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“智能 +”背景下以新技术为导向的实践教学改革论文

发布时间:2021-12-23 14:15:23 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):
 
 摘   要:“智能 +”时代的到来给人们的生活带来了巨大的变化,   “智能 +”企业层出不穷,新技术不断涌现,急需人工智 能相关专业的高端人才。而目前高校相关专业的实践教学内容和模式相对还比较陈旧,  这样的现状使得高校毕业生很难适应 “智能 +”时代的发展,造成高校人才专业能力与“智能 +”新技术发展的脱节。本文提出一种在“智能 +”时代背景下,以新 技术为导向的实践教学改革方法以供探讨研究。本方法主要在实践教学中更加融合人工智能产品和技术的元素,将人工智能时 代的新技术贯穿在高校实践教学的各个环节和不同年级学生的学习阶段。对学生分层次进行递进式的培养,引入可视化的新技 术和智能化产品,激发低年级学生的兴趣和学习动力 ;将企业项目和相关技术嵌入在实践教学中,以学生为主体进行中高年级 的实践教学,以提高其专业技术能力和创造性。真正做到用新技术带到高校教育,以高校教育促进“智能 +”新技术的发展。

关键词:智能 +;新技术;实践教学;递进式

Practical Teaching Reform with New Technology Orientatlon under the
Background of "Intelligence+"

ZHOU Fengxiang
(The College of Post and Telecommunication of WIT, Wuhan Hubei 430073)

【Abstract】: The advent of the intelligence+ era has brought great changes to peoples lives. intelligence+ enterprises emerge one after another, and new technologies continue to emerge. High-end talents related to artificial intelligence are urgently needed. However, the current practice teaching content and mode of relevant majors in colleges and universities are still relatively outdated, which makes it difficult for college graduates to adapt to the development of intelligence+ era, resulting in the disconnection between the professional ability of college talents and the development of intelligence+ new technology. This paper puts forward a new technology- oriented practice teaching reform method under the background of intelligence+ era for discussion and research. This method mainly integrates the elements of artificial intelligence products and technologies in practical teaching, and puts the new technologies in the era of artificial intelligence through each link of college practical teaching and the learning stage of students of different grades. To the students hierarchically progressive training, the introduction of visual new technology and intelligent products, stimulate the interest of lower grade students and learning motivation; The enterprise project and related technology are embedded in the practice teaching, and the middle and senior practice teaching is carried out with students as the main body, so as to improve their professional technical ability and creativity. We should bring new technology to college education and promote the development of intelligence+ new technology by college education.

【Key words】: intelligence+;the new technology;practical teaching;progressive type

 1  “智能 +”背景下实践教学改革现状

“人工智能”(简称 AI)最初是在 1956 年 Dartmouth 学会上提出的,随后人工智能技术逐渐融入到各行业中,出现了“智能 + 医疗”“智能 + 出行”“智能 + 教 育”等新经济模式 [1]。“智能 +”正在给人类社会带来 一场前所未有的变革体验,目前各种产品已经深入了我们生活的各个方面,如小度智能音箱、智能售卖机、智 能垃圾桶 [2]、智慧医疗、智能物流、智慧交通等,相关 的企业也在不断增加,根据数据显示每个月新注册的人 工智能公司是所有类型企业中最多的,融资数额也是 最大的。“智能 +”的新技术在不断更新换代,机器人、 5G、智能控制、智能物联等拓宽了人们的视野 [3]。这样 的时代背景呼唤着新技术人才的涌现。

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在“智能 +”背景下,国内外各高校掀起以新经济    模式为导向,对高校课程包括实践教学模式进行改革的    热潮 [4]。美国的麻省理工学院很早就对电气工程与计算   机导论课程的教学进行了改革,融入了人工智能的机器   学习技术,并在课程考核中设置了针对人工智能实际项   目的验收,英国的爱丁堡大学是英国最早运用“智能 +” 进行教学改革与建设的大学,其目的是培养能适应任何    职业环境的技术人才。我国“智能 +”的教学改革起步   相对较晚,特别是在实践类课程中“智能 +”新技术的   力度还比较弱,教学内容还是较为传统的与书本较为相    近的内容,实践教学的方式也多数为传授式或模仿式的    教学,在这种情况下低年级的学生只能参观一下,没有    深刻的感受,也不知道这与自己的生活专业到底有多大    关系,无法激发学习兴趣 [5]  ; 高年级学生基本是依照说   明书或者是指导书进行下去,却很少有真正意义上的创造性的思考,这样使得学生的技术很难提高,眼界难以 打开。

2“智能 +”背景下以新技术为导向的实践教学改革方案

人工智能相关专业主要包括计算机科学与技术、自 动化、通信等,这类专业的就业方向应该是人工智能的 高新技术人员,相应的在高校期间对这类专业学生的实践教学包括实验、课程设计、实习等,实践教学重点要 放在动手能力、专业技术能力提高上。为了适应“智 能 +”科技发展趋势,对实践教学应该从教学内容和 教学方式两个方面进行改革。教学内容上,目前成熟 的“智能 +”产品和企业都非常多,这是实践教学内容 的重要来源。在教学方式上,将走出去和引进来充分结 合,灵活变动,不在拘泥于学校教室实验室,而是更多 的走进企业,走近高新技术。此外在改革时应该结合不 同年级的学生的不同情况,例如低年级的学生主要学习 的是专业基础,应先对其进行技术启发,专业兴趣的培 养。中年级开始接触到编程语言、硬件结构、处理器等 专业技术课程,重在技术的训练练习,提高其专业技术 能力。高年级的学生已经掌握了足够的专业技术知识, 此时可以开始技术应用,实际解决企业的一些技术问 题。图 1 为以新技术为导向的实践教学方案。

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技术启发阶段:主要针对低年级,目前市面上成熟 的“智能 +”产品已经非常多了,物流行业的点焊机器 人、搬运机器人等,智能家居产品如小度音箱、智能扫 地机器人等,可以带学生走进这些企业,去感受企业文 化,实际的去使用这些智能产品,体验产品给生活带来 的便利,在使用中体会到智能产品的乐趣。相关智能产 品如图 2 所示。在进行专业技术引导时,可以引入企业相关技术人员开展“智能 +”的技术和未来相关的讲 座,可以将技术与专业结合起来,激发学生兴趣和学习 动力。

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技术练习阶段:主要针对中年级,学生开始接触到 编程语言,计算机的硬件相关结构,控制算法等课程。 这个阶段可以把一些“智能 +”产品中使用的新技术进行模块化的分解,渗透到实践教学中。例如有很多产品中依然用到了机器学习、PID 控制算法、虚拟现实、通信协议、语音控制等。教学的模式变为以学生为主体,每一个实践教学环节就是一个技术模块的练习阶段,  或是模拟“智能 +”企业中的项目流程,完成一个“智能 +”小型项目。将新技术模块与软件有效的结合、与硬件结合、与算法相结合,学生主动的去完成模块的动手实践,遇到问题时指导教师组织小组讨论一起解决问题,或者是做出新的尝试。

技术应用阶段:主要针对高年级,学生已经掌握了 基本的编程语言,足够的计算机硬件知识,控制算法的 理论结构。这个阶段可以在“智能 +”一些半成熟的 产品或者项目上进行二次开发。或者寻找学校与“智 能 +”企业的合作,将学生直接嵌入到某个项目组中, 去解决实际的问题。通过实际项目的磨练,巩固对新技 术的掌握,并期望在运用新技术的过程中,创造出更多 的价值。

3 以新技术为导向的实践教学改革实施案例

以某企业的智能音箱项目为例,这是一个现阶段非   常成熟的“智能 +”产品,里面用到了很多“智能 +” 的新技术,并且这些技术还可以进行拓展,开发出新的    项目。对低年级的学生,可以在实践课程中带他们进入该企业去体验产品使用乐趣,并讲解其中与专业相关的 技术。对中年级的学生,可以将该项目中的新技术进行 模块分解,包括:(1)物联网的知识结构和关键技术, 传感器性能,工业传感器模块接线协议、ModBus 通讯 协议;(2)物联网无线数据通信及传输协议(ZigBee、蓝牙、WiFi 无线通信协议、MQTT 网络 服务协议、 JSON 数据封装及解析);(3)Python、Linux C 等高 级语言和物联网系统的交互方法;(4)人工智能语音相 关内容,语音采集、检测、唤醒、识别、合成等相关知 识和应用方法。每一个模块可以作为一个实践内容,以 完成项目的形式进行技术的训练。智能音箱电路板如图 3 所示。在高年级中,可以智能音箱项目为基础,进行 二次开发,或孵化出其他产品,如智能灯光控制系统, 智能土壤灌溉系统等。

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4 结语

“智能 +”时代的发展带来生活方方面面的影响,  “智能 +”新技术的不断发展也呼吁着高端人才的培养。  在高校教育中让学生具有“智能 +”产品的概念和意   识,尤其是在实践教学中融入“智能 +”新技术,可以   让学习的目标更明确,动力更足,专业技能与社会科技   发展衔接更紧密。本文提出的改革方法需要“智能 +” 企业与学校教育的高度结合,也离不开政府,社会和学   校的大力支持 [3]。

参考文献

[1] 顾佩华.新工科与新范式:实践探索和思考[J].高等工程教育 研究,2020(4):1-19.
[2] 谭春兰.基于蓝墨云班课的翻转课堂教学改革实践[J].物流 工程与管理,2016,38(6):219-220+240.
[3] 周凤香.“智能+”背景下微控制器系列课程教学改革与探索[J].变频器世界,2021(5):1-19.
[4] 梁迎丽,刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与 发展趋势[J].中国电化教育,2018(3):24-30.
[5] 王建华.创新创业、企业家精神与大学转型[J].教育发展研究, 2019(11):1-7.

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