面向人工智能的電子信息工程專業(yè)建設(shè)研究

曹陽 彭小峰 葉紅

摘? 要 人工智能技術(shù)的出現(xiàn)影響了電子信息領(lǐng)域原有技術(shù)架構(gòu)和發(fā)展模式，現(xiàn)有的電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)模式已不能有效支撐專業(yè)發(fā)展。將人工智能所要求人才的能力、素質(zhì)和知識(shí)與課程體系進(jìn)行鏈接，構(gòu)建本科四年貫穿四級(jí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系，實(shí)現(xiàn)面向人工智能領(lǐng)域?qū)嵺`的梯度化。通過課程與實(shí)踐體系，實(shí)現(xiàn)面向人工智能的電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革。

關(guān)鍵詞 人工智能;電子信息工程;課程體系;實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系;實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）24-0055-02

Research on Construction of Electronic Information Enginee-ring Specialty for Artificial Intelligence//CAO Yang， PENG Xiao-feng， YE Hong

Abstract The emergence of artificial intelligence technology has affected the original technical framework and development mode in?the field of electronic information， the existing training mode of elec-tronic information engineering can not effectively support the deve-lopment of the major. The ability， quality and knowledge of talents?required by intelligent artificial energy are linked with the curriculum system， a four-year four-level experimental practice system for under-graduates is established to realize the gradient of practice in the field of artificial intelligence. Through the above measures， the reform of training mode of electronic information engineering talents facing artificial intelligence is realized.

Key words artificial intelligence; electronic information engineering;curriculum system; experimental practice system; laboratory

1 前言

在此輪以智能化為背景的新工業(yè)革命（第四次工業(yè)革命）浪潮下，電子信息領(lǐng)域的原有技術(shù)架構(gòu)和發(fā)展模式不斷被打破，創(chuàng)新周期也不斷縮短，尤其是在智能底層軟硬件技術(shù)、核心元器件的知識(shí)更新、新技術(shù)的應(yīng)用以及關(guān)鍵技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)仍較為薄弱，傳統(tǒng)的培養(yǎng)機(jī)制已不能有效地支撐新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

重慶理工大學(xué)電子信息工程專業(yè)是一個(gè)工科老專業(yè)，面臨的挑戰(zhàn)主要有：電子信息和其他專業(yè)呈現(xiàn)加速融合態(tài)勢，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能硬件等新生事物不斷出現(xiàn)[1-2]，

當(dāng)前電子信息工程的專業(yè)邊際越來越模糊，存在課程體系和內(nèi)容僵化等風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)踐體系也與新技術(shù)的發(fā)展存在“離心”現(xiàn)象。面向當(dāng)前和未來電子信息及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需，為推動(dòng)電子信息工程專業(yè)改革創(chuàng)新、老專業(yè)換新顏，也為了與內(nèi)部各專業(yè)的融合，支持傳統(tǒng)行業(yè)并服務(wù)于新業(yè)態(tài)，重慶理工大學(xué)電子信息工程專業(yè)以重慶將重點(diǎn)推動(dòng)“八項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃”的實(shí)施為契機(jī)，立足重慶市新時(shí)代智能化轉(zhuǎn)型需求，確定了“電子信息+智能化”的育人模式，更好地服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 面向人工智能的課程體系改革

電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)聚焦人工智能技術(shù)的應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展以及不同場景的應(yīng)用，如對(duì)傳統(tǒng)的家電、機(jī)器人、醫(yī)療、教育和農(nóng)業(yè)等行業(yè)升級(jí)有支撐作用[3]。因此，將智能化產(chǎn)業(yè)所要求人才的能力、素質(zhì)和知識(shí)，與專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系進(jìn)行鏈接，并在傳統(tǒng)、經(jīng)典課程中嵌入。電子信息工程專業(yè)進(jìn)一步增加跨學(xué)科課程所占比重，交叉整合信息與通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和電子科技與技術(shù)等學(xué)科專業(yè)[4]，如圖1所示，注重發(fā)揮專業(yè)群集聚作用，在現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案中已開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、Python程序設(shè)計(jì)等先導(dǎo)課程。

根據(jù)工程教育認(rèn)證和國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定核心課程群。如圖2所示，根據(jù)專業(yè)的框架和內(nèi)涵，課程體系分為兩個(gè)方向[5]：

方向1：智能硬件（無人機(jī)）

方向2：智能數(shù)據(jù)處理

該課程體系實(shí)現(xiàn)了“軟硬兼施”，課程結(jié)構(gòu)模式能夠較好地解決傳統(tǒng)課程體系過于強(qiáng)調(diào)“剛性”的不足，讓學(xué)生在大三的時(shí)候根據(jù)個(gè)人興趣和特長選擇專業(yè)方向。在專業(yè)選修課方面，電子信息工程專業(yè)開設(shè)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、Android程序設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等課程，強(qiáng)調(diào)專業(yè)間的交叉與融合。

3 構(gòu)建面向人工智能的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系

本科四年貫穿“四級(jí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系”，即“認(rèn)知型（培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)）—基礎(chǔ)型（夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)）—綜合型（強(qiáng)化系統(tǒng)構(gòu)建）—能力提升型（分析解決問題能力提升）”，如圖3所示。專業(yè)實(shí)驗(yàn)室推行“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)”，免費(fèi)全天開放，開發(fā)課程設(shè)計(jì)、仿真模擬、大創(chuàng)項(xiàng)目和企業(yè)項(xiàng)目等多類模塊。

工科本科生的課程體系一般是：大一公共基礎(chǔ)課、大二專業(yè)基礎(chǔ)課、大三專業(yè)課、大四專業(yè)課與畢業(yè)設(shè)計(jì)。這種課程體系延續(xù)了幾十年，為國內(nèi)高等院校所廣泛接受，但也存在一定的問題：學(xué)生在大學(xué)后半段才能夠建立起較為系統(tǒng)的工程認(rèn)知和專業(yè)認(rèn)知，動(dòng)手實(shí)踐能力發(fā)展較晚。

電子信息工程專業(yè)在大一新生中引入工程導(dǎo)論課，其難度的設(shè)計(jì)是能為學(xué)生帶來一些挑戰(zhàn)，如給學(xué)生發(fā)放Arduino智能小車，通過圖形化編程激發(fā)他們的興趣。建立新生QQ討論群，高年級(jí)學(xué)長定期上傳資料和答疑，通過這些舉措讓學(xué)生產(chǎn)生征服困難以后的成就感。

大二、大三實(shí)踐活動(dòng)主要包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和學(xué)科競賽，從智能手環(huán)、智能小車和智能鎖過渡到無人機(jī)，如圖4所示。實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)調(diào)“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。所謂高階性，就是知識(shí)能力素質(zhì)的有機(jī)融合，要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級(jí)思維。大四階段開展畢業(yè)設(shè)計(jì)或到企業(yè)深實(shí)習(xí)。

4 結(jié)束語

重慶理工大學(xué)電子信息工程專業(yè)建立以服務(wù)行業(yè)和未來電子信息產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)的培養(yǎng)體系，構(gòu)建面向智能化產(chǎn)業(yè)的電子信息交叉學(xué)科專業(yè)課程群模式，依托學(xué)科平臺(tái)、智能硬件實(shí)驗(yàn)室（智能小車、智能手環(huán)）、無人機(jī)平臺(tái)，建設(shè)從低年級(jí)到高年級(jí)依次以新生導(dǎo)論實(shí)踐課（智能小車入門實(shí)踐）、無人機(jī)系列智能化實(shí)踐課程、學(xué)科競賽和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為載體的四階段一體化“四級(jí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系”，通過近年來的改革與實(shí)踐，有相當(dāng)比例的畢業(yè)生就職于人工智能領(lǐng)域的企業(yè)，人才培養(yǎng)質(zhì)量受到用人單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

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