原创《工程教育专业认证环境下《人工智能》课程教学改革》
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摘 要：以工程教育专业认证为背景,在结合课堂和实验教学实践的基础上,从工程教育投入和产出的角度出发,本文对《人工智能》课程的教学改革进行了探讨,从教学改革意义、目的、教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了具体分析,希望能为同行提供参考.
关键词：工程教育专业认证；教学改革；《人工智能》课程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）32-0088-02
一、绪论
工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证,旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证.我国专业认证标准是按照《华盛顿协议》要求建立的.2015版《工程教育认证标准》完全采用了《华盛顿协议》最新版本中《毕业要求与执业能力》的12条框架性要求,其余6项指标与美国工程教育认证协会的最新认证标准（2016—2017）基本一致.《华盛顿协议》它是一个学位互认协议,它是建立在实质等效原则基础上的.实质等效是指：并不要求被认证的专业具有同样的毕业要求与教学内容,而是它的毕业生就业后通过适当培训和体验式学习,就能满足执业能力要求获得职业资格.《华盛顿协议》提出的12条框架性要求,只作为表述具有实质等效的毕业要求的一种参考,因此学校可以自行决定专业的具体结构、学习途径和教学模式.工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础.工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求,是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价.工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开,并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力.
我国2015版《工程教育认证标准》共有7项,依次是学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件,其设置充分体现了目标导向、学生中心和持续改进的理念：学生是中心项,其他项都是围绕着使学生达到毕业要求,进而达成培养目标设置的.其中课程体系、师资队伍和支持条件是3个输入性项,持续改进是保障性项.
人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉学科,已经成为许多高新技术产品中的核心技术.我校本科生中计算机科学与技术和软件工程专业均开设了《人工智能》这门课程,并且该课程是计算机科学与技术专业的品牌建设课程,该课程开设的主要目的是为了让学生通过学习,对人工智能的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解,掌握一定的主要技术及应用方法,启发学生对人工智能学科的兴趣,培养知识创新和技术创新能力.然而《人工智能》课程是一门交叉性和综合性非常强的课程,它涉及多个学科,内容庞杂、抽象、难以理解,学生往往有望而生畏的感觉,容易死记硬背,更不会应用于实践.同时有些学生在学习过程中感觉课程枯燥难懂,干脆就不来上课了,严重影响课程教学质量.为了克服这些困难,就要在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行相应的改革,使学生不但能很容易地听懂课程,更能将其应用于实际问题,为以后从事相关工作打下坚实的基础.
因此,在当前工程教育专业认证的大环境下,以投入和产出为导向,围绕《工程教育认证标准》的七项标准,对《人工智能》这门课程进行教学改革的探索和实践具有非常重大的实际意义.本文主要以此展开,分别从《人工智能》课程的教学大纲设置和课程具体改革措施等方面探讨课程改革的具体细节.
二、《人工智能》课程教学改革
本文将《人工智能》课程教学以专题为主,紧密结合学生已修课程和老师自身研究方向,多以实际系统为例讲解,在课堂上多互动,给学生创造“自由讨论—发表意见—课后作业—实验”紧密结合的模式,让学生思维能力、表达能力、查阅文献能力和编程动手能力都得到提高.
1.教学大纲设置.在本课程改革中,具体的实施方案我们将根据课程安排来,我们选用的教材是蔡自兴教授的《人工智能》一书第四版,由清华大学出版社出版.整个课程安排了64节课,其中理论课时48学时,实验课时16学时.在《人工智能》课程种,我们具体分为绪论、知识表示、搜索推理、神经网络、遗传算法、专家系统和机器学习等7个专题.在知识表示、搜索推理、神经网络和遗传算法我们都会结合1—2个实际系统讲解,结合最新前沿先讲解一些理论知识,然后结合实际系统在课堂让学生讨论,采用何种数据结构保存数据,发表对系统的理解和对系统设计的意见,课后布置作业要求学生将系统设计图,算法流程图都绘制出来,并在实验课上每个专题定一个实验,完成相关的系统开发,采用C系列的语言编制程序,并有实验检查环节.课程改革的具体实验课安排如下：
我们要求每个实验专题学生都能分组完成,每个组1—2人,在规定的时间内完成代码和系统编制,然后通过网络在线提交代码,系统在线给出实验分数,为了增强学生动手兴趣,我们在课程成绩比例中拟将实验成绩占比设为30%.
2. 人工智能课程改革在工程认证中的具体实施.国内外很多工程专业已经开展或正在开展工程教育专业认证的有关工作,我校2015年机械设计制造及其自动化已经通过了专业认证,2016年我院自动化专业通过了专业认证,2017年国家教育部已经接受我院计算机科学与技术专业的认证申请,学院正在积极筹备专业认证的有关工作.《人工智能》课程开设的两个本科专业：计算机科学与技术和软件工程都属于工程教育专业认证的范围.
对于工程认证标准中的十一项能力和素质,《人工智能》课程在整个本科四年阶段教学阶段能够培养的大概有如下几个能力和素质：专业基本理论知识、创新态度和意识、能正确认识工程对于客观世界和社会的影响、一定的组织管理能力、国际视野和跨文化的交流、竞争与合作的能力.毕业生学习了《人工智能》课程需要达到以下几个能力：（1）能够应用数学、自然科学和计算机科学与技术的基本原理对其相关的复杂工程问题进行提炼、定义、建模、分析和评价；（2）能够根据明确的需求,设计出针对计算机科学与技术相关复杂工程问题的解决方案,能够用设计文档、原型系统等形式呈现设计成果.（3）能够综合运用所学科学原理,针对计算机科学与技术相关复杂工程问题,设计合适的研究方案,并建立合适的数学模型,确定模型参数.
为了使得毕业生具备上述能力,我们将从理论和实验教学两个环节着手,我们设置了一些基本的理论专题进行讲解,使得学生能对人工智能的一些基本原理了解和掌握.通过具体的实验课,让学生编制程序完成调试,确保学生具有能力（2）和（3）.
为了确保学生能够深刻理解理论专题并完成实验,我们会将神经网络和遗传算法两个实验和具体项目结合起来,让本科生申报一些学校的创新项目,获得一定的项目经费支持,同时能让学生在实际项目实施中提升计算机编程能力和软件开发技巧.不能获得项目支持的学生,我们也可以将其分组,完成一些人工智能有关的小项目开发.以实际开发带动学生的能力提升,这在实际工程训练中是非常重要的,在工程认证环境下的本科教学中同样重要.
三、结论
本文首先介绍了国内工程教育专业认证的一些基本理论,讨论了当前国内外工程教育专业认证的重要性.以此为背景,本文对《人工智能》课程的教学改革进行了探讨,在工程认真环境下,从教学改革意义、目的、教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了分析,本文很多都是一些拙见,希望能对同行具有一定借鉴意义.
参考文献：
[1]王艳霞,段正杰,孙广华“. 人工智能”课程实践教学改革探索[J].中国信息技术教育,2015,(8).
[2]生龙,马晓雨,郭云飞.研究生《人工智能》课程教学方法改革浅析[J].教育教学论坛,2016,(6).
The Study of "Artificial Intelligence" Teaching Reform under the Environment of Engineering EducationProfessional Certification
HE Chun-mei,ZHOU Wei,LI Mei-yi
(College of Information Engineering,Xiangtan University,Xiangtan,Hunan 411105,China)
Abstract: Under the background of engineering education professional certification,on the basis of the classroomand the experiment teaching practice,from the perspective of engineering education input and output,the "ArtificialIntelligence" course teaching reform are discussed in this paper. From the aspects of teaching reform,significance,purpose,teaching contents,teaching methods,teaching means and so on,we carry on the concrete analysis and we hope toprovide reference for peers.
Key words: engineering education professional certification;teaching reform;"Artificial Intelligence" course
人工智能论文参考资料：
总而言之:这篇文章为适合不知如何写《人工智能》和教学改革和课程方面的人工智能专业大学硕士和本科毕业论文以及关于人工智能论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料。
