项目编号：202002142052

项目类型：新工科培植项目

项目履行背景

当前，人工智能已经成为国际竞争的新焦点，其是经济发展的新引擎，给社会带来了新机遇。
近几年，国务院、教诲部先后出台人工智能发展方案、辅导见地，鼓励高校加强AI课程培植。
在此背景下，我校于2019年首批得到教诲部批准，设立人工智能专业，并于2019年迎来第一批70名本科生。
然而，各高校人工智能专业仍旧处于探索中，尚未形成统一见地，人工智能专业人才培养仍旧面临着诸多困难：

1）人工智能研究处于快速变革过程中，知识体系更新快；

2）人工智能知识碎片化，未成体系；

3）传授教化内容与企业需求脱节；

4）国际形势繁芜，中美科技存在脱钩的风险，人工智能教诲干系资源与平台仍旧节制在外国人手中。
作为人工智能与大数据专业核心课程——“打算机视觉“尤为如此，例如广泛运用的TensorFlow、Pytorch 与OpenCV 都由A国公司支持与发起。
为办理这些问题，本项目探索基于MindSpore平台，实现“打算机视觉“课程改革与实践。

“打算机视觉“是人工智能核心课程之一，其直接管众是我校人工智能与大数据专业4个传授教化班的学生，约140 人。
此外本项目主攻的前沿研究快速转化、系统化培养方法以及以问题为导向的传授教化办法，也可以推广到人工智能其他课程上。

改革思路及举措

1、项目培植内容：

本课题紧张面向人工智能、大数据专业本科生，依托华为MindSpore和ModelArts，探索人工智能专业人才培养，履行“打算机视觉“课程改革与创新，详细研究内容包括：

1）依托MindSpore平台，探索快速实现人工智能知识从前沿研究到传授教化、实验与创新的迅速转换机制，让学生可以节制前辈人工智能知识，同时转化为实践动手能力，并运用于创新创业活动中，促进学生学习积极性。

2）研究系统化传授教化知识点方法，从算法底层实现到运用、从措辞到工具，面向端边云，系统化“打算机视觉“传授教化知识点，促进学生对人工智能技能全面、系统的理解。

3）探索协同创新机制，以企业真实需求与问题为导向，设计“打算机视觉“实验与传授教化内容，勾引学生办理企业真实问题，提高学生办理问题的能力，避免所学知识与企业需求脱节。

4）依托MOOC平台，建立在线课程，结合线上传授教化模式，扩大受益群体，并研究基于翻转教室的稠浊传授教化模式和启示式、参与式传授教化方法，实现以学生为主体，西席为勾引，有助于加深学生参与度，培养学生自主学习能力，提高传授教化质量。

图1 项目履行框架图

2、履行路径

本项目履行路径如图1所示，其详细步骤如下所示：

1）形成实现人工智能知识转化机制，首先调研Google学术、顶级会议、Papers With Code、GitHub、Gitee等平台，重构“打算机视觉“知识点，确认传授教化大纲与前沿论文。

2）基于前沿知识更新现有传授教化大纲、知识点、讲义与习题等。

3）设计以企业真实问题为导向的实验方案。

4）录制MOOC在线微课程视频，建立在线MOOC课程。

5）对传授教化质量进行评估，形成教研论文，并迭代更新传授教化内容。

项目成果、创新点及成效

项目在产学互助理念、模式、组织、机制、规范、方法等方面的详细成果、创新点，带动教诲传授教化综合改革，提高人才培养质量。

紧张成果包括：

1）自主开拓了基于MindSpore与Atlas200开拓套件，实现设计面向深度学习的人脸检测与人脸识别两个综合性实验平台。

2）形成了8个芯片与算法协同，硬件与软件协同，云端与终端协同的“打算机视觉系统“能力贯穿实验，编写配套实验辅导书与大纲。

表1 实验项目

3）揭橥《打算机视觉改革探索：面向MindSpore平台与Atlas200的传授教化实践》、《面向人工智能系统能力培养的<打算机视觉>实验传授教化改革与实践》论文2篇于CCF推举期刊——《打算机教诲》上。

4）得到2021年、2022年全国打算机教诲精良论文奖，并做申报请示。

5）项目于2022年正常结题，被评为精良项目，同时经武汉理工大学本科生院认定为精良课题。

6）制作在线资源与视频，以SPOC模式开展线上MOOC课程《打算机视觉》3期，第1期共做事300余人。

7）在授课过程中，编写配套教材《打算机视觉事理》，获批武汉理工大学“十四五”方案教材， 2024年正式出版。

8）得到2022年度教诲部-华为协同育人精良案例。

紧张创新点包括：

1）平台培植：自主开拓了基于MindSpore平台与Atlas200开拓套件，实现设计面向深度学习的人脸检测与人脸识别两个综合性实验平台，涵盖了打算机视觉、操作系统、网络、AI处理器、图像传感器、深度学习与软件开拓等学科，特殊是覆盖了打算机视觉70%的知识点，办理打算机视觉课程缺少自主创新传授教化资源与实验平台的问题；

2）系统能力培养：基于华为昇腾AI技能平台，开拓面向深度学习的图像分割、目标检测和人脸识别的企业级端到端运用开拓平台，循规蹈矩，实现系统级贯通。

3）创新传授教化方法：翻转教室模式的稠浊传授教化，提升传授教化效率和参与度，让学生自主学习。
同时在实践传授教化履行过程中，采取“五步传授教化法”，即课前预习、兴趣导入、互助探究、西席点评、拓展延伸。

运用及推广情形

本项目以人工智能行业真实场景案例为需求，基于华为昇腾AI技能和平台，设计并实现面向深度学习的端到端软硬件协同图像识别系统，在每个运用开拓项目中，利用不同的深度学习网络进行云端模型演习和Atlas200DK开拓板终端推理支配，从底层芯片、深度学习框架、深度学习模型到开拓运用进行系统贯通。
紧张运用推广如下：

1）参加2021年、2022年全国打算机教诲大会，并进行主题为《打算机视觉改革探索：面向MindSpore平台与Atlas200的传授教化实践》、《面向人工智能系统能力培养的<打算机视觉>实验传授教化改革与实践》的申报请示，同时得到大会精良论文奖。

2）以SPOC模式开展线上MOOC课程《打算机视觉》2期，第1期有157人选课，第2期正在履行过程中。

3）参加2021年打算家当院长论坛，并申报请示项目成果。

4）面向武汉理工大学人工智能、大数据专业履行传授教化，直接管益学生超过300人。

5）课程改革后，绝大多数同学基于华为昇腾技能的深度学习完成图像分割、检测和人脸识别的开拓实践项目。

图2学生实验后预期

6）学生全方位能力提升：随着实验的进行，学生的能力有了显著的提高。
如系统能力课前自评值为3.79，两次实验后为5.05，8次实验后达到7.9，提升幅度达到108.4%。

图3 实验过程能力自评

7）学生满意度显著提高，实验整体满意度为8.38，NPS值为32.76%，个中满意度为10的占比达32.76%。

图4 学生实验满意度

履历总结

项目按照新工科培植项目哀求：企业供应经费和资源，支持学校开展新工科研究与实践，推动校企互助，开展人工智能人才培养探索实践，形成可推广的培植改革成果。
学校将家当最新技能进展、行业对人才培养的最新哀求引入“打算机视觉“实践过程，推动我校”打算机视觉“课程更新传授教化内容、完善课程体系，培植适应行业发展须要、可共享的课程、教材、传授教化案例等资源并推广运用。
项目面向人工智能、大数据专业本科生，依托华为Atlas 200开拓板、MindSpore和ModelArts，培植打算机视觉传授教化资源与平台，履行“打算机视觉“课程改革与创新，探索人工智能专业人才培养模式改革，办理”打算机视觉“传授教化中存在的知识体系更新快、知识体系碎片化、传授教化内容与企业需求脱节等问题。
依托该项目，培植了MOOC在线课程，揭橥CCF推举期刊教研论文2篇，得到全国打算机教诲大会精良论文奖2次，直接管益学生超过300人，同时项目结题为精良。
项目后期将进一步出版教材、申请国家一流课程等。