基于云资源平台的智能控制类课程教改研究*

荣喃喃 朱新军 王红一 李云鹏

天津工业大学 天津 300380

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）概念提出至今已有60多年的历史，随着《新一代人工智能发展规划》的逐步实施，其对国家发展战略的重要性不言而喻。人工智能是世界新一轮科技革命的重要驱动力量，加快人工智能科技和产业的发展是关乎国家在新一轮科技变革中抢占先机的关键问题，而人工智能专业领域人才的培养又是重要基石[1-2]。伴随《高等学校人工智能创新行动计划》的发布，积极推动人工智能专业教育创新，弥补人工智能领域人才缺口成为高等专业教育改革的趋势。随着“新工科”建设的火热进行，智能控制类课程成为人工智能专业课程设置中的核心课程群[3-4]。作为多学科融合的智能控制类课程，其快速发展标志着人工智能、认知科学、模糊集理论和生物控制论等学科的快速发展，在当前大环境下进行课程教育改革势在必行[5-6]。

1 优质资源共建共享的云资源教育平台

随着云计算、移动互联网、物联网等科技手段的发展，优质数字教育资源的共建共享逐渐成为教育领域不可或缺的一种学习教育方式。《教育信息化十年发展规划（2010—2020年）》中提出了优质资源建设和共享等行动计划，云资源教育平台的建设和运营是支撑行动计划实施落地的有力手段和重要保障。如图1所示，云资源平台能够实现科学技术和教育教学的深度融合，提高教育公平性和教育质量，全面推进教育信息化可持续发展。

图1 云资源教育平台

云资源教育平台的主要特点是资源共建共享公平化、教育教学平等无差异化、平台建设管理一体化、教育资源定制学习个性化等。教师不仅可以获得大批量的网络和媒体等优秀精品电子教学资源，还可以远程和教育专家探讨教学问题、交流教学经验。云资源教育平台融汇各类优质数字资源，通过网络共享的方式促进教育发达地区和教育落后地区的无差异化教育。此外，云资源教育平台由教育部门和第三方管理单位共同运营，通过托管或者自建的方式打造学习资源和应用单元目录，包括数字校园、学习社区、专业教育、实践课程等各类资源门类。基于先进的互联网技术，云资源教育平台为教师提供了更为科学的教学模式，通过海量的数字资源和教育社区的交流，教师可提取本专业的优质资源，采用更加协作互动的教学环境，进而在混合型的教学方式中让学生全方位地实现立体化学习，促进教育公平化和均衡化。基于云资源教育平台，教师可在线上进行云备课、云教学、云管理、云测评、云教研、云互动等操作。

2 智能控制类课程教学中存在的问题

得益于人工智能专业的广泛开设，智能控制类课程作为多学科交叉的核心课程，成为发展迅速的新兴课程群，主要包括经典控制理论、现代控制理论、生物控制论、模糊控制理论和神经网络等先进控制技术。相较于经典控制理论课程群，智能控制类课程理论还需要不断成熟和完善，但其所取得的研究成果显示了课程蓬勃的发展趋势。

2.1 教材陈旧单一

智能控制类课程教育的教材往往存在陈旧单一的问题。随着技术的不断发展和进步，智能控制技术与应用也在不断扩展和更新，所以相关教材的更新速度必须与时俱进。然而，学校和出版商在更新教科书时往往不能跟上技术发展的步伐。教材内容陈旧过时，使得学生无法了解和学习该领域最前沿的技术。此外，教材往往会出现冗余、重点不明确等情况，使课程受到局限，缺乏灵活性，按照传统教材授课时，往往缺乏对课程知识的延伸，学生在被动学习中逐渐丧失学习积极性，不再主动投入精力对相关知识进行研究分析。

2.2 缺乏理论结合实践的环节

智能控制课程往往只注重对理论知识、理论模型和算法的讲授，对实践环节的重视程度不够，忽视了与现实问题的联系，智能控制课程需要通过实际案例引导学生学习，然而，现有的教育体系往往缺乏相关的案例和实践经验，学生在掌握实际应用技能时，往往存在衔接上的漏洞，这使得学生难以将所学的理论知识与实际应用相结合，难以理解控制理论在实际应用中的作用和价值。

2.3 缺乏跨学科的融合

智能控制课程需要多个学科领域的知识，如电子学、计算机和机械学等。然而，现有的教育体系往往不能有效地整合这些领域的知识，而跨学科的整合可以使学生更好地理解智能控制的概念和应用，从而更好地应对复杂的现实世界问题。缺乏跨学科整合的主要原因是教育系统的隔离。在许多大学里，来自不同学科的教师通常孤立地开设自己的课程，而不与其他学科的教师合作。这种缺乏整体性的教育方法使得学生很难将不同学科的知识和技能整合到一个综合的课程中。此外，智能控制课程教育中缺乏跨学科的整合也可能导致学生视野狭窄。如果只学习单一学科，学生可能无法理解智能控制与其他学科的关系，这可能会限制他们的思维方式和解决问题的能力。

3 基于云资源平台的智能控制类课程的改革策略

在传统的智能控制类课程教学中，大多数学校都是采用课堂讲解和实验操作相结合的方式进行教学，但是这种方式存在着上述诸多问题。为了解决这些问题，可以利用云资源平台进行课程教学内容的调整。基于云资源平台深入探讨智能控制类课程的改革策略。

3.1 整合海量云端资源，调整课程内容

首先，可以录制课堂授课内容，并上传到云资源平台进行存储和共享。这样一来，学生可以随时随地通过网络观看课堂授课视频，提高学习效率。其次，在云资源平台上的智能控制类课程中，应增加与云计算、大数据、人工智能等相关的新技术内容，让学生了解和掌握这些新技术的基本知识和应用场景。由于云计算、大数据、人工智能等新技术的快速发展，教材需要及时更新，与时俱进。教材内容应注重实用性和应用性，帮助学生理解和掌握实际应用中的技术和方法。总之，海量云教育资源的整合可以为智能控制课程改革提供重要的支持和帮助，提高教学效率，促进教学创新，提高教学质量，从而更好地满足学生的学习需求。

3.2 加强实践环节的设计

首先，课程设置实践环节，在实践环节中引入云资源平台，让学生在云平台上完成实践任务。实践环节应具有一定的实践意义和应用价值，并与本课程的理论知识紧密结合。然后，引入项目式学习，通过组织项目式学习，将课程中所学的理论知识与实践环节相结合，使学生通过项目实践掌握相关技能。同时，项目式学习还可以提高学生的团队合作和解决问题的能力。值得一提的是，在实践环节中，要为学生制定具体的实践任务，让学生根据实践任务的要求，在云平台上完成相关操作，从而锻炼学生的实践能力。其次，建立实践指导机制，引导学生完成实践任务，同时提供必要的技术支持和指导。最后，将虚拟仿真环境与云平台结合，为学生提供一个安全、可靠的实验环境。学生可以在虚拟仿真环境中进行实验和调试，以此来加深对课程理论知识的理解和掌握。

3.3 推进跨学科的融合

首先，需要采用跨学科的教学方法，加强跨学科实践。将不同领域的知识和技能融入课程，鼓励学生积极参与跨学科的合作项目，促进不同学科领域的融合。其次，开展跨学科的课程设计和研究。对于云资源平台的智能控制课程，可以邀请不同学科领域的专家共同进行课程设计和研究，确保课程内容和教学方法符合跨学科要求。再次，建立跨学科的课程管理机构，协调不同学科领域的教师，整合各种资源，推动跨学科课程的开发和实施。然后建立交流平台。通过建立跨学科教师交流平台和学生社区，促进不同学科领域教师和学生的交流和互动，推动跨学科融合。最后，提供跨学科培训和支持。为教师提供相关的跨学科教育培训和支持，帮助他们更好地应对跨学科教学和实践的挑战。同时，也要为学生提供跨学科研究和实践的机会，提高他们的跨学科能力。

3.4 教学方式和课程评估方式的改变

3.4.1 教学方式的改变

在传统的智能控制类课程教学中，教师以讲授为主，学生以听讲为主。但在云资源平台的支持下，该课程的教学方式发生了很大的变化。首先，教师可以利用云资源平台提供的在线答疑功能，及时回答学生的问题，提高学生的学习效果。其次，学生可以通过云资源平台提供的在线讨论功能与教师和其他学生进行交流和讨论，提高学习兴趣和学习效果。

3.4.2 课程评估方式的改变

在传统的智能控制类课程教学中，课程考核主要是采用考试和实验报告的方式。但是，在云资源平台的支持下，课程考核方式也有了很大的改变。首先，教师可以通过云资源平台提供的在线测试功能，为学生提供更加灵活多样的考试方式。其次，学生可以通过云资源平台提供的在线作业功能及时提交作业，并获得教师的反馈和评价。总之，基于云资源平台的智能控制课程教学改革研究可以使课程教学内容更加丰富多样，课程教学方式更加灵活，课程考核方式更加科学客观。这对于提高学生的学习效果和教师的教学质量具有重要意义。

4 结束语

本教学改革研究旨在探索基于云资源平台的智能控制课程的教学改革，提高学生的学习效果和应用能力。通过教师的创新教学和学生的积极参与，教改取得了一定成效。首先，通过引入云资源平台，学生可以在更便捷的环境中获取课程资源，可以自主选择学习方式，提高了学习的灵活性和自主性。同时，云资源平台可以支持更多样化的教学模式，如在线交流、实验模拟等，优化了学生的学习体验。其次，本次教学改革注重提高学生的应用能力。通过实验教学和案例教学，学生可以更深入地理解课程内容，并能将所学知识应用于实际问题，提高了课程的实用性。最后，教师在教学过程中发挥了重要作用。通过不断探索和创新，教师可以设计出更贴近学生需求的教学模式，针对学生的不同情况进行个性化教学，优化教学效果。总之，基于云资源平台的智能控制课程的教学改革提供了一种新的教学模式。通过不断创新和实践，可以进一步提高学生的学习效果和应用能力，促进教师的专业发展和教学水平。希望今后能够继续深化教学改革，为培养更多优秀人才作出更大贡献。