基于創(chuàng)新教育理念的研究生智能理論課程體系優(yōu)化*

李娟　王宏健　陳興華（哈爾濱工程大學(xué)，黑龍江　哈爾濱　150001）

基于創(chuàng)新教育理念的研究生智能理論課程體系優(yōu)化*

李娟王宏健陳興華
（哈爾濱工程大學(xué)，黑龍江哈爾濱150001）

摘要：研究生教育是我國(guó)人才培養(yǎng)的重要部分，研究生的智能理論課是通過借助計(jì)算機(jī)并把人工智能與控制理論相結(jié)合，進(jìn)而分析被控物的結(jié)構(gòu)和功能而解決實(shí)際問題。我國(guó)的研究生智能理論課程體系由于發(fā)展不全面而存在諸多問題，本文通過介紹我國(guó)研究生智能理論課程體系特點(diǎn)及存在的主要問題，以創(chuàng)新教育為基本理念，通過選擇、改造、整合與調(diào)適，從課程結(jié)構(gòu)模式、課時(shí)比例結(jié)構(gòu)等方面，優(yōu)化智能理論課程結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合科研實(shí)踐，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：研究生；智能理論課程；創(chuàng)新教育

*課題項(xiàng)目：淤2014年黑龍江省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目要要要?jiǎng)?chuàng)新智能計(jì)算理論與方法課程建設(shè)之探索，項(xiàng)目編號(hào)：JGXM_HLJ_2014038。于2014年哈爾濱工程大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目要要要?jiǎng)?chuàng)新型、拔尖、個(gè)性化人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐，項(xiàng)目編號(hào)：JG2014YYB06。

Abstract:Graduate education is an important part of talent training. Intelligence theory course combines artificial intelligence theory and control theory through the use of computer, and then analyzes the structure and function of the controlled object to solve practical problems. This paper introduces the characteristics and the main problems of grad-uate students' intelligent theory curriculum system, and analyzes the basic concept of innovative education from the aspects of structure mode and class time of the course by the methods of selection, transformation, integration and ad-justment, so as to optimize the structure system of intelligence theory course, strengthen practice teaching, and improve students' ability of analyzing and solving problems.

Keywords:graduate students; intelligent theory curriculum; innovation education

人才是社會(huì)發(fā)展最重要的資源，而我國(guó)最重要的人才培養(yǎng)的地方就是高等學(xué)府。研究生培養(yǎng)作為高等教育中更為專業(yè)性的頂尖人才培養(yǎng)，在我國(guó)人才培養(yǎng)中占有不可或缺的地位。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)在科技文化等方面也經(jīng)歷了巨大的變革，其中意識(shí)形態(tài)的變化和科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步,使得傳統(tǒng)的研究生智能理論課程體系中僅僅簡(jiǎn)單操作計(jì)算機(jī)的技術(shù)已不再能滿足當(dāng)前研究生培養(yǎng)的需要，研究生需通過掌握智能計(jì)算并進(jìn)行智能控制來進(jìn)行科研工作。但是我國(guó)的研究生智能理論課程由于硬件及軟件的缺失導(dǎo)致課程開設(shè)并不全面，學(xué)生對(duì)智能控制等理論也是一知半解，不能更好的應(yīng)用于研究中，使得科研工作進(jìn)行緩慢而耽誤計(jì)劃中的科研安排。如何讓研究生更好的學(xué)習(xí)智能控制理論并熟練操作計(jì)算機(jī)，以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)的理念優(yōu)化研究生智能理論課程體系是我們需要關(guān)注的問題。

一、智能控制理論及研究生的智能理論課

（一）智能控制理論

智能控制理論自上世紀(jì)末提出以來經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)具有初步的模型和規(guī)模，應(yīng)用于不同的模型并結(jié)合電腦分析其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能。傳統(tǒng)的經(jīng)典控制只具有單線性的的輸入和輸出模式，而經(jīng)過科技的發(fā)展，我們需要分析的模型結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，需要獲得的信息也更全面，智能控制理論就是基于這種不確定的被控對(duì)象和復(fù)雜環(huán)境而設(shè)。從范圍來講，與傳統(tǒng)控制相比智能控制的范圍更廣闊，從系統(tǒng)的整體出發(fā)并包括各種非線性和復(fù)雜多變量；從深度來講，智能控制分別應(yīng)用于各種專業(yè)模型，通過數(shù)學(xué)演算和智能分析實(shí)現(xiàn)專業(yè)智能自動(dòng)化；另外，智能系統(tǒng)還可以自我調(diào)節(jié)、自我學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)及自我修復(fù)等能力。

（二）研究生智能理論課的必要性

智能理論是最新一代的控制理論，在數(shù)學(xué)模型、醫(yī)學(xué)模型、工程模型等專業(yè)模型方面都具有非常強(qiáng)的應(yīng)用能力。研究生不僅在專業(yè)課程理論方面比本科學(xué)生更深入，在應(yīng)用實(shí)踐上也應(yīng)掌握更專業(yè)性的操作技術(shù)?，F(xiàn)代操作技術(shù)普遍以計(jì)算機(jī)模型為依托，數(shù)學(xué)演算為基本方法，所以研究生在學(xué)習(xí)專業(yè)課的同時(shí)也應(yīng)學(xué)習(xí)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的專業(yè)智能控制理論及操作，掌握智能計(jì)算和智能控制基礎(chǔ)理論和基本方法，并能夠應(yīng)用所學(xué)理論與方法從事智能計(jì)算技術(shù)的研究工作。

二、研究生培養(yǎng)須以創(chuàng)新為基本理念

我國(guó)走的是自主創(chuàng)新的道路，創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家健康發(fā)展的靈魂，支撐著國(guó)家的科技、經(jīng)濟(jì)、文化等方面建設(shè)。研究生教育除了掌握本學(xué)科系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)的基本理論和相應(yīng)的技能外，研究生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和鍛煉應(yīng)具備一定的創(chuàng)新能力才能為國(guó)家事業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的學(xué)生也是我國(guó)高等教育要實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。

（一）我國(guó)研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的問題

研究生在科研學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出創(chuàng)新能力不強(qiáng)的原因主要有以下幾方面：第一，科研題目沒有創(chuàng)新性，學(xué)生在開題時(shí)沒有勇氣接受比較難的問題，對(duì)已經(jīng)較為成熟的課題僅作部分改動(dòng)，不敢做較新穎的課題。第二，研究生針對(duì)不同的科研問題，不能具體問題具體待之，而是采用相似問題的解決辦法，不能更深入去發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)及原因。第三，研究生對(duì)自己的題目不能提出具有創(chuàng)新性的科研問題，只是模仿別人的關(guān)注點(diǎn)，進(jìn)一步證實(shí)別人的觀點(diǎn)。再者，現(xiàn)在高校中論文的發(fā)表情況成為衡量學(xué)校和老師的主要指標(biāo)，導(dǎo)致有的老師在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)過于追求論文的數(shù)量而非質(zhì)量。這樣的環(huán)境下大部分的科研成了為了發(fā)表論文而做，而不是為解決什么問題而探究。另外，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)處于一種功利狀態(tài)，包括研究生教育也不像以前專為培養(yǎng)專業(yè)人才為出發(fā)點(diǎn)。對(duì)于這種現(xiàn)象，學(xué)校在招收研究生時(shí)應(yīng)關(guān)注學(xué)生的動(dòng)機(jī)目的，給真正喜歡科研的學(xué)生提供學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

（二）構(gòu)建利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的課程體系

良好的課程設(shè)置對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新人才有積極的作用。其中最重要的一方面就是加強(qiáng)各個(gè)學(xué)科之間的跨學(xué)科學(xué)習(xí)。所有學(xué)科都起源于我們的生活，學(xué)科和學(xué)科之間必定存在著某種聯(lián)系。雖然專業(yè)性的研究使學(xué)科劃分更為細(xì)致，但是若想深度理解某一學(xué)科內(nèi)容，相關(guān)的學(xué)科知識(shí)也必須認(rèn)真學(xué)習(xí)。多個(gè)學(xué)科之間的交叉學(xué)習(xí)不但可以開闊眼界，還可以使研究生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科之間的隱秘聯(lián)系性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生從多方面思考并發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)。研究生在初學(xué)階段，更多的接觸綜合性的課題可以擴(kuò)大研究視野、更容易抓住問題解決的突破口，提高學(xué)生科研能力。同時(shí)，在課程設(shè)置方面要多考慮更容易活躍研究生思維的課程，比如數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)和科研方法之類的學(xué)科。數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)這門課程本身具有非常強(qiáng)的的邏輯性，學(xué)生較多學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課可以聯(lián)系思辨能力，并且良好的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用也是研究生分析數(shù)據(jù)時(shí)必須熟練掌握的技能。

三、智能理論課程體系及存在的問題與改革

研究生的課程體系是指根據(jù)研究生的專業(yè)和研究方向進(jìn)行課程設(shè)置和時(shí)間安排，此體系需符合研究生階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)及研究生的學(xué)習(xí)能力，研究生需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過必要的課程考試才能結(jié)束相關(guān)課程學(xué)習(xí)。智能理論課程體系由相關(guān)的計(jì)算機(jī)及高等數(shù)學(xué)等課程組成，并配有一定的實(shí)踐操作課程，研究生在學(xué)習(xí)期間需掌握基本的智能控制理論并熟練操作智能設(shè)備，完成科研工作。

（一）智能控制理論課程設(shè)置結(jié)構(gòu)問題

智能控制理論課程屬于交叉性的學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的同時(shí)需學(xué)習(xí)其他的專業(yè)性課程以及選修課程。不同課程的時(shí)間比例不同，不同學(xué)校需根據(jù)不同的專業(yè)來確定學(xué)習(xí)課時(shí)。專業(yè)課程更復(fù)雜，所以需要學(xué)習(xí)的時(shí)間也更長(zhǎng)；選修課輔助專業(yè)課的理解同時(shí)拓展知識(shí)面，也需要一定的課時(shí)比例并且考核。但是經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)幾個(gè)重點(diǎn)大學(xué)的選修課程安排非常全面豐富，時(shí)間也較長(zhǎng)，學(xué)生所學(xué)情況也更好，而普通大學(xué)選修課程安排時(shí)間較少，學(xué)生學(xué)習(xí)情況也不如重點(diǎn)大學(xué)。所以全面修訂智能控制理論課程體系的培養(yǎng)方案，按情況適當(dāng)?shù)脑黾酉嚓P(guān)選修課程及考核，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)更有利。

（二）智能控制理論課程設(shè)置內(nèi)容問題

研究生在理論知識(shí)方面學(xué)習(xí)時(shí)間不如本科學(xué)生長(zhǎng)，而且智能控制理論教材中涉及過多的公式推導(dǎo)和和抽象概念，同時(shí)智能理論包含的知識(shí)面非常廣泛，從數(shù)學(xué)、物理等理科知識(shí)到醫(yī)學(xué)知識(shí)，每個(gè)小知識(shí)身后都有復(fù)雜的理論概念。所以不但教師在教授過程中非常頭疼，學(xué)生面對(duì)如此龐大的知識(shí)量也很難充分理解并應(yīng)用。尤其在智能理論設(shè)計(jì)中，學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)題目相關(guān)專業(yè)一無所知，全憑感覺摸索，設(shè)計(jì)出來的模型當(dāng)然毫無意義。

（三）智能控制理論課程授課方式問題

由于智能控制理論課程本身偏向于理論方面，再加上枯燥的公式推導(dǎo)，各種多媒體設(shè)施在教師授課的過程中很難發(fā)揮其作用，大部分的教師只能按照教材理論的發(fā)展過程授課，學(xué)生聽課時(shí)也會(huì)覺得枯燥無味，更不愿提前預(yù)習(xí)。還有不少老師會(huì)提前把授課內(nèi)容做成幻燈片的形式在課堂上播放，但是長(zhǎng)時(shí)間依賴幻燈片而非逐步向同學(xué)們解釋理論的演變過程，會(huì)使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)模糊不清，不理解根本原因，更不能應(yīng)用于實(shí)際中。

（四）理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)間比例不平衡

我國(guó)高校普遍存在注重理論知識(shí)學(xué)習(xí)而忽視實(shí)踐課程的現(xiàn)象。智能控制理論學(xué)科本身在理論上具有概念抽象性，如果不適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行智能控制實(shí)踐，那么所有學(xué)到的知識(shí)只能是死記硬背而不能靈活運(yùn)用?，F(xiàn)在有許多智能控制相關(guān)的軟件，學(xué)校應(yīng)加大這部分軟件投資，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的過程中配合軟件實(shí)踐學(xué)習(xí)，進(jìn)而加深對(duì)智能控制理論的理解。

四、結(jié)束語

智能控制理論作為一門新興學(xué)科在社會(huì)中所起的作用越來越明顯，眾多高校中關(guān)于智能控制理論的學(xué)習(xí)也受到越來越多的重視。同時(shí)，研究生教育必須把培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新品質(zhì)和創(chuàng)新能力作為教學(xué)工作的核心。由于課程體系的設(shè)置在創(chuàng)新人才的培養(yǎng)中占有重要的地位，所以通過分析研究生學(xué)習(xí)智能控制理論學(xué)科時(shí)存在的諸多問題并改革智能控制理論課程體系，使學(xué)生可以更好地學(xué)習(xí)智能控制理論并從事智能計(jì)算技術(shù)的研究工作，為我國(guó)培養(yǎng)創(chuàng)新型的技術(shù)人才打下良好的基礎(chǔ)。

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中圖分類號(hào)：G643

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）03-0021-02

作者簡(jiǎn)介：李娟（1976-），女，漢族，江蘇泰興，博士研究生，副教授，研究方向：船舶運(yùn)動(dòng)與控制。