時間：2022-06-14 10:55:45
序論：在您撰寫智能科學與技術論文時，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。
1數據智能分析師培養
就業前景分析方面，谷歌首席經濟學家哈爾•瓦里安預計，未來即將出現一類新型的專業人才和職業崗位——數據科學家，當然數據智能分析師也會應運而生?，F下時代是數據時代，甚至稱之為大數據時代，企事業單位面臨大量數據如互聯網數據、醫療數據、能源數據、交通數據等，實際應用中普遍遇到分析能力弱、噪聲數據多、缺少分析方法、分析軟件能力差、模型可信度低等問題，其主要原因在于傳統數據分析方法不能滿足需要，而數據挖掘技術、機器學習技術、模式識別技術、知識發現等智能技術可以為數據智能分析方法與工具提供技術支撐。2014年4月24日，百度高級副總裁王勁在第4屆“技術開放日”上正式宣布推出“大數據引擎”，數據智能概念由此產生。數據智能分析是指通過數據挖掘技術、機器學習、深度學習、模式識別與分析、知識發現等技術，對數據進行處理、分析和挖掘，提取隱藏在數據中有價值的信息和知識，從而尋求有效解決方案及決策支持預測。目前社會急需懂得智能技術的各層次數據智能分析人才，可以預計，熟練掌握智能技術的數據科學家、數據分析師、數據挖掘人員將有廣闊的用武之地。培養手段探索方面：①以“點—線—面”結合的方式橫向縱向設置課程群，面向數據智能分析，以案例為導向貫穿“線”上的各關節點課程，比如以數學基礎課（線性代數、概率統計、數學分析）大類專業課（程序設計、數據結構、數據庫技術）數據智能分析專業課（數據挖掘、機器學習、多維數據分析）為主線，理論與實踐齊頭并進；②立足培養“計算技術+智能信息+知識技術”的高級數據分析師，理論學習—隨課實驗—集中實踐—科技活動—企業實習—畢業設計等教學環節協調配合，“資格認證—競賽獲獎—獎學資助”激勵培養；③以大數據智能分析為契機，積極培養本科生的大數據計算思維和認知能力，使其掌握大數據智能分析方法、機器學習數據挖掘工具和開發環境。政策導向分析方面：建議中國計算機學會與中國商業聯合會數據分析專業委員會等機構緊密協調合作，設立適應新時代社會與經濟發展的“數據智能分析師”認證[6]，當然將大數據智能分析納入計算機水平考試的可選項也是當前的一種解決方案，提高智能科學與技術專業社會認可度，增強本專業學生的歸屬感，更好地培養各層次的數據智能分析人才。
2創新型智能技術人才培養
智能科學與技術的發展與計算機技術幾乎同時起步，但其進展比計算機技術要慢許多，根本問題在于高級智能的載體——“人腦”是世界上最復雜的系統，人類對它的認識和了解仍然處于初級階段。近年來通過智能技術解決實際應用問題有了長足進步，國內已相繼有20多所高校面向市場變化和未來需求，自2004年以來陸續開辦了智能科學與技術本科專業。盡管大多數智能技術的理論基礎還不完備，但實際應用的強勁需求與問題解決能力超越了薄弱理論基礎的約束。本專業課程的教學內容與課程實踐都適合教師與學生以研究者的身份參與到“教”與“學”的活動之中。1）研究型教學。蓬勃發展中的智能技術需要教師啟發式、創造式、批判式地“教”，學生也要創造式、批判式地“學”。教與學要能夠從研究思維、問題探索、模型改進、算法優化、腦認知和自然智能指導的角度推進教學活動，進行創新性教學和研究型學習。教學實踐活動中應強調學生半監督式學習與自監督學習為主導，鼓勵引導深度學習，經典案例、前沿講座、討論探索貫穿課堂教學，課程考核注重創新科技實踐、問題探索、課程內容探索、課程研究性專題報告、以課程為基礎的作品開發等創新效果和教學效果。2）“研究型分組”培養。智能科學與技術專業開辦時間不長，成熟教材不多，課程體系需要不斷適應學生和社會的需求做出調整，又加上智能科學專業課程本身的發展探索與實際應用現在處于同步發展階段，決定了專業老師大力推進“研究型班級教學”，在教學過程中實施“大班基礎講授”+“小班研究型討論”+“小組探索型課題實施與報告”的教學體系，同時來自相關研究方向的研究生也作為助教協助專業老師對小班（組）課題討論進行引導。3）科研訓練提高學習積極性。大類培養模式下實施科研訓練引導學習，大一、大二年級主要學習公共基礎課程和大類專業基礎課程，其中的數學基礎課，如線性代數、高等數學、概率統計、離散數學等，由于缺乏實際應用案例支撐，很多學生會懷疑這些知識在將來本專業學習中的用處，課堂課后處于被動學習狀態，個別學生還會由于認識滯后，產生厭學情緒甚至放棄基礎知識學習，以致于專業分流后表現為學習能力嚴重不足。通過吸收本科生參加科學創新實踐和科技活動，使他們發現數學知識能夠用來解決實際問題，有利于提高本科生學習基礎知識的積極性，變被動學習為主動學習。同時，教師也能從中發現部分優秀本科生的創新潛力和研究能力，激發他們科學研究的興趣，引導他們把智能科學技術作為研究方向并致力于攻讀相關方向碩士研究生、博士研究生，進一步強化其科學創新能力，勢必會使其獲得高水平創新性成果。大類培養模式下強化專業教育與實踐，專業老師要積極主動引導學生，變被動地等待學生選專業轉變為吸引優質學生，以大二上學期為主要時間點，引導大類專業學生對特色專業的興趣，通過科學研究和學生科技活動吸引選拔學生進科研團隊，同時實施科研成果進課堂、進教材、進學生活動。專業教師、班導師可宣講專業特色和就業前景，指導本科生申請大學生科研訓練計劃、參加科技競賽、開發智能技術特色作品。大類培養模式下實施科研訓練計劃，需要本科生積極主動地理解大類下各子專業的特點和特色，結合自己的興趣愛好和實際情況，在大類培養結束時分流到各特色專業。因此，本科生參加科研實踐和專業科技活動的時間點很重要，從大一結束后的暑假開始，一直延續到本科畢業，同時實施“泛畢業設計”（即大二選方向并實施課題基礎儲備，大三實施課題，大四結合專業實習完善畢業設計）[3]，這樣既充分利用了本科生大二大三充裕的課后時間，也緩解了大四本科生面臨就業、考研、出國等問題的突出矛盾。
3智能系統開發人才培養
智能技術已成為當前技術革命創新的源泉，智能系統廣泛應用于工業、農業、服務業等各領域，比如2014年11月2日開始處女航的皇家加勒比郵輪公司“海洋量子號”郵輪也因為大規模運用了高科技智能系統而號稱“世界上第一艘智能郵輪”。智能系統是建立在“智能技術+計算技術”基礎上，結合了控制技術、信息技術的軟硬件系統。智能系統開發人才培養目標是社會急需的智能系統開發工程師，其從事的工作主要包括智能系統的設計、開發、維護、運營、服務及相關的技術指導。為了適應智能系統開發人才的培養，應該建設智能終端實驗平臺、計算智能實驗平臺、腦認知實驗平臺、高性能計算平臺等人才培養基地與實訓基地，推進實施智能終端軟件開發技術、智能系統應用課程設計、智能系統與工程課程設計、智能游戲開發與設計、人機交互系統開發與設計等教學實踐活動。
4復合型智能技術人才培養
智能科學與技術是一門綜合學科，智能技術也廣泛應用到智能交通、智慧城市建設、電子信息、信息安全、電子政務、電子商務、工業制造、教育、醫療、管理、農業現代化、國防現代化等眾多領域，需要大量復合型智能技術人才。筆者認為，以下4條措施是智能科學與技術新興專業培養復合型人才切實可行的培養方案：①充分發揮大類培養特色明顯的人才培養優勢，開放“全校特色專業選修課”，跨專業、跨學院科教團隊，與大學生科技創新計劃融合，重點培養學生的綜合性、復合性、應用性；②引導并嚴格要求B學分課程學習，特別是設計規劃實施好“科技創新”、“文體活動”、“技能認證”、“企業實習”、“暑期社會實踐”等綜合能力提高計劃；③交叉融合辦好本科生二專業，鼓勵學有余力的本科生對知識的渴求，允許學生在本專業的基礎上再輔修另一個專業，并提供配套措施，保證二專業學生能獲得優質教育，發揮學科交叉融合優勢，使本科生形成寬廣深厚的知識結構，培養有特色的智能科學技術專業復合人才；④通過與企業橫向合作，建立校企實訓基地，緊跟企業和市場需求，與企業聯合培養復合應用人才。
5結語
關鍵詞：智能科學技術；課程；教學
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言
隨著智能科學技術在人類生活各個領域的不斷滲透，它所帶動的智能技術浪潮正在不斷地擴大，并對社會、文化、教育的發展發揮了巨大的作用。
“智能科學與技術”本科專業作為一門剛剛起步的新專業，具有廣闊的發展前景和巨大的應用需求。它是一門綜合交叉性學科，旨在培養具有腦與認知科學、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，具有較強的自學能力和創新能力的高級復合型人才。
“智能科學技術導論”課程是“智能科學與技術”專業的基礎課程，作為本專業的“敲門磚”，可以幫助學生對“智能科學與技術”專業有一個整體上的認識，對智能科學領域有一個初步的了解。
2 課程概述
對于剛剛邁進大學校園的青少年來說，他們面臨著許許多多的新問題，其中最重要的一項，就是“專業”問題。自己將要學習的專業究竟是怎樣的?它的前景如何?怎樣才能學好它?“智能科學技術導論”課程是學生接觸到的第一門涉及本專業知識的課程，它針對學生的實際需要，系統、科學地解答了學生各種各樣的專業問題，為本專業的新同學們提供適時和恰當的“專業引導”，使他們很快進入環境，成為一批積極主動、方向明確、方法正確的新型學習者。
本課程具有以下特點：
(1)從宏觀上介紹智能科學技術領域的相關內容，綜合性強。
課程整體地介紹了智能科學技術以及智能科學領域的基本概念、學術思想、知識體系、學術特色，使學生對“智能科學技術”由完全陌生的狀態變為能夠對它的基本模型和基本問題建立一個初步、宏觀的，然而又是準確和科學的認識。
課程剖析了智能科學技術與相關學科之間的關系，使學生明了智能科學技術、信息科學技術、控制科學技術和計算機科學技術各有各的獨立研究領域，各有各的獨特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促進。
通過回顧和展望，本課程揭示了智能科學技術的精彩發展前沿技術與巨大的創新機遇，指明當代智能科學與腦科學、神經科學、認知科學的結合將開辟極其廣闊的發展空間，同時也指出智能科學技術面臨著科學研究方法論的深刻變革。
(2)解析專業課程結構框架，指引學生采用正確的學習方法開展本專業的課程學習。
科學的學習方法是受多因素制約的多層次、多序列的復雜的動態體系。從微觀上說，怎樣讀書，怎樣上課，怎樣實驗，怎樣實踐，怎樣做筆記，怎樣記憶，怎樣運用學習時間等都是方法問題；從宏觀上看，怎樣制定學習戰略，怎樣選擇治學途徑，怎樣不斷優化知識結構，如何確立學習觀和學習原則等也都包含著“方法”問題。
本課程通過闡述智能科學與技術專業的知識結構，并對其進行深入分析，幫助學生認識整個專業的知識體系，明晰本專業課程的組成、每門課程的作用以及課程之間的邏輯關系，指引學生采用正確得當的學習方法開展本專業的課程學習。
(3)激發學生熱情，培養學生興趣。
本課程從根本上闡明了智能科學技術必然在現今時代崛起并迅速登上現代科學技術舞臺的內在緣由，啟示學習智能科學技術的必要性和重要性，啟發學生的歷史責任感和崇高使命感，使他們認識到能夠學習“智能科學與技術”專業是他們這一代人的幸運。同時，通過分析和案例介紹，說明智能科學技術對于經濟發展和社會進步的巨大作用，認識到信息化必須走向智能化才能建成現代化國家，從而有效地增強學生學習智能科學技術的自覺性、自豪感。
通過介紹一些典型的智能系統，使學生初步建立起智能科學技術的直觀形象和感性認識，相當于進行了一次“智能科學技術的認識實習”，以此激發學生的學習熱情。
3 課程教學的認識與思考
3.1 著重實際應用，激發學生興趣
智能科學是一個不斷發展的學科，它的技術成果、研究動向更新地很快。教師應及時地介紹智能科學技術領域的最新科技成果，將其引入課程教學，增加操作環節，可由教師進行演示，或由學生自己在實驗室進行運行。
通過操作加深感悟，是學生參與知識形成過程的關鍵。通過親手執行包含智能技術的應用系統，使學生獲得關于智能科學技術更為深刻的體驗，大大拉近學生與智能科學技術之間的距離，使他們感覺到“智能科學技術就在自己身邊”。這樣，既增強了學生對本課程的興趣，又使學生及時掌握了本學科領域發展的最新動態，擴大了知識面。
3.2 組建研究小組，鼓勵創新思維
智能科學技術本身處在創新發展時期，特別需要培養具有創新精神的人才。智能科學技術是一個高度綜合又非常深邃的學科，依靠常規的學習方法很難把握，同時，它又是一門研究思維規律的學科，思維規律之中最重要的是創新思維。所以，培養智能科學與技術專業的高層次人才，一定要著重創新思維的建立。
教師可綜合考慮課程側重點與學生興趣，指定幾個研究方向，組建研究小組。鼓勵學生通過查閱資料、調查實踐等方式解答問題，提出自己的新想法。整個活動以互動的形式開展，教師引導學生積極思考問題，通過師生的交流和探討使學生獲得對同一問題的多種思考結果，學生可依照自己的新思路將研究逐步深入，最終，以組為單位向教師和全體學生做專題介紹。這種參與式教學模式使學生在“教”的同時，鞏固提高了對知識的理解，并鍛煉了學生的邏輯表達能力和心理素質，給學生一個展現自我的平臺。
3.3 采用靈活考評方式，建立綜合考評體系
傳統的單純以期末考試成績作為考量的考評方式過于片面，同時也容易束縛學生的思維。綜合考慮智能科學技術專業的培養計劃以及智能科學技術導論的課程特點，筆者認為，應采用靈活的考評方式，建立綜合的考評體系。
本課程考評體系可分為三部分：期末考卷、調研表現、小論文。期末考卷只要基于本課程教材的基本理論、基礎知識、課堂內容進行測試。調研即3.2節中所提到的組建研究小組，每個小組就自己的研究方向進行調研，參閱書籍、查找資料、深入探討，以PPT的形式向教師和全體學生進行總結匯報。小論文指學生以自己的調研方向為題目，撰寫專題論文。這種考評方式是以書本為平臺，培養學生主動系統地獲得新知識、新技術的能力，主要包括基本學習能力、自學能力、實踐操作能力和表達能力，鼓勵學生勇于創新的精神。同時，也調動了學生查閱資料，自主思考問題的積極性，擴展了知識面。
3.4 參觀實驗室，了解領域研究現狀
智能科學技術學科的大學畢業生，應該既可以從事智能理論和智能系統的研究、智能科學技術相關專業的教學，又可以從事實際與智能技術相關的工程開發工作。而對于剛剛接觸這個專業的學生來說，很難從書本中明了自己今后的究竟能做些什么，也很難將書面知識與實際應用相結合。通過參觀與專業相關的實驗室，進行現場教學，幫助學生將課本上的抽象理論與具體實踐結合起來，讓學生了解將來可能會從事的工作，了解學科領域的研究現狀，親身感受實驗室的學術氛圍，激發學生對專業領域高水平研究的向往。
同時，還可以組織本專業博士、碩士研究生開展系列講座，講座內容可包括本科課程學習、專業學習方法、實驗室在研項目、領域前沿技術等等。在介紹專業知識的同時，向本科新生傳授自己的學習經驗，引導他們在智能科學與技術專業的這條道路上穩步前行。
關鍵詞：智能科學與技術；專業建設；科研建設；人才培養
1背景介紹
智能科學與技術專業是一門新興的交叉型學科[1]。隨著信息化的進一步深入以及IBM“智慧地球”、我國“感知中國”等戰略的實施，智能科學技術正在成為關系國民經濟、社會發展和國家安全的一個重要領域。因此，智能科學與技術相關專業的建設也引起了國內外高校的重視。國外許多著名高校都設立了人工智能專業，并授予智能科學專業學位；世界多數知名理工類院校都設立有人工智能研究所或實驗室，進行智能科學專業的科學研究和人才培養。
相對而言，國內智能科學與技術專業的起步較晚。2004年，北京大學信息科學技術學院經教育部正式批準設立了全國第一個智能科學與技術本科專業。之后，國內許多高校也相繼設立了這一專業，有些高校還成立了相應的系。現在智能科學與技術專業已經從計劃外專業變成計劃內專業，標志著該專業的建設在國內已逐漸形成氣候。
廈門大學是國內較早設立智能科學與技術系的高校之一?；谠谥悄芸茖W與技術領域多年的研究積累和師資儲備，廈門大學于2006向教育部申請并獲批設立了智能科學與技術本科專業，之后又于2007年6月6日成立了智能科學與技術系[2]。建系以來，廈門大學智能科學與技術系一直堅持以“科研帶動教學、教學促進科研”的辦學理念。一方面，我們以系里的科研實力、科研特色為基礎，在人才培養過程中發揮優勢，為人才培養服務，更好地完成專業培養的目標；另一方面，優秀人才的培養也為我系的科研提供了有生力量和儲備力量，反過來促進系里的科研發展。
從2007年成立至今，我系完成了首屆本科生完整的一輪培養，因此我們希望能將4年來的專業建設的情況做一次梳理，為下一步的工作提供參考。作為一個新興專業，各高校對于智能科學與技術專業的建設也都處在探索階段，因此我們也希望這些工作梳理能對其他院校的專業建設起到參考作用。
我們對專業建設的梳理從兩個方面展開：一是科研與學科建設的進展情況；二是教學與人才培養的進展情況。
2科研與學科建設進展
2007年以來，我系科研與學科建設取得了很大進展，下面從凝練科研方向和科研平臺與學科點建設兩個方面來介紹。
2.1凝練科研方向
在智能科學與技術系成立之前，廈門大學在人工智能領域已經有了不少積累，在心腦計算、藝術認知和自然語言處理等領域形成了一定的優勢。
2007年建系以后，我們結合自身研究特色和學術發展前沿，進一步凝練了研究方向，基本上確定了四個重點發展的方向，并成立相應的研究室。
1) 藝術認知與計算方向。
主要圍繞人類藝術活動的腦機制，特別是有關詩歌、音樂與舞蹈的審美與創作方面，開展相關的認知與計算研究工作。
2) 智能多媒體方向。
主要從事有關多媒體信息處理方面的關鍵技術研究和應用系統的研發，涉及視頻圖像處理與運動目標檢測、基于內容的多媒體信息檢索、智能中醫信息處理等方面的研究。
3) 自然語言處理方向。
主要從事機器翻譯、實體關系抽取、跨語言信息檢索、語音識別與合成等方面的理論研究和相關應用系統開發。
4) 仿腦智能計算方向。
主要開展有關機器人認知計算引擎的基礎性研究工作，目標是開發一個具有普適性的認知推理引擎，并將其嵌入到機器人中，使機器人具有綜合的意識、視覺、語言和動作能力。
方向的凝練很好地促進了我系研究隊伍的整合，也使系里的人才引進工作有了更好的針對性。經過四年的建設，以上四個方向均逐步形成了一支結構合理的研究團隊，如表1所示，科學研究也相應的取得了一些進展。2007-2010年間，我系教師承擔國家自然科學基金項目、國家863計劃項目、省級課題、企業委托橫項課題等各類科研課題近50項，每年新立項的項目數量如表2所示。同時，我們在《Neuroscience Letters》、《Journal of Vision》、《Computational Intelligence》、《中國科學》、《軟件學報》及《電子學報》等國內外重要學術期刊和國際會議上發表學術論文200余篇，其中EI/SCI檢索論文150余篇。這些方向的發展為我們的人才培養奠定了良好的科研基礎。
2.2科研平臺與學科點建設
科研平臺是學科發展的重要載體，是科技創新的重要源頭，是聚集和培養高層次人才的重要場所。因此，科研平臺建設是學科建設的重要內容。
一直以來，我們就很重視科研平臺的建設，也形
成了較好的基礎。2003年，我們建立了一個跨專業的校內科研平臺――廈門大學語言技術中心；2005年，我們獲批建設了“智能信息技術福建省高校重點實驗室”。依托這兩個平臺，并基于我們對科研方向的進一步凝練，我們最終于2009年獲批建設“仿腦智能計算福建省重點實驗室”。該重點實驗室的建設以人工大腦研究為中心，并包含仿腦計算、智能語言處理、視聽感知和機器人及其行為控制等方面的研究，更有利于我系進一步整合和優化科研結構。
學科點建設也是學科建設的重要內容之一。擁有學科點一方面反映了相關領域的學科建設水平，另一方面又能為高層次人才培養提供必要保障。
智能科學與技術至今還未被列為一級學科，因此智能科學與技術專業的研究生目前只能依托其他相關專業進行招生和培養。建系之前，我們已經依托廈門大學“數學”一級學科，自主設立了“人工智能基礎”二級學科博士點，具有了培養本專業博士層次研究生的基本保證。2010年，我系與廈門大學計算機系、廈門大學軟件學院共同合作成功申報了“計算機科學與技術”一級學科博士點，在此一級學科下設的10個方向中，我系將負責建設其中的數字媒體藝術、信息安全技術、自然語言處理以及模式識別與智能計算等4個方向。該博士學位授予點將于2012年正式招生，這為我們在博士層次上培養智能科學與技術專業人才奠定了更好的基礎。
3教學與人才培養進展
下面從本科生和研究生兩個層次的學生培養介紹我系教學與人才培養的進展情況。
3.1本科生培養
在本科生方面，廈門大學智能科學與技術系的目標是培養有效和系統地掌握本學科的理論基礎，比較深入地理解智能科學與技術理論；具有一定的分析、綜合和創新能力，能夠承當智能信息系統設計、開發和智能科學與技術學科教學任務的，德、智、體全面發展的科學技術工作者。為了實現這一目標，我們遵循“寬口徑、厚基礎、抓關鍵、重實踐”四項基本原則，制定了較合理的教學計劃，并特別注重學生實踐能力的培養，采取了增設實用技術類課程、增設本科生進研究室參與課題研究的“課題實踐”環節、組織學生參加企業實習等若干措施，加強學生的實踐能力培養[3]。
目前，我系在本科生培養方面已經初具成效，具體體現在兩個方面。
1) 多組本科生團隊獲批立項大學生創新性實驗項目。
2009年，我系本科學生組成的創新實驗團隊中的3支獲得了國家級創新性實驗項目資助；1支獲得了校級創新性實驗項目資助；今年的創新性實驗項目初評中，我系本科生團隊又有3支入選。
2) 首屆學生就業形式喜人。
2007級本科生是我系的首屆學生，共計31人，其中2/3的學生入學都是經專業調劑的，因此學生入學之初對本專業多是不了解甚至是不感興趣的。經過4年的學習，他們都能很好地完成學業，多數學生逐漸喜歡上了本專業，部分學生更是將本專業作為其未來進一步學習和工作的方向。今年7月，我系2007級本科生畢業，畢業率和就業率均為100%，畢業去向情況如圖1所示。
圖1廈門大學智能科學與技術系2007級本科畢業生去向
其中，11名學生進一步升學攻讀研究生；4名學生選擇了到美國、中國香港的高校深造；其他16名學生則進入企業就業。
3.2研究生培養
我系的研究生培養以加強創新能力的培養為核心，以加強基礎課、專業課、實驗實踐教學、論文創新寫作、促進理論與實踐相結合為重點，包含碩士研究生和博士研究生兩個層次。在碩士研究生方面，有3個學術型碩士學位授予專業(人工智能基礎、模式識別與智能系統、計算機應用技術)和1個“計算機技術”工程碩士培養方向(智能工程及網絡安全方向)；在博士研究生方面，目前有1個二級學科博士學位授予專業(人工智能基礎)。
為了培養研究生的創新能力，我們主要依托系里所承擔的科研項目，特別是國家級科研課題。學生們參與到課題研討中，接觸最新的學術前沿問題，并在不斷討論、實驗過程中逐步提高獨立科研能力。
為了促進學生將理論與實踐相結合，我們積極加強與企業的聯系，建立聯合實驗室或聯合培養基地，例如，我們與深圳名人公司建立了機器翻譯聯合實驗室，與北京德威特電力系統自動化有限公司建立了電力自動化軟件聯合實驗室，與廈門中資源有限公司建立了智能反垃圾郵件聯合研究中心，與廈門東南融通系統工程有限公司建立了計算機軟件與理論研究生教育創新基地等。這些基地的建立使學生能夠參與企業的實際課題，在提高實踐能力的同時也促進了就業。
目前，我系的研究生培養也取得了一些可喜的成果。學生們參加各種競賽或展示均取得了優異的成績。例如，2010年，仿腦智能系統方向研究生研發的社交機器人――“文博之星NAO”項目獲得第三屆海峽兩岸(廈門)文化產業博覽交易會最佳創意產品銅獎；自然語言處理方向研究生研發的漢語句法分析器和漢語人名消歧系統分別參加2009中文信息學會句法分析評測(CIPS-ParsEval-2009)和2010中文信
息學會與SIGHAN聯合會議(CIPS-SIGHAN 2010)的人名消歧評測，均榮獲第二名。
4反思
智能科學與技術專業作為一個新興專業，雖然得到國內許多高校的重視并有良好的發展勢頭，但目前仍存在一些發展的制約因素。第一，智能科學與技術未能被列為一級學科，因此各高校的智能科學與技術學科建設只能依附于其他相關專業，導致該專業的發展缺少必要的學科保障，高層次人才(博士層次)的培養也受到嚴重制約；第二，智能科學與技術在國內尚未形成明顯的產業群，因此該專業畢業生就業的行業特色不明顯，目前各高校智能科學與技術專業畢業生的就業行業與計算機科學與技術、自動化、電子科學與技術等相關專業學生的就業領域基本相近，這導致該專業的特色無法被正確理解，也影響了專業招生。
在這種狀況下，我們認為智能科學與技術專業要大力發展，應突出兩點。首先，要加強智能科學與技術的科學研究，這一方面可以促進人才培養，另一方面也能通過展現高水平成果進一步擴大專業的學科影響力；其次，要加強智能科學與技術專業學生的實踐能力培養，以此提高專業學生的就業競爭力，進而增強專業的吸引力。
參考文獻：
[1] 鐘義信. 設置“智能科學與技術”博士學位一級學科：必要性、可行性、緊迫性[J]. 計算機教育,2009(11):5-9.
[2] 東,李紹滋, 潘偉. 廈門大學“智能科學與技術”專業建設介紹[J]. 計算機教育,2009(11):46-48.
[3] 東,李紹滋. 智能科學與技術專業學生實踐能力培養若干探索[J]. 計算機教育,2010(19):61-63.
Specialty Construction of Cognitive Science in Xiamen University
CHEN Yidong, LI Shaozi, PAN Wei
(Department of Cognitive Science, School of Information Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China)
關鍵詞：智能科學與技術；畢業生情況；北京科技大學
從2004年國內開始招生至今，全國已有不少高校設立了智能科學與技術專業。我校是較早設置該專業的院校，于2007年在信息工程學院設置其為第7個本科專業，并開始招生。2009年9月，學生進入相關專業課程的學習，第一屆學生于2011年7月畢業。日前，該專業學生已經完成本科階段的學習。
在專業開設過程中，我們完成的主要工作如下。
1) 調研國內外相關院校智能科學與相關專業的培養目標和培養方案。
2) 形成智能科學與技術學科的知識體系和能力要求。
3) 制定2010版智能科學與技術專業的教學大綱。
同時，在辦學過程中，我們選擇了腦科學與認知科學概論，人工智能基礎，微機原理及應用、課程設計(微機原理)，可視化程序設計、智能計算與應用四個課程組進行教學模式改革。
1首屆畢業生知識結構
因為是首屆學生，我校大多數課程安排參考了國內兄弟院校的課程設置，也參考了我校自動化專業的部分課程設置。學生的知識結構主要由5個方面組成[1]，如圖1所示。
1) 數理基礎課程群：工科數學分析、高等代數、復變函數與積分變換、概率與數理統計、數學實驗、大學物理、物理實驗、應用力學基礎、離散數學等。
2) 電工電子技術課程群：電路分析基礎、電路實驗技術、模擬電子技術、模擬電子技術實驗、數字電子技術、數字電子技術實驗等。
3) 機電技術基礎課程群：工程制圖基礎、程序設計基礎、信號處理、計算機網絡、微機原理及應用、嵌入式系統、數據庫技術及應用、面向對象程序設計、現代檢測技術、電機控制技術、現代通訊技術、DSP處理器及應用、機械設計基礎等。
4) 專業主干課程群：信息論與編碼、控制工程基礎、腦科學與認知科學概論、人工智能基礎、機器人組成原理、計算智能基礎、模式識別基礎、虛擬現實技術、智能控制及其應用。
5) 實踐創新課程群[2]：計算機應用實踐、電子技術實習、MATLAB編程與工程應用、Linux系統與程序設計、自動控制系統設計與實現、微機原理課程設計、嵌入式系統設計與實現、專業(生產)實習、畢業設計(論文)等。
除了專業課程的學習，學生還參與了很多課外科技活動和競賽，并取得了良好成績，內容如下。
1)“基于Matlab的智能五子棋人機博弈系統”在北京科技大學第十一屆“搖籃杯”課外學術作品競賽中獲三等獎。
2) 第八屆校機器人隊隊員在第八屆亞太機器人大賽國內選拔賽中獲十六強。
3) 在全國大學生電子設計大賽中獲成功參賽獎。
4) 在智能車校內賽中獲二等獎。
5) 在北京市機械創新大賽中獲三等獎。
6) 在北京市大學生電子設計大賽中獲二等獎。
7) 在“飛思卡爾”智能車競賽的校級賽中獲三等獎。
8) 在校級機器人競賽中獲季軍。
9) 在全國大學生節能減排大賽科技類中獲三等獎。
10) 在北京科技大學計算機博弈錦標賽中獲最佳程序設計獎。
11) 在北京科技大學“閃我風采”Flash大賽中獲最佳細節獎。
在參加課外競賽及各種活動之余，首屆智能班還自組織了以小組為單位的指紋識別考勤計時系統編程比賽，歷時一個月，比賽結束后評出了最優編程獎。然后返回給每個小組，再討論再修改，最終確定了最優版，申請了國家軟件著作權，于2010年5月份獲得審批。此次比賽成果是全班學生辛苦勞動的果實，凝聚了24位學生的智慧和努力。圖2展示了該系統的計算機軟件著作權登記證書。
2首屆畢業生畢業設計情況
2010年底，首屆學生進入本科畢業設計環節。在大家的共同努力下，全部學生通過了本科畢業設計。畢業設計的題目如表1所示。
3首屆畢業生去向
智能科學與技術專業首屆24名學生是2009年9月進入大三學習專業課的。目前，我們統計的畢業生去向，專業第1名放棄了保研指標，選擇出國留學，另外有4人保送本校讀研究生。選擇考研的學生還有12人，另外有3人選擇出國留學，還有2人選擇就業，如表2所示。
4經驗和教訓
我們對2007級智能科學與技術首屆畢業生的總體情況還是比較滿意，通過一系列教學改革，取得一定的成效，內容如下。
1) 人工智能基礎。此課程為智能科學與技術專業的理論基礎性課程，具有涉及的面比較廣、內容較多、變化較快的特點。我們結合人工智能學科的發展，在保證課程完整性的同時，盡可能增加學科發展的前沿內容。
2) 微機原理及應用、課程設計(微機原理)。微機原理及其應用是一門實踐性很強的課程，特點是計算機軟硬件結合非常緊密，需要經過大量的實踐環節學習。在充分分析本門課程特點的基礎上，我們對該課程作了如下教學改革：自行研制開發了一套實驗裝置，開發了配套的實驗項目，編寫了相應的實驗講義。圖3是我們使用的微機原理與單片機實驗裝置。
在教學方法上，教師讓學生在學習已有實驗項目的基礎上，做一些由簡單到復雜的新改動，直至最后設計出新的應用電路，并用相關器件實現。為了鼓勵學生親自動手制作電路板，教學團隊花費近3 000元，購買了各種電子元器件和電路制作工具，包括單片機芯片、集成穩壓電路芯片、各種傳感器、小鍵盤、電阻電容、印刷電路板、萬用表、電烙鐵等，保證每位學生都能設計并制作完成一個單片機控制系統。在課堂管理方面，我們實行小班授課，每班不超過30人。學生都很遵守課堂紀律，幾乎沒有遲到早退現象，為該門課程的學習營造了良好的學習氛圍。
3) 可視化程序設計。小班在實驗機房上課，課程將講解部分與上機練習結合起來，教師對每一個知識點進行講解后，讓學生立刻練習，提高學生的動手實踐能力。通過教師的課堂講解和學生的課堂練習，使學生達到融會貫通的程度。
4) 數據結構與算法分析。針對智能科學與技術專業對計算機軟件能力要求高的特點，我們壓縮了計算機專業的數據結構和算法分析兩門課程的學時，保證學生應用能力的培養，并編寫了相應教材。
5) 根據國內外高等教育的最新發展，我們對研究思路、內容、方法進行必要調整。英國、美國、馬來西亞等國近幾年開設了AI相關專業，并且多數與機器人結合。在2010版教學計劃中，我們也將機器人作為學生學習過程中的實驗平臺和設計實現對象，為此探討設立機器人組成原理課程[3]，并在準備教材。我們還與南開大學、河北工業大學合作開發智能科學與技術專業的系列教材[4]。
另一方面，我們在辦學過程中也感覺到一些問題，和南開大學[5]的問題較為類似。
1) 專業宣傳方面的問題。
2) 沒有形成統一的教學指導委員會，各學校還處于單兵作戰階段。
3) 學校的重視程度不夠，經費投入有待加強。
4) 師資結構對其他學科的依賴程度較大，還未形成完整的師資隊伍，多數教師來自其他專業。
5結語
通過兩年的專業課學習，首屆智能科學與技術專業的全體學生在各方面都取得了不錯成績。多門基于專業課程開設的課程設計不僅增強了學生的動手實
踐能力，還加深了學生對專業知識的理解及掌握程度，很好地將理論學習與實踐教學結合起來。特別是在畢業設計階段，學生的論文題目都很有新意，充分體現出智能科學與技術專業的“智能”特點，而且學生在論文答辯環節全部順利通過。首屆畢業生中，出國和保研率達到54.17%，就業率達到45.83%，有很好的發展前景。通過研究首屆畢業生情況，我們認為智能科學與技術專業是一個很有發展潛力的專業，能夠將人工智能科學、計算機技術、智能控制等專業性較強的學術領域綜合起來，培養出具有綜合能力的優秀畢業生。
總結首屆畢業生情況，我們將在隨后的教學過程中進行如下改進：結合人工智能學科的發展，盡可能增加學科發展前沿的內容；針對學有余力的學生，布置學科前沿的自學內容；在教學中嘗試以作業的形式安排實驗內容[6]。同時，我們繼續保持小班授課方式，營造出良好的學習氛圍。在考核方面，結合平時、考試和答辯3種形式，來客觀、公正地評定學生，促進學生的全面發展。通過總結已有的教學經驗，吸取教訓，發展優勢，我們相信智能科學與技術專業一定會一步一步成為更加完備的、更有優勢的、更具時代特征的新型專業。
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The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology
in University of Science and Technology Beijing
LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang
(College of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
關鍵詞:智能科學基礎;系列課程;國家級教學團隊;改革;建設
在國家教育部質量工程的支持下,中南大學信息科學與工程學院對國家級精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國雙語教學示范課程人工智能和國家級智能科學基礎系列課程教學團隊[4]等進行持之以恒的改革與建設,取得一些成果。
“智能科學基礎系列課程教學團隊”的教學隊伍是一支由國家級教學名師領銜[5],知識結構、梯隊結構和年齡結構比較合理,具有明顯的學科優勢、課程優勢、人才優勢和教學科研優勢的頗具特色與影響力的教學團隊。該團隊以中南大學智能科學研究中心為核心,主要承擔人工智能基礎、智能控制導論、機器人學、專家系統等本科基礎和專業基礎課程,碩士學位課程人工智能、智能控制和機器人控制技術以及留學生碩士學位課程Artificial Intelligence和博士生學位課程智能系統原理與應用的教學。
教學團隊在建設過程中,注重教學改革,加大課程建設和教材建設力度,不斷改進教學方法,在課程改革、教材建設、教學手段、隊伍建設以及交流合作等方面取得一些進展。本文擬就教學團隊的改革與建設的相關理念與實踐問題加以總結,談談我們的見解。
1創新教學方法
教學是教師的本職和核心工作。本教學團隊一直致力于教學方法與教學模式的改革與創新,虛心學習國內外先進教學經驗和方法,積極探索教學新路,形成了“以趣導課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學模式和教學方法[6-7]。充分激勵學生的學習積極性和主動性,發揮獨立思考和創新思維,多方位培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。我們在教學過程中應用了課堂演示、課堂互動、課堂辯論、課后網絡教學、網絡實驗等一系列現代化全方位的教學新模式。此外,為提高學生的動手能力和理論水平,讓學生直接參與部分教師課題,理論聯系實際,為畢業后的工作學習打下良好基礎。具體措施如下:
1) 舉行課堂討論會,營造自由探索氛圍。
為調動學生的積極性,我們在授課過程中多次開展課堂討論會和辯論會等活動,讓學生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點,使學生全方位地接觸所學課程,培養學生的研究能力,真正實現師生互動,并鼓勵學生用英語討論。學生對有些問題展開了激烈的爭論,激發了學習潛能,明確了學習目標。課程中還經常請來在科研工作中擔任主要任務的教授和博士生來給學生介紹最前沿的科學動態,激發學生們對所學知識和科學研究的興趣。在研究生教學方面,我們更進一步通過舉辦課程課堂學術研討會,讓學生在一年級就開始接觸學科前沿,自己查閱資料和動手寫科技論文,并在研討會上宣讀討論,培養獨立工作能力和從事學科前沿研究的能力,為將來的高層次研究打下基礎。
2) 倡導啟發式教學,培養學生學習能力。
注意采用面向問題的啟發式方法進行教學,啟發學生求解問題能力,強化學生的參與意識,提高他們的學習積極性。教學中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問、鼓勵或指定學生用英語提問、學生就某個知識點進行主題發言后老師點評等。此外,師生通過互聯網進行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。
根據學生的興趣和創新潛力,對有專業特長的本科生,在自愿情況下,挑選2～3名參與國家級項目研究工作,進行中長期培養試點,實現本科培養過程與碩士、博士研究生培養過程的銜接。
3) 增強課程實驗教學環節,籌建智能專業實驗室。
智能科學基礎課程的概念性較強,初學者感到比較抽象,而實驗教學又是薄弱環節。因此,結合學生實際情況,我們對實踐教學環節十分重視,設計了一些新的實驗項目,探索新穎的實驗方法。新開實驗項目包括人工智能實驗、智能控制實驗、專家系統實驗、機器人學實驗、人工智能課程設計等。對相關課程的原有實驗,我們也進行了一些改革,增設了個性化的實驗,使得學生的實驗數據和實驗結果分析既有格式要求,又給學生報告自己研究的過程和結果留有空間。這些做法能夠鼓勵學生進行獨立性研究,滿足他們學習的需求。通過實驗教學,學生能夠理論聯系實際,驗證所學理論知識和概念,加深理解,充分調動了學生的學習積極性,培養了他們的創造能力。
除課堂實驗外,我們還充分發揮虛擬實驗的優點,設計了網絡虛擬實驗,讓學生在課外上網練習。通過虛擬實驗,學生可以了解算法的具體運行過程,調整參數和過程,并進行驗證以加深對知識的理解,提高學習興趣,從而達到教學目的。
結合科研,購進和自制部分新設備、新系統,計劃建設智能專業實驗室,為教學提供更多的優良實驗設備。例如,已研制“中南移動一號”和“中南移動二號”自主移動機器人共7臺,已購進RCB-1型教學機器人20套等。
教學團隊教師還指導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽活動、大學生創新性實驗計劃及創新教育計劃項目等,取得優秀成果。
2推進課程改革
教學改革是課程建設和學科發展的生命線。我們把國家級精品課程和全國雙語教學示范課程放在優先建設的位置,并以它們帶動其他課程建設,完善系列課程建設,同時新辦了智能科學與技術專業。
2.1搞好精品課程建設,改進雙語示范課程教學,穩步推進系列課程建設
本團隊著力搞好已有的2門國家級精品課程、1門全國雙語教學示范課程,更新精品課程網站,豐富課程內容。為了及時反映上述課程中相關科學技術的最新進展,我們調整了教學體系和教學內容,修訂了教學大綱,并對教學內容進一步優化和更新,極大充實了各課程教學內容。同時,通過校際教學活動和網上資源共享對精品課程、雙語教學示范課程進行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。
為加強精品課程建設,完善和拓展課程體系,在總結現有精品課程的建設經驗的基礎上,又建成省級精品課程1門,校級精品課程1門。
為提高學生的專業英語水平和學習興趣,使得學生能夠開拓眼界,追蹤國際前沿科學研究,本團隊長期對雙語教學進行研究和實踐。除改進人工智能雙語教學示范課程外,團隊承擔的其他課程,如智能控制、機器人學、專家系統、數據結構等也實行了雙語教學,并為該課程引進英文輔助教材。例如,對人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國外影響較大的英文原版教材作為主要教學參考書[10-11],供學生學習參考。在雙語教學中,一般以漢語講授為主,英語為輔,并對一些關鍵詞同時用漢語和英語表示。對部分章節或某個專題,采用純英語教學或以英語為主漢語為輔的教學。對PPT課件的編寫分為純漢語、純英語和英漢混合幾種方式。英語教學比例要根據教學內容和學生英語水平而定,其檢驗標準是學生的接受程度與學習效果,根據這一點來適時調整雙語教學中英語對漢語的比例。
通過教改實踐,我們承擔的智能科學基礎課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學的基礎課程到專業基礎課程,再到專業實踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進、優勢互補、協調發展的智能科學與技術學科從基礎到應用的系列課程體系。
2.2新辦智能科學與技術專業
智能科學與技術是當代科技發展的前沿學科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養能力[12]。我校的智能科學與技術學科方向經過近20年的發展,已形成了具有自身優勢和特點的學科,在國內具有一定的知名度和優勢。為了促進智能科學與技術學科的發展,經過多年積極準備,我們于2009年申報了智能科學與技術專業并獲得教育部批準。通過向兄弟學校學習調研,了解該專業人才需求、專業建設規劃,設定適應培養目標的教學計劃與課程設置方案。雖然我們開辦“智能科學與技術”專業較晚,但我們從2002年開始,就一直關注和積極參與國內智能科學的學科的討論與新專業籌備工作[13]。
我校于2009年申報獲準,在自動化專業增設了智能科學與技術專業方向,目前已招收2屆學生共84人。我們為選讀智能科學與技術本科專業方向的每個學生選定指導老師。每個學生都可以參加指導老師的課題,指導老師也可以利用自己的學識、經驗和責任心來更好地管理呵護學生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學們的普遍歡迎,也得到了學校的肯定。我們還多次召開師生見面會并通過指導老師走訪宿舍,了解每個人的情況。為了消除代溝,努力融入同學當中,學習熟悉他們的語境和思維想法。我們的目標就是不讓一個學生掉隊。
創建與建設智能科學與技術新專業,將為智能科學基礎系列課程教學建設提供一個更加寬廣的平臺,并對計算機、自動化和電子信息等學科的專業建設和課程建設提供一個新的增長點。我們將以智能科學與技術專業建設為契機,虛心學習兄弟學校的專業建設的做法和經驗,進一步規范智能科學與技術的基礎課程教學,讓智能科學基礎課程教學建設登上一個新的臺階。
3加強教材建設
教材是教學的重要工具和資源,其水平直接影響教學效果和教學質量。在教學過程中,我們與時俱進,對教學內容不斷優化與更新,精益求精地編寫反映學科發展的教材[14]。
我們對原有編寫出版的教材進行修訂,反映新世紀學科發展水平和發展趨向,以適應教改需要。把這些最新內容用于教學,使學生了解到國際前沿動態和本學科的最新成果。
以相關系列課程為平臺,注重教材配套,服務因材施教,著眼長遠教材建設。僅2007年以來我們已出版的相關教材及專著如下:
《智能控制原理與應用》,國家級精品課程配套教材,2007;《智能控制導論》,國家級精品課程配套教材,2007;《未知環境中移動機器人導航控制理論與方法》,2008;《機器人學》,第二版,國家級教學團隊配套教材,2009;《機器人學基礎》,國家級教學團隊配套教材,2009;《人工智能及其應用》,第四版,國家級“十一五”規劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎》,第二版,國家級“十一五”規劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《移動機器人協同理論與技術》,2010。
4優化隊伍結構
師資隊伍建設是團隊建設的源頭,沒有一流的教師隊伍就沒有一流的教學團隊。在師資隊伍建設上,我們一直采取引進優秀人才和在職培養相結合的做法。對于人才的引進主要通過辦專業和辦學科點等方式吸引人才,還通過創造教學和科研條件,穩定教師隊伍,解決個人的發展問題。
采取有效措施,提高主講教師的學術積累和教學水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項目,提高學術水平。二是派中青年教師赴國外研修訪問,了解和學習發達國家同類課程的先進教學經驗、相關課程設置情況與發展趨勢,將國外教學思想引入課程教學。
教學始終是教師的第一要務,為了提高青年教師的教學素質,我們實施并完善了一系列管理措施和制度。
1) 設立名師工作室,實現名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對年輕教師進行傳、幫、帶,可以有業務方面的指導,也可以有認識方面的交流。通過老教師對年輕教師全方位的指導,使老教師的教學理念和經驗得以繼承,加快了年輕教師的成長。
2) 有計劃地安排年輕教師虛心旁聽有經驗教師的講課。通過聽課,不僅使年輕教師進一步掌握課程的內容,更重要的是使年輕教師學到了老教師的教學方法和經驗,對其今后從事教學工作起到了積極的指導作用。
3) 對于第一次上課和第一次上某門新課程的年輕教師,團隊都要在課前組織他們試講。試講前,安排老教師進行指導,傳授教學經驗。試講時,由團隊的教師參加聽課并對其進行講評,肯定其優點,指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點,找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統一基本教案,幫助年輕教師成長。
近兩年來本教學團隊獲得的主要教學獎勵就有徐特立教育獎、茅以升教學專項獎等。
5擴大交流合作
我們在做好自身團隊建設的同時,增進與全國相關高校和教學團隊的交流,學習兄弟團隊的建設經驗,在課程示范、教材推廣、網絡資源輻射等方面發揮積極作用。我們還開展校內合作,聯合不同院系進行教學和精品課程的申報與建設,在校內推廣改革成果;發表了一系列教改論文;發起籌備《全國智能科學技術課程教學研討會》;邀請企業界科技精英做本科生就業指導相關報告。
1) 增進校際交流,發揮輻射作用。
我們經常以講座報告形式在許多兄弟院校進行教學與教改交流。例如,最近一年來就應邀先后到上海交通大學、同濟大學、東華大學、東南大學、國防科技大學、中國礦業大學、北京科技大學、清華大學等校就智能科學技術課程的教學、教改和建設問題作專題報告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數以百計的高等院校采用我們編著的教材和網絡課程進行教學,國內已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學的教師,來信來函索取我們開發的課程教案、課程演示和網絡課程相關資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務工作。
2) 撰寫課程改革論文,進行國內外交流。
本團隊成員僅近一年多來,就在中國教育開放資源網、中國人工智能學會13屆年會、計算機教育、高等理科教育、計算機與現代化等會議及刊物上發表10篇教改論文,在國內外進行交流,起到介紹情況,交流信息和經驗的積極作用。
3) 籌備全國相關課程教學研討會。
為了更好地交流經驗,擴大影響和輻射作用,我們發起并聯合中國人工智能學會教育工作委員會、中國計算機學會人工智能與模式識別專業委員會、中國人工智能學會智能機器人專業委員會、中國自動化學會智能自動化專業委員會、中國人工智能學會人工智能基礎專業委員會,籌備召開了首屆《全國智能科學技術課程教學研討會》[15]。圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業的課程改革與建設、課程和專業教學計劃制定和未來發展設想等方面進行交流研討。通過交流研討,認真學習兄弟學校的經驗,并盡可能匯報我們的經驗。我們相信,在與會全體代表的共同努力下,本次課程教學研討會一定能夠取得積極的成果。
注:本研究獲得教育部國家級精品課程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全國雙語教學示范課程人工智能(2007年)、國家級智能科學基礎系列課程教學團隊(2008年)等項目支持。
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Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU
CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
關鍵詞：智能科學與技術；科學研究；專業建設
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言
智能科學與技術學科以計算機科學為基礎，結合了認知科學、信息學、控制科學、生命科學、語言學等學科的相關理論和研究方法，是一門新興的交叉學科，將成為21世紀信息科學研究的制高點和信息產業價值的主要提升點。
在國外，許多著名高校都設立了“人工智能”專業并授予智能科學專業學位：世界多數知名的理工類院校都設立有人工智能研究所或實驗室，進行智能科學專業的研究生培養及科研工作。在國內，智能科學與技術專業起步則較晚：2003年12月5日，教育部正式批準北京大學信息科學技術學院設立“智能科學與技術”本科專業，這標志著我國“智能科學與技術”專業的誕生。
廈門大學在智能科學與技術領域已經有多年的研究積累和師資儲備。2006年12月，教育部正式批準廈門大學設立“智能科學與技術”本科專業，2007年6月6日，廈門大學智能科學與技術系經學校批準成立，并于2007年9月迎來了第一屆本科生。本文將簡要介紹近幾年來廈門大學“智能科學與技術”專業的建設情況。
2 廈門大學智能科學與技術相關領域的科學研究進展
廈門大學在智能科學與技術領域的研究已開展了多年。早在1988年，學校就成立了校級科研機構――“廈門大學人工智能與計算機研究所”，目前，經廈門大學批準，正式更名為“廈門大學人工智能研究所”。它是一個以實用智能技術研究為主、集基礎研究與應用開發于一體的研究機構，是廈門大學組建智能科學與技術系的主要基礎。
廈門大學智能科學與技術系面向國際學科發展趨勢和國家發展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不斷開辟新的研究領域，逐漸確立了語言信息處理、認知計算、智能信息檢索、中醫信息處理、視頻圖像處理、智能機器人等主要研究方向。在語言信息處理方面，現設手寫漢字識別、自然語言理解、機器翻譯、語料庫技術等研究領域；在認知計算方面，現設覺知計算、腦機接口、機器感覺、隱喻邏輯等研究領域；在智能信息檢索方面，現設文本信息過濾、信息檢索、信息提取、智能數據挖掘、Web挖掘等研究領域；在中醫信息處理方面，現主要研究開發多媒體中草藥智能查詢系統、基于舌象中醫智能體檢系統；在視頻圖像處理方面，現設圖像數據庫、生物特征識別、遙感圖像、地理信息系統等研究領域。2008年，系里引進了被稱為“人工大腦之父”的著名學者Hugo de Garis教授，并以他為首組建了人工大腦研究室，該研究室的目標是，經過三年左右的時間，建設中國首個人工大腦。
經過十幾年的不懈努力，我們在上述研究領域均取得了一批有影響的重要研究成果，在我國學術界具有一定的學術地位，獲得數十項國家和省部級項目經費的支持。目前在研的項目有國家自然科學基金項目3項、國家863項目2項、國家863子項目2項、福建省自然科學基金項目1項、福建省科技計劃重點項目2項。在漢字識別、詞語切分標注、語法分析、詞義消歧、指代消解、語言神經基礎、漢語理解策略、網上信息的選擇翻譯、統計機器翻譯、語音識別與合成、計算機音樂、計琴學等諸多方面進行了有特色的研究，形成了具體的算法，并且還提出了一種系統性的協動計算理論，出版專著5部，數百篇，其中近三年被EI、SCI等檢索的論文達200余篇。
在基礎理論研究的基礎上，智能科學與技術系還十分注重產學研結合，先后與北京德威特電力系統自動化有限公司和深圳名人電腦等公司進行合作研發，廣泛開展應用系統的研制開發，主要包括：手寫漢字機器識別系統、漢語分詞和詞性標注系統、機器翻譯系統以及網上漢語文本分類和信息過濾系統。其中，手寫漢字機器識別系統獲浙江省教育廳科學技術進步三等獎：機器輔助漢英互翻系統獲福建省科技廳科技進步三等獎；漢語分詞和詞性標注系統獲得2003年863中文信息處理評測第二名：機器翻譯系統(包括XMMT漢英機器翻譯系統、Matrix英漢機器翻譯系統、Light英漢機器翻譯系統和Neon英漢雙向機器翻譯系統)在863智能接口評測中多次名列前茅，形成多項產品，技術授權國內多家單位使用。
在科研平臺建設方面，智能科學與技術系發揮廈門大學多學科交叉的優勢，聯合人文學院、外文學院和海外教育學院華文系的學術力量，于2003年成立了“廈門大學語言技術中心”，其中，漢外多語言機器翻譯為主攻方向之一。2006年獲批了“智能信息技術福建省高校重點實驗室”；目前，以人工大腦相關內容為研究核心的“福建省仿腦智能系統重點實驗室”也已獲批。
3 廈門大學“智能科學與技術”專業建設情況
廈門大學智能科學與技術系現有一個本科專業(智能科學與技術)，三個學術型碩士學位授予專業(人工智能基礎、模式識別與智能系統、計算機應用技術)，一個“計算機技術”工程碩士培養方向(智能工程及網絡安全方向)，一個博士學位授予專業(人工智能基礎)?，F有在校本科生近90人，碩士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教職工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士學位或者博士在讀，40歲以下的年輕教師占2／3。
3.1 本科生專業建設
在本科生培養方面，廈門大學智能科學與技術系的目標是要求學生能夠有效和系統地掌握本學科的理論基礎，比較深入地理解智能科學與技術理論；培養具有一定的分析、綜合和創新能力，能夠承當智能信息系統設計、開發和智能科學與技術學科教學任務的，德、智、體全面發展的科學技術工作者：畢業生適宜到科研機構、學校、技術或行政管理部門、公司、廠礦等企事業單位從事科技研究、應用開發、信息管理和教學工作，也可以進一步攻讀該專業及相關專業的碩士學位。
為了實現上述目標，我們遵循“寬口徑、厚基礎、抓關鍵、重實踐”四項基本原則，制定了較合理的教學計劃，在本科一、二年級安排公共基本課程、校通識教育課程、院系通修課程；從二年級下學期開始結束院系通修課程，轉而推出部分學科通修課程，向專業化過渡，三年級開始加入方向性選修課程。其中，公共基本課程621學時、33學分；校通識教育課程262學、15學分；學科通修課程1544學時、90學分；方向性課程120學時、分；學科跨方向性課程108學時、6學分。這樣的安排能真正使學生在獲得扎實而寬厚的理論基礎、合理的知識結構的同時，培養較強的獲取新知識的能力和創新精神。
為了能切實提高學生的動手實踐能力，我們在辦學過程中十分重視和強調實踐環節的訓練并倡導理論與實際 相結合，已經規劃建設一個特色實驗室――“仿腦認知與智能機器人”實驗室，可支撐仿腦認知與智能機器人兩個方向相關課程的教學實驗，總經費預算100萬元。依托該實驗室，結合相關課程，高年級本科生可以進行“心理物理測試實驗”、“眼動測試實驗”、“面部表情與腦電對照實驗”、“行為學與智能關系測試實驗”、“機器人避障行走路徑規劃”、“機器人目標識別與跟蹤”、“機器人聲控實驗”、“機器人智能語言翻譯”、“機器人足球比賽”等眾多特色實驗。
3.2 研究生專業建設
廈門大學智能科學與技術系的研究生培養以加強創新能力的培養為核心，以加強基礎課、專業課，實驗實踐教學、論文創新寫作、促進理論與實踐相結合為重點，包含碩士研究生和博士研究生兩個培養層次。其中，碩士研究生層次又分為學術型研究生和工程碩士兩種類型，分別進行培養。
在學術型碩士研究生培養方面，我們的目標是培養適應智能科學與計算機科學的發展，適應國家社會發展與進步事業需要的，德、智、體、美全面發展，系統地掌握本學科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有創新能力、理論聯系實際的高級專門人才和能適應未來從事基礎研究、應用基礎研究、技術開發研究和工程應用研究之人才。畢業生適宜到科研部門、學校從事科學研究和教學工作；適宜到計算機產業相關的企事業單位從事智能科學與計算機科學技術的開發研究、應用與管理等工作；可以繼續攻讀智能科學與計算機科學及其相關學科的博士學位。目前包含“人工智能基礎”、“模式識別與智能系統”和“計算機應用技術”三個專業。其中，“人工智能基礎”專業包含如下培養方向：認知科學理論、認知邏輯學、計算語言學、智能計算方法、藝術認知與計算、腦高級功能成像等；“模式識別與智能系統”專業包含如下培養方向：計算機視覺、機器翻譯系統、智能中醫診斷系統、機器音樂、模式識別、音頻信息處理等：“計算機應用技術”專業包含如下培養方向：人工智能應用技術、自然語言處理技術、智能信息檢索技術、多媒體綜合應用技術、圖像與視頻處理技術、虛擬現實技術等。
在工程碩士培養方面，目前智能系招收“計算機技術”工程碩士――B方向(智能工程及網絡安全)的工程碩士研究生，目標是培養具有扎實的計算機學科專業知識和工程技術能力，掌握現代智能與網絡科學前沿知識，在智能工程與網絡安全方向具有一定研究深度和項目研發能力的高層次應用型人才。培養方向包括：嵌入式智能家居、視頻圖像處理、網絡視覺監控、模式識別與智能系統、智能機器人、網絡內容監管、黑客與網絡攻防技術、網絡信息安全、信息檢索與信息過濾、自然語言處理、機器翻譯、語音識別與合成、智能中醫信息處理、人工大腦、虛擬現實技術等。
在博士研究生培養方面，設有“人工智能基礎”博士學位授予專業，目標是培養基礎扎實，具有創新意識，對某一領域有全面深入了解或對某一應用領域有獨立解決實際問題的能力，能夠解決前人未能解決的科學問題或社會發展中亟待解決的技術問題的高級專業人才：其研究工作對科學技術或社會經濟的發展具有明顯貢獻，為人工智能技術發展和應用提供新的基礎或新技術、新方法。培養方向包括：人工智能以及應用技術、藝術認知與計算、數據挖掘技術、認知神經科學、軟計算方法及其應用、智能多媒體信息處理、腦功能成像技術等。
4 總結與展望
關鍵詞：工業4.0；智能科學與技術；創新課程體系；中國制造2025
0引言
智能科學與技術專業是教育部根據“面向國家戰略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應國家科學與技術發展的需要而設立的，專業代碼080907T。智能科學與技術專業屬于一個交叉學科，涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此，如何交叉學科，立足于工業智能化的發展方向和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求，研究與實踐體現行業產業發展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業人才培養課程體系具有重大意義。
1創新課程體系的意義
德國率先提出的“工業4.0”概念其實就是將互聯網技術與嵌入式系統技術、計算機技術、先進制造技術等相結合，形成虛擬與現實相融合的智能制造系統。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端，在互聯網上選擇標準的或定制的貨品訂單，系統會采用人工智能、大數據、機器學習等技術在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質量、低成本、高效率生產制造出產品，快速交付給客戶。
在制造領域，這種技術的漸進性進步可以被描述為工業化的第4階段，即“工業4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表；第②階段以1870年的電動機械發明與應用為代表；第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代為代表；第④階段就是我們正在經歷的智能制造時代。當前，中國工業機器人銷量連續兩年行業增速在50%以上，行業進入成長期。另外，中國工業機器人使用密度遠低于主要發達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發展對相關專業人才的需求呈爆發趨勢，智能科學與技術專業畢業生今后的一個重要就業方向將是服務于產業界的機器人領域。
我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國的工業、社會發展階段存在差異，但在智能制造領域、互聯網領域發展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發展智能制造技術，以及在大學智能制造相關專業的課程改革，為我國的智能制造技術趕上甚至超過發達國家創造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術專業創新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業資源優勢，辦好智能科學與技術專業是本專業面臨的重要挑戰之一。本著教育先行、為產業服務的辦學宗旨，根據行業中長期發展的需求，在保證專業知識體系完整性的前提下，結合“工業4.0”對專業人才知識、能力的需求，我們將專業定位側重于智能傳感與檢測技術，智能機器人傳動、驅動技術，智能機器人系統構建技術，嵌入式系統技術等。4年來的辦學實踐證明，我們的專業定位符合地區與行業發展需求，并具有一定的前瞻性。
基于以上專業定位，對智能科學與技術專業的人才培養課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業一體化的理論與實踐課程體系規劃，機器人實踐平臺升級，專業課程的教學設計、教學方法、考核方式改革，教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業教學中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現代高等教育發展規律、適應“工業4.0”及“中國制造2025”對專業人才知識及能力要求的創新課程體系，為國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。
通過對智能科學與技術專業的面向“工業4.0”的創新課程體系的研究，在已運行4年的本專業課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業創新課程體系；完成課程體系面向“工業4.0”的課程群知識結構設計、理論與實踐一體化設計；總結課程教學手段和方法；完成高質量的教學資源建設；建立高水平的師資隊伍。
3創新課程體系構建方案
專業人才培養遵循工程教育思想，以項目為導向設計專業課程培養體系，將項目設計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中，讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發與運作，獲得實踐經驗和實際操作能力，實現企業真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業4.0”的創新課程群及項目群，對學生的知識、能力、素質進行全面培養，使學生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養目標實現的一體化課程體系
專業課程體系的構建思路以行業與社會需求為根本。在此基礎上確定智能科學與技術專業人才的培養目標。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導，定制科學先進的人才培養模式和過程，最終建立面向“工業4.0”的智能科學與技術專業創新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應我國國情的教學計劃，采用先進的教學理念與培養模式，初步構建以設計為中心，理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現在適當降低理論知識的難度，著重培養學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性，構建基礎理論平臺課程群與專業模塊化課程群相結合的理論教學體系，保證人才的基本規格和多樣化、個性化發展，增強學生對社會的適應性。
實踐課程體系方面，依據專業能力培養目標，以能力為本位，以項目為載體，以“學中做”和“做中學”為方法，統籌安排基礎實踐、專業實踐、創新訓練與實踐、創業訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業設計（論文）與企業實習等各類實踐教學環節，使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化；將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業相結合，貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設計項目）的設計直接針對專業的培養目標，實踐學期的二級項目和基于專業課程的三級項目分別是一級項目培養能力的分解。
采用基于社會實際崗位的逆推法設計課程體系，如圖2所示。按照人才職業需求確定專業培養目標，將專業培養目標抽象為若干個專業核心應用能力，再根據每個專業核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程群。
設置課程群不僅要考慮智能科學與技術專業本身課程體系的科學性與遞進關系，還要充分研究專業相關的重點行業、大型企業崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業、企業、崗位所需與“工業4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規范納入課程，實現專業課程體系與區域經濟及行業、企業的有效對接。目前，智能科學與技術專業現行的人才培養課程體系將專業定位側重于智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統構建技術和嵌入式系統技術，包括智能系統的軟/硬件設計與開發，以及智能技術在工業控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業4.0”相關技術有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規約”“IoT”“工業現場總線”等知識模塊構建“工業4.0”的CPS虛擬網絡課程群，融合“工業機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術專業課程體系的構建分為基礎課程、專業基礎課程、專業崗位應用技能課程、專業方向和專業技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性，前兩個階段與傳統大學基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個階段面向人才市場的崗位需求，著重培養企業用得上的專業人才。
3.2科學的人才培養質量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術專業按照全面質量管理的理念，建立了全員參與、全過程監控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合，形成性考核評價與終結性考核評價相結合，定性評價與定量評價相結合，采取管理學確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環節教學質量的穩步提升與持續改善。
智能科學與技術專業教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業、課程、項目、教材以及素質教育等環節落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價，學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學過程評價，主要從課程考核、實踐學期以及畢業設計（論文）3個關鍵環節展開。
3.3高水平師資隊伍建設
專業自成立以來就十分關注師資隊伍的培養，不斷強化專業師資隊伍建設，持續關注專業帶頭人和骨干教師建設，加強“雙師型”教師隊伍的培養力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業實踐、學術研討等全方位的培養措施，努力建設一支結構合理、素質優良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中，實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發展方案。
3.4教學資源建設
根據課程體系改革方案，完善改革課程的教學大綱，積極開展專業課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導書、教學案例、課件等教學資源建設，升級機器人系列實驗室。
