智能科學(xué)技術(shù)論文大全11篇

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篇（1）

1背景介紹

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一門新興的交叉型學(xué)科[1]。隨著信息化的進(jìn)一步深入以及IBM“智慧地球”、我國(guó)“感知中國(guó)”等戰(zhàn)略的實(shí)施，智能科學(xué)技術(shù)正在成為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全的一個(gè)重要領(lǐng)域。因此，智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的建設(shè)也引起了國(guó)內(nèi)外高校的重視。國(guó)外許多著名高校都設(shè)立了人工智能專業(yè)，并授予智能科學(xué)專業(yè)學(xué)位；世界多數(shù)知名理工類院校都設(shè)立有人工智能研究所或?qū)嶒?yàn)室，進(jìn)行智能科學(xué)專業(yè)的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)。

相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的起步較晚。2004年，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院經(jīng)教育部正式批準(zhǔn)設(shè)立了全國(guó)第一個(gè)智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。之后，國(guó)內(nèi)許多高校也相繼設(shè)立了這一專業(yè)，有些高校還成立了相應(yīng)的系。現(xiàn)在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已經(jīng)從計(jì)劃外專業(yè)變成計(jì)劃內(nèi)專業(yè)，標(biāo)志著該專業(yè)的建設(shè)在國(guó)內(nèi)已逐漸形成氣候。

廈門大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)系的高校之一。基于在智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域多年的研究積累和師資儲(chǔ)備，廈門大學(xué)于2006向教育部申請(qǐng)并獲批設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，之后又于2007年6月6日成立了智能科學(xué)與技術(shù)系[2]。建系以來(lái)，廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系一直堅(jiān)持以“科研帶動(dòng)教學(xué)、教學(xué)促進(jìn)科研”的辦學(xué)理念。一方面，我們以系里的科研實(shí)力、科研特色為基礎(chǔ)，在人才培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，為人才培養(yǎng)服務(wù)，更好地完成專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)；另一方面，優(yōu)秀人才的培養(yǎng)也為我系的科研提供了有生力量和儲(chǔ)備力量，反過(guò)來(lái)促進(jìn)系里的科研發(fā)展。

從2007年成立至今，我系完成了首屆本科生完整的一輪培養(yǎng)，因此我們希望能將4年來(lái)的專業(yè)建設(shè)的情況做一次梳理，為下一步的工作提供參考。作為一個(gè)新興專業(yè)，各高校對(duì)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)也都處在探索階段，因此我們也希望這些工作梳理能對(duì)其他院校的專業(yè)建設(shè)起到參考作用。

我們對(duì)專業(yè)建設(shè)的梳理從兩個(gè)方面展開(kāi)：一是科研與學(xué)科建設(shè)的進(jìn)展情況；二是教學(xué)與人才培養(yǎng)的進(jìn)展情況。

2科研與學(xué)科建設(shè)進(jìn)展

2007年以來(lái)，我系科研與學(xué)科建設(shè)取得了很大進(jìn)展，下面從凝練科研方向和科研平臺(tái)與學(xué)科點(diǎn)建設(shè)兩個(gè)方面來(lái)介紹。

2.1凝練科研方向

在智能科學(xué)與技術(shù)系成立之前，廈門大學(xué)在人工智能領(lǐng)域已經(jīng)有了不少積累，在心腦計(jì)算、藝術(shù)認(rèn)知和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域形成了一定的優(yōu)勢(shì)。

2007年建系以后，我們結(jié)合自身研究特色和學(xué)術(shù)發(fā)展前沿，進(jìn)一步凝練了研究方向，基本上確定了四個(gè)重點(diǎn)發(fā)展的方向，并成立相應(yīng)的研究室。

1) 藝術(shù)認(rèn)知與計(jì)算方向。

主要圍繞人類藝術(shù)活動(dòng)的腦機(jī)制，特別是有關(guān)詩(shī)歌、音樂(lè)與舞蹈的審美與創(chuàng)作方面，開(kāi)展相關(guān)的認(rèn)知與計(jì)算研究工作。

2) 智能多媒體方向。

主要從事有關(guān)多媒體信息處理方面的關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)，涉及視頻圖像處理與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、基于內(nèi)容的多媒體信息檢索、智能中醫(yī)信息處理等方面的研究。

3) 自然語(yǔ)言處理方向。

主要從事機(jī)器翻譯、實(shí)體關(guān)系抽取、跨語(yǔ)言信息檢索、語(yǔ)音識(shí)別與合成等方面的理論研究和相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

4) 仿腦智能計(jì)算方向。

主要開(kāi)展有關(guān)機(jī)器人認(rèn)知計(jì)算引擎的基礎(chǔ)性研究工作，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)具有普適性的認(rèn)知推理引擎，并將其嵌入到機(jī)器人中，使機(jī)器人具有綜合的意識(shí)、視覺(jué)、語(yǔ)言和動(dòng)作能力。

方向的凝練很好地促進(jìn)了我系研究隊(duì)伍的整合，也使系里的人才引進(jìn)工作有了更好的針對(duì)性。經(jīng)過(guò)四年的建設(shè)，以上四個(gè)方向均逐步形成了一支結(jié)構(gòu)合理的研究團(tuán)隊(duì)，如表1所示，科學(xué)研究也相應(yīng)的取得了一些進(jìn)展。2007-2010年間，我系教師承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目、省級(jí)課題、企業(yè)委托橫項(xiàng)課題等各類科研課題近50項(xiàng)，每年新立項(xiàng)的項(xiàng)目數(shù)量如表2所示。同時(shí)，我們?cè)凇禢euroscience Letters》、《Journal of Vision》、《Computational Intelligence》、《中國(guó)科學(xué)》、《軟件學(xué)報(bào)》及《電子學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，其中EI/SCI檢索論文150余篇。這些方向的發(fā)展為我們的人才培養(yǎng)奠定了良好的科研基礎(chǔ)。

2.2科研平臺(tái)與學(xué)科點(diǎn)建設(shè)

科研平臺(tái)是學(xué)科發(fā)展的重要載體，是科技創(chuàng)新的重要源頭，是聚集和培養(yǎng)高層次人才的重要場(chǎng)所。因此，科研平臺(tái)建設(shè)是學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容。

一直以來(lái)，我們就很重視科研平臺(tái)的建設(shè)，也形

成了較好的基礎(chǔ)。2003年，我們建立了一個(gè)跨專業(yè)的校內(nèi)科研平臺(tái)――廈門大學(xué)語(yǔ)言技術(shù)中心；2005年，我們獲批建設(shè)了“智能信息技術(shù)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。依托這兩個(gè)平臺(tái)，并基于我們對(duì)科研方向的進(jìn)一步凝練，我們最終于2009年獲批建設(shè)“仿腦智能計(jì)算福建省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)以人工大腦研究為中心，并包含仿腦計(jì)算、智能語(yǔ)言處理、視聽(tīng)感知和機(jī)器人及其行為控制等方面的研究，更有利于我系進(jìn)一步整合和優(yōu)化科研結(jié)構(gòu)。

學(xué)科點(diǎn)建設(shè)也是學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容之一。擁有學(xué)科點(diǎn)一方面反映了相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)水平，另一方面又能為高層次人才培養(yǎng)提供必要保障。

智能科學(xué)與技術(shù)至今還未被列為一級(jí)學(xué)科，因此智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的研究生目前只能依托其他相關(guān)專業(yè)進(jìn)行招生和培養(yǎng)。建系之前，我們已經(jīng)依托廈門大學(xué)“數(shù)學(xué)”一級(jí)學(xué)科，自主設(shè)立了“人工智能基礎(chǔ)”二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)，具有了培養(yǎng)本專業(yè)博士層次研究生的基本保證。2010年，我系與廈門大學(xué)計(jì)算機(jī)系、廈門大學(xué)軟件學(xué)院共同合作成功申報(bào)了“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)，在此一級(jí)學(xué)科下設(shè)的10個(gè)方向中，我系將負(fù)責(zé)建設(shè)其中的數(shù)字媒體藝術(shù)、信息安全技術(shù)、自然語(yǔ)言處理以及模式識(shí)別與智能計(jì)算等4個(gè)方向。該博士學(xué)位授予點(diǎn)將于2012年正式招生，這為我們?cè)诓┦繉哟紊吓囵B(yǎng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才奠定了更好的基礎(chǔ)。

3教學(xué)與人才培養(yǎng)進(jìn)展

下面從本科生和研究生兩個(gè)層次的學(xué)生培養(yǎng)介紹我系教學(xué)與人才培養(yǎng)的進(jìn)展情況。

3.1本科生培養(yǎng)

在本科生方面，廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系的目標(biāo)是培養(yǎng)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；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。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(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，并特別注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，采取了增設(shè)實(shí)用技術(shù)類課程、增設(shè)本科生進(jìn)研究室參與課題研究的“課題實(shí)踐”環(huán)節(jié)、組織學(xué)生參加企業(yè)實(shí)習(xí)等若干措施，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)[3]。

目前，我系在本科生培養(yǎng)方面已經(jīng)初具成效，具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

1) 多組本科生團(tuán)隊(duì)獲批立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2009年，我系本科學(xué)生組成的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)中的3支獲得了國(guó)家級(jí)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助；1支獲得了校級(jí)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助；今年的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目初評(píng)中，我系本科生團(tuán)隊(duì)又有3支入選。

2) 首屆學(xué)生就業(yè)形式喜人。

2007級(jí)本科生是我系的首屆學(xué)生，共計(jì)31人，其中2/3的學(xué)生入學(xué)都是經(jīng)專業(yè)調(diào)劑的，因此學(xué)生入學(xué)之初對(duì)本專業(yè)多是不了解甚至是不感興趣的。經(jīng)過(guò)4年的學(xué)習(xí)，他們都能很好地完成學(xué)業(yè)，多數(shù)學(xué)生逐漸喜歡上了本專業(yè)，部分學(xué)生更是將本專業(yè)作為其未來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作的方向。今年7月，我系2007級(jí)本科生畢業(yè)，畢業(yè)率和就業(yè)率均為100%，畢業(yè)去向情況如圖1所示。

圖1廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系2007級(jí)本科畢業(yè)生去向

其中，11名學(xué)生進(jìn)一步升學(xué)攻讀研究生；4名學(xué)生選擇了到美國(guó)、中國(guó)香港的高校深造；其他16名學(xué)生則進(jìn)入企業(yè)就業(yè)。

3.2研究生培養(yǎng)

我系的研究生培養(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、專業(yè)課、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、論文創(chuàng)新寫作、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)層次。在碩士研究生方面，有3個(gè)學(xué)術(shù)型碩士學(xué)位授予專業(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))和1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)；在博士研究生方面，目前有1個(gè)二級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予專業(yè)(人工智能基礎(chǔ))。

為了培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力，我們主要依托系里所承擔(dān)的科研項(xiàng)目，特別是國(guó)家級(jí)科研課題。學(xué)生們參與到課題研討中，接觸最新的學(xué)術(shù)前沿問(wèn)題，并在不斷討論、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐步提高獨(dú)立科研能力。

為了促進(jìn)學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，我們積極加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室或聯(lián)合培養(yǎng)基地，例如，我們與深圳名人公司建立了機(jī)器翻譯聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，與北京德威特電力系統(tǒng)自動(dòng)化有限公司建立了電力自動(dòng)化軟件聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，與廈門中資源有限公司建立了智能反垃圾郵件聯(lián)合研究中心，與廈門東南融通系統(tǒng)工程有限公司建立了計(jì)算機(jī)軟件與理論研究生教育創(chuàng)新基地等。這些基地的建立使學(xué)生能夠參與企業(yè)的實(shí)際課題，在提高實(shí)踐能力的同時(shí)也促進(jìn)了就業(yè)。

目前，我系的研究生培養(yǎng)也取得了一些可喜的成果。學(xué)生們參加各種競(jìng)賽或展示均取得了優(yōu)異的成績(jī)。例如，2010年，仿腦智能系統(tǒng)方向研究生研發(fā)的社交機(jī)器人――“文博之星NAO”項(xiàng)目獲得第三屆海峽兩岸(廈門)文化產(chǎn)業(yè)博覽交易會(huì)最佳創(chuàng)意產(chǎn)品銅獎(jiǎng)；自然語(yǔ)言處理方向研究生研發(fā)的漢語(yǔ)句法分析器和漢語(yǔ)人名消歧系統(tǒng)分別參加2009中文信息學(xué)會(huì)句法分析評(píng)測(cè)(CIPS-ParsEval-2009)和2010中文信

息學(xué)會(huì)與SIGHAN聯(lián)合會(huì)議(CIPS-SIGHAN 2010)的人名消歧評(píng)測(cè)，均榮獲第二名。

4反思

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為一個(gè)新興專業(yè)，雖然得到國(guó)內(nèi)許多高校的重視并有良好的發(fā)展勢(shì)頭，但目前仍存在一些發(fā)展的制約因素。第一，智能科學(xué)與技術(shù)未能被列為一級(jí)學(xué)科，因此各高校的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)只能依附于其他相關(guān)專業(yè)，導(dǎo)致該專業(yè)的發(fā)展缺少必要的學(xué)科保障，高層次人才(博士層次)的培養(yǎng)也受到嚴(yán)重制約；第二，智能科學(xué)與技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚未形成明顯的產(chǎn)業(yè)群，因此該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的行業(yè)特色不明顯，目前各高校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)行業(yè)與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化、電子科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域基本相近，這導(dǎo)致該專業(yè)的特色無(wú)法被正確理解，也影響了專業(yè)招生。

在這種狀況下，我們認(rèn)為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)要大力發(fā)展，應(yīng)突出兩點(diǎn)。首先，要加強(qiáng)智能科學(xué)與技術(shù)的科學(xué)研究，這一方面可以促進(jìn)人才培養(yǎng)，另一方面也能通過(guò)展現(xiàn)高水平成果進(jìn)一步擴(kuò)大專業(yè)的學(xué)科影響力；其次，要加強(qiáng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)，以此提高專業(yè)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而增強(qiáng)專業(yè)的吸引力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鐘義信. 設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級(jí)學(xué)科：必要性、可行性、緊迫性[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):5-9.

[2] 東,李紹滋, 潘偉. 廈門大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)介紹[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):46-48.

[3] 東,李紹滋. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)若干探索[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(19):61-63.

Specialty Construction of Cognitive Science in Xiamen University

CHEN Yidong, LI Shaozi, PAN Wei

篇（2）

1高水平人才交叉培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施背景

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

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

2“機(jī)器人大腦方向”雙培方案的構(gòu)建

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

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

2.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

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

2.2專業(yè)課程體系

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

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

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

2.3專業(yè)實(shí)踐體系

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

3“機(jī)器人大腦方向”雙培方案的實(shí)施

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

3.1學(xué)風(fēng)建設(shè)

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

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

3.2學(xué)生活動(dòng)情況

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

篇（3）

論文摘要：針對(duì)智能專業(yè)中工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在的工程實(shí)踐、專業(yè)設(shè)置等問(wèn)題，在分析智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文提出差異性培養(yǎng)目標(biāo)、課題組制度和以點(diǎn)帶面制度等觀點(diǎn)，結(jié)合河北工業(yè)大學(xué)智能系三個(gè)年級(jí)的具體實(shí)施情況，在課外實(shí)踐方面取得令人滿意的效果和成績(jī)。 

 

諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者西蒙把自然科學(xué)定義為探索自然界的奧秘，闡明自然現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象之間的規(guī)律及定律。具體到智能科學(xué)，就是研究人的智慧，建立人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)理論，并用其模擬人的智慧。但是，值得注意的是，技術(shù)科學(xué)從本質(zhì)上是有別于自然科學(xué)的，技術(shù)科學(xué)是利用自然科學(xué)的一般規(guī)律與理論，研究人造物的構(gòu)成方法及原理的科學(xué)[1]。如智能技術(shù)是在智能科學(xué)的框架內(nèi)創(chuàng)建人機(jī)結(jié)合智能系統(tǒng)所需要的方法、工具和技術(shù)。然而，除了智能科學(xué)和智能技術(shù)，智能科學(xué)技術(shù)的研究任務(wù)還涵蓋一個(gè)重要的組成部分——智能工程，即利用智能科學(xué)的理念和思想，充分運(yùn)用智能技術(shù)工具創(chuàng)建各種應(yīng)用系統(tǒng)[2]。由于智能科學(xué)、智能技術(shù)和智能工程三個(gè)領(lǐng)域所強(qiáng)調(diào)的研究任務(wù)不同，因此智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)可以分為科學(xué)技術(shù)型(或稱為研究型)和工程技術(shù)型(或稱為應(yīng)用型)。前者是研究型培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)具有學(xué)術(shù)研究或應(yīng)用研究能力的人才為主，尤其要體現(xiàn)人才培養(yǎng)的綜合性、復(fù)合性和創(chuàng)新性；后者是工程型培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)在工程領(lǐng)域中具有應(yīng)用復(fù)合能力的人才為主，尤其要體現(xiàn)人才培養(yǎng)的綜合性、復(fù)合性和應(yīng)用性[3]。更值得注意的是，進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工程問(wèn)題的綜合性與復(fù)雜性也不斷增強(qiáng)。在這種情況下，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)如何解決復(fù)雜系統(tǒng)提出的一系列工程問(wèn)題，培養(yǎng)出具有時(shí)代特色的優(yōu)秀工程人才，是新時(shí)代賦予新專業(yè)的一種使命。 

1智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀問(wèn)題分析 

由于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立僅有短短7年時(shí)間，還處于不斷發(fā)展之中，所以不可避免地存在一些問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)存在兩種模式：科學(xué)型人才和工程型人才。因此，如何根據(jù)各個(gè)學(xué)校的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)選擇學(xué)生的培養(yǎng)模式，非常重要。然而，受傳統(tǒng)教育模式的影響，即使在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中，對(duì)人才的培養(yǎng)仍然偏重科學(xué)型，這就導(dǎo)致了目前該專業(yè)學(xué)生工程能力存在這樣或那樣的問(wèn)題[4]。 

1.1缺乏實(shí)際的工程訓(xùn)練和實(shí)踐 

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)雖然重視基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)課程學(xué)習(xí)和學(xué)生分析能力的培養(yǎng)，但是對(duì)工程實(shí)踐訓(xùn)練和對(duì)學(xué)生相關(guān)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)相對(duì)較弱，重理論知識(shí)灌輸和輕實(shí)踐能力培養(yǎng)的老問(wèn)題仍然存在，教學(xué)、科研與實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)合不緊密，因此學(xué)生的綜合能力無(wú)法應(yīng)對(duì)如今復(fù)雜系統(tǒng)的工程問(wèn)題，難以滿足用人單位的需求[5]。 

1.2專業(yè)設(shè)置缺乏特色 

隨著對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的深入理解，人們逐漸認(rèn)識(shí)到這個(gè)專業(yè)的重要性和光明前景。近幾年，設(shè)置這個(gè)專業(yè)的高校正在迅速增加。然而，深入分析這一新專業(yè)的高校分布和地域分布，設(shè)置該專業(yè)的高校有“985”高校、教育部“211”工程重點(diǎn)建設(shè)高校、地方重點(diǎn)建設(shè)高校；而地域分布更為廣泛，在北京、天津、湖南、杭州等多個(gè)區(qū)域[6]。智能專業(yè)的這種不同水平的高校分布和地域分布決定了每個(gè)學(xué)校的專業(yè)設(shè)置應(yīng)該具有自己的特色，應(yīng)該適應(yīng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)多樣性和地區(qū)發(fā)展不平衡性的需要。因此，院校不問(wèn)自身?xiàng)l件如何，不看當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)如何，使得智能專業(yè)的辦學(xué)模式和專業(yè)設(shè)置大規(guī)模趨同的現(xiàn)象應(yīng)該得到充分的重視。 

1.3缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng) 

雖然近幾年本科教育模式正在大力革新，如2010年國(guó)家層面開(kāi)始實(shí)施的“卓越工程師”教育計(jì)劃，但是本科教育的填鴨式教學(xué)模式仍然廣泛存在，使學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)，以應(yīng)付考試。這種模式的后果只會(huì)導(dǎo)致學(xué)生死記硬背，創(chuàng)新意識(shí)薄弱，造成了學(xué)校培養(yǎng)和實(shí)際需要的嚴(yán)重脫節(jié)。 

2優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的途徑探索 

根據(jù)目前智能專業(yè)中工程實(shí)踐和課程設(shè)置存在的問(wèn)題，我們提出了下面的解決方法。首先，根據(jù)學(xué)校的現(xiàn)實(shí)情況設(shè)置工程實(shí)踐的培養(yǎng)目標(biāo)；其次，根據(jù)課程設(shè)置的不足提出課題組制度和以點(diǎn)帶面制度，作為課程設(shè)置的有效補(bǔ)充；最后，結(jié)合智能專業(yè)較新的專業(yè)知識(shí)實(shí)施創(chuàng)新型選題。通過(guò)有效實(shí)施這三個(gè)方法，培養(yǎng)優(yōu)秀的工程創(chuàng)新人才。 

2.1差異性培養(yǎng)目標(biāo) 

培養(yǎng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。差異性培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生成才的本質(zhì)屬性，孔子早就說(shuō)過(guò)“因材施教”的理念。所以，對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)這個(gè)新專業(yè)來(lái)說(shuō)，由于它仍處于快速發(fā)展和完善之中，尤其是不同類型高校又有實(shí)際情況，因此應(yīng)該制定具有差異性和多樣化的培養(yǎng)目標(biāo)。比如說(shuō)，研究型大學(xué)要致力于培養(yǎng)工程研究型、工程創(chuàng)新型的高端人才，以培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究型的科學(xué)家、研發(fā)人員和設(shè)計(jì)工程師為主；而教學(xué)型大學(xué)工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位要突出應(yīng)用型，以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)為主，培養(yǎng)從事工程施工和管理的工程人才。 

差異性培養(yǎng)目標(biāo)不但體現(xiàn)在不同地域和不同類型的高校之間，即使在同一所高校，也應(yīng)根據(jù)學(xué)生的興趣和實(shí)際情況確定不同的培養(yǎng)目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，即使是一個(gè)班級(jí)的學(xué)生，他們的興趣和目標(biāo)也不盡相同，如有的學(xué)生立志學(xué)好英語(yǔ)，有的學(xué)生準(zhǔn)備全力以赴考研不顧其他，有的學(xué)生準(zhǔn)備把自己的興趣當(dāng)做追求目標(biāo)。因此，充分考慮和尊重學(xué)生目標(biāo)的差異性，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一個(gè)前提。 

2.2改革培養(yǎng)方式與途徑 

目標(biāo)確定以后，接下來(lái)就涉及到優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)如何實(shí)施的問(wèn)題，其核心是讓學(xué)生得到充分的工程訓(xùn)練，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性。實(shí)際操作過(guò)程中，教師可以把學(xué)生真正放到競(jìng)賽的賽場(chǎng)上，如參加教育部“質(zhì)量工程”建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”設(shè)計(jì)大賽、“盛群杯”單片機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“飛思卡爾”智能車競(jìng)賽等。這些競(jìng)賽都是以創(chuàng)新為主要訴求，課題的名稱自擬。因此，通過(guò)這些比賽，學(xué)生們可以從選題、制作、參賽、完善作品等多個(gè)環(huán)節(jié)體會(huì)工程創(chuàng)新的全過(guò)程，大大提高工程實(shí)踐能力，為成為工程創(chuàng)新人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如何根據(jù)智能專業(yè)的特點(diǎn)，并結(jié)合各種創(chuàng)新競(jìng)賽，來(lái)實(shí)施這樣的工程訓(xùn)練呢？通過(guò)下面兩種制度可以有效實(shí)現(xiàn)。 

第一，實(shí)施課題組制度。即把智能系的學(xué)生分成多個(gè)課題組。如我校的第一屆學(xué)生分成了7個(gè)課題組，每組4～5人，在課題組的基礎(chǔ)上實(shí)行導(dǎo)師制，每位導(dǎo)師可帶1～2組。課題組的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立提出問(wèn)題的能力、獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、科學(xué)研究能力和科技開(kāi)發(fā)及組織管理能力。但是，有一個(gè)前提，課題組制度要保證讓學(xué)生廣泛參與，這樣才能最大可能和最大范圍地培養(yǎng)優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才。因此，實(shí)施下面的以點(diǎn)帶面制度，對(duì)保證學(xué)生的參與廣度和培養(yǎng)質(zhì)量非常必要。 

第二，實(shí)施以點(diǎn)帶面制度。隨著智能專業(yè)的快速發(fā)展，學(xué)生越來(lái)越多，課題組越來(lái)越多，但教師的精力畢竟是有限的，難以指導(dǎo)太多課題組的學(xué)生。我們采用以點(diǎn)帶面制度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。從橫向方面看，我們采用組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制和核心組員制，每個(gè)課題組的組長(zhǎng)和核心組員由能力相對(duì)較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任，作為導(dǎo)師和課題組組員之間的聯(lián)系紐帶，導(dǎo)師僅僅將相關(guān)的課題任務(wù)傳達(dá)給他們即可。這樣既能夠大大降低指導(dǎo)教師的工作量，也能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性和自主性，鍛煉他們獨(dú)立解決問(wèn)題的能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作、組織管理的能力。從縱向方面看，在課題組還涉及到不同年級(jí)的情況下，以點(diǎn)帶面制度就是核心組員指導(dǎo)低年級(jí)學(xué)生。這樣就實(shí)現(xiàn)了同一年級(jí)之間、不同年級(jí)之間的良性循環(huán)，保證無(wú)論那個(gè)年級(jí)的課題組，總有一個(gè)核心組員在指導(dǎo)，而指導(dǎo)教師一般僅僅親自指導(dǎo)核心組員，最終實(shí)現(xiàn)使用指導(dǎo)教師的有限時(shí)間，而使學(xué)生的收益最大化。以點(diǎn)帶面制度保證了教學(xué)指導(dǎo)質(zhì)量和學(xué)生深入、廣泛、全過(guò)程參與工程訓(xùn)練活動(dòng)，從而鍛煉他們的工程創(chuàng)新能力。

2.3重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng) 

創(chuàng)新是教育部實(shí)施的“質(zhì)量工程”的核心。對(duì)智能專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新的核心是創(chuàng)新意識(shí)和選題。該專業(yè)學(xué)生一般會(huì)接觸到最新的智能傳感技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能執(zhí)行技術(shù)、智能信息處理技術(shù)。這些新的技術(shù)自然帶來(lái)一批新的元器件和新的信息處理方式。因此，使用這些新的元器件和新的信息處理方式，結(jié)合我們的生活需求，就比較容易實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)新性的選題。選題確定后，就可以采用課題組的方式和以點(diǎn)帶面的模式，通過(guò)“實(shí)踐學(xué)習(xí)”方式，將專業(yè)理論的學(xué)習(xí)與科研實(shí)踐緊密結(jié)合，在項(xiàng)目實(shí)踐中增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展，最終培養(yǎng)一批兼具創(chuàng)新力和領(lǐng)導(dǎo)力的精英之才。 

通過(guò)以上三個(gè)方面的實(shí)施，智能系的幾個(gè)課題組在“挑戰(zhàn)杯”、“盛群杯”單片機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等創(chuàng)新類比賽中制作出很有創(chuàng)意的作品，應(yīng)用了智能專業(yè)的許多知識(shí)，取得了優(yōu)異成績(jī)。這極大鍛煉了學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，初步達(dá)到了工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)。 

3結(jié)語(yǔ) 

在國(guó)內(nèi)各個(gè)專業(yè)普遍重視工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，筆者為培養(yǎng)優(yōu)秀的工程創(chuàng)新人才提供了一種思路和方案。筆者提出差異性培養(yǎng)目標(biāo)、課題組制度和以點(diǎn)帶面制度，并把這些方法應(yīng)用到智能系學(xué)生的工程能力培養(yǎng)上，確立了學(xué)生的自我管理方式。學(xué)生做出了優(yōu)秀的創(chuàng)新作品，通過(guò)在創(chuàng)新競(jìng)賽中的全過(guò)程“實(shí)踐學(xué)習(xí)”，增強(qiáng)了實(shí)踐動(dòng)手、團(tuán)結(jié)協(xié)作和組織協(xié)調(diào)等工程能力，最終成為能夠提出創(chuàng)新問(wèn)題并有效解決問(wèn)題的具有工程創(chuàng)新能力的人才。該方法具有較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值和良好的效果，初步達(dá)到了將智能系專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)成為工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。 

 

參考文獻(xiàn)： 

[1] 蔣新松. 智能科學(xué)與智能技術(shù)[j]. 信息與控制,1994,23(1):38-39. 

[2] 楊鵬,張建勛,劉冀偉,等. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系和教材建設(shè)的思考[j]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(19):11-14. 

[3] 魏秋月. 關(guān)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)的思考[j]. 教育理論與實(shí)踐,2009,29(9):18-19. 

篇（4）

1　智能系·信科院

 

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

 

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

 

2　專業(yè)增列·學(xué)會(huì)指導(dǎo)

 

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

 

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

 

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

 

3　教學(xué)計(jì)劃·四校會(huì)議

 

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

 

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

 

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

 

4　招生·分流

 

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

 

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

 

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

 

5　首屆生·班主任

 

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

 

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

 

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

 

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

 

6　培養(yǎng)體系·本研貫通

 

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

 

我們?cè)械牟┦俊⒋T士點(diǎn)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信號(hào)與信息處理兩個(gè)方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進(jìn)行了兩年的精心準(zhǔn)備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請(qǐng)?jiān)隽小爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”碩士和博士點(diǎn)。經(jīng)過(guò)必要的論證，最終獲得批準(zhǔn)，及時(shí)銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)下的二級(jí)學(xué)科，一個(gè)完整的智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來(lái)，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。

 

7　特色專業(yè)·教學(xué)團(tuán)隊(duì)

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

8　結(jié)語(yǔ)·致謝

 

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

 

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

 

最后引龔定庵一句名言：“但開(kāi)風(fēng)氣不為師”。

 

9　總結(jié)與展望

 

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

 

篇（5）

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

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

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

1教學(xué)內(nèi)容改革

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2教學(xué)方法改革

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

2.1探索式教學(xué)方法

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

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

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

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

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

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

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

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

2.2案例教學(xué)方法

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

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

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

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

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

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

3.2實(shí)驗(yàn)課的操作

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

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

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

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

4結(jié)語(yǔ)

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

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Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

篇（6）

北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院針對(duì)北大學(xué)生的特點(diǎn)，把培養(yǎng)目標(biāo)定位在培養(yǎng)具有國(guó)際視野的領(lǐng)域領(lǐng)軍人才上，具體講就是培養(yǎng)具有原創(chuàng)能力的研究型人才、具有集成能力的工程型人才和具有組織能力的管理型人才。為了實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)院秉承了北京大學(xué)“加強(qiáng)基礎(chǔ)，淡化專業(yè)，因材施教，分流培養(yǎng)”的理念，在教學(xué)改革中強(qiáng)調(diào)了“拓寬夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)鍛煉綜合能力”的基本原則，關(guān)注了如下三方面的工作：一是結(jié)構(gòu)化的教學(xué)體系框架設(shè)計(jì)：構(gòu)筑能夠靈活調(diào)整課程安排、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的教學(xué)體系框架，適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展迅速和與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密的特點(diǎn)。二是寬廣和扎實(shí)結(jié)合的基礎(chǔ)課程設(shè)置：依托北大的人文學(xué)科優(yōu)勢(shì)培養(yǎng)學(xué)生的人文基礎(chǔ)，依托北大的理科優(yōu)勢(shì)夯實(shí)數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。依托北大計(jì)算機(jī)學(xué)科的歷史積淀強(qiáng)化算法和軟件編程基礎(chǔ)，依托學(xué)院的電子科學(xué)技術(shù)學(xué)科加強(qiáng)硬件基礎(chǔ)。三是面向能力培養(yǎng)的學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)：營(yíng)造敢于表達(dá)、質(zhì)疑、挑戰(zhàn)、犯錯(cuò)和承擔(dān)的學(xué)術(shù)氛圍，建設(shè)面向基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，建立結(jié)合真實(shí)科研任務(wù)的、與研究生同等條件的科研實(shí)習(xí)制度。

本文將對(duì)這些前期教改實(shí)踐做一個(gè)簡(jiǎn)要總結(jié)。

一、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)體系框架設(shè)計(jì)

信息學(xué)院目前有四個(gè)本科生專業(yè)，分別為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)。其中前三個(gè)是成立學(xué)院時(shí)就有的專業(yè)，而第四個(gè)是學(xué)院成立后設(shè)立的全國(guó)第一個(gè)智能科學(xué)專業(yè)。在原有的教學(xué)體系中，每個(gè)專業(yè)的課程自成體系。一方面每個(gè)專業(yè)的學(xué)生知識(shí)面較窄，不利于學(xué)生適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)需求；另一方面有些課程在不同專業(yè)重復(fù)設(shè)置，浪費(fèi)教學(xué)資源。學(xué)院成立后我們制定了新的本科生教學(xué)計(jì)劃，打通一年級(jí)四個(gè)專業(yè)方向課程，并在2005年、2007年兩次進(jìn)行了修訂。我們提出了重視基礎(chǔ)，分階段、多層次的模塊式教學(xué)計(jì)劃，把課程分成三個(gè)階段安排(一年級(jí)、二年級(jí)和高年級(jí)三個(gè)階段)，除學(xué)校公共必修課外，把課程分成四個(gè)層級(jí)：學(xué)院公共必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)核心選修課、任選課。

為了加強(qiáng)基礎(chǔ)、淡化專業(yè)，一年級(jí)統(tǒng)一安排數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)和電路方面的基礎(chǔ)課(如數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、電磁學(xué)、力學(xué)、計(jì)算概論、程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、微電子與電路基礎(chǔ)等)，使得不同專業(yè)的同學(xué)在軟硬件方面都得到加強(qiáng)。2007年的修訂計(jì)劃，更加體現(xiàn)出北京大學(xué)重基礎(chǔ)重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)特色。以學(xué)生為本，課程設(shè)置將數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等方面的基礎(chǔ)課，分別開(kāi)設(shè)AB兩級(jí)不同深度要求的課程。打造研究型、綜合型(寬口徑型)、應(yīng)用型培養(yǎng)模式，以適應(yīng)興趣和特長(zhǎng)不同的學(xué)生。另一方面，在一年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)設(shè)“信息科學(xué)技術(shù)概論”，請(qǐng)學(xué)院里資深的專家教授向?qū)W生講解信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域各學(xué)科的發(fā)展和最新成果，各專業(yè)的知名教授學(xué)者(包括院士、長(zhǎng)江學(xué)者等)都親自給學(xué)生授課，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二年級(jí)分為兩個(gè)大方向，計(jì)算機(jī)和智能科學(xué)的方向以及電子和微電子的方向。到了高年級(jí)，則根據(jù)不同的專業(yè)和學(xué)生志向安排更具選擇性的專業(yè)課程。

在學(xué)院本科教學(xué)框架體系下，計(jì)算機(jī)學(xué)科的本科教學(xué)體系由五大基礎(chǔ)(數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ))、三大系列專業(yè)課(計(jì)算機(jī)理論、計(jì)算機(jī)核心技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用和新技術(shù))和本科生科研實(shí)習(xí)組成。在整個(gè)課程體系中，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)和全部的計(jì)算機(jī)核心技術(shù)、應(yīng)用及新技術(shù)課程中都有大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

二、關(guān)于計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)的討論及相應(yīng)課程的設(shè)置

隨著計(jì)算機(jī)學(xué)科的內(nèi)涵和外延的不斷豐富，與計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)的領(lǐng)域不斷增加，各種理論、技術(shù)、應(yīng)用層出不窮。我們不可能在本科四年的時(shí)間里向?qū)W生傳授所有與計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)的知識(shí)，因而要仔細(xì)討論清楚到底哪些內(nèi)容是相對(duì)更基礎(chǔ)的是必須掌握的，哪些實(shí)驗(yàn)對(duì)訓(xùn)練學(xué)生基本動(dòng)手能力更為有效，什么樣的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生未來(lái)的發(fā)展更為有利。回答上述問(wèn)題需要考慮以下幾個(gè)因素；(1)計(jì)算機(jī)學(xué)科未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)及國(guó)家發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求。(2)計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí)體系及各部分之間的拓?fù)潢P(guān)系。(3)學(xué)生的特點(diǎn)和興趣。(4)學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)和定位。(5)現(xiàn)有師資力量和對(duì)未來(lái)師資力量發(fā)展的計(jì)劃。如果前四點(diǎn)決定了我們需要培養(yǎng)怎樣的人才以及如何培養(yǎng)，那么第五點(diǎn)將決定我們究竟能否做到我們想要做的。

北京大學(xué)信息學(xué)院由計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)系組成，擁有開(kāi)設(shè)各類課程的硬件環(huán)境和師資力量。學(xué)院的成立為調(diào)整每個(gè)專業(yè)方向的課程設(shè)置提供的可能性。在學(xué)院的框架下，由知名學(xué)者聯(lián)合為全院新生開(kāi)設(shè)了信息科學(xué)技術(shù)概論。計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科課程在硬件、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和智能方面都有所加強(qiáng)，而通過(guò)和數(shù)學(xué)學(xué)院、物理學(xué)院的聯(lián)合，為學(xué)生提供了多種的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)組合課程。總體來(lái)說(shuō)，北大信息學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)方向的課程體系包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(有A(數(shù)學(xué)分析+高等代數(shù))、B(高等數(shù)學(xué)+線性代數(shù))兩種難度選擇)、專業(yè)數(shù)學(xué)(集合論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、數(shù)理邏輯、概率統(tǒng)計(jì))、物理基礎(chǔ)(有ABC三種難度可供選擇)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(計(jì)算概論、程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)、算法分析與設(shè)計(jì))、硬件基礎(chǔ)(微電子與電路基礎(chǔ)、基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字邏輯、數(shù)字邏輯實(shí)習(xí)、微機(jī)原理、微機(jī)原理實(shí)習(xí)、計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)、體系實(shí)習(xí)(待建設(shè))、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)(操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)實(shí)習(xí)、編譯原理、編譯實(shí)習(xí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí))、三個(gè)方向的系列選修專業(yè)課程和科研實(shí)習(xí)(一年以上)與畢業(yè)論文(全院范圍評(píng)選十佳和優(yōu)秀論文)。

北大信息學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中比較有特色的內(nèi)容是：(1)數(shù)學(xué)和理論課程豐富(由于聯(lián)合了數(shù)學(xué)學(xué)院和智能科學(xué)系)。(2)大部分基礎(chǔ)課程的實(shí)習(xí)內(nèi)容單獨(dú)設(shè)課，時(shí)間為一個(gè)學(xué)期，要求分組完成比較大的項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生充分理解理論課程的內(nèi)容，提高動(dòng)手實(shí)踐能力很有幫助。(3)與本系教師研究方向相關(guān)的課程內(nèi)容豐富且課程門數(shù)呈上升趨勢(shì)。

三、加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)，重視實(shí)踐能力培養(yǎng)

結(jié)合本院學(xué)生80％繼續(xù)深造的具體情況，我們制定了“能力培養(yǎng)為綱、知識(shí)傳授為目；基礎(chǔ)知識(shí)為體、專門技術(shù)為用；避免急功近利、強(qiáng)調(diào)后發(fā)優(yōu)勢(shì)”的教學(xué)指導(dǎo)方針。具體來(lái)講就是在打好數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)的同時(shí)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其是設(shè)計(jì)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的環(huán)節(jié)，使學(xué)生養(yǎng)成探究各種知識(shí)理論的來(lái)源和適用范圍的習(xí)慣。

在提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量方面，學(xué)院也作了多種嘗試，其中最典型的是在提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力方面，自主研發(fā)了“百練”程序在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中被廣泛應(yīng)用，并輻射至全國(guó)全球。“百練”程序在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)基于萬(wàn)維網(wǎng)的服務(wù)系統(tǒng)，全天24小時(shí)向全球提供服務(wù)。用戶在練習(xí)某個(gè)題目時(shí)，只需要將源程序通過(guò)網(wǎng)頁(yè)提交，在幾秒鐘之內(nèi)就會(huì)得到正確與否的回答。“百練”對(duì)于程序的評(píng)判是極為嚴(yán)格的，學(xué)生的程序根據(jù)系統(tǒng)給出的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并輸出結(jié)果。“百練”在服務(wù)器端編譯、運(yùn)行被提交的程序，取得輸出結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案對(duì)比，必須一個(gè)字節(jié)都不差程序才能算通過(guò)。這對(duì)于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、周密的程序設(shè)計(jì)作風(fēng)極為有效，學(xué)生必須考慮到每一個(gè)細(xì)節(jié)和特殊邊界條件，而不是大體上正確就能通過(guò)。傳統(tǒng)的人工評(píng)判是難以做到這一點(diǎn)的。使用“百練”系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)類相關(guān)課程教學(xué)時(shí)，一方面可以在網(wǎng)上布置作業(yè)題目，學(xué)生隨時(shí)完成作業(yè)、提交并獲得評(píng)測(cè)結(jié)果，減輕了教員批改作業(yè)的負(fù)擔(dān)同時(shí)增強(qiáng)了批改的準(zhǔn)確性；另一方面教員亦可在網(wǎng)上監(jiān)督學(xué)生作業(yè)完成情況，并就存在的問(wèn)題進(jìn)行解答。網(wǎng)上實(shí)時(shí)的編程考試，更能考察出學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)有助于威懾和杜絕作弊現(xiàn)象。五年的教學(xué)實(shí)踐表明，“百練”系統(tǒng)在提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力和編程的熟練和準(zhǔn)確性方面起到了突出的作用。“在“百練”上做題對(duì)你創(chuàng)造力和思維能力都是種挑戰(zhàn)，有助于戒驕戒躁，任何一個(gè)字節(jié)都要處理得當(dāng)，否則就會(huì)出錯(cuò)。這不但可以使你懂得理論，而且使你真正開(kāi)始寫自己的程序。”這是06級(jí)一位本科生的最深感受。四、參與科研項(xiàng)目，培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力

信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院建立了一整套本科生科研實(shí)習(xí)制度，將科研實(shí)習(xí)與本科生課程訓(xùn)練并列為本科生培養(yǎng)的兩個(gè)組成部分。在一、二年級(jí)學(xué)生中遴選一些基礎(chǔ)好的學(xué)生通過(guò)“校長(zhǎng)基金”、“若政基金”、“教育部大學(xué)生科研實(shí)踐計(jì)劃”、教師自籌等項(xiàng)目進(jìn)入課題組參與科研項(xiàng)目的研究。三年級(jí)時(shí)，各個(gè)研究所實(shí)驗(yàn)室制度化招收實(shí)習(xí)本科生，包括組織報(bào)名、考核、錄取、基礎(chǔ)培訓(xùn)、規(guī)章制度培訓(xùn)、前沿介紹、與學(xué)生討論確定選題，之后進(jìn)入與研究生同樣的培養(yǎng)模式進(jìn)行培養(yǎng)。四年級(jí)時(shí)，所有沒(méi)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)的學(xué)生通過(guò)雙向選擇進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成本科論文。

“在和高年級(jí)學(xué)生的協(xié)作中，我們學(xué)到的不僅是知識(shí)，而且還有一種信念，大家為同一個(gè)項(xiàng)目互相合作，以我們自己的方式鼓勵(lì)自己，如果我們能保持這種心態(tài)，我們一定能取得更大的成就。”已畢業(yè)的一位03級(jí)本科生認(rèn)為，本科參加院里的科研實(shí)習(xí)，除了培養(yǎng)動(dòng)手能力、科研創(chuàng)新能力之外，更重要的是培養(yǎng)了她的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

讓本科生從一年級(jí)開(kāi)始就陸續(xù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，跟隨導(dǎo)師和碩士生博士生參與真實(shí)課題研究。這樣做的好處是：(1)讓學(xué)生提前感受研究的文化氛圍，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。(2)通過(guò)科研，充分認(rèn)識(shí)數(shù)理基礎(chǔ)的重要性，積極主動(dòng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(3)導(dǎo)師和學(xué)生互相溝通了解，提高研究生生源質(zhì)量。(4)提前培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，將研究生培養(yǎng)延伸至本科，有助于出高質(zhì)量的研究成果。

信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院有1個(gè)教學(xué)研究所和11個(gè)科研研究所，其中有2個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、6個(gè)部委級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)了國(guó)家863、973、自然科學(xué)基金項(xiàng)目100多個(gè)，每年縱向科研經(jīng)費(fèi)6000多萬(wàn)，為本科生就讀期間直接參加科研工作提供了條件。近幾年在一些研究基金的資助下很多本科生在研究所里受到很好的訓(xùn)練，參與完成了重大科研課題，發(fā)表了高水平的論文。

五、科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)系列課程，促進(jìn)科研成果向教學(xué)轉(zhuǎn)化

計(jì)算機(jī)系的教師是以研究所為單位組織的。每個(gè)研究所的教師有一個(gè)共同的大的研究方向。計(jì)算機(jī)系本科生課程分為基礎(chǔ)課和專業(yè)課兩個(gè)層面，針對(duì)這兩種課程，教師有兩種組織方式，一方面從各個(gè)研究所抽調(diào)有經(jīng)驗(yàn)的老教師和年富力強(qiáng)的中青年教師組織成基礎(chǔ)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)全院基礎(chǔ)課程的建設(shè)，例如計(jì)算概論教學(xué)團(tuán)隊(duì)、程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)團(tuán)隊(duì)：另一方面，教師按研究方向組織成系列專業(yè)課程授課團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)建設(shè)各個(gè)研究方向的系列課程，例如數(shù)據(jù)庫(kù)方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、軟件工程方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、計(jì)算機(jī)理論方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、人機(jī)交互方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、人工智能方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)、數(shù)字媒體方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)等等。每個(gè)研究方向的教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)建設(shè)一個(gè)方向的系列課程，保持課程內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展的同步，并設(shè)計(jì)使學(xué)生在該領(lǐng)域掌握相應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)的遞進(jìn)式系列課程。這樣做的好處是：(1)教師在自己的研究方向上開(kāi)課，可以隨時(shí)將研究進(jìn)展注入課程內(nèi)容，可以講得更生動(dòng)。(2)教師可在課上物色對(duì)本方向感興趣的學(xué)生，使他們加入到自己的研究團(tuán)隊(duì)。(3)不同研究方向的系列課程在給學(xué)生提供更多選擇的同時(shí)，也形成了適度的競(jìng)爭(zhēng)，如果沒(méi)有學(xué)生選修自己研究方向的課程，一定程度上會(huì)影響本方向的研究生生源質(zhì)量。(4)基礎(chǔ)課的教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師來(lái)自不同的研究方向，在基礎(chǔ)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)上可以更好地兼顧不同方向?qū)W生對(duì)基礎(chǔ)的要求，因此可以建設(shè)內(nèi)容更加合理的基礎(chǔ)課程內(nèi)容。

篇（7）

2互聯(lián)網(wǎng)下教學(xué)新方法和舉措

2.1社交軟件

不管是獲取信息還是與他人交流，大部分人都能在社交軟件中找到適合自己需求的東西。社交軟件的特點(diǎn)就是包羅萬(wàn)象、有不同的人和圈子、內(nèi)容符合人類的共性，并極有可能形成病毒性傳播的趨勢(shì)等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期與大學(xué)生群體的接觸及調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)前大學(xué)生群體尤其是90后在日常學(xué)習(xí)、生活中都十分喜愛(ài)如下的社交軟件。

（1）QQ。QQ是騰訊公司于1999年推出的基于Internet的即時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)工具。隨著時(shí)間推移，騰訊公司旗下的QQ軟件高速發(fā)展，逐漸發(fā)展成為影響大眾日常生活的重要社交軟件，其最大特點(diǎn)是不僅可提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)即時(shí)通訊，還能提供群通訊功能。

（2）微信。微信是騰訊公司于2011年推出的一個(gè)為智能手機(jī)提供即時(shí)通訊服務(wù)的免費(fèi)應(yīng)用程序，其最大特點(diǎn)是可以跨通信運(yùn)營(yíng)商、跨操作系統(tǒng)平臺(tái)，用極少的網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音短信、視頻、圖片和文字交流，并具有共享流媒體內(nèi)容和基于位置的社交插件，在廣大年輕用戶群體中非常流行，尤其是在90后的大學(xué)生群體內(nèi)。

（3）貼吧。貼吧是百度公司于2003年推出的一款重量級(jí)產(chǎn)品，是基于關(guān)鍵詞的主題交流社區(qū)，可以與搜索緊密聯(lián)系，能夠準(zhǔn)確把握用戶需求，通過(guò)用戶輸入的關(guān)鍵詞自動(dòng)生成討論區(qū)，使用戶可實(shí)時(shí)參加交流、自己感興趣話題的信息和想法，在各類學(xué)生興趣愛(ài)好團(tuán)體中極具人氣。

（4）知乎。知乎作為社交軟件中的后起新秀，是一個(gè)廣受各行各業(yè)精英所喜愛(ài)的實(shí)名制網(wǎng)絡(luò)問(wèn)答社區(qū)，友好、理性和認(rèn)真的社區(qū)氛圍使其成為集求知、分享和社交為一體的UGC（usergeneratedcontent）平臺(tái)，在求知欲極強(qiáng)的90后大學(xué)生群體中也極具人氣。

通過(guò)對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)上述社交軟件具有共同的特點(diǎn)。

（1）社會(huì)關(guān)系鏈整合。社交軟件可以清晰地整合熟人圈，形成團(tuán)結(jié)程度甚高的小團(tuán)體，尤其在90后大學(xué)生群體中效果最為明顯。在這個(gè)相對(duì)密閉的小團(tuán)體空間內(nèi)，用戶傳播信息，可使該信息快速通過(guò)社交軟件得到擴(kuò)散，而且擴(kuò)散速度在與目標(biāo)群體相關(guān)的臨近群體中快得超乎想象，極具傳染性。

（2）聊天。社交軟件聚合大量同屬性的用戶形成群體，群體內(nèi)用戶對(duì)由群體成員發(fā)起的話題進(jìn)行及時(shí)討論，形成積極快速的討論氛圍。熱點(diǎn)話題通常會(huì)激發(fā)群體內(nèi)大多數(shù)用戶的積極性，擴(kuò)大討論的范圍，增加信息量。

（3）圖片/視頻/流媒體分享。社交軟件大都可以在智能手機(jī)/智能平板等終端上應(yīng)用，很便捷地上傳圖片/視頻/流媒體資料，并使之在目標(biāo)群體內(nèi)快速傳播。

（4）興趣聚合。社交軟件大多是通過(guò)興趣愛(ài)好聚合，即一個(gè)群體基本具有一定共同相關(guān)屬性的聯(lián)系，這類聯(lián)系可以使群體內(nèi)部用戶相互之間形成強(qiáng)烈的聚合效應(yīng)。90后大學(xué)生群體基本上都喜愛(ài)使用這些社交軟件，保持極高的刷屏率，基本貫穿在日常生活、學(xué)習(xí)中，極具黏性。這些社交軟件已經(jīng)儼然成為90后大學(xué)生群體日常生活中不可缺少的一部分。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程教學(xué)新方法和舉措

基于90后大學(xué)生對(duì)上述社交軟件的應(yīng)用程度，教師可提出如下課程教學(xué)新方法和新手段。

（1）針對(duì)教科書教學(xué)內(nèi)容較為陳舊的問(wèn)題，使用貼吧讓學(xué)生自主瀏覽虛擬現(xiàn)實(shí)的主題社區(qū)關(guān)鍵詞。通過(guò)瀏覽主題社區(qū)，學(xué)生對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向能夠有一個(gè)較直觀的認(rèn)知。由于貼吧每天都有新的話題出現(xiàn)，信息更新速率極快，因此學(xué)生通過(guò)對(duì)話題的瀏覽可在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r有較深入的認(rèn)知。這樣就可以達(dá)到先導(dǎo)引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程基本概念的目標(biāo)，令學(xué)生對(duì)教科書上較枯燥的理論內(nèi)容有更直觀的認(rèn)知。

（2）在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程開(kāi)始至中期階段，適時(shí)建立相關(guān)主題QQ群，給學(xué)生一個(gè)對(duì)課程相關(guān)內(nèi)容自由發(fā)言的平臺(tái)。主講教師可以適時(shí)引入一些與課程相關(guān)的話題，發(fā)動(dòng)學(xué)生討論并給予適當(dāng)?shù)闹敢患皶r(shí)回復(fù)和解答學(xué)生在群里的提問(wèn)，形成師生間的良好互動(dòng)；對(duì)于學(xué)生提問(wèn)較多或疑惑較大的共性問(wèn)題，可以作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行課堂講解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的探索精神；通過(guò)課堂教學(xué)和群內(nèi)討論，積極發(fā)現(xiàn)和挖掘具有一定潛質(zhì)的學(xué)生，使其成為二次傳播的源頭，為群內(nèi)其他成員答疑。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始后，教師可以利用群共享流媒體內(nèi)容，突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教學(xué)手段陳舊跟不上時(shí)代的問(wèn)題，及時(shí)上傳與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的最新資料，供學(xué)生參考。學(xué)生也可以積極地把找到的學(xué)習(xí)資料傳到群中，實(shí)現(xiàn)資源共享；適時(shí)引入相關(guān)視頻公開(kāi)課讓學(xué)生觀看及學(xué)習(xí)，導(dǎo)入基于VRML開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的案例，引導(dǎo)學(xué)生從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容入手，學(xué)會(huì)使用VRML類腳本語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。由于基于VRML的程序調(diào)試及編寫簡(jiǎn)單易學(xué)并可使用瀏覽器直接查看、易于掌握，因此能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（4）在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的最后，引導(dǎo)一些對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有濃厚興趣并學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入知乎，在知乎上對(duì)他們感興趣的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，借助軟件平臺(tái)獲得其他專業(yè)人士的幫助和指導(dǎo)，為學(xué)生認(rèn)知策略的發(fā)展提供可行性。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸從一個(gè)單純的提問(wèn)者轉(zhuǎn)變成一個(gè)在提問(wèn)的同時(shí)也能為新入門者解惑的專業(yè)人士，從而達(dá)到能力提升的目的。（5）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程結(jié)束后仍保留QQ群，功能則轉(zhuǎn)換為主題興趣愛(ài)好群，成為一些對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有興趣的學(xué)生能夠持續(xù)交流的平臺(tái)。到最后畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，又可以轉(zhuǎn)換為畢設(shè)主題群，方便選擇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的學(xué)生進(jìn)一步交流，并借助QQ群的特點(diǎn)為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供幫助，達(dá)到能力提升的目的。

3教學(xué)實(shí)踐

3.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程實(shí)踐

武漢工程大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程開(kāi)設(shè)在四年級(jí)秋季學(xué)期，自2012年以來(lái)，對(duì)該專業(yè)4屆共計(jì)260余名學(xué)生開(kāi)展了課程教學(xué)方法和手段的改革實(shí)踐。實(shí)踐證明，學(xué)生成績(jī)均有所提高。暫不考慮2012級(jí)學(xué)生的情況，單純通過(guò)平均成績(jī)分析表中期末考試卷面數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)這幾屆學(xué)生的課程平均成績(jī)有顯著提升，而且2011級(jí)學(xué)生的成績(jī)提升幅度最大，平均已達(dá)到80分以上。通過(guò)對(duì)不及格人數(shù)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，學(xué)生對(duì)課程的喜愛(ài)程度逐漸提高，不及格人數(shù)明顯減少，到2011級(jí)不及格人數(shù)為0。這說(shuō)明不斷調(diào)整課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段后，學(xué)生對(duì)課程的重視程度和學(xué)習(xí)熱情都有明顯提高，通過(guò)課程學(xué)習(xí)起到學(xué)以致用、能力提升的作用，消除了不及格情況。所以說(shuō)，對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革取得了一定成效，具有積極價(jià)值。

3.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐

自2012年以來(lái)，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)4屆共計(jì)29位學(xué)生開(kāi)展了與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，暫不考慮2012級(jí)學(xué)生選擇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容課題的情況，從最終獲得的評(píng)價(jià)來(lái)看，學(xué)生參加實(shí)踐改革后再進(jìn)入畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)的最新知識(shí)較為熟悉，在興趣驅(qū)動(dòng)下能夠較好地完成課題并寫出較高質(zhì)量的畢業(yè)論文，而且成績(jī)逐年提高的趨勢(shì)非常明顯；還有2位同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)專家評(píng)審獲得湖北省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文的榮譽(yù)。這說(shuō)明教學(xué)改革實(shí)踐對(duì)于畢業(yè)論文質(zhì)量的提高有促進(jìn)作用，能夠?yàn)閯?chuàng)新人才培養(yǎng)模式的形成提供可借鑒的思路和做法。

篇（8）

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

1智能系統(tǒng)控制課程探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

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

1.1探究式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

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

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

1.2網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站設(shè)計(jì)

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

1.3實(shí)踐展示平臺(tái)的設(shè)計(jì)

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

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

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

2結(jié)語(yǔ)

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

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Research on Exploring Teaching of Intelligent System Control Course

GONG Tao1, ZHOU Jia-jia2

篇（9）

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)20-30326-02

Application of Neural Network Forefront

LI Bing-fu1,2

(1.Zhanjiang Normal College, Zhanjiang 524048, China; 2.Chongqing University, Master of the Computer College, Chongqing 400030, China)

Abstract: The rise of neural networks, has been on the cognitive and intellectual nature of the computer industry and basic research has produced an unprecedented excitement and great role. Therefore, in all fields has greatly applied research.

Key words: Neural Networks; Intelligent; Computing; Applied Research

1 引言

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門模仿人類神經(jīng)中樞――大腦構(gòu)造與功能的智能科學(xué)，利用物理器件來(lái)模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某些結(jié)構(gòu)和功能，即由許多功能簡(jiǎn)單的神經(jīng)元互聯(lián)起來(lái)，形成一種能夠模擬人的學(xué)習(xí)、決策和識(shí)別等功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。他具有快速反映能力，便于對(duì)事物進(jìn)行適時(shí)控制與處理；善于在復(fù)雜的環(huán)境下，充分逼近任意非線形系統(tǒng)，快速獲得滿足多種約束條件問(wèn)題的最優(yōu)化答案；具有高度的魯棒性和容錯(cuò)能力等優(yōu)越性能。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的崛起，已對(duì)認(rèn)知和智力的本質(zhì)的基礎(chǔ)研究乃至計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)都產(chǎn)生了空前的刺激和極大的推動(dòng)作用。因此在各個(gè)領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用研究。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）的研究?jī)?nèi)容

1) 理論研究：ANN模型及其學(xué)習(xí)算法，試圖從數(shù)學(xué)上描述ANN的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，建立相應(yīng)的ANN模型，在該模型的基礎(chǔ)上，對(duì)于給定的學(xué)習(xí)樣本，找出一種能以較快的速度和較高的精度調(diào)整神經(jīng)元間互連權(quán)值，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，滿足學(xué)習(xí)要求的算法；2) 實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究：探討利用電子、光學(xué)、生物等技術(shù)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)計(jì)算機(jī)的途徑；3) 應(yīng)用的研究：探討如何應(yīng)用ANN解決實(shí)際問(wèn)題，如模式識(shí)別、故障檢測(cè)、智能機(jī)器人等。

3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在各領(lǐng)域的應(yīng)用研究

3.1 智能機(jī)器領(lǐng)域的應(yīng)用研究

智能機(jī)器領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要是進(jìn)一步研究調(diào)節(jié)多層感知器的算法，使建立的模型和學(xué)習(xí)算法成為適應(yīng)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有力工具，構(gòu)建多層感知器與自組織特征圖級(jí)聯(lián)想的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)解決實(shí)際問(wèn)題能力的一個(gè)有效途徑。重視聯(lián)結(jié)的可編程性問(wèn)題和通用性問(wèn)題的研究，從而促進(jìn)智能科學(xué)的發(fā)展。通過(guò)不斷探索人類智能的本質(zhì)以及聯(lián)結(jié)機(jī)制，并用人工系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)或部分復(fù)現(xiàn)，制造各種智能機(jī)器，可使人類有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)從事更為復(fù)雜、更富創(chuàng)造性的工作。

智能的產(chǎn)生和變化經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程，我們對(duì)智能處理的新方法的靈感主要來(lái)自神經(jīng)科學(xué)，例如學(xué)習(xí)、記憶實(shí)質(zhì)上是突觸的功能，人類大腦的前額葉高度發(fā)育，它幾乎占了30%大腦的表面積，在其附近形成了人類才出現(xiàn)的語(yǔ)言運(yùn)動(dòng)區(qū)，它與智能發(fā)育密切相關(guān)，使神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育同環(huán)境的關(guān)系更加密切，腦的可塑性很大，能主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境還能主動(dòng)改造環(huán)境，人類向制造智能工具方向邁進(jìn)正是這種主動(dòng)性的反映。腦的可塑期越長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)對(duì)腦的影響就越大，而人類的認(rèn)知過(guò)程很大程度上不僅受經(jīng)驗(yàn)主義的影響，而且還接受理性主義的模型和解釋。因此，對(duì)于智能和機(jī)器的關(guān)系，應(yīng)該從進(jìn)化的角度，把智能活動(dòng)看成動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，并合理的發(fā)揮經(jīng)驗(yàn)的作用。同時(shí)還應(yīng)該從環(huán)境與社會(huì)約束以及歷史文化約束的角度加深對(duì)它的理解與分析。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量處理單元組成的非線性、自適應(yīng)、自組織系統(tǒng)，它是在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上提出的，試圖模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工、記憶信息的方式，設(shè)計(jì)一種新的機(jī)器，使之具有人腦風(fēng)格的信息處理能力。智能理論所面對(duì)的課題來(lái)自“環(huán)境－問(wèn)題－目的”，有極大的誘惑力與壓力，它的發(fā)展方向就將是，把基于聯(lián)結(jié)主義的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、基于符號(hào)主義的人工智能專家系統(tǒng)理論和基于進(jìn)化論的人工生命這三大研究領(lǐng)域，在共同追求的總目標(biāo)下，自發(fā)而有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。在21世紀(jì)初，智能的機(jī)器實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的研究將有新的進(jìn)展和突破。

3.2 神經(jīng)計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算的應(yīng)用研究

計(jì)算和算法是人類自古以來(lái)十分重視的研究領(lǐng)域，本世紀(jì)30年代，符號(hào)邏輯方面的研究非常活躍。例如Church、Kleene、Godel、Post、Turing等數(shù)學(xué)家都給出了可計(jì)算性算法的精確數(shù)學(xué)定義，對(duì)后來(lái)的計(jì)算和算法的發(fā)展影響很大。50年代數(shù)學(xué)家Markov發(fā)展了Post系統(tǒng)。80年代以后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論在計(jì)算理論方面取得了引人注目的成果，形成了神經(jīng)計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算新概念，激起了許多理論家的強(qiáng)烈興趣，大規(guī)模平行計(jì)算是對(duì)基于Turing機(jī)的離散符號(hào)理論的根本性的沖擊，但90年代人們更多的是批評(píng)的接受它，并將兩者結(jié)合起來(lái)，近年來(lái)，神經(jīng)計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算領(lǐng)域很活躍，有新的發(fā)展動(dòng)向，在從系統(tǒng)層次向細(xì)胞層次轉(zhuǎn)化里，正在建立數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。隨著人們不斷探索新的計(jì)算和算法，將推動(dòng)計(jì)算理論向計(jì)算智能化方向發(fā)展，在21世紀(jì)人類將全面進(jìn)入信息社會(huì)，對(duì)信息的獲取、處理和傳輸問(wèn)題；對(duì)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化問(wèn)題；對(duì)數(shù)據(jù)安全和保密問(wèn)題等等將有新的要求，這些將成為社會(huì)運(yùn)行的首要任務(wù)，因此，神經(jīng)計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算與高速信息網(wǎng)絡(luò)理論聯(lián)系將更加密切，并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中發(fā)揮巨大的作用，建立具有計(jì)算復(fù)雜性、網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性和堅(jiān)韌性的計(jì)算理論。

基于人類的思維方式的轉(zhuǎn)變：線性思維轉(zhuǎn)到非線性思維。神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都具有非線性、非局域性、非定常性、非凸性和混沌等特性，故此在計(jì)算智能的層次上進(jìn)行非線性動(dòng)力系統(tǒng)、 混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)理研究。從而進(jìn)一步研究自適應(yīng)性子波、非線性神經(jīng)場(chǎng)的興奮模式、神經(jīng)集團(tuán)的宏觀力學(xué)等。因?yàn)椋蔷€性問(wèn)題的研究是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論發(fā)展的一個(gè)最大動(dòng)力，也是它面臨的最大挑戰(zhàn)。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與各種控制方法有機(jī)結(jié)合具有很大發(fā)展前景，建模算法和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性等研究仍為熱點(diǎn)問(wèn)題，而容忍控制、可塑性研究可能成為新的熱點(diǎn)問(wèn)題。開(kāi)展進(jìn)化并行算法的穩(wěn)定性分析及誤差估計(jì)方面的研究將會(huì)促進(jìn)進(jìn)化計(jì)算的發(fā)展。把學(xué)習(xí)性并行算法與計(jì)算復(fù)雜性聯(lián)系起來(lái)，分析這些網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算復(fù)雜性以及正確性，從而確定計(jì)算是否經(jīng)濟(jì)合理。因而關(guān)注神經(jīng)信息處理和腦能量?jī)蓚€(gè)方面以及它們的綜合分析研究的最新動(dòng)態(tài)，吸收當(dāng)代腦構(gòu)象等各種新技術(shù)和新方法是十分重要的。

離散符號(hào)計(jì)算、神經(jīng)計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算相互促進(jìn)或者最終導(dǎo)致這3種計(jì)算統(tǒng)一起來(lái)，這算得上是我們回避不了的一個(gè)重大難題。預(yù)計(jì)在21世紀(jì)初，關(guān)于這個(gè)領(lǐng)域的研究會(huì)產(chǎn)生新的概念和方法。尤其是視覺(jué)計(jì)算方面會(huì)得到充分地發(fā)展。我們應(yīng)當(dāng)抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，力求取得重大意義的理論和應(yīng)用成果。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)元芯片的應(yīng)用研究

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)以及成功地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的前提，又是優(yōu)越的物理前提。它體現(xiàn)了算法和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，是硬件和軟件的混合體，這種硬軟混合結(jié)構(gòu)模型可以為意識(shí)的作用和基本機(jī)制提供解釋。未來(lái)的研究主要是針對(duì)信息處理功能體，將系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、電路、 器件和材料等方面的知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建構(gòu)有關(guān)的新概念和新技術(shù)，如結(jié)晶功能體、最子效應(yīng)功能體、高分子功能體等。在硬件實(shí)現(xiàn)上，研究材料的結(jié)構(gòu)和組織，使它具有自然地進(jìn)行信息處理的能力，如神經(jīng)元系統(tǒng)、自組織系統(tǒng)等。神經(jīng)計(jì)算機(jī)的主要特征是具有并行分布式處理、學(xué)習(xí)功能，這是一種提高計(jì)算性能的有效途徑，使計(jì)算機(jī)的功能向智能化發(fā)展，與人的大腦的功能相似，并具有專家的特點(diǎn)，比普通人的反應(yīng)更敏捷，思考更周密。光學(xué)神經(jīng)計(jì)算機(jī)具有神經(jīng)元之間的連接不僅數(shù)量巨大而且結(jié)合強(qiáng)度可以動(dòng)態(tài)控制，因?yàn)楣獠ǖ膫鞑o(wú)交叉失真，傳播容量大，并可能實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)算，這是一個(gè)重要的發(fā)展領(lǐng)域，其基礎(chǔ)科學(xué)涉及到激光物理學(xué)、非線性光學(xué)、光紊亂現(xiàn)象分析等，這些與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間在數(shù)學(xué)構(gòu)造上存在著類似性。近年來(lái)，人們采用交叉光互連技術(shù)，保證了它們之間沒(méi)有串?dāng)_，它有著廣闊的發(fā)展前景。在技術(shù)上主要有超高速、大規(guī)模的光連接問(wèn)題和學(xué)習(xí)的收斂以及穩(wěn)定性問(wèn)題，可望使之得到突破性進(jìn)展；另一種是采用LSI技術(shù)制作硅神經(jīng)芯片，以及二維VLSI技術(shù)用于處理具有局部和規(guī)則連接問(wèn)題。在未來(lái)一、二十年里半導(dǎo)體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 芯片仍將是智能計(jì)算機(jī)硬件的主要載體，而大量的神經(jīng)元器件，如何實(shí)現(xiàn)互不干擾的高密度、高交叉互連，這個(gè)問(wèn)題可望盡早得到解決。此外，生物器件的研究正處于探索之中，研究這種模型的理論根據(jù)是當(dāng)硅集成塊和元件間的距離如果接近0.01微米時(shí)，電子從鄰近元件逸入的概率將很有限，便產(chǎn)生“隧道效應(yīng)”的現(xiàn)象，它是高集成電路塊工作不可靠的原因之一。而生物芯片由于元件是分子大小的，其包裝密度可成數(shù)量級(jí)增加，它的信號(hào)傳播方式是孤電子，將不會(huì)有損耗，并且?guī)缀醪划a(chǎn)生熱。因此，它有更誘人的前景。隨著大量神經(jīng)計(jì)算機(jī)和神經(jīng)元芯片應(yīng)用于高科技領(lǐng)域，給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和方法賦予新的內(nèi)容，同時(shí)也會(huì)提出一些新的理論課題，這是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的一個(gè)動(dòng)力。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)“863”計(jì)劃、攻關(guān)計(jì)劃、“攀登”計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等，都對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究給予了資助，吸引了大量的優(yōu)秀青年人才從事神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究工作，并促進(jìn)我國(guó)能在這個(gè)領(lǐng)域取得世界上的領(lǐng)先地位。在21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展征程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展將與日俱增。

參考文獻(xiàn)：

篇（10）

一、教學(xué)目標(biāo)定位 

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)的核心專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一，也是電子信息工程、自動(dòng)化、智能科學(xué)等專業(yè)的專業(yè)限選課或任選課之一，通過(guò)該課程的教學(xué)使學(xué)生懂得網(wǎng)絡(luò)的總體框架結(jié)構(gòu)，能建立網(wǎng)絡(luò)的概念，重點(diǎn)是使學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)基本原理和核心協(xié)議，并熟悉最常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)工具，了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展。 

教學(xué)目標(biāo)的正確定位是教學(xué)改革行之有效的前提和保障，即明確教學(xué)是為培養(yǎng)什么類型人才而服務(wù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)目標(biāo)大致可分為三個(gè)層次：[1]網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理員或網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科學(xué)研究。其中，網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用目標(biāo)要求掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，在生活、學(xué)習(xí)和工作中可熟練利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，如瀏覽新聞、收發(fā)電子郵件和查找資料等，適合于電子信息工程、自動(dòng)化、智能科學(xué)等非計(jì)算機(jī)專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)管理員或網(wǎng)絡(luò)工程師目標(biāo)要求掌握網(wǎng)絡(luò)集成、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)編程等知識(shí)和技能，并對(duì)其中一項(xiàng)或若干項(xiàng)有所專長(zhǎng)，可以勝任如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)、架設(shè)各種服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)軟硬件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等工作，適合于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科學(xué)研究要求具備深厚的網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，今后主要從事科研和深層次開(kāi)發(fā)工作，適合網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的研究生。本文主要研究第二層次的改革與實(shí)踐。 

二、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題 

傳統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)模式不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)新形勢(shì)下的培養(yǎng)目標(biāo)有一定的制約作用，主要問(wèn)題表現(xiàn)在幾個(gè)方面。[2] 

1.教材知識(shí)結(jié)構(gòu)理論性偏強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容偏離實(shí)際應(yīng)用 

目前國(guó)內(nèi)的大多數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材都是以osi/rm為索引，分層次展開(kāi)，全方位介紹各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次的工作原理、相關(guān)協(xié)議、運(yùn)行機(jī)制等，知識(shí)點(diǎn)較多且內(nèi)容抽象，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，難以提高學(xué)習(xí)興趣。osi體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)較為全面的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，但是在實(shí)際中并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，實(shí)際中的網(wǎng)絡(luò)案例又不完全符合osi體系結(jié)構(gòu)，這往往會(huì)使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)感到困惑。 

2.教學(xué)模式落后 

最初的教學(xué)模式是以教師為中心，通過(guò)黑板板書和語(yǔ)言描述向?qū)W生傳授網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。這種方式有利于教師組織和監(jiān)控整個(gè)教學(xué)過(guò)程，便于系統(tǒng)地傳授知識(shí)，但不利于學(xué)生認(rèn)知主體作用的發(fā)揮，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議這類較為抽象的理論知識(shí)，單純的板書和描述難以幫助學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深入理解。 

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱 

一方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)相對(duì)薄弱，實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，與實(shí)際應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有較大差距，且數(shù)量不足，無(wú)法保證每名學(xué)生具有較好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。另一方面，實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容過(guò)于流程化和簡(jiǎn)單化，沒(méi)有突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 

4.忽視工程應(yīng)用 

課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)缺乏與工程應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容，與之相適應(yīng)的軟件建設(shè)滯后，難以將工程應(yīng)用融入到課堂。 

三、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的改革與實(shí)踐 

針對(duì)以上不足，我們主要在五個(gè)方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐。 

1.教材選用與內(nèi)容優(yōu)化 

不同的專業(yè)有不同的教學(xué)目標(biāo)，必須選擇相對(duì)應(yīng)的教材。對(duì)桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)而言，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一，除了要掌握一定的基本網(wǎng)絡(luò)理論和核心協(xié)議，還要求掌握更高一等的技術(shù)和技能。經(jīng)過(guò)課題組成員比較，選擇謝希仁教授主編的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》；在外文教材和雙語(yǔ)授課時(shí)選擇andrew s.t.的《computer network》英文教材。 

對(duì)電子信息工程、自動(dòng)化、智能科學(xué)等專業(yè)而言，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)限選課或任選課之一，側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)基本理論與應(yīng)用。經(jīng)過(guò)課題組成員比較，擬選擇喬正洪的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用》。 

針對(duì)教材內(nèi)容太多、偏重于介紹理論、欠缺實(shí)踐環(huán)節(jié)、與工程聯(lián)系不夠緊密等問(wèn)題，在講授的時(shí)候略去了部分內(nèi)容，比如安全方面的內(nèi)容（另外一門課講授），增加了一些實(shí)踐相關(guān)的內(nèi)容，如winsock編程、路由器基本操作等。在教學(xué)內(nèi)容上力求推陳出新，引進(jìn)和精選當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新發(fā)展及新應(yīng)用作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的指向，在不斷更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)優(yōu)化課程體系，將基礎(chǔ)知識(shí)與現(xiàn)代技術(shù)緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和發(fā)展意愿。 

2.堅(jiān)持“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，因材施教”的教學(xué)模式 

（1）貫徹基礎(chǔ)課的教學(xué)必須和科學(xué)技術(shù)同步發(fā)展的教學(xué)觀念，[3]建立終身教育的觀念。科學(xué)發(fā)展與基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革相結(jié)合，以學(xué)科建設(shè)推動(dòng)基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革。基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革又支撐新型專業(yè)建設(shè)與學(xué)科的發(fā)展，推進(jìn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 

更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)優(yōu)化課程體系，將基礎(chǔ)知識(shí)與現(xiàn)代通信技術(shù)緊密結(jié)合，將專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育融為一體，實(shí)施知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)能力強(qiáng)、有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為基本內(nèi)容的人才培養(yǎng)模式。 

（2）教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，因材施教。改進(jìn)課堂的教學(xué)方法，以人為本，因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生的潛力，提高教師的授課質(zhì)量。教師努力研究課程的基本知識(shí)點(diǎn)以及這些知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，處理好信號(hào)、數(shù)據(jù)、信息之間的關(guān)系和傳輸特點(diǎn)；研究重點(diǎn)理論和實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容更貼近學(xué)生，引導(dǎo)和幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。 

教師采用“發(fā)現(xiàn)式”互動(dòng)教學(xué)方法，通過(guò)精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，采用“提出問(wèn)題+要求解決方法”、“引導(dǎo)思考+適當(dāng)提示”、“找出學(xué)生思路正確部分引申”、“擴(kuò)充認(rèn)識(shí)解決問(wèn)題的條件”等方式，把握課程的進(jìn)度，活躍課堂氣氛，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)能從應(yīng)用的角度思考網(wǎng)絡(luò)通信中的問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路，使學(xué)生建立科學(xué)的思維方法與創(chuàng)新意識(shí)。 

3.采用先進(jìn)的教學(xué)手段 

（1）把多媒體技術(shù)引入課堂教學(xué)中，使理論和協(xié)議架構(gòu)分析變得生動(dòng)、形象、具體，同時(shí)解決了傳統(tǒng)教學(xué)中課堂畫圖既費(fèi)時(shí)效率又低的問(wèn)題。再輔以現(xiàn)場(chǎng)概要線圖等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)具體知識(shí)時(shí)心中有網(wǎng)絡(luò)體系大框架，便于知識(shí)定位。 

（2）建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。目前桂林電子科技大學(xué)已有四個(gè)相關(guān)網(wǎng)上資源供學(xué)生使用：“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程網(wǎng)站，使師生在任何時(shí)候都可以利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)；網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)（blackboard）：向?qū)W生提供資源下載口、作業(yè)提交口、討論區(qū)等；思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)網(wǎng)站（http：//cisco.netacad.net）作為思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)基地之一，目前為部分優(yōu)秀學(xué)生開(kāi)放思科培訓(xùn)網(wǎng)站，讓學(xué)生參與全球交流，直接接觸最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；教師ftp：作為系統(tǒng)冗余，從教師ftp中學(xué)生也可以下載課件等。

4.加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視實(shí)踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力 

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是理論和實(shí)踐結(jié)合非常緊密的一門課程。目前國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)教材一般都偏重于理論的講授，而忽視了動(dòng)手實(shí)踐方面的引導(dǎo)，為此應(yīng)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，獨(dú)立考試。實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的25%，并要求課外1∶1配套。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的層次、學(xué)生的興趣分為基礎(chǔ)層、提高層、綜合應(yīng)用層三個(gè)層次。同時(shí)，補(bǔ)充了教材上沒(méi)有的相關(guān)內(nèi)容，如利用套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信編程，培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力。而且把原來(lái)以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成了以學(xué)生為中心，積極開(kāi)展開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間，增加大量的設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生近一步提高動(dòng)手能力奠定了良好的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。 

5.在課程教學(xué)的各環(huán)節(jié)中大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程教與學(xué)的互動(dòng)平臺(tái)，理論與工程應(yīng)用并重 

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門理論和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教師在講授的過(guò)程中貫徹教學(xué)理念，引用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史背景故事和實(shí)際應(yīng)用具體案例來(lái)幫助學(xué)生理解理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生形成提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合專業(yè)素養(yǎng)。教學(xué)采用理論結(jié)合實(shí)踐教學(xué)法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)、實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參觀和課程設(shè)計(jì)三個(gè)渠道將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用充分融合到課程教學(xué)之中，使同學(xué)們接觸到真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)世界，提高實(shí)踐運(yùn)用能力，理論與工程應(yīng)用并重。 

實(shí)驗(yàn)課程通過(guò)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力，是使學(xué)生獲得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的工作原理與操作方法的感性認(rèn)識(shí)，加深理解、驗(yàn)證、鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的最佳途徑。 

實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參觀是在課程講授過(guò)程中安排并帶領(lǐng)學(xué)生參觀校園網(wǎng)、學(xué)院局域網(wǎng)和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有感性認(rèn)識(shí)。 

課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)或者分析企業(yè)已有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，提出改進(jìn)方案，為企業(yè)設(shè)計(jì)滿足實(shí)際需求的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。 

 四、結(jié)束語(yǔ) 

本課程已建立課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和工程應(yīng)用交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu)，各教學(xué)環(huán)節(jié)相輔相成、互相交融，實(shí)現(xiàn)“加強(qiáng)基礎(chǔ)，注重實(shí)踐，因材施教，促進(jìn)創(chuàng)新”的目標(biāo)，形成了立體化的教學(xué)模式。通過(guò)這樣的互動(dòng)平臺(tái)，使教與學(xué)進(jìn)入互動(dòng)溝通的最佳狀態(tài)。不僅使教師實(shí)現(xiàn)了教懂、教準(zhǔn)、教活，學(xué)生達(dá)到了樂(lè)學(xué)、善學(xué)、活學(xué)，而且增強(qiáng)了學(xué)生日常使用網(wǎng)絡(luò)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 

 

參考文獻(xiàn)： 

篇（11）

本文結(jié)合人工智能課程的特點(diǎn)以及自己教學(xué)與研究的實(shí)踐，對(duì)本課程的教學(xué)進(jìn)行一些探討，以期改進(jìn)人工智能課程教學(xué)方法，達(dá)到提高本課程教學(xué)質(zhì)量的目的。?? 

一、兼顧課程內(nèi)容的統(tǒng)一性和差異性?? 

人工智能課程的核心內(nèi)容主要集中在對(duì)基本概念、基本原理、基本方法和重要算法及其應(yīng)用的認(rèn)識(shí)和理解上，盡管各種基本概念、原理、方法和算法在一定程度上自成體系，但是它們之間又存在著許多內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。從這一點(diǎn)來(lái)看，人工智能課程與其他很多計(jì)算機(jī)課程是不同的，這就要求人工智能課程的授課要具有自己的特色。? 

知識(shí)表示、知識(shí)推理、知識(shí)應(yīng)用是人工智能課程的三大內(nèi)容，解決任何一個(gè)人工智能問(wèn)題都離不開(kāi)兩個(gè)步驟，即知識(shí)表示和問(wèn)題求解。由此，人工智能課程從總體結(jié)構(gòu)上就有了一個(gè)比較清晰的脈絡(luò)，即首先必然要學(xué)習(xí)各種知識(shí)表示方法，然后是利用這些知識(shí)進(jìn)行推理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)應(yīng)用，最終達(dá)到問(wèn)題求解的目的。問(wèn)題求解又分為基本的問(wèn)題求解方法和高級(jí)問(wèn)題求解方法。圖搜索策略、啟發(fā)式搜索、消解原理以及規(guī)則演繹系統(tǒng)等都屬于基本的問(wèn)題求解方法。計(jì)算智能、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)規(guī)劃等屬于高級(jí)問(wèn)題求解方法。? 

同時(shí)，人工智能課程某些章節(jié)或者某些方法算法在一定程度上又自成體系。例如，各種不同的知識(shí)表示方法不管是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還是表示形式都完全不相同。又例如，人工智能有許多不同的學(xué)派［2］，本課程往往同時(shí)會(huì)介紹不同學(xué)派的算法，這些學(xué)派在人工智能的基礎(chǔ)理論和方法、技術(shù)路線等方面是完全不同的，甚至是對(duì)立的。? 

這些都要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中不僅要強(qiáng)調(diào)人工智能課程理論的統(tǒng)一性和完整性，又要兼顧各學(xué)派的特點(diǎn)，尊重甚至調(diào)動(dòng)學(xué)生們對(duì)不同人工智能學(xué)派及其方法的興趣。在編寫和選用教材時(shí)也要注重這一點(diǎn)，我們選用的是蔡自興教授編寫的《人工智能及其應(yīng)用》系列教材［1,2］，該教材以邏輯主義學(xué)派為主線，兼顧引進(jìn)其他學(xué)派的精華內(nèi)容，具有較強(qiáng)的科學(xué)性。 

??二、實(shí)施分層次教學(xué)?? 

各高校一般同時(shí)為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生開(kāi)設(shè)了人工智能課程，甚至有的非計(jì)算機(jī)類專業(yè)也開(kāi)設(shè)有人工智能課程。不同層次的學(xué)生對(duì)人工智能課程要求掌握的程度不同，我們首先明確本科生和研究生以及非計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，做到分層次設(shè)計(jì)人工智能課程教學(xué)?過(guò)程。? 

本科階段的人工智能課程課時(shí)量較少，本科層次只需要做到對(duì)大部分人工智能概念和算法了解、認(rèn)識(shí)，少部分達(dá)到理解層次。本科生一般都是在高年級(jí)（三年級(jí)下期或者四年級(jí)上期）開(kāi)設(shè)人工智能課程，這時(shí)已有不少學(xué)生準(zhǔn)備繼續(xù)讀研或者已經(jīng)被保研，因此在兼顧全體學(xué)生教學(xué)層次的同時(shí)，要注意給這部分學(xué)生足夠的相關(guān)參考書目，讓他們能夠利用課余時(shí)間廣泛深入了解人工智能相關(guān)算法，老師在課后還應(yīng)和他們進(jìn)行充分討論，培養(yǎng)他們對(duì)人工智能的特別興趣。? 

非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生往往需要學(xué)習(xí)如何利用人工智能知識(shí)解決該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的問(wèn)題，因此在教學(xué)中要盡量有專業(yè)針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)。例如針對(duì)農(nóng)科類專業(yè)，在教學(xué)專家系統(tǒng)過(guò)程中，我們要求學(xué)生參考北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)（paid5?0）理解并開(kāi)發(fā)與本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的簡(jiǎn)易農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。? 

給研究生開(kāi)設(shè)人工智能課程要求做到概念理解，基本算法精通，即要求全面、系統(tǒng)地掌握人工智能的基本概念、基本原理、典型方法和若干應(yīng)用實(shí)例，并且能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)闡述解決實(shí)際問(wèn)題的方法和途徑。課程教學(xué)中要致力于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，要求研究生將人工智能方法與自己的研究方向相結(jié)合，用人工智能方法解決所研究課題中的實(shí)際問(wèn)題，并撰寫相關(guān)的課程論文，以小型研討會(huì)的形式進(jìn)行報(bào)告交流。實(shí)踐證明，我們的研究生的人工智能教學(xué)效果明顯提升，成效突出。 

??三、案例驅(qū)動(dòng)，寓教于樂(lè)?? 

采用案例教學(xué)是為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性［3］。通過(guò)案例教學(xué)能把枯燥的人工智能理論知識(shí)具體化、形象化，可以使學(xué)生更加感性地理解課堂教學(xué)內(nèi)容。這些案例都是以教師所從事的科研項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境為背景進(jìn)行闡述的，讓學(xué)生能在實(shí)際環(huán)境中理解概念和知識(shí)，學(xué)會(huì)利用人工智能知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中要選擇學(xué)生容易接受的案例，體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的特色，激發(fā)學(xué)生的興趣。? 

例如，在講授“計(jì)算智能”內(nèi)容時(shí)，我們結(jié)合黃河三門峽和小浪底水庫(kù)水沙聯(lián)合智能調(diào)度系統(tǒng)［4］進(jìn)行講解。綜合三門峽水庫(kù)和小浪底水庫(kù)防洪運(yùn)用的基本原則、歷年調(diào)度方案、專家的經(jīng)驗(yàn)、歷年數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的調(diào)水調(diào)沙數(shù)學(xué)模型，分別利用模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及綜合集成方法來(lái)實(shí)現(xiàn)三門峽、小浪底水庫(kù)水沙聯(lián)合調(diào)度。? 

又例如為了讓學(xué)生走近機(jī)器人，我們進(jìn)行了一場(chǎng)機(jī)器人展示課，將研究所現(xiàn)有的MOROCS?1（中南一號(hào)智能移動(dòng)機(jī)器人）、ASR（廣茂達(dá)）、AmigoBot（自主移動(dòng)機(jī)器人）、CanDroid（罐頭機(jī)器人）、MD?375 Rover（人控漫游車）、Fokker D7（人控飛機(jī)，1:72）、Rockit OWI?769K（聲按、壓控火牛機(jī)器人）、Hexapod Monster（六足爬行機(jī)器人）、Hubo（多機(jī)能歌舞機(jī)器人）等各類機(jī)器人全部拿出來(lái)給學(xué)生做了功能演示［5］。親眼看到這么多機(jī)器人，同學(xué)們都非常興奮，對(duì)人工智能課程的興趣高漲。? 

在進(jìn)行案例教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題和求知欲望深入理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在案例中尋找問(wèn)題的答案并獲取知識(shí)。在講授利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析如何確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端數(shù)據(jù)，什么是泛化能力以及如何提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力。? 

為了鞏固所學(xué)內(nèi)容，可以讓學(xué)生組成討論小組對(duì)教師提出的論題進(jìn)行討論，分小組闡述自己的觀點(diǎn)，這樣有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，還有助于培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的能力和提高理論教學(xué)的效果。案例教學(xué)的關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)到的理論知識(shí)去解釋、分析和解決現(xiàn)實(shí)案例中的問(wèn)題，以達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生理論運(yùn)用和深入理解理論知識(shí)的目的。? 

此外，我們挑選了機(jī)器人足球、拖拉機(jī)撲克牌、中國(guó)象棋、五子棋等普遍受人喜愛(ài)的智能游戲，讓學(xué)生親手設(shè)計(jì)小型智能游戲軟件，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中掌握高深的人工智能理論知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)得會(huì)、用得上、記得牢。 

??四、結(jié)語(yǔ)?? 

以上談到的一些教學(xué)方法是我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中總結(jié)體會(huì)比較深刻的方面，以供探討。事實(shí)上，要進(jìn)一步提高人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量，還有很多方面需要改革和加強(qiáng)。如不斷強(qiáng)調(diào)人工智能教師的專業(yè)素質(zhì)，要求他們?cè)谥v授好人工智能課程的同時(shí)，努力提升出自身的專業(yè)素質(zhì)，給學(xué)生一個(gè)良好的專業(yè)素質(zhì)導(dǎo)向。其次，在人工智能課程教學(xué)過(guò)程中還需要有培養(yǎng)實(shí)用型人才的教學(xué)理念，特別是注重培養(yǎng)有創(chuàng)新意識(shí)的實(shí)用型人才。注重培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，只有通過(guò)質(zhì)疑和提出問(wèn)題，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)才能夠得到不斷強(qiáng)化，創(chuàng)新思維能力才能夠得以不斷提高。? 

人工智能學(xué)科是一門非常年輕、又非常前沿的學(xué)科，有其自身的突出特點(diǎn)，人工智能課程教學(xué)必然與其他計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)不同，需要更多的從事人工智能教學(xué)的教師在自身的教學(xué)實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行廣泛的教學(xué)交流。 

 

參考文獻(xiàn)? 

［1］ 

蔡自興, 徐光祐. 人工智能及其應(yīng)用(第三版)(研究生用書)［M］. 北京: 清華大學(xué)出版社， 2004（8）: 1-4.? 

［2］蔡自興, 徐光祐. 人工智能及其應(yīng)用(第三版)(本科生用書)［M］. 北京: 清華大學(xué)出版社， 2003（8）:288-290.?