时间:2023-12-01 10:31:24
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇交通工程专业导论,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:新工科;人工智能导论;实践教学;校企合作;案例库
随着物联网、大数据、5G及人工智能等信息技术的发展,为了应对中国产业变革及新一轮的科技革命,适应“中国制造2025”国家战略需要及产业经济创新发展,同时将国际工程教育思想本土化,“新工科”应运而生[1]。信息技术发展催生出了人工智能相关的专业,国内高校纷纷设立了智能科学与技术专业。近年来,人工智能技术的发展引领着人类社会正逐渐走进智能社会,人工智能将深刻影响人类社会。随着人工智能的进一步发展,高等教育的价值也将进一步提高[2]。因此,各高校应尽快建立与新工科相一致的智能科学与技术专业,并深入研究我国人工智能的人才培养体系、课程设置、实验平台及成果转化等方法,改革传统人工智能的教育教学方法,形成有新工科特色的智能科学与技术专业工程教育方法。由于传统的专业是按学科划分的,因此,目前的智能科学与技术专业课程体系以理论为主,强调学科知识的系统性和完备性[3]。人工智能导论作为智能科学与技术专业的核心课程,同时也是人工智能“入门性”和“引导性”的课程。但是,目前人工智能导论的课程设置上主要存在课程内容陈旧、实践课程不足、教材理论过强、教学模式老旧及实践教学与企业需求不适应等问题。尤其是人工智能导论课程,缺乏实践教学将会降低学生学习人工智能的兴趣和积极性。因此,为了解决这些问题,并使高校跟上人工智能时代的脚步,抓住高等教育发展的新机遇,进行面向新工科的人工智能导论实践教学模式探索具有重要的现实意义。
1人工智能对新工科人才的新要求
1.1具备多学科交叉知识。人工智能导论是一个多个学科交叉而成的一门课程。人工智能导论主要包括知识系统、智能搜索技术、脑科学、机器学习、神经网络、支持向量机、专家系统、智能计算及分布式智能等内容[4]。因此,一个合格人工智能专业人才需要具备多学科知识。1.2具备多领域应用能力。人工智能导论的应用领域广泛,基本包含工业、农业及社会生活的各个行业(如工业生产、通信、医疗、金融、社会治安、交通领域及服务业等)[5]。人工智能导论课程要求学生在学好理论前提下也应该掌握各行业的相关知识,只有这样才能提高人工智能技术在各领域的应用。1.3具备人工智能创新创业精神。目前,创新驱动发展成为了我国现阶段发展的重要力量,人工智能成为经济发展的新引擎[5]。在大众创业、万众创新的号角下,人工智能技术作为创新创业过程中的一个大趋势。因此,当今新形势下培养具有创新创业精神的人工智能专业人才对我国经济发展及大学毕业生创新创业具有重要意义。1.4具备人工智能人文素养。人的内在品质就是人文素养,人文科学的知识水平和研究能力是人文素养的重要组成部分,人文素养是人文科学体现出来的以人为研究对象和中心的精神[6]。人工智能对人类社会带来的是便利还是带来灾难,关键是使用者的思想道德和人文素养。因此,培养具有人文精神的人工智能专业人才具有重要的意义。
2人工智能导论课程教学现状
目前,许多高校已经认识到传统的人工智能导论课程已经不能适应社会和学生发展的需要。尤其是地方普通高校在师资、科研及学科力量薄弱情况下进行人工智能导论的实践教学。目前人工智能导论的课程设置上主要存在的问题如下:⑴本科生课程内容陈旧。近年来,随着云计算、大数据、5G等信息技术的快速发展,也带动人工智能技术发展日新月异。对于高校来说,要紧跟人工智能技术前沿,传授学生的知识也要紧跟人工智能的发展。目前,虽然也出现了不少新的人工智能导论教材,但在课堂上能够教学的新内容仍然不多,教材内容仍然集中在传统的人工智能技术(如问题求解、知识表示、归结原理及经典推理等技术)上。⑵研究生课程内容重叠。研究生的人工智能导论课程应作为本科生课程的一个延续,但部分高校对研究生人工智能导论课程的教学重视不够。很多本科生已经学过的内容在研究生阶段又进行了重复。因此,在新工科背景下培养高层次的人工智能人才,就必须要在研究生阶段加强新工科人才实践能力的培养,选择合理的人工智能导论课程,改革研究生阶段人工智能导论的教学理念和教学模式。⑶实践课程不足。实践教学是提高人工智能新工科人才能力的重要路径。目前,大多数院校的人工智能导论课程理论与实践联系不够紧密,对学生实践能力的培养不够,只知道理论,而不进行实际的实践应用就不能成为合格的人工智能新工科人才。另外,大多数地方高校的人工智能实验室建设投入不足,实验条件差,验证性的实验较多,实验课时不足,学生对人工智能新技术的接触不够。⑷人工智能导论教材理论性过强。目前,现有的人工智能导论教材以理论为主,缺乏人工智能实践内容。在课程教学过程中学生经常会感觉索然无味,当实践课程开设不足时,这种情况会非常明显。学生会渐渐的对人工智能导论课程失去兴趣和热情,最终会导致课程的教学质量和效果下降,不能达到新工科人工智能专业人才培养的预期。⑸教学模式老旧。人工智能导论是多学科交叉的课程,课程内容理论性强、抽象、多知识点是新工科的特点。然而,大多数地方高校仍然采用过去的课堂教学模式(即“教师讲、学生听”的教学模式),这种单向灌输的教学方式以教师为主,学生的主动性不够,只是在被动接收知识。学校这种重视理论不重视实践的教学模式,在一定程度上影响了新工科人才的实践能力,从而导致教学内容与企业社会需求脱节。
3人工智能导论实践教学初探
3.1人工智能导论课程实践平台建设。为了提高学生对实践教学的兴趣,南阳师范学院计算机科学与技术学院在人工智能导论授课过程中广泛应用多种计算机实验教学平台,如采用开源的PaddlePaddle百度飞桨深度学习平台,希冀一体化人工智能实践教学平台及大数据综合实验平台。教师可以在实践教学过程中方便的使用这些平台进行授课,学生也可以在课堂中跟随老师完成相关实验,并能够在课下进行相关实验练习及提交作业。3.2人工智能导论课程实验内容优化。在人工智能导论实践教学过程中,以学生兴趣为导向,开展相关应用课程实验,南阳师范学院计算机科学与技术学院对人工智能导论实验课程内容进行优化。优化后的主要实验课程包括搜索优化算法实现、智能计算实现、贝叶斯分类实验、最近邻算法实验、机器学习实验及神经网络实验。最后,通过期末课程设计进一步提高学生解决实际问题及创新创业的能力。3.3人工智能导论实践教学模式改革。⑴校企合作为使人工智能导论实践教学不与企业脱节,校企合作是关键。应积极派遣教师进企业进修,了解企业需求,并提高教师的工程能力。从2018年以来,南阳师范学院计算机科学与技术学院每年暑假期间累积派遣教师58人/次前往百度、中兴、科大讯飞、神舟数码及江苏传智播客公司等进修培训。同时已经在固定时间邀请相关企业讲师到学校进行人工智能方面的项目教学。建立起了具有地方区域特色的师资队伍及校企协调的实践教学模式,从而避免人工智能导论课程实践与企业实际脱节。⑵“双导师”负责制人工智能导论实践课程实行“双导师”制,邀请企业中实践经验丰富的人才任教或任职,校企合作建立实践教师指导团队,改革教学策略及教学方法,以项目为牵引,将人工智能导论实践课程作为第二课堂学分。还要积极制定人工智能相关的科技作品竞赛的奖励机制,积极引导学生参加各种人工智能相关的比赛,从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。⑶采用案例教学法以案例导入进行教学,提高学生兴趣。首先,从人工智能竞赛的部分赛事中、(如百度的人工智能大赛,“2020年全国人工智能大赛”,“2020中国高校计算机大赛人工智能创意赛”等)中选取贴近实际问题的案例作为人工智能导论实践课程的案例来源。然后,采用目前主流的人工智能开发软件进行算法代码的编写,引导学生采用Python语言调用第三方接口库进行算法的实现。最后,让学生使用主流的编程语言(如C++、Java等)开发完善算法或进行系统设计与实现。
4结束语
在新工科背景下,人工智能导论作为智能科学与技术专业的基础核心课程,人工智能人才培养应注重提高学生解决问题的能力。在这种背景下,笔者结合近年来了解到的企业需求和上课的实际,对人工智能导论实践教学模式进行初探,具体如下:①校企合作,构建人工智能实践平台;②建立案例库,优化实践的内容;③校企“双导师”制,采用案例教学,从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。
参考文献:
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关键词:智能科学与技术;课程体系;培养管理
1背景
智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域,智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度,这正是当代科学技术发展的大趋势,对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识,具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养,具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力,深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向,能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。
高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育,夯实本科教育基础并积极创造条件,大力开展创新教学,努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力,使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能,良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。
2教学计划与教学管理分析
智能科学与技术属于计算机类专业,其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识,尤其是大类专业招生教学的院校,通识课程主要是数学、物理文化基础,强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程,专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等;专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。
2.1学分
本科培养计划的学分中,国内外大学学分总数趋势是逐步减少,追求少而精。国内院校一般在130~190学分之间,如北京大学为150学分,清华大学为1 70学分,东南大学与浙江大学均为160学分,还有16学时为1学分的,也有18学时为1学分的。
中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分,其中必修课程须达76学分(共同必修58学分+资工组核心须达分+(资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分)),专业选修本系课程须达12学分,其他选修课程须达12学分,通识课程须达28学分(含外语课程必修8学分)。台湾“中央大学”为136学分,台湾“清华大学”为136学分,其中必修和必选学分126,其他与导师商量决定。
美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制,其中加州大学伯克利分校为120学分,麻省理工大学为90学分,加州大学洛杉矶分校为186学分,斯坦福大学为180学分。
2.2教学管理
在教学管理上,斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外,本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业,并且选择专业后允许更改,只要毕业时满足专业培养方案即可。
国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一,分为大类培养、专业培养和特殊培养3类,前两年不分专业,按学科分类集中培养。
台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程,再分小专业完成各学程,包括基础课、核心课和进阶课。
教学分组是现在的主流课程架构,也是体现专业方向的主要形式,分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学;台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式,台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。
2.3实验与实践教学
计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学,而目前课程该如何进行教学?这不仅是实验问题,如何以工程教育专业论证为目标,怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式,尤其是美国的大学,大作业体现的是实验与理论教学的结合,是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识,还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如,斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点,每1~2周有一次大作业,针对不同的任务,要求学生用不同的语言实现,使学生加深理解各类编程语言的应用场合;麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程,再修3门或4门核心课程,最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。
3智能科学与技术课程体系分析
智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上,需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究,主要包括感知技术和信息融合技术;自然语言处理与理解技术;知识处理(认识)技术,包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等;机器学习技术,特别是统计与规则相结合的学习技术;决策技术,即知识演绎技术特别是不确定推理技术等;策略执行技术,即控制与调节技术;智能机器人技术,特别是面向专门领域的智能机器人技术;智能机器人之间的合作技术;基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术;智能信息网络技术。
国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学,西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中,专业必修课程(2分)包括:①专业数学/理论基础(15学分):算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑;②硬件与系统基础(分):数字逻辑设计、微机原理和信号与系统;③智能基础(5学分):脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程(15学分)包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程(29~32学分):学生按照自己的兴趣,参考智能的2个专业方向推荐专业课组合,自行选择,至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他:①公共核心课程(分):智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理;②专业方向课程(11~15学分):机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。
西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。
建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求,设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”,湖南大学偏重“智能系统”,但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类,更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS;其次是专业,计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主,湖南大学的智能科学与技术专业强调系统,因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课,然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等;研究学位课程包括模式识别、人工智能等,主要体现为智能科学与技术基础(人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别)、核心(智能控制导论、智能数据挖掘)和应用(机器人学)。
4结语
(1)在课程计划实施过程中,教师需要遵循课程的时序图,即描述课程的进阶关系,从本科直到研究生,同时还可以实行一定的修课限制,如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论,若数据结构不及格不能修算法设计课程等。
(2)程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件,如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”,湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。
(3)鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动,如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT(student research training)计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。
(4)精炼的课程教学。核心课程应该精且必须加强课程实验,只有对方法和理论有正确的认识才能掌握这门课程,而动手完成实验才能真正融会贯通。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校的学生具备扎实的数学和计算机专业知识后,都需要进行大量的实践创新训练。
摘要:面向社会需求,以创新型和实践型人才培养为目标,本文通过线上线下混合教学方式的引入,建立师生互动教学平台,以培养学生的动手能力、独立思考问题的能力和创新地解决问题的能力。
关键词:混合教学;线上线下;交通工程;创新人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)18-0180-02
新形势下,互联网技术和通讯技术日趋成熟,交互式网络教学平台在我国迅速发展。网络教学形式的开放性、灵活性和多样性备受推荐,成为广大师生最受欢迎的教学方式之一。本文利用现代信息技术的优势,拟在传统的课堂教学基础上,结合网络授课,基于《交通工程导论》课程,搭建混合教学平台,将线上教学和线下教学有机结合,创新地开展师生互动式教学模式。
一、混合教学模式的界定
混合教学模式是基于多种理论指导,运用多种教学设备和工具、教材和媒体,坚持以学生为主体、教师为主导的教学理念。它将课堂教学方式与互联网教学方式有机结合,建设良好的教学环境,最终达到最优教学目标的一种教学模式[1]。
混合教学模式可结合课堂面授和网上教学的优点。课堂教学以“教为主”,网络教学强调学生和老师的互动,在实际的教学实践中可以显示老师的主导作用,同时也能突出学生的主体地位,多种方式引导、帮助学生积极地与老师进行沟通,课后巩固课堂教学知识,提高教学效果。混合教学模式以能力培养为主,注重课堂面授教学与在线教学的互补,以发挥其最大的优势。
线上线下混合教学模式充分利用了当前网络教学可视化、面对面沟通的优势,将集中的课堂教学部分转移到日常生活中,教师和学生可利用业余的零散时间进行知识巩固;同时,混合教学模式改善了传统的枯燥、单调的课堂教学模式,提高了学生学习的兴趣。
二、混合教学环境搭建
混合教学环境包括硬件环境和软件环境[2]。硬件环境包括教学环境的准备,涉及教室和教室内多媒体设备、网络教室、校园网建设、教学资源库、教学平台安装,以及平台的管理和维护。软件环境包括课程教学计划制定、教学资源搜集、开放教学空间搭建、网络课程的设计和制作、课程习题库建设等。软件环境主要为学生主动学习提供平台,加强老师和学生的互动。
硬件教学环境提供基本的教学设施,软件教学环境保证了教学的顺利开展,并在一定程度上提高了教学效果。从一定意义上来讲,混合教学模式中软件教学环境的搭建是其与普通教学模式的主要区别。
三、混合教学课程规划
对《交通工程导论》课程而言,应站在国际化交通大舞台的前沿,进行课程改革方案设计,充分融合当今各城市出现的交通问题,以解决实际问题为主。课程应紧密结合交通背景和课程拟解决的问题,如交通拥堵的解决方案、交通需求措施的实施、城市规划和土地利用规划的协调、道路网规划等问题[3]。
目前教学大纲中,《交通工程导论》课程为60学时,每周4学时。实现教学模式多样化后,增加线上教学的课时量。参考其他专业和学校的教学模式设计,拟安排线下教学30学时,线下教学模式20学时,增加课程设计环节10学时。
教学内容以教材为主,包括交通参与者行为特性、交通流理论、道路通行能力、交通规划、公共交通系统分析、道路交通管理与控制、停车设施规划、交通安全、交通环境和道路景观设计、交通仿真等主干课堂。
四、课程教学方式设计
线上教学方式采用目前教学过程中广泛应用的开放课程[4,5],包括微课、视频公开课(Open talks)、TED、课件(Courseware)、MIT OCW、在线课程、网络课程(Online Course)、大规模开放在线课程(MOOCs)、学术交流资料(Conference,Lecture)等。授课老师针对某些课程或知识点,制作视频课程,上传到指定的网络教学平台。此外,开发网络互动平台,为老师和学生提供面对面的沟通机会,增加了交流的及时性和有效性,诸如“实时通讯”的沟通方式,同时也提高了学生学习的兴趣。
线下教学方式:针对某些特定的知识点,以文字、幻灯片、音视频、动画等方式进行具体、详细地展现和讲解;然后以案例的形式巩固和加强知识点的理解。如《交通工程导论》中的交通流知识点,可以以动画的形式生动地表现交通波的传播过程;交通规划内容可以用案例的方式,详细讲解四阶段交通规划法的应用。
课程教学活动可以分为线上和线下两种形式。在线活动包括在线答疑讨论、课程问卷、教学邮箱、教学笔记、个人资源、研究型教学、课程作业、在线测试等。线下教学包括课堂活动,如课堂讲解、讨论、答疑、案例分析、小组活动等,以及室外的实验室、现场教学,如实验室操作、训练、观摩、调研等。两者相辅相成,互相补充。
线上和线下教学的结合可依据下述原则来进行:
1.线上线下混合讲授,在统一的教学大纲指导下进行。线下教学主要是以教师为中心,讲授式教学,以知识的系统讲授为主。线上学习以学生自主看视频为主,学生自主进行系统知识的学习,强调学生与老师的沟通。在此种方式下,课前预习、课程测试和作业以在线形式完成,包括在线、在线讨论、在线作业和在线博客的方式。而课堂讲授仍以传统的教室授课的形式展开。线上和线下教学遵循统一的教学大纲,因此在制定培养计划时,需考虑到线上教学的比例和内容;拟定教学大纲必须制定详细的教学计划和实施方案。
2.在线讲授,定期辅导的方式。线下教学与传统的课堂教授类似,学生在互动网络平台上进行系统知识学习,以课为主。线上辅导针对知识内容的薄弱环节进行有针对性的讨论与辅导。在线讲授的关键环节在于针对特定知识点,制作图文并茂、音视频合一的课件,如视频、PPT等,详细讲解可提升效率。在线讲授与课堂授课的不同点在于:课堂授课是系统学习,针对全体学生,需注重知识的普适性;而在线讲授需针对具体知识点,注意特定学生的接受程度。此外,可借助于各种定性评价方法,对教学效果进行评估,实现有效“反馈”,引导学生进行有针对性的讲授、辅导和讨论。激发学生的自发性学习兴趣,主动提问,及时沟通,充分利用网络教学的优势,提高学生学习的主观能动性。
五、混合教学课程的评价和考核
混合教学课程的评价分三方面。教学资源评估:评估内容包括资料的完备性、丰富性、前沿性、开放性等,评估学生的学习效果和教师的教学反馈。教学效果评估:考核课堂教学效果和在线学习效果,增加在线学习效果的权重,将线上问答、视频学习、线上交流纳入到考核指标中。教学实施过程的评估:由第三方介入,聘请本专业的教授组成督导团,随时参与到课程教学环节中,通过随堂听课、参与线上互动、与学生交谈等方式,对教学过程进行评估。
考核综合多种方式,除了传统的课堂笔试成绩外,线上学生的参与程度、作品的展现形式、对理论知识的应用能力和解决问题的能力,将作为重要的考核指标。此外,课程设计环节、学生对知识的掌握能力,也将加入到考核中。三种成绩的权重需要通过调查,慎重确定。
通过对教师和学生的综合评估,分析混合教学存在的问题,不断更新教学方案,反馈教学效果,达到提高学生掌握和应用知识的综合能力的目的。
通过搭建线上线下混合式互动教学平台,为老师和学生提供了可以实时通讯的公开开放的沟通方式,将传统的老师讲、学生听的教学方式转变为老师引导学生主动学习。以不同类型的教学资源为媒介,提高学生学习的兴趣,改进教学效果,充分挖掘了学生的主观能动性和逻辑思维能力,对于培养创新型、研究型人才打下了良好的基础。
参考文献:
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收稿日期:2016-11-28
关键词:物联网工程专业课课程体系;感知层;网络层;应用层;体系结构
中图分类号:TP391.44-4
1 物联网工程专业设置的必要性和可行性
“物联网”[1]的概念于1999年提出,本意是“物与物相连的互联网”,物联网是通过红外感应器、射频识别(RFID)、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术,依据通信协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和处理,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神,为了加大新兴产业人才培养力度,加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新,大力培养新兴产业相关专业的人才,满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求,北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉,培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备,为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。
2 物联网工程专业知识体系架构
物联网与传统网络的主要区别在于,物联网扩大了传统网络的通信范围,即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信,还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。
2.1 感知层
感知层,也常称为感知控制层,解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3],包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层,是物联网应用的基础,是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层,感知层具有十分重要的作用。
感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集,其中涉及射频识别(RFID)、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理,并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。
2.2 网络层
物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层,并提供透明的数据传输能力。其中,基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。
2.3 应用层
应用层主要将物联网技术与行业系统结合,将信息转化为内容,实现物物互联的应用解决方案。概括起来,物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比,物联网加进了感知层,降低互联门槛,实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。
在高性能计算和海量存储技术支持下,应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理,整合为相对准确的结论,并为行业应用提供智能的支撑平台。
3 物联网工程专业课课程体系设置
3.1 专业定位
本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科,面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要,突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础,面向物联网应用系统的程序设计技术,各种信息处理网络应用系统的工程实践能力,以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识,能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。
3.2 培养目标
物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求,建设创新型国家发展战略的需要,具有雄厚的基础,强大的综合实力和专业适应能力,具有社会责任感,具有信息采集和检索、分析和处理能力的,具备良好的动手实践能力和创新能力,能胜任通信,传感器网络及电子信息处理技术领域的研究,设计、开发、系统集成及管理与教学,并具有创新能力,能够在计算机和通信等领域起领军作用,具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。
3.3 课程体系结构设置
物联网工程专业是新兴专业,由于整个行业在我国都处于发展阶段,因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少,学生有可能对于专业的认知度不高,应当加强专业认知方面的教育,同时,通过实验演示等方式,让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新,是学生们对于专业有一个全方面的认知,从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。
我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展,物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习,同时,重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系,力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。
物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点,注重课程体系的交叉融合,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下,将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。
3.3.1 基础教育
在基础课程的教学中,尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习,使学生充分意识到学习这些知识的重要性,物联网专业在国内属于新兴专业,国内起步较晚,需要查阅大量的外文资料,因此,需要良好的英语水平,尤其是专业英语水平,在教学中,适当引入专业英语教学。同时,在基础课程的学习中,应该加强学生对于政策法规的学习,避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。
3.3.2 专业教育
专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节,共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节,高素质的人才需要有过硬的专业基础知识,通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识,能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。
(1)专业基础课课程结构设置及分析
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程,突出专业定位和特色,拥有一定的广度和深度,多起点同时推进,学生在全方位的学习中,找到适合自己的发展方向。
在专业基础课程的教学中,起步难度要适当,既不能难度过大而吓退学生,打消学习积极性,也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行,理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握,学生能通过现象看到本质,有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况,专业基础课程计划安排一定的课外上机学时,使学生巩固课堂学习的内容。
(2)专业课课程结构设置及分析
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目,学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。
专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重,严格实训内容的考试。在专业课程的学习中,增加项目实训,适当引入企业项目,在学习中就能体验到未来工作中的实际感受,通过亲身体验,寻找差距,弥补不足。学生在毕业之后,能够迅速适应工作岗位,拥有较高的起点。
(3)专业主干课课程
具体包括:物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。
(4)专业选修课课程
无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。
3.4.3 实践教育
实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计(论文)。其中部分科目为选修,学生可以根据自身发展进行选择。
3.4.4 素质拓展与自主实践
素质拓展与自主实践方面,鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书,总学分不得低于10学分。
4 结束语
物联网工程是一个战略性新兴本科专业,它不是以理论为主导,重点在于工程应用,这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此,在制定专业教学计划时,要时刻以服务于社会发展需要为根本依据,把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来,依托学校自身的行业背景和学科优势,设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系,为国家战略性新兴产业发展,培养高素质专门人才多做贡献,争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。
参考文献:
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[4]马忠梅,孙娟.李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌八式系统应用,2011(11):46-47.
[5]范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京大学学报,2009(06):13-14.
[6]徐险峰.论以信息化带动工业化[M].成都:西南财经大学出版社,2006.
摘要:结合三峡大学光电信息科学与工程专业建设的研究与实践,从专业定位与培养方向、教学内容与方法改革、实践教学、教学改革
>> “大交通”背景下光电信息科学与工程专业建设改革探索 基于光电信息科学与工程专业大学物理教学的探索 基于光电产业需求的光电信息科学与工程专业的改革与实践 基于就业为导向的光电信息专业融合式教学改革的分析与研究 光电信息科学与工程专业创新型人才培养体系的探索与实践 地方高校应用型光电信息科学与工程专业人才培养的探索 面向应用型人才培养的光电信息科学与工程专业课程体系建设研究 光电信息工程专业实习教学改革的探索与实践 以就业为导向的光电信息专业融合式教学改革探索 光电信息类本科专业实践教学改革与体系建设 电子信息科学与技术专业校企合作办学教学改革的探索 电子信息科学与技术专业建设与改革研究与实践 电子信息科学与技术专业核心课程体系改革与研究 电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)导论课程教学研究和实践 新生研讨课“光电信息技术漫谈与应用”教学改革和实践 光电信息类“电磁场与电磁波”课程教学改革探讨 信息与计算科学专业图论教学改革研究 信息与计算科学专业实践教学改革研究 材料科学与工程专业电子信息材料课程教学改革研究 光信息科学与技术专业多维实践教学模式的探索与研究 常见问题解答 当前所在位置:.
[3]刘雁,蓝岚翎,谢世伟,等.光信息科学与技术专业课程体系的优化与实践[J].中国电力教育,2011,(7):87-88.
关键词:物联网技术与应用 教学目标 知识体系 内容安排 教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物联网(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出,随着技术和应用的发展,物联网内涵不断扩展[1]。目前业界普遍认为:物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[2-5]。
物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域,引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革,成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎[6]。近年来,在“两化融合”和“感知中国”等国家战略背景下,物联网发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。我国经济社会各领域蕴含巨大的物联网应用潜能,众多行业对物联网技术人才需求旺盛[7]。为此,中国传媒大学于2012年通过教育部审批,依托理工学部信息工程学院网络工程系开办物联网专业方向,成为全国较早面向本科生开设物联网专业方向的高校之一。
1 课程教学目标
《物联网技术与应用》是网络工程系物联网技术专业方向学生学习的第一门专业课,其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术,对物联网在各个领域的典型应用有所认识,在此基础上了解物联网系统的整体框架,明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系,为后续的学习打好基础,同时激发学生的学习兴趣[8]。因此,《物联网技术与应用》课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量,进而影响到我国物联网技术发展的进程[9]。
2 课程知识体系及内容安排
2.1 知识体系
物联网的架构分为3个层次:感知层、网络层和应用层,如图1所示[1]。
感知层是物联网的“皮肤”和“五官”,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。感知层中的自动感知设备包括:RFID标签与读写设备、传感器、GPS、智能家用电器、智能测控设备等;感知层中的人工生成信息设备包括:智能手机、智能机器人等。
网络层分为接入层、汇聚层与核心交换层。接入层通过各种接入技术连接最终的用户设备。汇聚层的功能为:汇接接入层的用户流量,进行数据分组传输的汇聚、转发与交换;根据接入层的用户流量,进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理,以及安全控制、地址转换、流量整形等处理;根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境。汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路构成了传输网。
应用层可以进一步分为管理服务层和行业应用层。管理服务层通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑的无缝连接,提供海量数据的高效、可靠地汇聚、整合与存储,通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算,为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务。行业应用层由多样化、规模化的行业应用系统构成,包括:智能电网、智能环保、智能交通、智能医疗等。
此外,涉及感知层、网络层与应用层的共性技术包括信息安全、网络管理、对象名字服务与服务质量保证等。
2.2 内容安排
《物联网技g与应用》课程的内容安排[10-12]如图2所示,其中,各部分包含的主要内容有[1-6]以下几方面。
物联网概论:物联网发展的社会背景、技术背景;物联网的定义与主要技术特征;物联网体系结构;物联网关键技术与产业发展。
RFID技术:自动识别技术的发展背景、条形码简介、磁卡与IC卡的应用、RFID、RFID应用系统结构与组成、RFID标签编码标准。
传感器技术:传感器;智能传感器与无线传感器;无线传感器网络;无线传感器网络通信协议与标准。
嵌入式技术:智能设备的研究与发展;集成电路;嵌入式技术的研究与发展;RFID读写器与中间件软件设计;无线传感器网络节点设计;可穿戴计算研究及其在物联网中的应用;智能机器人研究及其在物联网中的应用。
移动通信技术:通信技术的发展;移动通信技术的研究与发展;3G技术与移动互联网应用的发展。
定位技术:位置信息与位置服务;物联网中的位置服务;定位系统;移动通信定位技术、基于无线局域网的定位技术、基于RFID的定位技术、无线传感器网络定位技术。
数据处理技术:物联网数据处理技术的基本概念;海量数据存储技术;物联网海量数据存储与云计算;物联网数据融合技术;物联网中的智能决策。
信息安全技术:物联网信息安全中的四个重要关系问题;物联网信息安全技术研究;RFID安全与隐私保护研究。
物联网的应用:智能电网;智能交通;智能医疗;智能物流。
3 课程教学方法
自2014年春季学期《物联网技术与应用》课程首轮授课起至今,笔者已从以下几方面做了有益尝试,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻转课堂”模式将课堂内外相结合
翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。该教学模式需要学生在课后完成自主学习,即自主规划学习内容、节奏、风格和呈现知识的方式,可以通过看视频讲座、听播客、广泛阅读各种书籍、与其他同学讨论等方式进行。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习,其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习体验。翻转课堂是对传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆。
在该课程的讲授方式上,笔者尝试引入“翻转课堂”模式,转变以往授课过程中教师“满堂灌”、学生只是被动接受的传统教学模式,利用教学实践中小班授课、学生人数较少的优势,使每位同学都有机会走上讲台,轮流充当“教师”的角色,过一把“教师瘾”,从而充分调动学生的学习积极性和主动性。具体的实施过程为:首先,请每名学生选取物联网学科中自己较为感兴趣的一项具体技术作为自己的讲授对象,通过广泛查阅书籍文献资料、上网搜索最新科技资讯等方式了解该项技术的来龙去脉、前世今生及发展前沿。然后,请学生自制课件,通过文字、图片、视频等方式形象生动地向大家讲解艰涩枯燥的具体技术内容。其间,其他同学可以随时提问,形成良好的互动效果,极大地活跃了课堂气氛,同时也锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力。最后,由教师点评学生的表现,指出其讲解的优缺点,并补充完善知识点内容。学生的个人表现很大程度上决定了该门课程的个人结课成绩。通过3年来具体的实践,笔者发现学生们搜集资料的深度和广度都远远超出了笔者的预期。作为老师,在授课的同时也收获了很多新知识,达到了教学相长的目的。
3.2 教学与科研相结合
教师授课过程中应避免简单生硬地照本宣科,而应以自身的科研经历和科研体会现身说法,以激发学生的学习兴趣。物联网作为一门新兴学科,发展日新月异。每轮备课时都要加入新的科技进展,对于教师来讲,在科研方面需要不断地关注科技前沿动态,及时更新知识,极具挑战性。就笔者而言,由于一直从事数据挖掘领域的研究,在讲授第八章《物联网数据处理技术》时,就结合目前正在进行的有关电视节目受众收视情况的数据挖掘研究课题,以实验中具体的数据、模型为例,为学生讲解数据挖掘技术的具体流程和其中的关键步骤,从而进一步加深学生对该技术的理解程度。
3.3 “走出去”与“引进来”相结合
“走出去”是指教师应当经常参加国内外相关教研机构组织的高校物联网专业建设的培训班、研讨会等,广结同行,吸取其他兄弟院校专业建设、课程改革的成功经验,达到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,还可以与国内一些专业从事物联网技术的企业建立良好的合作关系,建立学生实习、实训基地。学生可以到企业实地参观相应的产品生产线,以便与课堂中学到的知识点概念、原理联系起来,获得感性认识,从而加深理解。同时,学生可以利用寒暑假时间到企业实习或选派学生到企业进行毕业设计,不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式,还可以为企业提供专业的人才,拓展学生的就业渠道[13]。
“引进来”是指教师应当定期邀请国内外物联网专业的权威教授、相关技术人员走进课堂、走上讲台,为学生带来最新的行业发展信息。此外,在教材选择方面,教师应当不局限于国内出版的一些经典教材,还应当广泛引进国外的外文教材,追踪国际领先的前沿技术[14]。
综上所述,文章从“物联网技术与应用”课程的教学目标、知识体系及内容安排、教学方法等方面进行了探讨。由于物联网技术是近年来的新兴技术,该课程也是中国传媒大学理工学部信息工程学院网络工程系自2014年首次引入的新课程,一切还在逐步摸索过程中,因此,探寻一套适合本专业学生的课程教学方案任重道远。
4 结语
此文是笔者近3年来参加物联网专业建设研讨班培训、备课、授课的心得体会。由于笔者的验有限,考虑问题难免有失偏颇,望与各位读者共同探讨。作为一名青年教师,笔者未来仍然需要逐步沉淀,不断思考、总结、实践,为培养出社会需要的物联网专业人才贡献力量。
参考文献
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[6] 黄东军.物联网技术导论[M].北京:电子工业出版社,2012.
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2016年10月上海市高等教育自学考试各专业课程考试日程安排表
(第一周)(预告)
日期
学校、专业
2016年10月22日(星期六)
2016年10月23日(星期日)
上午9∶00——11:30
下午2∶30——5:00
上午9∶00——11:30
下午2∶30——5:00
华东师范大学
汉语言文学专业
C050114 (基础科段)
*(00031)心理学
*(00018)计算机应用基础
*(00529)文学概论(一)
*(00429)教育学(一)
*(00536)古代汉语
*(00531)中国当代文学作品选
*(00534)外国文学作品选
*(00012)英语(一)
*(00533)中国古代文学作品选(二)
汉语言文学专业
C050105 (本科段)
*(00540)外国文学史
(09073)唐诗研究
*(00321)中国文化概论
*(00539)中国古代文学史(二)
*(00541)语言学概论
公共关系专业
A050303 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00643)公关心理学
*(00644)公关礼仪
*(00646)公共关系写作
*(00182)公共关系学
*(00853)广告学(二)
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(00647)公关语言
公共关系专业
B050309 (独立本科段)
*(00147)人力资源管理(一)
*(00320)领导科学
*(03291)人际关系学
*(03300)现代媒体总论
*(00321)中国文化概论
*(03295)国际公共关系
*(03299)广告运作策略
国际贸易专业(国际商务方向)
A020109 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00088)基础英语
*(00208)国际财务管理
*(00020)高等数学(一)
*(00076)国际金融
*(00090)国际贸易实务(一)
*(04729)大学语文
经济学专业
B020115 (独立本科段)
*(00143)经济思想史
*(00142)计量经济学
*(00048)财政与金融(J)
*(00138)中国近现代经济史
*(04184)线性代数(经管类)
*(00043)经济法概论(财经类)(J)
(00104)证券投资分析
电子商务专业
A020215 (专科)
*(00890)市场营销(三)
*(00891)国际贸易实务(三)
*(00888)电子商务英语
*(00894)计算机与网络技术基础
*(00896)电子商务概论
电子商务专业
B020216 (独立本科段)
*(00910)网络经济与企业管理
*(00915)电子商务与现代物流
*(00995)商法(二)
*(00906)电子商务网站设计原理
*(00997)电子商务安全导论
学前教育专业
B040102 (独立本科段)
*(00401)学前比较教育
*(00409)美育基础
*(00394)幼儿园课程
*(00385)学前卫生学
*(12350)儿童发展理论
*(00387)幼儿园组织与管理
*(03657)学前教育研究方法
心理健康教育专业
A040109 (专科)
*(00031)心理学
*(05619)心理咨询与辅导(一)
*(05616)心理测量与评估
(00266)社会心理学(一)
*(00466)发展与教育心理学
*(04729)大学语文
心理健康教育专业
B040110 (独立本科段)
*(05624)心理治疗(一)
(05956)健康心理学
*(05627)职业辅导
*(00466)发展与教育心理学
*(05628)团体咨询
*(05621)心理的生物学基础
文化产业专业
B020155 (独立本科段)
*(04123)外国文化导论
*(04127)文化市场与营销
(04139)应用写作
*(04122)文化产业与管理
(07675)媒介经营与管理
上海外国语大学
英语专业
C050207 (基础科段)
*(00596)英语阅读(二)
*(00795)综合英语(二)
*(00597)英语写作基础
*(04729)大学语文
*(00794)综合英语(一)
英语专业
C050201 (本科段)
*(00600)高级英语
*(00429)教育学(一)(见说明5)
*(00830)现代语言学
(00840)第二外语(日语)
(00842)第二外语(德语)
*(00603)英语写作
日语专业
C050208 (基础科段)
(00606)基础日语(二)
(00844)日语阅读(二)
*(04729)大学语文
(09076)日语报刊文选
日语专业
C050202 (本科段)
(00610)高级日语(二)
(00611)日语句法篇章法
(00842)第二外语(德语)
*(00012)英语(一)
上海财经大学
会计专业
A020203 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00067)财务管理学
*(00020)高等数学(一)
*(00065)国民经济统计概论
*(00070)政府与事业单位会计
*(00156)成本会计
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(00043)经济法概论(财经类)
会计专业
B020204 (独立本科段)
*(00162)会计制度设计
*(00149)国际贸易理论与实务
*(00159)高级财务会计
*(04184)线性代数(经管类)
*(00161)财务报表分析(一)
市场营销专业
B020208 (独立本科段)
*(00186)国际商务谈判
*(00149)国际贸易理论与实务
*(00055)企业会计学
*(04184)线性代数(经管类)
*(00098)国际市场营销学
采购与供应管理专业(见说明9)
A020265 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00147)人力资源管理(一)
*(05362)物流英语
采购与供应管理专业(见说明9)
B020282 (独立本科段)
*(05374)物流企业财务管理
华东政法大学
法律专业 C030112 (基础科段)
*(00242)民法学
*(00223)中国法制史
*(00261)行政法学
*(00243)民事诉讼法学
*(04729)大学语文
*(00244)经济法概论
法律专业
C030106 (本科段)
*(00230)合同法
*(05678)金融法
*(00227)公司法
*(00257)票据法
*(00262)法律文书写作
*(00263)外国法制史
*(05680)婚姻家庭法
*(00169)房地产法
*(00228)环境与资源保护法学
法律专业
B030117 (独立本科段)
*(00242)民法学
*(00230)合同法
*(05678)金融法
*(00223)中国法制史
*(00227)公司法
*(00261)行政法学
*(00257)票据法
*(00262)法律文书写作
*(00243)民事诉讼法学
*(00263)外国法制史
*(05680)婚姻家庭法
*(00244)经济法概论
*(00169)房地产法
*(00228)环境与资源保护法学
金融管理专业(中英合作)(见说明6)
C020116 (基础科段)
*(04729)大学语文
金融管理专业(中英合作)(见说明6)
C020120 (本科段)
*(00055)企业会计学
*(00181)广告学(一)
上海公安高等专科学校
公安管理专业
C030401 (本科段)
*(00018)计算机应用基础
*(00372)公安信息学
*(00235)犯罪学(一)
*(00354)公安学基础理论(J)
*(00860)公安行政诉讼
*(04729)大学语文
*(00356)公安管理学(J)
*(00373)涉外警务概论
复旦大学
行政管理专业
A030301 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00147)人力资源管理(一)
*(00341)公文写作与处理
*(03349)政府经济管理概论
*(00182)公共关系学
*(03350)社会研究方法
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(00043)经济法概论(财经类)
*(00312)政治学概论
行政管理学专业
B030302 (独立本科段)
*(00067)财务管理学
*(00320)领导科学
*(00319)行政组织理论
*(00341)公文写作与处理
*(00261)行政法学
*(00321)中国文化概论
*(00316)西方政治制度
*(00312)政治学概论
*(00322)中国行政史
*(00323)西方行政学说史
新闻学专业
C050308 (基础科段)
*(00018)计算机应用基础
*(00655)报纸编辑
*(00654)新闻采访写作
*(00657)新闻心理学
*(00853)广告学(二)
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(00656)广播新闻与电视新闻
新闻学专业
C050305 (本科段)
*(00529)文学概论(一)
*(00662)新闻事业管理
*(00659)新闻摄影
*(00182)公共关系学
*(00321)中国文化概论
*(00244)经济法概论
*(00312)政治学概论
*(00660)外国新闻事业史
计算机信息管理专业
A082207 (专科)
*(04754)电子商务与电子政务
*(00342)高级语言程序设计(一)
*(02384)计算机原理
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(02120)数据库及其应用
*(02382)管理信息系统
计算机信息管理专业
B082208 (独立本科段)
*(02142)数据结构导论
*(00910)网络经济与企业管理
*(03173)软件开发工具
*(04737)C++程序设计
*(04757)信息系统开发与管理
机关管理及办公自动化专业
A030307 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00147)人力资源管理(一)
*(00345)秘书学概论
*(00341)公文写作与处理
*(00342)高级语言程序设计(一)
*(00261)行政法学
*(00182)公共关系学
(00346)办公自动化原理及应用
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
*(00509)机关管理
计算机网络专业
B080709 (独立本科段)
*(04747)Java语言程序设计(一)
*(02331)数据结构
*(00023)高等数学(工本)
*(04749)网络工程
*(02379)计算机网络管理
*(03142)互联网及其应用
计算机软件专业
B080711 (独立本科段)
*(02331)数据结构
*(00342)高级语言程序设计(一)(J)
*(04184)线性代数(经管类)
*(04737)C++程序设计
*(02333)软件工程
护理学专业
A100701 (专科)
*(02901)病理学
*(02903)药理学(一)
*(02996)护理伦理学
*(02113)医学心理学
*(02998)内科护理学(一)
*(04729)大学语文
*(03001)外科护理学(一)
*(03002)妇产科护理学(一)
护理学专业
B100702 (独立本科段)
*(00018)计算机应用基础
*(03006)护理管理学
*(03203)外科护理学(二)
*(03008)护理学研究
*(03009)精神障碍护理学
*(00182)公共关系学
*(03005)护理教育导论
*(03010)妇产科护理学(二)
*(03011)儿科护理学(二)
*(04436)康复护理学
上海交通大学
工业电气自动化技术专业
A080602 (专科)
(02269)电工原理
(02286)电力电子技术
*(04729)大学语文
*(02198)线性代数
*(00012)英语(一)
(02277)微型计算机原理及应用
工业自动化专业 (独立本科段)
B080603
(02290)C++语言设计
*(00023)高等数学(工本)
(02291)自动控制理论(一)
*(00420)物理(工)
计算机及应用专业
A080701 (专科)
*(02142)数据结构导论
*(00342)高级语言程序设计(一)
*(04729)大学语文
*(02198)线性代数
*(04732)微型计算机及接口技术
*(00012)英语(一)
*(02120)数据库及其应用
计算机及应用专业
B080702 (独立本科段)
*(02331)数据结构
*(04747)Java语言程序设计(一)
*(00023)高等数学(工本)
*(04737)C++程序设计
*(02333)软件工程
上海交通大学 上海旅游高等专科学校
饭店管理专业
A020211 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(00147)人力资源管理(一)
(00194)旅游法规
*(04729)大学语文
(00187)旅游经济学
上海大学
机械制造及自动化专业
A080301 (专科)
*(00018)计算机应用基础
*(02194)工程经济
*(02159)工程力学(一)
*(02195)数控技术及应用
*(04729)大学语文
*(00012)英语(一)
(02189)机械制造基础
机械制造及自动化专业
B080302 (独立本科段)
(02211)自动化制造系统
(02213)精密加工与特种加工
*(02202)传感器与检测技术
2012年,国家教育部了《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,将学科分为12个学科门类。在工学门类下设专业类31个,169种专业,其中,交通运输类(代码0818),下设专业包括:交通运输、交通工程、航海技术、轮机工程、飞行技术5个专业①。由于受地理位置、历史沿革、学校定位、师资力量、教科研水平、就业需求等多方面因素影响,交通运输专业方向和特色差异较大。第一类是“985”或“211”院校,例如哈尔滨工业大学和长安大学,其交通运输专业隶属于汽车学院,以实力较强的汽车相关专业为依托而后建立,与学院内部车辆类专业联系紧密,培养体系和课程设置紧紧围绕汽车运用和道路运输工程,主要就业方向为汽车制造行业、大中型企事业单位从事运输组织与规划管理、车辆技术管理、运输装备开发和检测等。第二类是有一定历史沿革的特色交通运输专业,如兰州大学,培养以轨道交通为主的应用型人才;北京航空航天大学,立足于航空与地面协同交通,培养以航空运输为主的复合型人才;大连海事大学交通运输管理学院下设的交通运输专业主要面向培养水运、港口经营与管理、外贸运输业务与技术的高级工程与管理人才。该类院校毕业生就业方向明确,大多专业直接与特定单位对接。另一类是地方本科院校,相比于前两类没有特别鲜明的专业特色和特定的就业方向,这类专业一般设置在工程学院,但却是工程学科里面相对偏“软”的专业,这类院校多数属于地方本科院校,由于师资力量、科研实力、社会资源、就业市场的认可度等相对于前两类院校都有一定差距,培养的毕业生学术和应用兼有,但能力都相对弱。近年来,随着我国经济发展格局的变化和传统产业结构的升级,这类院校的交通运输专业人才呈现饱和过剩的状态,而较强的技术技能型交通运输人才无论在需求数量、需求结构还是在需求层次上都出现了严重短缺现象。为解决这目前技术技能型本科人才的短缺,2014年,国务院关于《加快发展现代职业教育的决定》明确提出,采取试点推动示范引领等方式引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型②。决定指明了我国地方本科院校转型发展基本方向为直接面向就业需求的应用技术型人才培养。黑龙江省佳木斯大学属于黑龙江省的地方型本科院校,该校的交通运输专业下设于机械工程学院,本文以该专业为例,探讨地方本科院校交通运输专业的以就业导向为目标的课程体系改革。
二、交通运输专业的人才培养特色和就业趋向
交通运输和其它工程类专业一样,需要培养出具备扎实的科学理论基础、掌握相应的工程原理、能够将理论和原理灵活地应用于工程实践中并有所创新的人才。除此之外,交通运输领域所涉及和涵盖的内容广泛,就业面较宽,2007—2010年本专业就业统计数据显示,毕业生就业形势较好,就业去向分布广泛,近49%毕业生进入汽车整车、零配件制造销售及其相关产业领域,运输企业、交通工程建设企业和保险公司汽车保险理赔现场查勘定损占8%,各地运输管理部门5%,职业技术院校和科研单位占5%,物流企业占5%,考取研究生占13%,另有15%跨行业择业。而2011—2014年毕业生就业形势严峻,毕业生就业去向趋于分散化,而且超跨专业就业比例越来越大。毕业生进入汽车整车和零配件制造行业、交通工程建设企业,职业技术院校和科研单位的比例在逐年减少,主要原因是近几年大学毕业生供大于求,这些用人单位在选择余地更大的情况下,更倾向于车辆工程、机械土木工程等专业的学术和应用“双强”型毕业生。近四年来,运输企业和保险理赔现场查勘定损、汽车整车和零部件销售以及物流企业的就业比例在有所增加,这些以往主要招收管理类专业的用人单位看重的就是交通运输专业毕业生所具备的厚实的工程应用技能和一定的管理理论和意识。针对就业需求的新形势,交通运输专业必须根据社会需求对高校专业设置的反馈进行分析,使人才培养与未来的长期就业需求对接。这就要求大工程背景下构建人才培养方案和设置课程体系时,要着重处理好公共课、基础课、专业基础课和专业课;自然科学课程、人文和社会科学课程;必修课和选修课;实验实践教学与理论教学之间的关系。缺少了与培养目标紧紧相扣的完善的人才培养方案和课程体系,“厚基础,宽口径”输出人才就只是高校为响应教育部和迎合就业市场的空口号。
三、交通运输专业课程体系存在问题
在工程大类招生培养模式下,交通运输专业课程分为理论课程(包括课内实验实践)、实践环节两大模块。理论课程的学习分为通识教育课程、学科基础课课程、专业课程三个阶段。新生入学只分班级,不分专业,前三学期学习公共基础课和学科基础课程,第三学期期末根据以往学习成绩和个人志愿分专业,正式进入专业课程的学习。通识教育课程共计4分,占总学时比例为25%;学科基础课程包括:高等数学A,大学物理B,大学物理实验,工程制图和专业认知导论五门课程,共计27学分,占总学时比例为18%;专业课分为专业基础课、必修课和选修课,占总学时比例分别为25%、22%和10%;实践教学环节模块包括各类实习、课程设计、毕业设计(论文)等,共计44周。从以上数据可以看出,交通运输专业在宏观体系结构和学时分布上,注重学科基础的形成,符合“厚基础,宽口径”的人才培养原则。各层次内部的课程设置和综合培养效果存在一定的问题。问题之一:专业方向的划分时间。交通运输有三个主要的专业方向:汽车运用方向、运输规划与管理、物流工程。这三个方向所对应的专业课的设置差异较大。学生进入专业课程学习后的第四———第六学期不分方向,三个学期主要以专业基础课和必修课学习为主。专业基础课主要是为了强化工程基础,开设课程包括线性代数、理论力学、材料力学、机械原理等工科必修课程,专业必修课面向宽口径,包括:运筹学、汽车构造、交通运输工程学、交通管理与控制等课程,开设课程跨越三个专业方向的主干课。专业方向的划分和选择是在第七学期,以选修课为主。这种课程设置方式虽然夯实了学科基础,有利于学生的兴趣发掘和培养,避免专业分方向时的盲目,但单方面强调专业的宽口径,却忽视了课程之间的过渡和衔接,导致课程体系缺乏系统性和完整性。通过了解发现,学生修完所有的专业课程后普遍感觉是“好像什么都懂,又好像什么都不懂”,虽然交通的每个方向都有所了解,但留于表面,很多感兴趣的或者是未来欲从事的就业方向的课程学习的不够深入。问题之二:课程选修体系缺乏弹性,体系需进一步完善。分方向后,学生选课时通常是:“7选5”,即从7门选修课中选取5门,给予学生的选择余地很小,选修课往往变成了必修课。为了强调课程的系统性和完整性,第七学期专业学习方向确定后,只能在各自方向内选修课程,不能跨方向选修,这也是不合理的。就业市场和用人需求环境是动态变化着的,任何专业方向的划设都只能是和就业需求大范围的模糊匹配,实现不了人才培养和岗位要求一一对应,而允许跨专业方向、跨系部、甚至是跨学院任选课程这种弹性选课体系,可以利用现有的工程教学资源,能在不增加教学资源投入和成本的情况下,有助于为那些有明确就业岗位要求和兴趣的学生形成个性化的知识体系,提升学生的学习兴趣和对专业的自我认同感,进一步缓解就业压力。
四、建立就业导向型专业课程体系
就业导向型专业课程体系的设置思路大体包括以下三个方面:
1.适当提前专业方向分流的时间,增强人才培养的系统性。针对以上的问题,笔者认为可以将专业分流时间提前至第五学期期末,从第六学期期初即进行分专业方向学习。当然,这种提前并不单纯是时间上的提前,整个专业课程的设置体系都要随之进行相应的改动。第五学期开设三个方向的主干课程,让学生整体对交通运输每个方向形成基本认知,然后第六———七学期分方向设置专业方向必修和选修课程。
2.建立学生兴趣与就业导向相结合的弹性课程选修体系。提前进行专业方向分流能够提高学生知识体系的系统性,但也有时会禁锢学生的自我发展,这种局限性可以通过灵活的选修课制度和体系来弥补。这里笔者提出,允许跨专业方向、跨系部、甚至是跨学院任选课程,但这种并不是随意选择,而是有“边界”的。综合本专业教师、业内教育专家和企事业用人单位的意见和建议,针对目前及未来本专业的岗位需求,建立基于就业导向的选课指南,以此作为既有的专业方向课程体系的一种补充,这样就不会增加教学管理的成本和难度,又为那些有明确就业方向和特别兴趣的同学提供个性化的培养模式,这种选课制度弥补了目前课程设置体系的局限,激发了学生的学习兴趣和潜能。
3.逐步建立健全网络化的课程体系。网络课程建设是拓宽教学空间,促进教学模式、教学手段和教学方法改革,提升教学质量的主要途径。网络课程是增加学生知识面、提高学生自学能力、增加学生学习兴趣、培养学生能力。网络课程建设不仅限于本校本专业教师,而是将企事业单位的技术人员请到网络课堂上来,与教师共同完成,实现教材中的理论与岗位中的实践紧密结合的目的。
五、结束语