智能科學與技術專業課程體系的改革

陳 瑋，朱繼巖，李菲菲，付東翔，巨志勇

（上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093）

智能科學與技術專業課程體系的改革

陳 瑋，朱繼巖，李菲菲，付東翔，巨志勇

（上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093）

分析智能科學與技術專業專業的課程設置問題，提出模塊化專業課程體系等專業建設的思路和方法。

智能科學與技術；專業課程體系；模塊化專業課程體系

0 引 言

深人推進高校創新創業教育改革是加快推進教育教學改革的重中之重。要把創新創業教育融人人才培養體系，把激發學生的創新活力、挖掘創新潛能、提高創新創業能力作為改革的主要目標[1]。隨著上海理工大學本科教學激勵計劃的展開和不斷深人，光電信息與計算機工程學院（以下簡稱“光電學院”）在若干本科專業參加了某國際認證后，參照國際認證的辦學要求，加快了本科教學改革的步伐，在智能科學與技術等本科專業的培養計劃和教學方面推出一系列舉措，更加注重教學、科研、實踐緊密結合，為培養具有“勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”[2]的本科生而努力探索著。

1 專業課程體系改革的背景

隨著本科教學改革的不斷深人，現有課程體系尤其是專業課程的設置出現了問題。

（1）課程內容重疊。課程與課程需要銜接，課程越多，課程之間銜接的成本就越高，這也導致了課程內容之間發生重疊。比如，一個知識點，這門課講了，那門課也講了，但受學時限制，哪門課都沒講透徹。花了雙倍的時間學生還沒學透，教學效率下降了。

（2）學習負荷不均衡。大部分學生一學期的課程數量都要超過10門，部分學生一天最多要聽5門課，差不多每兩三個小時就要切換一次關注點，根本來不及消化所學內容。

（3）學習頭緒過多。學習心理學原理表明，當學生的學習頭緒達到7時，學習效率將會顯著下降。學生就會采取一種選擇性應對策略，將課程分成重要的和不那么重要的兩類，把主要精力投在重要的課程，而對自認為不太重要的課程則采取消極應對的態度。

（4）理論、實驗教學內容分離。獨立實驗課與理論課分離，容易導致理論與實踐的脫節，直接影響大工程教育的質量。而不少學生只選理論課而不選相配合的獨立實驗課，或只選獨立實驗課而不選相應的理論課，都會使教學效果大打折扣。

（5）選課缺乏規范引導。工程教育在課程設置上必須遵循一條規律，即課程與課程之間的先后順序關系。但現在學生選課太自由，不考慮課程之間的關系，不少學生主要關心上課的時間段是否合自己的胃口，而不思考選什么課對自身專業發展最有利。

教師教學頭緒過多，授課門數多，不僅要上好理論課，還有實驗課、輔導、答疑，工作時間被嚴重碎片化，教學工作和科研工作在時間上常常發生沖突。課程與課程之間的內容銜接，理論課和實驗課之間的內容配合，成本過高，教學效率不高。

這些問題的出現促使我們思考，如何配合學校本科教學激勵計劃的深人展開，將提高本科教學質量的目標落實到實處，那就是要對現有的專業課程體系進行改革，并在不斷的探索中提高本科教學的質量。

2 模塊化專業課程體系

近幾年，光電學院開展了ASIIN國際工程教育認證工作，越來越多的本科生去國外大學交流，通過學院出國進修教師的實地了解，通過教改項目的研究， 發現歐美大學培養計劃每學期對學生選課數量的要求都在4～6門課程。這些歷史悠久的世界一流大學都自覺地運用了學習心理學的原理。

我們了解的歐美大學工科專業的一個顯著特點就是，理論教學和實驗教學緊密結合，構成一個課程單元（course unit）或課程模塊（unterricht modul）。理論教學和實驗教學由一位教授負責，可以有效實現理論教學和實驗教學的積極互動;學生自主設計的實驗比重很高，積極倡導跨學科實驗。

歐美大學在學生選課方面的做法也值得我們借鑒。例如許多大學工科普遍設置的電氣電子工程專業（electrical and electronic engineering），通過若干個課程組引導學生選擇電氣、電子、通信、控制等方向。我們采用類似的方法，為學生提供課程組的選擇。

具體思路如下：

第5學期和第6學期安排專業課程，每學期2套核心課程模塊，A套3個選修課程模塊，B套3個選修課程模塊。每個學生每學期必修2門核心課程，選擇A套3門選修課程，或選擇B套3門選修課程。也就是說，一個學生每學期修5個課程模塊，而且這5個課程模塊剛好被安排在每周中的某一天。

模塊化專業課程體系如圖1所示。

圖1 模塊化專業課程體系

（1）每個課程模塊包括理論課和實驗課，實驗課一般占總學時的1/4～1/3，實驗內容包括一定比例的認知實驗、設計實驗和系統實驗。每個模塊中的課程在課外均要安排一定的答疑輔導時間。

（2）每學期必有一門雙語課程模塊，要求學生每學期閱讀一本英語原版教科書;要求每位上課教師教授500+個專業英語詞匯。

（3）每個課程模塊都要求學生通過互聯網檢索相關的文獻資料，以及通過網聯網拓展專業課程學習。

（4）每個課程模塊都要布置一個小組作業，以培養學生的溝通能力、團隊精神和協同學習的方法。

以2015級智能科學與技術專業培養計劃中的專業課程為例，專業課程分兩大模塊（兩個方向）：智能信息處理方向（A套模塊）和智能控制方向（B套模塊），A模塊和B模塊在第5、第6學期各有3個課程模塊，每個模塊都包含48學時的理論課程和16學時的實驗課程。學生根據個人的學業興趣和規劃，選擇其中的一套模塊（A模塊或B模塊），無論選擇哪套模塊，核心課程模塊都在其中，具體如圖2所示。

圖2 模塊化的智能科學與技術專業課程

3 模塊化教學的預期效果

（1）對于學生。學生每天只上一門專業課程模塊，理論課、實驗課、習題、討論、預習、復習、拓展學習都安排一天完成，課程模塊主講教師提供全天候的答疑咨詢。學生不僅身體不用趕場，腦子也不必不斷地切換關注點，這樣會更有利于學習精力和思想的集中。培養計劃安排每學期學習5個課程模塊，關注的是每學期學習負荷的均衡，而每天安排一個專業課程模塊，講究的是每天學習負荷的均衡性。另外，到了期末，學生考試的負荷也會減輕，集中精力準備5門專業課的考試。培養計劃安排A套和B套2組選修課程模塊，學生的選課也可得到合理引導。

（2）對于教師。專業教師平均每學年負責主講2個課程模塊，大多數專業教師的上課門數從3門下降到2門，這對教師集中精力上好課是有利的。當教師負責一門課程的教學時，所有的教學活動都安排在同一天內進行，就會有更多的時間來準備授課內容，這對于提高教師的時間利用率也是很有益處的。教學時間的相對集中，對教師出差和科研工作也會帶來方便，尤其是現在科研工作非常繁重，這樣一種新的教學體系將會使教學和科研的矛盾沖突得以緩解。

該模塊化專業課程體系中的中英文版的課程大綱和實驗大綱已全部編寫完成，該方案已在2015級智能科學與技術專業的培養計劃中得以實施，2015級的專業課程將在2017年的第5學期開授。

4 結 語

智能科學技術作為信息科學技術的核心、前沿和制高點，是各種智能化應用的關鍵[3]。隨著智能化應用時代的到來，國家需要智能科技人才，因此，加強對智能科學與技術本科專業的建設，就是從源頭開始做好智能科技人才的培養工作。近年來，光電學院在智能科學與技術專業的課程建設和專業培養計劃改革等方面推出了一系列改革舉措，為培養合格的智能科技人才進行了必要的探索。

[1] 劉延東. 深入推進創新創業教育改革培養大眾創業萬眾創新生力軍[EB/OL]. [2016-10-26]. http://www.moe.edu.cn/jyb_xwfb/ moe_176/201510/t20151026_215488.html.

[2] 袁貴仁. 提高教育質量[EB/OL]. [2016-11-09]. http://www.moe.edu.cn/jyb_xwfb/moe_176/201511/t20151109_218158.html.

[3] 王萬森. 適應智能化應用發展趨勢, 培養創新型智能科技人才[J]. 計算機教育, 2013(19): 1.

（編輯：郭田珍）

1672-5913(2017)01-0044-03

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陳瑋，女，副教授，研究方向為智能控制，chenw1964@126．com。