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智能科学与技术专业(简称智能专业)是教育部于2004年新增的目录外试点专业,国内现有17所院校开设了该专业(2010年统计数据)。我校依托学科优势与教学资源,2006年获教育部批准开办工学门类中电子信息类的智能专业,并于2007年正式招生。2009年招生数为3个班(90人)。
几年来,围绕智能科学与技术专业应用型创新技术人才的培养定位,努力进行了以“课程体系为基础,实验室建设为重点,科学研究为龙头,师资条件为保证”的可健康发展的有特色的智能科学与技术专业建设[1-2]。为提高应用型人才培养质量,实施了实验室全面开放,探索并进行了智能科学与技术专业的创新实践体系构建工作[3]。在这些工作开展过程中,我们特别注意到同学们个人主观能动性问题,着手进行专业引导教育4年不断线,并试行了学生专业导师制的探索。良好的开端是成功的一半,“大一”阶段将为学生在以后几年的学习、生活、工作上取得成功奠定良好基础。因此,我们特别重视学生在“大一”阶段的成长。本文主要介绍我们在新生专业引导教育的探索与实践。
1专业引导教育的必要性
“引”指带领向某个目标行动。“导”指传导、引导,另还有教育、启发的含义。专业引导是对本专业学生行将学习的专业进行铺垫式引导、概览介绍,在使之充分了解的基础上,产生兴趣,发挥主观能动性,从而提高人才培养质量。
“大一”阶段是大学生活的第一页,“大一怎么过”将直接影响到学生后三年的学习、生活状态,影响到受教育的效果,影响到成长与成才,也影响到高等教育最终目标的实现[4]。为此,我们不仅加强了新生的入学教育,帮助他们尽快适应大学生活,顺利完成从中学环境到大学环境的过渡;同时也特别重视新生阶段的日常专业引导教育,提高学生的专业兴趣,发挥学生的主观能动性。
1.1帮助学生了解专业概况
调查显示,绝大部分新生对自己的专业并不了解或者了解不够全面,通过专业引导,可让新生知道自己所学专业的课程设置、专业培养目标、就业方向和就业现状以及学好本专业的方法与技巧等,可减少学生专业学习的盲目性,培养其专业意识,树立正确的专业思想和学习观,为学好本专业打下良好基础。
1.2帮助学生培养专业兴趣
兴趣是最好的老师。调查显示,高考填报的志愿在一定程度上反映了学生的兴趣,但更多的却是“从众”的结果。学生在中学期间学习压力过大、心理成熟度不高,对于自己的兴趣与志向既无时间去思考,也无能力去把握。通过专业引导,可激发学生的学习动机和热情,培养对本专业的学习兴趣。
1.3帮助学生进行职业规划与制订学习计划
就业市场的导向与认识的局限性使一部分学生对自身的专业前途缺乏信心,另一方面也确有一部分学生因高招录取与现实热爱的矛盾,从而产生专业厌学情绪。目前相当多的高校在大二、大三阶段给学生提供了二次选择专业的机会。即使同学从小立志从事本专业,但从事专业也有专业方向之分。通过专业引导,可让新生尽早了解专业发展最新动态及成果,树立榜样,有的放矢,制定学习计划并尽早进行职业规划工作。
1.4新专业的特殊性
新生面临许多新问题,最重要的一项就是“专业”问题:专业究竟怎样?前景如何?如何学好?特别是对于“智能科学与技术”这门尚具一定特殊性、刚刚起步的新专业更显重要。
智能科学与技术专业的特殊性在于,它是一门综合交叉性学科,旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法学的基本理论知识,掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理的基本技能,综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题,素质、能力、知识协调统一的应用型高级技术人才。虽具有广阔的发展前景和巨大的应用需求,但社会普遍缺乏了解。因此,通过专业引导教育使新生逐步了解其所学新专业概括及其特殊性很有必要。
2专业引导教育的指导思想
开展新生专业引导教育过程中,注意强调以下几个方面的问题。
1) 通过介绍智能科学技术的基本概念、知识体系以及学校的学术特色,努力使学生对“智能科学技术”由完全陌生的状态逐步建立一个初步、宏观的科学认识[5]。
2) 通过剖析智能科学技术与相关学科之间的关系,使学生明了智能科学技术、信息科学技术、控制科学技术和计算机科学技术具有各自独立的研究领域,同时又互相交叉、互相促进。
3) 通过阐明智能科学技术专业培养目标与培养计划,解析专业课程结构框架,使学生了解专业方向、各门课程(特别是大一阶段的C语言程序设计等课程)的在专业培养目标中的地位和作用,指引学生采用正确的学习方法来开展本专业的课程学习,从而有利于本人及早进行职业规划与制订学习计划的工作。
4) 通过同学们普遍感兴趣的问题入手,例如机器人足球、人形机器人舞蹈等,因势利导,将同学们课外兴趣从网络游戏吸引到开放实验室参与学科竞赛与开放项目上来。
3专业引导教育的具体措施
基于上述分析,开展了相对集中的入学教育,经常性的贯穿整个“大一”阶段的课程教学与课外创新实践活动的引导教育。为让学生能够及早进行创新实践活动,特别在第一学期安排了独立实践环节“智能科学技术导论――专业认识与实践”[1,3]。
3.1入学教育
按照学校的总体安排,我们在新生入学教育第1周及时进行全面的入学教育。其主要内容涉及到校情与校风、学风与学籍、培养计划与专业学习、学习与生活、安全与卫生等诸多个方面。而专业引导教育是入学教育的重要方面,我们采取的具体举措包括参观实验室、专题讲座、师生座谈、学长交流等多种形式。
3.2专业引导课
目前,我们开设本课程是以专题讲座与学生参观体验校内实验室、校外实践基地多种形式,贯穿整个第1学期来开展。其目的是针对学生的实际需要,系统、科学地解答学生各种各样的专业问题,为本专业的新生提供适时和恰当的“专业引导”,使他们尽快明确方向,融入环境,积极主动地学习。专题讲座由全系教师参与,根据各自专业特长完成。
诸多讲座专题中,同学们普遍对机器人足球、人形机器人等比较感兴趣。针对此,教师也因势利导,强调专业课程,特别是强调大一阶段的C语言程序设计、高等数学、电路分析等课程的重要地位与学习方法,力争使新生别在高考后松懈,别在“大一”阶段掉队,鞭策他们赢在起跑线上。
3.3创新实践活动
目前高校中专业课课内学时本来普遍紧张,本专业更是如此。其前沿性课程较多,理论性较强,受学制限制,不得已对计算机软硬件、控制系统基础等课程学时加以一定压缩。课时如此紧张怎么办?为提高学生创新实践能力,我们决定课外开放智能系实验室,建立课外科技创新实践体系,开展多种形式的创新实践活动来强化同学的“软硬件能力”,从而加强智能专业学生的就业竞争能力。例如,我们在实践中以同学们普遍感兴趣的机器人这个创新实践平台,提出了一个基于机器人制作、分层次的课外科技创新实践方案[3]。针对大一阶段的具体情况,我们主要从培养兴趣、打牢基础的角度考虑,让同学们了解并进入到实验室,同时也举办一系列适宜大一学生参与的相关学科竞赛。
3.3.1实验室开放项目
大一的同学进入开放的实验室,可进行一些简易机器人的设计制作,也可参与到大二、大三学长为主体的实验室开放课题研究小组、学科竞赛小组中,做一些辅工作。我们给大一阶段设定的目标是锻炼简单机械设计与加工、基本电子电路设计、基本程序设计能力。同学们在大一阶段就因此接触到 “大学生电子竞赛”、“智能汽车竞赛”、“机器人大赛”这一系列学科竞赛。虽然他们只能做一些辅工作,但这些辅工作无疑是非常有益的。既使他们培养了兴趣,树立了目标,同时也建立了实验室开放工作的学生团队。实践中,我们又把学科竞赛的培训工作与实验室开放项目进行有机的结合,使之成为由浅入深、成系统多层次的系列活动。
3.3.2智能系统平台构建方案竞赛
爱因斯坦说“想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。” 智能系统平台构建方案设计比赛不要求做出具体产品,而重点在于方案设计与展示。我们开展这一比赛的目的是为了进一步完善学科竞赛的层次性,激发学习兴趣并引导新生的专业学习与创新实践方向。2009年11月我们搞了该学科竞赛,它作为后续相关竞赛的引导与补充,取得不错的效果。实践表明,智能系统平台构建方案设计比赛引起同学们极大关注。同学们大胆想象,深入调研,广泛查阅资料,精心进行方案设计并制作了演示文稿。教师与研究生组成的评委进行现场提问与点评,引导同学应该如何通过学习来实现这个方案。这既强化了他们对本专业的认识,又极大地激发了他们创新实践的兴趣。
3.3.3机器人舞蹈竞赛
机器人舞蹈竞赛是全校性机器人大赛中的一个比赛项目。该项目主要考验机器人动作的复杂性与艺术性以及每种情感动作与音乐伴奏的配合能力。参赛者需要自由设计机器人并配合一定音乐,根据舞蹈创意和音乐的协调进行程序设计完成舞步编排和整体的舞蹈表演。由于趣味性较强,同学表现出强烈的兴趣,这有力促进了同学们对程序设计的学习。
3.3.4C语言程序设计竞赛
C语言程序设计是本专业的一门重要的基础课程,但由于受到学时、学分的限制,课内学时相对不足,要达到新专业的人才培养目标,是值得认真研究与探讨的课题。课内的教学改革是必需的,细节不在这里讨论。我们在专业引导教育特别注意到了大一新生的C语言程序设计的学习问题,它是智能科学技术导论课程中一个重要专题,此外我们还想到了通过课外竞赛来促进该课程的学习。我们不仅利用机器人舞蹈比赛这个平台,我们还组织、培训同学参加学校程序设计大赛来促进程序设计的学习。对于其中高水平的学生则进一步鼓励引导其参加ACM程序设计活动。
3.4发挥专业教师作用
由专业教师担任学生班主任工作,是我校自动化学院的成功经验。学生辅导员重在指导学生的思想与生活,班主任则在学生职业生涯规划、成才教育、学生选课指导等方面扮演重要角色。对此,学生反映普遍良好。在新生的专业引导教育,特别是课外创新实践活动的引导中,班主任发挥了重要作用。
此外,智能系还试行了“专业导师制”以便更好地适应素质教育的要求和人才培养目标的转变,促进应用型创新人才培养工作。专业导师制的一项重要任务也是推动学生课外科技创新实践活动。专业教师针对学生的个性差异因材施教,和学生之间建立一种“导学”关系。通过双向选择,智能系教师每人担任一定数量学生的专业导师,并以此为契机形成高年级-低年级“梯队”。同学们组建“兴趣小组”,以实验室为平台,有的参与“教师科研项目”,有的自主申请“学生课外科技基金项目”,当然学生参加更多的课外科技创新实践活动是“实验室开放项目”。
3.5发挥优秀学长作用
在专业引导教育过程中,我们还充分发挥研究生、高年级优秀学长的作用。定期开展学长交流系列活动,讲座内容包括本科课程学习、专业学习方法、实验室开放项目、学科竞赛等等。在介绍专业知识的同时,学长向本科新生传授自己的学习经验,引导他们的专业学习与创新实践。
4结语
为建设好智能科学与技术新专业,采用专业教师担任班主任、开设相关导引课程以及开放实验室等多种措施并把科技创新与学科竞赛辅导培养工作提前到“大一阶段”,在新生专业引导教育方面进行了一定的探索与实践。实践中新生专业引导教育取得了不错的效果。同学们普遍表现了强烈的兴趣:不再沉溺于以前所钟爱的网络游戏,进入课外开放实验室进行创新实践活动,加入到学生科技竞赛的团队。在2010年6月举办的“三星杯”国际仿人机器人比赛、2010年7月举办的全国机器人大赛中,不少智能专业09级新生获得了相关奖项。
笔者认为,着力针对新生进行专业引导教育是必要的,应该充分重视这项工作。通过相对集中的入学教育与贯穿于整个“大一”阶段的经常性课内、课外专业引导教育,加强了学生对专业的认识,有助于他们及早进行个人职业规划与大学四年的学习计划的制订。其中,及早的创新实践活动,特别有利于学生学习主观能动性的激发,有利于学生创新实践能力的培养,有利于人才培养质量的提高。
参考文献:
[1] 李擎,陈雯柏,李邓化,等. 智能科学与技术专业建设的实践[J]. 计算机教育, 2009(11):34-37.
[2] 李擎,苏中,李邓化. 智能科学与技术专业建设的规划与思考[J]. 清华大学教育研究,2008(增刊1):21-25.
[3] 陈雯柏,李擎,彭书华,等. 智能科学与技术专业创新实践体系构建的探索[J]. 计算机教育,2010(15):114-118.
[4] 杨菁,邵建防.大学新生入学教育研究[J]. 湖北经济学院学报:人文社会科学版,2006(4):130-131.
[5] 周延泉,张博.“智能科学技术导论”课程教学模式新思考[J]. 计算机教育, 2009(11):78-80.
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)
关键词:智能制造;智能科学与技术;人工智能技术;机器人;实验平台建设
智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节。具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。是信息技术和智能技术在装备制造过程技术的深度融合与集成。加快推进智能制造,是我国在全球新一轮产业变革竞争背景下出台的《中国制造2025》的主攻方向。广东省作为国内制造大省和全球重要制造基地,也对接印发了《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》。针对广东省制造业的创新能力、产业结构、信息化水平的缺乏竞争力的问题,大力实施创新驱动发展战略,推动智能制造核心技术攻关和关键零部件研发,推进制造过程智能化升级改造,实现“制造大省”向“制造强省”转变。创新驱动,智能化升级改造需要国际领先水平人才的引进和高等院校实战型工程技术人才培养。我院智能科学与技术专业就是面向广东智能产业的深度融合设置的。其专业实验平台的建设需要针对广东省高端装备、制造过程、工业产品智能化等领域的薄弱环节,以“机器智能”为方向,完善实验教学体系、整合实验教学资源,开设综合性、创新性的实验项目,培养学生实践能力和创新意识。紧密联系企业,针对智能制造关键技术协同创新。培养具有智能系统开发与设计、智能装备的应用与工程管理能力;能在智能装备、智能机器人、智能家居等领域从事智能系统的是开发与设计、应用于维护、运营与管理的“厚基础、强应用、能创新”的高素质工程应用型人才。
1专业实验平台建设思路
面向智能制造专业实验平台的建设,依据《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》中发展智能装备与系统,工业产品、制造流程智能化升级改造的任务,从智能科学与技术知识体系中提取专业发展方向的课程,建立完善专业实践教学体系。以“机器智能”为方向建设人工智能与机器人实验室为核心,以项目、科技竞赛、紧密对接企业协同创新为手段,培养学生能够运用工程基础知识和专业理论知识设计工程实验,分析实际问题的能力,培养学生查询检索资料文献获取知识的能力,培养学生能够综合运用自然科学知识、专业理论知识和技术手段设计系统和过程解决实际问题的能力。通过科技竞赛等活动,培养学生在团队里具有工程组织管理能力、表达能力和人际交往能力。通过与企业的合作,掌握基本创新方法,并让学生具有追求创新的态度和意识,以培养学生的综合素质和能力为重点。立足华软学院电子系电子信息工程嵌入式专业、自动化专业、通信工程专业现有的平台优势,按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路,完善支撑体系,优化验教学资源配置,建设一个能够与广东智能产业深度融合的阶梯形层次化实验平台。
2实验平台建设内容
智能科学与技术专业实验实践平台的建设要依据实验教学体系的构建,突出面向智能制造工程实践为特色,按照学生的成长需要,建立阶段化、层次化、模块化的实验教学体系。
2.1专业实践课程体系建设
面向智能制造的智能科学与技术专业定位是以工程应用型人才培养为目标的,是在通识教育基础上的特色专业教育。专业课程体系的建设首先还是以培养学生具有扎实自然科学基础知识,人文社会科学知识和外语应用能力为基础,其次是智能科学与技术专业技术基础课程,如数字系统与逻辑设计、数字信号处理基础、信号与系统、电路分析与电子电路;c语言程序设计与算法分析、数据结构、数据库与操作系统、微机原理与接口、传感器与检测技术等。最后是专业方向类课程,也是专业的核心课程,如制造业基础软件中的嵌入式软件、工业控制系统软件,工业机器人中人工智能技术应用和智能控制技术。主要有知识获取模式识别;数据通信与网络;嵌入式系统移植和驱动开发;嵌入式应用开发;人工智能与神经网络;智能控制技术;机器人学等课程。培养学生具备计算机技术、自动控制技术、智能系统方法、传感信息处理等技术,完成系统集成,并配合专业实践课程体系如图1,完成电子工艺实习、技术基础课程、核心课程的课程设计和综合项目实验,并在工程应用中实施的能力。
2.2实践教学体系建设
依据专业实践课程体系,构建主要包括计算机基础、电路基础、信息与控制基础、嵌入式技术、机器智能系统五大模块开展不同学习阶段层次化的实验教学体系。主要包括基础类、专业实训类、综合创新类。
1)基础类实验注重开设与课堂教学中基本理论相结合的精品实验项目,并逐步提升基础实验课时的比例。从实践中启发引导学生牢固掌握基础理论知识。除此之外,还要注重工作方法和学习方法的能力培养,如收集信息查找资料、制定工作计划步骤、从基础理论到解决实际问题的思路以及独立学习新技术的方法和评估工作结果的方法。培养学生厚实的专业基础知识和能力。
2)专业实训类实验主要以项目教学、案例教学、情景教学方式培养学生利用专业知识及方法独立解决行业领域内的任务和问题并能够评价结果的能力。如智能传感应用项目,人工智能技术实验项目,知识表示与推理项目,计算智能项目,专家系统,多智能体系统;机器人项目,如最小机电系统组成,如何完成对电机的控制;利用单轴或双轴控制平台实现基本搬运装配作业。
3)综合创新类实验注重培养学生从理解问题域开始,获取数据和知识、开发原型智能系统、开发完整智能系统、评估并修订智能系统、到整合和维护智能系统六个阶段构建智能系统。如开展人工智能技术在智能制造中的应用包括产品设计加工、智能生产调度、智能工艺规划、智能机器人、智能测量等;直角坐标机器人实现码垛搬运、多关节串联机器人、弧焊机器人实训等。
4)科技竞赛、与企业协同创新,通过观察记录待智能化升级的工厂生产过程,发现定义问题、提出假设、搜集证据检验假设、发表结果、建构理论等实验过程设计的能力。培养学生掌握基本创新的方法,团队协作管理能力、表达沟通能力等。如嵌入式设计大赛、机器人大赛等科技竞赛;以及针对自动化生产线的嵌入式工业控制系统设计;针对原材料制造企业的集散控制、制造绦屑成应用;针对装备制造企业的敏捷制造、虚拟制造应用;工业机器人在汽车、电子电气、机械加工、船舶制造、食品加工、纺织制造、轻工家电、医药制造等行业的应用。
2实验教学保障
智能科学与技术实验平台建设以人工智能与机器人实验室建设为核心,结合目前学院嵌入式系统实验室、自动控制实验室、传感器技术实验室、通信原理实验室资源,仪器设备共享共建的原则,系统化筹备购置。人工智能机器人实验室主要针对智能系统设计开发和机器人应用,基于计算机系统的人工智能技术学习应用包括人工智能技术在智能制造应用和工业机器人仿真软件ABB Robot Studio。基于“探索者”机器人系统控制实训箱Rino-MRZ02(包含履带机器人、双轮自平衡机器人、5自由度机械臂、6自由度机械臂等)
可以开展的项目有:利用启发式算法、遗传算法、蚁群算法等模糊数学理论对工业产品设计进行性能模拟、运动分析、功能仿真与评价;利用人工神经网络自学习、自组织构造产品加工过程新能参数预测模型。利用模式识别、机器学习、专家系统、多智能体系统进行感知、并对环境的改变进行解读、动作进行规划和决策;利用专家系统、遗传算法、模糊逻辑集中式解决生产调度多目标性、不确定性和高度复杂性的问题,寻求最优规则,提高调度的速度;利用蚁群算法、遗传算法分布式多智能体系统进行问题分解、彼此协商、任务指派、解决冲突。
履带机器人可开展电机控制实验;运动控制实验;HD轨迹控制实验;无线通信实验。双轮自平衡机器人呢可开展自平衡模块实验;倒立摆算法实验;双轮载具运动实验。6自由度双足机器人可开展双足运动控制实验;步态规划实验;双足平衡实验;机构改装实验。5自由度机械臂可开展机械臂运动控制实验;颜色分拣实验。可扩展为8自由度双足机器人、轮腿式机器人等技能提高类课程设计。
通过ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio进行工业机器人的基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设计和验证的学习。
关键词:智能科学与技术;毕业生情况;北京科技大学
从2004年国内开始招生至今,全国已有不少高校设立了智能科学与技术专业。我校是较早设置该专业的院校,于2007年在信息工程学院设置其为第7个本科专业,并开始招生。2009年9月,学生进入相关专业课程的学习,第一届学生于2011年7月毕业。日前,该专业学生已经完成本科阶段的学习。
在专业开设过程中,我们完成的主要工作如下。
1) 调研国内外相关院校智能科学与相关专业的培养目标和培养方案。
2) 形成智能科学与技术学科的知识体系和能力要求。
3) 制定2010版智能科学与技术专业的教学大纲。
同时,在办学过程中,我们选择了脑科学与认知科学概论,人工智能基础,微机原理及应用、课程设计(微机原理),可视化程序设计、智能计算与应用四个课程组进行教学模式改革。
1首届毕业生知识结构
因为是首届学生,我校大多数课程安排参考了国内兄弟院校的课程设置,也参考了我校自动化专业的部分课程设置。学生的知识结构主要由5个方面组成[1],如图1所示。
1) 数理基础课程群:工科数学分析、高等代数、复变函数与积分变换、概率与数理统计、数学实验、大学物理、物理实验、应用力学基础、离散数学等。
2) 电工电子技术课程群:电路分析基础、电路实验技术、模拟电子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术、数字电子技术实验等。
3) 机电技术基础课程群:工程制图基础、程序设计基础、信号处理、计算机网络、微机原理及应用、嵌入式系统、数据库技术及应用、面向对象程序设计、现代检测技术、电机控制技术、现代通讯技术、DSP处理器及应用、机械设计基础等。
4) 专业主干课程群:信息论与编码、控制工程基础、脑科学与认知科学概论、人工智能基础、机器人组成原理、计算智能基础、模式识别基础、虚拟现实技术、智能控制及其应用。
5) 实践创新课程群[2]:计算机应用实践、电子技术实习、MATLAB编程与工程应用、Linux系统与程序设计、自动控制系统设计与实现、微机原理课程设计、嵌入式系统设计与实现、专业(生产)实习、毕业设计(论文)等。
除了专业课程的学习,学生还参与了很多课外科技活动和竞赛,并取得了良好成绩,内容如下。
1)“基于Matlab的智能五子棋人机博弈系统”在北京科技大学第十一届“摇篮杯”课外学术作品竞赛中获三等奖。
2) 第八届校机器人队队员在第八届亚太机器人大赛国内选拔赛中获十六强。
3) 在全国大学生电子设计大赛中获成功参赛奖。
4) 在智能车校内赛中获二等奖。
5) 在北京市机械创新大赛中获三等奖。
6) 在北京市大学生电子设计大赛中获二等奖。
7) 在“飞思卡尔”智能车竞赛的校级赛中获三等奖。
8) 在校级机器人竞赛中获季军。
9) 在全国大学生节能减排大赛科技类中获三等奖。
10) 在北京科技大学计算机博弈锦标赛中获最佳程序设计奖。
11) 在北京科技大学“闪我风采”Flash大赛中获最佳细节奖。
在参加课外竞赛及各种活动之余,首届智能班还自组织了以小组为单位的指纹识别考勤计时系统编程比赛,历时一个月,比赛结束后评出了最优编程奖。然后返回给每个小组,再讨论再修改,最终确定了最优版,申请了国家软件著作权,于2010年5月份获得审批。此次比赛成果是全班学生辛苦劳动的果实,凝聚了24位学生的智慧和努力。图2展示了该系统的计算机软件著作权登记证书。
2首届毕业生毕业设计情况
2010年底,首届学生进入本科毕业设计环节。在大家的共同努力下,全部学生通过了本科毕业设计。毕业设计的题目如表1所示。
3首届毕业生去向
智能科学与技术专业首届24名学生是2009年9月进入大三学习专业课的。目前,我们统计的毕业生去向,专业第1名放弃了保研指标,选择出国留学,另外有4人保送本校读研究生。选择考研的学生还有12人,另外有3人选择出国留学,还有2人选择就业,如表2所示。
4经验和教训
我们对2007级智能科学与技术首届毕业生的总体情况还是比较满意,通过一系列教学改革,取得一定的成效,内容如下。
1) 人工智能基础。此课程为智能科学与技术专业的理论基础性课程,具有涉及的面比较广、内容较多、变化较快的特点。我们结合人工智能学科的发展,在保证课程完整性的同时,尽可能增加学科发展的前沿内容。
2) 微机原理及应用、课程设计(微机原理)。微机原理及其应用是一门实践性很强的课程,特点是计算机软硬件结合非常紧密,需要经过大量的实践环节学习。在充分分析本门课程特点的基础上,我们对该课程作了如下教学改革:自行研制开发了一套实验装置,开发了配套的实验项目,编写了相应的实验讲义。图3是我们使用的微机原理与单片机实验装置。
在教学方法上,教师让学生在学习已有实验项目的基础上,做一些由简单到复杂的新改动,直至最后设计出新的应用电路,并用相关器件实现。为了鼓励学生亲自动手制作电路板,教学团队花费近3 000元,购买了各种电子元器件和电路制作工具,包括单片机芯片、集成稳压电路芯片、各种传感器、小键盘、电阻电容、印刷电路板、万用表、电烙铁等,保证每位学生都能设计并制作完成一个单片机控制系统。在课堂管理方面,我们实行小班授课,每班不超过30人。学生都很遵守课堂纪律,几乎没有迟到早退现象,为该门课程的学习营造了良好的学习氛围。
3) 可视化程序设计。小班在实验机房上课,课程将讲解部分与上机练习结合起来,教师对每一个知识点进行讲解后,让学生立刻练习,提高学生的动手实践能力。通过教师的课堂讲解和学生的课堂练习,使学生达到融会贯通的程度。
4) 数据结构与算法分析。针对智能科学与技术专业对计算机软件能力要求高的特点,我们压缩了计算机专业的数据结构和算法分析两门课程的学时,保证学生应用能力的培养,并编写了相应教材。
5) 根据国内外高等教育的最新发展,我们对研究思路、内容、方法进行必要调整。英国、美国、马来西亚等国近几年开设了AI相关专业,并且多数与机器人结合。在2010版教学计划中,我们也将机器人作为学生学习过程中的实验平台和设计实现对象,为此探讨设立机器人组成原理课程[3],并在准备教材。我们还与南开大学、河北工业大学合作开发智能科学与技术专业的系列教材[4]。
另一方面,我们在办学过程中也感觉到一些问题,和南开大学[5]的问题较为类似。
1) 专业宣传方面的问题。
2) 没有形成统一的教学指导委员会,各学校还处于单兵作战阶段。
3) 学校的重视程度不够,经费投入有待加强。
4) 师资结构对其他学科的依赖程度较大,还未形成完整的师资队伍,多数教师来自其他专业。
5结语
通过两年的专业课学习,首届智能科学与技术专业的全体学生在各方面都取得了不错成绩。多门基于专业课程开设的课程设计不仅增强了学生的动手实
践能力,还加深了学生对专业知识的理解及掌握程度,很好地将理论学习与实践教学结合起来。特别是在毕业设计阶段,学生的论文题目都很有新意,充分体现出智能科学与技术专业的“智能”特点,而且学生在论文答辩环节全部顺利通过。首届毕业生中,出国和保研率达到54.17%,就业率达到45.83%,有很好的发展前景。通过研究首届毕业生情况,我们认为智能科学与技术专业是一个很有发展潜力的专业,能够将人工智能科学、计算机技术、智能控制等专业性较强的学术领域综合起来,培养出具有综合能力的优秀毕业生。
总结首届毕业生情况,我们将在随后的教学过程中进行如下改进:结合人工智能学科的发展,尽可能增加学科发展前沿的内容;针对学有余力的学生,布置学科前沿的自学内容;在教学中尝试以作业的形式安排实验内容[6]。同时,我们继续保持小班授课方式,营造出良好的学习氛围。在考核方面,结合平时、考试和答辩3种形式,来客观、公正地评定学生,促进学生的全面发展。通过总结已有的教学经验,吸取教训,发展优势,我们相信智能科学与技术专业一定会一步一步成为更加完备的、更有优势的、更具时代特征的新型专业。
参考文献:
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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)
关键词:智能;智能科学与技术;语义分析;知识体系;课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 引言
“智能科学与技术”专业教育意指将“智能科学与技术的知识体系”传授给本科生或研究生。构建智能科学与技术的知识体系通常有两种途径:(1)经验归纳法,从社会实践和科学研究已经获得的知识集合中选择出若干,认为这些知识应该归属于“智能科学与技术”,且将其结构化与系统化。(2)概念演绎法。追问“智能科学与技术”的确切含义为何,由此联想其涉及的主要方面,概念推演形成的轨迹即是知识体系。两种方法的结论应是一致的。就实际操作而言,前者的主要环节是“选择知识”和“搭建体系”,而“选择什么”和“搭建成何样”就与研究者的偏好相关,常出现观点相左的情形;后者的主要环节是“明确语义”和“语义延伸”,能被称为概念的东西总是成熟的,即已有大量的先前研究,对此人们的分歧较少,而从概念出发的语义延伸又是遵循演绎逻辑的,由此而得的知识体系就易被公认。
本文的研究采用概念演绎法,具体的讨论依层次递进展开,首先明确“智能科学与技术”的中文语义,其次讨论该语义涉及的关键概念之内涵,进而合成这些关键概念的具体内容,继之概括“智能科学与技术的知识体系”,最后设计“智能科学与技术专业教育的课程体系”。
2 “智能科学与技术”的语义
尽管有逻辑上的先后,“科学”与“技术”通常被认为是并列的两种人类文化活动。“智能科学与技术”就应被分为“智能科学”与“智能技术”。
智能是某种行为主体所具有的能力和所表现的行为。这种具有智能的行为主体目前(也许永远)只有两类:生物(其中主要是人类)和机器。若以人类代表生物,智能就有两种表现形态,人类智能(human intelligence)和人工智能(artificial intelligence),后者是对前者的模仿与延展。
科学是为了获得所考察对象的知识体系,技术则是依据某种原理设计制造各种人工系统。由此,“人类智能科学”、“人工智能科学”、“人工智能技术”是无歧义的,而“人类智能技术”就不成立(确切地说,是间接地通过“人工智能技术”的方式表现出来)。
基于上述分析,“智能科学与技术”的语义由三部分构成,“关于人类智能的科学”、“关于人工智能的科学”和“应用人工智能的技术”。根据惯常的教育与研究分工,前者是心理科学领域的重点所在,后二者则是信息科学领域的前沿方向。目前国内所开办的“智能科学与技术”专业教育大多属于理工科本科,其侧重所在自然是“人工智能”。
支撑着“智能科学与技术”及其三部分构成的关键概念是“智能”、“科学”与“技术”,对其进行深入剖析有助于推演出“智能科学与技术的知识体系”。
3 关键概念的剖析
3.1 “智”对应于Intelligence
汉语中的“智”是“知”的后起字,而“知”是“出于口者疾如矢也”,意指认识的事物可以脱口而出。“知”添加了“曰”即为“智”,再清楚不过,“智,知而道出也”。智,就是人们日常口语中的“知道”。
英语中的Intelligence源于拉丁语的动词intellegere,意思是to understand。而intellegere是inter(interl与legere(to choose)的合成词,故它所表达的是“在推理基础上的理解”。
可见,汉语的“智”关注知识(识,知也。《说文》)及其共享;英文的Intelligence则强调知识及其可靠来源。有所差异并不妨碍将不同文化系统中的这两个概念对应起来。
3.2 “智”的派生词
尽管语义十分贴切,却不可将Intelligence直接汉译为“智”。在现代汉语中,单字形式的名词一般不用于表达抽象概念,因为单音节的高频率使用在言语交流中难以通畅顺口。通常都是采用双字形式的名词。“智”需要再添加一字。处理的办法无非两类,同义重复或附加意义。前者生成的是“智慧”,后者得到的是“智能”和“智力”。
智慧之“慧”,一方面与“智”同义(知或谓之慧。《方言》),另一方面又与佛教名词“般若”(Praina)相连,在中国的文化传统中,佛是高深至上的,这样,智慧的真理性就毋庸置疑。作为汉语词汇的“智慧”固定下来之后,除了与英文的Intelligence相对应,还与英文的wisdom(wise“聪明的”+dom“性质或状态”)相一致。更重要的是,wisdom就是希腊语的sophy,由此构成了philosophia(英文philosophy)。“智慧”连接着中国的佛教(与中国哲学相通)和西方的哲学。智慧是哲学层面的。
“智能”和“智力”都是“智的能力”的简称。推敲其中的意味饶是有趣。作为物理学概念的“能”和“力”,二者是一种源流关系,因而在汉语的习惯中,“能”更本质,“力”则外显,暗含着有高下之分。这样,智能有“智能人”、“智能机器”、“智能科学”等,智力则是“智力游戏”、“智力玩具”、“智力商数”等。层次的感觉是明显的。智能和智力是科学层面的。
“智”的派生词最常用的有三个:智慧、智能和智力,它们均可英译为Intelligence,但在汉语中分别属于三个层次,即哲学领域、科学领域(较高层次)和科学领域(较低层次)。
3.3 关键概念的文化比较
将与“智”相关的中文概念和与Intelligence相关的英文概念进行对比,可看出中西方文化的相通与差异,有助于更深刻明晰地理解“智能”的语义。表1是基于英语概念的文化比较。从中可见,“智能”较高于“智力”在西方文化中表现为对现在分词的偏爱。
表2是基于汉语概念的文化比较。英语的Intelligence可以笼统地表示汉语的“智、智慧、智能、智力”。现限定“构建智能科学与技术的知识体系”是一项科学研究(即不考虑“智慧”),再用“智能”作为“智能”和“智力”的统称,这样,“智能”就成为将要继续讨论的唯一概念。
3.4 智能之“能”
前已阐明,智能就是“智的能力”。这种能力究竟为何,学者们曾有过大量的讨论。其中一种通俗简洁的表述 被包含于后者之中。在人工智能中将二者分开,缘于它们的对象不同,前者针对的是自然界,后者则面向人类已有的知识积累。“推理”是生命体存在的基本前提。所以,关于人工智能的科学只有两个分支:机器感知/发现理论(派生于人的认识论)和机器推理理论(基于人脑推理理论的讨论)。
(4)应用人工智能的技术。第3.6节说明,技术就是应用手段、技能和方法设计与制造人工系统。图4模型所示意要设计与制造的人工系统只有专家系统和机器人。所以,应用人工智能的技术主要有两个:专家系统技术和机器人技术。
(5)基于现状的人工智能科学与人工智能技术的内容调整。前面将“机器感知”和“知识发现”归于科学范畴,其根据就是因为它们均是客观存在。然而,现在的“机器感知”还非常简单,对于诸如表情、语气等稍微复杂的客观现象就无能为力:“知识发现”也主要依赖于基于语法的关键词匹配,而对于如何有效地理解语义特别是语用还差得很远。鉴于如此现状,将“机器感知”和“知识发现”归于技术更合适一些。
(6)智能科学与技术的知识体系。集成上述的观点可得图5所示的知识体系。理论是概念、原理的体系(《辞海》),本身就是知识体系。技术包括手段、技能和方法,也是知识或知识指导下的操作。所以,智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。
图5的表示是粗线条的。正是因为它没有将与“智能”有关的科学理论和技术方法全部罗列出来,才有了一个简洁的框架,以便在此基础上进一步细分和添加,最终形成一个系统的图景。
6 “智能科学与技术”专业教育的课程体系
“智能科学与技术”专业教育的使命就是将图5所示的知识体系教授给本科生或研究生。学校教育总是以课程方式进行的。智能科学与技术的知识体系必须转化为课程体系。基于图5所示模型、兼顾目前大学课程设置的现状、特别是参照国内学者的研究成果和国内率先开办智能科学与技术专业的大学的探索性经验,提出“智能科学与技术专业教育的课程体系”的一种方案,见表3。
如表3所示,“智能科学与技术”专业的课程设置对应于智能科学与技术知识体系的主要内容(见图5),共六门主干课程:
(1)“脑与认知科学”。包括“脑科学”与“认知科学”。
(2)“机器学习”。推理是学习过程中所采用的主要方法,机器学习包含机器推理,在一般意义上可以认为二者同义。目前讲授机器学习的大学课程主要有:“机器学习”、“模式识别”(是实现机器学习的一种方法)、“计算智能”。后者包括“模糊计算”、“神经计算”、“进化计算”,讲授一些具有前沿性的理论与方法。
(3)“机器感知”。包括“机器视觉”模仿人类的视觉、“计算机语音技术”模仿人类的听觉、“自然语言理解”模仿人类对语言与文字的理解。
(4)“知识发现”。包括“信息检索”和“数据挖掘”,前者在数据库中进行关键字匹配、在万维网上进行关键字匹配、在语义网上进行语义匹配以获取所需要的信息,后者将信息组织到数据仓库中以便寻求信息之间的规律性关联即获得知识。
(5)“专家系统”。该课程所讲授的内容包括管理信息系统、专家系统、决策支持系统、多Agent系统。它们是人工智能为人类提供的实用型信息产品。
(6)“机器人”。利用机器来获得身心的解放与扩展是人类的梦想和永远的追求。拟人机器的设计与制造涉及诸多学科,在大学的专业教育中只能讲授一些基础概念。
可以将整个“智能科学与技术的知识体系”看作是一个对知识进行“输入一加工一输出”的结构。由表3可见,与知识输入有关的是“机器感知技术”和“知识发现技术”;与知识加工有关的是“脑科学理论”和“机器推理理论”;与知识输出有关的是“专家系统技术”和“机器人技术”。在智能科学与技术学科中,分工专门研究知识输入、知识加工、知识输出,就构成了其三个主要的研究方向:知识处理、智能理论与方法、智能系统与应用(如表3所示)。
7 结论
(1)智能科学与技术是人类智能科学、人工智能科学和人工智能技术的总称。技术的标志是用于设计与制造人工系统,因而“人类智能技术”并不直接存在。
(2)“智能”是“智的能力”的统称。中文的“智”之本义是“知而道出”,与英文的Intelligence(本义“推理基础上的理解”)尽管侧重不同,仍被认为语义相等。现代汉语不习惯单字形式的概念,“智”便有了三个常用派生名词“智慧”、“智能”和“智力”。前者属于哲学概念:后二者属于科学对象,是“智的能力”的两种不同简称,亦有层次高下之分。在科学领域,“智能”通常涵盖“智能”和“智力”。
(3)智能科学是指,认知智能事实、归纳智能规律、总结智能理论。
(4)智能技术是指,设计与制造人工智能系统的手段、技能和方法。
(5)智能(intelligence)应该是“能智”。即能知、能日、能推理、能理解、能应用。
(6)智能是以知识为主线的三个环节的序贯过程。智能表现为知识在知识获取、知识推理、知识应用三类活动中的定向流动和逐级提升。
(7)智能首先遇到的问题是知识表示。人类智能的知识表示是在文化传承中自然实现的,而人工智能的知识表示则依赖于专门的人为规定。这样,智能的内容就有四个部分:知识表示、知识获取、知识推理、知识应用。
(8)智能最简明最本质的定义是:知识+推理。人类智能的特征是,知识用自然语言表示、推理在人脑中进行;人工智能的特征是,知识用机器语言表示、推理用机器实现。
(9)人类智能的内容主要有五个:感官感知、信息检索、人脑推理、实际问题解决方案、实际问题解决方案的执行。
(10)人工智能是对人类智能的模仿与延伸,其主要内容也相应有五个:机器感知、知识发现、机器推理、专家系统、机器人。
(11)智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。智能科学与技术的知识体系涉及关于人类智能的科学、关于人工智能的科学、应用人工智能的技术,具体有脑科学理论、机器推理理论、机器感知技术、知识发现技术、专家系统技术、机器人技术。
关键词:智能科学与技术;课程设置;知行合一
1传统课程的分析
智能科学与技术专业是我国高等院校的新兴专业,是面向前沿高新技术的基础性专业。自北京大学首次提出并成立“智能科学与技术”专业以来,已先后有近二十所院校增设了该专业。目前,国内高校传统的课程设置都是基于先知而后行的理论,即先学习书本上的理论知识,然后再进行相关内容的实验和课程设计。智能科学与技术的专业课程覆盖面较广,涵盖更多的开放性理论知识,如何做到知行合一,将这些前沿、开放的教学内容生动而深刻地传授给学生,是笔者的主要研究目标。
20世纪以来,在教育界广泛流行、影响较大的几种教育理论有行为主义理论、认知发展理论、建构主义理论和多元智能理论[1]。它们从不同角度提出了教育思想和方法,每种理论的提出对当时的教育界都具有十分重要的影响。建构主义的学习理论被称做是教育心理学的一场革命,它强调学习的主动性和情景性,主张教育的本质是对人的经验改造;教育的职能就是延续社会生命、传递人类的经验,增强经验指导生活和个人适应社会的能力。由于经验的改造只能在生活中进行,与生活密不可分,因此,脱离了生活和经验的教育将变成为空洞的教育[2]。
传统教育采用直接传授知识的方式,学生常常被动地接受与自己生活毫无关系的书本知识。即使理论课程完毕后有实验和课程设计等环节,但是由于先入为主的厌倦和望而生畏,使学生对实验也并不感兴趣,在进行设计和实验时感到无从下手、无所适从。因此,应改革传统的封闭式教学、灌输式教学的弊端,培养学生良好的思维习惯,使他们能够主动思维,为创新能力的培养打下坚实的基础。
2课程改革的思路和原则――知行合一
目前,各高校正在努力创办具有本校特色的智能科学与技术专业,北京大学的智能专业以视听觉感知和多媒体信息方面的硬件资源及长期的研究基础为优势,形成了以机器感知、计算智能为核心的课程体系结构;西安电子科技大学以传统的电子和信息处理方面的优势为基础,形成了以“智能+信息处理”为核心专业课程体系的课程群;南开大学将“智能技术+智能工程”作为课程的主要侧重点[3-4]。无论是前沿的机器视觉、信息处理,还是传统的自动控制,这些与自动化、电子、计算机密切相关的课程都离不开动手实验环节,都是为了能够更好地将智能理论应用到实际工程中去,使机器从形式上、功能上具有更像人的“智能”。因此,我们的课程应以解决问题为出发点和贯穿始终的线索,引导学生用不同的方法实现工程目的。这样既能从最开始激发学生的兴趣,让他们感到学有所用,又能充分调动其积极性,主动学习书本上的理论知识,让学习理论成为学生解决实际问题的手段。“在做中学”也是美国教育家杜威的核心教学论思想之一。他认为教学不应该直接灌输知识,而是引导学生投入各种活动中,无意识地获取经验和知识,在做中学习。“做”是根本,失去了“做”,学生的学习就失去了依托和根本[1]。因此,课程改革应强调学生在实际操作中学习知识,强调教学设计应遵循学生心理发展的规律。在解决实际问题中不断锻炼和提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力和素养,做到知行合一。
3课程改革的具体措施
教育改革是否成功,除了要有正确的改革思路和目标外,还要具有有效的改革措施,以确保改革目标的实现。下面针对教学模式、教学内容、教学方法和教学评估等几个方面详细阐述我校教学改革的具体措施。
3.1教学方式的改革
目前,国家和各省市地区已经设置了与数学、自动化、电子和计算机等密切相关的各类竞赛。这些竞赛致力于激发学生的兴趣、锻炼动手能力、与人沟通的能力、提高学生解决实际问题的能力。它们都与智能科学与技术专业有着密切的联系,参与这些竞赛的学生获益匪浅,因为它们以实际应用为导向。然而,由于各专业的经费限制、学生的时间和兴趣使然,不可能所有学生都通过竞赛来提高和进步。为了让绝大多数学生受益,我们必须在课堂教学模式上有所改革。
为此,我们提出改变传统的“以知为主、先知后行”的模式为“以行为主,知行合一”的方式。以智能控制课程为例,我们在课程之初先设置与模糊控制、神经网络控制、专家控制等相关的初级实验,这些实验的特点是简单、直观,易操作,让学生了解智能控制算法在不同领域中的应用和用途,明确学习动机和目的,再安排相应的课堂教学,让学生带着问题学习书本上的理论知识。
随着对课程内容的逐渐深入,再进入到中级实验阶段,要求学生针对具体的项目进行整体设计和构思,利用相应的专业程序初步实现。中级实验的目的是让学生了解解决问题的具体流程和方法,并能小试牛刀,将这些手段和方法用于实际的问题解决中去。在这个环节中,教师要遵循因材施教的原则,针对不同学生的问题给予辅导,言传身教,使学生了解分析问题的技巧和方法。进一步完善和改进实验,实现理论和实践的真正统一,改革后的教学流程如图1所示。
3.2教学内容的改革
首先,课程内容的改革需要以“做”为目的,教学内容的设置都应该与“做”有直接或间接的联系,同时兼顾知与行的目的,在“做”中学,边学边做。依然以智能控制课程为例,目前大部分教材只给出了模糊算法、神经网络、遗传算法等算法的原理,而对于如何实现这些算法,以及这些算法的优势和实际工程中的应用则少之又少。因此,在新的教学内容中,应该增设算法的编程实现环节及实际用途的内容,以及这些智能算法与传统控制算法相比的优势所在,这样才能让学生感觉到学有所用,有的放矢。
其次,在新的教学内容中,还特别需要增设培养学生解决实际问题的教学内容,例如问题的提出、资料的搜集和查找、问题的分析和解决方案的对比等。这些“软”的教学内容相比书上的知识点,对于学生来说是更为宝贵的。毕竟,书本上的知识也无法解决所有现实中遇到的问题,很多技巧、方法和经验需要学生通过不断探索找到答案。很多问题的答案并不是唯一的,这就更加提高了学生开阔思维的能力。
最后,专业课程群中各课程之间的内容应本着系统性原则[5]。每个课程既是一个独立而完整的个体,又是整体课程群中有机的一部分,正所谓“一沙一世界,一人一尘埃”。要在智能科学与技术的核心专业课程体系中体现整体性和互补性。例如我校开设的智能控制、智能信息处理和智能系统等课程,就可以重新整合和梳理,以控制和信息处理这两个不同应用和类型的任务为导向,分别在课程中设置从算法原理到实现过程,再到实际系统的授课内容和步骤。
3.3考核方法的更新与完善
如何对学生进行考核,一直是一个开放性研究问题。传统的考核方式以教师作为唯一的考核者,而学生完全是被动的被评审者。高校教师也仅仅通过出勤率、回答问题情况、作业、卷面成绩等给学生评分。这些因素局限于学生表现的表象上,未必能够真正代表学生的实际能力,而且此种评分方式没有互动的效果,仅仅是单方向的评阅而已。
针对以上问题,笔者提出一些新的考核方法。
1) 改变仅由教师一人定分数的情形,以教师考核和学生相互考核相结合的方式确定学生的最终考核结果。在整个课程学习中设置若干个实验设计环节,让学生分小组完成这些课题,并在设计和实验后按小组展示成果,让全体学生共同评分。这既可以避免片面评定,更能体现公平、公正、公开的评定原则;也可以在学生之间形成一种竞争机制,通过本组内及组间的沟通和交流,更好地解决实际问题。
2) 改变以卷面分数定成绩的方式为分阶段、分任务类型的考核方法。在课程学习阶段,教师可以分层次地设置不同难度、不同类型的设计题目,让学生自主选择。这样能最大程度地避免教师受个人偏好和能力的影响。另外,在分阶段考核过程中,要形成一种明确的奖励和惩罚机制,以监督学生的学习进程,使学生不断调整学习策略和方法。
3) 改变仅仅注重知识水平的测试,注重学生发展潜力的测试。测试时要注意学生的整体基础和每个学生的个体基础,在适当范围内增加难度大些、更复杂些的任务,关注不同学生在教师或其他辅助条件下完成超出知识范围问题时的情况,挖掘不同学生的学习潜力。
4结语
目前,我国各高校的智能科学与技术专业都处于起步阶段,教学内容和方法都处于摸索阶段。所有的改革都应以解决实际问题为导向,立足培养学生的学习兴趣和动脑、动手能力。我们在核心专业课程智能控制中初步尝试了部分改革内容,确认了以“做”为主的课程设置的合理性。需要进一步完善的是实验内容的阶梯型设置,以保证其从易到难,循序渐进地被学生接受,进而推广到本专业的其他课程及类似的专业中去。
参考文献:
[1] 欧阳荣华,陈德祥.教育学[M]. 北京:中国人民大学出版社,2007.
[2] 威廉•克伯屈.教学方法原理:教育漫谈[M].北京:人民教育出版社,1991.
[3] 王万森,钟义信,韩力群,等.我国智能科学技术教育的现状与思考[J].计算机教育,2009(11):10-14.
[4] 彭岩,王万森.“智能科学与技术”专业建设的探索与实践[J].计算机教育,2009(11):30-33.
[5] 切克兰德.系统论的思想与实践[M]. 北京:华夏出版社,1990.
First to Know or to Do? C Innovation about the Teaching of Intelligence Science and Technology
LIU Kun, SUN Hexu, YANG Peng, ZHANG Lei
(School of Control Science and Technology, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)