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摘要：結合本校電氣工程與智能控制專業的發展需求，將人工智能新概念理論融入電氣工程與智能控制專業培養方案中，形成一種新的應用型培養模式。在該專業培養模式下改革教學方法，夯實學生的理論知識基礎，提高學生實踐動手能力，滿足企業對人工智能應用型人才的技術要求，促進地方經濟的發展。經實踐，該專業培養模式在教學和就業反饋中效果良好。
關鍵詞：應用型本科院校；人工智能；電氣工程與智能控制；專業培養
在黨的報告中指出，要大力推動互聯網、大數據、人工智能的發展。2017年7月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，制定了我國人工智能發展的短期、中期和長期的“三步走”戰略目標。教育部于2018年4月印發了《高等學校人工智能創新行動計劃》，將“人工智能+”的概念與人才培養緊密掛鉤[1-2]。人工智能毫無疑問已成為國家建設關注的重點，而高校則是人工智能科技創新的重要策源地。隨著人工智能新概念的蓬勃發展，如何將其融入電氣工程與智能控制專業建設中，培養復合型、應用型的人才，滿足企業在新形勢下對人工智能人才的迫切需求，是本專業教師需要重視和思考的重要問題。近年來，國內高校和學者采用人工智能新概念對專業培養模式和課程教學改革展開了深入的研究。高英杰將人工智能新概念融入電子信息工程專業建設中，從學生學習能力、教師教研技能培養和實驗室建設等方面進行了一系列研究[3]。孫治博將“人工智能+工程實踐”概念引入到綜合創新訓練的課程中，提出在新概念下的課程構架，并完成了人工智能與工程實踐融合的創新項目，提升了課程教學的品質[4]。本文結合電氣工程與智能控制專業的發展狀況，以現有電氣工程與智能控制專業的課程體系和專業方向為基礎，以人工智能新概念為導向對人才培養方案、課程體系、課堂與實踐教學、考核評價體系等環節進行深入改革與創新，為適應時展對人工智能技術人才的需求，提高學生的就業層次，增強學生的就業競爭力。
1制訂科學合理的培養方案
1.1人才培養目標。電氣工程與智能控制專業為國家特設專業，于2013年申報，2014上半年獲批，同年開始招生。我校電氣工程與智能控制專業全國排名位列前三位。本專業教育目標旨在培養全面發展的人才，使其具備控制理論、計算機技術與應用和智能控制技術等較寬廣領域的專業知識，并能在工業企業、科研院所等部門從事智能電網大數據分析、工業過程控制、電力電子技術和人工智能等方面的工作。
1.2課程體系改革。在充分研究應用型電氣工程與智能控制專業培養模式內涵的基礎上，結合人工智能的發展趨勢和特點，構建“基礎知識—專業知識—前沿知識”的課程體系。將智能電網技術、機器人技術和大數據分析等前沿技術引入課堂，及時反映電氣與控制行業發展動態，使教學內容從相對獨立到學科融合，學生從基礎課程、專業課程進而向專業前沿探索，由點到線、由線成面、由面建體，逐步、分層次、全方位地培養學生的創新能力和創新意識，為其拓寬應用型專業人才發展奠定必要的知識儲備。在保證學校開設的正常通識類課程的學時基礎上，將基礎知識類課程分為工程基礎知識和專業基礎知識兩大類課程。工程基礎知識類課程除了在原有的電路原理、數電、模擬電子技術和計算機程序設計等課程之外，增加了機械設計基礎課程，讓學生初步了解機械設計的基礎知識，為機器人設計做知識儲備；專業基礎知識類課程縮減了電機學和傳感器技術的學時，加大了智能控制理論的學時，使學生能夠掌握智能控制基礎理論。專業知識類明確了現代控制理論、電力系統分析、高電壓技術和模式識別等專業課程的核心地位，保證專業知識的系統性和完整性，確保學生能夠掌握電氣工程與智能控制專業的基本理論；前沿知識類課程開設了機器人技術、智能電網技術、深度學習和大數據分析等課程，讓學生掌握人工智能的理論知識和專業技能，更深入了解電氣工程與智能控制專業的發展。引入人工智能新概念的課程體系既有利于應用型人才培養，也有利于科研型人才培養。
2深化課堂和實踐教學改革
2.1課堂教學改革。在課堂教學改革過程中，始終以學生為主體，以強化專業知識和技能為導向，在課程教學過程中開展形式多樣、內容豐富、理論與實踐緊密結合的教學改革。常規課堂教學“以教師講解為主”的教學形式，不能發揮學生主體學習的積極性。2018年本教學團隊申請了“OBE理論對課程結構優化研究—以電氣工程與智能控制為例”的高等教育教學改革研究項目，建立了“以學生為中心，以學習成果為導向，不斷持續改進”OBE理念的電氣工程與智能控制專業人才培養模式，實現了從“以教為中心”向“以學為中心”的轉變，在教學實踐過程中取得了一定的成績。對于理論型的課程，實行“線上預習與線下講解”的教學模式，培養學生的自主學習和獨立研究的能力。每位教師在我校的卓越課程中心建立一個與學生互動的“個人課程網站”，將自己錄制的教學視頻及其他教學網站的優秀視頻上傳到“個人課程網站”。上課之前，學生在“個人課程網站”自主預習本節的內容，將自己學習后的心得和疑問在留言板上留言。上課時，教師根據學生預習情況，有側重點地對本節課程進行講解；也可以選取較容易的幾節教學內容由學習優秀的學生作為“小老師”講課；還可以將某一節教學內容，采用分組討論的形式，每一小組發表自己的觀點，使學生在討論中增強對知識點的理解，培養學生邏輯思維能力，從而提高學生學習的主動性和積極性。技能型課程根據自身特點可以采取不同的教學方式，例如MatLab課程采取“視頻教學與項目訓練”相結合的授課方式，在機房教學中學生觀看教師錄制好的視頻教程，教師可管理每位學生的學習情況，并及時解答學生的問題。觀看結束后，由學生競爭完成積分獎勵的練習題，調動了學生學習的積極性，學生在練習題競爭訓練中掌握了知識點，培養了解決問題的能力。教師在優化專業課程、強調應用能力的課程建設原則指導下，不斷完善教學方法，豐富教學內容，達到應用型人才培養的課程建設目標，將自己的課堂教學經驗進行總結并逐步完善。
2.2實踐教學改革。在課程設計和工程實踐教學中以“人工智能+CDIO”理念為指導，在傳感器與檢測技術和電力電子課程設計中，讓學生采用電路虛擬仿真軟件—Multisim軟件對自己設計電路進行仿真驗證，能夠快速完善電路結構，節約了設計時間，同時設計不受元器件、儀器儀表和實驗場地限制。這樣能夠使學生真正掌握硬件電路設計要領，提高課程設計的教學質量和教學效果。對已有的PLC實驗室和嵌入式實驗室進行硬件和軟件的更新，建立人工智能實驗室，讓學生學習使用MatLab軟件、Python語言和Android軟件，并將智能算法在圖像處理、語音識別和機器人設計等人工智能方面應用。實驗室在滿足課堂教學需要的同時，按照人工智能教學計劃的要求，購置新的實驗儀器設備，建立開關電源、大數據分析和服務機器人3個科研項目孵化室。讓學生從大二開始就自選課題進入人工智能實驗室，根據興趣愛好組建實驗項目小組。大三時進入科研項目孵化室，每個孵化室由兩名專業導師負責，指導學生開展科研項目研究。同時指導學生參加全國大學生電子類設計競賽和大數據技能競賽，在競賽中培養團隊協作和實戰能力。加大校際和校企合作力度，選派優秀科研團隊教師到成立人工智能學院的高校(如西安電子科技大學、天津大學)調研學習，選派優秀學生到科大訊飛、曠視和中科曙光等企業實習，切實提高教師和學生創新實踐能力。依托煤礦行業和地方企業，加強應用型實習基地的建設，使教師參與橫向和縱向科研項目，為企業單位進行技術服務，加強產學研合作。
2.3多樣靈活的評價考核體系。為保證電氣工程與智能控制專業培養模式的全面落實，充分發揮本專業教師的力量，建立包括課程、實習和畢業設計等在內的多樣靈活的評價考核體系，對教師的工作進行了具體規定和明確要求，從制度上保證了電氣工程與智能控制專業人才培養的質量。課程考核中的必修課采用閉卷考試，平時成績50分，期末50分；選修課采用撰寫專業小論文、完成創新型實驗和答辯等方式，平時表現優秀的學生可以免試通過。實習成績由實習報告質量和實習出勤情況共同考核。課程設計和畢業設計按照完成工作量程度進行評分，分為優秀、中等和合格三級。優秀的課程設計和畢業設計題目可以延續和完善，教師可以集中精力與學生共同開展學術研究，提高學生的創新和實踐能力。
3結語
引入人工智能新概念，制訂科學合理的培養方案，深化課堂實踐教學改革，并采用多樣評價考核體系考核結果。通過這四方面的改革完善了電氣工程與智能控制專業培養模式，經過五年的實踐，人工智能新概念下應用型電氣工程與智能控制專業培養模式初見成效，學生在全國大學生電子類設計競賽中獲獎28項，2015級學生91人，考研成功率達到22%，學生就業率接近100%，用人單位反饋本專業畢業生理論基礎扎實，動手能力強，能夠很快適應工作崗位。
參考文獻
[1]高芳.全球知名智庫對中國《新一代人工智能發展規劃》與實施情況的評價及啟示[J].情報工程,2018,4(2):26-35.
[2]王婷婷,任友群.人工智能時代的人才戰略:《高等學校人工智能創新行動計劃》解讀之三[J].遠程教育雜志,2018,36(5):54-61.
[3]高英杰,陳正宇,徐楠,等.“人工智能”新概念下應用型電子信息工程專業培養模式研究[J].教育現代化,2017(39):101-102．
[4]孫治博,史成坤,耿向偉,等.“人工智能+工程實踐”的綜合創新訓練教學研究[J].北京航空航天大學學報:社會科學版,2018,32(6):148-151．
作者:韓龍 郭明良 王國新 常國祥 宣麗萍 單位:黑龍江科技大學電氣與控制工程學院
