组合导航系统、压电复合换能器、飞行控制系统、大规模仿真场景关键技术与算法研究等国家优先支持发展的领域,多项研究成果已实用化。
学校鼓励教师开展科研工作,并吸收学生参加教师科研,从而实现在科研过程中育人,并有效培养学生的创新精神和素质,同时将相关科研成果即
时转化为教学改进,体现在教学、实验和课程设计内容中。
3.4学生自主科技创新
在学生自主科技创新项目资助方面,学校制订了《北京信息科技大学学生(本科)课外科技活动基金管理办法》。本科生科技基金面向全体在校全日制本科生,在指导教师的指导下,重点资助在校本科生结合所学专业开展课外科技活动。
4导师制引导学生科技创新实践
专业教师担任学生班主任工作,是我校自动化学院的成功经验。班主任不仅指导学生的思想、学习与生活,更在学生职业生涯规划、成才教育、学生选课指导等方面扮演了重要角色,学生普遍反映良好。在此基础上,智能系践行科学发展观,于2009年实行了“专业导师制”,以更好地适应素质教育的要求和人才培养目标的转变,促进应用型创新人才培养工作。
专业导师制的一项重要任务是推动学生课外科技创新实践活动。专业教师针对学生的个性差异,因材施教,和学生之间建立一种“导学”关系。针对2007级首届智能专业学生人数不多的特点,通过双向选择,智能系教师每人担任3～5名学生的专业导师,并以此为契机形成高年级―低年级“梯队”。同学们组建“兴趣小组”,以实验室为平台,有的参与“教师科研项目”,有的自主申请“学生课外科技基金项目”,当然学生参加更多的课外科技创新实践活动是“实验室开放项目”。为此,智能系教师从兴趣引导出发,在学校课外科技创新实践活动经费保障的前提下,开发了一系列“实验室课外开放项目”,表1给出的是其中一个“机器人制作课外科技创新实践开展方案”。
5结语
在实验室与创新实践基地建设基础上,我校智能科学与技术专业的课内实践教学体系和课外实践教学体系紧密结合,有效地将第一课堂与第二课堂、理论与实践、知与行紧密联系在一起,激发了学生学习兴趣,培养了他们的创新实践能力,有利于人才培养质量的提高。
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ConstructionoftheinnovationpracticeSystemintheintelligentScienceandtechnologySpecialty
CHenwen-bai,LiQing,penGShu-hua,LiDeng-hua,SUZhong
(automationSchool,BeijinginformationScienceandtechnologyUniversity,Beijing100192,China)
人工智能教学方案篇10
关键词：案例教学法；建筑智能化专业；安全防范技术
中图分类号：G642.41文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）23-0247-02
一、案例教学法
案例教学是由美国哈佛法学院前院长于1870年首创，后经哈佛企管研究所所长推广，从美国迅速传播到世界许多地方，被认为是代表未来教育方向的一种成功的教育方法。20世纪80年代，案例教学被引入我国。
案例教学法，即围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理，形成供学生思考分析和决断的案例，通过独立研究和相互讨论的方式，来提高学员分析问题和解决问题的能力。案例教学被证明是帮助学生获取和进一步拓展其职业能力、技能的重要方法[1]。
二、建筑智能化工程技术专业案例设计原则
建筑智能化工程技术专业是伴随我国智能建筑发展而产生的工程实践性很强的学科，以培养具有建筑智能化系统设计、施工、维护等技能的高素质人才为目标。建筑智能化工程技术专业融合了建筑设备、计算机、网络、通信、电子、暖通等多门学科，传统的课堂及授课方式会使得学生难以从繁杂的知识体系中抓住重点，难以掌握本专业的核心理论和实践技能。
采用案例教学法可以打破传统的课堂教学模式，整合可利用的资源，并确立“教师主导，学生主体”的教学方式，改善教学效果。鉴于案例教学和建筑智能化工程技术专业的特点，案例设计时要遵循以下原则[2]：
首先，要基于学情，因材设计。建筑智能化工程技术专业课程大多在高职院校大二年级开设，教学对象经过一年的调整，已经适应了大学生活，学习了电类专业基础课，同时对于本专业有了更多的认识，更加容易投入到课程学习中来，但是普遍理论基础较薄弱，专注度较差。教师在进行案例设计时，必须要基于学生的特点，既能体现专业知识和技能，又要能激发学生的学习热情。
其次，要有明确的教学计划。专业课教师根据学生特点和专业人才培养方案编制好授课计划，对于教学过程进行整体设计和各环节设计。
第三，由于建筑智能化工程技术专业工程性、实践性较强，所以选择案例要紧密结合工程情况，或者要从实际项目中提取。同时，案例提取要紧紧围绕具体岗位的工作内容与要求。
第四，根据专业特点充分利用校园建筑环境，模拟职业岗位工作现场，合理安排案例应用场所和实施程序，切实提高学生的职业素质和能力。
三、《安全防范技术》教学案例的设计与应用
《安全防范技术》是建筑智能化工程技术专业的一门核心专业课程，教学目标是根据职能楼宇的性质和风险等级，使学生具备设计和实施安全防范系统的知识、技能和素质，能够胜任智能楼宇管理师、安全防范系统设计、施工、监理等工作岗位。鉴于课程的特点和总体目标，教学案例的设计要遵循上述原则，同时要特别注意其实用性、合理性和可操作性。以本课程“视频监控系统的设计”这部分内容为例。
（一）案例设计
1.设计背景。在进行该部分内容学习之前，学生已经学习了视频监控系统的结构和主要设备，如摄像机、镜头、云台、防护罩、录像机、监视器、矩阵、传输方式等。视频监控系统的设计可以认为是以上知识点的归纳、总结和应用。而在本部分内容中，教学重点是视频监控系统的设计方法和步骤，教学难点是系统设备的选择，要求学生通过学习熟悉相关的工程标准和规范，并能在设计过程中遵循。
学生的状态是：了解了视频监控系统的构成和功能，也了解到相关设备，但对于设备在系统中发挥的作用理解不深刻。对于系统是如何构建起来的这个问题，学生普遍较感兴趣。
本专业的实验室现有完整模数混合式视频监控系统一套，包括常用各种类型摄像机、矩阵、解码器、数字硬盘录像机和监视器，可以演示系统调试、运行过程。
2.案例设计。根据上述建筑智能化工程技术专业的案例设计原则，教师确定了本次案例选择某个建筑环境，为其设计视频监控系统，以此作为授课内容的主线。
在建筑环境的选择上，教师选择学生熟悉且易于活动的场所。教师考察了授课学生日常活动较多的校园建筑，选择了便于学生观察同时又涵盖设计难点的海涵楼一楼作为案例环境。《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）和《安全防范工程技术规范》（GB50384-2004）是设计过程必须要遵守的规范，故在上课之前，教师要分享给学生并提示其查阅个别章节，并要求学生提前用CaD画好建筑平面图。
在教学设计中教师将视频监控系统的设计要求、设计内容、设计步骤、设计方法等知识点贯穿在“海涵楼一楼视频监控系统设计”这个案例中。
（二）案例实施
案例实施过程按照智能化系统设计部门的工作流程进行。
步骤一，请学生进行实地勘察，明确建筑功能和性质，根据标准确定海涵楼一楼的监控需求。江苏海事职业技术学院海涵楼共12层，与海虹楼（5层）相连接，是一个集办公、实验、教学、科研为一体的多功能高层校园建筑。GB50395中明确视频安防监控系统应对需要进行监控的建筑物内（外）的主要公共活动场所、通道、电梯（厅）、重要部位和区域等进行有效的视频探测与监视，图像显示、记录与回放。故本案例一楼主要监控的部位是主出入口、大厅、两侧走廊。
步骤二，教师给出设计参考步骤和相关标准，请学生分组自行讨论、设计。这一部分是本次课程的重点和难点，涉及各监控部位的前端、传输及控制设备选型。GB50395中要求，前端设备的最大频（音频）探测范围应满足现场监视覆盖范围的要求，摄像机灵敏度应与环境照度相适应，监视和记录图像效果应满足有效识别目标的要求，安装效果宜与环境相协调。据此，请学生分别就监控部位的范围、特点确定摄像机的外形、感光元件尺寸、灵敏度，镜头的焦距、光圈等核心参数，确定设备型号。传输部分根据系统类型和视频信号传输的距离确定，控制设备根据前端设备的数量确定，硬盘容量由分辨率和录像时间估算得到。
步e三，引导学生将设计成果在平面图上体现出来，并画出系统图。经由这个步骤得到主要的设计成果布防图（平面图）和系统图，注意引导学生关注作图的规范性。
步骤四，教师组织学生将不同小组的成果展示，请学生比较方案的不同，并思考其原因及优劣，最终得到最优方案。这个步骤可以提示学生关注以下几点：各部分设备是如何选型的，系统架构有何不同，系统成本是否有差距，系统运行和维护有何不同。
由步骤四可以引导学生认识到模拟系统、模数混合系统和数字系统的不同，将视频监控系统的知识架构补充完整。
设计方案完成之后，教师可以带领学生现场观察实际视频监控的做法，将其与自己设计的方案做比对。同时，也可利用实验室设备演示不同摄像机的拍摄效果。通过上述方案与实施效果的对比，学生一方面对于自己要做的工作有了更为清晰的认识，为系统实施的学习打下基础；另一方面也强化了学生对于设计过程的理解和掌握，会使其对于实现设想的功能有更强烈的兴趣和信心。
（三）案例反思
在案例设计与实施的过程中，教师将学生已学的内容、培养目标和工程标准、岗位能力有机结合在一起，充分利用校园环境和实验室设备，采用任务驱动法、分组讨论法等易于激发学生兴趣的方式呈现出来，在讨论和方案比较过程中，难点和重点逐步浮现，在解决问题的过程中使学生理解、掌握。整个教学过程符合高职学生的特点和认知规律，达到了良好的教学效果。
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DesignandimplementationofFeasibleteachingCaseofintelligentBuilding
―illustratedbytheCaseof"Securityandprotectiontechnology"
HaiGuang-mei
（Schoolofelectricalengineeringandautomation，Jiangsumaritimeinstitute，nanjing，Jiangsu211100，China）