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人工智能专业课程设计精选(九篇)

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人工智能专业课程设计

第1篇:人工智能专业课程设计范文

关键词:无人机系统;智能决策;自主控制;智能体系;任务规划;课程设计

0引言

无人机具有较强的机动性和较好的可操控性,能辅助人类在恶劣和危险的环境中执行复杂的任务。近年来,无人机系统迅速发展并广泛应用于环境监测、灾难搜救、反恐侦察等众多领域。无人机系统研究的一个关键问题是如何发展高度智能化的软件系统,提高无人机在动态复杂环境中自主决策的能力。目前,众多高校开设的无人机专业课程主要研究无人机的硬件平台、通信与测控、指挥控制、综合保障和实践等方面,然而对于无人机系统的智能决策问题研究尚不深入。

1无人机系统决策的内涵

1.1无人机自主控制系统概述

无人机自主控制系统是无人机实现自主飞行管理与自主任务管理的机载系统,如图1所示,它涵盖了机器人“观测一判断一决策一行动(observer-orient-decision-action,OODA)”的各个环节。

无人机自主控制能力是衡量无人机智能自主水平的一项重要能力。表1基于OODA分别对无人机自主控制能力进行了描述,其中,“判断”与“决策”部分评价的是无人机对战场态势的评估能力和对任务或行为的决策与规划能力,是衡量无人机自主决策能力的最重要指标,也是无人机决策课程设计与实践的核心。

1.2无人机自主决策子系统概述

自主决策模块位于智能无人机系统的顶层,它如同人类神经系统执行决策行为,产生计划并处理不确定性。自主决策模块主要包括顶层任务决策、顶层任务规划、底层行为决策和底层路径规划。顶层任务决策用于任务策略的在线生成;顶层任务规划用于任务计划的在线制定;底层行为决策用于运动行为的在线序贯决策;底层路径规划用于导航计划的在线生成,这些内容的教学与实践将贯穿课程的教学与实践过程。

2人工智能在无人机系统决策中的发展以及作用与地位

人工智能从孕育之初到现在,经历了“三起两落”,如图2所示。人工智能的发展也不断促进无人机自主决策能力的发展,甚至可以说,人工智能的发展决定无人机自主决策水平的高低。早期,无人机决策大多依托产生式规则或谓词逻辑技术,主要针对确定决策;20世纪六七十年代,知识表达引入到有人机辅助决策支持系统的设计与研发中,也逐步迁移到无人机智能自主系统中;随着概率统计的引入,基于贝叶斯的不确定推理决策方法得到大力发展;专家系统依据专家经验生成策略,用于解决离散事件不确定性,形成了一系列无人机智能自主决策成功案例;近年来,机器学习、多智能体理论的热潮将无人机智能水平推到了一个前所未有的高度,使无人机具备知识沉淀、知识挖掘、智能发育的能力,并将单无人机执行ISR任务拓展到多无人机协同遂行多任务领域。无论经典人工智能方法还是人工智能新思路,都是无人机智能自主决策的重要基础,在无人机系统智能决策课程教学与实践中具有举足轻重的地位。

3无人机智能决策课程教学总体设计

国防科技大学依托控制学科和仪器学科在自动化专业试办开设了“无人机工程”专业方向,培养掌握无人机工程相关领域基础理论和基本知识的学员,使其具有从事无人机系统及相关装备的分析、设计、研制、维护和管理等方面的实际工作能力和初步科学研究能力。

3.1教学目的与课程设计总体思路

设置无人机智能决策课程的目的是使本专业学生快速了解无人机决策系统组成、熟悉决策系统工作原理、掌握决策理论与实现方法。课程设计的总体思路是设置课堂教学和动手实践两个主要环节,课堂教学环节主要通过教师讲授的方式,基于无人机自主控制系统组织结构,介绍无人机决策系统的基本概念;实践环节则是在学生已经掌握智能决策算法基本原理和流程的基础之上,让学生参与到决策系统的设计与实现中来。

3.2课程教学主要内容

无人机智能决策是课程教学的核心内容,主要覆盖贝叶斯推理理论、最优化理论、智能搜索等基本决策理论和方法,主要讲解如何将其运用于无人机智能感知、任务规划的建模和优化方法,比如基于贝叶斯的不确定推理、基于启发式人工智能搜索算法的路径规划等。内容安排包括问题描述、基本原理、算法过程、输入输出设计、结果分析等;人机智能融合决策是课程的拓展部分,主要涵盖人机智能融合原理、脑机接口原理、融合决策机制等理论和方法,主要讲解如何将其运用于人在回路辅助的无人机智能自主决策、混合主动规划的接口设计与融合决策方法,比如基于脑机接口的人机智能融合决策、混合主动任务规划等;拓展内容安排包括资料查新、接口设计、融合机制设计、融合算法实现、结果分析等。

4无人机智能决策教学实践环节设计

4.1课程实践环节的必要性

4.1.1无人机系统智能决策课程对实践的需求

实践教学是高等学校教育非常重要的教学环节,是提高人才分析问题与解决问题的重要途径。无人机系统智能决策是一门实践性很强的课程,一是由于无人机系统是一门交叉性的学科,主要涉及空气动力学、无人机平台设计与制造、图像处理与智能感知、导航系统原理、无人机飞行控制、人工智能、机器学习、任务规划与分配、无人机系统体系保障技术等许多学科,所以该学科具有知识点多、涉及面广、理论性强,需要学生具备较好的逻辑思维能力和数理基础等特点,因此,必须通过实践才能加深对无人机系统知识的理解;二是智能决策技术不断走向实用,20世纪80年代随着人工智能基础科学的研究,智能决策作为一门新兴学科出现在国际科学舞台上,智能决策技术早期以研究经典的智力游戏问题和仿真实验来证明理论等为主流,随着互联网的普及和国际信息化进程的提高,智能系统和智能计算等也逐渐成为学者们的研究热点。从加强学生的实践能力出发,考虑到课程的建设需要,需要加强无人机系统智能决策课程的实践教学内容。

4.1.2无人机系统智能决策课程对实践的要求

根据智能决策的特点,进行实践教学需要达到以下几个目的:一是加强学生对基础知识的理解,对智能决策基本方法的掌握;二是加强学生将智能决策知识与方法用于解决实际问题的能力;三是增强学生对智能决策研究领域的兴趣,培养更多的专业人才。

智能决策的实践教学工作必须以高质量的科研内容为基础。通过瞄准国际前沿、集成创新和引进消化吸收、提升原始创新以及再创新能力,从而建设创新平台和创新团队,以高水平科学研究支撑高质量的高等教育。此外,智能决策的实践教学还要考虑因材施教,验证关键技术环节。目前学生的学习任务较重且水平参差不齐,在设计实践环节时,要把握如何能在较短的时间内让学生得到最大程度的能力锻炼。在这种情况下,教师必须进行充分的准备,事先搭好通用的硬件平台和软件框架,以减轻学生不必要的负担,营造良好的氛围,将学生的主要精力集中在创新实践上,这样才能提高实践教学的效率。因此,课程借鉴了无人机领域最具影响力的国际微小型飞行器赛会(IMAV)的比赛规则,结合智能决策的研究热点和当前承担的学术科研任务,引入无人机竞赛作为智能决策教学实践的平台。

4.2基于无人机系统智能决策的课程实践方案

在智能决策课程开始之际,教师向学生明确课程实践方案,即通过无人机竞赛的形式考核学生解决实际问题的能力。通过举办无人机竞赛,可以激发学生的学习热情和创新动力,达到寓教于乐的目的。学生带着思考主动学习理论知识,而不是为了应付考试被动学习;教师应当按照学生的综合能力合理组队,从而达到能力互补和团队协作。

无人机竞赛面向本校无人机工程专业方向的本科生,根据智能决策课程的需要,共设置3个科目。

第一个科目是自稳飞行,无人机需在3分钟内完成从出发点到指定目标点的飞行,要求单次滞空时间不少于30秒;本科目考查的是学生对无人机自主飞控基础知识的掌握。第二个科目是避障侦察,无人机需以尽可能快的速度穿越一排障碍门,并识别地面上的物品;障碍门的可通行区域各不相同,无人机需通过机载单目相机识别可通行区域,并自主规划路径;本科目考查的是学生对智能识别和任务规划基础知识的掌握。第三个科目是特级飞行,包括手抛无人机平稳飞行、8字飞行、伴随飞行等;本科目考查的是学生的创造力。比赛采用百分制,3个科目按照难度系数和重要程度评分占比分别为30%、50%和20%。

如图3所示,课题组提供比赛使用的无人机硬件和飞控软件平台并指导学生拼装无人机及使用软件。学生需在课程学习的过程中制定智能决策的算法设计及代码实现计划,并严格按照时间节点实现目标;每个小组的成员必须说明自己在团队中的贡献,从而作为教师打分的依据。

第2篇:人工智能专业课程设计范文

关键词:大数据网络智能化课程设计会计学专业

1大数据网络智能化背景下大学教育的时代特点

随着计算机、通信、多媒体及网络技术的发展,大学的教育内容、教学手段与教育方法遇到前所未有的挑战。“大数据(BigData)是海量数据及技术发展和创新的简称,通过智能终端、物联网、云计算等技术手段来获取、储存、搜索、共享、分析、可视化地呈现等,实现‘量化世界’的数据化”。面临互联网、云计算等信息技术的高速发展,这一变革促使财务体系中的管理手段必须跟上节奏。时代在变,对财务人才的要求也在与时俱进。财务人员在大数据变革中要改变固定思维、尽快实现角色转型的趋势却是不可否认的。本文主要结合会计学专业在面临大数据信息技术变革的背景下,探索会计学专业的课程设计改革路径。

2信息技术变革背景下会计学专业课程设计的导向——以学生发展能力为主导

大学教育的最终目标是保证人才培养的质量,而课程的设计则是在大学教育过程中不可忽视的重要环节。信息技术变革背景下,会计学专业的课程改革势在必行,在具体实施“如何改革”之前,更为关键的是改革的导向问题。最新调查显示,在未来十年内,有50%以上的会计工作将实现自动化。这对会计职业固然是一个风险,但是这并不意味着会计行业将被人工智能取代。因为,有些工作是无法被人工智能所取代的,包括做专业判断、决策,以及解决问题的能力,而这些正是会计师所擅长的。那么在会计学专业的教育过程中,仅仅将会计专业的基础理论知识传授给学生已经不足以使学生具备“职业”的能力,因为简单重复的会计账务处理工作将可以交付给计算机处理;而对学生的会计职业判断能力的提升、对财务大数据的整理和分析、对职业决策能力和解决问题的能力培养显得格外重要。因而,通过引导学生“学会学习”的课程设计,是会计学专业教育发展的改革方向。

3网络智能化会计学专业课程设计的路径探索

3.1BLOOM认知理论模型的构建

根据美国著名教育心理学家布鲁姆(B.S.Bloom)的“教育目标分类”理论,教育目标应当包括认知能力领域、动作技能领域和情感领域。其中认知能力的目标按智力活动的复杂程度可以分为六个等级:记忆、理解、应用、分析、评价和创造。这些等级的认知能力划分是按智力活动从简单到复杂,从具体到抽象的程度逐步递增的。识记和理解属于较简单的低级认知能力,应用、分析、综合、评价属于较复杂的认知能力。本文在Bloom认知理论的基础上,将“记忆”和“理解”作为会计专业教育的课程设计的第一阶段;“应用”和“分析”为第二阶段;“评价”和“创造”为第三阶段,如图1所示。在第一阶段,充分利用网络学习的资源(如微课视频的教学资源),按会计学专业理论知识实行“项目式”课前学习,使得学生完成“记忆”和“理解”会计基础理论知识点。从Bloom认知理论的模型看,所谓“记忆”——记忆或重复以前呈现过的信息的能力,也就是知识保持能力;“理解”——用自己的语言来解释所获得的信息的能力。在这一过程中,教师端对学生的学习情况,通过大数据信息的整理和分析,实时了解学习的行为数据(学习是否参与学习,学习的时间长短等);以及学生在前期学习过程中存在的主要困难和问题,以便于教师清楚地“发现问题”,有利于第二个阶段的教学活动的开展。第二个阶段,主要是回归到传统的教学现场,教师在此阶段发挥重要的知识讲解和应用能力的提升;即实现Bloom认知模型中提升“应用”——将知识(概念、原理或定律)应用于新情况的能力,以及“分析”——把复杂的知识分解为若干个彼此相关的组成部分的能力。在通过前一阶段线上学习会计专业知识“是什么”的基础上,教师在第二阶段将针对会计理论的逻辑进行深入地讲解,会计职业的实务操作问题存在的共性问题进行“为什么”的探讨,教会学生能够利用会计职业判断能力解决不同的会计职业问题。第三阶段,是Bloom认知模型中最后的能力应用阶段,即“评价”——根据已有知识或给定的标准对事物做出评价和鉴定的能力;“创造”——将有关的知识综合起来形成新知识块或新模式的能力。从课程的设计过程主要通过网络智能学习平台的实现,教师端将结合现实企业案例的会计处理问题交由学生来判断,从而考查学生经过前两个阶段的学习,是否真正掌握了会计职业判断的基本能力。在这一阶段中,网络智能化的信息技术将对于学生的学习行为情况进行数据的采集和分析,对学生学习的效果评估、督学等有积极的反馈效应.

3.2会计学专业课程设计——虚实融合

大数据网络智能化带来学习方式的变革,同时对教学的课程授课方式要“满足个性化”需求的难度也在加大。课堂内外、线上线下、随时随地、时间空间都被打破,大学课堂的教学呈现了前所未有的挑战。学生对课堂的教学方式提出了更高的要求,教育的大数据技术革新也迫使学校迎合“新一轮”的变革,努力构建“虚实融合”的教学新常态。结合前文分析在Bloom认知理论模型的基础上,会计学专业课程的设计需要体现出灵活、弹性、开放的特点。网络智能化学习平台的虚拟性,充分地实现了学生对个性化需求的满足。然而网络课程的灵活和弹性,须在教师端进行一定程度的“实时”督学,利用大数据信息处理的便利。许多大学在课程改革的探索中总结了较好的“虚实融合”的教学经验,比如某大学电子工程类课程在慕课翻转课堂教学的改革实践中成功地利用信息技术,调动了学生的课前学习积极性和堂的参与度,获得较好的教学效果。会计学专业的课程设计亦可以尝试此类教学方式,如第一阶段课前的线上学习作为零散的个体学习,第二阶段课堂的集中教学针对同专业的学生实施“大班教学”(讲座型教学),而第三阶段根据会计专业的岗位性质实施小组学习的“小班教学”。

第3篇:人工智能专业课程设计范文

摘要:本文介绍了国防科技大学计算机学院在人才培养实践方面的具体做法,即将实验课程体系划分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主创新实践四个层次,在计算机科学与技术专业的计算机硬件、计算机软件和网络工程三个专业方向上大规模设立综合性课程设计。

关键词:实验课程体系;创新与实践;计算机学科

中图分类号:G642

文献标识码:B

1紧跟学科前沿,构建实验教学体系

我院长期跟踪、研究了ACM和IEEE联合推出的教学计划和美国CC2001教程,并深入剖析了国内外十多所一流大学和著名军事院校的专业课程体系,并据此制订了国防科技大学计算机学院计算机科学与技术2002本科教学计划。我们将实验课程体系划分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主创新实践四个层次,如图1所示。这四个层次之间点面结合、融会贯通、配合紧密、循序渐进、环环相扣。

以计算机硬件方向为例,在“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“数字逻辑”三个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验基础上,开设“数字逻辑课程设计”;在“计算机原理”和“数字系统设计工程”两个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验以及“数字逻辑课程设计”基础上,开设“计算机原理课程设计”;在“计算机控制基础”、“计算机体系结构”和“嵌入式系统”三个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验以及“数字逻辑课程设计”和“计算机原理课程设计”基础上,开设“嵌入式系统课程设计”;形成从电子器件到功能单元、再到部件、最后到系统的实验课程体系,依次推进,最终让学生深入而系统地掌握计算机硬件的原理与技术。

这种创新性的实验体系科学、可行,有效保证了实验建设具有先进的水平和显著的效果,为后续实验内容、实验平台、实验组织管理等方面建设奠定了坚实的基础。综合课程设计和自主创新实践采用项目团队的方式组织和实施,帮助学生树立团队精神和协作精神,培养学生的组织能力和创新能力。

为了能够更好地发挥综合课程设计的作用,我们率先在计算机科学与技术专业学科课程体系三个专业方向上大规模设立了综合性课程设计并单独设课,见表1。这些综合性课程设计穿插在系列课程学习的各个阶段开展,实验内容结合了我们的科研方向,体现了综合性和系统性,不仅强调培养学生具有综合运用所学的多门课程知识解决实际问题的能力,更加强调系统分析、设计和集成能力,以及强化培养学生的独立实践能力和良好的科研素质。

图1 实验课程体系的层次

表1 计算机科学与技术专业的专业方向

2教学科研结合,创新实验教学内容

我院在坚持依照教学大纲施训的基础上,根据计算机技术发展迅速的特点,结合我院科研实践和成果,设置了9门综合课程设计并逐步开设一批新的实验项目,使学生能够学到较新的知识,取得了显著的效果。

例如“数字逻辑课程设计”课程,作为“数字电子技术”、“数字逻辑”的后续课程,要求学生在计算机系统综合设计平台上掌握计算机部件级的逻辑功能设计,通过数字闹钟、八位运算器、交通灯、乒乓球游戏、流水算术逻辑部件、串行收发器等课程实验内容,可以使学生在进一步理解课程内容的基础上利用较先进的设计手段掌握数字系统设计和调试的工具和方法,增加集成电路应用知识,培养学生的实际动手能力和分析、解决问题的能力;在后续的“计算机原理课程设计”课程中进一步要求学生学习和掌握HDL语言描述电路,并使用HDL语言设计和实现一个完整的八位机,通过逻辑模拟和综合,在计算机系统综合设计平台上测试和验证。通过这一系列课程的学习,可以使学生进一步理解计算机原理和组成,掌握计算机部件的设计方法,培养学生的实际操作能力和分析解决问题的能力。

再比如“人工智能导论”课程,我们在实验教学过程中尝试对以Agent为中心的教学方法进行扩展,以机器人为主线,将人工智能的各个论题处理成机器人任务,学生通过构建机器人并编程完成任务,更好地将人工智能的各个知识点有机整合起来。更重要的是,机器人论题对学生来说是个极大的激励,学生的学习过程有相当的成就感。目前我们用于实验教学的典型实验内容如表 2所示。在学校“十一五”实验教学经费的支持下,我们将继续丰富和拓展更深层次的实验教学内容。

表2 “人工智能导论”实验教学内容

3 依托学科优势,完善实验支撑体系

经过“十五”的建设,依托计算机科学与技术国家重点学科的优势,我们进一步完善了实验教学软硬件条件的建设,形成了完整的实验教学支撑保障体系。

在实验教学硬条件建设上,一方面我们建设并完善了专门的基础教学实验室“计算机技术与网络实验中心”,下分“计算机系统实验室”、“计算机软件及应用实验室”和“计算机网络实验室”三个分实验室,制定了一系列的实验教学规范和管理制度,方便老师与学生开展课程实验教学;另一方面我们依托“211”工程和“985”建设,利用“高性能计算中心”等专业科研环境支撑创新活动、毕业设计等实践教学活动。

在实验教学软条件建设上,一方面我们充分贯彻教学科研相互促进的宗旨,将一些科研成果,如银河系列巨型机系统等直接服务于课程实验教学,更好地帮助学生学习内容;另一方面我们充分开发调动老师的创造性和积极性,自主编写配套的实验教材、自主研制配套的软硬件实验平台。

在不断吸取国内外著名大学教材建设先进成果的基础上,面向我院的课程体系改革和建设需要,自编实验教材和讲义十余部,例如《收音机安装指南》、《数字逻辑课程设计》、《计算机系统课程综合设计指导书》、《嵌入式系统课程设计实验指导书》、《程序设计课程设计》、《操作系统课程设计》、《软件工程课程设计》、《网络工程课程设计》和《网络攻防课程设计》等,并有多部高水平教材已经正式出版。目前我们已经逐步建立起了和课程体系相配套、结合自身科研实际的富有特色的完整实验教材体系。

在硬件实验平台方面,我们在国内率先自主研制成功了计算机系统综合设计平台,见图2。该平台可以满足数字逻辑课程设计、计算机原理课程设计、数字系统设计工程、计算机系统结构和超大规模集成电路(VLSI)设计等多门课程的实验教学需求。

在软件实验平台方面,我们自主设计研发了NetDemo计算机网络原理辅助教学系统,见图3。该系统可以对计算机网络的主要原理和有关协议进行参数可配置的、直观的、动态的多媒体演示,使原来静态的板书式文字教学成为动态的、图文并茂的、交互式演示性教学,在提高学生对网络原理理性认识的同时增强了学生的感性认识,并提高了学生的学习兴趣。

图2 计算机系统综合设计平台

图3 NetDemo计算机网络原理辅助教学系统

4整合教学资源,加强实验队伍建设

我们十分重视实验教学队伍建设,通过各种途径加强实验教学队伍建设。目前我们的实验教学队伍主要包括专职实验教师、兼职实验教师、TA(教学助理)和研究生教辅组成。从2004年开始我们借鉴国外大学成功经验,在综合性课程设计课程中聘请TA。此外在学院的研究生培养方案中明确规定,所有研究生学生必须参加课程辅导,课程辅导成绩合格方可毕业,研究生教辅力量成为实验教学队伍的有力补充。通过整合各种教学资源,增强了学院实验辅导力量,促进了实验队伍建设,对人才培养起到了很好的支撑作用。

5注重全面发展,开展创新实践活动

通过“十五”期间的全面实施,实验教学效果明显,学生的综合素质、工程实践能力、团队意识、创造性思维得到进一步提高,2006年我院“创新实验课程体系、增强学生实践能力、培养高素质人才”获国防科技大学教学成果一等奖。我院毕业学生业务能力强,能够适应军队和国家建设要求,受到用人单位和领导机关的高度评价。

2004年以来,我们组织本科学生参加各种学科竞赛60余次,参加人员近700人次,有415人次获奖,学科竞赛成绩突出。其中有代表性的奖项有:8人次获国际数模竞赛一等奖;14人次获国际数模竞赛、ACM国际大学生程序设计竞赛二等奖;18人次获全国数模竞赛、电子设计竞赛、机械创新设计大赛一等奖;43人次获全国数模竞赛、嵌入式系统设计竞赛等二等奖。本科生组队参加主要由研究生参加的全国微软“创新杯”软件开发大赛获团体银奖。

6致谢

感谢国防科学技术大学“十一五”教学研究项目“探索开拓博士研究生国际学术交流空间的方法和途径”和国防科学技术大学“十一五”本科重点课程建设项目“计算机网络”和“计算机程序设计”的资助。

第4篇:人工智能专业课程设计范文

摘要:通过对游戏软件行业岗位设置和职业能力分析,根据游戏软件专业复合型人才培养的需要,提出多专业协作的高职游戏软件专业课程体系的建设思想,并从课程构成、教学方法方面进行了具体研究。

关键词:多专业协作;游戏软件;课程体系

0引言

根据《2012年度中国游戏产业报告》:2012年,中国游戏市场实际销售收入602.8亿元人民币,其中网络游戏销售收入569.6亿元、移动游戏销售收入32.4亿元、单机游戏销售收入0.75亿元,同比增长率为35.1%。伴随着游戏产业的快速发展,游戏产品的数量与质量要求也在日益提高,这都需要大量的专业人才投入到游戏研发。未来十年,该游戏领域及周边产业的人才需求量约在100万以上。

1游戏软件专业岗位与职业能力要求

游戏软件按照研发流程,通常可以分为游戏策划、游戏美术设计、游戏程序设计、游戏测试、游戏运营与维护五个阶段,每个阶段都有对应的岗位群。游戏程序设计部分就可以划分出游戏引擎程序员、网络程序员、人工智能程序员等多个岗位。根据不同的研发产品,又可以划分出手机游戏程序员、Flash游戏程序员、三维游戏程序员等。程序员的岗位常规要求是:能充分理解游戏策划方案,并按相关的开发规范进行游戏产品开发;能制定详细、周密的开发计划并尽力在规定时限内完成任务;能根据需要,与其他部门同事配合和沟通,确保游戏质量;能根据需要,移植现有游戏产品到新的平台或对原有游戏产品进行改进;能熟练使用游戏引擎及脚本语言进行游戏开发;能依据测试人员提出的缺陷报告或修改意见对游戏产品进行改进。

2游戏设计专业需要复合型人才

游戏软件研发是涉及科学、艺术、文学、哲学、心理学的综合性工作。一个优秀的游戏软件设计者需要具备扎实的计算机应用能力、一定的人文素养和艺术修养,还必须了解玩家的心理和游戏期望,使得游戏能够吸引玩家。所以游戏软件在人才培养方面要注重复合型人才培养,将人文、艺术、计算机教育进行整合,开展多专业、多学科交叉培养。根据对游戏程序员岗位及职业能力分析,游戏软件研发分工明确,应用性要求较高。这就要求在人才培养方面,既要具备较强的游戏程序设计能力,还要具有较高的综合素质,探索一条多专业相互渗透、协同发展,培养复合型游戏人才之路。

游戏软件开发人员要求具备较强的实践动手能力。高职教育与其他类型高等教育相比,在应用型人才培养上占有较大优势。高职教育人才培养目标是高级技术性人才,教学模式具有周期短、实践性强,注重校企合作的特点。高职教育培养游戏软件专业人才,既能突出人才专业知识系统化,也能使其具备较强的实践能力,满足企业的需求。

3多专业协作的游戏专业课程体系

3.1建设思想

从游戏研发制作过程所运用的学科知识的角度来看,游戏软件专业是多专业交叉的综合性专业,它与计算机专业、艺术专业、管理学专业、心理学专业、哲学专业等有着密不可分的关系。因此,游戏软件专业的建设必须与其他专业联合,借鉴其他专业的优势为自己所用。采用专业协同发展的模式,尝试由计算机专业和人文艺术专业联合开设,由计算机系、人文艺术系联合工商管理系共同授课。

课程开发按照企业工作过程中活动与知识的关系来设计课程,按照工作过程的需要来选择知识,以工作任务为中心整合理论与实践,培养学生完成工作任务的能力。在具体的课程设置中,要打破以往的公共课、专业基础课、专业课循序渐进的理念,重新对教学内容进行整合排序,强调模块化、特色化,注重应用性。

3.2课程体系设置

课程体系设置参照复合型人才培养目标,考虑企业岗位需求,将课程体系分为通识教育课、专业核心课、专业实践课、艺术素质拓展课、管理营销素质拓展课五大模块。

课程体系以掌握游戏软件开发技术为核心,将通识教育、专业课、素质拓展课等课程贯穿整个专业教学和实践过程中。通识教育课为学生打下扎实的计算机专业基础;专业核心课和专业实践课重点培养学生程序设计能力,理论与实践相结合,增强学生就业能力;艺术素质拓展课提升学生的艺术修养,适度掌握一定的艺术设计方法;管理营销素质拓展课重点培养学生团队意识、项目管理能力、游戏运营与推广能力。通过此课程体系的培养,学生不仅对游戏软件开发所需的专业理论和专业技术有了全面了解,掌握从一个游戏构想到最终设计实现的整个开发过程,并且在艺术素养、管理能力、团队合作方面也有较大提高。

通识教育课主要包括:高等数学、线性代数、概率与数理统计、英语、面向对象程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、数据库原理及应用、软件工程、Java程序设计等;专业核心课:游戏设计概论、计算机图形学、游戏引擎分析与应用、手机游戏设计、Flash游戏设计、游戏算法设计、游戏策划与架构设计等;专业实践课:游戏策划实训、游戏算法课程设计、数据库原理及应用课程设计、手机游戏设计实训、Flash游戏设计实训、网页游戏设计实训等;艺术素质拓展课:素描与色彩、平面设计基础、游戏造型设计、游戏网站设计、创造力培养等;管理营销素质拓展课:营销学、游戏推广与运营、广告策划、游戏市场分析等。

3.3教学方法

按照课程体系的五大模块分类,教学方法也要有所区别。通识教育课主要以理论讲授为主,重点在于教学内容的选择,以必要、够用为原则,讲授以传统教学方法为主。而专业核心课和专业实践课则应根据软件开发的特点,着重培养学生实际开发能力,主要以项目驱动、工学结合的方法为主。艺术素质课和管理营销素质课则应按照相关专业的教学方法进行,发挥专业所长,不拘泥于一种模式。真正体现多专业协作,发挥特长,共同促进游戏软件专业发展。

4结束语

课程体系是人才培养的核心。游戏软件专业与计算机专业、艺术专业等多个专业关系紧密,在实际教学中要使多个专业的课程都能为游戏软件专业发挥其专业作用,还需要在教学内容、教学方法、考核方式、实践教学方面进行更加深入的研究。

参考文献:

[1] 黄石.数字游戏策划[M].北京:清华大学出版社,2008.

[2] 徐翔,黄敏,邹昆.独立学院游戏专业人才培养模式的探析[J].创新与创业教育,2011(2).

第5篇:人工智能专业课程设计范文

关键词:环境工程;专业课程;人文教育

一、加强环境工程专业人文教育的必要性

第一,长期以来,我国工科专业的高等教育存在着重科学轻人文的教育倾向。大家普遍认为大学的主要任务就是传授研究和创造科学技术知识,同时当今社会工程技术的研发与应用更能体现经济效益。因此,在工科专业的课程设置、培养要求等方面比较淡漠人文类课程。环境工程作为工科专业中的一类,也难以形教育的应有氛围。第二,人文教育是一个系统教育过程,它应该体现教学的全课程与全过程育人。目前的课程设置虽然专门开设一些人文教育课程,供学生选修所用,但这些课程专业针对性不强,同时大班模式的教学方式,很难达到预期效果。第三,随着经济社会发展和人类生存环境的日益恶化,加强生态文明建设是我们当代人义不容辞的责任和义务,正确理解人类与环境的相互关系,培养环境保护责任感,实现人与自然的和谐共存和共同发展。而环境工程专业培养的高级专门技术人才,更应进行环境科学思维、可持续发展理念与人文精神的融合,做好民众环境素养提升的领头兵。

二、人文教育贯穿专业课程教学对老师的要求

大学生在校学习期间,主要的学习环节都是围绕专业设置的,因而学生花在专业课上的时间和精力很多,因此,人文教育渗透在专业课教学中,功效往往是潜移默化的,它是实现科学教育与人文教育相结合的最佳途径,能真正做到“教书”与“育人”的统一,但这对专业老师也提出了更高的要求。第一,教师要有爱岗敬业、立足社会现实的教育价值观。教师应明白通过“教书”达到“育人”目的的伟大使命,并自觉在教学活动中予以践行。在进行专业课教学中,把专业的科学教育看成是包含科学思维、科学精神和科学方法等人文因素在内的统一体,结合社会现实及国家政策、法律法规,深入了解现代大学生的特点,把课程知识点传授与学生情感、心理和个性的需求结合起来,培养专业技术硬、人文素养高的环境技术人才。第二,教师要善于分解课程知识点,能进行科学理论与国家政策、国民素质、社会实际的有效融合,进行专业知识外延。面对资源趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,我们每一个人都必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念。因此,老师要注重营造良好的课堂氛围,启迪学生思想,树立“环境保护、人人有责”的人文情怀,让学生在平等、和谐、民主的氛围中产生对环境工程的兴趣和热爱。鼓励、肯定学生在专业学习中的积极表现;尊重学生兴趣和个性特点,利用学校第二课堂,有针对性地设计参观调研、专家讲座、创新实验等教学环节;重视教学情境,管理好课堂,把自己在实际工作、科学研究及理解知识的过程中所遇到的难点、思考和克服的过程及经验乐于与学生分享。第三,教师要善于利用现代化教学手段,找到科学与人文有效融合的教学方式。环境工程主要解决人与环境的问题,含有丰富的人文内容和特质,但在专业教学中不能牵强附会或生硬穿插,避免说教或填鸭式教学。如介绍课程背景时,可以结合环境问题产生背景、环境保护发展历程,使学生深刻理解环境保护的意义;如讲解环境标准时,可以与社会生产紧密联系,让这些科学理论渗透爱国意识;如讲解环境污染治理技术时,可以进行国内外技术对比,让学生在树立远大的事业志向的同时,产生深深的家国情怀;在介绍学科技术进展时,可以介绍科学家的感人事迹,让学生在学习科学知识的同时,形成良好的学风、道德与品格。第四,教师在专业教学中能言传身教。专业教师对学生的影响不仅仅是知识方面,还有人格与素养的教育,教师的学识、教学态度、教学方法及为人会在学生心里留下深刻的印象。环境工程的专业教师都是硕士、博士毕业,因此老师不仅给学生能传授环境科学的专业知识和前沿技术,而且能通过自己的言谈举止,对学生的世界观、人生观、价值观的形成及语言表达能力、阅读能力、分析和解决问题的能力、科技论文撰写能力等的培养及创新精神产生较大的影响。

三、环境专业课程教学中人文教育的实施案例

环境工程专业课程涵盖水、气、固的污染控制工程技术、环境监测、环境管理、环境质量评价等内容,这些专业课程与社会发展、人们生活息息相关,对于美丽中国的建设蓝图起着重要作用。因此,在这些专业课程教学中落实人文教育意义重大。水污染控制工程是环境工程的专业课程之一,其主要任务在于全面系统地介绍各种水污染控制技术的基本原理,各处理单元的设计思路、设计过程和计算方法,同时培养学生从工程实际的观点发现问题、分析问题、解决问题的能力。学生通过该课程的学习,能为将来从事水污染控制工程的设计、运行、管理和科学研究工作打下坚实的基础。在此课程教学中,可采用启发式、讨论式、辩论式、现场教学、实训锻炼等多种教学形式,树立学生保护水资源的理念,并转化为节水减排的自觉行动。知识点1:概述,可让学生了解目前我国水污染的严峻形势,理解生态文明建设的国家战略,培养他们的家国情怀,树立环境保护责任感。知识点2:水质标准及污水排放标准,可让学生了解我国的水环境标准体系及与国外的差异,培养他们爱国情怀,树立环保法律意识。知识点3:污水处理方法原理及设计计算,可让学生了解目前国内的污水处理技术水平及与国外的差距,培养他们工程伦理意识,树立为环境保护事业而奋斗的理想。知识点4:中水回用及安全性评价,可让学生了解目前国内中水回用及其安全监管现状,培养他们可持续发展的理念。知识点5:污泥处理处置,可让学生了解目前国内污泥的处理处置现状及与国外的差距,培养学生辩证看待事物的意识,及时跟踪社会环保热点,激发学生专业学习热情。实践环节1:水处理实验,让学生了解身边的水环境质量,以主人翁的专业学习角色,激发学生专业学习兴趣,培养他们团队合作精神,树立环境保护人人有责的意识。实践环节2:课程设计及参观调研,可让学生了解目前我国污水处理厂的运行及管理现状,激发他们探索人工智能时代污水厂设计的创新理念和创新思维,树立终身学习意识。

第6篇:人工智能专业课程设计范文

关键词:数字媒体技术;课程体系;实践教学

0.引言

2003年,浙江大学在国内首次开设数字媒体技术专业后,国内各大高校根据自身的情况纷纷开设了该专业,其中有些是从计算机科学与技术专业或软件工程专业设置数字媒体技术专业(如浙江大学、江南大学),有些是从艺术专业中分离出该专业(如中国传媒大学),而有些则依托自身在通信领域的优势开办该专业(如北京邮电大学)。这些高校在专业人才培养目标中均强调“技术与艺术的结合”“培养复合型人才”,但他们的侧重点不完全一致,工科院校强调“以技术为主艺术为辅”,而艺术类院校则强调“以艺术为主技术为辅”,这就造成了目前该专业在人才培养目标上的不明确。2012年,教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,原数字媒体技术专业和影视艺术技术专业从电气信息类下分离出来成为新目录中计算机类下的数字媒体技术专业,并规定该专业的培养目标是“培养德、智、体等全面发展,掌握数学与自然科学基础知识以及与数字媒体相关的计算机科学与技术、信息与通信工程等学科的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,具备良好的技术素质和一定的艺术修养,能在互动媒体、媒体网络、新媒体工程等领域从事系统设计、开发与应用工作的高级复合型人才。”新目录进一步规范了数字媒体技术专业的性质、人才培养的基本要求以及培养的学生应该掌握哪些知识,应该具备什么样能力,并要求在加强学生基本理论与方法的同时强调注重基本技能的培养。为此,在专业建设与教学过程中,必须增加实践性强的课程,提高教学过程的实践性,合理地开展实践、实训活动,给学生提供较多的参与实践和锻炼的机会。

1.数字媒体技术专业课程与实践教学模式

数字媒体专业是实践性很强的专业,在教学过程中既要制订一套科学的课程体系,也要合理地安排实践与实训活动,这些对学校的软硬件条件提出了较高的要求。那么如何利用有限的资源条件,让学生在掌握较扎实的专业理论知识的同时为学生创造更多的实践、实训机会,是我们需要深入思考和研究的问题。结合江南大学数字媒体技术专业近几年的办学历程,笔者以为,要全面提高专业课程教学和实践教学水平,可从以下几方面入手。

1.1创新科学的人才培养方案和课程体系

科学的人才培养方案是培养合格高校毕业生的根本保障。人才培养方案的制订要结合高等学校的教育特点和自身条件,从市场和企业需求出发,面向社会以适应市场的发展规律。课程的设置要做到按需设置,在保证相对固定的情况下能适度调整,这样才能培养出大批既掌握基本技能又能满足社会需要的创新型应用人才。

实现专业的培养目标,不是仅靠一门或几门课程所能奏效的,而要靠全部专业课程来协调和补充。课程体系是否合理,直接关系到创新人才培养的成败。根据江南大学目前的专业优势,在课程体系的设置中借鉴国内外的成功经验,在加强学科交叉与渗透的同时强调以计算机技术为主、艺术为辅的教学模式,以体现“艺工结合”的办学特色。

为达到专业人才培养的目标,在课程设置中我们将课程分为通识教育课程、学科平台课程、专业核心课程、专业选修课程、集中实践性环节以及素质教育等6大类。其中,通识教育课程主要包括思想政治理论类课程、外语与自然科学基础课程;学科平台和专业核心课程主要是一些能体现专业特色的基础必修课程和专业课程,包括一些艺术类课程,实现学科交叉与渗透;专业选修课程主要是一些专业拓展性课程,以激发学生学习的积极性、主动性和创造性,为学生个性化发展打下基础;集中实践性环节安排在短学期(每学年的第二学期)进行,主要是针对已学过的课程而开设的综合应用与设计类课程,目的是加强学生的实践动手能力,培养学生具有一定的自主创新应用能力,以充分展示学生的个性化。

在课程的建设与执行方面,除通识教育课程外,对其他课程根据设置、知识点、课程内容之间的关联性等采用课程链和课程群的方式进行,主要分为以下5大课程群:

(1)艺术类课程:素描、色彩与综合构成、艺术设计概论、平面设计、场景设计与表现、数字摄影与摄像及视频特技与非线性编辑。

(2)程序与算法类:离散数学、程序设计I(c)、程序设计II、数据结构与算法分析、面向对象技术与语言C++、Java与对象分布技术、脚本编程技术、计算理论及云计算技术等。

(3)系统与硬件类:数字媒体技术概论、数字电路、计算机组成原理、操作系统、数据库系统原理、汇编与接口、数据采集技术、数字视音频技术、数字信号处理、计算机视觉、面向对象的软件工程及人工智能。

(4)图形图像及应用类:计算机图形学、数字图像处理技术、高级图形技术及应用、人机交互技术、流媒体开发技术、信息可视化、虚拟现实与数字娱乐、在线互动媒体技术、XML技术、数字安全技术及计算机前沿技术讲座。

(5)网络与动画游戏类:计算机网络、网站建设与网络传播、动画原理与设计、动画动力学与运动学、计算机动画编程技术、移动媒体游戏设计及计算机游戏程序设计。

在以上课程体系中,要求各课程群内的课程相关性较强并相互依托,而群间的课程相对独立。通过对各课程群课程的设置、各课程的知识点与学分分配以及课程之间的内容衔接等问题进行探讨,可以加强不同课程间的衔接与协调,使课程设置更加合理,教学效果也会得到进一步提升。另外,按课程群进行课程体系建设,既可以充分发挥任课教师的专业特长,又能促进学生的个性化发展。

1.2强化动手能力的培养,推进实践教学改革

实践教学是高校教学的重要组成部分,是培养创新型人才的重大环节,是对理论教学的验证、补充和拓展,它始终贯穿于高等教育的全过程。实践教学环节是创新课程体系的一个重要环节,能提高学生对理论教学的加深、提高和综合运用,培养学生的创新精神和综合素质。建立完善的专业实践教学体系,促进学生实践能力和创新精神的培养,我们从以下方面开展工作:

(1)完善实践教学体系,积极开展课内外实践教学活动。制订完善的实践教学管理制度,加强对实践课程的监督与管理;编写并适时修改实验课程的教学大纲,推进实验教学内容、方法、手段及模式的改革与创新,培养学生发现、分析和解决问题的兴趣及能力,在学生中开展研究性学习和创新型实验的试验。

(2)加强学生的实践与实训,做好校内外实习基地的建设。实习基地是实施实践教学环节的重要场所,是对学生进行专业技术技能训练和解决实际问题能力的训练。在校内,结合数字媒体学院的办学宗旨和人才培养目标,除平时课程的实验教学外,利用短学期(每学年的第二学期)进行专业课程设计,主要涉及面向对象课程设计、人机交互课程设计、三维建模、计算机组成课程设计、图像处理课程设计、互动媒体课程设计、网络游戏课程设计等。由专业指导教师布置课程的设计内容,要求学生在一周时间内完成,最终以大作业或作品的形式提供成果,并评定成绩。通过课程设计,能培养学生运用所学理论知识解决某些实际问题的能力和独立工作能力。在校外,我们联合企业建立多个实训基地,为学生提供包括基本技能和综合能力两方面的真实的实践环境。实训期间,学生顶岗培训,并要求企业指定实训指导教师,负责对学生实训期间的技能培养、团队协作与沟通以及组织管理等方面的指导。通过实训,不仅培养学生解决实际应用问题的能力,还能培养学生爱岗敬业、遵规守纪、团队协作、市场竞争意识以及创新意识等综合素质。

(3)以项目为驱动,促进学生介入科研活动。以讨论式教学、研究式学习、项目团队等多种形式,引导学生开展多种学术观点和思想的交锋,追踪本专业的最新发展前沿,提高自主学习和独立研究能力。结合国家、省及校级大学生创新创业训练计划,以项目的形式让学有余力的学生通过自主选题或参与教师科研项目进行初步的探索性研究工作。在组建学生项目团队时,要求团队成员中既要有数字媒体技术专业的学生,也要有艺术专业的学生,以真正体现“艺工”结合的培养宗旨。这几年的经验表明,让学生参与科研项目,不仅培养了学生运用所学知识解决实际问题的能力,还能提高学生对专业的爱好及其学习激情和创新精神,让学生在了解专业发展前沿的同时掌握从事科学研究的方法,为以后从事数字媒体工作打下了较好的基础。

(4)切实加强毕业设计(论文)的组织与监督工作。毕业设计(论文)环节是高校实现人才培养目标、强化学生专业知识和专业技能、提高学生综合素质和创新能力的重要环节,是高等学校本科生教学计划的重要组成部分,是理论与实践相结合、教学与科研和生产相结合的过程,因此它有着任何课堂教学或教学实习所不可替代的功能,在培养高级专门人才过程中有着特殊的地位。为提高毕业设计(论文)的质量,必须制订完善的规范与标准,并对整个过程实行全程监控。在毕业设计(论文)期间,我们将整个过程分为毕业生动员、学生选题、教师指导、质量监控以及评阅答辩等,时间从每年12月开始到次年的6月。指导教师由高级职称或具有博士学位的教师担任,根据专业要求及从事的科研工作每位指导教师确定题目,实现学生与教师的双向选择;学生选题后由指导教师下达具体的任务,系部组织学生开题;实行中期检查制度,对学生的工作进程进行监控;严把毕业答辩关。通过毕业设计(论文)环节,促进学生分析、解决实际问题和科学研究能力的提高,为他们走上工作岗位奠定良好基础。

(5)开展多种形式的学术交流活动。为激发学生对专业学习的兴趣,了解专业发展的最新动态和社会对专业的需求,聘请国内知名学者和行业专家为学生开展多种形式的学术和主题讲座。学术专家可以就专业现状、发展方向和最新的研究成果为本科生进行介绍,激发学生对专业的热爱和科学研究的兴趣;行业专家则介绍一些新兴产业的相关信息和发展现状,结合行业进行一些技术培训,让广大师生深入了解企业和社会的需求。组织学生参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、信息技术竞赛等科技竞赛活动,鼓励学生努力追求梦想、迎接挑战,同时营造学院浓厚的学术氛围,促进更加良好学风的形成。

实践教学始终贯穿于高等教育的全过程,要不断改进实践教学的方法和形式,把理论教学与实践教学摆在同等重要的地位;要通过引导吸引高水平教师从事实践教学工作,加强实验、实习与实训、毕业设计(论文)等实践教学环节;要加强产学研合作,充分利用国内外资源,不断拓展校际、校企、校所之间的合作,做好校内外实习基地的建设;推进讨论式教学、研究式学习、项目团队等新型教学组织形式,提高学生自主学习和独立研究能力。

第7篇:人工智能专业课程设计范文

关键词 数字媒体技术;课程体系;游戏开发;实践

中图分类号G206.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)107-0134-02

随着信息技术的发展和互联网的普及,以高速互联网、移动网络、数字广播电视、IPTV等为载体的数字媒体迅速发展。数字媒体技术专业是一个以计算机技术为主,艺术为辅,技术与艺术相结合的新兴专业。教育部于2004年正式批准设置数字媒体技术专业,至今已有100多所高校新办或改办了数字媒体技术专业。[1]重庆大学软件学院立以软件工程为基础,结合数字媒体新技术,培养能胜任软件系统分析与设计、数字媒体产品创作及编辑、数字内容传播、数字娱乐等领域的理论研究和应用研发工作的数字媒体技术专业人才。作为数字媒体技术重要应用领域的游戏开发近年来一直保持高速发展势头,国内从事动漫游戏自主研发的企业越来越多,国产游戏份额越来越大,自主研发的力量越来越强,培养复合型游戏开发人才的需求在不断增长。游戏设计与开发作为数字媒体技术专业中一个非常重要的方向,在课程设置上要结合当前的产业发展需要和行业发展需求,加强专业基础,加强不同学科间的交叉和渗透,重视动手实践能力的培养,注重创新能力的培养,为应用型、复合型、创新型人才的培养打下坚实基础。[2]国内很多高校在游戏人才的培养教育方面做了大量有益的探索,分析了培养现状及存在的问题,提出市场对游戏软件人才的需求及能力素质模型。[3]重庆大学软件学院开设了多门游戏相关课程,并与公司企业合作,结合实训实习以及创业实践等多种方式,培养游戏产业所需人才。

1 基础理论知识教学

数字媒体技术专业的游戏人才需要扎实的理论基础知识,具体包括数学基础、计算机基础、软件工程基础、数字艺术基础、数字媒体技术基础。

1.1 数学基础

数学基础为游戏开发提供数学和应用数学的理论和科学支撑,进行数字媒体的获取、处理、存储、传输都需要大量的应用数学知识。游戏中的数字图形的表示、生成、处理,游戏中音频图像视频的处理,游戏的算法都离不开数学基础的支持。重庆大学软件学院数字媒体技术专业的学生必须学习高等数学、线性代数、概率论与数理统计课程。

1.2计算机基础

游戏开发是以计算机技术为依托,结合计算机图形学、数字图像处理技术才得以实现,因此掌握计算机学科的基本理论、方法、工具是数字媒体技术专业学生所必须具备的。具体课程包括:信息系统基础、程序设计基础、数据结构与算法、数据库原理与设计、计算机组成与结构、操作系统原理、计算机图形学、数字图像处理等。

1.3 软件工程基础

软件工程是计算机科学的理论和技术与工程管理的原则和方法相结合,研究如何科学有效地进行软件产品的定义、设计、开发和维护。游戏作为一个产品包含文化创意、艺术设计和软件开发。游戏程序的制作就是一个软件开发过程,也一样遵循软件产品从可行性分析、需求分析、设计、实现、测试、维护升级一整套流程。所以作为基础,数字媒体技术专业需学习软件工程导论、软件需求分析、软件项目管理、软件测试理论与方法、软件体系结构与设计模式等课程。

1.4 数字艺术基础

软件学院数字媒体技术专业本科生来源于理科类高考生,缺乏艺术相关基础。而游戏是一个典型的文化创意、艺术设计和软件开发相结合的产物。游戏软件开发过程中需要与剧情创作、美工设计、音频视频制作的人员协作。游戏软件开发自身也需要一定的艺术修养,了解媒体艺术领域知识,成为技术和艺术相结合的复合型人才。在教学中安排了数字艺术导论、色彩与平面构成、数字摄影摄像、数字作品创意策划等课程。

1.5 数字媒体技术基础

游戏开发作为数字媒体技术在应用上的一个重要方向,需要数字媒体技术基础的支撑。具体开设有数字媒体概论、数字化音视频技术、DirectX图形程序设计、网站策划与Web程序设计、虚拟现实技术、移动多媒体应用开发等课程。

1.6 游戏相关课程

游戏开发是一个应用性很强的技术,所以数字媒体技术专业本科生游戏开发能力的培养采用课堂教学与实践教学相结合的模式。首先在课堂上讲授相关背景知识、技术基础,对以后在游戏的设计和开发过程中需用到的工具、方法加以系统地讲解。开设的课程有数字动画与游戏设计、游戏引擎分析与设计、游戏中的人工智能。

2 实践创新能力培养

采取分层次、分阶段、循序渐进的模式,由浅入深、由简单到综合、课内外结合,并通过开放式实践教学,鼓励学生自主立项,充分调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的工程实践能力。依托学科,分步导向,构建实践教学体系。

2.1 课程实验

用于巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度的实验。根据课程教学计划,在专业课程中安排与课程同步的验证性实验。在专业基础实验室开展计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等软件工程方面,及素描、速写、色彩等人文艺术方面的基础训练。在实践教学过程中,学生会获得绘画、摄影摄像、数字媒体制作、计算机图形图像处理、动画设计、游戏开发以及音视频后期编辑、虚拟现实技术与人工智能技术应用等方面的专业知识。

艺术基础素质的培养:通过艺术赏析、绘图和绘画、形态构成基础、视觉传达设计等系列课程的学习和实践,培养学生的艺术欣赏和艺术理解能力。

基本程序设计能力的培养:通过程序设计语言和面向对象程序设计、数据结构、软件技术基础、Java程序设计等系列课程从浅入深完成学生基本程序能力的培养。

数字媒体前期制作能力的培养:通过数字媒体与数字艺术、多媒体技术、平面设计与摄影摄像、计算机图形与图像处理等系列课程培养学生对数字媒体技术专业有充分的认识,具备多媒体技术和计算机图形图像处理的应用能力。

动漫游戏设计能力的培养:通过动画设计、动画制作、游戏概论等系列课程使学生掌握动漫游戏前期的设计与制作的基础概念和技术。

2.2 课程设计

要求学生采用特定的系列技术,运用已有的知识模拟系统分析、设计和实施的过程。采取团队实践的手段,遵循软件工程原则,是用面向对象方法,进行中等规模的应用开发。结合数字媒体技术专业培养计划进行计算机绘图课程设计和数据库课程设计。

在课程设计中,依据项目的大小,可以安排学生独立完成,或者分组完成,培养学生在项目开发过程中的合作交流能力。从小项目开始锻炼,为以后走入职场打下基础。

另外加入数字媒体技术方向的课程设计,使学生能够掌握和应用数字媒体作品制作和数字娱乐软件开发的各种专业知识和技术。学生按照指定的实践教学计划要求选择课题,提出设计方案进行讨论,最后在教师指导下完成课题。学生必须提交书面设计文档,学生也参加对于课题完成质量的评价,并最终以小型报告的形式提交课题。培养学生运用专业知识进行数字媒体作品的制作和数字娱乐软件的开发。

2.3 专业实训

实训环节着眼于,在未走出校门的情况下,在学院内部构造一个与在企业里实习相类似的工作环境,针对在校学生项目实战经验缺乏的突出问题,设计制定了合理的实战训练过程。基于一个具有一定规模的实际应用项目,是用主流的开发环境,采用符合软件产业界标准的软件过程规范,进行半封闭式企业化管理,让学生能够切身经历一个完整游戏项目开发的过程,培养和提高学生的实战技能和团队合作能力。

实训过程由软件企业具备丰富的项目开发经验的开发人员或学院教师指导,并带领学生在项目开发团队中扮演不同的角色,与团队其他成员共同完成实际项目。并在此基础上增加对学生职业素质以及求职技巧的培养,让学生具有更强的核心竞争力,能够在目前日益激烈的社会竞争中凸显自己的实力,能够使学生的毕业实习实现“零适应期”。

学生通过在实习基地或工程训练实验室中的实习活动体验游戏的制作工作,增加游戏作品创作和制作工程经验及团队精神的培养。专业实训安排在不同的学期末或者学期开始,集中2-3周时间完成,具体安排见表1。

2.4 工程实践

数字媒体技术专业的工程实践主要是指在短期或较长期培训之后,学生在实习单位直接参与企业实际课题的研发,在实践中进一步巩固所学知识,增强创新意识,培养动手能力和专业技能,提高就业竞争能力。部分学生到工程实践教学基地完成,部分学生在国内外软件公司完成。工程实践可以与毕业设计结合起来,一同开展。

3 结论

游戏人才是兼具数字媒体技术与艺术修养的复合型人才,须具有扎实的应用数学、计算机科学、软件工程的理论基础,和丰富的编程开发经验,掌握游戏这种特殊产品的创作开发技能。相较欧美日韩等发达国家,我国游戏产业起步较晚,但正在迎头赶上。高等学校在进行科研创新的同时,也要密切联系社会,与相关行业沟通交流,共同探讨符合产业发展的游戏人才的培养。

参考文献

[1]教育部示范性软件学院数字媒体技术专业规范研制专家组.高等学校数字媒体技术专业规范[M].北京:高等教育出版社,2011.

第8篇:人工智能专业课程设计范文

关键词:非经典计算;算法设计与分析;智能科学与技术

1背景

智能科学与技术是人工智能方向的重点交叉学科,是一个包含了认知科学、脑科学、计算机科学的新兴学科。按照教育部学科专业目录,智能科学与技术是一级学科计算机科学与技术下的二级学科。如何在4年的本科教学过程中,既立足于计算机学科内容,又突出智能专业的特点,体现该专业区别于计算机科学专业的特色,培养一流的智能人才,是众多智能专业积极探索的问题。

本着帮助学生建立宽广厚实的知识基础,使学生将来能向本专业任何一个分支方向发展,并能掌握本学科发展的最新动态和发展趋势,深刻领会本学科与其他相关学科区别的目标,厦门大学智能科学与技术系于2012年合理调整了专业培养方案,制定了一套突出专业特色和个性的教学大纲,课程体系分为学科通修课程、专业必修课程、专业选修课程。其中,专业必修课程细分为智能基础类课程、软件理论类课程及硬件基础类课程3个不同类别。在智能基础类课程中,开设非经典计算课程。该课程是厦门大学智能科学与设计系最具特色的课程。

该课程以软件理论类课程算法设计与分析为先导课程,在本科三年级的第一学期先讲授算法知识,在同一学年度第三学期讲授非经典计算的内容。教师首先介绍经典算法设计与分析中的各种传统算法,借由经典算法发展过程中遇到的困境问题引出非经典计算的内容,前后呼应,有助于学生在智能计算上获得完整的系统学习。

2非经典计算在智能科学与技术专业本科教学算法体系中的地位

算法设计是智能科学与技术专业中的核心内容。本科专业4年的专业教学计划由4门核心课程构成算法体系的主线,包括高级语言程序设计(本科一年级学科通修课程)、数据结构(本科二年级方向必修课程)、算法设计与分析(本科三年级方向必修课程)、非经典计算(本科三年级方向限选课程)。这4门课程的教学内容和组织结构完整地构成了算法体系结构。以图灵奖获得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式为参照,即Algorithm+Data Structures=Programs,算法体系以培训计算机方向学生掌握编程能力,独立完成分析问题、设计方案、解决问题的综合能力为主要目标;在这个体系中,程序语言是基础,数据结构是内涵,算法是框架。

在算法体系中,这4门课程以循序渐进的方式展开,注重对学生算法思维的培训。

(1)高级语言程序设计讲授的是c语言程序设计,通过对C语言的详细介绍,让学生掌握程序设计方法和编程技巧。作为初始启蒙课程,选择C语言作为程序教学语言,是因为C语言的使用广泛,拥有严格完整的语法结构,适合教学。

(2)数据结构重点讲授各种常用的数据表示逻辑结构、存储结构及其基本的运算操作,并介绍相关算法及效率分析。教师通过在一年级对包括C语言在内的其他程序设计过程的训练,加人对数据结构中各种数据的逻辑、存储结构的表示和运算操作,从数据结构的角度阐述典型算法,并简单介绍算法的效率分析,这是对程序设计训练的进阶内容。

(3)算法设计和分析主要介绍算法设计与分析的基本方法以及算法复杂性理论基础。我们在本科三年级引入算法设计与分析课程,从算法的抽象角度总结和归纳各种算法思想,包括递归与分治法、贪心法、动态规划法、回溯法、分支定界法、高级图论算法、线性规划算法等,最后阐述算法复杂性的分析方法、NP完全性理论基础等计算复杂性的基本知识及完备性证明概要,重点阐述算法思想,从复杂性角度比较和分析不同的算法。上述(1)、(2)和(3)的内容构成了计算机学科通用算法体系的教学过程。

(4)非经典计算主要讨论何为计算的本质以及经典计算在计算能力上遇到的困境,以此为契机讨论自然计算――生物计算、集群计算、量子计算等内容。算法设计和分析的最后一个章节是对算法复杂性的分析方法及NP完全性理论基础的介绍,不可避免地会讨论到现代电子数字计算机体系在计算能力上的瓶颈以及由NP完全问题(Non-deterministic Polynomial),号称世界七大数学难题之一的经典问题,引出对经典计算机体系的深层思考,进一步引导学生思考如何解决计算能力的瓶颈问题。这是教师设计非经典计算课程的出发点,也是对算法体系更完整的补充和更深层次的探讨。

此外,我们还需要对授课学期选择进行考虑。厦门大学实行三学期制度,在第三学期内开设的课程大多是实践类课程及前沿技术介绍课程。在本科三年级的小学期阶段,学生基本完成了智能专业大部分必修课程的学习,拥有了一定的计算机基础和学科素养。这时,依赖学生已经具有的数据结构与算法的基本知识,可以将学生的学习引向如何理解计算的本质;再从计算本质出发,由易到难,介绍采用非计算机的不同计算媒介和方法,例如DNA计算、元胞自动机、集群计算等知识,结合计算机模拟程序加深认识。在逐步加深学生对非经典方法计算的理解之后,再引入量子信息与量子计算。至此,智能专业关于算法体系的整体构建已基本完成。

3非经典计算课程内容大纲

非经典计算课程的主体课程内容以专题形式展开,分为5个部分。

第一部分:计算本质。从什么是计算人手,列举各种计算的形式,由数字的计算到命题的证明,由数值计算到符号推导,引出计算本质的广义定义,“计算是从一个符号串f变换成另一个符号串g”,即从已知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程;进一步展开对什么是计算、什么是可计算性的讨论,展开介绍计算理论上4个著名的计算模型――般递归函数、λ可计算函数、图灵机和波斯特系统;最后归结到丘奇・图灵论点。以上是第一条主线,第二条主线从计算复杂性角度人手,讨论在经典算法中难解决的NP完全问题,提出在经典计算体系中随着输入数据规模增大而难以计算的瓶颈,从而引发学生对于经典计算的思考。

第二部分:智能计算机的发展。这个部分主要讨论计算机硬件的发展历史,即从原始时期的计算工具,到现代计算机的4个发展阶段:史前期、机械式计算机、机电式计算机、电子计算机。教师从模拟型计算机到数字型计算机,阐述冯・诺依曼关于计算机五大基本组成对现代计算机体系结构的影响及其带来的限制;从硬件角度提出非经典计算机的讨论,鼓励学生对现代智能计算机硬件进行调查。

第三部分:DNA计算。主要阐述DNA计算的基本原理,并以旅行商问题为引子,展开经典计算难解决问题的讨论,重点介绍第一个由DNA计算模型解决的问题――L.Adleman构建的7个节点的DHP,并着重指出DNA计算潜在的巨大并行性和待研究的问题;然后介绍R.Lipton用DNA实验解决的另一个NP问题――可满足性问题(SAT);最后将DNA计算与软计算结合,阐述粘贴模型以及DNA的软计算模拟与遗传算法的对比。对于DNA计算强大的并行性,以具体的算法实例加以详细阐述和说明,教师应指出分子计算的优缺点以及在计算能力上的巨大潜力。

第四部分:细胞自动机和集群计算。这个部分主要讨论群体计算,一方面,从细胞自动机的形式化阐述及其所带来的哲学意义出发,描述细胞自动机在计算机交叉学科上的运用;另一方面,介绍集群计算,以欧盟“蓝脑计划”为出发点,阐述如何从硬件体系和软件体系上用计算机架构类神经元的协同合作方式。

第五部分:量子计算。从基本的量子力学知识开始,完整阐述量子计算的基本概念、量子信息、量子计算机和量子通信。量子计算机的构建除了要包含最基本的操作外,还需要介绍基本的量子计算机体系结构、计算载体等知识,加深对量子计算的理解,最后介绍的量子通信。这种已经应用在实际生活中的量子计算,更贴合实际。

以上5个专题,结构清晰,分工明确。第一部分讨论经典计算的困境,第二部分讨论经典计算机的发展瓶颈,从第三部分开始,引入非经典计算模型,分别从生物学和计算机科学的交叉学科DNA计算、细胞自动机和集群计算、量子计算3个方面进行学习。5个专题,完成了对非经典计算中前沿热门计算模式的阐述,引导了学生对于前沿学科的认识和思考。

4非经典计算课程授课方式

本课程属于本科三年级第三学期的课程,授课除了上文提到的内容之外,另一个更重要的方面是引导学生对学科前沿以及热点内容的跟踪和思考。因此在教学方式上,我们采取了教师授课及学生调查报告相结合的形式。教师上课对应课程的基本内容,学生调查报告对应学科前沿跟踪与思考。

5个专题内容的授课经过了如下设计。在每个专题的授课结束后,布置相关专题内的一些热点、难点问题供学生课后查阅、讨论和思考。每个专题由学生自主报名,学生需要对相关内容进行跟踪,查阅近5年的科技文献,总结出论文综述,并准备10分钟左右的课堂报告,教师针对课堂报告指出相关的问题,由学生课后进行进一步的思考和再次的文献查阅,形成最终报告后提交课程论文。

这样的课程设计安排,可以很好地实现教学相长。在学生方面,促使学生除了上课听课,必须主动参与文献的查询过程,主动对授课内容或延展部分的概念进行思考。由于提供给学生选择专题的自由,所以也可以大大提高学生的积极性,让学生可以从感兴趣的角度对本门课程涵盖的内容进行调查,从而获得更加深刻的上课体验。最后,由于每个学生选择的题目必须提前汇总,不能与别人重复,所以在其听取其他学生的报告过程中,学生可以更广地拓展自己的知识面。对于授课教师而言,能够保持对该门课程研究现状的实时性跟踪,更加全面地更新课程内容,还可以将学生查阅的重要理论和知识补充到课程基本内容中,同时促进教师与学生之间的互动,活跃课堂气氛,提高教学质量。

5关于非经典计算课程的几点思考

课程从厦门大学智能科学与技术系建系之初开始构思和授课,在授课过程中不断调整教学内容和课程设计,紧紧围绕学生的反馈完善课程建设。关于非经典计算课程的几点教学经验可以总结如下。

1)增加课时,优化对课程设计的安排。

2015年开始,由于学科教学计划的调整,非经典计算课程由最初的20课时拓展为30课时,集中在本科三年级第三学期进行讲授,一共5周,每周6课时。课时安排上,除了增加教学内容,更加强了对学生的文献查阅和报告部分的考查。在论文报告环节,争取做到有目标、有指导、有结论、有总结。学生所做的报告除了在初始选题阶段要有区别之外,还要求有一定的文献查阅难度。从选题确定,到针对报告指出具体的问题,要求学生根据教师指出的问题进行进一步的思考和资料查阅,最后形成论文。这样的安排贯穿整个课程的全过程,学生的参与度获得了极大的提高。对于教师而言,在学期末总结学生所做的报告内容,并增加本门课的知识点覆盖程度,对教学也有比较大的促进作用。

2)课程考核方式上的设计。

非经典课程属于必修课程,在考核方式上除了提交论文外,也必须要有必要的考试环节。在考试环节中,主要考查学生对教师上课内容的理解。在具体授课中,教师从经典计算到非经典计算进行讲解,也从算法角度给出了非经典计算强大计算力带来的改变,既延续了经典算法课程中对算法的介绍和讨论方式,又对比了典型问题在经典算法和非经典算法中的不同解决方式。这样的授课内容作为对算法体系基本知识点的考查,以闭卷考试内容来设计,是十分合适的。课程延展部分的开放知识点由学生的论文及报告内容进行评分衡量。最后,我们将两个部分的成绩作为本门课程的最终成绩。

3)课程教材的选定。

由于本门课程是厦门大学智能系的特色课程,所以国内并没有合适的教材作为授课使用。在积累了几年的教学经验后,我们准备着手进行教材的编写。如何选定更加合理的专题、更为广泛而前沿的知识,这关系到智能专业对这门课和教材的全局考量。

第9篇:人工智能专业课程设计范文

关键词 人才培养;教育模式;校企融合

中图分类号:G712 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)24-0059-02

依据教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)关于在校企合作中创新人才培养模式的文件精神,黑龙江农业职业技术学院农学院自2008年开始进行农学专业的教学改革,实施以“工作过程为导向的校企轮换、三循环周期”人才培养模式。

1 专业结构调整

黑龙江农业职业技术学院于2011年被评为省级骨干院校。为更好地提高人才培养质量和办学水平,学院对专业设置做出调整,深化工学交替以及校企订单培养的人才培养模式,按照企业岗位群的要求制订培养方案,校企联合开发专业课程,采用项目驱动、任务教学,学生进入角色、现实操作,真正实现工学结合。

在教学改革和实践中,农学院在人才培养方案方面通过全体教师大胆创新,边研究、边实践,取得良好的效果。同时,对专业结构调整、课程优化、教材建设、实践教学体系构建等进行全面深入研究,保证专业调整和改造的顺利进行。

2 专业建设改革

农学院以大力提高教学质量和办学效益为前提,实施“工作过程为导向的校企轮换、三循环周期”人才培养模式。以就业为导向,充分发挥校企合作办学一体化建设优势,农学类专业建设与用人单位形成人才共育、过程共管、成果共享、责任共担的紧密型合作办学体制,形成培养学生综合素质高、职业能力强的高尖端高技术应用型人才的培养模式,把农学类专业建设为能为社会经济发展发挥积极作用的国内领先并具有一定影响力的专业品牌。

2.1 人才培养模式改革

农学院与相关行业、企业单位合作,校企联合培养人才,实施以“工作过程”为导向的“岗位与课堂轮换、企业与学校交替”三循环教学周期培养模式,即3个学期(1、3、5)在校内学习,3个学期(2、4、6)在企业工作学习。按照专业能力递进培养的规律,将三学年6个学期划分为三轮循环。学校与企业密切合作,共同制定人才培养方案并设置相关课程。教、学、做、考、生产服务于一体;技师、教师、学生三方联动;学生实训顶岗、教师实践、生产教学同时进行。共同实现信息交流常态化、招生就业订单化、人才培养企业化、课程教学项目化、理论实训一体化、技术服务专业化、培训鉴定规模化,实现互利共赢。

2.2 课程体系开发与课程标准建设

以岗位定课程、以职业标准定课程标准,以一线生产实际为主线,教、学、做、考、生产服务一体。校企共同开发以工作过程为导向的核心课程体系,共同推行现场教学,将企业管理的理念和技术规范及高新技术引入教学内容,改革教学方法,创新教学形态。

按照实际生产岗位设课程,即:职业素质课(基本能力的培养)、职业基础课(专业能力奠定基础)、职业核心课程(专业能力培养)、职业拓展课(再就业或自主创业)。课程设计打破原来的课程体系,将职业素质和职业道德培养贯穿于教学过程始终,构建农业生产能力和农药、化肥、种子等应用技术能力。课程体系根据岗位职业能力的要求,以工作过程为导向,重新构建核心课程,根据用人单位岗位能力需求,增加农资营销专业课程,突出农学专业的职业能力培养。

2.3 教学内容与设计建设

在教学过程中以专业课与工学结合为切入点,突出职业能力的培养。2、4、6学期在企业带薪进行工作过程学习,形成雇佣和被雇佣的关系,真正体会了工作,培养了学生职业能力。由企业的兼职教师进行指导,培养了学生专业能力。1、3、5学期在学校进行专业能力的培养,学生在模拟的企业环境下进行学习,不仅培养了学生的专业能力,也提高了学生的职业能力。在教学过程中,建立模拟企业,教师为总经理,学生分若干个组形成不同的区域,小组组长为区域经理,小组成员为销售人员,按照企业的运营模式进行教学,按照企业评价员工的标准对学生进行评价,突出职业素质的提高。专业课以工学结合为切入点,突出职业能力的培养,体现基于工作过程、任务驱动、项目导向的课程设计理念。

2.4 实践教学内容建设

1)充足的校内外实践教学资源。校内有实训室11个,多媒体交互式教学培训室6个,生物科技标本馆1个,现代化智能温室1个,人工智能气候室1个,作物生产实训基地220公顷。校外实训基地有多家国内外知名农业企业及各农业科研所,通过这些校内外实践场所满足各项教学的要求。

2)利用生产性实训基地进行开放式教学。以装备水平高、优质资源共享的生产性实训基地为依托,进行开放式教学。校内依托佳木斯拓荒牛农业科技有限公司、佳木斯金秋种业有限公司等校办企业,学生会定期到公司进行实习实训。校外与多家企业单位建立实习、就业合作关系。形成了“教、学、做”一体化的教学场所,是学生实践技能训练及教师科研的基地,也为农民提供先进的技术服务,集教学、实训、科研、推广、生产、示范、培训、服务于一体的示范性教学基地。

3)利用教学仪器设备开展实训项目。实训基地根据农时季节,开展植物病虫草害识别、标本采集制作、作物栽培技术、作物病虫害防治、农田化学除草、作物种子田间检验、田间试验与统计分析、作物育种与种子繁育等诸项课程的实训项目。同时,聘请部分科研单位和企业专家为客座教授,科研、企业资源共享,根据农时季节开展新技术讲座。

4)探索生产性实训基地建设的校企组合新模式。校内生产性实训基地除完成教学实训技能外,还开展校企组合科学研究项目,与国内外知名企业合作,进行品种选育、药效试验、肥料试验以及安全性试验等多项科学试验项目,收到很好的效果,深受企业专家的好评,同时也提高了教师科学试验的研究能力。

5)开发虚拟工厂、虚拟工艺、虚拟实验。在教学工程中,加强现代教学技术手段的应用,提高教学质量。农学专业的农资营销模拟综合实训室,配备50台终端电脑,可通过局域网实时在线进行多媒体演示教学。也可通过管理软件平台,进行远程终端的操作,通过本专业的专业网站、模拟公司、实体公司,实现虚实结合的教学,增加教学的仿真性、实训性、趣味性,增强学习效果。