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)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

一.人工智能的背景

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并研制出一種新型的以人類思維相似的方式做出相應(yīng)反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

人工智能的思想萌芽最早可以追溯到十七世紀(jì)的巴斯卡和萊布尼茨。十九世紀(jì)，英國數(shù)學(xué)家布爾和摩爾根提出了“思維定律”，這些可謂是人工智能的開端。（1）50年代至70年代，人工智能相繼出現(xiàn)了一批顯著的成果，這一階段的特點(diǎn)是重視問題求解的方法，忽視知識(shí)重要性。（2）隨著第五代計(jì)算機(jī)的研制進(jìn)入了80年代，人工智能得到迅猛發(fā)展。它的研制形成了一股研究人工智能的熱潮。（3）90年代，由于國際互連網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，將人工智能更面向?qū)嵱?。研究人工智能出現(xiàn)新的。

二.人工智能的發(fā)展給人類帶來倫理問題

（1）人工智能的情感問題。情感問題是千百年來人們一直在談?wù)摰脑掝}。明斯基認(rèn)為，通過把我們的身體部分看做是大腦可以使用的資源，就可以改變它們的精神狀態(tài)。因此，現(xiàn)在人工智能界的一種觀點(diǎn)認(rèn)為情感是一種特別的思維方式，我們可以利用它來增加我們的機(jī)智。智能機(jī)器人畢竟是一個(gè)賦予一種人類情感程序的機(jī)器，實(shí)質(zhì)上還是沒有人類的意識(shí)，只有固定的程序。

（2）人工智能機(jī)器的責(zé)任問題。人類不斷向前發(fā)展，社會(huì)不斷進(jìn)步，人類把人工智能機(jī)器研制出來，賦予一定的程序，幫助老人，照顧小孩等；愛，不僅是男女之間的愛，也有父母對(duì)子女，這種愛是相互的。人們要面對(duì)智能機(jī)器的情感控制，我們不能把它視為一臺(tái)機(jī)器，應(yīng)該視為人類其中的一員，他們是一個(gè)種族，我們要對(duì)研制出來的人工智能機(jī)器負(fù)責(zé)。智能機(jī)器賦予人類的情感，我們也要給予同等的情感。我們不僅要研制智能機(jī)器，我們也要愛護(hù)和保護(hù)他們。

三.人工智能的問題對(duì)策

（1）人工智能情感問題研究。我們可以看出人工智能的機(jī)器情感是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，這不僅涉及到人工智能的技術(shù)層面，同時(shí)情感是一種特殊的思維方式，機(jī)器是同樣可以具有情感的。人類可能賦予人工智能一定的情感程序，我們要把人工智能的看成一類種族，讓人工智能與我們共同創(chuàng)建美好的大家庭。

（2）人工智能的責(zé)任問題研究。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人工智能技術(shù)研究將成為人類不可避免，人類研究人工智能不僅會(huì)給人類帶來幫助，也會(huì)給人們的帶來一些困惑。我們?cè)谘芯咳斯ぶ悄軝C(jī)器要考慮到，智能機(jī)器發(fā)展到一定程度的時(shí)，智能機(jī)器可以自己轉(zhuǎn)變程序，人類要研究一種機(jī)器人的法律規(guī)范，也要賦予研究機(jī)器人的科學(xué)家一定的法律法規(guī)。

四.人工智能的影響

（1）人工智能帶來負(fù)面影響。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能給人類帶來幫助，也給人們帶來了一些問題，像氣候變暖，生物物種的滅絕，新型細(xì)菌的出現(xiàn)等。

（2）研究人工智能涉及的學(xué)科領(lǐng)域。人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程的智能行為學(xué)科，主要包括如下領(lǐng)域：專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)能力、模式識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在智能領(lǐng)域里最關(guān)鍵的問題之一，就是機(jī)器學(xué)習(xí)的問題。一旦機(jī)器有了學(xué)習(xí)能力，人類的未來發(fā)展難以預(yù)料！

（3）人工智能的積極影響及美好前景。人工智能的發(fā)展還沒有到達(dá)一定水平，人工智能機(jī)器就可以和人做朋友，可以作為家里的一份子出現(xiàn)，進(jìn)入人們的生活。我們?cè)谖磥硪芯咳斯ぶ悄艿陌l(fā)展，也要研究人工智能出現(xiàn)以后所帶來的問題，把人工智能的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮的更好，給人類帶來更美好的未來。

篇2

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)和研究內(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)科競賽――新生R Auto杯智能小車競速比賽。

篇4

21世紀(jì)是智能科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期,智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住這個(gè)契機(jī),大力推進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)的本科教育和專業(yè)建設(shè),培養(yǎng)適合社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)需求的智能科學(xué)技術(shù)人才[1]。堅(jiān)持以學(xué)生為根本,以傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)和協(xié)調(diào)發(fā)展為己任,以我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的要求和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的迫切需求為重心,針對(duì)師資隊(duì)伍、人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容與課程體系、教學(xué)方法與手段、教學(xué)管理及培養(yǎng)質(zhì)量等方面進(jìn)行深入改革,形成具有先進(jìn)的辦學(xué)理念、完善的管理體制、領(lǐng)先的改革思路、優(yōu)秀的師資隊(duì)伍的龍頭專業(yè)。智能科學(xué)與技術(shù)作為具有廣闊發(fā)展前景和巨大應(yīng)用需求的綜合交叉學(xué)科,高校應(yīng)進(jìn)一步拓展相關(guān)研究領(lǐng)域,結(jié)合辦學(xué)條件、管理制度及政策傾斜,突出人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)的特色。

1深化實(shí)踐教學(xué)改革,探討多元復(fù)合型人才培養(yǎng)模式

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)要協(xié)調(diào)發(fā)展,首先必須明確專業(yè)特色,形成自己特有的學(xué)科體系、人才培養(yǎng)模式和課程特色。在智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)研究已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域的形勢(shì)下,對(duì)人才的培養(yǎng)要從多元化角度來考慮[2]。一方面,當(dāng)前國內(nèi)外智能科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究如火如荼,原創(chuàng)性理論與核心技術(shù)的研究步伐在進(jìn)一步加快,國際上對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究型人才求

賢若渴。另一方面,智能科學(xué)領(lǐng)域的一系列學(xué)術(shù)研究成果,迫切需要轉(zhuǎn)化成能夠產(chǎn)生社會(huì)效益、支持社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活需要的產(chǎn)品,大型企業(yè)、著名公司對(duì)具有智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用型和工程型人才的需求勢(shì)頭正旺,因此,目前探討智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式正當(dāng)其時(shí)。

1) 多元化人才培養(yǎng)模式。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)集智能技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等多學(xué)科交叉、跨應(yīng)用領(lǐng)域的本科專業(yè)。根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、市場(chǎng)對(duì)人才的需求以及專業(yè)自身的發(fā)展特點(diǎn),智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)兼顧研究型、應(yīng)用型和工程型等多元復(fù)合型人才需求,因此,智能科學(xué)專業(yè)在充分整合優(yōu)質(zhì)教育資源的基礎(chǔ)上,需要不斷改革教育模式。一方面,通過各種教學(xué)活動(dòng),豐富各層次、各類型的課程教學(xué)資源,如:積極開設(shè)雙語教學(xué)、探究式教學(xué)、“本、研合一”的高水平課程、校外名師課程等,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新知識(shí)和科研學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng),推進(jìn)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)計(jì)劃;另一方面,針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn),積極開展學(xué)生科研活動(dòng)和實(shí)踐訓(xùn)練,使學(xué)生通過項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉自己的實(shí)際研發(fā)能力,提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。此外,充分利用我校多學(xué)科、綜合化的人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì),通過以跨學(xué)科、跨專業(yè)的交叉融合,打通各方的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,給學(xué)生提供更加廣泛的學(xué)習(xí)空間,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高效的復(fù)合型人才培養(yǎng)。

2) 專業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)。完善由智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)方向課程三部分組成的定位明確、特色突出、規(guī)范合理的專業(yè)教育課程體系,加強(qiáng)學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練和智能科學(xué)專業(yè)技能的素養(yǎng)培養(yǎng),強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)的相關(guān)性,突出專業(yè)核心的穩(wěn)定性,擴(kuò)大專業(yè)方向的多樣性。

3) 科研素養(yǎng)和適應(yīng)發(fā)展能力培養(yǎng)。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)面對(duì)多元化人才需求,不僅要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力,自主不斷學(xué)習(xí)新理論、新方法和新技術(shù)的能力,以勝任學(xué)科的前沿研究和技術(shù)發(fā)展;同時(shí)還要重視學(xué)生在研發(fā)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作能力,以適應(yīng)學(xué)科在實(shí)際中的各種應(yīng)用需求,在不斷開發(fā)高質(zhì)量智能軟件系統(tǒng)及項(xiàng)目研發(fā)的實(shí)際鍛煉中,培養(yǎng)學(xué)生的高效工作能力和良好的溝通能力。

基于以上觀點(diǎn),我校在教學(xué)模式的改革中,積極提倡“夯實(shí)基礎(chǔ)、綜合提高、加強(qiáng)實(shí)踐”的三結(jié)合人才培養(yǎng)改革思想,針對(duì)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)技能等多個(gè)方面細(xì)化培養(yǎng)方案,不僅注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,還要兼顧培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維、科學(xué)研究的能力及創(chuàng)新精神,從整體上提升智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)的素質(zhì)。

我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)堅(jiān)持“教學(xué)、科研、團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,學(xué)科、專業(yè)、課程的整體建設(shè)”,依托北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、北京市高等學(xué)校工程研究中心,北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”、校級(jí)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“軟件理論與技術(shù)”以及與其他專業(yè)和兄弟院校的聯(lián)合,開展了以教師隊(duì)伍建設(shè)為基礎(chǔ)、以人才培養(yǎng)改革為核心,以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的專業(yè)建設(shè)工作,并形成了層次型人才培養(yǎng)方案,如圖1所示。

圖1層次型人才培養(yǎng)方案

1.1層次型人才培養(yǎng)方案及教學(xué)模式

結(jié)合智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的特點(diǎn),針對(duì)多元化人才培養(yǎng)需求,我們構(gòu)建了“教―學(xué)―用”的層次型培養(yǎng)模式,形成了“2+1+1”的教學(xué)模式。前兩個(gè)學(xué)年主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和智能科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí),以學(xué)習(xí)、理解和掌握知識(shí)為主,同時(shí)采用啟發(fā)引導(dǎo)及探究討論的教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和主動(dòng)探究的興趣,進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)問題、設(shè)計(jì)方法、分析討論和問題求解培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)[3]。第三學(xué)年側(cè)重學(xué)習(xí)智能專業(yè)核心課程,如:智能機(jī)器人、智能游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、模式識(shí)別、智能信息獲取與決策管理、自然語言處理等體現(xiàn)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特色的課程,使學(xué)生在理論方法的學(xué)習(xí)中提高專業(yè)技能,同時(shí)所設(shè)課程與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的消化和實(shí)踐能力的訓(xùn)練。第四學(xué)年,以綜合實(shí)踐訓(xùn)練為主,學(xué)生根據(jù)各自的情況和興趣,參加學(xué)生科研立項(xiàng)、各類科研競賽活動(dòng)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及教師的科研項(xiàng)目等,進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié),有利于學(xué)生整體綜合素質(zhì)的提高。同時(shí),以問題為綱,培養(yǎng)學(xué)生在解決問題的同時(shí)自主發(fā)現(xiàn)新問題和新知識(shí),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思維和創(chuàng)新提高的科學(xué)研究素養(yǎng)[4]。

1.2 “本、研合一”的教學(xué)體系

本科生與研究生的培養(yǎng)互動(dòng)是推動(dòng)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效措施。我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)經(jīng)過幾年的探索和實(shí)踐,形成了“本、研合一”的教學(xué)體系?！氨?、研合一”教學(xué)體系的設(shè)計(jì)思路是將學(xué)生在各個(gè)學(xué)習(xí)階段的知識(shí)結(jié)構(gòu)、實(shí)際應(yīng)用能力和科學(xué)研究能力進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),使學(xué)生在有限的時(shí)間里掌握盡可能多的知識(shí),得到盡可能充分的實(shí)踐與鍛煉,并在一體化的教學(xué)體系設(shè)計(jì)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維、應(yīng)用型和工程型能力,以及創(chuàng)新型精神,提升智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才素質(zhì)。

我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)借助已獲批北京市和校級(jí)精品課程、探究式課程、雙語課程及網(wǎng)絡(luò)多媒體課程,包括智能信息獲取技術(shù)、人工智能原理、模式識(shí)別、智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論、智能機(jī)器人和自然語言處理等,在三年級(jí)開設(shè)提高性的研究型課程,這種提高性教學(xué)采取本科生與研究生合班上課的形式,使一部分本科學(xué)生在本科階段先行選修部分研究生課程,并接受高水平教師的培養(yǎng)。這一階段要求教師面向研究和學(xué)習(xí)對(duì)象,將每一階段的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì),同時(shí)要求理論課和專業(yè)技術(shù)課都要針對(duì)研究和學(xué)習(xí)對(duì)象設(shè)計(jì)問題,留出解決問題的空間。在完成整個(gè)學(xué)習(xí)階段后,組織學(xué)有余力的本科生與研究生聯(lián)合申請(qǐng)科研立項(xiàng)(由學(xué)校條裝處資助)、實(shí)驗(yàn)室開放基金(由學(xué)校學(xué)生處資助);有計(jì)劃地將本科生按照他們的興趣愛好,逐步吸納到由研究生導(dǎo)師、研究型教師、研究生、本科生組成的科研課題組或特色研究小組,以科研項(xiàng)目組為單位,對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的綜合提高訓(xùn)練。

1.3積極開展“研、教互動(dòng)”,培養(yǎng)具有前沿性、時(shí)代性和實(shí)用性的復(fù)合型人才

教師的科研和教改項(xiàng)目為學(xué)生提供了課外學(xué)習(xí)的平臺(tái)和廣闊的發(fā)展空間。部分學(xué)生將課程組教師的研究成果,實(shí)現(xiàn)了直觀驗(yàn)證和探索歸納兩種實(shí)驗(yàn)分析模式。另外,我們還組織部分有能力、有興趣的學(xué)生成立課外科研興趣小組,參加各種科研活動(dòng),4年來課程組教師指導(dǎo)的36個(gè)校級(jí)科研項(xiàng)目中有22個(gè)獲得學(xué)校獎(jiǎng)勵(lì)?？蒲谢顒?dòng)與教學(xué)的互動(dòng)不僅提高和增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,更激發(fā)了他們鉆研與探索的精神。在本科第三年,一方面聘請(qǐng)國內(nèi)外知名教授,為本科生開設(shè)前沿性的科研講座;另一方面要求學(xué)生去聯(lián)合實(shí)踐基地、對(duì)口企業(yè)進(jìn)行為期三個(gè)月的專業(yè)實(shí)習(xí)和相關(guān)實(shí)踐活動(dòng),由雙方共派導(dǎo)師形成導(dǎo)師組聯(lián)合指導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生。這些項(xiàng)目不僅給學(xué)生從事基礎(chǔ)研究創(chuàng)造了機(jī)會(huì),也加強(qiáng)了專業(yè)科研對(duì)外合作,有利于專業(yè)人才培養(yǎng)水平的提高。

2以多渠道交流、合作及開放的方式,加強(qiáng)“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的多元化培養(yǎng)模式

我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)廣泛利用國內(nèi)外優(yōu)勢(shì)教育資源開展主題鮮明、形式多樣的教學(xué)科研合作,積極開拓產(chǎn)學(xué)研結(jié)合渠道,與企業(yè)共建科研開發(fā)中心合作,一方面提供學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、綜合訓(xùn)練等,另一方面,還為學(xué)生提供科技創(chuàng)造的實(shí)踐環(huán)境和為社會(huì)提供各種技術(shù)服務(wù)的平臺(tái)。智能專業(yè)除了與本校的兄弟學(xué)院建立教學(xué)科研合作之外,還與澳洲悉尼科技大學(xué)、美國密西根州立大學(xué)、中科院高能所、中科院自動(dòng)化所、IBM公司、北京上善中加信息技術(shù)有限公司、北京智能谷科技有限公司等幾十家中外著名大學(xué)、軟件公司、企業(yè)及高級(jí)研究機(jī)構(gòu)建立了開發(fā)、科研與人才培養(yǎng)合作的機(jī)制,通過多種多樣的方式在學(xué)校和校外各方進(jìn)行聯(lián)合,積極開拓產(chǎn)學(xué)研結(jié)合渠道,引進(jìn)最先進(jìn)的智能研發(fā)環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生掌握最新的研究成果和開發(fā)技術(shù),成為適應(yīng)國家科學(xué)研究、社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的研究型、應(yīng)用型、工程型的復(fù)合型人才,力爭在人才競爭中保持優(yōu)勢(shì)。

3加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍建設(shè)一直以來都是專業(yè)建設(shè)的基本保證,我校智能專業(yè)注重建立教師深造培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流和工作分配的有效機(jī)制,進(jìn)一步為教師提供豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、了解人才需求的平臺(tái),以人盡其才的用人方式激發(fā)教師的工作積極性。近年來,我們已先后從中國科學(xué)院、北京理工大學(xué)、西安工業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)等國內(nèi)知名高校和科研機(jī)構(gòu)引進(jìn)了多名具有博士學(xué)位的教師,并結(jié)合智能專業(yè)的特點(diǎn),建立了一支多學(xué)科、多專業(yè)的基礎(chǔ)理論課教師、專業(yè)核心課教師、科研及工程技術(shù)人員組成的專兼結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)。這支以中青年為主的教師隊(duì)伍長期工作在教學(xué)、科研第一線,積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),教學(xué)效果顯著,其中教授3人,副教授2人,研究生導(dǎo)師6人,具有博士學(xué)位的教師6人。經(jīng)過多年的建設(shè),專業(yè)已形成了一支知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)比較合理的師資隊(duì)伍,教師具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ),深厚的教學(xué)功底,開闊的學(xué)術(shù)視野和較強(qiáng)的科研能力,其中,2人獲北京市優(yōu)秀青年骨干教師稱號(hào),3人多次獲得學(xué)校優(yōu)秀主講教師、優(yōu)秀導(dǎo)師和優(yōu)秀畢設(shè)指導(dǎo)教師等稱號(hào)。

在專兼結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)中,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教師側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),同時(shí)注重院校內(nèi)部交叉學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通,聯(lián)合院內(nèi)信息工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)、軟件工程專業(yè)以及教育科學(xué)學(xué)院從事相關(guān)研究的學(xué)者,通過講座與項(xiàng)目聯(lián)合的方式,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)跨學(xué)科交叉領(lǐng)域知識(shí)的掌握與應(yīng)用。同時(shí),積極開展與國內(nèi)外著名軟件公司、企業(yè)及高級(jí)研究機(jī)構(gòu)的交流與協(xié)作,建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域一線工程技術(shù)人員到學(xué)校兼職授課的制度和機(jī)制,進(jìn)一步擴(kuò)充師資隊(duì)伍的力量。另外,在教師隊(duì)伍的建設(shè)建設(shè)中,采用以老帶新和以新促長的方式,注重分工協(xié)作和交流發(fā)展,采用課程主講教師負(fù)責(zé)制,全面負(fù)責(zé)課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐;而實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué),從而保證了隊(duì)伍的連續(xù)性和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)性。此外,教授、副教授每學(xué)年必須為本科生開設(shè)核心課程,并要承擔(dān)一定的教學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、指導(dǎo)本科學(xué)生科研立項(xiàng)、畢業(yè)論文指導(dǎo)等工作,切實(shí)保障了課程理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、研究環(huán)節(jié)的緊密跟蹤與指導(dǎo)。

4優(yōu)化課程體系

課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容,課程教學(xué)的質(zhì)量直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)目前有北京市、校級(jí)精品課程、優(yōu)秀課程、探究式課程、雙語課程及多媒體網(wǎng)絡(luò)課程7門,智能信息獲取技術(shù)、人工智能原理、模式識(shí)別、智能決策支持系統(tǒng)、智能機(jī)器人、自然語言處理,另外還有多門課程的建設(shè)工作驗(yàn)收合格。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在課程體系的設(shè)置和改革方面,參考了國內(nèi)外著名高等學(xué)校,包括麻省理工大學(xué)、斯坦福大學(xué)、東京大學(xué)、悉尼大學(xué)以及北京大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)的智能科學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置,充分考慮了我院在信息處理技術(shù)方面的特色,以及智能科學(xué)專業(yè)多年來在機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語言理解以及智能信息處理等方向的科研成果及研究生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)積累,以智能機(jī)器人、智能游戲及智能信息處理等為特色課程,以建設(shè)“理論―研究―實(shí)踐”為指導(dǎo)思想,設(shè)置了協(xié)同遞進(jìn)的特色課程體系,如圖2所示。通過“學(xué)習(xí)+提高+實(shí)踐”的協(xié)同遞進(jìn)和不斷深化的過程,達(dá)到系統(tǒng)掌握和融會(huì)貫通,并由“基礎(chǔ)訓(xùn)練”提高到“專業(yè)素養(yǎng)”,最終上升為綜合能力。在理論基礎(chǔ)和實(shí)踐訓(xùn)練的協(xié)同學(xué)習(xí)過程中,案例學(xué)習(xí)與項(xiàng)目帶動(dòng)的一體化方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研興趣,同時(shí)使學(xué)生感知理論基礎(chǔ)知識(shí)的重要性。

圖2協(xié)同遞進(jìn)的課程體系

5拓寬多學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)科研合作,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自身特點(diǎn)決定了在人才培養(yǎng)方面的學(xué)科綜合交叉性[5],體現(xiàn)了與其他領(lǐng)域的技術(shù)相互滲透的必要性,這種跨學(xué)科的交叉應(yīng)用研究更能激發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的活力,更能充分發(fā)揮智能專業(yè)的科研潛力。拓寬領(lǐng)域合作是各個(gè)學(xué)科在教學(xué)改革中值得思考的問題,我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合本校的辦學(xué)特色,與教育科學(xué)學(xué)院教師聯(lián)合開展了在教育信息智能化方面的相關(guān)合作,將專業(yè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于教育信息的智能處理中,從學(xué)業(yè)表情、知識(shí)驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)管與安全分析入手,基于情感計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、Multi-agent、分布式智能檢測(cè)、教育信息等技術(shù),在情緒信息認(rèn)知計(jì)算模型和信息安全監(jiān)控模型方面進(jìn)行廣泛深入的合作研究。這種交叉領(lǐng)域的教研合作,有利于促進(jìn)專業(yè)相關(guān)課程及其實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、科研、畢業(yè)論文、學(xué)生科研活動(dòng)取得良好的應(yīng)用效果[6]。

6人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)的架構(gòu)

本校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合近年來在人才培養(yǎng)和教學(xué)改革中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),縝密剖析了當(dāng)前智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在我國的學(xué)科地位、自身特點(diǎn)和未來發(fā)展,建立起了“專業(yè)基礎(chǔ)+項(xiàng)目實(shí)踐+社會(huì)服務(wù)”的人才培養(yǎng)與專業(yè)建設(shè)架構(gòu),如圖3所示。

圖3人才培養(yǎng)與專業(yè)建設(shè)架構(gòu)

7結(jié)語

智能科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)與學(xué)科領(lǐng)域前沿及最新發(fā)展緊密結(jié)合的多學(xué)科交叉專業(yè),因此要結(jié)合心理學(xué)、哲學(xué)、生命科學(xué)等多學(xué)科不斷優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu),根據(jù)教育部、教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和國家及北京市科技發(fā)展中長期規(guī)劃綱要,突出重點(diǎn)領(lǐng)域和前沿技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的有關(guān)要求,認(rèn)真研究專業(yè)定位,規(guī)范智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)的基本內(nèi)容,加強(qiáng)基礎(chǔ),提高素質(zhì),優(yōu)化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)優(yōu)勢(shì),協(xié)調(diào)發(fā)展,突出特色;順應(yīng)社會(huì)的

發(fā)展需求,面向市場(chǎng)的用人需求, 構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的課程體系,規(guī)范課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置,加強(qiáng)精品課程建設(shè),開設(shè)高水平課程。同時(shí),政策傾斜、條件改善和嚴(yán)格管理是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的保障,高校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大投入,支持智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、圖書資料、基礎(chǔ)設(shè)施、師資優(yōu)化等教學(xué)條件的建設(shè)和改善,使其具有更好的辦學(xué)條件和更加先進(jìn)的教學(xué)手段,滿足多元復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要。此外,專業(yè)建設(shè)實(shí)行專業(yè)責(zé)任制,明確專業(yè)建設(shè)目標(biāo),理清專業(yè)建設(shè)思路,切實(shí)制定和完善專業(yè)建設(shè)實(shí)施規(guī)劃,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),在課程改革與建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)、教學(xué)改革與管理等方面落實(shí)相關(guān)人員責(zé)任,落實(shí)專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi),確保達(dá)到專業(yè)建設(shè)的預(yù)期目標(biāo)。最后,加強(qiáng)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)與跟蹤調(diào)查:以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以學(xué)生的全面和諧發(fā)展為中心,在統(tǒng)籌兼顧的前提下,重點(diǎn)加強(qiáng)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)與指導(dǎo)工作,努力提高就業(yè)率,積極開展就業(yè)跟蹤調(diào)查,多渠道了解信息,建立更加完善的畢業(yè)生社會(huì)評(píng)價(jià)反饋體系,加強(qiáng)專業(yè)畢業(yè)生的后續(xù)管理,進(jìn)一步提高專業(yè)的影響力和社會(huì)聲譽(yù)。

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The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of

Intelligence Science and Technology

LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia

篇5

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程,是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科。它研究如何用計(jì)算機(jī)模仿人腦所從事的推理、證明、識(shí)別、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動(dòng),并以此解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題,例如咨詢、診斷、預(yù)測(cè)、規(guī)劃等決策性問題[1]。人工智能是一門涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和綜合學(xué)科。目前,人工智能很多研究領(lǐng)域,如自然語言處理、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機(jī)器人技術(shù)、智能計(jì)算等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入并影響了人們的生活。

2003年12月5日,國內(nèi)第一個(gè)“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)在北京大學(xué)誕生[2],它標(biāo)志著我國智能科學(xué)與技術(shù)本科教育的開始,對(duì)我國智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)和智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)起到極大的帶動(dòng)作用。目前,人工智能課程的教學(xué)存在幾個(gè)問題:首先,注重講授理論知識(shí),實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)滯后,這不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,更談不上實(shí)踐創(chuàng)新。其次,人工智能是交叉學(xué)科,內(nèi)容比較繁雜,各種教材的內(nèi)容不一樣,授課沒有統(tǒng)一的體系,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)抓不住重點(diǎn),不能理解人工智能的根本方法和思想。一般說來,計(jì)算機(jī)專業(yè)的其他課程,如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法分析與設(shè)計(jì)等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù),而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的有效技術(shù)。最后,人工智能科學(xué)與技術(shù)飛速發(fā)展,但目前人工智能只被視為一門專業(yè)課,課程講授和人工智能沒有作為一個(gè)研究方向結(jié)合起來,也沒有把傳授課本知識(shí)和引導(dǎo)啟發(fā)創(chuàng)新結(jié)合起來。

適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高等教育,要把培養(yǎng)創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力擺在突出的位置。創(chuàng)新是基礎(chǔ)研究的生命,而高等學(xué)校的教學(xué)只有與科研緊密結(jié)合,才能在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神方面有所作為。為此,針對(duì)人工智能的課程特點(diǎn),我們積極開展研究型教學(xué)、研究型學(xué)習(xí),提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的研究與實(shí)踐。在教材上,我們選用了清華大學(xué)出版社出版、馬少平等編寫的《人工智能》。我們的教學(xué)研究與實(shí)踐的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面:啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化的思想;成體系的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練;以及與畢業(yè)論文,學(xué)校大學(xué)生科研項(xiàng)目資助計(jì)劃,國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃相對(duì)接的科研訓(xùn)練。這三個(gè)主要方面,層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣,是體系完整的創(chuàng)新型人工智能教學(xué)實(shí)踐。下面,我們就這三個(gè)方面內(nèi)容展開探討。

1啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化思想

現(xiàn)實(shí)世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個(gè)層次[1]:1)結(jié)構(gòu)化問題,能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;2)非結(jié)構(gòu)化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來求解;3)半結(jié)構(gòu)化問題,介于上述兩者之間。一般說來,計(jì)算機(jī)專業(yè)的其他課程如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法分析與設(shè)計(jì)等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的有效技術(shù)。人工智能的教學(xué)可以讓學(xué)生在體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)人工智能知識(shí)與技術(shù)的過程中獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的解決過程的了解,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生多角度思維的目的。

我們使用的教材主要內(nèi)容包括搜索和高級(jí)搜素、謂詞邏輯和歸結(jié)原理、知識(shí)表示、不確定性推理方法、機(jī)器學(xué)習(xí)等。這些主要內(nèi)容也可以相應(yīng)地歸結(jié)為若干個(gè)典型算法,如啟發(fā)式A*搜索算法、 剪枝算法、元啟發(fā)式算法(模擬退火,遺傳算法)、謂詞邏輯歸結(jié)算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP算法、自組織網(wǎng)絡(luò)和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法)。元啟發(fā)式算法是一種啟發(fā)式的隨機(jī)算法,是用來解決非結(jié)構(gòu)化問題的典型算法,其思想和傳統(tǒng)的決定性算法如動(dòng)態(tài)規(guī)劃、分支限界完全不一樣。學(xué)生在剛一接觸到這些元啟發(fā)式算法一時(shí)難以接受和理解其機(jī)理,對(duì)算法的有效性往往半信半疑。根據(jù)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的特點(diǎn),講解和演示算法在解決此類問題的具體步驟和詳細(xì)過程,從而讓學(xué)生掌握人工智能算法的基本思想。在講解不同的元啟發(fā)式算法的時(shí)候,學(xué)生會(huì)問,是模擬退火算法強(qiáng),還是遺傳算法強(qiáng);在講到機(jī)器學(xué)習(xí)算法的時(shí)候,學(xué)生會(huì)問到底哪個(gè)分類算法最好,這時(shí)候我們可以把搜索(優(yōu)化)領(lǐng)域和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的“沒有免費(fèi)午餐”定理進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解和解釋,從而把具體算法實(shí)現(xiàn)層面之上的一些人工智能的哲學(xué)思想進(jìn)行傳授。

在人工智能的具體教學(xué)中,采用問題教學(xué)法和參與式教學(xué)法。在問題教學(xué)法中,圍繞人工智能的知識(shí)模塊,在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各種各樣問題的前提下,傳授知識(shí)。教學(xué)活動(dòng)中,嘗試使人工智能知識(shí)圍繞實(shí)際問題而展現(xiàn),使問題不僅成為激發(fā)學(xué)生求知欲的前提,也成為學(xué)生期盼、理解和吸收知識(shí)的前提,以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造性思維。在參與式教學(xué)中,打破人工智能算法的枯燥、沉悶的傳統(tǒng)教學(xué)法,嘗試開放式教學(xué)內(nèi)容;提問式講課;無標(biāo)準(zhǔn)答案的課程設(shè)計(jì);查找文獻(xiàn),分組動(dòng)手實(shí)現(xiàn)人工智能算法等參與式教學(xué)方法,培養(yǎng)和發(fā)揚(yáng)學(xué)生的參與意識(shí),通過參與式教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和效率,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

2成體系的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練

獨(dú)立開展人工智能實(shí)驗(yàn)課程,開發(fā)一批新型、富有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)案例庫,搭建一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)平臺(tái)。人工智能實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)是應(yīng)用各種人工智能方法,根據(jù)問題的約束、結(jié)構(gòu)、信息進(jìn)行表示建模和計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),是與人工智能原理同步的實(shí)驗(yàn)課程。學(xué)生必須掌握的人工智能的基本原理和計(jì)算機(jī)操作技能,它對(duì)于學(xué)生的知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用,在整個(gè)教學(xué)過程中占有非常重要的地位,是計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程等專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)課程。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生得到嚴(yán)格的訓(xùn)練,能規(guī)范地掌握人工智能的基本理論和主要方法、基本問題求解技術(shù),熟悉各種計(jì)算環(huán)境的基本使用。

在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作、基本技能和基本知識(shí)的同時(shí),努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),在課程內(nèi)容安排上采用適量基本原理與方法的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基本內(nèi)容,增加一系列綜合性實(shí)驗(yàn)和開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)問題,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面更注重研究性實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新問題。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面分為三個(gè)層次:基本原理的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。在后兩個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)中,部分引入人工智能課程小組團(tuán)隊(duì)的最新科研成果,目的在于通過完成這些研究性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力,以提升學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)。我們將這些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)稱為新型實(shí)驗(yàn)案例庫,它被放在人工智能課程小組網(wǎng)站上,以此搭建一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)平臺(tái)。通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列要求。

1) 掌握人工智能方法的優(yōu)點(diǎn)及其在實(shí)際中的應(yīng)用。

2) 學(xué)會(huì)對(duì)人工智能問題進(jìn)行分析建模和應(yīng)用各種計(jì)算工具實(shí)現(xiàn)問題求解,熟悉對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取與設(shè)計(jì),最佳實(shí)驗(yàn)條件的判斷和選擇,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論等一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法。

3) 鞏固并加深對(duì)人工智能原理課程的基本原理和概念的理解,培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),求真求實(shí)的科學(xué)品德,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、查閱文獻(xiàn)能力、思維能力、想象能力、表達(dá)能力。

4) 通過完成綜合研究性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力,提高學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)。

在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作、基本技能和基本知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,為學(xué)生今后從事科研、教學(xué)或企事業(yè)單位的分析檢驗(yàn)以及新技術(shù)的研發(fā)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

在實(shí)驗(yàn)組織方面,根據(jù)各實(shí)驗(yàn)的目的和要求,學(xué)生分為5人1組,指定一個(gè)組長,每組選擇1套實(shí)驗(yàn)題目。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目要求達(dá)到27學(xué)時(shí)、綜合性實(shí)驗(yàn)題目選擇1題和研究性實(shí)驗(yàn)題目選擇1題,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi),小組獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定、數(shù)據(jù)處理,并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)過程中, 要求學(xué)生勤于動(dòng)手, 敏銳觀察, 細(xì)心操作, 開動(dòng)腦筋, 分析鉆研問題, 準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù), 經(jīng)教師檢查,實(shí)驗(yàn)及其原始數(shù)據(jù)記錄才有效。同時(shí),團(tuán)隊(duì)作業(yè),需要多人分工合作、相互幫助,這樣可以提高人際交往和溝通能力,學(xué)會(huì)與他人合作,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新能力。

3課程學(xué)習(xí)與畢業(yè)論文,科研訓(xùn)練相結(jié)合

人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿和未來,通過學(xué)習(xí)和體驗(yàn)人工智能的知識(shí)和技術(shù),學(xué)生能夠在一定程度上了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿知識(shí),這有助學(xué)生開闊視野、培養(yǎng)興趣,為今后繼續(xù)深造或走向社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3-4]。

人工智能的理論和方法廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、圖像處理中,這些內(nèi)容既是高年級(jí)的后續(xù)課程,又是現(xiàn)在熱門的研究方向。學(xué)習(xí)和深刻理解人工智能的理論、方法和應(yīng)用,對(duì)后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及今后的研究具有重要的意義。

我院規(guī)定大學(xué)三年級(jí)的學(xué)生開始聯(lián)系畢業(yè)論文指導(dǎo)導(dǎo)師,同時(shí)確定畢業(yè)論文的研究方向,提前進(jìn)行科研實(shí)踐,以培養(yǎng)實(shí)踐能力和研究素質(zhì)。人工智能課程正好是大三高年級(jí)開設(shè)的專業(yè)課,因此,我們把課程實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)與同學(xué)的興趣相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生,并提煉和形成學(xué)生的畢業(yè)選題和課外的科研方向,它是提高本科生研究創(chuàng)新能力的有效手段。

基于新的教學(xué)實(shí)踐,很多學(xué)生的選題都與上述歸納的人工智能若干算法相關(guān),如算法本身的研究和改進(jìn),或是算法在各領(lǐng)域,如數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理等的應(yīng)用。在我們的科研能力訓(xùn)練計(jì)劃中,一批項(xiàng)目和課題,如混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用、差分演化算法研究與應(yīng)用、基于協(xié)同訓(xùn)練的推薦系統(tǒng)等,分別受到國家和學(xué)校本科生科研項(xiàng)目立項(xiàng)資助。一批三四年級(jí)的本科生以第一作者身份在國內(nèi)核心期刊、國際會(huì)議和期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文,這激發(fā)了學(xué)生的科研興趣,使學(xué)生體會(huì)到了創(chuàng)新的樂趣。

總之,課程學(xué)習(xí)與畢業(yè)論文、學(xué)校大學(xué)生科研項(xiàng)目資助計(jì)劃、國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃相對(duì)接的科研訓(xùn)練,極大地提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研基本素質(zhì)。

4結(jié)語

針對(duì)人工智能的課程特點(diǎn),我們積極開展研究型教學(xué)、研究型學(xué)習(xí),提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的研究與實(shí)踐。我們的教學(xué)研究與實(shí)踐主要內(nèi)容包括三個(gè)方面:啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化的思想;成體系的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練;以及與畢業(yè)論文、學(xué)校大學(xué)生科研項(xiàng)目資助計(jì)劃、國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃相對(duì)接的科研訓(xùn)練。這三個(gè)主要方面,層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣,是體系完整的創(chuàng)新型人工智能教學(xué)實(shí)踐,新的改革和實(shí)踐在教學(xué)中取得了令人滿意效果。

參考文獻(xiàn):

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Reform and Practice of Innovative Teaching in Artificial Intelligence

WANG Jia-hai, YIN Jian, LING Ying-biao

篇6

隨著信息技術(shù)的應(yīng)用和普及,“智能化”成為信息化后續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。在決策領(lǐng)域,20世紀(jì)80年代,一種以計(jì)算機(jī)為工具、應(yīng)用決策科學(xué)及有關(guān)學(xué)科的理論與方法、以人機(jī)交互方式輔助決策者決策的決策支持系統(tǒng)(DSS)應(yīng)運(yùn)而生。但是,DSS只能輔助和支持決策者決策,其貢獻(xiàn)局限于對(duì)可選方案的評(píng)價(jià),只能對(duì)有量化特性的問題使用數(shù)據(jù)模型和數(shù)值計(jì)算方法來輔助決策,不具有表示復(fù)雜決策過程的能力,因此,促使人們提出將DSS與專家系統(tǒng)(ES)相結(jié)合,以分別發(fā)揮DSS的數(shù)值分析和ES的符號(hào)處理優(yōu)勢(shì),從而將定性分析和定量分析有機(jī)結(jié)合起來,以既能進(jìn)行知識(shí)處理,又能有效地解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題,這就是智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)的產(chǎn)生背景。

隨著人工智能和智能技術(shù)的發(fā)展,IDSS在廣泛的工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)科學(xué)等諸多領(lǐng)域,得到廣泛應(yīng)用。了解、掌握智能決策的基本知識(shí)和技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能科學(xué)類專業(yè)大學(xué)生的基本要求,因此,智能決策類課程應(yīng)運(yùn)而生,并逐漸發(fā)展成為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、管理科學(xué)與工程和智能科學(xué)技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)課之一[1-4]。

在我校,智能決策系統(tǒng)課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和其他電子信息類專業(yè)的專業(yè)限選或選修課程。目前,該課程的教學(xué)內(nèi)容存在如下問題:一是教學(xué)內(nèi)容繁,二是技術(shù)更新快,三是涉及的專業(yè)知識(shí)深,對(duì)學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)(特別是數(shù)學(xué)知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù))要求極高,教學(xué)難度大。因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不得要領(lǐng),抓不住課程的核心,只見樹木、不見森林,從而影響學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果。本文就是在這樣背景下,提出并開展教學(xué)研究的。

1教學(xué)內(nèi)容改革

智能決策系統(tǒng)是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)、人工智能和應(yīng)用數(shù)學(xué)交叉的新興專業(yè)課程,其學(xué)分通常為2～2.5學(xué)分,即32～40學(xué)時(shí),其中包括0.5學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程(8學(xué)時(shí))。因此,如何在有限學(xué)時(shí)中容納下本課程教學(xué)內(nèi)容,完成本課程的教學(xué)目標(biāo),就成為首要問題。

通過實(shí)踐和教學(xué)改革,我校本課程的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括下列6個(gè)知識(shí)單元。

1) 決策理論概述。主要內(nèi)容有決策的概念、類型、基礎(chǔ)、流程和目標(biāo)。理論課時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)。

2) 決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有決策支持系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、功能、主要部件與設(shè)計(jì)要點(diǎn)。理論課時(shí)數(shù)控制在6學(xué)時(shí)。

3) 決策模型。主要內(nèi)容有數(shù)據(jù)倉庫、知識(shí)管理、數(shù)據(jù)挖掘、智能算法和數(shù)據(jù)處理。理論課時(shí)數(shù)控制在6學(xué)時(shí)。

4) 智能決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有計(jì)算智能基礎(chǔ)、專家系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)、智能決策系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)、智能決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。理論課時(shí)數(shù)控制在8學(xué)時(shí)。

5) 群體決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有協(xié)同計(jì)算概述,群體決策系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、功能、群體決策過程與建模和實(shí)現(xiàn)方法。理論課時(shí)數(shù)控制在6學(xué)時(shí)。

6)智能決策系統(tǒng)的發(fā)展。主要包括基于網(wǎng)絡(luò)的決策系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與基于Agent的決策系統(tǒng),智慧地球與智能化企業(yè)。理論課時(shí)數(shù)控制在2學(xué)時(shí)。

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括4個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)時(shí)總數(shù)為8學(xué)時(shí),其教學(xué)內(nèi)容設(shè)置見本文§3。

2教學(xué)方法改革

教學(xué)方法是為完成一定的教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)所采取的教學(xué)途徑或教學(xué)程序,是以解決教學(xué)任務(wù)為目的、師生共同進(jìn)行認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的方法體系。其方法體系主要包含多個(gè)基本要素,比如教、學(xué)、信息傳輸載體(包含文字、圖形、圖像、肢體語言、表情、感知等)和教學(xué)輔助設(shè)備等。教學(xué)過程就是要充分利用具有信息優(yōu)勢(shì)、知識(shí)優(yōu)勢(shì)的教師,將信息、知識(shí)、技能、技巧,系統(tǒng)集成地傳輸給暫時(shí)處于低信息狀態(tài)的學(xué)生。決定這個(gè)傳輸過程順利進(jìn)行的至關(guān)重要因素有:教師的積極性與責(zé)任心和學(xué)生的求知欲與基礎(chǔ)知識(shí)及其結(jié)構(gòu)。從教育學(xué)和心理學(xué)角度看,課程教學(xué)方法改革就是圍繞這兩個(gè)因素展開[5],限于篇幅,本文的討論僅從如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲著手。

2.1探索式教學(xué)方法

經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐,本文實(shí)踐了“探索式教學(xué)法”,此法強(qiáng)調(diào)因材施教,在教學(xué)全過程創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。所謂探索式教學(xué)方法是指在教學(xué)過程中,在教師的啟發(fā)、誘導(dǎo)下,學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作討論,以學(xué)習(xí)課程知識(shí)和科學(xué)問題為探索目標(biāo),以學(xué)生熟悉和能接觸到生活原型為研究對(duì)象,為學(xué)生提供自由表達(dá)、質(zhì)疑、探索、討論問題的環(huán)境,學(xué)生通過個(gè)體、小組、團(tuán)隊(duì)等多種形式完成解難、釋疑、嘗試學(xué)習(xí)活動(dòng),將學(xué)生自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)程序。探索式教學(xué)方法重視發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學(xué)能力,力圖通過自我探索引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和初步掌握科學(xué)研究方法[6],培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)獲取與加工能力、信息分析與加工利用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力、語言表達(dá)與寫作能力,和創(chuàng)新精神。為其終身學(xué)習(xí)和工作奠定良好基礎(chǔ)。

盡管探索式教學(xué)法能夠給教師的教學(xué)提供思想、理念指導(dǎo),但是,針對(duì)不同教學(xué)對(duì)象和不同課程內(nèi)容,其實(shí)際應(yīng)用方法也會(huì)存在差異,這就是所謂的教無定法之說。本文以智能決策系統(tǒng)課程第1知識(shí)單元課外作業(yè)為例,嘗試說明該法的具體應(yīng)用方法,為保證該方法的實(shí)施效果,本文擬定了如下的教師操作流程:

1) 制定論文目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生綜合利用參考文獻(xiàn)和學(xué)會(huì)表達(dá)的能力。首先,要求學(xué)生學(xué)會(huì)獲取、理解、過濾和分析信息;其次,要求學(xué)生掌握撰寫科技論文的基本技巧;最后,要求學(xué)生在觀眾面前表達(dá)自己觀點(diǎn),學(xué)習(xí)說服聽眾、推銷自己觀點(diǎn)的技巧。

2) 論文基本要求:①圍繞“關(guān)于信息技術(shù)對(duì)決策影響”的主題,學(xué)生自擬題目;②2周時(shí)間內(nèi),學(xué)生完成1 000字左右(2頁A4幅面)的論文,其中內(nèi)容需要包括摘要,關(guān)鍵詞,問題或觀點(diǎn)概述,目前發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)論或結(jié)語;③制作演示幻燈片。

3) 提供信息查閱途徑:通過網(wǎng)絡(luò)教師自己已經(jīng)掌握的文獻(xiàn)資源和網(wǎng)絡(luò)地址資源,指出查詢方法和基本技巧。

4) 抽查式演講:①使用幻燈片;②介紹主要內(nèi)容;③結(jié)論;④點(diǎn)評(píng)、提問與回答。

5) 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):①文檔編制能力;②問題發(fā)現(xiàn)與分析能力;③表達(dá)與陳述能力。

在實(shí)施中,要防止出現(xiàn)如下情況:①題目太難或太容易,以免挫傷學(xué)生積極性;②提前告示和監(jiān)督,防止學(xué)生偷懶或拷貝;③靈活掌握考評(píng)手段,鼓勵(lì)創(chuàng)新,保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

2.2案例教學(xué)方法

案例教學(xué)法是在教師指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,創(chuàng)設(shè)學(xué)生身臨案例場(chǎng)境的教學(xué)氛圍,使用案例來組織學(xué)生的學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐等活動(dòng)的教學(xué)方法。本課程利用該方法,加強(qiáng)了理論與實(shí)際的結(jié)合,為學(xué)生學(xué)習(xí)提供模仿案例,提高了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。案例教學(xué)法需要掌握好2個(gè)重要環(huán)節(jié):

1) 案例選編。必須選擇學(xué)生容易理解、常見的例子,案例選編必須圍繞課程某個(gè)具體的教學(xué)目標(biāo),要適當(dāng)加工,剔除與課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)性小的內(nèi)容和技術(shù),降低難度,方便學(xué)生理解。同時(shí),案例必須來自于實(shí)際,并且問題明確。

2) 案例講解與分析。案例本身只是對(duì)實(shí)例的某些情況描述,表面上平鋪直敘,但是,其中必須隱藏著多個(gè)問題,要引導(dǎo)學(xué)生積極思考、深入分析,以發(fā)現(xiàn)其中隱藏的問題,并找出問題產(chǎn)生的原因,提出解決方案。在思考和分析過程中,既要培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生智力,又要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力。案例分析不能苛求解決問題的結(jié)果如何,而應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)分析過程是否正確、方法是否恰當(dāng),案例講解和分析的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和邏輯思維等能力,通常解決問題的能力正是課程后續(xù)需要實(shí)施的教學(xué)目標(biāo)。

本文在第4知識(shí)單元中,以6子棋計(jì)算機(jī)博弈系統(tǒng)為例,通過對(duì)6子棋計(jì)算機(jī)博弈平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn),選擇不同的博弈策略,比如不同的估值函數(shù)、不同的搜索策略等,獲得不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)戰(zhàn)、機(jī)-機(jī)對(duì)戰(zhàn),讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到機(jī)器智能的魔力及其智能系統(tǒng)的構(gòu)造方法,有力地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,并激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

實(shí)驗(yàn)課是智能決策系統(tǒng)課程的重要環(huán)節(jié),由于總課時(shí)有限,實(shí)驗(yàn)課時(shí)也就不多。但是,本校在專業(yè)課程中,仍然堅(jiān)持設(shè)置了0.5學(xué)分的實(shí)驗(yàn),以使學(xué)生能將理論知識(shí)與實(shí)踐聯(lián)系起來,使抽象的理論不再是深?yuàn)W,提高學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。本課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí),主要設(shè)置了表1中的3個(gè)實(shí)驗(yàn)。

3.2實(shí)驗(yàn)課的操作

為提高學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)的理解和應(yīng)用設(shè)計(jì)能力,針對(duì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少和實(shí)驗(yàn)復(fù)雜特點(diǎn),需要注意以下幾點(diǎn)。

1) 簡化平臺(tái)、降低實(shí)驗(yàn)難度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程重在是一個(gè)訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)眼和動(dòng)腦的過程,旨在培養(yǎng)學(xué)生好奇心和操作技能,以及觀察問題、分析問題和解決問題能力。因此,在實(shí)驗(yàn)中,要盡量將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡化,以將學(xué)生注意力集中于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,保證實(shí)驗(yàn)效果。比如實(shí)驗(yàn)2,提供給學(xué)生智能交通燈控仿真平臺(tái),它實(shí)際上是一個(gè)軟件模擬平臺(tái),能實(shí)現(xiàn)固定交管模式的全部功能,學(xué)生能通過標(biāo)準(zhǔn)接口建立自己設(shè)計(jì)的智能交通管理模式;又如實(shí)驗(yàn)3,以FIRA機(jī)器人足球5vs5比賽項(xiàng)目的仿真平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用平臺(tái)已設(shè)置的運(yùn)球、傳球、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)動(dòng)等命令,學(xué)生能通過這些命令建立足球機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避障策略。

2) 科學(xué)分組、培養(yǎng)協(xié)作能力。由于實(shí)驗(yàn)3工作量比較大,需要多人協(xié)作完成,發(fā)揮集體智慧作用,因此,在實(shí)驗(yàn)3中,按照3～5人/組,實(shí)行組長負(fù)責(zé)制。組長監(jiān)督、管理、協(xié)調(diào)本組實(shí)驗(yàn)過程,每個(gè)組員都有明確的任務(wù),并對(duì)組長負(fù)責(zé),組長對(duì)教師負(fù)責(zé)。實(shí)驗(yàn)3的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)置4學(xué)時(shí)/2次,學(xué)時(shí)主要在課外完成實(shí)驗(yàn)3,歷時(shí)1個(gè)月。

3) 設(shè)計(jì)算法、培養(yǎng)智能意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生,模仿人類智能,設(shè)計(jì)智能算法,實(shí)現(xiàn)簡單的智能決策。由于課時(shí)有限,必須注意控制算法的簡潔、實(shí)效,以使學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)模擬實(shí)現(xiàn)簡單的智能行為,著重引導(dǎo)學(xué)生分析業(yè)務(wù)行為,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)流程,構(gòu)造智能算法,以此培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)信息系統(tǒng)的智能意識(shí)。

4結(jié)語

智能決策系統(tǒng)是人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制科學(xué)交叉結(jié)合的一門新興專業(yè)課程,對(duì)推動(dòng)信息化向智能化方向發(fā)展具有重要意義。該課程作為在校主要面對(duì)電子信息、計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,通過該課程學(xué)習(xí),學(xué)生反映加深了對(duì)智能的理解,提高了對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)深度,培養(yǎng)了學(xué)生的智能化設(shè)計(jì)意識(shí),激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能決策系統(tǒng)課程,但是,對(duì)其他信息技術(shù)課程,也具有積極的借鑒意義。

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Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

篇7

1　引言

周濟(jì)同志在實(shí)施“質(zhì)量工程”的二號(hào)文件中指出： “提高高等教育質(zhì)量，本科教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵”。智能科學(xué)與技術(shù)是信息類學(xué)科中最年輕的本科專業(yè)，也是最具有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)。2008年中國科協(xié)舉行的“五個(gè)10”系列評(píng)選活動(dòng)中，作為智能科學(xué)技術(shù)核心的“人工智能技術(shù)”和作為智能科學(xué)技術(shù)重要應(yīng)用領(lǐng)域的“未來家庭機(jī)器人”均入選“10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)”，這在當(dāng)今所有學(xué)科中獨(dú)一無二。

文獻(xiàn)[2]對(duì)中國計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)作了一次比較全面的調(diào)查，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)生仍處于應(yīng)試教育模式中，要考很多基礎(chǔ)理論課程，而實(shí)踐課程少，動(dòng)手能力不強(qiáng)，致使畢業(yè)后競爭力較差。調(diào)查結(jié)果顯示，認(rèn)為畢業(yè)生在實(shí)際工作中動(dòng)手能力培養(yǎng)不足的比例高達(dá)70％。有的用人單位還反映，學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中沒有形成一個(gè)好的習(xí)慣，沒有把基礎(chǔ)的東西學(xué)好，而是認(rèn)為學(xué)一個(gè)語言就可以去用了，結(jié)果編程基礎(chǔ)很不扎實(shí)，稍微復(fù)雜點(diǎn)的編程就會(huì)出問題，而且編程不太規(guī)范，項(xiàng)目工程能力較差，突出的例子就是不喜歡寫項(xiàng)目文檔。

學(xué)生在校期間缺乏有效的、足量的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是企業(yè)和畢業(yè)生的共同反映。例如，關(guān)于“工作中最有用的技能或知識(shí)的來源”的多選題，70.7％的畢業(yè)生認(rèn)為是參加工作之后逐漸學(xué)習(xí)到的；其次為課程實(shí)習(xí)，例如硬件試驗(yàn)和上機(jī)項(xiàng)目實(shí)習(xí)題，占40％；第三為到公司實(shí)習(xí)，占39.2％，都高出大學(xué)教師的課堂教學(xué)。

對(duì)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，將所有專業(yè)課程分成兩大類：理論性課程和應(yīng)用實(shí)踐性課程。有的課程既兼顧理論性，又兼顧實(shí)踐性，但是有所側(cè)重。理論性課程是方法論的內(nèi)容，是知識(shí)傳承的載體，是本科階段必須強(qiáng)化的內(nèi)容，目前對(duì)于理論性或者偏理論性的課程比較重視，但是比較忽略實(shí)踐性課程。

雖然每年各類公司招聘應(yīng)屆畢業(yè)生的標(biāo)準(zhǔn)幾乎一致，但是貌似并未對(duì)教學(xué)大綱產(chǎn)生過影響。每年各類公司到學(xué)校招聘，要求掌握的開發(fā)工具和開發(fā)平臺(tái)等，大多沒有在課程體系中出現(xiàn)，如圖1所示。

為什么在課程體系中沒有出現(xiàn)的這些技術(shù)呢?不少老師會(huì)認(rèn)為我們是本科教學(xué)，這些是?？粕踔潦锹毟邞?yīng)該學(xué)的內(nèi)容。然而事實(shí)并非如此，2002年開始，我校和比利時(shí)魯汶工學(xué)院合辦了一個(gè)碩士班，這個(gè)專業(yè)是魯汶工學(xué)院的碩士類專業(yè)中的最好專業(yè)，畢業(yè)生在比利時(shí)非常受歡迎。他們的課程覆蓋了大部分企業(yè)的招聘需求：c++程序設(shè)計(jì)(QT平臺(tái))、用戶界面(UI)設(shè)計(jì)、JavaWeb開發(fā)和Flas設(shè)計(jì)，等等。除了一門“電子媒體導(dǎo)論”屬于偏理論性的課程，其他全部是實(shí)踐性的課程。這些課程是目前國內(nèi)不屑于開的一些科目，而恰恰又是企業(yè)所需要的。

目前對(duì)于課程的設(shè)置，國內(nèi)很多專業(yè)課程體系和10年前的課程體系設(shè)置大體相同。當(dāng)然，對(duì)于基礎(chǔ)類課程，沒有多大變化是可以理解的。信息類學(xué)科每隔5年都會(huì)發(fā)生重大變化，課程體系卻變化很小。這有兩方面原因：(1)課程內(nèi)容變化，第一遍講解需要大量的備課時(shí)間，而且講課效果還不一定好。(2)要繼續(xù)學(xué)習(xí)新技術(shù)，不如講老課程來得熟練、輕松。這樣導(dǎo)致新課程開不出來，即使開出來也沒有人愿意講。

2　軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程設(shè)計(jì)探討

首先要明確這個(gè)體系中有些什么，才能決定需要設(shè)置什么。用人單位和畢業(yè)生都認(rèn)為，現(xiàn)在的本科教學(xué)有一種教師“閉門造車”之嫌，教師是根據(jù)院系的課程安排和課本上的內(nèi)容、按照自己的思維方式去講解，其實(shí)，就課程安排本身而言就可能已經(jīng)與社會(huì)需求脫節(jié)了。

在對(duì)所使用的操作平臺(tái)的調(diào)查中，選擇使用UNIX／Linux開發(fā)平臺(tái)的比例明顯居高。學(xué)生在校期間和實(shí)際工作中所使用的平臺(tái)有一些差異，如果能在本科課程中增大UNIX／Linux平臺(tái)的比例，效果會(huì)更好些。在對(duì)開發(fā)語言與環(huán)境方面的調(diào)查中，也發(fā)現(xiàn)目前在校期間和工作中使用的開發(fā)語言和環(huán)境不太一致，相差最大的是Java和JSP／J2EE。可見，高校關(guān)于開發(fā)語言的課程設(shè)置中也存在一定問題。

目前在應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域中，從軟件開發(fā)體系上分類，主要分成三大體系，一種是基于瀏覽器的B／S(Brower／Server)架構(gòu)，另一種是C／S(ClientJServer)架構(gòu)、面向嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)架構(gòu)。開發(fā)體系如圖2所示。

基于B／S架構(gòu)的開發(fā)，目前主要采用三種服務(wù)器端語言：JSP(Java Server Pages)、PHP和，這三種語言構(gòu)成三種常用應(yīng)用開發(fā)組合：JSP+Oracle體系、PHP+MySQL體系以及ASP，NET+SQL Server體系。

基于C／S架構(gòu)的開發(fā)，傳統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境有VB、VC以及Delphi等，隨著Java體系以及，NET體系的普及，目前更流行NET編程體系和Java編程體系。

對(duì)于嵌入式開發(fā)，很多老師可能覺得應(yīng)該并入硬件類課程。我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)并入軟件類課程，主要有如下兩個(gè)原因：(1)目前面向嵌入式的開發(fā)，并需要涉及多少硬件設(shè)計(jì)，開發(fā)板都是定制好的，和開發(fā)軟件的套路沒有區(qū)別。(2)嵌入式開發(fā)環(huán)境與普通計(jì)算機(jī)開發(fā)環(huán)境已經(jīng)基本統(tǒng)一，比如QT，Eclipse和Visual 開發(fā)套件等。目前，面向嵌入式系統(tǒng)的主流平臺(tái)分成兩種：Linux和WinCE，從開發(fā)角度上劃分，可以粗略分成應(yīng)用開發(fā)與驅(qū)動(dòng)開發(fā)。

將每一個(gè)體系都分成基礎(chǔ)部分和提高部分，為了能將擴(kuò)大知識(shí)面，將基礎(chǔ)部分設(shè)置成為必修課程或者選修課，提高部分設(shè)置成為選修課。同學(xué)可以根據(jù)自己的興趣和發(fā)展方向，選擇某一個(gè)分支學(xué)習(xí)下去，并在這個(gè)方向進(jìn)行綜合案例設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，并以此為作為就業(yè)的方向，從而提高最終的就業(yè)成功率?；菊n程規(guī)劃如圖3所示。

將“算法分析與設(shè)計(jì)”作為軟件類課程的基礎(chǔ)，參考MIT大學(xué)的智能方向的課程規(guī)劃，主要講解智能搜索、排序以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃方面的內(nèi)容；然后設(shè)置3個(gè)主線結(jié)構(gòu)：(1)Java基礎(chǔ)J2EE開發(fā)；(2)NET應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)NET Web開發(fā)；(3)基于ARM／DSP系統(tǒng)的Linux應(yīng)用開發(fā)一基于ARM／DSP系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)開發(fā)，其中大部分基礎(chǔ)類的課程以必修課的形式開出，后面的課程以選修課的形式開出。

通過基礎(chǔ)類課程的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這個(gè)體系的內(nèi)容有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的就業(yè)方向以及興趣合理選擇后續(xù)的課程。

3　軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程的教學(xué)方法探討

大部分實(shí)踐類課程由課堂講解和上機(jī)組成，課堂講解 將大部分知識(shí)點(diǎn)講解清楚，然后通過上機(jī)將課堂的內(nèi)容進(jìn)一步鞏固，并通過練習(xí)，提高課程的動(dòng)手能力。

如果上午課堂講解，下午上機(jī)練習(xí)，效果還可以。很多情況下，要間隔好幾天，這樣再上機(jī)效果將大大降低，根據(jù)遺忘規(guī)則，很多同學(xué)已經(jīng)忘記課上的大部分內(nèi)容，上機(jī)的效果將大大降低。

我們計(jì)劃采取一種折中的方法，分成小班在實(shí)驗(yàn)機(jī)房上課。將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來，對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解后，讓同學(xué)立刻進(jìn)行練習(xí)，這樣可以提高同學(xué)的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過教師的課堂講解和同學(xué)的課堂練習(xí)，將知識(shí)達(dá)到融會(huì)貫通的程度，如圖4所示。

這種設(shè)置提高了對(duì)教師的要求，教師除了熟練的知識(shí)講解，還要有快速發(fā)現(xiàn)問題的能力，及時(shí)查找同學(xué)練習(xí)中出現(xiàn)了問題。還需要對(duì)知識(shí)有良好的把握和課堂的整體控制能力。

4　軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程的講義教材建設(shè)探討

對(duì)于講課的積累，除教學(xué)大綱和完整的PPT以外，還應(yīng)該根據(jù)專業(yè)特色建立一套完整講義。每年要對(duì)講義的內(nèi)容進(jìn)行完善和修改。講義是教學(xué)過程的總結(jié)，一套完善的講義不僅方便老師教學(xué)和同學(xué)學(xué)習(xí)，還能為其他老師授課提供有益的參考。

但是，講義的編寫需要耗費(fèi)大量時(shí)間，是知識(shí)再加工整理的過程。內(nèi)容是講義和教材的生命，保證內(nèi)容質(zhì)量，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。300頁的講義至少需要1200小時(shí)以上的時(shí)間投入，即使是講了很多遍的課程，建立講義的周期也需要半年到1年的時(shí)間。

講義一般情況下使用Word錄入，如果對(duì)Word不熟悉，對(duì)300頁左右的書稿進(jìn)行整理將會(huì)非常辛苦。靈活使用Word樣式表，可以使排版更加輕松，使整個(gè)稿件條理性很強(qiáng)。除此之外，圖表的清晰程度也很重要，圖題和表題要按照章節(jié)進(jìn)行標(biāo)注。由于書稿是單欄排列，為了使自己的書稿能夠美觀大方，盡量不要使用高度大于寬度的圖，圖的高度與寬度的比例在1：1.5到1：2.5之間比較適宜，比例盡量接近黃金分割點(diǎn)“0.618：1”，這樣的圖從視覺上是最舒服的。從開始設(shè)計(jì)大綱到正式完成，科學(xué)的方法大概需要5步左右，如圖5所示。

前期的預(yù)研階段，需要與同行討論規(guī)劃講義的大綱與章節(jié)，并針對(duì)每一章定出一級(jí)節(jié)標(biāo)題，并反復(fù)與同行討論并修改大綱。如果作為規(guī)劃講義的一部分，還需要考慮與其他講義的銜接、知識(shí)點(diǎn)的統(tǒng)籌規(guī)劃等。根據(jù)實(shí)際情況，這一階段一般需要1個(gè)月左右。

即使作了充足的預(yù)研，到實(shí)際寫作的時(shí)候，也會(huì)舉“手”維艱，往往投入大量的時(shí)間，也看不到多少產(chǎn)出。但是如果不投入時(shí)間，則一定不會(huì)有產(chǎn)出。很多第一次接手講義或者教材編寫的老師，經(jīng)常會(huì)選擇在這個(gè)階段放棄。其實(shí)對(duì)于第一遍編寫，并不需要過于細(xì)致，這一階段需要調(diào)動(dòng)發(fā)散性思維，將自己授課的材料，“填鴨式”放到規(guī)劃的每個(gè)章節(jié)上，并不斷地對(duì)資料進(jìn)行整理，用非口語化的語句，整理素材。講課的思維很容易影響講義的語句，因此會(huì)出現(xiàn)大量的類似“我們看這樣是不是更好啊”、“這樣不行了啊”等語句，這些口語化的文字，盡量避免。

第二遍編寫和修改，是決定講義質(zhì)量好壞的關(guān)鍵過程。按照規(guī)劃將理論知識(shí)、實(shí)際案例和綜合應(yīng)用等補(bǔ)充完整?？刂坪酶鞑糠值谋壤缋碚撝R(shí)與實(shí)際例子的比例為7：3或者6：4等。對(duì)每一章節(jié)進(jìn)行反復(fù)細(xì)致的修改，并根據(jù)內(nèi)容編寫每章習(xí)題以及答案。

經(jīng)過第二遍的編寫和修訂，寫出的內(nèi)容已經(jīng)可讀了。找個(gè)同行進(jìn)行內(nèi)容上、技術(shù)上和概念上的審查，并根據(jù)意見進(jìn)行修改。因?yàn)樽罱K面向的是學(xué)生，找?guī)讉€(gè)同學(xué)從初學(xué)者的角度閱讀，只有他們才能感覺到什么地方不連貫、什么地方跳躍有些大了或者什么地方看不懂等。

第三遍修改是一個(gè)逐步“求精”的過程。根據(jù)同行以及同學(xué)的意見，再進(jìn)行修改，修改的同時(shí)，再請(qǐng)他們對(duì)相應(yīng)的地方進(jìn)行閱讀，看調(diào)整是否恰當(dāng)。經(jīng)過反復(fù)修改后，就可以定稿了，在稿件的基礎(chǔ)上再編寫內(nèi)容提要和前言等。

經(jīng)過兩遍以上的使用，學(xué)生反映良好，就可以在此基礎(chǔ)上將講義建設(shè)成為一本教材。如果教材不來源于講義，不經(jīng)過課堂的檢測(cè)，很難是一本好教材。

5　應(yīng)用實(shí)踐類課程的考試方法探討

閉卷考試有很多缺陷，不能客觀反映出學(xué)生理解、掌握、應(yīng)用知識(shí)的實(shí)際情況，但是如果沒有閉卷考試的督促，學(xué)生會(huì)放松學(xué)習(xí)，從而不能產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果?？梢圆粦?yīng)拘泥于閉卷這一種形式，對(duì)考核內(nèi)容和形式作適當(dāng)調(diào)整，形成多樣化的考評(píng)方法。例如：

(1)減少閉卷考試的科目，安排具體實(shí)踐項(xiàng)目，結(jié)合平時(shí)組織的小討論、小論文，做項(xiàng)目、寫方案報(bào)告，以論文考核為主。

(2)更多地通過課程的實(shí)驗(yàn)和成果來考核，鼓勵(lì)在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新，理論成績所占比例可以縮小到總成績的50％以下。

(3)布置給每位學(xué)生的作業(yè)都不一樣，不以統(tǒng)一的答案標(biāo)準(zhǔn)作為考核依據(jù)。

(4)減少必修課比例，鼓勵(lì)學(xué)生選擇選修課程。

大部分專業(yè)核心課程都有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生是一個(gè)綜合性鍛煉的機(jī)會(huì)，要求學(xué)生從工程的角度進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì)，考核時(shí)不僅要看程序的運(yùn)行，更重要的是要看設(shè)計(jì)思想和程序代碼及邏輯，這樣就有效地防止了一個(gè)學(xué)生做出來其他同學(xué)就都拷貝的現(xiàn)象。為了保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，題目事先要進(jìn)行篩選和評(píng)議，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間長短，題目的難度要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，偏難和偏易都不合適。

參考?xì)W洲一些科目考試的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國內(nèi)的課程的特點(diǎn)，我們將課程考核分成3個(gè)部分，平時(shí)的成績占10％，課程最終的答辯占30％，閉卷考試占60％，如果有任何一個(gè)類別不通過，課程都算不及格，如圖6所示。

其中，試卷答題和項(xiàng)目答辯同時(shí)進(jìn)行，某一組在答辯時(shí)，其他小組在考試，這樣交替進(jìn)行。每組的項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)出完整的程序演示、系統(tǒng)的需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及答辯PPT等。

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中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）12-0000-00

從電子圖書館到虛擬圖書館，再由虛擬圖書館到數(shù)字圖書館，這個(gè)演變過程是具有高效的、完善的一個(gè)過程，而能夠支撐起這個(gè)具有龐大功能的數(shù)字圖書館的主要技術(shù)，則是通過相關(guān)研究人員不斷地探索所研究出來的，這些支撐技術(shù)包括數(shù)據(jù)的采集與導(dǎo)入技術(shù)、自動(dòng)分類技術(shù)、檢索技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)管理技術(shù)以及包括版權(quán)保護(hù)技術(shù)等在內(nèi)的十八項(xiàng)支撐技術(shù)。本文將結(jié)合現(xiàn)代信息發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)完善的對(duì)數(shù)字圖書館的主要支撐技術(shù)進(jìn)行分析。

1支撐數(shù)字圖書館的關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）復(fù)雜科學(xué)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)。隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算成為重要的計(jì)算方式，也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)當(dāng)具備的一項(xiàng)基本性能，這種新型的計(jì)算模式主要的計(jì)算對(duì)象是復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算，徹底改變了傳統(tǒng)模式的生產(chǎn)軟件，以組件為基本單位，軟件開發(fā)者可以在制造目標(biāo)軟件的同時(shí)在網(wǎng)上訂購所需組件，這種計(jì)算模式把每臺(tái)電腦都系統(tǒng)的聯(lián)系到一起，其中的組件可以跨越網(wǎng)絡(luò)、語言、程序及工具等實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)行，使的最終達(dá)到一個(gè)計(jì)算能力更加強(qiáng)大，數(shù)據(jù)分析能力得到大幅度提升的、并且可以利用計(jì)算機(jī)的閑置時(shí)間來處理問題，全面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，實(shí)現(xiàn)各類存儲(chǔ)、信息與知識(shí)資源的全面共享。（2）數(shù)據(jù)庫發(fā)展技術(shù)。作為現(xiàn)代信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展也有著舉足輕重的作用。數(shù)據(jù)庫技術(shù)室計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與管理中心的主要核心所在，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以很大程度的解決數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)與合理組織的問題，在數(shù)字圖使館的建立方面有著重要的意義，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館信息資源共享、安全合理的運(yùn)行的重要保障。（3）數(shù)字化圖書館個(gè)性化服務(wù)技術(shù)。數(shù)字化圖書館個(gè)性化服務(wù)，即以用戶需求為中心，利用較強(qiáng)的主動(dòng)性、易用性、專業(yè)性以及知識(shí)性多用戶的需求進(jìn)行分析并最終滿足用戶需求，在圖書館服務(wù)系統(tǒng)中，個(gè)性化服務(wù)技術(shù)占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。（4）數(shù)字圖書館智能技術(shù)。在數(shù)字圖圖書館不斷發(fā)展的過程中，數(shù)字圖書館智能作用也成為重要的支撐技術(shù)之一。這種智能作用在工作中避免了人為的參與，可以模仿人的行為能力，并且具有主動(dòng)提供信息的特殊功能。數(shù)字圖書館智能技術(shù)包含多項(xiàng)主要功能，包括自動(dòng)探測(cè)信息的更新與變化，并自動(dòng)將其下載并存儲(chǔ)，智能技術(shù)可以參與信息庫的個(gè)性化管理，在用戶瀏覽網(wǎng)頁時(shí)智能技術(shù)將會(huì)分析用戶所感興趣的內(nèi)容，并提供良好的建議給用戶。（5）數(shù)字圖書館跨庫檢索技術(shù)。數(shù)字圖書館的跨庫選擇技術(shù)也被人們稱為異構(gòu)檢索技術(shù)、多數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)等。這種檢索技術(shù)可以通過單一的檢索接口，利用統(tǒng)一的檢索方法，對(duì)所需信息進(jìn)行全面的搜索。在其檢索過程中，用戶不僅可以檢索到科學(xué)論文、期刊論文等，也可以檢索到會(huì)議文本、期刊等信息載體上的具體內(nèi)容，將內(nèi)容豐富、信息量巨大的青苔得以展示，全面實(shí)現(xiàn)信息的多方位檢索，極大地滿足了用戶的需求。（6）數(shù)字圖書館虛擬技術(shù)。數(shù)字圖書館的發(fā)展技術(shù)離不開虛擬技術(shù)的發(fā)展。所謂虛擬技術(shù)既是指通過計(jì)算機(jī)建立一個(gè)逼真的模擬現(xiàn)實(shí)的模型，人們通過此青苔可以與該模型進(jìn)行交流與互動(dòng)。這種虛擬技術(shù)已經(jīng)成為目前數(shù)字圖書館的主要技術(shù)之一，它具有很強(qiáng)的綜合性，融匯了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)等方面的智能科學(xué)技術(shù)，通過人的感觸，對(duì)使用者的控制行為進(jìn)行互動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在在數(shù)字圖書館建設(shè)過程中應(yīng)用越來越廣泛，參考咨詢方面以及虛擬學(xué)習(xí)方面等都有廣闊發(fā)展的空間。（7）數(shù)字圖書館信息安全技術(shù)。信息化時(shí)代的發(fā)展及其迅猛，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代帶給人們更多方便的同時(shí)，我們也要注意各種安全問題。網(wǎng)絡(luò)自身的虛擬性是我們處于一個(gè)非現(xiàn)實(shí)的境地，安全問題就更為突出。信息安全具有保密性、完整性、可用性以及可控性，有關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)尋求出信息安全技術(shù)的主要方面。信息安全包含私鑰加密、公鑰加密以及數(shù)字簽名加密。

2數(shù)字圖書館的評(píng)估

為了保障數(shù)字圖書館的合理有效的運(yùn)行，在數(shù)字圖書館的運(yùn)行過程中，需要進(jìn)行必不可少的評(píng)估過程，具體步驟及方式如圖1所示：

3 結(jié)語

在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時(shí)展勢(shì)頭正好的時(shí)代，個(gè)性化信息服務(wù)成為提供給用戶的重要服務(wù)形式，在數(shù)字化圖書館發(fā)展的過程中，資源的整合與共享是很重要的。數(shù)字化圖書館的形成是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)急速發(fā)展所帶來的必然結(jié)果，在發(fā)展自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，借鑒優(yōu)秀的國外經(jīng)驗(yàn)與手段，真正做到為用戶提供最好的服務(wù)，有效的提高我國圖書館建設(shè)的整體水平。

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隨著我國素質(zhì)教育的全面推行和智能科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的教學(xué)模式受到強(qiáng)烈的沖擊,不少學(xué)校已嘗試推行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式、交互式教學(xué)模式等教學(xué)改革,并且收到一些明顯的效果。這些新教學(xué)模式得到了老師、學(xué)生和家長的關(guān)注,越來越多的教師開始應(yīng)用這些教學(xué)改革成果。根據(jù)“因材施教”原則和智能技術(shù)的原理,我們?cè)O(shè)計(jì)了智能系統(tǒng)控制課程的探究式教學(xué)方法[1]。

1智能系統(tǒng)控制課程探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

智能系統(tǒng)控制課程與智能信息處理課程分別是我院的必修課程和選修課程,其探究式教學(xué)平臺(tái)主要包括網(wǎng)絡(luò)課程、講義下載、學(xué)生論文/程序演示等模塊。智能系統(tǒng)控制課程的探究式教學(xué)是指教師利用課堂的知識(shí)傳授和網(wǎng)絡(luò)的開放資源,安排學(xué)生分課題組,邊進(jìn)行科研合作邊學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。因此,探究式教學(xué)具有學(xué)生積極性高、師生/學(xué)生之間交互強(qiáng)、學(xué)生體驗(yàn)印象深和師生互相學(xué)習(xí)等特點(diǎn)。本課程的探究式教學(xué)模式設(shè)計(jì)的步驟有探究式教學(xué)模式設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站設(shè)計(jì)和實(shí)踐展示平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

1.1探究式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)教學(xué)模式往往沒有提供可供學(xué)生自主選擇的學(xué)習(xí)方法,但并不是所有的學(xué)生都適合此種教學(xué)方式[2]。因此,有必要研究可供學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)進(jìn)度的探究式教學(xué)模式,以實(shí)現(xiàn)因材施教。

本課程的探究式教學(xué)模式具體來說,是指根據(jù)每個(gè)學(xué)生的專業(yè)、基礎(chǔ)、潛力和特點(diǎn)劃分幾個(gè)合適的課題組,幫助每個(gè)學(xué)生選定自己的小課題;接著,在老師指導(dǎo)和組長帶領(lǐng)下分組調(diào)研、討論、設(shè)計(jì)、編程和交流,同時(shí)可以利用教學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的各種教學(xué)資源;最后,將成果總結(jié)為PPT和程序,在課堂上交流,再在網(wǎng)絡(luò)上演示。例如,先根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)智能系統(tǒng)控制課程的不同目的和學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ),將眾多學(xué)生分為自動(dòng)化組和通信組。然后,由各大組的組長和組員根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)和興趣探討課題題目和研究子方向,保證每個(gè)學(xué)生都有具體研究小課題。進(jìn)而,學(xué)生調(diào)研、探討、研究、合作、交流,進(jìn)行PPT陳述。再如,有的學(xué)生想學(xué)智能控制的理論知識(shí),有些學(xué)生則想重點(diǎn)學(xué)習(xí)智能控制的應(yīng)用技術(shù),因此將智能系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)課程分為理論教學(xué)和應(yīng)用教學(xué)。

1.2網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站設(shè)計(jì)

智能系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)課程的主要功能是在教學(xué)網(wǎng)頁上向?qū)W生展示智能系統(tǒng)控制的各種課程知識(shí),要求以邏輯性強(qiáng)、易于理解的方式向?qū)W生傳授知識(shí),這是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。知識(shí)點(diǎn)頁面的設(shè)計(jì)要求排版清楚美觀,色調(diào)適合統(tǒng)一,圖文并茂,以多媒體的形式展示知識(shí)。為了讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度并能實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)頁面的隨意轉(zhuǎn)換,設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)跟隨目錄,以便于學(xué)生隨時(shí)選擇課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。對(duì)智能系統(tǒng)控制課程設(shè)計(jì)了進(jìn)度參考值,以便于學(xué)生知道其學(xué)習(xí)快慢,從整體上把握學(xué)時(shí)規(guī)劃。

1.3實(shí)踐展示平臺(tái)的設(shè)計(jì)

在智能系統(tǒng)控制課程的實(shí)踐展示平臺(tái)中,習(xí)題的存儲(chǔ)和管理都在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行,章節(jié)自測(cè)題的功能模塊如圖1所示[3-4]。學(xué)生每學(xué)完一章就可通過練習(xí)來鞏固該章的知識(shí),了解其對(duì)本章節(jié)知識(shí)的掌握情況。

在課后習(xí)題的設(shè)計(jì)中,特別增加了顯示失分題并列出正確答案的功能以及留言功能。學(xué)生利用前一功能了解自己錯(cuò)誤理解的那些知識(shí)點(diǎn)并改正錯(cuò)誤,學(xué)生通過后一功能提交對(duì)答案的任何質(zhì)疑或更好的建議方案,并由專業(yè)老師予以點(diǎn)評(píng),如圖2所示。這些功能能提高學(xué)生的積極性,增加老師與學(xué)生之間的互動(dòng)性,為學(xué)生學(xué)習(xí)本課程提供了很好的智能助手[5-6]。

智能系統(tǒng)控制課程實(shí)踐展示平臺(tái)的另一重要功能是利用Java技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)工具展示智能技術(shù)的演示程序,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)交互性和實(shí)踐效果。對(duì)于人工智能和智能控制課程中每種能演示程序的知識(shí)點(diǎn),都可以用Java等技術(shù)編程實(shí)現(xiàn)交互演示實(shí)例,也可以推薦學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)的演示程序,開設(shè)學(xué)生作品的演示區(qū)。

2結(jié)語

智能系統(tǒng)控制課程的探究式教學(xué)方法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)智能控制教學(xué)過程中的一些不足,讓任何學(xué)生都可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)選擇一種自己想學(xué)的教學(xué)模式,以自己喜歡的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)自身的條件選擇一種教學(xué)模式,然后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。每章最后會(huì)設(shè)置章節(jié)自測(cè)題,查看學(xué)生對(duì)本章節(jié)的掌握情況,更主要的目的是鞏固學(xué)生本章所學(xué)知識(shí)。隨著智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,智能技術(shù)的教學(xué)將會(huì)更加人性化和個(gè)性化[7-8]。

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Research on Exploring Teaching of Intelligent System Control Course

GONG Tao1, ZHOU Jia-jia2

篇10

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)/平臺(tái)；虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

一、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究

虛擬仿真系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在它可以讓使用者借助于專用的視、聽、觸覺等具有感知功能的設(shè)備，進(jìn)入仿真系統(tǒng)制造的虛擬空間，并且還能夠與虛擬環(huán)境中的人和物體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，從而感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象，最終達(dá)到身臨其境的效果。它的組成主要是把計(jì)算機(jī)作為主要的部分，其次綜合利用三維圖形、多媒體、仿真等技術(shù)構(gòu)建起一個(gè)逼真的虛擬系統(tǒng)。從它的組成部分和應(yīng)用程序來看，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)對(duì)三維圖形的利用還是十分頻繁的，因此我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)研究。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用設(shè)計(jì)主要是利用三維建模軟件，通過虛擬現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)語言建立虛擬環(huán)境中的實(shí)體模型表現(xiàn)出來，最后通過描述它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，快速、真實(shí)地顯示三維虛擬工業(yè)機(jī)器人，并為工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)提供一個(gè)研究觀察平臺(tái)。本段主要通過對(duì)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究，來發(fā)現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和研究其未來的發(fā)展方向。

Maya軟件是美國Autodesk公司出品的世界頂級(jí)的三維動(dòng)畫軟件，通過對(duì)Maya軟件的運(yùn)用，能夠使虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在一定程度上提高制作三維動(dòng)畫的效率和品質(zhì)，調(diào)節(jié)出仿真的角色動(dòng)畫，使其得出更加真實(shí)的效果。這是因?yàn)镸aya軟件不僅僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，而且還能夠和世界上最先進(jìn)的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染、運(yùn)動(dòng)匹配技術(shù)相結(jié)合，使得虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)所創(chuàng)造出的畫面更加真實(shí)有立體感。

二、虛擬仿真技術(shù)在各領(lǐng)域內(nèi)的作用

隨著科技的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在一些高科技等高端領(lǐng)域的地位越來越凸顯出來，地位與作用也逐漸提升。尤其是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與開發(fā)、手機(jī)游戲設(shè)計(jì)及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的價(jià)值更為突出。

Maya軟件是虛擬仿真技術(shù)的一種，它應(yīng)用的對(duì)象是專業(yè)的影視廣告，角色動(dòng)畫，電影特技等。它能夠在工作的過程中展現(xiàn)的比較靈活，易學(xué)易用，制作出動(dòng)畫的效率非常高，渲染出畫面的真實(shí)效果比較強(qiáng)，它對(duì)畫面中角色動(dòng)作的捕捉尤為清晰，與畫面角色的綁定的聯(lián)系性也十分緊密，是虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中一個(gè)比較不錯(cuò)的系統(tǒng)軟件。MAX軟件它最開始的應(yīng)用是在電腦游戲中的動(dòng)畫制作，后來又進(jìn)一步的開始參與影視片的特效制作，MAX軟件還被廣泛地應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域，也就是虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)當(dāng)中。它強(qiáng)大的立體三維功能被新媒體、影視動(dòng)畫、游戲動(dòng)畫等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。

三、虛擬仿真技術(shù)為機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)課帶來的好處

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代化的社會(huì)帶來了許多的方便，讓機(jī)器實(shí)驗(yàn)課、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越豐富化。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。通過對(duì)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，使得上級(jí)和下級(jí)、老師和學(xué)生的客戶信息以及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)、模擬操作、技能測(cè)評(píng)等等的信息存儲(chǔ)在管理信息庫中，與此同時(shí)，上級(jí)和下級(jí)或是老師和學(xué)生之間就可以通過客戶機(jī)對(duì)下級(jí)或者學(xué)生之間的實(shí)訓(xùn)進(jìn)行遠(yuǎn)程的指導(dǎo)與管理。

隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)在在現(xiàn)代職業(yè)技能教學(xué)中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，將為機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)課等實(shí)訓(xùn)課程帶來更多的方便和益處。由于它能夠?yàn)槿藗兲峁┮环N高級(jí)的人機(jī)接口，具備交互性、想象性、沉浸性等特點(diǎn)，所以它主要的應(yīng)用領(lǐng)域在政府、企業(yè)、學(xué)校等這些需要實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)環(huán)境的地方。

四、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)

作為一項(xiàng)新興的科學(xué)技術(shù)，虛擬仿真技術(shù)還處在一個(gè)不斷探索前進(jìn)與不斷完善的階段當(dāng)中，其發(fā)展趨勢(shì)呈一個(gè)不斷上升的大幅增長的趨勢(shì)。從目前來看，雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了虛擬仿真技術(shù)對(duì)于職業(yè)教育實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實(shí)際中，依然存在著許多問題亟待解決，因此虛擬仿真技術(shù)正在與教育、培訓(xùn)等領(lǐng)域不斷地相適應(yīng)和匹配。

其次，雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了虛擬仿真技術(shù)對(duì)于職業(yè)教育實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實(shí)際中，依然存在著許多問題亟待解決。雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都認(rèn)識(shí)到了虛擬仿真技術(shù)對(duì)于職業(yè)教育實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實(shí)際中，依然存在著許多問題亟待解決。例如：虛擬仿真技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)硬件的要求比較高，但是這些方面的發(fā)展不能夠滿足人們對(duì)虛擬仿真技術(shù)的需要，虛擬仿真軟件數(shù)據(jù)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫，三維立體仿真軟件的應(yīng)用對(duì)顯卡和顯示器等也有很高的要求，也就是說，虛擬仿真系統(tǒng)對(duì)硬件的要求較高。因此需要對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)硬件的發(fā)展有一個(gè)更高的要求。最后，教學(xué)類虛擬仿真軟件的質(zhì)量還有待提高、對(duì)虛擬仿真技術(shù)的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一和對(duì)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，這些都是需要發(fā)展改善的地方，也是未來虛擬仿真技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大的趨勢(shì)。

五、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的價(jià)值和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為一個(gè)高端的科技系統(tǒng)，對(duì)政府、企業(yè)、學(xué)校等的發(fā)展，起到了至關(guān)重要的作用，并為其創(chuàng)造了更大的價(jià)值。同時(shí)虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，也在打開了市場(chǎng)，擴(kuò)大了市場(chǎng)份額的同時(shí)為市場(chǎng)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)利益。

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的今天，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)也為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做了一定的貢獻(xiàn)，為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展添磚加瓦，在自己發(fā)展得同時(shí)也促進(jìn)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，我們應(yīng)當(dāng)不斷地發(fā)展虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，使其深入到更多的地方，讓更多的地方和人們體會(huì)到虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為人們帶來的價(jià)值。

總結(jié)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的日漸完善，使得人們的生活也不斷的豐富活躍起來，政府、企業(yè)、學(xué)校等地方對(duì)其的應(yīng)用，也促進(jìn)了虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的發(fā)展。本論文通過闡論虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的虛擬仿真機(jī)器人機(jī)械臂模型用到的三維建模技術(shù)及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)的研究，探討了虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的價(jià)值和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也為虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：