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摘要：結(jié)合本校電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)的發(fā)展需求，將人工智能新概念理論融入電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中，形成一種新的應(yīng)用型培養(yǎng)模式。在該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式下改革教學(xué)方法，夯實(shí)學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)，提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)人工智能應(yīng)用型人才的技術(shù)要求，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。經(jīng)實(shí)踐，該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式在教學(xué)和就業(yè)反饋中效果良好。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科院校；人工智能；電氣工程與智能控制；專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)

在黨的報(bào)告中指出，要大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展。2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，制定了我國(guó)人工智能發(fā)展的短期、中期和長(zhǎng)期的“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)。教育部于2018年4月印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，將“人工智能+”的概念與人才培養(yǎng)緊密掛鉤[1-2]。人工智能毫無(wú)疑問(wèn)已成為國(guó)家建設(shè)關(guān)注的重點(diǎn)，而高校則是人工智能科技創(chuàng)新的重要策源地。隨著人工智能新概念的蓬勃發(fā)展，如何將其融入電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)建設(shè)中，培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才，滿(mǎn)足企業(yè)在新形勢(shì)下對(duì)人工智能人才的迫切需求，是本專(zhuān)業(yè)教師需要重視和思考的重要問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校和學(xué)者采用人工智能新概念對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式和課程教學(xué)改革展開(kāi)了深入的研究。高英杰將人工智能新概念融入電子信息工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)中，從學(xué)生學(xué)習(xí)能力、教師教研技能培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行了一系列研究[3]。孫治博將“人工智能+工程實(shí)踐”概念引入到綜合創(chuàng)新訓(xùn)練的課程中，提出在新概念下的課程構(gòu)架，并完成了人工智能與工程實(shí)踐融合的創(chuàng)新項(xiàng)目，提升了課程教學(xué)的品質(zhì)[4]。本文結(jié)合電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，以現(xiàn)有電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)的課程體系和專(zhuān)業(yè)方向?yàn)榛A(chǔ)，以人工智能新概念為導(dǎo)向?qū)θ瞬排囵B(yǎng)方案、課程體系、課堂與實(shí)踐教學(xué)、考核評(píng)價(jià)體系等環(huán)節(jié)進(jìn)行深入改革與創(chuàng)新，為適應(yīng)時(shí)展對(duì)人工智能技術(shù)人才的需求，提高學(xué)生的就業(yè)層次，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

1制訂科學(xué)合理的培養(yǎng)方案

1.1人才培養(yǎng)目標(biāo)。電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)為國(guó)家特設(shè)專(zhuān)業(yè)，于2013年申報(bào)，2014上半年獲批，同年開(kāi)始招生。我校電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)全國(guó)排名位列前三位。本專(zhuān)業(yè)教育目標(biāo)旨在培養(yǎng)全面發(fā)展的人才，使其具備控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和智能控制技術(shù)等較寬廣領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并能在工業(yè)企業(yè)、科研院所等部門(mén)從事智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)過(guò)程控制、電力電子技術(shù)和人工智能等方面的工作。

1.2課程體系改革。在充分研究應(yīng)用型電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)，構(gòu)建“基礎(chǔ)知識(shí)—專(zhuān)業(yè)知識(shí)—前沿知識(shí)”的課程體系。將智能電網(wǎng)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析等前沿技術(shù)引入課堂，及時(shí)反映電氣與控制行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，使教學(xué)內(nèi)容從相對(duì)獨(dú)立到學(xué)科融合，學(xué)生從基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)而向?qū)I(yè)前沿探索，由點(diǎn)到線、由線成面、由面建體，逐步、分層次、全方位地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)，為其拓寬應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才發(fā)展奠定必要的知識(shí)儲(chǔ)備。在保證學(xué)校開(kāi)設(shè)的正常通識(shí)類(lèi)課程的學(xué)時(shí)基礎(chǔ)上，將基礎(chǔ)知識(shí)類(lèi)課程分為工程基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)兩大類(lèi)課程。工程基礎(chǔ)知識(shí)類(lèi)課程除了在原有的電路原理、數(shù)電、模擬電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等課程之外，增加了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，讓學(xué)生初步了解機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為機(jī)器人設(shè)計(jì)做知識(shí)儲(chǔ)備；專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)類(lèi)課程縮減了電機(jī)學(xué)和傳感器技術(shù)的學(xué)時(shí)，加大了智能控制理論的學(xué)時(shí)，使學(xué)生能夠掌握智能控制基礎(chǔ)理論。專(zhuān)業(yè)知識(shí)類(lèi)明確了現(xiàn)代控制理論、電力系統(tǒng)分析、高電壓技術(shù)和模式識(shí)別等專(zhuān)業(yè)課程的核心地位，保證專(zhuān)業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，確保學(xué)生能夠掌握電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)的基本理論；前沿知識(shí)類(lèi)課程開(kāi)設(shè)了機(jī)器人技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析等課程，讓學(xué)生掌握人工智能的理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能，更深入了解電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。引入人工智能新概念的課程體系既有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，也有利于科研型人才培養(yǎng)。

2深化課堂和實(shí)踐教學(xué)改革

2.1課堂教學(xué)改革。在課堂教學(xué)改革過(guò)程中，始終以學(xué)生為主體，以強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能為導(dǎo)向，在課程教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展形式多樣、內(nèi)容豐富、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)改革。常規(guī)課堂教學(xué)“以教師講解為主”的教學(xué)形式，不能發(fā)揮學(xué)生主體學(xué)習(xí)的積極性。2018年本教學(xué)團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)了“OBE理論對(duì)課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究—以電氣工程與智能控制為例”的高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目，建立了“以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，不斷持續(xù)改進(jìn)”OBE理念的電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中取得了一定的成績(jī)。對(duì)于理論型的課程，實(shí)行“線上預(yù)習(xí)與線下講解”的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立研究的能力。每位教師在我校的卓越課程中心建立一個(gè)與學(xué)生互動(dòng)的“個(gè)人課程網(wǎng)站”，將自己錄制的教學(xué)視頻及其他教學(xué)網(wǎng)站的優(yōu)秀視頻上傳到“個(gè)人課程網(wǎng)站”。上課之前，學(xué)生在“個(gè)人課程網(wǎng)站”自主預(yù)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容，將自己學(xué)習(xí)后的心得和疑問(wèn)在留言板上留言。上課時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，有側(cè)重點(diǎn)地對(duì)本節(jié)課程進(jìn)行講解；也可以選取較容易的幾節(jié)教學(xué)內(nèi)容由學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生作為“小老師”講課；還可以將某一節(jié)教學(xué)內(nèi)容，采用分組討論的形式，每一小組發(fā)表自己的觀點(diǎn)，使學(xué)生在討論中增強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。技能型課程根據(jù)自身特點(diǎn)可以采取不同的教學(xué)方式，例如MatLab課程采取“視頻教學(xué)與項(xiàng)目訓(xùn)練”相結(jié)合的授課方式，在機(jī)房教學(xué)中學(xué)生觀看教師錄制好的視頻教程，教師可管理每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時(shí)解答學(xué)生的問(wèn)題。觀看結(jié)束后，由學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)完成積分獎(jiǎng)勵(lì)的練習(xí)題，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生在練習(xí)題競(jìng)爭(zhēng)訓(xùn)練中掌握了知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)了解決問(wèn)題的能力。教師在優(yōu)化專(zhuān)業(yè)課程、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力的課程建設(shè)原則指導(dǎo)下，不斷完善教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程建設(shè)目標(biāo)，將自己的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)并逐步完善。

2.2實(shí)踐教學(xué)改革。在課程設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐教學(xué)中以“人工智能+CDIO”理念為指導(dǎo)，在傳感器與檢測(cè)技術(shù)和電力電子課程設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生采用電路虛擬仿真軟件—Multisim軟件對(duì)自己設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，能夠快速完善電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)設(shè)計(jì)不受元器件、儀器儀表和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地限制。這樣能夠使學(xué)生真正掌握硬件電路設(shè)計(jì)要領(lǐng)，提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。對(duì)已有的PLC實(shí)驗(yàn)室和嵌入式實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件和軟件的更新，建立人工智能實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用MatLab軟件、Python語(yǔ)言和Android軟件，并將智能算法在圖像處理、語(yǔ)音識(shí)別和機(jī)器人設(shè)計(jì)等人工智能方面應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室在滿(mǎn)足課堂教學(xué)需要的同時(shí)，按照人工智能教學(xué)計(jì)劃的要求，購(gòu)置新的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，建立開(kāi)關(guān)電源、大數(shù)據(jù)分析和服務(wù)機(jī)器人3個(gè)科研項(xiàng)目孵化室。讓學(xué)生從大二開(kāi)始就自選課題進(jìn)入人工智能實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)興趣愛(ài)好組建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目小組。大三時(shí)進(jìn)入科研項(xiàng)目孵化室，每個(gè)孵化室由兩名專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科研項(xiàng)目研究。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子類(lèi)設(shè)計(jì)競(jìng)賽和大數(shù)據(jù)技能競(jìng)賽，在競(jìng)賽中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和實(shí)戰(zhàn)能力。加大校際和校企合作力度，選派優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)教師到成立人工智能學(xué)院的高校(如西安電子科技大學(xué)、天津大學(xué))調(diào)研學(xué)習(xí)，選派優(yōu)秀學(xué)生到科大訊飛、曠視和中科曙光等企業(yè)實(shí)習(xí)，切實(shí)提高教師和學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。依托煤礦行業(yè)和地方企業(yè)，加強(qiáng)應(yīng)用型實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，使教師參與橫向和縱向科研項(xiàng)目，為企業(yè)單位進(jìn)行技術(shù)服務(wù)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。

2.3多樣靈活的評(píng)價(jià)考核體系。為保證電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式的全面落實(shí)，充分發(fā)揮本專(zhuān)業(yè)教師的力量，建立包括課程、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等在內(nèi)的多樣靈活的評(píng)價(jià)考核體系，對(duì)教師的工作進(jìn)行了具體規(guī)定和明確要求，從制度上保證了電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。課程考核中的必修課采用閉卷考試，平時(shí)成績(jī)50分，期末50分；選修課采用撰寫(xiě)專(zhuān)業(yè)小論文、完成創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)和答辯等方式，平時(shí)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生可以免試通過(guò)。實(shí)習(xí)成績(jī)由實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量和實(shí)習(xí)出勤情況共同考核。課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)按照完成工作量程度進(jìn)行評(píng)分，分為優(yōu)秀、中等和合格三級(jí)。優(yōu)秀的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)題目可以延續(xù)和完善，教師可以集中精力與學(xué)生共同開(kāi)展學(xué)術(shù)研究，提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

3結(jié)語(yǔ)

引入人工智能新概念，制訂科學(xué)合理的培養(yǎng)方案，深化課堂實(shí)踐教學(xué)改革，并采用多樣評(píng)價(jià)考核體系考核結(jié)果。通過(guò)這四方面的改革完善了電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式，經(jīng)過(guò)五年的實(shí)踐，人工智能新概念下應(yīng)用型電氣工程與智能控制專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式初見(jiàn)成效，學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生電子類(lèi)設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)28項(xiàng)，2015級(jí)學(xué)生91人，考研成功率達(dá)到22%，學(xué)生就業(yè)率接近100%，用人單位反饋本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生理論基礎(chǔ)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，能夠很快適應(yīng)工作崗位。

參考文獻(xiàn)

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作者:韓龍 郭明良 王國(guó)新 常國(guó)祥 宣麗萍 單位:黑龍江科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院