智能科学与技术专业课程体系的改革

陈 玮，朱继岩，李菲菲，付东翔，巨志勇

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

智能科学与技术专业课程体系的改革

陈 玮，朱继岩，李菲菲，付东翔，巨志勇

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

分析智能科学与技术专业专业的课程设置问题，提出模块化专业课程体系等专业建设的思路和方法。

智能科学与技术；专业课程体系；模块化专业课程体系

0 引 言

深人推进高校创新创业教育改革是加快推进教育教学改革的重中之重。要把创新创业教育融人人才培养体系，把激发学生的创新活力、挖掘创新潜能、提高创新创业能力作为改革的主要目标[1]。随着上海理工大学本科教学激励计划的展开和不断深人，光电信息与计算机工程学院（以下简称“光电学院”）在若干本科专业参加了某国际认证后，参照国际认证的办学要求，加快了本科教学改革的步伐，在智能科学与技术等本科专业的培养计划和教学方面推出一系列举措，更加注重教学、科研、实践紧密结合，为培养具有“勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力”[2]的本科生而努力探索着。

1 专业课程体系改革的背景

随着本科教学改革的不断深人，现有课程体系尤其是专业课程的设置出现了问题。

（1）课程内容重叠。课程与课程需要衔接，课程越多，课程之间衔接的成本就越高，这也导致了课程内容之间发生重叠。比如，一个知识点，这门课讲了，那门课也讲了，但受学时限制，哪门课都没讲透彻。花了双倍的时间学生还没学透，教学效率下降了。

（2）学习负荷不均衡。大部分学生一学期的课程数量都要超过10门，部分学生一天最多要听5门课，差不多每两三个小时就要切换一次关注点，根本来不及消化所学内容。

（3）学习头绪过多。学习心理学原理表明，当学生的学习头绪达到7时，学习效率将会显著下降。学生就会采取一种选择性应对策略，将课程分成重要的和不那么重要的两类，把主要精力投在重要的课程，而对自认为不太重要的课程则采取消极应对的态度。

（4）理论、实验教学内容分离。独立实验课与理论课分离，容易导致理论与实践的脱节，直接影响大工程教育的质量。而不少学生只选理论课而不选相配合的独立实验课，或只选独立实验课而不选相应的理论课，都会使教学效果大打折扣。

（5）选课缺乏规范引导。工程教育在课程设置上必须遵循一条规律，即课程与课程之间的先后顺序关系。但现在学生选课太自由，不考虑课程之间的关系，不少学生主要关心上课的时间段是否合自己的胃口，而不思考选什么课对自身专业发展最有利。

教师教学头绪过多，授课门数多，不仅要上好理论课，还有实验课、辅导、答疑，工作时间被严重碎片化，教学工作和科研工作在时间上常常发生冲突。课程与课程之间的内容衔接，理论课和实验课之间的内容配合，成本过高，教学效率不高。

这些问题的出现促使我们思考，如何配合学校本科教学激励计划的深人展开，将提高本科教学质量的目标落实到实处，那就是要对现有的专业课程体系进行改革，并在不断的探索中提高本科教学的质量。

2 模块化专业课程体系

近几年，光电学院开展了ASIIN国际工程教育认证工作，越来越多的本科生去国外大学交流，通过学院出国进修教师的实地了解，通过教改项目的研究， 发现欧美大学培养计划每学期对学生选课数量的要求都在4～6门课程。这些历史悠久的世界一流大学都自觉地运用了学习心理学的原理。

我们了解的欧美大学工科专业的一个显著特点就是，理论教学和实验教学紧密结合，构成一个课程单元（course unit）或课程模块（unterricht modul）。理论教学和实验教学由一位教授负责，可以有效实现理论教学和实验教学的积极互动;学生自主设计的实验比重很高，积极倡导跨学科实验。

欧美大学在学生选课方面的做法也值得我们借鉴。例如许多大学工科普遍设置的电气电子工程专业（electrical and electronic engineering），通过若干个课程组引导学生选择电气、电子、通信、控制等方向。我们采用类似的方法，为学生提供课程组的选择。

具体思路如下：

第5学期和第6学期安排专业课程，每学期2套核心课程模块，A套3个选修课程模块，B套3个选修课程模块。每个学生每学期必修2门核心课程，选择A套3门选修课程，或选择B套3门选修课程。也就是说，一个学生每学期修5个课程模块，而且这5个课程模块刚好被安排在每周中的某一天。

模块化专业课程体系如图1所示。

图1 模块化专业课程体系

（1）每个课程模块包括理论课和实验课，实验课一般占总学时的1/4～1/3，实验内容包括一定比例的认知实验、设计实验和系统实验。每个模块中的课程在课外均要安排一定的答疑辅导时间。

（2）每学期必有一门双语课程模块，要求学生每学期阅读一本英语原版教科书;要求每位上课教师教授500+个专业英语词汇。

（3）每个课程模块都要求学生通过互联网检索相关的文献资料，以及通过网联网拓展专业课程学习。

（4）每个课程模块都要布置一个小组作业，以培养学生的沟通能力、团队精神和协同学习的方法。

以2015级智能科学与技术专业培养计划中的专业课程为例，专业课程分两大模块（两个方向）：智能信息处理方向（A套模块）和智能控制方向（B套模块），A模块和B模块在第5、第6学期各有3个课程模块，每个模块都包含48学时的理论课程和16学时的实验课程。学生根据个人的学业兴趣和规划，选择其中的一套模块（A模块或B模块），无论选择哪套模块，核心课程模块都在其中，具体如图2所示。

图2 模块化的智能科学与技术专业课程

3 模块化教学的预期效果

（1）对于学生。学生每天只上一门专业课程模块，理论课、实验课、习题、讨论、预习、复习、拓展学习都安排一天完成，课程模块主讲教师提供全天候的答疑咨询。学生不仅身体不用赶场，脑子也不必不断地切换关注点，这样会更有利于学习精力和思想的集中。培养计划安排每学期学习5个课程模块，关注的是每学期学习负荷的均衡，而每天安排一个专业课程模块，讲究的是每天学习负荷的均衡性。另外，到了期末，学生考试的负荷也会减轻，集中精力准备5门专业课的考试。培养计划安排A套和B套2组选修课程模块，学生的选课也可得到合理引导。

（2）对于教师。专业教师平均每学年负责主讲2个课程模块，大多数专业教师的上课门数从3门下降到2门，这对教师集中精力上好课是有利的。当教师负责一门课程的教学时，所有的教学活动都安排在同一天内进行，就会有更多的时间来准备授课内容，这对于提高教师的时间利用率也是很有益处的。教学时间的相对集中，对教师出差和科研工作也会带来方便，尤其是现在科研工作非常繁重，这样一种新的教学体系将会使教学和科研的矛盾冲突得以缓解。

该模块化专业课程体系中的中英文版的课程大纲和实验大纲已全部编写完成，该方案已在2015级智能科学与技术专业的培养计划中得以实施，2015级的专业课程将在2017年的第5学期开授。

4 结 语

智能科学技术作为信息科学技术的核心、前沿和制高点，是各种智能化应用的关键[3]。随着智能化应用时代的到来，国家需要智能科技人才，因此，加强对智能科学与技术本科专业的建设，就是从源头开始做好智能科技人才的培养工作。近年来，光电学院在智能科学与技术专业的课程建设和专业培养计划改革等方面推出了一系列改革举措，为培养合格的智能科技人才进行了必要的探索。

[1] 刘延东. 深入推进创新创业教育改革培养大众创业万众创新生力军[EB/OL]. [2016-10-26]. http://www.moe.edu.cn/jyb_xwfb/ moe_176/201510/t20151026_215488.html.

[2] 袁贵仁. 提高教育质量[EB/OL]. [2016-11-09]. http://www.moe.edu.cn/jyb_xwfb/moe_176/201511/t20151109_218158.html.

[3] 王万森. 适应智能化应用发展趋势, 培养创新型智能科技人才[J]. 计算机教育, 2013(19): 1.

（编辑：郭田珍）

1672-5913(2017)01-0044-03

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陈玮，女，副教授，研究方向为智能控制，chenw1964@126．com。