人工智能畢業(yè)設(shè)計(jì)方向精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇人工智能畢業(yè)設(shè)計(jì)方向，期待它們能激發(fā)您的靈感。

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關(guān)鍵詞：人工智能；本科高年級教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1　引言

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科類各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，在信息類相關(guān)的許多高年級本科和研究生都開設(shè)了人工智能課程。人工智能是一門前沿性的學(xué)科，它主要研究計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的基本原理和基本方法，同時(shí)人工智能也是一門多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科，它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等眾多領(lǐng)域。廣義的人工智能涵蓋了模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等眾多研究方向。人工智能作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要分支，已成為人類在信息社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代所必須具備的一項(xiàng)核心技術(shù)，并將在未來發(fā)揮更大的作用。

由于人工智能課程的學(xué)習(xí)難度較大，內(nèi)容更新比較快，也繁多，使得教學(xué)有一定的難度。特別是針對本科高年級的人工智能教學(xué)，由于本科生的研究意識(shí)相對較弱，而人工智能比較強(qiáng)調(diào)科研性，所以如何教好本科高年級的人工智能課程是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

本文通過分析本科高年級的教學(xué)特點(diǎn)和人工智能課程的自身特點(diǎn)，在如何提高教學(xué)質(zhì)量這一問題上提出了幾點(diǎn)思考。

2　本科高年級的教學(xué)特點(diǎn)

中國的本科教育，由于歷史和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等諸多原因，目前的定位還是培養(yǎng)某方面專業(yè)人才的專才教育。本科高年級學(xué)生在完成了低年級公共基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)之后，迫切希望了解本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，所以在教學(xué)過程中要注意內(nèi)容的應(yīng)用性和專業(yè)性。另一方面，本科高年級學(xué)生也是研究生教育的儲(chǔ)備人才，在教學(xué)過程中要適時(shí)的進(jìn)行科研引導(dǎo)，這樣能夠讓畢業(yè)生保持對科學(xué)的興趣，從而為研究生階段進(jìn)一步深入研究打下基礎(chǔ)。本科生一般于4年級的10月份開始著手畢業(yè)設(shè)計(jì)，在本科高年級的教學(xué)過程中還要注意與畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容相結(jié)合，這樣可以讓學(xué)生提前做好準(zhǔn)備，選擇適合自己的方向。

3　人工智能課程的學(xué)科特點(diǎn)

與信息類其它專業(yè)課程相比，人工智能具有應(yīng)用性、研究性和發(fā)展性三個(gè)重要學(xué)科特點(diǎn)。首先，人工智能是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。人工智能學(xué)科的主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、智能控制、信息檢索、智能機(jī)器人等領(lǐng)域，在日常生活中，隨處可見人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例；其次，人工智能技術(shù)具有很強(qiáng)的研究價(jià)值，是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中重要的研究方向。技術(shù)進(jìn)步無止境，研究者們不斷追求開發(fā)出效率更高、更智能的人工智能技術(shù)：最后，人工智能是一門正在發(fā)展中的學(xué)科。隨著信息化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，人類已步入信息社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，它們?yōu)槿斯ぶ悄芴岢隽嗽S多新的研究目標(biāo)和研究課題，人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域以及技術(shù)算法都在不斷發(fā)展。

4　人工智能教學(xué)的三點(diǎn)思考及對策

4.1　注重應(yīng)用性和介紹性

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)，本科高年級學(xué)生一般比較關(guān)心各種人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和使用方法，而對基礎(chǔ)性理論和技術(shù)細(xì)節(jié)不是很感興趣。他們一方面希望能學(xué)到很多較新和較實(shí)用的人工智能算法，并且最好可以看到使用效果；另一方面又希望老師的教學(xué)主要停留在介紹性層面，不想花太多時(shí)間在復(fù)雜的理論理解上。這也比較符合本科高年級的教學(xué)特點(diǎn)，本科階段主要是培養(yǎng)具備較強(qiáng)應(yīng)用性和基礎(chǔ)科研素質(zhì)的專業(yè)人才。傳統(tǒng)的人工智能教學(xué)主要講授知識(shí)表示和搜索推理技術(shù)，大部分實(shí)例都是解答式或推證式的。由于其知識(shí)的抽象性，又加之其應(yīng)用實(shí)例較少，所以往往教師感覺難講，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也感覺乏味，對講授的內(nèi)容大多都是死記其方法和步驟，因此影響了教學(xué)效果。針對這一問題，筆者認(rèn)為，在設(shè)計(jì)人工智能教學(xué)時(shí)，要注重內(nèi)容的新穎性、實(shí)用性和介紹性。除了講授那些仍然有用的和有效的基本原理和方法之外，要著重介紹一些新的和正在研究的人工智能方法和技術(shù)，特別是近期發(fā)展起來的方法和技術(shù)，如支持向量機(jī)、決策樹、模糊集、遺傳算法、蟻群算法等。這些內(nèi)容的理論部分可以不必過分深究，教學(xué)重點(diǎn)主要放在介紹每種技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展?fàn)顩r、應(yīng)用領(lǐng)域和具體實(shí)現(xiàn)上。此外，要注意理論與實(shí)際應(yīng)用密切結(jié)合，在教學(xué)過程中加入一些與課程內(nèi)容結(jié)合的、可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容。考慮到目前應(yīng)用最廣泛的人工智能領(lǐng)域之一是模式識(shí)別，而研究模式識(shí)別的主要計(jì)算機(jī)工具是Matlab，所以筆者在教學(xué)過程中以手寫數(shù)字識(shí)別作為教學(xué)實(shí)例，針對所介紹的每一種人工智能技術(shù)，都將其應(yīng)用于手寫數(shù)字識(shí)別當(dāng)中，并講解了這些技術(shù)的Matlab實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)生在掌握了基本理論之后，可以按照實(shí)現(xiàn)步驟的指導(dǎo)，立刻上機(jī)見到算法的實(shí)際效果，加深對算法實(shí)現(xiàn)思路和方法的認(rèn)識(shí)。

4.2　注重科研引導(dǎo)性

本科教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，還要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科研素質(zhì)。本科教育一方面為社會(huì)培養(yǎng)了大批應(yīng)用型人才，另一方面也要為我國的科研事業(yè)培養(yǎng)后備力量。特別是近幾年來我國對科研的投入不斷增加，研究生招生規(guī)模逐年增大，本科高年級學(xué)生打算繼續(xù)讀研的也不在少數(shù)。而人工智能是計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科非常活躍的研究課題，其涵蓋的分支非常廣泛，如模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等，都是目前國際和國內(nèi)熱門的研究方向。針對這一特點(diǎn)，在本科高年級的人工智能教學(xué)中，還要注意對學(xué)生適時(shí)適度的科研引導(dǎo)。這樣可以激發(fā)學(xué)生的研究興趣，樹立目標(biāo)意識(shí)，找準(zhǔn)研究方向，為未來的科研工作打下基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生思考每種人工智能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是什么?缺點(diǎn)是什么?有沒有改進(jìn)的辦法?比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算智能中較為成熟的技術(shù)，具有強(qiáng)大的非線性學(xué)習(xí)能力，在模式識(shí)別、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域都取得過成功應(yīng)用。然而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自身也存在著一些缺點(diǎn)，如會(huì)有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等。近十年來，研究者逐漸把目光轉(zhuǎn)移到另一種新的非線性學(xué)習(xí)工具――支持向量機(jī)上。同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，支持向量機(jī)具有泛化能力強(qiáng)、不受局部最小問題困擾、理論背景完善等顯著優(yōu)點(diǎn)。在給學(xué)生講解BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的時(shí)候，一方面可以通過手寫數(shù)字識(shí)別實(shí)驗(yàn)展示其強(qiáng)大的非線性分類能力，另一方面也要告訴學(xué)生，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并不是完美的，其缺點(diǎn)同樣明顯。然后引導(dǎo)學(xué)生對這些問題進(jìn)行思考，討論有沒有更好的解決辦法。此時(shí)，順勢引出支持向量機(jī)的內(nèi)容，并且介紹支持向量機(jī)的研究現(xiàn)狀和研究方向。通過兩者的對比，學(xué)生不但了解到了較新的人工智能技術(shù)，又對人工智能研究中如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、人工智能技術(shù)的進(jìn)化歷程有了直觀的印象。

4.3　教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是對本科生用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題和進(jìn)行專業(yè)研究能力的檢驗(yàn)，是本科高年級學(xué)生將要面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。由于人工智能學(xué)科具有應(yīng)用性和科研性的特點(diǎn)，人臉識(shí)別、網(wǎng)頁檢索、經(jīng)濟(jì)預(yù)測、基因數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用領(lǐng)域都離不開人工智能技術(shù)，所以人工智能方向?yàn)閷W(xué)生提供了豐富的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題。針對這一特點(diǎn)，在本科高年級的人工智能教學(xué)中，可以適當(dāng)穿插介紹有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。告訴學(xué)生哪些應(yīng)用領(lǐng)域是目前人工智能研究的熱點(diǎn)方向，哪些人工智能技術(shù)可以用來解決這些問題。通過向?qū)W生介紹具有一定應(yīng)用價(jià)值和研究意義的題目，然后引導(dǎo)他們查找閱讀相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，分析問題，解決問題，最后編寫代碼和撰寫論文。比如筆者給學(xué)生提供的選題包括：(1)基于支持向量機(jī)的上市公司信用評價(jià)；(2)正則化回歸在股票預(yù)測中的應(yīng)用；(3)基于膚色的人臉檢測；(4)基于內(nèi)容的網(wǎng)頁圖像檢索等。這些題目應(yīng)用性強(qiáng)，具有一定科研深度但是難度又不至于太大，學(xué)生選擇這些題目的積極性很高。通過將教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，不但加深了學(xué)生對課程的理解，又使其找到了合適的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，可謂一舉兩得。

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[關(guān)鍵詞]本科畢業(yè)設(shè)計(jì)；新工科；貫穿式培養(yǎng)；交互式指導(dǎo)

1傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置偏重于課堂授課，即理論教學(xué)，對實(shí)踐教學(xué)重視不足。首先體現(xiàn)在課時(shí)分配上，理論教學(xué)授課時(shí)間一般要多于實(shí)踐授課[3]。其次體現(xiàn)在實(shí)踐資源上，公共計(jì)算機(jī)實(shí)踐平臺(tái)有限，計(jì)算機(jī)課程同時(shí)也是很多計(jì)算相關(guān)專業(yè)的基本必修課或選修課，導(dǎo)致實(shí)踐資源緊張。實(shí)踐學(xué)習(xí)相對于理論學(xué)習(xí)需要更多的時(shí)間來慢慢體會(huì)和提升[4]。雖然大部分學(xué)生可以自行配置計(jì)算機(jī)設(shè)備，但是沒有公共實(shí)踐課程的強(qiáng)制約束，能自覺在課下進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)的學(xué)生很少。這一點(diǎn)也在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)。雖然經(jīng)過了大學(xué)本科前三年半共計(jì)七個(gè)學(xué)期的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生的實(shí)踐能力依舊非常差。很多學(xué)生只是記得簡單的編程語言知識(shí)，缺乏實(shí)際的編程經(jīng)驗(yàn)，沒有真正經(jīng)歷過全面的、系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練。此外，計(jì)算機(jī)專業(yè)是一個(gè)不斷快速發(fā)展的學(xué)科，新知識(shí)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。而課堂教學(xué)內(nèi)容往往比較固定、更新較慢，教師們也常常需要依照課程教綱授課，能介紹的新知識(shí)有限，致使很多學(xué)生只關(guān)注于書本知識(shí)，不了解學(xué)科領(lǐng)域最新的發(fā)展。在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)老師選定的課題一般都是自己科研領(lǐng)域的較新或者較前沿的方向[5]，大多數(shù)學(xué)生沒有接觸過，需要臨時(shí)學(xué)習(xí)，在有限的時(shí)間內(nèi)很難有好的成果產(chǎn)出。總的來說，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程暴露出本科培養(yǎng)的兩個(gè)問題：理論與實(shí)踐脫節(jié),沒有扎實(shí)的實(shí)踐，就不會(huì)有對知識(shí)的深刻理解；課程設(shè)置跟不上學(xué)科新進(jìn)展，所學(xué)知識(shí)無法滿足實(shí)際新需求。

2新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展需求

新工科建設(shè)是國家在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的大形勢下提出的新時(shí)代工科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。新工科主演涵蓋了與計(jì)算機(jī)緊密相關(guān)的若干專業(yè)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)等。新工科建設(shè)的目的是探索高等教育新模式、新理念，建設(shè)工程教育強(qiáng)國，培養(yǎng)“實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力”的新型高素質(zhì)工科人才。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)本科教學(xué)模式及本科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐模式顯然無法滿足新工科建設(shè)的需求。一方面，計(jì)算機(jī)本科教學(xué)對新工科涉及的人工智能、大數(shù)據(jù)等方向難以做出及時(shí)調(diào)整；另一方面，畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生難以在短時(shí)間內(nèi)對新方向開展深入研究。此外，正如第2章節(jié)所述，教師們也難以在有限課堂時(shí)間內(nèi)將額外新知識(shí)很好地傳授給學(xué)術(shù)[6]。鑒于此，很有必要探索適應(yīng)于新工科建設(shè)需求的全新的計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)方法。

3新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢設(shè)提升思路

我們旨在改變傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)方式的兩方面不足：短周期培養(yǎng)和單方向指導(dǎo)。相應(yīng)地，我們需要開展兩方面工作：一方面將本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)貫穿于整個(gè)大學(xué)培養(yǎng)周期，進(jìn)行全流程、可跟蹤式培養(yǎng)；另一方面用交互式指導(dǎo)模式代替單方向填鴨式指導(dǎo)模式，激發(fā)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生潛能。

3.1貫穿式培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿式培養(yǎng)模式主要有兩個(gè)特點(diǎn)：全周期和可跟蹤。全周期是指從大學(xué)第一個(gè)學(xué)期開始就為本科生選配畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，將畢業(yè)設(shè)計(jì)融入到大學(xué)全周期的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中去。需要指出的是，全周期培養(yǎng)并不是一開始就給學(xué)生指定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，而是根據(jù)學(xué)生興趣及指導(dǎo)老師研究方向，在前期給學(xué)生一個(gè)相對自由的探索與實(shí)踐空間，后期再讓學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。可跟蹤是指整個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，指導(dǎo)老師可以及時(shí)、全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)踐動(dòng)態(tài)，根據(jù)具體情況實(shí)時(shí)調(diào)整培養(yǎng)方案。全周期模式有三方面優(yōu)點(diǎn)：第一，充足的實(shí)踐。理論需要聯(lián)系實(shí)際，公共實(shí)踐資源極為有限，更多的私有實(shí)踐資源分散在指導(dǎo)老師那里。指導(dǎo)老師可以為本科生提供實(shí)踐的物理空間和設(shè)備資源，使學(xué)生有充足的實(shí)踐鍛煉，深刻領(lǐng)會(huì)課堂所學(xué)知識(shí)，達(dá)到融會(huì)貫通的目的；第二，更多的收獲。指導(dǎo)老師還可以讓研究生協(xié)助培養(yǎng)本科生，把研究生豐富的課題研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授于本科生；第三，更大的創(chuàng)新空間。本科生思維活躍，融合理論知識(shí)和實(shí)踐鍛煉，有利于產(chǎn)生創(chuàng)新性研究成果。可跟蹤模式的優(yōu)點(diǎn)在于指導(dǎo)老師對學(xué)生有全面的了解，可以根據(jù)學(xué)生前期的學(xué)習(xí)及科研情況選定最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，做到因人選題、有的放矢，實(shí)現(xiàn)提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。

3.2交互式培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的交互式培養(yǎng)是指導(dǎo)老師與學(xué)生進(jìn)行雙向的互動(dòng)，而不是單向的灌輸式培養(yǎng)。交互式培養(yǎng)有利于提高學(xué)生的主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生的活力，使學(xué)生有更大的獲得感，從而不斷激勵(lì)學(xué)生自發(fā)地搜集資料、學(xué)習(xí)知識(shí)、加強(qiáng)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)自我綜合素質(zhì)的提升，最終到達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。交互式培養(yǎng)貫徹于整個(gè)培養(yǎng)周期，包括前期的學(xué)習(xí)、實(shí)踐以及最終畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的完成。交互式培養(yǎng)在老師指導(dǎo)、學(xué)生反饋、老師與學(xué)生討論以及再指導(dǎo)、再反饋、再討論的循環(huán)往復(fù)過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生潛能的不斷發(fā)掘與提高。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)不是無源之水、無本之木，前期充足的積累才能寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文。計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)不是簡單地完成、調(diào)試成功了程序，而是針對所選定的題目，根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)及調(diào)研資料，設(shè)計(jì)出解決問題的創(chuàng)新方案，并與指導(dǎo)老師不斷討論與優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上利用掌握的程序語言和工具，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的研究目標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)階段，交互式培養(yǎng)會(huì)更加頻繁，這個(gè)階段是對整個(gè)培養(yǎng)方式的考核，需要在指定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的研究課題，并要求有創(chuàng)新性思路。

4結(jié)語

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關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人工智能化；信息化技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0018-01

近年來，隨著生產(chǎn)工藝的不斷的迅猛發(fā)展，機(jī)械電子工程正朝著人工智能化方向發(fā)展，將更多的集成電路裝在同一塊機(jī)械電子工程板上的方向發(fā)展。因此使得機(jī)械電子工程板在這些需求下，會(huì)變得比原來的更小，但是卻變得變原來的板子更復(fù)雜。另外一個(gè)方面，在生產(chǎn)電路板的時(shí)候，由于工序比較多，只要有一個(gè)工序出現(xiàn)了問題，這就會(huì)導(dǎo)致電路板的質(zhì)量下降。因?yàn)樯厦娴囊幌盗性颍a(chǎn)出一個(gè)合格的產(chǎn)品的成本變得多得多，在這里就需要一種很有效率的檢測系統(tǒng)來檢測，從而使得錯(cuò)誤能夠提前檢測出來，來降低成本。在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，對機(jī)械電子工程質(zhì)量檢測技術(shù)提出的要求也越來越高了，傳統(tǒng)的工藝中用肉眼對機(jī)械電子工程檢測，這個(gè)容易發(fā)生漏檢和誤檢，人工檢測的方式因?yàn)槿说淖⒁饬τ邢蓿杀疽脖容^高已經(jīng)逐漸被淘汰了[1]。

為了能夠應(yīng)對上訴所說的一系列的問題，有一種方法是用MATLAB軟件來應(yīng)用人工智能數(shù)字處理的技術(shù)，將這一技術(shù)應(yīng)用于檢測方面，對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多步處理，從而能夠通過數(shù)字信號(hào)的變換來檢查出當(dāng)中的錯(cuò)誤。

1 人工智能數(shù)字處理MATLAB仿真

在MATLAB中，存在很多的數(shù)據(jù)元素，在這些數(shù)據(jù)元素中，矩陣是當(dāng)中相對于比較基本的。這就讓MATLAB在對很多計(jì)算方面的問題進(jìn)行解答的時(shí)候，變得非常的方便，其中最容易的時(shí)候，便是解答關(guān)于矩陣方面的問題。除此之外，還會(huì)出現(xiàn)別的情況，這時(shí)候MATLAB可以調(diào)用使用C這類非交互語言編寫的程序。MATLAB代表“矩陣實(shí)驗(yàn)室”。MATLAB原本寫成容易訪問的矩陣和線性代數(shù)軟件，但是在以前一般都需要編寫FORTRAN程序才能使用。現(xiàn)在，MATLAB融合了現(xiàn)代的數(shù)值計(jì)算軟件，并具有針對性地對現(xiàn)代的處理器和存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了高度優(yōu)化。

現(xiàn)在在很多的學(xué)校中，像信息專業(yè)這方面的學(xué)生，他們中有很多的人會(huì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用到MATLAB，因?yàn)镸ATLAB作為一個(gè)計(jì)算工具，在很多處理方面都會(huì)被用到。

2 人工智能數(shù)字處理原理

數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)處理是通過一些方法來獲取圖片，然后將這個(gè)圖片轉(zhuǎn)換成人工智能數(shù)字，在這里我們?yōu)榱四軌虬言瓉淼娜斯ぶ悄軘?shù)字來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將這個(gè)數(shù)字信號(hào)變成另外一種具有別的意義的數(shù)字信號(hào)。這時(shí)候我們就得學(xué)會(huì)對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相對應(yīng)的處理，當(dāng)然根據(jù)不同的要求我們就得對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行不同方面的處理。

首先把生活中的數(shù)字信號(hào)成像，然后通過電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再通過轉(zhuǎn)換將它變成人工智能數(shù)字信號(hào)。如同在生活中做一件事一樣，第一步永遠(yuǎn)是最重要的一部，只有有了一個(gè)好的起點(diǎn)，在后面的處理中才能更加的方便。數(shù)字信號(hào)的獲取作為數(shù)字信號(hào)處理的第一步，也是非常重要的，在采集數(shù)字信號(hào)的過程中，為了能夠讓后面處理數(shù)字信號(hào)變得輕松，一開始的數(shù)字信號(hào)采集的質(zhì)量越高才會(huì)越好處理。雖然前期采集數(shù)字信號(hào)的時(shí)候存在的缺陷可以在后期通過數(shù)字信號(hào)處理的軟硬件來取得一定的彌補(bǔ)，但是，還有一個(gè)不可忽視的問題，就是要保證原始數(shù)字信號(hào)的信噪比和保真度高[2]。

在數(shù)字信號(hào)處理中有很多種方法，在這里，我們可以利用函數(shù)來對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行表示。當(dāng)然用函數(shù)來對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行表示，會(huì)使得數(shù)字信號(hào)的處理變得更加的方便，但是我們在這處理的過程中，我們在很多方面不能夠掉以輕心，在這里需要關(guān)注的是，在有限的元素當(dāng)中，這些元素都有自己代表的位置和數(shù)值，通過這些元素的組成而形成了人工智能數(shù)字。在對人工智能數(shù)字元素進(jìn)行定義的時(shí)候，在其中有很多種名稱，在當(dāng)中運(yùn)用的最廣泛的便是像素。

3 人工智能數(shù)字處理平臺(tái)

在MATLAB中，為了能夠更好地對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，這里就需要用到數(shù)字信號(hào)處理工具箱，在數(shù)字信號(hào)處理工具箱中，里面有很全套的數(shù)字信號(hào)處理工具，而且還有各種算法，這就使得在數(shù)字信號(hào)處理分析方面變得更加的方便容易。除此之外，這個(gè)工具箱還有許多的功能，并且這些功能還能支持多線程，這就使得這個(gè)工具箱能夠發(fā)揮出計(jì)算機(jī)的一些功能，從而體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理工具箱功能的強(qiáng)大。

在MATLAB中的這些數(shù)字信號(hào)處理工具箱的幫助下，我們可以通過這些工具箱的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，從而能夠很大程度上的使我們得工作效率得到提高，因此能夠在算法研究上花更多的精力。

4 Y語

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展讓我們的機(jī)械電子工程技術(shù)與人工智能化技術(shù)高度結(jié)合，利用數(shù)字處理技術(shù)讓各個(gè)學(xué)科交叉綜合在一起，最終實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)的完美結(jié)合，在這個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，隨著技術(shù)的不斷更新并將引領(lǐng)世界向前更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);實(shí)踐環(huán)節(jié);改革與建設(shè)

我校智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)于2007年申請?jiān)O(shè)立,2008年開始招生。經(jīng)過兩年的實(shí)踐和探索,我們認(rèn)為當(dāng)初的培養(yǎng)方案還有不完善的地方,特別是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。本文主要結(jié)合我校在專業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)踐與建設(shè)過程中的一些實(shí)際問題談一些改進(jìn)和設(shè)想。

1實(shí)踐環(huán)節(jié)改進(jìn)與加強(qiáng)的必要

國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要提出要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。總理在十一屆三次人大政府工作報(bào)告中指出“教育學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)技能,學(xué)會(huì)動(dòng)手動(dòng)腦,勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力”。實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性可見一斑。

實(shí)踐環(huán)節(jié)包含各類課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和各類實(shí)習(xí)(含畢業(yè)設(shè)計(jì))等。課程實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ),它不僅涵蓋了理論課的內(nèi)容,而且比理論課更為復(fù)雜。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)既能活躍思維,又能加深對課堂上學(xué)到的理論知識(shí)的理解、鞏固和提高,并最終具備對客觀世界的觀察能力、分析能力和解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)和各類

實(shí)習(xí)一般是學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,綜合運(yùn)用一門或多門知識(shí)進(jìn)行動(dòng)手學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新并接觸社會(huì)實(shí)際的過程。就學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提高而言,課程設(shè)計(jì)和各類實(shí)習(xí)比單純的課程實(shí)驗(yàn)還要重要。

智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)從2004年設(shè)立至今,全國只有17所大學(xué)開辦該本科專業(yè),目前一級學(xué)科和二級學(xué)科還沒有完全建立,培養(yǎng)方案的理論體系和實(shí)驗(yàn)體系還有待進(jìn)一步探索和完善[1-2]。因此,作為處于起步和探索階段的本科專業(yè),學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的加強(qiáng),對其就業(yè)率提高很重要,而就業(yè)率的高低關(guān)系到專業(yè)的生存與發(fā)展。多年來,我校參加過電子設(shè)計(jì)大賽訓(xùn)練和獲獎(jiǎng)學(xué)生的就業(yè)率一般都為100%。即使在去年全國就業(yè)形勢比較嚴(yán)峻的情況下,我校一次就業(yè)率仍達(dá)到92.57%,連續(xù)多年就業(yè)率穩(wěn)居90%以上,獲省級“畢業(yè)生就業(yè)工作先進(jìn)集體”。實(shí)踐證明,對一般工科院校的本科生而言,只要我們抓好各類實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),積極改革,并扎實(shí)讓學(xué)生參與各類基地的實(shí)踐與創(chuàng)新活動(dòng),使其實(shí)際動(dòng)手能力與應(yīng)用能力加強(qiáng)或提高,學(xué)生的一次就業(yè)率就完全還會(huì)有進(jìn)一步上升的空間。

基金項(xiàng)目:廣西實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心專項(xiàng)教改項(xiàng)目(JGS201005)。

作者簡介:陳以(1963-),男,副教授,碩士,主要研究方向?yàn)橹悄芸刂啤⒂?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù);王改云(1964-),女,教授,碩士,研究方向?yàn)橹悄芸刂啤⒎蔷€性控制;楊青(1976-),女,講師,碩士,主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋⒆詣?dòng)控制。

2專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置及存在的問題

根據(jù)近來中國人工智能學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)制定的智能科學(xué)與技術(shù)作為一級學(xué)科,智能理論與方法、知識(shí)處理技術(shù)、智能系統(tǒng)與應(yīng)用為一級學(xué)科下設(shè)的3個(gè)二級學(xué)科的思路,我們已初步進(jìn)行了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)[3]。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)主要含實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)和實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)建設(shè)兩大塊,目標(biāo)和思路是將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性與綜合性實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等相結(jié)合,理論課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與智能科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,增加學(xué)生創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐與創(chuàng)新的基本技能。實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)含層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建立和實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際、科研相結(jié)合的實(shí)踐體系。實(shí)驗(yàn)層次安排主

要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合、由學(xué)習(xí)到創(chuàng)新的科學(xué)過程,形成由“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐”的實(shí)驗(yàn)層次設(shè)置方法與形式。實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)建設(shè)主要是針對實(shí)驗(yàn)老師與學(xué)生建立一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)化、開放式于一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理體系。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)以及在平臺(tái)的設(shè)備和環(huán)境下,可以自主預(yù)約想做的實(shí)驗(yàn),自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間,并通過網(wǎng)絡(luò)與實(shí)驗(yàn)教師互動(dòng)交流,既可完成某門課程的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),也可基本完成多門課的交叉性實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)。

我們參考各兄弟院校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)計(jì)劃設(shè)置后,前階段修訂的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃總學(xué)時(shí)、學(xué)分及實(shí)踐環(huán)節(jié)總學(xué)時(shí)、學(xué)分等情況統(tǒng)計(jì)如表1和表2所示。

表1專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃學(xué)時(shí)、學(xué)分情況統(tǒng)計(jì)表

課程類別 課內(nèi)教育 課外

教育 總學(xué)分?jǐn)?shù)

學(xué)時(shí)數(shù) 學(xué)分?jǐn)?shù) 學(xué)分比例 8學(xué)分 198

理論教學(xué) 2204 137.75 72.5%

實(shí)踐環(huán)節(jié) 836 52.25 27.5%

合計(jì) 3040 190 100%

表2專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)踐環(huán)節(jié)總學(xué)時(shí)、學(xué)分情況統(tǒng)計(jì)表

課程類別 課內(nèi)實(shí)踐 課外實(shí)踐 總學(xué)

分?jǐn)?shù)

學(xué)時(shí)數(shù) 學(xué)分?jǐn)?shù) 學(xué)分比例 8學(xué)分

(興趣學(xué)分) 60.25

公共課程 72 4.5 9%

專業(yè)基礎(chǔ)課程 308 19.25 37%

專業(yè)課程 152 9.5 18%

綜合 304 19 36%

合計(jì) 836 52.25 100%

從表1可以看出,專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)分占整個(gè)專業(yè)的學(xué)分比例是基本合理的。但從表2看,專業(yè)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分只占整個(gè)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的18%或只占整個(gè)專業(yè)學(xué)分的5%,是相對較低的。此外,據(jù)我們初步統(tǒng)計(jì),專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)(含課程設(shè)計(jì)),其驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對過多,設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例相對較少,不足1/2;專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)(含課程設(shè)計(jì)),其設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例也只占一半。如我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干課程――人工智能課程,現(xiàn)總學(xué)時(shí)為64課時(shí),其中實(shí)踐(驗(yàn))課程時(shí)數(shù)為8課時(shí)。目前其實(shí)踐(驗(yàn))考核要求主要是使學(xué)生了解和掌握LISP語言的基本知識(shí)與應(yīng)用開發(fā)能力,以實(shí)現(xiàn)簡單的專家系統(tǒng)和知識(shí)獲取功能,驗(yàn)證性內(nèi)容占半數(shù),設(shè)計(jì)性或綜合性內(nèi)容實(shí)驗(yàn)略少。類似梵塔問題、模糊假言推理器等實(shí)驗(yàn)沒有開設(shè),這些實(shí)驗(yàn)的理論比較抽象、空洞,學(xué)生難以理解,效果并不理想。

設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例的偏低,是影響學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力提高的主要因素之一。因?yàn)閷W(xué)生從中學(xué)到大學(xué),多數(shù)只是完成一個(gè)學(xué)習(xí)階段形式的轉(zhuǎn)變,并未真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,大一到大三開始的專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn),是他們真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,實(shí)現(xiàn)自我實(shí)踐和創(chuàng)新的基礎(chǔ),有了這個(gè)基礎(chǔ),大四的實(shí)踐綜合訓(xùn)練等就是他們創(chuàng)新提升的保證。

就我們的調(diào)查而言,一般的工科院校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)踐內(nèi)容情況跟我校情況類似,一些偏理科方面的兄弟院校,其設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)比例還會(huì)更少。

3改革設(shè)想

針對以上的問題分析,我們擬提出以下的改進(jìn)與建設(shè)思路。

一是以“質(zhì)量工程”標(biāo)志性成果為龍頭,深化教育改革和創(chuàng)新。從建校近50年發(fā)展至今,我校一直

重視“質(zhì)量工程”的建設(shè)和學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)及動(dòng)手能力的培養(yǎng)。目前,我校已獲得2個(gè)國家級和6個(gè)省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)示范中心或建設(shè)單位,3個(gè)國家級特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),2個(gè)國家級和7個(gè)省級教學(xué)團(tuán)隊(duì),1個(gè)國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施單位等。因此,我們要充分發(fā)揮國家和省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)示范中心及國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施單位的示范和龍頭作用,并以此為契機(jī),實(shí)施實(shí)踐教學(xué)理念的更新和提升。

二是依托我校現(xiàn)有的各類等級中心基地構(gòu)成的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),不斷地改進(jìn)和完善專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。經(jīng)過長期的努力和積累,我校近期已完成構(gòu)建自己的大學(xué)生公共創(chuàng)新平臺(tái)體系,如圖1所示。該平臺(tái)呈現(xiàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)由低到高的金字塔結(jié)構(gòu),能為各階段、各類或各等級的學(xué)生提供一個(gè)自我不斷實(shí)踐與創(chuàng)新的發(fā)展空間,也滿足和保證了不同階段的學(xué)生,隨著低年級到高年級實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐進(jìn)程的發(fā)展,提供需求的環(huán)境和施展的平臺(tái)。為此,我校為加強(qiáng)學(xué)生課外實(shí)踐,提高學(xué)生動(dòng)手能力,同時(shí)也為滿足學(xué)生實(shí)踐的需要,特意增加了8個(gè)課外實(shí)踐學(xué)分。這8個(gè)學(xué)分的增加,目前我校還在試行階段。

圖1大學(xué)生公共實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)體系金字塔圖

三是緊密結(jié)合我校電子信息類學(xué)科優(yōu)勢突出、創(chuàng)新實(shí)踐教育特色鮮明的特點(diǎn),進(jìn)行新一輪實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容、性質(zhì)等的改革和完善。眾所周知,一個(gè)專業(yè)要辦出有生命力,在既符合專業(yè)發(fā)展方向,又滿足社會(huì)需求的同時(shí),還必須有自身的特色。我校作為以工為主,電子信息類學(xué)科優(yōu)勢突出,創(chuàng)新實(shí)踐教育特色鮮明的多科性大學(xué),其特色在廣西和華南地區(qū)具備較高的影響力,甚至在全國也有一定知名度。經(jīng)過近50年的積累和沉淀,我校目前還有和全國青年聯(lián)合頒發(fā)的“青年科技創(chuàng)新教育基地”,以及創(chuàng)新型的機(jī)器人中心、飛思卡爾智能車中心、電子設(shè)計(jì)訓(xùn)練基地等多個(gè)企業(yè)級或校級中心或基地。機(jī)器人中心、飛思卡爾智能車中心及電子設(shè)計(jì)訓(xùn)練基地等集中體現(xiàn)了“智能”方面的設(shè)計(jì)與技術(shù),是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)內(nèi)涵最好的演繹。

在電子設(shè)計(jì)比賽等方面,我校每次都在廣西區(qū)和全國有出色的表現(xiàn),2001年還獲得最高獎(jiǎng)“索尼杯”等。我們要在繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這一特色傳統(tǒng)優(yōu)勢及繼續(xù)做好各類基地建設(shè)的同時(shí),審思當(dāng)前實(shí)踐環(huán)節(jié)(含實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容等)存在的問題,探討如何根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的根本目的,加大設(shè)計(jì)性、綜合性等實(shí)踐

環(huán)節(jié)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比例和要求,力求在專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)和專業(yè)的“智能科學(xué)”與“技術(shù)”方面有自己的特色。

四是做好實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)和管理。這是實(shí)踐環(huán)節(jié)發(fā)展、提高與創(chuàng)新的持續(xù)保證。這方面的內(nèi)容就是要穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍,不斷地提高教師的實(shí)踐知識(shí)與技能;加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)過程的管理與監(jiān)督,增強(qiáng)實(shí)踐教師的責(zé)任感;及時(shí)更新和合理利用各類儀器設(shè)備,做大做強(qiáng)傳統(tǒng)優(yōu)勢的各類示范中心、實(shí)踐創(chuàng)新基地,堅(jiān)持特色建設(shè)與創(chuàng)新。

4結(jié)語

一個(gè)新專業(yè)建設(shè)的好壞,除了接受領(lǐng)導(dǎo)專家部門的指導(dǎo)外,還應(yīng)結(jié)合社會(huì)的需求與自身院校的背景和實(shí)際,依靠院校的特點(diǎn)、特色進(jìn)行建設(shè),這樣的專業(yè)才能具有持續(xù)的生命力,培養(yǎng)出來的學(xué)生才能得到社會(huì)和公眾的認(rèn)可。

本文只是結(jié)合我校自身的實(shí)際情況,就智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)進(jìn)行了初步探討,還有待在實(shí)踐中不斷完善、繼續(xù)提高,同時(shí)也期待與兄弟院校共同分享。

參考文獻(xiàn):

[1] 王萬森,鐘義信,韓力群,等.我國智能科學(xué)技術(shù)教育的現(xiàn)狀與思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(11):10-14.

[2] 鐘義信.設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科:必要性、可行性、緊迫性[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(11):5-9.

[3] 陳以.談“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(15):174-176.

Reform and Development Advices for the Practical Content of Intelligence Science and Technology

CHEN Yi, WANG Gai-yun, YANG Qing

(Electronic Engineering and Automation School, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)

篇5

（湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410082）

摘要：針對大學(xué)專業(yè)教育中普遍存在的高分低能狀況，以“用”為出發(fā)點(diǎn)，提出實(shí)驗(yàn)課程·專業(yè)實(shí)訓(xùn)·學(xué)科競賽金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系，闡述如何打通課程理論之間的聯(lián)系，自底向上從實(shí)踐動(dòng)手、分析綜合再到發(fā)明創(chuàng)新分層逐步培養(yǎng)和提升學(xué)生的專業(yè)能力。

關(guān)鍵詞 ：實(shí)踐教學(xué)；實(shí)驗(yàn)課程；專業(yè)實(shí)訓(xùn)；學(xué)科競賽

第一作者簡介：李智勇，男，教授，研究方向?yàn)橹悄苡?jì)算、智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)，zhiyong．li@hnu．edu．cn。

0 引 言

大學(xué)作為直接為社會(huì)輸送人才的機(jī)構(gòu)，將人才“可塑性”和“可用性”作為大學(xué)教育的根本目的，因此培養(yǎng)學(xué)生的文化素養(yǎng)和專業(yè)能力成為大學(xué)教育最重要的任務(wù)，但由于中國傳統(tǒng)教育思想的影響，“高分低能”一直是中國教育面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題，而這一問題在高等院校更為突出。問題不解決，便達(dá)不到“可用性”的目的。

這一問題違背了大學(xué)教育尤其是工科類院校的初衷，越來越多的高校逐漸意識(shí)到該問題的嚴(yán)重性，開始進(jìn)一步關(guān)注實(shí)踐教學(xué)，壓縮理論教學(xué)的時(shí)間，輔以更多的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。“小學(xué)期”是這一趨勢的典型代表。這一變化將實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量問題提上日程，如何建立合理有效的實(shí)踐教學(xué)體系和安排實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是當(dāng)前高校不得不思考和亟待解決的問題。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及問題

我們以湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例分析目前實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題。

1.1 課程教學(xué)體系

湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近3年的教學(xué)計(jì)劃中，要求學(xué)生畢業(yè)最低總學(xué)分為170分，圖1給出各類環(huán)節(jié)所占的學(xué)分比例，可以看出，專業(yè)實(shí)訓(xùn)（含畢業(yè)設(shè)計(jì)）只占總學(xué)分的16%，教學(xué)計(jì)劃側(cè)重理論教學(xué)，從學(xué)時(shí)分布來看，此偏重更為明顯。圖2分析了每個(gè)學(xué)期的課程教學(xué)學(xué)時(shí)情況，學(xué)生幾乎需要將所有時(shí)間放到課程理論學(xué)習(xí)上，被嚴(yán)重束縛，實(shí)踐教學(xué)形同虛設(shè)。

1.2 現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系

在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近3年的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程有普通物理實(shí)驗(yàn)和人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)兩門。從學(xué)生完成該實(shí)驗(yàn)課程的情況來看，大多數(shù)學(xué)生數(shù)據(jù)處理邏輯簡單，幾乎沒有運(yùn)用模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制等人工智能方法完成的作品。第6學(xué)期開設(shè)的實(shí)踐課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用多門專業(yè)理論和方法的目的。

現(xiàn)在很多高校開始實(shí)施“小學(xué)期”教學(xué)日歷，設(shè)置為期1個(gè)月左右的集中實(shí)踐或者專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。前兩年的“小學(xué)期”是面向全院所有專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，而第3學(xué)年后的“小學(xué)期”安排專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)能力，如五子棋人機(jī)對弈項(xiàng)目可以大大提高學(xué)生對專業(yè)的興趣，但項(xiàng)目過于單一，僅涉及人工智能、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等課程，與人工智能實(shí)驗(yàn)課程有重合的傾向，而諸如機(jī)器人學(xué)、智能控制等智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特色課程就沒有訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，此外對比上一個(gè)硬件技術(shù)實(shí)訓(xùn)缺少能力培養(yǎng)的延續(xù)性。具備創(chuàng)新發(fā)明的能力是目前實(shí)踐教學(xué)甚少考慮的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.3 存在的問題

這種培養(yǎng)方案主要存在以下問題：①實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)過少，學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)機(jī)會(huì)太少；②理論學(xué)習(xí)任務(wù)過重，學(xué)生的雙手無法得到解放；③實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置不合理，課程理論與實(shí)際沒有有效結(jié)合；④面向?qū)I(yè)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一，專業(yè)理論覆蓋面不夠；⑤能力培養(yǎng)斷層，發(fā)明創(chuàng)新能力未涉及。

2 金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系

針對以上存在的問題，我們制定了新的培養(yǎng)計(jì)劃，圖3所示是2015年湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃課程時(shí)序圖。可以看出，不計(jì)實(shí)驗(yàn)課程，每學(xué)期的理論教學(xué)課程減少到平均5門課程；實(shí)驗(yàn)課程大大增加，從原來的2門增加到7門。新的教學(xué)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)得到重視和加強(qiáng)。

另外，教學(xué)計(jì)劃的另一個(gè)特色是高年級的教學(xué)／學(xué)術(shù)方向分組，根據(jù)信息科學(xué)與工程學(xué)院的科研優(yōu)勢設(shè)置了4個(gè)方向，將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合。課程按組選修，增加了選修課之間的關(guān)聯(lián)性，使培養(yǎng)目標(biāo)更突出，令學(xué)生有的放矢。教學(xué)計(jì)劃也反映了實(shí)踐教學(xué)的體系結(jié)構(gòu)：針對重要的學(xué)門、學(xué)類和專業(yè)課程，通過專門開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程鞏固這些重要課程；接下來，通過專業(yè)實(shí)訓(xùn)將多門課程理論串聯(lián)起來；最后，擬提供豐富的學(xué)科競賽機(jī)會(huì)，對于學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)新的能力。這3個(gè)層面形成了一個(gè)金字塔式的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖4所示。越往上，能力水平越高；往下是必須具有的基礎(chǔ)能力。金字塔式的實(shí)踐體系體現(xiàn)了遞進(jìn)式的能力培養(yǎng)過程。通過該培養(yǎng)模式將能直接給社會(huì)輸送“可用”人才。

圖4給出了整個(gè)實(shí)踐能力培養(yǎng)的空間結(jié)構(gòu)。筆者將分別從時(shí)間角度詳細(xì)介紹3個(gè)層面的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容安排。

2.1 實(shí)驗(yàn)課程

實(shí)驗(yàn)課程處于金字塔的最底層，目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專門知識(shí)進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐的能力，熟悉和鞏固專業(yè)基礎(chǔ)課程理論，為上層的能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。這一能力是所有智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)合格大學(xué)生必須具有的根本能力。

程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)智能的手段和載體，因而第1學(xué)年和第2學(xué)年圍繞這兩個(gè)能力開展理論和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，開設(shè)了高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等課程，其中程序設(shè)計(jì)、數(shù)字邏輯和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3門課程實(shí)踐性較強(qiáng)，因此還配套設(shè)置了對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)課程與理論課程盡量同步開設(shè)，利用實(shí)驗(yàn)箱對理論進(jìn)行驗(yàn)證，加深學(xué)生對課程的理解。第3學(xué)年和第4學(xué)年面向計(jì)算機(jī)上層系統(tǒng)和應(yīng)用，操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是典型代表，因而針對這兩門課程開設(shè)對應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程，這幾門實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)類核心課程。此外，教師還可圍繞智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重點(diǎn)核心課程“人工智能”開設(shè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生基于NAO人形機(jī)器人、智能小車、RoboCode等設(shè)備軟件理解、熟悉和練習(xí)各種智能的算法和模型。從程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人工智能5個(gè)方面依次開展基礎(chǔ)實(shí)踐到專業(yè)實(shí)踐的培訓(xùn)，為上層專業(yè)實(shí)訓(xùn)作好準(zhǔn)備。

2.2 專業(yè)實(shí)訓(xùn)

專業(yè)實(shí)訓(xùn)是隨著小學(xué)期的推廣而逐漸引入的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，未有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。5年中我們不斷地探索，在剛開始的2年采用“集中實(shí)踐+生產(chǎn)實(shí)習(xí)”的方式。集中實(shí)踐指在學(xué)校里進(jìn)行一些簡單的綜合設(shè)計(jì)，如軟件實(shí)訓(xùn)開發(fā)類似圖書管理系統(tǒng)的軟件。由于題目較為簡單和老套，學(xué)生興趣不高。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是指和企業(yè)合作，將學(xué)生派往生產(chǎn)一線，這一想法初衷好但操作性低。因此，頭兩年的“小學(xué)期”成效不佳，于是取消生產(chǎn)實(shí)習(xí)，將集中實(shí)踐從2周延長為4周，增加項(xiàng)目難度，如2014年在第2學(xué)年實(shí)行的“STC單片機(jī)開發(fā)”和第3學(xué)年實(shí)施的“五子棋智能對弈設(shè)計(jì)”，難度適中，學(xué)生普遍反映較好。

這兩年取得的進(jìn)步給我們很大的啟發(fā)。第2學(xué)年的軟件實(shí)訓(xùn)結(jié)合最新的APP應(yīng)用引入Android開發(fā)，讓學(xué)生可以在自己的手機(jī)上展示作品，實(shí)現(xiàn)即所得，極大地激發(fā)學(xué)生的積極性；在已有的單片機(jī)開發(fā)上，提升設(shè)計(jì)的高度和難度，引入FPGA設(shè)計(jì)，讓學(xué)生全面學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)；最后，在智能專業(yè)綜合設(shè)計(jì)方面，將五子棋智能下棋程序打造成全院的一個(gè)競賽，結(jié)合專業(yè)最前沿的發(fā)展方向，進(jìn)而增加機(jī)器人開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涵蓋智能終端、智能軟件、智能系統(tǒng)，提供較寬的選擇，充分發(fā)揮學(xué)生的一技之長。

2.3 學(xué)科競賽

前兩個(gè)層次基本上完成了工程能力的培養(yǎng)，但創(chuàng)新才是核心競爭力。如何激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的潛能也是實(shí)踐教學(xué)的任務(wù)之一。這一能力在以前的教學(xué)中甚少專門涉及，發(fā)明創(chuàng)新的能力是一道坎。

學(xué)科競賽是培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)新能力比較好的一個(gè)突破口，因此我們在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中適當(dāng)考慮了對學(xué)科競賽的支撐，基于RoboCup足球機(jī)器人在協(xié)同對抗上創(chuàng)新，基于模塊化機(jī)器人在創(chuàng)意上立新，基于NAO機(jī)器人在自然語言處理上求新。目前，學(xué)生長期參加的學(xué)科競賽有RoboCup足球機(jī)器人中型組比賽、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽以及全國電子設(shè)計(jì)大賽。教師應(yīng)為有志向和能力的學(xué)生提供創(chuàng)新平臺(tái)和條件，鼓勵(lì)學(xué)生參加高水平的學(xué)科競賽。

學(xué)科競賽組成了實(shí)踐教學(xué)的最后一環(huán)，面向科研，與研究生教育接軌；面向創(chuàng)業(yè)，為IT產(chǎn)業(yè)增添生命力。

3 建設(shè)措施及成果

3.1 實(shí)驗(yàn)室配套建設(shè)

根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的分層體系，目前已有的支撐該體系的儀器設(shè)備見表1，可滿足不同層次的用途需求。課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)備主要以驗(yàn)證為主；實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)備需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)現(xiàn)算法和設(shè)計(jì)；專業(yè)實(shí)訓(xùn)的設(shè)備主要以提供平臺(tái)為主，讓學(xué)生自主搭建系統(tǒng)；學(xué)科競賽的設(shè)備一方面要滿足競賽需求，一方面可以應(yīng)用于學(xué)術(shù)研究，具有一定的開放性。

針對學(xué)科競賽，我們已經(jīng)建立400 m2的場地專門用作智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的創(chuàng)新和學(xué)科競賽實(shí)驗(yàn)室。圖5所示為學(xué)生正在專心調(diào)試足球機(jī)器人。

3.2 實(shí)踐教學(xué)代表性項(xiàng)目

1)電子產(chǎn)品的制作、測試及使用( STC-A實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)板)。

通過完成一個(gè)電子產(chǎn)品（STC-A實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)板）的制作、測試及使用，學(xué)生能夠全面了解電子產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)全過程以及質(zhì)量管理；實(shí)踐簡單的焊接技術(shù)，認(rèn)識(shí)基于處理器的電子系統(tǒng)的組成；學(xué)習(xí)電路調(diào)試及檢測能力，了解“STC-A學(xué)習(xí)板”的功能以及嵌入式系統(tǒng)的入門知識(shí)；擁有一個(gè)便攜式學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為今后的學(xué)習(xí)提供方向與幫助。

2)“智能杯”五子棋程序設(shè)計(jì)邀請賽。

該競賽在已給出五子棋平臺(tái)的基礎(chǔ)上（已有界面，無需自己編程界面），要求參賽者寫出五子棋算法。換句話說，就是設(shè)計(jì)五子棋COM的智商。五子棋看似簡單，實(shí)則包含各種變化，計(jì)算種種變化同樣需要強(qiáng)大的知識(shí)儲(chǔ)備。程序設(shè)計(jì)與五子棋結(jié)合既樸素簡單，又包羅萬象，同時(shí)通過對弈方式可以綜合多種人工智能理論和方法，反映出技能的高低。

3)足球機(jī)器人。

中國機(jī)器人大賽暨RoBoCup公開賽是中國最具影響力、最權(quán)威的機(jī)器人技術(shù)大賽。信息科學(xué)與工程學(xué)院從2013年開始連續(xù)參加了兩屆比賽，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，已基本形成老帶新的格局。通過展現(xiàn)一個(gè)真實(shí)的機(jī)器人產(chǎn)品，可以讓學(xué)生感受本專業(yè)的特色和前景，提高專業(yè)的認(rèn)同感；通過動(dòng)手改進(jìn)一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；通過這個(gè)比賽，期望學(xué)生能夠逐步達(dá)到自主研制復(fù)雜精密機(jī)器人的水平。

4 結(jié)語

能力培養(yǎng)是大學(xué)教育的重中之重，而實(shí)踐教學(xué)是達(dá)成這一目標(biāo)的重要手段。實(shí)驗(yàn)課程·專業(yè)實(shí)訓(xùn)·學(xué)科競賽金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系符合能力培養(yǎng)的階梯性，涵蓋了動(dòng)手實(shí)踐、綜合分析和發(fā)明創(chuàng)新3種能力。部分實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目得到較好的反響，為這一體系進(jìn)一步成熟化和規(guī)范化提供了動(dòng)力。

下一步，我們擬主要從兩個(gè)方面進(jìn)一步推進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)。一方面不斷提升從事實(shí)踐教學(xué)的教師水平，注重與行業(yè)接軌，跟進(jìn)行業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和專業(yè)技術(shù)并將其反映到實(shí)踐項(xiàng)目中，形成一個(gè)持續(xù)發(fā)展的良性生態(tài)；另一方面積極融人工程認(rèn)證的理念，為工程類學(xué)生今后走向世界提供具有國際互認(rèn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的“通行證”。實(shí)踐教學(xué)作為能力培養(yǎng)的重要手段，為了使其更加科學(xué)和規(guī)范，我們將參照工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，對各項(xiàng)能力的培養(yǎng)在實(shí)踐教學(xué)過程中有更明確的對應(yīng)，對能力的考核能更細(xì)致化。

參考文獻(xiàn)：

[1]別敦榮，張征．世界一流大學(xué)教育理念的特點(diǎn)與啟示[J]高等工程教育研究，2010(4): 82-92.

[2]張莎，當(dāng)代大學(xué)生“高分低能”現(xiàn)狀的原因及對策分析[J]．科教導(dǎo)刊，2012(8): 98-99.

[3]李智勇，肖正，趙歡，等，智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)“小學(xué)期”制教學(xué)思考[J]．計(jì)算機(jī)教育，2011(15): 29-34．

[4]昊麗娟，李柳．以小學(xué)期為平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J]沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013(3): 421-424．