時(shí)間：2023-02-28 15:37:25
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關(guān)鍵詞:智能科學(xué)基礎(chǔ);系列課程;國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì);改革;建設(shè)
在國(guó)家教育部質(zhì)量工程的支持下,中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院對(duì)國(guó)家級(jí)精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國(guó)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程人工智能和國(guó)家級(jí)智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)[4]等進(jìn)行持之以恒的改革與建設(shè),取得一些成果。
“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”的教學(xué)隊(duì)伍是一支由國(guó)家級(jí)教學(xué)名師領(lǐng)銜[5],知識(shí)結(jié)構(gòu)、梯隊(duì)結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)比較合理,具有明顯的學(xué)科優(yōu)勢(shì)、課程優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)和教學(xué)科研優(yōu)勢(shì)的頗具特色與影響力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)以中南大學(xué)智能科學(xué)研究中心為核心,主要承擔(dān)人工智能基礎(chǔ)、智能控制導(dǎo)論、機(jī)器人學(xué)、專(zhuān)家系統(tǒng)等本科基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,碩士學(xué)位課程人工智能、智能控制和機(jī)器人控制技術(shù)以及留學(xué)生碩士學(xué)位課程Artificial Intelligence和博士生學(xué)位課程智能系統(tǒng)原理與應(yīng)用的教學(xué)。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)在建設(shè)過(guò)程中,注重教學(xué)改革,加大課程建設(shè)和教材建設(shè)力度,不斷改進(jìn)教學(xué)方法,在課程改革、教材建設(shè)、教學(xué)手段、隊(duì)伍建設(shè)以及交流合作等方面取得一些進(jìn)展。本文擬就教學(xué)團(tuán)隊(duì)的改革與建設(shè)的相關(guān)理念與實(shí)踐問(wèn)題加以總結(jié),談?wù)勎覀兊囊?jiàn)解。
1創(chuàng)新教學(xué)方法
教學(xué)是教師的本職和核心工作。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直致力于教學(xué)方法與教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新,虛心學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法,積極探索教學(xué)新路,形成了“以趣導(dǎo)課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學(xué)模式和教學(xué)方法[6-7]。充分激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,發(fā)揮獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維,多方位培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)用了課堂演示、課堂互動(dòng)、課堂辯論、課后網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等一系列現(xiàn)代化全方位的教學(xué)新模式。此外,為提高學(xué)生的動(dòng)手能力和理論水平,讓學(xué)生直接參與部分教師課題,理論聯(lián)系實(shí)際,為畢業(yè)后的工作學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。具體措施如下:
1) 舉行課堂討論會(huì),營(yíng)造自由探索氛圍。
為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,我們?cè)谑谡n過(guò)程中多次開(kāi)展課堂討論會(huì)和辯論會(huì)等活動(dòng),讓學(xué)生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點(diǎn),使學(xué)生全方位地接觸所學(xué)課程,培養(yǎng)學(xué)生的研究能力,真正實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),并鼓勵(lì)學(xué)生用英語(yǔ)討論。學(xué)生對(duì)有些問(wèn)題展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論,激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能,明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。課程中還經(jīng)常請(qǐng)來(lái)在科研工作中擔(dān)任主要任務(wù)的教授和博士生來(lái)給學(xué)生介紹最前沿的科學(xué)動(dòng)態(tài),激發(fā)學(xué)生們對(duì)所學(xué)知識(shí)和科學(xué)研究的興趣。在研究生教學(xué)方面,我們更進(jìn)一步通過(guò)舉辦課程課堂學(xué)術(shù)研討會(huì),讓學(xué)生在一年級(jí)就開(kāi)始接觸學(xué)科前沿,自己查閱資料和動(dòng)手寫(xiě)科技論文,并在研討會(huì)上宣讀討論,培養(yǎng)獨(dú)立工作能力和從事學(xué)科前沿研究的能力,為將來(lái)的高層次研究打下基礎(chǔ)。
2) 倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。
注意采用面向問(wèn)題的啟發(fā)式方法進(jìn)行教學(xué),啟發(fā)學(xué)生求解問(wèn)題能力,強(qiáng)化學(xué)生的參與意識(shí),提高他們的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問(wèn)、鼓勵(lì)或指定學(xué)生用英語(yǔ)提問(wèn)、學(xué)生就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行主題發(fā)言后老師點(diǎn)評(píng)等。此外,師生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。
根據(jù)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新潛力,對(duì)有專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)的本科生,在自愿情況下,挑選2～3名參與國(guó)家級(jí)項(xiàng)目研究工作,進(jìn)行中長(zhǎng)期培養(yǎng)試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)過(guò)程與碩士、博士研究生培養(yǎng)過(guò)程的銜接。
3) 增強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),籌建智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室。
智能科學(xué)基礎(chǔ)課程的概念性較強(qiáng),初學(xué)者感到比較抽象,而實(shí)驗(yàn)教學(xué)又是薄弱環(huán)節(jié)。因此,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,我們對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)十分重視,設(shè)計(jì)了一些新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,探索新穎的實(shí)驗(yàn)方法。新開(kāi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括人工智能實(shí)驗(yàn)、智能控制實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)家系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)、人工智能課程設(shè)計(jì)等。對(duì)相關(guān)課程的原有實(shí)驗(yàn),我們也進(jìn)行了一些改革,增設(shè)了個(gè)性化的實(shí)驗(yàn),使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析既有格式要求,又給學(xué)生報(bào)告自己研究的過(guò)程和結(jié)果留有空間。這些做法能夠鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立性研究,滿足他們學(xué)習(xí)的需求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際,驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)和概念,加深理解,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造能力。
除課堂實(shí)驗(yàn)外,我們還充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在課外上網(wǎng)練習(xí)。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以了解算法的具體運(yùn)行過(guò)程,調(diào)整參數(shù)和過(guò)程,并進(jìn)行驗(yàn)證以加深對(duì)知識(shí)的理解,提高學(xué)習(xí)興趣,從而達(dá)到教學(xué)目的。
結(jié)合科研,購(gòu)進(jìn)和自制部分新設(shè)備、新系統(tǒng),計(jì)劃建設(shè)智能專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,為教學(xué)提供更多的優(yōu)良實(shí)驗(yàn)設(shè)備。例如,已研制“中南移動(dòng)一號(hào)”和“中南移動(dòng)二號(hào)”自主移動(dòng)機(jī)器人共7臺(tái),已購(gòu)進(jìn)RCB-1型教學(xué)機(jī)器人20套等。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師還指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車(chē)競(jìng)賽活動(dòng)、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及創(chuàng)新教育計(jì)劃項(xiàng)目等,取得優(yōu)秀成果。
2推進(jìn)課程改革
教學(xué)改革是課程建設(shè)和學(xué)科發(fā)展的生命線。我們把國(guó)家級(jí)精品課程和全國(guó)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程放在優(yōu)先建設(shè)的位置,并以它們帶動(dòng)其他課程建設(shè),完善系列課程建設(shè),同時(shí)新辦了智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。
2.1搞好精品課程建設(shè),改進(jìn)雙語(yǔ)示范課程教學(xué),穩(wěn)步推進(jìn)系列課程建設(shè)
本團(tuán)隊(duì)著力搞好已有的2門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程、1門(mén)全國(guó)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程,更新精品課程網(wǎng)站,豐富課程內(nèi)容。為了及時(shí)反映上述課程中相關(guān)科學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展,我們調(diào)整了教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容,修訂了教學(xué)大綱,并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和更新,極大充實(shí)了各課程教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),通過(guò)校際教學(xué)活動(dòng)和網(wǎng)上資源共享對(duì)精品課程、雙語(yǔ)教學(xué)示范課程進(jìn)行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。
為加強(qiáng)精品課程建設(shè),完善和拓展課程體系,在總結(jié)現(xiàn)有精品課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又建成省級(jí)精品課程1門(mén),校級(jí)精品課程1門(mén)。
為提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平和學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生能夠開(kāi)拓眼界,追蹤國(guó)際前沿科學(xué)研究,本團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)進(jìn)行研究和實(shí)踐。除改進(jìn)人工智能雙語(yǔ)教學(xué)示范課程外,團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的其他課程,如智能控制、機(jī)器人學(xué)、專(zhuān)家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等也實(shí)行了雙語(yǔ)教學(xué),并為該課程引進(jìn)英文輔助教材。例如,對(duì)人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國(guó)外影響較大的英文原版教材作為主要教學(xué)參考書(shū)[10-11],供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。在雙語(yǔ)教學(xué)中,一般以漢語(yǔ)講授為主,英語(yǔ)為輔,并對(duì)一些關(guān)鍵詞同時(shí)用漢語(yǔ)和英語(yǔ)表示。對(duì)部分章節(jié)或某個(gè)專(zhuān)題,采用純英語(yǔ)教學(xué)或以英語(yǔ)為主漢語(yǔ)為輔的教學(xué)。對(duì)PPT課件的編寫(xiě)分為純漢語(yǔ)、純英語(yǔ)和英漢混合幾種方式。英語(yǔ)教學(xué)比例要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生英語(yǔ)水平而定,其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生的接受程度與學(xué)習(xí)效果,根據(jù)這一點(diǎn)來(lái)適時(shí)調(diào)整雙語(yǔ)教學(xué)中英語(yǔ)對(duì)漢語(yǔ)的比例。
通過(guò)教改實(shí)踐,我們承擔(dān)的智能科學(xué)基礎(chǔ)課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學(xué)的基礎(chǔ)課程到專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,再到專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進(jìn)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科從基礎(chǔ)到應(yīng)用的系列課程體系。
2.2新辦智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)
智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代科技發(fā)展的前沿學(xué)科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養(yǎng)能力[12]。我校的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科方向經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,已形成了具有自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)的學(xué)科,在國(guó)內(nèi)具有一定的知名度和優(yōu)勢(shì)。為了促進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展,經(jīng)過(guò)多年積極準(zhǔn)備,我們于2009年申報(bào)了智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)并獲得教育部批準(zhǔn)。通過(guò)向兄弟學(xué)校學(xué)習(xí)調(diào)研,了解該專(zhuān)業(yè)人才需求、專(zhuān)業(yè)建設(shè)規(guī)劃,設(shè)定適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃與課程設(shè)置方案。雖然我們開(kāi)辦“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)較晚,但我們從2002年開(kāi)始,就一直關(guān)注和積極參與國(guó)內(nèi)智能科學(xué)的學(xué)科的討論與新專(zhuān)業(yè)籌備工作[13]。
我校于2009年申報(bào)獲準(zhǔn),在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)增設(shè)了智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)方向,目前已招收2屆學(xué)生共84人。我們?yōu)檫x讀智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)方向的每個(gè)學(xué)生選定指導(dǎo)老師。每個(gè)學(xué)生都可以參加指導(dǎo)老師的課題,指導(dǎo)老師也可以利用自己的學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心來(lái)更好地管理呵護(hù)學(xué)生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學(xué)們的普遍歡迎,也得到了學(xué)校的肯定。我們還多次召開(kāi)師生見(jiàn)面會(huì)并通過(guò)指導(dǎo)老師走訪宿舍,了解每個(gè)人的情況。為了消除代溝,努力融入同學(xué)當(dāng)中,學(xué)習(xí)熟悉他們的語(yǔ)境和思維想法。我們的目標(biāo)就是不讓一個(gè)學(xué)生掉隊(duì)。
創(chuàng)建與建設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)新專(zhuān)業(yè),將為智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)建設(shè)提供一個(gè)更加寬廣的平臺(tái),并對(duì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和電子信息等學(xué)科的專(zhuān)業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)提供一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。我們將以智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)為契機(jī),虛心學(xué)習(xí)兄弟學(xué)校的專(zhuān)業(yè)建設(shè)的做法和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步規(guī)范智能科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)課程教學(xué),讓智能科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)建設(shè)登上一個(gè)新的臺(tái)階。
3加強(qiáng)教材建設(shè)
教材是教學(xué)的重要工具和資源,其水平直接影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過(guò)程中,我們與時(shí)俱進(jìn),對(duì)教學(xué)內(nèi)容不斷優(yōu)化與更新,精益求精地編寫(xiě)反映學(xué)科發(fā)展的教材[14]。
我們對(duì)原有編寫(xiě)出版的教材進(jìn)行修訂,反映新世紀(jì)學(xué)科發(fā)展水平和發(fā)展趨向,以適應(yīng)教改需要。把這些最新內(nèi)容用于教學(xué),使學(xué)生了解到國(guó)際前沿動(dòng)態(tài)和本學(xué)科的最新成果。
以相關(guān)系列課程為平臺(tái),注重教材配套,服務(wù)因材施教,著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)教材建設(shè)。僅2007年以來(lái)我們已出版的相關(guān)教材及專(zhuān)著如下:
《智能控制原理與應(yīng)用》,國(guó)家級(jí)精品課程配套教材,2007;《智能控制導(dǎo)論》,國(guó)家級(jí)精品課程配套教材,2007;《未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航控制理論與方法》,2008;《機(jī)器人學(xué)》,第二版,國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)配套教材,2009;《機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)》,國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)配套教材,2009;《人工智能及其應(yīng)用》,第四版,國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材,國(guó)家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎(chǔ)》,第二版,國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材,國(guó)家精品課程配套教材,2010;《移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同理論與技術(shù)》,2010。
4優(yōu)化隊(duì)伍結(jié)構(gòu)
師資隊(duì)伍建設(shè)是團(tuán)隊(duì)建設(shè)的源頭,沒(méi)有一流的教師隊(duì)伍就沒(méi)有一流的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在師資隊(duì)伍建設(shè)上,我們一直采取引進(jìn)優(yōu)秀人才和在職培養(yǎng)相結(jié)合的做法。對(duì)于人才的引進(jìn)主要通過(guò)辦專(zhuān)業(yè)和辦學(xué)科點(diǎn)等方式吸引人才,還通過(guò)創(chuàng)造教學(xué)和科研條件,穩(wěn)定教師隊(duì)伍,解決個(gè)人的發(fā)展問(wèn)題。
采取有效措施,提高主講教師的學(xué)術(shù)積累和教學(xué)水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項(xiàng)目,提高學(xué)術(shù)水平。二是派中青年教師赴國(guó)外研修訪問(wèn),了解和學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家同類(lèi)課程的先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)課程設(shè)置情況與發(fā)展趨勢(shì),將國(guó)外教學(xué)思想引入課程教學(xué)。
教學(xué)始終是教師的第一要?jiǎng)?wù),為了提高青年教師的教學(xué)素質(zhì),我們實(shí)施并完善了一系列管理措施和制度。
1) 設(shè)立名師工作室,實(shí)現(xiàn)名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對(duì)年輕教師進(jìn)行傳、幫、帶,可以有業(yè)務(wù)方面的指導(dǎo),也可以有認(rèn)識(shí)方面的交流。通過(guò)老教師對(duì)年輕教師全方位的指導(dǎo),使老教師的教學(xué)理念和經(jīng)驗(yàn)得以繼承,加快了年輕教師的成長(zhǎng)。
2) 有計(jì)劃地安排年輕教師虛心旁聽(tīng)有經(jīng)驗(yàn)教師的講課。通過(guò)聽(tīng)課,不僅使年輕教師進(jìn)一步掌握課程的內(nèi)容,更重要的是使年輕教師學(xué)到了老教師的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn),對(duì)其今后從事教學(xué)工作起到了積極的指導(dǎo)作用。
3) 對(duì)于第一次上課和第一次上某門(mén)新課程的年輕教師,團(tuán)隊(duì)都要在課前組織他們?cè)囍v。試講前,安排老教師進(jìn)行指導(dǎo),傳授教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。試講時(shí),由團(tuán)隊(duì)的教師參加聽(tīng)課并對(duì)其進(jìn)行講評(píng),肯定其優(yōu)點(diǎn),指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點(diǎn),找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統(tǒng)一基本教案,幫助年輕教師成長(zhǎng)。
近兩年來(lái)本教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得的主要教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)就有徐特立教育獎(jiǎng)、茅以升教學(xué)專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)等。
5擴(kuò)大交流合作
我們?cè)谧龊米陨韴F(tuán)隊(duì)建設(shè)的同時(shí),增進(jìn)與全國(guó)相關(guān)高校和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的交流,學(xué)習(xí)兄弟團(tuán)隊(duì)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),在課程示范、教材推廣、網(wǎng)絡(luò)資源輻射等方面發(fā)揮積極作用。我們還開(kāi)展校內(nèi)合作,聯(lián)合不同院系進(jìn)行教學(xué)和精品課程的申報(bào)與建設(shè),在校內(nèi)推廣改革成果;發(fā)表了一系列教改論文;發(fā)起籌備《全國(guó)智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)研討會(huì)》;邀請(qǐng)企業(yè)界科技精英做本科生就業(yè)指導(dǎo)相關(guān)報(bào)告。
1) 增進(jìn)校際交流,發(fā)揮輻射作用。
我們經(jīng)常以講座報(bào)告形式在許多兄弟院校進(jìn)行教學(xué)與教改交流。例如,最近一年來(lái)就應(yīng)邀先后到上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東華大學(xué)、東南大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)等校就智能科學(xué)技術(shù)課程的教學(xué)、教改和建設(shè)問(wèn)題作專(zhuān)題報(bào)告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數(shù)以百計(jì)的高等院校采用我們編著的教材和網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行教學(xué),國(guó)內(nèi)已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學(xué)的教師,來(lái)信來(lái)函索取我們開(kāi)發(fā)的課程教案、課程演示和網(wǎng)絡(luò)課程相關(guān)資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務(wù)工作。
2) 撰寫(xiě)課程改革論文,進(jìn)行國(guó)內(nèi)外交流。
本團(tuán)隊(duì)成員僅近一年多來(lái),就在中國(guó)教育開(kāi)放資源網(wǎng)、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)13屆年會(huì)、計(jì)算機(jī)教育、高等理科教育、計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化等會(huì)議及刊物上發(fā)表10篇教改論文,在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行交流,起到介紹情況,交流信息和經(jīng)驗(yàn)的積極作用。
3) 籌備全國(guó)相關(guān)課程教學(xué)研討會(huì)。
為了更好地交流經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)大影響和輻射作用,我們發(fā)起并聯(lián)合中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人工智能與模式識(shí)別專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能機(jī)器人專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智能自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)人工智能基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)委員會(huì),籌備召開(kāi)了首屆《全國(guó)智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)研討會(huì)》[15]。圍繞各個(gè)學(xué)校在智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)的課程改革與建設(shè)、課程和專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃制定和未來(lái)發(fā)展設(shè)想等方面進(jìn)行交流研討。通過(guò)交流研討,認(rèn)真學(xué)習(xí)兄弟學(xué)校的經(jīng)驗(yàn),并盡可能匯報(bào)我們的經(jīng)驗(yàn)。我們相信,在與會(huì)全體代表的共同努力下,本次課程教學(xué)研討會(huì)一定能夠取得積極的成果。
注:本研究獲得教育部國(guó)家級(jí)精品課程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全國(guó)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程人工智能(2007年)、國(guó)家級(jí)智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)(2008年)等項(xiàng)目支持。
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Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU
CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；科學(xué)研究；專(zhuān)業(yè)建設(shè)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 引言
智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合了認(rèn)知科學(xué)、信息學(xué)、控制科學(xué)、生命科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論和研究方法，是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，將成為21世紀(jì)信息科學(xué)研究的制高點(diǎn)和信息產(chǎn)業(yè)價(jià)值的主要提升點(diǎn)。
在國(guó)外，許多著名高校都設(shè)立了“人工智能”專(zhuān)業(yè)并授予智能科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位：世界多數(shù)知名的理工類(lèi)院校都設(shè)立有人工智能研究所或?qū)嶒?yàn)室，進(jìn)行智能科學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究生培養(yǎng)及科研工作。在國(guó)內(nèi)，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)起步則較晚：2003年12月5日，教育部正式批準(zhǔn)北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)，這標(biāo)志著我國(guó)“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的誕生。
廈門(mén)大學(xué)在智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有多年的研究積累和師資儲(chǔ)備。2006年12月，教育部正式批準(zhǔn)廈門(mén)大學(xué)設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)，2007年6月6日，廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)成立，并于2007年9月迎來(lái)了第一屆本科生。本文將簡(jiǎn)要介紹近幾年來(lái)廈門(mén)大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的建設(shè)情況。
2 廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究進(jìn)展
廈門(mén)大學(xué)在智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究已開(kāi)展了多年。早在1988年，學(xué)校就成立了校級(jí)科研機(jī)構(gòu)――“廈門(mén)大學(xué)人工智能與計(jì)算機(jī)研究所”，目前，經(jīng)廈門(mén)大學(xué)批準(zhǔn)，正式更名為“廈門(mén)大學(xué)人工智能研究所”。它是一個(gè)以實(shí)用智能技術(shù)研究為主、集基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)于一體的研究機(jī)構(gòu)，是廈門(mén)大學(xué)組建智能科學(xué)與技術(shù)系的主要基礎(chǔ)。
廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系面向國(guó)際學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家發(fā)展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不斷開(kāi)辟新的研究領(lǐng)域，逐漸確立了語(yǔ)言信息處理、認(rèn)知計(jì)算、智能信息檢索、中醫(yī)信息處理、視頻圖像處理、智能機(jī)器人等主要研究方向。在語(yǔ)言信息處理方面，現(xiàn)設(shè)手寫(xiě)漢字識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器翻譯、語(yǔ)料庫(kù)技術(shù)等研究領(lǐng)域；在認(rèn)知計(jì)算方面，現(xiàn)設(shè)覺(jué)知計(jì)算、腦機(jī)接口、機(jī)器感覺(jué)、隱喻邏輯等研究領(lǐng)域；在智能信息檢索方面，現(xiàn)設(shè)文本信息過(guò)濾、信息檢索、信息提取、智能數(shù)據(jù)挖掘、Web挖掘等研究領(lǐng)域；在中醫(yī)信息處理方面，現(xiàn)主要研究開(kāi)發(fā)多媒體中草藥智能查詢系統(tǒng)、基于舌象中醫(yī)智能體檢系統(tǒng)；在視頻圖像處理方面，現(xiàn)設(shè)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)、生物特征識(shí)別、遙感圖像、地理信息系統(tǒng)等研究領(lǐng)域。2008年，系里引進(jìn)了被稱為“人工大腦之父”的著名學(xué)者Hugo de Garis教授，并以他為首組建了人工大腦研究室，該研究室的目標(biāo)是，經(jīng)過(guò)三年左右的時(shí)間，建設(shè)中國(guó)首個(gè)人工大腦。
經(jīng)過(guò)十幾年的不懈努力，我們?cè)谏鲜鲅芯款I(lǐng)域均取得了一批有影響的重要研究成果，在我國(guó)學(xué)術(shù)界具有一定的學(xué)術(shù)地位，獲得數(shù)十項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。目前在研的項(xiàng)目有國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家863項(xiàng)目2項(xiàng)、國(guó)家863子項(xiàng)目2項(xiàng)、福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)。在漢字識(shí)別、詞語(yǔ)切分標(biāo)注、語(yǔ)法分析、詞義消歧、指代消解、語(yǔ)言神經(jīng)基礎(chǔ)、漢語(yǔ)理解策略、網(wǎng)上信息的選擇翻譯、統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別與合成、計(jì)算機(jī)音樂(lè)、計(jì)琴學(xué)等諸多方面進(jìn)行了有特色的研究，形成了具體的算法，并且還提出了一種系統(tǒng)性的協(xié)動(dòng)計(jì)算理論，出版專(zhuān)著5部，數(shù)百篇，其中近三年被EI、SCI等檢索的論文達(dá)200余篇。
在基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，智能科學(xué)與技術(shù)系還十分注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，先后與北京德威特電力系統(tǒng)自動(dòng)化有限公司和深圳名人電腦等公司進(jìn)行合作研發(fā)，廣泛開(kāi)展應(yīng)用系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，主要包括：手寫(xiě)漢字機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)、漢語(yǔ)分詞和詞性標(biāo)注系統(tǒng)、機(jī)器翻譯系統(tǒng)以及網(wǎng)上漢語(yǔ)文本分類(lèi)和信息過(guò)濾系統(tǒng)。其中，手寫(xiě)漢字機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)獲浙江省教育廳科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)：機(jī)器輔助漢英互翻系統(tǒng)獲福建省科技廳科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)；漢語(yǔ)分詞和詞性標(biāo)注系統(tǒng)獲得2003年863中文信息處理評(píng)測(cè)第二名：機(jī)器翻譯系統(tǒng)(包括XMMT漢英機(jī)器翻譯系統(tǒng)、Matrix英漢機(jī)器翻譯系統(tǒng)、Light英漢機(jī)器翻譯系統(tǒng)和Neon英漢雙向機(jī)器翻譯系統(tǒng))在863智能接口評(píng)測(cè)中多次名列前茅，形成多項(xiàng)產(chǎn)品，技術(shù)授權(quán)國(guó)內(nèi)多家單位使用。
在科研平臺(tái)建設(shè)方面，智能科學(xué)與技術(shù)系發(fā)揮廈門(mén)大學(xué)多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合人文學(xué)院、外文學(xué)院和海外教育學(xué)院華文系的學(xué)術(shù)力量，于2003年成立了“廈門(mén)大學(xué)語(yǔ)言技術(shù)中心”，其中，漢外多語(yǔ)言機(jī)器翻譯為主攻方向之一。2006年獲批了“智能信息技術(shù)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”；目前，以人工大腦相關(guān)內(nèi)容為研究核心的“福建省仿腦智能系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”也已獲批。
3 廈門(mén)大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)建設(shè)情況
廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系現(xiàn)有一個(gè)本科專(zhuān)業(yè)(智能科學(xué)與技術(shù))，三個(gè)學(xué)術(shù)型碩士學(xué)位授予專(zhuān)業(yè)(人工智能基礎(chǔ)、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù))，一個(gè)“計(jì)算機(jī)技術(shù)”工程碩士培養(yǎng)方向(智能工程及網(wǎng)絡(luò)安全方向)，一個(gè)博士學(xué)位授予專(zhuān)業(yè)(人工智能基礎(chǔ))。現(xiàn)有在校本科生近90人，碩士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教職工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士學(xué)位或者博士在讀，40歲以下的年輕教師占2／3。
3.1 本科生專(zhuān)業(yè)建設(shè)
在本科生培養(yǎng)方面，廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系的目標(biāo)是要求學(xué)生能夠有效和系統(tǒng)地掌握本學(xué)科的理論基礎(chǔ)，比較深入地理解智能科學(xué)與技術(shù)理論；培養(yǎng)具有一定的分析、綜合和創(chuàng)新能力，能夠承當(dāng)智能信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教學(xué)任務(wù)的，德、智、體全面發(fā)展的科學(xué)技術(shù)工作者：畢業(yè)生適宜到科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校、技術(shù)或行政管理部門(mén)、公司、廠礦等企事業(yè)單位從事科技研究、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、信息管理和教學(xué)工作，也可以進(jìn)一步攻讀該專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的碩士學(xué)位。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我們遵循“寬口徑、厚基礎(chǔ)、抓關(guān)鍵、重實(shí)踐”四項(xiàng)基本原則，制定了較合理的教學(xué)計(jì)劃，在本科一、二年級(jí)安排公共基本課程、校通識(shí)教育課程、院系通修課程；從二年級(jí)下學(xué)期開(kāi)始結(jié)束院系通修課程，轉(zhuǎn)而推出部分學(xué)科通修課程，向?qū)I(yè)化過(guò)渡，三年級(jí)開(kāi)始加入方向性選修課程。其中，公共基本課程621學(xué)時(shí)、33學(xué)分；校通識(shí)教育課程262學(xué)、15學(xué)分；學(xué)科通修課程1544學(xué)時(shí)、90學(xué)分；方向性課程120學(xué)時(shí)、分；學(xué)科跨方向性課程108學(xué)時(shí)、6學(xué)分。這樣的安排能真正使學(xué)生在獲得扎實(shí)而寬厚的理論基礎(chǔ)、合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，培養(yǎng)較強(qiáng)的獲取新知識(shí)的能力和創(chuàng)新精神。
為了能切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，我們?cè)谵k學(xué)過(guò)程中十分重視和強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練并倡導(dǎo)理論與實(shí)際 相結(jié)合，已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)一個(gè)特色實(shí)驗(yàn)室――“仿腦認(rèn)知與智能機(jī)器人”實(shí)驗(yàn)室，可支撐仿腦認(rèn)知與智能機(jī)器人兩個(gè)方向相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，總經(jīng)費(fèi)預(yù)算100萬(wàn)元。依托該實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合相關(guān)課程，高年級(jí)本科生可以進(jìn)行“心理物理測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“眼動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“面部表情與腦電對(duì)照實(shí)驗(yàn)”、“行為學(xué)與智能關(guān)系測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人避障行走路徑規(guī)劃”、“機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別與跟蹤”、“機(jī)器人聲控實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人智能語(yǔ)言翻譯”、“機(jī)器人足球比賽”等眾多特色實(shí)驗(yàn)。
3.2 研究生專(zhuān)業(yè)建設(shè)
廈門(mén)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系的研究生培養(yǎng)以加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心，以加強(qiáng)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、論文創(chuàng)新寫(xiě)作、促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合為重點(diǎn)，包含碩士研究生和博士研究生兩個(gè)培養(yǎng)層次。其中，碩士研究生層次又分為學(xué)術(shù)型研究生和工程碩士?jī)煞N類(lèi)型，分別進(jìn)行培養(yǎng)。
在學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)方面，我們的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，適應(yīng)國(guó)家社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步事業(yè)需要的，德、智、體、美全面發(fā)展，系統(tǒng)地掌握本學(xué)科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才和能適應(yīng)未來(lái)從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)研究和工程應(yīng)用研究之人才。畢業(yè)生適宜到科研部門(mén)、學(xué)校從事科學(xué)研究和教學(xué)工作；適宜到計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位從事智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究、應(yīng)用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的博士學(xué)位。目前包含“人工智能基礎(chǔ)”、“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”和“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”三個(gè)專(zhuān)業(yè)。其中，“人工智能基礎(chǔ)”專(zhuān)業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：認(rèn)知科學(xué)理論、認(rèn)知邏輯學(xué)、計(jì)算語(yǔ)言學(xué)、智能計(jì)算方法、藝術(shù)認(rèn)知與計(jì)算、腦高級(jí)功能成像等；“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”專(zhuān)業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器翻譯系統(tǒng)、智能中醫(yī)診斷系統(tǒng)、機(jī)器音樂(lè)、模式識(shí)別、音頻信息處理等：“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”專(zhuān)業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：人工智能應(yīng)用技術(shù)、自然語(yǔ)言處理技術(shù)、智能信息檢索技術(shù)、多媒體綜合應(yīng)用技術(shù)、圖像與視頻處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。
在工程碩士培養(yǎng)方面，目前智能系招收“計(jì)算機(jī)技術(shù)”工程碩士――B方向(智能工程及網(wǎng)絡(luò)安全)的工程碩士研究生，目標(biāo)是培養(yǎng)具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工程技術(shù)能力，掌握現(xiàn)代智能與網(wǎng)絡(luò)科學(xué)前沿知識(shí)，在智能工程與網(wǎng)絡(luò)安全方向具有一定研究深度和項(xiàng)目研發(fā)能力的高層次應(yīng)用型人才。培養(yǎng)方向包括：嵌入式智能家居、視頻圖像處理、網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)監(jiān)控、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、智能機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容監(jiān)管、黑客與網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息安全、信息檢索與信息過(guò)濾、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別與合成、智能中醫(yī)信息處理、人工大腦、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。
在博士研究生培養(yǎng)方面，設(shè)有“人工智能基礎(chǔ)”博士學(xué)位授予專(zhuān)業(yè)，目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)，具有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)某一領(lǐng)域有全面深入了解或?qū)δ骋粦?yīng)用領(lǐng)域有獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠解決前人未能解決的科學(xué)問(wèn)題或社會(huì)發(fā)展中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才：其研究工作對(duì)科學(xué)技術(shù)或社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有明顯貢獻(xiàn)，為人工智能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用提供新的基礎(chǔ)或新技術(shù)、新方法。培養(yǎng)方向包括：人工智能以及應(yīng)用技術(shù)、藝術(shù)認(rèn)知與計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、軟計(jì)算方法及其應(yīng)用、智能多媒體信息處理、腦功能成像技術(shù)等。
4 總結(jié)與展望
關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；智能科學(xué)與技術(shù)；創(chuàng)新課程體系；中國(guó)制造2025
0引言
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是教育部根據(jù)“面向國(guó)家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應(yīng)國(guó)家科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的需要而設(shè)立的，專(zhuān)業(yè)代碼080907T。智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)屬于一個(gè)交叉學(xué)科，涵蓋了電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件和軟件、人工智能、自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何交叉學(xué)科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應(yīng)國(guó)家對(duì)高質(zhì)量的智能技術(shù)人才的社會(huì)需求，研究與實(shí)踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)建設(shè)需求的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。
1創(chuàng)新課程體系的意義
德國(guó)率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實(shí)就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等相結(jié)合，形成虛擬與現(xiàn)實(shí)相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動(dòng)終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標(biāo)準(zhǔn)的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會(huì)采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質(zhì)量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品，快速交付給客戶。
在制造領(lǐng)域，這種技術(shù)的漸進(jìn)性進(jìn)步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國(guó)蒸汽機(jī)為代表；第②階段以1870年的電動(dòng)機(jī)械發(fā)明與應(yīng)用為代表；第③階段以使用電子與IT技術(shù)的自動(dòng)化時(shí)代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時(shí)代。當(dāng)前，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進(jìn)入成長(zhǎng)期。另外，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人使用密度遠(yuǎn)低于主要發(fā)達(dá)國(guó)家，具有廣闊的市場(chǎng)空間。智能裝備的大發(fā)展對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢(shì)，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生今后的一個(gè)重要就業(yè)方向?qū)⑹欠?wù)于產(chǎn)業(yè)界的機(jī)器人領(lǐng)域。
我們國(guó)家正在大力提倡的“中國(guó)制造2025”與德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國(guó)的工業(yè)、社會(huì)發(fā)展階段存在差異，但在智能制造領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展水平基本同步。通過(guò)國(guó)家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術(shù)，以及在大學(xué)智能制造相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程改革，為我國(guó)的智能制造技術(shù)趕上甚至超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家創(chuàng)造了千載難逢的機(jī)遇。
2智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新課程體系目標(biāo)
如何充分利用民辦學(xué)校的企業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，辦好智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是本專(zhuān)業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的辦學(xué)宗旨，根據(jù)行業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展的需求，在保證專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系完整性的前提下，結(jié)合“工業(yè)4.0”對(duì)專(zhuān)業(yè)人才知識(shí)、能力的需求，我們將專(zhuān)業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測(cè)技術(shù)，智能機(jī)器人傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)，智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等。4年來(lái)的辦學(xué)實(shí)踐證明，我們的專(zhuān)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(zhuān)業(yè)定位，對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進(jìn)行深入的探索與實(shí)踐，涉及專(zhuān)業(yè)一體化的理論與實(shí)踐課程體系規(guī)劃，機(jī)器人實(shí)踐平臺(tái)升級(jí)，專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、考核方式改革，教學(xué)資源、師資隊(duì)伍、評(píng)估反饋機(jī)制建設(shè)等。通過(guò)有針對(duì)性地研究我們?cè)趯?zhuān)業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題，尋找解決問(wèn)題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應(yīng)“工業(yè)4.0”及“中國(guó)制造2025”對(duì)專(zhuān)業(yè)人才知識(shí)及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國(guó)家、社會(huì)輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
通過(guò)對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運(yùn)行4年的本專(zhuān)業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上建立完善的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論與實(shí)踐一體化設(shè)計(jì)；總結(jié)課程教學(xué)手段和方法；完成高質(zhì)量的教學(xué)資源建設(shè)；建立高水平的師資隊(duì)伍。
3創(chuàng)新課程體系構(gòu)建方案
專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項(xiàng)目為導(dǎo)向設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施貫穿于大學(xué)4年的教學(xué)過(guò)程之中，讓學(xué)生在校期間就有機(jī)會(huì)參與真實(shí)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與運(yùn)作，獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐與學(xué)校理論教學(xué)的無(wú)縫對(duì)接。設(shè)置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項(xiàng)目群，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)進(jìn)行全面培養(yǎng)，使學(xué)生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一體化課程體系
專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建思路以行業(yè)與社會(huì)需求為根本。在此基礎(chǔ)上確定智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導(dǎo)，定制科學(xué)先進(jìn)的人才培養(yǎng)模式和過(guò)程，最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新課程體系。
引進(jìn)與國(guó)際接軌的課程體系，制定全新的適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的教學(xué)計(jì)劃，采用先進(jìn)的教學(xué)理念與培養(yǎng)模式，初步構(gòu)建以設(shè)計(jì)為中心，理論與實(shí)踐高度融合的應(yīng)用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當(dāng)降低理論知識(shí)的難度，著重培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力。理論課程的整合要突出理論教學(xué)的應(yīng)用性，構(gòu)建基礎(chǔ)理論平臺(tái)課程群與專(zhuān)業(yè)模塊化課程群相結(jié)合的理論教學(xué)體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個(gè)性化發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的適應(yīng)性。
實(shí)踐課程體系方面，依據(jù)專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，以能力為本位，以項(xiàng)目為載體，以“學(xué)中做”和“做中學(xué)”為方法，統(tǒng)籌安排基礎(chǔ)實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐、創(chuàng)新訓(xùn)練與實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與實(shí)踐、綜合實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與企業(yè)實(shí)習(xí)等各類(lèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使實(shí)踐學(xué)期教學(xué)內(nèi)容逐級(jí)遞進(jìn)、逐步深化；將實(shí)踐學(xué)期實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容緊密銜接。系統(tǒng)化構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合，貫穿于大學(xué)教育全程的一體化實(shí)踐教學(xué)體系。本專(zhuān)業(yè)采用自頂而下的方式設(shè)計(jì)各級(jí)項(xiàng)目。一級(jí)項(xiàng)目（智能機(jī)器人綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目）的設(shè)計(jì)直接針對(duì)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐學(xué)期的二級(jí)項(xiàng)目和基于專(zhuān)業(yè)課程的三級(jí)項(xiàng)目分別是一級(jí)項(xiàng)目培養(yǎng)能力的分解。
采用基于社會(huì)實(shí)際崗位的逆推法設(shè)計(jì)課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，將專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)抽象為若干個(gè)專(zhuān)業(yè)核心應(yīng)用能力，再根據(jù)每個(gè)專(zhuān)業(yè)核心應(yīng)用能力所需的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分不同的課程群。
設(shè)置課程群不僅要考慮智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本身課程體系的科學(xué)性與遞進(jìn)關(guān)系，還要充分研究專(zhuān)業(yè)相關(guān)的重點(diǎn)行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點(diǎn)，針對(duì)人才市場(chǎng)的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)、新平臺(tái)、新規(guī)范納入課程，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟(jì)及行業(yè)、企業(yè)的有效對(duì)接。目前，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專(zhuān)業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測(cè)技術(shù)、智能機(jī)器人傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，以及智能技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關(guān)技術(shù)有一定的匹配度，但還需進(jìn)一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線”等知識(shí)模塊構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡(luò)課程群，融合“工業(yè)機(jī)器人”“智能傳感檢測(cè)”等構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS實(shí)體物理課程群。實(shí)踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機(jī)器人開(kāi)設(shè)相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)、課程項(xiàng)目、實(shí)踐學(xué)期項(xiàng)目及實(shí)訓(xùn)等。
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建分為基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)崗位應(yīng)用技能課程、專(zhuān)業(yè)方向和專(zhuān)業(yè)技能拓展課程4個(gè)階段。注重崗位需求對(duì)課程設(shè)置的對(duì)應(yīng)性，前兩個(gè)階段與傳統(tǒng)大學(xué)基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個(gè)階段面向人才市場(chǎng)的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專(zhuān)業(yè)人才。
3.2科學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系
大連東軟信息學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)按照全面質(zhì)量管理的理念，建立了全員參與、全過(guò)程監(jiān)控、全方位評(píng)價(jià)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制。做到了常項(xiàng)評(píng)價(jià)與專(zhuān)項(xiàng)評(píng)價(jià)相結(jié)合，形成性考核評(píng)價(jià)與終結(jié)性考核評(píng)價(jià)相結(jié)合，定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，采取管理學(xué)確認(rèn)有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)包括TOPCARES-CDIO系列評(píng)估、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)以及教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)3個(gè)部分。TOPCARES-CDIO系列評(píng)估主要評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)、課程、項(xiàng)目、教材以及素質(zhì)教育等環(huán)節(jié)落實(shí)工程教育理念的效果。教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主要包括教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，學(xué)生對(duì)課程的滿意度調(diào)查、對(duì)重點(diǎn)課程的評(píng)價(jià)、對(duì)重點(diǎn)教材的評(píng)價(jià)等，由定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)價(jià)組成。教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)，主要從課程考核、實(shí)踐學(xué)期以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開(kāi)。
3.3高水平師資隊(duì)伍建設(shè)
專(zhuān)業(yè)自成立以來(lái)就十分關(guān)注師資隊(duì)伍的培養(yǎng)，不斷強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)，持續(xù)關(guān)注專(zhuān)業(yè)帶頭人和骨干教師建設(shè)，加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍的培養(yǎng)力度。通過(guò)開(kāi)展內(nèi)部培訓(xùn)、教學(xué)研討、企業(yè)實(shí)踐、學(xué)術(shù)研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、教研科研水平高、技術(shù)服務(wù)能力強(qiáng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在師資隊(duì)伍建設(shè)過(guò)程中，實(shí)施“引聘訓(xùn)評(píng)”的雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)發(fā)展方案。
3.4教學(xué)資源建設(shè)
根據(jù)課程體系改革方案，完善改革課程的教學(xué)大綱，積極開(kāi)展專(zhuān)業(yè)課程教材、試題庫(kù)、項(xiàng)目庫(kù)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、教學(xué)案例、課件等教學(xué)資源建設(shè)，升級(jí)機(jī)器人系列實(shí)驗(yàn)室。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程體系；培養(yǎng)管理
1背景
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(zhuān)業(yè)是一個(gè)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(gè)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(shì)，對(duì)于這方面人才的需求也越來(lái)越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)知識(shí)，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(jì)、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國(guó)內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計(jì)的高級(jí)專(zhuān)門(mén)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(zhuān)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(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、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(zhuān)業(yè)知識(shí)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(jì)劃與教學(xué)管理分析
智能科學(xué)與技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，其必修課程設(shè)計(jì)原則是使學(xué)生具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，尤其是大類(lèi)專(zhuān)業(yè)招生教學(xué)的院校，通識(shí)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(zhuān)業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專(zhuān)業(yè)必修和專(zhuān)業(yè)選修課程，專(zhuān)業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課程。計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)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(jì)、數(shù)值計(jì)算等；專(zhuān)業(yè)課程一般包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)等。
2.1學(xué)分
本科培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)分中，國(guó)內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢(shì)是逐步減少，追求少而精。國(guó)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(shí)為1學(xué)分的，也有18學(xué)時(shí)為1學(xué)分的。
中國(guó)臺(tái)灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺(tái)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(zhuān)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(shí)課程須達(dá)28學(xué)分（含外語(yǔ)課程必修8學(xué)分）。臺(tái)灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺(tái)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(guó)的大學(xué)各校差異較大。美國(guó)的學(xué)分計(jì)算有4學(xué)期制、兩長(zhǎng)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(zhuān)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(guò)一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個(gè)學(xué)期適當(dāng)時(shí)候隨意選擇專(zhuān)業(yè)，并且選擇專(zhuān)業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時(shí)滿足專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案即可。
國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實(shí)行按大類(lèi)招生的學(xué)校之一，分為大類(lèi)培養(yǎng)、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類(lèi)，前兩年不分專(zhuān)業(yè)，按學(xué)科分類(lèi)集中培養(yǎng)。
臺(tái)灣的大學(xué)專(zhuān)業(yè)也是按大類(lèi)完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專(zhuān)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(zhuān)業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色的課程組。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺(tái)灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺(tái)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(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)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(wèn)題，如何以工程教育專(zhuān)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(guó)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(shí)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(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，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(jì)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(duì)不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類(lèi)編程語(yǔ)言的應(yīng)用場(chǎng)合；麻省理工大學(xué)的課程計(jì)劃是必須先修12學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，再修3門(mén)或4門(mén)核心課程，最后選擇3門(mén)方向?qū)W科和1門(mén)關(guān)于該方向的實(shí)驗(yàn)課、2門(mén)專(zhuān)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(yǔ)言處理與理解技術(shù)；知識(shí)處理（認(rèn)識(shí)）技術(shù)，包括知識(shí)提煉、知識(shí)分類(lèi)、知識(shí)表示技術(shù)等；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是統(tǒng)計(jì)與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習(xí)技術(shù)；決策技術(shù)，即知識(shí)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(mén)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(yǔ)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(guó)內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)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(kāi)始培養(yǎng)智能專(zhuān)業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計(jì)劃中，專(zhuān)業(yè)必修課程（2分）包括：①專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計(jì)、集合論與圖論、概率統(tǒng)計(jì)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(jì)、微機(jī)原理和信號(hào)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(zhuān)業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計(jì)算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)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(gè)專(zhuān)業(yè)方向推薦專(zhuān)業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專(zhuān)業(yè)課程。公共核心+專(zhuān)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(shí)別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專(zhuān)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(zhuān)業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計(jì)與分析、最優(yōu)化理論與方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能傳感技術(shù)、移動(dòng)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(tái)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)等課程及30多門(mén)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(jì)專(zhuān)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(gè)前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)屬于大計(jì)算機(jī)類(lèi)，更需要大EECS專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專(zhuān)業(yè)，計(jì)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(kù)五大經(jīng)典專(zhuān)業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，因此信號(hào)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)核心課程包括人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)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(shí)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(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)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(yǔ)
（1）在課程計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，教師需要遵循課程的時(shí)序圖，即描述課程的進(jìn)階關(guān)系，從本科直到研究生，同時(shí)還可以實(shí)行一定的修課限制，如臺(tái)灣交通大學(xué)計(jì)算機(jī)概論與程式設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計(jì)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(jì)課程等。
（2）程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程用上機(jī)程序能力考試來(lái)設(shè)置合格條件，如臺(tái)灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計(jì)及格條件為通過(guò)“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測(cè)試作為程序設(shè)計(jì)課程通過(guò)的考核標(biāo)準(zhǔn)。
（3）鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目、競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)，如臺(tái)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(jì)劃項(xiàng)目以及其他課外科技活動(dòng)成果經(jīng)認(rèn)定后代替的。
（4）精煉的課程教學(xué)。核心課程應(yīng)該精且必須加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)，只有對(duì)方法和理論有正確的認(rèn)識(shí)才能掌握這門(mén)課程，而動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)才能真正融會(huì)貫通。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校的學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)后，都需要進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞：本科生導(dǎo)師制；智能科學(xué)與技術(shù)；復(fù)合型人才；角色定位；質(zhì)量監(jiān)控
文章編號(hào)：1672-5913（2013）07-0038-04
中圖分類(lèi)號(hào)：G642
本科生導(dǎo)師制為本科生配備學(xué)業(yè)導(dǎo)師，從而進(jìn)行因人施教、教與育結(jié)合的人才培養(yǎng)，是一項(xiàng)創(chuàng)新型的本科生培養(yǎng)模式。作為一種高效的、個(gè)性化的人才培養(yǎng)制度，其執(zhí)行效果不如想象中的那么好，特別是在我國(guó)實(shí)現(xiàn)高等教育大眾化的進(jìn)程中，大學(xué)生在校人數(shù)逐年增多，而大學(xué)教師相對(duì)較少，使得眾多的本科生得不到教師的直接指導(dǎo)和幫助，從而使本科生導(dǎo)師制的積極意義不能被完全發(fā)揮。因此，我們有必要研究一種切實(shí)可行的本科生導(dǎo)師制模式，以適應(yīng)新形勢(shì)下高等教育對(duì)培養(yǎng)優(yōu)秀人才的需要。
1 本科生導(dǎo)師制與復(fù)合型人才培養(yǎng)的內(nèi)涵
1.1本科生導(dǎo)師制及其發(fā)展現(xiàn)狀
本科生導(dǎo)師制（Tutorial System）是在師生雙向選擇的前提下，由愛(ài)崗敬業(yè)、品德高尚、知識(shí)淵博的教師擔(dān)任本科生的指導(dǎo)教師，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活、心理等方面進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)的教學(xué)制度。
本科生導(dǎo)師制最早在15世紀(jì)由牛津大學(xué)發(fā)明并實(shí)行。美國(guó)的普林斯頓大學(xué)于1902年引進(jìn)了導(dǎo)師制。1998年，美國(guó)研究型大學(xué)本科教育委員會(huì)在“重建本科生教育：美國(guó)研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖”報(bào)告中建議每個(gè)本科學(xué)生都要有一名導(dǎo)師，這種形式應(yīng)該在所有研究型大學(xué)中推廣開(kāi)來(lái)。
就我國(guó)目前的大學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，導(dǎo)師制在傳統(tǒng)上只用于碩士和博士研究生層次。而在本科生層次上，只有少數(shù)院校的培優(yōu)班采用了導(dǎo)師制。例如，北京大學(xué)的元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班、北京郵電大學(xué)的葉培大學(xué)院等，在低年級(jí)實(shí)行基礎(chǔ)課程教育，構(gòu)建合理的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)；在高年級(jí)由學(xué)業(yè)導(dǎo)師因人施教，進(jìn)行個(gè)性化的專(zhuān)業(yè)教育及素質(zhì)教育。由于傳統(tǒng)教學(xué)管理方式及師生資源分配模式的影響，導(dǎo)師制未能充分發(fā)揮其積極意義，實(shí)施效果不是十分理想。
事實(shí)上，從中學(xué)進(jìn)入大學(xué)是一個(gè)跨越。在這個(gè)跨越中，中學(xué)的學(xué)習(xí)方法、生活環(huán)境等都與大學(xué)中的不同。同時(shí)，4年的大學(xué)正是大學(xué)生思維方法、學(xué)習(xí)能力、身心素質(zhì)等方面趨于成熟及穩(wěn)定的階段。由此可見(jiàn)，在大學(xué)生本科層次施行導(dǎo)師制，對(duì)于豐富學(xué)生的素質(zhì)教育、促使教書(shū)與育人有機(jī)結(jié)合、做到因材施教，顯得十分重要。
1.2智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)特色及復(fù)合型人才培養(yǎng)
智能科學(xué)與技術(shù)是一門(mén)涉及數(shù)學(xué)、生命科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、控制科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科，是信息科學(xué)技術(shù)的核心、前沿和制高點(diǎn)。我國(guó)新型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的高層次智能科技人才，而智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科為復(fù)合型人才的培養(yǎng)提供了天然的良好環(huán)境。具體說(shuō)來(lái)，智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才的內(nèi)涵包含以下幾點(diǎn)。
1）基礎(chǔ)扎實(shí)，知識(shí)運(yùn)用能力強(qiáng)。學(xué)生能通過(guò)深入學(xué)習(xí)，掌握智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)，同時(shí)具備領(lǐng)域相關(guān)的多學(xué)科知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、信息、通信等，學(xué)會(huì)交叉融合，貫通多學(xué)科綜合知識(shí)，從而使本專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生有能力在未來(lái)知識(shí)激增的信息社會(huì)中適應(yīng)知識(shí)更新和淘汰的多種挑戰(zhàn)。
2）學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力強(qiáng)。學(xué)生通過(guò)參與專(zhuān)題討論、課程或?qū)W術(shù)報(bào)告、參加學(xué)科競(jìng)賽等活動(dòng)來(lái)調(diào)整、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高采用智能科學(xué)技術(shù)與理論解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)自我學(xué)習(xí)的意識(shí)和創(chuàng)新能力，能夠面對(duì)新的快速發(fā)展的智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，能夠適應(yīng)層出不窮的新環(huán)境、新問(wèn)題，不斷更新知識(shí)體系。
3）綜合素質(zhì)高。學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備很強(qiáng)的社會(huì)及集體責(zé)任感，崇尚“真、善、美”，敢于堅(jiān)持真理，具有理想與抱負(fù)，具備自信、樂(lè)觀、積極向上的心理狀態(tài)以及良好的面對(duì)困難與挫折的心理素質(zhì)。
基于此，我們將智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定為：培養(yǎng)具有科學(xué)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、通曉世界知識(shí)、具有踏實(shí)的工作作風(fēng)和良好的語(yǔ)言文化交流能力的高質(zhì)量人才。學(xué)生僅掌握簡(jiǎn)單的課本知識(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到智能科學(xué)與技術(shù)人才的要求，因此亟需探索一種能夠增強(qiáng)師生在培養(yǎng)過(guò)程中的深度互動(dòng)與溝通的模式。本科生導(dǎo)師制為學(xué)生提供包括學(xué)業(yè)、思想、生活等在內(nèi)的全面指導(dǎo)，順應(yīng)了這種變化和要求。
北京郵電大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)于2006年開(kāi)始正式招生，至今已完成了近6年的教學(xué)實(shí)踐，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。如何將自身經(jīng)驗(yàn)與學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)和方向相結(jié)合，深入地研究復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，有助于高層次人才的建設(shè)，對(duì)人才培養(yǎng)活動(dòng)具有調(diào)控、規(guī)范和導(dǎo)向作用。
2 智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生導(dǎo)師制模式探索
我們以北京郵電大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)為試點(diǎn)，探索一種高效、可行的本科生導(dǎo)師制實(shí)施方案，為培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型人才提供真實(shí)可信的參考依據(jù)，從而有助于在未來(lái)形成適用范圍更廣、更具指導(dǎo)意義的本科生導(dǎo)師制可操作規(guī)范和導(dǎo)向。
2.1實(shí)施對(duì)象
該模式實(shí)施對(duì)象為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)2年級(jí)到4年級(jí)的全部學(xué)生，共約90人。這與此前國(guó)內(nèi)高校注重本科學(xué)生精英的選擇與培養(yǎng)模式不同，而是全面覆蓋所有學(xué)生，挖掘所有學(xué)生可能的興趣和潛力，其培養(yǎng)過(guò)程更加大眾化、更具有公平性。本科生導(dǎo)師目前限定為負(fù)責(zé)本專(zhuān)業(yè)教學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)中心（以下簡(jiǎn)稱中心）的教師，包括在職13人（其中教授2人、副教授6人、講師5人）及兼職教授6人。除專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師外，為便于觀察和搜集導(dǎo)師制實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題，還應(yīng)配備1名觀察員，隨時(shí)了解觀察實(shí)施情況并給予建議。
2.2實(shí)施辦法
本模式采用學(xué)生和教師雙向選擇的原則，結(jié)合成導(dǎo)師與學(xué)生組合。導(dǎo)師每人每年級(jí)指導(dǎo)2～4名學(xué)生。根據(jù)教師的具體情況，也可以實(shí)行以一位教師為主、多位教師為輔的指導(dǎo)模式。學(xué)生可以隨時(shí)根據(jù)自己的情況，在不影響初始組合的情況下，自愿申請(qǐng)得到多位教師的指導(dǎo)。導(dǎo)師組定期通過(guò)講座、專(zhuān)題報(bào)告、談心交流等形式與學(xué)生交流，豐富學(xué)生的第二課堂?？紤]到本科生相對(duì)于研究生知識(shí)視野和思維模式尚不是十分成熟，還不能一次性成功選擇到自己最滿意的導(dǎo)師或方向，本次試點(diǎn)研究首次提出導(dǎo)師輪換機(jī)制以及多教師輔助的模式，充分利用了各位導(dǎo)師的多樣性，采取每年輪換的方法，讓每位本科學(xué)生在校期間至少可以得到3位不同導(dǎo)師的指導(dǎo)，從而能夠幫助學(xué)生拓寬視野，更好地找到自己的興趣和創(chuàng)新意愿。
2.3本科導(dǎo)師角色定位
本科導(dǎo)師的角色應(yīng)該與學(xué)院和班級(jí)輔導(dǎo)員相輔相成，完全可以涵蓋某些專(zhuān)業(yè)課教師對(duì)部分學(xué)生所起到的課程和學(xué)業(yè)引導(dǎo)作用，而且較之更加全面和完善。導(dǎo)師不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)上的導(dǎo)師，還是學(xué)生的伙伴和引路人。導(dǎo)師通過(guò)觀察、交流，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)及生活中的表現(xiàn)，主要在以下方面發(fā)揮積極的幫助與激勵(lì)作用。
1）課程教育：重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)，在低年級(jí)側(cè)重實(shí)行通識(shí)教育和大學(xué)基礎(chǔ)教育，幫助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，了解專(zhuān)業(yè)方向及其應(yīng)用領(lǐng)域；在高年級(jí)針對(duì)個(gè)體在興趣、特長(zhǎng)等方面的不同，實(shí)施個(gè)性化的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)教育，幫助學(xué)生構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
2）學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)：重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生興趣，幫助學(xué)生挖掘他們的學(xué)術(shù)潛力和獨(dú)立從事研究工作的能力；指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽、從事合適的科研活動(dòng)、撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文和畢業(yè)論文等；注重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。
3）發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生個(gè)體給予具體指導(dǎo)，幫助學(xué)生認(rèn)清自我、完善自我，協(xié)助學(xué)生初步制訂個(gè)人中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃并督促落實(shí)，盡可能為學(xué)生提供就業(yè)及考研信息。
同時(shí)，還要通過(guò)導(dǎo)師的言傳身教，幫助學(xué)生樹(shù)立崇高的人生理想，提升學(xué)生正確處理社會(huì)關(guān)系的能力，使其在學(xué)業(yè)和為人方面變得更加成熟。
上述內(nèi)容充分體現(xiàn)了本次導(dǎo)師制試點(diǎn)研究工作與實(shí)施過(guò)程的精細(xì)與全面，進(jìn)一步發(fā)展了已有的類(lèi)似培養(yǎng)計(jì)劃的主要特點(diǎn)，同時(shí)將各方面的工作重點(diǎn)刻畫(huà)得更加清晰，對(duì)本科生導(dǎo)師的工作具有更具體的指導(dǎo)作用。
2.4學(xué)生與導(dǎo)師的溝通機(jī)制
本科生導(dǎo)師制的實(shí)施范圍包括課程學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)指導(dǎo)，以及將學(xué)生的思想、素質(zhì)與知識(shí)整合，幫助學(xué)生全面健康發(fā)展，使之更好地適應(yīng)社會(huì)工作和生活的需要。實(shí)施方式包括導(dǎo)師和學(xué)生個(gè)別溝通，以及電話、電子郵件、走訪等多種形式。
導(dǎo)師必須了解學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)程、心理動(dòng)態(tài)，并對(duì)每位學(xué)生至少每學(xué)期做一次書(shū)面評(píng)價(jià)。根據(jù)課程性質(zhì)、不同學(xué)習(xí)階段、學(xué)生的獨(dú)立性等情況，決定見(jiàn)面討論的頻率，但不少于每月一次。
導(dǎo)師以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的方式對(duì)待學(xué)生呈交的研究成果，并為其進(jìn)步與繼續(xù)發(fā)展給予建議與幫助，提供富有啟發(fā)性的反饋意見(jiàn)，使學(xué)生知道他們?cè)谧鍪裁础８鼮橹匾氖强梢允箤W(xué)生根據(jù)其理想與現(xiàn)狀，明確需要在哪些方面加以改進(jìn)。
此外，本次試點(diǎn)研究工作首次引入了“主題班會(huì)”形式的學(xué)生與導(dǎo)師集體溝通的機(jī)制，這也是本文工作的創(chuàng)新點(diǎn)之一。針對(duì)學(xué)生共同關(guān)心的一些主題，導(dǎo)師與學(xué)生一起展開(kāi)廣泛的討論，聽(tīng)取各種不同的觀點(diǎn)和聲音，有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、生活等多方面的熱情，這從會(huì)后學(xué)生的反饋意見(jiàn)中得到充分的印證。同時(shí)，導(dǎo)師們也很認(rèn)同這樣的形式，普遍認(rèn)為有助于解決個(gè)人指導(dǎo)學(xué)生過(guò)程中所遇到的一些難題。
2.5導(dǎo)師制的監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制
在人才培養(yǎng)過(guò)程中，智能科學(xué)與技術(shù)中心定期通過(guò)教師例會(huì)和觀察員對(duì)本科導(dǎo)師的工作情況進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，特別是關(guān)于培養(yǎng)計(jì)劃的落實(shí)情況、教師日常的指導(dǎo)情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況（包括學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)等）及生活狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。
我們通過(guò)組織學(xué)生座談會(huì)，了解學(xué)生對(duì)于導(dǎo)師制的意見(jiàn)和建議，改進(jìn)導(dǎo)師制的實(shí)施辦法；同時(shí)，也了解班主任或輔導(dǎo)員、學(xué)院學(xué)生黨委等對(duì)于導(dǎo)師制的意見(jiàn)。在我們收集的意見(jiàn)中，班主任或輔導(dǎo)員、學(xué)院學(xué)生黨委等都對(duì)我們的工作給予了高度的贊揚(yáng)和充分的肯定；而學(xué)生們可能對(duì)各種細(xì)節(jié)提出自己的觀點(diǎn)或問(wèn)題，但有一點(diǎn)是高度統(tǒng)一的，就是所有學(xué)生都很支持本科生導(dǎo)師制的實(shí)施，認(rèn)為與同屆的其他專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比，自己能接受這樣的培養(yǎng)方式是極其自豪的。
畢業(yè)生就業(yè)后，我們分別對(duì)他們和用人單位進(jìn)行調(diào)查，收集各種反饋意見(jiàn)，并做出相應(yīng)的評(píng)估、調(diào)整或改進(jìn)。目前實(shí)施時(shí)間較短，上述計(jì)劃尚未得到實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。
3 智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生導(dǎo)師制的實(shí)施與思考
自2011年9月啟動(dòng)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生導(dǎo)師制以來(lái)，導(dǎo)師與學(xué)生之間保持至少每月一次的溝通頻率。除此之外，導(dǎo)師組還針對(duì)學(xué)生反映的普遍問(wèn)題，例如課程與課外活動(dòng)的時(shí)間平衡、學(xué)業(yè)與未來(lái)規(guī)劃、學(xué)風(fēng)與考風(fēng)等，召開(kāi)集體班會(huì)，進(jìn)行更廣泛和深入的交流。在堅(jiān)持導(dǎo)師與學(xué)生日常溝通的同時(shí)，我們也十分注意加強(qiáng)導(dǎo)師與導(dǎo)師之間的日常交流，充分利用每周一次的教師例會(huì)時(shí)間，每次都辟出一段時(shí)間溝通討論近期導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生的心得或問(wèn)題，尤其是觀察員充分發(fā)揮了“旁觀者清”的作用，經(jīng)常對(duì)各種細(xì)節(jié)提出直率而寶貴的意見(jiàn)和建議，對(duì)于各位導(dǎo)師統(tǒng)一思想認(rèn)識(shí)和提高工作方法起到了積極有效的作用。
通過(guò)導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的全程指導(dǎo)，我們發(fā)現(xiàn)有很好的效果。首先，導(dǎo)師能動(dòng)態(tài)地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)、興趣、心理等方面的變動(dòng)情況，并及時(shí)對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，從而更有效地促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)和發(fā)展；其次，學(xué)生在學(xué)習(xí)或生活中遇到困惑時(shí)，能直接得到導(dǎo)師的引導(dǎo)或幫助，使個(gè)性培養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)教育的內(nèi)容和形式更加豐富，有利于提高學(xué)生的積極性，增進(jìn)學(xué)生的自我認(rèn)識(shí)。
但是，在導(dǎo)師制的實(shí)施過(guò)程中我們也看到了一些問(wèn)題，還需要進(jìn)行深入研究并解決。
1）導(dǎo)師的職責(zé)難以明確。
本科生階段的導(dǎo)師制側(cè)重由導(dǎo)師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我發(fā)現(xiàn)與成長(zhǎng)，使學(xué)生樹(shù)立正確的“三觀”與高尚的道德情操，并培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。而導(dǎo)師在指導(dǎo)學(xué)生時(shí)，容易出現(xiàn)2個(gè)片面的方式：一是傳統(tǒng)的以課本為基礎(chǔ)的“傳授式”，指導(dǎo)本科生的課程學(xué)習(xí)；二是以科研項(xiàng)目為中心的“任務(wù)式”，管理本科生的科研工作。前者忽略了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自覺(jué)性，后者則忽略了本科生與碩士生、博士生在知識(shí)結(jié)構(gòu)、獨(dú)立科研能力、培養(yǎng)目的等方面的差異。在這個(gè)過(guò)程中如果缺少合理的引導(dǎo)和幫助，學(xué)生很容易產(chǎn)生消極的挫敗感。
2）教與育的尺度難以調(diào)節(jié)。
導(dǎo)師制所遵循的教育理念應(yīng)是培養(yǎng)智慧與理性全面發(fā)展的人才，提高學(xué)生探究知識(shí)和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)，本科生導(dǎo)師制也強(qiáng)調(diào)人文關(guān)懷，不僅傳授知識(shí)和技能，在面對(duì)學(xué)生的各種問(wèn)題時(shí)，包括考風(fēng)問(wèn)題、個(gè)人感情問(wèn)題、與人處事問(wèn)題等，導(dǎo)師還要以自己良好的師德和品格影響學(xué)生，做到既教書(shū)又育人。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論；導(dǎo)向作用；教學(xué)策略
智能科學(xué)與技術(shù)是形成于生命科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)等學(xué)科與技術(shù)交叉基礎(chǔ)上的新興專(zhuān)業(yè)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能去分析和解決實(shí)際問(wèn)題，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)復(fù)合型人才[2]。智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)從2004年設(shè)立至今，全國(guó)只有17所大學(xué)開(kāi)辦該本科專(zhuān)業(yè)，目前一級(jí)學(xué)科和二級(jí)學(xué)科還沒(méi)有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實(shí)驗(yàn)體系還有待進(jìn)一步探索和完善[3-4]。在該專(zhuān)業(yè)的課程體系中，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，針對(duì)的是學(xué)生實(shí)際需要，科學(xué)、系統(tǒng)地解答了學(xué)生各種專(zhuān)業(yè)問(wèn)題[2]，可以幫助學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，對(duì)智能科學(xué)領(lǐng)域有初步的了解，以發(fā)揮其對(duì)專(zhuān)業(yè)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的良好導(dǎo)向作用。研究和探討如何講授該門(mén)課程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)現(xiàn)狀
1.1具體表現(xiàn)
對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)較少是不少新生入學(xué)時(shí)找不到學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)的一個(gè)重要原因。在進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí)之前，絕大部分學(xué)生并不知道“智能科學(xué)與技術(shù)”指的是什么，涉及哪些知識(shí)，應(yīng)用在哪些領(lǐng)域，影響有多大，他們只是憑專(zhuān)業(yè)名稱、簡(jiǎn)單的介紹對(duì)該專(zhuān)業(yè)有個(gè)初步、直觀的了解，而在進(jìn)校后一般都是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程(如英語(yǔ)、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開(kāi)始進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)。學(xué)生在此之前由于不了解專(zhuān)業(yè)方向的學(xué)習(xí)和研究?jī)?nèi)容，很難想象他們?cè)趯?zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)上會(huì)有濃厚的興趣，更不談學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提升。智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論在低年級(jí)開(kāi)設(shè)，目的是讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)、了解該專(zhuān)業(yè)的概況，達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程、參與科學(xué)研究的興趣，幫助他們對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)和生活進(jìn)行規(guī)劃和定位。然而，這一門(mén)課程并沒(méi)有起到其應(yīng)有的作用，具體表現(xiàn)如下。
1) 導(dǎo)論學(xué)習(xí)與專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)存在斷層。智能科學(xué)與技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導(dǎo)論一般安排在大一學(xué)期，此時(shí)，由于知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力的缺失，新生難以將過(guò)深的學(xué)科形態(tài)、專(zhuān)業(yè)教學(xué)抽象成整體概念，對(duì)導(dǎo)論所涉及知識(shí)的掌握程度有限，在開(kāi)始接觸大量專(zhuān)業(yè)課時(shí)，他們已基本忘記了這一門(mén)入學(xué)時(shí)開(kāi)設(shè)的從整體上介紹本專(zhuān)業(yè)的課程。
2) 學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的積極性不高。筆者在對(duì)高年級(jí)學(xué)生講授專(zhuān)業(yè)課的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)本應(yīng)在大一就具備的專(zhuān)業(yè)思想、所涉及的智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的宏觀知識(shí)、正確的學(xué)習(xí)方法等缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)毫無(wú)興趣，一味地認(rèn)為進(jìn)入該專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)是自己的不幸，轉(zhuǎn)而要求換專(zhuān)業(yè)甚至退學(xué)。
3) 繼續(xù)從事本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)畢業(yè)去向不持樂(lè)觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學(xué)生考慮的是其他專(zhuān)業(yè)，而要進(jìn)入社會(huì)的畢業(yè)生則表示找到專(zhuān)業(yè)對(duì)口的工作很難，他們大部分認(rèn)為這是從一開(kāi)始就沒(méi)有對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)和生活做好規(guī)劃和定位所導(dǎo)致。
1.2相關(guān)因素
通過(guò)與其他教師的交流以及與學(xué)生的座談，筆者發(fā)現(xiàn)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門(mén)課程沒(méi)有起到其應(yīng)有作用的原因主要在于以下幾個(gè)方面。
1) 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對(duì)性。智能科學(xué)與技術(shù)匯集多種邊緣學(xué)科與技術(shù)，諸如信號(hào)與信息處理、信息論與信息通信、模式識(shí)別、圖像處理、柔性決策與系統(tǒng)科學(xué)等內(nèi)容，因此，課程所涉及的研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富、教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內(nèi)容龐雜，熱點(diǎn)分支多，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，聯(lián)系不夠緊密。正因?yàn)槿绱?，在短短的課時(shí)教學(xué)中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對(duì)性。
2) 授課對(duì)象缺乏相關(guān)知識(shí)。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，由于智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程一般開(kāi)設(shè)在入學(xué)之初，學(xué)生不僅缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，而且處于高中到大學(xué)的過(guò)渡期，他們的學(xué)習(xí)認(rèn)知行為、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織形式難以適應(yīng)教師所授內(nèi)容。如果課程內(nèi)容涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)過(guò)多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)就費(fèi)勁；如果偏重理論，教學(xué)會(huì)顯得過(guò)于枯燥；如果過(guò)于注重工藝的講解，又會(huì)給學(xué)生造成輕視專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的傾向[5]。如此種種，導(dǎo)致教師在講課過(guò)程中處于兩難境地，而學(xué)生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識(shí)體系，在有限的時(shí)間里所能掌握、吸收并內(nèi)化的智能科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)很少，從而不利于今后專(zhuān)業(yè)課的深入學(xué)習(xí)。
3) 教學(xué)方式落后。目前，講授智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程采取的教學(xué)方式更多是傳統(tǒng)的教學(xué)方式――課堂教學(xué)，而其課程特點(diǎn)是知識(shí)面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷更為凸顯出來(lái)，學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的延伸無(wú)法完成，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)產(chǎn)生不利影響。
2教學(xué)策略的提出
2.1課程的全程化
作為一門(mén)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)以學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學(xué)習(xí)中，根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開(kāi)課或開(kāi)設(shè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)性講座，如大一階段應(yīng)以初步認(rèn)識(shí)、了解專(zhuān)業(yè)本身，建立對(duì)本專(zhuān)業(yè)的信心，激發(fā)對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣為目的而設(shè)置課程內(nèi)容；大二階段則為提高對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)、鞏固專(zhuān)業(yè)信心、學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)方法、制定專(zhuān)業(yè)目標(biāo)的階段；大三階段則是深入掌握專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)方法、系統(tǒng)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的階段；大四階段則是走向職場(chǎng)、實(shí)踐運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的階段。通過(guò)這4個(gè)階段的遞進(jìn)關(guān)系，最終促進(jìn)學(xué)生螺旋化地構(gòu)建專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
2.2教學(xué)方式的革新
把科學(xué)研究引入教學(xué)過(guò)程，使教學(xué)活動(dòng)具有科研性，這是大學(xué)教學(xué)過(guò)程突出的特點(diǎn)[6]，因此，授課內(nèi)容不應(yīng)完全局限于教材，而應(yīng)融入教師的科研、工程項(xiàng)目、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)科知識(shí)。開(kāi)設(shè)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的目的是讓學(xué)生初步從整體上接觸專(zhuān)業(yè)基本知識(shí)，通過(guò)列舉專(zhuān)業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用以及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)在今后學(xué)習(xí)、科研工作中的重要性，為專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)提供一個(gè)良好的導(dǎo)向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，還可考慮采取講座方式提供相關(guān)信息、講授相關(guān)知識(shí)。如選擇智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領(lǐng)域的知識(shí)、學(xué)科發(fā)展最新概況、智能科學(xué)前沿技術(shù)及最新科技成果、專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目等進(jìn)行系列專(zhuān)題講座，這樣的講座一方面更加具有針對(duì)性，另一方面能夠充分發(fā)揮不同研究方向老師的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行講解和討論，學(xué)生可以從不同來(lái)源、不同角度了解該專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容、研究方法、前沿技術(shù)及發(fā)展方向，從而引導(dǎo)他們?cè)谥悄芸茖W(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。
2.3調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
作為一門(mén)“入門(mén)”課程，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的講授切忌涉及太多的理論，這會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心；同時(shí)，也不允許對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)性的講授，這會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。鑒于此，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要做到內(nèi)容難度適中，選擇適合學(xué)生接受能力且對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)有幫助的內(nèi)容來(lái)授課。此外，智能科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的學(xué)科，其技術(shù)成果、研究動(dòng)向更新快，教師應(yīng)及時(shí)介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)應(yīng)用，拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們及時(shí)掌握本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大知識(shí)面，為今后專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)以及就業(yè)做鋪墊。
2.4運(yùn)用靈活的考核方式
一般專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)效果比較顯著，只要努力，課程結(jié)束后，學(xué)生一般也就掌握并內(nèi)化了相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。和這些一般的專(zhuān)業(yè)課程不同，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)效果只能在后續(xù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)要求等方面所具有的特殊性，其學(xué)習(xí)效果僅僅通過(guò)傳統(tǒng)的測(cè)試很難檢驗(yàn)出來(lái)，同時(shí)也容易束縛學(xué)生的思維，不利于其應(yīng)有作用的發(fā)揮，因此，可考慮多樣化的考核方式，如提交通過(guò)思考和查閱資料等手段完成的小論文、根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)步驟寫(xiě)實(shí)驗(yàn)體會(huì)、要求學(xué)生推薦他認(rèn)為本專(zhuān)業(yè)最新科技成果或參考書(shū)等。
2.5積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論是一門(mén)從宏觀上介紹智能科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其重要任務(wù)是介紹專(zhuān)業(yè)教學(xué)安排和專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)方法，并沒(méi)有深入具體地介紹某一知識(shí)點(diǎn)。由于導(dǎo)論課程的特殊性，實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學(xué)校組織的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品，在參觀過(guò)程中，從專(zhuān)業(yè)的角度為新生講解各參賽作品的設(shè)計(jì)意義和原理。
此外，智能科學(xué)與技術(shù)覆蓋面很廣，工程性與實(shí)踐性很強(qiáng)，現(xiàn)有市場(chǎng)上已存在涉及很大一部分相關(guān)知識(shí)的技術(shù)成果，因此，可進(jìn)行反求工程式的實(shí)驗(yàn)課。如本院實(shí)驗(yàn)室擁有的機(jī)器人涉及到機(jī)械、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進(jìn)技術(shù)，學(xué)生從中可逐漸認(rèn)識(shí)、理解、學(xué)習(xí)掌握智能科學(xué)知識(shí)，這種反求工程式的實(shí)驗(yàn)課不僅可以提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣，也為后續(xù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
2.6培養(yǎng)高素質(zhì)的師資隊(duì)伍
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的入門(mén)課程，對(duì)授課教師提出了很高的素質(zhì)、能力要求。授課教師應(yīng)具有深厚的基礎(chǔ)理論知識(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、豐富的科研與工程實(shí)踐經(jīng)歷、高水平的教學(xué)能力以及大學(xué)生思想教育的經(jīng)驗(yàn)[7]。
3結(jié)語(yǔ)
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程對(duì)穩(wěn)定學(xué)生初期迷茫的專(zhuān)業(yè)思想動(dòng)態(tài)、激發(fā)學(xué)生濃厚的參與意識(shí)和興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的熱情和解決實(shí)際問(wèn)題的能力等有重大影響。在沒(méi)有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，只有不斷地實(shí)踐總結(jié)，才能發(fā)揮其作為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)“敲門(mén)磚”的作用。
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Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology
LIU Zhenbing, DANG Xuanju
(School of Electronic Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)
（大連東軟信息學(xué)院電子工程系，遼寧大連116023）
摘要：基于CDIO工程教育理念，結(jié)合大連東軟信息學(xué)院推行的TOPCARES-CDIO人才培養(yǎng)目標(biāo)體系和電子工程系智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，提出構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、溝通、工程推理與解決實(shí)際問(wèn)題等能力的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案。
關(guān)鍵詞 ：CDIO；專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)；智能科學(xué)與技術(shù)；項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)
基金項(xiàng)目：2012年度遼寧省普通高等學(xué)校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目(G2201249)。
第一作者簡(jiǎn)介：周?chē)?guó)順，男，教授，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)，zhouguoshun@neusoft．edu．cn。
0 引 言
專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的根本性文件，主要由專(zhuān)業(yè)基本信息、學(xué)制與學(xué)位、專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、培養(yǎng)計(jì)劃安排及學(xué)時(shí)學(xué)分要求等內(nèi)容組成。為了能夠適應(yīng)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，高校有必要對(duì)相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行改革。專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)對(duì)工科學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求，廣泛調(diào)研專(zhuān)業(yè)相關(guān)企事業(yè)用人單位的崗位需求，適當(dāng)增加符合專(zhuān)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的專(zhuān)業(yè)拓展、前沿課程。大連東軟信息學(xué)院電子工程系智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)依靠具有豐富的智能產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的師資隊(duì)伍和CDIO工程環(huán)境，對(duì)本專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了基于TOPCARES-CDIO的教育教學(xué)改革，取得了良好的效果。
1 工程教育改革的意義
CDIO工程教育改革的目的是培養(yǎng)學(xué)生具有在工程、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)中構(gòu)思一設(shè)計(jì)一實(shí)施一運(yùn)行復(fù)雜、高附加值產(chǎn)品或過(guò)程與系統(tǒng)的能力，通過(guò)大學(xué)本科的教育與實(shí)踐，成為一名具有基本工程創(chuàng)新及設(shè)計(jì)能力、整裝待發(fā)的工程師。為此，教師必須改變傳統(tǒng)工程教育重理論、輕實(shí)踐、理論與實(shí)踐脫節(jié)的教學(xué)方式，補(bǔ)充對(duì)工程教育至關(guān)重要的個(gè)人素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作與系統(tǒng)構(gòu)建能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容。
傳統(tǒng)的教與學(xué)是建立在布魯納的“認(rèn)知一發(fā)現(xiàn)說(shuō)”、奧蘇伯爾的“有意義言語(yǔ)學(xué)習(xí)理論”和加涅的“認(rèn)知學(xué)習(xí)理論”基礎(chǔ)上的。大多數(shù)高校教師為了讓學(xué)生掌握深厚的工程推理能力，基本上采用奧蘇伯爾的“有意義言語(yǔ)學(xué)習(xí)理論”進(jìn)行教學(xué)。該理論提倡課堂的講授式教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中基本是被動(dòng)地接受學(xué)習(xí)口。多數(shù)學(xué)生雖然會(huì)關(guān)注理論知識(shí)在實(shí)踐中運(yùn)用的問(wèn)題，但是也常常只為應(yīng)付考試而去記憶工程理論。考試結(jié)束，學(xué)過(guò)的知識(shí)、理論也就不用了，甚至忘記了。
2009年，大連東軟信息學(xué)院提出創(chuàng)辦獨(dú)具特色的、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的國(guó)內(nèi)一流應(yīng)用型大學(xué)的目標(biāo)，借鑒美國(guó)MIT、瑞典皇家理工大學(xué)、瑞典查爾莫斯工業(yè)大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)組成的工程教育改革研究團(tuán)隊(duì)倡導(dǎo)的CDIO（Conceive-構(gòu)思、Design-設(shè)計(jì)、Implement-實(shí)現(xiàn)、Operate-運(yùn)行）教育教學(xué)理念，提出TOPCARES-CDIO人才培養(yǎng)目標(biāo)體系。TOPCARES分別代表CDIO的8大一級(jí)能力指標(biāo)的首字母，即Technical knowledge and reasoning, Open thinking and innovation, Personal and professional skills,Communication and teamwork, Attitude and manner, Responsibility, Ethicalvalues, Social contribution by application practice。
基于CDIO的教學(xué)模式提倡主動(dòng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。主動(dòng)學(xué)習(xí)是讓學(xué)生在參與學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考與解決問(wèn)題。教師收集學(xué)生提出的在課程學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，集中回答；同時(shí)教師也提出問(wèn)題，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考問(wèn)題并尋求解決方法。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)是讓學(xué)生在模擬工程師和工程實(shí)踐的環(huán)境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，包括基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、仿真、案例分析與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
評(píng)估與評(píng)價(jià)是衡量學(xué)生對(duì)規(guī)定學(xué)習(xí)內(nèi)容完成程度的判斷。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)基本上是以筆試成績(jī)?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的，很難評(píng)價(jià)學(xué)生的工程、產(chǎn)品及過(guò)程構(gòu)建能力。CDIO教學(xué)模式下的評(píng)估以學(xué)習(xí)為中心，貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程始終。評(píng)估方法主要有筆試和口試、平時(shí)表現(xiàn)、項(xiàng)目成果演示、書(shū)面報(bào)告等。教師可根據(jù)一系列考核成績(jī)，對(duì)教學(xué)大綱及教學(xué)方法進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)和完善，這就構(gòu)成一個(gè)工程教學(xué)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2 智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案改革
教師應(yīng)遵循高等教育教學(xué)規(guī)律，貫徹落實(shí)“國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）”精神，以TOPCARES-CDIO教育理念和方法為指導(dǎo)，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才為目標(biāo)，以當(dāng)前“萬(wàn)眾創(chuàng)新、大眾創(chuàng)業(yè)”理念為契機(jī)，努力為學(xué)生構(gòu)建合理的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合智能行業(yè)的新理論、新技術(shù)、新工具、新產(chǎn)品更新課程體系與教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
2.1 以知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)為核心，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，構(gòu)建一體化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案
1)以社會(huì)和行業(yè)需求為背景，準(zhǔn)確定位專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。
教師應(yīng)深入開(kāi)展專(zhuān)業(yè)調(diào)研工作，基于TOPCATES-CDIO人才培養(yǎng)目標(biāo)體系框架，綜合分析應(yīng)用型人才的通用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建和確定本專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和能力培養(yǎng)的具體要求，培養(yǎng)掌握智能信息處理與識(shí)別、自動(dòng)控制方法等方面基礎(chǔ)知識(shí)，具備信息處理系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)、自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人工智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等基本能力，具有開(kāi)放式思維與創(chuàng)新能力和較強(qiáng)個(gè)人職業(yè)能力與團(tuán)隊(duì)合作能力，樹(shù)立正確價(jià)值觀、態(tài)度端正、習(xí)慣良好、有責(zé)任感的，能在智能醫(yī)療設(shè)備、多媒體信息處理、工業(yè)機(jī)械控制、機(jī)器人、人工智能等智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域從事智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)測(cè)試、技術(shù)支持等工作的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。
在專(zhuān)業(yè)教育階段，教師可跟蹤專(zhuān)業(yè)和產(chǎn)業(yè)新理論、新技術(shù)、新工具、新產(chǎn)品的要求，通過(guò)開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)特色課和專(zhuān)業(yè)拓展課，將創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)融入專(zhuān)業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生的相應(yīng)知識(shí)和技能。專(zhuān)業(yè)課程分類(lèi)見(jiàn)表1。
2)以項(xiàng)目為導(dǎo)向，構(gòu)建一體化的課程體系。
學(xué)生在學(xué)完所有學(xué)科課程后，要完成一個(gè)貫穿整個(gè)課程體系知識(shí)及能力的壓頂石項(xiàng)目。為達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和完成壓頂石項(xiàng)目，學(xué)生必須具有三大核心應(yīng)用能力：智能傳感與檢測(cè)技術(shù)能力，智能機(jī)器人傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)能力和智能機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)能力。專(zhuān)業(yè)核心能力對(duì)壓頂石項(xiàng)目的支撐關(guān)系如圖1所示。
依據(jù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，教師應(yīng)以專(zhuān)業(yè)核心應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，面向行業(yè)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、突出應(yīng)用，以項(xiàng)目訓(xùn)練為導(dǎo)向，系統(tǒng)構(gòu)建課程與項(xiàng)目相結(jié)合，知識(shí)、能力、素質(zhì)同步培養(yǎng)的一體化課程體系，形成課程培養(yǎng)目標(biāo)、項(xiàng)目培養(yǎng)目標(biāo)與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的相互對(duì)應(yīng)和支撐。專(zhuān)業(yè)課程體系如圖2所示。
3)以能力培養(yǎng)為本，構(gòu)建一體化的實(shí)踐教學(xué)體系。
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)依據(jù)專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，以能力為本，以項(xiàng)目為載體，采用“學(xué)中做”和“做中學(xué)”的方法，統(tǒng)籌安排基礎(chǔ)實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐、創(chuàng)新訓(xùn)練與實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與實(shí)踐、綜合實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與企業(yè)實(shí)踐等循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容逐級(jí)遞進(jìn)、逐步深化，將實(shí)踐學(xué)期實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容緊密銜接，形成理論與實(shí)踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合，貫穿本科教育全程的一體化實(shí)踐教學(xué)體系。專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中采用自頂而下的方式設(shè)計(jì)各級(jí)項(xiàng)目。一級(jí)項(xiàng)目（壓頂石項(xiàng)目）的設(shè)計(jì)直接針對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，二級(jí)和三級(jí)項(xiàng)目是一級(jí)項(xiàng)目培養(yǎng)能力的分解。專(zhuān)業(yè)課程體系中的實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)如圖3所示。圖中每一魚(yú)骨分支上支撐同一個(gè)二級(jí)項(xiàng)目的一組課程為課程群，課程三級(jí)項(xiàng)目進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由炫c擴(kuò)展將對(duì)應(yīng)二級(jí)項(xiàng)目的一部分。專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目設(shè)置見(jiàn)表2。教師可通過(guò)從課程的三級(jí)項(xiàng)目實(shí)踐開(kāi)始，到實(shí)踐學(xué)期的有一定綜合能力的二級(jí)項(xiàng)目鍛煉，再最后進(jìn)行一級(jí)壓頂石項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，消除學(xué)生對(duì)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的恐懼感，令學(xué)生從容應(yīng)對(duì)工程項(xiàng)目的挑戰(zhàn)。
4)創(chuàng)新素質(zhì)教育，提升學(xué)生的綜合能力。
教師需將素質(zhì)教育項(xiàng)目納入專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，明確學(xué)分要求、內(nèi)容安排、組織方式及考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建與專(zhuān)業(yè)教育相呼應(yīng)的集校、系兩級(jí)項(xiàng)目和專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目為一體的素質(zhì)教育項(xiàng)目體系，加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)、書(shū)面表達(dá)能力、溝通交流能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合能力。
2.2 “實(shí)用化、個(gè)性化、國(guó)際化”人才培養(yǎng)特色
1)優(yōu)化專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)，凝練實(shí)用化專(zhuān)業(yè)特色。
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)依據(jù)辦學(xué)定位、培養(yǎng)目標(biāo)、服務(wù)面向和行業(yè)需求，認(rèn)真梳理和凝練專(zhuān)業(yè)特色，提高專(zhuān)業(yè)建設(shè)質(zhì)量和水平。
本專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了有別于其他高校智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特色課程，如智能傳感與檢測(cè)技術(shù)、智能機(jī)器人、智能終端應(yīng)用開(kāi)發(fā)等。通過(guò)學(xué)習(xí)這些課程，學(xué)生能夠掌握智能科學(xué)行業(yè)前沿的技術(shù)與能力，在就業(yè)市場(chǎng)上處于有利位置；以強(qiáng)化職業(yè)崗位技能訓(xùn)練、提高工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，依托業(yè)界先進(jìn)的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)課程體系，使畢業(yè)生具有智能科學(xué)領(lǐng)域由硬件到軟件的設(shè)計(jì)能力和實(shí)際開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
2)優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)，科學(xué)設(shè)置專(zhuān)業(yè)課程。
本專(zhuān)業(yè)立足教育教學(xué)的全過(guò)程，處理好基礎(chǔ)與專(zhuān)業(yè)、必修與選修、課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)教育與素質(zhì)教育的關(guān)系，按照整體優(yōu)化、加強(qiáng)能力、提高素質(zhì)的思路精心設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)；通過(guò)設(shè)立全校公共選修課平臺(tái)擴(kuò)大選修課范圍，按照學(xué)科門(mén)類(lèi)細(xì)化公共選修課類(lèi)別，提高選修課學(xué)分學(xué)時(shí)比例，增強(qiáng)學(xué)生選課自由度和靈活性。
3)以人為本，因材施教，滿足學(xué)生多元化需求。
教師需根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和個(gè)性化需求，實(shí)施分類(lèi)教學(xué)、分級(jí)教學(xué)、分層次教學(xué)、分方向培養(yǎng)；通過(guò)彈性學(xué)制、選課制、主輔修制、重修制、學(xué)業(yè)導(dǎo)師制、學(xué)分替換、實(shí)踐獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)分等方式，把共性與個(gè)性、統(tǒng)一性與差異性、規(guī)范性與靈活性有機(jī)結(jié)合，突出“實(shí)用化、個(gè)性化、國(guó)際化”的人才培養(yǎng)特色。
2.3 以產(chǎn)學(xué)融合為途徑，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
1)校企合作建設(shè)課程資源。
高校應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)企業(yè)的深度合作，通過(guò)承接企業(yè)項(xiàng)目，將實(shí)際案例和項(xiàng)目引入課程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目規(guī)范流程和創(chuàng)新能力培養(yǎng)；根據(jù)行業(yè)和職業(yè)崗位需求，有針對(duì)性地將企業(yè)認(rèn)證課程納入課程體系；通過(guò)與企業(yè)共建校內(nèi)外實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地，建設(shè)真實(shí)或仿真實(shí)踐環(huán)境，將企業(yè)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、頂崗等實(shí)踐環(huán)節(jié)列入培養(yǎng)方案，并根據(jù)行業(yè)和企業(yè)的實(shí)際需要，有計(jì)劃地開(kāi)展定制式的人才培養(yǎng)。
2)校企融合實(shí)施卓越計(jì)劃。
學(xué)校應(yīng)充分發(fā)揮源于企業(yè)的辦學(xué)體制、產(chǎn)學(xué)融合的育人機(jī)制；在已實(shí)施的3+1模式、CO-OP計(jì)劃（校企合作）、項(xiàng)目工作室模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深化人才培養(yǎng)模式改革；按照卓越工程師人才培養(yǎng)的改革思路，對(duì)人才培養(yǎng)方案的校內(nèi)培養(yǎng)與企業(yè)培養(yǎng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)與實(shí)施的探索，逐步形成具有“TOPCARES-CDIO”特色的IT應(yīng)用型卓越工程師培養(yǎng)模式。
3 結(jié)語(yǔ)
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)施CDIO人才培養(yǎng)模式改革以來(lái)，學(xué)生的工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力普遍有所提升，近年來(lái)在國(guó)家、省、市各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽中捷報(bào)頻傳，而且CO-OP實(shí)習(xí)學(xué)生也受到了用人單位的好評(píng)?；贑DIO工程教育模式，系統(tǒng)實(shí)施以知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)為核心，以項(xiàng)目為導(dǎo)向的一體化人才培養(yǎng)方案及產(chǎn)學(xué)融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，既能保證學(xué)生獲得先進(jìn)的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能，又能系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，對(duì)于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型創(chuàng)新人才具有重大實(shí)踐意義。通過(guò)以上智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的改革與實(shí)踐，大連東軟信息學(xué)院電子工程系智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)今后將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)、倡導(dǎo)CDIO工程化教育方法，持續(xù)完善專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案，為把本專(zhuān)業(yè)建設(shè)成為有特色、高水平、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)而繼續(xù)努力。
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)；人工智能；智能機(jī)器人；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
智能機(jī)器人作為一個(gè)最為典型的工程系統(tǒng)對(duì)象，涵蓋了機(jī)械、電氣、信息、通訊、控制、系統(tǒng)等所有現(xiàn)代工程專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，因此機(jī)器人作為一個(gè)典型的系統(tǒng)對(duì)象，是所有創(chuàng)新工程專(zhuān)業(yè)教育改革的理想載體，可以貫穿工程訓(xùn)練、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育和專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新教育的全過(guò)程，是教學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究的最理想的平臺(tái)。智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)涉及多學(xué)科，測(cè)、控充分結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室，集各種傳感與執(zhí)行機(jī)構(gòu)于一體，又是一個(gè)測(cè)控一體化的綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
首都師范大學(xué)智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室是專(zhuān)門(mén)服務(wù)于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)和實(shí)踐的系統(tǒng)平臺(tái)，是高年級(jí)智能機(jī)器人、模式識(shí)別等專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)踐創(chuàng)新基地。經(jīng)過(guò)近10年的建設(shè)發(fā)展，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)體系研究、目標(biāo)定位等方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
1 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)定位和配置
智能機(jī)器人與模式識(shí)別是智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特色，其中，智能機(jī)器人重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在智能機(jī)器人設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、智能機(jī)器人傳感器技術(shù)、智能控制、多傳感器信息采集與融合等方面的實(shí)際應(yīng)用能力；模式識(shí)別是基于信號(hào)處理、人工智能、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，用機(jī)器代替人去識(shí)別和辨識(shí)客觀事物，用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來(lái)研究模式的自動(dòng)處理和判讀的學(xué)科內(nèi)容，其相關(guān)系統(tǒng)理論和方法的研究近年來(lái)迅速發(fā)展，因此實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)主要圍繞這兩門(mén)課程的實(shí)踐教學(xué)和科研活動(dòng)展開(kāi)。
實(shí)驗(yàn)室自2005年創(chuàng)建，占地面積約150m2。根據(jù)教學(xué)實(shí)踐需要，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配置包括通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、小型組足球機(jī)器人、輪式智能移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐中級(jí)套件、示教型教學(xué)工業(yè)機(jī)器人、各種傳感器等。軟件系統(tǒng)包括Matlab、機(jī)器人編程系統(tǒng)、通用編程語(yǔ)言環(huán)境、模式識(shí)別工具箱等，在這些設(shè)備的基礎(chǔ)上，開(kāi)展智能科學(xué)與技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)。隨著設(shè)備的老化，根據(jù)課程發(fā)展的需要，實(shí)驗(yàn)室即將購(gòu)進(jìn)人形機(jī)器人、滅火機(jī)器人、游歷機(jī)器人以及自主設(shè)計(jì)機(jī)器人的各類(lèi)配件。
2 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系
2.1 通用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系
根據(jù)智能科學(xué)與技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)，智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室提供循序漸進(jìn)的系統(tǒng)訓(xùn)練課程：初級(jí)課程、中級(jí)課程、高級(jí)課程，具體開(kāi)課情況見(jiàn)表1。
（1）針對(duì)低年級(jí)學(xué)生的系統(tǒng)化基礎(chǔ)工程訓(xùn)練：學(xué)生可以利用該平臺(tái)，進(jìn)行學(xué)科基本能力的培養(yǎng)，包括計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)能力、開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力等；并能夠動(dòng)手組裝和調(diào)試簡(jiǎn)單電路；編寫(xiě)控制軟件；獲得全方位的、系統(tǒng)化的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練。
（2）針對(duì)中年級(jí)學(xué)生：可以利用該平臺(tái)，進(jìn)行系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生能夠站在系統(tǒng)的全局去看問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，從而更加深入地學(xué)習(xí)并實(shí)踐自動(dòng)控制、電子電路、微機(jī)原理接口技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)原理與應(yīng)用等學(xué)科知識(shí)與試驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)。
（3）針對(duì)高年級(jí)學(xué)生：利用該平臺(tái)，深入研究目前前沿的學(xué)科知識(shí)，進(jìn)行人工智能、圖像處理、語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器人自主導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械電子學(xué)、電機(jī)拖動(dòng)、機(jī)器人學(xué)、自動(dòng)控制、數(shù)字控制、先進(jìn)控制、智能控制、傳感器、傳感器信息融合、信號(hào)處理、模式識(shí)別、人工智能、面向?qū)ο缶幊?、軟件工程、圖像處理、語(yǔ)音識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等多學(xué)科的研究驗(yàn)證，進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
2.2 智能機(jī)器人課程實(shí)踐教學(xué)體系
智能機(jī)器人是首都師范大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)高年級(jí)學(xué)生的重要專(zhuān)業(yè)課程，涉及的學(xué)科范圍包括力學(xué)、機(jī)器人拓?fù)鋵W(xué)、機(jī)械學(xué)、電子與微電子學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、生物學(xué)、人工智能、系統(tǒng)工程等諸多課程，是理論性、實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程，也是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力、能夠直接解決實(shí)際問(wèn)題的課程。該課程授課課時(shí)為36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)為36學(xué)時(shí)，達(dá)到了1：1的比例。
第一階段，教師以最為典型的能力風(fēng)暴機(jī)器人、示教—再現(xiàn)機(jī)器人為教學(xué)對(duì)象，讓學(xué)生掌握基本程序的編制，掌握電機(jī)的控制方法，掌握最簡(jiǎn)系統(tǒng)的組裝、編程、調(diào)試的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基本系統(tǒng)的各種控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人走正方形、機(jī)器人邊唱邊跳等經(jīng)典控制項(xiàng)目，從而對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件編制以及優(yōu)化有一定的認(rèn)識(shí)。
第二階段，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)自己的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，完成機(jī)器人綜合組裝、調(diào)試工作，在第一階段的基礎(chǔ)上增加一些標(biāo)準(zhǔn)傳感器知識(shí)，學(xué)生可以通過(guò)對(duì)典型傳感器，如紅外傳感器、光敏傳感器、碰撞開(kāi)關(guān)、光電編碼器等使用學(xué)習(xí)，完成機(jī)器人跟人走、避障等實(shí)驗(yàn)。另外，學(xué)生熟練掌握完整智能控制系統(tǒng)的編程與應(yīng)用方法，為拓展其他各種傳感器與功能模塊的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
第三階段，學(xué)生可以在以上基礎(chǔ)上增加其他各種擴(kuò)展芯片、傳感器、大學(xué)生創(chuàng)新模塊套件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，熟練應(yīng)用不同傳感器，設(shè)計(jì)方案以及試驗(yàn)環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能，例如完成語(yǔ)音控制機(jī)器人小車(chē)、加工車(chē)床等試驗(yàn)。通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以深入掌握不同傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理與應(yīng)用方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
第四階段，面向競(jìng)賽和學(xué)生科研課題，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行自主創(chuàng)意或完成指定項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段，學(xué)生可以對(duì)人工智能、圖像處理、自主導(dǎo)航、遺傳算法等前沿學(xué)科進(jìn)行深入研究及驗(yàn)證，例如火星隕石標(biāo)本采集概念機(jī)器人的設(shè)計(jì)、智能圖書(shū)存取系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。
2.3 模式識(shí)別課程實(shí)踐教學(xué)體系
模式識(shí)別課程是首都師范大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)高年級(jí)學(xué)生的重要專(zhuān)業(yè)課程，其目的是通過(guò)對(duì)模式識(shí)別基本理論、概念和方法的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，借助計(jì)算機(jī)解決實(shí)際工程應(yīng)用中的自動(dòng)識(shí)別問(wèn)題，其主要任務(wù)是使學(xué)生掌握對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi)的有關(guān)理論和方法。實(shí)驗(yàn)課是本課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生掌握模式識(shí)別基本分類(lèi)方法的算法設(shè)計(jì)及其驗(yàn)證方法。提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本課程授課課時(shí)36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)時(shí)。
第一類(lèi)實(shí)驗(yàn)是安裝并使用模式識(shí)別工具箱。本次實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解模式識(shí)別軟件的具體形態(tài)、基本設(shè)置以及運(yùn)行流程，了解基本識(shí)別方法的工作過(guò)程。
第二類(lèi)實(shí)驗(yàn)使用常用分類(lèi)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如，貝葉斯分類(lèi)算法的原理和使用、最近鄰算法的分析試驗(yàn)。
第三類(lèi)實(shí)驗(yàn)為課程設(shè)計(jì)，例如用支持向量機(jī)進(jìn)行人臉識(shí)別。本次實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生掌握支持向量機(jī)的運(yùn)行機(jī)理、參數(shù)選擇與快速算法等，了解在實(shí)際分類(lèi)中學(xué)習(xí)樣本庫(kù)的重要性。
3 實(shí)驗(yàn)室發(fā)展成果
3.1 提高科研水平，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室良性發(fā)展
實(shí)踐證明，科研項(xiàng)目的研究對(duì)改善學(xué)科軟硬件條件作用重大。在帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上，科研課題以優(yōu)勢(shì)、特色學(xué)科為基地，購(gòu)置大量先進(jìn)的儀器設(shè)備，構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，在完成科研任務(wù)的同時(shí)，轉(zhuǎn)化為學(xué)科教學(xué)、科研發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，為培養(yǎng)高水平本科人才提供物質(zhì)支撐。首都師范大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)先后申請(qǐng)主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目4項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目近20項(xiàng)，校級(jí)項(xiàng)目若干，發(fā)表包括SCI、EI檢索在內(nèi)的學(xué)術(shù)論文一百多篇，從而極大促進(jìn)了智能機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)期發(fā)展創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和持續(xù)的科研動(dòng)力。
3.2 開(kāi)展學(xué)生科研，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)堅(jiān)持以智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室為依托，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)、開(kāi)展各級(jí)各類(lèi)學(xué)生科研項(xiàng)目，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并按照本科生的學(xué)習(xí)發(fā)展階段，為學(xué)生規(guī)劃科研申報(bào)體系，如圖1所示。
近四年來(lái)，我們積極組織學(xué)生申請(qǐng)全國(guó)級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃6項(xiàng)，參與學(xué)生近30人。申請(qǐng)校級(jí)各類(lèi)學(xué)生科研項(xiàng)目近20項(xiàng)，參與學(xué)生近百人。通過(guò)有組織地、循序漸進(jìn)地開(kāi)展學(xué)生科研，學(xué)生極大地發(fā)揮了鉆研精神和創(chuàng)新能力。
3.3 通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)踐積極性
實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，并以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、科研素質(zhì)和實(shí)踐能力為目標(biāo)，為學(xué)生的成長(zhǎng)提供良好的條件。學(xué)科競(jìng)賽富有挑戰(zhàn)性、探索性和趣味性，是學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的重要手段。參賽的過(guò)程，就是學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到鍛煉和提升的過(guò)程。近年來(lái)，學(xué)校通過(guò)組織學(xué)生參與競(jìng)賽，先后獲得2012年全國(guó)大學(xué)生仿真比賽一等獎(jiǎng)、2011年全國(guó)大學(xué)生仿真比賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、歷年全國(guó)Scilab競(jìng)賽二等獎(jiǎng)以上獎(jiǎng)項(xiàng)；學(xué)生設(shè)計(jì)的“火星隕石碎片采集概念機(jī)器人”“智能圖書(shū)歸還平臺(tái)”分別獲得2011年全國(guó)首屆大學(xué)生智能設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)；學(xué)生設(shè)計(jì)的智能小車(chē)獲得2012年北京市挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)。
