導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇智能科學與技術論文，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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：G642　文獻標識碼：A

1　引言

隨著智能科學技術在人類生活各個領域的不斷滲透，它所帶動的智能技術浪潮正在不斷地擴大，并對社會、文化、教育的發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。

“智能科學與技術”本科專業(yè)作為一門剛剛起步的新專業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應用需求。它是一門綜合交叉性學科，旨在培養(yǎng)具有腦與認知科學、智能科學、信息科學、現(xiàn)代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡、信息處理的基本技能，綜合運用所學知識與技能去分析和解決實際問題，具有較強的自學能力和創(chuàng)新能力的高級復合型人才。

“智能科學技術導論”課程是“智能科學與技術”專業(yè)的基礎課程，作為本專業(yè)的“敲門磚”，可以幫助學生對“智能科學與技術”專業(yè)有一個整體上的認識，對智能科學領域有一個初步的了解。

2　課程概述

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

本課程具有以下特點：

(1)從宏觀上介紹智能科學技術領域的相關內容，綜合性強。

課程整體地介紹了智能科學技術以及智能科學領域的基本概念、學術思想、知識體系、學術特色，使學生對“智能科學技術”由完全陌生的狀態(tài)變?yōu)槟軌驅λ幕灸Ｐ秃突締栴}建立一個初步、宏觀的，然而又是準確和科學的認識。

課程剖析了智能科學技術與相關學科之間的關系，使學生明了智能科學技術、信息科學技術、控制科學技術和計算機科學技術各有各的獨立研究領域，各有各的獨特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促進。

通過回顧和展望，本課程揭示了智能科學技術的精彩發(fā)展前沿技術與巨大的創(chuàng)新機遇，指明當代智能科學與腦科學、神經(jīng)科學、認知科學的結合將開辟極其廣闊的發(fā)展空間，同時也指出智能科學技術面臨著科學研究方法論的深刻變革。

(2)解析專業(yè)課程結構框架，指引學生采用正確的學習方法開展本專業(yè)的課程學習。

科學的學習方法是受多因素制約的多層次、多序列的復雜的動態(tài)體系。從微觀上說，怎樣讀書，怎樣上課，怎樣實驗，怎樣實踐，怎樣做筆記，怎樣記憶，怎樣運用學習時間等都是方法問題；從宏觀上看，怎樣制定學習戰(zhàn)略，怎樣選擇治學途徑，怎樣不斷優(yōu)化知識結構，如何確立學習觀和學習原則等也都包含著“方法”問題。

本課程通過闡述智能科學與技術專業(yè)的知識結構，并對其進行深入分析，幫助學生認識整個專業(yè)的知識體系，明晰本專業(yè)課程的組成、每門課程的作用以及課程之間的邏輯關系，指引學生采用正確得當?shù)膶W習方法開展本專業(yè)的課程學習。

(3)激發(fā)學生熱情，培養(yǎng)學生興趣。

本課程從根本上闡明了智能科學技術必然在現(xiàn)今時代崛起并迅速登上現(xiàn)代科學技術舞臺的內在緣由，啟示學習智能科學技術的必要性和重要性，啟發(fā)學生的歷史責任感和崇高使命感，使他們認識到能夠學習“智能科學與技術”專業(yè)是他們這一代人的幸運。同時，通過分析和案例介紹，說明智能科學技術對于經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的巨大作用，認識到信息化必須走向智能化才能建成現(xiàn)代化國家，從而有效地增強學生學習智能科學技術的自覺性、自豪感。

通過介紹一些典型的智能系統(tǒng)，使學生初步建立起智能科學技術的直觀形象和感性認識，相當于進行了一次“智能科學技術的認識實習”，以此激發(fā)學生的學習熱情。

3　課程教學的認識與思考

3.1 著重實際應用，激發(fā)學生興趣

智能科學是一個不斷發(fā)展的學科，它的技術成果、研究動向更新地很快。教師應及時地介紹智能科學技術領域的最新科技成果，將其引入課程教學，增加操作環(huán)節(jié)，可由教師進行演示，或由學生自己在實驗室進行運行。

通過操作加深感悟，是學生參與知識形成過程的關鍵。通過親手執(zhí)行包含智能技術的應用系統(tǒng)，使學生獲得關于智能科學技術更為深刻的體驗，大大拉近學生與智能科學技術之間的距離，使他們感覺到“智能科學技術就在自己身邊”。這樣，既增強了學生對本課程的興趣，又使學生及時掌握了本學科領域發(fā)展的最新動態(tài)，擴大了知識面。

3.2　組建研究小組，鼓勵創(chuàng)新思維

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

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

3.3　采用靈活考評方式，建立綜合考評體系

傳統(tǒng)的單純以期末考試成績作為考量的考評方式過于片面，同時也容易束縛學生的思維。綜合考慮智能科學技術專業(yè)的培養(yǎng)計劃以及智能科學技術導論的課程特點，筆者認為，應采用靈活的考評方式，建立綜合的考評體系。

本課程考評體系可分為三部分：期末考卷、調研表現(xiàn)、小論文。期末考卷只要基于本課程教材的基本理論、基礎知識、課堂內容進行測試。調研即3.2節(jié)中所提到的組建研究小組，每個小組就自己的研究方向進行調研，參閱書籍、查找資料、深入探討，以PPT的形式向教師和全體學生進行總結匯報。小論文指學生以自己的調研方向為題目，撰寫專題論文。這種考評方式是以書本為平臺，培養(yǎng)學生主動系統(tǒng)地獲得新知識、新技術的能力，主要包括基本學習能力、自學能力、實踐操作能力和表達能力，鼓勵學生勇于創(chuàng)新的精神。同時，也調動了學生查閱資料，自主思考問題的積極性，擴展了知識面。

3.4　參觀實驗室，了解領域研究現(xiàn)狀

智能科學技術學科的大學畢業(yè)生，應該既可以從事智能理論和智能系統(tǒng)的研究、智能科學技術相關專業(yè)的教學，又可以從事實際與智能技術相關的工程開發(fā)工作。而對于剛剛接觸這個專業(yè)的學生來說，很難從書本中明了自己今后的究竟能做些什么，也很難將書面知識與實際應用相結合。通過參觀與專業(yè)相關的實驗室，進行現(xiàn)場教學，幫助學生將課本上的抽象理論與具體實踐結合起來，讓學生了解將來可能會從事的工作，了解學科領域的研究現(xiàn)狀，親身感受實驗室的學術氛圍，激發(fā)學生對專業(yè)領域高水平研究的向往。

篇2

0引言

智能科學與技術專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應國家科學與技術發(fā)展的需要而設立的，專業(yè)代碼080907T。智能科學與技術專業(yè)屬于一個交叉學科，涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此，如何交叉學科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求，研究與實踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。

1創(chuàng)新課程體系的意義

德國率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實就是將互聯(lián)網(wǎng)技術與嵌入式系統(tǒng)技術、計算機技術、先進制造技術等相結合，形成虛擬與現(xiàn)實相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標準的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學習等技術在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品，快速交付給客戶。

在制造領域，這種技術的漸進性進步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表；第②階段以1870年的電動機械發(fā)明與應用為代表；第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時代。當前，中國工業(yè)機器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進入成長期。另外，中國工業(yè)機器人使用密度遠低于主要發(fā)達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發(fā)展對相關專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢，智能科學與技術專業(yè)畢業(yè)生今后的一個重要就業(yè)方向將是服務于產(chǎn)業(yè)界的機器人領域。

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

2智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標

如何充分利用民辦學校的企業(yè)資源優(yōu)勢，辦好智能科學與技術專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務的辦學宗旨，根據(jù)行業(yè)中長期發(fā)展的需求，在保證專業(yè)知識體系完整性的前提下，結合“工業(yè)4.0”對專業(yè)人才知識、能力的需求，我們將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術，智能機器人傳動、驅動技術，智能機器人系統(tǒng)構建技術，嵌入式系統(tǒng)技術等。4年來的辦學實踐證明，我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求，并具有一定的前瞻性。

基于以上專業(yè)定位，對智能科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業(yè)一體化的理論與實踐課程體系規(guī)劃，機器人實踐平臺升級，專業(yè)課程的教學設計、教學方法、考核方式改革，教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業(yè)教學中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”對專業(yè)人才知識及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。

通過對智能科學與技術專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運行4年的本專業(yè)課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識結構設計、理論與實踐一體化設計；總結課程教學手段和方法；完成高質量的教學資源建設；建立高水平的師資隊伍。

3創(chuàng)新課程體系構建方案

專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項目為導向設計專業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項目設計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中，讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發(fā)與運作，獲得實踐經(jīng)驗和實際操作能力，實現(xiàn)企業(yè)真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項目群，對學生的知識、能力、素質進行全面培養(yǎng)，使學生得到全方位的鍛煉。

3.1支撐培養(yǎng)目標實現(xiàn)的一體化課程體系

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

引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應我國國情的教學計劃，采用先進的教學理念與培養(yǎng)模式，初步構建以設計為中心，理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。

理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當降低理論知識的難度，著重培養(yǎng)學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性，構建基礎理論平臺課程群與專業(yè)模塊化課程群相結合的理論教學體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個性化發(fā)展，增強學生對社會的適應性。

實踐課程體系方面，依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標，以能力為本位，以項目為載體，以“學中做”和“做中學”為方法，統(tǒng)籌安排基礎實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業(yè)設計（論文）與企業(yè)實習等各類實踐教學環(huán)節(jié)，使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化；將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統(tǒng)化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業(yè)相結合，貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設計項目）的設計直接針對專業(yè)的培養(yǎng)目標，實踐學期的二級項目和基于專業(yè)課程的三級項目分別是一級項目培養(yǎng)能力的分解。

采用基于社會實際崗位的逆推法設計課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標，將專業(yè)培養(yǎng)目標抽象為若干個專業(yè)核心應用能力，再根據(jù)每個專業(yè)核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程群。

設置課程群不僅要考慮智能科學與技術專業(yè)本身課程體系的科學性與遞進關系，還要充分研究專業(yè)相關的重點行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規(guī)范納入課程，實現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟及行業(yè)、企業(yè)的有效對接。目前，智能科學與技術專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統(tǒng)構建技術和嵌入式系統(tǒng)技術，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設計與開發(fā)，以及智能技術在工業(yè)控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關技術有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場總線”等知識模塊構建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡課程群，融合“工業(yè)機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業(yè)4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。

智能科學與技術專業(yè)課程體系的構建分為基礎課程、專業(yè)基礎課程、專業(yè)崗位應用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性，前兩個階段與傳統(tǒng)大學基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個階段面向人才市場的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。

3.2科學的人才培養(yǎng)質量評價體系

大連東軟信息學院智能科學與技術專業(yè)按照全面質量管理的理念，建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合，形成性考核評價與終結性考核評價相結合，定性評價與定量評價相結合，采取管理學確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學質量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。

智能科學與技術專業(yè)教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業(yè)、課程、項目、教材以及素質教育等環(huán)節(jié)落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價，學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學過程評價，主要從課程考核、實踐學期以及畢業(yè)設計（論文）3個關鍵環(huán)節(jié)展開。

3.3高水平師資隊伍建設

專業(yè)自成立以來就十分關注師資隊伍的培養(yǎng)，不斷強化專業(yè)師資隊伍建設，持續(xù)關注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設，加強“雙師型”教師隊伍的培養(yǎng)力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業(yè)實踐、學術研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設一支結構合理、素質優(yōu)良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中，實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發(fā)展方案。

3.4教學資源建設

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1高水平人才交叉培養(yǎng)計劃實施背景

《北京市教育委員會關于印發(fā)北京高等學校高水平人才交叉培養(yǎng)計劃的通知》（京教高[2015]1號）提出共建高校雙方要根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展急需人才所應具有的知識、能力與素質，聯(lián)合相關行業(yè)企業(yè)，共同制訂專業(yè)和方向的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)標準，構建與之相匹配的專業(yè)培養(yǎng)計劃，包括專業(yè)核心課程體系、實踐能力培養(yǎng)體系和素質提升體系，培養(yǎng)基礎扎實、專業(yè)過硬、能力突出的高素質人才。

北京科技大學、北京信息科技大學智能科學與技術專業(yè)“機器人大腦方向”雙培項目于2015年開始正式實施。目前主要采用“3+1”培養(yǎng)模式，即前3年在北京科技大學自動化學院智能科學與技術專業(yè)學習，第4年在北京信息科技大學自動化學院智能科學與技術專業(yè)學習并完成畢業(yè)論文。

2“機器人大腦方向”雙培方案的構建

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

2015年4―5月，北京信息科技大學與北京科技大學相關負責人先后進行兩次會談，就兩校智能科學與技術專業(yè)的建設情況、雙培計劃的基本情況，“機器人大腦方向”教學計劃和培養(yǎng)方案交換了意見，形成了雙培計劃培養(yǎng)方案制訂的初步設想。兩校的智能科學與技術專業(yè)具有相似的歷史淵源和專業(yè)方向，因此，在充分討論的基礎上，決定以兩?，F(xiàn)有的教學計劃為基礎，按市教委雙培的要求修訂“機器人大腦方向”教學計劃和培養(yǎng)方案。兩校分工實施課程教學、實踐教學、學生指導、質量評價、組織學生科技創(chuàng)新、學科競賽等工作。

2.1專業(yè)培養(yǎng)目標

具有堅實的數(shù)理基礎、信息技術的基礎知識以及腦科學與認知科學的基礎知識，系統(tǒng)地掌握智能科學技術的基礎理論、基礎知識和基本技能與方法，受到初步科學研究和工程實現(xiàn)的訓練，具備智能系統(tǒng)集成、智能技術應用方面研究和開發(fā)的基本能力。同時具有全面的文化素質、良好的知識結構和較強的新環(huán)境適應能力、自主學習能力和創(chuàng)新意識，并具有良好的語言和計算機運用能力。本科畢業(yè)后能夠在研發(fā)部門、學科交叉研究機構以及高校從事與智能科技相關領域的科研、開發(fā)、管理或教學工作，并可繼續(xù)攻讀智能科學與技術專業(yè)以及相關學科和交叉學科的碩士和博士學位。

2.2專業(yè)課程體系

智能科學技術是一門研究智能現(xiàn)象的本質與機理、智能模擬的方法與技術以及智能機器與智能系統(tǒng)應用的新興學科，由腦科學、認知科學、人工智能、信息科學技術等學科綜合交叉而成。圖1給出的智能科學與技術專業(yè)的知識體系，確定了課程設計的基本原則：智能應用的過程中需要有信息學科中的計算機、通信、控制和檢測等方面技術的支撐；建立以計算機、通信、控制和檢測技術為工具，以智能機器人為載體，結合信息科學和智能科學理論基礎的課程體系。

為體現(xiàn)“機器人大腦”的專業(yè)方向與特色，課程體系中加強了腦科學與認知科學、腦機接口、軟件開發(fā)與應用、虛擬現(xiàn)實技術等內容。表1給出了智能科學與技術“機器人大腦方向”的專業(yè)課程體系，其課程體系模塊設計為計算機基礎、電路基礎、信息與控制基礎、機器智能、智能系統(tǒng)五大模塊。

“機器人大腦方向”專業(yè)核心課程確定為：電路分析基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、信息論與編碼、信號處理、控制工程基礎、嵌入式系統(tǒng)、微機原理與應用、腦科學與認知科學、人工智能基礎、機器人組成原理、計算智能基礎、智能機器人、機器學習等。

2.3專業(yè)實踐體系

按照工程認證相關標準要求，建立了包括金工實習、電子工藝實習、各類課程設計與綜合實驗、工程認識實習、專業(yè)實習（實踐）在內的、完備的、面向工程需要的實踐教學體系，如圖2所示。

3“機器人大腦方向”雙培方案的實施

“機器人大腦方向”雙培計劃是北京地區(qū)高等教育綜合改革的試點，其目的在于推進北京地區(qū)高校之間的合作和優(yōu)質教育資源的共享，提升北京高校辦學水平和人才培養(yǎng)質量。為此，兩校通力合作進行了有益的探索與實踐。

3.1學風建設

北京信息科技大學為雙培學生配備了輔導員和班導師，班導師由學院主管教學的副院長承擔。在新生入學的第一個學期，班導師就從中學生到大學生的過渡、適應大學高強度的學習、學習方式方法、班委改選、期中考試后的總結等方面對學生進行指導。學院組織學生集中晚自習，由班導師、輔導員檢查。同時班導師、輔導員經(jīng)常走訪宿舍，與同學談心，使他們明確目標并養(yǎng)成良好的學習習慣。

同時，學校通過微信，不定期與共建高校的教師、學生溝通，隨時掌握雙培學生的學習生活狀況，如自動化學院開通的心動傳媒公眾號，成為雙培學生母校情節(jié)的有效紐帶。

3.2學生活動情況

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

篇4

1　智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科學中心，末作增擴。后者的簡稱——“信息中心”——雖然易與“計算中心”或“情報資料中心”混淆，卻是上世紀八十年代中期北大一些有識之士倡議建立的第一個多學科交叉研究中心。它以數(shù)學系、無線電f電子學)系和計算機系為主，聯(lián)合心理學、中文、遙感等共十個系所而組成，宗旨是開展多學科交叉研究，充分發(fā)揮北大的綜合優(yōu)勢。即使放在二十余年后的今天來看，這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎上，北大很快于1986年建立了第一個國家重點實驗室。就是這樣人數(shù)不多的一個機構，先后出過三名院士和一名北大常務副校長。以指紋識別為代表的研究成果進入國際先進行列，在國內得到廣泛應用。

 

2003年9月10日，北京大學最大的學院——信息科學技術學院——成立。它包括計算機、電子學、微電子學和智能科學四個系，有十二個(研究)所和中心，兩個國家重點實驗室和若干部門實驗室。系是教學單位，所和中心是研究實體。從此，智能科學系(暨信息中心、國家實驗室三位一體)翻開了新的一頁。

 

2　專業(yè)增列·學會指導

 

成立智能科學系除了要順應北大“系并院”的潮流，也是完善作為學校基本建制單位所必備的。何新貴院士為系取了名稱，如今許多學校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔任系主任，筆者是主管學科建設和教學的副主任，具體參與負責各項相關工作。創(chuàng)辦國內第一個智能科學與技術本科專業(yè)也是我們這一班人繼承傳統(tǒng)的首要任務。事實上，早在一年多前，大家就進行了醞釀，特別是中國人工智能學會教育工作委員會多次組織的相關研討，成為重要的準備基礎。

 

北大是一級學科下自主增設、增列學科專業(yè)的學校。系領導上任伊始第一件事就是要在當年申辦智能本科專業(yè)，而且志在必得。為此，我們在前期制定了詳細的步驟計劃，進行了深入調研和各項準備工作。我們起草完成了所需的各項材料(人才需求論證、專業(yè)建設規(guī)劃和適應培養(yǎng)目標的教學計劃與課程設置方案、教師教輔隊伍和基本辦學條件說明以及國內外背景對比材料等)，中國人工智能學會涂序彥等學者對此進行了專家論證，協(xié)助完成了論證報告。這些工作就緒后，我們在2003年10月下旬向學校主管副校長、教務部負責領導和學院領導做了匯報說明，并于10月30日正式提交申請材料。經(jīng)學校的學部討論通過，校教務部審核和校教學科研工作委員會論證(由于是國家公布專業(yè)目錄外者)，再經(jīng)校學術委員會審議，報校長辦公會批準，最后于12月15日前順利完成了全部程序，報教育部備案。2004年初，教育部正式批復并公布了北京大學“智能科學與技術”新的本科招生專業(yè)。這個專業(yè)名稱是查紅彬教授建議的，日后成為教育部批復新申辦學校的統(tǒng)一提法。

 

由于“智能科學與技術”未在國家公布的專業(yè)目錄中，因此是增列而非設置，北京大學將其置于計算機科學與技術一級學科之下。由于北大歷來嚴格控制招生規(guī)模，我們的30名招生計劃是由信息學院其他三個系從原有計劃分配名額中擠出來的。新專業(yè)的計劃發(fā)展規(guī)模最終為50名。

 

3　教學計劃·四校會議

 

智能科學系雖然成功地創(chuàng)建了國內第一個“智能科學技術本科”專業(yè)，但也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏本科教學的經(jīng)驗。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點、博士點和博士后流動站，研究生培養(yǎng)己歷十余年，但一直實施科研主導體制，未曾從事過本科教學。師資隊伍擴充快，新進年輕博士比例大，而真正有過本科教學經(jīng)歷者寥寥無幾。此外，信息學院成立后開始調整教學計劃，制定了一年級統(tǒng)一課程內容，新生是按學院統(tǒng)一招進來，第一年共同學習，后三年才分專業(yè)培養(yǎng)。我們雖然為申辦專業(yè)制定了一套課程計劃，但因不兼容學院的統(tǒng)一規(guī)劃而未能第一次通過學院教學指導委員會的審核。為此，我們組織學院經(jīng)驗豐富的老教授，為本系青年教師進行教學培訓，聽取學院主管負責領導和幾位多年從事本科教學管理的老系主任對教學計劃的修訂意見。

 

通過幾個月的努力，我們完善了智能科學系的課程體系，并最終通過學院教學指導委員會的審核。這個教學計劃具有幾個特點：一個大基礎——以學院的數(shù)、理和信息類為主，強調寬厚扎實;三個核心課程群作為專業(yè)理論基礎，包括智能基礎課程群(智能科學技術導論、人工智能、腦與認知科學、信息論、信號與系統(tǒng))、機器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數(shù)字信號處理、模式識別)和計算智能與知識發(fā)現(xiàn)課程群(智能信息處理、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、計算智能等)，以及兩門實驗(機器感知和機器智能)和其他各種選修課。四年學分150分，其中必修88學分(包括全校公選26學分、大類平臺20學分、學院要求的13學分、專業(yè)必修29學分)，專業(yè)選修56學分(含專業(yè)課44學分、通選課12學分)，畢業(yè)設計6學分。

 

為了更好地交流經(jīng)驗，擴大本專業(yè)的影響力，2005年5月，我們發(fā)起并與第二批獲準的學校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會，圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業(yè)的建設、招生、教學計劃制定和未來發(fā)展設想等方面進行交流研討，并建立了聯(lián)系機制和網(wǎng)站。全國一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況，開展座談，我們則盡可能貢獻自己的經(jīng)驗，給予支持。

 

4　招生·分流

 

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

 

為了克服盲目性引發(fā)的偏差，我們建立了一個網(wǎng)上分流系統(tǒng)，在正式填報專業(yè)前，增加了摸底預填報的環(huán)節(jié)，及時反饋群體意向的分布信息，指導學生們的選擇，也便于學院掌握動向，調整措施。這種大類招生、進來一段時間后再分專業(yè)的舉措體現(xiàn)了北大的人文關懷。智能專業(yè)初辦，基礎條件差，缺乏畢業(yè)生記錄的宣傳說明，與學院其他三個老牌系(電子學系50年歷史、計算機和微電子系30年歷史)相比較并無優(yōu)勢可言，但是我們通過扎扎實實的工作和細致有效的改進，使這個新方向日益顯現(xiàn)出魅力。隨著智能專業(yè)的成熟，特別是有了第一屆畢業(yè)生后，就愈加受到更多學生的喜愛。

 

選擇智能專業(yè)的人數(shù)逐年上升，2004級34人、2005級36人、2006級39人、2007級43人，目前正在進行的2008級分流達到45人。除了在信息學院內部的影響力不斷擴大，北京大學其他學院的轉系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計劃實驗班今年第一次有4名學生選擇智能專業(yè)，醫(yī)學部和光華管理學院也有申請者(本文成稿時這項工作還在進行)，2008級學生肯定突破50名，我們在第五年就達到了創(chuàng)辦智能科學專業(yè)的規(guī)劃目標。

 

5　首屆生·班主任

 

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

 

該班學生的年齡恰與我自己的孩子相同，我天然地熟悉他們的一般特點，也理解家長們的想法。北大信息學院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退學。這班學生在大一時的成績并不占優(yōu)，其中有幾人處在邊緣位置，因此，我立下的最低目標就是確保所有同學不掉隊。我首先通過全班民主選舉任命了一個5人組成的班委會，這個5人機構在隨后的幾年中發(fā)揮了重要作用：其次走訪宿舍，了解每個人的情況，為了消除代溝，我努力融入同學當中，學習熟悉他們的語境和思維想法。我同多數(shù)同學家長有過接觸，從中更深入地掌握學生的性格特點，也包括尋求家長的必要配合。我與所有同學做過不止一次的個人交談，經(jīng)常是在晚間，很多時候是他們主動找我，談遇到的各種困惑、自己的想法、志向等，我利用這些機會及時解決了具體問題。在學習上，我組織全班同學開展互幫互學，尤其對幾門有難度的專業(yè)課程進行“聯(lián)合攻關”。全班的“數(shù)據(jù)結構與算法”課程成績甚至超過了計算機系。

 

幾年來，全班團結互助，像一個大家庭，班委會也一再連任，得到全體擁護。到畢業(yè)時全部合格，實現(xiàn)了我的愿望。不僅如此，全班的學習成績在學校的綜合評估中優(yōu)良率達93‰畢業(yè)設計都在良以上，有14人獲優(yōu)秀，更有三名同學的畢業(yè)論文被評為學院“十佳”論文。學院的第一、三名也都出自我班。34名同學中有22名繼續(xù)保送本校讀研(其中20人仍在本系)，4名同學去了大的國企和知名外企工作，8名同學出國深造，在歐、美一些名校攻讀博士，其中有一名學生同時拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內的著名大學的全額獎學金(最后選擇MIT)。第一屆智能專業(yè)學生的良好成績極大鼓舞了我們，增強了我們辦智能專業(yè)的信心，也為以后的幾屆同學做出榜樣。

 

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

 

6　培養(yǎng)體系·本研貫通

 

北大是(文)理科性質的學校，“智能科學與技術”專業(yè)也是按理學設置，盡管它更強調學科交叉。從智能科學的內涵來看，我們設立的培養(yǎng)方向更多地是繼承自身傳統(tǒng)和學校的綜合優(yōu)勢，突出“以人為本”的腦認知和與心理生理結合，開展機器感知(視、聽、觸)和數(shù)據(jù)轉換信息，進而發(fā)現(xiàn)知識的機器智能兩個方面的研究。同時，我們配合學院的教學指導規(guī)劃設置課程計劃，除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育)，還有學院的公共平臺課。第一年主要是夯實數(shù)學、物理和信息類的基礎，后三年的專業(yè)課程安排是以必修的專業(yè)基礎和機器感知與機器智能兩個方向的專業(yè)核心課程為架構。為了強調學生的動手能力，還重點建設了兩門實驗課程。此外，還利用學校的各種本科科研基金項目(包括大學生創(chuàng)新基金、著政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實驗室承擔的項目來吸引學生，培養(yǎng)他們思考問題的能力，提高他們的研究興趣，為日后進一步深造打基礎。由于絕大多數(shù)學生都將讀研，這樣的安排無疑起到了積極作用，并成為撰寫畢業(yè)論文的基礎。我們還打通了本科高年級與研究生一年級的課程，利用各種機會舉辦研究講座，如龍星計劃、專題報告、國際人工智能遠程教學等活動，開闊學生的視野，引導研究方向，調動學生的潛質。從專業(yè)特點來看，我們的智能學科更偏向于“軟”的一側，因此也充分利用信息學院，特別是計算機系的各類教學資源來幫助扶持新辦專業(yè)的成長。

 

我們原有的博士、碩士點是計算機應用技術和信號與信息處理兩個方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進行了兩年的精心準備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請增列“智能科學與技術”碩士和博士點。經(jīng)過必要的論證，最終獲得批準，及時銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計算機科學與技術下的二級學科，一個完整的智能科學技術專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。

 

7　特色專業(yè)·教學團隊

 

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

 

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

 

在專業(yè)課程上，智能科學系提煉了三個課程群，并組織教師進行重點建設。此外還加強對學生動手能力和獨立思考解決問題能力的培養(yǎng)。

 

除了在專業(yè)上實施分流培養(yǎng)外，我們還針對北大學生的特點，在基礎課采用實驗班的A、B分級組合方式，滿足不同專業(yè)對各自基礎培養(yǎng)的要求。在專業(yè)課程群中，也允許不同興趣的組合選擇，充分發(fā)揮和提升學生的能力。為了更好地關懷學生順利成長，我們除規(guī)定教授擔任班主任外，還設立了本科生學術導師制，加強對學生的各種指導。智能科學系也注重師資隊伍建設，引進了一大批(半數(shù)以上)優(yōu)秀的年輕教師，其中信息學院中從國外回來的教師比例是最高的，為這一新興學科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時，教學需求和能力成為評價的重要指標。

 

2007年，我們接受了教育部的學科評估，新辦專業(yè)得到好評。學校開始關注我們的進步，在隨后的一年中，我們一再從學校的競爭中脫穎而出，陸續(xù)獲得了國家一類特色專業(yè)、北京市一類特色專業(yè)和北京市優(yōu)秀教學團隊等稱號，2008年又獲得國家級教學團隊稱號。我們的培養(yǎng)體系和人工智能雙語教學也分獲北京大學的教學一、二等獎。

 

8　結語·致謝

 

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

 

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

 

最后引龔定庵一句名言：“但開風氣不為師”。

 

9　總結與展望

 

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

 

篇5

智能科學與技術是形成于生命科學、控制科學、信息科學、計算機技術以及通信技術等學科與技術交叉基礎上的新興專業(yè)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認知科學、智能科學、信息科學、現(xiàn)代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡、信息處理的基本技能，綜合運用所學知識與技能去分析和解決實際問題，具有較強的自學能力和創(chuàng)新能力的高級復合型人才[2]。智能科學與技術本科專業(yè)從2004年設立至今，全國只有17所大學開辦該本科專業(yè)，目前一級學科和二級學科還沒有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善[3-4]。在該專業(yè)的課程體系中，智能科學技術導論作為一門專業(yè)的基礎課程，針對的是學生實際需要，科學、系統(tǒng)地解答了學生各種專業(yè)問題[2]，可以幫助學生對本專業(yè)有一個整體認識，對智能科學領域有初步的了解，以發(fā)揮其對專業(yè)及專業(yè)基礎課學習的良好導向作用。研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實意義。

1智能科學技術導論教學現(xiàn)狀

1.1具體表現(xiàn)

對專業(yè)認識較少是不少新生入學時找不到學習方向和目標的一個重要原因。在進入高等學校學習之前，絕大部分學生并不知道“智能科學與技術”指的是什么，涉及哪些知識，應用在哪些領域，影響有多大，他們只是憑專業(yè)名稱、簡單的介紹對該專業(yè)有個初步、直觀的了解，而在進校后一般都是學習基礎課程(如英語、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開始進行專業(yè)課的學習。學生在此之前由于不了解專業(yè)方向的學習和研究內容，很難想象他們在專業(yè)基礎課學習上會有濃厚的興趣，更不談學習主動性的提升。智能科學技術導論在低年級開設，目的是讓學生逐步認識、了解該專業(yè)的概況，達到激發(fā)學生學習專業(yè)課程、參與科學研究的興趣，幫助他們對大學學習和生活進行規(guī)劃和定位。然而，這一門課程并沒有起到其應有的作用，具體表現(xiàn)如下。

1) 導論學習與專業(yè)學習存在斷層。智能科學與技術的專業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導論一般安排在大一學期，此時，由于知識結構和認知能力的缺失，新生難以將過深的學科形態(tài)、專業(yè)教學抽象成整體概念，對導論所涉及知識的掌握程度有限，在開始接觸大量專業(yè)課時，他們已基本忘記了這一門入學時開設的從整體上介紹本專業(yè)的課程。

2) 學生專業(yè)學習的積極性不高。筆者在對高年級學生講授專業(yè)課的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學生對本應在大一就具備的專業(yè)思想、所涉及的智能科學技術領域的宏觀知識、正確的學習方法等缺乏足夠的認識，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對相關專業(yè)課的學習毫無興趣，一味地認為進入該專業(yè)學習是自己的不幸，轉而要求換專業(yè)甚至退學。

3) 繼續(xù)從事本專業(yè)領域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調查發(fā)現(xiàn)，很多本專業(yè)的學生對畢業(yè)去向不持樂觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學生考慮的是其他專業(yè)，而要進入社會的畢業(yè)生則表示找到專業(yè)對口的工作很難，他們大部分認為這是從一開始就沒有對大學學習和生活做好規(guī)劃和定位所導致。

1.2相關因素

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

1) 教學內容缺乏針對性。智能科學與技術匯集多種邊緣學科與技術，諸如信號與信息處理、信息論與信息通信、模式識別、圖像處理、柔性決策與系統(tǒng)科學等內容，因此，課程所涉及的研究領域及內容十分豐富、教學知識結構較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內容龐雜，熱點分支多，知識點相對獨立，聯(lián)系不夠緊密。正因為如此，在短短的課時教學中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對性。

2) 授課對象缺乏相關知識。在實際教學活動中，由于智能科學技術導論課程一般開設在入學之初，學生不僅缺乏相關基礎知識，而且處于高中到大學的過渡期，他們的學習認知行為、學習方法、學習要求和學習內容的組織形式難以適應教師所授內容。如果課程內容涉及的專業(yè)知識過多，學生學習起來就費勁；如果偏重理論，教學會顯得過于枯燥；如果過于注重工藝的講解，又會給學生造成輕視專業(yè)基礎知識的傾向[5]。如此種種，導致教師在講課過程中處于兩難境地，而學生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識體系，在有限的時間里所能掌握、吸收并內化的智能科學基礎知識很少，從而不利于今后專業(yè)課的深入學習。

3) 教學方式落后。目前，講授智能科學技術導論這一課程采取的教學方式更多是傳統(tǒng)的教學方式――課堂教學，而其課程特點是知識面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學方式的缺陷更為凸顯出來，學生知識結構的延伸無法完成，對后續(xù)專業(yè)課教學產(chǎn)生不利影響。

2教學策略的提出

2.1課程的全程化

作為一門基礎專業(yè)課，智能科學技術導論應以學生在專業(yè)領域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學習中，根據(jù)不同年級學生的特點，有針對性地開課或開設學習指導性講座，如大一階段應以初步認識、了解專業(yè)本身，建立對本專業(yè)的信心，激發(fā)對專業(yè)的興趣為目的而設置課程內容；大二階段則為提高對專業(yè)的認識、鞏固專業(yè)信心、學習專業(yè)方法、制定專業(yè)目標的階段；大三階段則是深入掌握專業(yè)學習方法、系統(tǒng)學習專業(yè)知識的階段；大四階段則是走向職場、實踐運用專業(yè)知識的階段。通過這4個階段的遞進關系，最終促進學生螺旋化地構建專業(yè)知識。

2.2教學方式的革新

把科學研究引入教學過程，使教學活動具有科研性，這是大學教學過程突出的特點[6]，因此，授課內容不應完全局限于教材，而應融入教師的科研、工程項目、實踐經(jīng)驗以及學科知識。開設智能科學技術導論課程的目的是讓學生初步從整體上接觸專業(yè)基本知識，通過列舉專業(yè)知識在實際生產(chǎn)中的應用以及專業(yè)基礎知識在今后學習、科研工作中的重要性，為專業(yè)學習提供一個良好的導向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學外，還可考慮采取講座方式提供相關信息、講授相關知識。如選擇智能科學與技術專業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領域的知識、學科發(fā)展最新概況、智能科學前沿技術及最新科技成果、專業(yè)學習方法、實驗室在研項目等進行系列專題講座，這樣的講座一方面更加具有針對性，另一方面能夠充分發(fā)揮不同研究方向老師的優(yōu)勢。在此基礎上進行講解和討論，學生可以從不同來源、不同角度了解該專業(yè)的內容、研究方法、前沿技術及發(fā)展方向，從而引導他們在智能科學與技術專業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。

2.3調整與優(yōu)化教學內容

作為一門“入門”課程，智能科學技術導論的講授切忌涉及太多的理論，這會使學生失去學習的信心；同時，也不允許對課程內容進行重復性的講授，這會使學生失去學習興趣。鑒于此，在教學內容的組織上要做到內容難度適中，選擇適合學生接受能力且對后續(xù)專業(yè)課學習有幫助的內容來授課。此外，智能科學是一個不斷發(fā)展的學科，其技術成果、研究動向更新快，教師應及時介紹智能科學技術領域的最新科技成果，引導學生關注本專業(yè)的知識應用，拉近學生與智能科學技術之間的距離，使他們及時掌握本學科領域發(fā)展的最新動態(tài)，擴大知識面，為今后專業(yè)課的學習以及就業(yè)做鋪墊。

2.4運用靈活的考核方式

一般專業(yè)課的學習效果比較顯著，只要努力，課程結束后，學生一般也就掌握并內化了相關的專業(yè)知識。和這些一般的專業(yè)課程不同，智能科學技術導論課程的學習效果只能在后續(xù)專業(yè)學習中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學內容、教學目的和教學要求等方面所具有的特殊性，其學習效果僅僅通過傳統(tǒng)的測試很難檢驗出來，同時也容易束縛學生的思維，不利于其應有作用的發(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)實驗報告中的實驗步驟寫實驗體會、要求學生推薦他認為本專業(yè)最新科技成果或參考書等。

2.5積極開展實驗課

智能科學技術導論是一門從宏觀上介紹智能科學領域相關內容的專業(yè)基礎課，其重要任務是介紹專業(yè)教學安排和專業(yè)學習方法，并沒有深入具體地介紹某一知識點。由于導論課程的特殊性，實驗的開設可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學校組織的電子設計競賽的作品，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計意義和原理。

此外，智能科學與技術覆蓋面很廣，工程性與實踐性很強，現(xiàn)有市場上已存在涉及很大一部分相關知識的技術成果，因此，可進行反求工程式的實驗課。如本院實驗室擁有的機器人涉及到機械、計算機軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進技術，學生從中可逐漸認識、理解、學習掌握智能科學知識，這種反求工程式的實驗課不僅可以提高學生對學習本專業(yè)知識的興趣，也為后續(xù)專業(yè)學習奠定了基礎。

2.6培養(yǎng)高素質的師資隊伍

智能科學技術導論作為智能科學與技術專業(yè)學生的入門課程，對授課教師提出了很高的素質、能力要求。授課教師應具有深厚的基礎理論知識、寬廣的專業(yè)知識、豐富的科研與工程實踐經(jīng)歷、高水平的教學能力以及大學生思想教育的經(jīng)驗[7]。

3結語

智能科學技術導論這一課程對穩(wěn)定學生初期迷茫的專業(yè)思想動態(tài)、激發(fā)學生濃厚的參與意識和興趣、提高學生學習后續(xù)專業(yè)課程的熱情和解決實際問題的能力等有重大影響。在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒的情況下，只有不斷地實踐總結，才能發(fā)揮其作為智能科學與技術專業(yè)“敲門磚”的作用。

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Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology

LIU Zhenbing, DANG Xuanju

篇6

1背景

智能科學與技術是人工智能方向的重點交叉學科，是一個包含了認知科學、腦科學、計算機科學的新興學科。按照教育部學科專業(yè)目錄，智能科學與技術是一級學科計算機科學與技術下的二級學科。如何在4年的本科教學過程中，既立足于計算機學科內容，又突出智能專業(yè)的特點，體現(xiàn)該專業(yè)區(qū)別于計算機科學專業(yè)的特色，培養(yǎng)一流的智能人才，是眾多智能專業(yè)積極探索的問題。

本著幫助學生建立寬廣厚實的知識基礎，使學生將來能向本專業(yè)任何一個分支方向發(fā)展，并能掌握本學科發(fā)展的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢，深刻領會本學科與其他相關學科區(qū)別的目標，廈門大學智能科學與技術系于2012年合理調整了專業(yè)培養(yǎng)方案，制定了一套突出專業(yè)特色和個性的教學大綱，課程體系分為學科通修課程、專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程。其中，專業(yè)必修課程細分為智能基礎類課程、軟件理論類課程及硬件基礎類課程3個不同類別。在智能基礎類課程中，開設非經(jīng)典計算課程。該課程是廈門大學智能科學與設計系最具特色的課程。

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

2非經(jīng)典計算在智能科學與技術專業(yè)本科教學算法體系中的地位

算法設計是智能科學與技術專業(yè)中的核心內容。本科專業(yè)4年的專業(yè)教學計劃由4門核心課程構成算法體系的主線，包括高級語言程序設計（本科一年級學科通修課程）、數(shù)據(jù)結構（本科二年級方向必修課程）、算法設計與分析（本科三年級方向必修課程）、非經(jīng)典計算（本科三年級方向限選課程）。這4門課程的教學內容和組織結構完整地構成了算法體系結構。以圖靈獎獲得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式為參照，即Algorithm+Data Structures=Programs，算法體系以培訓計算機方向學生掌握編程能力，獨立完成分析問題、設計方案、解決問題的綜合能力為主要目標；在這個體系中，程序語言是基礎，數(shù)據(jù)結構是內涵，算法是框架。

在算法體系中，這4門課程以循序漸進的方式展開，注重對學生算法思維的培訓。

（1）高級語言程序設計講授的是c語言程序設計，通過對C語言的詳細介紹，讓學生掌握程序設計方法和編程技巧。作為初始啟蒙課程，選擇C語言作為程序教學語言，是因為C語言的使用廣泛，擁有嚴格完整的語法結構，適合教學。

（2）數(shù)據(jù)結構重點講授各種常用的數(shù)據(jù)表示邏輯結構、存儲結構及其基本的運算操作，并介紹相關算法及效率分析。教師通過在一年級對包括C語言在內的其他程序設計過程的訓練，加人對數(shù)據(jù)結構中各種數(shù)據(jù)的邏輯、存儲結構的表示和運算操作，從數(shù)據(jù)結構的角度闡述典型算法，并簡單介紹算法的效率分析，這是對程序設計訓練的進階內容。

（3）算法設計和分析主要介紹算法設計與分析的基本方法以及算法復雜性理論基礎。我們在本科三年級引入算法設計與分析課程，從算法的抽象角度總結和歸納各種算法思想，包括遞歸與分治法、貪心法、動態(tài)規(guī)劃法、回溯法、分支定界法、高級圖論算法、線性規(guī)劃算法等，最后闡述算法復雜性的分析方法、NP完全性理論基礎等計算復雜性的基本知識及完備性證明概要，重點闡述算法思想，從復雜性角度比較和分析不同的算法。上述（1）、（2）和（3）的內容構成了計算機學科通用算法體系的教學過程。

（4）非經(jīng)典計算主要討論何為計算的本質以及經(jīng)典計算在計算能力上遇到的困境，以此為契機討論自然計算――生物計算、集群計算、量子計算等內容。算法設計和分析的最后一個章節(jié)是對算法復雜性的分析方法及NP完全性理論基礎的介紹，不可避免地會討論到現(xiàn)代電子數(shù)字計算機體系在計算能力上的瓶頸以及由NP完全問題（Non-deterministic Polynomial），號稱世界七大數(shù)學難題之一的經(jīng)典問題，引出對經(jīng)典計算機體系的深層思考，進一步引導學生思考如何解決計算能力的瓶頸問題。這是教師設計非經(jīng)典計算課程的出發(fā)點，也是對算法體系更完整的補充和更深層次的探討。

此外，我們還需要對授課學期選擇進行考慮。廈門大學實行三學期制度，在第三學期內開設的課程大多是實踐類課程及前沿技術介紹課程。在本科三年級的小學期階段，學生基本完成了智能專業(yè)大部分必修課程的學習，擁有了一定的計算機基礎和學科素養(yǎng)。這時，依賴學生已經(jīng)具有的數(shù)據(jù)結構與算法的基本知識，可以將學生的學習引向如何理解計算的本質；再從計算本質出發(fā)，由易到難，介紹采用非計算機的不同計算媒介和方法，例如DNA計算、元胞自動機、集群計算等知識，結合計算機模擬程序加深認識。在逐步加深學生對非經(jīng)典方法計算的理解之后，再引入量子信息與量子計算。至此，智能專業(yè)關于算法體系的整體構建已基本完成。

3非經(jīng)典計算課程內容大綱

非經(jīng)典計算課程的主體課程內容以專題形式展開，分為5個部分。

第一部分：計算本質。從什么是計算人手，列舉各種計算的形式，由數(shù)字的計算到命題的證明，由數(shù)值計算到符號推導，引出計算本質的廣義定義，“計算是從一個符號串f變換成另一個符號串g”，即從已知符號（串）開始，一步一步地改變符號（串），經(jīng)過有限步驟，最后得到一個滿足預先規(guī)定的符號（串）的變換過程；進一步展開對什么是計算、什么是可計算性的討論，展開介紹計算理論上4個著名的計算模型――般遞歸函數(shù)、λ可計算函數(shù)、圖靈機和波斯特系統(tǒng)；最后歸結到丘奇?圖靈論點。以上是第一條主線，第二條主線從計算復雜性角度人手，討論在經(jīng)典算法中難解決的NP完全問題，提出在經(jīng)典計算體系中隨著輸入數(shù)據(jù)規(guī)模增大而難以計算的瓶頸，從而引發(fā)學生對于經(jīng)典計算的思考。

第二部分：智能計算機的發(fā)展。這個部分主要討論計算機硬件的發(fā)展歷史，即從原始時期的計算工具，到現(xiàn)代計算機的4個發(fā)展階段：史前期、機械式計算機、機電式計算機、電子計算機。教師從模擬型計算機到數(shù)字型計算機，闡述馮?諾依曼關于計算機五大基本組成對現(xiàn)代計算機體系結構的影響及其帶來的限制；從硬件角度提出非經(jīng)典計算機的討論，鼓勵學生對現(xiàn)代智能計算機硬件進行調查。

第三部分：DNA計算。主要闡述DNA計算的基本原理，并以旅行商問題為引子，展開經(jīng)典計算難解決問題的討論，重點介紹第一個由DNA計算模型解決的問題――L.Adleman構建的7個節(jié)點的DHP，并著重指出DNA計算潛在的巨大并行性和待研究的問題；然后介紹R.Lipton用DNA實驗解決的另一個NP問題――可滿足性問題（SAT）；最后將DNA計算與軟計算結合，闡述粘貼模型以及DNA的軟計算模擬與遺傳算法的對比。對于DNA計算強大的并行性，以具體的算法實例加以詳細闡述和說明，教師應指出分子計算的優(yōu)缺點以及在計算能力上的巨大潛力。

第四部分：細胞自動機和集群計算。這個部分主要討論群體計算，一方面，從細胞自動機的形式化闡述及其所帶來的哲學意義出發(fā)，描述細胞自動機在計算機交叉學科上的運用；另一方面，介紹集群計算，以歐盟“藍腦計劃”為出發(fā)點，闡述如何從硬件體系和軟件體系上用計算機架構類神經(jīng)元的協(xié)同合作方式。

第五部分：量子計算。從基本的量子力學知識開始，完整闡述量子計算的基本概念、量子信息、量子計算機和量子通信。量子計算機的構建除了要包含最基本的操作外，還需要介紹基本的量子計算機體系結構、計算載體等知識，加深對量子計算的理解，最后介紹的量子通信。這種已經(jīng)應用在實際生活中的量子計算，更貼合實際。

以上5個專題，結構清晰，分工明確。第一部分討論經(jīng)典計算的困境，第二部分討論經(jīng)典計算機的發(fā)展瓶頸，從第三部分開始，引入非經(jīng)典計算模型，分別從生物學和計算機科學的交叉學科DNA計算、細胞自動機和集群計算、量子計算3個方面進行學習。5個專題，完成了對非經(jīng)典計算中前沿熱門計算模式的闡述，引導了學生對于前沿學科的認識和思考。

4非經(jīng)典計算課程授課方式

本課程屬于本科三年級第三學期的課程，授課除了上文提到的內容之外，另一個更重要的方面是引導學生對學科前沿以及熱點內容的跟蹤和思考。因此在教學方式上，我們采取了教師授課及學生調查報告相結合的形式。教師上課對應課程的基本內容，學生調查報告對應學科前沿跟蹤與思考。

5個專題內容的授課經(jīng)過了如下設計。在每個專題的授課結束后，布置相關專題內的一些熱點、難點問題供學生課后查閱、討論和思考。每個專題由學生自主報名，學生需要對相關內容進行跟蹤，查閱近5年的科技文獻，總結出論文綜述，并準備10分鐘左右的課堂報告，教師針對課堂報告指出相關的問題，由學生課后進行進一步的思考和再次的文獻查閱，形成最終報告后提交課程論文。

這樣的課程設計安排，可以很好地實現(xiàn)教學相長。在學生方面，促使學生除了上課聽課，必須主動參與文獻的查詢過程，主動對授課內容或延展部分的概念進行思考。由于提供給學生選擇專題的自由，所以也可以大大提高學生的積極性，讓學生可以從感興趣的角度對本門課程涵蓋的內容進行調查，從而獲得更加深刻的上課體驗。最后，由于每個學生選擇的題目必須提前匯總，不能與別人重復，所以在其聽取其他學生的報告過程中，學生可以更廣地拓展自己的知識面。對于授課教師而言，能夠保持對該門課程研究現(xiàn)狀的實時性跟蹤，更加全面地更新課程內容，還可以將學生查閱的重要理論和知識補充到課程基本內容中，同時促進教師與學生之間的互動，活躍課堂氣氛，提高教學質量。

5關于非經(jīng)典計算課程的幾點思考

課程從廈門大學智能科學與技術系建系之初開始構思和授課，在授課過程中不斷調整教學內容和課程設計，緊緊圍繞學生的反饋完善課程建設。關于非經(jīng)典計算課程的幾點教學經(jīng)驗可以總結如下。

1）增加課時，優(yōu)化對課程設計的安排。

2015年開始，由于學科教學計劃的調整，非經(jīng)典計算課程由最初的20課時拓展為30課時，集中在本科三年級第三學期進行講授，一共5周，每周6課時。課時安排上，除了增加教學內容，更加強了對學生的文獻查閱和報告部分的考查。在論文報告環(huán)節(jié)，爭取做到有目標、有指導、有結論、有總結。學生所做的報告除了在初始選題階段要有區(qū)別之外，還要求有一定的文獻查閱難度。從選題確定，到針對報告指出具體的問題，要求學生根據(jù)教師指出的問題進行進一步的思考和資料查閱，最后形成論文。這樣的安排貫穿整個課程的全過程，學生的參與度獲得了極大的提高。對于教師而言，在學期末總結學生所做的報告內容，并增加本門課的知識點覆蓋程度，對教學也有比較大的促進作用。

2）課程考核方式上的設計。

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

3）課程教材的選定。

篇7

0 引言

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前我國已有幾十所高校相繼設立了智能科學與技術專業(yè)。作為國家民委直屬的民族高校，為順應學科交叉和未來技術發(fā)展的趨勢，中南民族大學計算機科學學院近年來申請并設立了智能科學與技術本科專業(yè)。在對智能專業(yè)新生培養(yǎng)的過程中，教學團隊借鑒其他高校先進經(jīng)驗并結合計算機科學學院現(xiàn)狀，針對智能科學與技術專業(yè)學生的特點，探索和嘗試一種多元化專業(yè)啟蒙教育模式，其目標是通過對大一學生進行專業(yè)啟蒙教育調動學生學習專業(yè)的主觀能動性，激發(fā)學生研究專業(yè)知識的興趣，幫助學生認清自己的優(yōu)勢與不足，制訂出適合自己的專業(yè)學習規(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)啟蒙教育是大學專業(yè)教育的起步，對學生的專業(yè)學習及職業(yè)發(fā)展具有基礎性意義。

1 專業(yè)啟蒙教育的現(xiàn)狀’

當前一種較普遍的觀點認為專業(yè)啟蒙教育就是對新生進行“專業(yè)百科知識”的啟蒙，通過專業(yè)導論課程教學實現(xiàn)。傳統(tǒng)專業(yè)導論課程的教學一般可以分為專業(yè)概況介紹、專業(yè)培養(yǎng)體系與學習目標講解、學習方法與興趣培養(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，智能科學與技術專業(yè)的教學計劃中也會有在第一學期開設智能科學與技術導論課程，但由于智能專業(yè)具有交叉性、綜合性并且受到傳統(tǒng)教學體系等諸多因素的影響，智能專業(yè)導論課在實際課堂講授過程中遇到一些困難。例如，由于受教學計劃制訂規(guī)則的限制，包括平均的周學時數(shù)、學分數(shù)以及專業(yè)課程前后銜接等，教師在學生大學4年的第1學期甚至第1學年很難安排其他專業(yè)課教學。

根據(jù)筆者對一些開設智能科學與技術專業(yè)院校的教學計劃和大綱的調研情況看，許多學校和中南民族大學計算機科學學院目前的情況相似，在第一學期安排的專業(yè)課是C語言程序設計，在第二學期安排數(shù)字邏輯和（或）C++程序設計等專業(yè)基礎課。這就導致在智能專業(yè)第一學年中，智能科學與技術導論課“獨挑”專業(yè)啟蒙教育重擔的結果，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、線、面”難以顧全

1）有限的課時數(shù)與豐富的內容難以匹配。

智能科學與技術專業(yè)集計算機軟硬件、自動控制、網(wǎng)絡等現(xiàn)代科技于一身，是一門多學科交叉的綜合性學科，因此其內容之豐富、難度之深、應用面之廣可想而知，而導論課能安排的學時很有限。這使得教師在上導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)的前沿性內容非常困難；許多學生聽完導論課后難以從宏觀角度理解和認識智能專業(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構不完整并缺乏認知能力，難以從整體上把握學科形態(tài)，對導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，學生已基本忘記了入學時學習的導論課基本內容。由于缺乏對該專業(yè)的宏觀把握，學生在后來的專業(yè)課學習中常常是孤立地學習某一門專業(yè)知識，很少會主動并且有意識地將相關課程聯(lián)系起來學習。這就妨礙了學生綜合運用所學知識能力的提高，不利于學生發(fā)散性和創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成。

1.2 學生普遍缺乏對未來的規(guī)劃

1）對專業(yè)產(chǎn)生片面性認識。

按照現(xiàn)行的教學計劃安排，智能專業(yè)的新生多半從計算機類課程開始進行專業(yè)課學習。專業(yè)啟蒙教育中也特別強調計算機技術的重要性，再加上新生易受“先入為主”效應的影響，一些學生在和筆者座談時就流露出只要學好計算機課程，掌握幾門編程語言，今后就能夠勝任智能系統(tǒng)開發(fā)設計工作的想法，這種想法在以技術至上為學習理念的學生中很具有代表性。

2）對專業(yè)的學習興趣難以維持。

教師在上導論課時都會精心準備一些課件和素材，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)學習與研究中，很多學生對該專業(yè)的學習興趣下降，有的甚至將興趣轉向其他專業(yè)。筆者在跟蹤抽樣走訪中發(fā)現(xiàn)有一些學生已流露出厭學情緒和轉專業(yè)的想法，對自己的未來也缺乏規(guī)劃。

1.3 專業(yè)認知度與相互溝通能力有待提高

通過對計算機科學學院2012級智能專業(yè)新生進行走訪和座談，筆者了解到很多學生特別是來自于民族地區(qū)的學生在上大學前很少或者根本沒聽說過這個專業(yè)，許多學生的專業(yè)志向是家長或教師幫忙填的，還有相當一部分是專業(yè)調劑。這就造成整個年級中，第一志愿報考智能科學與技術專業(yè)的學生比例低于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)民族學生的比例超過漢族學生，有較多的學生來自土家、壯、苗、回、畬、朝鮮等民族，即使是漢族學生，他們也多半來自于各地的自治縣或自治鄉(xiāng)，因此這些學生除了具有一般大學新生的特質，如由于在初高中階段一心準備高考，而缺乏對社會的了解，對所報考的專業(yè)知之甚少外，還受到基礎弱、底子薄、知識面窄、見識不多、思維不夠活躍、羞于表達、漢語表達能力較弱等因素的困擾。這就勢必導致一些學生對智能專業(yè)的認知度低，對即將開始的專業(yè)知識學習也沒有準備，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)啟蒙教育模式與實施步驟

在對計算機科學學院當前專業(yè)素質教育存在的問題進行探討后，筆者認為從大一開始就應采用多元化的策略開展智能專業(yè)啟蒙教育，著手培養(yǎng)學生對學科的認知感，在學習方法和創(chuàng)新思維上給予啟蒙和引導，幫助學生形成自己的專業(yè)視角和學科分析架構，為今后專業(yè)學習打下良好基礎。

2.1 制訂教改計劃。促進專業(yè)啟蒙教育

剛入學的新生對于學校的學習和生活環(huán)境比較陌生，加上不同民族學生在生活習慣、風俗、待人接物觀念上有差異，新生之間渴望相互交流對新學校和新專業(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隊，是影響學生未來專業(yè)學習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生與人溝通的問題放在第一位考慮。只有先解決了學生思想和交流方面的問題，才能為他們解開心鎖，為專業(yè)學習營造一個良好的氛圍。

從2012級智能科學專業(yè)的學生進校開始，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)課教師擔任智能科學各小班的班主任。各班主任從新生踏入大學校門的那天起，就從各民族學生自身的特點人手，通過定期個別談話、班委會、各民族學生宣介會、專業(yè)學習規(guī)劃討論會等形式有計劃、有目的地幫助他們增進彼此了解，加深其對智能專業(yè)的認識，引導和強化班級學風建設。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系更加融洽，同時為后續(xù)科研興趣小組和學科研討小組活動的順利推進奠定基礎。

2.2 建立專業(yè)教師輔導訪談制

為了進一步提高學生對智能專業(yè)的認知和學習興趣，智能專業(yè)教學團隊作為輔導教師組織了多次師生訪談。在訪談過程中學生提出很多他們關心的問題，如大學課程學習和高中課程學習有什么不同？與同班同學和同寢室同學間的關系該如何處理？C語言學習的重要性體現(xiàn)在哪些方面？除了專業(yè)書籍之外，還有哪些書籍是學生在大學階段需要了解的？考研和找工作的關系該如何處理？機器人與智能專業(yè)有何關系？智能專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)趨勢怎樣？少數(shù)民族學生如何學好智能科學與技術專業(yè)課？

針對這些問題，輔導教師不是只進行簡單的說教，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和看法，通過介紹案例、科技信息動態(tài)及教師自我學習的親身體會，引導學生就自身關心的問題進行思考和探索。此外，教師還特別提出學生要學會根據(jù)自身的情況對前人的成功經(jīng)驗有所取舍，批判地繼承前人的觀點，力求探索出一條適合各民族學生的求學成長道路。

2.3 改進教學模式

在師生間關系更為融洽的基礎上，筆者采用“縱、橫”結合的方式進行新生專業(yè)啟蒙教育。“縱向”方面主要是從課程配套與銜接上進行改革嘗試，以智能專業(yè)導論課為專業(yè)啟蒙先導，以各專業(yè)骨干課程的宣介為后繼，讓新生既了解將要學習的內容，又在第一時間找到和認識相關教師，為其早日進入專業(yè)學習作好鋪墊。

“橫向”則是將課堂教學與對學生的平時管理相結合，營造出思想與專業(yè)教育相互結合和相互促進的教育氛圍，在學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)學生的學習興趣，該教學團隊抓住智能科學與技術導論課開設的時機，摒棄一貫的說教方式，在導論課教學中引人技術宣講會、專題報告會、教學實踐環(huán)節(jié)，請不同研究方向的教師就各自研究領域的研究動態(tài)和應用前景介紹前沿技術和最新動態(tài)，讓學生既感到智能的有趣，又了解智能專業(yè)的一些重點和難點。

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

2.4 組建興趣小組，實現(xiàn)自我引導

在發(fā)揮學生自主積極學習的諸多因素中，興趣愛好尤為關鍵。為了使得興趣成為促進學生進一步學習的直接推動力，從新生入學之初，筆者就有意識地引導和協(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、電工實習、競賽科目選擇等班級活動中，學生更多地以寢室為單位進行分組，原因在于同一個寢室學生的作息時間比較一致，方便大家統(tǒng)一行動。

然而，隨著學習的深入，寢室的界限漸漸模糊，將學生聯(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系更加牢固，并且在這樣的興趣小組中每個學生的分工更加明確，團隊中的每個成員都希望能為小組作出貢獻，因而更能激發(fā)出學生的創(chuàng)作靈感，提高學習積極性。這一點在后續(xù)開展的機器人創(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定任務，向組委會提交自己的設計作品。通過興趣小組的成功運作，各個興趣小組已開始成為優(yōu)秀學生專業(yè)啟蒙教育的宣傳站，成為吸引新生鉆研科學知識的“吸鐵石”。

2.5 設立多層次考評模式

傳統(tǒng)的考評體系主要偏重于學生的卷面考試成績，這種考評模式過于片面，不利于創(chuàng)新型學生的發(fā)展。為了適應當今社會對復合型、創(chuàng)新型人才的需求，結合智能科學與技術的多學科交叉性、融合性、綜合性很高的學科特點，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，注重對學生掌握基本概念和基礎內容情況的考查。（2）討論報告。針對導論課教學內容，組織學生進行專業(yè)知識認知的專題討論會，學生以小組為單位進行選題、資料查閱、PPT制作和小論文撰寫，最后進行答辯討論，從而訓練和培養(yǎng)新生分析問題、邏輯推理、書面及口頭表達的能力。（3）實踐環(huán)節(jié)。教學實踐環(huán)節(jié)會讓新生實際動手制作小型簡易的微控制裝置，增強感性認識，鍛煉動手能力。

篇8

智能科學與技術是一門新興的學科,目前在國內部分高校已開辦了該專業(yè),鑒于該專業(yè)的高度交叉性和強調工程實踐的要求,如何加強工程實踐訓練,使之與課堂學習有機結合是一個值得探索的問題。而積極開展學生創(chuàng)新計劃項目,鼓勵同學們參與科研實踐無疑是一個很好的途徑。我校的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目”正好給學生提供了這樣一個良好的學習與實踐平臺。

“倉庫巡邏預警機器人”項目的主要內容是在一個自行拼裝的輪式機器人本體上完成集感知、規(guī)劃、決策和移動為一體的行為控制,根據(jù)已知地圖信息進行全局路徑規(guī)劃、實現(xiàn)避障,對環(huán)境中的煙度、溫度、濕度、氣味、聲音及熱釋紅外等因素的異常進行感知和及時預警,完成指定區(qū)域定時、定點的巡邏預警工作。

1項目實施過程

“倉庫巡邏預警機器人”項目實施大體分以下3個階段:1)理論研究和技術學習為主;2)機器人的組裝,雛形測試,及整體功能的實現(xiàn);3)功能測試、改進,論文、報告的撰寫。

對于巡邏機器人來說,首要任務是完成機器人本體的裝配,其他很多功能的實現(xiàn)都與機器人本體設計有關。此外,漫游功能是巡邏機器人的基本功能,下面將對這兩個內容進行主要介紹。

1.1機器人本體的設計和裝配

針對倉庫巡邏任務的實際需求,并考慮到現(xiàn)有條

件的限制,在研究了多種機器人基本結構、運動學及動力學特性[1-2]后,最終采用了如圖1所示的三輪機器人結構。其底盤結構為一個萬向輪和兩個獨立驅動輪,車體前、左、右方各安裝一個紅外接近傳感器。

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

作者簡介:黨志剛(1990-),男,本科生,研究方向為自動化專業(yè)(智能科學與技術方向);劉麗玨(1973-),女,副教授,博士,研究方向為智能計算與智能規(guī)劃;肖劍明(1988-),男,本科生,研究方向為自動化專業(yè)(智能科學與技術);諶慧濱(1988-),男,本科生,研究方向為自動化專業(yè)(智能科學與技術);韓爽(1988-),男,本科生,研究方向為自動化專業(yè)(電氣)。

1.2機器人漫游的實現(xiàn)

漫游功能是巡邏機器人的基本功能之一,要實現(xiàn)漫游,除要對機器人的“前進、后退、左、右轉彎、原地轉圈、加、減速”等簡單運動行為進行控制外,還需根據(jù)傳感器信息對周圍環(huán)境進行感知,以避開障礙。神經(jīng)網(wǎng)絡控制是智能控制的主要方法之一,利用神經(jīng)網(wǎng)絡,再結合簡單的邏輯判斷,可實現(xiàn)簡單環(huán)境中的漫游。

在2.1所述的機器人本體“左、前、右”各安裝一個紅外接近傳感器,就可實現(xiàn)簡單環(huán)境中的漫游。結合硬件結構,采用二值函數(shù)作為激勵函數(shù)構造了有3個輸入、2個輸出,由兩個感知器構成的神經(jīng)網(wǎng)絡,結構如圖3所示。

圖3神經(jīng)網(wǎng)絡結構圖

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

(2.1)

其輸入、輸出關系為:

( ) (2.2)

為實現(xiàn)避障,給出如表1的訓練例子,作為神經(jīng)網(wǎng)絡的學習實例。

神經(jīng)網(wǎng)絡的權值和閾值采用學習算法進行調整,權值修正公式為:

,( ) (2.3)

其中x為輸入向量, 為期望的輸出向量, 為感知器實際輸出向量。

顯然從公式2.3可以看出,如果第 個神經(jīng)元的實際輸出與期望一致,則不對該神經(jīng)元的權值進行修改;如果某個神經(jīng)元的輸出為0,而期望響應為1,則將此時的權值矢量wji加上輸入向量x作為新的權值矢量;如果某個神經(jīng)元的輸出為1,而期望響應為0,則將此時的權值矢量wji減去向量x作為新的權值矢量。

而閾值修正公式為:

, (2.4)

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

(a) 左輪感知器誤差變化曲線

(b) 右輪感知器誤差變化曲線

圖4左右輪感知器誤差變化曲線

經(jīng)學習后得到權值和閾值:

; ;

; 。

將機器人置于圖5所示的簡單環(huán)境中,一次實驗中,機器人行進軌跡為ABCDEFG,對應的輸入、輸出向量和機器人行為如表2所示。

如圖5所示,另一次漫游所得軌跡為abcd,在這種情況下,機器人會在cd段上往復運動,漫游失敗。2.3中介紹的迷宮機器人學習算法將初步解決此問題。

1.3迷宮機器人路徑規(guī)劃

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

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

圖6機器人穿越迷宮路徑示意圖

根據(jù)以上算法,當機器人再次走入迷宮時,行進路線如圖7所示。顯然這種算法大大縮短了第二次搜索的路程和時間。

圖7學習后的機器人走迷宮路徑示意圖

以上字符串匹配學習算法有一個明顯的缺點:在重復搜索同一個迷宮時才能起作用。采用更具智能的算法優(yōu)化機器人的迷宮搜索是下一步目標。

1.4下一步的工作

設計和實現(xiàn)倉庫巡邏機器人的目標還包括:希望機器人能對異常的溫度、氣味、聲音等進行預警,因此,在給開發(fā)板上加裝了DS18B02溫度傳感器、ADC0809、數(shù)碼管、蜂鳴器和發(fā)光二極管等器件,成功擴展了溫度測量與報警模塊的基礎上,下一步的工作便是開始學習和研究煙霧、濕度、氣味、聲音等環(huán)境因素的實時測量和預警模塊;目前已初步實現(xiàn)了用串行通信和無線通信方法,將巡邏機器人獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機上進行實時監(jiān)控,其他功能的實現(xiàn)還有待進一步的努力。

上述功能基本完成后,最終將結合各個模塊,對機器人進行系統(tǒng)綜合調試以實現(xiàn)倉庫巡邏預警功能。并結合以后開設的智能控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、智能計算等專業(yè)課程以及增強學習[5]的有關方法,進一步改進整個系統(tǒng),提高穩(wěn)定性的基礎上使其具有更高的智能。

2心得與體會

在歷時2年的專業(yè)課學習和6個多月的機器人項目的申請、實施中項目組成員深刻體會到從事智能科學與技術領域學習和研究時,扎實理論、進行工程實踐的重要性和理論與實踐緊密結合的必要性。

扎實的理論是進行項目實踐的前提。課堂學習有比較充足的學習時間、任課老師的指導、同學之間的討論、相關實驗和各種考核機制,是掌握理論的絕佳機會。在項目實踐進程中,會不斷遇到各類問題,而大部分問題可以用課堂學習過的相關知識解決。

項目實踐是檢驗理論體系是否完整、基礎知識是否扎實的一個很好的標準,是課堂學習的興奮劑、自主學習的催化劑。分析、解決問題的過程,就是不斷補充理論知識、訓練思維、強化動手能力、提高工程素養(yǎng)、培養(yǎng)興趣的過程,在這個過程中,學生可以學到很多書本以外的知識和寶貴的科研、工作經(jīng)驗這些對課堂學習是一個很好的補充?？傊?在課堂學習和項目實踐的結合中,學生會有更加迅速的成長。

3對教學的若干建議

在智能科學與技術專業(yè)進行學習和研究以來,收獲很多,作為學生,在教學方面也有一些自己的看法:1) 2010年中南大學智能所開設的人工智能、機器人學和專家系統(tǒng)等課程采用課堂討論、辯論和報告的形式授課,廣大同學配合積極,有同學現(xiàn)場演示和講解了親手制作的“人形機器人”和組裝的“機械臂”。這樣的授課方式極大地調動了學生的學習積極性和主動性,有助于知識的理解并提高創(chuàng)新能力,應該推廣。2)在高校,許多本科生有課外實踐的想法和熱情,但考慮到花費時間多、可能影響學習成績,就望而卻步。如果將項目實踐作為相關課程成績考核的一部分,不僅會使學生大膽投身項目實踐,也會使課堂學習效率倍增。3)“榜樣的力量是無窮的”,廣大學生渴望與國內外大師見面,聆聽教誨。

4結語

“倉庫巡邏預警機器人”項目富有挑戰(zhàn)性的申請、實施和進一步研究過程是以智能科學與技術領域的基礎課程和專業(yè)課程的學習為基礎的;項目的實施過程可以鞏固、提高硬件電路設計、程序設計等基礎知識,熟悉MATLAB等仿真軟件,又可以及時運用人工智能、機器人學等課程中學到的神經(jīng)網(wǎng)絡控制、機器人路徑規(guī)劃技術;進一步的研究又提供了一個了解該領域前沿問題(如強化學習)的機會。綜上所述,課堂教學與項目實踐的結合不僅會使學生加強理論基礎、提高實踐能力,而且會在很大程度上促進該領域的發(fā)展。因此,這種教學模式的推廣意義重大。

參考文獻:

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[2] 蔡自興. 機器人學基礎[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2009:29-65.

[3] 朱凱,王正林. 精通MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2010:140-161.

[4] 徐守江. 迷宮算法綜述[J]. 信息與電腦:理論版,2009(10):91-92.

[5]Richard S. Sutton,Andrew G. Barto Reinforcement Learning:An introduction[M]. Cambridge:The MIT Press Cambridge,1998.

Combination of Theoretical Study and Robot Project

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

篇9

0 引言

創(chuàng)新是民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。其中，創(chuàng)新人才是創(chuàng)新的主體。因此，高等學校作為人才培養(yǎng)的主體應積極思考如何培養(yǎng)適應國家及社會發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。人才培養(yǎng)和科學研究是高校的2項主要任務，研究表明高校人才培養(yǎng)與科學研究之間存在顯著的正相關系。然而，科學研究并不直接對人才培養(yǎng)起作用?？茖W研究必須有相應的機制、手段和方法才能有效促進人才培養(yǎng)。

智能科學與技術專業(yè)是適應國家發(fā)展及社會需要而新設立的專業(yè)。它是現(xiàn)代檢測技術、電子技術、計算機技術、自動化技術、光學工程和機械工程等多學科相互交叉融合的綜合學科。繼北京大學最早于2004年設立該專業(yè)后，其他20余所高校也相繼設立該專業(yè)。從目前設立該專業(yè)的高校來看，多是在本專業(yè)領域有突出科研優(yōu)勢的高校，如北京大學在視聽研究領域、南開大學在機器人研究領域等。如何將科研優(yōu)勢轉化為人才培養(yǎng)的優(yōu)勢是擺在各高校面前的現(xiàn)實問題。

重慶郵電大學是以信息技術為特色的教學研究型大學，致力于信息技術領域的科學研究，并已在智能科學與技術學科建設上取得了突出成績。2009年秋，重慶郵電大學招收了第一批智能科學與技術專業(yè)本科學生。為辦好本專業(yè)，突出人才培養(yǎng)特色，教師們進行了多項改革與嘗試，已取得了初步成果。

1 教學團隊與科研團隊建設結合

高質量的人才培養(yǎng)離不開高素質的師資隊伍，高素質的師資隊伍不能沒有高水平的科學研究的錘煉?？梢姡茖W研究是促進人才培養(yǎng)質量提升的有效手段。然而，高等教育進入到21世紀后，教學和科研活動的組織不再是單個教師的行為。通過將一些在技能上相互補充，并且愿意為共同的目標、業(yè)績目標而相互承擔責任的教師組合在一起，形成教學團體和科研團隊是目前高校教學科研管理的有效手段。

教學團隊以培養(yǎng)高水平學生為目的，科研團隊以出高水平科研成果為目的。教學團隊雖然目標明確，但其顯示度較低，在教學工作中的投入很難在短期內看到成效，無法通過量化的方式進行考核。由于教學活動的組織個體性強，教學團隊的成員間相互協(xié)作與溝通較少，使得教學團隊整體缺乏凝聚力?？蒲袌F隊的人員組成一般由專業(yè)方向相近或互補的人員構成，有具體研究目標和任務指標，因此科研團隊往往結構上更緊密。通過將教學團隊與科研團隊結合，有利于增強團隊的凝聚力，促進優(yōu)勢學科和科研資源轉化為教學資源。

在具體實施中，教師首先根據(jù)學科領域形成科研院所，然后再根據(jù)科研方向形成研究組。同時，所有課程根據(jù)學科領域分為課程群，教師根據(jù)主要承擔的課程形成課程組。每個科研院所設置有負責人，這些負責人同時也是相關課程群的負責人。各負責人在進行科研工作規(guī)劃的同時還需要考慮人才培養(yǎng)，這就從工作組織上將科研工作與人才培養(yǎng)有效地結合到一起。經(jīng)過多年的建設，團隊建設工作已經(jīng)取得了階段性成果，軟件教學研究部被評為“國家級教學團隊”，并獲首屆“重慶市十大杰出青年群體”稱號，信息安全教學研究部被評為“重慶市教學團隊”。

2 吸納本科生參與科學研究項目

目前，各高校在本科生的培養(yǎng)形式上不外乎理論教學、實驗教學、課程設計、實習實訓等。其中，理論教學主要進行知識性的講解，實驗教學、課程設計、實習實訓等一般都只是根據(jù)預先制定好的計劃進行重復性操作。這些形式很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。其根本原因在于理論教學中學生只需要把教師講授內容記住就可以了，實踐教學環(huán)節(jié)的結果都是既定的，學生在整個學習過程中變成了“記憶器”和“重復器”。學習中少有開放性和探索性的內容。

科學研究是指對一些現(xiàn)象或問題經(jīng)過調查、驗證、討論及思維，然后進行推論、分析和綜合，來獲得客觀事實的過程?？茖W研究具有開放性和探索性，其結果有可能成功，也有可能失敗，成敗的關鍵與創(chuàng)新思維密切相關。因此，在本科生的培養(yǎng)過程中，有計劃地引導學生參與科學研究將有效促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為培養(yǎng)本科生參加科研的興趣，教師在新生入學初就組織學生到各研究所參觀。通過參觀，學生增強了對本專業(yè)的認識，了解到各研究所的一些研究工作情況，同時也激發(fā)了其研究興趣。在學習過程中，為加強對學生科研活動的引導，每個班級都設置了班導師，班導師的職責主要是對學生進行專業(yè)學習輔導，并在科研活動上給予指導。通過一段時間的基礎課程學習和專業(yè)訓練，當學生具備了一定的研究所需的知識和能力，就可以通過自薦或推薦的形式到感興趣的研究所參與科研工作。

目前，各團隊所負責的科研項目中50%都接收了本科學生進行畢業(yè)設計和科研實踐訓練。科研工作使學生在學習中思想更開放、更活躍，近年來通過積極組織學生參加全國大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽、全國縮微智能車競賽等各類比賽，共獲得國家級、省部級獎勵80余項，近年來指導的本科學生發(fā)表研究論文10余篇。

3 科研成果轉化為教學素材

當前社會，科學技術發(fā)展迅速，尤其是進入信息化社會后，科學技術的發(fā)展更加迅速，并且呈現(xiàn)出加速增長的趨勢。智能科學與技術專業(yè)作為多學科交叉所產(chǎn)生的新興專業(yè)更是如此，這就要求教師在授課過程中及時更新教學內容，培養(yǎng)學生在知識能力上緊跟科學技術發(fā)展的步伐。

團隊教師經(jīng)過科研歷練，積累了大量的科研成果。近年來團隊獲得包括國家科技進步二等獎在內的國家級、省部級科技獎10余項，發(fā)表高水平學術論文500余篇，其中SCI、EI收錄200余篇（次）。這些科研成果一方面促進了科學研究的發(fā)展，另一方面通過轉化豐富了教學素材。

團隊教師將科研成果轉化為課堂教學案例、實驗內容和畢業(yè)設計題目，學生獲得了良好的熏陶和鍛煉。教師將最新的科學技術、方法和手段引人教學的各個環(huán)節(jié)，不僅體現(xiàn)在課堂教學內容上，而且表現(xiàn)在課程設計指導、綜合訓練以及各種學生課外科技競賽指導中，提出并設計了許多既有訓練意義又有實用價值的好題目，豐富了教學內容。

4 科研基地補充創(chuàng)新環(huán)境

團隊近年來承擔了包括國家973計劃、攀登計劃、863計劃、國家自然科學基金等10余項國家級和30余項省部級科研項目。這些高水平的科研項目不僅為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了豐富的科研選題，也為人才培養(yǎng)提供了充足的科研經(jīng)費和優(yōu)良的科研條件?？蒲泄ぷ髦苯訋碓O備投入的增加，團隊利用自身的科研優(yōu)勢，在保質保量完成科研項目的同時向本科教學傾斜，以補充學生創(chuàng)新實驗教學條件的不足。

篇10

1977年，他在中國科學院自動化研究所工作，主持“控制論組”，與北京市中醫(yī)院合作，研究開發(fā)我國第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)“關幼波中醫(yī)肝炎診斷治療程序”，這也是世界第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。1985年，主持“國家經(jīng)濟信息專家系統(tǒng)關鍵技術”研究，提出大型“多級專家系統(tǒng)”新方法，獲國家“七，五”攻關重大成果獎。

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

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

1979年，根據(jù)國情，他創(chuàng)立具有中國特色的“最經(jīng)濟控制”理論，提出天文科學衛(wèi)星“最經(jīng)濟姿態(tài)控制”新方法，在《自動化學報》發(fā)表了關于“最經(jīng)濟控制”多篇論文。

1980年，總結有關“生物控制論”的科研成果，主持編著我國第一本《生物控制論》專著，由科學出版社出版，重點研究“人體控制論”，他提出“針麻－多級協(xié)調控制過程”，“經(jīng)絡－人體控制系統(tǒng)”新學說。

1977年，涂序彥發(fā)表我國“智能控制及其應用”首篇論文，開拓“智能控制”新技術，1985年，提出“多級自尋優(yōu)、自協(xié)調控制”新方法，1990年，參與發(fā)起主辦“全球華人智能控制與智能自動化”大會，任大會主席之一。2004年，在國際“人工生命與機器人”AROB學術會議宣讀論文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP國際學術會議，涂序彥提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，開拓我國“智能管理”新方法、新技術，1995年，撰寫《智能管理》專著，由清華大學出版社出版。2010年，他和馬忠貴博士撰寫《協(xié)調智能調度》專著，由國防工業(yè)出版社出版。

1995年，在“人工智能”與計算機“仿真技術”相結合的基礎上，涂序彥提出“智能仿真”的概念與系統(tǒng)架構，2009年，應邀在中國計算機仿真高層論壇作“協(xié)同智能仿真”大會報告。

2000年，開發(fā)“智能信息推拉”技術、“基于公共知識庫的智能通信”系統(tǒng)，2004年，在中國人工智能學會智能信息網(wǎng)絡學術會議，作大會報告“智能通信與智能網(wǎng)絡”，2005年，提出“互動智能通信”的概念，2008年，他和馬忠貴博士撰寫《智能通信》專著，由電子工業(yè)出版社出版。

2002年，涂序彥發(fā)起并主持中國人工智能學會首屆“人工生命及應用”學術會議，提出“廣義人工生命”的概念和類譜，2003年，在國際“人工生命與機器人”AROB學術會議宣讀論文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主編《人工生命及應用》論文集，2005年，北京郵電大學出版社。

2002年，涂序彥與曾廣平教授等合作，提出“軟件人”的新概念，2003年，獲國家自然科學基金項目“計算機網(wǎng)絡環(huán)境中的虛擬機器人一軟件人”支持，2004年，提出“廣義軟件人”，2007年，總結相關研究開發(fā)成果，撰寫《“軟件人”研究及應用》專著，由科學出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大會主題報告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彥與韓力群教授合作，提出“多中樞自協(xié)調人工腦”的新概念，2004年，在AROB國際學術會議“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，總結相關研究開發(fā)成果，撰寫《多中樞自協(xié)調人工腦》專著，由科學出版社出版。

2003年，他在中國人工智能學會第十屆全國人工智能學術大會報告中，提出“人工智能”的姐妹學科：“人工情感”的新學科架構。2004年，在北京主持召開中日國際學術會議，作大會報告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全國“智能控制”學術會議的大會報告中，涂序彥提出“智能控制論”新學科架構，2010年，他與王樅教授等合作，撰寫出版《智能控制論》專著，在科學出版社出版。

2004年，在“智能系統(tǒng)”國際學術會議，涂序彥提出“擬人系統(tǒng)”新概念，2005年，在中國武漢，發(fā)起并主持第一屆“擬人系統(tǒng)”國際學術會議，他提出創(chuàng)建“擬人學”新學科，2008年，在中國北京，主持召開“擬人系統(tǒng)”國際學術大會。