智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系構建論文
摘要：針對智能制造技術發(fā)展趨勢，社會對高素質智能技術人才知識一能力一素質結構的要求以及當前國民經(jīng)濟建設對面向“工業(yè)4.0”人才的實際要求，提出面向“工業(yè)4.0”的專業(yè)定位與培養(yǎng)目標，制定智能科學與技術專業(yè)理論與實踐一體化的創(chuàng)新課程體系。
關鍵詞：工業(yè)4.0；智能科學與技術；創(chuàng)新課程體系；中國制造2025
0引言
智能科學與技術專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應國家科學與技術發(fā)展的需要而設立的，專業(yè)代碼080907T。智能科學與技術專業(yè)屬于一個交叉學科，涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此，如何交叉學科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》的要求，適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求，研究與實踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。
1創(chuàng)新課程體系的意義
德國率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實就是將互聯(lián)網(wǎng)技術與嵌入式系統(tǒng)技術、計算機技術、先進制造技術等相結合，形成虛擬與現(xiàn)實相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標準的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學習等技術在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品，快速交付給客戶。
在制造領域，這種技術的漸進性進步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表；第②階段以1870年的電動機械發(fā)明與應用為代表；第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時代。當前，中國工業(yè)機器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進入成長期。另外，中國工業(yè)機器人使用密度遠低于主要發(fā)達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發(fā)展對相關專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢，智能科學與技術專業(yè)畢業(yè)生今后的一個重要就業(yè)方向將是服務于產(chǎn)業(yè)界的機器人領域。
我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國的工業(yè)、社會發(fā)展階段存在差異，但在智能制造領域、互聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術，以及在大學智能制造相關專業(yè)的課程改革，為我國的智能制造技術趕上甚至超過發(fā)達國家創(chuàng)造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業(yè)資源優(yōu)勢，辦好智能科學與技術專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務的辦學宗旨，根據(jù)行業(yè)中長期發(fā)展的需求，在保證專業(yè)知識體系完整性的前提下，結合“工業(yè)4.0”對專業(yè)人才知識、能力的需求，我們將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術，智能機器人傳動、驅動技術，智能機器人系統(tǒng)構建技術，嵌入式系統(tǒng)技術等。4年來的辦學實踐證明，我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求，并具有一定的前瞻性。
基于以上專業(yè)定位，對智能科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業(yè)一體化的理論與實踐課程體系規(guī)劃，機器人實踐平臺升級，專業(yè)課程的教學設計、教學方法、考核方式改革，教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業(yè)教學中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”對專業(yè)人才知識及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。
通過對智能科學與技術專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運行4年的本專業(yè)課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識結構設計、理論與實踐一體化設計；總結課程教學手段和方法；完成高質量的教學資源建設；建立高水平的師資隊伍。
3創(chuàng)新課程體系構建方案
專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項目為導向設計專業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項目設計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中，讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發(fā)與運作，獲得實踐經(jīng)驗和實際操作能力，實現(xiàn)企業(yè)真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項目群，對學生的知識、能力、素質進行全面培養(yǎng)，使學生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養(yǎng)目標實現(xiàn)的一體化課程體系
專業(yè)課程體系的構建思路以行業(yè)與社會需求為根本。在此基礎上確定智能科學與技術專業(yè)人才的培養(yǎng)目標。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導，定制科學先進的人才培養(yǎng)模式和過程，最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應我國國情的教學計劃，采用先進的教學理念與培養(yǎng)模式，初步構建以設計為中心，理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當降低理論知識的難度，著重培養(yǎng)學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性，構建基礎理論平臺課程群與專業(yè)模塊化課程群相結合的'理論教學體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個性化發(fā)展，增強學生對社會的適應性。
實踐課程體系方面，依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標，以能力為本位，以項目為載體，以“學中做”和“做中學”為方法，統(tǒng)籌安排基礎實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業(yè)設計（論文）與企業(yè)實習等各類實踐教學環(huán)節(jié)，使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化；將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統(tǒng)化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業(yè)相結合，貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設計項目）的設計直接針對專業(yè)的培養(yǎng)目標，實踐學期的二級項目和基于專業(yè)課程的三級項目分別是一級項目培養(yǎng)能力的分解。
采用基于社會實際崗位的逆推法設計課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標，將專業(yè)培養(yǎng)目標抽象為若干個專業(yè)核心應用能力，再根據(jù)每個專業(yè)核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程群。
設置課程群不僅要考慮智能科學與技術專業(yè)本身課程體系的科學性與遞進關系，還要充分研究專業(yè)相關的重點行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規(guī)范納入課程，實現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟及行業(yè)、企業(yè)的有效對接。目前，智能科學與技術專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統(tǒng)構建技術和嵌入式系統(tǒng)技術，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設計與開發(fā)，以及智能技術在工業(yè)控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關技術有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場總線”等知識模塊構建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡課程群，融合“工業(yè)機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業(yè)4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術專業(yè)課程體系的構建分為基礎課程、專業(yè)基礎課程、專業(yè)崗位應用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性，前兩個階段與傳統(tǒng)大學基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個階段面向人才市場的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。
3.2科學的人才培養(yǎng)質量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術專業(yè)按照全面質量管理的理念，建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合，形成性考核評價與終結性考核評價相結合，定性評價與定量評價相結合，采取管理學確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學質量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。
智能科學與技術專業(yè)教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業(yè)、課程、項目、教材以及素質教育等環(huán)節(jié)落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價，學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學過程評價，主要從課程考核、實踐學期以及畢業(yè)設計（論文）3個關鍵環(huán)節(jié)展開。
3.3高水平師資隊伍建設
專業(yè)自成立以來就十分關注師資隊伍的培養(yǎng)，不斷強化專業(yè)師資隊伍建設，持續(xù)關注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設，加強“雙師型”教師隊伍的培養(yǎng)力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業(yè)實踐、學術研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設一支結構合理、素質優(yōu)良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中，實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發(fā)展方案。
3.4教學資源建設
根據(jù)課程體系改革方案，完善改革課程的教學大綱，積極開展專業(yè)課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導書、教學案例、課件等教學資源建設，升級機器人系列實驗室。
4結語
創(chuàng)新課程體系面向“工業(yè)4.0”，從專業(yè)的角度一體化地設計專業(yè)課程體系。通過體系化的培養(yǎng)，學生既達到專業(yè)培養(yǎng)目標的要求，又符合行業(yè)發(fā)展和社會建設的需求。創(chuàng)新課程體系將對國內高校智能科學與技術專業(yè)教學改革起到積極的帶動、促進、示范、輻射和推動作用，并將產(chǎn)生深遠的影響。創(chuàng)新課程在電子信息工程等專業(yè)同時開設，將在相關專業(yè)的教學過程中得到具體應用和驗證，使更多的學生從中受益。
【智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系構建論文】相關文章：
酒店管理專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系的構建論文08-06
設計類專業(yè)群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系構建論文08-06
職業(yè)崗位構建微電子課程體系論文11-17
字體設計網(wǎng)絡課程體系構建論文04-22
知識管理構建及創(chuàng)新論文03-31
第一個智能科學技術專業(yè)論文01-30