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国产软件进课堂优秀案例 | 基于华为AI的人工智能课程教学改革(西安科技大学高新学院-桂党楼)

国产软件进课堂优秀案例 | 基于华为AI的人工智能课程教学改革(西安科技大学高新学院-桂党楼)

案例摘要:本项目响应国家信创战略,将华为HCIA-AI课程、昇腾硬件与大模型技术融入人工智能课程,构建"必修课+选修课+第二课堂"三层融合体系,推行"云端+本地"混合实训与"认证+竞赛"双驱考核。实施以来,139人获HCIA-AI认证(通过率100%),3支队伍入围ICT大赛昇腾赛道并获西北赛区二等奖,完成大模型部署项目23项,形成了可复制的国产AI教学"高新学院方案"

一、项目实施背景

近年来,教育部明确提出推动"国产自主、安全可控"技术体系与人才培养战略,鼓励高校采用国产软硬件平台开展教学科研。本项目响应"国产软件进课堂"倡议,将华为AI技术融入课程体系,是落实信创战略与教育现代化要求的具体实践。

西安科技大学高新学院在智能科学与技术、物联网工程等专业开设《人工智能》相关课程,引入HCIA-AI V3.5/V4.0华为认证课程,覆盖AI基础理论、MindSpore框架及典型应用场景;并紧跟大模型发展,新增昇腾服务器硬件技术栈与大模型轻量化部署实践,让学生在国产算力平台上体验从训练到推理的全流程。

学校2022年启动华为ICT学院建设,采用华为编著教材,具备良好合作基础;设有科创社团、人工智能协会等组织,核心教师均具备华为授课或认证经验,部分教师完成昇腾师资培训;课程已嵌入必修、选修、微专业等多种类型,形成"必修+选修、课内+课外、理论+实践"立体化融合路径,院领导全程支持,为改革提供了充分保障。

二、项目改革思路

本课程改革以"国产软件进课"为契机,积极响应国家信创战略与区域人工智能产业发展需求,旨在将华为AI技术体系系统融入高校人工智能课程教学。改革的核心思路是:

1.产教深度融合:依托华为ICT学院及华为人才在线平台,引入行业领先的AI课程资源与认证体系,实现教学内容与产业技术同步,并进一步融入昇腾硬件平台与大模型应用技术。
2.多路径融合育人:打破传统单一课程模式,构建"必修课+选修课+第二课堂"立体化课程融合体系,实现资源高效利用与人才培养全覆盖。在第二课堂中增设昇腾算力实操工作坊和大模型应用开发训练营。
3.云边端协同实践教学:利用华为云平台与昇腾服务器共同构建混合算力环境,推动"理论在线学、实验在云端、大模型在本地"的混合式教学模式落地。重点培养学生在大模型微调、模型压缩、推理加速等方面的工程实践能力。
4.以证促学、以赛促教、以硬件促能力:通过华为认证、ICT大赛与昇腾应用创新赛道三驱联动,激发学生学习动力,建立"教学认证竞赛硬件实操反馈改进"的质量闭环。
三、项目改革措施

1. 构建"三层融合"课程体系

将华为HCIA-AI认证课程、昇腾硬件技术及大模型应用系统融入不同教学场景:

  • 必修课融合:在《人工智能技术》《机器学习》等5门以上必修课中嵌入华为课程模块,新增"昇腾AI计算实践""大模型原理与轻量化部署"实验单元。
  • 选修与微专业拓展:开设物联网工程专业开设的《人工智能》以及《AI物联2501》微专业,设置"MindSpore与昇腾平台开发""大模型应用实战"方向,吸引跨专业学生系统学习。
  • 第二课堂延伸:通过人工智能协会、科创社团开展昇腾服务器环境搭建、物联网IOT和人工智能MindSpore开发板实训、大模型推理应用(如文本生成、代码补全)等项目实践与竞赛培训,拓展学习深度与广度。

课程融合路径示意图(三层结构:必修课 → 微专业/选修 → 第二课堂/竞赛)

2. 实施"云平台+混合式"教学模式

线上学习:学生通过华为人才在线平台完成视频学习与章节测试,学习MindSpore框架及昇腾CANN软件栈基础。
线下导学:教师开展重点串讲、案例解析与项目指导,结合昇腾AI服务器进行现场演示,讲解异构计算架构(Ascend C算子开发、模型迁移等)。
云端与本地混合实训:学生既可使用华为云账号开展模型训练,也可直接登录昇腾服务器,完成:
    • 使用MindSpore在昇腾设备上训练图像分类模型;
    • 将开源大模型(如QwenChatGLM)通过昇腾工具链一键迁移并部署推理服务;
    • 开展模型轻量化实验(量化、剪枝、知识蒸馏),并对比昇腾NPUGPU的性能差异。
大模型具体应用项目:设计"基于昇腾服务器的大模型智能问答助手""代码自动生成工具开发"等课程项目,学生分组完成从数据集准备、模型微调到昇腾端侧推理的全流程。

3. 推行"认证+竞赛"双驱考核机制

  • 以证促学:HCIA-AI证作为课程结业标准之一,推动学生系统掌握技能。
  • 以赛促教:组织学生参加华为ICT大赛,重点参与昇腾AI赛道,将学习成果转化为竞赛作品(如基于昇腾的工业缺陷检测、大模型对话系统等),提升综合能力。
  • 以硬件开发促能力:将昇腾服务器的基本操作、模型迁移与大模型推理部署作为课程实验考核的重要部分,要求学生提交完整的实验报告与项目代码。

4. 建设"平台化、模块化、认证化"教学资源池

(1)以华为人才在线平台为核心,整合HCIA/HCIP多级课程资源,并引入昇腾社区、MindSpore官方教程及大模型迁移部署指南。

 (2)持续更新课程版本(如V3.5→V4.0),保持内容前沿性,同步跟进昇腾CANN版本迭代与主流大模型适配经验。

 (3)开发校本教材与实验指导书,其中包括:

  • 《昇腾AI服务器实验指导手册》(环境安装、算子开发、模型训练与推理)
  • 《大模型轻量化部署实践》(以Qwen-7B/ChatGLM3为例,基于昇腾实现LoRA微调与推理加速)
  • 配套代码仓库与Docker镜像,实现实验环境一键复现。

四、项目改革成果

1. 学生培养成效显著

  • 认证通过率高:139人获得HCIA-AI认证,通过率100%
  • 竞赛参与积极:组织108学生参加第十届华为ICT大赛,其中12名学生组成3支队伍参与昇腾AI赛道,并获西北赛区二等奖1
  • 跨领域学习拓展:全年组织在线学习728人次,193人获鸿蒙HCCDA证书
  • 硬件与大模型实践成果突出:
    • 学生在昇腾服务器上成功完成5种以上MindSpore模型训练与推理实验;
    • 完成基于昇腾的大模型部署项目23,涵盖智能客服、代码生成、知识问答等方向;
    • 撰写并提交《昇腾服务器实践报告》及《大模型应用开发总结》共30余份,优秀作品被推荐至华为昇腾社区展示。

2. 师资能力明显提升

  • 5名教师获华为HCIA讲师认证2名教师通过昇腾AI应用与开发高级培训并获得相应证书。
  • 累计参与华为及昇腾相关培训6次以上,成功申报校级教改项目2
  • 制作学生上机实验实践操作指导书4个,其中《昇腾AI服务器实验指导书》及《大模型部署实战》2个指导书已在校内推广使用。

3. 课程与专业建设提质

  • 建成涵盖HCIAHCIPAI课程资源池,并额外建设昇腾硬件实验资源库。
  • 支撑智能科学与技术、物联网工程等专业特色发展,强化"国产化+产教融合+硬软一体"品牌。
  • 新增"大模型部署与应用"课程模块,成为专业选修课中的亮点,选课人数超过120

五、经验总结和推广建议

1.经验总结

  • 课程融合模式可复制"必修+选修+第二课堂"的多路径融合机制,适用于多数高校的课程体系重构。
  • 云端与本地混合实训路径可推广:依托华为云与昇腾服务器本地部署,低成本、高效率解决AI与大模型实验环境问题,尤其适合希望开展国产算力教学的高校。
  • 认证与竞赛驱动有效:华为认证与ICT大赛(含昇腾赛道)的结合,能显著提升学生学习动力与教学实效。
  • 硬件引入增强实践深度:通过昇腾服务器与开发板,让学生在真实国产算力平台上动手实践大模型部署,培养稀缺的"国产AI工程化"能力。

2.推广建议

  • 建议各校建立"校企协同小组",由教务、院系、企业三方共同推进,确保硬件采购、环境搭建、课程资源对接顺畅。
  • 逐步推进,分层实施:可从选修课或第二课堂试点昇腾与大模型内容,再逐步融入必修课程体系。
  • 重视师资培训与激励:鼓励教师参与企业认证与培训,尤其是昇腾应用开发与大模型部署专项培训,将其纳入教学绩效考核。
  • 构建"AI+硬件+大模型"课程生态:在AI课程基础上,逐步拓展至昇腾原生开发、大模型工程化、边缘计算等方向,打造国产软件与硬件深度融合的课程群。

本项目通过系统化融合华为AI产业资源与昇腾硬件技术栈,并结合大模型轻量化部署应用,构建了"三层融合、云端赋能、硬软协同、双驱考核"的教学新模式,在提升学生实践能力、教师教学水平、课程体系质量等方面取得了显著成效。该模式具有较强的可操作性、可复制性与推广价值,可为同类院校开展国产软件进课堂、深化产教融合提供务实可行的"高新学院方案"

本文为新工科联盟"国产软件进课堂"优秀案例系列之五。后续将持续发布更多优秀案例,敬请关注。