在科技日新月异的今天，人工智能正以其强大的影响力重塑教育格局。河北工业大学人工智能与数据科学学院积极响应时代的召唤，全力开展AI实践教学，努力培养适应未来社会发展的创新型人才。

智能学院以项目式教学和进阶实践教学体系为基础，在AI实践教学方面进行了多元探索。从计算机类相关专业的网络与信息安全实训项目，到自动化专业在天津中天实训中心的项目式实习实践和赴德州宁津的实践教育，再到人工智能系青年教师自研设备应用于教学实践；从智能工程实验实践中心打造人工智能实践课程，再到智能基础教研部对人工智能通识课程体系的全面升级，无不彰显着智能学院在AI实践教学领域的深耕与创新。

通过这些丰富扎实的实践教学活动，智能学院致力于为学生提供最前沿的技术学习体验，培养他们的创新思维、实践能力和团队合作精神，为他们在人工智能时代的职业发展奠定坚实基础，同时也为我国高等教育在人工智能领域的发展贡献着智慧与力量。

一、计算机类相关专业开展网络与信息安全实训项目

计算机类相关本科专业的《专业方向实训》课程贯穿第七学期，于2024年6月底正式拉开2021级本科生《专业方向实训》课程的序幕。首阶段聚焦于网络与信息安全知识与实践培训，旨在通过校企合作模式，全面提升学生的专业知识应用能力和网络安全意识。物联网工程、软件工程、计算机科学与技术、数据科学与大数据技术及人工智能五个专业的学生，于6月24日至9月30日期间，分批在河北工业大学科技园5号楼6层的校外实习基地参与了培训。

实训项目采取线上线下相结合的方式进行。在线上学习和线下课程完成后，学生参加了由软件协会组织的等级评价考试。此次培训不仅涵盖了丰富的网络与信息安全理论知识，还注重培养学生的实际操作能力。通过参加天津市指定评价机构组织的理论和实操职业技能等级鉴定考试，学生们深入理解和掌握了网络安全的核心技术，为未来的职业生涯奠定坚实的基础。

网络安全是国家安全的重要组成部分，对经济社会稳定发展和人民群众利益保障具有重要影响。因此，学院高度重视网络安全教育，希望通过此次实训项目，进一步增强学生的网络安全意识和实践能力，为国家培养更多具备高素质、高技能的网络安全人才。

二、自动化专业开展项目式实习实践

1. 奔赴天津中天实训中心开展实习实践

本学期初，自动化专业2021级的同学们在天津中天实训中心开展了一场为期两周的别开生面的项目式实践教学活动。此次活动以智能制造生产线应用场景为核心，通过一系列实际项目的操作与实践，为同学们搭建了理论与实践相结合的桥梁，极大地提升了他们的专业技能和就业竞争力。

随着智能制造成为工业领域的重要发展趋势，自动化专业紧跟时代步伐，精心策划了此次实践教学活动。抵达天津中天实训中心后，同学们迅速投入到紧张而充实的学习实践中，围绕可编程逻辑控制器（PLC）、工业机器人、气动装置等现代工业控制的关键单元展开了一系列实践任务。

在PLC项目中，同学们深入学习了其工作原理和编程方法。通过实际操作，同学们熟练掌握了如何根据生产流程的需求进行逻辑编程，实现对行走机械手的上下料控制。在实际操作中，他们需要仔细分析每个控制环节的要求，精心编写程序代码，并反复调试，确保设备能够按照预定的逻辑运行。这一过程不仅考验了同学们的专业知识，更锻炼了他们的耐心和细致。

工业机器人项目则为同学们打开了一扇通往智能制造前沿的大门。同学们学习了Robotstudio的使用，并亲自操作工业机器人，完成各种复杂的任务。在此过程中，同学们需要掌握机器人的运动轨迹规划、示教编程以及与周边设备的协同工作等技能。通过不断地尝试和实践，同学们逐渐能够灵活运用工业机器人，提高生产效率和质量。这不仅让同学们感受到了工业机器人在智能制造中的巨大作用，也激发了他们对科技创新的热情。

气动装置的控制与应用项目也是此次实践教学的重要内容之一。气动装置作为工业自动化领域中常用的执行元件，具有结构简单、成本低廉、动作迅速等优点。同学们在实践中学习了气动系统的组成、工作原理以及气动回路的设计与调试。他们通过实际搭建气动回路，控制气缸的运动，实现了对物体的抓取、搬运和定位等操作。这一项目让同学们对气动技术在工业生产中的应用有了更深入的了解，培养了他们的动手能力和工程实践能力。

在为期两周的实践教学过程中，同学们以小组为单位，共同完成各项任务。他们相互协作、相互学习，充分发挥了团队精神。在遇到问题时，同学们积极讨论、共同研究解决方案，不断尝试和改进。这种团队合作的学习方式，不仅提高了学习效率，还培养了沟通能力和团队协作能力，这些都是未来职场中不可或缺的重要素质。

天津中天实训中心为同学们提供了先进的设备和专业的指导教师。指导教师们具有丰富的实践经验和深厚的专业知识，他们在同学们实践过程中给予了耐心的指导和帮助。无论是理论知识的讲解，还是实际操作的示范，指导教师们都一丝不苟，确保同学们能够掌握每个项目的关键技术和要点。同时，实训中心的先进设备也为同学们的实践提供了有力的保障，让同学们能够在真实的工业环境中进行操作和训练，更好地理解和应用所学知识。

通过这次实践教学活动，同学们收获颇丰，不仅在专业技能上得到了显著提升，更在实践过程中培养了创新思维、团队合作精神和解决实际问题的能力。这些宝贵的经验和能力将为他们未来的就业和职业发展打下坚实的基础。同学们纷纷表示，这次实践教学活动让他们对自动化专业有了更深刻的认识和理解，也更加明确了自己未来的发展方向。他们将以此次实践为契机，不断努力学习，提升自己的综合素质，为未来在智能制造领域的发展贡献自己的力量。

自动化专业一直致力于培养具有创新精神和实践能力的高素质专业人才。此次赴天津中天实训中心的实践教学活动，是学校深化教学改革、加强实践教学环节的重要举措。通过与外部单位合作，为学生提供了真实的实践环境和项目案例，使学生能够更好地将理论知识与实际应用相结合，提高学生的就业竞争力。未来，学校将继续加强与企业的合作，不断拓展实践教学渠道，丰富实践教学内容，为培养更多适应社会需求的优秀自动化专业人才而努力。

2．开展“生产实习+红色文化+传统文化”综合实践教育

为加强学生对专业知识的理解掌握，提升理论联系实际和解决工程问题能力、创新能力，激发学生传承革命精神、坚定理想信念、厚植家国情怀，勇担时代使命，着力培养造就“德、智、体、美、劳”全面发展的高素质高技能人才，智能学院选派2021级自动化专业的55名学生赴山东省德州市宁津县开展为期2周的企业生产实习教学活动，同时借助当地丰富的实践教育资源对学生开展“生产实习+红色文化+传统文化”综合实践教育。

本次生产实习，在山东山速机器人有限公司和山东博尔特电梯有限公司的开展，得到了企业大力支持。通过召开安全实习动员会，对学生进行了生产安全教育，告知了安全管理要求，履行了安全学习责任。实习学生深入生产一线，在企业工程师和专业教师的联合指导下，深入了解了机器人的机构、电气、传感、控制、软件各部分的设计、开发、调试等工作和电梯的生产工艺、机械设计、安装调试、检测运维等环节，通过现场体验感受生产全过程，切实了解到所学专业在实际生产中的应用，对专业理论知识与实际生产相结合有了更深刻的认知，促进了学生在专业素养和劳动素质方面的协调发展。

在“德育“和”美育”方面，以学生为中心，考虑学生的劳逸结合，在实习之余安排了富有教育意义的参观活动。首先，为传承革命精神，加强爱国主义教育，赓续红色血脉，学院领导、老师带领实习学生来到渤海军区教导旅革命传统教育基地参观学习。师生们认真聆听这支队伍英勇事迹，目睹珍贵的革命文物，从渤海建军守卫家园到战旗西指铁血万里再到仗剑扶犁屯垦戍边，一代又一代的教导旅战士矢志不渝、砥砺前行、大义大爱、无私奉献的精神深深地感动了在场的每一个人。

渤海军区教导旅精神，展示了中国共产党人伟大的乐观情怀，凝聚了拼搏奋进的强大力量。全体师生思想再次受到洗礼，更深刻地理解了我党的革命精神，激发起深深的爱国情怀。师生们纷纷表示要继承先烈的理想和精神，自觉践行初心使命，主动担当作为，为祖国高质量发展贡献智慧。

之后，师生一行来到家风养廉教育基地，在讲解员的带领下，一起参观了集贤楼、集贤书院、培德堂、正本堂、有忠堂、世德堂6个展厅，聆听古代名士、清官勤廉传承古今的家风故事，对展厅中的楹联、牌匾、屏风和书柜雕刻的孝悌忠信礼义廉耻等先辈训诫都有了更深入的了解。

在欣赏美轮美奂的传统木雕艺术的同时，同学们对中华民族的家风文化有了更深入的认识，在提高了审美情趣的同时，增强了文化自信、激发了文化传承的热情。看到一条条的家训，同学们纷纷表示要牢记“勤、慎、公、忠”校训，继承发扬我校优良校风，做不负新时代的好青年。

此次实践教育，不仅让学生们在实习中锤炼了专业技能，实现了理论与实操的无缝对接，更深刻领悟了红色文化的精神内涵，传承了中华优秀传统文化的精髓。这趟旅程，不仅是知识的探索之旅，更是心灵的洗礼与成长的见证。未来，学生们将以更加饱满的热情和坚定的信念，投身科技创新与社会发展，朝着高素质高技能人才方向迈进，为中国式现代化挺膺担当。

三、人工智能系青年教师自研设备应用于教学实践

人工智能系青年教师杨自凯基于《传感器原理及应用》课程，采用项目驱动的教学方式，创新地设计了传感器电路模块，并将其应用于物联网专业的教学实践中。该电路模块集成了压力传感器、电压放大器、数字信号处理器和显示器，能够在按压压力传感器时实时显示压力值的变化，为学生提供了从理论学习到实际操作的完整实践平台，极大地提升了学生的学习能力和动手能力。

杨自凯老师表示，项目驱动的教学方法旨在通过实战演练帮助学生更好地理解传感器系统的工作原理及应用。在实际教学中，学生们通过设计和调试电路板掌握了电路设计和调试的基本技能，并在实践中对传感器系统有了更深入的理解。他们参与了从电路设计、PCB布局到调试优化的全过程，有效提升了解决实际工程问题的能力。

该电路模块的功能设计直观：当按压压力传感器时，显示器会实时显示压力值的变化。通过这一实际案例，学生们得以直观地感受传感器信号的采集与处理过程，理解压力传感器的工作机制以及电压放大器与数字信号处理器的协同作用。这样的教学模式不仅激发了学生对传感器技术的兴趣，也帮助他们在实践中巩固相关理论知识。

“这一模块的设计让学生在动手过程中加深了对传感器系统的理解，并通过不断调试与优化，提高了他们的实验操作能力和创新思维能力。”杨自凯老师说道，“项目驱动的教学方式让学生能够在真实的工程项目中学习知识，这是我们课程改革的重要方向。”

在本学期的课程实践中，参与该项目的学生表示，这种教学方式让他们对传感器技术有了更深刻的理解，同时对电路设计与调试充满了兴趣。通过亲自参与项目的全过程，他们不仅掌握了传感器电路的设计原理，还学会了如何运用所学知识解决实际问题，充分锻炼了综合实践能力。

智能学院一直致力于探索项目式和创新式的教学方法，以培养具有创新能力和实践经验的高素质人才。杨自凯老师设计的传感器电路模块项目充分体现了学院“以学生为中心”的教学理念，为物联网专业的教学模式提供了有力支持和创新案例。未来，学院将继续推动教学改革与创新，为学生提供更多实践机会和发展平台，帮助他们在新兴技术领域中脱颖而出。

四、智能工程实验实践中心打造人工智能实践课程

随着科技的飞速发展，人工智能在教育领域的应用日益广泛。本教学案例围绕系统设计与开发I（Python语言）和系统设计与开发II（AI）两门课程展开，旨在为学生提供前沿的技术学习体验，培养他们的创新思维和实践能力。

1．系统设计与开发I（Python语言）

本课程是在 《程序设计基础》这门课的基础上，于第二学期开设，基于Python语言在树莓派系统上进行应用设计与开发。融验证性实验与综合创新设计于一体，不但让学生自学了Python语言，还加深了对树莓派系统组成的理解，提高软件和硬件的结合能力。通过双色LED灯实验，继电器模块实验等实验，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，在实践中加强学生的科学素养和创新意识，为今后的IT系统的集成和动手能力发展奠定扎实的基础，为系统设计与开发II（AI）课程做好知识储备。

2．系统设计与开发II（AI）

这门课开设于第三学期，是一门融合编程和实践性为主的专业技术实践课。在基于树莓派平台打造的AI全向智能小车上，以树莓派为主控，OpenCV为图像处理库，以主流的JupyterLab为开发工具，使用Python3为主要编程语言，结合全向麦克纳姆轮、2自由度摄像头、进行综合应用设计和实现。开设了硬件控制基础、小车运动控制、基于OpenCV的图像处理、利用OpenCV 统计物体的数量、语音播报、颜色识别与云台追踪、二维码运动识别、利用智能小车探测环境等实验。培养学生独立分析问题和解决问题的能力，在实践中加强学生的科学素养、动手能力、创新意识及自主学习能力，培养初步的工程设计能力以及严谨务实的工作作风，为后续科技竞赛、创新创业活动奠定良好的基础。

五、智能基础教研部全面升级人工智能通识课程体系

在人工智能技术日新月异的时代背景下，为了紧跟时代步伐，培养具备计算思维与人工智能素养的新时代人才，学院智能基础教研部近年来持续深耕计算机和人工智能通识课体系的建设与优化工作，取得了显著成效。

自2020年起，教研部通过广泛调研国内外高校先进经验，结合学院实际情况，精心制定了计算机与智能基础课程体系。该体系涵盖了计算思维与程序设计基础、人工智能-机器学习、人工智能-数据分析等一系列前沿课程，并配套出版了高质量的教材与实践指导用书，为我校新工科、新文科专业的建设提供了坚实的支撑。这一系列举措不仅丰富了课程内容，更提升了学生的实践能力和创新思维。

六、结语：

智能学院在AI实践教学领域开展了多维度的积极探索，成效显著。通过校企合作，为学生提供了丰富的网络与信息安全知识与实践培训。提升了学生的专业知识应用能力以及网络安全意识，为国家培养高素质、高技能的网络安全人才奠定了坚实基础。创新设计的传感器电路模块，为学生构建了从理论学习到实际操作的完整平台，成功激发了学生对传感器技术的浓厚兴趣，有效提高了学生的实验操作能力与创新思维能力，充分体现了 “以学生为中心” 的教学理念。在实践活动中，学生不仅熟练掌握了专业技能，还培养了创新思维、团队合作精神以及解决实际问题的能力，为未来在智能制造领域的发展积蓄了强大力量。通过相关课程培养学生的创新思维和实践能力，为后续的科技竞赛和创新创业活动做好了充足的知识储备。此外，学院全面升级人工智能通识课程体系，经过广泛调研与深入研讨，制定并完善了涵盖前沿课程的课程体系，配套出版教材与实践指导用书，并采取集体备课等措施优化教学方法与手段，为培养具备计算思维与人工智能素养的新时代人才提供了有力支撑。

总之，智能学院采用项目式教学和进阶实践教学相结合的模式，构建了一套完整的教学实践体系。基于该体系的AI实践教学案例，能够持续推动教学改革与创新，为学生提供更多的实践机会和发展平台，在培养高素质创新型人才的道路上稳步迈进，为我国高等教育事业的发展做出了积极贡献。

单位审核：陈海永  郝小可