基于云資源平臺的智能控制類課程教改研究*

榮喃喃 朱新軍 王紅一 李云鵬

天津工業(yè)大學 天津 300380

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）概念提出至今已有60多年的歷史，隨著《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的逐步實施，其對國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要性不言而喻。人工智能是世界新一輪科技革命的重要驅動力量，加快人工智能科技和產業(yè)的發(fā)展是關乎國家在新一輪科技變革中搶占先機的關鍵問題，而人工智能專業(yè)領域人才的培養(yǎng)又是重要基石[1-2]。伴隨《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》的發(fā)布，積極推動人工智能專業(yè)教育創(chuàng)新，彌補人工智能領域人才缺口成為高等專業(yè)教育改革的趨勢。隨著“新工科”建設的火熱進行，智能控制類課程成為人工智能專業(yè)課程設置中的核心課程群[3-4]。作為多學科融合的智能控制類課程，其快速發(fā)展標志著人工智能、認知科學、模糊集理論和生物控制論等學科的快速發(fā)展，在當前大環(huán)境下進行課程教育改革勢在必行[5-6]。

1 優(yōu)質資源共建共享的云資源教育平臺

隨著云計算、移動互聯網、物聯網等科技手段的發(fā)展，優(yōu)質數字教育資源的共建共享逐漸成為教育領域不可或缺的一種學習教育方式?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2010—2020年）》中提出了優(yōu)質資源建設和共享等行動計劃，云資源教育平臺的建設和運營是支撐行動計劃實施落地的有力手段和重要保障。如圖1所示，云資源平臺能夠實現科學技術和教育教學的深度融合，提高教育公平性和教育質量，全面推進教育信息化可持續(xù)發(fā)展。

圖1 云資源教育平臺

云資源教育平臺的主要特點是資源共建共享公平化、教育教學平等無差異化、平臺建設管理一體化、教育資源定制學習個性化等。教師不僅可以獲得大批量的網絡和媒體等優(yōu)秀精品電子教學資源，還可以遠程和教育專家探討教學問題、交流教學經驗。云資源教育平臺融匯各類優(yōu)質數字資源，通過網絡共享的方式促進教育發(fā)達地區(qū)和教育落后地區(qū)的無差異化教育。此外，云資源教育平臺由教育部門和第三方管理單位共同運營，通過托管或者自建的方式打造學習資源和應用單元目錄，包括數字校園、學習社區(qū)、專業(yè)教育、實踐課程等各類資源門類?；谙冗M的互聯網技術，云資源教育平臺為教師提供了更為科學的教學模式，通過海量的數字資源和教育社區(qū)的交流，教師可提取本專業(yè)的優(yōu)質資源，采用更加協(xié)作互動的教學環(huán)境，進而在混合型的教學方式中讓學生全方位地實現立體化學習，促進教育公平化和均衡化?；谠瀑Y源教育平臺，教師可在線上進行云備課、云教學、云管理、云測評、云教研、云互動等操作。

2 智能控制類課程教學中存在的問題

得益于人工智能專業(yè)的廣泛開設，智能控制類課程作為多學科交叉的核心課程，成為發(fā)展迅速的新興課程群，主要包括經典控制理論、現代控制理論、生物控制論、模糊控制理論和神經網絡等先進控制技術。相較于經典控制理論課程群，智能控制類課程理論還需要不斷成熟和完善，但其所取得的研究成果顯示了課程蓬勃的發(fā)展趨勢。

2.1 教材陳舊單一

智能控制類課程教育的教材往往存在陳舊單一的問題。隨著技術的不斷發(fā)展和進步，智能控制技術與應用也在不斷擴展和更新，所以相關教材的更新速度必須與時俱進。然而，學校和出版商在更新教科書時往往不能跟上技術發(fā)展的步伐。教材內容陳舊過時，使得學生無法了解和學習該領域最前沿的技術。此外，教材往往會出現冗余、重點不明確等情況，使課程受到局限，缺乏靈活性，按照傳統(tǒng)教材授課時，往往缺乏對課程知識的延伸，學生在被動學習中逐漸喪失學習積極性，不再主動投入精力對相關知識進行研究分析。

2.2 缺乏理論結合實踐的環(huán)節(jié)

智能控制課程往往只注重對理論知識、理論模型和算法的講授，對實踐環(huán)節(jié)的重視程度不夠，忽視了與現實問題的聯系，智能控制課程需要通過實際案例引導學生學習，然而，現有的教育體系往往缺乏相關的案例和實踐經驗，學生在掌握實際應用技能時，往往存在銜接上的漏洞，這使得學生難以將所學的理論知識與實際應用相結合，難以理解控制理論在實際應用中的作用和價值。

2.3 缺乏跨學科的融合

智能控制課程需要多個學科領域的知識，如電子學、計算機和機械學等。然而，現有的教育體系往往不能有效地整合這些領域的知識，而跨學科的整合可以使學生更好地理解智能控制的概念和應用，從而更好地應對復雜的現實世界問題。缺乏跨學科整合的主要原因是教育系統(tǒng)的隔離。在許多大學里，來自不同學科的教師通常孤立地開設自己的課程，而不與其他學科的教師合作。這種缺乏整體性的教育方法使得學生很難將不同學科的知識和技能整合到一個綜合的課程中。此外，智能控制課程教育中缺乏跨學科的整合也可能導致學生視野狹窄。如果只學習單一學科，學生可能無法理解智能控制與其他學科的關系，這可能會限制他們的思維方式和解決問題的能力。

3 基于云資源平臺的智能控制類課程的改革策略

在傳統(tǒng)的智能控制類課程教學中，大多數學校都是采用課堂講解和實驗操作相結合的方式進行教學，但是這種方式存在著上述諸多問題。為了解決這些問題，可以利用云資源平臺進行課程教學內容的調整。基于云資源平臺深入探討智能控制類課程的改革策略。

3.1 整合海量云端資源，調整課程內容

首先，可以錄制課堂授課內容，并上傳到云資源平臺進行存儲和共享。這樣一來，學生可以隨時隨地通過網絡觀看課堂授課視頻，提高學習效率。其次，在云資源平臺上的智能控制類課程中，應增加與云計算、大數據、人工智能等相關的新技術內容，讓學生了解和掌握這些新技術的基本知識和應用場景。由于云計算、大數據、人工智能等新技術的快速發(fā)展，教材需要及時更新，與時俱進。教材內容應注重實用性和應用性，幫助學生理解和掌握實際應用中的技術和方法?？傊?，海量云教育資源的整合可以為智能控制課程改革提供重要的支持和幫助，提高教學效率，促進教學創(chuàng)新，提高教學質量，從而更好地滿足學生的學習需求。

3.2 加強實踐環(huán)節(jié)的設計

首先，課程設置實踐環(huán)節(jié)，在實踐環(huán)節(jié)中引入云資源平臺，讓學生在云平臺上完成實踐任務。實踐環(huán)節(jié)應具有一定的實踐意義和應用價值，并與本課程的理論知識緊密結合。然后，引入項目式學習，通過組織項目式學習，將課程中所學的理論知識與實踐環(huán)節(jié)相結合，使學生通過項目實踐掌握相關技能。同時，項目式學習還可以提高學生的團隊合作和解決問題的能力。值得一提的是，在實踐環(huán)節(jié)中，要為學生制定具體的實踐任務，讓學生根據實踐任務的要求，在云平臺上完成相關操作，從而鍛煉學生的實踐能力。其次，建立實踐指導機制，引導學生完成實踐任務，同時提供必要的技術支持和指導。最后，將虛擬仿真環(huán)境與云平臺結合，為學生提供一個安全、可靠的實驗環(huán)境。學生可以在虛擬仿真環(huán)境中進行實驗和調試，以此來加深對課程理論知識的理解和掌握。

3.3 推進跨學科的融合

首先，需要采用跨學科的教學方法，加強跨學科實踐。將不同領域的知識和技能融入課程，鼓勵學生積極參與跨學科的合作項目，促進不同學科領域的融合。其次，開展跨學科的課程設計和研究。對于云資源平臺的智能控制課程，可以邀請不同學科領域的專家共同進行課程設計和研究，確保課程內容和教學方法符合跨學科要求。再次，建立跨學科的課程管理機構，協(xié)調不同學科領域的教師，整合各種資源，推動跨學科課程的開發(fā)和實施。然后建立交流平臺。通過建立跨學科教師交流平臺和學生社區(qū)，促進不同學科領域教師和學生的交流和互動，推動跨學科融合。最后，提供跨學科培訓和支持。為教師提供相關的跨學科教育培訓和支持，幫助他們更好地應對跨學科教學和實踐的挑戰(zhàn)。同時，也要為學生提供跨學科研究和實踐的機會，提高他們的跨學科能力。

3.4 教學方式和課程評估方式的改變

3.4.1 教學方式的改變

在傳統(tǒng)的智能控制類課程教學中，教師以講授為主，學生以聽講為主。但在云資源平臺的支持下，該課程的教學方式發(fā)生了很大的變化。首先，教師可以利用云資源平臺提供的在線答疑功能，及時回答學生的問題，提高學生的學習效果。其次，學生可以通過云資源平臺提供的在線討論功能與教師和其他學生進行交流和討論，提高學習興趣和學習效果。

3.4.2 課程評估方式的改變

在傳統(tǒng)的智能控制類課程教學中，課程考核主要是采用考試和實驗報告的方式。但是，在云資源平臺的支持下，課程考核方式也有了很大的改變。首先，教師可以通過云資源平臺提供的在線測試功能，為學生提供更加靈活多樣的考試方式。其次，學生可以通過云資源平臺提供的在線作業(yè)功能及時提交作業(yè)，并獲得教師的反饋和評價。總之，基于云資源平臺的智能控制課程教學改革研究可以使課程教學內容更加豐富多樣，課程教學方式更加靈活，課程考核方式更加科學客觀。這對于提高學生的學習效果和教師的教學質量具有重要意義。

4 結束語

本教學改革研究旨在探索基于云資源平臺的智能控制課程的教學改革，提高學生的學習效果和應用能力。通過教師的創(chuàng)新教學和學生的積極參與，教改取得了一定成效。首先，通過引入云資源平臺，學生可以在更便捷的環(huán)境中獲取課程資源，可以自主選擇學習方式，提高了學習的靈活性和自主性。同時，云資源平臺可以支持更多樣化的教學模式，如在線交流、實驗模擬等，優(yōu)化了學生的學習體驗。其次，本次教學改革注重提高學生的應用能力。通過實驗教學和案例教學，學生可以更深入地理解課程內容，并能將所學知識應用于實際問題，提高了課程的實用性。最后，教師在教學過程中發(fā)揮了重要作用。通過不斷探索和創(chuàng)新，教師可以設計出更貼近學生需求的教學模式，針對學生的不同情況進行個性化教學，優(yōu)化教學效果?？傊?，基于云資源平臺的智能控制課程的教學改革提供了一種新的教學模式。通過不斷創(chuàng)新和實踐，可以進一步提高學生的學習效果和應用能力，促進教師的專業(yè)發(fā)展和教學水平。希望今后能夠繼續(xù)深化教學改革，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才作出更大貢獻。