“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)教學(xué)平臺(tái)探討

劉建華　王曙光　范九倫

摘要：本文針對(duì)“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃，圍繞課程體系、實(shí)驗(yàn)體系、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探討了如何構(gòu)建“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的教學(xué)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：課程體系；實(shí)驗(yàn)體系；教學(xué)平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A、

1引言

智能科學(xué)的理論、技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展成為信息技術(shù)創(chuàng)新的重要生長(zhǎng)點(diǎn)，“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)是面向21世紀(jì)、具有廣闊發(fā)展前景和巨大應(yīng)用需求的新型專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)具有信息科學(xué)、智能科學(xué)、腦與認(rèn)知科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、人工智能、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理、自動(dòng)控制、系統(tǒng)優(yōu)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)和綜合技能的高級(jí)復(fù)合型人才。2004年，北京大學(xué)開(kāi)始在“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)招生，開(kāi)創(chuàng)了“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)本科教育的先河。隨后，國(guó)內(nèi)更多院校陸續(xù)開(kāi)設(shè)該專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)在全國(guó)已初具規(guī)模。

盡管“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)被譽(yù)為“操縱未來(lái)的專(zhuān)業(yè)”，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(xué)經(jīng)驗(yàn)和體系非常有限，仍需要開(kāi)拓創(chuàng)新，努力探索，大膽實(shí)踐。本文結(jié)合我校在專(zhuān)業(yè)建設(shè)過(guò)程中的一些探索和想法，就教學(xué)平臺(tái)建設(shè)談一些體會(huì)，重點(diǎn)談?wù)n程體系、實(shí)驗(yàn)體系、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的問(wèn)題。

2課程體系建設(shè)

計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的結(jié)合，形成了以計(jì)算機(jī)為核心的信息網(wǎng)絡(luò)，由此引發(fā)的信息革命也是一場(chǎng)數(shù)字化革命，智能革命的時(shí)空動(dòng)力是網(wǎng)絡(luò)革命，促使信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為智能網(wǎng)絡(luò)。“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的課程體系建設(shè)應(yīng)以計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)涵為邏輯起點(diǎn)，以數(shù)字信息獲取、處理和響應(yīng)的本質(zhì)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(dǎo)下科學(xué)合理地建立一套完整的課程體系。結(jié)合我院的實(shí)際，我們?cè)趯?duì)學(xué)生、學(xué)科和社會(huì)需求研究的基礎(chǔ)上，確定了課程內(nèi)容。我們把對(duì)學(xué)習(xí)主體的尊重、學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)的需要協(xié)調(diào)起來(lái)，在課程體系建設(shè)方面重點(diǎn)考慮了以下內(nèi)容：

(1)面向應(yīng)用

我院是以教學(xué)為主的高等院校，重點(diǎn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。

(2)以學(xué)生為中心

課程體系的建設(shè)應(yīng)樹(shù)立以學(xué)生為本、為學(xué)生服務(wù)的思想，有利于學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(3)突出特色

信息通信是我院的傳統(tǒng)和特色，它和測(cè)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)。根據(jù)我院的辦學(xué)特色，參考其他兄弟院校的培養(yǎng)方案，我們將該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的重點(diǎn)放在智能信息處理、智能機(jī)器人兩個(gè)方向上。

按照課程設(shè)置的原則，遵循國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，參考其他院校的經(jīng)驗(yàn)，我院智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系圍繞“三個(gè)平臺(tái)，兩個(gè)方向，一個(gè)目標(biāo)”進(jìn)行建設(shè)。三個(gè)平臺(tái)分別為公共基礎(chǔ)課平臺(tái)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課平臺(tái)、專(zhuān)業(yè)課平臺(tái)；兩個(gè)方向分別為智能信息處理和智能機(jī)器人；一個(gè)目標(biāo)為培養(yǎng)有特色、面向就業(yè)的工程應(yīng)用型人才。具體如圖1所示：

3實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

“智能科學(xué)與技術(shù)”是一個(gè)新興專(zhuān)業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系尚處于探索階段?？偨Y(jié)近年來(lái)智能信息處理和智能機(jī)器人理論研究成果和實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)發(fā)已有素材的基礎(chǔ)上，我們?cè)凇爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)上重點(diǎn)考慮了以下幾方面：

(1)層次化

實(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面是為了配合理論教學(xué)而設(shè)置的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，一方面是為了提高學(xué)生的綜合能力而進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此外還應(yīng)面向?qū)W生就業(yè)，通過(guò)各種方法和手段開(kāi)展實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

(2)開(kāi)放性

開(kāi)放性包含兩個(gè)層面的含義，一是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地；二是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己選擇部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生理解和解決問(wèn)題的能力，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

(3)有特色

立足我院信息通信特色，強(qiáng)化智能信息處理、智能機(jī)器人方向的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。

為此，我們的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)體系圍繞“三個(gè)層次，兩個(gè)方向”進(jìn)行建設(shè)。三個(gè)層次是配合理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、提高學(xué)生能力的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)方向是奇偶智能信息處理和智能機(jī)器人，智能信息處理以圖形圖像為主要處理對(duì)象，進(jìn)行圖像處理、模式識(shí)別等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，以軟件設(shè)計(jì)為主、部分結(jié)合硬件；智能機(jī)器人重點(diǎn)放在了以硬件設(shè)計(jì)為主的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2所示：

4創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在高等學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)中，國(guó)家明確提出了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。作為新興的專(zhuān)業(yè)，“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)更是應(yīng)該從一開(kāi)始就抓住這個(gè)機(jī)遇，制定創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式。我們認(rèn)為，培養(yǎng)創(chuàng)新精神需要堅(jiān)持“一個(gè)中心”、“三個(gè)結(jié)合”，即以學(xué)生為中心，課內(nèi)與課外相結(jié)合，科學(xué)與人文相結(jié)合，教學(xué)與研究相結(jié)合，逐漸形成獨(dú)具特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。重點(diǎn)考慮做好以下幾方面的工作：

(1)加強(qiáng)學(xué)生集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，建立實(shí)習(xí)基地，加強(qiáng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、認(rèn)真求實(shí)和獨(dú)立思考的創(chuàng)新意識(shí)。

(2)增加選修課、跨學(xué)科課程和素質(zhì)拓展類(lèi)課程，提高學(xué)生的求知欲、進(jìn)取心、挑戰(zhàn)欲、自信心、意志力等。

(3)積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生參加各種競(jìng)賽，參加學(xué)科競(jìng)賽是引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、靈活創(chuàng)新的有效途徑。

(4)組織素質(zhì)高、能力強(qiáng)學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)，使學(xué)生的能力在真正的科研活動(dòng)中得到鍛煉和提高。

5結(jié)束語(yǔ)

人才培養(yǎng)是高校的根本任務(wù)，突出內(nèi)涵發(fā)展，尋求人才培養(yǎng)模式的新突破，為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)、高層次人才，是我們義不容辭的責(zé)任。一個(gè)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，我們不僅要從傳統(tǒng)教學(xué)模式中汲取營(yíng)養(yǎng)，也要不斷地探索，尋求新的思路、策略和舉措。本文結(jié)合我校自身的特點(diǎn)，就“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系的建設(shè)進(jìn)行了探討，還需要在實(shí)踐中不斷修正和完善。