時間：2023-03-15 15:06:27
序論：在您撰寫智能科學與技術時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
關鍵詞：智慧；智能；人類智能；人工智能
0引言
不久前剛結束的圍棋人機大戰，使人工智能受到人們空前廣泛的關注。它一方面表明智能科學與技術的發展極為迅速，同時也激起了社會對智能科學技術及其人才培養十分強烈的期待。人們對“中國大腦”計劃的熱議達到了前所未有的程度，“中國制造2025”計劃正在快速推進，我國自主研制的智能服務機器人正在走向服務領域的許多行業，國內許多企業自發興起的“機器換人”浪潮正高歌猛進。國務院政府工作報告中提出的“互聯網+”雖然被人們解釋為互聯網向各領域的強勢滲透，但是更多的有識之士卻把“+”理解為“升級”，即“計算機互聯網絡”向“人工智能互聯網絡”的升級，而這正好與“中國大腦”計劃相呼應！
為了適應這種發展的需要，努力辦好“智能科學與技術”專業，北京郵電大學智能科學與技術研究中心曾經對設置了本專業的全國各主要高校做了一次普遍性的專業調查，結果發現，各校對于“智能科學與技術”專業的理解差異非常巨大。最狹義的理解，是把本專業看做是“計算機科學與技術的一個分支”；最廣義的理解，是把它看做是“從理工到人文和社會幾乎無所不包的綜合學科”。
從科學研究和長遠發展的觀點來看，這樣發散的理解會有利于人們解放思想，激勵創新，把本學科的研究做深做透做到位。不過，從當前的本學科教育教學來說，這樣分散的理解可能使“智能科學與技術”學科的人才培養工作迷失方向。
1基本模型
為了準確理解“智能科學與技術”學科，首先需要建立“智能科學與技術”學科的基本模型，這樣才能從學科整體上厘清它的基本概念、基本原理和基本規律，規制過于寬泛和過于狹窄的偏差。圖1就是為此而設計的基本模型。
在圖1中，底部的橢圓代表外部環境的客體事物，也就是需要研究的“問題”；其上的整個部分代表主體及其與客體相互作用的過程：主體接受來自客體所產生的“本體論信息”，經過主體思考之后產生與客體交互的“智能行為”反作用于客體，解決問題。就在這個主客相互作用的過程中，主體充分展現了自己的智慧能力。其中的主體可以是人類個體，也可以是人類群體。因此，這是研究“智能科學與技術”的基本模型。
不斷提升自己生存與發展的水平，這既是人類與生俱來的目標，也是人類永不枯竭的動力。為了實現這個目標，人類就要運用自己的智慧和知識不斷去發現應當解決而且可能解決的問題，在此基礎上努力去解決所發現的問題，不斷前進。
人類的這種智慧能力包含兩個相互聯系相互作用相輔相成的部分：其一是根據人類所追求的目標和現有的知識去發現問題、定義問題和預設問題求解目標的能力，這是人類在長期實踐過程中積累起來的一種內隱性的智慧能力，所以稱為隱性智慧；其二是在隱性智慧所確定的工作框架內，在求解目標的引導下，運用相關信息和知識去生成解決問題的策略，成功解決問題實現求解目標的能力，這是一種外顯性和操作性的智慧能力，所以稱為顯性智慧。
在圖1的模型中，隱性智慧具體表現為“主體所定義的問題、主體的知識庫里已經擁有的知識、主體為求解問題所預設的求解目標（也存在知識庫內）”，這三者就構成了主體為求解問題所設置的初始工作框架。顯性智慧則具體表現為圖1中的“感知、認知、基礎意識、情感生成、理智生成、綜合決策、策略執行、效果檢驗以及反饋學習優化”所代表的問題求解過程。
由于隱性智慧是人類內隱性的智慧，需要明確的目標、足夠的知識、很強的直覺能力、豐富的想象能力、甚至需要靈感和頓悟能力，才能創造性地發現值得解決的問題，所以，隱性智慧難以用人造機器去模擬。然而，由于顯性智慧具有外顯性和操作性特征，主要具備獲取信息、生成知識、生成和執行策略的能力，因此，顯性智慧有可能被人造機器所模擬。在約定俗成的學術語匯中，“智慧”比較抽象，帶有形而上的色彩；而“智能”則比較具體，帶有形而下的特點。于是，人類的顯性智慧也常常被稱為“人類智能”。
鑒于人類顯性智慧與隱性智慧之間存在不可分割的深刻內在聯系，人們就把研究和探索“人類隱性智慧和顯性智慧奧秘”的科學技術稱為“智能科學技術”，而把其中著重研究和模擬“人類顯性智慧（人類智能）能力”的科學技術稱為“人工智能”科學技術，或者就簡稱為“人工智能”。換言之，人工智能是“智能科學與技術”的一部分。
圖1的基本模型及其相關解釋啟示我們：“智能科學與技術”的內涵既具有極強的基礎性，涉及與物質資源同樣基礎的信息資源；又具有極強的深刻性，涉及人類創造性智慧的深邃奧秘；還具有極強的應用性，涉及極其廣泛的應用領域。
因此，為了研究與學習“智能科學與技術”，人們應當具備人文社會科學、基礎自然科學和應用技術科學的知識與能力，應當自覺遵循“文理交互，理工融通”的交叉科學理念。雖然我國高校仍有文科、理科、工科之分，但是，為了培養有發展能力和創新能力的人才，還是要在發揮各校特色的同時努力貫徹“文理交互，理工融通”的方針。這是智能科學與技術學科的鮮明特點，需要引起教學與研究人員的高度關注。
2基本方法
概念是學科的基石。從圖1的基本模型可以看出，“智能科學與技術”包含了許多重要的新概念。除了上面已經討論過的隱性智慧和顯性智慧的基礎概念之外，還有信息（包括本體論信息和認識論信息，特別是其中的語法信息、語義信息和語用信息）、知識（包括本能性知識、經驗性知識、規范性知識、常識性知識、知識的內部生態系統和外部生態系統）、基礎意識、情感、理智、智能策略、智能行為等一系列基本概念。
考慮到本文篇幅的限制，同時也考慮到讀者可以很容易從現有文獻中詳細了解到這些概念，因此，這里只予以列舉，而不準備展開具體的討論。有需要的讀者可以參閱相關文獻。
這里需要特別關注的，是研究和學習“智能科學與技術”所需要確立的新的科學觀和方法論問題。只有掌握了這些新的科學觀和方法論，才能準確地理解“智能科學與技術”的基本概念、基本內容和基本規律。
有比較才能有鑒別，事物總是相比較而存在。了解“智能科學與技術”所需要的科學觀和方法論的便捷方法之一，就是把它們同讀者已經熟悉的“物質科學與技術”的科學觀和方法論進行對比。眾所周知，智能系統是一類開放的復雜信息系統，因此，這里的比較對象也要選擇相對比較復雜的物質系統。表1就是這種比較的一些結果。
由表1可知，“物質科學技術”所采用的科學觀包括（1）物質觀：認為研究的對象是物質的；（2）結構觀：認為研究的關注點應當是物質的結構；（3）孤立觀：認為所研究的物質對象是與其它對象沒有關聯的；（4）靜止觀：認為所研究的物質對象是靜止的，至少在研究期內是靜止的。
基于這樣的科學觀，在處理比較復雜的物質對象的時候，物質科學技術所采用的方法論就是“分解一分析”，更具體地說就是“分而治之，各個擊破，直接還原”。也就是人們所熟悉的“還原論”。
和“物質科學與技術”的情形不同，“智能科學與技術”的科學觀包括（1）信息觀：認為所研究的對象是信息；（2）系統觀：認為研究的關注點應當是系統化的信息，即必須同時關注信息的形式、內容和價值；（3）生態觀：認為信息不是孤立的或靜止的，而是生長發展的；（4）機制觀：認為信息的生長發展必然存在一定的機制。
基于這樣的科學觀，“智能科學與技術”所采用的方法論就是“轉換―創生”。更具體一些說，就是“智能科學與技術”基本模型（圖1）所展示的“信息轉換與智能創生定律”。其中，“信息轉換”是手段，“智能創生”是目的。
十分清楚，“物質科學與技術”的“分而治之”方法論體現了它的“物質觀、結構觀、孤立觀和靜止觀”；“智能科學與技術”的“轉換創生”方法論體現了它的“信息觀、系統觀、生態觀和機制觀”。
這個對比告訴我們，由于研究對象不同，導致學科的性質也不相同，我們不能把自己所熟悉的“物質科學與技術”的科學觀和方法論統統照搬到“智能科學與技術”學科領域。雖然在研究局部細節問題的時候，這兩種科學觀和方法論的差異表現的不是很明顯，但是在研究系統全局問題的時候，這種差別就會變得十分顯著。這也是值得“智能科學與技術”的研究者和學習者特別關注的特點。
事實上，“人工智能”的研究就經歷了一場方法論的變革。按照“分解―分析”的方法論思想，人工智能被分解為結構模擬（人工神經網絡）、功能模擬（物理符號系統）和行為模擬（感知動作系統）三大學派，結果長期不能互相融通。20世紀末和21世紀初，一些研究人員提出“新的集成”和“現代方方法”試圖找到三者融通的具體方法，但是都沒有取得成功。2007年，本文作者按照“轉換―創生”方法論思想提出了機制模擬的智能生成方法，結果發現：結構模擬（人工神經網絡）、功能模擬（物理符號系統）和行為模擬（感知動作系統）分別是機制模擬的A、B、C型，從而實現了人工智能模擬方法的統一，見表2。
由此可見，以往人們把人工神經網絡課程、物理符號系統課程（即普遍流行的人工智能和專家系統課程）、感知動作系統課程（即智能機器人或智能體課程）分開講授或者只講授其中一門或兩門課程的做法是不合理的。
同時，我們一直把圖1的模型稱為“智能科學與技術的基本模型”。不過，如果注意到“智能科學與技術”的科學觀一信息觀，系統觀，生態觀和機制觀，那么，我們也可以把圖1稱為“生態意義上的信息科學與技術基本模型”。這是因為，雖然在經典意義上的信息科學與技術基本模型只能覆蓋到圖1模型中的信息層次，但在生態學意義上，知識和智能都是信息的生態學產物，因此生態學意義上的信息科學與技術基本模型就覆蓋了圖1模型的全體。在生態學的意義上，“智能科學與技術”基本模型與“信息科學與技術”基本模型就合二為一：自頂向下觀察，圖1就是“智能科學與技術”的基本模型；自底向上觀察，圖1就是“信息科學與技術”的基本模型。于是有：
智能科學與技術=生態學意義的信息科學與技術
如果把“智能科學與技術”模型中的“由信息轉換為知識”和“由信息、知識和目標轉換為智能”這兩個核心部分命名為“核心智能科學與技術”，把非生態學意義上的信息科學與技術命名為“常規信息科學與技術”，那么，也可以有：
智能科學與技術=核心智能科學與技術+常規信息科學與技術
在我國教育部的學科目錄中，“智能科學與技術”其實就是“核心智能科學與技術”，目錄中的“信息科學與技術”其實就是“常規（非生態學意義的）信息科學與技術”，后者又被劃分成“通信”、“計算”、“自動化”、“物聯網”、“信息安全”這樣一些更加狹窄而且相互交疊的二級學科，顯然有待進一步合理化。
3基本課程
北京郵電大學智能科學與技術研究中心最近實施的全國高校智能科學與技術專業教學計劃調查表明，我國多數學校的教學計劃確實體現了“計算機科學與技術的一個分支學科”的特點，很少學校的教學計劃能夠表現“文理相交，理工融通”的交叉科學精神。這就提出了一個尖銳的問題，如果真的把“智能科學與技術學科”辦成“計算機科學與技術學科”的一個分支學科，那么，這樣的“智能科學與技術學科”還有存在的理由嗎？
由以上分析的“智能科學與技術”的基本模型和基本方法可以知道，為了學習、理解和掌握“智能科學與技術”學科，人們的知識結構必須包含社會科學、人文科學、基礎科學、應用技術的基礎知識與綜合能力。
為此，由中國人工智能學會教育工作委員會和清華大學出版社計算機分社共同組建的“全國高校智能科學與技術專業系列教材規劃與編審委員會”（以下簡稱編委會）提出了如下的本學科核心課程和相應的核心教材。
（1）一年級第一學期的課程智能科學與技術導論是一個引導型課程，旨在以準確而通俗的概念、全面而淺近的思路、親切而富有感染力的語言，引導剛剛踏入校門的新生了解：什么是“智能科學與技術”？為什么要學習“智能科學與技術”？怎樣才能學好“智能科學與技術”？
（2）二年級第一學期的課程腦與認知科學基礎是本學科特需的自然科學基礎（腦科學）和社會科學基礎（認知科學），旨在為學生提供關于人類智能的腦科學基礎知識和人類認知能力的科學知識，特別是關于“腦結構如何產生認知能力（物質如何生成精神）”的科學機理。
（3）二年級第二學期的課程不確定性數學引論是本學科特需的數學基礎知識課程，旨在為學生提供關于“智能科學與技術”領域必然涉及到的各種不確定性（包括隨機不確定性、模糊不確定性、粗糙不確定性以及非線性引起的混沌不確定性）的描述與處理知識，特別要闡明這些不確定性的根源、相互關系、描述和處理方法。
（4）三年級第一學期的課程機器智能是本學科的專業基礎課程，旨在用“智能科學與技術”的方法論闡述人類智能的各種模擬方法（包括結構模擬、功能模擬、行為模擬和機制模擬），以及這些不同模擬方法之間的相互關系和統一的途徑，為學生學習機器（人造系統）智能奠定理論和方法的基礎。
（5）四年級第一學期的課程《科技史與方法論》，由于智能科學技術本身富有科學觀和方法論的特色，因此這是一門具有本學科特色的總結性課程，旨在為學生提供關于科學技術發展史（特別是智能科學技術發展史）所展現的科學觀和方法論知識，使學生能夠從“智能科學與技術”的學科知識基礎上站立起來，具有縱觀和把握智能科學技術發展規律的能力，使學生的學術眼界能夠“形成于課堂，而又遠遠超越課堂”。
編委會認為，這些核心課程的綜合（加上各個學校的人文社會科學通識課程和各有特色的專業課程），將為學習者提供必要的“文理相交，理工融通”的交叉學科思維素質和能力。無論是理科型學校還是工科型學校，都要在保證上述核心課程優質教學的基礎上努力發揮自己的特色，而不應當削弱這些核心課程的教學質量。
5結語
關鍵詞：課程體系；實驗體系；教學平臺
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A、
1 引言
智能科學的理論、技術及其應用已經發展成為信息技術創新的重要生長點，“智能科學與技術”本科專業是面向21世紀、具有廣闊發展前景和巨大應用需求的新型專業。該專業旨在培養具有信息科學、智能科學、腦與認知科學、現代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、人工智能、信息網絡、信息處理、自動控制、系統優化專業知識和綜合技能的高級復合型人才。2004年，北京大學開始在“智能科學與技術”本科專業招生，開創了“智能科學與技術”專業本科教育的先河。隨后，國內更多院校陸續開設該專業，現在“智能科學與技術”本科專業在全國已初具規模。
盡管“智能科學與技術”本科專業被譽為“操縱未來的專業”，但將其納入本科教育，仍處于探索階段，可供參考的資料和形成的教學經驗和體系非常有限，仍需要開拓創新，努力探索，大膽實踐。本文結合我校在專業建設過程中的一些探索和想法，就教學平臺建設談一些體會，重點談課程體系、實驗體系、學生創新能力培養方面的問題。
2 課程體系建設
計算機和通訊技術的結合，形成了以計算機為核心的信息網絡，由此引發的信息革命也是一場數字化革命，智能革命的時空動力是網絡革命，促使信息網絡發展為智能網絡?！爸悄芸茖W與技術”專業的課程體系建設應以計算機科學的內涵為邏輯起點，以數字信息獲取、處理和響應的本質屬性為中心，由淺入深地推理和演繹出一套完整的理論體系，在理論框架的指導下科學合理地建立一套完整的課程體系。結合我院的實際，我們在對學生、學科和社會需求研究的基礎上，確定了課程內容。我們把對學習主體的尊重、學科的發展和社會的需要協調起來，在課程體系建設方面重點考慮了以下內容：
(1)面向應用
我院是以教學為主的高等院校，重點培養應用型人才，學生應具有較強的實踐動手能力。
(2)以學生為中心
課程體系的建設應樹立以學生為本、為學生服務的思想，有利于學生素質教育和創新能力的培養。
(3)突出特色
信息通信是我院的傳統和特色，它和測控技術、自動化技術、計算機技術、信息技術密切相關。根據我院的辦學特色，參考其他兄弟院校的培養方案，我們將該專業培養的重點放在智能信息處理、智能機器人兩個方向上。
按照課程設置的原則，遵循國家的相關規定，參考其他院校的經驗，我院智能科學與技術專業的課程體系圍繞“三個平臺，兩個方向，一個目標”進行建設。三個平臺分別為公共基礎課平臺、專業基礎課平臺、專業課平臺；兩個方向分別為智能信息處理和智能機器人；一個目標為培養有特色、面向就業的工程應用型人才。具體如圖1所示：
3 實驗體系建設
“智能科學與技術”是一個新興專業，實驗教學體系尚處于探索階段。總結近年來智能信息處理和智能機器人理論研究成果和實驗設備開發已有素材的基礎上，我們在“智能科學與技術”專業的實驗教學體系建設上重點考慮了以下幾方面：
(1)層次化
實驗教學一方面是為了配合理論教學而設置的驗證性實驗，一方面是為了提高學生的綜合能力而進行的綜合設計性實驗。此外還應面向學生就業，通過各種方法和手段開展實訓、創新性實驗。
(2)開放性
開放性包含兩個層面的含義，一是開放實驗時間和實驗場地，讓學生自己選擇實驗時間和實驗場地；二是開放實驗內容，讓學生自己選擇部分實驗項目，提高學生理解和解決問題的能力，加強學生的動手實踐能力。
(3)有特色
立足我院信息通信特色，強化智能信息處理、智能機器人方向的實驗設置。
為此，我們的實驗室建設體系圍繞“三個層次，兩個方向”進行建設。三個層次是配合理論教學的驗證性實驗、提高學生能力的綜合設計性實驗、強調創新的開放性實驗。兩個方向是奇偶智能信息處理和智能機器人，智能信息處理以圖形圖像為主要處理對象，進行圖像處理、模式識別等內容的實驗，以軟件設計為主、部分結合硬件；智能機器人重點放在了以硬件設計為主的嵌入式系統設計。具體的教學實驗平臺如圖2所示：
4 創新能力培養
在高等學院質量工程建設中，國家明確提出了培養創新型人才。作為新興的專業，“智能科學與技術”專業更是應該從一開始就抓住這個機遇，制定創新型人才培養的新模式。我們認為，培養創新精神需要堅持“一個中心”、“三個結合”，即以學生為中心，課內與課外相結合，科學與人文相結合，教學與研究相結合，逐漸形成獨具特色的創新人才培養模式。重點考慮做好以下幾方面的工作：
(1)加強學生集中實踐環節的教學，建立實習基地，加強認識實習、課程設計、開放實驗、科研訓練、生產實習和畢業設計實踐環節的教學，提高學生的團隊協作、認真求實和獨立思考的創新意識。
(2)增加選修課、跨學科課程和素質拓展類課程，提高學生的求知欲、進取心、挑戰欲、自信心、意志力等。
(3)積極引導和鼓勵學生參加各種競賽，參加學科競賽是引導學生努力學習、靈活創新的有效途徑。
(4)組織素質高、能力強學生參與教師的科研活動，使學生的能力在真正的科研活動中得到鍛煉和提高。
有智能科學與技術專業的大學有北京大學、北京郵電大學、南開大學、沈陽工業大學、東北財經大學、上海理工大學、廈門大學、中南大學、西安電子科技大學北京科技大學、武漢工程大學、湖南大學、中山大學、青島大學、西安郵電大學等25所大學。
智能科學與技術專業是智能科學系在2003年提出成立的，智能科學系的前身是北京大學信息科學中心，由北京大學數學系、計算機系、電子學系等10個系于1985年成立，主要從事機器感知、智能機器人、智能信息處理和機器學習等交叉學科的研究和教學。智能科學與技術是面向前沿高新技術的基礎性本科專業，覆蓋面很廣。專業涉及機器人技術，以新一代網絡計算為基礎的智能系統，微機電系統，與國民經濟、工業生產及日常生活密切相關的各類智能技術與系統，新一代的人機系統技術等。
（來源：文章屋網 ）
（大連東軟信息學院電子工程系，遼寧大連116023）
摘要：智能科學與技術概論課程是智能科學與技術專業重要的必修基礎課，對整個專業課程體系有概括性的引導作用，對學生深入學習后續課程有很大幫助。文章從智能科學與技術概論課程的教學實際出發，提出該課程的整體課程規劃，并根據學生的學習情況驗證其適用性。
關鍵詞 ：智能科學；專業基礎必修課；課程規劃
基金項目：2012年遼寧省普通高等學校本科工程人才培養模式改革試點項目(G2201249)。
第一作者簡介：林寶尉，男，講師，研究方向為計算機視覺、模式識別，linbaowei@neusoft．edu．cn。
0 引言
智能科學與技術概論課程是智能科學與技術專業的必修基礎課。學生通過學習基礎課，能夠了解整個專業的知識構成、體系結構以及發展方向，便于將來學習必修專業課，包括模式識別、人工智能、智能機器人等課程。在這個過程中，如何讓學生順利地過渡到更高層次的專業課學習中，如何提高其學習興趣，如何幫助學生深入了解各門專業課之間的層次關系，都是該專業設置過程中需要考慮的問題。智能科學與技術概論的規劃起到了承上啟下的作用。雖然專業導引課也從全局對該專業的情況進行了介紹，但其內容以學生職業引導、興趣培養為主，對專業課程的設置并無過多展開。因此，智能科學與技術概論課程的設置十分必要。
1 課程規劃設置
1.1 能力指標
課程將學生的能力體系分為5個部分：技術知識與推理能力、開發式思維與創新、個人職業能力、態度與習慣、時間構思設計實現和社會貢獻，與其對應的二級、三級及詳細指標見表1。每個能力指標平均對應4個學時，共32個學時。
1.2 講授方式
(1)精講多練。通過講解智能科學的相關內容并結合相關實驗，讓學生掌握智能科學的基礎知識，提高其學習興趣，為后續課程的學習打下良好基礎。
(2)以項目為導向組織教學，通過案例教學，將構思、設計、實施和運行引入教學過程中。
(3)鼓勵學生自主學習，加強基本職業能力的訓練。教學過程中注意互動和引導，運用講授教學、練習教學、實驗教學、案例教學等多種教學方法完成教學任務。
(4)教學實施過程中，提供豐富的教學資源，如多媒體課件、案例、網絡資源、優秀學生作品和外文技術資料等。
(5)對學生進行多方面考核與評價。結合課程實施過程，從知識掌握、能力水平、態度表現等方面，對學生進行全方位的考核。
1.3 講授內容
該課程講授內容分為3個單元，具體內容如下。
單元一：智能科學導論，主要涉及智能科學與技術的目標界定、學科分類、涉及范圍、學科定位、人類認知以及學科簡史等知識點。該單元將在2個學時中完成，并要求學生課外學習2個學時。
單元二：學科基礎理論知識，主要涉及機器系統、視覺感知、高級語言編程等知識點。該單元主要介紹支撐學科的相關課程，并在實踐課中使用高級語言編寫簡單系統。該單元共10個課時，其中包括4個實踐課時。
單元三：專業課介紹，主要涉及數字圖像處理介紹、模式識別介紹、計算機視覺介紹、智能機器人介紹等相關必修專業課的入門介紹，并在每次課程結束后配合實踐編程、工具使用、機器人搭建等實踐環節提高學生的學習興趣，使其全面認識后續專業學習。該單元共20個學時，其中包括12個實踐課時。
1.4 實驗設置
實驗課程共16個學時，包括4次實驗，詳細內容如下。
實驗一：數字圖像處理實驗。使用課程中講授的Matlab語言，實現數字圖像的傅里葉變換、邊緣檢測功能。該實驗共4個課時，配合單元一以及單元二的部分知識點，使學生基本掌握Matlab編程語言，并理解數字圖像處理的基本知識。
實驗二：模式識別機器學習實驗。該實驗利用高級程序語言，實現數據的SVM算法以及KMeans算法，讓學生理解模式識別以及機器學習等知識。該實驗共4個學時。
實驗三：計算機視覺實驗。使用圖像拼接、3D場景重建等相關專業工具，實現二維圖片的3D重現。該實驗共4個學時。
實驗四：機器人實驗。學生在機器人實驗室，實際動手組裝博創模塊化機器人，并編程實現機器人運動調試。該實驗共4個學時，實驗地點為模塊化機器人實驗室。
1.5 結課考試
在教學的各個環節，教師從出勤情況、日常表現、作業、實驗、結課項目及結課報告的完成情況對學生進行全方位的考核，其中結課項目、調查報告及實驗作業占最終成績的90%。結課項目為小組項目，4個學生為一個小組完成系統的設計、編寫、調試等步驟，并組織5名教師對每個小組進行答辯考核。
2 問題及改進
學校于2012年申請創辦智能科學與技術專業。該專業培養學生掌握計算機基礎、電子電路、控制方法、智能信息處理與識別等基本知識，使其具備信息處理、自動控制、人工智能系統開發等基本能力。智能科學與技術概論課程在大二下學期開設，共32學時，其中理論教學16學時，實踐教學16學時。通過理論教學和實踐教學，學生了解了智能科學的基礎理論知識，掌握該專業核心專業課的關系，認識相關后續課程，并能夠使用簡單的算法和工具，為日后深入學習專業課打下良好基礎。
2.1 教材選擇
由于本專業辦學時間較短，沒有足夠的針對智能科學與技術概論的教材可供選擇。現階段使用較多的教材為《智能科學與技術導論》以及《智能科學》?！吨悄芸茖W與技術導論》是鐘義信主編、北京郵電大學出版社出版的、適合智能專業大一新生使用的專業教材，對整個專業有詳細的介紹，適合作為新生的專業導引課程，安排16個學時較為合適，并不適于我校智能科學與技術概論課程的要求?！吨悄芸茖W》是史忠植主編、清華大學出版社出版的專業教材，該教材對整個智能專業的重要內容都有涉及，系統地介紹了智能科學的概念和方法，吸收了腦科學、認知科學、人工智能、數理邏輯、社會思維學、系統理論、科學方法論和哲學等方面的研究成果，適合高年級學生使用，安排64個學時較為合適，也不適于我校情況。
鑒于上述原因，我們設計該課程時，前半部分理論知識介紹使用了《智能科學與技術導論》，后半部分專業課程介紹使用自制課件。經過2輪的教學實踐以后，我們將根據教材使用情況編寫自用的講義教材。
2.2 內容設計
該課程內容會介紹智能專業的重要專業課，但要在32學時內完成所有專業課程的介紹，并保證該課程內容不與專業導引課以及智能信息處理導引課沖突，難度很大，因此選擇最合適的講授內容，對于該課程的授課效果非常重要。
在授課過程中我們發現，學生對簡單的數字圖像處理、計算機視覺的流行應用以及動手要求強的機器人課程興趣較大，但對數學推導要求較高的模式識別、機器學習等課程接受程度較低。該課程的教學目的是讓學生了解相關課程的意義、歷史、發展等知識，所以，建議加大實驗動手課程的課時比例，讓學生多使用相關知識、算法和應用，盡量避開復雜的數學推導。
2.3 資源配置
學校的智能科學與技術專業創建于電子工程系，依托電子系的軟硬件實驗室，培養學生的軟硬件知識儲備，提高學生的實際動手能力。其中，軟件算法將配合嵌入式設備進行硬件集成，并指導學生設計具有智能算法應用的硬件設備。教學過程中將使用校實驗室中的模式識別嵌入式開發板、博創模塊化機器人平臺以及Turtlebot智能機器人平臺。該課程在實際講授時，理論課以及算法相關實驗在大班進行，硬件實踐課程在小班進行，能取得較好的授課效果。
3 實施效果
在該課程設計內容的指導下，智能科學與技術概論已經完成了2輪的課程教學，并在課程結束后組織學生填寫調查問卷。題目分兩類，第一類包括課程目標是否清晰、該課程能否提起學生對該專業課的學習興趣、該課程的實驗設計能否有效提高學生的動手能力，以及該課程的內容相關設計是否優秀。統計結果如圖1所示。除極個別學生外，大多數學生都選擇了符合以及完全符合，說明該課程設計可以滿足教學要求。第二類問題總結學生在課程中獲取的知識能力，包括編程調試、理論知識應用、信息獲取、技術文檔寫作、自主學習、分析問題、解決問題等，為多選題。從圖2可以看出，學生對各項能力的認可率均超過50%，其中信息獲取、分析問題等能力的認可率接近80%，說明該課程設計基本滿足教學目標。
4 結語
智能科學與技術概論對智能專業學生的深入學習起到了重要的引導作用。我們根據自身的實際情況出發，設計出適合該專業學生的課程設計安排。經過兩輪的實施效果證明，該課程的設計方式比較適合學生。隨著課程的持續，我們將不斷解決存在的問題，并編寫適合我校學生使用的教材。
參考文獻：
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關鍵詞：智能科學與技術；專業引導；人才培養
智能科學與技術專業(簡稱智能專業)是教育部于2004年新增的目錄外試點專業，國內現有17所院校開設了該專業(2010年統計數據)。我校依托學科優勢與教學資源，2006年獲教育部批準開辦工學門類中電子信息類的智能專業，并于2007年正式招生。2009年招生數為3個班(90人)。
幾年來，圍繞智能科學與技術專業應用型創新技術人才的培養定位，努力進行了以“課程體系為基礎，實驗室建設為重點，科學研究為龍頭，師資條件為保證”的可健康發展的有特色的智能科學與技術專業建設[1-2]。為提高應用型人才培養質量，實施了實驗室全面開放，探索并進行了智能科學與技術專業的創新實踐體系構建工作[3]。在這些工作開展過程中，我們特別注意到同學們個人主觀能動性問題，著手進行專業引導教育4年不斷線，并試行了學生專業導師制的探索。良好的開端是成功的一半，“大一”階段將為學生在以后幾年的學習、生活、工作上取得成功奠定良好基礎。因此，我們特別重視學生在“大一”階段的成長。本文主要介紹我們在新生專業引導教育的探索與實踐。
1專業引導教育的必要性
“引”指帶領向某個目標行動?！皩А敝競鲗?、引導，另還有教育、啟發的含義。專業引導是對本專業學生行將學習的專業進行鋪墊式引導、概覽介紹，在使之充分了解的基礎上，產生興趣，發揮主觀能動性，從而提高人才培養質量。
“大一”階段是大學生活的第一頁，“大一怎么過”將直接影響到學生后三年的學習、生活狀態，影響到受教育的效果，影響到成長與成才，也影響到高等教育最終目標的實現[4]。為此，我們不僅加強了新生的入學教育，幫助他們盡快適應大學生活，順利完成從中學環境到大學環境的過渡；同時也特別重視新生階段的日常專業引導教育，提高學生的專業興趣，發揮學生的主觀能動性。
1.1幫助學生了解專業概況
調查顯示，絕大部分新生對自己的專業并不了解或者了解不夠全面，通過專業引導，可讓新生知道自己所學專業的課程設置、專業培養目標、就業方向和就業現狀以及學好本專業的方法與技巧等，可減少學生專業學習的盲目性，培養其專業意識，樹立正確的專業思想和學習觀，為學好本專業打下良好基礎。
1.2幫助學生培養專業興趣
興趣是最好的老師。調查顯示，高考填報的志愿在一定程度上反映了學生的興趣，但更多的卻是“從眾”的結果。學生在中學期間學習壓力過大、心理成熟度不高，對于自己的興趣與志向既無時間去思考,也無能力去把握。通過專業引導，可激發學生的學習動機和熱情，培養對本專業的學習興趣。
1.3幫助學生進行職業規劃與制訂學習計劃
就業市場的導向與認識的局限性使一部分學生對自身的專業前途缺乏信心，另一方面也確有一部分學生因高招錄取與現實熱愛的矛盾，從而產生專業厭學情緒。目前相當多的高校在大二、大三階段給學生提供了二次選擇專業的機會。即使同學從小立志從事本專業，但從事專業也有專業方向之分。通過專業引導，可讓新生盡早了解專業發展最新動態及成果，樹立榜樣，有的放矢，制定學習計劃并盡早進行職業規劃工作。
1.4新專業的特殊性
新生面臨許多新問題，最重要的一項就是“專業”問題：專業究竟怎樣？前景如何？如何學好？特別是對于“智能科學與技術”這門尚具一定特殊性、剛剛起步的新專業更顯重要。
智能科學與技術專業的特殊性在于，它是一門綜合交叉性學科，旨在培養具有腦與認知科學、智能科學、信息科學、現代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、智能系統、信息網絡、信息處理的基本技能，綜合運用所學知識與技能去分析和解決實際問題，素質、能力、知識協調統一的應用型高級技術人才。雖具有廣闊的發展前景和巨大的應用需求，但社會普遍缺乏了解。因此，通過專業引導教育使新生逐步了解其所學新專業概括及其特殊性很有必要。
2專業引導教育的指導思想
開展新生專業引導教育過程中，注意強調以下幾個方面的問題。
1) 通過介紹智能科學技術的基本概念、知識體系以及學校的學術特色，努力使學生對“智能科學技術”由完全陌生的狀態逐步建立一個初步、宏觀的科學認識[5]。
2) 通過剖析智能科學技術與相關學科之間的關系，使學生明了智能科學技術、信息科學技術、控制科學技術和計算機科學技術具有各自獨立的研究領域，同時又互相交叉、互相促進。
3) 通過闡明智能科學技術專業培養目標與培養計劃，解析專業課程結構框架，使學生了解專業方向、各門課程(特別是大一階段的C語言程序設計等課程)的在專業培養目標中的地位和作用，指引學生采用正確的學習方法來開展本專業的課程學習，從而有利于本人及早進行職業規劃與制訂學習計劃的工作。
4) 通過同學們普遍感興趣的問題入手，例如機器人足球、人形機器人舞蹈等，因勢利導，將同學們課外興趣從網絡游戲吸引到開放實驗室參與學科競賽與開放項目上來。
3專業引導教育的具體措施
基于上述分析，開展了相對集中的入學教育，經常性的貫穿整個“大一”階段的課程教學與課外創新實踐活動的引導教育。為讓學生能夠及早進行創新實踐活動，特別在第一學期安排了獨立實踐環節“智能科學技術導論――專業認識與實踐”[1，3]。
3.1入學教育
按照學校的總體安排，我們在新生入學教育第1周及時進行全面的入學教育。其主要內容涉及到校情與校風、學風與學籍、培養計劃與專業學習、學習與生活、安全與衛生等諸多個方面。而專業引導教育是入學教育的重要方面，我們采取的具體舉措包括參觀實驗室、專題講座、師生座談、學長交流等多種形式。
3.2專業引導課
目前，我們開設本課程是以專題講座與學生參觀體驗校內實驗室、校外實踐基地多種形式，貫穿整個第1學期來開展。其目的是針對學生的實際需要，系統、科學地解答學生各種各樣的專業問題，為本專業的新生提供適時和恰當的“專業引導”，使他們盡快明確方向，融入環境，積極主動地學習。專題講座由全系教師參與，根據各自專業特長完成。
諸多講座專題中，同學們普遍對機器人足球、人形機器人等比較感興趣。針對此，教師也因勢利導，強調專業課程，特別是強調大一階段的C語言程序設計、高等數學、電路分析等課程的重要地位與學習方法，力爭使新生別在高考后松懈，別在“大一”階段掉隊，鞭策他們贏在起跑線上。
3.3創新實踐活動
目前高校中專業課課內學時本來普遍緊張，本專業更是如此。其前沿性課程較多，理論性較強，受學制限制，不得已對計算機軟硬件、控制系統基礎等課程學時加以一定壓縮。課時如此緊張怎么辦？為提高學生創新實踐能力，我們決定課外開放智能系實驗室，建立課外科技創新實踐體系，開展多種形式的創新實踐活動來強化同學的“軟硬件能力”，從而加強智能專業學生的就業競爭能力。例如，我們在實踐中以同學們普遍感興趣的機器人這個創新實踐平臺，提出了一個基于機器人制作、分層次的課外科技創新實踐方案[3]。針對大一階段的具體情況，我們主要從培養興趣、打牢基礎的角度考慮，讓同學們了解并進入到實驗室，同時也舉辦一系列適宜大一學生參與的相關學科競賽。
3.3.1實驗室開放項目
大一的同學進入開放的實驗室，可進行一些簡易機器人的設計制作，也可參與到大二、大三學長為主體的實驗室開放課題研究小組、學科競賽小組中，做一些輔工作。我們給大一階段設定的目標是鍛煉簡單機械設計與加工、基本電子電路設計、基本程序設計能力。同學們在大一階段就因此接觸到 “大學生電子競賽”、“智能汽車競賽”、“機器人大賽”這一系列學科競賽。雖然他們只能做一些輔工作，但這些輔工作無疑是非常有益的。既使他們培養了興趣，樹立了目標，同時也建立了實驗室開放工作的學生團隊。實踐中，我們又把學科競賽的培訓工作與實驗室開放項目進行有機的結合，使之成為由淺入深、成系統多層次的系列活動。
3.3.2智能系統平臺構建方案競賽
愛因斯坦說“想象比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。” 智能系統平臺構建方案設計比賽不要求做出具體產品，而重點在于方案設計與展示。我們開展這一比賽的目的是為了進一步完善學科競賽的層次性，激發學習興趣并引導新生的專業學習與創新實踐方向。2009年11月我們搞了該學科競賽，它作為后續相關競賽的引導與補充，取得不錯的效果。實踐表明，智能系統平臺構建方案設計比賽引起同學們極大關注。同學們大膽想象，深入調研，廣泛查閱資料，精心進行方案設計并制作了演示文稿。教師與研究生組成的評委進行現場提問與點評，引導同學應該如何通過學習來實現這個方案。這既強化了他們對本專業的認識，又極大地激發了他們創新實踐的興趣。
3.3.3機器人舞蹈競賽
機器人舞蹈競賽是全校性機器人大賽中的一個比賽項目。該項目主要考驗機器人動作的復雜性與藝術性以及每種情感動作與音樂伴奏的配合能力。參賽者需要自由設計機器人并配合一定音樂，根據舞蹈創意和音樂的協調進行程序設計完成舞步編排和整體的舞蹈表演。由于趣味性較強，同學表現出強烈的興趣，這有力促進了同學們對程序設計的學習。
3.3.4C語言程序設計競賽
C語言程序設計是本專業的一門重要的基礎課程，但由于受到學時、學分的限制，課內學時相對不足，要達到新專業的人才培養目標，是值得認真研究與探討的課題。課內的教學改革是必需的，細節不在這里討論。我們在專業引導教育特別注意到了大一新生的C語言程序設計的學習問題，它是智能科學技術導論課程中一個重要專題，此外我們還想到了通過課外競賽來促進該課程的學習。我們不僅利用機器人舞蹈比賽這個平臺，我們還組織、培訓同學參加學校程序設計大賽來促進程序設計的學習。對于其中高水平的學生則進一步鼓勵引導其參加ACM程序設計活動。
3.4發揮專業教師作用
由專業教師擔任學生班主任工作，是我校自動化學院的成功經驗。學生輔導員重在指導學生的思想與生活，班主任則在學生職業生涯規劃、成才教育、學生選課指導等方面扮演重要角色。對此，學生反映普遍良好。在新生的專業引導教育，特別是課外創新實踐活動的引導中，班主任發揮了重要作用。
此外，智能系還試行了“專業導師制”以便更好地適應素質教育的要求和人才培養目標的轉變，促進應用型創新人才培養工作。專業導師制的一項重要任務也是推動學生課外科技創新實踐活動。專業教師針對學生的個性差異因材施教，和學生之間建立一種“導學”關系。通過雙向選擇，智能系教師每人擔任一定數量學生的專業導師，并以此為契機形成高年級-低年級“梯隊”。同學們組建“興趣小組”，以實驗室為平臺，有的參與“教師科研項目”，有的自主申請“學生課外科技基金項目”，當然學生參加更多的課外科技創新實踐活動是“實驗室開放項目”。
3.5發揮優秀學長作用
在專業引導教育過程中，我們還充分發揮研究生、高年級優秀學長的作用。定期開展學長交流系列活動，講座內容包括本科課程學習、專業學習方法、實驗室開放項目、學科競賽等等。在介紹專業知識的同時，學長向本科新生傳授自己的學習經驗，引導他們的專業學習與創新實踐。
4結語
為建設好智能科學與技術新專業，采用專業教師擔任班主任、開設相關導引課程以及開放實驗室等多種措施并把科技創新與學科競賽輔導培養工作提前到“大一階段”，在新生專業引導教育方面進行了一定的探索與實踐。實踐中新生專業引導教育取得了不錯的效果。同學們普遍表現了強烈的興趣：不再沉溺于以前所鐘愛的網絡游戲，進入課外開放實驗室進行創新實踐活動，加入到學生科技競賽的團隊。在2010年6月舉辦的“三星杯”國際仿人機器人比賽、2010年7月舉辦的全國機器人大賽中，不少智能專業09級新生獲得了相關獎項。
筆者認為，著力針對新生進行專業引導教育是必要的，應該充分重視這項工作。通過相對集中的入學教育與貫穿于整個“大一”階段的經常性課內、課外專業引導教育，加強了學生對專業的認識，有助于他們及早進行個人職業規劃與大學四年的學習計劃的制訂。其中，及早的創新實踐活動，特別有利于學生學習主觀能動性的激發，有利于學生創新實踐能力的培養，有利于人才培養質量的提高。
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Exploration on Professional Guide Education in Intelligence Science and Technology Specialty
CHEN Wenbai, WU Xibao, LI Qing, LI Denghua, SU Zhong
(School of Automation, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192, China)
關鍵詞:智能科學與技術;實驗體系;實驗平臺;特色;創新
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
被認為是信息科學技術前沿和核心的“智能科學與技術”,自2004年由北京大學自主設立該本科專業以來,不但得到人們的普遍認同,而且得到了較大的發展,全國至今已有15所大學開辦該本科專業,其中包含教育部直屬高校7所和地方性高校7所,“211”高校就有10所。盡管“智能科學與技術”本科專業在全國已初具規模,但作為本科教育,乃處于起步和探索階段,一級學科和二級學科還沒有完全建立,培養方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善。本文主要結合我校在專業實驗建設過程中的一些實際和體會,就“智能科學與技術”專業實驗平臺建設談一些做法和設想。
2明確實驗平臺建設的目標和思路
專業的實驗平臺建設是為專業的培養目標服務的。我?！爸悄芸茖W與技術”專業的培養目標是:學生要具備堅實的數學、電子技術、計算機和智能信息處理、機器學習和控制、計算機集成、智能理論與技術等較寬領域的工程技術基礎知識和專業基礎知識,能在科研、教育、企事業等部門從事智能理論研究、智能信息處理、智能技術應用等方面的教學、科研和開發應用等工作,成為能掌握智能理論與技術及專業技能的研究與應用的高級工程技術人才。培養要求是:了解信息系統及智能科學與技術領域的學科前沿、最新進展和發展動態;系統地掌握本專業領域寬廣的技術基礎理論知識,以適應智能信息處理與技術應
用等方面需求;掌握信息獲取、處理的基本理論和智能處理的一般方法,具有設計、集成、應用智能系統的基本能力;具有較強的自學能力、文獻檢索、資料查詢動手能力、創新意識和較高的綜合素質等。
實驗課不但是對相關理論知識的深入理解和綜合運用,而且更是對動手動腦能力的綜合培養和鍛煉。因此,實驗平臺建設目標和思路是將基礎實驗、設計性與綜合性實驗與課程設計、畢業設計等相結合,理論課程的實驗教學與智能科學技術相結合,增加學生創新性的實驗與實踐,培養學生扎實的理論基礎和實踐與創新的基本技能。
根據最近中國人工智能學會教育工作委員會制定的“智能科學與技術”作為一級學科,“智能理論與方法”、“知識處理技術”、“智能系統與應用”為一級學科下設的三個二級學科的思路,如圖1。因此,實驗平臺建設的思路應是:(1) 能具備研究和探討自然智能系統的機理和機器智能的模擬方法的實驗系統。它主要包括:腦科學基礎、認知科學理論、智能的模擬理論與方法、面向智能的信息理論、知識理論、邏輯理論、復雜系統的自組織理論、決策理論、問題求解方法、機器學習、群體智能、人工情感、人工意識等。(2)能進行知識處理技術多的實驗設施或軟件系統、智能工具。通過這些設施或軟件,執行由信息到知識和知識到策略的思維性加工技術、智能檢索、以及多媒體信息處理與機器感知、機器學習等。(3)具備智能系統與應用的各種對象,如智能機器人、智能裝置、智能信息網絡等。總之,實驗的設備和環境既可使學生完成某門課程的驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗,也可完成多門課的交叉性實驗或課程設計。
圖1學科結構圖
作者簡介:陳以(1963-),男,廣西玉林人,研究生,副教授,學院副院長,主要研究方向為智能控制、計算機應用技術。
3實驗平臺建設的主要內容
大學的實驗教學不僅涵蓋了理論課的內容,而且比理論課更為復雜。通過實驗,既能豐富活躍學生的科學思維,又能使學生加深對課堂上學到的理論知識的理解、鞏固和提高,并最終達到培養學生對客觀世界的觀察能力、分析能力和解決能力。為達到這樣一個實驗培養目的,實驗平臺建設的內容應從以下幾方面入手。
3.1實驗體系建設
“智能科學與技術”作為一個新辦的專業,其實驗教學體系尚處于探索和完善階段?；趯W校和學院現有的實驗室基礎,特別是學校創新實踐教育特色和我院現有學科的實驗室基礎,我們在“智能科學與技術”專業的實驗教學體系上重點考慮以下幾方面的建設:
(1) 建立層次化的實驗教學體系
層次化的實驗就是讓學生從驗證性的實驗開始,逐步到設計性、綜合性和帶創新性實驗或工程項目開發實踐等的實驗環節,學生最后階段的畢業設計環節屬于綜合性或創新性實踐實驗。實驗層次安排主要體現實驗教學的層次由簡單到復雜、由單一到綜合、由學習到創新的科學過程,形成由“驗證性實驗設計性實驗綜合性實驗課程設計創新實踐”的實驗層次設置方法。
(2) 實驗教學要與生產實際相結合
為增強學生學習的興趣,培養學生的工程素質、動手能力和綜合創新能力,也為提升就業率,我們注重依托CSIP(國家軟件與集成電路公共服務平臺)廣西分中心(該中心設在我校)、學院申報的廣西省級自動化實驗教學示范中心等,促進服務市場應用與交流,采取請進來、走出去等多種途徑實驗教學方法將某些專業課實驗和生產實習相結合。根據實驗教學規劃需要,進行儀器設備購置,使實驗教學滿足社會需求,形成以驗證性實驗為先導,綜合性實驗為鞏固,設計性或工程性項目實踐為提高,以社會需求為導向的實踐教學培養體系。
(3) 實驗教學與科研有機結合
實驗是科研的基礎,實驗可以帶動科研;科研反過來促進教學,并通過成果帶動實踐教學的改革和發展。參與老師的科研,學生不但能了解學科發展的規律和技術前沿,加深對課程內容的理解,提高學生的實踐能力和創新能力,而且能升華學生對實驗的內涵的解讀,增強對實驗學習的興趣,明確做人、做事的道理,為未來走向社會打下堅實的基礎。
(4) 特色建設與創新
特色是一所學校、甚至一個學科或專業賴以生存和發展的基礎。我校是以工為主,電子信息類學科優勢突出、創新實踐教育特色鮮明的多科性大學。學校的前身是1960年成立的桂林機械?？茖W校,1980年,學校更名為桂林電子工業學院,全面開始本科教育。在原學校計算站的基礎上,正式成立計算機系,成為廣西最早開辦計算機專業本科教育的高校,1995年開始進行研究生教育。2006年,桂林電子工業學院更名為桂林電子科技大學,原計算機系經重新組合,更名為計算機與控制學院。計算機與控制學院目前擁有計算機科學與技術、控制科學與工程兩大學科,主要開設有計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、網絡工程和自動化等本科專業,以及兩大學科基本有的二級學科碩士點。我校的“智能科學與技術”專業就設在計算機與控制學院,這正是中國人工智能學會當初設立專業的初衷和建設發展的基礎條件。
我校經過近50年的發展,目前已具有2個國家級實驗教學建設示范中心,2個國家級特色專業建設點,1個國家級教學團隊,3個廣西省級實驗教學示范中心或建設中心,1個國家級的大學生創新型實施單位及1個團中央大學生創新實踐基地,以及具備創新型的機器人中心、飛思卡爾智能車中心、電子設計訓練基地等多個省級或校級中心和基地。我院還有1個信息產業部部級重點實驗室,1個ASEA培訓中心,6個與華晟、研華、華為3COM、金蝶等知名企業共建的實驗室或研究中心。對大學生電子設計大賽,我校自1997年派隊參賽以來,每次在廣西區和全國都有出色的表現,2001年還獲得最高獎“索尼杯”;對飛思卡爾智能車比賽,我院代表隊(代表學校)近年還連續獲得華南賽區和全國賽一等獎等。學校還特設有創新學分,學生課外創新活動取得成果可以給予適當的學分來代替選修課學分。
我校的“電子信息類學科優勢突出、創新實踐教育鮮明”的特色在廣西和華南地區具有較大的影響力,甚至在全國也有一定知名度。因此,我們在“智能科學與技術”專業實驗體系建設中,緊緊結合現有的資源和條件,在智能機器人(車)、智能信息處理和智能技術與應用等方向,立足和發揮這一傳統的優勢和特色。在“夯實基礎,獨立實踐,創新提高”的實驗教學理念下,培養基礎扎實、知識面寬、具有創新精神和工程實踐能力的高素質的綜合型人才。
3.2實驗管理平臺建設
實驗管理平臺建設主要是針對實驗老師與學生建立一個集網絡化、開放式于一體的實驗教學與管理體系。
網絡化、開放式的實驗教學體系是實驗教學平臺建設成熟的重要標志。學生通過這樣一個完善和規范的實驗教學與管理體系,可以自主預約想做的實驗,自主選擇實驗內容、實驗時間,并通過網絡與實驗教師的互動與交流。這種全開放的網絡化實驗教學體系,不但能充分調動學生的積極性、主動性,而且還能充分利用有效的資源,提高利用率,如圖2所示。
我校實驗選課系統充分考慮了“以學生為主”的實驗教學模式和開放式教學的特點,學生可以根據各自的學習計劃靈活選擇實驗項目以及開設的時間。實驗教師、實驗管理員可以方便地通過留言與學生交流,學生的問題也可以通過“一對一”的形式即時解決。教師則通過實驗選課系統查閱學生選課情況、登錄學生實驗成績、回答學生提問。通過近年的建設,我院的網絡化的開放式實驗教學體系已初具規模,再鋪之于學校完善的網絡實驗選課系統,從而為學生提供了個性化學習的實驗環境,提高他們獨立自主的實踐與創新能力。
3.3實驗師資隊伍建設
實驗教學隊伍的穩定和提高是實驗教學發展、提高與創新的保證。我校有一系列相關的政策和措施穩定實驗教
師隊伍,鼓勵青年實驗人員在職攻讀學位、外出進修、培訓等,激勵實驗人員在搞好實驗教學的同時,積極參加科研實踐?？傊?穩定和提高現有教師實驗教學技能,積極引進高素質人才,是推動、加強和提高實驗教學質量的需要。
我院目前實驗隊伍(含研究人員)共20人,其中正高職稱人員6名,副高職稱人員9名,中級職稱人員5名,具有博士學位人員5名,取得碩士學位的有16人,擁有一支以中青年為主體,以博士為骨干的較高層次的教學科研隊伍。實驗隊伍具有較優良的素質,年齡、知識及職稱結構比較合理,他們相對穩定、富有活力,是我們具備高質量、高水平實驗教學體系的保證。
4結束語
實驗不僅是理論的基礎和源泉,而且實驗環節作為整個教學體系的主要環節之一,在培養學生的實際動手能力和創新能力中起著無法替代的重要作用。因此,實驗平臺建設除了要幫助學生鞏固和加深理解所學的理論知識,樹立嚴謹科學的研究方法,掌握基本的科學實驗技能外,還要充分調動他們的主觀能動性,進行動手動腦與創新的實踐,形成特色。
本文只是結合我校與我院自身的實際,就已有的專業實驗體系和“智能科學與技術”新專業實驗建設情況進行了探討,還有待實踐中繼續完善與提高。
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（中南大學信息科學與工程學院，湖南長沙410083）
摘要：針對智能科學與技術專業的先進性和學科交叉性的特點，提出打破單個課程的局限，將最新的智能理論與應用技術相結合，建立智能科學與技術應用技術課程群以適應信息學科發展；從教學內容、課程群知識點、課程體系和考核體系4方面闡述課程群建設內容，介紹具體的建設手段與措施。
關鍵詞 ：智能科學與技術應用技術；課程群；建設與實踐
第一作者簡介：高琰，女，副教授，研究方向為智能信息處理，gaoyan@csu．edu．cn。
0 引 言
“智能化”已經成為全球科學技術特別是信息科學技術發展的基本特征和普遍潮流。智能技術及其應用也成為IT行業的重要創新點，如IBM公司提出了“智慧地球”口號。智能科學技術整體上正處于快速發展階段。中南大學順應技術發展趨勢，開設了智能科學與技術專業，主要目的是讓學生系統地掌握智能科學與技術的基本理論、基本知識和基本技能與方法。為此，我們建立了智能科學與技術基礎和智能科學技術應用2個課程群，并且以課程群為單位對各課程進行梳理，對課程資源進行整合。
1 課程群的建設目的
課程群擺脫了課程的單一性，能夠較好地提高課程教學質量和學生專業水平。
智能技術應用課程群主要承擔智能科學與技術專業的應用技術課程，包括自然語言處理、生物特征識別、商務智能、知識工程、智能優化及其應用、計算機游戲程序設計等專業課程，是基于智能科學與技術基礎課程群的拓展和延伸。
智能技術應用課程群建設的目的是為適應信息學科發展，打破單個課程的限制，將各門課的知識點結合，將最新的智能理論與應用技術相結合；通過各種特色專業課程（如自然語言處理、生物特征識別和虛擬現實與智能游戲等）的開設，結合實驗課、各類科研競賽活動、教師的科研項目等，更好地培養學生綜合應用計算機技術與智能技術解決實際問題的能力，提高學生在科學研究、項目開發、組織管理、團隊協作、技術創新及市場開拓等方面的綜合素質，提高就業競爭力。
2 課程群的建設內容
針對當前高校在技能培養理念、技能環節等方面存在的問題，我們提出培養以智能技術應用的編程人才為目標，強調以學校特色為基礎，以學生興趣與就業需要為核心，將智能理論和應用領域相結合，構建合理的實踐教學體系。通過對產業界人才培養體系的研究以及適合學生的教學方法研究，我們提出構建產業導向的智能科學技術應用課程群，以此保證學生整個工程化學習過程的可持續發展。建設內容包括以下4個方面。
2.1 教學內容
密切關注當前技術發展，借鑒國內外教材，編寫具有自身特色的教材；引進和翻譯最新技術資料，將其作為課堂教學的有益補充，引入到課程群中各門課的課件、題庫、實驗、教學案例中。
2.2 課程群知識點
課程群是將若干門在內容上具有密切相關性，在知識、方法上有邏輯聯系的課程加以整合而成的。我們列出課程群中各門課程的知識點清單，根據清單再重新總結和梳理各課程間的知識點，分析它們之間的內在關系后，完成對課程知識點的抽取、分析與匯編。我們在各門課程的講授中，對各課程的知識點進行統籌安排，既有不同的側重點，同時又要強調應用領域的融合。例如：自然語言處理與智能游戲的結合，智能優化算法與智能游戲的結合，商業智能與自然語言處理的結合，自然語言與生物特征識別的結合等。
在知識點的分析匯編過程中，不僅要注意課程群里各課程知識點的關系，還要注意它們與基礎課程的關系。例如：自然語言中的分類算法在模式識別中講授過，所以在自然語言處理課程中應側重基于文本特征的分類算法。
2.3 課程體系
在產業導向的教學理念指導下，我們將課程內容分為專業基礎理論、設計與編程、工程項目實踐3個部分。專業基礎理論包括了某個領域的理論基礎（如自然語言中的分詞及詞性標注）及智能算法的應用（如基于機器學習的文本分類和信息抽?。?；設計與編程則是深入掌握一門技術開發語言（如C語言、C++、Java，Python等）和應用領域的一種業界開發標準（針對自然語言掌握NLTK語言包的使用，針對掌握智能游戲掌握OpenGL、Direct3D等）；工程項目實踐旨在提高學生實際項目開發能力，為他們提供從學校走向工業界的途徑。
2.4 考核體系
課程考核是教學的重要環節之一，是檢測教學效果的必要手段。不同的考核方式，直接影響學生的學習態度和教師的教學態度。傳統考核方式已顯現出很多弊端，分數的高低不能真正反映學生掌握知識和解決問題的能力。為此可針對不同的課程，設計靈活多樣的考核方式。
3 建設方法與措施
3.1 師資培養
課程群建設涉及課程之間的內在聯系，要借助團隊的力量實施。以學術帶頭人為建設團隊核心，不斷提高師資隊伍的整體教學水平，充實實踐經驗。要求每位老師系統學習課程群中各門課程的內容和相互關聯性，注重融合各課程的基礎知識和其實際應用性，研制詳細的教研活動時間表和活動內容。通過教師間相互聽課和對教學活動的溝通，建立良好的教師相互學習機制。同時建立教師隊伍的管理體制，設置檢查與匯報環節，分階段、按目標對照教學任務進行管理。
3.2 課程群教學內容建設
各任課教師定期介紹課程內容、綜合考慮課程間關系，在統一的教學框架下制訂各課程的教學計劃、課程設計與實驗計劃。各任課教師提交課程的知識點說明和在課程群中的關系圖，大家一同進行分析討論，梳理課程之間的關系。目前，我們明確每次上課講3～5個知識點，并綜合編寫了課程群總體的知識點手冊，手冊中清晰描述了每個知識點建設的主要課程。例如，分類在自然語言處理、商務智能和生物特征識別中都涉及，我們綜合考慮將其放在商務智能中建設，其他課程協建。我們將課程群的各個知識點關系和課程的資料放在教學資源平臺上，供學生查看。
同時，我們采用校內教師與企業界開發人員相結合的授課方式。邀請企業界開發人員進入課堂進行1~2次教學，介紹業界的實際情況和最新進展。業界開發人員的授課很好地開闊了學生的視野。
3.3 教學方法和考核手段改革
我們采用交叉授課、綜合實驗、講座、討論課等便于展開知識、開闊視野的教學方法，在體現自身特點的同時又能體現課程間的交叉性和融合性。
同時我們注重實際項目訓練。我們把學生5～7人分為一組，將方案構思、設計思路和理性分析等一系列問題作為考題，進行實際的開發訓練，著重考查學生的邏輯思維、分析判斷能力和編程能力。學生通過公開報告會來匯報成果，成績由其他同學和老師共同給出。這樣既培養了學生的團隊協作能力，又有效遏制了抄襲現象，有利于培養學生的創造力。
3.4 學科競賽與教學的結合
課程群建設團隊十分重視各類大學生創新創業項目和學科競賽，團隊成員指導的大學生創新創業項目，多次榮獲“華為杯”智能設計大賽及湖南省“挑戰杯”各項賽事的一、二、三等獎。如2014年的華為杯一等獎作品“基于UEA-FZ腦電放大器的虛擬手機撥號系統”和“基于體感控制的機器人皮影戲表演系統”，就是運用了生物特征識別課程的相關知識。學科競賽的成績會被綜合考慮到學生的成績中。
4 結語
課程群建設是專業建設的趨勢，它打破了單個課程的局限，符合“厚基礎、寬口徑、重能力”的原則。課程群的建設有利整合教學資源，接下來，我們將“以點帶面”，輻射到整個智能專業的課程中去。
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