人工智能专业课程设计十篇

人工智能专业课程设计篇1

关键词：智能科学与技术；课程体系；培养管理

1背景

智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域，智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度，这正是当代科学技术发展的大趋势，对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识，具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养，具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向，能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。

高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育，夯实本科教育基础并积极创造条件，大力开展创新教学，努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力，使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能，良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。

2教学计划与教学管理分析

智能科学与技术属于计算机类专业，其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识，尤其是大类专业招生教学的院校，通识课程主要是数学、物理文化基础，强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程，专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等；专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。

2.1学分

本科培养计划的学分中，国内外大学学分总数趋势是逐步减少，追求少而精。国内院校一般在130～190学分之间，如北京大学为150学分，清华大学为1 70学分，东南大学与浙江大学均为160学分，还有16学时为1学分的，也有18学时为1学分的。

中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分，其中必修课程须达76学分（共同必修58学分+资工组核心须达分+（资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分）），专业选修本系课程须达12学分，其他选修课程须达12学分，通识课程须达28学分（含外语课程必修8学分）。台湾“中央大学”为136学分，台湾“清华大学”为136学分，其中必修和必选学分126，其他与导师商量决定。

美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制，其中加州大学伯克利分校为120学分，麻省理工大学为90学分，加州大学洛杉矶分校为186学分，斯坦福大学为180学分。

2.2教学管理

在教学管理上，斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外，本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业，并且选择专业后允许更改，只要毕业时满足专业培养方案即可。

国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一，分为大类培养、专业培养和特殊培养3类，前两年不分专业，按学科分类集中培养。

台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程，再分小专业完成各学程，包括基础课、核心课和进阶课。

教学分组是现在的主流课程架构，也是体现专业方向的主要形式，分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学；台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式，台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。

2.3实验与实践教学

计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学，而目前课程该如何进行教学？这不仅是实验问题，如何以工程教育专业论证为目标，怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式，尤其是美国的大学，大作业体现的是实验与理论教学的结合，是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识，还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如，斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点，每1～2周有一次大作业，针对不同的任务，要求学生用不同的语言实现，使学生加深理解各类编程语言的应用场合；麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程，再修3门或4门核心课程，最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。

3智能科学与技术课程体系分析

智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上，需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究，主要包括感知技术和信息融合技术；自然语言处理与理解技术；知识处理（认识）技术，包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等；机器学习技术，特别是统计与规则相结合的学习技术；决策技术，即知识演绎技术特别是不确定推理技术等；策略执行技术，即控制与调节技术；智能机器人技术，特别是面向专门领域的智能机器人技术；智能机器人之间的合作技术；基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术；智能信息网络技术。

国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学，西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中，专业必修课程（2分）包括：①专业数学/理论基础（15学分）：算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑；②硬件与系统基础（分）：数字逻辑设计、微机原理和信号与系统；③智能基础（5学分）：脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程（15学分）包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程（29～32学分）：学生按照自己的兴趣，参考智能的2个专业方向推荐专业课组合，自行选择，至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他：①公共核心课程（分）：智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理；②专业方向课程（11～15学分）：机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。

西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。

建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求，设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”，湖南大学偏重“智能系统”，但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类，更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS；其次是专业，计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主，湖南大学的智能科学与技术专业强调系统，因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课，然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等；研究学位课程包括模式识别、人工智能等，主要体现为智能科学与技术基础（人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别）、核心（智能控制导论、智能数据挖掘）和应用（机器人学）。

4结语

（1）在课程计划实施过程中，教师需要遵循课程的时序图，即描述课程的进阶关系，从本科直到研究生，同时还可以实行一定的修课限制，如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论，若数据结构不及格不能修算法设计课程等。

（2）程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件，如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”，湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。

（3）鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动，如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT（student research training）计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。

（4）精炼的课程教学。核心课程应该精且必须加强课程实验，只有对方法和理论有正确的认识才能掌握这门课程，而动手完成实验才能真正融会贯通。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校的学生具备扎实的数学和计算机专业知识后，都需要进行大量的实践创新训练。

人工智能专业课程设计篇2

关键词：理论体系 智能建筑 课程建设 实验体系

中图分类号：T017 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0204-02

近年来，智能建筑在我国得到了迅猛的发展，并且已经成为全球规模最大的智能建筑市场。伴随着智能建筑市场的兴起，市场对智能建筑技术人才需求也迅速增长。然而，我国在智能建筑这方面的人才极度缺乏，在人才培养方面也明显滞后智能建筑业的发展。因此培养智能建筑技术人才成为当务之急。为了满足社会对智能建筑人才的急切需求，同时结合学校的特色，桂林电子科技大学建筑环境设备与工程专业在建环专业指导委员会提出的《建筑环境与设备工程专业本科（四年制）培养计划总体框架》的基础上，以建筑环境与设备工程为主干学科，加大了自动化学科的课程。在此背景下，我们“智能建筑设备系统”是建环专业专业主干课程，计划学时为48学时。开课时间为第7个学期。

自课程开设开始，建环专业的同学就表现出对“智能建筑设备系统”的浓厚兴趣。由于课程开设时间较短，并且是涉及多学科的一门交叉课程，因此到现在为止还没有教学大纲以及教材能很好地适用于该学科。所以，要更进一步的对该学科进行深入研究，直至有该学科的系统教学体系建立。本文从理论体系建设、实践体系建设、课程设计体系建设等三个方面进行探讨“智能建筑设备系统”的课程建设，希望起到抛砖引玉的作用，共同建设好这门新课程。

1 理论体系建设

智能建筑是以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。从智能建筑的定义可知，智能建筑设备系统主要表现为现代信息技术在建筑领域中的具体应用，因而“智能建筑设备系统”课程具有多学科交叉的典型特点，不仅涉及计算机技术、现代控制控制、网络通讯技术，而且涉及建筑技术、建筑环境技术、建筑设备技术等诸多技术，是多学科的典型结合。

根据智能建筑设设备系统的多学科交叉的特点，本课程的理论体系分为基础理论、专业理论和工程技术三大部分。基础理论是针对智能建筑设备自动化领域之中析取的理论部分，主要包括自动控制原理和计算计算机控制与网络等内容。基础理论具有承前启后的功能，起到温故和铺垫的作用。专业理论则是面向建筑设备自动化领域在基础理论上形成的具有本课程特色的专有理论，具有创新的功能，起到知识延伸和扩展的作用。专业理论主要包括智能建筑集成技术、建筑建设监控技术和综合布线技术。专业理论是本课程的核心内容，体现了本课程的特色。工程技术具有理论与实践相结合的功能，起到学以致用的作用。工程技术主要包括智能建筑、智能小区的设计以及智能建筑设备系统的运行和管理。智能建筑设备自动化的理论体系框架如图1所示。根据上述理论体系，就可以进行教学大纲和讲义、课本、电子课件、参考书和实验指导书等立体化教材的建设。

课程具体讲授的内容如下。

（1）智能建筑设备系统概述。建筑与建筑智能化的基本概念；智能建筑的体系结构；建筑智能化技术；智能建筑的发展趋势。

（2）智能建筑的信息传输与网络。信息的分类和表示、传输介质和方式，PABX通讯网络、公用电信通讯网络。

（3）智能化建筑内的计算机网络与控制信号网络。建筑内的信息交换平台、建筑内的Internet；建筑内电话网及相关技术。

（4）智能建筑综合布线技术。综合布线系统的组成、典型综合布线系统。

（5）智能建筑设备及其控制特性。供配电系统、照明系统、空气的物理性质、空调系统、给排水系统、冷热源系统。

（6）智能建筑设备自动化技术。建筑设备自动化系统的功能、集散控制、建筑设备自动化系统的体系结构。

（7）智能建筑的安防技术。门禁管制系统、防盗报警系统、电视监视系统、智能建筑防盗报警系统。

（8）消防及联动控制技术。火灾控测器、火灾报警控制器、消防联动控制、智能消防系统。

（9）智能建筑的系统集成技术。将智能化系统从功能到应用进行开发和整合，从而实现对智能建筑全面和完善的综合管理。

（10）工程实例。培养学生的工程概念，介绍1～2座典型的楼宇设备控制系统。

2 实验体系的建设

实验体系是综合培养学生知识、能力和素质的重要环节，可以培养学生的动手能力、创新能力和理论联系实际的能力。因此实验体系应避免验证性和演示性的内容，应是具有设计性、综合性和创新性的内容。“智能建筑设备系统”是一门实践性很强的课，为了加强学生的实践能力，我们很注重实验体系的建设。在本课程中实验课程约占总学时的20%，其中综合设计性的内容占70%以上，实验内容基本覆盖了理论课的授课内容。在安排上也围绕住专业理论进行，使理论课和实验课成为有机的整体，其目的要求如表1所示。通过这些实验，学生基本上达到以下的要求：（1）具备能熟练操作本专业常用仪器仪表进行测试的能力；（2）具备熟练测试本专业常规参数的能力；（3）具备能独立进行实验设计，对系统、设备及环境进行综合实验测试、研究和数据处理方面的能力。

3 课程设计体系的建设

课程设计是实践教学的关键环节之一，是学生综合应用所学理论知识和基本技能分析解决实际问题，促使其学习深化与升华的重要过程；是强化工程意识，进行工程训练，培养学生创新能力和科研能力的重要途径，进行综合素质教育必不可少的环节。同时，通过课程设计的训练，为今后的毕业设计的顺利进行奠定基础，同时也为学生参加实际的设计和管理工作奠定良好基础。

通过课程设计，学生应达到的要求为：（1）熟悉有关智能建筑和智能小区工程设计与施工的国家标准和规范；（2）掌握对设计对象功能进行分析和研究的基本方法；（3）掌握确定智能建筑设备系统方案，并进行技术和经济分析的基本方法；（4）学习和掌握选择智能建筑设备的型号和规格的计算方法；（5）学习绘制智能建筑设备自动化施工图及编制设计、施工、运行维护和使用说明书。

4 结语

以上是笔者通过学习建环专业培养目标，结合我们电子院校的特色，根据多年来的教学经验，对建环专业核心课程“智能建筑设备系统”的课程教学体系建设的点滴看法，仅起着抛砖引玉的作用，以供同仁们参考。

参考文献

[1] 高等学校建筑环境与设备工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] 董春桥，袁博，张亚男.“建筑设备自动化”课程建设探讨[J].暖通空调，2006，36（7）：49-51.

人工智能专业课程设计篇3

关键词：特色专业 楼宇智能化

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

特色专业是高校在一定的办学思想指导下和长期的办学实践中逐步形成的具有特色的专业。在一所学校中，是一种高标准、高水平、高质量的专业，是“人无我有，人有我优，人优我新”的专业。楼宇智能化专业相对来说 “同质化”现象不多，且由于大部分院校尚未开设，所以大众对此专业认识不足。而随着我国智能建筑市场的迅猛发展，直接拉动了对智能楼宇新职业人才的需求，建设重点及特色专业势在必行。

楼宇智能化R凳撬孀沤ㄖ、计算机、控制、通信技术的发展产生的新兴交叉性学科。学生毕业后从事的智能建筑行业是现代科技的产物，涉及多个学科的众多技术。智能建筑从 20 世纪 80 年代中期在美国出现，到90年代初才逐渐被人们所认识。而我国从2000年后开始大规模建设智能大厦及智能小区，智能建筑的内涵随着时代的发展、技术的进步而不断丰富和发展。本专业服务区域经济，从智能建筑到智慧城市，有着较大的人才缺口及良好的发展前景。作为特色专业建设，可以更好地发挥本专业的区域优势及专业特点。

楼宇智能化专业培养的学生可从事现代智能化楼宇设备设施的设计、施工及运行维护、除做工程外也可从事已建成大楼在能源和室内环境品质管理及大型物业管理的工作，属于应用型高级技术人才。除要求掌握本专业必需的建筑、电工电子、计算机应用、机械、热工、等技术基础知识外，还需要学习现代智能化楼宇设备设施（如暖通空调、给水排水、建筑电气、建筑智能化系统）的构造与性能、测试技术、调试方法、运行和维护等专业知识。由此可见，本专业是一个多学科交叉、跨行业的新兴专业，涉及到各个专业知识及技能。

将楼宇智能化专业作为特色专业进行建设，是由特色专业的特征决定的。特色专业是指高等学校在专业建设的目标、培养模式、课程体系与教学内容、实践教学、教学设计与教学方法、师资队伍、社会服务等方面体现出来的独特的风格。培养的学生质量在整体上要优于其它院校该专业学生，并得到社会的广泛认可、有较高声誉的专业。对于楼宇智能化专业而言，各院校开设不多，但社会需求量较大，且知识面跨越较大，在许多方面可以实现创新。如剖析本专业的建设和发展，对传统模式进行改革推进，在师资建设、课程建设、及教材方面均可有特色体现。

目前为止，我国尚无特色专业的具体标准，各地区一般通过文件形式予以明确。如部分地区的“特色专业建设点评审指标”。该评审指标分别从建设目标与支持保障、师资队伍、教学条件、人才培养方案、教学管理、课程与教材建设、实践教学和人才培养质量与社会声誉对特色专业作以评估。此标准涵盖面较广，面向所有专业，而之所以作为特色专业建设，不可能追求大而广，本专业的特色专业建设可做到某几个类别的独到创新。

在研究过程中，我们使用调查法、文献分析法、归纳总结法等方式来实现资料的采集和汇总。

调查法。包括问卷调查法和访谈法。问卷调查法是通过预先设计好特定问题，对被调查者进行问卷调查，统计分析问卷调查结果，来获得目标资料和信息的一种方法。为了了解目前楼宇智能化专业学生状况及社会需求，制定合理问卷，采用此法进行学生调研及企业调研。此环节由我系两位奋战在一线，与学生关系融洽的青年教师完成，资料收集准确到位，并统计出相应的数据。访谈过程由副高职称教师下企业锻炼完成，由于经验丰富，与企业工程师就本专业特点及发展方向进行沟通，获得第一线的企业资料。

文献分析法。利用图书馆、互联网等资源，查阅楼宇智能化专业作为特色专业研究的相关论文，了解国内外研究动态，学习借鉴相关成果。

归纳总结法。根据调查结果和前人经验，结合自己的认真思考，总结出楼宇智能化专业作为特色专业的可行性及建设过程。

楼宇智能化专业为校级重点专业，目前与中电科国信安基地实现校企合作，已开办多届订单班；课题负责人有着十多年本专业教学管理经验，同时拥有着丰富的工程实践经验，参与设计过十余个大型智能化项目，双师型教师。团队主要成员完成《浅议智能建筑的设计》等多篇相关专业论文，其中《浅析高校数据中心的现状与发展趋势》获武汉市教育科学“十二五”规划优秀论文；部分成员参与编写项目式教材《AutoCAD基础教程》，内含大量智能楼宇案例。

楼宇智能化技术建设特色专业建设分析及解决方案：

1、人才培养方案：以行业背景为依托，邀请弱电各子系统专家对人才培养方案进行重新修订，剔除传统课程，大力实现项目式改革。对此，走访各企业专家，对部分课程提出要求，如传统CAD课程，结合行业特色，修订为智能建筑CAD，并辅以各工程案例，使其更有针对性；如给水排水、空调、建筑电气合并为建筑设备课程并进行信息化教学等。

2、师资队伍建设：根据本专业跨学科多交叉的特点，打破教研室管理教师的模式，整合各专业教师，以教学经验丰富的副教授作为团队领导，将电子、计算机、建筑设备、控制专业的精英教师整合到一起，打造符合本专业特色的名师工作室。对于楼宇智能化专业所属的系部，一般会有计算机专业、电子专业、自动化专业教师，而此专业特点是涉及各类学科，因此可挑选各专业的精兵强将，重新组建成工作室，以教学丰富的名师作为带头人，对本专业发展十分有利。

3、课程、实习实训及教材建设：以项目式教学为主线，整合实训室，采用理实一体化教学，同时加设建造师培训课程，有效实现工学结合。针对传统课程在讲授时的枯燥、抽象等缺陷，在授课方面实施信息化教学改革，以“建筑设备”为例，建设信息化精品课程。

人工智能专业课程设计篇4

关键词:智能科学与技术专业;课程体系;教材建设

继2004年北京大学率先在国内建立“智能科学与技术”本科专业之后,2005年,北京邮电大学、南开大学和西安电子科技大学;2006年,首都师范大学、北京信息科技大学、武汉工程大学和西安邮电学院;2007年,北京科技大学、厦门大学和湖南大学;2008年,河北工业大学和桂林电子科技大学;2009年,重庆邮电大学和大连海事大学;2010年,中南大学和上海理工大学先后经教育部批准先后设立了“智能科学与技术”本科专业[1-2]。在中国人工智能学会教育工作委员会的指导下,自2002年起,各相关专业教师定期召开智能科学与技术教育学术研讨会,并出版教育论文专辑,大力推进了我国智能科学与技术教育的健康、快速发展,并对我国智能科学技术的人才培养和学科建设起到了极大的带动作用。

作为一个发展中的新兴专业,目前各高校仍主要结合自身基础和特点建设该专业。如南开大学以智能技术与智能工程为核心专业课程[3];北京科技大学从社会需求角度出发,以提高学生软件实践能力为切入点[4];河北工业大学根据相关专业的就业现状,以提高学生硬件实践能力为着力点[5]。为了解决南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校共同面临的课程体系和教材建设等问题,三校教师分别于2010年6月16日和8月2日在南开大学、河北工业大学进行了两次研讨,现将研讨成果汇总于此。

1研讨背景

“智能科学与技术”专业自开办以来,不可避免地要回答如下3个方面的问题:

1) 来自用人单位的问题:“智能科学与技术”专业是做什么的?与其他专业相比优势何在?

2) 来自学生及家长的问题:“智能科学与技术”专业是学什么的?与其他专业相比优势何在?

3) 来自教师自身的问题:“智能科学与技术”专业应该教什么?与其他专业相比优势何在?

无论是做什么、学什么还是教什么,归根到底是课程体系和教材内容。无论是研究生课程下移(带来学生接受知识的困难),还是在其他专业教学体系基础上做简单的增、删、改(带来学生知识结构的凌乱),都是不行的,长此以往的后果将是没有优势,只有劣势。

南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的“智能科学与技术”专业建设都源于自动化专业基础,而且都具有典型的工科特色;同时3所高校分别是教育部直属“985”高校、教育部直属国家“优势学科创新平台”建设项目试点高校和河北省属“211”高校,3所高校的“智能科学与技术”专业分别于2006、2007和2008年招生。3所高校在“智能科学与技术”专业建设上的异同特点以及地域便利的条件,为优势互补、交流融合提供了机遇。

2课程体系

根据研究任务的不同,智能科学技术涵盖的内容可以划分为智能科学、智能技术、智能工程三个层次[6]。

1) 智能科学:主要任务是研究人的智慧,建立人机结合系统理论,并用其模拟人的智慧。

2) 智能技术:在智能科学的框架内创建人机结合智能系统所需要的方法、工具和技术。

3) 智能工程:利用智能科学的理念和思想,充分运用智能技术工具创建各种应用系统。它是当前新技术、新产品、新产业的重要发展方向、开发策略和显著标志。

根据上述智能科学技术的划分,智能科学与技术专业的课程体系同样划分为理论、技术与工程应用3个层次,具体框架如图1所示。

需要说明的是,由于课时、学时等因素的限制,有些课程需要包含未列入课程的部分内容。如智能科学与技术概论课程内含系统论的简要介绍;智能控制系统包含可编程序控制器、智能传感器、智能执行器等内容;智能工程包含若干典型智能系统实例。

3教材建设

经南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的讨论,一致认为工科专业应以技术和工程应用两个层次为核心,并将人工智能导论和智能信息处理两门课程的教材合并为智能技术。同时,根据南开大学侧重理论、北京科技大学侧重软件、河北工业大学侧重硬件的原则进行分工,编写对应课程的教学大纲和教材内容。

3.1智能技术

本课程包括智能计算和计算机视觉两部分,分别介绍以对人脑的物理结构进行模拟为主要特征的联接主义智能技术和以模拟人类视觉处理为主要特征的计算机视觉两部分。它是智能技术的主干内容;也是实现智能技术、组成智能系统的重要工具,属于本专业本科生的专业基础课。通过智能技术的学习,学生应能够掌握智能技术的基本原理和方法。通过课堂讲解、,并配合一定的作业练习、上机实验等环节,学生应初步具备运用智能技术和方法分析和解决问题的能力。本课程拟定90学时,其中授课54学时,实验36学时。

教材内容包括智能计算和计算机视觉两部分,智能计算部分包括神经网络、模糊理论和遗传算法/蚁群算法,计算机视觉包括计算机视觉导论、计算机视觉理论基础、图像预处理、图像分割、物体识别、图像理解、双目立体视觉、三维视觉技术、主动视觉。

神经网络讲授单个神经元(感知器)的动作原理,与实际生物神经元的对应关系;讲授BP神经网络的组成,网络的特性和对非线性函数的模拟功能;介绍BP算法的优、缺点;讲授H网络的组成结构,H网络在解决优化问题的优越性。模糊理论讲授模糊集合的概念,建立隶属度函数的概念;介绍模糊规则的建立原则,模糊规则与模糊系统收入输出量之间的关系;介绍模糊化以及模糊量精确化的几种常用方法。遗传算法和蚁群算法只作简要介绍,重点介绍这两种算法的特点和成功的应用实例,使学习者有一个感性认识,明确这种类型算法的“迭代”特点以及总体最优目标与个体行为之间的联系。

计算机视觉理论基础主要介绍Marr的视觉计算理论、图像的相关知识、傅立叶变换基础;图像预处理主要介绍像素亮度变换、几何变换、直方图修正、局部预处理、图像复原;图像分割主要介绍阈值处理方法、基于边界的分割方法、基于区域的分割方法;形状表示与描述主要介绍链码、使用片断序列描述边界、尺度空间方法、基于区域的形状表示与描述;物体识别主要介绍知识的表示、统计模式识别、神经元网络、遗传算法、模拟退火、模糊系统;图像理解主要介绍并行和串行处理控制、分层控制、非分层控制;双目立体视觉主要介绍双目立体视觉原理、精度分析、系统结构、立体成像、立体匹配、系统标定;三维视觉技术主要介绍结构光三维视觉原理、光模式投射系统、标定方法、光度立体视觉、由纹理恢复形状、激光测距法;主动视觉主要介绍从阴影恢复形状、从运动恢复结构、主动跟踪。

3.2智能控制理论与技术

本课程是“智能科学与技术”专业的一门重要专业课程,目的是使学生了解智能科学与控制理论结合所产生之智能控制理论的基本概念和应用价值;使学生熟知当前主流智能控制技术的种类,并掌握模糊控制、神经网络控制以及进化计算、群体智能的基础知识,了解智能技术与传统控制方法的结合点;加强MATLAB仿真实验的训练,以使学生更好地理解基础知识,培养学生使用高级智能控制方法解决实际控制问题的能力。本课程的学习将使学生加深对控制理论的理解,明晰智能技术在控制中的应用技巧,也为本科生继续深造打下基础。本课程拟定64学时,其中授课54学时,实验10学时。

教材内容包括智能控制概论,介绍智能控制的发展历程和应用领域,简介几种重要的智能控制方法;专家控制,简介专家系统的基本结构,讲授专家PID控制器的原理与设计方法;模糊控制,讲授模糊数学基础知识、传统的模糊控制原理和控制器设计与实现方法、模糊PID控制的两种形式,特别是PID控制参数的模糊整定技术;神经网络控制,讲授前馈神经网络和递归神经网络中几种典型的网络模型以及学习算法、基于神经网络的线性系统辨识技术、神经网络逆模控制等;进化计算与控制,讲授进化计算的概念、遗传算法的原理及其与其他智能方法的结合,介绍遗传机器人学;群体智能与控制,讲授蚁群算法的基本原理及其在控制问题中的应用,介绍群体机器人学。

3.3单片机原理与应用

本课程是“智能科学与技术”专业的一门专业课程,目的是使学生了解单片机的组成原理及常用控制算法的实现;掌握51系列单片机指令系统和一般汇编程序设计编写方法;熟悉常用的单片机硬件扩展技术;在此基础上,熟练掌握控制算法的单片机程序编写与调试。本课程拟定54学时,其中授课38学时,实验16学时。

教材内容包括单片机系统概述,介绍单片机定义、单片机发展过程及单片机硬件结构;单片机指令系统及程序设计,介绍指令系统和汇编语言程序设计;硬件资源及接口技术,介绍硬件资源和接口技术;单片机使用技术,介绍抗干扰技术、C语言应用程序设计;依次介绍PID控制器、状态反馈控制器、模糊控制器、系统辨识、卡尔曼滤波、滑模控制器、最优控制器、鲁棒控制器、自适应控制器、神经网络控制器的历史沿革、基本原理、常用形式和单片机具体实现方法。

3.4嵌入式系统

本课程以当前主流的嵌入式系统技术为背景,以嵌入式系统原理为基础,以嵌入式系统开发体系为骨架,以嵌入式控制系统开发为目标,较为全面地介绍嵌入式系统的基本概念、软硬件的基本体系结构、软硬件开发方法、相关开发工具、应用领域、热门领域的开发实例以及当前的一些前沿动态,为学生展示较为完整的嵌入式控制系统领域概况。本课程拟定64学时,其中授课48学时,实验16学时。

教材依据嵌入式控制系统的特征,将控制算法、嵌入式系统硬件、操作系统、应用程序设计及组态软件作为统一的技术平台介绍,突出嵌入式技术在控制系统中应用的特点,重点介绍嵌入式控制系统软硬件、电路、操作系统、实时性、可靠性等特性,从软件体系结构及开发的角度出发,强调实时调度、Bootloader、BSP、嵌入式实时多任务系统设计、交叉开发与仿真开发等关键技术,并特别引入了工业控制中需要的电磁兼容性设计和大量的典型嵌入式控制系统实例设计。通过本课程的学习,学生不但可以学会使用工具开发嵌入式软硬件,而且可以从总体角度选择适当的技术和方法,全面规划和设计嵌入式系统。

3.5智能工程

本课程是“智能科学与技术”专业的一门核心专业课程。面向智能技术的实际应用,着眼于解决工程应用中的技术问题,从典型系统设计案例分析出发,通过大量实验提高学生的工程实践能力。本课程拟定36学时,全部为授课学时。

教材内容包括智能工程概论,介绍智能工程现状、工程设计原则和工程实际流程;常用传感器原理,介绍传感器一般特性、光电式传感器和视觉传感器;典型智能系统设计案例,包括智能移动机器人、智能电梯群控电梯等系统。

3.6智能机器人

课程通过对一个具有代表性的仿人机器人的拆解,将知识点拆解成6个主要教学模块:1)机器人控制模块,介绍各类控制模块的原理与组成;2)机器人运动系统,介绍电机与舵机的原理与控制方法;3)机器人动作系统,介绍机器人各部件的协调控制;4)机器人视觉系统,介绍典型的超声波、影像传感器的原理与识别算法;5)机器人表现系统原理,介绍人与机器人的交互原理;6)机器人通信系统原理,介绍机器人之间的数据与信息传递方法。学生学习时,能够与基础知识相联系,并能掌握机器人这门技术,为从事机器人产品研发工作打下坚实的基础。本课程拟定54学时,其中授课44学时,实验10学时。

教材面向“智能科学与技术”专业,同时兼顾信息类专业学生编写,根据这类专业学生的知识结构和特点组织内容。从具体的机器人控制需求出发,将自动控制的基本理论和机器人控制特点相结合,讲授机器人控制系统的组成、规律、特点和设计方法。理论上反映当前的最新进展,内容上考虑初学者的需求,侧重普及性、实用性和新颖性,结构体系符合信息类和控制类专业学生的特点,力求简洁、清楚,对技术的叙述遵循目标、问题、理论依据、实现方法、实际情况、发展方向的方式。做到重点突出,符合实际,满足需要,指导性强。

3.7智能控制系统

本课程是“智能科学与技术”专业的一门专业课程,使学生了解智能控制系统的基础知识;掌握智能控制系统中最新的智能传感技术、智能控制器、智能执行能执行器及智能网络与接口技术;掌握智能控制系统中多个关键硬件装置的识别及其使用。通过学习多个智能控制系统的开发实例,学生应掌握智能控制系统的设计方法与技术,坚实地掌握最新智能控制系统知识,提高理论联系实际的能力,并为学习其他课程的打下坚实基础。本课程拟定64学时,其中授课48学时,实验16学时。

教材内容包括概述,介绍智能控制系统的基本概念、基本内容和机构及其发展趋势;智能传感系统,讲授智能数据采集技术、传感器智能化的数据处理方法、多传感器信息融合的方法、智能传感器实现方法与典型实例;智能控制器设计,讲授基于单片机的智能控制器设计及其应用、基于高性能嵌入式ARM的智能控制器设计及其应用、基于PLC的智能控制器设计及其应用;智能电动执行器,讲授智能电动执行器的硬件实现技术,软件设计技术以及典型的智能电动执行器实例及其应用;智能网络与接口技术,讲授无线传感器智能网络,工业现场总线网络以及智能传感器、智能控制器和智能执行器的网络接口实现技术;智能控制系统设计实例,综合利用前面的知识设计网络化智能压力传感器的系统设计、基于声音定位的智能机器人系统设计、基于微机电惯性传感器的汽车多路况智能防撞系统的设计、大型设备的PLC智能控制系统设计。

4结语

通过南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的研讨,我们凝练出较完整的“智能科学与技术”专业课程体系,体现出本专业的特色;提出可供3所高校共同使用的教学大纲和教材内容,体现出学生培养的工程实践导向。这些研究成果可以为开办“智能科学与技术”专业的兄弟院校进一步研讨提供蓝本,也可以为筹建该专业的高校所参考。

注:本文受到北京科技大学教学研究会第六批教学研究课题、北京科技大学教育教学研究基金青年教师教育教学研究立项项目、河北工业大学教改项目(2010-12)支持。

参考文献:

[1] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[2] 教育部关于公布2009年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知[S]. 教高〔2010〕2号,2010.

[3] 方勇纯,刘景泰. 南开大学“智能科学与技术”专业教学体系与实验环境建设[J]. 计算机教育,2009(11):21-25.

[4] 石志国,刘冀伟,王志良.“智能科学与技术”本科专业软件实践类课程建设探讨[J]. 计算机教育,2009(11):93-97.

[5] 刘作军,张磊,杨鹏,等. 谈我校增设“智能科学与技术”专业的设想与措施[J]. 计算机教育,2009(11):53-56.

[6] 卢桂章. 无处不在的智能技术[J]. 计算机教育,2009(11):68-72.

A Study on the Course System and Textbook Construction for the Discipline of

Intelligence Science and Technology

YANG Peng1, ZHANG Jian-xun2, LIU Ji-wei3, ZHANG Lei1

(1. Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.Nankai University, Tianjin 300071, China;

3. University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

人工智能专业课程设计篇5

关键词：建筑电气与智能化；现场总线；教学改革；工程设计

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)10-2286-03

Exploration of Teaching Reforms in Fieldbus Technology of Building Electrical and Intelligent Engineering

YANG Ya-long

(School of Electronic & Information Engineering, Anhui University of Architecture, Hefei 230022, China)

Abstract: According to the personnel training plan, analyzing the special requirements for the course of fieldbus technology in Building Electrical and Intelligent Engineering and exploring the teaching reforms. Based on experiment and training center and skill competition, an experiment simulation platform is developed and the practical teaching is strengthened. The ability of students in engineering design and the teaching quality have been improved through the reforms.

Key words: Building Electrical and Intelligent Engineering; fieldbus; teaching reforms; engineering design

随着信息化技术的发展，建筑业与信息技术紧密结合是大势所趋，从业人员需要掌握更高要求的建筑智能化专业知识。为满足社会对专业人才的需求，2006年教育部和原建设部共同审核并批准了智能建筑新专业“建筑电气与智能化”，该专业一经批准设置便得到国内高校的广泛关注[1]。安徽建筑工业学院是首批开办此新兴专业的高校之一，旨在为我国建筑电气与智能化行业培养专业人才。现场总线技术是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线技术，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，广泛用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连[2]。因此，“现场总线技术”课程是机电、自动化、测控、建筑电气与智能化等专业的一门非常重要的专业课程，它具有理论密切联系实际、工程实践性强、知识内容庞大、知识不断更新等特点。2011年，按照教育部全国高等学校建筑电气与智能化学科专业指导小组新制定的专业规范我校重新修订了建筑电气与智能化专业培养计划，现场总线技术课程的教学大纲与实验大纲也做了大幅度调整，使其更加符合建筑电气与智能化专业教学的特色。

1改革教学内容，适应专业发展

教学内容改革是课程教学改革的首要任务。现场总线技术发展迅猛，常用的形成标准且具有一定影响力的现场总线有几十种，而且每年还在不断地递增[3]，因此，现场总线技术课程是一门知识更新很快的课程，包含内容十分广泛，课堂上除了介绍现场总线技术的基本原理，也只能选择几种最有代表性的现场总线加以学习。值得注意的是现场总线技术具有非常明显的行业特点，不同行业常用的现场总线标准不同，例如CAN总线主要应用在汽车领域，Lonworks总线主要应用在楼宇控制领域等。现场总线技术是自动化专业传统的专业课程，目前教材大多针对自动化专业学生培养而编写，因此对于代表性现场总线的选择并不从行业特色出发，大都讲解应用最广泛的总线技术，如CAN总线、Profibus总线、Lonworks总线、FF总线、HART总线等。然而，建筑电气与智能化专业具有非常明显的行业特色，它培养智能建筑相关人才，目前应用于楼宇控制的主要现场总线是Lonworks总线、BACnet总线和KNX总线，CAN总线与工业以太网也有部分应用。由于现有教材内容与专业需求不相符，如果只按照教材教学，会出现有用的知识学生接触不到，而学到的东西有部分对本专业没用的情况，不利于学生的培养。针对这些问题，首先，在教学过程中迅速将国内外总线技术的发展动态、国际、国内和行业新规范、新标准整理归纳到教学内容中去；其次，注重教学目的性和适用性，根据建筑电气与智能化专业特点调整教学内容，减少不相关总线技术的讲解，增加并重点讲解BACnet、KNX等与行业密切相关的总线知识；再次，根据专业规范，剖析专业培养的能力结构，形成合理的教学内容构架，使学生通过学习能够获掌握现场总线基本概念、基本原理和基本设计方法，培养学生工程设计的能力，为以后的学习、创新、工程设计和科学研究工作打下扎实的理论与实践基础。

2改革教学方法，提高教学质量

教学方法是为达到教学目标而开展的教学活动总和。“教必有法，教无定法”。在教学过程中，我们针对本课程涉及知识面宽、 内容复杂且理论知识多等特点，讲授时不断注意变化教学方法，在课前充分准备、精心组织设计。

2.1联系实际，合理采用多媒体教学

《现场总线技术》是一门应用性很强的课程，在传统的板书授课模式下，老师只靠一块黑板、一张嘴的教学方法，完全是纸上谈兵，不仅费时费力，学生也很难懂，教学效率低下。如果结合建筑施工现场实际进行教学，虽然能提高学生学习兴趣，但在目前课程内容多、课时少的情况下，难以完成教学内容。为使学生能在有限时间内学到更多的知识，合理采用多媒体教学，在课件中增加图片与多媒体资料。一方面可以在限定的学时内增加教学内容，提高课堂教学的信息量与质量；另一方面，通过观看建筑施工现场的操作录像.让学生身临其境感受现场氛围，远程捕捉现场总线在智能楼宇中的施工方法。

2.2结合课程内容，选择教学方法

每门课程有自己的特点，所以它们的教学方法是不一样的，要根据课程特点来选择教学方法[4]。现场总线技术课程所采用的教学方法很多，比如项目教学法、案例教学法、启发式教学法、“教、学、做”一体教学法、行为教学法、现场教学法、任务驱动教学法、易位教学法等。教学方法都有各自的优点，应根据教学内容的差异采用不同的教学方法，利用不同教学方法的特点，培养学生的动手能力、实际操作能力，提高学生独立分析和解决问题的能力。在教学过程中，根据学生的实际情况和信息反馈，现场总线技术课程不同的教学章节采用不同的教学方法。比如在讲解现场总线理论知识的时候，注重启发式教学法的运用；在讲解现场总线控制系统时，采用案例教学法；在讲解常用现场总线在智能建筑中的应用时，采用项目教学法等。另外注重学生信息的反馈，采用多种方式与学生讨论、交流，获取学生的学习情况，提高教学效果。

3强化实践环节，培养工程能力

3.1结合技能大赛，提高工程能力

建筑电气与智能化专业学生学习现场总线课程旨在让其学会合理选用不同类型的现场总线连接各种智能化设备，实现楼宇智能化。因此，在工程实践中主要是结合楼宇的某种智能化要求，进行项目设计，画出设计图，选取适合控制要求的现场总线类型，然后进行安装、网络连接与调试。楼宇智能化监控的上层计算机一般选用组态软件与总线网络进行连接，通过组态界面、接口程序的编写，实现远程计算机监控，满足智能化要求。因此，开展工程实践，需要学生有较好的现场总线控制网络设计能力、电气设备控制设计能力和组态软件编程能力等，是对学生所学软硬件知识的综合考验。

图1楼宇工程实践模拟平台

为提高学生工程实践能力，我校结合建筑电气与智能化专业目前全国最高规格的大学生技能竞赛“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛开展实验实训教学。竞赛在如图1所示的楼宇工程实践模拟平台上进行，要求学生以模拟平台作为智能楼宇对象，给出楼宇智能化子系统，如智能照明子系统、视频监控及周边安防子系统等的设计方案，按照设计方案合理选择器件在平台上安装，同时利用组态在计算机上编程实现远程监控，设计中会用到Lonworks总线等现场总线的软硬件知识。目前我校现场总线技术课程的教学与竞赛紧密结合，学生学完相关知识后，在课堂上进行分组，每组4-5人，组成一个设计团队，每组学生自主选择感兴趣的课题，按照课题内容设计楼宇智能化子系统中的现场总线系统，然后在课堂集中讨论各组设计的优缺点，并进行指导和评比。学生修改设计方案符合要求后，让其按照设计内容在规定时间内实际在模拟平台上操作，按大赛的评分标准打分并计入实验成绩，设计与操作成绩优秀的同学优先推荐加入竞赛的选拔。这样的教学方式下，竞争与协作并存，极大程度上调动了学生学习的积极性，提高了学生的工程能力，取得了良好的教学效果。我校建筑电气与智能化专业的学生已连续两届夺得了“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛特等奖，更证明了教学方式的可行性与先进性。

3.2注重实验教学，增强课程实训

实验教学是高等教育体系的重要组成部分，通过科学实验训练，可以使学生强化所学理论知识、熟练掌握仪器设备基本操作方法，提高学生动手和创新能力。现场总线技术课程的实验教学环节在整个教学过程中占据非常重要的位置。现场总线课程依托我校省级“楼宇控制与节能优化实验实训中心”现场总线技术实验室开展实验教学，目前课程开设的项目有：现场总线认识实验、串行通信接口实验，CAN总线智能节点设计实验、Lonworks智能控制网络设计实验、BACnet总线控制系统设计实验等。此外，实验教学 还开设了楼宇控制相关的综合性实验项目，在实验中培养学生动手能力。目前，现场总线技术实验教学在全国大部分高校都存在硬件设备不齐全、较落后且实验台套数不够的问题，这是由于现场总线设备价格较高，开设现场总线技术的专业多，因而学生人数较多的原因。我校同样也面临这样的问题，为此笔者利用组态软件开发了一套面向建筑电气与智能化专业的现场总线实验仿真平台，如图2所示。利用该平台，学生可以先进行现场总线系统的仿真搭建，熟悉现场总线如何应用于楼宇控制环境，后再在硬件系统上实际动手操作，这样软硬结合的实验教学方式，既缓解了实验室硬件设备难以与学生人数匹配的问题，又锻炼了学生软件编程的能力，可谓一举两得。

图2现场总线技术实验仿真平台

通过教学实践证明，在教学中充分激发学生学习的积极性，运用现代化教学手段，精心安排教学内容，结合实际加强学生设计与工程能力的培养，就能获得良好的教学效果。作为现场总线技术课程的教师，我深切感受到对于多专业适用的课程，只有切实分析各专业学生的学习需求，有区分度的进行教学，注重实验实训，才能有的放矢，真正为国家培养出合格的人才。

参考文献：

[1]全国高等学校建筑电气与智能化学科专业指导小组.建筑电气与智能化专业规范[Z].2011.

[2]阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].2版.北京:清华大学出版社,2008.

人工智能专业课程设计篇6

（大连东软信息学院电子工程系，辽宁大连116023）

摘要：智能科学与技术概论课程是智能科学与技术专业重要的必修基础课，对整个专业课程体系有概括性的引导作用，对学生深入学习后续课程有很大帮助。文章从智能科学与技术概论课程的教学实际出发，提出该课程的整体课程规划，并根据学生的学习情况验证其适用性。

关键词 ：智能科学；专业基础必修课；课程规划

基金项目：2012年辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点项目(G2201249)。

第一作者简介：林宝尉，男，讲师，研究方向为计算机视觉、模式识别，linbaowei@neusoft．edu．cn。

0 引言

智能科学与技术概论课程是智能科学与技术专业的必修基础课。学生通过学习基础课，能够了解整个专业的知识构成、体系结构以及发展方向，便于将来学习必修专业课，包括模式识别、人工智能、智能机器人等课程。在这个过程中，如何让学生顺利地过渡到更高层次的专业课学习中，如何提高其学习兴趣，如何帮助学生深入了解各门专业课之间的层次关系，都是该专业设置过程中需要考虑的问题。智能科学与技术概论的规划起到了承上启下的作用。虽然专业导引课也从全局对该专业的情况进行了介绍，但其内容以学生职业引导、兴趣培养为主，对专业课程的设置并无过多展开。因此，智能科学与技术概论课程的设置十分必要。

1 课程规划设置

1.1 能力指标

课程将学生的能力体系分为5个部分：技术知识与推理能力、开发式思维与创新、个人职业能力、态度与习惯、时间构思设计实现和社会贡献，与其对应的二级、三级及详细指标见表1。每个能力指标平均对应4个学时，共32个学时。

1.2 讲授方式

(1)精讲多练。通过讲解智能科学的相关内容并结合相关实验，让学生掌握智能科学的基础知识，提高其学习兴趣，为后续课程的学习打下良好基础。

(2)以项目为导向组织教学，通过案例教学，将构思、设计、实施和运行引入教学过程中。

(3)鼓励学生自主学习，加强基本职业能力的训练。教学过程中注意互动和引导，运用讲授教学、练习教学、实验教学、案例教学等多种教学方法完成教学任务。

(4)教学实施过程中，提供丰富的教学资源，如多媒体课件、案例、网络资源、优秀学生作品和外文技术资料等。

(5)对学生进行多方面考核与评价。结合课程实施过程，从知识掌握、能力水平、态度表现等方面，对学生进行全方位的考核。

1.3 讲授内容

该课程讲授内容分为3个单元，具体内容如下。

单元一：智能科学导论，主要涉及智能科学与技术的目标界定、学科分类、涉及范围、学科定位、人类认知以及学科简史等知识点。该单元将在2个学时中完成，并要求学生课外学习2个学时。

单元二：学科基础理论知识，主要涉及机器系统、视觉感知、高级语言编程等知识点。该单元主要介绍支撑学科的相关课程，并在实践课中使用高级语言编写简单系统。该单元共10个课时，其中包括4个实践课时。

单元三：专业课介绍，主要涉及数字图像处理介绍、模式识别介绍、计算机视觉介绍、智能机器人介绍等相关必修专业课的入门介绍，并在每次课程结束后配合实践编程、工具使用、机器人搭建等实践环节提高学生的学习兴趣，使其全面认识后续专业学习。该单元共20个学时，其中包括12个实践课时。

1.4 实验设置

实验课程共16个学时，包括4次实验，详细内容如下。

实验一：数字图像处理实验。使用课程中讲授的Matlab语言，实现数字图像的傅里叶变换、边缘检测功能。该实验共4个课时，配合单元一以及单元二的部分知识点，使学生基本掌握Matlab编程语言，并理解数字图像处理的基本知识。

实验二：模式识别机器学习实验。该实验利用高级程序语言，实现数据的SVM算法以及KMeans算法，让学生理解模式识别以及机器学习等知识。该实验共4个学时。

实验三：计算机视觉实验。使用图像拼接、3D场景重建等相关专业工具，实现二维图片的3D重现。该实验共4个学时。

实验四：机器人实验。学生在机器人实验室，实际动手组装博创模块化机器人，并编程实现机器人运动调试。该实验共4个学时，实验地点为模块化机器人实验室。

1.5 结课考试

在教学的各个环节，教师从出勤情况、日常表现、作业、实验、结课项目及结课报告的完成情况对学生进行全方位的考核，其中结课项目、调查报告及实验作业占最终成绩的90%。结课项目为小组项目，4个学生为一个小组完成系统的设计、编写、调试等步骤，并组织5名教师对每个小组进行答辩考核。

2 问题及改进

学校于2012年申请创办智能科学与技术专业。该专业培养学生掌握计算机基础、电子电路、控制方法、智能信息处理与识别等基本知识，使其具备信息处理、自动控制、人工智能系统开发等基本能力。智能科学与技术概论课程在大二下学期开设，共32学时，其中理论教学16学时，实践教学16学时。通过理论教学和实践教学，学生了解了智能科学的基础理论知识，掌握该专业核心专业课的关系，认识相关后续课程，并能够使用简单的算法和工具，为日后深入学习专业课打下良好基础。

2.1 教材选择

由于本专业办学时间较短，没有足够的针对智能科学与技术概论的教材可供选择。现阶段使用较多的教材为《智能科学与技术导论》以及《智能科学》。《智能科学与技术导论》是钟义信主编、北京邮电大学出版社出版的、适合智能专业大一新生使用的专业教材，对整个专业有详细的介绍，适合作为新生的专业导引课程，安排16个学时较为合适，并不适于我校智能科学与技术概论课程的要求。《智能科学》是史忠植主编、清华大学出版社出版的专业教材，该教材对整个智能专业的重要内容都有涉及，系统地介绍了智能科学的概念和方法，吸收了脑科学、认知科学、人工智能、数理逻辑、社会思维学、系统理论、科学方法论和哲学等方面的研究成果，适合高年级学生使用，安排64个学时较为合适，也不适于我校情况。

鉴于上述原因，我们设计该课程时，前半部分理论知识介绍使用了《智能科学与技术导论》，后半部分专业课程介绍使用自制课件。经过2轮的教学实践以后，我们将根据教材使用情况编写自用的讲义教材。

2.2 内容设计

该课程内容会介绍智能专业的重要专业课，但要在32学时内完成所有专业课程的介绍，并保证该课程内容不与专业导引课以及智能信息处理导引课冲突，难度很大，因此选择最合适的讲授内容，对于该课程的授课效果非常重要。

在授课过程中我们发现，学生对简单的数字图像处理、计算机视觉的流行应用以及动手要求强的机器人课程兴趣较大，但对数学推导要求较高的模式识别、机器学习等课程接受程度较低。该课程的教学目的是让学生了解相关课程的意义、历史、发展等知识，所以，建议加大实验动手课程的课时比例，让学生多使用相关知识、算法和应用，尽量避开复杂的数学推导。

2.3 资源配置

学校的智能科学与技术专业创建于电子工程系，依托电子系的软硬件实验室，培养学生的软硬件知识储备，提高学生的实际动手能力。其中，软件算法将配合嵌入式设备进行硬件集成，并指导学生设计具有智能算法应用的硬件设备。教学过程中将使用校实验室中的模式识别嵌入式开发板、博创模块化机器人平台以及Turtlebot智能机器人平台。该课程在实际讲授时，理论课以及算法相关实验在大班进行，硬件实践课程在小班进行，能取得较好的授课效果。

3 实施效果

在该课程设计内容的指导下，智能科学与技术概论已经完成了2轮的课程教学，并在课程结束后组织学生填写调查问卷。题目分两类，第一类包括课程目标是否清晰、该课程能否提起学生对该专业课的学习兴趣、该课程的实验设计能否有效提高学生的动手能力，以及该课程的内容相关设计是否优秀。统计结果如图1所示。除极个别学生外，大多数学生都选择了符合以及完全符合，说明该课程设计可以满足教学要求。第二类问题总结学生在课程中获取的知识能力，包括编程调试、理论知识应用、信息获取、技术文档写作、自主学习、分析问题、解决问题等，为多选题。从图2可以看出，学生对各项能力的认可率均超过50%，其中信息获取、分析问题等能力的认可率接近80%，说明该课程设计基本满足教学目标。

4 结语

智能科学与技术概论对智能专业学生的深入学习起到了重要的引导作用。我们根据自身的实际情况出发，设计出适合该专业学生的课程设计安排。经过两轮的实施效果证明，该课程的设计方式比较适合学生。随着课程的持续，我们将不断解决存在的问题，并编写适合我校学生使用的教材。

参考文献：

[1]钟义信，智能科学技术导论[M]．北京：北京邮电大学出版社，2007.

[2] Edward FC，Johan M，Soren O．重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M]．顾佩华，沈民奋，陆小华，译．北京：高等教育出版社，2009．

人工智能专业课程设计篇7

关键词：专业定位；创新型人才；特色

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-06-00-02

我校是辽宁省唯一的一所建筑类院校，是全国高校最早开展智能建筑教学与科研的单位之一。根据建筑类院校特点和社会发展需求，制定了自动化专业人才培养目标、进行专业定位。以专业建设为重点，以精品课建设为先导，深化教学改革，更新教学内容、完善教学方法与手段、强化实践教学环节，培养综合素质高具有智能建筑技术特色的应用创新型人才。2000年国家建设部将国家住宅工程技术研究中心沈阳中试基地设在我校，控制理论与控制工程学科被建设部评为首批重点学科，智能建筑与系统实验中心被评为建设部首批重点实验室。强化自动化专业建设，在人才培养体系、实践教学、课程建设、教材建设等方面取得了显著成绩，被评为辽宁省特色专业。

一、优化教学体系培养特色的人才

以人才智能建筑特色人才培养为目标，建设具有建筑特色的自动化专业培养体系，形成有特色的人才培养模式。构建了基础层、提高层和综合层的教学平台，强调教学活动与研究性自主学习和课外创新活动的有机结合，以实践教学与理论教学相结合为切入点，强化对学生个性培养，优化了自动化专业教学体系，完善专业人才培养机制，主要有以下特点：

（一）充分体现智能建筑技术专业特色

根据智能建筑技术发展需求，优化了专业课程体系，设置了专业特色课程模块，主要包括：控制理论模块、建筑电气模块、建筑智能化模块等，这些特色课程包含了智能建筑技术的主要内容，形成了完善的具有特色的专业人才培养课程体系和特色的人才培养模式。

（二）课程体系体现了多技术的融合

智能建筑技术是多技术多学科交叉综合技术，在课程体系设置中，将多技术、多学科有机地结合，将自动化技术、信息技术、通信技术、网络技术与智能建筑技术有机结合，形成了系统、科学、合理、有机结合。

（三）重视科技实践

通过校内外实习基地实习、大学生科技创新活动、校外专家讲学、学生参与教师科研等多样化的实践教学活动，提高了学生实践技能力，将学生科技实践作为学生的必修课程，通过科技实践，将理论和实践有机结合，提高了学生科技实践能力和创新能力，提高了人才培养质量。

二、优化课程设置强调学生的个性化发展

建筑类院校的自动化专业是控制技术、信息技术、通信技术与智能建筑技术的有机结构。知识结构为：电气技术+信息技术+智能建筑技术。该专业培养的人才不仅需要具有强电+弱电知识，更重要的掌握信息和智能建筑技术方面的知识。根据专业学习特点，认真研究专业课程设置，完善、优化了专业课程体系，突出了专业特色，增加了网络与综合布线、楼宇自动化、建筑机器人、智能建筑技术概论等反映本专业的特色课程。增加选修课的比例，充分体现培养专业学生的个性。

采用多种形式强化学生个性发展：开放实验室，提供了大量选做实验，也可以学生自拟题目进行相关的实验，满足不同层次学生的需求；在一些专业课程中让学生撰写论文，拓展学生的知识面，有利于学生个性发展。

三、强化实践环节重视学生创新能力和实践能力培养

根据创新型人才的培养目标要求，制订科学、合理实践教学培养方案。实现多样化的实践教学活动的有机结合,其主要特点是：

（一）构建完善的实践教学体系结构

构建了完善的实践教学体系结构，主要包括：课程实验、课程设计、课程实习、毕业实习、毕业设计、社会实践、科技实践、社会实践等，形成系统、科学、完善的实践教学体系，同时在专业基础实验和专业实验的课程内容上从整体上考虑内容的完整性和系统性，使实验内容更好衔接建立分阶段、多层次、模块化、开放型、教学模式，有利于培养学生实践能力、创新意识和综合素质。

（二）采用多样化的实践教学模式

通过校内外实习基地实习、大学生科技创新活动、校外专家讲学、学生参与教师科研等多样化的实践教学活动，提高了学生实践技能力，为学生毕业以后走上工作岗位，尽快适应职业需要打下坚实的基础。

（三）更新实践教学内容

修订了实验教学计划和实验教学大纲，对实验内容进行了调整，增设了智能建筑技术实验和课程设计内容，在专业实验课中，加大了综合性、设计性实验的比例。

规范课程实习、课程设计、毕业设计等实践环节，在课程设计、毕业设计中，强化学生的设计能力、实践能力的培养，到设计院、企业等部门，结合工程实际，收到良好的效果。

多年的实践表明，学生的实践能力得到进一步加强，毕业生受到社会欢迎，就业率在辽宁省名列前茅。

四、加强实践教学建设提高实践教学效果

（一）加强实验室硬件建设提供良好的实验环境

学校现有建设部重点实验室智能建筑与系统实（下转第20页）（上接第18页）验中心，信息与控制工程实验中心、国家住宅工程技术研究中心沈阳中试基地、智能建筑技术研究所、大学生创新基地等，还有10个校外实习基地。智能建筑与系统实验中心设有：建筑供配电实验室、楼宇自动化实验室、家居智能化实验室、智能建筑设备控制实验室等，实验室设备先进。

智能建筑与系统实验中心是建筑智能化教育的综合实训基地，多次接待了国内外同行专家的考察指导，受到高度评价。通过多年实践，本中心实验教学系统密切结合工程实际，实现了体现学科特点和实际工程的多模块化实验教学仿真平台。学生在该系统中不仅可以完成设计性、综合性、还可以通过该系统进行科研及创新性实验，有效地培养学生的创造能力。

建立学院大学生科技创新基地，对学生开放，有组织有计划地开展科技活动。

建立校外设有实习基地，与东北建筑设计院、辽宁省建筑设计院、中科院自动化研究所、沈阳电梯厂等单位建立长期稳定的合作关系，良好的实践教学的条件为学生提供了实践教学和科研环境。

（二）实验教学与科研、工程和社会应用实践结合

1、根据建筑电气与智能化技术的发展，不断引进具有工程应用背景的综合性、设计性实验项目；2、组建开放式“大学生科技创新基地，营造学生创新设计氛围，通过大学生电子设计竞赛、智能建筑技术大赛等活动，达到创新培养的目的；3、将科研成果和科研成果引入实验教学，使学生能充分理解实验项目在科研中的应用背景，引导学生的科技创新精神；4、在实践环节中，增加了智能建筑实习和智能建筑技术综合课程设计实践环节，有利于提高学生对智能建筑技术知识的综合运用能力、实践能力和创新能力。注重强电与弱电结合、软件与硬件结合、电气工程与控制工程结合、电气自动化与智能建筑技术结合，注重工程实践能力、设计能力的培养，突出智能建筑、反映时代特色。

人工智能专业课程设计篇8

关键词：智能科学与技术；本科毕业设计；过程管理系统

1智能专业本科毕业论文（设计）改革背景

智能专业是一个新兴专业，在学科建设上各高校百花齐放、各有特色，但目前国内高校的智能专业本科教学普遍存在以下突出问题㈣。

（1）专业课程过于庞杂。专业课程设置重叠较大，本来的出发点是扩大学生的知识面，但由于学时有限，过多的课程反而影响了专业特色。

（2）培养模式落后。缺乏学科交叉，且“教师一学生”的单一教学模式不利于培养学生的团队意识和协作能力。

（3）专业培养缺乏目标导向与社会定位。学生缺乏对智能学科的系统化理解，很难培养其认识问题和解决问题的能力。

因此，沿用传统的毕业论文（设计）管理模式和时间分配方案，以通常的论文撰写和答辩为基本考评方式，效果并不理想。

2智能专业本科毕业论文（设计）的指导思想

高等学校本科毕业论文（设计）是本科教育成果的收官之作，对学生进入社会或继续深造都有重要的过渡作用，需特别重视。通过面向能力培养的本科毕业设计教学改革，智能专业本科毕业设计的指导思想在遵循《南开大学本科生毕业设计手册》的基础上，主要强调以下3个方面。

（1）学生应结合课程学习情况、今后拟就业方向、个人兴趣、继续深造方向等选择适合自己的导师和毕业设计题目，而非功种性地选择难度低、给分高、容易过的题目。在毕业设计过程中，学生应发挥主观能动性，将涉及的核心课程知识点再做温习，与指导教师积极沟通，与团队成员经常讨论。

（2）教师在指导学生选题方面应注重与前沿技术的相关度，可将在研项目、子课题、甚至技术点中的一些工作作为本科生毕业设计题目，鼓励教师多出题目。教师在指导学生过程中应给予参考文献、参考书目建议，并根据项目情况提供之前的项目文档，同时注意培养学生撰写项目文档的能力。

（3）论文撰写符合南开大学本科毕业设计内容、格式规范，做好论文答辩的各项准备。

为了全面贯彻智能专业本科毕业设计的指导思想，使毕业设计工作顺利推进，智能专业本科毕业设计正式开展前要经过两个层次的动员工作，一方面由学院教学领导班子动员毕业设计导师，另一方面，学院组织学生集中召开毕业设计动员大会。

3智能专业本科毕业论文（设计）内容和过程

3.1毕业论文（设计）前导课程

为了使毕业论文（设计）实现更好的效果，学校首先在毕业论文选题前一学年就开设综合课程设计课程，该课程可以分为春、秋两个学期（即第五、六学期），分别为综合课程设计2-1和综合课程设计2-2。由教师根据自己的科研项目或教授课程给出1～3个题目，将智能学科核心课程（如智能工程、机器视觉、现代控制论、过程控制、电路基础、计算机基础等）之间的关联性通过恰当的选题体现出来。学生在自由选择一个题目后，像研究生一样进入实验室，跟随导师完成题目，并做定期进度汇报。

该课程近两年开始实施，效果比较显著，主要体现在两个方面。一是合理弥补了本科生毕业设计时间不足的问题，真正的毕业设计过程在大四学期才刚刚开始，而该阶段的学生一般忙于找工作、考研、出国等事务，很难集中全部精力和在校时间投入毕业设计中。尤其工科类的题目需要经过实际调试和设计才能完成，很多学生由于时间所限草草应付。前导课程设置在大三学年，学生就有充沛的时间，有较稳定的学习状态和心理状态。二是使学生提前进入科研环境，熟悉基本的科研条件和论文写作技能，对知识结构做进一步的整理和温习，并对自己的能力有一个初步认识，也能较早发现自己的兴趣点，在后期真正开展毕业设计时选题更准确、进入研究状态更快、论文（设计）质量更好。

3.2时间要求

本科毕业论文（设计）工作时间不得少于12周，不设上限，充足的工作时间是保证质量的重要前提。学校安排学生在大四上学期进行毕业论文（设计）的动员、选题、导师确定、文献查阅等工作；在大四下学期集中完成毕业论文（设计）的实验（调研）、撰写、答辩等环节。大三学年（上下两个学期）开设毕业设计前导课程，客观上也为毕业设计增加了更多时间。

3.3选题要求

（1）以培养智能专业优秀毕业生为目标，充分体现专业特点。同时，鼓励学生选择以本专业为主的交叉学科课题，如近两年有不少学生将机器视觉、图像处理等技术与生物、法语、环境等学科的实际问题结合，做出了有应用价值的毕业设计。

（2）学生应根据自身情况考虑选题，不要随意或者盲目。前文提到的毕业设计前导课程为学生达到此要求提供了帮助。

（3）论文选题应有一定的理论价值或实践价值，本科毕业设计应有1～2个创新点。

（4）学生可选择指导教师提供的题目，也可自拟题目。学院采取开题报告的形式审核全体学生的选题，并填写《智能专业开题报告审查表》，经导师、院主管本科教学副院长签字备案。如题目更改，学生需填写《智能专业本科毕业题目变更审查表》，同样经签字后备案。其中，学院会选拔5～10名学生面向整个专业的师生举行示范性开题报告。

（5）学生选题原则上要求每人1题。但由于智能专业很多题目需团队协作完成，因此规定若2人（或2人以上）合作课题，毕业论文（设计）必须分开撰写，在毕业论文（设计）中要重点阐述本人独立完成的部分，并明确说明本人在课题研究中完成的内容对整个课题的贡献。

3.4资料查阅、实验设计及数据整理

智能专业本科生如同其他工科学生一样，往往直接着手解决具体问题，而忽略了问题背后的理论意义。因此，学生应进行一定量的文献阅读工作，在开展毕业设计前广泛收集资料，以便了解目前该领域国内外研究现状并做好记录。同时，要求学生将课题的研究背景、资料查阅情况、文献阅读心得进行归纳总结，并在初期进行一次详尽汇报。导师对该汇报评价满意后，学生继续进行实验设计和后继答辩工作，若不符合要求则需重新汇报直到符合要求为止。我们要让学生懂得：只有通过丰富翔实的前期调研，才能了解理论界对自己拟研究问题的研究状况，避免低水平重复性工作，也防止侵犯他人知识产权，这对学生今后的研究工作有着重要的意义。

3.5编写提纲和撰写毕业论文（设计）

根据智能专业特点，撰写论文的时间为4周，在撰写前应与指导教师讨论三级目录。学生应主动找导师指导毕业论文（设计），每周至少一次，总次数不少于10次。这里特别强调，如学生没有按要求完成之前的环节，而直接提交论文，则不准许答辩，亦不能获得相应学分。

3.6毕业论文（设计）指导与检查

指导教师应按学校要求对学生进行定期指导，同时对学生毕业论文（设计）的完成进度、质量、出勤等情况进行检查，及时解决检查中发现的问题，如实填写《智能专业毕业论文（设计）开题报告审查表》《智能专业毕业论文（设计）中期检查表》《智能专业毕业论文（设计）进度检查表》等表格。

3.7利用网络系统完成全过程质量控制

良好的改革方案，离不开有效的管理机制。在该方面，南开大学智能科学与技术专业利用学科在信息技术方面的优势，开发了一套完整的管理系统，用于管理本科生毕业设计全过程。学生可以在综合课程设计（前导课程，如图1）和智能专业本科毕业设计（如图2）分别使用系统完成填报志愿、导师双向选择、开题报告提交、中期检查等步骤。相应地，导师可以通过该系统完成题目布置、开题报告审核、中期检查等工作。学科主管教学工作领导也可借助该系统，通过高权限访问，评阅和批示教师及学生的论文进度和质量。

人工智能专业课程设计篇9

关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。

目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。

课程开发

为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。

物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。

课程建设

物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。

因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。

课程设计

本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。

学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。

教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。

教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。

教学成效

从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。

形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。

校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。

存在问题

第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。

第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。

第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。

第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的

问题。

第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。

“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。

参考文献：

[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[m].北京：中国电力出版社，2010.

[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[j].科技咨询导报，2007（2）.

[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[m].北京：中国电力出版社，2006.

[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[d].厦门：厦门大学，2006.

[5]朱金秀，韩光洁，，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[j].中国电力教育，2012（16）.

[6]崔艳荣，陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[j].长江大学学报（自然科学版），2010，7（2）.

人工智能专业课程设计篇10

关键词： 智能仪器设计 理论教学 实践教学

1.引言

智能仪器设计是为高等教育自动化专业本科生开设的一门专业必修课，课程的主要教学内容是智能仪器设计开发方面的专业知识，该课程集理论性、工程性和实践性于一体，是一门涉及传感器、单片机、测控电路、自动控制、信号分析与处理、数据通信、可靠性与抗干扰等多种现代技术的综合学科[1]。该课程的教学环节分为课堂理论教学及实践环节教学两部分。课堂教学与实践环节紧密结合，并与其他先修专业基础课的教学内容相互衔接，对该课程教学内容进行深化、延伸、补充，使学生加深对所学理论知识的理解，达到对教学内容的熟练掌握。通过本课程的学习和实践，可有效地提高学生的动手能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。本文从课程教学的需要出发，结合我校实际办学特点，开展该课程教学的改革与探索，旨在培养学生分析和解决工程实际问题的能力，掌握工程设计的主要方法，树立正确的设计思想和创新意识。

2.智能仪器设计课程的教学现状及问题分析

2.1智能仪器设计课程体系结构

《智能仪器设计》课程系统地阐述了智能仪器的体系结构、工作原理、典型模块的技术参数和设计方法，课程体系包括智能仪器的概述、数据采集技术、人机对话与数据通信技术、数据处理技术、智能仪器的可靠性和抗干扰技术等[2]。课程内容以模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机及嵌入式系统，传感器及检测技术等为基础，从整机的角度阐述智能仪器的设计原理和设计方法。因此该课程涉及知识面广，综合实践性较强，教学难度较大。

2.2课程教学现状及存在问题

首先，在课堂理论教学方面，笔者发现部分学生对于之前所学的专业基础课程掌握不到位，在教学过程中慢慢会跟不上进度，因没有学习的成就感而丧失学习兴趣，最终为了应付考试而被动学习，影响到对该课程的整体掌握；由于课时限制，课堂教学内容覆盖面不广，影响了学生知识面的扩展及对新技术新知识的了解。

其次，在实践教学环节上，目前实验教学部分主要是围绕课程理论内容进行的基础性、验证性实验，在一定程度上限制了学生设计思路的扩展与实践创造力的发挥，而且由于学时限制，课内实验与课程设计部分不能做到有效过渡，使得教学效果大打折扣。

3.智能仪器设计课程教学改革思路与措施

针对上述问题，笔者分别针对理论教学与实践教学环节提出了以下改革方案。

3.1理论教学改革思路及措施

教学内容的组织方式：在教学内容的组织方式上进行改革和创新，可采取不定期组织课程组教师集体备课及定期修改教学大纲等措施。由于智能仪器设计是在一系列先修专业课基础上进行的综合性课程，因此应当做到与这些专业课在授课重点上保持协调，避免因上课内容的重复而浪费时间，同时使得学生在思路上衔接流畅而增强其成就感并最终提高学习兴趣；课程组集体备课使得各门专业课教师不仅在教学内容上能够加强交流，同时在教学手段及方式上也可以互相学习并促进提高；随着科技进步，知识的更新越来越快，这就要求课堂的教学内容也要紧跟现代技术发展的步伐。定期修订教学大纲的目的就是及时地把行业内的新方法、新技术引入到教学内容中。随着这些新技术的成熟，部分相应的内容甚至可独立出来成为一门新的课程，如“虚拟仪器技术”、“无线通信技术”等，最初都是在智能仪器设计这门课里由专题讲座扩展到一章的内容，再到独立的一门课程，由此反映了智能仪器设计这一门课程可促进并带动系列课程的建设与提高。

教学手段：教学手段的改革和创新，可采取多名教师轮流分章节主讲，并在条件允许的情况下，邀请专业领域内的知名专家做专题讲座。这样既可以有效发挥各教师的专业技术特长，又可以极大丰富课堂教学的方式方法，也可以在一定程度上提高学生的学习新鲜感及学习兴趣，同时专题讲座的加入也使得更多更新的新技术和新方法展现在学生面前，实现与时俱进、激发学生探索与求知的欲望、培养高素质创新型人才的教学目标。

3.2实践教学环节改革思路与措施

实践教学是高校教学的重要组成部分，是培养学生认知能力、动手能力和创新能力的重要环节。在教学改革中，应注重将理论教学和实践教学有机结合，建立课堂教学和实践教学相互交叉融合的教学模式体系[3]。在实践教学的设计中，要实现传统内容与现代内容相结合、软件设计与硬件设计相结合、模拟实验与实际工程相结合、教师命题与学生自主命题相结合，并据此构建与课程体系相配套的实践教学体系。

教学内容的改革在实践教学改革中是核心环节，教学内容不但要涵盖相关的智能仪器基础设计知识，还要有一定的可操作性和实用价值；更要与技术发展同步、与工程应用相结合，即实践教学应当能够较好地体现基础性、实用性、先进性和前沿性；实践教学各教学内容的难度还要适当区分，通过构建分层次的实践教学体系，使教学目的层次分明，教学过程循序渐进。

实验内容设置方面：应改进或整合原有的实验内容，减少验证性实验的课时，保留部分经典实验和与本专业密切相关的重要实验，使学生掌握基本的设计方法，在实验指导教材中删除详细实验步骤，要求学生自行设计可行的实验方案，这有利于培养学生理论联系实际、灵活运用知识的能力；增加综合性实验项目，有利于提高学生独立设计能力、综合分析能力和全局观；通过设置创新性实验项目，模拟工业现场的实际工况，实现学生创新和工程实践能力培养的教学目标。

教学实施手段方面：在实践教学环节引入多媒体辅助教学等现代化教学手段，多媒体辅助教学在课堂理论教学方面已经实现了广泛的应用，可以实现教学的高效率、大容量和趣味性的要求，能帮助教师更好地完成教学功能[4]。在实践教学环节，通过多媒体实验教学课件，在实践教学过程中达到图文并茂的感官刺激效果，从而激发学生的科学灵感，强化知识的印象，加大知识信息传播的力度和深度，弥补传统实验教学的不足，增强实验教学的效果；可以充分利用网络教学平台资源，积极开发网上智能仪器设计虚拟实验室，使得学生在实验之前可以进行相关的模拟实验，从而增强预习效果，最终提高教学质量。

4.结语

通过对智能仪器设计课程理论教学及实践教学的分析和探讨，提出了在教学组织方式、教学内容和教学手段上的改革方案。教学活动是一个长期的动态过程，需要教育工作者在教学工作中不断深入研究，构建出符合社会发展、技术发展的教学思路和方法。

参考文献：

[1]王祁.智能仪器设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010（6）.

[2]程德福，林君.智能仪器-第2版[M].北京：机械工业出版社，2009（9）.