引論：我們?yōu)槟砹?3篇智能科學(xué)與技術(shù)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

不久前剛結(jié)束的圍棋人機(jī)大戰(zhàn)，使人工智能受到人們空前廣泛的關(guān)注。它一方面表明智能科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展極為迅速，同時也激起了社會對智能科學(xué)技術(shù)及其人才培養(yǎng)十分強(qiáng)烈的期待。人們對“中國大腦”計劃的熱議達(dá)到了前所未有的程度，“中國制造2025”計劃正在快速推進(jìn)，我國自主研制的智能服務(wù)機(jī)器人正在走向服務(wù)領(lǐng)域的許多行業(yè)，國內(nèi)許多企業(yè)自發(fā)興起的“機(jī)器換人”浪潮正高歌猛進(jìn)。國務(wù)院政府工作報告中提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”雖然被人們解釋為互聯(lián)網(wǎng)向各領(lǐng)域的強(qiáng)勢滲透，但是更多的有識之士卻把“+”理解為“升級”，即“計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”向“人工智能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”的升級，而這正好與“中國大腦”計劃相呼應(yīng)！

為了適應(yīng)這種發(fā)展的需要，努力辦好“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，北京郵電大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)研究中心曾經(jīng)對設(shè)置了本專業(yè)的全國各主要高校做了一次普遍性的專業(yè)調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各校對于“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的理解差異非常巨大。最狹義的理解，是把本專業(yè)看做是“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個分支”；最廣義的理解，是把它看做是“從理工到人文和社會幾乎無所不包的綜合學(xué)科”。

從科學(xué)研究和長遠(yuǎn)發(fā)展的觀點(diǎn)來看，這樣發(fā)散的理解會有利于人們解放思想，激勵創(chuàng)新，把本學(xué)科的研究做深做透做到位。不過，從當(dāng)前的本學(xué)科教育教學(xué)來說，這樣分散的理解可能使“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科的人才培養(yǎng)工作迷失方向。

1基本模型

為了準(zhǔn)確理解“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科，首先需要建立“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科的基本模型，這樣才能從學(xué)科整體上厘清它的基本概念、基本原理和基本規(guī)律，規(guī)制過于寬泛和過于狹窄的偏差。圖1就是為此而設(shè)計的基本模型。

在圖1中，底部的橢圓代表外部環(huán)境的客體事物，也就是需要研究的“問題”；其上的整個部分代表主體及其與客體相互作用的過程：主體接受來自客體所產(chǎn)生的“本體論信息”，經(jīng)過主體思考之后產(chǎn)生與客體交互的“智能行為”反作用于客體，解決問題。就在這個主客相互作用的過程中，主體充分展現(xiàn)了自己的智慧能力。其中的主體可以是人類個體，也可以是人類群體。因此，這是研究“智能科學(xué)與技術(shù)”的基本模型。

不斷提升自己生存與發(fā)展的水平，這既是人類與生俱來的目標(biāo)，也是人類永不枯竭的動力。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，人類就要運(yùn)用自己的智慧和知識不斷去發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)解決而且可能解決的問題，在此基礎(chǔ)上努力去解決所發(fā)現(xiàn)的問題，不斷前進(jìn)。

人類的這種智慧能力包含兩個相互聯(lián)系相互作用相輔相成的部分：其一是根據(jù)人類所追求的目標(biāo)和現(xiàn)有的知識去發(fā)現(xiàn)問題、定義問題和預(yù)設(shè)問題求解目標(biāo)的能力，這是人類在長期實(shí)踐過程中積累起來的一種內(nèi)隱性的智慧能力，所以稱為隱性智慧；其二是在隱性智慧所確定的工作框架內(nèi)，在求解目標(biāo)的引導(dǎo)下，運(yùn)用相關(guān)信息和知識去生成解決問題的策略，成功解決問題實(shí)現(xiàn)求解目標(biāo)的能力，這是一種外顯性和操作性的智慧能力，所以稱為顯性智慧。

在圖1的模型中，隱性智慧具體表現(xiàn)為“主體所定義的問題、主體的知識庫里已經(jīng)擁有的知識、主體為求解問題所預(yù)設(shè)的求解目標(biāo)（也存在知識庫內(nèi)）”，這三者就構(gòu)成了主體為求解問題所設(shè)置的初始工作框架。顯性智慧則具體表現(xiàn)為圖1中的“感知、認(rèn)知、基礎(chǔ)意識、情感生成、理智生成、綜合決策、策略執(zhí)行、效果檢驗(yàn)以及反饋學(xué)習(xí)優(yōu)化”所代表的問題求解過程。

由于隱性智慧是人類內(nèi)隱性的智慧，需要明確的目標(biāo)、足夠的知識、很強(qiáng)的直覺能力、豐富的想象能力、甚至需要靈感和頓悟能力，才能創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)值得解決的問題，所以，隱性智慧難以用人造機(jī)器去模擬。然而，由于顯性智慧具有外顯性和操作性特征，主要具備獲取信息、生成知識、生成和執(zhí)行策略的能力，因此，顯性智慧有可能被人造機(jī)器所模擬。在約定俗成的學(xué)術(shù)語匯中，“智慧”比較抽象，帶有形而上的色彩；而“智能”則比較具體，帶有形而下的特點(diǎn)。于是，人類的顯性智慧也常常被稱為“人類智能”。

鑒于人類顯性智慧與隱性智慧之間存在不可分割的深刻內(nèi)在聯(lián)系，人們就把研究和探索“人類隱性智慧和顯性智慧奧秘”的科學(xué)技術(shù)稱為“智能科學(xué)技術(shù)”，而把其中著重研究和模擬“人類顯性智慧（人類智能）能力”的科學(xué)技術(shù)稱為“人工智能”科學(xué)技術(shù)，或者就簡稱為“人工智能”。換言之，人工智能是“智能科學(xué)與技術(shù)”的一部分。

圖1的基本模型及其相關(guān)解釋啟示我們：“智能科學(xué)與技術(shù)”的內(nèi)涵既具有極強(qiáng)的基礎(chǔ)性，涉及與物質(zhì)資源同樣基礎(chǔ)的信息資源；又具有極強(qiáng)的深刻性，涉及人類創(chuàng)造性智慧的深邃奧秘；還具有極強(qiáng)的應(yīng)用性，涉及極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

因此，為了研究與學(xué)習(xí)“智能科學(xué)與技術(shù)”，人們應(yīng)當(dāng)具備人文社會科學(xué)、基礎(chǔ)自然科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)科學(xué)的知識與能力，應(yīng)當(dāng)自覺遵循“文理交互，理工融通”的交叉科學(xué)理念。雖然我國高校仍有文科、理科、工科之分，但是，為了培養(yǎng)有發(fā)展能力和創(chuàng)新能力的人才，還是要在發(fā)揮各校特色的同時努力貫徹“文理交互，理工融通”的方針。這是智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的鮮明特點(diǎn)，需要引起教學(xué)與研究人員的高度關(guān)注。

2基本方法

概念是學(xué)科的基石。從圖1的基本模型可以看出，“智能科學(xué)與技術(shù)”包含了許多重要的新概念。除了上面已經(jīng)討論過的隱性智慧和顯性智慧的基礎(chǔ)概念之外，還有信息（包括本體論信息和認(rèn)識論信息，特別是其中的語法信息、語義信息和語用信息）、知識（包括本能性知識、經(jīng)驗(yàn)性知識、規(guī)范性知識、常識性知識、知識的內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)和外部生態(tài)系統(tǒng)）、基礎(chǔ)意識、情感、理智、智能策略、智能行為等一系列基本概念。

考慮到本文篇幅的限制，同時也考慮到讀者可以很容易從現(xiàn)有文獻(xiàn)中詳細(xì)了解到這些概念，因此，這里只予以列舉，而不準(zhǔn)備展開具體的討論。有需要的讀者可以參閱相關(guān)文獻(xiàn)。

這里需要特別關(guān)注的，是研究和學(xué)習(xí)“智能科學(xué)與技術(shù)”所需要確立的新的科學(xué)觀和方法論問題。只有掌握了這些新的科學(xué)觀和方法論，才能準(zhǔn)確地理解“智能科學(xué)與技術(shù)”的基本概念、基本內(nèi)容和基本規(guī)律。

有比較才能有鑒別，事物總是相比較而存在。了解“智能科學(xué)與技術(shù)”所需要的科學(xué)觀和方法論的便捷方法之一，就是把它們同讀者已經(jīng)熟悉的“物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)”的科學(xué)觀和方法論進(jìn)行對比。眾所周知，智能系統(tǒng)是一類開放的復(fù)雜信息系統(tǒng)，因此，這里的比較對象也要選擇相對比較復(fù)雜的物質(zhì)系統(tǒng)。表1就是這種比較的一些結(jié)果。

由表1可知，“物質(zhì)科學(xué)技術(shù)”所采用的科學(xué)觀包括（1）物質(zhì)觀：認(rèn)為研究的對象是物質(zhì)的；（2）結(jié)構(gòu)觀：認(rèn)為研究的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；（3）孤立觀：認(rèn)為所研究的物質(zhì)對象是與其它對象沒有關(guān)聯(lián)的；（4）靜止觀：認(rèn)為所研究的物質(zhì)對象是靜止的，至少在研究期內(nèi)是靜止的。

基于這樣的科學(xué)觀，在處理比較復(fù)雜的物質(zhì)對象的時候，物質(zhì)科學(xué)技術(shù)所采用的方法論就是“分解一分析”，更具體地說就是“分而治之，各個擊破，直接還原”。也就是人們所熟悉的“還原論”。

和“物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)”的情形不同，“智能科學(xué)與技術(shù)”的科學(xué)觀包括（1）信息觀：認(rèn)為所研究的對象是信息；（2）系統(tǒng)觀：認(rèn)為研究的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是系統(tǒng)化的信息，即必須同時關(guān)注信息的形式、內(nèi)容和價值；（3）生態(tài)觀：認(rèn)為信息不是孤立的或靜止的，而是生長發(fā)展的；（4）機(jī)制觀：認(rèn)為信息的生長發(fā)展必然存在一定的機(jī)制。

基于這樣的科學(xué)觀，“智能科學(xué)與技術(shù)”所采用的方法論就是“轉(zhuǎn)換―創(chuàng)生”。更具體一些說，就是“智能科學(xué)與技術(shù)”基本模型（圖1）所展示的“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”。其中，“信息轉(zhuǎn)換”是手段，“智能創(chuàng)生”是目的。

十分清楚，“物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)”的“分而治之”方法論體現(xiàn)了它的“物質(zhì)觀、結(jié)構(gòu)觀、孤立觀和靜止觀”；“智能科學(xué)與技術(shù)”的“轉(zhuǎn)換創(chuàng)生”方法論體現(xiàn)了它的“信息觀、系統(tǒng)觀、生態(tài)觀和機(jī)制觀”。

這個對比告訴我們，由于研究對象不同，導(dǎo)致學(xué)科的性質(zhì)也不相同，我們不能把自己所熟悉的“物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)”的科學(xué)觀和方法論統(tǒng)統(tǒng)照搬到“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科領(lǐng)域。雖然在研究局部細(xì)節(jié)問題的時候，這兩種科學(xué)觀和方法論的差異表現(xiàn)的不是很明顯，但是在研究系統(tǒng)全局問題的時候，這種差別就會變得十分顯著。這也是值得“智能科學(xué)與技術(shù)”的研究者和學(xué)習(xí)者特別關(guān)注的特點(diǎn)。

事實(shí)上，“人工智能”的研究就經(jīng)歷了一場方法論的變革。按照“分解―分析”的方法論思想，人工智能被分解為結(jié)構(gòu)模擬（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、功能模擬（物理符號系統(tǒng)）和行為模擬（感知動作系統(tǒng)）三大學(xué)派，結(jié)果長期不能互相融通。20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，一些研究人員提出“新的集成”和“現(xiàn)代方方法”試圖找到三者融通的具體方法，但是都沒有取得成功。2007年，本文作者按照“轉(zhuǎn)換―創(chuàng)生”方法論思想提出了機(jī)制模擬的智能生成方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：結(jié)構(gòu)模擬（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、功能模擬（物理符號系統(tǒng)）和行為模擬（感知動作系統(tǒng)）分別是機(jī)制模擬的A、B、C型，從而實(shí)現(xiàn)了人工智能模擬方法的統(tǒng)一，見表2。

由此可見，以往人們把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程、物理符號系統(tǒng)課程（即普遍流行的人工智能和專家系統(tǒng)課程）、感知動作系統(tǒng)課程（即智能機(jī)器人或智能體課程）分開講授或者只講授其中一門或兩門課程的做法是不合理的。

同時，我們一直把圖1的模型稱為“智能科學(xué)與技術(shù)的基本模型”。不過，如果注意到“智能科學(xué)與技術(shù)”的科學(xué)觀一信息觀，系統(tǒng)觀，生態(tài)觀和機(jī)制觀，那么，我們也可以把圖1稱為“生態(tài)意義上的信息科學(xué)與技術(shù)基本模型”。這是因?yàn)?，雖然在經(jīng)典意義上的信息科學(xué)與技術(shù)基本模型只能覆蓋到圖1模型中的信息層次，但在生態(tài)學(xué)意義上，知識和智能都是信息的生態(tài)學(xué)產(chǎn)物，因此生態(tài)學(xué)意義上的信息科學(xué)與技術(shù)基本模型就覆蓋了圖1模型的全體。在生態(tài)學(xué)的意義上，“智能科學(xué)與技術(shù)”基本模型與“信息科學(xué)與技術(shù)”基本模型就合二為一：自頂向下觀察，圖1就是“智能科學(xué)與技術(shù)”的基本模型；自底向上觀察，圖1就是“信息科學(xué)與技術(shù)”的基本模型。于是有：

智能科學(xué)與技術(shù)=生態(tài)學(xué)意義的信息科學(xué)與技術(shù)

如果把“智能科學(xué)與技術(shù)”模型中的“由信息轉(zhuǎn)換為知識”和“由信息、知識和目標(biāo)轉(zhuǎn)換為智能”這兩個核心部分命名為“核心智能科學(xué)與技術(shù)”，把非生態(tài)學(xué)意義上的信息科學(xué)與技術(shù)命名為“常規(guī)信息科學(xué)與技術(shù)”，那么，也可以有：

智能科學(xué)與技術(shù)=核心智能科學(xué)與技術(shù)+常規(guī)信息科學(xué)與技術(shù)

在我國教育部的學(xué)科目錄中，“智能科學(xué)與技術(shù)”其實(shí)就是“核心智能科學(xué)與技術(shù)”，目錄中的“信息科學(xué)與技術(shù)”其實(shí)就是“常規(guī)（非生態(tài)學(xué)意義的）信息科學(xué)與技術(shù)”，后者又被劃分成“通信”、“計算”、“自動化”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“信息安全”這樣一些更加狹窄而且相互交疊的二級學(xué)科，顯然有待進(jìn)一步合理化。

3基本課程

北京郵電大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)研究中心最近實(shí)施的全國高校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計劃調(diào)查表明，我國多數(shù)學(xué)校的教學(xué)計劃確實(shí)體現(xiàn)了“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個分支學(xué)科”的特點(diǎn)，很少學(xué)校的教學(xué)計劃能夠表現(xiàn)“文理相交，理工融通”的交叉科學(xué)精神。這就提出了一個尖銳的問題，如果真的把“智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科”辦成“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科”的一個分支學(xué)科，那么，這樣的“智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科”還有存在的理由嗎？

由以上分析的“智能科學(xué)與技術(shù)”的基本模型和基本方法可以知道，為了學(xué)習(xí)、理解和掌握“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科，人們的知識結(jié)構(gòu)必須包含社會科學(xué)、人文科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識與綜合能力。

為此，由中國人工智能學(xué)會教育工作委員會和清華大學(xué)出版社計算機(jī)分社共同組建的“全國高校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)系列教材規(guī)劃與編審委員會”（以下簡稱編委會）提出了如下的本學(xué)科核心課程和相應(yīng)的核心教材。

（1）一年級第一學(xué)期的課程智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論是一個引導(dǎo)型課程，旨在以準(zhǔn)確而通俗的概念、全面而淺近的思路、親切而富有感染力的語言，引導(dǎo)剛剛踏入校門的新生了解：什么是“智能科學(xué)與技術(shù)”？為什么要學(xué)習(xí)“智能科學(xué)與技術(shù)”？怎樣才能學(xué)好“智能科學(xué)與技術(shù)”？

（2）二年級第一學(xué)期的課程腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)是本學(xué)科特需的自然科學(xué)基礎(chǔ)（腦科學(xué)）和社會科學(xué)基礎(chǔ)（認(rèn)知科學(xué)），旨在為學(xué)生提供關(guān)于人類智能的腦科學(xué)基礎(chǔ)知識和人類認(rèn)知能力的科學(xué)知識，特別是關(guān)于“腦結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生認(rèn)知能力（物質(zhì)如何生成精神）”的科學(xué)機(jī)理。

（3）二年級第二學(xué)期的課程不確定性數(shù)學(xué)引論是本學(xué)科特需的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識課程，旨在為學(xué)生提供關(guān)于“智能科學(xué)與技術(shù)”領(lǐng)域必然涉及到的各種不確定性（包括隨機(jī)不確定性、模糊不確定性、粗糙不確定性以及非線性引起的混沌不確定性）的描述與處理知識，特別要闡明這些不確定性的根源、相互關(guān)系、描述和處理方法。

（4）三年級第一學(xué)期的課程機(jī)器智能是本學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，旨在用“智能科學(xué)與技術(shù)”的方法論闡述人類智能的各種模擬方法（包括結(jié)構(gòu)模擬、功能模擬、行為模擬和機(jī)制模擬），以及這些不同模擬方法之間的相互關(guān)系和統(tǒng)一的途徑，為學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器（人造系統(tǒng)）智能奠定理論和方法的基礎(chǔ)。

（5）四年級第一學(xué)期的課程《科技史與方法論》，由于智能科學(xué)技術(shù)本身富有科學(xué)觀和方法論的特色，因此這是一門具有本學(xué)科特色的總結(jié)性課程，旨在為學(xué)生提供關(guān)于科學(xué)技術(shù)發(fā)展史（特別是智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展史）所展現(xiàn)的科學(xué)觀和方法論知識，使學(xué)生能夠從“智能科學(xué)與技術(shù)”的學(xué)科知識基礎(chǔ)上站立起來，具有縱觀和把握智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)律的能力，使學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界能夠“形成于課堂，而又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越課堂”。

編委會認(rèn)為，這些核心課程的綜合（加上各個學(xué)校的人文社會科學(xué)通識課程和各有特色的專業(yè)課程），將為學(xué)習(xí)者提供必要的“文理相交，理工融通”的交叉學(xué)科思維素質(zhì)和能力。無論是理科型學(xué)校還是工科型學(xué)校，都要在保證上述核心課程優(yōu)質(zhì)教學(xué)的基礎(chǔ)上努力發(fā)揮自己的特色，而不應(yīng)當(dāng)削弱這些核心課程的教學(xué)質(zhì)量。

篇2

幾年來，圍繞智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新技術(shù)人才的培養(yǎng)定位，努力進(jìn)行了以“課程體系為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為重點(diǎn)，科學(xué)研究為龍頭，師資條件為保證”的可健康發(fā)展的有特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)[1-2]。為提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)施了實(shí)驗(yàn)室全面開放，探索并進(jìn)行了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐體系構(gòu)建工作[3]。在這些工作開展過程中，我們特別注意到同學(xué)們個人主觀能動性問題，著手進(jìn)行專業(yè)引導(dǎo)教育4年不斷線，并試行了學(xué)生專業(yè)導(dǎo)師制的探索。良好的開端是成功的一半，“大一”階段將為學(xué)生在以后幾年的學(xué)習(xí)、生活、工作上取得成功奠定良好基礎(chǔ)。因此，我們特別重視學(xué)生在“大一”階段的成長。本文主要介紹我們在新生專業(yè)引導(dǎo)教育的探索與實(shí)踐。

1專業(yè)引導(dǎo)教育的必要性

“引”指帶領(lǐng)向某個目標(biāo)行動?！皩?dǎo)”指傳導(dǎo)、引導(dǎo)，另還有教育、啟發(fā)的含義。專業(yè)引導(dǎo)是對本專業(yè)學(xué)生行將學(xué)習(xí)的專業(yè)進(jìn)行鋪墊式引導(dǎo)、概覽介紹，在使之充分了解的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生興趣，發(fā)揮主觀能動性，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

“大一”階段是大學(xué)生活的第一頁，“大一怎么過”將直接影響到學(xué)生后三年的學(xué)習(xí)、生活狀態(tài)，影響到受教育的效果，影響到成長與成才，也影響到高等教育最終目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[4]。為此，我們不僅加強(qiáng)了新生的入學(xué)教育，幫助他們盡快適應(yīng)大學(xué)生活，順利完成從中學(xué)環(huán)境到大學(xué)環(huán)境的過渡；同時也特別重視新生階段的日常專業(yè)引導(dǎo)教育，提高學(xué)生的專業(yè)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

1.1幫助學(xué)生了解專業(yè)概況

調(diào)查顯示，絕大部分新生對自己的專業(yè)并不了解或者了解不夠全面，通過專業(yè)引導(dǎo)，可讓新生知道自己所學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、就業(yè)方向和就業(yè)現(xiàn)狀以及學(xué)好本專業(yè)的方法與技巧等，可減少學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的盲目性，培養(yǎng)其專業(yè)意識，樹立正確的專業(yè)思想和學(xué)習(xí)觀，為學(xué)好本專業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

1.2幫助學(xué)生培養(yǎng)專業(yè)興趣

興趣是最好的老師。調(diào)查顯示，高考填報的志愿在一定程度上反映了學(xué)生的興趣，但更多的卻是“從眾”的結(jié)果。學(xué)生在中學(xué)期間學(xué)習(xí)壓力過大、心理成熟度不高，對于自己的興趣與志向既無時間去思考,也無能力去把握。通過專業(yè)引導(dǎo)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和熱情，培養(yǎng)對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

1.3幫助學(xué)生進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃與制訂學(xué)習(xí)計劃

就業(yè)市場的導(dǎo)向與認(rèn)識的局限性使一部分學(xué)生對自身的專業(yè)前途缺乏信心，另一方面也確有一部分學(xué)生因高招錄取與現(xiàn)實(shí)熱愛的矛盾，從而產(chǎn)生專業(yè)厭學(xué)情緒。目前相當(dāng)多的高校在大二、大三階段給學(xué)生提供了二次選擇專業(yè)的機(jī)會。即使同學(xué)從小立志從事本專業(yè)，但從事專業(yè)也有專業(yè)方向之分。通過專業(yè)引導(dǎo)，可讓新生盡早了解專業(yè)發(fā)展最新動態(tài)及成果，樹立榜樣，有的放矢，制定學(xué)習(xí)計劃并盡早進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃工作。

1.4新專業(yè)的特殊性

新生面臨許多新問題，最重要的一項(xiàng)就是“專業(yè)”問題：專業(yè)究竟怎樣？前景如何？如何學(xué)好？特別是對于“智能科學(xué)與技術(shù)”這門尚具一定特殊性、剛剛起步的新專業(yè)更顯重要。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特殊性在于，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，掌握計算機(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)知識與技能去分析和解決實(shí)際問題，素質(zhì)、能力、知識協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。雖具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用需求，但社會普遍缺乏了解。因此，通過專業(yè)引導(dǎo)教育使新生逐步了解其所學(xué)新專業(yè)概括及其特殊性很有必要。

2專業(yè)引導(dǎo)教育的指導(dǎo)思想

開展新生專業(yè)引導(dǎo)教育過程中，注意強(qiáng)調(diào)以下幾個方面的問題。

1) 通過介紹智能科學(xué)技術(shù)的基本概念、知識體系以及學(xué)校的學(xué)術(shù)特色，努力使學(xué)生對“智能科學(xué)技術(shù)”由完全陌生的狀態(tài)逐步建立一個初步、宏觀的科學(xué)認(rèn)識[5]。

2) 通過剖析智能科學(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)和計算機(jī)科學(xué)技術(shù)具有各自獨(dú)立的研究領(lǐng)域，同時又互相交叉、互相促進(jìn)。

3) 通過闡明智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)計劃，解析專業(yè)課程結(jié)構(gòu)框架，使學(xué)生了解專業(yè)方向、各門課程(特別是大一階段的C語言程序設(shè)計等課程)的在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的地位和作用，指引學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法來開展本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)，從而有利于本人及早進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃與制訂學(xué)習(xí)計劃的工作。

4) 通過同學(xué)們普遍感興趣的問題入手，例如機(jī)器人足球、人形機(jī)器人舞蹈等，因勢利導(dǎo)，將同學(xué)們課外興趣從網(wǎng)絡(luò)游戲吸引到開放實(shí)驗(yàn)室參與學(xué)科競賽與開放項(xiàng)目上來。

3專業(yè)引導(dǎo)教育的具體措施

基于上述分析，開展了相對集中的入學(xué)教育，經(jīng)常性的貫穿整個“大一”階段的課程教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐活動的引導(dǎo)教育。為讓學(xué)生能夠及早進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動，特別在第一學(xué)期安排了獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論――專業(yè)認(rèn)識與實(shí)踐”[1，3]。

3.1入學(xué)教育

按照學(xué)校的總體安排，我們在新生入學(xué)教育第1周及時進(jìn)行全面的入學(xué)教育。其主要內(nèi)容涉及到校情與校風(fēng)、學(xué)風(fēng)與學(xué)籍、培養(yǎng)計劃與專業(yè)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)與生活、安全與衛(wèi)生等諸多個方面。而專業(yè)引導(dǎo)教育是入學(xué)教育的重要方面，我們采取的具體舉措包括參觀實(shí)驗(yàn)室、專題講座、師生座談、學(xué)長交流等多種形式。

3.2專業(yè)引導(dǎo)課

目前，我們開設(shè)本課程是以專題講座與學(xué)生參觀體驗(yàn)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)踐基地多種形式，貫穿整個第1學(xué)期來開展。其目的是針對學(xué)生的實(shí)際需要，系統(tǒng)、科學(xué)地解答學(xué)生各種各樣的專業(yè)問題，為本專業(yè)的新生提供適時和恰當(dāng)?shù)摹皩I(yè)引導(dǎo)”，使他們盡快明確方向，融入環(huán)境，積極主動地學(xué)習(xí)。專題講座由全系教師參與，根據(jù)各自專業(yè)特長完成。

諸多講座專題中，同學(xué)們普遍對機(jī)器人足球、人形機(jī)器人等比較感興趣。針對此，教師也因勢利導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程，特別是強(qiáng)調(diào)大一階段的C語言程序設(shè)計、高等數(shù)學(xué)、電路分析等課程的重要地位與學(xué)習(xí)方法，力爭使新生別在高考后松懈，別在“大一”階段掉隊，鞭策他們贏在起跑線上。

3.3創(chuàng)新實(shí)踐活動

目前高校中專業(yè)課課內(nèi)學(xué)時本來普遍緊張，本專業(yè)更是如此。其前沿性課程較多，理論性較強(qiáng)，受學(xué)制限制，不得已對計算機(jī)軟硬件、控制系統(tǒng)基礎(chǔ)等課程學(xué)時加以一定壓縮。課時如此緊張怎么辦？為提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，我們決定課外開放智能系實(shí)驗(yàn)室，建立課外科技創(chuàng)新實(shí)踐體系，開展多種形式的創(chuàng)新實(shí)踐活動來強(qiáng)化同學(xué)的“軟硬件能力”，從而加強(qiáng)智能專業(yè)學(xué)生的就業(yè)競爭能力。例如，我們在實(shí)踐中以同學(xué)們普遍感興趣的機(jī)器人這個創(chuàng)新實(shí)踐平臺，提出了一個基于機(jī)器人制作、分層次的課外科技創(chuàng)新實(shí)踐方案[3]。針對大一階段的具體情況，我們主要從培養(yǎng)興趣、打牢基礎(chǔ)的角度考慮，讓同學(xué)們了解并進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室，同時也舉辦一系列適宜大一學(xué)生參與的相關(guān)學(xué)科競賽。

3.3.1實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目

大一的同學(xué)進(jìn)入開放的實(shí)驗(yàn)室，可進(jìn)行一些簡易機(jī)器人的設(shè)計制作，也可參與到大二、大三學(xué)長為主體的實(shí)驗(yàn)室開放課題研究小組、學(xué)科競賽小組中，做一些輔工作。我們給大一階段設(shè)定的目標(biāo)是鍛煉簡單機(jī)械設(shè)計與加工、基本電子電路設(shè)計、基本程序設(shè)計能力。同學(xué)們在大一階段就因此接觸到 “大學(xué)生電子競賽”、“智能汽車競賽”、“機(jī)器人大賽”這一系列學(xué)科競賽。雖然他們只能做一些輔工作，但這些輔工作無疑是非常有益的。既使他們培養(yǎng)了興趣，樹立了目標(biāo)，同時也建立了實(shí)驗(yàn)室開放工作的學(xué)生團(tuán)隊。實(shí)踐中，我們又把學(xué)科競賽的培訓(xùn)工作與實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使之成為由淺入深、成系統(tǒng)多層次的系列活動。

3.3.2智能系統(tǒng)平臺構(gòu)建方案競賽

愛因斯坦說“想象比知識更重要，因?yàn)橹R是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉?！?智能系統(tǒng)平臺構(gòu)建方案設(shè)計比賽不要求做出具體產(chǎn)品，而重點(diǎn)在于方案設(shè)計與展示。我們開展這一比賽的目的是為了進(jìn)一步完善學(xué)科競賽的層次性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣并引導(dǎo)新生的專業(yè)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐方向。2009年11月我們搞了該學(xué)科競賽，它作為后續(xù)相關(guān)競賽的引導(dǎo)與補(bǔ)充，取得不錯的效果。實(shí)踐表明，智能系統(tǒng)平臺構(gòu)建方案設(shè)計比賽引起同學(xué)們極大關(guān)注。同學(xué)們大膽想象，深入調(diào)研，廣泛查閱資料，精心進(jìn)行方案設(shè)計并制作了演示文稿。教師與研究生組成的評委進(jìn)行現(xiàn)場提問與點(diǎn)評，引導(dǎo)同學(xué)應(yīng)該如何通過學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)這個方案。這既強(qiáng)化了他們對本專業(yè)的認(rèn)識，又極大地激發(fā)了他們創(chuàng)新實(shí)踐的興趣。

3.3.3機(jī)器人舞蹈競賽

機(jī)器人舞蹈競賽是全校性機(jī)器人大賽中的一個比賽項(xiàng)目。該項(xiàng)目主要考驗(yàn)機(jī)器人動作的復(fù)雜性與藝術(shù)性以及每種情感動作與音樂伴奏的配合能力。參賽者需要自由設(shè)計機(jī)器人并配合一定音樂，根據(jù)舞蹈創(chuàng)意和音樂的協(xié)調(diào)進(jìn)行程序設(shè)計完成舞步編排和整體的舞蹈表演。由于趣味性較強(qiáng)，同學(xué)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣，這有力促進(jìn)了同學(xué)們對程序設(shè)計的學(xué)習(xí)。

3.3.4C語言程序設(shè)計競賽

C語言程序設(shè)計是本專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，但由于受到學(xué)時、學(xué)分的限制，課內(nèi)學(xué)時相對不足，要達(dá)到新專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，是值得認(rèn)真研究與探討的課題。課內(nèi)的教學(xué)改革是必需的，細(xì)節(jié)不在這里討論。我們在專業(yè)引導(dǎo)教育特別注意到了大一新生的C語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)問題，它是智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程中一個重要專題，此外我們還想到了通過課外競賽來促進(jìn)該課程的學(xué)習(xí)。我們不僅利用機(jī)器人舞蹈比賽這個平臺，我們還組織、培訓(xùn)同學(xué)參加學(xué)校程序設(shè)計大賽來促進(jìn)程序設(shè)計的學(xué)習(xí)。對于其中高水平的學(xué)生則進(jìn)一步鼓勵引導(dǎo)其參加ACM程序設(shè)計活動。

3.4發(fā)揮專業(yè)教師作用

由專業(yè)教師擔(dān)任學(xué)生班主任工作，是我校自動化學(xué)院的成功經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生輔導(dǎo)員重在指導(dǎo)學(xué)生的思想與生活，班主任則在學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃、成才教育、學(xué)生選課指導(dǎo)等方面扮演重要角色。對此，學(xué)生反映普遍良好。在新生的專業(yè)引導(dǎo)教育，特別是課外創(chuàng)新實(shí)踐活動的引導(dǎo)中，班主任發(fā)揮了重要作用。

此外，智能系還試行了“專業(yè)導(dǎo)師制”以便更好地適應(yīng)素質(zhì)教育的要求和人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作。專業(yè)導(dǎo)師制的一項(xiàng)重要任務(wù)也是推動學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動。專業(yè)教師針對學(xué)生的個性差異因材施教，和學(xué)生之間建立一種“導(dǎo)學(xué)”關(guān)系。通過雙向選擇，智能系教師每人擔(dān)任一定數(shù)量學(xué)生的專業(yè)導(dǎo)師，并以此為契機(jī)形成高年級-低年級“梯隊”。同學(xué)們組建“興趣小組”，以實(shí)驗(yàn)室為平臺，有的參與“教師科研項(xiàng)目”，有的自主申請“學(xué)生課外科技基金項(xiàng)目”，當(dāng)然學(xué)生參加更多的課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動是“實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目”。

3.5發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)長作用

在專業(yè)引導(dǎo)教育過程中，我們還充分發(fā)揮研究生、高年級優(yōu)秀學(xué)長的作用。定期開展學(xué)長交流系列活動，講座內(nèi)容包括本科課程學(xué)習(xí)、專業(yè)學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目、學(xué)科競賽等等。在介紹專業(yè)知識的同時，學(xué)長向本科新生傳授自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們的專業(yè)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐。

4結(jié)語

為建設(shè)好智能科學(xué)與技術(shù)新專業(yè)，采用專業(yè)教師擔(dān)任班主任、開設(shè)相關(guān)導(dǎo)引課程以及開放實(shí)驗(yàn)室等多種措施并把科技創(chuàng)新與學(xué)科競賽輔導(dǎo)培養(yǎng)工作提前到“大一階段”，在新生專業(yè)引導(dǎo)教育方面進(jìn)行了一定的探索與實(shí)踐。實(shí)踐中新生專業(yè)引導(dǎo)教育取得了不錯的效果。同學(xué)們普遍表現(xiàn)了強(qiáng)烈的興趣：不再沉溺于以前所鐘愛的網(wǎng)絡(luò)游戲，進(jìn)入課外開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動，加入到學(xué)生科技競賽的團(tuán)隊。在2010年6月舉辦的“三星杯”國際仿人機(jī)器人比賽、2010年7月舉辦的全國機(jī)器人大賽中，不少智能專業(yè)09級新生獲得了相關(guān)獎項(xiàng)。

筆者認(rèn)為，著力針對新生進(jìn)行專業(yè)引導(dǎo)教育是必要的，應(yīng)該充分重視這項(xiàng)工作。通過相對集中的入學(xué)教育與貫穿于整個“大一”階段的經(jīng)常性課內(nèi)、課外專業(yè)引導(dǎo)教育，加強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識，有助于他們及早進(jìn)行個人職業(yè)規(guī)劃與大學(xué)四年的學(xué)習(xí)計劃的制訂。其中，及早的創(chuàng)新實(shí)踐活動，特別有利于學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的激發(fā)，有利于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，有利于人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李擎,蘇中,李鄧化. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)的規(guī)劃與思考[J]. 清華大學(xué)教育研究,2008(增刊1):21-25.

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Exploration on Professional Guide Education in Intelligence Science and Technology Specialty

CHEN Wenbai, WU Xibao, LI Qing, LI Denghua, SU Zhong

篇3

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前我國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，中南民族大學(xué)計算機(jī)科學(xué)學(xué)院近年來申請并設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。在對智能專業(yè)新生培養(yǎng)的過程中，教學(xué)團(tuán)隊借鑒其他高校先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合計算機(jī)科學(xué)學(xué)院現(xiàn)狀，針對智能科學(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)是通過對大一學(xué)生進(jìn)行專業(yè)啟蒙教育調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生研究專業(yè)知識的興趣，幫助學(xué)生認(rèn)清自己的優(yōu)勢與不足，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，針對個人的啟蒙通常是教育活動的主要形式。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)啟蒙教育就是對新生進(jìn)行“專業(yè)百科知識”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)的社會需求和就業(yè)前景等4個部分。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)計劃中也會有在第一學(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)計劃制訂規(guī)則的限制，包括平均的周學(xué)時數(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)筆者對一些開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)院校的教學(xué)計劃和大綱的調(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，在第二學(xué)期安排數(shù)字邏輯和（或）C++程序設(shè)計等專業(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)在以下幾個方面。

1.1 專業(yè)的“點(diǎn)、線、面”難以顧全

1）有限的課時數(shù)與豐富的內(nèi)容難以匹配。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集計算機(jī)軟硬件、自動控制、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)時很有限。這使得教師在上導(dǎo)論課時很難兼顧知識面與知識深度，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)識智能專業(yè)，常常會產(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)，對導(dǎo)論所涉及知識的理解和掌握程度有限，然而等到高年級再接觸大量專業(yè)課時，學(xué)生已基本忘記了入學(xué)時學(xué)習(xí)的導(dǎo)論課基本內(nèi)容。由于缺乏對該專業(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，很少會主動并且有意識地將相關(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)生普遍缺乏對未來的規(guī)劃

1）對專業(yè)產(chǎn)生片面性認(rèn)識。

按照現(xiàn)行的教學(xué)計劃安排，智能專業(yè)的新生多半從計算機(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)生在和筆者座談時就流露出只要學(xué)好計算機(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）對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣難以維持。

教師在上導(dǎo)論課時都會精心準(zhǔn)備一些課件和素材，以便新生一開始就能產(chǎn)生對該專業(yè)知識的好奇，但隨著時間的推移并且較長時間沒有深入到專業(yè)學(xué)習(xí)與研究中，很多學(xué)生對該專業(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

通過對計算機(jī)科學(xué)學(xué)院2012級智能專業(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專業(yè)，許多學(xué)生的專業(yè)志向是家長或教師幫忙填的，還有相當(dāng)一部分是專業(yè)調(diào)劑。這就造成整個年級中，第一志愿報考智能科學(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，而缺乏對社會的了解，對所報考的專業(yè)知之甚少外，還受到基礎(chǔ)弱、底子薄、知識面窄、見識不多、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。這就勢必導(dǎo)致一些學(xué)生對智能專業(yè)的認(rèn)知度低，對即將開始的專業(yè)知識學(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

在對計算機(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 制訂教改計劃。促進(jìn)專業(yè)啟蒙教育

剛?cè)雽W(xué)的新生對于學(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和團(tuán)隊，是影響學(xué)生未來專業(yè)學(xué)習(xí)的一個非常重要的因素，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)營造一個良好的氛圍。

從2012級智能科學(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想的“云帆計劃”。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，通過定期個別談話、班委會、各民族學(xué)生宣介會、專業(yè)學(xué)習(xí)規(guī)劃討論會等形式有計劃、有目的地幫助他們增進(jìn)彼此了解，加深其對智能專業(yè)的認(rèn)識，引導(dǎo)和強(qiáng)化班級學(xué)風(fēng)建設(shè)。這種目的明確、有計劃性的活動形式極大地提升了班級凝聚力，使得班上新生之間的關(guān)系更加融洽，同時為后續(xù)科研興趣小組和學(xué)科研討小組活動的順利推進(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？

針對這些問題，輔導(dǎo)教師不是只進(jìn)行簡單的說教，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、科技信息動態(tài)及教師自我學(xué)習(xí)的親身體會，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)會根據(jù)自身的情況對前人的成功經(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。“縱向”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，又在第一時間找到和認(rèn)識相關(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)與對學(xué)生的平時管理相結(jié)合，營造出思想與專業(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)隊抓住智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課開設(shè)的時機(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、專題報告會、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，請不同研究方向的教師就各自研究領(lǐng)域的研究動態(tài)和應(yīng)用前景介紹前沿技術(shù)和最新動態(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、鼓勵新生與高年級優(yōu)秀學(xué)生組成同民族和同鄉(xiāng)學(xué)習(xí)互助組等活動，讓學(xué)生在腦海中初步建立起知識、技術(shù)、專業(yè)和學(xué)科間的聯(lián)系。同時，從大一開始就安排新生參加大學(xué)生電子設(shè)計比賽、大學(xué)生創(chuàng)新比賽、機(jī)器人設(shè)計比賽等一系列學(xué)科競賽，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)的直接推動力，從新生入學(xué)之初，筆者就有意識地引導(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)科競賽和班級活動。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，如在專業(yè)規(guī)劃演講比賽、電工實(shí)習(xí)、競賽科目選擇等班級活動中，學(xué)生更多地以寢室為單位進(jìn)行分組，原因在于同一個寢室學(xué)生的作息時間比較一致，方便大家統(tǒng)一行動。

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學(xué)生的分工更加明確，團(tuán)隊中的每個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級智能專業(yè)的學(xué)生通過聯(lián)合、分工、協(xié)作，利用課余時間完成了選題、分析、搭建構(gòu)型、軟件編程、報告撰寫、視頻拍攝上傳等流程，最終順利地完成了預(yù)定任務(wù)，向組委會提交自己的設(shè)計作品。通過興趣小組的成功運(yùn)作，各個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)知識的“吸鐵石”。

2.5 設(shè)立多層次考評模式

傳統(tǒng)的考評體系主要偏重于學(xué)生的卷面考試成績，這種考評模式過于片面，不利于創(chuàng)新型學(xué)生的發(fā)展。為了適應(yīng)當(dāng)今社會對復(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)，我們在專業(yè)啟蒙教育別注重綜合考評體系的建立。

我們將專業(yè)導(dǎo)論課的考評分為多個層次：（1）卷面考試。期末考試仍然采用書面形式，注重對學(xué)生掌握基本概念和基礎(chǔ)內(nèi)容情況的考查。（2）討論報告。針對導(dǎo)論課教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識認(rèn)知的專題討論會，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)會讓新生實(shí)際動手制作小型簡易的微控制裝置，增強(qiáng)感性認(rèn)識，鍛煉動手能力。

篇4

我國的智能科學(xué)與技術(shù)(intelligence science and technology，ist)專業(yè)創(chuàng)辦至今已有8年歷史了。它從無到有，逐步壯大，現(xiàn)在全國已有近20所大學(xué)試辦這個新專業(yè)[1-2]。應(yīng)該說，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的8年征途并不平坦，開拓者們也為之付出了艱辛和心血?，F(xiàn)在，我們至少可以說，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已再不是“嬰兒”，而是“小學(xué)生”了。然而，我們需要繼續(xù)努力，上好中學(xué)、大學(xué)以及研究生課程，邁上專業(yè)建設(shè)的新征途，攀登學(xué)科建設(shè)的新高峰。

在ist專業(yè)建設(shè)上，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院等起了重要的帶頭作用，中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會等工作委員會和專業(yè)委員會發(fā)揮了很好的組織作用[3-4]。他們齊心協(xié)力，默默奉獻(xiàn)，做了大量有目共睹的開創(chuàng)性工作，值得充分肯定?，F(xiàn)已有北京大學(xué)、首都師范大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等高校培養(yǎng)出ist專業(yè)的畢業(yè)生。也就是說，我們有了ist專業(yè)的第一代“產(chǎn)品”了。然而，我們的ist專業(yè)還是有些不盡人意之處，特別是發(fā)展速度比預(yù)料的要慢，發(fā)展規(guī)模不如預(yù)期的大，發(fā)展目標(biāo)還有待進(jìn)一步明確。筆者試圖概括我國ist專業(yè)發(fā)展的喜與憂，探討發(fā)展戰(zhàn)略，為ist的專業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展出謀獻(xiàn)策，供同行討論與參考。

2喜憂參半

如上所說，我國ist專業(yè)的發(fā)展既取得可喜成果，又存在某些憂慮，即喜憂參半。下面擬就ist專業(yè)的辦學(xué)成績和存在問題進(jìn)行探討。

2.1主要成績

歸納起來，8年來，我國ist專業(yè)建設(shè)取得的主要成績包括下列各點(diǎn)。

1) 申報并獲準(zhǔn)試辦ist專業(yè)，促進(jìn)信息科學(xué)和智能科學(xué)的發(fā)展，為國內(nèi)外信息科學(xué)學(xué)科建設(shè)開辟了一個新的增長點(diǎn)。

2) 在調(diào)查研究和科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定了ist專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，為專業(yè)建設(shè)建立了基本框架[5-6]。

3) 結(jié)合ist的專業(yè)特點(diǎn)和教育發(fā)展要求，初步規(guī)范了ist專業(yè)課程設(shè)置，開展專業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)等方面的改革，取得一大批成果[7-8]。

4) 編寫了一批具有明顯特色的相關(guān)教材，為新專業(yè)教學(xué)和學(xué)科建設(shè)提供必要的資源，起到較好的示范和輻射作用[7,9]。許多學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上進(jìn)行了一些探討，并積累了不少經(jīng)驗(yàn)，值得推廣與借鑒[10-12]。

5) 聚集了一群有志于智能科學(xué)技術(shù)教育的教師，形成了一支熱愛教育、樂于奉獻(xiàn)、熟悉業(yè)務(wù)的師資隊伍，為ist專業(yè)的人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展打下重要基礎(chǔ)。

6) 經(jīng)常組織本專業(yè)的教育與教學(xué)研討會和座談會，進(jìn)行全國性或校際間的交流，總結(jié)心得體會，共同提高，使ist專業(yè)沿著正確的方向發(fā)展。

7) 培養(yǎng)出一批基本掌握智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論和專門知識，具有從事本專業(yè)工作能力的本科畢業(yè)生，為國家輸送有特色的急需的建設(shè)人才。

8) 為爭取我國智能科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)做了大量工作，并取得重要進(jìn)展，為ist學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造重要條件[13]。

2.2瓶頸問題

概括地說，ist專業(yè)建設(shè)和發(fā)展面臨的問題主要涉及如下幾點(diǎn)。

1) 專業(yè)規(guī)模和發(fā)展速度沒有達(dá)到預(yù)期結(jié)果，仍停留在“試辦”狀態(tài)。

到目前為止，全國試辦ist專業(yè)的學(xué)校已近20所，已初具規(guī)模，“閃亮登場”[2]。然而，本專業(yè)的規(guī)模和發(fā)展速度不盡人意，離“大發(fā)展”的預(yù)期結(jié)果尚有較大差距。

2) 辦學(xué)主體存在一定的局限性，缺乏跨學(xué)科大聯(lián)合的氛圍。

如前所述，北京大學(xué)和中國人工智能學(xué)會等對ist專業(yè)建設(shè)發(fā)揮了重要的帶頭和組織作用。由于ist專業(yè)具有高度跨學(xué)科等重要特點(diǎn)，單純依靠某一兩個現(xiàn)有專業(yè)來“派生”和由一兩個學(xué)會來“催生”ist新專業(yè)，是難以快速發(fā)展和如愿以償?shù)摹，F(xiàn)有專業(yè)或?qū)W會都有一定的局限性，與其他學(xué)會間的交流合作也需要有改進(jìn)之處。

3) 教學(xué)大綱與《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》要求存在差距，有待更新。

《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》[14](以下簡稱《綱要》)是我國“優(yōu)先發(fā)展教育，建設(shè)人力資源強(qiáng)國”的重要戰(zhàn)略部署。《綱要》中許多新思路是我們以前沒有想過的。ist的教學(xué)大綱需要按《綱要》的要求進(jìn)行大刀闊斧的修訂，力求符合《綱要》精神。

4) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)亟待加強(qiáng)。

在新專業(yè)建設(shè)初期，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入經(jīng)費(fèi)有限，這對開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些不利影響。一些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)未能滿足ist專業(yè)各課程教學(xué)的基本要求。

5)ist專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式急需探討與建立。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是高等教育的一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)?！毒V要》也強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制”對本科生教育的重要性。雖然有許多企事業(yè)行業(yè)適合ist專業(yè)就業(yè)，但該專業(yè)不像機(jī)電、化工、通信、冶金等專業(yè)那樣有比較對口的實(shí)習(xí)和就業(yè)企業(yè)。因此，探討與建立ist專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式，也是一項(xiàng)比較艱難的急需解決的問題。

3發(fā)展策略

針對上述存在問題，以下特就智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略提出若干思考。

1) 樹立“大智能科學(xué)技術(shù)”思想，突破單個學(xué)會的局限性，通過大聯(lián)合、大合作，實(shí)現(xiàn)大團(tuán)結(jié)、大發(fā)展。

一個專業(yè)要在全國產(chǎn)生較大影響，發(fā)揮該專業(yè)的特有作用，沒有足夠大的規(guī)模是不行的。例如，自動化、計算機(jī)、通信、電子信息等專業(yè)，全國有數(shù)以千計的大學(xué)開設(shè)。我們是否可以設(shè)定ist專業(yè)發(fā)展規(guī)模的第一個目標(biāo)，即爭取在5～10年內(nèi)，有50～100所大學(xué)開設(shè)該專業(yè)？如果能夠?qū)崿F(xiàn)這個目標(biāo)，ist專業(yè)就走上了“可持續(xù)發(fā)展”的大道。到那時或者更早一些時日，“試辦”也就必然被“正辦”所取代。

值得指出的是，目前大多數(shù)大學(xué)強(qiáng)調(diào)“辦學(xué)資源有限”，不大愿意支持申報新的專業(yè)，這對ist專業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。我校的ist專業(yè)就是經(jīng)過3年努力，才向國家教育部呈交《高等學(xué)校增設(shè)專業(yè)申請表》的。

我們需要把圈子搞大些，進(jìn)行跨學(xué)科的大聯(lián)合，集思廣益，合作共贏，謀求ist專業(yè)的發(fā)展大計?；谥袊斯ぶ悄軐W(xué)會(caai)的學(xué)科特色，由caai牽頭組織申報ist專業(yè)及其一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，是順理成章的。同時，單個學(xué)會也有局限性，雖不能說是“勢單力薄”，但力量不如合作的強(qiáng)大。提倡和實(shí)現(xiàn)多學(xué)會聯(lián)合舉辦智能科學(xué)技術(shù)教育教學(xué)研討會，以及多學(xué)科聯(lián)合申報與建設(shè)ist專業(yè)，將克服原有局限性，并以大聯(lián)合促進(jìn)大發(fā)展，應(yīng)視為一種可行策略。在今后的ist辦學(xué)過程中，我們需要主動加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)會(含一級學(xué)會和二級學(xué)會)和高等學(xué)校(含重點(diǎn)學(xué)校和一般學(xué)校)的聯(lián)系與合作，力爭辦好已有的ist專業(yè)，創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大輻射作用和積極影響，爭取有更多的高校申報與加入ist專業(yè)行列。

2) 再接再厲申報一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，力爭獲得批準(zhǔn)。

在全國同行及多個學(xué)會有代表性的專家建議和支持下，中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會積極組織一批有識之士，從事“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的論證和申報工作，并取得重大進(jìn)展。由于一些原因，申報工作在最后階段未獲通過與批準(zhǔn)，需要大家繼續(xù)努力?！爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的獲得，必將為ist專業(yè)提供更為寬闊的發(fā)展空間，使ist專業(yè)攀登新的高峰。

3) 申報成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會”，并爭取改“試辦”為“正辦”。

目前，國家教育部的專業(yè)設(shè)置分為“一般”專業(yè)和“試辦”專業(yè)兩種。絕大多數(shù)專業(yè)屬于“一般”專業(yè)，只有少數(shù)專業(yè)為“試辦”專業(yè)。顧名思義，“試辦”者為“試驗(yàn)辦學(xué)”，經(jīng)過一定時間的試驗(yàn)后，成功者就可“轉(zhuǎn)正”為一般專業(yè)；不成功者就可能被取消“試辦”資格。當(dāng)務(wù)之急，是要把“試辦”的ist專業(yè)辦好，辦出水平，辦出特色，力爭早日去掉“試辦”帽子。同時，作好必要和充分的準(zhǔn)備，盡早向國家教育部申報成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會”，以便得到教育部相關(guān)部門的更多指導(dǎo)，并通過“教指委”與兄弟專業(yè)交流，更好地學(xué)習(xí)兄弟專業(yè)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

4) 高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，全面修訂ist專業(yè)的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，以適應(yīng)國家對智能科學(xué)和智能自動化高層人才的需要。

《綱要》中提出的“優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合”；“重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)?！保弧按龠M(jìn)高校、科研院所、企業(yè)科技教育資源共享，推動高校創(chuàng)新組織模式，培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研與教學(xué)相結(jié)合的團(tuán)隊”以及“促進(jìn)科研與教學(xué)互動、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合”等思想和教改措施，對于我們轉(zhuǎn)變辦學(xué)觀念和進(jìn)行教學(xué)改革都具有很強(qiáng)的針對性。我們需要以高屋建瓴的姿態(tài)認(rèn)真深入學(xué)習(xí)，聯(lián)系ist的專業(yè)實(shí)際，注重創(chuàng)新，進(jìn)一步修訂教學(xué)大綱和課程體系，以期更好地滿足國家對專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。各校在修訂專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃時，要注意保持不同學(xué)校的共性與本校的個性特色。

5) 樹立精品意識，創(chuàng)建更多的精品課程，編寫富有特色和體現(xiàn)創(chuàng)新的ist各類教材。

由于辦學(xué)歷史較短，辦學(xué)規(guī)模較小，ist專業(yè)的教材建設(shè)遠(yuǎn)未達(dá)到精品境界。隨著時間的推進(jìn)和辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，加上在教材使用中積累的經(jīng)驗(yàn)和吸取其他相關(guān)專業(yè)精品課程教材的編寫經(jīng)驗(yàn)，這個問題可望逐步獲得解決。我們一定要對ist專業(yè)的精品課程建設(shè)及其教材建設(shè)，包括基礎(chǔ)教材、專業(yè)基礎(chǔ)教材、專業(yè)教材和實(shí)驗(yàn)教材等給予高度重視。

6) 下大力氣加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

ist專業(yè)是一門前沿交叉學(xué)科，也是一門理論密切聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科。無論是學(xué)習(xí)和深入理解課程的基本理論知識，還是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力，都離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。我們可以把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)看做是一種更加先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它對學(xué)生提出了更高要求，能夠讓學(xué)生獲取更多的知識，獲取更強(qiáng)的能力。

在新專業(yè)建設(shè)初期，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入經(jīng)費(fèi)有限對開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些不利影響。為了解決這個問題，我們一方面要因地制宜地設(shè)計好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分發(fā)揮有限的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)的作用，盡可能開設(shè)出本專業(yè)教學(xué)急需的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；另一方面要積極利用其他“傳統(tǒng)”專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或公共實(shí)驗(yàn)室，以彌補(bǔ)現(xiàn)有ist專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的不足。

建設(shè)與發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，還有許多需要考慮的問題，如建設(shè)一流教師隊伍、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進(jìn)教學(xué)方法、改善教學(xué)管理、探索產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式、加強(qiáng)校際交流與合作等。這些問題也是十分重要的，都是ist專業(yè)發(fā)展值得思考的內(nèi)容。

4結(jié)語

我國智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)和專業(yè)建設(shè)已取得可喜成績，但與整個學(xué)科和專業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)相比，仍存在較大差距和不少問題。如果能夠突破現(xiàn)有中國人工智能學(xué)會和智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的局限性，樹立智能科學(xué)技術(shù)大學(xué)科思想，實(shí)現(xiàn)更廣泛的大聯(lián)合，并采取切實(shí)措施擴(kuò)展智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，我們的學(xué)科和專業(yè)就有望獲得更快的發(fā)展。

一級學(xué)科博士點(diǎn)對于學(xué)科的發(fā)展至關(guān)重要。我們要群策群力，集思廣益，繼續(xù)申報智能科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士點(diǎn)授予權(quán)，并在申報過程中最廣泛地團(tuán)結(jié)相關(guān)學(xué)科和學(xué)會的專家學(xué)者，爭取理解與支持。

上述兩方面是相輔相成的關(guān)鍵問題，需要我們轉(zhuǎn)變觀念，樹立本專業(yè)的科學(xué)發(fā)展觀。如果在這兩方面

能夠取得突破性進(jìn)展，那么專業(yè)發(fā)展的其他問題，如改變專業(yè)“試辦”為“正辦”、申報成立智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、貫徹執(zhí)行《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》以及課程與教材改革等，就可能迎刃而解。

只要我們再接再厲，團(tuán)結(jié)一心，求真務(wù)實(shí)，科學(xué)發(fā)展，我們的ist專業(yè)就一定能夠越辦越強(qiáng)，越辦越好，辦成有特色、有影響的專業(yè)，辦成一流的專業(yè)。

注：本研究得到國家教育部精品課程“人工智能”(2003年)和“智能控制”(2006年)、全國雙語教學(xué)示范課程“人工智能”(2007年)、國家級“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊”(2008年)、國家級精品視頻公開課“人工智能”(2011)以及湖南省和中南大學(xué)精品課程和其他教改項(xiàng)目的支持，謹(jǐn)表感謝。

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篇5

1專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)思路

面向智能制造專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)，依據(jù)《廣東省智能制造發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》中發(fā)展智能裝備與系統(tǒng)，工業(yè)產(chǎn)品、制造流程智能化升級改造的任務(wù)，從智能科學(xué)與技術(shù)知識體系中提取專業(yè)發(fā)展方向的課程，建立完善專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。以“機(jī)器智能”為方向建設(shè)人工智能與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室為核心，以項(xiàng)目、科技競賽、緊密對接企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新為手段，培養(yǎng)學(xué)生能夠運(yùn)用工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識設(shè)計工程實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生查詢檢索資料文獻(xiàn)獲取知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生能夠綜合運(yùn)用自然科學(xué)知識、專業(yè)理論知識和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程解決實(shí)際問題的能力。通過科技競賽等活動，培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊里具有工程組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力。通過與企業(yè)的合作，掌握基本創(chuàng)新方法，并讓學(xué)生具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力為重點(diǎn)。立足華軟學(xué)院電子系電子信息工程嵌入式專業(yè)、自動化專業(yè)、通信工程專業(yè)現(xiàn)有的平臺優(yōu)勢，按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路，完善支撐體系，優(yōu)化驗(yàn)教學(xué)資源配置，建設(shè)一個能夠與廣東智能產(chǎn)業(yè)深度融合的階梯形層次化實(shí)驗(yàn)平臺。

2實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)內(nèi)容

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺的建設(shè)要依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，突出面向智能制造工程實(shí)踐為特色，按照學(xué)生的成長需要，建立階段化、層次化、模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

2.1專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)

面向智能制造的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位是以工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的，是在通識教育基礎(chǔ)上的特色專業(yè)教育。專業(yè)課程體系的建設(shè)首先還是以培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，人文社會科學(xué)知識和外語應(yīng)用能力為基礎(chǔ)，其次是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，如數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計、數(shù)字信號處理基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、電路分析與電子電路；c語言程序設(shè)計與算法分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫與操作系統(tǒng)、微機(jī)原理與接口、傳感器與檢測技術(shù)等。最后是專業(yè)方向類課程，也是專業(yè)的核心課程，如制造業(yè)基礎(chǔ)軟件中的嵌入式軟件、工業(yè)控制系統(tǒng)軟件，工業(yè)機(jī)器人中人工智能技術(shù)應(yīng)用和智能控制技術(shù)。主要有知識獲取模式識別；數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)；嵌入式系統(tǒng)移植和驅(qū)動開發(fā)；嵌入式應(yīng)用開發(fā)；人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；智能控制技術(shù)；機(jī)器人學(xué)等課程。培養(yǎng)學(xué)生具備計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能系統(tǒng)方法、傳感信息處理等技術(shù)，完成系統(tǒng)集成，并配合專業(yè)實(shí)踐課程體系如圖1，完成電子工藝實(shí)習(xí)、技術(shù)基礎(chǔ)課程、核心課程的課程設(shè)計和綜合項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，并在工程應(yīng)用中實(shí)施的能力。

2.2實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

依據(jù)專業(yè)實(shí)踐課程體系，構(gòu)建主要包括計算機(jī)基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)、信息與控制基礎(chǔ)、嵌入式技術(shù)、機(jī)器智能系統(tǒng)五大模塊開展不同學(xué)習(xí)階段層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。主要包括基礎(chǔ)類、專業(yè)實(shí)訓(xùn)類、綜合創(chuàng)新類。

1）基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)注重開設(shè)與課堂教學(xué)中基本理論相結(jié)合的精品實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并逐步提升基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課時的比例。從實(shí)踐中啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)理論知識。除此之外，還要注重工作方法和學(xué)習(xí)方法的能力培養(yǎng)，如收集信息查找資料、制定工作計劃步驟、從基礎(chǔ)理論到解決實(shí)際問題的思路以及獨(dú)立學(xué)習(xí)新技術(shù)的方法和評估工作結(jié)果的方法。培養(yǎng)學(xué)生厚實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和能力。

2）專業(yè)實(shí)訓(xùn)類實(shí)驗(yàn)主要以項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、情景教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生利用專業(yè)知識及方法獨(dú)立解決行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的任務(wù)和問題并能夠評價結(jié)果的能力。如智能傳感應(yīng)用項(xiàng)目，人工智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，知識表示與推理項(xiàng)目，計算智能項(xiàng)目，專家系統(tǒng)，多智能體系統(tǒng)；機(jī)器人項(xiàng)目，如最小機(jī)電系統(tǒng)組成，如何完成對電機(jī)的控制；利用單軸或雙軸控制平臺實(shí)現(xiàn)基本搬運(yùn)裝配作業(yè)。

3）綜合創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生從理解問題域開始，獲取數(shù)據(jù)和知識、開發(fā)原型智能系統(tǒng)、開發(fā)完整智能系統(tǒng)、評估并修訂智能系統(tǒng)、到整合和維護(hù)智能系統(tǒng)六個階段構(gòu)建智能系統(tǒng)。如開展人工智能技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用包括產(chǎn)品設(shè)計加工、智能生產(chǎn)調(diào)度、智能工藝規(guī)劃、智能機(jī)器人、智能測量等；直角坐標(biāo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)碼垛搬運(yùn)、多關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人實(shí)訓(xùn)等。

4）科技競賽、與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，通過觀察記錄待智能化升級的工廠生產(chǎn)過程，發(fā)現(xiàn)定義問題、提出假設(shè)、搜集證據(jù)檢驗(yàn)假設(shè)、發(fā)表結(jié)果、建構(gòu)理論等實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計的能力。培養(yǎng)學(xué)生掌握基本創(chuàng)新的方法，團(tuán)隊協(xié)作管理能力、表達(dá)溝通能力等。如嵌入式設(shè)計大賽、機(jī)器人大賽等科技競賽；以及針對自動化生產(chǎn)線的嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計；針對原材料制造企業(yè)的集散控制、制造絳屑成應(yīng)用；針對裝備制造企業(yè)的敏捷制造、虛擬制造應(yīng)用；工業(yè)機(jī)器人在汽車、電子電氣、機(jī)械加工、船舶制造、食品加工、紡織制造、輕工家電、醫(yī)藥制造等行業(yè)的應(yīng)用。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)保障

智能科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)以人工智能與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為核心，結(jié)合目前學(xué)院嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、自動控制實(shí)驗(yàn)室、傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、通信原理實(shí)驗(yàn)室資源，儀器設(shè)備共享共建的原則，系統(tǒng)化籌備購置。人工智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主要針對智能系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)和機(jī)器人應(yīng)用，基于計算機(jī)系統(tǒng)的人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)應(yīng)用包括人工智能技術(shù)在智能制造應(yīng)用和工業(yè)機(jī)器人仿真軟件ABB Robot Studio?；凇疤剿髡摺睓C(jī)器人系統(tǒng)控制實(shí)訓(xùn)箱Rino-MRZ02（包含履帶機(jī)器人、雙輪自平衡機(jī)器人、5自由度機(jī)械臂、6自由度機(jī)械臂等）

可以開展的項(xiàng)目有：利用啟發(fā)式算法、遺傳算法、蟻群算法等模糊數(shù)學(xué)理論對工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行性能模擬、運(yùn)動分析、功能仿真與評價；利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自組織構(gòu)造產(chǎn)品加工過程新能參數(shù)預(yù)測模型。利用模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、多智能體系統(tǒng)進(jìn)行感知、并對環(huán)境的改變進(jìn)行解讀、動作進(jìn)行規(guī)劃和決策；利用專家系統(tǒng)、遺傳算法、模糊邏輯集中式解決生產(chǎn)調(diào)度多目標(biāo)性、不確定性和高度復(fù)雜性的問題，尋求最優(yōu)規(guī)則，提高調(diào)度的速度；利用蟻群算法、遺傳算法分布式多智能體系統(tǒng)進(jìn)行問題分解、彼此協(xié)商、任務(wù)指派、解決沖突。

履帶機(jī)器人可開展電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)；運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)；HD軌跡控制實(shí)驗(yàn)；無線通信實(shí)驗(yàn)。雙輪自平衡機(jī)器人呢可開展自平衡模塊實(shí)驗(yàn)；倒立擺算法實(shí)驗(yàn)；雙輪載具運(yùn)動實(shí)驗(yàn)。6自由度雙足機(jī)器人可開展雙足運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)；步態(tài)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)；雙足平衡實(shí)驗(yàn)；機(jī)構(gòu)改裝實(shí)驗(yàn)。5自由度機(jī)械臂可開展機(jī)械臂運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)；顏色分揀實(shí)驗(yàn)?？蓴U(kuò)展為8自由度雙足機(jī)器人、輪腿式機(jī)器人等技能提高類課程設(shè)計。

篇6

    我國的智能科學(xué)與技術(shù)(Intelligence Science and Technology,IST)專業(yè)創(chuàng)辦至今已有8年歷史了。它從無到有,逐步壯大,現(xiàn)在全國已有近20所大學(xué)試辦這個新專業(yè)[1-2]。應(yīng)該說,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的8年征途并不平坦,開拓者們也為之付出了艱辛和心血?，F(xiàn)在,我們至少可以說,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已再不是“嬰兒”,而是“小學(xué)生”了。然而,我們需要繼續(xù)努力,上好中學(xué)、大學(xué)以及研究生課程,邁上專業(yè)建設(shè)的新征途,攀登學(xué)科建設(shè)的新高峰。

    在IST專業(yè)建設(shè)上,北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院等起了重要的帶頭作用,中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會等工作委員會和專業(yè)委員會發(fā)揮了很好的組織作用[3-4]。他們齊心協(xié)力,默默奉獻(xiàn),做了大量有目共睹的開創(chuàng)性工作,值得充分肯定?，F(xiàn)已有北京大學(xué)、首都師范大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等高校培養(yǎng)出IST專業(yè)的畢業(yè)生。也就是說,我們有了IST專業(yè)的第一代“產(chǎn)品”了。然而,我們的IST專業(yè)還是有些不盡人意之處,特別是發(fā)展速度比預(yù)料的要慢,發(fā)展規(guī)模不如預(yù)期的大,發(fā)展目標(biāo)還有待進(jìn)一步明確。筆者試圖概括我國IST專業(yè)發(fā)展的喜與憂,探討發(fā)展戰(zhàn)略,為IST的專業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展出謀獻(xiàn)策,供同行討論與參考。

    2喜憂參半

    如上所說,我國IST專業(yè)的發(fā)展既取得可喜成果,又存在某些憂慮,即喜憂參半。下面擬就IST專業(yè)的辦學(xué)成績和存在問題進(jìn)行探討。1主要成績

    歸納起來,8年來,我國IST專業(yè)建設(shè)取得的主要成績包括下列各點(diǎn)。

    1) 申報并獲準(zhǔn)試辦IST專業(yè),促進(jìn)信息科學(xué)和智能科學(xué)的發(fā)展,為國內(nèi)外信息科學(xué)學(xué)科建設(shè)開辟了一個新的增長點(diǎn)。

    2) 在調(diào)查研究和科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定了IST專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,為專業(yè)建設(shè)建立了基本框架[5-6]。

    3) 結(jié)合IST的專業(yè)特點(diǎn)和教育發(fā)展要求,初步規(guī)范了IST專業(yè)課程設(shè)置,開展專業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)等方面的改革,取得一大批成果[7-8]。

    4) 編寫了一批具有明顯特色的相關(guān)教材,為新專業(yè)教學(xué)和學(xué)科建設(shè)提供必要的資源,起到較好的示范和輻射作用[7,9]。許多學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上進(jìn)行了一些探討,并積累了不少經(jīng)驗(yàn),值得推廣與借鑒[10-12]。

    5) 聚集了一群有志于智能科學(xué)技術(shù)教育的教師,形成了一支熱愛教育、樂于奉獻(xiàn)、熟悉業(yè)務(wù)的師資隊伍,為IST專業(yè)的人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展打下重要基礎(chǔ)。

    6) 經(jīng)常組織本專業(yè)的教育與教學(xué)研討會和座談會,進(jìn)行全國性或校際間的交流,總結(jié)心得體會,共同提高,使IST專業(yè)沿著正確的方向發(fā)展。

    7) 培養(yǎng)出一批基本掌握智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論和專門知識,具有從事本專業(yè)工作能力的本科畢業(yè)生,為國家輸送有特色的急需的建設(shè)人才。

    8) 為爭取我國智能科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)做了大量工作,并取得重要進(jìn)展,為IST學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造重要條件[13]。2瓶頸問題

    概括地說,IST專業(yè)建設(shè)和發(fā)展面臨的問題主要涉及如下幾點(diǎn)。

    1) 專業(yè)規(guī)模和發(fā)展速度沒有達(dá)到預(yù)期結(jié)果,仍停留在“試辦”狀態(tài)。

    到目前為止,全國試辦IST專業(yè)的學(xué)校已近20所,已初具規(guī)模,“閃亮登場”。然而,本專業(yè)的規(guī)模和發(fā)展速度不盡人意,離“大發(fā)展”的預(yù)期結(jié)果尚有較大差距。

    2) 辦學(xué)主體存在一定的局限性,缺乏跨學(xué)科大聯(lián)合的氛圍。

    如前所述,北京大學(xué)和中國人工智能學(xué)會等對IST專業(yè)建設(shè)發(fā)揮了重要的帶頭和組織作用。由于IST專業(yè)具有高度跨學(xué)科等重要特點(diǎn),單純依靠某一兩個現(xiàn)有專業(yè)來“派生”和由一兩個學(xué)會來“催生”IST新專業(yè),是難以快速發(fā)展和如愿以償?shù)摹，F(xiàn)有專業(yè)或?qū)W會都有一定的局限性,與其他學(xué)會間的交流合作也需要有改進(jìn)之處。

    3) 教學(xué)大綱與《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》要求存在差距,有待更新。

    《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》[14](以下簡稱《綱要》)是我國“優(yōu)先發(fā)展教育,建設(shè)人力資源強(qiáng)國”的重要戰(zhàn)略部署?！毒V要》中許多新思路是我們以前沒有想過的。IST的教學(xué)大綱需要按《綱要》的要求進(jìn)行大刀闊斧的修訂,力求符合《綱要》精神。

    4) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)亟待加強(qiáng)。

    在新專業(yè)建設(shè)初期,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入經(jīng)費(fèi)有限,這對開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有些不利影響。一些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)未能滿足IST專業(yè)各課程教學(xué)的基本要求。

    5)IST專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式急需探討與建立。

    產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是高等教育的一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)?！毒V要》也強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制”對本科生教育的重要性。雖然有許多企事業(yè)行業(yè)適合IST專業(yè)就業(yè),但該專業(yè)不像機(jī)電、化工、通信、冶金等專業(yè)那樣有比較對口的實(shí)習(xí)和就業(yè)企業(yè)。因此,探討與建立IST專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式,也是一項(xiàng)比較艱難的急需解決的問題。

    3發(fā)展策略

    針對上述存在問題,以下特就智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略提出若干思考。

    1) 樹立“大智能科學(xué)技術(shù)”思想,突破單個學(xué)會的局限性,通過大聯(lián)合、大合作,實(shí)現(xiàn)大團(tuán)結(jié)、大發(fā)展。

    一個專業(yè)要在全國產(chǎn)生較大影響,發(fā)揮該專業(yè)的特有作用,沒有足夠大的規(guī)模是不行的。例如,自動化、計算機(jī)、通信、電子信息等專業(yè),全國有數(shù)以千計的大學(xué)開設(shè)。我們是否可以設(shè)定IST專業(yè)發(fā)展規(guī)模的第一個目標(biāo),即爭取在5~10年內(nèi),有50~100所大學(xué)開設(shè)該專業(yè)?如果能夠?qū)崿F(xiàn)這個目標(biāo),IST專業(yè)就走上了“可持續(xù)發(fā)展”的大道。到那時或者更早一些時日,“試辦”也就必然被“正辦”所取代。

    值得指出的是,目前大多數(shù)大學(xué)強(qiáng)調(diào)“辦學(xué)資源有限”,不大愿意支持申報新的專業(yè),這對IST專業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。我校的IST專業(yè)就是經(jīng)過3年努力,才向國家教育部呈交《高等學(xué)校增設(shè)專業(yè)申請表》的。

    我們需要把圈子搞大些,進(jìn)行跨學(xué)科的大聯(lián)合,集思廣益,合作共贏,謀求IST專業(yè)的發(fā)展大計?；谥袊斯ぶ悄軐W(xué)會(CAAI)的學(xué)科特色,由CAAI牽頭組織申報IST專業(yè)及其一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán),是順理成章的。同時,單個學(xué)會也有局限性,雖不能說是“勢單力薄”,但力量不如合作的強(qiáng)大。提倡和實(shí)現(xiàn)多學(xué)會聯(lián)合舉辦智能科學(xué)技術(shù)教育教學(xué)研討會,以及多學(xué)科聯(lián)合申報與建設(shè)IST專業(yè),將克服原有局限性,并以大聯(lián)合促進(jìn)大發(fā)展,應(yīng)視為一種可行策略。在今后的IST辦學(xué)過程中,我們需要主動加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)會(含一級學(xué)會和二級學(xué)會)和高等學(xué)校(含重點(diǎn)學(xué)校和一般學(xué)校)的聯(lián)系與合作,力爭辦好已有的IST專業(yè),創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)大輻射作用和積極影響,爭取有更多的高校申報與加入IST專業(yè)行列。

    2) 再接再厲申報一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán),力爭獲得批準(zhǔn)。

    在全國同行及多個學(xué)會有代表性的專家建議和支持下,中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會積極組織一批有識之士,從事“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的論證和申報工作,并取得重大進(jìn)展。由于一些原因,申報工作在最后階段未獲通過與批準(zhǔn),需要大家繼續(xù)努力。“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的獲得,必將為IST專業(yè)提供更為寬闊的發(fā)展空間,使IST專業(yè)攀登新的高峰。

    3) 申報成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會”,并爭取改“試辦”為“正辦”。

篇7

一、關(guān)于認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)課程

認(rèn)知科學(xué)是智能科學(xué)與技術(shù)的生物基礎(chǔ)，是從“自然智能”到“機(jī)器智能”之間的橋梁。作為一門研究人類感知和思維信息處理過程的學(xué)科，認(rèn)知科學(xué)主要研究目的就是要說明和解釋人類再完成認(rèn)知活動時是如何進(jìn)行信息加工的，一直是認(rèn)知心理學(xué)等教學(xué)領(lǐng)域的重要課程。[1，2]自我校2009年設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)以來，認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)一直是該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對人腦認(rèn)知活動中的信息處理方法與過程的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)對新知識、新技術(shù)有較敏銳的洞察能力，同時使學(xué)生具有數(shù)據(jù)分析與處理能力的意識，在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)科體系中占據(jù)著十分重要的地位。[3]特別是隨著人工智能和腦科學(xué)研究的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的計算架構(gòu)不能有效實(shí)現(xiàn)具有泛化能力的人類認(rèn)知信息加工機(jī)制。借鑒人類腦認(rèn)知機(jī)制，通過腦認(rèn)知和神經(jīng)科學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)相融合的方式，構(gòu)建一種類腦的“學(xué)習(xí)機(jī)器”，而不是簡單的“機(jī)器學(xué)習(xí)”，已成為當(dāng)前人工智能領(lǐng)域的一個重要研究方向。因此，學(xué)習(xí)并理解人類認(rèn)知和信息處理過程，對于提高學(xué)生的智能信息和數(shù)據(jù)建模與分析能力，有著重要的意義。

然而，對于以工程技術(shù)應(yīng)用為背景的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)而言，該學(xué)科涉及多學(xué)科內(nèi)容，比如心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、語言學(xué)、人工智能科學(xué)乃至自然哲學(xué)等，學(xué)生存在畏難情緒，學(xué)習(xí)興趣不太濃厚，教師對于該課程的教學(xué)也頗為費(fèi)心。此外，由于“認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”課程在大三上學(xué)期開設(shè)，大部分學(xué)生在模式識別和數(shù)字信號處理等上面的基礎(chǔ)較薄弱，對于該門課程的腦功能信號分析與腦機(jī)接口技術(shù)部分的教學(xué)也存在較大的困難。

針對該課程理論和實(shí)時性較強(qiáng)、涉及教學(xué)內(nèi)容多、交叉廣泛等特點(diǎn)，筆者自承擔(dān)本課程教學(xué)來，結(jié)合我校學(xué)生和專業(yè)建設(shè)實(shí)際情況，立足培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)能力和綜合素質(zhì)，積極摸索改進(jìn)。本文將信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)方法融合進(jìn)認(rèn)知科學(xué)的神經(jīng)機(jī)制探索與學(xué)習(xí)，從教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等方面進(jìn)行了初步探索。

二、課程建設(shè)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

本課程將使學(xué)生學(xué)習(xí)到認(rèn)知科學(xué)的基本知識，包括腦與神經(jīng)系統(tǒng)的基本構(gòu)造、工作原理、基本研究手段，腦與學(xué)習(xí)、意識、行為的關(guān)系，深入了解感知、注意、記憶的生物和生理學(xué)本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)人工大腦、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聽覺計算、視覺計算、腦機(jī)接口、認(rèn)知機(jī)器人等前沿技術(shù)的理解與應(yīng)用。

目前認(rèn)知科學(xué)方面的教材大多為國外翻譯教材，并且聚焦于其中的某個方面（比如認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等）。同時該學(xué)科實(shí)時性較強(qiáng)，和當(dāng)前腦與認(rèn)知科學(xué)的前沿研究緊密相連，因此很難找到合適的教材同時將智能信息處理技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)相融合。

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)旨在聯(lián)合心理學(xué)、哲學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的方法幫助我們理解大腦是如何產(chǎn)生心智的，并闡明人類認(rèn)知過程中的腦機(jī)制，即在分子、細(xì)胞、腦功能區(qū)到全腦等多個尺度上如何實(shí)現(xiàn)認(rèn)知功能。腦機(jī)接口是近二十多年來興起的涉及神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、控制及信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域的人機(jī)接口方式，是在大腦與外部環(huán)境之間建立的神經(jīng)信息交流與控制通路。

該課程在大三年級開設(shè)，且該專業(yè)的學(xué)生已在前面學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)人工智能原理、信號處理等課程，這些課程的學(xué)習(xí)為本課程的理論學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。在教材選擇上，選擇上海人民出版社的《認(rèn)知、大腦和意識——認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)引論》，并參考其他輔助教材，比如機(jī)械工業(yè)出版社的《腦機(jī)接口導(dǎo)論》、中國輕工業(yè)出版社的《認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)》。教學(xué)內(nèi)容主要包括以下幾個部分：

1.腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展歷程及基本概念，包括感覺與知覺、注意與意識、情緒、語言、記憶、學(xué)習(xí)等。

2.認(rèn)知活動的生理基礎(chǔ)，包括大腦結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元、神經(jīng)系統(tǒng)的基本組成等。

3.腦功能信號的采集與分析，包括大腦節(jié)律、腦功能信號（EEG、fMRI等）采集、常見腦功能障礙、腦信號分析基本方法（包括基于時域/頻域分析的EEG分析方法、腦電源成像基礎(chǔ)等）。

4.腦機(jī)接口技術(shù)，包括腦電信號預(yù)處理（零參考電位、拉普拉斯空間濾波、數(shù)據(jù)歸一化、插值技術(shù)），腦功能信號特征提取方法、模式分類器（比如Fisher線性分類器、支持向量機(jī)）設(shè)計。

三、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法

1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)課程交叉性強(qiáng)，尤其涉及心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等非工科學(xué)科，對于我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來講，學(xué)習(xí)壓力較大，學(xué)習(xí)興趣不高。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在授課過程中，盡量發(fā)揮自身樂觀活潑的性格特點(diǎn)，選擇大家生活中常見的例子，在語言表達(dá)上盡量避免生硬，力求用簡單直白的語言講解知識點(diǎn)。同時，善于利用網(wǎng)絡(luò)視頻，比如在課程緒論部分，通過播放網(wǎng)絡(luò)公開視頻《打開思想的大門》片段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)腦認(rèn)知功能的興趣。

2.注重與智能科學(xué)與技術(shù)其他課程知識的銜接。在神經(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)的教學(xué)部分，筆者安排了兩個課時的內(nèi)容講解了常見的人工神經(jīng)元模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)講解了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)的基礎(chǔ)——感知機(jī)。在腦機(jī)接口教學(xué)部分，安排了兩個課時的信號處理和數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)知識的回顧，重點(diǎn)復(fù)習(xí)信號濾波、主成分分析、Fisher線性判別分析和支持向量機(jī)等內(nèi)容，再進(jìn)入腦機(jī)接口系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，教學(xué)效率得到了明細(xì)提升。

3.適當(dāng)使用板書，細(xì)化推導(dǎo)過程。對于一些知識點(diǎn)，比如動作電位產(chǎn)生過程、部分公式的展示，僅依靠PPT教學(xué)過于單薄，學(xué)生難以理解，因此在播放PPT時需要適時插入細(xì)致的板書。同時板書過程中要結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況循序漸進(jìn)，例如在學(xué)習(xí)神經(jīng)細(xì)胞和感知機(jī)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時，教師從點(diǎn)到平面的距離入手，并引導(dǎo)學(xué)生回顧梯度下降法等相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，幫助學(xué)生切實(shí)地把前面學(xué)習(xí)的信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識應(yīng)用到本課程。

篇8

在專業(yè)開設(shè)過程中，我們完成的主要工作如下。

1) 調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)院校智能科學(xué)與相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案。

2) 形成智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系和能力要求。

3) 制定2010版智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱。

同時，在辦學(xué)過程中，我們選擇了腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論，人工智能基礎(chǔ)，微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(微機(jī)原理)，可視化程序設(shè)計、智能計算與應(yīng)用四個課程組進(jìn)行教學(xué)模式改革。

1首屆畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)

因?yàn)槭鞘讓脤W(xué)生，我校大多數(shù)課程安排參考了國內(nèi)兄弟院校的課程設(shè)置，也參考了我校自動化專業(yè)的部分課程設(shè)置。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)主要由5個方面組成[1]，如圖1所示。

1) 數(shù)理基礎(chǔ)課程群：工科數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)等。

2) 電工電子技術(shù)課程群：電路分析基礎(chǔ)、電路實(shí)驗(yàn)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。

3) 機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)課程群：工程制圖基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、信號處理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、現(xiàn)代檢測技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、DSP處理器及應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等。

4) 專業(yè)主干課程群：信息論與編碼、控制工程基礎(chǔ)、腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器人組成原理、計算智能基礎(chǔ)、模式識別基礎(chǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、智能控制及其應(yīng)用。

5) 實(shí)踐創(chuàng)新課程群[2]：計算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐、電子技術(shù)實(shí)習(xí)、MATLAB編程與工程應(yīng)用、Linux系統(tǒng)與程序設(shè)計、自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、微機(jī)原理課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、專業(yè)(生產(chǎn))實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等。

除了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生還參與了很多課外科技活動和競賽，并取得了良好成績，內(nèi)容如下。

1)“基于Matlab的智能五子棋人機(jī)博弈系統(tǒng)”在北京科技大學(xué)第十一屆“搖籃杯”課外學(xué)術(shù)作品競賽中獲三等獎。

2) 第八屆校機(jī)器人隊隊員在第八屆亞太機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔賽中獲十六強(qiáng)。

3) 在全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽中獲成功參賽獎。

4) 在智能車校內(nèi)賽中獲二等獎。

5) 在北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽中獲三等獎。

6) 在北京市大學(xué)生電子設(shè)計大賽中獲二等獎。

7) 在“飛思卡爾”智能車競賽的校級賽中獲三等獎。

8) 在校級機(jī)器人競賽中獲季軍。

9) 在全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽科技類中獲三等獎。

10) 在北京科技大學(xué)計算機(jī)博弈錦標(biāo)賽中獲最佳程序設(shè)計獎。

11) 在北京科技大學(xué)“閃我風(fēng)采”Flash大賽中獲最佳細(xì)節(jié)獎。

在參加課外競賽及各種活動之余，首屆智能班還自組織了以小組為單位的指紋識別考勤計時系統(tǒng)編程比賽，歷時一個月，比賽結(jié)束后評出了最優(yōu)編程獎。然后返回給每個小組，再討論再修改，最終確定了最優(yōu)版，申請了國家軟件著作權(quán)，于2010年5月份獲得審批。此次比賽成果是全班學(xué)生辛苦勞動的果實(shí)，凝聚了24位學(xué)生的智慧和努力。圖2展示了該系統(tǒng)的計算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書。

2首屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計情況

2010年底，首屆學(xué)生進(jìn)入本科畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。在大家的共同努力下，全部學(xué)生通過了本科畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的題目如表1所示。

3首屆畢業(yè)生去向

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)首屆24名學(xué)生是2009年9月進(jìn)入大三學(xué)習(xí)專業(yè)課的。目前，我們統(tǒng)計的畢業(yè)生去向，專業(yè)第1名放棄了保研指標(biāo)，選擇出國留學(xué)，另外有4人保送本校讀研究生。選擇考研的學(xué)生還有12人，另外有3人選擇出國留學(xué)，還有2人選擇就業(yè)，如表2所示。

4經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

我們對2007級智能科學(xué)與技術(shù)首屆畢業(yè)生的總體情況還是比較滿意，通過一系列教學(xué)改革，取得一定的成效，內(nèi)容如下。

1) 人工智能基礎(chǔ)。此課程為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的理論基礎(chǔ)性課程，具有涉及的面比較廣、內(nèi)容較多、變化較快的特點(diǎn)。我們結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，在保證課程完整性的同時，盡可能增加學(xué)科發(fā)展的前沿內(nèi)容。

2) 微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(微機(jī)原理)。微機(jī)原理及其應(yīng)用是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，特點(diǎn)是計算機(jī)軟硬件結(jié)合非常緊密，需要經(jīng)過大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。在充分分析本門課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們對該課程作了如下教學(xué)改革：自行研制開發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)裝置，開發(fā)了配套的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)講義。圖3是我們使用的微機(jī)原理與單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置。

在教學(xué)方法上，教師讓學(xué)生在學(xué)習(xí)已有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，做一些由簡單到復(fù)雜的新改動，直至最后設(shè)計出新的應(yīng)用電路，并用相關(guān)器件實(shí)現(xiàn)。為了鼓勵學(xué)生親自動手制作電路板，教學(xué)團(tuán)隊花費(fèi)近3 000元，購買了各種電子元器件和電路制作工具，包括單片機(jī)芯片、集成穩(wěn)壓電路芯片、各種傳感器、小鍵盤、電阻電容、印刷電路板、萬用表、電烙鐵等，保證每位學(xué)生都能設(shè)計并制作完成一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。在課堂管理方面，我們實(shí)行小班授課，每班不超過30人。學(xué)生都很遵守課堂紀(jì)律，幾乎沒有遲到早退現(xiàn)象，為該門課程的學(xué)習(xí)營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3) 可視化程序設(shè)計。小班在實(shí)驗(yàn)機(jī)房上課，課程將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來，教師對每一個知識點(diǎn)進(jìn)行講解后，讓學(xué)生立刻練習(xí)，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。通過教師的課堂講解和學(xué)生的課堂練習(xí)，使學(xué)生達(dá)到融會貫通的程度。

4) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析。針對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)對計算機(jī)軟件能力要求高的特點(diǎn)，我們壓縮了計算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析兩門課程的學(xué)時，保證學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，并編寫了相應(yīng)教材。

5) 根據(jù)國內(nèi)外高等教育的最新發(fā)展，我們對研究思路、內(nèi)容、方法進(jìn)行必要調(diào)整。英國、美國、馬來西亞等國近幾年開設(shè)了AI相關(guān)專業(yè)，并且多數(shù)與機(jī)器人結(jié)合。在2010版教學(xué)計劃中，我們也將機(jī)器人作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)平臺和設(shè)計實(shí)現(xiàn)對象，為此探討設(shè)立機(jī)器人組成原理課程[3]，并在準(zhǔn)備教材。我們還與南開大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的系列教材[4]。

另一方面，我們在辦學(xué)過程中也感覺到一些問題，和南開大學(xué)[5]的問題較為類似。

1) 專業(yè)宣傳方面的問題。

2) 沒有形成統(tǒng)一的教學(xué)指導(dǎo)委員會，各學(xué)校還處于單兵作戰(zhàn)階段。

3) 學(xué)校的重視程度不夠，經(jīng)費(fèi)投入有待加強(qiáng)。

4) 師資結(jié)構(gòu)對其他學(xué)科的依賴程度較大，還未形成完整的師資隊伍，多數(shù)教師來自其他專業(yè)。

5結(jié)語

通過兩年的專業(yè)課學(xué)習(xí)，首屆智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的全體學(xué)生在各方面都取得了不錯成績。多門基于專業(yè)課程開設(shè)的課程設(shè)計不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動手實(shí)

踐能力，還加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解及掌握程度，很好地將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來。特別是在畢業(yè)設(shè)計階段，學(xué)生的論文題目都很有新意，充分體現(xiàn)出智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“智能”特點(diǎn)，而且學(xué)生在論文答辯環(huán)節(jié)全部順利通過。首屆畢業(yè)生中，出國和保研率達(dá)到54.17%，就業(yè)率達(dá)到45.83%，有很好的發(fā)展前景。通過研究首屆畢業(yè)生情況，我們認(rèn)為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)，能夠?qū)⑷斯ぶ悄芸茖W(xué)、計算機(jī)技術(shù)、智能控制等專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域綜合起來，培養(yǎng)出具有綜合能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。

總結(jié)首屆畢業(yè)生情況，我們將在隨后的教學(xué)過程中進(jìn)行如下改進(jìn)：結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，盡可能增加學(xué)科發(fā)展前沿的內(nèi)容；針對學(xué)有余力的學(xué)生，布置學(xué)科前沿的自學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)中嘗試以作業(yè)的形式安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[6]。同時，我們繼續(xù)保持小班授課方式，營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍。在考核方面，結(jié)合平時、考試和答辯3種形式，來客觀、公正地評定學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。通過總結(jié)已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，發(fā)展優(yōu)勢，我們相信智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一定會一步一步成為更加完備的、更有優(yōu)勢的、更具時代特征的新型專業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology

in University of Science and Technology Beijing

LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang

篇9

機(jī)器人是一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它綜合了機(jī)械設(shè)計、電工電子、傳感器、計算機(jī)、微控制器編程控制系統(tǒng)和人工智能等學(xué)科的內(nèi)容，是智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)很多課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的理想的平臺。同時學(xué)生經(jīng)常參加各種機(jī)器人相關(guān)的比賽，旨在通過大賽全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)造能力、合作能力和進(jìn)取精神，同時也深化和應(yīng)用智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所學(xué)的知識。

與研究生相比，本科生對動手設(shè)計的興趣要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對理論知識的學(xué)習(xí)。針對本科生的這一特點(diǎn)，為本科二、三年級的學(xué)生設(shè)計一些創(chuàng)新性的機(jī)器人項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生自己組隊，搭建相應(yīng)的硬件電路，為他們在高年級深入理解和學(xué)習(xí)智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程提供一個硬件平臺，打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)，并通過這些項(xiàng)目的實(shí)施提高學(xué)生的綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

1微控制器技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

微控制器技術(shù)應(yīng)用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口、中斷系統(tǒng)、定時器等功能（部分包括脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、顯示驅(qū)動電路以及A/D轉(zhuǎn)換器等）集成到一個芯片上，組成一個體積小但功能強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)。該芯片可外接多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對多種信息的采集處理，結(jié)合信息融合技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器各種預(yù)期的智能行為（如導(dǎo)航裝備、汽車的各種智能控制系統(tǒng)、智能家電等）。

高效地融合微控制器技術(shù)與人工智能技術(shù)，將智能算法嵌入到機(jī)器人微控制器中，系統(tǒng)則會呈現(xiàn)出各種智能行為。可實(shí)現(xiàn)智能算法的機(jī)器人平臺主要集中在以下幾個方面：智能家庭清掃類機(jī)器人、多傳感器融合的智能小車、視覺類機(jī)器人等。智能家庭清掃類機(jī)器人為機(jī)器人避障、路徑規(guī)劃等理論提供相應(yīng)的平臺，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)根據(jù)某個或某些優(yōu)化準(zhǔn)則，在機(jī)器人工作空間中尋找一條從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)避開障礙物的最優(yōu)路徑等相關(guān)知識；視覺類機(jī)器人為圖像處理、模式識別等相關(guān)的理論提供相應(yīng)的平臺，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)圖像的獲取和處理的智能算法；多傳感器信息融合類機(jī)器人可以為多傳感器融合技術(shù)提供一個硬件平臺，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)、綜合應(yīng)用控制理論、信號處理、人工智能、概率和統(tǒng)計等相關(guān)知識。

2可實(shí)現(xiàn)智能算法的機(jī)器人平臺設(shè)計

各類機(jī)器人平臺的總體架構(gòu)大致相同，都需要包含系統(tǒng)輸入（傳感器）子系統(tǒng)、決策子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)以及運(yùn)動控制子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)的功能需要硬件設(shè)計和軟件設(shè)計共同實(shí)現(xiàn)。文中結(jié)合微控制器技術(shù)重點(diǎn)闡述硬件設(shè)計部分，包括機(jī)器人的層次架構(gòu)、硬件選型、電路設(shè)計等。結(jié)合本科教學(xué)的特點(diǎn)，硬件設(shè)計從學(xué)生的理解能力、可操作性、可實(shí)現(xiàn)性、后期智能算法的可應(yīng)用性等多個方面綜合考慮，應(yīng)用微控制器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以下3種機(jī)器人平臺。

2.1智能家庭清掃類機(jī)器人

家庭清掃類機(jī)器人的硬件平臺相對比較成熟，市場上的國內(nèi)外的產(chǎn)品也較多。此類機(jī)器人任務(wù)較為單一，傳感器種類較少，硬件平臺搭建較為容易，對學(xué)生而言是一個較為理想的智能機(jī)器人平臺。

該平臺的硬件設(shè)計采用單CPU架構(gòu)，以輪式機(jī)器人為主。車體由車架、電池組、直流電機(jī)、車輪、微控制器、傳感器等組成。外部傳感器把環(huán)境信息輸入到單片機(jī)開發(fā)板，單片機(jī)開發(fā)板對信息進(jìn)行處理，處理后的決策信號通過擴(kuò)展轉(zhuǎn)接板傳給電機(jī)，控制電動轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖l所示。

為保證機(jī)器人運(yùn)動靈活且易于控制，我們采用圓形車體十三輪式移動機(jī)構(gòu)。兩主動輪差速驅(qū)動，第三個萬向輪起輔助支撐的作用。傳感器的布置有多種方案供選擇，學(xué)生選擇不同的位置安裝傳感器會影響到該機(jī)器人后期避障、路徑規(guī)劃等智能算法的設(shè)計及研究。微控制器采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)，通過超聲/紅外傳感器感知環(huán)境信息，使用L298電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動左右兩個直流電機(jī)，使用PWM技術(shù)對電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通過MAX7219驅(qū)動6位LED數(shù)碼管顯示器顯示系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種信息。

2.2視覺類機(jī)器人

傳統(tǒng)的移動機(jī)器人視覺系統(tǒng)通常采用通用計算機(jī)進(jìn)行視覺信息處理。隨著微控制器技術(shù)的不斷發(fā)展，高端的微控制器也具備了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

由于視覺信息處理計算量很大，為了使設(shè)計的視覺類機(jī)器人平臺能夠應(yīng)用已定的圖像處理算法，視覺類機(jī)器人的層次架構(gòu)采用二級CPU架構(gòu)，主從式控制實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。一級CPU采用ARM微控制器，嵌入裁剪的Linux系統(tǒng)，負(fù)責(zé)圖像信息的獲取、處理、系統(tǒng)管理等操作；二級CPU采用單片機(jī)微控制器實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動的控制。

整個系統(tǒng)的硬件選型為搭載900MHz Quad-core ARM Cortex-A7處理器的樹莓派開發(fā)板、MSP430F149開發(fā)板、攝像頭、穩(wěn)壓電源模塊、直流電機(jī)、L298N電機(jī)驅(qū)動板、機(jī)器人機(jī)體、電源（12V蓄電池）和轉(zhuǎn)接板。

控制機(jī)器人移動的底盤控制方案除了前面清掃類機(jī)器人用到的雙輪差動驅(qū)動以外，還有一種全向驅(qū)動方式。全向驅(qū)動方式靈活性更強(qiáng)，其中三輪驅(qū)動的方式具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。結(jié)合視覺類機(jī)器人需求，該平臺采用全向驅(qū)動方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動。

2.3多傳感器信息融合類機(jī)器人

多傳感器信息融合技術(shù)是近年來十分熱門的研究課題，它結(jié)合了控制理論、信號處理、人工智能、概率和統(tǒng)計的發(fā)展，為機(jī)器人在各種復(fù)雜的、動態(tài)的、不確定或未知的環(huán)境中工作提供了一種技術(shù)解決途徑。信息融合的研究內(nèi)容極其豐富，涉及的基礎(chǔ)理論較多，如有參數(shù)模板法、聚類分析、支持向量機(jī)、K均值聚類等分類方法；自適應(yīng)共振理論（ART）、自適應(yīng)共振理論映射和模糊自適應(yīng)共振理論網(wǎng)絡(luò)等自適應(yīng)的方法進(jìn)行傳感器融合；專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯等人工智能方法對融合大量的傳感器信息，用于非線性和不確定的場合。

單級、二級CPU架構(gòu)只能滿足簡單的多傳感器技術(shù)的需求（如清掃類、視覺類機(jī)器人等），復(fù)雜的多傳感器融合類機(jī)器人的層次結(jié)構(gòu)采用“多CPU架構(gòu)+分布式控制”方式實(shí)現(xiàn)。在主控機(jī)上實(shí)現(xiàn)多傳感器信息融合算法，下位機(jī)則可根據(jù)需求設(shè)計多個CPU，每個CPU選用單片機(jī)控制機(jī)器人的不同部位，承擔(dān)固定任務(wù)，使得機(jī)器人系統(tǒng)高速、穩(wěn)定運(yùn)行。同時每個微控制器負(fù)責(zé)獲取不同類型的傳感器信息，通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。上位機(jī)通過智能分析算法得到?jīng)Q策，決策數(shù)據(jù)通過無線模塊傳到微控制器去執(zhí)行，如圖3所示。

整個系統(tǒng)的硬件選型為高性能PC機(jī)（上位機(jī)）、MSP430F149（下位機(jī)微控制器）、WIFI模塊、各種傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)（傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)由學(xué)生根據(jù)機(jī)器人項(xiàng)目的環(huán)境信息、具體的功能等確定）。

3機(jī)器人平臺在教學(xué)過程中的實(shí)踐及效果

在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科實(shí)踐環(huán)節(jié)中，組織大二、大三具備C語言基礎(chǔ)、單片機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生，3～5人自由組隊，根據(jù)教師給出的項(xiàng)目任務(wù)書進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計、項(xiàng)目實(shí)施以及項(xiàng)目答辯等各個環(huán)節(jié)。圖4展示的是部分小組制作的機(jī)器人實(shí)物。其中圖4（a）所示的是一個基于超聲傳感器的輪式機(jī)器人。顯示屏可顯示機(jī)身距離障礙物的距離，該機(jī)器人只包含一個微控制器MSP430開發(fā)板?；诔晜鞲衅鳈z測的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制。圖4（b）所示的是一個視覺機(jī)器人，該機(jī)器人包含兩個微控制器，一個為樹莓派開發(fā)板，另一個為MSP430開發(fā)板。樹莓派開發(fā)板主要用于處理圖像信息，MSP430開發(fā)板主要用于控制機(jī)器人的運(yùn)動。圖4（c）所示的是一個多傳感器融合的機(jī)器人系統(tǒng)。壓力傳感器、MPU6050傳感器等檢測機(jī)器人自身狀態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)通過MSP430開發(fā)板外接的WIFI模塊傳給上位機(jī)，上位機(jī)的決策也可通過WIFI模塊傳給單片機(jī)控制器。

篇10

關(guān)鍵詞 ：智能科學(xué)與技術(shù)；視頻公開課；混合教學(xué)模式

第一作者簡介：劉坤，女，講師，研究方向?yàn)橹悄芸刂?、機(jī)器視覺等，Liukun03@mails．thu．edu．cn。

1 背景

2001年美國麻省理工學(xué)院啟動近九百門免費(fèi)、開放式網(wǎng)絡(luò)課程資源，供給全世界各地的學(xué)生和學(xué)者使用，使得知識能夠公開、自由地分享。從此，網(wǎng)絡(luò)成為開啟民智的知識載體。開放式教育資源運(yùn)動在全球范圍內(nèi)方興未艾，國際著名高校紛紛將精品課程公開，共享其教學(xué)資源與教育方式。與此同時，國內(nèi)各大學(xué)也陸續(xù)各自的視頻公開課程。隨著時代的發(fā)展，未來職業(yè)需要的是跨學(xué)科、具有國際化視野的人才，借鑒國外網(wǎng)絡(luò)開放視頻資源和新的課堂行為，對提升國內(nèi)高校的教育方法和教育水平具有積極意義。雖然國內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)視頻資源已經(jīng)數(shù)不勝數(shù)，但目前這些視頻資源在高校教學(xué)活動中并未得到有效合理的應(yīng)用，其在使用過程中存在以下問題：

1)缺乏與教學(xué)活動的整合與互動。

目前，在高等學(xué)校中網(wǎng)絡(luò)視頻資源的使用依然是以少數(shù)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的模式存在。獨(dú)立學(xué)習(xí)模式受學(xué)生自身的積極性、自制力以及背景知識等多方面因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的努力預(yù)期對使用教育資源的行為產(chǎn)生影響。另外，如何查找資源，能否了解資源的相關(guān)性和背景知識，如何構(gòu)建適合學(xué)生需要的個性化學(xué)習(xí)資源是影響學(xué)生使用開放教育資源的關(guān)鍵因素。在使用視頻開放課程方面，由于學(xué)生的知識和經(jīng)驗(yàn)有限，對大量的視頻資源缺乏足夠的甄別和篩選能力，使得很多優(yōu)質(zhì)的資源并未得到有效利用。

2)與現(xiàn)有教學(xué)體系和課程安排沖突。

由于目前高校中傳統(tǒng)的授課模式并未改變，相應(yīng)的教學(xué)體系與課程安排、授課學(xué)時等并未考慮網(wǎng)絡(luò)視頻公開課的內(nèi)容，兩種教學(xué)資源的平行與獨(dú)立導(dǎo)致學(xué)生難以抽出更多時間學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)視頻課中的前沿性及實(shí)用性知識。另外，由于網(wǎng)絡(luò)視頻課缺乏針對特定對象的系統(tǒng)性安排，學(xué)習(xí)者相應(yīng)的基礎(chǔ)知識欠缺也會阻礙其學(xué)習(xí)，雖然目前的網(wǎng)絡(luò)載體平臺中建立了交流機(jī)制，但交流的單向性和非實(shí)時陛很難保證發(fā)揮其功效，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題不能及時得到解決。

2 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)分析

自2004年教育部批準(zhǔn)“關(guān)于北京大學(xué)設(shè)置‘智能科學(xué)與技術(shù)’本科專業(yè)的方案”以來，先后有南開大學(xué)、北京郵電大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等18所高校建立了智能科學(xué)技術(shù)本科專業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2004年為止，包括中國科技大學(xué)在內(nèi)的10所全國重點(diǎn)研究生院就有400多個與“智能”方向密切相關(guān)的研究生培養(yǎng)方向。在社會需求方面，畢業(yè)生去向也增加了很多相關(guān)行業(yè)和崗位，如智能產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用、新興的“智能服務(wù)”業(yè)和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，以及在研發(fā)設(shè)計部門擔(dān)任智能系統(tǒng)設(shè)計工作、在企業(yè)擔(dān)任智能工程師等與智能有關(guān)的崗位。

另外，在國外的知名高校中關(guān)于人工智能方面的研究和教學(xué)也在不斷增加，包括斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、華盛頓大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，賓夕法尼亞大學(xué)等，其涉及內(nèi)容覆蓋范圍之廣、前沿性之強(qiáng)前所未有。其中加州大學(xué)伯克利分校主要涉足知識表示、推理、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、決策、預(yù)測、機(jī)器人技術(shù)以及語音和語言處理等基礎(chǔ)研究的核心領(lǐng)域；德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校主要涉及機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語言處理、規(guī)劃、論證，機(jī)器人和視覺感知。

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為國內(nèi)新增開設(shè)的面向前沿技術(shù)的基礎(chǔ)性本科專業(yè)，特點(diǎn)是其屬于交叉性學(xué)科，知識覆蓋面很廣，培養(yǎng)目標(biāo)是要求學(xué)生具備多學(xué)科交叉知識、受到良好科學(xué)思維和研究思維訓(xùn)練，具有知識自我更新和創(chuàng)新的能力。相比其他專業(yè)，該專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容的新穎性、開放性和前沿性提出了更高要求，然而傳統(tǒng)授課模式難以解決授課內(nèi)容的基礎(chǔ)性與前沿性的矛盾。視頻公開課程作為課堂教學(xué)的延伸與拓展，作為對傳統(tǒng)課堂的補(bǔ)充，對于促進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)工作的擴(kuò)展具有重要意義。視頻公開課與傳統(tǒng)課堂教學(xué)資源的混合模式，可以突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限性，借助網(wǎng)絡(luò)平臺的無限延展性，實(shí)現(xiàn)兩種不同教育方法的優(yōu)勢互補(bǔ)。

3 混合教學(xué)模式的提出與實(shí)施

3.1 混合教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

混合學(xué)習(xí)理論產(chǎn)生于20世紀(jì)末，它的提出源于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)（也稱在線學(xué)習(xí)或遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)）的興起。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式逐漸興起，相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式在時間和空間上安排更為自由，具有高效、快速、個性化和低成本等特點(diǎn)。國際上還曾就此展開了“有圍墻的大學(xué)是否將被沒有圍墻的大學(xué)所取代”的激烈辯論。2000年，美國教育部在《教育技術(shù)白皮書》中指出：①網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能實(shí)現(xiàn)某些特定的教育目標(biāo)，但它并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)課堂教學(xué)；②網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)不能完全取代學(xué)校教育，但它會極大地改變課堂教學(xué)的目的與功能。這種觀點(diǎn)在國際教育界也逐漸達(dá)成共識。

混合學(xué)習(xí)就是要把傳統(tǒng)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式的優(yōu)勢相結(jié)合，既要發(fā)揮傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師的引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)督作用，又要調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，盡量實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果最大化?；旌蠈W(xué)習(xí)在表面上是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的簡單結(jié)合，但其蘊(yùn)含更深層次的結(jié)合：教學(xué)活動中教師占主導(dǎo)地位與學(xué)生占主體地位的結(jié)合；傳統(tǒng)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式的結(jié)合；不同教學(xué)媒體形式的結(jié)合等。因此，混合學(xué)習(xí)模式是教育理念與教學(xué)策略層面的變革，它要盡可能融合所有教學(xué)資源的優(yōu)勢。構(gòu)建視頻公開課與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的整合模式正是源于混合學(xué)習(xí)理論的思想，將兩者有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮二者優(yōu)勢，避免二者弊端。

與傳統(tǒng)教學(xué)過程相比，網(wǎng)絡(luò)視頻公開課與大學(xué)教學(xué)活動進(jìn)行整合可表現(xiàn)為以下幾個方面的優(yōu)勢：首先，該模式既能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，又沒有忽視教師的指導(dǎo)和監(jiān)督作用，同時調(diào)動“教”與“學(xué)”的積極性和主動性；其次，讓教學(xué)媒介成為創(chuàng)造新的學(xué)習(xí)環(huán)境、促進(jìn)和激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具；再次，學(xué)生獲得知識的渠道更加多元化，網(wǎng)絡(luò)視頻資源所提供的虛擬化環(huán)境也可以進(jìn)一步提高學(xué)生對知識的理解；最后，該方式為學(xué)生提供了更加權(quán)威和多元的評價體系。

3.2 視頻應(yīng)用新模式的探索

網(wǎng)絡(luò)視頻公開課與大學(xué)教學(xué)活動進(jìn)行整合，要充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢來培養(yǎng)學(xué)習(xí)者有目標(biāo)地進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。二者的整合主要包括學(xué)習(xí)資源的混合與學(xué)習(xí)方式的混合，通過對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)評價等要素做系統(tǒng)的調(diào)整與安排，達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的目的。

翻轉(zhuǎn)課堂模式是當(dāng)前比較流行的一種混合模式，在課下學(xué)習(xí)時學(xué)習(xí)者可以自主控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，滿足個性化的學(xué)習(xí)需求，通過在課上與教師和同伴互動與交流，加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入理解。該模式也存在一定問題，即現(xiàn)有課程體系的課時安排是在傳統(tǒng)授課模式下設(shè)計的，翻轉(zhuǎn)模式的實(shí)現(xiàn)要求學(xué)生在課下利用額外時間預(yù)習(xí)視頻中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，對于自制力差的學(xué)生，課下視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度難以保證，進(jìn)一步導(dǎo)致課上討論達(dá)不到預(yù)期效果。因此，探尋合理的使用模式，使視頻資源得到有效利用是目前亟須解決的問題。

針對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)及要求，“二次翻轉(zhuǎn)課堂模式”是適合本專業(yè)的視頻公開課與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的整合模式。與現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)課堂模式相比，二次翻轉(zhuǎn)課堂模式首先在課上由任課教師引出學(xué)習(xí)的內(nèi)容及目標(biāo)，提出具體要解決的問題，引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分析與思考，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課下的視頻學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)；模塊化的視頻有助于不同的學(xué)生進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)，讓網(wǎng)絡(luò)視頻課作為學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充與輔助；最后，學(xué)生再回到課堂對提出的問題與解決的方法進(jìn)行分析與討論，并探索新的解決辦法，拓展開放性思路，培養(yǎng)學(xué)生的興趣及創(chuàng)新精神?！岸畏D(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式如圖1所示。

(1) 一次課堂：教師首先在課堂上引出即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容及期望解決的問題，設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并介紹解決該問題所需要的基礎(chǔ)知識，作為后續(xù)學(xué)習(xí)的知識儲備。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步與學(xué)生共同分析討論解決此問題有可能用到的方法與途徑，并初步確定解決思路與解決問題的基本框架，讓學(xué)生了解知識點(diǎn)的用途與性質(zhì)，傳統(tǒng)課堂上解決問題的原理和具體的流程等細(xì)節(jié)問題作為學(xué)生課下學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

(2)課下自主學(xué)習(xí)：教師首先要創(chuàng)建教學(xué)視頻并將其到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上，這是學(xué)習(xí)者課下自主學(xué)習(xí)的前提。教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容自制公開課視頻，或在網(wǎng)絡(luò)上選擇比較優(yōu)秀的適合本門課程的公開視頻課程。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺先進(jìn)行視頻資源自學(xué)，在學(xué)習(xí)中遇到的問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的討論區(qū)進(jìn)行討論與交流，也可以與教師進(jìn)行在線交流。每節(jié)視頻課程，都會有一定數(shù)量和難易度不同的題目供學(xué)習(xí)者練習(xí)。在每次課學(xué)習(xí)結(jié)束時，學(xué)習(xí)者要對觀看過程中遇到的問題和難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，以便在課上與老師和同學(xué)進(jìn)行交流。

(3)二次課堂：教師在課上根據(jù)學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)時產(chǎn)生的疑問，結(jié)合課程內(nèi)容總結(jié)出一些有探究價值的研究問題；然后根據(jù)學(xué)生選擇的不同研究問題進(jìn)行分組，并創(chuàng)建相應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，包括學(xué)生獨(dú)立解決問題的個性化學(xué)習(xí)環(huán)境和小組團(tuán)隊協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境。具體來講，就是在小組內(nèi)部先將所選擇的探究問題分解成幾個具體的子問題，讓每個小組成員結(jié)合自身能力選擇某個子問題進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完之后再將每個小組成員學(xué)習(xí)的結(jié)果在本小組內(nèi)進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，最終得出問題的解決方法，并通過小型辯論會或報告會的形式進(jìn)行成果展示。此后，教師對整個學(xué)習(xí)過程進(jìn)行綜合評價。該整合模式的評價方式與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中的評價方式不同，須專門組織相關(guān)學(xué)者、教師和學(xué)生家長等對學(xué)習(xí)中每個階段的表現(xiàn)采用多維度、多方式進(jìn)行綜合評價，并將評價的結(jié)果反饋給學(xué)生。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)視頻資源的混合模式在國內(nèi)的高等院校中還未得到廣泛應(yīng)用，目前清華大學(xué)在研究生教學(xué)方面展開了初步嘗試。混合模式的實(shí)施在實(shí)踐過程中需要在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)評價等很多相關(guān)方面重新做出調(diào)整與安排，除此之外，還需要授課教師重新制定教學(xué)內(nèi)容、選擇網(wǎng)絡(luò)視頻資源，重新安排教學(xué)計劃與進(jìn)度等，這樣才能逐漸轉(zhuǎn)變以教師為主的傳統(tǒng)授課模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

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篇11

1　引言

“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教育意指將“智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系”傳授給本科生或研究生。構(gòu)建智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系通常有兩種途徑：(1)經(jīng)驗(yàn)歸納法，從社會實(shí)踐和科學(xué)研究已經(jīng)獲得的知識集合中選擇出若干，認(rèn)為這些知識應(yīng)該歸屬于“智能科學(xué)與技術(shù)”，且將其結(jié)構(gòu)化與系統(tǒng)化。(2)概念演繹法。追問“智能科學(xué)與技術(shù)”的確切含義為何，由此聯(lián)想其涉及的主要方面，概念推演形成的軌跡即是知識體系。兩種方法的結(jié)論應(yīng)是一致的。就實(shí)際操作而言，前者的主要環(huán)節(jié)是“選擇知識”和“搭建體系”，而“選擇什么”和“搭建成何樣”就與研究者的偏好相關(guān)，常出現(xiàn)觀點(diǎn)相左的情形；后者的主要環(huán)節(jié)是“明確語義”和“語義延伸”，能被稱為概念的東西總是成熟的，即已有大量的先前研究，對此人們的分歧較少，而從概念出發(fā)的語義延伸又是遵循演繹邏輯的，由此而得的知識體系就易被公認(rèn)。

本文的研究采用概念演繹法，具體的討論依層次遞進(jìn)展開，首先明確“智能科學(xué)與技術(shù)”的中文語義，其次討論該語義涉及的關(guān)鍵概念之內(nèi)涵，進(jìn)而合成這些關(guān)鍵概念的具體內(nèi)容，繼之概括“智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系”，最后設(shè)計“智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教育的課程體系”。

2　“智能科學(xué)與技術(shù)”的語義

盡管有邏輯上的先后，“科學(xué)”與“技術(shù)”通常被認(rèn)為是并列的兩種人類文化活動?！爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”就應(yīng)被分為“智能科學(xué)”與“智能技術(shù)”。

智能是某種行為主體所具有的能力和所表現(xiàn)的行為。這種具有智能的行為主體目前(也許永遠(yuǎn))只有兩類：生物(其中主要是人類)和機(jī)器。若以人類代表生物，智能就有兩種表現(xiàn)形態(tài)，人類智能(human intelligence)和人工智能(artificial intelligence)，后者是對前者的模仿與延展。

科學(xué)是為了獲得所考察對象的知識體系，技術(shù)則是依據(jù)某種原理設(shè)計制造各種人工系統(tǒng)。由此，“人類智能科學(xué)”、“人工智能科學(xué)”、“人工智能技術(shù)”是無歧義的，而“人類智能技術(shù)”就不成立(確切地說，是間接地通過“人工智能技術(shù)”的方式表現(xiàn)出來)。

基于上述分析，“智能科學(xué)與技術(shù)”的語義由三部分構(gòu)成，“關(guān)于人類智能的科學(xué)”、“關(guān)于人工智能的科學(xué)”和“應(yīng)用人工智能的技術(shù)”。根據(jù)慣常的教育與研究分工，前者是心理科學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)所在，后二者則是信息科學(xué)領(lǐng)域的前沿方向。目前國內(nèi)所開辦的“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教育大多屬于理工科本科，其側(cè)重所在自然是“人工智能”。

支撐著“智能科學(xué)與技術(shù)”及其三部分構(gòu)成的關(guān)鍵概念是“智能”、“科學(xué)”與“技術(shù)”，對其進(jìn)行深入剖析有助于推演出“智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系”。

3　關(guān)鍵概念的剖析

3.1　“智”對應(yīng)于Intelligence

漢語中的“智”是“知”的后起字，而“知”是“出于口者疾如矢也”，意指認(rèn)識的事物可以脫口而出?！爸碧砑恿恕霸弧奔礊椤爸恰?，再清楚不過，“智，知而道出也”。智，就是人們?nèi)粘？谡Z中的“知道”。

英語中的Intelligence源于拉丁語的動詞intellegere，意思是to understand。而intellegere是inter(interl與legere(to choose)的合成詞，故它所表達(dá)的是“在推理基礎(chǔ)上的理解”。

可見，漢語的“智”關(guān)注知識(識，知也?！墩f文》)及其共享；英文的Intelligence則強(qiáng)調(diào)知識及其可靠來源。有所差異并不妨礙將不同文化系統(tǒng)中的這兩個概念對應(yīng)起來。

3.2　“智”的派生詞

盡管語義十分貼切，卻不可將Intelligence直接漢譯為“智”。在現(xiàn)代漢語中，單字形式的名詞一般不用于表達(dá)抽象概念，因?yàn)閱我艄?jié)的高頻率使用在言語交流中難以通暢順口。通常都是采用雙字形式的名詞。“智”需要再添加一字。處理的辦法無非兩類，同義重復(fù)或附加意義。前者生成的是“智慧”，后者得到的是“智能”和“智力”。

智慧之“慧”，一方面與“智”同義(知或謂之慧。《方言》)，另一方面又與佛教名詞“般若”(Praina)相連，在中國的文化傳統(tǒng)中，佛是高深至上的，這樣，智慧的真理性就毋庸置疑。作為漢語詞匯的“智慧”固定下來之后，除了與英文的Intelligence相對應(yīng)，還與英文的wisdom(wise“聰明的”+dom“性質(zhì)或狀態(tài)”)相一致。更重要的是，wisdom就是希臘語的sophy，由此構(gòu)成了philosophia(英文philosophy)。“智慧”連接著中國的佛教(與中國哲學(xué)相通)和西方的哲學(xué)。智慧是哲學(xué)層面的。

“智能”和“智力”都是“智的能力”的簡稱。推敲其中的意味饒是有趣。作為物理學(xué)概念的“能”和“力”，二者是一種源流關(guān)系，因而在漢語的習(xí)慣中，“能”更本質(zhì)，“力”則外顯，暗含著有高下之分。這樣，智能有“智能人”、“智能機(jī)器”、“智能科學(xué)”等，智力則是“智力游戲”、“智力玩具”、“智力商數(shù)”等。層次的感覺是明顯的。智能和智力是科學(xué)層面的。

“智”的派生詞最常用的有三個：智慧、智能和智力，它們均可英譯為Intelligence，但在漢語中分別屬于三個層次，即哲學(xué)領(lǐng)域、科學(xué)領(lǐng)域(較高層次)和科學(xué)領(lǐng)域(較低層次)。

3.3　關(guān)鍵概念的文化比較

將與“智”相關(guān)的中文概念和與Intelligence相關(guān)的英文概念進(jìn)行對比，可看出中西方文化的相通與差異，有助于更深刻明晰地理解“智能”的語義。表1是基于英語概念的文化比較。從中可見，“智能”較高于“智力”在西方文化中表現(xiàn)為對現(xiàn)在分詞的偏愛。

表2是基于漢語概念的文化比較。英語的Intelligence可以籠統(tǒng)地表示漢語的“智、智慧、智能、智力”?，F(xiàn)限定“構(gòu)建智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系”是一項(xiàng)科學(xué)研究(即不考慮“智慧”)，再用“智能”作為“智能”和“智力”的統(tǒng)稱，這樣，“智能”就成為將要繼續(xù)討論的唯一概念。

3.4　智能之“能”

前已闡明，智能就是“智的能力”。這種能力究竟為何，學(xué)者們曾有過大量的討論。其中一種通俗簡潔的表述 被包含于后者之中。在人工智能中將二者分開，緣于它們的對象不同，前者針對的是自然界，后者則面向人類已有的知識積累?！巴评怼笔巧w存在的基本前提。所以，關(guān)于人工智能的科學(xué)只有兩個分支：機(jī)器感知／發(fā)現(xiàn)理論(派生于人的認(rèn)識論)和機(jī)器推理理論(基于人腦推理理論的討論)。

(4)應(yīng)用人工智能的技術(shù)。第3.6節(jié)說明，技術(shù)就是應(yīng)用手段、技能和方法設(shè)計與制造人工系統(tǒng)。圖4模型所示意要設(shè)計與制造的人工系統(tǒng)只有專家系統(tǒng)和機(jī)器人。所以，應(yīng)用人工智能的技術(shù)主要有兩個：專家系統(tǒng)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)。

(5)基于現(xiàn)狀的人工智能科學(xué)與人工智能技術(shù)的內(nèi)容調(diào)整。前面將“機(jī)器感知”和“知識發(fā)現(xiàn)”歸于科學(xué)范疇，其根據(jù)就是因?yàn)樗鼈兙强陀^存在。然而，現(xiàn)在的“機(jī)器感知”還非常簡單，對于諸如表情、語氣等稍微復(fù)雜的客觀現(xiàn)象就無能為力：“知識發(fā)現(xiàn)”也主要依賴于基于語法的關(guān)鍵詞匹配，而對于如何有效地理解語義特別是語用還差得很遠(yuǎn)。鑒于如此現(xiàn)狀，將“機(jī)器感知”和“知識發(fā)現(xiàn)”歸于技術(shù)更合適一些。

(6)智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系。集成上述的觀點(diǎn)可得圖5所示的知識體系。理論是概念、原理的體系(《辭海》)，本身就是知識體系。技術(shù)包括手段、技能和方法，也是知識或知識指導(dǎo)下的操作。所以，智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系由兩個理論和四種技術(shù)構(gòu)成。

圖5的表示是粗線條的。正是因?yàn)樗鼪]有將與“智能”有關(guān)的科學(xué)理論和技術(shù)方法全部羅列出來，才有了一個簡潔的框架，以便在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)分和添加，最終形成一個系統(tǒng)的圖景。

6　“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教育的課程體系

“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教育的使命就是將圖5所示的知識體系教授給本科生或研究生。學(xué)校教育總是以課程方式進(jìn)行的。智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系必須轉(zhuǎn)化為課程體系?；趫D5所示模型、兼顧目前大學(xué)課程設(shè)置的現(xiàn)狀、特別是參照國內(nèi)學(xué)者的研究成果和國內(nèi)率先開辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的大學(xué)的探索性經(jīng)驗(yàn)，提出“智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教育的課程體系”的一種方案，見表3。

如表3所示，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的課程設(shè)置對應(yīng)于智能科學(xué)與技術(shù)知識體系的主要內(nèi)容(見圖5)，共六門主干課程：

(1)“腦與認(rèn)知科學(xué)”。包括“腦科學(xué)”與“認(rèn)知科學(xué)”。

(2)“機(jī)器學(xué)習(xí)”。推理是學(xué)習(xí)過程中所采用的主要方法，機(jī)器學(xué)習(xí)包含機(jī)器推理，在一般意義上可以認(rèn)為二者同義。目前講授機(jī)器學(xué)習(xí)的大學(xué)課程主要有：“機(jī)器學(xué)習(xí)”、“模式識別”(是實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的一種方法)、“計算智能”。后者包括“模糊計算”、“神經(jīng)計算”、“進(jìn)化計算”，講授一些具有前沿性的理論與方法。

(3)“機(jī)器感知”。包括“機(jī)器視覺”模仿人類的視覺、“計算機(jī)語音技術(shù)”模仿人類的聽覺、“自然語言理解”模仿人類對語言與文字的理解。

(4)“知識發(fā)現(xiàn)”。包括“信息檢索”和“數(shù)據(jù)挖掘”，前者在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行關(guān)鍵字匹配、在萬維網(wǎng)上進(jìn)行關(guān)鍵字匹配、在語義網(wǎng)上進(jìn)行語義匹配以獲取所需要的信息，后者將信息組織到數(shù)據(jù)倉庫中以便尋求信息之間的規(guī)律性關(guān)聯(lián)即獲得知識。

(5)“專家系統(tǒng)”。該課程所講授的內(nèi)容包括管理信息系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、多Agent系統(tǒng)。它們是人工智能為人類提供的實(shí)用型信息產(chǎn)品。

(6)“機(jī)器人”。利用機(jī)器來獲得身心的解放與擴(kuò)展是人類的夢想和永遠(yuǎn)的追求。擬人機(jī)器的設(shè)計與制造涉及諸多學(xué)科，在大學(xué)的專業(yè)教育中只能講授一些基礎(chǔ)概念。

可以將整個“智能科學(xué)與技術(shù)的知識體系”看作是一個對知識進(jìn)行“輸入一加工一輸出”的結(jié)構(gòu)。由表3可見，與知識輸入有關(guān)的是“機(jī)器感知技術(shù)”和“知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)”；與知識加工有關(guān)的是“腦科學(xué)理論”和“機(jī)器推理理論”；與知識輸出有關(guān)的是“專家系統(tǒng)技術(shù)”和“機(jī)器人技術(shù)”。在智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中，分工專門研究知識輸入、知識加工、知識輸出，就構(gòu)成了其三個主要的研究方向：知識處理、智能理論與方法、智能系統(tǒng)與應(yīng)用(如表3所示)。

7　結(jié)論

(1)智能科學(xué)與技術(shù)是人類智能科學(xué)、人工智能科學(xué)和人工智能技術(shù)的總稱。技術(shù)的標(biāo)志是用于設(shè)計與制造人工系統(tǒng)，因而“人類智能技術(shù)”并不直接存在。

(2)“智能”是“智的能力”的統(tǒng)稱。中文的“智”之本義是“知而道出”，與英文的Intelligence(本義“推理基礎(chǔ)上的理解”)盡管側(cè)重不同，仍被認(rèn)為語義相等?，F(xiàn)代漢語不習(xí)慣單字形式的概念，“智”便有了三個常用派生名詞“智慧”、“智能”和“智力”。前者屬于哲學(xué)概念：后二者屬于科學(xué)對象，是“智的能力”的兩種不同簡稱，亦有層次高下之分。在科學(xué)領(lǐng)域，“智能”通常涵蓋“智能”和“智力”。

(3)智能科學(xué)是指，認(rèn)知智能事實(shí)、歸納智能規(guī)律、總結(jié)智能理論。

(4)智能技術(shù)是指，設(shè)計與制造人工智能系統(tǒng)的手段、技能和方法。

(5)智能(intelligence)應(yīng)該是“能智”。即能知、能日、能推理、能理解、能應(yīng)用。

(6)智能是以知識為主線的三個環(huán)節(jié)的序貫過程。智能表現(xiàn)為知識在知識獲取、知識推理、知識應(yīng)用三類活動中的定向流動和逐級提升。

(7)智能首先遇到的問題是知識表示。人類智能的知識表示是在文化傳承中自然實(shí)現(xiàn)的，而人工智能的知識表示則依賴于專門的人為規(guī)定。這樣，智能的內(nèi)容就有四個部分：知識表示、知識獲取、知識推理、知識應(yīng)用。

(8)智能最簡明最本質(zhì)的定義是：知識+推理。人類智能的特征是，知識用自然語言表示、推理在人腦中進(jìn)行；人工智能的特征是，知識用機(jī)器語言表示、推理用機(jī)器實(shí)現(xiàn)。

(9)人類智能的內(nèi)容主要有五個：感官感知、信息檢索、人腦推理、實(shí)際問題解決方案、實(shí)際問題解決方案的執(zhí)行。

(10)人工智能是對人類智能的模仿與延伸，其主要內(nèi)容也相應(yīng)有五個：機(jī)器感知、知識發(fā)現(xiàn)、機(jī)器推理、專家系統(tǒng)、機(jī)器人。

篇12

智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個多學(xué)科交叉的跨應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將把整個信息科學(xué)技術(shù)推向“智能化”的高度，這正是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大趨勢，對于這方面人才的需求也越來越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握堅實(shí)智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專門知識，具備作為工程師或領(lǐng)導(dǎo)者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學(xué)研究、工程設(shè)計、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問題進(jìn)行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計的高級專門人才。

高校應(yīng)穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生教育，夯實(shí)本科教育基礎(chǔ)并積極創(chuàng)造條件，大力開展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，良好科研素質(zhì)和較強(qiáng)創(chuàng)造能力的智能科學(xué)與技術(shù)工程師。

2教學(xué)計劃與教學(xué)管理分析

智能科學(xué)與技術(shù)屬于計算機(jī)類專業(yè)，其必修課程設(shè)計原則是使學(xué)生具備計算機(jī)科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識，尤其是大類專業(yè)招生教學(xué)的院校，通識課程主要是數(shù)學(xué)、物理文化基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)。專業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程，專業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)課程。計算機(jī)類專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學(xué)、微分方程、概率與統(tǒng)計、數(shù)值計算等；專業(yè)課程一般包括程序設(shè)計基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計等。

2.1學(xué)分

本科培養(yǎng)計劃的學(xué)分中，國內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢是逐步減少，追求少而精。國內(nèi)院校一般在130～190學(xué)分之間，如北京大學(xué)為150學(xué)分，清華大學(xué)為1 70學(xué)分，東南大學(xué)與浙江大學(xué)均為160學(xué)分，還有16學(xué)時為1學(xué)分的，也有18學(xué)時為1學(xué)分的。

中國臺灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺灣交通大學(xué)最低畢業(yè)學(xué)分為128學(xué)分，其中必修課程須達(dá)76學(xué)分（共同必修58學(xué)分+資工組核心須達(dá)分+（資工組副核心課程學(xué)分+另2組核心課程學(xué)分）），專業(yè)選修本系課程須達(dá)12學(xué)分，其他選修課程須達(dá)12學(xué)分，通識課程須達(dá)28學(xué)分（含外語課程必修8學(xué)分）。臺灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺灣“清華大學(xué)”為136學(xué)分，其中必修和必選學(xué)分126，其他與導(dǎo)師商量決定。

美國的大學(xué)各校差異較大。美國的學(xué)分計算有4學(xué)期制、兩長一短制及兩學(xué)期制，其中加州大學(xué)伯克利分校為120學(xué)分，麻省理工大學(xué)為90學(xué)分，加州大學(xué)洛杉磯分校為186學(xué)分，斯坦福大學(xué)為180學(xué)分。

2.2教學(xué)管理

在教學(xué)管理上，斯坦福大學(xué)給學(xué)生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學(xué)院。除了醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生需要經(jīng)過一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個學(xué)期適當(dāng)時候隨意選擇專業(yè)，并且選擇專業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。

國內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實(shí)行按大類招生的學(xué)校之一，分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類，前兩年不分專業(yè)，按學(xué)科分類集中培養(yǎng)。

臺灣的大學(xué)專業(yè)也是按大類完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專業(yè)完成各學(xué)程，包括基礎(chǔ)課、核心課和進(jìn)階課。

教學(xué)分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu)，也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺灣的大學(xué)教學(xué)分為課程與修業(yè)、學(xué)分學(xué)程。

2.3實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)

計算機(jī)類專業(yè)各大院校都強(qiáng)調(diào)課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而目前課程該如何進(jìn)行教學(xué)？這不僅是實(shí)驗(yàn)問題，如何以工程教育專業(yè)論證為目標(biāo)，怎樣使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學(xué)是主流實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，尤其是美國的大學(xué)，大作業(yè)體現(xiàn)的是實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的結(jié)合，是考查學(xué)生是否理解理論知識的重要途徑。學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計算機(jī)專業(yè)知識，還進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)都屬于實(shí)踐創(chuàng)新性教學(xué)模式。例如，斯坦福大學(xué)程序設(shè)計范式課程重點(diǎn)比較C、C++、Java的特點(diǎn)和難點(diǎn)，每1～2周有一次大作業(yè)，針對不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語言實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類編程語言的應(yīng)用場合；麻省理工大學(xué)的課程計劃是必須先修12學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，再修3門或4門核心課程，最后選擇3門方向?qū)W科和1門關(guān)于該方向的實(shí)驗(yàn)課、2門專業(yè)拓展課。

3智能科學(xué)與技術(shù)課程體系分析

智能科學(xué)與技術(shù)課程體系在智能基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，需要安排基礎(chǔ)性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究，主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù)；自然語言處理與理解技術(shù)；知識處理（認(rèn)識）技術(shù)，包括知識提煉、知識分類、知識表示技術(shù)等；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是統(tǒng)計與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習(xí)技術(shù)；決策技術(shù)，即知識演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等；策略執(zhí)行技術(shù)，即控制與調(diào)節(jié)技術(shù)；智能機(jī)器人技術(shù)，特別是面向?qū)ｉT領(lǐng)域的智能機(jī)器人技術(shù)；智能機(jī)器人之間的合作技術(shù)；基于自然語言理解的智能人機(jī)交互與合作技術(shù)；智能信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

國內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)校包括北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)是第2批開始培養(yǎng)智能專業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計劃中，專業(yè)必修課程（2分）包括：①專業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計、集合論與圖論、概率統(tǒng)計A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎(chǔ)（分）：數(shù)字邏輯設(shè)計、微機(jī)原理和信號與系統(tǒng)；③智能基礎(chǔ)（5學(xué)分）：腦與認(rèn)知科學(xué)與人工智能基礎(chǔ)。專業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計實(shí)驗(yàn)、微機(jī)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)、機(jī)器感知和智能處理實(shí)驗(yàn)、智能多媒體信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。選修組合課程（29～32學(xué)分）：學(xué)生按照自己的興趣，參考智能的2個專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術(shù)及其他：①公共核心課程（分）：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、模式識別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專業(yè)方向課程（11～15學(xué)分）：機(jī)器感知與智能機(jī)器人方向、智能信息處理與機(jī)器學(xué)習(xí)方向、新技術(shù)及其他。

西安電子科技大學(xué)智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計與分析、最優(yōu)化理論與方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、計算智能導(dǎo)論、模式識別、圖像理解與計算機(jī)視覺、智能傳感技術(shù)、移動通信與智能技術(shù)、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、智能系統(tǒng)平臺專業(yè)實(shí)驗(yàn)等課程及30多門選修課程。

建議各學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)院教學(xué)特色與實(shí)際需求，設(shè)計專業(yè)核心課程。北京大學(xué)偏重“信息處理”，湖南大學(xué)偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強(qiáng)調(diào)的一個前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于大計算機(jī)類，更需要大EECS專業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專業(yè)，計算機(jī)以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯、數(shù)據(jù)庫五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，因此信號與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計算智能導(dǎo)論、模式識別、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器人學(xué)等；研究學(xué)位課程包括模式識別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)（人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計算智能導(dǎo)論、模式識別）、核心（智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應(yīng)用（機(jī)器人學(xué)）。

4結(jié)語

（1）在課程計劃實(shí)施過程中，教師需要遵循課程的時序圖，即描述課程的進(jìn)階關(guān)系，從本科直到研究生，同時還可以實(shí)行一定的修課限制，如臺灣交通大學(xué)計算機(jī)概論與程式設(shè)計和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設(shè)計課程等。

（2）程序設(shè)計類課程用上機(jī)程序能力考試來設(shè)置合格條件，如臺灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計及格條件為通過“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測試作為程序設(shè)計課程通過的考核標(biāo)準(zhǔn)。

（3）鼓勵學(xué)生參與項(xiàng)目、競賽等課外科技活動，如臺灣“清華大學(xué)”的綜合論文訓(xùn)練是由具有同等水平的項(xiàng)目訓(xùn)練成果或SRT（student research training）計劃項(xiàng)目以及其他課外科技活動成果經(jīng)認(rèn)定后代替的。

篇13

關(guān)鍵詞 ：雙語教學(xué)；智能科學(xué)技術(shù)；浸入式；C語言

基金項(xiàng)目：2014年遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目“浸入式的C語言程序設(shè)計課程雙語教學(xué)模式探索與實(shí)踐”( UPRP20140592)。

第一作者簡介：申華，男，教授，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)開發(fā)，shenhua@neusoft．edu．cn。

0 引 言

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是面向前沿高新技術(shù)的基礎(chǔ)性本科專業(yè)，是國際上公認(rèn)的最具發(fā)展前景的專業(yè)之一，在激烈競爭的國際環(huán)境下，先掌握智能科學(xué)技術(shù)，就有可能掌握制勝的主導(dǎo)權(quán)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用層出不窮，與國際先進(jìn)的智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展接軌，對于推進(jìn)我國智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展以及培養(yǎng)高層次智能科學(xué)技術(shù)人才尤為重要。

在教育國際化、科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展全球化的趨勢下，我國對精通專業(yè)知識和外語的復(fù)合型人才需求不斷增加。教育部2001年頒布的《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》指出——按照“教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”的要求，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)——這就明確提出了高等院校雙語教學(xué)的要求?！?010-2020國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》再次提出要擴(kuò)大教育開放，提高國際交流合作水平，擴(kuò)大政府間學(xué)歷學(xué)位互認(rèn)，支持中外大學(xué)間的教師互派、學(xué)生互換、學(xué)分互認(rèn)和學(xué)位互授。雙語教學(xué)已成為我國教育改革與國際接軌以及現(xiàn)代化高等教育未來發(fā)展的重要組成部分。

開展雙語教學(xué)，是培養(yǎng)具有國際合作意識、國際交流與競爭能力的高素質(zhì)外向型專業(yè)人才的重要手段。一般雙語教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)包括：閱讀最新的外文技術(shù)資料和資訊，對外文文獻(xiàn)的理解以及面對面與外國同行直接進(jìn)行信息交流等。概而言之，就是培養(yǎng)學(xué)生的外語應(yīng)用能力，保持與國外先進(jìn)知識與技術(shù)的同步。

1 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的雙語課程體系規(guī)劃

智能信息產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)和知識更新快、新產(chǎn)品層出不窮的特點(diǎn)，學(xué)生畢業(yè)后從事產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和科研都不可避免地要接觸國外先進(jìn)技術(shù)，查閱外文技術(shù)資料等，若讀研深造，更要經(jīng)常查閱大量英文資料和科技論文，參加國際學(xué)術(shù)會議進(jìn)行技術(shù)交流等，而目前工科學(xué)生普遍欠缺應(yīng)用英語進(jìn)行專業(yè)知識交流的能力。為培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用英語學(xué)習(xí)和迅速了解國外先進(jìn)智能技術(shù)、進(jìn)行技術(shù)交流的能力，造就國際化智能工程技術(shù)人才，在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)施雙語課程教學(xué)是十分必要的。

目前國內(nèi)高校的專業(yè)英語教學(xué)可歸納為以下兩種情況：

(1)理工類專業(yè)中，專業(yè)英語是歷史悠久、開設(shè)較為廣泛的一門課程，一般由英語教師教授。該類課程的主要問題是英語教師不具備相關(guān)理工專業(yè)的知識，所選用的科技類通俗內(nèi)容與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相距甚遠(yuǎn)，普遍處于教師不愿教、學(xué)生無意學(xué)的尷尬局面。

(2)近年來，各高校普遍嘗試開設(shè)針對部分學(xué)生（如“快班”學(xué)生）的專業(yè)課程雙語教學(xué)，由理工科專業(yè)教師講授。這些雙語課程絕大多數(shù)是將某門專業(yè)課改為雙語教學(xué)，很少有高校從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)人手，系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)建雙語課程體系。

正如語言的學(xué)習(xí)需要一個緩慢、長期、漸進(jìn)的過程一樣，外語應(yīng)用能力的培養(yǎng)也需要通過一系列雙語課程的學(xué)習(xí)逐步開展和提升。從智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，構(gòu)建大學(xué)期間雙語課程不斷線、面向全體學(xué)生的雙語教學(xué)體系，通過有針對性的雙語課程立體化培養(yǎng)，使學(xué)生既達(dá)成專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，又符合國際化復(fù)合型人才的需求。

基于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系，考慮英文在課程中的應(yīng)用比例，兼顧雙語課程實(shí)施的難度，可設(shè)計軟件開發(fā)和硬件開發(fā)兩條專業(yè)課程主線（如圖1所示），實(shí)現(xiàn)學(xué)生雙語能力的系統(tǒng)化培養(yǎng)。

根據(jù)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，雙語課程的軟件主線主要選擇程序設(shè)計類課程，這是因?yàn)槌绦虮旧肀仨毞嫌⑽恼Z法規(guī)則，再加上程序編譯器、編譯信息提示和幫助文檔皆為英文，非常適合以英文為工作環(huán)境；硬件主線選擇以電路圖、芯片手冊等作為主要技術(shù)資料的核心課程，這些知識內(nèi)容以直觀的圖表作為載體，雙語教學(xué)中語言障礙帶來的影響可以被降至最低。

2 雙語教學(xué)師資隊伍的建設(shè)與培養(yǎng)

教師是雙語教學(xué)最直接的實(shí)施者，教師的語言水平和教學(xué)能力直接關(guān)系到雙語教學(xué)的成敗。從實(shí)際教學(xué)活動上看，雙語課程的授課教師要有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、扎實(shí)的學(xué)科知識以及深厚的學(xué)術(shù)造詣和研究能力，能充分理解運(yùn)用原版教材，把握學(xué)科前沿；同時還要求具備較高的外語水平，能在課堂上熟練地在雙語之間進(jìn)行切換，準(zhǔn)確地表達(dá)專業(yè)知識。也就是說，承擔(dān)雙語授課的教師不僅專業(yè)精深、英語好，還要能用英語表述專業(yè)知識、解析專業(yè)詞匯，并具備良好的教育教學(xué)管理能力。

目前，我國高校還沒有學(xué)科專業(yè)或機(jī)構(gòu)專門針對雙語師資進(jìn)行培養(yǎng)，而雙語教師的匱乏已成為制約雙語教學(xué)發(fā)展的瓶頸。為更好鼓勵雙語教學(xué)，培養(yǎng)雙語師資隊伍，大連東軟信息學(xué)院2012年就制定頒布了《雙語教學(xué)管理辦法》，從教師的口語培訓(xùn)、雙語課程級別的認(rèn)定、雙語課程的建設(shè)、雙語課程的獎勵和雙語課程的效果評估等多個方面，對雙語課程的教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和管理。

師資培訓(xùn)采取脫崗培訓(xùn)、在崗培養(yǎng)等方式，選拔英語基礎(chǔ)較好、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、教學(xué)效果好的教師有計劃地開展外語培訓(xùn)，提高教師的英文水平并學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的教學(xué)理念。同時，引進(jìn)高水平的雙語教學(xué)人才，優(yōu)化師資隊伍的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)，形成雙語教師梯隊。還應(yīng)鼓勵教師間互相聽課，定期開展研討，在課程負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)下采用導(dǎo)師制幫助新教師進(jìn)步與成長。

雙語課程實(shí)施根據(jù)難易程度，劃分為A、B、C三個級別，均采用外文原版教材及外文課件。A級課程課堂教學(xué)中全部使用外語，課程考核全部使用外文并要求學(xué)生用外文作答；B級課程課堂教學(xué)中使用外語授課達(dá)到50%以上，至少50%的課程考核使用外文并要求學(xué)生用外文作答；C級課程課堂教學(xué)中使用外語授課達(dá)到30%以上，至少30%的課程考核使用外文并要求學(xué)生用外文作答。根據(jù)教師雙語授課能力、課程難易程度以及授課對象的接受程度，各個專業(yè)選擇申請開設(shè)相應(yīng)級別的雙語教學(xué)課程，學(xué)校設(shè)有專門的雙語課程評估委員會對申請進(jìn)行評估，并安排試講。

3 雙語課程的教學(xué)設(shè)計

雙語教學(xué)的實(shí)施存在兩個難點(diǎn)，一個是課程知識目標(biāo)的達(dá)成，另一個是引入雙語教學(xué)后對學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)帶來的影響，克服語言障礙實(shí)現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成是實(shí)施雙語教學(xué)的最大挑戰(zhàn)。針對不同類型的雙語課程，須精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容的講授既符合專業(yè)知識的特點(diǎn)，又能有效減輕語言障礙帶來的困擾。

程序設(shè)計類課程因其自身特點(diǎn)使得雙語教學(xué)這種新的教學(xué)形式實(shí)施起來更加有效。很多程序設(shè)計語言（如C語言、C++語言、Java語言等），其語言表述、語法結(jié)構(gòu)和算法邏輯與英語思維較接近，而且程序的開發(fā)環(huán)境也是以英文版本居多，即使是漢化的中文版界面，程序在設(shè)計調(diào)試過程中的編譯信息和錯誤提示信息也都是用英文表達(dá)。在學(xué)習(xí)這些語言時，不需要進(jìn)行漢語的翻譯，只需對其英文本意進(jìn)行直譯，這是該類課程適合雙語教學(xué)的最主要原因和最大優(yōu)勢。另外，程序類課程中采用雙語教學(xué)，學(xué)生在對專業(yè)知識的相關(guān)術(shù)語和英文表述有了一定的了解和掌握后，當(dāng)程序設(shè)計和調(diào)試過程中遇到問題時，可以較好地理解提示信息，大大提高程序調(diào)試效率。因此，雙語教學(xué)對程序設(shè)計類課程的學(xué)習(xí)有明顯的幫助和促進(jìn)作用。

以第一門雙語課程C語言程序設(shè)計為例，根據(jù)該課程培養(yǎng)目標(biāo)的定位，學(xué)生需要掌握基本的C語言語法，并應(yīng)用C語言進(jìn)行編程實(shí)踐，解決實(shí)際問題?；谠撃繕?biāo)，須對課程理論知識和實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，綜合C語言程序設(shè)計的知識點(diǎn)，將C程序作為C語法的載體，以編程實(shí)踐貫穿整個教學(xué)過程；同時，基于課程內(nèi)容的不同模塊，可安排與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密、由簡入繁的程序設(shè)計項(xiàng)目，設(shè)計出符合學(xué)生理解能力和認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)內(nèi)容；此外，兼顧知識銜接和教學(xué)學(xué)時等方面的要素，合理安排章節(jié)內(nèi)容，將理論授課和編程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生理解、掌握基本理論知識并進(jìn)行編程實(shí)踐。

4 雙語課程教學(xué)方法與手段

雙語教學(xué)對于學(xué)生來說最大難度在于外語環(huán)境的適應(yīng)，包括聽、說、讀、寫等多個方面。經(jīng)過幾年的探索，筆者在雙語課程中采用浸入式( Immersion)教學(xué)模式，取得了較好的效果。浸入式教學(xué)模式最早起源于加拿大的一種外語教學(xué)模式，教師在課堂上不但用第二語言教授第二語言，而且用第二語言講授部分學(xué)科課程。也就是說，第二語言不僅是學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而且是學(xué)習(xí)的工具。浸入式教學(xué)使傳統(tǒng)的、孤立的外語教學(xué)向外語與學(xué)科知識教學(xué)相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)變。

專業(yè)課程的雙語教學(xué)就是要使用外語作為工具來開展專業(yè)學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，因此，采用浸入式的教學(xué)模式極為適合。當(dāng)然，鑒于學(xué)生的外語接受能力以及教師用外語描述專業(yè)知識的難度，初步可以采用中英文混合式教學(xué)。首先，教師使用常用英語組織課堂、管理課堂；其次，課程中涉及到的各種教學(xué)儀器、圖表、

關(guān)鍵詞 匯等用英語來表達(dá)；再次，課程所涉及的專業(yè)術(shù)語用英語介紹給學(xué)生。而其他的重點(diǎn)知識內(nèi)容，可以中文表述為主，英文表述為輔。隨著雙語教學(xué)進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)生慢慢適應(yīng)雙語教學(xué)課堂氛圍后，教師可以逐漸加大使用英語講解學(xué)科知識內(nèi)容的比例，最終達(dá)到完全使用英語進(jìn)行專業(yè)知識教學(xué)。

以C語言程序設(shè)計課程為例，遵循浸入式雙語教學(xué)的基本思路，課程內(nèi)容回顧、課程內(nèi)容小結(jié)、一些圖文并茂的應(yīng)用性內(nèi)容的講解、課堂提問等環(huán)節(jié)均采用全英文授課方式，但一些理論性較強(qiáng)、較難理解的內(nèi)容，則應(yīng)視學(xué)生的掌握情況減少英語講解的比例。同時，作業(yè)、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)、試題和開發(fā)環(huán)境( Turbo C)也全部采用英文。這樣，學(xué)生在課內(nèi)和課外的所有學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中主動或被動地浸入到純英文的學(xué)習(xí)環(huán)境中，從不適應(yīng)到適應(yīng)，從不習(xí)慣到習(xí)慣，學(xué)生也逐漸適應(yīng)雙語學(xué)習(xí)的形式，甚至覺得英文對專業(yè)知識的表述更加簡單、直接，易于理解。

從具體的教學(xué)手段上，理論知識可以借助多媒體和計算機(jī)技術(shù)開展教學(xué)，比如使用多媒體和動畫等手段使知識內(nèi)容形象化展現(xiàn)，提高課堂教學(xué)效率。同時采用Turbo C編譯器對程序進(jìn)行在線編譯、調(diào)試，將程序運(yùn)行過程實(shí)時展示給學(xué)生，既有助于學(xué)生理解程序語法的功能，又能直觀動態(tài)地反映程序的執(zhí)行過程。在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，運(yùn)用案例教學(xué)和程序設(shè)計項(xiàng)目教學(xué)，以提高程序設(shè)計能力為重點(diǎn)，精講多練，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用C語言編程解決實(shí)際問題。

5 雙語課程教學(xué)資源開發(fā)

雙語教學(xué)的基本原則是盡量使用原版外文教材和參考資料。原版外文教材的內(nèi)容體現(xiàn)了理論的前瞻性，有利于學(xué)生了解專業(yè)前沿理論知識和最新發(fā)展動態(tài)。另外，選擇原版外文教材給學(xué)生營造了一個全面接觸專業(yè)外語的環(huán)境，包括準(zhǔn)確使用專業(yè)詞匯、準(zhǔn)確表達(dá)專業(yè)內(nèi)容。只有使用原版外文教材，才能真正使雙語教學(xué)從形式和內(nèi)容上與世界主流技術(shù)和專業(yè)思想保持一致。

當(dāng)然，由于國外教材是根據(jù)西方的文化習(xí)慣和思維方式編寫的，直接閱讀可能會對大部分學(xué)生造成很大學(xué)習(xí)壓力，甚至?xí)蛊涿允в诿ＣＳ⒄Z海洋中，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)專業(yè)課程的積極性。為此，在使用英文原版教材的基礎(chǔ)上，最好由授課教師開發(fā)基于原版外文教材的純英文電子課件，作為原版教材的簡化版本學(xué)習(xí)資料，這樣學(xué)生以電子課件為綱，再閱讀原版教材就會很容易把握知識的難重點(diǎn)。此外，還可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計純英文的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和習(xí)題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不得不“浸入”到英文環(huán)境中去，隨著學(xué)習(xí)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，語言障礙就會越來越小，部分學(xué)生甚至在學(xué)習(xí)過程中會逐漸形成英語思維習(xí)慣。

以大連東軟信息學(xué)院電子工程系開設(shè)的C語言程序設(shè)計雙語課程為例，課程選擇Michael Vine的《C Programming for the Absolute Beginner》作為教材，該教材以程序講述語法，同時精選大量程序范例，在保持知識系統(tǒng)性的同時增加趣味性，尤其適合初次學(xué)習(xí)C語言的讀者使用。課程組基于該教材開發(fā)了全套英文課件，編寫了涵蓋各個章節(jié)的全英文實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，開發(fā)了基于萬維考試系統(tǒng)的C語言全英文試題庫，還基于網(wǎng)絡(luò)給學(xué)生提供大量豐富的外文參考資料以及與課程有關(guān)的電子文檔和視頻資料，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

6 雙語課程的教學(xué)效果評估與反饋

雙語課程作為一種新的教學(xué)類型，在實(shí)施過程中須采取全流程的監(jiān)控措施對教學(xué)效果進(jìn)行評估，以保證雙語課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提高與改善。教學(xué)質(zhì)量管理與保障部專門成立雙語教學(xué)督導(dǎo)教師隊伍，針對雙語課程，系統(tǒng)地收集和分析資料，進(jìn)行課程效果評估，分析判斷雙語課程教學(xué)質(zhì)量的高低、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法的有效程度，并給出相應(yīng)的反饋用于指導(dǎo)今后的教學(xué)活動。具體可從以下兩個方面全程監(jiān)控雙語教學(xué)質(zhì)量：

1)雙語教學(xué)過程監(jiān)控。

通過每學(xué)期3次網(wǎng)上調(diào)查問卷，了解學(xué)生對雙語教學(xué)的滿意程度，收集大量關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋信息。督導(dǎo)教師進(jìn)課堂聽課，通過文字記錄、課堂錄音等形式，對課堂情況（包括外語發(fā)音、表達(dá)、語速、課堂感染力、學(xué)生專注程度等）進(jìn)行記錄和評估．并通過教學(xué)質(zhì)量管理平臺將相關(guān)信息及時反饋給授課教師和開課系部，以便掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，及時調(diào)整和優(yōu)化雙語教學(xué)活動。

2)雙語教學(xué)效果評估。

跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，了解雙語授課對學(xué)生專業(yè)能力的提高程度。從短期目標(biāo)來看，要關(guān)注學(xué)生經(jīng)過雙語課程學(xué)習(xí)后掌握的技能及其掌握程度，可通過課程考核來分析；從長期目標(biāo)來看，應(yīng)關(guān)注畢業(yè)生在工作中的外語應(yīng)用能力、國際化工作環(huán)境的適應(yīng)能力以及運(yùn)用外語解決問題的能力等是否得到提升。

7 結(jié)語

雙語教學(xué)要遵循“循序漸進(jìn)、因材施教”的原則，根據(jù)學(xué)生的外語認(rèn)知水平，選擇適合的教學(xué)方法和手段，逐步開展和提升；要注重實(shí)效，不能以犧牲學(xué)生專業(yè)能力為代價，單純追求雙語課程的開設(shè)率；還須深入研究雙語課程的特點(diǎn)，從師資隊伍建設(shè)、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法與手段、教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)效果評價與反饋等多個維度探索適宜的雙語教學(xué)模式，順利推進(jìn)雙語教學(xué)，保證學(xué)生既獲得先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和前瞻性的專業(yè)知識，又系統(tǒng)培養(yǎng)專業(yè)外語應(yīng)用能力和獲取新知識、新資源的能力，以培養(yǎng)全面發(fā)展的復(fù)合型、國際化人才，為全球化經(jīng)濟(jì)改革建設(shè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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