導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇智能科學(xué)與技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1　引言

隨著智能科學(xué)技術(shù)在人類生活各個(gè)領(lǐng)域的不斷滲透，它所帶動(dòng)的智能技術(shù)浪潮正在不斷地?cái)U(kuò)大，并對(duì)社會(huì)、文化、教育的發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。

“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)作為一門剛剛起步的新專業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用需求。它是一門綜合交叉性學(xué)科，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能去分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)復(fù)合型人才。

“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程是“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的基礎(chǔ)課程，作為本專業(yè)的“敲門磚”，可以幫助學(xué)生對(duì)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)有一個(gè)整體上的認(rèn)識(shí)，對(duì)智能科學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)初步的了解。

2　課程概述

對(duì)于剛剛邁進(jìn)大學(xué)校園的青少年來說，他們面臨著許許多多的新問題，其中最重要的一項(xiàng)，就是“專業(yè)”問題。自己將要學(xué)習(xí)的專業(yè)究竟是怎樣的?它的前景如何?怎樣才能學(xué)好它?“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程是學(xué)生接觸到的第一門涉及本專業(yè)知識(shí)的課程，它針對(duì)學(xué)生的實(shí)際需要，系統(tǒng)、科學(xué)地解答了學(xué)生各種各樣的專業(yè)問題，為本專業(yè)的新同學(xué)們提供適時(shí)和恰當(dāng)?shù)摹皩I(yè)引導(dǎo)”，使他們很快進(jìn)入環(huán)境，成為一批積極主動(dòng)、方向明確、方法正確的新型學(xué)習(xí)者。

本課程具有以下特點(diǎn)：

(1)從宏觀上介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容，綜合性強(qiáng)。

課程整體地介紹了智能科學(xué)技術(shù)以及智能科學(xué)領(lǐng)域的基本概念、學(xué)術(shù)思想、知識(shí)體系、學(xué)術(shù)特色，使學(xué)生對(duì)“智能科學(xué)技術(shù)”由完全陌生的狀態(tài)變?yōu)槟軌驅(qū)λ幕灸Ｐ秃突締栴}建立一個(gè)初步、宏觀的，然而又是準(zhǔn)確和科學(xué)的認(rèn)識(shí)。

課程剖析了智能科學(xué)技術(shù)與相關(guān)學(xué)科之間的關(guān)系，使學(xué)生明了智能科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、控制科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)各有各的獨(dú)立研究領(lǐng)域，各有各的獨(dú)特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促進(jìn)。

通過回顧和展望，本課程揭示了智能科學(xué)技術(shù)的精彩發(fā)展前沿技術(shù)與巨大的創(chuàng)新機(jī)遇，指明當(dāng)代智能科學(xué)與腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)的結(jié)合將開辟極其廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也指出智能科學(xué)技術(shù)面臨著科學(xué)研究方法論的深刻變革。

(2)解析專業(yè)課程結(jié)構(gòu)框架，指引學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)。

科學(xué)的學(xué)習(xí)方法是受多因素制約的多層次、多序列的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)體系。從微觀上說，怎樣讀書，怎樣上課，怎樣實(shí)驗(yàn)，怎樣實(shí)踐，怎樣做筆記，怎樣記憶，怎樣運(yùn)用學(xué)習(xí)時(shí)間等都是方法問題；從宏觀上看，怎樣制定學(xué)習(xí)戰(zhàn)略，怎樣選擇治學(xué)途徑，怎樣不斷優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，如何確立學(xué)習(xí)觀和學(xué)習(xí)原則等也都包含著“方法”問題。

本課程通過闡述智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行深入分析，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)整個(gè)專業(yè)的知識(shí)體系，明晰本專業(yè)課程的組成、每門課程的作用以及課程之間的邏輯關(guān)系，指引學(xué)生采用正確得當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法開展本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)。

(3)激發(fā)學(xué)生熱情，培養(yǎng)學(xué)生興趣。

本課程從根本上闡明了智能科學(xué)技術(shù)必然在現(xiàn)今時(shí)代崛起并迅速登上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)舞臺(tái)的內(nèi)在緣由，啟示學(xué)習(xí)智能科學(xué)技術(shù)的必要性和重要性，啟發(fā)學(xué)生的歷史責(zé)任感和崇高使命感，使他們認(rèn)識(shí)到能夠?qū)W習(xí)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是他們這一代人的幸運(yùn)。同時(shí)，通過分析和案例介紹，說明智能科學(xué)技術(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的巨大作用，認(rèn)識(shí)到信息化必須走向智能化才能建成現(xiàn)代化國(guó)家，從而有效地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)智能科學(xué)技術(shù)的自覺性、自豪感。

通過介紹一些典型的智能系統(tǒng)，使學(xué)生初步建立起智能科學(xué)技術(shù)的直觀形象和感性認(rèn)識(shí)，相當(dāng)于進(jìn)行了一次“智能科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3　課程教學(xué)的認(rèn)識(shí)與思考

3.1 著重實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生興趣

智能科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的學(xué)科，它的技術(shù)成果、研究動(dòng)向更新地很快。教師應(yīng)及時(shí)地介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，將其引入課程教學(xué)，增加操作環(huán)節(jié)，可由教師進(jìn)行演示，或由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行運(yùn)行。

通過操作加深感悟，是學(xué)生參與知識(shí)形成過程的關(guān)鍵。通過親手執(zhí)行包含智能技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，使學(xué)生獲得關(guān)于智能科學(xué)技術(shù)更為深刻的體驗(yàn)，大大拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們感覺到“智能科學(xué)技術(shù)就在自己身邊”。這樣，既增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)本課程的興趣，又使學(xué)生及時(shí)掌握了本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大了知識(shí)面。

3.2　組建研究小組，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維

智能科學(xué)技術(shù)本身處在創(chuàng)新發(fā)展時(shí)期，特別需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。智能科學(xué)技術(shù)是一個(gè)高度綜合又非常深邃的學(xué)科，依靠常規(guī)的學(xué)習(xí)方法很難把握，同時(shí)，它又是一門研究思維規(guī)律的學(xué)科，思維規(guī)律之中最重要的是創(chuàng)新思維。所以，培養(yǎng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的高層次人才，一定要著重創(chuàng)新思維的建立。

教師可綜合考慮課程側(cè)重點(diǎn)與學(xué)生興趣，指定幾個(gè)研究方向，組建研究小組。鼓勵(lì)學(xué)生通過查閱資料、調(diào)查實(shí)踐等方式解答問題，提出自己的新想法。整個(gè)活動(dòng)以互動(dòng)的形式開展，教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題，通過師生的交流和探討使學(xué)生獲得對(duì)同一問題的多種思考結(jié)果，學(xué)生可依照自己的新思路將研究逐步深入，最終，以組為單位向教師和全體學(xué)生做專題介紹。這種參與式教學(xué)模式使學(xué)生在“教”的同時(shí)，鞏固提高了對(duì)知識(shí)的理解，并鍛煉了學(xué)生的邏輯表達(dá)能力和心理素質(zhì)，給學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自我的平臺(tái)。

3.3　采用靈活考評(píng)方式，建立綜合考評(píng)體系

傳統(tǒng)的單純以期末考試成績(jī)作為考量的考評(píng)方式過于片面，同時(shí)也容易束縛學(xué)生的思維。綜合考慮智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃以及智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的課程特點(diǎn)，筆者認(rèn)為，應(yīng)采用靈活的考評(píng)方式，建立綜合的考評(píng)體系。

本課程考評(píng)體系可分為三部分：期末考卷、調(diào)研表現(xiàn)、小論文。期末考卷只要基于本課程教材的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、課堂內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。調(diào)研即3.2節(jié)中所提到的組建研究小組，每個(gè)小組就自己的研究方向進(jìn)行調(diào)研，參閱書籍、查找資料、深入探討，以PPT的形式向教師和全體學(xué)生進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)。小論文指學(xué)生以自己的調(diào)研方向?yàn)轭}目，撰寫專題論文。這種考評(píng)方式是以書本為平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)系統(tǒng)地獲得新知識(shí)、新技術(shù)的能力，主要包括基本學(xué)習(xí)能力、自學(xué)能力、實(shí)踐操作能力和表達(dá)能力，鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。同時(shí)，也調(diào)動(dòng)了學(xué)生查閱資料，自主思考問題的積極性，擴(kuò)展了知識(shí)面。

3.4　參觀實(shí)驗(yàn)室，了解領(lǐng)域研究現(xiàn)狀

智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的大學(xué)畢業(yè)生，應(yīng)該既可以從事智能理論和智能系統(tǒng)的研究、智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)，又可以從事實(shí)際與智能技術(shù)相關(guān)的工程開發(fā)工作。而對(duì)于剛剛接觸這個(gè)專業(yè)的學(xué)生來說，很難從書本中明了自己今后的究竟能做些什么，也很難將書面知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。通過參觀與專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，幫助學(xué)生將課本上的抽象理論與具體實(shí)踐結(jié)合起來，讓學(xué)生了解將來可能會(huì)從事的工作，了解學(xué)科領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，親身感受實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)氛圍，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域高水平研究的向往。

篇2

0引言

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國(guó)家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應(yīng)國(guó)家科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的需要而設(shè)立的，專業(yè)代碼080907T。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于一個(gè)交叉學(xué)科，涵蓋了電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件和軟件、人工智能、自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何交叉學(xué)科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應(yīng)國(guó)家對(duì)高質(zhì)量的智能技術(shù)人才的社會(huì)需求，研究與實(shí)踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)建設(shè)需求的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。

1創(chuàng)新課程體系的意義

德國(guó)率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實(shí)就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等相結(jié)合，形成虛擬與現(xiàn)實(shí)相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動(dòng)終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標(biāo)準(zhǔn)的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會(huì)采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質(zhì)量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品，快速交付給客戶。

在制造領(lǐng)域，這種技術(shù)的漸進(jìn)性進(jìn)步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國(guó)蒸汽機(jī)為代表；第②階段以1870年的電動(dòng)機(jī)械發(fā)明與應(yīng)用為代表；第③階段以使用電子與IT技術(shù)的自動(dòng)化時(shí)代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時(shí)代。當(dāng)前，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進(jìn)入成長(zhǎng)期。另外，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人使用密度遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家，具有廣闊的市場(chǎng)空間。智能裝備的大發(fā)展對(duì)相關(guān)專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢(shì)，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生今后的一個(gè)重要就業(yè)方向?qū)⑹欠?wù)于產(chǎn)業(yè)界的機(jī)器人領(lǐng)域。

我們國(guó)家正在大力提倡的“中國(guó)制造2025”與德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國(guó)的工業(yè)、社會(huì)發(fā)展階段存在差異，但在智能制造領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展水平基本同步。通過國(guó)家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術(shù)，以及在大學(xué)智能制造相關(guān)專業(yè)的課程改革，為我國(guó)的智能制造技術(shù)趕上甚至超過發(fā)達(dá)國(guó)家創(chuàng)造了千載難逢的機(jī)遇。

2智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標(biāo)

如何充分利用民辦學(xué)校的企業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，辦好智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的辦學(xué)宗旨，根據(jù)行業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展的需求，在保證專業(yè)知識(shí)體系完整性的前提下，結(jié)合“工業(yè)4.0”對(duì)專業(yè)人才知識(shí)、能力的需求，我們將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測(cè)技術(shù)，智能機(jī)器人傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)，智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等。4年來的辦學(xué)實(shí)踐證明，我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求，并具有一定的前瞻性。

基于以上專業(yè)定位，對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進(jìn)行深入的探索與實(shí)踐，涉及專業(yè)一體化的理論與實(shí)踐課程體系規(guī)劃，機(jī)器人實(shí)踐平臺(tái)升級(jí)，專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、考核方式改革，教學(xué)資源、師資隊(duì)伍、評(píng)估反饋機(jī)制建設(shè)等。通過有針對(duì)性地研究我們?cè)趯I(yè)教學(xué)中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應(yīng)“工業(yè)4.0”及“中國(guó)制造2025”對(duì)專業(yè)人才知識(shí)及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國(guó)家、社會(huì)輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

通過對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運(yùn)行4年的本專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上建立完善的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論與實(shí)踐一體化設(shè)計(jì)；總結(jié)課程教學(xué)手段和方法；完成高質(zhì)量的教學(xué)資源建設(shè)；建立高水平的師資隊(duì)伍。

3創(chuàng)新課程體系構(gòu)建方案

專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項(xiàng)目為導(dǎo)向設(shè)計(jì)專業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施貫穿于大學(xué)4年的教學(xué)過程之中，讓學(xué)生在校期間就有機(jī)會(huì)參與真實(shí)項(xiàng)目的開發(fā)與運(yùn)作，獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐與學(xué)校理論教學(xué)的無縫對(duì)接。設(shè)置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項(xiàng)目群，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)進(jìn)行全面培養(yǎng)，使學(xué)生得到全方位的鍛煉。

3.1支撐培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一體化課程體系

專業(yè)課程體系的構(gòu)建思路以行業(yè)與社會(huì)需求為根本。在此基礎(chǔ)上確定智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導(dǎo)，定制科學(xué)先進(jìn)的人才培養(yǎng)模式和過程，最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系。

引進(jìn)與國(guó)際接軌的課程體系，制定全新的適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的教學(xué)計(jì)劃，采用先進(jìn)的教學(xué)理念與培養(yǎng)模式，初步構(gòu)建以設(shè)計(jì)為中心，理論與實(shí)踐高度融合的應(yīng)用型本科課程體系。

理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當(dāng)降低理論知識(shí)的難度，著重培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力。理論課程的整合要突出理論教學(xué)的應(yīng)用性，構(gòu)建基礎(chǔ)理論平臺(tái)課程群與專業(yè)模塊化課程群相結(jié)合的理論教學(xué)體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個(gè)性化發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的適應(yīng)性。

實(shí)踐課程體系方面，依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，以能力為本位，以項(xiàng)目為載體，以“學(xué)中做”和“做中學(xué)”為方法，統(tǒng)籌安排基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、創(chuàng)新訓(xùn)練與實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與實(shí)踐、綜合實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與企業(yè)實(shí)習(xí)等各類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使實(shí)踐學(xué)期教學(xué)內(nèi)容逐級(jí)遞進(jìn)、逐步深化；將實(shí)踐學(xué)期實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容緊密銜接。系統(tǒng)化構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合，貫穿于大學(xué)教育全程的一體化實(shí)踐教學(xué)體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設(shè)計(jì)各級(jí)項(xiàng)目。一級(jí)項(xiàng)目（智能機(jī)器人綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目）的設(shè)計(jì)直接針對(duì)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐學(xué)期的二級(jí)項(xiàng)目和基于專業(yè)課程的三級(jí)項(xiàng)目分別是一級(jí)項(xiàng)目培養(yǎng)能力的分解。

采用基于社會(huì)實(shí)際崗位的逆推法設(shè)計(jì)課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)抽象為若干個(gè)專業(yè)核心應(yīng)用能力，再根據(jù)每個(gè)專業(yè)核心應(yīng)用能力所需的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分不同的課程群。

設(shè)置課程群不僅要考慮智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本身課程體系的科學(xué)性與遞進(jìn)關(guān)系，還要充分研究專業(yè)相關(guān)的重點(diǎn)行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點(diǎn)，針對(duì)人才市場(chǎng)的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)、新平臺(tái)、新規(guī)范納入課程，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟(jì)及行業(yè)、企業(yè)的有效對(duì)接。目前，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測(cè)技術(shù)、智能機(jī)器人傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)，以及智能技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關(guān)技術(shù)有一定的匹配度，但還需進(jìn)一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線”等知識(shí)模塊構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡(luò)課程群，融合“工業(yè)機(jī)器人”“智能傳感檢測(cè)”等構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS實(shí)體物理課程群。實(shí)踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機(jī)器人開設(shè)相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)、課程項(xiàng)目、實(shí)踐學(xué)期項(xiàng)目及實(shí)訓(xùn)等。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)崗位應(yīng)用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個(gè)階段。注重崗位需求對(duì)課程設(shè)置的對(duì)應(yīng)性，前兩個(gè)階段與傳統(tǒng)大學(xué)基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個(gè)階段面向人才市場(chǎng)的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。

3.2科學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

大連東軟信息學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)按照全面質(zhì)量管理的理念，建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評(píng)價(jià)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制。做到了常項(xiàng)評(píng)價(jià)與專項(xiàng)評(píng)價(jià)相結(jié)合，形成性考核評(píng)價(jià)與終結(jié)性考核評(píng)價(jià)相結(jié)合，定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，采取管理學(xué)確認(rèn)有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)包括TOPCARES-CDIO系列評(píng)估、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)以及教學(xué)過程評(píng)價(jià)3個(gè)部分。TOPCARES-CDIO系列評(píng)估主要評(píng)價(jià)專業(yè)、課程、項(xiàng)目、教材以及素質(zhì)教育等環(huán)節(jié)落實(shí)工程教育理念的效果。教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主要包括教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，學(xué)生對(duì)課程的滿意度調(diào)查、對(duì)重點(diǎn)課程的評(píng)價(jià)、對(duì)重點(diǎn)教材的評(píng)價(jià)等，由定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)價(jià)組成。教學(xué)過程評(píng)價(jià)，主要從課程考核、實(shí)踐學(xué)期以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開。

3.3高水平師資隊(duì)伍建設(shè)

專業(yè)自成立以來就十分關(guān)注師資隊(duì)伍的培養(yǎng)，不斷強(qiáng)化專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)，持續(xù)關(guān)注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設(shè)，加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍的培養(yǎng)力度。通過開展內(nèi)部培訓(xùn)、教學(xué)研討、企業(yè)實(shí)踐、學(xué)術(shù)研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、教研科研水平高、技術(shù)服務(wù)能力強(qiáng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在師資隊(duì)伍建設(shè)過程中，實(shí)施“引聘訓(xùn)評(píng)”的雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)發(fā)展方案。

3.4教學(xué)資源建設(shè)

篇3

1高水平人才交叉培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施背景

《北京市教育委員會(huì)關(guān)于印發(fā)北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)計(jì)劃的通知》（京教高[2015]1號(hào)）提出共建高校雙方要根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展急需人才所應(yīng)具有的知識(shí)、能力與素質(zhì)，聯(lián)合相關(guān)行業(yè)企業(yè)，共同制訂專業(yè)和方向的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建與之相匹配的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，包括專業(yè)核心課程體系、實(shí)踐能力培養(yǎng)體系和素質(zhì)提升體系，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)過硬、能力突出的高素質(zhì)人才。

北京科技大學(xué)、北京信息科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“機(jī)器人大腦方向”雙培項(xiàng)目于2015年開始正式實(shí)施。目前主要采用“3+1”培養(yǎng)模式，即前3年在北京科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)，第4年在北京信息科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)并完成畢業(yè)論文。

2“機(jī)器人大腦方向”雙培方案的構(gòu)建

北京科技大學(xué)是教育部直屬的985、211大學(xué)，其智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在京為一本招生，而北京信息科技大學(xué)為北京市屬學(xué)校，其智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在京為二本招生。兩校要交叉聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生，需要充分考慮兩校的生源情況，在充分論證的基礎(chǔ)上制訂出相應(yīng)的培養(yǎng)方案。

2015年4―5月，北京信息科技大學(xué)與北京科技大學(xué)相關(guān)負(fù)責(zé)人先后進(jìn)行兩次會(huì)談，就兩校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)情況、雙培計(jì)劃的基本情況，“機(jī)器人大腦方向”教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案交換了意見，形成了雙培計(jì)劃培養(yǎng)方案制訂的初步設(shè)想。兩校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)具有相似的歷史淵源和專業(yè)方向，因此，在充分討論的基礎(chǔ)上，決定以兩?，F(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃為基礎(chǔ)，按市教委雙培的要求修訂“機(jī)器人大腦方向”教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案。兩校分工實(shí)施課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生指導(dǎo)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、組織學(xué)生科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽等工作。

2.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)以及腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能與方法，受到初步科學(xué)研究和工程實(shí)現(xiàn)的訓(xùn)練，具備智能系統(tǒng)集成、智能技術(shù)應(yīng)用方面研究和開發(fā)的基本能力。同時(shí)具有全面的文化素質(zhì)、良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的新環(huán)境適應(yīng)能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，并具有良好的語言和計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。本科畢業(yè)后能夠在研發(fā)部門、學(xué)科交叉研究機(jī)構(gòu)以及高校從事與智能科技相關(guān)領(lǐng)域的科研、開發(fā)、管理或教學(xué)工作，并可繼續(xù)攻讀智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及相關(guān)學(xué)科和交叉學(xué)科的碩士和博士學(xué)位。

2.2專業(yè)課程體系

智能科學(xué)技術(shù)是一門研究智能現(xiàn)象的本質(zhì)與機(jī)理、智能模擬的方法與技術(shù)以及智能機(jī)器與智能系統(tǒng)應(yīng)用的新興學(xué)科，由腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能、信息科學(xué)技術(shù)等學(xué)科綜合交叉而成。圖1給出的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的知識(shí)體系，確定了課程設(shè)計(jì)的基本原則：智能應(yīng)用的過程中需要有信息學(xué)科中的計(jì)算機(jī)、通信、控制和檢測(cè)等方面技術(shù)的支撐；建立以計(jì)算機(jī)、通信、控制和檢測(cè)技術(shù)為工具，以智能機(jī)器人為載體，結(jié)合信息科學(xué)和智能科學(xué)理論基礎(chǔ)的課程體系。

為體現(xiàn)“機(jī)器人大腦”的專業(yè)方向與特色，課程體系中加強(qiáng)了腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)、腦機(jī)接口、軟件開發(fā)與應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等內(nèi)容。表1給出了智能科學(xué)與技術(shù)“機(jī)器人大腦方向”的專業(yè)課程體系，其課程體系模塊設(shè)計(jì)為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)、信息與控制基礎(chǔ)、機(jī)器智能、智能系統(tǒng)五大模塊。

“機(jī)器人大腦方向”專業(yè)核心課程確定為：電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信息論與編碼、信號(hào)處理、控制工程基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)原理與應(yīng)用、腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器人組成原理、計(jì)算智能基礎(chǔ)、智能機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)等。

2.3專業(yè)實(shí)踐體系

按照工程認(rèn)證相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，建立了包括金工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)、各類課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)、工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)（實(shí)踐）在內(nèi)的、完備的、面向工程需要的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖2所示。

3“機(jī)器人大腦方向”雙培方案的實(shí)施

“機(jī)器人大腦方向”雙培計(jì)劃是北京地區(qū)高等教育綜合改革的試點(diǎn)，其目的在于推進(jìn)北京地區(qū)高校之間的合作和優(yōu)質(zhì)教育資源的共享，提升北京高校辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。為此，兩校通力合作進(jìn)行了有益的探索與實(shí)踐。

3.1學(xué)風(fēng)建設(shè)

北京信息科技大學(xué)為雙培學(xué)生配備了輔導(dǎo)員和班導(dǎo)師，班導(dǎo)師由學(xué)院主管教學(xué)的副院長(zhǎng)承擔(dān)。在新生入學(xué)的第一個(gè)學(xué)期，班導(dǎo)師就從中學(xué)生到大學(xué)生的過渡、適應(yīng)大學(xué)高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)方式方法、班委改選、期中考試后的總結(jié)等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)院組織學(xué)生集中晚自習(xí)，由班導(dǎo)師、輔導(dǎo)員檢查。同時(shí)班導(dǎo)師、輔導(dǎo)員經(jīng)常走訪宿舍，與同學(xué)談心，使他們明確目標(biāo)并養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

同時(shí)，學(xué)校通過微信，不定期與共建高校的教師、學(xué)生溝通，隨時(shí)掌握雙培學(xué)生的學(xué)習(xí)生活狀況，如自動(dòng)化學(xué)院開通的心動(dòng)傳媒公眾號(hào)，成為雙培學(xué)生母校情節(jié)的有效紐帶。

3.2學(xué)生活動(dòng)情況

北京信息科技大學(xué)和北京科技大學(xué)充分利用本校的資源，要求雙培學(xué)生積極參加兩校的各類活動(dòng)，以達(dá)到市屬學(xué)校和央屬學(xué)校聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生的目的。例如，北京信息科技大學(xué)2015年4月邀請(qǐng)雙培學(xué)生開展了師生黨建活動(dòng)“奔跑的人工智能”研討會(huì)，組織專業(yè)引領(lǐng)型學(xué)科競(jìng)賽――新生R Auto杯智能小車競(jìng)速比賽。

篇4

1　智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科學(xué)中心，末作增擴(kuò)。后者的簡(jiǎn)稱——“信息中心”——雖然易與“計(jì)算中心”或“情報(bào)資料中心”混淆，卻是上世紀(jì)八十年代中期北大一些有識(shí)之士倡議建立的第一個(gè)多學(xué)科交叉研究中心。它以數(shù)學(xué)系、無線電f電子學(xué))系和計(jì)算機(jī)系為主，聯(lián)合心理學(xué)、中文、遙感等共十個(gè)系所而組成，宗旨是開展多學(xué)科交叉研究，充分發(fā)揮北大的綜合優(yōu)勢(shì)。即使放在二十余年后的今天來看，這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎(chǔ)上，北大很快于1986年建立了第一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。就是這樣人數(shù)不多的一個(gè)機(jī)構(gòu)，先后出過三名院士和一名北大常務(wù)副校長(zhǎng)。以指紋識(shí)別為代表的研究成果進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

 

2003年9月10日，北京大學(xué)最大的學(xué)院——信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院——成立。它包括計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)四個(gè)系，有十二個(gè)(研究)所和中心，兩個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和若干部門實(shí)驗(yàn)室。系是教學(xué)單位，所和中心是研究實(shí)體。從此，智能科學(xué)系(暨信息中心、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室三位一體)翻開了新的一頁。

 

2　專業(yè)增列·學(xué)會(huì)指導(dǎo)

 

成立智能科學(xué)系除了要順應(yīng)北大“系并院”的潮流，也是完善作為學(xué)?；窘ㄖ茊挝凰貍涞?。何新貴院士為系取了名稱，如今許多學(xué)校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔(dān)任系主任，筆者是主管學(xué)科建設(shè)和教學(xué)的副主任，具體參與負(fù)責(zé)各項(xiàng)相關(guān)工作。創(chuàng)辦國(guó)內(nèi)第一個(gè)智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)也是我們這一班人繼承傳統(tǒng)的首要任務(wù)。事實(shí)上，早在一年多前，大家就進(jìn)行了醞釀，特別是中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)多次組織的相關(guān)研討，成為重要的準(zhǔn)備基礎(chǔ)。

 

北大是一級(jí)學(xué)科下自主增設(shè)、增列學(xué)科專業(yè)的學(xué)校。系領(lǐng)導(dǎo)上任伊始第一件事就是要在當(dāng)年申辦智能本科專業(yè)，而且志在必得。為此，我們?cè)谇捌谥贫嗽敿?xì)的步驟計(jì)劃，進(jìn)行了深入調(diào)研和各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。我們起草完成了所需的各項(xiàng)材料(人才需求論證、專業(yè)建設(shè)規(guī)劃和適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃與課程設(shè)置方案、教師教輔隊(duì)伍和基本辦學(xué)條件說明以及國(guó)內(nèi)外背景對(duì)比材料等)，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)涂序彥等學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了專家論證，協(xié)助完成了論證報(bào)告。這些工作就緒后，我們?cè)?003年10月下旬向?qū)W校主管副校長(zhǎng)、教務(wù)部負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)做了匯報(bào)說明，并于10月30日正式提交申請(qǐng)材料。經(jīng)學(xué)校的學(xué)部討論通過，校教務(wù)部審核和校教學(xué)科研工作委員會(huì)論證(由于是國(guó)家公布專業(yè)目錄外者)，再經(jīng)校學(xué)術(shù)委員會(huì)審議，報(bào)校長(zhǎng)辦公會(huì)批準(zhǔn)，最后于12月15日前順利完成了全部程序，報(bào)教育部備案。2004年初，教育部正式批復(fù)并公布了北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”新的本科招生專業(yè)。這個(gè)專業(yè)名稱是查紅彬教授建議的，日后成為教育部批復(fù)新申辦學(xué)校的統(tǒng)一提法。

 

由于“智能科學(xué)與技術(shù)”未在國(guó)家公布的專業(yè)目錄中，因此是增列而非設(shè)置，北京大學(xué)將其置于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科之下。由于北大歷來嚴(yán)格控制招生規(guī)模，我們的30名招生計(jì)劃是由信息學(xué)院其他三個(gè)系從原有計(jì)劃分配名額中擠出來的。新專業(yè)的計(jì)劃發(fā)展規(guī)模最終為50名。

 

3　教學(xué)計(jì)劃·四校會(huì)議

 

智能科學(xué)系雖然成功地創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)第一個(gè)“智能科學(xué)技術(shù)本科”專業(yè)，但也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏本科教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站，研究生培養(yǎng)己歷十余年，但一直實(shí)施科研主導(dǎo)體制，未曾從事過本科教學(xué)。師資隊(duì)伍擴(kuò)充快，新進(jìn)年輕博士比例大，而真正有過本科教學(xué)經(jīng)歷者寥寥無幾。此外，信息學(xué)院成立后開始調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，制定了一年級(jí)統(tǒng)一課程內(nèi)容，新生是按學(xué)院統(tǒng)一招進(jìn)來，第一年共同學(xué)習(xí)，后三年才分專業(yè)培養(yǎng)。我們雖然為申辦專業(yè)制定了一套課程計(jì)劃，但因不兼容學(xué)院的統(tǒng)一規(guī)劃而未能第一次通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的審核。為此，我們組織學(xué)院經(jīng)驗(yàn)豐富的老教授，為本系青年教師進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)，聽取學(xué)院主管負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和幾位多年從事本科教學(xué)管理的老系主任對(duì)教學(xué)計(jì)劃的修訂意見。

 

通過幾個(gè)月的努力，我們完善了智能科學(xué)系的課程體系，并最終通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的審核。這個(gè)教學(xué)計(jì)劃具有幾個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)大基礎(chǔ)——以學(xué)院的數(shù)、理和信息類為主，強(qiáng)調(diào)寬厚扎實(shí);三個(gè)核心課程群作為專業(yè)理論基礎(chǔ)，包括智能基礎(chǔ)課程群(智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、人工智能、腦與認(rèn)知科學(xué)、信息論、信號(hào)與系統(tǒng))、機(jī)器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、模式識(shí)別)和計(jì)算智能與知識(shí)發(fā)現(xiàn)課程群(智能信息處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能等)，以及兩門實(shí)驗(yàn)(機(jī)器感知和機(jī)器智能)和其他各種選修課。四年學(xué)分150分，其中必修88學(xué)分(包括全校公選26學(xué)分、大類平臺(tái)20學(xué)分、學(xué)院要求的13學(xué)分、專業(yè)必修29學(xué)分)，專業(yè)選修56學(xué)分(含專業(yè)課44學(xué)分、通選課12學(xué)分)，畢業(yè)設(shè)計(jì)6學(xué)分。

 

為了更好地交流經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大本專業(yè)的影響力，2005年5月，我們發(fā)起并與第二批獲準(zhǔn)的學(xué)校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會(huì)，圍繞各個(gè)學(xué)校在智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的建設(shè)、招生、教學(xué)計(jì)劃制定和未來發(fā)展設(shè)想等方面進(jìn)行交流研討，并建立了聯(lián)系機(jī)制和網(wǎng)站。全國(guó)一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況，開展座談，我們則盡可能貢獻(xiàn)自己的經(jīng)驗(yàn)，給予支持。

 

4　招生·分流

 

從2004年開始，信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院按學(xué)院大類招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1/9左右。學(xué)生高考排名在全校屬中上，但成績(jī)分布差異較大。與學(xué)校的其他學(xué)院(多從一個(gè)系成長(zhǎng)為一個(gè)學(xué)院，如數(shù)、理、化、生等)相比，信息學(xué)院是由四個(gè)不同的系合并而來的，專業(yè)跨度大，因此采用一年分流的模式(上述學(xué)院為二年分流)，筆者被指定負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作。我們提出自愿為主、計(jì)劃為輔的方針，盡量滿足同學(xué)們的興趣志向。制定的分配計(jì)劃是：電子學(xué)系120人、計(jì)算機(jī)系110人、微電子系70人、智能科學(xué)系30人，允許有10%的調(diào)整。分流工作在大一下學(xué)期(每年4月份)進(jìn)行，包括全院動(dòng)員、四個(gè)系專題介紹宣傳、開放日參觀咨詢等幾個(gè)步驟，可謂熱鬧非凡，同學(xué)們可以充分了解了四個(gè)系的專業(yè)特色。

 

為了克服盲目性引發(fā)的偏差，我們建立了一個(gè)網(wǎng)上分流系統(tǒng)，在正式填報(bào)專業(yè)前，增加了摸底預(yù)填報(bào)的環(huán)節(jié)，及時(shí)反饋群體意向的分布信息，指導(dǎo)學(xué)生們的選擇，也便于學(xué)院掌握動(dòng)向，調(diào)整措施。這種大類招生、進(jìn)來一段時(shí)間后再分專業(yè)的舉措體現(xiàn)了北大的人文關(guān)懷。智能專業(yè)初辦，基礎(chǔ)條件差，缺乏畢業(yè)生記錄的宣傳說明，與學(xué)院其他三個(gè)老牌系(電子學(xué)系50年歷史、計(jì)算機(jī)和微電子系30年歷史)相比較并無優(yōu)勢(shì)可言，但是我們通過扎扎實(shí)實(shí)的工作和細(xì)致有效的改進(jìn)，使這個(gè)新方向日益顯現(xiàn)出魅力。隨著智能專業(yè)的成熟，特別是有了第一屆畢業(yè)生后，就愈加受到更多學(xué)生的喜愛。

 

選擇智能專業(yè)的人數(shù)逐年上升，2004級(jí)34人、2005級(jí)36人、2006級(jí)39人、2007級(jí)43人，目前正在進(jìn)行的2008級(jí)分流達(dá)到45人。除了在信息學(xué)院內(nèi)部的影響力不斷擴(kuò)大，北京大學(xué)其他學(xué)院的轉(zhuǎn)系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班今年第一次有4名學(xué)生選擇智能專業(yè)，醫(yī)學(xué)部和光華管理學(xué)院也有申請(qǐng)者(本文成稿時(shí)這項(xiàng)工作還在進(jìn)行)，2008級(jí)學(xué)生肯定突破50名，我們?cè)诘谖迥昃瓦_(dá)到了創(chuàng)辦智能科學(xué)專業(yè)的規(guī)劃目標(biāo)。

 

5　首屆生·班主任

 

在新辦專業(yè)中，有一項(xiàng)由教授擔(dān)任智能本科專業(yè)班主任的舉措。這是利用教授的學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心來更好地管理呵護(hù)自己的學(xué)生，避免了年輕教師因職稱晉升等壓力可能出現(xiàn)的疏漏。這一做法取得明顯效果，不僅受到同學(xué)們的普遍歡迎，信息學(xué)院也開始考慮推行。筆者擔(dān)任了智能專業(yè)的第一任班主任。首屆學(xué)生(2004級(jí))有34名，他們進(jìn)入北大后毅然選擇全新的智能專業(yè)是很有勇氣的，全班有11名來自北京的學(xué)生，5名女同學(xué)，這個(gè)比例迥異于整個(gè)信息學(xué)院的總體分布。

 

該班學(xué)生的年齡恰與我自己的孩子相同，我天然地熟悉他們的一般特點(diǎn)，也理解家長(zhǎng)們的想法。北大信息學(xué)院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退學(xué)。這班學(xué)生在大一時(shí)的成績(jī)并不占優(yōu)，其中有幾人處在邊緣位置，因此，我立下的最低目標(biāo)就是確保所有同學(xué)不掉隊(duì)。我首先通過全班民主選舉任命了一個(gè)5人組成的班委會(huì)，這個(gè)5人機(jī)構(gòu)在隨后的幾年中發(fā)揮了重要作用：其次走訪宿舍，了解每個(gè)人的情況，為了消除代溝，我努力融入同學(xué)當(dāng)中，學(xué)習(xí)熟悉他們的語境和思維想法。我同多數(shù)同學(xué)家長(zhǎng)有過接觸，從中更深入地掌握學(xué)生的性格特點(diǎn)，也包括尋求家長(zhǎng)的必要配合。我與所有同學(xué)做過不止一次的個(gè)人交談，經(jīng)常是在晚間，很多時(shí)候是他們主動(dòng)找我，談?dòng)龅降母鞣N困惑、自己的想法、志向等，我利用這些機(jī)會(huì)及時(shí)解決了具體問題。在學(xué)習(xí)上，我組織全班同學(xué)開展互幫互學(xué)，尤其對(duì)幾門有難度的專業(yè)課程進(jìn)行“聯(lián)合攻關(guān)”。全班的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程成績(jī)甚至超過了計(jì)算機(jī)系。

 

幾年來，全班團(tuán)結(jié)互助，像一個(gè)大家庭，班委會(huì)也一再連任，得到全體擁護(hù)。到畢業(yè)時(shí)全部合格，實(shí)現(xiàn)了我的愿望。不僅如此，全班的學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)趯W(xué)校的綜合評(píng)估中優(yōu)良率達(dá)93‰畢業(yè)設(shè)計(jì)都在良以上，有14人獲優(yōu)秀，更有三名同學(xué)的畢業(yè)論文被評(píng)為學(xué)院“十佳”論文。學(xué)院的第一、三名也都出自我班。34名同學(xué)中有22名繼續(xù)保送本校讀研(其中20人仍在本系)，4名同學(xué)去了大的國(guó)企和知名外企工作，8名同學(xué)出國(guó)深造，在歐、美一些名校攻讀博士，其中有一名學(xué)生同時(shí)拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內(nèi)的著名大學(xué)的全額獎(jiǎng)學(xué)金(最后選擇MIT)。第一屆智能專業(yè)學(xué)生的良好成績(jī)極大鼓舞了我們，增強(qiáng)了我們辦智能專業(yè)的信心，也為以后的幾屆同學(xué)做出榜樣。

 

幾年班主任的經(jīng)歷讓我深深地體會(huì)到，進(jìn)入二十一世紀(jì)的大學(xué)，教書、育人同等重要。要適應(yīng)新時(shí)代年輕人的特點(diǎn)，保持我們民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，把人格培養(yǎng)放在首位。能夠進(jìn)入北大的學(xué)生都是各地的尖子，當(dāng)他們聚集在這所著名學(xué)府時(shí)，首先要調(diào)整原來俯視周圍的習(xí)慣，學(xué)會(huì)平視甚至仰視其他同學(xué)，平和自己的心態(tài)，開闊胸懷，樹立人生抱負(fù)和刻苦努力的決心，這樣才能正確對(duì)待困難和挫折，才有所作為。班主任的工作往往細(xì)致入微，其實(shí)是把70%的精力用到30%的人上面。一些學(xué)生掉隊(duì)是否可以避免，關(guān)鍵看班主任的工作是否到位。

 

6　培養(yǎng)體系·本研貫通

 

北大是(文)理科性質(zhì)的學(xué)校，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)也是按理學(xué)設(shè)置，盡管它更強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉。從智能科學(xué)的內(nèi)涵來看，我們?cè)O(shè)立的培養(yǎng)方向更多地是繼承自身傳統(tǒng)和學(xué)校的綜合優(yōu)勢(shì)，突出“以人為本”的腦認(rèn)知和與心理生理結(jié)合，開展機(jī)器感知(視、聽、觸)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信息，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)知識(shí)的機(jī)器智能兩個(gè)方面的研究。同時(shí)，我們配合學(xué)院的教學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)置課程計(jì)劃，除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育)，還有學(xué)院的公共平臺(tái)課。第一年主要是夯實(shí)數(shù)學(xué)、物理和信息類的基礎(chǔ)，后三年的專業(yè)課程安排是以必修的專業(yè)基礎(chǔ)和機(jī)器感知與機(jī)器智能兩個(gè)方向的專業(yè)核心課程為架構(gòu)。為了強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力，還重點(diǎn)建設(shè)了兩門實(shí)驗(yàn)課程。此外，還利用學(xué)校的各種本科科研基金項(xiàng)目(包括大學(xué)生創(chuàng)新基金、著政基金、泰兆基金、校長(zhǎng)基金)和各個(gè)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的項(xiàng)目來吸引學(xué)生，培養(yǎng)他們思考問題的能力，提高他們的研究興趣，為日后進(jìn)一步深造打基礎(chǔ)。由于絕大多數(shù)學(xué)生都將讀研，這樣的安排無疑起到了積極作用，并成為撰寫畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。我們還打通了本科高年級(jí)與研究生一年級(jí)的課程，利用各種機(jī)會(huì)舉辦研究講座，如龍星計(jì)劃、專題報(bào)告、國(guó)際人工智能遠(yuǎn)程教學(xué)等活動(dòng)，開闊學(xué)生的視野，引導(dǎo)研究方向，調(diào)動(dòng)學(xué)生的潛質(zhì)。從專業(yè)特點(diǎn)來看，我們的智能學(xué)科更偏向于“軟”的一側(cè)，因此也充分利用信息學(xué)院，特別是計(jì)算機(jī)系的各類教學(xué)資源來幫助扶持新辦專業(yè)的成長(zhǎng)。

 

我們?cè)械牟┦?、碩士點(diǎn)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信號(hào)與信息處理兩個(gè)方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進(jìn)行了兩年的精心準(zhǔn)備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請(qǐng)?jiān)隽小爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”碩士和博士點(diǎn)。經(jīng)過必要的論證，最終獲得批準(zhǔn)，及時(shí)銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)下的二級(jí)學(xué)科，一個(gè)完整的智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。

 

7　特色專業(yè)·教學(xué)團(tuán)隊(duì)

 

五年來，北京大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)本科專業(yè)從醞釀到創(chuàng)辦，可謂初見成效，走過了頗具挑戰(zhàn)的歷程。除了確定具有特色的培養(yǎng)目標(biāo)和方向外，還需要扎扎實(shí)實(shí)落實(shí)每一個(gè)環(huán)節(jié)，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)。本科教學(xué)迥異于研究生培養(yǎng)，它的計(jì)劃性、按部就班執(zhí)行的嚴(yán)格性以及每堂課程的內(nèi)容安排和效果評(píng)估必須一絲不茍。

 

信息學(xué)院秉承了北大的優(yōu)良傳統(tǒng)，對(duì)這個(gè)新辦的專業(yè)給予了巨大支持和關(guān)懷，使我們能迅速成長(zhǎng)起來。我們從一開始就有一套嚴(yán)格的課程設(shè)置審核程序、教案檢查制度和新教師上崗準(zhǔn)入的試講考核手續(xù)。學(xué)院有一支由經(jīng)驗(yàn)豐富的退休教師組成的督導(dǎo)組，隨堂聽課評(píng)估每一位教師的講課內(nèi)容、方式和教學(xué)效果，及時(shí)糾正問題。作業(yè)批改和試卷出題也都有嚴(yán)格規(guī)定。在課程體系的建設(shè)方面，信息學(xué)院打通了一年級(jí)的公共部分，深化和夯實(shí)了數(shù)理基礎(chǔ)。

 

在專業(yè)課程上，智能科學(xué)系提煉了三個(gè)課程群，并組織教師進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。此外還加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考解決問題能力的培養(yǎng)。

 

除了在專業(yè)上實(shí)施分流培養(yǎng)外，我們還針對(duì)北大學(xué)生的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)課采用實(shí)驗(yàn)班的A、B分級(jí)組合方式，滿足不同專業(yè)對(duì)各自基礎(chǔ)培養(yǎng)的要求。在專業(yè)課程群中，也允許不同興趣的組合選擇，充分發(fā)揮和提升學(xué)生的能力。為了更好地關(guān)懷學(xué)生順利成長(zhǎng)，我們除規(guī)定教授擔(dān)任班主任外，還設(shè)立了本科生學(xué)術(shù)導(dǎo)師制，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的各種指導(dǎo)。智能科學(xué)系也注重師資隊(duì)伍建設(shè)，引進(jìn)了一大批(半數(shù)以上)優(yōu)秀的年輕教師，其中信息學(xué)院中從國(guó)外回來的教師比例是最高的，為這一新興學(xué)科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時(shí)，教學(xué)需求和能力成為評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。

 

2007年，我們接受了教育部的學(xué)科評(píng)估，新辦專業(yè)得到好評(píng)。學(xué)校開始關(guān)注我們的進(jìn)步，在隨后的一年中，我們一再?gòu)膶W(xué)校的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，陸續(xù)獲得了國(guó)家一類特色專業(yè)、北京市一類特色專業(yè)和北京市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)等稱號(hào)，2008年又獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)稱號(hào)。我們的培養(yǎng)體系和人工智能雙語教學(xué)也分獲北京大學(xué)的教學(xué)一、二等獎(jiǎng)。

 

8　結(jié)語·致謝

 

盡管北大年輕的“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)建設(shè)初見成效，但征程是漫長(zhǎng)的，我們還會(huì)面臨更多的挑戰(zhàn)和問題。然而，智能科學(xué)這個(gè)本科專業(yè)方向是很有希望的，它不僅吸引了大學(xué)的新生，也在高考人群中產(chǎn)生著愈加重要的影響，它的健康發(fā)展需要大家共同的努力和精心培植。每所大學(xué)都有不同的特點(diǎn)，我們應(yīng)該從學(xué)校、師資、方向、生源以及學(xué)科培養(yǎng)性質(zhì)和目標(biāo)等條件出發(fā)來建設(shè)新興專業(yè)。以上是筆者對(duì)北京大學(xué)第一個(gè)“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)創(chuàng)建歷程的回顧，希望與同行共享。

 

在專業(yè)建設(shè)過程中，許多人給予了熱情幫助和支持。這里要特別感謝北大信息學(xué)院陳徐宗教授，感謝中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)涂序彥和王萬森教授。

 

最后引龔定庵一句名言：“但開風(fēng)氣不為師”。

 

9　總結(jié)與展望

 

本文介紹了廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系在學(xué)科發(fā)展、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)方面的基本建設(shè)情況。我們希望這些初步的工作總結(jié)能對(duì)目前正積極籌辦本專業(yè)的兄弟院校起到一定的借鑒作用。

 

篇5

智能科學(xué)與技術(shù)是形成于生命科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)等學(xué)科與技術(shù)交叉基礎(chǔ)上的新興專業(yè)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能去分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)復(fù)合型人才[2]。智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)從2004年設(shè)立至今，全國(guó)只有17所大學(xué)開辦該本科專業(yè)，目前一級(jí)學(xué)科和二級(jí)學(xué)科還沒有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實(shí)驗(yàn)體系還有待進(jìn)一步探索和完善[3-4]。在該專業(yè)的課程體系中，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為一門專業(yè)的基礎(chǔ)課程，針對(duì)的是學(xué)生實(shí)際需要，科學(xué)、系統(tǒng)地解答了學(xué)生各種專業(yè)問題[2]，可以幫助學(xué)生對(duì)本專業(yè)有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，對(duì)智能科學(xué)領(lǐng)域有初步的了解，以發(fā)揮其對(duì)專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的良好導(dǎo)向作用。研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)現(xiàn)狀

1.1具體表現(xiàn)

對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)較少是不少新生入學(xué)時(shí)找不到學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)的一個(gè)重要原因。在進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí)之前，絕大部分學(xué)生并不知道“智能科學(xué)與技術(shù)”指的是什么，涉及哪些知識(shí)，應(yīng)用在哪些領(lǐng)域，影響有多大，他們只是憑專業(yè)名稱、簡(jiǎn)單的介紹對(duì)該專業(yè)有個(gè)初步、直觀的了解，而在進(jìn)校后一般都是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程(如英語、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開始進(jìn)行專業(yè)課的學(xué)習(xí)。學(xué)生在此之前由于不了解專業(yè)方向的學(xué)習(xí)和研究?jī)?nèi)容，很難想象他們?cè)趯I(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)上會(huì)有濃厚的興趣，更不談學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提升。智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論在低年級(jí)開設(shè)，目的是讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)、了解該專業(yè)的概況，達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、參與科學(xué)研究的興趣，幫助他們對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)和生活進(jìn)行規(guī)劃和定位。然而，這一門課程并沒有起到其應(yīng)有的作用，具體表現(xiàn)如下。

1) 導(dǎo)論學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)存在斷層。智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導(dǎo)論一般安排在大一學(xué)期，此時(shí)，由于知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力的缺失，新生難以將過深的學(xué)科形態(tài)、專業(yè)教學(xué)抽象成整體概念，對(duì)導(dǎo)論所涉及知識(shí)的掌握程度有限，在開始接觸大量專業(yè)課時(shí)，他們已基本忘記了這一門入學(xué)時(shí)開設(shè)的從整體上介紹本專業(yè)的課程。

2) 學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性不高。筆者在對(duì)高年級(jí)學(xué)生講授專業(yè)課的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)本應(yīng)在大一就具備的專業(yè)思想、所涉及的智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的宏觀知識(shí)、正確的學(xué)習(xí)方法等缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對(duì)相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)毫無興趣，一味地認(rèn)為進(jìn)入該專業(yè)學(xué)習(xí)是自己的不幸，轉(zhuǎn)而要求換專業(yè)甚至退學(xué)。

3) 繼續(xù)從事本專業(yè)領(lǐng)域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多本專業(yè)的學(xué)生對(duì)畢業(yè)去向不持樂觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學(xué)生考慮的是其他專業(yè)，而要進(jìn)入社會(huì)的畢業(yè)生則表示找到專業(yè)對(duì)口的工作很難，他們大部分認(rèn)為這是從一開始就沒有對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)和生活做好規(guī)劃和定位所導(dǎo)致。

1.2相關(guān)因素

通過與其他教師的交流以及與學(xué)生的座談，筆者發(fā)現(xiàn)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課程沒有起到其應(yīng)有作用的原因主要在于以下幾個(gè)方面。

1) 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對(duì)性。智能科學(xué)與技術(shù)匯集多種邊緣學(xué)科與技術(shù)，諸如信號(hào)與信息處理、信息論與信息通信、模式識(shí)別、圖像處理、柔性決策與系統(tǒng)科學(xué)等內(nèi)容，因此，課程所涉及的研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富、教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內(nèi)容龐雜，熱點(diǎn)分支多，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，聯(lián)系不夠緊密。正因?yàn)槿绱?，在短短的課時(shí)教學(xué)中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對(duì)性。

2) 授課對(duì)象缺乏相關(guān)知識(shí)。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，由于智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程一般開設(shè)在入學(xué)之初，學(xué)生不僅缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，而且處于高中到大學(xué)的過渡期，他們的學(xué)習(xí)認(rèn)知行為、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織形式難以適應(yīng)教師所授內(nèi)容。如果課程內(nèi)容涉及的專業(yè)知識(shí)過多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就費(fèi)勁；如果偏重理論，教學(xué)會(huì)顯得過于枯燥；如果過于注重工藝的講解，又會(huì)給學(xué)生造成輕視專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的傾向[5]。如此種種，導(dǎo)致教師在講課過程中處于兩難境地，而學(xué)生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識(shí)體系，在有限的時(shí)間里所能掌握、吸收并內(nèi)化的智能科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)很少，從而不利于今后專業(yè)課的深入學(xué)習(xí)。

3) 教學(xué)方式落后。目前，講授智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程采取的教學(xué)方式更多是傳統(tǒng)的教學(xué)方式――課堂教學(xué)，而其課程特點(diǎn)是知識(shí)面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷更為凸顯出來，學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的延伸無法完成，對(duì)后續(xù)專業(yè)課教學(xué)產(chǎn)生不利影響。

2教學(xué)策略的提出

2.1課程的全程化

作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)以學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學(xué)習(xí)中，根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開課或開設(shè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)性講座，如大一階段應(yīng)以初步認(rèn)識(shí)、了解專業(yè)本身，建立對(duì)本專業(yè)的信心，激發(fā)對(duì)專業(yè)的興趣為目的而設(shè)置課程內(nèi)容；大二階段則為提高對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)、鞏固專業(yè)信心、學(xué)習(xí)專業(yè)方法、制定專業(yè)目標(biāo)的階段；大三階段則是深入掌握專業(yè)學(xué)習(xí)方法、系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的階段；大四階段則是走向職場(chǎng)、實(shí)踐運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的階段。通過這4個(gè)階段的遞進(jìn)關(guān)系，最終促進(jìn)學(xué)生螺旋化地構(gòu)建專業(yè)知識(shí)。

2.2教學(xué)方式的革新

把科學(xué)研究引入教學(xué)過程，使教學(xué)活動(dòng)具有科研性，這是大學(xué)教學(xué)過程突出的特點(diǎn)[6]，因此，授課內(nèi)容不應(yīng)完全局限于教材，而應(yīng)融入教師的科研、工程項(xiàng)目、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)科知識(shí)。開設(shè)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的目的是讓學(xué)生初步從整體上接觸專業(yè)基本知識(shí)，通過列舉專業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用以及專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)在今后學(xué)習(xí)、科研工作中的重要性，為專業(yè)學(xué)習(xí)提供一個(gè)良好的導(dǎo)向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，還可考慮采取講座方式提供相關(guān)信息、講授相關(guān)知識(shí)。如選擇智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領(lǐng)域的知識(shí)、學(xué)科發(fā)展最新概況、智能科學(xué)前沿技術(shù)及最新科技成果、專業(yè)學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目等進(jìn)行系列專題講座，這樣的講座一方面更加具有針對(duì)性，另一方面能夠充分發(fā)揮不同研究方向老師的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行講解和討論，學(xué)生可以從不同來源、不同角度了解該專業(yè)的內(nèi)容、研究方法、前沿技術(shù)及發(fā)展方向，從而引導(dǎo)他們?cè)谥悄芸茖W(xué)與技術(shù)專業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。

2.3調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

作為一門“入門”課程，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的講授切忌涉及太多的理論，這會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心；同時(shí)，也不允許對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)性的講授，這會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。鑒于此，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要做到內(nèi)容難度適中，選擇適合學(xué)生接受能力且對(duì)后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)有幫助的內(nèi)容來授課。此外，智能科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的學(xué)科，其技術(shù)成果、研究動(dòng)向更新快，教師應(yīng)及時(shí)介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本專業(yè)的知識(shí)應(yīng)用，拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們及時(shí)掌握本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大知識(shí)面，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及就業(yè)做鋪墊。

2.4運(yùn)用靈活的考核方式

一般專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果比較顯著，只要努力，課程結(jié)束后，學(xué)生一般也就掌握并內(nèi)化了相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。和這些一般的專業(yè)課程不同，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)效果只能在后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)要求等方面所具有的特殊性，其學(xué)習(xí)效果僅僅通過傳統(tǒng)的測(cè)試很難檢驗(yàn)出來，同時(shí)也容易束縛學(xué)生的思維，不利于其應(yīng)有作用的發(fā)揮，因此，可考慮多樣化的考核方式，如提交通過思考和查閱資料等手段完成的小論文、根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)步驟寫實(shí)驗(yàn)體會(huì)、要求學(xué)生推薦他認(rèn)為本專業(yè)最新科技成果或參考書等。

2.5積極開展實(shí)驗(yàn)課

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論是一門從宏觀上介紹智能科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容的專業(yè)基礎(chǔ)課，其重要任務(wù)是介紹專業(yè)教學(xué)安排和專業(yè)學(xué)習(xí)方法，并沒有深入具體地介紹某一知識(shí)點(diǎn)。由于導(dǎo)論課程的特殊性，實(shí)驗(yàn)的開設(shè)可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學(xué)校組織的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品，在參觀過程中，從專業(yè)的角度為新生講解各參賽作品的設(shè)計(jì)意義和原理。

此外，智能科學(xué)與技術(shù)覆蓋面很廣，工程性與實(shí)踐性很強(qiáng)，現(xiàn)有市場(chǎng)上已存在涉及很大一部分相關(guān)知識(shí)的技術(shù)成果，因此，可進(jìn)行反求工程式的實(shí)驗(yàn)課。如本院實(shí)驗(yàn)室擁有的機(jī)器人涉及到機(jī)械、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進(jìn)技術(shù)，學(xué)生從中可逐漸認(rèn)識(shí)、理解、學(xué)習(xí)掌握智能科學(xué)知識(shí)，這種反求工程式的實(shí)驗(yàn)課不僅可以提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)的興趣，也為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2.6培養(yǎng)高素質(zhì)的師資隊(duì)伍

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的入門課程，對(duì)授課教師提出了很高的素質(zhì)、能力要求。授課教師應(yīng)具有深厚的基礎(chǔ)理論知識(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)、豐富的科研與工程實(shí)踐經(jīng)歷、高水平的教學(xué)能力以及大學(xué)生思想教育的經(jīng)驗(yàn)[7]。

3結(jié)語

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程對(duì)穩(wěn)定學(xué)生初期迷茫的專業(yè)思想動(dòng)態(tài)、激發(fā)學(xué)生濃厚的參與意識(shí)和興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的熱情和解決實(shí)際問題的能力等有重大影響。在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，只有不斷地實(shí)踐總結(jié)，才能發(fā)揮其作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“敲門磚”的作用。

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Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology

LIU Zhenbing, DANG Xuanju

篇6

1背景

智能科學(xué)與技術(shù)是人工智能方向的重點(diǎn)交叉學(xué)科，是一個(gè)包含了認(rèn)知科學(xué)、腦科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的新興學(xué)科。按照教育部學(xué)科專業(yè)目錄，智能科學(xué)與技術(shù)是一級(jí)學(xué)科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)下的二級(jí)學(xué)科。如何在4年的本科教學(xué)過程中，既立足于計(jì)算機(jī)學(xué)科內(nèi)容，又突出智能專業(yè)的特點(diǎn)，體現(xiàn)該專業(yè)區(qū)別于計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的特色，培養(yǎng)一流的智能人才，是眾多智能專業(yè)積極探索的問題。

本著幫助學(xué)生建立寬廣厚實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，使學(xué)生將來能向本專業(yè)任何一個(gè)分支方向發(fā)展，并能掌握本學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，深刻領(lǐng)會(huì)本學(xué)科與其他相關(guān)學(xué)科區(qū)別的目標(biāo)，廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系于2012年合理調(diào)整了專業(yè)培養(yǎng)方案，制定了一套突出專業(yè)特色和個(gè)性的教學(xué)大綱，課程體系分為學(xué)科通修課程、專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程。其中，專業(yè)必修課程細(xì)分為智能基礎(chǔ)類課程、軟件理論類課程及硬件基礎(chǔ)類課程3個(gè)不同類別。在智能基礎(chǔ)類課程中，開設(shè)非經(jīng)典計(jì)算課程。該課程是廈門大學(xué)智能科學(xué)與設(shè)計(jì)系最具特色的課程。

該課程以軟件理論類課程算法設(shè)計(jì)與分析為先導(dǎo)課程，在本科三年級(jí)的第一學(xué)期先講授算法知識(shí)，在同一學(xué)年度第三學(xué)期講授非經(jīng)典計(jì)算的內(nèi)容。教師首先介紹經(jīng)典算法設(shè)計(jì)與分析中的各種傳統(tǒng)算法，借由經(jīng)典算法發(fā)展過程中遇到的困境問題引出非經(jīng)典計(jì)算的內(nèi)容，前后呼應(yīng)，有助于學(xué)生在智能計(jì)算上獲得完整的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

2非經(jīng)典計(jì)算在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)算法體系中的地位

算法設(shè)計(jì)是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中的核心內(nèi)容。本科專業(yè)4年的專業(yè)教學(xué)計(jì)劃由4門核心課程構(gòu)成算法體系的主線，包括高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)（本科一年級(jí)學(xué)科通修課程）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（本科二年級(jí)方向必修課程）、算法設(shè)計(jì)與分析（本科三年級(jí)方向必修課程）、非經(jīng)典計(jì)算（本科三年級(jí)方向限選課程）。這4門課程的教學(xué)內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)完整地構(gòu)成了算法體系結(jié)構(gòu)。以圖靈獎(jiǎng)獲得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式為參照，即Algorithm+Data Structures=Programs，算法體系以培訓(xùn)計(jì)算機(jī)方向?qū)W生掌握編程能力，獨(dú)立完成分析問題、設(shè)計(jì)方案、解決問題的綜合能力為主要目標(biāo)；在這個(gè)體系中，程序語言是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是內(nèi)涵，算法是框架。

在算法體系中，這4門課程以循序漸進(jìn)的方式展開，注重對(duì)學(xué)生算法思維的培訓(xùn)。

（1）高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)講授的是c語言程序設(shè)計(jì)，通過對(duì)C語言的詳細(xì)介紹，讓學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)方法和編程技巧。作為初始啟蒙課程，選擇C語言作為程序教學(xué)語言，是因?yàn)镃語言的使用廣泛，擁有嚴(yán)格完整的語法結(jié)構(gòu)，適合教學(xué)。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)講授各種常用的數(shù)據(jù)表示邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其基本的運(yùn)算操作，并介紹相關(guān)算法及效率分析。教師通過在一年級(jí)對(duì)包括C語言在內(nèi)的其他程序設(shè)計(jì)過程的訓(xùn)練，加人對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各種數(shù)據(jù)的邏輯、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的表示和運(yùn)算操作，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度闡述典型算法，并簡(jiǎn)單介紹算法的效率分析，這是對(duì)程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練的進(jìn)階內(nèi)容。

（3）算法設(shè)計(jì)和分析主要介紹算法設(shè)計(jì)與分析的基本方法以及算法復(fù)雜性理論基礎(chǔ)。我們?cè)诒究迫昙?jí)引入算法設(shè)計(jì)與分析課程，從算法的抽象角度總結(jié)和歸納各種算法思想，包括遞歸與分治法、貪心法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、回溯法、分支定界法、高級(jí)圖論算法、線性規(guī)劃算法等，最后闡述算法復(fù)雜性的分析方法、NP完全性理論基礎(chǔ)等計(jì)算復(fù)雜性的基本知識(shí)及完備性證明概要，重點(diǎn)闡述算法思想，從復(fù)雜性角度比較和分析不同的算法。上述（1）、（2）和（3）的內(nèi)容構(gòu)成了計(jì)算機(jī)學(xué)科通用算法體系的教學(xué)過程。

（4）非經(jīng)典計(jì)算主要討論何為計(jì)算的本質(zhì)以及經(jīng)典計(jì)算在計(jì)算能力上遇到的困境，以此為契機(jī)討論自然計(jì)算――生物計(jì)算、集群計(jì)算、量子計(jì)算等內(nèi)容。算法設(shè)計(jì)和分析的最后一個(gè)章節(jié)是對(duì)算法復(fù)雜性的分析方法及NP完全性理論基礎(chǔ)的介紹，不可避免地會(huì)討論到現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)體系在計(jì)算能力上的瓶頸以及由NP完全問題（Non-deterministic Polynomial），號(hào)稱世界七大數(shù)學(xué)難題之一的經(jīng)典問題，引出對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)體系的深層思考，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決計(jì)算能力的瓶頸問題。這是教師設(shè)計(jì)非經(jīng)典計(jì)算課程的出發(fā)點(diǎn)，也是對(duì)算法體系更完整的補(bǔ)充和更深層次的探討。

此外，我們還需要對(duì)授課學(xué)期選擇進(jìn)行考慮。廈門大學(xué)實(shí)行三學(xué)期制度，在第三學(xué)期內(nèi)開設(shè)的課程大多是實(shí)踐類課程及前沿技術(shù)介紹課程。在本科三年級(jí)的小學(xué)期階段，學(xué)生基本完成了智能專業(yè)大部分必修課程的學(xué)習(xí)，擁有了一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和學(xué)科素養(yǎng)。這時(shí)，依賴學(xué)生已經(jīng)具有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的基本知識(shí)，可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)引向如何理解計(jì)算的本質(zhì)；再?gòu)挠?jì)算本質(zhì)出發(fā)，由易到難，介紹采用非計(jì)算機(jī)的不同計(jì)算媒介和方法，例如DNA計(jì)算、元胞自動(dòng)機(jī)、集群計(jì)算等知識(shí)，結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬程序加深認(rèn)識(shí)。在逐步加深學(xué)生對(duì)非經(jīng)典方法計(jì)算的理解之后，再引入量子信息與量子計(jì)算。至此，智能專業(yè)關(guān)于算法體系的整體構(gòu)建已基本完成。

3非經(jīng)典計(jì)算課程內(nèi)容大綱

非經(jīng)典計(jì)算課程的主體課程內(nèi)容以專題形式展開，分為5個(gè)部分。

第一部分：計(jì)算本質(zhì)。從什么是計(jì)算人手，列舉各種計(jì)算的形式，由數(shù)字的計(jì)算到命題的證明，由數(shù)值計(jì)算到符號(hào)推導(dǎo)，引出計(jì)算本質(zhì)的廣義定義，“計(jì)算是從一個(gè)符號(hào)串f變換成另一個(gè)符號(hào)串g”，即從已知符號(hào)（串）開始，一步一步地改變符號(hào)（串），經(jīng)過有限步驟，最后得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)（串）的變換過程；進(jìn)一步展開對(duì)什么是計(jì)算、什么是可計(jì)算性的討論，展開介紹計(jì)算理論上4個(gè)著名的計(jì)算模型――般遞歸函數(shù)、λ可計(jì)算函數(shù)、圖靈機(jī)和波斯特系統(tǒng)；最后歸結(jié)到丘奇?圖靈論點(diǎn)。以上是第一條主線，第二條主線從計(jì)算復(fù)雜性角度人手，討論在經(jīng)典算法中難解決的NP完全問題，提出在經(jīng)典計(jì)算體系中隨著輸入數(shù)據(jù)規(guī)模增大而難以計(jì)算的瓶頸，從而引發(fā)學(xué)生對(duì)于經(jīng)典計(jì)算的思考。

第二部分：智能計(jì)算機(jī)的發(fā)展。這個(gè)部分主要討論計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展歷史，即從原始時(shí)期的計(jì)算工具，到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的4個(gè)發(fā)展階段：史前期、機(jī)械式計(jì)算機(jī)、機(jī)電式計(jì)算機(jī)、電子計(jì)算機(jī)。教師從模擬型計(jì)算機(jī)到數(shù)字型計(jì)算機(jī)，闡述馮?諾依曼關(guān)于計(jì)算機(jī)五大基本組成對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的影響及其帶來的限制；從硬件角度提出非經(jīng)典計(jì)算機(jī)的討論，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代智能計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行調(diào)查。

第三部分：DNA計(jì)算。主要闡述DNA計(jì)算的基本原理，并以旅行商問題為引子，展開經(jīng)典計(jì)算難解決問題的討論，重點(diǎn)介紹第一個(gè)由DNA計(jì)算模型解決的問題――L.Adleman構(gòu)建的7個(gè)節(jié)點(diǎn)的DHP，并著重指出DNA計(jì)算潛在的巨大并行性和待研究的問題；然后介紹R.Lipton用DNA實(shí)驗(yàn)解決的另一個(gè)NP問題――可滿足性問題（SAT）；最后將DNA計(jì)算與軟計(jì)算結(jié)合，闡述粘貼模型以及DNA的軟計(jì)算模擬與遺傳算法的對(duì)比。對(duì)于DNA計(jì)算強(qiáng)大的并行性，以具體的算法實(shí)例加以詳細(xì)闡述和說明，教師應(yīng)指出分子計(jì)算的優(yōu)缺點(diǎn)以及在計(jì)算能力上的巨大潛力。

第四部分：細(xì)胞自動(dòng)機(jī)和集群計(jì)算。這個(gè)部分主要討論群體計(jì)算，一方面，從細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的形式化闡述及其所帶來的哲學(xué)意義出發(fā)，描述細(xì)胞自動(dòng)機(jī)在計(jì)算機(jī)交叉學(xué)科上的運(yùn)用；另一方面，介紹集群計(jì)算，以歐盟“藍(lán)腦計(jì)劃”為出發(fā)點(diǎn)，闡述如何從硬件體系和軟件體系上用計(jì)算機(jī)架構(gòu)類神經(jīng)元的協(xié)同合作方式。

第五部分：量子計(jì)算。從基本的量子力學(xué)知識(shí)開始，完整闡述量子計(jì)算的基本概念、量子信息、量子計(jì)算機(jī)和量子通信。量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)建除了要包含最基本的操作外，還需要介紹基本的量子計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算載體等知識(shí)，加深對(duì)量子計(jì)算的理解，最后介紹的量子通信。這種已經(jīng)應(yīng)用在實(shí)際生活中的量子計(jì)算，更貼合實(shí)際。

以上5個(gè)專題，結(jié)構(gòu)清晰，分工明確。第一部分討論經(jīng)典計(jì)算的困境，第二部分討論經(jīng)典計(jì)算機(jī)的發(fā)展瓶頸，從第三部分開始，引入非經(jīng)典計(jì)算模型，分別從生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉學(xué)科DNA計(jì)算、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)和集群計(jì)算、量子計(jì)算3個(gè)方面進(jìn)行學(xué)習(xí)。5個(gè)專題，完成了對(duì)非經(jīng)典計(jì)算中前沿?zé)衢T計(jì)算模式的闡述，引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)于前沿學(xué)科的認(rèn)識(shí)和思考。

4非經(jīng)典計(jì)算課程授課方式

本課程屬于本科三年級(jí)第三學(xué)期的課程，授課除了上文提到的內(nèi)容之外，另一個(gè)更重要的方面是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿以及熱點(diǎn)內(nèi)容的跟蹤和思考。因此在教學(xué)方式上，我們采取了教師授課及學(xué)生調(diào)查報(bào)告相結(jié)合的形式。教師上課對(duì)應(yīng)課程的基本內(nèi)容，學(xué)生調(diào)查報(bào)告對(duì)應(yīng)學(xué)科前沿跟蹤與思考。

5個(gè)專題內(nèi)容的授課經(jīng)過了如下設(shè)計(jì)。在每個(gè)專題的授課結(jié)束后，布置相關(guān)專題內(nèi)的一些熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題供學(xué)生課后查閱、討論和思考。每個(gè)專題由學(xué)生自主報(bào)名，學(xué)生需要對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行跟蹤，查閱近5年的科技文獻(xiàn)，總結(jié)出論文綜述，并準(zhǔn)備10分鐘左右的課堂報(bào)告，教師針對(duì)課堂報(bào)告指出相關(guān)的問題，由學(xué)生課后進(jìn)行進(jìn)一步的思考和再次的文獻(xiàn)查閱，形成最終報(bào)告后提交課程論文。

這樣的課程設(shè)計(jì)安排，可以很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。在學(xué)生方面，促使學(xué)生除了上課聽課，必須主動(dòng)參與文獻(xiàn)的查詢過程，主動(dòng)對(duì)授課內(nèi)容或延展部分的概念進(jìn)行思考。由于提供給學(xué)生選擇專題的自由，所以也可以大大提高學(xué)生的積極性，讓學(xué)生可以從感興趣的角度對(duì)本門課程涵蓋的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查，從而獲得更加深刻的上課體驗(yàn)。最后，由于每個(gè)學(xué)生選擇的題目必須提前匯總，不能與別人重復(fù)，所以在其聽取其他學(xué)生的報(bào)告過程中，學(xué)生可以更廣地拓展自己的知識(shí)面。對(duì)于授課教師而言，能夠保持對(duì)該門課程研究現(xiàn)狀的實(shí)時(shí)性跟蹤，更加全面地更新課程內(nèi)容，還可以將學(xué)生查閱的重要理論和知識(shí)補(bǔ)充到課程基本內(nèi)容中，同時(shí)促進(jìn)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)質(zhì)量。

5關(guān)于非經(jīng)典計(jì)算課程的幾點(diǎn)思考

課程從廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系建系之初開始構(gòu)思和授課，在授課過程中不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計(jì)，緊緊圍繞學(xué)生的反饋完善課程建設(shè)。關(guān)于非經(jīng)典計(jì)算課程的幾點(diǎn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)如下。

1）增加課時(shí)，優(yōu)化對(duì)課程設(shè)計(jì)的安排。

2015年開始，由于學(xué)科教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，非經(jīng)典計(jì)算課程由最初的20課時(shí)拓展為30課時(shí)，集中在本科三年級(jí)第三學(xué)期進(jìn)行講授，一共5周，每周6課時(shí)。課時(shí)安排上，除了增加教學(xué)內(nèi)容，更加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生的文獻(xiàn)查閱和報(bào)告部分的考查。在論文報(bào)告環(huán)節(jié)，爭(zhēng)取做到有目標(biāo)、有指導(dǎo)、有結(jié)論、有總結(jié)。學(xué)生所做的報(bào)告除了在初始選題階段要有區(qū)別之外，還要求有一定的文獻(xiàn)查閱難度。從選題確定，到針對(duì)報(bào)告指出具體的問題，要求學(xué)生根據(jù)教師指出的問題進(jìn)行進(jìn)一步的思考和資料查閱，最后形成論文。這樣的安排貫穿整個(gè)課程的全過程，學(xué)生的參與度獲得了極大的提高。對(duì)于教師而言，在學(xué)期末總結(jié)學(xué)生所做的報(bào)告內(nèi)容，并增加本門課的知識(shí)點(diǎn)覆蓋程度，對(duì)教學(xué)也有比較大的促進(jìn)作用。

2）課程考核方式上的設(shè)計(jì)。

非經(jīng)典課程屬于必修課程，在考核方式上除了提交論文外，也必須要有必要的考試環(huán)節(jié)。在考試環(huán)節(jié)中，主要考查學(xué)生對(duì)教師上課內(nèi)容的理解。在具體授課中，教師從經(jīng)典計(jì)算到非經(jīng)典計(jì)算進(jìn)行講解，也從算法角度給出了非經(jīng)典計(jì)算強(qiáng)大計(jì)算力帶來的改變，既延續(xù)了經(jīng)典算法課程中對(duì)算法的介紹和討論方式，又對(duì)比了典型問題在經(jīng)典算法和非經(jīng)典算法中的不同解決方式。這樣的授課內(nèi)容作為對(duì)算法體系基本知識(shí)點(diǎn)的考查，以閉卷考試內(nèi)容來設(shè)計(jì)，是十分合適的。課程延展部分的開放知識(shí)點(diǎn)由學(xué)生的論文及報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行評(píng)分衡量。最后，我們將兩個(gè)部分的成績(jī)作為本門課程的最終成績(jī)。

3）課程教材的選定。

篇7

0 引言

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前我國(guó)已有幾十所高校相繼設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。作為國(guó)家民委直屬的民族高校，為順應(yīng)學(xué)科交叉和未來技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院近年來申請(qǐng)并設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。在對(duì)智能專業(yè)新生培養(yǎng)的過程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)借鑒其他高校先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院現(xiàn)狀，針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，探索和嘗試一種多元化專業(yè)啟蒙教育模式，其目標(biāo)是通過對(duì)大一學(xué)生進(jìn)行專業(yè)啟蒙教育調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生研究專業(yè)知識(shí)的興趣，幫助學(xué)生認(rèn)清自己的優(yōu)勢(shì)與不足，制訂出適合自己的專業(yè)學(xué)習(xí)規(guī)劃和職業(yè)規(guī)劃。

我國(guó)的傳統(tǒng)教育一向重視啟蒙教育，宋代朱熹就曾著有《易學(xué)啟蒙》一書。啟蒙是教育永恒的使命，針對(duì)個(gè)人的啟蒙通常是教育活動(dòng)的主要形式。專業(yè)啟蒙教育是大學(xué)專業(yè)教育的起步，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)及職業(yè)發(fā)展具有基礎(chǔ)性意義。

1 專業(yè)啟蒙教育的現(xiàn)狀’

當(dāng)前一種較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為專業(yè)啟蒙教育就是對(duì)新生進(jìn)行“專業(yè)百科知識(shí)”的啟蒙，通過專業(yè)導(dǎo)論課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)專業(yè)導(dǎo)論課程的教學(xué)一般可以分為專業(yè)概況介紹、專業(yè)培養(yǎng)體系與學(xué)習(xí)目標(biāo)講解、學(xué)習(xí)方法與興趣培養(yǎng)、該專業(yè)的社會(huì)需求和就業(yè)前景等4個(gè)部分。與其他許多理工科專業(yè)一樣，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中也會(huì)有在第一學(xué)期開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課程，但由于智能專業(yè)具有交叉性、綜合性并且受到傳統(tǒng)教學(xué)體系等諸多因素的影響，智能專業(yè)導(dǎo)論課在實(shí)際課堂講授過程中遇到一些困難。例如，由于受教學(xué)計(jì)劃制訂規(guī)則的限制，包括平均的周學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)以及專業(yè)課程前后銜接等，教師在學(xué)生大學(xué)4年的第1學(xué)期甚至第1學(xué)年很難安排其他專業(yè)課教學(xué)。

根據(jù)筆者對(duì)一些開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)院校的教學(xué)計(jì)劃和大綱的調(diào)研情況看，許多學(xué)校和中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院目前的情況相似，在第一學(xué)期安排的專業(yè)課是C語言程序設(shè)計(jì)，在第二學(xué)期安排數(shù)字邏輯和（或）C++程序設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)課。這就導(dǎo)致在智能專業(yè)第一學(xué)年中，智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課“獨(dú)挑”專業(yè)啟蒙教育重?fù)?dān)的結(jié)果，可能出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 專業(yè)的“點(diǎn)、線、面”難以顧全

1）有限的課時(shí)數(shù)與豐富的內(nèi)容難以匹配。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集計(jì)算機(jī)軟硬件、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代科技于一身，是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，因此其內(nèi)容之豐富、難度之深、應(yīng)用面之廣可想而知，而導(dǎo)論課能安排的學(xué)時(shí)很有限。這使得教師在上導(dǎo)論課時(shí)很難兼顧知識(shí)面與知識(shí)深度，要想完整并系統(tǒng)地在新生面前展現(xiàn)該專業(yè)的前沿性內(nèi)容非常困難；許多學(xué)生聽完導(dǎo)論課后難以從宏觀角度理解和認(rèn)識(shí)智能專業(yè)，常常會(huì)產(chǎn)生“霧里看花”、不知所云的感覺。

2）專業(yè)導(dǎo)論課與專業(yè)理論課銜接不緊密。

萬事開頭難。大一新生由于知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整并缺乏認(rèn)知能力，難以從整體上把握學(xué)科形態(tài)，對(duì)導(dǎo)論所涉及知識(shí)的理解和掌握程度有限，然而等到高年級(jí)再接觸大量專業(yè)課時(shí)，學(xué)生已基本忘記了入學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)的導(dǎo)論課基本內(nèi)容。由于缺乏對(duì)該專業(yè)的宏觀把握，學(xué)生在后來的專業(yè)課學(xué)習(xí)中常常是孤立地學(xué)習(xí)某一門專業(yè)知識(shí)，很少會(huì)主動(dòng)并且有意識(shí)地將相關(guān)課程聯(lián)系起來學(xué)習(xí)。這就妨礙了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力的提高，不利于學(xué)生發(fā)散性和創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成。

1.2 學(xué)生普遍缺乏對(duì)未來的規(guī)劃

1）對(duì)專業(yè)產(chǎn)生片面性認(rèn)識(shí)。

按照現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃安排，智能專業(yè)的新生多半從計(jì)算機(jī)類課程開始進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)。專業(yè)啟蒙教育中也特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要性，再加上新生易受“先入為主”效應(yīng)的影響，一些學(xué)生在和筆者座談時(shí)就流露出只要學(xué)好計(jì)算機(jī)課程，掌握幾門編程語言，今后就能夠勝任智能系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)工作的想法，這種想法在以技術(shù)至上為學(xué)習(xí)理念的學(xué)生中很具有代表性。

2）對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣難以維持。

教師在上導(dǎo)論課時(shí)都會(huì)精心準(zhǔn)備一些課件和素材，以便新生一開始就能產(chǎn)生對(duì)該專業(yè)知識(shí)的好奇，但隨著時(shí)間的推移并且較長(zhǎng)時(shí)間沒有深入到專業(yè)學(xué)習(xí)與研究中，很多學(xué)生對(duì)該專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣下降，有的甚至將興趣轉(zhuǎn)向其他專業(yè)。筆者在跟蹤抽樣走訪中發(fā)現(xiàn)有一些學(xué)生已流露出厭學(xué)情緒和轉(zhuǎn)專業(yè)的想法，對(duì)自己的未來也缺乏規(guī)劃。

1.3 專業(yè)認(rèn)知度與相互溝通能力有待提高

通過對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院2012級(jí)智能專業(yè)新生進(jìn)行走訪和座談，筆者了解到很多學(xué)生特別是來自于民族地區(qū)的學(xué)生在上大學(xué)前很少或者根本沒聽說過這個(gè)專業(yè)，許多學(xué)生的專業(yè)志向是家長(zhǎng)或教師幫忙填的，還有相當(dāng)一部分是專業(yè)調(diào)劑。這就造成整個(gè)年級(jí)中，第一志愿報(bào)考智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生比例低于50%，也就是說有一半以上的新生是“被智能”。

就民族院校自身而言，少數(shù)民族學(xué)生的比例超過漢族學(xué)生，有較多的學(xué)生來自土家、壯、苗、回、畬、朝鮮等民族，即使是漢族學(xué)生，他們也多半來自于各地的自治縣或自治鄉(xiāng)，因此這些學(xué)生除了具有一般大學(xué)新生的特質(zhì)，如由于在初高中階段一心準(zhǔn)備高考，而缺乏對(duì)社會(huì)的了解，對(duì)所報(bào)考的專業(yè)知之甚少外，還受到基礎(chǔ)弱、底子薄、知識(shí)面窄、見識(shí)不多、思維不夠活躍、羞于表達(dá)、漢語表達(dá)能力較弱等因素的困擾。這就勢(shì)必導(dǎo)致一些學(xué)生對(duì)智能專業(yè)的認(rèn)知度低，對(duì)即將開始的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)也沒有準(zhǔn)備，興趣不高，得過且過，與教師間的相互交流也存在一定障礙。

2 多元化專業(yè)啟蒙教育模式與實(shí)施步驟

在對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院當(dāng)前專業(yè)素質(zhì)教育存在的問題進(jìn)行探討后，筆者認(rèn)為從大一開始就應(yīng)采用多元化的策略開展智能專業(yè)啟蒙教育，著手培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)科的認(rèn)知感，在學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新思維上給予啟蒙和引導(dǎo)，幫助學(xué)生形成自己的專業(yè)視角和學(xué)科分析架構(gòu)，為今后專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

2.1 制訂教改計(jì)劃。促進(jìn)專業(yè)啟蒙教育

剛?cè)雽W(xué)的新生對(duì)于學(xué)校的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境比較陌生，加上不同民族學(xué)生在生活習(xí)慣、風(fēng)俗、待人接物觀念上有差異，新生之間渴望相互交流對(duì)新學(xué)校和新專業(yè)的看法，但苦于交流渠道的欠缺。根據(jù)以往的觀察發(fā)現(xiàn)，能否有效地融入班級(jí)和團(tuán)隊(duì)，是影響學(xué)生未來專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)非常重要的因素，因此筆者在新生專業(yè)啟蒙教育中將如何解決學(xué)生與人溝通的問題放在第一位考慮。只有先解決了學(xué)生思想和交流方面的問題，才能為他們解開心鎖，為專業(yè)學(xué)習(xí)營(yíng)造一個(gè)良好的氛圍。

從2012級(jí)智能科學(xué)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)校開始，我們就在新生中開展放飛夢(mèng)想的“云帆計(jì)劃”。選派優(yōu)秀專業(yè)課教師擔(dān)任智能科學(xué)各小班的班主任。各班主任從新生踏入大學(xué)校門的那天起，就從各民族學(xué)生自身的特點(diǎn)人手，通過定期個(gè)別談話、班委會(huì)、各民族學(xué)生宣介會(huì)、專業(yè)學(xué)習(xí)規(guī)劃討論會(huì)等形式有計(jì)劃、有目的地幫助他們?cè)鲞M(jìn)彼此了解，加深其對(duì)智能專業(yè)的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)和強(qiáng)化班級(jí)學(xué)風(fēng)建設(shè)。這種目的明確、有計(jì)劃性的活動(dòng)形式極大地提升了班級(jí)凝聚力，使得班上新生之間的關(guān)系更加融洽，同時(shí)為后續(xù)科研興趣小組和學(xué)科研討小組活動(dòng)的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

2.2 建立專業(yè)教師輔導(dǎo)訪談制

為了進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)智能專業(yè)的認(rèn)知和學(xué)習(xí)興趣，智能專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)作為輔導(dǎo)教師組織了多次師生訪談。在訪談過程中學(xué)生提出很多他們關(guān)心的問題，如大學(xué)課程學(xué)習(xí)和高中課程學(xué)習(xí)有什么不同？與同班同學(xué)和同寢室同學(xué)間的關(guān)系該如何處理？C語言學(xué)習(xí)的重要性體現(xiàn)在哪些方面？除了專業(yè)書籍之外，還有哪些書籍是學(xué)生在大學(xué)階段需要了解的？考研和找工作的關(guān)系該如何處理？機(jī)器人與智能專業(yè)有何關(guān)系？智能專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)趨勢(shì)怎樣？少數(shù)民族學(xué)生如何學(xué)好智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課？

針對(duì)這些問題，輔導(dǎo)教師不是只進(jìn)行簡(jiǎn)單的說教，而是本著“授人以魚不如授人以漁”的教育宗旨，盡量從客觀、專業(yè)的角度闡述自己的觀點(diǎn)和看法，通過介紹案例、科技信息動(dòng)態(tài)及教師自我學(xué)習(xí)的親身體會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生就自身關(guān)心的問題進(jìn)行思考和探索。此外，教師還特別提出學(xué)生要學(xué)會(huì)根據(jù)自身的情況對(duì)前人的成功經(jīng)驗(yàn)有所取舍，批判地繼承前人的觀點(diǎn)，力求探索出一條適合各民族學(xué)生的求學(xué)成長(zhǎng)道路。

2.3 改進(jìn)教學(xué)模式

在師生間關(guān)系更為融洽的基礎(chǔ)上，筆者采用“縱、橫”結(jié)合的方式進(jìn)行新生專業(yè)啟蒙教育?！翱v向”方面主要是從課程配套與銜接上進(jìn)行改革嘗試，以智能專業(yè)導(dǎo)論課為專業(yè)啟蒙先導(dǎo)，以各專業(yè)骨干課程的宣介為后繼，讓新生既了解將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，又在第一時(shí)間找到和認(rèn)識(shí)相關(guān)教師，為其早日進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)作好鋪墊。

“橫向”則是將課堂教學(xué)與對(duì)學(xué)生的平時(shí)管理相結(jié)合，營(yíng)造出思想與專業(yè)教育相互結(jié)合和相互促進(jìn)的教育氛圍，在學(xué)生的感性世界和理性世界之間搭好橋梁。具體做法有：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)抓住智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課開設(shè)的時(shí)機(jī)，摒棄一貫的說教方式，在導(dǎo)論課教學(xué)中引人技術(shù)宣講會(huì)、專題報(bào)告會(huì)、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，請(qǐng)不同研究方向的教師就各自研究領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和應(yīng)用前景介紹前沿技術(shù)和最新動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生既感到智能的有趣，又了解智能專業(yè)的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)。

另外，我們還在課余時(shí)間通過組織新生參觀開放實(shí)驗(yàn)室和教師研究室、與課題組中的研究生座談、鼓勵(lì)新生與高年級(jí)優(yōu)秀學(xué)生組成同民族和同鄉(xiāng)學(xué)習(xí)互助組等活動(dòng)，讓學(xué)生在腦海中初步建立起知識(shí)、技術(shù)、專業(yè)和學(xué)科間的聯(lián)系。同時(shí)，從大一開始就安排新生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽、大學(xué)生創(chuàng)新比賽、機(jī)器人設(shè)計(jì)比賽等一系列學(xué)科競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，幫助他們逐步了解智能專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的基本方法。

2.4 組建興趣小組，實(shí)現(xiàn)自我引導(dǎo)

在發(fā)揮學(xué)生自主積極學(xué)習(xí)的諸多因素中，興趣愛好尤為關(guān)鍵。為了使得興趣成為促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的直接推動(dòng)力，從新生入學(xué)之初，筆者就有意識(shí)地引導(dǎo)和協(xié)助新生自發(fā)組成興趣小組，以小組為單位參與各類學(xué)科競(jìng)賽和班級(jí)活動(dòng)。最初的分組情況表明新生在早期更傾向于以寢室為單位參與各類活動(dòng)，如在專業(yè)規(guī)劃演講比賽、電工實(shí)習(xí)、競(jìng)賽科目選擇等班級(jí)活動(dòng)中，學(xué)生更多地以寢室為單位進(jìn)行分組，原因在于同一個(gè)寢室學(xué)生的作息時(shí)間比較一致，方便大家統(tǒng)一行動(dòng)。

然而，隨著學(xué)習(xí)的深入，寢室的界限漸漸模糊，將學(xué)生聯(lián)合在一起的更多的是共同興趣和愛好。這種方式建立起來的關(guān)系更加牢固，并且在這樣的興趣小組中每個(gè)學(xué)生的分工更加明確，團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)成員都希望能為小組作出貢獻(xiàn)，因而更能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)作靈感，提高學(xué)習(xí)積極性。這一點(diǎn)在后續(xù)開展的機(jī)器人創(chuàng)新比賽中得到了很好的證明，如2012級(jí)智能專業(yè)的學(xué)生通過聯(lián)合、分工、協(xié)作，利用課余時(shí)間完成了選題、分析、搭建構(gòu)型、軟件編程、報(bào)告撰寫、視頻拍攝上傳等流程，最終順利地完成了預(yù)定任務(wù)，向組委會(huì)提交自己的設(shè)計(jì)作品。通過興趣小組的成功運(yùn)作，各個(gè)興趣小組已開始成為優(yōu)秀學(xué)生專業(yè)啟蒙教育的宣傳站，成為吸引新生鉆研科學(xué)知識(shí)的“吸鐵石”。

2.5 設(shè)立多層次考評(píng)模式

傳統(tǒng)的考評(píng)體系主要偏重于學(xué)生的卷面考試成績(jī)，這種考評(píng)模式過于片面，不利于創(chuàng)新型學(xué)生的發(fā)展。為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求，結(jié)合智能科學(xué)與技術(shù)的多學(xué)科交叉性、融合性、綜合性很高的學(xué)科特點(diǎn)，我們?cè)趯I(yè)啟蒙教育別注重綜合考評(píng)體系的建立。

我們將專業(yè)導(dǎo)論課的考評(píng)分為多個(gè)層次：（1）卷面考試。期末考試仍然采用書面形式，注重對(duì)學(xué)生掌握基本概念和基礎(chǔ)內(nèi)容情況的考查。（2）討論報(bào)告。針對(duì)導(dǎo)論課教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)認(rèn)知的專題討論會(huì)，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行選題、資料查閱、PPT制作和小論文撰寫，最后進(jìn)行答辯討論，從而訓(xùn)練和培養(yǎng)新生分析問題、邏輯推理、書面及口頭表達(dá)的能力。（3）實(shí)踐環(huán)節(jié)。教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)會(huì)讓新生實(shí)際動(dòng)手制作小型簡(jiǎn)易的微控制裝置，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力。

篇8

智能科學(xué)與技術(shù)是一門新興的學(xué)科,目前在國(guó)內(nèi)部分高校已開辦了該專業(yè),鑒于該專業(yè)的高度交叉性和強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐的要求,如何加強(qiáng)工程實(shí)踐訓(xùn)練,使之與課堂學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合是一個(gè)值得探索的問題。而積極開展學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目,鼓勵(lì)同學(xué)們參與科研實(shí)踐無疑是一個(gè)很好的途徑。我校的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”正好給學(xué)生提供了這樣一個(gè)良好的學(xué)習(xí)與實(shí)踐平臺(tái)。

“倉(cāng)庫(kù)巡邏預(yù)警機(jī)器人”項(xiàng)目的主要內(nèi)容是在一個(gè)自行拼裝的輪式機(jī)器人本體上完成集感知、規(guī)劃、決策和移動(dòng)為一體的行為控制,根據(jù)已知地圖信息進(jìn)行全局路徑規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)避障,對(duì)環(huán)境中的煙度、溫度、濕度、氣味、聲音及熱釋紅外等因素的異常進(jìn)行感知和及時(shí)預(yù)警,完成指定區(qū)域定時(shí)、定點(diǎn)的巡邏預(yù)警工作。

1項(xiàng)目實(shí)施過程

“倉(cāng)庫(kù)巡邏預(yù)警機(jī)器人”項(xiàng)目實(shí)施大體分以下3個(gè)階段:1)理論研究和技術(shù)學(xué)習(xí)為主;2)機(jī)器人的組裝,雛形測(cè)試,及整體功能的實(shí)現(xiàn);3)功能測(cè)試、改進(jìn),論文、報(bào)告的撰寫。

對(duì)于巡邏機(jī)器人來說,首要任務(wù)是完成機(jī)器人本體的裝配,其他很多功能的實(shí)現(xiàn)都與機(jī)器人本體設(shè)計(jì)有關(guān)。此外,漫游功能是巡邏機(jī)器人的基本功能,下面將對(duì)這兩個(gè)內(nèi)容進(jìn)行主要介紹。

1.1機(jī)器人本體的設(shè)計(jì)和裝配

針對(duì)倉(cāng)庫(kù)巡邏任務(wù)的實(shí)際需求,并考慮到現(xiàn)有條

件的限制,在研究了多種機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性[1-2]后,最終采用了如圖1所示的三輪機(jī)器人結(jié)構(gòu)。其底盤結(jié)構(gòu)為一個(gè)萬向輪和兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪,車體前、左、右方各安裝一個(gè)紅外接近傳感器。

基金項(xiàng)目:中南大學(xué)2009年“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)啟航行動(dòng)”創(chuàng)新項(xiàng)目(CX13)。

作者簡(jiǎn)介:黨志剛(1990-),男,本科生,研究方向?yàn)樽詣?dòng)化專業(yè)(智能科學(xué)與技術(shù)方向);劉麗玨(1973-),女,副教授,博士,研究方向?yàn)橹悄苡?jì)算與智能規(guī)劃;肖劍明(1988-),男,本科生,研究方向?yàn)樽詣?dòng)化專業(yè)(智能科學(xué)與技術(shù));諶慧濱(1988-),男,本科生,研究方向?yàn)樽詣?dòng)化專業(yè)(智能科學(xué)與技術(shù));韓爽(1988-),男,本科生,研究方向?yàn)樽詣?dòng)化專業(yè)(電氣)。

1.2機(jī)器人漫游的實(shí)現(xiàn)

漫游功能是巡邏機(jī)器人的基本功能之一,要實(shí)現(xiàn)漫游,除要對(duì)機(jī)器人的“前進(jìn)、后退、左、右轉(zhuǎn)彎、原地轉(zhuǎn)圈、加、減速”等簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行控制外,還需根據(jù)傳感器信息對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行感知,以避開障礙。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是智能控制的主要方法之一,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),再結(jié)合簡(jiǎn)單的邏輯判斷,可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單環(huán)境中的漫游。

在2.1所述的機(jī)器人本體“左、前、右”各安裝一個(gè)紅外接近傳感器,就可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單環(huán)境中的漫游。結(jié)合硬件結(jié)構(gòu),采用二值函數(shù)作為激勵(lì)函數(shù)構(gòu)造了有3個(gè)輸入、2個(gè)輸出,由兩個(gè)感知器構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

其中x1,x2,x3表示安裝在機(jī)器人左、中、右邊的3個(gè)傳感器的輸入信號(hào),輸入為0表示有障礙;輸入為1表示無障礙。wji表示權(quán)值,y1,y2為輸出,0表示后退,1表示前進(jìn)。采用的二值函數(shù)如下式:

(2.1)

其輸入、輸出關(guān)系為:

( ) (2.2)

為實(shí)現(xiàn)避障,給出如表1的訓(xùn)練例子,作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)實(shí)例。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值采用學(xué)習(xí)算法進(jìn)行調(diào)整,權(quán)值修正公式為:

,( ) (2.3)

其中x為輸入向量, 為期望的輸出向量, 為感知器實(shí)際輸出向量。

顯然從公式2.3可以看出,如果第 個(gè)神經(jīng)元的實(shí)際輸出與期望一致,則不對(duì)該神經(jīng)元的權(quán)值進(jìn)行修改;如果某個(gè)神經(jīng)元的輸出為0,而期望響應(yīng)為1,則將此時(shí)的權(quán)值矢量wji加上輸入向量x作為新的權(quán)值矢量;如果某個(gè)神經(jīng)元的輸出為1,而期望響應(yīng)為0,則將此時(shí)的權(quán)值矢量wji減去向量x作為新的權(quán)值矢量。

而閾值修正公式為:

, (2.4)

經(jīng)MATLAB仿真訓(xùn)練[3],其一次訓(xùn)練誤差收斂過程如圖4(其中橫坐標(biāo)表示訓(xùn)練代數(shù),縱坐標(biāo)表示平均絕對(duì)誤差)所示。

(a) 左輪感知器誤差變化曲線

(b) 右輪感知器誤差變化曲線

圖4左右輪感知器誤差變化曲線

經(jīng)學(xué)習(xí)后得到權(quán)值和閾值:

; ;

; 。

將機(jī)器人置于圖5所示的簡(jiǎn)單環(huán)境中,一次實(shí)驗(yàn)中,機(jī)器人行進(jìn)軌跡為ABCDEFG,對(duì)應(yīng)的輸入、輸出向量和機(jī)器人行為如表2所示。

如圖5所示,另一次漫游所得軌跡為abcd,在這種情況下,機(jī)器人會(huì)在cd段上往復(fù)運(yùn)動(dòng),漫游失敗。2.3中介紹的迷宮機(jī)器人學(xué)習(xí)算法將初步解決此問題。

1.3迷宮機(jī)器人路徑規(guī)劃

除上述問題外,應(yīng)“人工智能課程設(shè)計(jì)”的要求,還對(duì)“迷宮機(jī)器人路徑規(guī)劃”問題進(jìn)行了研究,使機(jī)器人在未知迷宮中不斷獲取有關(guān)前方和兩側(cè)隔墻的信息,從而進(jìn)行路線識(shí)別和行走姿態(tài)控制,搜索安全出口并順利走出線性迷宮。運(yùn)用左手優(yōu)先法則,再結(jié)合2.2的避障方法,實(shí)現(xiàn)了迷宮機(jī)器人路徑規(guī)劃,如圖6所示。反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),只需要2個(gè)紅外接近傳感器(分別安裝在機(jī)器人的左、前方)就可以完成機(jī)器人行走迷宮的基本行為控制,第3個(gè)(安裝在右側(cè))用于微調(diào)行進(jìn)時(shí)的位姿,以保證機(jī)器人自身安全。

采用字符串匹配迷宮機(jī)器人自學(xué)習(xí)算法[4]可以大大縮短迷宮行走時(shí)間。此算法大致思路如下:機(jī)器人每穿越一個(gè)路口,就在存儲(chǔ)器中記錄一個(gè)字符:若直行保存一個(gè)“S”、左轉(zhuǎn)保存“L”、右轉(zhuǎn)保存“R”、掉頭保存“U”,在程序調(diào)用時(shí),分別令S=0,L=90,R=-90,U=180。根據(jù)左手法則,機(jī)器人走迷宮共經(jīng)過17個(gè)路口,如圖6所示。顯然機(jī)器人第一次走完迷宮后存儲(chǔ)器保存字符串str=“SULLULLURLLLUSRSS”。進(jìn)行字符串匹配:在字符串中找到U,對(duì)U和其前后兩個(gè)字符進(jìn)行數(shù)值計(jì)算后對(duì)字符串進(jìn)行簡(jiǎn)化(如對(duì)字符串str進(jìn)行第一次匹配將會(huì)找到“SULLULLURLLLUSRSS”,第一個(gè)“SUL”計(jì)算“0-180+90=-90”,因此可表示為字符“R”,第二個(gè)“LUL”計(jì)算“90-180-90=0”,因此可表示為字符“S”,依次類推可由字符串str得新串str1=“RSULLRRSS”;繼續(xù)對(duì)str1進(jìn)行匹配得到新的字符串str2=“RRLRRSS”(匹配到字符串中沒有“U”為止)。最后匹配得到的新字符串“RRLRRSS”。

圖6機(jī)器人穿越迷宮路徑示意圖

根據(jù)以上算法,當(dāng)機(jī)器人再次走入迷宮時(shí),行進(jìn)路線如圖7所示。顯然這種算法大大縮短了第二次搜索的路程和時(shí)間。

圖7學(xué)習(xí)后的機(jī)器人走迷宮路徑示意圖

以上字符串匹配學(xué)習(xí)算法有一個(gè)明顯的缺點(diǎn):在重復(fù)搜索同一個(gè)迷宮時(shí)才能起作用。采用更具智能的算法優(yōu)化機(jī)器人的迷宮搜索是下一步目標(biāo)。

1.4下一步的工作

設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人的目標(biāo)還包括:希望機(jī)器人能對(duì)異常的溫度、氣味、聲音等進(jìn)行預(yù)警,因此,在給開發(fā)板上加裝了DS18B02溫度傳感器、ADC0809、數(shù)碼管、蜂鳴器和發(fā)光二極管等器件,成功擴(kuò)展了溫度測(cè)量與報(bào)警模塊的基礎(chǔ)上,下一步的工作便是開始學(xué)習(xí)和研究煙霧、濕度、氣味、聲音等環(huán)境因素的實(shí)時(shí)測(cè)量和預(yù)警模塊;目前已初步實(shí)現(xiàn)了用串行通信和無線通信方法,將巡邏機(jī)器人獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,其他功能的實(shí)現(xiàn)還有待進(jìn)一步的努力。

上述功能基本完成后,最終將結(jié)合各個(gè)模塊,對(duì)機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)綜合調(diào)試以實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)巡邏預(yù)警功能。并結(jié)合以后開設(shè)的智能控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能計(jì)算等專業(yè)課程以及增強(qiáng)學(xué)習(xí)[5]的有關(guān)方法,進(jìn)一步改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng),提高穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上使其具有更高的智能。

2心得與體會(huì)

在歷時(shí)2年的專業(yè)課學(xué)習(xí)和6個(gè)多月的機(jī)器人項(xiàng)目的申請(qǐng)、實(shí)施中項(xiàng)目組成員深刻體會(huì)到從事智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域?qū)W習(xí)和研究時(shí),扎實(shí)理論、進(jìn)行工程實(shí)踐的重要性和理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的必要性。

扎實(shí)的理論是進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐的前提。課堂學(xué)習(xí)有比較充足的學(xué)習(xí)時(shí)間、任課老師的指導(dǎo)、同學(xué)之間的討論、相關(guān)實(shí)驗(yàn)和各種考核機(jī)制,是掌握理論的絕佳機(jī)會(huì)。在項(xiàng)目實(shí)踐進(jìn)程中,會(huì)不斷遇到各類問題,而大部分問題可以用課堂學(xué)習(xí)過的相關(guān)知識(shí)解決。

項(xiàng)目實(shí)踐是檢驗(yàn)理論體系是否完整、基礎(chǔ)知識(shí)是否扎實(shí)的一個(gè)很好的標(biāo)準(zhǔn),是課堂學(xué)習(xí)的興奮劑、自主學(xué)習(xí)的催化劑。分析、解決問題的過程,就是不斷補(bǔ)充理論知識(shí)、訓(xùn)練思維、強(qiáng)化動(dòng)手能力、提高工程素養(yǎng)、培養(yǎng)興趣的過程,在這個(gè)過程中,學(xué)生可以學(xué)到很多書本以外的知識(shí)和寶貴的科研、工作經(jīng)驗(yàn)這些對(duì)課堂學(xué)習(xí)是一個(gè)很好的補(bǔ)充?？傊?在課堂學(xué)習(xí)和項(xiàng)目實(shí)踐的結(jié)合中,學(xué)生會(huì)有更加迅速的成長(zhǎng)。

3對(duì)教學(xué)的若干建議

在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究以來,收獲很多,作為學(xué)生,在教學(xué)方面也有一些自己的看法:1) 2010年中南大學(xué)智能所開設(shè)的人工智能、機(jī)器人學(xué)和專家系統(tǒng)等課程采用課堂討論、辯論和報(bào)告的形式授課,廣大同學(xué)配合積極,有同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)演示和講解了親手制作的“人形機(jī)器人”和組裝的“機(jī)械臂”。這樣的授課方式極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,有助于知識(shí)的理解并提高創(chuàng)新能力,應(yīng)該推廣。2)在高校,許多本科生有課外實(shí)踐的想法和熱情,但考慮到花費(fèi)時(shí)間多、可能影響學(xué)習(xí)成績(jī),就望而卻步。如果將項(xiàng)目實(shí)踐作為相關(guān)課程成績(jī)考核的一部分,不僅會(huì)使學(xué)生大膽投身項(xiàng)目實(shí)踐,也會(huì)使課堂學(xué)習(xí)效率倍增。3)“榜樣的力量是無窮的”,廣大學(xué)生渴望與國(guó)內(nèi)外大師見面,聆聽教誨。

4結(jié)語

“倉(cāng)庫(kù)巡邏預(yù)警機(jī)器人”項(xiàng)目富有挑戰(zhàn)性的申請(qǐng)、實(shí)施和進(jìn)一步研究過程是以智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的;項(xiàng)目的實(shí)施過程可以鞏固、提高硬件電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí),熟悉MATLAB等仿真軟件,又可以及時(shí)運(yùn)用人工智能、機(jī)器人學(xué)等課程中學(xué)到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù);進(jìn)一步的研究又提供了一個(gè)了解該領(lǐng)域前沿問題(如強(qiáng)化學(xué)習(xí))的機(jī)會(huì)。綜上所述,課堂教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐的結(jié)合不僅會(huì)使學(xué)生加強(qiáng)理論基礎(chǔ)、提高實(shí)踐能力,而且會(huì)在很大程度上促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。因此,這種教學(xué)模式的推廣意義重大。

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Combination of Theoretical Study and Robot Project

DANG Zhi-gang, LIU Li-jue, XIAO Jian-ming, CHEN Hui-bin, HAN Shuang

篇9

0 引言

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。其中，創(chuàng)新人才是創(chuàng)新的主體。因此，高等學(xué)校作為人才培養(yǎng)的主體應(yīng)積極思考如何培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家及社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。人才培養(yǎng)和科學(xué)研究是高校的2項(xiàng)主要任務(wù)，研究表明高校人才培養(yǎng)與科學(xué)研究之間存在顯著的正相關(guān)系。然而，科學(xué)研究并不直接對(duì)人才培養(yǎng)起作用?？茖W(xué)研究必須有相應(yīng)的機(jī)制、手段和方法才能有效促進(jìn)人才培養(yǎng)。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是適應(yīng)國(guó)家發(fā)展及社會(huì)需要而新設(shè)立的專業(yè)。它是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、光學(xué)工程和機(jī)械工程等多學(xué)科相互交叉融合的綜合學(xué)科。繼北京大學(xué)最早于2004年設(shè)立該專業(yè)后，其他20余所高校也相繼設(shè)立該專業(yè)。從目前設(shè)立該專業(yè)的高校來看，多是在本專業(yè)領(lǐng)域有突出科研優(yōu)勢(shì)的高校，如北京大學(xué)在視聽研究領(lǐng)域、南開大學(xué)在機(jī)器人研究領(lǐng)域等。如何將科研優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)是擺在各高校面前的現(xiàn)實(shí)問題。

重慶郵電大學(xué)是以信息技術(shù)為特色的教學(xué)研究型大學(xué)，致力于信息技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究，并已在智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)上取得了突出成績(jī)。2009年秋，重慶郵電大學(xué)招收了第一批智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生。為辦好本專業(yè)，突出人才培養(yǎng)特色，教師們進(jìn)行了多項(xiàng)改革與嘗試，已取得了初步成果。

1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)與科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)結(jié)合

高質(zhì)量的人才培養(yǎng)離不開高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，高素質(zhì)的師資隊(duì)伍不能沒有高水平的科學(xué)研究的錘煉。可見，科學(xué)研究是促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的有效手段。然而，高等教育進(jìn)入到21世紀(jì)后，教學(xué)和科研活動(dòng)的組織不再是單個(gè)教師的行為。通過將一些在技能上相互補(bǔ)充，并且愿意為共同的目標(biāo)、業(yè)績(jī)目標(biāo)而相互承擔(dān)責(zé)任的教師組合在一起，形成教學(xué)團(tuán)體和科研團(tuán)隊(duì)是目前高校教學(xué)科研管理的有效手段。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)以培養(yǎng)高水平學(xué)生為目的，科研團(tuán)隊(duì)以出高水平科研成果為目的。教學(xué)團(tuán)隊(duì)雖然目標(biāo)明確，但其顯示度較低，在教學(xué)工作中的投入很難在短期內(nèi)看到成效，無法通過量化的方式進(jìn)行考核。由于教學(xué)活動(dòng)的組織個(gè)體性強(qiáng)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員間相互協(xié)作與溝通較少，使得教學(xué)團(tuán)隊(duì)整體缺乏凝聚力?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的人員組成一般由專業(yè)方向相近或互補(bǔ)的人員構(gòu)成，有具體研究目標(biāo)和任務(wù)指標(biāo)，因此科研團(tuán)隊(duì)往往結(jié)構(gòu)上更緊密。通過將教學(xué)團(tuán)隊(duì)與科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合，有利于增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的凝聚力，促進(jìn)優(yōu)勢(shì)學(xué)科和科研資源轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源。

在具體實(shí)施中，教師首先根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域形成科研院所，然后再根據(jù)科研方向形成研究組。同時(shí)，所有課程根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域分為課程群，教師根據(jù)主要承擔(dān)的課程形成課程組。每個(gè)科研院所設(shè)置有負(fù)責(zé)人，這些負(fù)責(zé)人同時(shí)也是相關(guān)課程群的負(fù)責(zé)人。各負(fù)責(zé)人在進(jìn)行科研工作規(guī)劃的同時(shí)還需要考慮人才培養(yǎng)，這就從工作組織上將科研工作與人才培養(yǎng)有效地結(jié)合到一起。經(jīng)過多年的建設(shè)，團(tuán)隊(duì)建設(shè)工作已經(jīng)取得了階段性成果，軟件教學(xué)研究部被評(píng)為“國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”，并獲首屆“重慶市十大杰出青年群體”稱號(hào)，信息安全教學(xué)研究部被評(píng)為“重慶市教學(xué)團(tuán)隊(duì)”。

2 吸納本科生參與科學(xué)研究項(xiàng)目

目前，各高校在本科生的培養(yǎng)形式上不外乎理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等。其中，理論教學(xué)主要進(jìn)行知識(shí)性的講解，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等一般都只是根據(jù)預(yù)先制定好的計(jì)劃進(jìn)行重復(fù)性操作。這些形式很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。其根本原因在于理論教學(xué)中學(xué)生只需要把教師講授內(nèi)容記住就可以了，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的結(jié)果都是既定的，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中變成了“記憶器”和“重復(fù)器”。學(xué)習(xí)中少有開放性和探索性的內(nèi)容。

科學(xué)研究是指對(duì)一些現(xiàn)象或問題經(jīng)過調(diào)查、驗(yàn)證、討論及思維，然后進(jìn)行推論、分析和綜合，來獲得客觀事實(shí)的過程?？茖W(xué)研究具有開放性和探索性，其結(jié)果有可能成功，也有可能失敗，成敗的關(guān)鍵與創(chuàng)新思維密切相關(guān)。因此，在本科生的培養(yǎng)過程中，有計(jì)劃地引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)研究將有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為培養(yǎng)本科生參加科研的興趣，教師在新生入學(xué)初就組織學(xué)生到各研究所參觀。通過參觀，學(xué)生增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)，了解到各研究所的一些研究工作情況，同時(shí)也激發(fā)了其研究興趣。在學(xué)習(xí)過程中，為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科研活動(dòng)的引導(dǎo)，每個(gè)班級(jí)都設(shè)置了班導(dǎo)師，班導(dǎo)師的職責(zé)主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)，并在科研活動(dòng)上給予指導(dǎo)。通過一段時(shí)間的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)和專業(yè)訓(xùn)練，當(dāng)學(xué)生具備了一定的研究所需的知識(shí)和能力，就可以通過自薦或推薦的形式到感興趣的研究所參與科研工作。

目前，各團(tuán)隊(duì)所負(fù)責(zé)的科研項(xiàng)目中50%都接收了本科學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研實(shí)踐訓(xùn)練?？蒲泄ぷ魇箤W(xué)生在學(xué)習(xí)中思想更開放、更活躍，近年來通過積極組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、全國(guó)縮微智能車競(jìng)賽等各類比賽，共獲得國(guó)家級(jí)、省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)80余項(xiàng)，近年來指導(dǎo)的本科學(xué)生發(fā)表研究論文10余篇。

3 科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材

當(dāng)前社會(huì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是進(jìn)入信息化社會(huì)后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更加迅速，并且呈現(xiàn)出加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為多學(xué)科交叉所產(chǎn)生的新興專業(yè)更是如此，這就要求教師在授課過程中及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生在知識(shí)能力上緊跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐。

團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)過科研歷練，積累了大量的科研成果。近年來團(tuán)隊(duì)獲得包括國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)在內(nèi)的國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)10余項(xiàng)，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文500余篇，其中SCI、EI收錄200余篇（次）。這些科研成果一方面促進(jìn)了科學(xué)研究的發(fā)展，另一方面通過轉(zhuǎn)化豐富了教學(xué)素材。

團(tuán)隊(duì)教師將科研成果轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)案例、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生獲得了良好的熏陶和鍛煉。教師將最新的科學(xué)技術(shù)、方法和手段引人教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅體現(xiàn)在課堂教學(xué)內(nèi)容上，而且表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)、綜合訓(xùn)練以及各種學(xué)生課外科技競(jìng)賽指導(dǎo)中，提出并設(shè)計(jì)了許多既有訓(xùn)練意義又有實(shí)用價(jià)值的好題目，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

4 科研基地補(bǔ)充創(chuàng)新環(huán)境

團(tuán)隊(duì)近年來承擔(dān)了包括國(guó)家973計(jì)劃、攀登計(jì)劃、863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等10余項(xiàng)國(guó)家級(jí)和30余項(xiàng)省部級(jí)科研項(xiàng)目。這些高水平的科研項(xiàng)目不僅為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了豐富的科研選題，也為人才培養(yǎng)提供了充足的科研經(jīng)費(fèi)和優(yōu)良的科研條件?？蒲泄ぷ髦苯訋碓O(shè)備投入的增加，團(tuán)隊(duì)利用自身的科研優(yōu)勢(shì)，在保質(zhì)保量完成科研項(xiàng)目的同時(shí)向本科教學(xué)傾斜，以補(bǔ)充學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的不足。

篇10

1977年，他在中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所工作，主持“控制論組”，與北京市中醫(yī)院合作，研究開發(fā)我國(guó)第一個(gè)中醫(yī)專家系統(tǒng)“關(guān)幼波中醫(yī)肝炎診斷治療程序”，這也是世界第一個(gè)中醫(yī)專家系統(tǒng)。1985年，主持“國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息專家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”研究，提出大型“多級(jí)專家系統(tǒng)”新方法，獲國(guó)家“七，五”攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)。

1960年，在第一屆國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)IFAC世界大會(huì)，創(chuàng)立多變量控制系統(tǒng)的新原理：“協(xié)調(diào)控制”理論，他提出的升船機(jī)多電機(jī)同步的“協(xié)調(diào)控制”方法應(yīng)用于三峽工程。1981年，在《科技管理與科學(xué)學(xué)》發(fā)表“論協(xié)調(diào)”，提出創(chuàng)建“協(xié)調(diào)學(xué)”新學(xué)科。

1977年，涂序彥發(fā)表我國(guó)“大系統(tǒng)理論及應(yīng)用”首篇論文，1985年，創(chuàng)立“大系統(tǒng)控制論”，1994年，撰寫出版《大系統(tǒng)控制論》專著，發(fā)展“控制論”的新學(xué)科。

1979年，根據(jù)國(guó)情，他創(chuàng)立具有中國(guó)特色的“最經(jīng)濟(jì)控制”理論，提出天文科學(xué)衛(wèi)星“最經(jīng)濟(jì)姿態(tài)控制”新方法，在《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》發(fā)表了關(guān)于“最經(jīng)濟(jì)控制”多篇論文。

1980年，總結(jié)有關(guān)“生物控制論”的科研成果，主持編著我國(guó)第一本《生物控制論》專著，由科學(xué)出版社出版，重點(diǎn)研究“人體控制論”，他提出“針麻－多級(jí)協(xié)調(diào)控制過程”，“經(jīng)絡(luò)－人體控制系統(tǒng)”新學(xué)說。

1977年，涂序彥發(fā)表我國(guó)“智能控制及其應(yīng)用”首篇論文，開拓“智能控制”新技術(shù)，1985年，提出“多級(jí)自尋優(yōu)、自協(xié)調(diào)控制”新方法，1990年，參與發(fā)起主辦“全球華人智能控制與智能自動(dòng)化”大會(huì)，任大會(huì)主席之一。2004年，在國(guó)際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀論文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，涂序彥提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，開拓我國(guó)“智能管理”新方法、新技術(shù)，1995年，撰寫《智能管理》專著，由清華大學(xué)出版社出版。2010年，他和馬忠貴博士撰寫《協(xié)調(diào)智能調(diào)度》專著，由國(guó)防工業(yè)出版社出版。

1995年，在“人工智能”與計(jì)算機(jī)“仿真技術(shù)”相結(jié)合的基礎(chǔ)上，涂序彥提出“智能仿真”的概念與系統(tǒng)架構(gòu)，2009年，應(yīng)邀在中國(guó)計(jì)算機(jī)仿真高層論壇作“協(xié)同智能仿真”大會(huì)報(bào)告。

2000年，開發(fā)“智能信息推拉”技術(shù)、“基于公共知識(shí)庫(kù)的智能通信”系統(tǒng)，2004年，在中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能信息網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會(huì)議，作大會(huì)報(bào)告“智能通信與智能網(wǎng)絡(luò)”，2005年，提出“互動(dòng)智能通信”的概念，2008年，他和馬忠貴博士撰寫《智能通信》專著，由電子工業(yè)出版社出版。

2002年，涂序彥發(fā)起并主持中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)首屆“人工生命及應(yīng)用”學(xué)術(shù)會(huì)議，提出“廣義人工生命”的概念和類譜，2003年，在國(guó)際“人工生命與機(jī)器人”AROB學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀論文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主編《人工生命及應(yīng)用》論文集，2005年，北京郵電大學(xué)出版社。

2002年，涂序彥與曾廣平教授等合作，提出“軟件人”的新概念，2003年，獲國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬機(jī)器人一軟件人”支持，2004年，提出“廣義軟件人”，2007年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《“軟件人”研究及應(yīng)用》專著，由科學(xué)出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大會(huì)主題報(bào)告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彥與韓力群教授合作，提出“多中樞自協(xié)調(diào)人工腦”的新概念，2004年，在AROB國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《多中樞自協(xié)調(diào)人工腦》專著，由科學(xué)出版社出版。

2003年，他在中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)第十屆全國(guó)人工智能學(xué)術(shù)大會(huì)報(bào)告中，提出“人工智能”的姐妹學(xué)科：“人工情感”的新學(xué)科架構(gòu)。2004年，在北京主持召開中日國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，作大會(huì)報(bào)告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全國(guó)“智能控制”學(xué)術(shù)會(huì)議的大會(huì)報(bào)告中，涂序彥提出“智能控制論”新學(xué)科架構(gòu)，2010年，他與王樅教授等合作，撰寫出版《智能控制論》專著，在科學(xué)出版社出版。

2004年，在“智能系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，涂序彥提出“擬人系統(tǒng)”新概念，2005年，在中國(guó)武漢，發(fā)起并主持第一屆“擬人系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，他提出創(chuàng)建“擬人學(xué)”新學(xué)科，2008年，在中國(guó)北京，主持召開“擬人系統(tǒng)”國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)。