项目编号：201802001011
项目类型：新工科培植项目
项目履行背景
国务院2017年发布的《新一代人工智能发展方案》指出：在移动互联网、大数据、超级打算、传感网、脑科学等新理论新技能以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界领悟、人机协同、群智开放、自主操控等新特色。教诲部印发的《高档学校人工智能创新行动操持》关照也强调：要环绕新一代人工智能关键算法、硬件和系统等，加快机器学习、打算机视觉、知识打算、深度推理、群智打算、稠浊智能、无人系统、虚拟现实、自然措辞理解、智能芯片等核心关键技能研究。
但在高校传统人才培养中，人工智能打算芯片与系统实践体系基本空缺，干系人才极度缺少。虽然海内子工智能学院如雨后春笋般呈现，但对付人才的培养却没有一套成熟的体系，很多都勾留在人工智能理论、算法和运用层面，缺少对学生核心芯片与系统设计能力的培养，交叉领悟的实践传授教化平台不敷。
本项目依托天津大学智能打算芯片与系统实践传授教化平台，意在办理人工智能与集成电路领域高水平人才培养实践传授教化需求问题，通过搭建完全的课程体系、配套教材、实验辅导、实践实训案例库，构建线上线下结合的人工智能芯片与系统实践传授教化体系，并将华为供应的人工智能课程及软硬件资源融入传授教化内容，开展人才培养。
改革思路及举措
1.校企互助重构传授教化内容
1）深入挖掘集成电路行业企业的思政元素。与华为工程师磋商剖析华为在制裁情形下的自主创新，并将干系内容融入课程概述部分，使学生理解芯片状况，勾引学生精确把握国家重大需求，将个人发展与国家发展紧密联系起来，承担社会任务。在实验环节，华为工程师参与辅导，潜移默化为学生树立工程师职业道德和严谨求真的工程伦理。
2）将行业前沿引入传授教化，培养学生创新精神。以华为昇腾推理产品作为案例，勾引学生进行技能研讨，剖析技能寻衅和解决方案的优缺陷，提升学生对学科的兴趣，培养学生的批驳性思维和创新意识。
图1 华为昇腾SoC设计案例
3）基于案例式传授教化，培养学生剖析、办理问题的能力。改变传统的知识点串讲的办法，以系统级芯片设计工程实践面临的高集成度、时序收敛、旗子暗记完全性、高功耗、可加工性等问题为勾引，与华为工程师共同设置10多个工程案例，培养学生剖析问题以及将半导体器件、数字逻辑电路、VLSI设计措辞、打算机体系构造、FPGA事理与运用等课程知识综合运用办理问题的能力。如：电源网络的IR低落征象、互连线的串扰、太湖之光超算的特点等。
图2 基于工程案例组织知识讲授
2.校企互助共建课程资源
1）与华为共同培植课程资源。与华为工程师研讨，根据课程传授教化和华为系统级芯片生态培植需求，将华为昇腾全栈、异构打算架构CANN、AI框架MindSpore三个产品的七个知识点融入课程的传授教化内容，包括：昇腾全栈 AI 软硬件平台、异构打算架构CANN根本、基于AscendCL的推理运用开拓、MindSpore根本、数据加载及处理、模型演习、运用推理等，同时将华为昇腾社区在线学习资料作为学生自学内容，方便学生节制华为AI SoC的开拓流程。
2）与华为互助开拓实验资源。依托教诲部产学互助协同育人培植等项目，华为免费供应了Atlas开拓板30套及5万元培植经费。自2019年以来，华为每年为上课学生供应华为云代金券，学生可免费利用华为的云资源进行项目开拓。同时，学校以华为的AI赞助医疗诊断运用为背景，与华为工程师互助开拓了两个实验项目，丰富了创新实践资源。
图3 校企互助培植课程资源
3.校企互助开展实践传授教化
1）基于家当实际工程项目真题真做。利用华为自研Atlas 200DK开拓板，以及AI在线开拓平台ModelArts，学生完成基于昇腾芯片的深度学习领域实战项目：基于 Atlas 200DK搭建Yolov3网络实现目标检测任务、基于ModelArts&Atlas 200DK 的图像分类实验(进阶)。在进阶实验项目中，学生以小组为单位，根据根本独立选题，独立设计，撰写设计方案。设计成果哀求能办理工程实际问题，强调创新，学生还需就项目进行答辩和展示，重点培养与稽核学生的团队互助、设计方案撰写、沟通互换、陈述表达等综合能力。
2）课程组西席与华为工程师互助辅导实验。课程培植初期，华为工程师现场辅导实验平台的搭建和利用，培训校内实验辅导西席；课程成熟后，华为工程师通过微信群、论坛与学生互动，校内西席现场辅导实验，密切合营。
3）打通课程实践环节与学科竞赛。部分实验项目精良作品经由选拔和后期造就，参加到学科竞赛中，例如华为昇腾AI原生创新算子寻衅赛和全国集成电路设计创新大赛。竞赛不仅提升了学生的创新实践能力，开拓成果也可以补全华为异构打算架构CANN中的算子库。
图4 企业工程师现场和远程辅导实验及部分学生作品
4.综合改革评价体系
课程打破传统考试为主的单一评价模式，采纳多样化的成绩评定办法，如图5。针对集成电路专业，平时成绩占50%，包括：教室表现（采取雨教室，20%）、实验（5%）、课程设计（25%），期末考试占50%（题型均为剖析类、设计类大题），看重学习过程考察，勾引学生积极参与实践，引发创新意识。
图5 课程采纳多样化的评定办法
项目成果、创新点及成效
1. 学生收成
学生对课程学习兴趣较高，创新实践能力得到提升。以2023-2024第一学期授课为例，100%的学生喜好学习该课程；100%自我评价创新实践能力得到提升；95%的学生自我评价综合本色得到提升；98%乐意投身集成电路行业。部分课程调查问卷如图6所示。学生实验项目作品得到2019年全国大学生集成电路创新创业大赛全国一等奖等5项奖项。
图6 课程调查问卷，(a) 是否喜好课程; (b)创新实践能力提升情形;(c) 综合素养提升情形;(d)投身集成电路行业意愿
图7 学生实验项目作品获奖情形
2.课程传授教化成效
传授教化改革取得了系列成果。在项目的支持下，《系统级芯片(SoC)设计》课程获批省部级和国家级一流本科课程、教诲部产学互助协同育人项目精良案例等名誉。作为产教领悟的精良案例，有力支撑了专业构建 “异质异构集成 ” 式集成电路人才培养模式，探索了汇聚多方资源的产教协同育人保障新机制，作为主要组成部分得到2022年天津市传授教化成果（本科）特等奖。
图8 课程传授教化改革成果
运用及推广情形
搭建的基于华为Atlas开拓板、ModelArts云平台的人工智能综合实验平台以及干系实验内容，运用到了2门本科生课程《系统级芯片设计》《嵌入式系统的设计与运用》和1门研究生课程《SoC方法学》中。课程已经讲授5个轮次，合计超过500逻辑学生在平台上开展了人工智能干系实验项目。
作为天津大学智能打算芯片与系统新工科主题实践传授教化平台的一部分，实践平台还支持了全校大学生创新创业项目和学科竞赛；实验教程和相应课程大纲已完成编写，可用于校内校外后续的运用推广。
由于本课程传授教化方案质量突出，华为将该课程传授教化成果放在华为“时习知”、鲲鹏社区、昇腾社区、华为云学院、高校人才生态等华为网站上，公开免费向高校老师分享。课程卖力人先后依托集成电路人才培养基地和天津“芯火”双创平台线上、线下培训企业工程师、高校学生500余人次。
履历总结
案例以教诲部-华为产学互助协同育人项目、华为沃土AI人才培养操持等为依托，探索形成了长期稳定、积极互动、持续优化、互助共赢的校企互助机制，如图9所示。该机制担保了案例自2019年开始稳定运行。
未来，双方将环绕AI赋能教诲开展进一步的校企互助，丰富智能芯片与系统实践案例，开展AI赞助的答疑、评价和个性化辅导，进一步推进产教协同育人。
图9 课程探索的产学合培养人机制
