1第33卷第24期 2020年12月
Vol.33 No.24December 2020
艺术科技
基金项目： 本论文为2019年南京林业大学校级高等教育研究课题“林业院校‘新工科’自动化专业‘人工智能’示范课程建设 研究”成果；2019年产学合作协同育人项目“基于MPTS-VIDEO+科研教学平台的人工智能示范课程体系建设”项目编号：201901274013；2019年第二批产学合作协同育人项目“基于FS_AIARM 科研教学平台的人工智能示范实验室建设”成果，项目编号：201902026029
——以南京林业大学自动化专业为例
朱婷婷，倪超
（南京林业大学 机械电子工程学院，江苏 南京 210037）
摘要：人工智能技术的快速发展，开启了各行业的信息化与智能化之门。然而，相比发达国家的高校教育，我国的人工小额信贷运作与管理
智能教育还处在起步阶段，与实际工程需求相比还有很大差距，尤其是在工科发展和投入相对较小的农林院校。因此，本课题开展农林院校人工智能课程体系建设方面的研究，重点分析国内农林院校在人工智能课程体系建设方面存在的主要问题，并结合南京林业大学自动化专业给出了一种解决问题的实践途径，为农林院校建立健全人工智能课程体系提供新的思路，进而提高高校新工科人才的培养质量。
关键词：农林院校；人工智能；课程体系；特教学；自动化专业中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2020）24-0001-021 问题的提出在信息爆炸、科学技术迅猛发展的新时代，人工智能技术已经广泛运用到各个领域，并通过物联网、大数据、云平台、区块链等新技术，加速了各行业的信息化和智能化发展。相比工业的快速发展，农林的信息化和智能化进程还比较慢，但我国出台了多项政策推进农林业信息化的发展，目前已取得了不错的进展［1］。
人工智能的快速发展和运用，得力于各大高校对相关人才的培养和技术的研究。近年来，国内各高校如清华大学、南京大学、东南大学等，先后成立了专门的人工智能学院。人工智能在工科类高校得到了较好的发展，已培养了数以万计的大学师生和科技人员，从事不同层次的人工智能相关研究与学习，
人工智能或互联网行业也已成为广大电子信息类学生就业的首选。同时，人工智能作为一门交叉性前沿学科，其发展也促进了其他学科的发展［2］，综合运用到各行业，成为各行业创新的重要生长点，对我们生活的方方面面产生了重要的影响。
相比工科类或综合类高校，国内农林高校的人工智能专业发展相对较晚，目前还处于起步阶段。目前，国内农林高等院校在自动化、计算机科学等本科阶段以及相关专业的研究生阶段陆续开设人工智能方面课程（如人工智能导论、模式识别、机器学习等），同时不断加大该类课程的比重［3］
。但是，在农林院校工科学科基础相对薄弱的情况下，具有高度综合性和交叉性的人工智能特学科，其教学和
科研活动大多散落在其他多个一级学科中［4］
，缺乏统一有效的规划，这严重制约了相关学科的发展，难以培养农林类复合创新型技术人才，不利于促进农林业信息化和智能化的发展，因此需要进一步加强和完善农林院校的人工智能课程体系的建设［5］。
本文通过对国内多所农林高校的调研，分析了目前国内农林院校人工智能课程体系建设中普遍存在的问题，并结合农林院校中“双一流”大学——南京林业大学自动化专业的人工智能课程体系建设的多项举措，提出了一种解决问题的实践途径。
2 农林院校人工智能课程体系存在的现实问题2019年，南京林业大学自动化系课题组成员分赴北京
林业大学、东北林业大学、福建农林科技大学等国内多所农
林高校实地走访，就农林院校人工智能课程体系和人才培养体系建设问题，与各高校工科学院、教务处等相关职能部门展开了较为深入的调研。调研发现，工程类专业建设在农林院校面临发展困境。因为农林院校的学校发展思路一般以农林学科为主，致使工程学科长期得不到应有的重视，相比综合院校，农林院校的工程学科基础普遍较薄弱。人工智能作为工程学科中新的学科，其课程体系在农林院校普遍存在如下四个问题。
2.1 专业学科师资短缺
由于农林院校工科投入相对较少，且相关工程项目申请缺乏条件优势，因此人才引进和师资建设难度较大，尤其是高水平领军人才缺失，进而导致工科科研能力不足，人工智能学科的科研产出与新技术、新经济融合不够，其工程应用优势难以发挥。
此外，人工智能学科的教师经常面临兼顾共性的同时又要突出农林特的问题，对其与新工科、新农科建设结合
方面的思考不够深入［6］
。这主要是因为新进人才大多数是信息类人工智能学科的专业人才，掌握且可熟练运用人工智能技术，但缺乏农林方面的专业知识，且难以获得大量的相关数据，因此难以在农林院校中发挥人工智能技术的优势。
2.2 农林特教材匮乏
目前出版的人工智能课程方面的教材主要分两类，一类针对信息计算机专业，重点介绍人工智能技术涉及的相关算法原理、网络架构等；另一类针对非计算机专业，具有较强的普适性和科普性，着重讲解人工智能技术的应用，通常以日常生活遇到的问题（如房价、购物、影视推荐等）为案例。对农林院校的本科生而言，前者内容过于深奥，后者其实验案例未和农林业相结合，缺乏农林业类特，未充分利用农林院校现有的资源和特殊背景。因此，在未充分开设相关计算机类基础课程的情况下，农林院校工科类直接使用现有的教材，增加了农林院校学生学习的课业负担，也增加了院校在工科建设上投入的成本。
2.3 人工智能课程难度大
人工智能课程内容涉及很多高级、复杂的算法，需要具
2
基金课题
有一定的编程能力，掌握一定的算法理论和架构相关知识，对非计算机类专业学生来说难度过大［7］。例如，深度学习算法在人工智能领域广泛应用，且取得了不错的研究成果，但对于没有编程基础和系统算法学习的本科生而言，很难通过一两门课程掌握该类算法的设计和灵活运用。
此外，农林院校的主管部门通常重点发展农业或林业特学科，部分通识课程向农林专业倾斜，导致部分工科院系难以深入开设交叉性强的人工智能课程。各农林院校之间以及工科院系与学校主管部门的思想难以统一，人工智能课程难以形成合理统一的体系架构。
2.4 特实验环节少在农林院校中，工程学科大多属弱势学科，人力和资金投入不足，实验设备和空间严重不足。同时，人工智能课程又属于新兴课程，其课程实验对应的实验室需要考虑计算能力、数据集、算法及框架［8］，而大多数农林院校还没有配置相应的实验设备，导致理论教学和实践教学联系不紧密，缺乏对科学研究和实践应用能力的培养。华东
此外，由于专业师资和特教材的匮乏，人工智能课程在农林院校中还处于起步阶段，课程内容未与农林院校自身优势较好地融合，从而缺少与农林相关的创新特实验环节。
3 农林院校人工智能课程体系建设的实践途径
针对上述农林院校中人工智能课程体系存在的四大主要问题，必须加强农林院校人工智能课程体系建设，突破发展困境，建设的突破口主要在于课程平台、课程设置、实验教学和创新实践这四个方面。下面以南京林业大学自动化专业人工智能课程体系建设为例，提出农林院校人工智能课程体系的建设途径。
3.1 “由普到精”的课程平台
南京林业大学自动化类包括自动化专业和测控技术与仪器专业，在机械电子工程学院下进行培养，修业四年。第一年实施通识教育，按照自动化大类培养，其中包含计算机基础课程，为后续人工智能课程提供预备知识。第一学年末按照“志愿优先，成绩排序”原则进行专业分流，后三年按照专业培养。学生分别进入自动化专业和测控技术与仪器专业，执行相应专业培养方案。自动化专业学生进入大三后，课程主要为专业教育和拓展教育，包括学科与专业基础课程、专业核心与专业特殊课程和集中实践教学环节，其中选修课又分模式识别方向和控制工程方向，有针对性地培养学生对自动化领域某些复杂工程问题的理解、分析和解决能力。
天敏电视卡驱动
为了学生更好地掌握必要的理论知识，并锻炼其编程能力，南京林业大学开展了线上线下结合的教学方式。自动化专业的本科生除了通过线下课堂教学，在通识教育中掌握人工智能课程所需的基础知识，设计相关上机实验，培养一定的编程能力，还在专业教育中根据个人选择的专业方向，系统地学习人工智能相关课程，保证完成培养大纲规定的学分。同时，基于“雨课堂”“超星”等平台，开设了线上课程和慕课，学生可以针对自己的专业方向，尤其是模式识别方向的本科生，有选择地学习人工智能相关课程，且可以针对自己薄弱的知识点进行多次学习，充分发挥信息网络的优势。线上线下结合的教学形式，让学生在线下课堂掌握必要的基础知识，在线上课程复习和深入学习人工智能专业知识，进而弥补了农林院校工科学生相关知识缺少而导致直接学习人工智能课程难的问题。
3.2 “共性与特”的课程设置
南京林业大学2020版最新自动化类本科人才培养方案的教学计划进程表，包含人工智能导论、模式识别基础、
数字图像处理、Python 程序设计、机器学习、农林信息化工
程等专业核心与专业特殊课程，这些课程不仅包含传统的人工智能课程，而且增加了其在农林类领域应用的讲解。如机器学习课程中增加了“木材缺陷识别”“地板木质识别”等和林业生产加工有关的案例，打造具有林业特的自动化类“人工智能”课程体系。
此外，相关任课教师与实验指导教师一起，结合科研项目、挑战杯、创青春竞赛，深入挖掘各课程之间的交叉与联系［9］，对单一性实验课程与设计性实验、综合性实验进行再设计，并编写相关农林特人工智能教材和实验指导手册，从专业模块和课程层次考虑综合知识的运用，构建跨课程实验教学体系。
3.3 “虚实结合”的实验教学
南京林业大学机械电子工程学院拥有现代林业技术装备国家虚拟仿真实验教学中心，注重虚实结合的教学理念，设计具有农林业特的自动化虚拟仿真教学实验课程。通过虚拟现实技术和仿真手段，对农林业需要大场地、长周期、高危害的生产加工环节，进行原理和技术的直观呈现，提高人工智能方面专业授课的直观性和趣味性，实现课堂教学与实践教学的密切结合。“虚实结合”手段将生硬的理论知识与实例操作相结合，学生更加容易掌握和运用所学知识。
同时，在虚拟仿真教学实施的过程中，注重教与学的融合，建立及时的跟踪和反馈机制，做到及时发现问题、如实记录问题并解决问题，不断提高虚拟仿真教学的质量，提升其应用价值。
3.4 “以赛促学”的创新实践一方面，通过校级、省级的大学生创新训练计划项目，培育和选拔优秀学生；另一方面，申请协同育人项目，联合企业打造科研实验教学基地，为培养学生的创新实践能力提供基础设施条件。近三年，南京林业大学自动化系成功申请产学合作协同育人项目五项，构建了产教
融合、校企合作的良好生态。协同育人通过项目制，拉近学校与企业的距离，使学校了解社会需求，使企业将学校作为其培养人才
的基地，达到双赢的结果［10］
军事行动代号
。在此基础上，鼓励学生参加各类电子信息类比赛，如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生机器人大赛等。通过各类比赛，培养学生的综合能力和创新能力，以及解决复杂工程问题的能力。围绕“中国制造2025”对高层次人才的需求，在智能机电系统与机械、电气、控制等知识体系的综合运用，系统考虑课程之间的关联性，通过项目比赛等多种形式培养综合性农林类工科专业人才。
4 结语
在人工智能技术快速发展的当代，人工智能课程体系建设在农林院校主要存在师资短缺、教材无特、课程难度大、特实验环节少四大问题。针对这四大问题，本文以南京林业大学自动化专业的人工智能课程体系建设为例，从课程平台、课程设置、实验教学和创新实践四个方面，详细介绍了人工智能课程体系建设的实践途径。通过“分层培养、层层递进、逐步提高”夯实工程基础，建立专业特鲜明、创新创业递进的实践教学体系，形成了桌面虚拟、仿真训练、虚实结合、校企联动的实践教学新模式，旨在为其他农林院校的工科建设提供新思路。
参考文献：［1］ 焦方源，焦小洋，李薇.农林区域特征信息智能采集
与生态预警系统设计与实现［J］.西华（下转第5页）
2012年湖南高考作文第33卷第24期 2020年12月
Vol.33 No.24
December 2020艺术科技
3.2 民族复兴路上的抗战美术精神升华
时代在变迁，时代的主题也在发展，中华民族正在民族复兴的时代道路上阔步前进，抗战美术精神的民族精神和时代精神应随着时代主题的演进而进化，在当代民族复兴的时代主题中升华，在时代主题中奏出新的精神乐章。
回顾近几年习近平总书记的宣讲报告，“奋斗”的字眼频频亮相。时代在召唤，个人、民族、国家的梦想终将以奋斗之名格外闪亮。我们当以砥砺前行的拼搏奋斗姿态应对新时代的机遇和挑战。脱贫攻坚战仍在继续，返贫阻击战任重而道远，乡村振兴的冲锋号已经吹响，脱贫目标因奋斗指日可待，乡村振兴因拼搏而不断推进。祖国统一的夙愿尚未实现，我们正以奋斗与温情构架桥梁。而“一带一路”倡
议的提出与践行，亦使我们民族与国家因奋斗之名在世界的舞台上完成了宏大的梦想。当代的美术家血脉与灵魂里的抗战美术精神基因在时代拼搏奋斗的历程中演化，他们在对拼搏奋斗的时代精神进行艺术化表达与张扬的同时，为脱贫、兴乡、祖国统一、民族复兴等时代主题增添了点睛之笔，实现了自我精神的新升华。
从“兄弟同心，其利断金”的朴素道理，到“像石榴籽那样紧紧抱在一起”的中华民族共同体意识，团结合作始终被视为中华民族一以贯之的精神基因。和衷共济的团结合作的民族精神以其强大的凝聚力、向心力，使中华民族在发展的历程中经受住了无数复杂而严峻的考验，向世界展示着历久弥新的伟大民族团结合作精神。在社会主义新时期，团结合作的民族精神提升到更高的境界，当代美术和美术家应在民族精神发展中共同升华，达到更高层次的艺术精神，共筑民族共同体意识，最大限度地增强中华民族齐心协力、和衷共济的团结合作精神，支撑中华民族快步迈向世界舞台的中央。
中华民族自强不息精神是民族和国家战胜一切逆境的强大精神支柱，支撑我们以惊人的毅力和坚韧一次次战胜民族发展道路上的艰难险阻，一次次浴火重生，一次次创造辉煌。当今，中国共产党高举中国特社会主义伟大旗帜，带领全国人民昂首阔步地迈进中华民族伟大复兴的金光大道。习近平总书记也说，“中华民族伟大复兴，绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能实现的。全党必须准备付出更为艰巨、更为艰苦的努力”。坚持到底、自强不息的民族精神在抗战美术精神中得到了很好的诠释，如何弘扬抗战美术精神的
优良传统，实现其时代精神的升华，再次激发中华民族自强不息精神，以加快民族复兴的步伐，将民族复兴梦想坚持到底，是摆在当代美术家面前的重要课题。当代美术家要围绕民族复兴这一时代重大课题，用时代艺术精神在时代梦想的天空划出一道道闪亮的光芒。
当代美术工作者应当继承和弘扬战时抗战美术精神传统，以民族精神担当起民族复兴、国家兴盛的动能汇聚责任，以时代精神担当起时代使命，创作出更多体现社会主义新时期改革前行、强国奋斗、民族复兴梦想等党和全国各族人民砥砺前行的时代美术作品，创作更多展示党风鼎盛、国风兴盛、民风纯盛等时代精神风貌的美术作品，创作更多反映脱贫攻坚、乡村振兴、团结抗疫等时代主题的美术作品，以抗战美术精神的时代升华展现中共、国家和民族的时代精神面貌和在时代奋进中的作为，激励中华儿女奋勇前进的精神意志，使抗战美术精神的当代升华作用于我国社会的政治、经济、文化建设，为中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。
4 结语
抗战美术精神是民族精神的映射和时代精神的写照，其当代的弘扬与升华是精神基因的繁衍与进化，在其继承、弘扬中随着时代的变奏而升华，以艺术特有的人文情怀汇聚我国的政治力量、赋能社会主义建设、助力民族复兴梦想、渗透时代精神文明建设，传递社会正能量，以催生出民族与社会发展的新动能，使我国抗战美术精神可以在时代主旋律中实现一次又一次的嬗变，不断以文化自信凝聚全民族价值共识，助力伟大中国梦的实现。
参考文献：
［1］ 周熹.感知高小华的“大画”艺术［J］.文艺争鸣，2011（9）：158-160.
作者简介：周熹（1983—），女，重庆人，硕士，副教授，研究方向：美术与设计。
邓德祥（1970—），男，重庆丰都人，硕士，教授，研究方向：美术与设计。
赵晓睿（1998—），女，山东泰安人，学士，研究方向：美术与设计。
ria技术崔迪（1997—），女，山西运城人，硕士在读，研究方向：美术与设计。
（上接第2页）师范大学学报（自然科学版），2018，39（02）：217-222.
［2］ 吴飞，杨洋，何钦铭.人工智能本科专业课程设置思考：厘清内涵、促进交叉、赋能应用［J］.中国大学教学，2019（02）：14-19.
［3］ 陈爱斌，蔡自兴，李建军.林业院校人工智能课程教学的思考［J］.计算机教育， 2016（10）：80-82.
［4］ 牛轶峰，张国忠，朱华勇.高等院校人工智能课程体系建设刍议［J］.高等教育研究学报，2010，
33（02）：52-53+63.
［5］ 李洪修，吴思颖.人工智能背景下大学教学思维的审视与回归［J］.高校教育管理，2020，14（02）：29-
36.
［6］ 胡伟.人工智能时代教师的角困境及行动策略［J］.
现代大学教育，2019（05）：79-84.
［7］ 陶泓杉，郄海霞.高校人工智能本科专业需要怎样的课程体系——基于卡耐基梅隆大学和南洋理工大学
的比较分析［J/OL］.重庆高教研究，knski.
net/kcms/detail/50.1028.G4.20201020.1134.002.html，2020-10-23.
［8］ 吴湘宁，彭建怡，罗勋鹤，等.高校人工智能实验室的规划与建设［J］.实验技术与管理，2020，37（10）：244-250.
［9］ 刘君，王学伟，梁静.人工智能时代“教研赛训”工作室人才培养模式的实践［J］.实验室研究与探索，2020，39（07）：258-263+269.
［10］ 罗成翼，王琦.湖南省应用本科高校产教融合发展现状、问题及对策研究［J］.当代教育论坛，2020
作者简介：朱婷婷（1989—），女，江苏盐城人，工学博士，副主任，讲师，系本文通讯作者，研究方向：模式识别与智能系统、林业信息化。
倪超（1979—），男，江苏江都人，工学博士，教授，副院长，博士生导师，研究方向：人工智能与林业信息化。
5
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议