面向多智能載體的智能科學與技術專業課程群建設論文
摘 要：面對人工智能時代帶來的機遇挑戰，分析智能科學與技術專業課程群建設在專業課程體系中的重要性，給出面向多智能載體應用智能群的建設思路和實施方法，探討學業導師在課程群建設過程中對學生的引導作用。
關鍵詞：多智能載體；課程群；學業導師
引 言
Google與李世石的人機之戰，讓人工智能熱潮席卷全球[1]。國內外各類科技產業都對人工智能技術和應用加強研究應用投入。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境交互的硬件實體，已經從人工智能領域中一個重要的概念走進了人類的生活和工作中。IT龍頭企業紛紛涉足智能產業，如Microsoft、Google、百度等。各種類型各種層次的智能載體不斷涌現，如生活、工作中隨處可見的計算機、手機、智能手表等。近年來，仿人型服務機器人的學習與應用受到越來越多的關注。由于其具有自然流暢的肢體動作、視覺、聽覺等智能行為，能夠與周圍環境進行友好的交互，更加適應人們日常的生活環境而容易被人類所接受，并且在零售服務行業和家庭服務娛樂行業的應用已初見端倪。《中國制造2025》提出的“在新一輪科技革命和產業變革中，重點發展以醫療健康、家庭服務、教育娛樂等應用為代表的服務機器人應用需求”是其中的戰略任務和重點[2]。
1面向多智能載體應用的課程群設計
作為應用型本科院校的智能科學與技術專業，其培養特色應是符合市場需求的，具有學習能力的智能技術型應用人才。為了讓培養方案能夠真正滿足當前社會需求和學生自身未來發展，我們對應用型智能科技人才的企事業單位需求進行了大量的調研分析和統計工作發現，隨著社會經濟的快速發展，盡管不同企事業單位對人才的需求不盡相同，但對智能技術應用型人才的需求呈現急劇增長的上升趨勢。通過了解行業需求，走訪調研國內就業市場和分析相關崗位能力需求，特別是不斷涌現的各類智能終端軟件開發對智能科技人才的迫切需求，提出以“培養面向多智能載體的智能應用軟件開發人才”為目標，以“仿人機器人軟件開發+智能數據分析”為方向的人才培養機制，建立面向多智能載體應用的兩個課程群，分別為服務機器人軟件開發和數據智能分析應用提供階梯性的課程保障。
為了確保學生今后具有不斷學習、可持續發展的能力，在本科四年中，前兩年注重讓學生具有扎實的專業基礎理論知識；后兩年在學生對專業和自身興趣充分了解的基礎上，強化他們專業技術的學習和應用能力，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行。這兩個課程群及與前期專業基礎課程的關系示意圖如圖1所示，其中，專業基礎課程包括軟件和硬件基礎。在整個課程體系中，專業基礎和核心課程基本在大學二年級到三年級之間完成；之后學生根據自己的興趣愛好，選擇感興趣的課程群（包括仿人機器人軟件開發和智能數據分析）進行專業課程學習和技術綜合應用。
近幾年每屆新生入學時，專業教師均會調查統計一年級新生的專業基礎狀況。調研中發現大部分學生對相關專業的了解和入門程度基本為零，對自己今后需要學習什么、如何學習都非常茫然，個別學生甚至從來沒有接觸過計算機。
因此，為了保障課程群建設和實施的順利進行，圍繞“智能算法在多智能載體中的應用”的核心目標，將課程群中的選修課程與專業基礎課程實現有序銜接。課程之間的先后拓撲關系如圖2所示，其目的是為了讓學生能夠盡早順利走入專業，提高對專業的認識度，及時了解和評估自身的專業學習狀態，在高年級確定課程群方向、選修專業課程時能夠結合自身特點和興趣進行選課，而不是僅僅為了賺取學分盲目跟風選課，課程之間缺少銜接，結果造成一些學生對所選課程不喜歡，教學效果不理想。
由圖2可以看出，通過專業基礎課程的教學，培養了學生計算思維的能力。學生在掌握基本的計算思維方法，具有一定的智能算法基礎之后，可以根據自己的興趣愛好選擇對應的課程群。在仿人機器人軟件開發課程群中，通過機器人視覺、語言處理、人機交互的理論和實踐教學，引導學生理解和掌握服務機器人的軟件開發流程，并能夠在后續的項目實踐課中完成對已學知識的綜合應用；在智能數據分析課程群中，學生通過一系列課程教學，理解和掌握從數據采集、數據挖掘到數據顯示的整個數據分析流程。
2面向多智能載體應用的課程群實施
如何引導學生根據自己的基礎、興趣和愛好選修對應的課程群是課程群實施過程中需要關注的內容。特別是對于大類招生入校的學生，他們在本科階段第一年統一學習基礎課程，同門課程多名教師任教，打亂了以往的班級建制。新生在選擇專業基礎課的任課教師時，由于不了解任課教師的教學特點，往往跟風選課。班級和課程的凝聚力都不高，學生之間交流溝通較少，甚至一些同學在課程結束后也相互不認識，不利于學生團隊協作、相互溝通等能力的培養。為了保障前期專業基礎課程與后續專業選修課程之間的銜接，需要在課程教學過程中融入激勵機制，提高學生的學習積極性，擴大學生的受益面。
因此在課程群的實施過程中采用了“一考試，二證書，三項目”的方式與課程教學進行對接。
其中，“一考試”是將一年級的專業基礎課程（例如程序設計基礎、數據結構等）與上海市計算機等級考試相對應。由于學生剛剛結束高中生活，盡管大部分學生的動手能力一般，但普通學生具有良好的做題習慣，因此給一年級的學生設定了一年后的小目標。同時在課程教學中配套了與課程進度一致的在線習題，這樣一方面能幫助學生順利地向大學生活過渡，另一方面幫助學生養成良好的學習自覺性，提高學習動力，避免學習松懈。
“二證書”是指學生有了一定的專業基礎，逐漸適應大學生活的條件下，將大學二年級的專業基礎課程與軟件水平資格證書進行對接。隨著學生接觸到的專業課程逐漸增多，如何引導他們將這些專業課程有機地銜接是二年級階段面臨的主要問題。一方面在專業課程教學中將教學新內容與已學專業內容有機結合擴展，另一方面為學生設定新的小目標引導他們如何更加扎實地掌握專業知識，提高自學專業知識和獲取新知識的能力。endprint
“三項目”是指在學生熟悉了校園生活，專業知識扎實，對專業涉及領域有一定了解的基礎上，根據自己的特點和愛好選擇感興趣的專業課程，并配套對應的項目進行實際的技術應用。本專業學生從大一入學開始就加入了有專業老師指導、學生自發組織的專業社團，社團定期邀請正在做實際項目的高年級學生展示并進行項目介紹，通過學生之間互動交流，幫助學生從理論學習拓展至實際應用。
3學生導師在課程群實施中的引導作用
針對大類招生帶來的`學生選課、學生管理等新挑戰，對學生的管理逐漸從以往的班級導師制過渡到以學生為本的學生導師制。一般來說，學業導師由專業的任課教師擔任，能夠保證對專業的培養目標、培養計劃和教學環節具有充分的了解；學業導師從大學一年級新生剛入校時開始配備，指導過程伴隨著學生大學期間的各個階段，貫穿本科階段的全過程。
在學生導師遴選階段，導師和學生之間可以相互選擇。學生導師根據自己的所授課程、專業特長和研究方向，選擇有意向指導的專業（由于智能科學與技術專業本身具有多學科交叉的特點，所以專業導師可以根據自己的研究和教學情況選擇有意向的專業）。新生入學后根據自身的學習目標、興趣特點選擇合適的學業導師。對于本專業的學生，由于學業導師擔任了專業的課程教學工作，可以根據學生的個體情況，對學生專業課程的選擇、專業課程的學習方法、每年的學業規劃給出建議；對于外專業的學生，通過與導師之間的交流，可以將自身專業與智能科技有機結合，促進知識交叉與創新應用。
學生導師在指導過程中一般分為集體指導與個別指導兩種方式。在現今的網絡環境下，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、面對面個別和集體訪談等多種方式。不論上述何種方式，一方面加強了學生與導師之間的聯系與溝通，另一方面促進了學生之間的溝通與交流，特別是對于大一、大二低年級學生，高年級學長的專業課程選擇和學習經驗對他們今后的學習能起到很好的引導作用，幫助他們快速地適應大學的專業課程學習，有些同學甚至大學一年級就加入項目實踐團隊開展項目實踐。高年級學生在自身專業知識的基礎上，可以及時與老師和同學相互交流，互通有無，優勢互補，提高專業知識的綜合應用能力，形成共同促進的良性循環。
4結 語
人工智能時代的到來，為智能科學與技術專業的人才培養提供了新的機遇和挑戰。以“智能算法在多智能載體中的應用”為專業培養核心，開展“面向多智能載體應用”的課程群建設和相應實踐，加強對學生課程選修和專業學習過程的引導，以期將專業知識整合為一個科學高效的課程體系，為社會培養出符合市場經濟發展需要的智能科技應用人才。
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