時(shí)間：2022-05-10 09:18:05
序論：在您撰寫智能科學(xué)技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
摘要：
在總結(jié)和分析智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育重點(diǎn)及難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重探討理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新教育模式，強(qiáng)調(diào)實(shí)施創(chuàng)新教育模式對培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才的重要性。
關(guān)鍵詞：
智能科學(xué)技術(shù)；創(chuàng)新教育；工程實(shí)踐；創(chuàng)新型智能科技人才
0引言
自2004年起，我國智能科學(xué)技術(shù)教育已走過12個年頭。全國眾多高校在教育部的批準(zhǔn)下，建立了智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科，逐步形成了包含本科生、碩士生、博士生在內(nèi)的三層智能科學(xué)技術(shù)教育體系[1]。中南大學(xué)的蔡自興教授在《智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)縱橫談》中提到智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科是以人工智能和認(rèn)知科學(xué)為基礎(chǔ)建立和發(fā)展起來的學(xué)科，具有高度交叉和多學(xué)科融合的特點(diǎn)，該學(xué)科包含的基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程都屬于智能科學(xué)技術(shù)課程[2]。智能科學(xué)技術(shù)是一門前沿學(xué)科，在社會智能化進(jìn)程中起著引領(lǐng)和推動的作用。探索出適應(yīng)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教育模式以及培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的創(chuàng)新型智能科技人才是時(shí)代賦予智能科學(xué)技術(shù)課程教育的使命。
1智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育的重點(diǎn)和難點(diǎn)
智能科學(xué)技術(shù)在一定程度上代表了信息技術(shù)的前沿方向，因此智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科教育對現(xiàn)行的教育理念和教育模式提出了更高的要求[3]。在現(xiàn)有的教育體系中，“學(xué)做分家”或“重學(xué)輕做”的現(xiàn)象仍然普遍存在，這里的“學(xué)”是指課堂上師生面對面的理論學(xué)習(xí)，“做”是指以教師為指導(dǎo)的課程實(shí)踐或理論和實(shí)際相結(jié)合的工程實(shí)踐。當(dāng)然，造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，包括有限的教學(xué)資源及實(shí)驗(yàn)資源、教師隊(duì)伍的建設(shè)不足以及過于陳舊的教學(xué)理念等。針對這種情況，合理地發(fā)展創(chuàng)新教育刻不容緩。如何在有限的教學(xué)條件下，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的建設(shè)與管理，改變教學(xué)理念，探索出真正符合時(shí)展的教育模式，是智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，許多高校的智能科學(xué)技術(shù)教育仍然停留在理論教學(xué)或只是融入了少量簡單的實(shí)例演示，學(xué)生動手實(shí)踐的機(jī)會很少甚至沒有。這無疑給創(chuàng)新教育的推進(jìn)帶來更大的難度。如何引導(dǎo)學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上提高實(shí)踐能力是亟待解決的問題。針對目前智能科學(xué)技術(shù)課程教育形式的現(xiàn)狀，我們需要對智能科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程等進(jìn)行整合，對課程的教學(xué)理念與內(nèi)容、教師隊(duì)伍的培養(yǎng)、教學(xué)方法等進(jìn)行全方位的研究與實(shí)踐。
2智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育模式：理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合
理論教學(xué)按照學(xué)科、專業(yè)和研究方向的層次設(shè)置相關(guān)的理論課程[4]18，通俗地講就是學(xué)生根據(jù)自身需求主動或被動地從課程教材中獲取知識的過程，這其中既包括學(xué)科的基礎(chǔ)理論，也包括專業(yè)技術(shù)理論。單純的理論教學(xué)大多數(shù)是以文字、圖表等一系列的抽象形式存在，在為學(xué)生補(bǔ)充豐富的理論養(yǎng)分的同時(shí)卻忽視了學(xué)生的主觀能動性，即便實(shí)踐案例偶爾會穿插在理論教學(xué)之中，對培養(yǎng)新型人才也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。同時(shí)，理論教學(xué)具有分散性、復(fù)雜性及不系統(tǒng)性等特點(diǎn)，如果不將理論付諸應(yīng)用實(shí)踐，知識就不能被很好地簡化、集中化及系統(tǒng)化，往往會產(chǎn)生徒勞無功的效果。工程實(shí)踐能力是大學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的指標(biāo)之一[4]20，是運(yùn)用專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題的重要表現(xiàn)。不可否認(rèn)，理論教學(xué)為工程實(shí)踐提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，但強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力同等重要。目前，各大高校都在致力于學(xué)科建設(shè)，在提高自身科研水平的基礎(chǔ)上，盡力將科研成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化。這期間，加大學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，無論是對學(xué)校還是學(xué)生，都意義非凡。因此，探索出合理的理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新教育模式尤為重要。為了更好地實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐相結(jié)合的教育模式，我們建立了一套完整的智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新平臺。整合智能科學(xué)技術(shù)課程，加入交叉學(xué)科的元素，建立面向智能科學(xué)技術(shù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，一方面，發(fā)展實(shí)驗(yàn)室與相關(guān)企業(yè)合作，學(xué)生可以提早進(jìn)入“工作實(shí)踐”模式，增大畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)幾率；另一方面，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室可以擴(kuò)大自主學(xué)習(xí)空間，完成理論知識到工程實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，提高自身競爭力，為將來順利走入社會增加保障。為了提高學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題的能力，任課教師可為每門課程設(shè)置專屬的課程設(shè)計(jì)，學(xué)生根據(jù)自己的選題在教師的指導(dǎo)下完成相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，消除學(xué)生對課程理論“學(xué)而無用”的煩惱，某種程度上還可以改變部分學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。除此之外，還可以要求學(xué)生參與教師的課題研究或項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)自己的研究方向或自身的興趣自主選擇，制訂課題或項(xiàng)目計(jì)劃書，由指導(dǎo)教師定期抽檢。這樣既可以讓學(xué)生在實(shí)踐中提高專業(yè)能力，也可以讓學(xué)生學(xué)會更好地自我管理[5]。同時(shí)，為了培養(yǎng)出具備理論知識和工程實(shí)踐能力的扎實(shí)型人才，應(yīng)該進(jìn)行案例分析教學(xué)與工程實(shí)踐指導(dǎo)相結(jié)合的實(shí)戰(zhàn)演練，教學(xué)和實(shí)踐指導(dǎo)的第一主體設(shè)定為學(xué)生，這樣就打破了教師在教學(xué)中永遠(yuǎn)占有主體地位的傳統(tǒng)教育模式。學(xué)生根據(jù)理論教學(xué)中獲得的專業(yè)知識，收集相關(guān)的項(xiàng)目案例進(jìn)行集體的分析教學(xué)，自行設(shè)計(jì)方案，加入相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)踐，教師做最終的概括總結(jié)。整個過程可以很好地激發(fā)學(xué)生的研究興趣，開拓其視野，通過交互學(xué)習(xí)，提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的綜合能力。智能科學(xué)技術(shù)理論教學(xué)和工程實(shí)踐相結(jié)合的教育模式并非首次提出。但是由于智能科學(xué)技術(shù)是一門高度交叉、多學(xué)科融合的前沿學(xué)科，很多課程教學(xué)仍然處在探索階段，因此建立完備的智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新平臺，學(xué)生參與教師課題項(xiàng)目以及進(jìn)行案例分析教學(xué)與工程實(shí)踐指導(dǎo)并重的實(shí)戰(zhàn)演練，同樣面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這就需要高校各層人員的集中努力和積極配合，為創(chuàng)新教育模式的發(fā)展提供更有利的條件。
3智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育目標(biāo)：培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才
大學(xué)教育的目標(biāo)之一就是培養(yǎng)社會所需的各界人才。智能科學(xué)技術(shù)作為前沿學(xué)科，其創(chuàng)新教育的實(shí)施是培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才的需要。同時(shí)，實(shí)施智能科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育的目標(biāo)之一是培育出高素質(zhì)的創(chuàng)新型科技人才。自2004年起，各大高校紛紛建立智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科，目的就在于培養(yǎng)具有專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高，且具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，以滿足智能科學(xué)界的人才需求。智能科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新能力是指智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)人才從無意識的創(chuàng)新變成有意識的創(chuàng)新，能夠創(chuàng)新性地分析問題、解決問題，懂研究會開發(fā)[6]。智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生要求具備扎實(shí)的智能科學(xué)技術(shù)課程知識、強(qiáng)大的綜合應(yīng)用以及創(chuàng)新能力、良好的職業(yè)素質(zhì)。理論教學(xué)使學(xué)生獲得全面的課程知識，工程實(shí)踐使學(xué)生獲得強(qiáng)大的應(yīng)用實(shí)踐能力，通過兩者的結(jié)合，學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)新意識，獲取良好的職業(yè)素質(zhì)。
4結(jié)語
當(dāng)今社會科技高速發(fā)展，創(chuàng)新領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，對智能科學(xué)技術(shù)等前沿學(xué)科人才的需求較大，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的智能科技人才相當(dāng)迫切且尤為重要。大學(xué)生教育是我國當(dāng)前教育的較高層次階段，為國家建設(shè)輸送高層次、高質(zhì)量并有工程實(shí)踐能力的合格人才。理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合是培養(yǎng)合格人才的重要環(huán)節(jié)，任何偏重理論教學(xué)或偏重工程實(shí)踐的教育模式都是片面的。高校學(xué)生的教學(xué)模式?jīng)]有定律，需要根據(jù)社會對人才類型的需求不斷地探索研究。針對當(dāng)前的實(shí)際情況，應(yīng)圍繞理論教學(xué)與工程實(shí)踐的結(jié)合及其之間的相互影響，不斷創(chuàng)新、不斷完善教學(xué)方法及手段、提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的高級復(fù)合型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科實(shí)施理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合的教育模式不僅能培養(yǎng)人才，還能更好更快地把科研成果轉(zhuǎn)化成具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品。
作者：石躍祥 任曉雪 朱東輝 單位：湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院
1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸由高端實(shí)驗(yàn)室走向大眾和實(shí)用化，尤其是在微軟公司推出名為HoloLens的商業(yè)產(chǎn)品后[5-6]。微軟公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基礎(chǔ)上引入全息影像技術(shù)，將虛擬世界與真實(shí)世界連接起來，創(chuàng)造出一種具有全新人機(jī)交互模式的虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程作為進(jìn)入當(dāng)前最前沿科技領(lǐng)域的學(xué)科基礎(chǔ)，其課程性質(zhì)決定了該課程需要不斷實(shí)時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)與最新技術(shù)、最新發(fā)展方向保持一致?，F(xiàn)行的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程教學(xué)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要存在的問題是由于傳統(tǒng)教科書從撰寫到發(fā)行的周期較長，往往是課程教材一投入使用，其中的內(nèi)容已經(jīng)陳舊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于學(xué)科技術(shù)發(fā)展的速度。同時(shí)，課程教學(xué)方式和方法也還采用傳統(tǒng)單向交流的方式，互動不夠，不利于激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)社交思想影響下的90后大學(xué)生群體的學(xué)習(xí)興趣。
2互聯(lián)網(wǎng)下教學(xué)新方法和舉措
2.1社交軟件
不管是獲取信息還是與他人交流，大部分人都能在社交軟件中找到適合自己需求的東西。社交軟件的特點(diǎn)就是包羅萬象、有不同的人和圈子、內(nèi)容符合人類的共性，并極有可能形成病毒性傳播的趨勢等。經(jīng)過長期與大學(xué)生群體的接觸及調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)前大學(xué)生群體尤其是90后在日常學(xué)習(xí)、生活中都十分喜愛如下的社交軟件。
（1）QQ。QQ是騰訊公司于1999年推出的基于Internet的即時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)工具。隨著時(shí)間推移，騰訊公司旗下的QQ軟件高速發(fā)展，逐漸發(fā)展成為影響大眾日常生活的重要社交軟件，其最大特點(diǎn)是不僅可提供點(diǎn)對點(diǎn)即時(shí)通訊，還能提供群通訊功能。
（2）微信。微信是騰訊公司于2011年推出的一個為智能手機(jī)提供即時(shí)通訊服務(wù)的免費(fèi)應(yīng)用程序，其最大特點(diǎn)是可以跨通信運(yùn)營商、跨操作系統(tǒng)平臺，用極少的網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)現(xiàn)語音短信、視頻、圖片和文字交流，并具有共享流媒體內(nèi)容和基于位置的社交插件，在廣大年輕用戶群體中非常流行，尤其是在90后的大學(xué)生群體內(nèi)。
（3）貼吧。貼吧是百度公司于2003年推出的一款重量級產(chǎn)品，是基于關(guān)鍵詞的主題交流社區(qū)，可以與搜索緊密聯(lián)系，能夠準(zhǔn)確把握用戶需求，通過用戶輸入的關(guān)鍵詞自動生成討論區(qū)，使用戶可實(shí)時(shí)參加交流、自己感興趣話題的信息和想法，在各類學(xué)生興趣愛好團(tuán)體中極具人氣。
（4）知乎。知乎作為社交軟件中的后起新秀，是一個廣受各行各業(yè)精英所喜愛的實(shí)名制網(wǎng)絡(luò)問答社區(qū)，友好、理性和認(rèn)真的社區(qū)氛圍使其成為集求知、分享和社交為一體的UGC（usergeneratedcontent）平臺，在求知欲極強(qiáng)的90后大學(xué)生群體中也極具人氣。
通過對比分析，可以發(fā)現(xiàn)上述社交軟件具有共同的特點(diǎn)。
（1）社會關(guān)系鏈整合。社交軟件可以清晰地整合熟人圈，形成團(tuán)結(jié)程度甚高的小團(tuán)體，尤其在90后大學(xué)生群體中效果最為明顯。在這個相對密閉的小團(tuán)體空間內(nèi)，用戶傳播信息，可使該信息快速通過社交軟件得到擴(kuò)散，而且擴(kuò)散速度在與目標(biāo)群體相關(guān)的臨近群體中快得超乎想象，極具傳染性。
（2）聊天。社交軟件聚合大量同屬性的用戶形成群體，群體內(nèi)用戶對由群體成員發(fā)起的話題進(jìn)行及時(shí)討論，形成積極快速的討論氛圍。熱點(diǎn)話題通常會激發(fā)群體內(nèi)大多數(shù)用戶的積極性，擴(kuò)大討論的范圍，增加信息量。
（3）圖片/視頻/流媒體分享。社交軟件大都可以在智能手機(jī)/智能平板等終端上應(yīng)用，很便捷地上傳圖片/視頻/流媒體資料，并使之在目標(biāo)群體內(nèi)快速傳播。
（4）興趣聚合。社交軟件大多是通過興趣愛好聚合，即一個群體基本具有一定共同相關(guān)屬性的聯(lián)系，這類聯(lián)系可以使群體內(nèi)部用戶相互之間形成強(qiáng)烈的聚合效應(yīng)。90后大學(xué)生群體基本上都喜愛使用這些社交軟件，保持極高的刷屏率，基本貫穿在日常生活、學(xué)習(xí)中，極具黏性。這些社交軟件已經(jīng)儼然成為90后大學(xué)生群體日常生活中不可缺少的一部分。
2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程教學(xué)新方法和舉措
基于90后大學(xué)生對上述社交軟件的應(yīng)用程度，教師可提出如下課程教學(xué)新方法和新手段。
（1）針對教科書教學(xué)內(nèi)容較為陳舊的問題，使用貼吧讓學(xué)生自主瀏覽虛擬現(xiàn)實(shí)的主題社區(qū)關(guān)鍵詞。通過瀏覽主題社區(qū)，學(xué)生對于當(dāng)前國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展動向能夠有一個較直觀的認(rèn)知。由于貼吧每天都有新的話題出現(xiàn)，信息更新速率極快，因此學(xué)生通過對話題的瀏覽可在較短時(shí)間內(nèi)對當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r有較深入的認(rèn)知。這樣就可以達(dá)到先導(dǎo)引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程基本概念的目標(biāo)，令學(xué)生對教科書上較枯燥的理論內(nèi)容有更直觀的認(rèn)知。
（2）在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程開始至中期階段，適時(shí)建立相關(guān)主題QQ群，給學(xué)生一個對課程相關(guān)內(nèi)容自由發(fā)言的平臺。主講教師可以適時(shí)引入一些與課程相關(guān)的話題，發(fā)動學(xué)生討論并給予適當(dāng)?shù)闹敢?；及時(shí)回復(fù)和解答學(xué)生在群里的提問，形成師生間的良好互動；對于學(xué)生提問較多或疑惑較大的共性問題，可以作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行課堂講解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，培養(yǎng)學(xué)生對問題本質(zhì)的探索精神；通過課堂教學(xué)和群內(nèi)討論，積極發(fā)現(xiàn)和挖掘具有一定潛質(zhì)的學(xué)生，使其成為二次傳播的源頭，為群內(nèi)其他成員答疑。
（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課開始后，教師可以利用群共享流媒體內(nèi)容，突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教學(xué)手段陳舊跟不上時(shí)代的問題，及時(shí)上傳與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的最新資料，供學(xué)生參考。學(xué)生也可以積極地把找到的學(xué)習(xí)資料傳到群中，實(shí)現(xiàn)資源共享；適時(shí)引入相關(guān)視頻公開課讓學(xué)生觀看及學(xué)習(xí)，導(dǎo)入基于VRML開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的案例，引導(dǎo)學(xué)生從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容入手，學(xué)會使用VRML類腳本語言進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)。由于基于VRML的程序調(diào)試及編寫簡單易學(xué)并可使用瀏覽器直接查看、易于掌握，因此能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（4）在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的最后，引導(dǎo)一些對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有濃厚興趣并學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入知乎，在知乎上對他們感興趣的技術(shù)問題進(jìn)行提問，借助軟件平臺獲得其他專業(yè)人士的幫助和指導(dǎo)，為學(xué)生認(rèn)知策略的發(fā)展提供可行性。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸從一個單純的提問者轉(zhuǎn)變成一個在提問的同時(shí)也能為新入門者解惑的專業(yè)人士，從而達(dá)到能力提升的目的。（5）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程結(jié)束后仍保留QQ群，功能則轉(zhuǎn)換為主題興趣愛好群，成為一些對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有興趣的學(xué)生能夠持續(xù)交流的平臺。到最后畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，又可以轉(zhuǎn)換為畢設(shè)主題群，方便選擇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的學(xué)生進(jìn)一步交流，并借助QQ群的特點(diǎn)為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供幫助，達(dá)到能力提升的目的。
3教學(xué)實(shí)踐
3.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程實(shí)踐
武漢工程大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程開設(shè)在四年級秋季學(xué)期，自2012年以來，對該專業(yè)4屆共計(jì)260余名學(xué)生開展了課程教學(xué)方法和手段的改革實(shí)踐。實(shí)踐證明，學(xué)生成績均有所提高。暫不考慮2012級學(xué)生的情況，單純通過平均成績分析表中期末考試卷面數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)這幾屆學(xué)生的課程平均成績有顯著提升，而且2011級學(xué)生的成績提升幅度最大，平均已達(dá)到80分以上。通過對不及格人數(shù)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過幾年的實(shí)踐，學(xué)生對課程的喜愛程度逐漸提高，不及格人數(shù)明顯減少，到2011級不及格人數(shù)為0。這說明不斷調(diào)整課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段后，學(xué)生對課程的重視程度和學(xué)習(xí)熱情都有明顯提高，通過課程學(xué)習(xí)起到學(xué)以致用、能力提升的作用，消除了不及格情況。所以說，對教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革取得了一定成效，具有積極價(jià)值。
3.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐
自2012年以來，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)4屆共計(jì)29位學(xué)生開展了與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，暫不考慮2012級學(xué)生選擇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容課題的情況，從最終獲得的評價(jià)來看，學(xué)生參加實(shí)踐改革后再進(jìn)入畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)的最新知識較為熟悉，在興趣驅(qū)動下能夠較好地完成課題并寫出較高質(zhì)量的畢業(yè)論文，而且成績逐年提高的趨勢非常明顯；還有2位同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)通過專家評審獲得湖北省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文的榮譽(yù)。這說明教學(xué)改革實(shí)踐對于畢業(yè)論文質(zhì)量的提高有促進(jìn)作用，能夠?yàn)閯?chuàng)新人才培養(yǎng)模式的形成提供可借鑒的思路和做法。
4結(jié)語
武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程上采取了一些新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，較好地適應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下90后大學(xué)生群體的特點(diǎn)，有效地激發(fā)了90后大學(xué)生對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的興趣。通過教學(xué)方法和手段改革的多年實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)通過改革可以使90后大學(xué)生群體在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程考試中取得較好的成績，并持續(xù)保持對相關(guān)知識和技術(shù)的興趣，最終在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)獲得較好的評價(jià)，取得較好的畢業(yè)論文成果。
作者：李暉 潘凡 單位：武漢工程大學(xué)
摘要：本文詳細(xì)回顧了我國“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的誕生與發(fā)展過程，分析了我國“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及建設(shè)成果，明確了我國智能科學(xué)技術(shù)教育的基本共識，指出了我國智能科學(xué)技術(shù)教育中需要解決的幾個重要問題。適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展需求，盡快在我國學(xué)位體系結(jié)構(gòu)中增設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科，是我國智能科學(xué)與技術(shù)教育的一件頭等大事。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科；專業(yè)建設(shè)
1 引言
在這里，我們將向您展示一個新生的學(xué)科專業(yè)――智能科學(xué)與技術(shù)，并與您一起走進(jìn)我國智能科學(xué)技術(shù)教育領(lǐng)域，共同探討什么是“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科，其學(xué)科結(jié)構(gòu)及內(nèi)涵、外延是什么，什么是“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，它是什么時(shí)候產(chǎn)生的，其主要教學(xué)內(nèi)容有哪些，培養(yǎng)目標(biāo)是什么，國內(nèi)有哪些學(xué)校開設(shè)了這一專業(yè)，目前的狀況如何，將來的發(fā)展前景怎樣等智能科學(xué)技術(shù)教育中的一系列重大問題。
通過這些研究和討論，筆者希望能對我國智能科學(xué)技術(shù)研究生教育和本科教育起到積極的推動作用，為我國智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的高層次優(yōu)秀人才培養(yǎng)做出有益的貢獻(xiàn)。本文僅從宏觀角度對這些問題進(jìn)行總體介紹，目的是使讀者能夠?qū)ξ覈悄芸茖W(xué)技術(shù)教育有一個概括性的了解，更具體的研究由本期專刊中的相關(guān)論文論述。
2 我國智能科學(xué)與技術(shù)教育事業(yè)的誕生與發(fā)展
2.1 “智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的誕生
我國“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的歷史可追溯到2001年12月在北京西苑召開的中國人工智能學(xué)會第九次全國學(xué)術(shù)會議(即CAAI-9)。CAAI-9在我國智能科學(xué)技術(shù)教育史上留下了兩個歷史性的貢獻(xiàn)：一是大會接受了部分學(xué)者(例如，時(shí)任中國人工智能學(xué)會副秘書長的韓力群教授)提出的在我國智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域逐步建立本科專業(yè)的建議，并由鐘義信理事長提議將該新專業(yè)的名稱確定為“智能科學(xué)與技術(shù)”：二是大會成立了中國人工智能學(xué)會教育工作委員會(由王萬森教授任主任)，并把籌建智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的任務(wù)交給了中國人工智能學(xué)會教育工作委員會。
CAAI-9結(jié)束后，在中國人工智能學(xué)會的領(lǐng)導(dǎo)下，中國人工智能學(xué)會教育工作委員會立即展開了對“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的積極籌建工作。2002年12月13日，由中國人工智能學(xué)會教育工作委員會主辦、首都師范大學(xué)和北京航空航天大學(xué)承辦的第一屆全國智能科學(xué)與技術(shù)教育學(xué)術(shù)研討會在北京航空航天大學(xué)召開。會議得到了北京大學(xué)的積極支持。在研討會上，北京大學(xué)智能科學(xué)系劉宏教授介紹了我國第一個智能科學(xué)系――北京大學(xué)智能科學(xué)系的有關(guān)情況，并提出了北京大學(xué)在國內(nèi)率先開展智能科學(xué)技術(shù)本科教育的想法。北京大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)系成立于2002年9月9日，這是在何新貴院士倡導(dǎo)下，國內(nèi)高校中建立的第一個智能科學(xué)技術(shù)系。
在認(rèn)真研究和充分討論的基礎(chǔ)上，這次大會向全國高校發(fā)表了“加快智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展”的建議，該建議也被稱為“智能科學(xué)與技術(shù)北京宣言”，在國內(nèi)部分高校引起了強(qiáng)烈反響。作為我國智能科學(xué)技術(shù)教育先驅(qū)的北京大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)系，其“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)設(shè)置申請，分別于2003年10月26日、11月26日和12月5日通過了專家論證組、學(xué)部和學(xué)校評審，并于12月15日前報(bào)到國家教育部備案，同年年底在教育部備案通過。
在此期間，2003年11月20日，在廣州召開的CAAI―lO期間，中國人工智能學(xué)會教育工作委員會針對智能科學(xué)技術(shù)教育中的關(guān)鍵和熱點(diǎn)問題舉辦了一個教育論壇。論壇的核心課題是：如何在高等學(xué)校設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，培養(yǎng)大批智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域人才。參加論壇的代表從各個不同角度發(fā)表了自己的意見，論壇達(dá)成的普遍共識是：智能化是信息化最精彩的篇章，信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為智能科學(xué)技術(shù)登上科學(xué)技術(shù)的中心舞臺創(chuàng)造了條件，因此，在高等學(xué)校設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)已經(jīng)勢在必行。論壇還希望中國人工智能學(xué)會教育工作委員會能在本次研討基礎(chǔ)上，再進(jìn)行必要的調(diào)查論證，結(jié)合北京大學(xué)等學(xué)校的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成系統(tǒng)的意見和方案，向國家教育部和國務(wù)院學(xué)位委員會進(jìn)行正式匯報(bào)，以推動智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。
2004年初，教育部公布了“2003年度經(jīng)教育部備案或?qū)徟庠O(shè)置的高等學(xué)校本科專業(yè)名單”，北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)榜上有名，專業(yè)號為080627S。北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的建立，標(biāo)志著我國“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的誕生和我國智能科學(xué)技術(shù)教育的開端。
2.2 “智能科學(xué)與技術(shù)”本科教育事業(yè)的發(fā)展
繼北京大學(xué)率先在國內(nèi)建立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)之后，2005年，北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)和西安電子科技大學(xué)：2006年，首都師范大學(xué)、北京信息科技大學(xué)、武漢工程大學(xué)和西安郵電學(xué)院；2007年，北京科技大學(xué)、廈門大學(xué)和湖南大學(xué)；2008年，河北工業(yè)大學(xué)和桂林電子科技大學(xué)；2009年，重慶郵電大學(xué)和大連海事大學(xué)先后經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立了“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)。至此，經(jīng)教育部正式批準(zhǔn)，全國高校中設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的學(xué)校已達(dá)15個。
幾年來，中國人工智能學(xué)會教育工作委員會為推動我國智能科學(xué)技術(shù)教育事業(yè)的快速發(fā)展，先后組織召開了多次全國性的研討會、座談會、論壇和展覽等，做了大量的促進(jìn)工作。
2004年8月15日，由中國人工智能學(xué)教育工作委員會主辦、首都師范大學(xué)承辦的“智能科學(xué)技術(shù)教育高層研討會”在北京召開，中國人工智能學(xué)會指導(dǎo)委員會主席涂序彥教授和中國人工智能學(xué)會理事長鐘義信教授等到會并作重要指示。作為這次研討會的主題，韓力群教授做了題為“智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范”的報(bào)告，劉宏教授做了題為“智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)”的報(bào)告，彭巖教授做了“國內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)學(xué)科專業(yè)情況”的報(bào)告。會后，中國人工智能學(xué)會教育工作委員會在這三個報(bào)告的基礎(chǔ)上，形成了一份《在普通高校設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的有關(guān)材料》，包括以下三個建議，一是《在若干高校設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)”的建議》，二是《關(guān)于“智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)”專業(yè)規(guī)范的建議》，三是《關(guān)于“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科專業(yè)教育體系的建議》。這些材料后來成為上報(bào)教育部有關(guān)材料的最初藍(lán)本。
2004年11月6日～7日，由中國人工智能學(xué)會教育工作委員會主辦、首都師范大學(xué)承辦的“智能科學(xué)技術(shù)教育學(xué)術(shù)研討會”又一次在北京召開，會議對上述材料進(jìn)行了認(rèn)真討論，形成了《在普通高校設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的有關(guān)材料》的修改稿。會后，該修改稿又經(jīng)鐘義信理事長修改和審閱，于同年12月初以中國人工智能學(xué)會教育工作委員會的名義上報(bào)到了國家教育部有關(guān)職能部門，對當(dāng)年以及后來教育部對“智能科學(xué)與技術(shù)”本 資隊(duì)伍建設(shè)方面，北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)走出了一條國外引進(jìn)與自身提高相結(jié)合道路；西安電子科技大學(xué)依托優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，采取了國內(nèi)外引進(jìn)和國內(nèi)外合作交流相結(jié)合的建設(shè)方法，其他高校也都采取了相應(yīng)的有效建設(shè)措施。就全國高校“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)師資隊(duì)伍而言，最大的一個優(yōu)勢是具有博士學(xué)位的教師比例較高。這一優(yōu)勢為建設(shè)高水平師資隊(duì)伍奠定了很好的基礎(chǔ)。
在師資隊(duì)伍建設(shè)成效方面，北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)先后被評為北京市和國家級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)；西安電子科技大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)也被批準(zhǔn)為“長江學(xué)者計(jì)劃”一教育部智能信息處理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和國家“111”智能科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新引智基地。
4 對我國智能科學(xué)技術(shù)教育的共識
在五年多的發(fā)展歷程中，我國智能科學(xué)技術(shù)教育事業(yè)經(jīng)過全國相關(guān)高校的不斷研討，目前已達(dá)成如下基本共識：
第一，智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的核心、前沿和制高點(diǎn)，我國和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的高層次智能科技人才，在我國學(xué)位體系結(jié)構(gòu)中增設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科的基本條件已充分成熟，建議盡快在我國學(xué)位體系結(jié)構(gòu)中增設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”博士和碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科。
第二，智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)經(jīng)過5年的建設(shè)實(shí)踐，已經(jīng)具備了在全國范圍內(nèi)快速發(fā)展的基本條件，建議取消“試辦”，即取消專業(yè)代碼后面的“s”，在全國范圍內(nèi)加快發(fā)展。
第三，經(jīng)全國智能科學(xué)技術(shù)教育學(xué)術(shù)研討會多次討論，確立了“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”、“腦與認(rèn)知”和“機(jī)器智能”為“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的第一批核心課程。
第四，在全國智能科學(xué)技術(shù)教育學(xué)術(shù)研討會多次研討的基礎(chǔ)上，確立了“智能機(jī)器人”、“智能網(wǎng)絡(luò)”和“智能游戲”為“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動的3個重要平臺。
5 我國智能科學(xué)技術(shù)教育急需解決的幾個問題
我國智能科學(xué)技術(shù)教育事業(yè)順應(yīng)時(shí)代潮流，在全國廣大智能科學(xué)技術(shù)教育工作者的努力下，得到了較快的發(fā)展，其前景十分光明。但也同任何新生事物的發(fā)展規(guī)律一樣，還有許多重要問題亟待解決。
第一，亟待增設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科，盡快完善我國智能科學(xué)技術(shù)教育體系。這些內(nèi)容在鐘義信理事長的論文中已論述得非常詳細(xì)，這既是我國智能科學(xué)技術(shù)教育中的頭等大事，也是中國人工智能學(xué)會教育工作委員會的一項(xiàng)最重要的工作。
第二，進(jìn)一步優(yōu)化專業(yè)核心課程體系、突出專業(yè)整體特色、凝練特色專業(yè)方向。就全國“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)而言，雖然我們已經(jīng)確立了的第一批核心課程，但這僅是開始，還需要進(jìn)一步優(yōu)化，以使“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)能夠在我國的專業(yè)體系結(jié)構(gòu)中具有更強(qiáng)的整體特色。就各個高校而言，則需要在專業(yè)核心課程體系下，更加突出建設(shè)自己的特色專業(yè)課程，以凝練自身的特色專業(yè)方向。
第三，加快制定專業(yè)核心課程教學(xué)大綱和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。對專業(yè)核心課程教學(xué)問題，我們雖然確立了第一批的三門專業(yè)核心課程，但還沒有制定相應(yīng)的教學(xué)大綱。對專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們雖然給出了三個教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，但也沒制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。因此，需要盡快提出專業(yè)核心課程教學(xué)大綱和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，以同時(shí)帶動專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和專業(yè)教材建設(shè)的發(fā)展。
第四，重視優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，匯聚高水平師資隊(duì)伍。師資隊(duì)伍是所有教學(xué)資源中最為重要的一種資源，要培養(yǎng)高素質(zhì)、有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的學(xué)生，首先必須有一支高素質(zhì)、高創(chuàng)新能力的教師隊(duì)伍。在這方面，北京大學(xué)和西安電子科技大學(xué)做出了表率。我們需要抓住國家、地方及各學(xué)校建立優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)的機(jī)遇，匯聚高水平的專業(yè)師資隊(duì)伍，爭取有更多的專業(yè)進(jìn)入各級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
6 結(jié)束語
在去年中國科協(xié)舉辦的“五個10”系列評選活動結(jié)果中，作為智能科學(xué)技術(shù)核心的“人工智能技術(shù)”和作為智能科學(xué)技術(shù)重要應(yīng)用的“未來家庭機(jī)器人”雙雙進(jìn)入“10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)”前列，智能科學(xué)技術(shù)不愧為“引領(lǐng)未來的交叉學(xué)科”。智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科和智能科學(xué)技術(shù)教育的前途無限光明。
在五年多的歷程中，我國智能科學(xué)技術(shù)教育已走出了一條星光大道。爭取在我國學(xué)位體系結(jié)構(gòu)中增設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”博士和碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科，同時(shí)把我國“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)推向一個更高的階段，是我國全體智能科學(xué)技術(shù)教育工作者的責(zé)任和使命，讓我們用自己的努力去迎接智能科學(xué)技術(shù)教育更美好的明天。
摘要：任何首次之事都具挑戰(zhàn)性，即使在北大這所“常維新”的學(xué)校。由北京大學(xué)率先創(chuàng)辦“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，既是歷史使命，也是時(shí)代進(jìn)步的必然，更是智能科技學(xué)界同仁多年的夙愿。筆者作為一線具體負(fù)責(zé)執(zhí)行人，親歷了我校這個專業(yè)的整個創(chuàng)建過程。在北京大學(xué)各方的有力支持和中國人工智能學(xué)會的關(guān)懷幫助下，我們克服了各色困難，使新誕生的專業(yè)初具模樣，開始步入正軌。以下是六年來相關(guān)經(jīng)歷的個人回顧。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；本科專業(yè)；創(chuàng)建歷程；北京大學(xué)；個人回顧
1 智能系?信科院
智能科學(xué)系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科學(xué)中心，末作增擴(kuò)。后者的簡稱――“信息中心”――雖然易與“計(jì)算中心”或“情報(bào)資料中心”混淆，卻是上世紀(jì)八十年代中期北大一些有識之士倡議建立的第一個多學(xué)科交叉研究中心。它以數(shù)學(xué)系、無線電f電子學(xué))系和計(jì)算機(jī)系為主，聯(lián)合心理學(xué)、中文、遙感等共十個系所而組成，宗旨是開展多學(xué)科交叉研究，充分發(fā)揮北大的綜合優(yōu)勢。即使放在二十余年后的今天來看，這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎(chǔ)上，北大很快于1986年建立了第一個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。就是這樣人數(shù)不多的一個機(jī)構(gòu)，先后出過三名院士和一名北大常務(wù)副校長。以指紋識別為代表的研究成果進(jìn)入國際先進(jìn)行列，在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。
2003年9月10日，北京大學(xué)最大的學(xué)院――信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院――成立。它包括計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)四個系，有十二個(研究)所和中心，兩個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和若干部門實(shí)驗(yàn)室。系是教學(xué)單位，所和中心是研究實(shí)體。從此，智能科學(xué)系(暨信息中心、國家實(shí)驗(yàn)室三位一體)翻開了新的一頁。
2 專業(yè)增列?學(xué)會指導(dǎo)
成立智能科學(xué)系除了要順應(yīng)北大“系并院”的潮流，也是完善作為學(xué)?；窘ㄖ茊挝凰貍涞?。何新貴院士為系取了名稱，如今許多學(xué)校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔(dān)任系主任，筆者是主管學(xué)科建設(shè)和教學(xué)的副主任，具體參與負(fù)責(zé)各項(xiàng)相關(guān)工作。創(chuàng)辦國內(nèi)第一個智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)也是我們這一班人繼承傳統(tǒng)的首要任務(wù)。事實(shí)上，早在一年多前，大家就進(jìn)行了醞釀，特別是中國人工智能學(xué)會教育工作委員會多次組織的相關(guān)研討，成為重要的準(zhǔn)備基礎(chǔ)。
北大是一級學(xué)科下自主增設(shè)、增列學(xué)科專業(yè)的學(xué)校。系領(lǐng)導(dǎo)上任伊始第一件事就是要在當(dāng)年申辦智能本科專業(yè)，而且志在必得。為此，我們在前期制定了詳細(xì)的步驟計(jì)劃，進(jìn)行了深入調(diào)研和各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。我們起草完成了所需的各項(xiàng)材料(人才需求論證、專業(yè)建設(shè)規(guī)劃和適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃與課程設(shè)置方案、教師教輔隊(duì)伍和基本辦學(xué)條件說明以及國內(nèi)外背景對比材料等)，中國人工智能學(xué)會涂序彥等學(xué)者對此進(jìn)行了專家論證，協(xié)助完成了論證報(bào)告。這些工作就緒后，我們在2003年10月下旬向?qū)W校主管副校長、教務(wù)部負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)做了匯報(bào)說明，并于10月30日正式提交申請材料。經(jīng)學(xué)校的學(xué)部討論通過，校教務(wù)部審核和校教學(xué)科研工作委員會論證(由于是國家公布專業(yè)目錄外者)，再經(jīng)校學(xué)術(shù)委員會審議，報(bào)校長辦公會批準(zhǔn)，最后于12月15日前順利完成了全部程序，報(bào)教育部備案。2004年初，教育部正式批復(fù)并公布了北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”新的本科招生專業(yè)。這個專業(yè)名稱是查紅彬教授建議的，日后成為教育部批復(fù)新申辦學(xué)校的統(tǒng)一提法。
由于“智能科學(xué)與技術(shù)”未在國家公布的專業(yè)目錄中，因此是增列而非設(shè)置，北京大學(xué)將其置于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科之下。由于北大歷來嚴(yán)格控制招生規(guī)模，我們的30名招生計(jì)劃是由信息學(xué)院其他三個系從原有計(jì)劃分配名額中擠出來的。新專業(yè)的計(jì)劃發(fā)展規(guī)模最終為50名。
3 教學(xué)計(jì)劃?四校會議
智能科學(xué)系雖然成功地創(chuàng)建了國內(nèi)第一個“智能科學(xué)技術(shù)本科”專業(yè)，但也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏本科教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)和博士后流動站，研究生培養(yǎng)己歷十余年，但一直實(shí)施科研主導(dǎo)體制，未曾從事過本科教學(xué)。師資隊(duì)伍擴(kuò)充快，新進(jìn)年輕博士比例大，而真正有過本科教學(xué)經(jīng)歷者寥寥無幾。此外，信息學(xué)院成立后開始調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，制定了一年級統(tǒng)一課程內(nèi)容，新生是按學(xué)院統(tǒng)一招進(jìn)來，第一年共同學(xué)習(xí)，后三年才分專業(yè)培養(yǎng)。我們雖然為申辦專業(yè)制定了一套課程計(jì)劃，但因不兼容學(xué)院的統(tǒng)一規(guī)劃而未能第一次通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會的審核。為此，我們組織學(xué)院經(jīng)驗(yàn)豐富的老教授，為本系青年教師進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)，聽取學(xué)院主管負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和幾位多年從事本科教學(xué)管理的老系主任對教學(xué)計(jì)劃的修訂意見。
通過幾個月的努力，我們完善了智能科學(xué)系的課程體系，并最終通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會的審核。這個教學(xué)計(jì)劃具有幾個特點(diǎn)：一個大基礎(chǔ)――以學(xué)院的數(shù)、理和信息類為主，強(qiáng)調(diào)寬厚扎實(shí)；三個核心課程群作為專業(yè)理論基礎(chǔ)，包括智能基礎(chǔ)課程群(智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、人工智能、腦與認(rèn)知科學(xué)、信息論、信號與系統(tǒng))、機(jī)器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數(shù)字信號處理、模式識別)和計(jì)算智能與知識發(fā)現(xiàn)課程群(智能信息處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能等)，以及兩門實(shí)驗(yàn)(機(jī)器感知和機(jī)器智能)和其他各種選修課。四年學(xué)分150分，其中必修88學(xué)分(包括全校公選26學(xué)分、大類平臺20學(xué)分、學(xué)院要求的13學(xué)分、專業(yè)必修29學(xué)分)，專業(yè)選修56學(xué)分(含專業(yè)課44學(xué)分、通選課12學(xué)分)，畢業(yè)設(shè)計(jì)6學(xué)分。
為了更好地交流經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大本專業(yè)的影響力，2005年5月，我們發(fā)起并與第二批獲準(zhǔn)的學(xué)校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會，圍繞各個學(xué)校在智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的建設(shè)、招生、教學(xué)計(jì)劃制定和未來發(fā)展設(shè)想等方面進(jìn)行交流研討，并建立了聯(lián)系機(jī)制和網(wǎng)站。全國一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況，開展座談，我們則盡可能貢獻(xiàn)自己的經(jīng)驗(yàn)，給予支持。
4 招生?分流
從2004年開始，信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院按學(xué)院大類招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1／9左右。學(xué)生高考排名在全校屬中上，但成績分布差異較大。與學(xué)校的其他學(xué)院(多從一個系成長為一個學(xué)院，如數(shù)、理、化、生等)相比，信息學(xué)院是由四個不同的系合并而來的，專業(yè)跨度大，因此采用一年分流的模式(上述學(xué)院為二年分流)，筆者被指定負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作。我們提出自愿為主、計(jì)劃為輔的方針，盡量滿足同學(xué)們的興趣志向。制定的分配計(jì)劃是：電子學(xué)系120人、計(jì)算機(jī)系110人、微電子系70人、智能科學(xué)系30人，允許有10％的調(diào)整。分流工作在大一下學(xué)期(每年4月份)進(jìn)行，包括全院動員、四個系專題介紹宣傳、開放日參觀咨詢等幾個步驟，可謂熱鬧非凡，同學(xué)們可以充分了解了四個系的專業(yè)特色。
為了克服盲目性引發(fā)的偏差，我們建立了一個網(wǎng)上分流系統(tǒng)，在正式填報(bào)專業(yè)前，增加了摸底預(yù)填報(bào)的環(huán)節(jié)， 及時(shí)反饋群體意向的分布信息，指導(dǎo)學(xué)生們的選擇，也便于學(xué)院掌握動向，調(diào)整措施。這種大類招生、進(jìn)來一段時(shí)間后再分專業(yè)的舉措體現(xiàn)了北大的人文關(guān)懷。智能專業(yè)初辦，基礎(chǔ)條件差，缺乏畢業(yè)生記錄的宣傳說明，與學(xué)院其他三個老牌系(電子學(xué)系50年歷史、計(jì)算機(jī)和微電子系30年歷史)相比較并無優(yōu)勢可言，但是我們通過扎扎實(shí)實(shí)的工作和細(xì)致有效的改進(jìn)，使這個新方向日益顯現(xiàn)出魅力。隨著智能專業(yè)的成熟，特別是有了第一屆畢業(yè)生后，就愈加受到更多學(xué)生的喜愛。
選擇智能專業(yè)的人數(shù)逐年上升，2004級34人、2005級36人、2006級39人、2007級43人，目前正在進(jìn)行的2008級分流達(dá)到45人。除了在信息學(xué)院內(nèi)部的影響力不斷擴(kuò)大，北京大學(xué)其他學(xué)院的轉(zhuǎn)系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班今年第一次有4名學(xué)生選擇智能專業(yè)，醫(yī)學(xué)部和光華管理學(xué)院也有申請者(本文成稿時(shí)這項(xiàng)工作還在進(jìn)行)，2008級學(xué)生肯定突破50名，我們在第五年就達(dá)到了創(chuàng)辦智能科學(xué)專業(yè)的規(guī)劃目標(biāo)。
5 首屆生?班主任
在新辦專業(yè)中，有一項(xiàng)由教授擔(dān)任智能本科專業(yè)班主任的舉措。這是利用教授的學(xué)識、經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心來更好地管理呵護(hù)自己的學(xué)生，避免了年輕教師因職稱晉升等壓力可能出現(xiàn)的疏漏。這一做法取得明顯效果，不僅受到同學(xué)們的普遍歡迎，信息學(xué)院也開始考慮推行。筆者擔(dān)任了智能專業(yè)的第一任班主任。首屆學(xué)生(2004級)有34名，他們進(jìn)入北大后毅然選擇全新的智能專業(yè)是很有勇氣的，全班有11名來自北京的學(xué)生，5名女同學(xué)，這個比例迥異于整個信息學(xué)院的總體分布。
該班學(xué)生的年齡恰與我自己的孩子相同，我天然地熟悉他們的一般特點(diǎn)，也理解家長們的想法。北大信息學(xué)院的淘汰率平均是7％，每年都有20多人退學(xué)。這班學(xué)生在大一時(shí)的成績并不占優(yōu)，其中有幾人處在邊緣位置，因此，我立下的最低目標(biāo)就是確保所有同學(xué)不掉隊(duì)。我首先通過全班民主選舉任命了一個5人組成的班委會，這個5人機(jī)構(gòu)在隨后的幾年中發(fā)揮了重要作用：其次走訪宿舍，了解每個人的情況，為了消除代溝，我努力融入同學(xué)當(dāng)中，學(xué)習(xí)熟悉他們的語境和思維想法。我同多數(shù)同學(xué)家長有過接觸，從中更深入地掌握學(xué)生的性格特點(diǎn)，也包括尋求家長的必要配合。我與所有同學(xué)做過不止一次的個人交談，經(jīng)常是在晚間，很多時(shí)候是他們主動找我，談遇到的各種困惑、自己的想法、志向等，我利用這些機(jī)會及時(shí)解決了具體問題。在學(xué)習(xí)上，我組織全班同學(xué)開展互幫互學(xué)，尤其對幾門有難度的專業(yè)課程進(jìn)行“聯(lián)合攻關(guān)”。全班的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程成績甚至超過了計(jì)算機(jī)系。
幾年來，全班團(tuán)結(jié)互助，像一個大家庭，班委會也一再連任，得到全體擁護(hù)。到畢業(yè)時(shí)全部合格，實(shí)現(xiàn)了我的愿望。不僅如此，全班的學(xué)習(xí)成績在學(xué)校的綜合評估中優(yōu)良率達(dá)93‰畢業(yè)設(shè)計(jì)都在良以上，有14人獲優(yōu)秀，更有三名同學(xué)的畢業(yè)論文被評為學(xué)院“十佳”論文。學(xué)院的第一、三名也都出自我班。34名同學(xué)中有22名繼續(xù)保送本校讀研(其中20人仍在本系)，4名同學(xué)去了大的國企和知名外企工作，8名同學(xué)出國深造，在歐、美一些名校攻讀博士，其中有一名學(xué)生同時(shí)拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內(nèi)的著名大學(xué)的全額獎學(xué)金(最后選擇MIT)。第一屆智能專業(yè)學(xué)生的良好成績極大鼓舞了我們，增強(qiáng)了我們辦智能專業(yè)的信心，也為以后的幾屆同學(xué)做出榜樣。
幾年班主任的經(jīng)歷讓我深深地體會到，進(jìn)入二十一世紀(jì)的大學(xué)，教書、育人同等重要。要適應(yīng)新時(shí)代年輕人的特點(diǎn)，保持我們民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，把人格培養(yǎng)放在首位。能夠進(jìn)入北大的學(xué)生都是各地的尖子，當(dāng)他們聚集在這所著名學(xué)府時(shí)，首先要調(diào)整原來俯視周圍的習(xí)慣，學(xué)會平視甚至仰視其他同學(xué)，平和自己的心態(tài)，開闊胸懷，樹立人生抱負(fù)和刻苦努力的決心，這樣才能正確對待困難和挫折，才有所作為。班主任的工作往往細(xì)致入微，其實(shí)是把70％的精力用到30％的人上面。一些學(xué)生掉隊(duì)是否可以避免，關(guān)鍵看班主任的工作是否到位。
6 培養(yǎng)體系?本研貫通
北大是(文)理科性質(zhì)的學(xué)校，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)也是按理學(xué)設(shè)置，盡管它更強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉。從智能科學(xué)的內(nèi)涵來看，我們設(shè)立的培養(yǎng)方向更多地是繼承自身傳統(tǒng)和學(xué)校的綜合優(yōu)勢，突出“以人為本”的腦認(rèn)知和與心理生理結(jié)合，開展機(jī)器感知(視、聽、觸)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信息，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)知識的機(jī)器智能兩個方面的研究。同時(shí)，我們配合學(xué)院的教學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)置課程計(jì)劃，除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育)，還有學(xué)院的公共平臺課。第一年主要是夯實(shí)數(shù)學(xué)、物理和信息類的基礎(chǔ)，后三年的專業(yè)課程安排是以必修的專業(yè)基礎(chǔ)和機(jī)器感知與機(jī)器智能兩個方向的專業(yè)核心課程為架構(gòu)。為了強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手能力，還重點(diǎn)建設(shè)了兩門實(shí)驗(yàn)課程。此外，還利用學(xué)校的各種本科科研基金項(xiàng)目(包括大學(xué)生創(chuàng)新基金、著政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的項(xiàng)目來吸引學(xué)生，培養(yǎng)他們思考問題的能力，提高他們的研究興趣，為日后進(jìn)一步深造打基礎(chǔ)。由于絕大多數(shù)學(xué)生都將讀研，這樣的安排無疑起到了積極作用，并成為撰寫畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。我們還打通了本科高年級與研究生一年級的課程，利用各種機(jī)會舉辦研究講座，如龍星計(jì)劃、專題報(bào)告、國際人工智能遠(yuǎn)程教學(xué)等活動，開闊學(xué)生的視野，引導(dǎo)研究方向，調(diào)動學(xué)生的潛質(zhì)。從專業(yè)特點(diǎn)來看，我們的智能學(xué)科更偏向于“軟”的一側(cè)，因此也充分利用信息學(xué)院，特別是計(jì)算機(jī)系的各類教學(xué)資源來幫助扶持新辦專業(yè)的成長。
我們原有的博士、碩士點(diǎn)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信號與信息處理兩個方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進(jìn)行了兩年的精心準(zhǔn)備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請?jiān)隽小爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”碩士和博士點(diǎn)。經(jīng)過必要的論證，最終獲得批準(zhǔn)，及時(shí)銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)下的二級學(xué)科，一個完整的智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。
7 特色專業(yè)?教學(xué)團(tuán)隊(duì)
五年來，北京大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)本科專業(yè)從醞釀到創(chuàng)辦，可謂初見成效，走過了頗具挑戰(zhàn)的歷程。除了確定具有特色的培養(yǎng)目標(biāo)和方向外，還需要扎扎實(shí)實(shí)落實(shí)每一個環(huán)節(jié)，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)。本科教學(xué)迥異于研究生培養(yǎng)，它的計(jì)劃性、按部就班執(zhí)行的嚴(yán)格性以及每堂課程的內(nèi)容安排和效果評估必須一絲不茍。
信息學(xué)院秉承了北大的優(yōu)良傳統(tǒng)，對這個新辦的專業(yè)給予了巨大支持和關(guān)懷，使我們能迅速成長起來。我們從一開始就有一套嚴(yán)格的課程設(shè)置審核程序、教案檢查制度和新教師上崗準(zhǔn)入的試講考核手續(xù)。學(xué)院有一支由經(jīng)驗(yàn)豐富的退休教師組成的督導(dǎo)組，隨堂聽課評估每一位教師的講課內(nèi)容、方式和教學(xué)效果，及時(shí)糾正問題。作業(yè)批改和試卷出題也都有嚴(yán)格規(guī)定。在課程體系的建設(shè)方面，信息學(xué)院打通了一年級的公共部分，深化和夯實(shí)了數(shù)理基礎(chǔ)。 在專業(yè)課程上，智能科學(xué)系提煉了三個課程群，并組織教師進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。此外還加強(qiáng)對學(xué)生動手能力和獨(dú)立思考解決問題能力的培養(yǎng)。
除了在專業(yè)上實(shí)施分流培養(yǎng)外，我們還針對北大學(xué)生的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)課采用實(shí)驗(yàn)班的A、B分級組合方式，滿足不同專業(yè)對各自基礎(chǔ)培養(yǎng)的要求。在專業(yè)課程群中，也允許不同興趣的組合選擇，充分發(fā)揮和提升學(xué)生的能力。為了更好地關(guān)懷學(xué)生順利成長，我們除規(guī)定教授擔(dān)任班主任外，還設(shè)立了本科生學(xué)術(shù)導(dǎo)師制，加強(qiáng)對學(xué)生的各種指導(dǎo)。智能科學(xué)系也注重師資隊(duì)伍建設(shè)，引進(jìn)了一大批(半數(shù)以上)優(yōu)秀的年輕教師，其中信息學(xué)院中從國外回來的教師比例是最高的，為這一新興學(xué)科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時(shí)，教學(xué)需求和能力成為評價(jià)的重要指標(biāo)。
2007年，我們接受了教育部的學(xué)科評估，新辦專業(yè)得到好評。學(xué)校開始關(guān)注我們的進(jìn)步，在隨后的一年中，我們一再從學(xué)校的競爭中脫穎而出，陸續(xù)獲得了國家一類特色專業(yè)、北京市一類特色專業(yè)和北京市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)等稱號，2008年又獲得國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)稱號。我們的培養(yǎng)體系和人工智能雙語教學(xué)也分獲北京大學(xué)的教學(xué)一、二等獎。
8 結(jié)語?致謝
盡管北大年輕的“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)建設(shè)初見成效，但征程是漫長的，我們還會面臨更多的挑戰(zhàn)和問題。然而，智能科學(xué)這個本科專業(yè)方向是很有希望的，它不僅吸引了大學(xué)的新生，也在高考人群中產(chǎn)生著愈加重要的影響，它的健康發(fā)展需要大家共同的努力和精心培植。每所大學(xué)都有不同的特點(diǎn)，我們應(yīng)該從學(xué)校、師資、方向、生源以及學(xué)科培養(yǎng)性質(zhì)和目標(biāo)等條件出發(fā)來建設(shè)新興專業(yè)。以上是筆者對北京大學(xué)第一個“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)創(chuàng)建歷程的回顧，希望與同行共享。
在專業(yè)建設(shè)過程中，許多人給予了熱情幫助和支持。這里要特別感謝北大信息學(xué)院陳徐宗教授，感謝中國人工智能學(xué)會涂序彥和王萬森教授。
最后引龔定庵一句名言：“但開風(fēng)氣不為師”。
4 總結(jié)與展望
本文介紹了廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系在學(xué)科發(fā)展、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)方面的基本建設(shè)情況。我們希望這些初步的工作總結(jié)能對目前正積極籌辦本專業(yè)的兄弟院校起到一定的借鑒作用。
“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)在我國的發(fā)展尚屬初級階段。盡管近幾年得到了國內(nèi)部分高校的重視，但其發(fā)展并不是很快，且進(jìn)一步發(fā)展也存在一些障礙。比如，從專業(yè)配置來看，目前智能科學(xué)與技術(shù)并非一級學(xué)科，多數(shù)學(xué)校的“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)博士培養(yǎng)都是依附于其他相關(guān)專業(yè)。從長遠(yuǎn)來看，這并不利于整個學(xué)科的發(fā)展。希望通過各相關(guān)高校的廣泛交流和積極配合，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展能更上一層樓。
摘要：本文探討了“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程的教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)模式，指出本課程作為“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，應(yīng)以專業(yè)特點(diǎn)和要求為出發(fā)點(diǎn)，建立新型的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)技術(shù)；課程；教學(xué)
1 引言
隨著智能科學(xué)技術(shù)在人類生活各個領(lǐng)域的不斷滲透，它所帶動的智能技術(shù)浪潮正在不斷地?cái)U(kuò)大，并對社會、文化、教育的發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。
“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)作為一門剛剛起步的新專業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用需求。它是一門綜合交叉性學(xué)科，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能去分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型人才。
“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程是“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的基礎(chǔ)課程，作為本專業(yè)的“敲門磚”，可以幫助學(xué)生對“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)有一個整體上的認(rèn)識，對智能科學(xué)領(lǐng)域有一個初步的了解。
2 課程概述
對于剛剛邁進(jìn)大學(xué)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(xiàng)，就是“專業(yè)”問題。自己將要學(xué)習(xí)的專業(yè)究竟是怎樣的?它的前景如何?怎樣才能學(xué)好它?“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程是學(xué)生接觸到的第一門涉及本專業(yè)知識的課程，它針對學(xué)生的實(shí)際需要，系統(tǒng)、科學(xué)地解答了學(xué)生各種各樣的專業(yè)問題，為本專業(yè)的新同學(xué)們提供適時(shí)和恰當(dāng)?shù)摹皩I(yè)引導(dǎo)”，使他們很快進(jìn)入環(huán)境，成為一批積極主動、方向明確、方法正確的新型學(xué)習(xí)者。
本課程具有以下特點(diǎn)：
(1)從宏觀上介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容，綜合性強(qiáng)。
課程整體地介紹了智能科學(xué)技術(shù)以及智能科學(xué)領(lǐng)域的基本概念、學(xué)術(shù)思想、知識體系、學(xué)術(shù)特色，使學(xué)生對“智能科學(xué)技術(shù)”由完全陌生的狀態(tài)變?yōu)槟軌驅(qū)λ幕灸Ｐ秃突締栴}建立一個初步、宏觀的，然而又是準(zhǔn)確和科學(xué)的認(rèn)識。
課程剖析了智能科學(xué)技術(shù)與相關(guān)學(xué)科之間的關(guān)系，使學(xué)生明了智能科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、控制科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)各有各的獨(dú)立研究領(lǐng)域，各有各的獨(dú)特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促進(jìn)。
通過回顧和展望，本課程揭示了智能科學(xué)技術(shù)的精彩發(fā)展前沿技術(shù)與巨大的創(chuàng)新機(jī)遇，指明當(dāng)代智能科學(xué)與腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)的結(jié)合將開辟極其廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也指出智能科學(xué)技術(shù)面臨著科學(xué)研究方法論的深刻變革。
(2)解析專業(yè)課程結(jié)構(gòu)框架，指引學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)。
科學(xué)的學(xué)習(xí)方法是受多因素制約的多層次、多序列的復(fù)雜的動態(tài)體系。從微觀上說，怎樣讀書，怎樣上課，怎樣實(shí)驗(yàn)，怎樣實(shí)踐，怎樣做筆記，怎樣記憶，怎樣運(yùn)用學(xué)習(xí)時(shí)間等都是方法問題；從宏觀上看，怎樣制定學(xué)習(xí)戰(zhàn)略，怎樣選擇治學(xué)途徑，怎樣不斷優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，如何確立學(xué)習(xí)觀和學(xué)習(xí)原則等也都包含著“方法”問題。
本課程通過闡述智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行深入分析，幫助學(xué)生認(rèn)識整個專業(yè)的知識體系，明晰本專業(yè)課程的組成、每門課程的作用以及課程之間的邏輯關(guān)系，指引學(xué)生采用正確得當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法開展本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)。
(3)激發(fā)學(xué)生熱情，培養(yǎng)學(xué)生興趣。
本課程從根本上闡明了智能科學(xué)技術(shù)必然在現(xiàn)今時(shí)代崛起并迅速登上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)舞臺的內(nèi)在緣由，啟示學(xué)習(xí)智能科學(xué)技術(shù)的必要性和重要性，啟發(fā)學(xué)生的歷史責(zé)任感和崇高使命感，使他們認(rèn)識到能夠?qū)W習(xí)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)是他們這一代人的幸運(yùn)。同時(shí)，通過分析和案例介紹，說明智能科學(xué)技術(shù)對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的巨大作用，認(rèn)識到信息化必須走向智能化才能建成現(xiàn)代化國家，從而有效地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)智能科學(xué)技術(shù)的自覺性、自豪感。
通過介紹一些典型的智能系統(tǒng)，使學(xué)生初步建立起智能科學(xué)技術(shù)的直觀形象和感性認(rèn)識，相當(dāng)于進(jìn)行了一次“智能科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識實(shí)習(xí)”，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
3 課程教學(xué)的認(rèn)識與思考
3.1 著重實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生興趣
智能科學(xué)是一個不斷發(fā)展的學(xué)科，它的技術(shù)成果、研究動向更新地很快。教師應(yīng)及時(shí)地介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，將其引入課程教學(xué)，增加操作環(huán)節(jié)，可由教師進(jìn)行演示，或由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行運(yùn)行。
通過操作加深感悟，是學(xué)生參與知識形成過程的關(guān)鍵。通過親手執(zhí)行包含智能技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，使學(xué)生獲得關(guān)于智能科學(xué)技術(shù)更為深刻的體驗(yàn)，大大拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們感覺到“智能科學(xué)技術(shù)就在自己身邊”。這樣，既增強(qiáng)了學(xué)生對本課程的興趣，又使學(xué)生及時(shí)掌握了本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動態(tài)，擴(kuò)大了知識面。
3.2 組建研究小組，鼓勵創(chuàng)新思維
智能科學(xué)技術(shù)本身處在創(chuàng)新發(fā)展時(shí)期，特別需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。智能科學(xué)技術(shù)是一個高度綜合又非常深邃的學(xué)科，依靠常規(guī)的學(xué)習(xí)方法很難把握，同時(shí)，它又是一門研究思維規(guī)律的學(xué)科，思維規(guī)律之中最重要的是創(chuàng)新思維。所以，培養(yǎng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的高層次人才，一定要著重創(chuàng)新思維的建立。
教師可綜合考慮課程側(cè)重點(diǎn)與學(xué)生興趣，指定幾個研究方向，組建研究小組。鼓勵學(xué)生通過查閱資料、調(diào)查實(shí)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(dǎo)學(xué)生積極思考問題，通過師生的交流和探討使學(xué)生獲得對同一問題的多種思考結(jié)果，學(xué)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(xué)生做專題介紹。這種參與式教學(xué)模式使學(xué)生在“教”的同時(shí)，鞏固提高了對知識的理解，并鍛煉了學(xué)生的邏輯表達(dá)能力和心理素質(zhì)，給學(xué)生一個展現(xiàn)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(tǒng)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(shí)也容易束縛學(xué)生的思維。綜合考慮智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃以及智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的課程特點(diǎn)，筆者認(rèn)為，應(yīng)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(diào)研表現(xiàn)、小論文。期末考卷只要基于本課程教材的基本理論、基礎(chǔ)知識、課堂內(nèi)容進(jìn)行測試。調(diào)研即3.2節(jié)中所提到的組建研究小組，每個小組就自己的研究方向進(jìn)行調(diào)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(xué)生進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)。小論文指學(xué)生以自己的調(diào)研方向?yàn)轭}目，撰寫專題論文。這種考評方式是以書本為平臺，培養(yǎng)學(xué)生主動系統(tǒng)地獲得新知識、新技術(shù)的能力，主要包括基本學(xué)習(xí)能力、自學(xué)能力、實(shí)踐操作能力和表達(dá)能力，鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。同時(shí)，也調(diào)動了學(xué)生查閱資料，自主思考問題的積極性，擴(kuò)展了知識面。
3.4 參觀實(shí)驗(yàn)室，了解領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科的大學(xué)畢業(yè)生，應(yīng)該既可以從事智能理論和智能系統(tǒng)的研究、智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)，又可以從事實(shí)際與智能技術(shù)相關(guān)的工程開發(fā)工作。而對于剛剛接觸這個專業(yè)的學(xué)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(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。通過參觀與專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，幫助學(xué)生將課本上的抽象理論與具體實(shí)踐結(jié)合起來，讓學(xué)生了解將來可能會從事的工作，了解學(xué)科領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，親身感受實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)氛圍，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)領(lǐng)域高水平研究的向往。
同時(shí)，還可以組織本專業(yè)博士、碩士研究生開展系列講座，講座內(nèi)容可包括本科課程學(xué)習(xí)、專業(yè)學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目、領(lǐng)域前沿技術(shù)等等。在介紹專業(yè)知識的同時(shí)，向本科新生傳授自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的這條道路上穩(wěn)步前行。
4 結(jié)束語
本文介紹了“智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論”課程的整體內(nèi)容和主要特點(diǎn)，從“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)、專業(yè)要求、培養(yǎng)目標(biāo)入手，給出了對于本課程教學(xué)模式的新思考?！爸悄芸茖W(xué)技術(shù)導(dǎo)論”作為一門開展不久的課程，它的教學(xué)模式有待進(jìn)一步地探討和摸索，只有不斷地進(jìn)行總結(jié)，才能找到更適合、更有效的教學(xué)模式，培養(yǎng)出具有獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的新型學(xué)習(xí)者，成為我國智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域朝氣蓬勃的后備大軍。
摘要：文章從智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程特點(diǎn)及對專業(yè)本科生的教學(xué)目的出發(fā)，在分析該課程起不到其應(yīng)有作用的具體表現(xiàn)和相關(guān)因素的基礎(chǔ)上，從課程安排、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式、實(shí)驗(yàn)課開設(shè)和師資隊(duì)伍等方面進(jìn)行策略探討，以促進(jìn)其發(fā)揮應(yīng)有的導(dǎo)向作用。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論；導(dǎo)向作用；教學(xué)策略
智能科學(xué)與技術(shù)是形成于生命科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)等學(xué)科與技術(shù)交叉基礎(chǔ)上的新興專業(yè)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能去分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型人才[2]。智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)從2004年設(shè)立至今，全國只有17所大學(xué)開辦該本科專業(yè)，目前一級學(xué)科和二級學(xué)科還沒有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實(shí)驗(yàn)體系還有待進(jìn)一步探索和完善[3-4]。在該專業(yè)的課程體系中，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為一門專業(yè)的基礎(chǔ)課程，針對的是學(xué)生實(shí)際需要，科學(xué)、系統(tǒng)地解答了學(xué)生各種專業(yè)問題[2]，可以幫助學(xué)生對本專業(yè)有一個整體認(rèn)識，對智能科學(xué)領(lǐng)域有初步的了解，以發(fā)揮其對專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的良好導(dǎo)向作用。研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)現(xiàn)狀
1.1具體表現(xiàn)
對專業(yè)認(rèn)識較少是不少新生入學(xué)時(shí)找不到學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)的一個重要原因。在進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí)之前，絕大部分學(xué)生并不知道“智能科學(xué)與技術(shù)”指的是什么，涉及哪些知識，應(yīng)用在哪些領(lǐng)域，影響有多大，他們只是憑專業(yè)名稱、簡單的介紹對該專業(yè)有個初步、直觀的了解，而在進(jìn)校后一般都是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程(如英語、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開始進(jìn)行專業(yè)課的學(xué)習(xí)。學(xué)生在此之前由于不了解專業(yè)方向的學(xué)習(xí)和研究內(nèi)容，很難想象他們在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)上會有濃厚的興趣，更不談學(xué)習(xí)主動性的提升。智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論在低年級開設(shè)，目的是讓學(xué)生逐步認(rèn)識、了解該專業(yè)的概況，達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、參與科學(xué)研究的興趣，幫助他們對大學(xué)學(xué)習(xí)和生活進(jìn)行規(guī)劃和定位。然而，這一門課程并沒有起到其應(yīng)有的作用，具體表現(xiàn)如下。
1) 導(dǎo)論學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)存在斷層。智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導(dǎo)論一般安排在大一學(xué)期，此時(shí)，由于知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力的缺失，新生難以將過深的學(xué)科形態(tài)、專業(yè)教學(xué)抽象成整體概念，對導(dǎo)論所涉及知識的掌握程度有限，在開始接觸大量專業(yè)課時(shí)，他們已基本忘記了這一門入學(xué)時(shí)開設(shè)的從整體上介紹本專業(yè)的課程。
2) 學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性不高。筆者在對高年級學(xué)生講授專業(yè)課的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對本應(yīng)在大一就具備的專業(yè)思想、所涉及的智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的宏觀知識、正確的學(xué)習(xí)方法等缺乏足夠的認(rèn)識，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)毫無興趣，一味地認(rèn)為進(jìn)入該專業(yè)學(xué)習(xí)是自己的不幸，轉(zhuǎn)而要求換專業(yè)甚至退學(xué)。
3) 繼續(xù)從事本專業(yè)領(lǐng)域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多本專業(yè)的學(xué)生對畢業(yè)去向不持樂觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學(xué)生考慮的是其他專業(yè)，而要進(jìn)入社會的畢業(yè)生則表示找到專業(yè)對口的工作很難，他們大部分認(rèn)為這是從一開始就沒有對大學(xué)學(xué)習(xí)和生活做好規(guī)劃和定位所導(dǎo)致。
1.2相關(guān)因素
通過與其他教師的交流以及與學(xué)生的座談，筆者發(fā)現(xiàn)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課程沒有起到其應(yīng)有作用的原因主要在于以下幾個方面。
1) 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性。智能科學(xué)與技術(shù)匯集多種邊緣學(xué)科與技術(shù)，諸如信號與信息處理、信息論與信息通信、模式識別、圖像處理、柔性決策與系統(tǒng)科學(xué)等內(nèi)容，因此，課程所涉及的研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富、教學(xué)知識結(jié)構(gòu)較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內(nèi)容龐雜，熱點(diǎn)分支多，知識點(diǎn)相對獨(dú)立，聯(lián)系不夠緊密。正因?yàn)槿绱?，在短短的課時(shí)教學(xué)中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對性。
2) 授課對象缺乏相關(guān)知識。在實(shí)際教學(xué)活動中，由于智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程一般開設(shè)在入學(xué)之初，學(xué)生不僅缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識，而且處于高中到大學(xué)的過渡期，他們的學(xué)習(xí)認(rèn)知行為、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織形式難以適應(yīng)教師所授內(nèi)容。如果課程內(nèi)容涉及的專業(yè)知識過多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就費(fèi)勁；如果偏重理論，教學(xué)會顯得過于枯燥；如果過于注重工藝的講解，又會給學(xué)生造成輕視專業(yè)基礎(chǔ)知識的傾向[5]。如此種種，導(dǎo)致教師在講課過程中處于兩難境地，而學(xué)生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識體系，在有限的時(shí)間里所能掌握、吸收并內(nèi)化的智能科學(xué)基礎(chǔ)知識很少，從而不利于今后專業(yè)課的深入學(xué)習(xí)。
3) 教學(xué)方式落后。目前，講授智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程采取的教學(xué)方式更多是傳統(tǒng)的教學(xué)方式――課堂教學(xué)，而其課程特點(diǎn)是知識面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷更為凸顯出來，學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的延伸無法完成，對后續(xù)專業(yè)課教學(xué)產(chǎn)生不利影響。
2教學(xué)策略的提出
2.1課程的全程化
作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)以學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學(xué)習(xí)中，根據(jù)不同年級學(xué)生的特點(diǎn)，有針對性地開課或開設(shè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)性講座，如大一階段應(yīng)以初步認(rèn)識、了解專業(yè)本身，建立對本專業(yè)的信心，激發(fā)對專業(yè)的興趣為目的而設(shè)置課程內(nèi)容；大二階段則為提高對專業(yè)的認(rèn)識、鞏固專業(yè)信心、學(xué)習(xí)專業(yè)方法、制定專業(yè)目標(biāo)的階段；大三階段則是深入掌握專業(yè)學(xué)習(xí)方法、系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識的階段；大四階段則是走向職場、實(shí)踐運(yùn)用專業(yè)知識的階段。通過這4個階段的遞進(jìn)關(guān)系，最終促進(jìn)學(xué)生螺旋化地構(gòu)建專業(yè)知識。
2.2教學(xué)方式的革新
把科學(xué)研究引入教學(xué)過程，使教學(xué)活動具有科研性，這是大學(xué)教學(xué)過程突出的特點(diǎn)[6]，因此，授課內(nèi)容不應(yīng)完全局限于教材，而應(yīng)融入教師的科研、工程項(xiàng)目、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)科知識。開設(shè)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的目的是讓學(xué)生初步從整體上接觸專業(yè)基本知識，通過列舉專業(yè)知識在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用以及專業(yè)基礎(chǔ)知識在今后學(xué)習(xí)、科研工作中的重要性，為專業(yè)學(xué)習(xí)提供一個良好的導(dǎo)向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，還可考慮采取講座方式提供相關(guān)信息、講授相關(guān)知識。如選擇智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領(lǐng)域的知識、學(xué)科發(fā)展最新概況、智能科學(xué)前沿技術(shù)及最新科技成果、專業(yè)學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目等進(jìn)行系列專題講座，這樣的講座一方面更加具有針對性，另一方面能夠充分發(fā)揮不同研究方向老師的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行講解和討論，學(xué)生可以從不同來源、不同角度了解該專業(yè)的內(nèi)容、研究方法、前沿技術(shù)及發(fā)展方向，從而引導(dǎo)他們在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。
2.3調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
作為一門“入門”課程，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的講授切忌涉及太多的理論，這會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心；同時(shí)，也不允許對課程內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)性的講授，這會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。鑒于此，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要做到內(nèi)容難度適中，選擇適合學(xué)生接受能力且對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)有幫助的內(nèi)容來授課。此外，智能科學(xué)是一個不斷發(fā)展的學(xué)科，其技術(shù)成果、研究動向更新快，教師應(yīng)及時(shí)介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本專業(yè)的知識應(yīng)用，拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們及時(shí)掌握本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動態(tài)，擴(kuò)大知識面，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及就業(yè)做鋪墊。
2.4運(yùn)用靈活的考核方式
一般專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果比較顯著，只要努力，課程結(jié)束后，學(xué)生一般也就掌握并內(nèi)化了相關(guān)的專業(yè)知識。和這些一般的專業(yè)課程不同，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)效果只能在后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)要求等方面所具有的特殊性，其學(xué)習(xí)效果僅僅通過傳統(tǒng)的測試很難檢驗(yàn)出來，同時(shí)也容易束縛學(xué)生的思維，不利于其應(yīng)有作用的發(fā)揮，因此，可考慮多樣化的考核方式，如提交通過思考和查閱資料等手段完成的小論文、根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)步驟寫實(shí)驗(yàn)體會、要求學(xué)生推薦他認(rèn)為本專業(yè)最新科技成果或參考書等。
2.5積極開展實(shí)驗(yàn)課
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論是一門從宏觀上介紹智能科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容的專業(yè)基礎(chǔ)課，其重要任務(wù)是介紹專業(yè)教學(xué)安排和專業(yè)學(xué)習(xí)方法，并沒有深入具體地介紹某一知識點(diǎn)。由于導(dǎo)論課程的特殊性，實(shí)驗(yàn)的開設(shè)可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學(xué)校組織的電子設(shè)計(jì)競賽的作品，在參觀過程中，從專業(yè)的角度為新生講解各參賽作品的設(shè)計(jì)意義和原理。
此外，智能科學(xué)與技術(shù)覆蓋面很廣，工程性與實(shí)踐性很強(qiáng)，現(xiàn)有市場上已存在涉及很大一部分相關(guān)知識的技術(shù)成果，因此，可進(jìn)行反求工程式的實(shí)驗(yàn)課。如本院實(shí)驗(yàn)室擁有的機(jī)器人涉及到機(jī)械、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進(jìn)技術(shù)，學(xué)生從中可逐漸認(rèn)識、理解、學(xué)習(xí)掌握智能科學(xué)知識，這種反求工程式的實(shí)驗(yàn)課不僅可以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)本專業(yè)知識的興趣，也為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
2.6培養(yǎng)高素質(zhì)的師資隊(duì)伍
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的入門課程，對授課教師提出了很高的素質(zhì)、能力要求。授課教師應(yīng)具有深厚的基礎(chǔ)理論知識、寬廣的專業(yè)知識、豐富的科研與工程實(shí)踐經(jīng)歷、高水平的教學(xué)能力以及大學(xué)生思想教育的經(jīng)驗(yàn)[7]。
3結(jié)語
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程對穩(wěn)定學(xué)生初期迷茫的專業(yè)思想動態(tài)、激發(fā)學(xué)生濃厚的參與意識和興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的熱情和解決實(shí)際問題的能力等有重大影響。在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，只有不斷地實(shí)踐總結(jié)，才能發(fā)揮其作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“敲門磚”的作用。
摘要：論述信息科學(xué)技術(shù)和智能科學(xué)技術(shù)的基本概念以及信息科學(xué)技術(shù)必須提升到智能科學(xué)技術(shù)的原因，指出這種提升已經(jīng)水到渠成，提出培育智能科學(xué)技術(shù)人才大軍已經(jīng)迫在眉睫。最后分析了培育智能科學(xué)與技術(shù)人才大軍的要求、措施和方法。
關(guān)鍵詞：信息科學(xué)技術(shù)；智能科學(xué)技術(shù)；現(xiàn)代化；人才培養(yǎng)
無論人們是否已經(jīng)清醒地意識到，理論分析與社會實(shí)踐都已清楚表明，信息化走向智能化的時(shí)代已經(jīng)來臨。這就是為什么當(dāng)今社會如此頻繁地出現(xiàn)各種各樣的“智能”前綴：智能交通、智能電網(wǎng)、智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能建筑、智能儀器、智能計(jì)算、智能控制、智能機(jī)器人、智能通信、智能服務(wù)、智能防務(wù)、智能互聯(lián)網(wǎng)、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能信息處理等。
那么，什么是信息化？什么是智能化？它們有什么聯(lián)系與區(qū)別？
信息化的基本任務(wù)，是利用信息技術(shù)向社會提供便捷的信息共享服務(wù)，智能化的基本任務(wù)，是在此基礎(chǔ)上利用智能技術(shù)，向社會提供智能化的生產(chǎn)方式、工作方式、服務(wù)方式、交流方式和生活方式。智能化是信息化發(fā)展的高級階段。毫無疑問，能否根據(jù)社會
的實(shí)際需求，不失時(shí)機(jī)地推進(jìn)智能化，將直接影響我國現(xiàn)代化的進(jìn)程。
高等學(xué)校應(yīng)當(dāng)建設(shè)和發(fā)展什么樣的學(xué)科和專業(yè)，需要考慮眾多因素，但最重要的是社會需求。筆者旨在闡明，盡管我國當(dāng)前面臨多元化的社會需求，但是其中最具本質(zhì)意義和關(guān)鍵地位的社會需求是信息化必須走向智能化。這是振興民族大業(yè)、建設(shè)小康社會、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會、應(yīng)對全球氣候異常變化、保障可持續(xù)發(fā)展的根本舉措。為此，大力發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，努力建設(shè)研究生學(xué)科，精心培養(yǎng)各層次智能科學(xué)技術(shù)人才大軍，就成為我國高等學(xué)校的重要任務(wù)。
1信息化與智能化：基本內(nèi)涵及相互關(guān)系
簡要地說，信息化，就是在人類活動的各個可能領(lǐng)域充分利用信息技術(shù)來提高人類活動的質(zhì)量和效率的過程；而智能化，則是在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在人類活動的各個可能領(lǐng)域充分利用智能技術(shù)來提高人類活動的質(zhì)量、效率和創(chuàng)新能力的過程。
可見，為了準(zhǔn)確理解信息化與智能化的含義，需要了解“信息技術(shù)”和“智能技術(shù)”的概念，以及它們之間的聯(lián)系與差別。為此，我們有必要考察一下人類認(rèn)識問題和解決問題(也可以抽象為認(rèn)識世界和改造世界)這一典型活動的抽象模型[1]，如圖1所示。
該模型的含義是：為了處理現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際問題，人們必須首先通過自己的感覺器官獲取與問題相關(guān)的信息，并通過傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)把獲得的信息傳到思維器官，在這里使用古舊皮層對這些信息進(jìn)行預(yù)處理，使信息更加便于利用；在此基礎(chǔ)上，通過新皮層把信息轉(zhuǎn)換為知識，并進(jìn)而轉(zhuǎn)換為解決問題的智能策略，再通過傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)把智能策略傳到效應(yīng)器官，后者把智能策略轉(zhuǎn)換為智能行為，作用于面對的問題，使問題的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕哪繕?biāo)狀態(tài)。這就是人們認(rèn)識問題和解決問題的一個基本回合。
之所以說是一個基本回合，是因?yàn)楂@得的信息可能不夠充分，導(dǎo)致生成的知識不夠完善，制定的策略不夠合理。因此，當(dāng)把這樣產(chǎn)生的智能行為作用于問題時(shí)，問題的狀態(tài)不一定能夠完全轉(zhuǎn)變到預(yù)期的目標(biāo)狀態(tài)。這時(shí)，就要把偏離目標(biāo)狀態(tài)的“誤差”作為新的信息，經(jīng)由感覺器官反饋到思維器官，通過學(xué)習(xí)來修正和優(yōu)化策略，以期更好地接近目標(biāo)。通常，這種“反饋―學(xué)習(xí)―優(yōu)化―控制”的過程可能要進(jìn)行多次，逐次逼近預(yù)期目標(biāo)。也就是說，人類認(rèn)識問題和解決問題的過程是一個充滿反饋、學(xué)習(xí)和優(yōu)化的過程。
通過進(jìn)一步的分析，我們還可以發(fā)現(xiàn)，從功能性質(zhì)上看，圖1所示的人類“認(rèn)識問題和解決問題”的過程，實(shí)際上包含相互聯(lián)系、相互作用而又相輔相成的兩個相繼階段，具體內(nèi)容如下。
1) 獲取信息的感覺器官和它的技術(shù)延長物傳感系統(tǒng)、傳遞信息的傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)和它的技術(shù)延長物通信系統(tǒng)以及處理信息的大腦古舊皮層和它的技術(shù)延長物計(jì)算系統(tǒng)，都是直接與“信息”打交道的器官和技術(shù)系統(tǒng)。
2) 生成知識和制定智能策略的大腦新皮層和它的技術(shù)延長物人工智能系統(tǒng)、其后傳遞智能策略的傳導(dǎo)神經(jīng)和它的技術(shù)延長物通信系統(tǒng)以及執(zhí)行智能策略的效應(yīng)器官和它的技術(shù)延長物控制系統(tǒng)則是與“知識和智能策略”打交道的器官和技術(shù)系統(tǒng)。
既然過程1)是與信息打交道的過程，因而就稱為“信息過程”；而過程2)是與知識和智能策略打交道的過程，因而就稱為“知識與智能過程”，后者也可以更簡潔地稱為“智能過程”。不過，“生成知識”的過程也可以看做是“理解信息”的過程，“制定策略”的過程則可以看做是“再生策略信息”的過程(策略可以看做是人類大腦再生出來的一種指示“如何解決問題”的高級信息)，而“傳遞和執(zhí)行策略”的過程也可以看做是“傳遞和執(zhí)行策略信息”的過程。因此，在這種意義之下，過程2)也可以稱為“信息過程”。為了體現(xiàn)這兩個信息過程之間的聯(lián)系與區(qū)別，過程1)可以稱為“基本信息過程”，過程2)則可以稱為“高級信息過程”。于是，技術(shù)范疇的傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)就可以稱為“基本信息技術(shù)”，人工智能技術(shù)和控制技術(shù)就稱為“高級信息技術(shù)”。
這樣，人們就可以更確切地說，信息化，就是在人類活動的各個可能領(lǐng)域充分利用傳感、通信和計(jì)算這類“基本信息技術(shù)”，來提高人類活動的質(zhì)量和效率的過程；而智能化，則是在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在人類活動的各個領(lǐng)域充分利用智能和控制這類“高級信息技術(shù)”，來提高人類活動的質(zhì)量、效率和創(chuàng)新能力的過程。
頗為有趣的是，在圖1所示的模型中，如果只考慮通信系統(tǒng)的功能，這當(dāng)然就是“電信網(wǎng)絡(luò)(和電視網(wǎng)絡(luò))”的模型；在此基礎(chǔ)上，如果把計(jì)算系統(tǒng)的功能增加進(jìn)來，它就演變成了“互聯(lián)網(wǎng)”的模型；進(jìn)一步，如果再把傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的功能也增加進(jìn)來，它就演變成了當(dāng)前人們正在熱切關(guān)注的“物聯(lián)網(wǎng)”模型。而如果再加上智能系統(tǒng)的功能，它就會演變成為“智能信息網(wǎng)絡(luò)”的模型。
顯而易見，物聯(lián)網(wǎng)和智能信息網(wǎng)絡(luò)的根本區(qū)別，就在于有沒有“智能”。也可以說，智能信息網(wǎng)絡(luò)就是智能化了的物聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)然，目前的物聯(lián)網(wǎng)還處在發(fā)展的起始階段，它的基本形態(tài)還只是互聯(lián)網(wǎng)與傳感系統(tǒng)的結(jié)合，連控制系統(tǒng)的作用也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有充分考慮，更不要說是智能信息網(wǎng)絡(luò)了。
值得注意的是，我國當(dāng)前階段的“信息化”，主要只利用了通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)，還沒有完全利用到全部的“基本信息技術(shù)”。只是到了最近，人們開始關(guān)注“物聯(lián)網(wǎng)”的時(shí)候，才把傳感技術(shù)與通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)聯(lián)系起來。
所以，基于通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的“信息化”的主要作用，是利用通信的傳遞能力和計(jì)算技術(shù)的處理能力，為社會提供便捷的信息共享服務(wù)，使社會的各種供需關(guān)系得到及時(shí)的溝通。人們在獲得這些供需信息后，就可以調(diào)整自己的產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計(jì)劃，提高社會整體的運(yùn)行效率。但是，產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整都需要通過人類管理者和勞動者自己的實(shí)踐來實(shí)現(xiàn)，基本信息技術(shù)本身對此無能為力。
原因很顯然，信息所表現(xiàn)的是事物的現(xiàn)象，只告訴“是什么(What)”；知識所反映的則是事物的本質(zhì)，可以告訴“為什么(Why)”；智能所體現(xiàn)的才是解決問題的策略，因此可以告訴“怎樣做(How)”。僅僅利用通信和計(jì)算技術(shù)的“信息化”工具，不能直接改變生產(chǎn)過程本身，因此就只有依靠人類工作者自己來實(shí)際調(diào)整產(chǎn)品方向和生產(chǎn)規(guī)模。
發(fā)展到“物聯(lián)網(wǎng)”階段以后，網(wǎng)絡(luò)中的信息比互聯(lián)網(wǎng)的信息更豐富了，因?yàn)樵谠械摹叭祟愝斎氲男畔ⅰ被A(chǔ)上，增加了不計(jì)其數(shù)的“物”的信息。不過，如果物聯(lián)網(wǎng)沒有智能技術(shù)和控制技術(shù)的支持，它的功能仍然還是“信息共享”，只不過信息的來源更加豐富了而已。
然而，采用智能技術(shù)之后，由于生產(chǎn)工具自身具有相應(yīng)的知識和智能，它就不僅可以根據(jù)供需信息自主調(diào)整產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計(jì)劃，還可以自主地改善生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加新的產(chǎn)品品種，來適應(yīng)社會需求，甚至可以預(yù)測社會需求的走向，創(chuàng)造全新的產(chǎn)品，引領(lǐng)社會的需求。
馬克思曾經(jīng)預(yù)言，隨著大工業(yè)的充分發(fā)展，勞動者不再是生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)，而是站在生產(chǎn)流程的旁邊，對生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)督和管理。我們知道，農(nóng)業(yè)時(shí)代的人力工具和工業(yè)時(shí)代的動力工具都不可能實(shí)現(xiàn)馬克思所預(yù)見的社會生產(chǎn)方式，基于通信與計(jì)算技術(shù)的信息化工具和沒有智能技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)工具也不可能實(shí)現(xiàn)馬克思所預(yù)見的社會生產(chǎn)方式。這是因?yàn)椋r(nóng)業(yè)時(shí)代的生產(chǎn)工具(人力工具)、工業(yè)時(shí)代的生產(chǎn)工具(動力工具)以及信息化階段的生產(chǎn)工具(基本信息技術(shù)工具)不具備智能，勞動者不得不成為“生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)”，只有智能化的生產(chǎn)工具，才有可能使勞動者“不再成為生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)”，從而能夠“站在生產(chǎn)流程的旁邊對生產(chǎn)流程進(jìn)行管理和監(jiān)督”，使馬克思預(yù)言的社會生產(chǎn)方式變?yōu)檎嬲默F(xiàn)實(shí)[2]。
可見，智能化的生產(chǎn)工具可以使社會生產(chǎn)方式得到根本的改變：由被動跟蹤的生產(chǎn)變?yōu)橹鲃右I(lǐng)的生產(chǎn)，由人力承擔(dān)的生產(chǎn)變?yōu)闄C(jī)器自主的生產(chǎn)，使勞動者可以站在生產(chǎn)流程的旁邊，對生產(chǎn)流程進(jìn)行管理和監(jiān)督。這就是“由工業(yè)時(shí)代的社會生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變到了智能時(shí)代的社會生產(chǎn)方式”。顯然，這種轉(zhuǎn)變將使社會勞動生產(chǎn)力水平得到質(zhì)的提高。
這就是信息化、智能化以及它們的聯(lián)系與區(qū)別。
2信息化走向智能化：社會需求與歷史必然
信息化必須走向智能化，這是人類社會追求進(jìn)步的內(nèi)在和固有要求。反之，如果信息化不能適時(shí)地走向智能化，社會的進(jìn)步就會延緩甚至停頓下來。
根據(jù)“科學(xué)技術(shù)擬人律”的啟示[3]，信息化走向智能化這種內(nèi)在和固有的要求可以從人類自身的進(jìn)化過程中得到直接啟發(fā)。
考察人類進(jìn)化的歷史就知道，當(dāng)人類的感覺器官、傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)、人腦古舊皮層系統(tǒng)和效應(yīng)器官的功能發(fā)展起來之后，人腦新皮層功能的強(qiáng)化就成了人類整體能力進(jìn)化的焦點(diǎn)；可以看出，只有完成了新皮層功能的強(qiáng)化，人類才進(jìn)化成了完全意義上的現(xiàn)代人類。反之，如果沒有新皮層功能的強(qiáng)化，人類的進(jìn)化就可能依舊停留在“猿猴”階段，不能成為真正的現(xiàn)代人類。
與此相應(yīng)，當(dāng)今時(shí)代，傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)都獲得了長足進(jìn)步。因此，智能技術(shù)的強(qiáng)化就成了整個技術(shù)能力進(jìn)步的焦點(diǎn)。同樣，只有當(dāng)智能技術(shù)發(fā)展起來，人類的智力能力才能得到有效的擴(kuò)展。反之，如果智能技術(shù)不能獲得充分的發(fā)展和應(yīng)用，信息技術(shù)就會停留在“信息共享”這個初級的發(fā)展階段。
因此，為了適應(yīng)社會不斷發(fā)展的需要，為了不斷改善人們生存的條件，信息化必須走向智能化。只有這樣，人類“認(rèn)識世界和改造世界”的活動才能得到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的全面支持，人類的充分解放才能成為現(xiàn)實(shí)。
事實(shí)上，人們可以舉出無數(shù)的事例來說明信息化為什么必須走向智能化，以及如果信息化不走向智能化就不能真正解決問題的原因。不過，限于篇幅，這里只能擇要略述一二。
1) 例1：物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用。
如上所述，目前人們所研究的物聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)只是增加了傳感器的互聯(lián)網(wǎng)而已，不要說還沒有考慮智能技術(shù)的作用，就連控制技術(shù)的因素也考慮得很不充分?？墒牵瑳]有智能技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)又有什么意義呢？一般來說，智能技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中至少有如下幾個重要作用：第一，不同傳感器獲得的信息之間的智能融合；第二，把這樣得到的形式化信息轉(zhuǎn)換為“能夠顯示內(nèi)容和價(jià)值因素”的信息(稱為“全信息”)；第三，從這些信息中提煉相應(yīng)的知識；第四，以這些知識為基礎(chǔ)，在目標(biāo)的引導(dǎo)下生成解決問題的智能策略。
試想，如果得不到“正確融合起來的信息”，也得不到能夠顯示內(nèi)容和價(jià)值因素的“全信息”，得不到相應(yīng)的“知識”，也得不到解決問題的“智能策略”。一句話，如果沒有智能技術(shù)的支持，這樣的網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)能夠發(fā)揮多大作用呢？
可見，物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用必須由“基本信息技術(shù)”的層次進(jìn)入到“智能技術(shù)”(高級信息技術(shù))的層次。舍此，不可能解決問題。
2) 例2：轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式。
轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的核心是“轉(zhuǎn)變社會生產(chǎn)方式”，其中一個最受關(guān)注的問題是“節(jié)能減排”，即節(jié)約能源消耗和減少廢棄物排放?？疾飚?dāng)前的社會生產(chǎn)，主流的生產(chǎn)方式是工業(yè)時(shí)代遺留下來的產(chǎn)物。工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用理念是“按照最惡劣條件下的資源需求來提供高倍資源備份，以保證在任何條件下生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)”。正是基于這個理念，導(dǎo)致了所有工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的“資源高投入”：材料的高投入、能源的高投入、人力的高投入、資金的高投入。“高投入”則導(dǎo)致“高排放”和“高污染”。所以，“三高”是工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)方式固有的本質(zhì)特征。
怎樣才能轉(zhuǎn)變以“三高”為本質(zhì)特征的工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)方式呢？
肯定的回答是：僅僅運(yùn)用信息技術(shù)不足以解決問題，必須在此基礎(chǔ)上運(yùn)用智能技術(shù)，也就是“高級信息技術(shù)”(即圖1所示的全部技術(shù))才能達(dá)到目的。
道理很明顯，要想真正轉(zhuǎn)變以“三高”為特征的工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)方式，必須從這種生產(chǎn)方式的初始源頭――設(shè)計(jì)理念――進(jìn)行徹底變革。這就是用“智能設(shè)計(jì)”的理念取代原有的“以高投入保障可靠生產(chǎn)”的設(shè)計(jì)理念。只有設(shè)計(jì)理念革新了，才能從源頭上消除“三高”，達(dá)到節(jié)能減排和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的目的。
智能設(shè)計(jì)的理念是：通過智能技術(shù)的“自主學(xué)習(xí)與自主優(yōu)化”策略，使生產(chǎn)系統(tǒng)的資源投入和產(chǎn)品產(chǎn)出實(shí)現(xiàn)動態(tài)的優(yōu)化配置，從而消除“高倍資源備份”?？梢?，沒有智能技術(shù)的應(yīng)用，就不可能從源頭上轉(zhuǎn)變以“三高”為特征的工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)方式。
總之，只有智能技術(shù)的普遍應(yīng)用(即“智能化”)，才能使“物聯(lián)網(wǎng)”走向智能化，發(fā)揮應(yīng)有的作用；只有智能技術(shù)的普遍應(yīng)用，才能使工業(yè)時(shí)代遺留下來的社會生產(chǎn)方式得到根本轉(zhuǎn)變；同樣，也只有智能技術(shù)的普遍應(yīng)用，才能使整個國民經(jīng)濟(jì)、社會文明、大眾民生和國家安全獲得蓬勃的發(fā)展，朝著21世紀(jì)意義下的現(xiàn)代化目標(biāo)不斷前進(jìn)。
需要特別指出的是，物聯(lián)網(wǎng)的智能化也好，經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變也好，應(yīng)對全球氣候異常變化也好，維護(hù)世界和平與國家安全也好，種種跡象都表明，“審時(shí)度勢，把信息化推向智能化”已經(jīng)是擺在我國人民和世界人民面前的緊迫任務(wù)。
3智能化人才大軍：特有的素質(zhì)
為了推進(jìn)智能化，需要在各個領(lǐng)域大力發(fā)展和普遍應(yīng)用智能科學(xué)技術(shù)。但是，人是社會生產(chǎn)力的第一要素。發(fā)展和應(yīng)用智能科學(xué)技術(shù)，需要一支規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理、訓(xùn)練有素的智能科學(xué)技術(shù)人才大軍。
所謂“規(guī)模宏大”，主要是指智能科學(xué)技術(shù)人才大軍在數(shù)量上要能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)、社會文明、大眾民生、國家安全智能化的規(guī)模要求。智能無處不需，智能化是全社會的需要，不是個別領(lǐng)域、個別部門和個別地區(qū)的需求。因此，規(guī)模必然相當(dāng)宏大。
所謂“結(jié)構(gòu)合理”，主要是指培養(yǎng)這支人才大軍的教育系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有博士、碩士、學(xué)士的合理層次結(jié)構(gòu)。智能科學(xué)技術(shù)是新興的、快速發(fā)展的，而且體現(xiàn)了當(dāng)代最先進(jìn)、最復(fù)雜、最前沿的科學(xué)技術(shù)，沒有這樣一支結(jié)構(gòu)合理的人才大軍，就不可能適應(yīng)智能化的需求。
所謂“訓(xùn)練有素”，主要是指國家應(yīng)當(dāng)設(shè)置面向智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科和專業(yè)的高等學(xué)校人才培養(yǎng)的專門體系，按照智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)培養(yǎng)與訓(xùn)練，而不宜由其他學(xué)科的培養(yǎng)體系來代行兼顧。
圖1的模型表明，在學(xué)科關(guān)系上，智能科學(xué)與技術(shù)的前端與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相銜接，后端則通過信息與通信工程學(xué)科和控制科學(xué)與工程學(xué)科相溝通。其中，計(jì)算機(jī)學(xué)科定位于“信息處理”；它輸出的是經(jīng)過處理便于應(yīng)用的信息，正好提供給智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，支持“生成知識”，并在此基礎(chǔ)上“制定策略”；后者通過信息與通信工程學(xué)科的“策略傳遞”功能傳遞給控制科學(xué)與工程，支持“策略執(zhí)行”?？梢?，它們的功能定位分別是“信息處理”、“知識生成與策略制定”、“策略傳遞”和“策略執(zhí)行”，它們各就各位，各司其職，互相銜接，互相合作，形成和諧的流程，但不能互相取代。
那么，智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才大軍應(yīng)當(dāng)具備怎樣的整體素質(zhì)呢？
由于篇幅所限，這里不可能細(xì)致地展開討論?？紤]到我國目前已經(jīng)有眾多學(xué)校制訂了詳盡的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的人才培養(yǎng)計(jì)劃，這里將著重指出：除了其他科學(xué)技術(shù)學(xué)科人才必須具備的共性素質(zhì)之外，智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科人才大軍應(yīng)具備的特殊素質(zhì)。
3.1智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的特殊知識結(jié)構(gòu)
眾所周知，智能是由信息資源加工出來的最高級產(chǎn)物。因此，智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的核心、前沿和制高點(diǎn)，智能也是人類一切能力的最高級體現(xiàn)。因此，智能科學(xué)技術(shù)也是生命科學(xué)技術(shù)最為精彩的篇章。因此，智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)與生命科學(xué)技術(shù)兩者的交叉學(xué)科，應(yīng)當(dāng)按照這樣的學(xué)科性質(zhì)設(shè)計(jì)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。
基于這樣的特點(diǎn)，智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)(課程設(shè)置)應(yīng)當(dāng)形成如下最基本的連貫的標(biāo)志性核心知識體系。
第一學(xué)期，智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論(人文基礎(chǔ))。
第二學(xué)期，智能科學(xué)史與科學(xué)方法論(人文基礎(chǔ))。
第三學(xué)期，腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)(專業(yè)基礎(chǔ))。
第四學(xué)期，智能數(shù)學(xué)(數(shù)理邏輯與模糊邏輯)(專業(yè)基礎(chǔ))。
第五學(xué)期，機(jī)器智能通論(核心課程)。
第六學(xué)期，機(jī)器學(xué)習(xí)(核心課程)。
第七學(xué)期，智能機(jī)器人(應(yīng)用基礎(chǔ))。
第一學(xué)期必須開設(shè)“導(dǎo)論”。這是因?yàn)樾律鷦倧闹袑W(xué)走進(jìn)大學(xué)，需要通過“導(dǎo)論”引導(dǎo)學(xué)生快速了解什么是智能科學(xué)與技術(shù)，為什么要學(xué)習(xí)它，它的發(fā)展前景是什么，它對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會進(jìn)步的意義是什么，它的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)是什么，它與相鄰學(xué)科的關(guān)系是什么，怎樣才能學(xué)好智能科學(xué)與技術(shù)(包括大學(xué)與中學(xué)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)規(guī)律有何異同)。
第二學(xué)期必須開設(shè)“方法論”。這是因?yàn)樾碌恼_的方法論對于理解和發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)具有特別重要的意義，而傳統(tǒng)科學(xué)方法論會妨礙學(xué)生理解和把握智能科學(xué)與技術(shù)。“工欲善其事，必先利其器”，方法論的教育必須走在前頭。
第三學(xué)期必須開設(shè)“腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)”。這是因?yàn)槿斯ぶ悄艿淖罴言途褪谴竽X結(jié)構(gòu)及其支持的認(rèn)知能力。沒有這個基礎(chǔ)，我們培養(yǎng)的人才大軍就會基礎(chǔ)淺薄，缺乏創(chuàng)新的功力，他們在智能科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的道路上就走不遠(yuǎn)。所以，要在二年級一開始就學(xué)好這個基礎(chǔ)。
第四學(xué)期必須開設(shè)“智能數(shù)學(xué)”。學(xué)生要著重學(xué)好集合論、數(shù)理邏輯、模糊邏輯和算法理論，這是智能科學(xué)與技術(shù)對數(shù)學(xué)知識的特殊需要，也是學(xué)習(xí)后續(xù)課程必須具備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。必須在第四學(xué)期完成這個準(zhǔn)備。
第五學(xué)期必須開設(shè)“機(jī)器智能”。這是本專業(yè)的核心課程。考慮到歷史上“人工智能”與“計(jì)算智能”和“行為智能”長期處于鼎足三分的狀態(tài)，而事實(shí)上，只有它們?nèi)呓Y(jié)合在一起，才能覆蓋基本的智能技術(shù)，因此需要設(shè)置統(tǒng)一闡述這個“三位一體”的新的課程，稱之為“機(jī)器智能”。
第六學(xué)期必須開設(shè)“機(jī)器學(xué)習(xí)”。這是因?yàn)樯鲜鋈N智能技術(shù)的共同要害都是“學(xué)習(xí)”，因此有必要開設(shè)“機(jī)器學(xué)習(xí)”來深化智能的核心技術(shù)。
第七學(xué)期應(yīng)當(dāng)開設(shè)“智能機(jī)器人”。這是因?yàn)橹悄軝C(jī)器人是智能技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的最典型和最普遍形態(tài)，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對智能機(jī)器人做“解剖麻雀”式的學(xué)習(xí)和掌握。
其他課程的設(shè)置可以、也完全應(yīng)該結(jié)合各個學(xué)校的特點(diǎn)自行選擇。
還要強(qiáng)調(diào)的是，整個培養(yǎng)過程要努力貫徹理論與實(shí)踐相結(jié)合、已有進(jìn)展與存在問題相依托、啟發(fā)式和教學(xué)雙方互動等原則，使學(xué)生不僅高度熱愛本專業(yè)，而且具備很強(qiáng)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
3.2智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科研究生的知識結(jié)構(gòu)
同樣，由于篇幅所限，這里僅指出：鑒于智能科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)涵非常豐富，應(yīng)用又無處不在，智能科學(xué)與技術(shù)研究生一級學(xué)科不宜按照應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)置二級學(xué)科。分析表明，按照學(xué)科的層次結(jié)構(gòu)設(shè)置如下三個二級學(xué)科比較適宜。
1) 智能理論。
2) 智能技術(shù)。
3) 智能應(yīng)用。
當(dāng)然，這些二級學(xué)科名稱的具體表述方法還有待繼續(xù)論證和優(yōu)化。
4結(jié)語
今天，無數(shù)的事實(shí)(智能A、智能B……智能Z)告訴我們，社會對于“智能”的需求已經(jīng)不止是母腹中躁動的嬰兒，也已經(jīng)不止是大海平面上依稀可見的航船桅桿，而是已如初升的太陽普照大地，如大潮的奔涌席卷四方。
面對時(shí)代的召喚和社會的需求，高等學(xué)校的教育和科研工作者義不容辭，責(zé)無旁貸。讓我們一起努力，共同推進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)和研究生學(xué)科的建設(shè)，為我國和世界智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作出無愧于時(shí)代、無愧于華夏學(xué)人的積極貢獻(xiàn)！
摘要:結(jié)合我院在智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)課程中開展的教學(xué)實(shí)踐活動,就教學(xué)理念、教師素質(zhì)培養(yǎng)及創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法應(yīng)用三方面闡述了作者的一些體會。
關(guān)鍵詞:智能科學(xué)技術(shù);教學(xué)理念;素質(zhì)培養(yǎng);創(chuàng)新實(shí)踐
智能科學(xué)技術(shù)是數(shù)學(xué)、物理、電子、計(jì)算機(jī)和信息處理以及哲學(xué)、生命科學(xué)等多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。智能科學(xué)技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(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)基本理論知識,掌握計(jì)算機(jī)、人工智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理、自動控制、系統(tǒng)優(yōu)化專業(yè)知識和綜合技能的高級復(fù)合型人才。
在一定程度上,智能科學(xué)與技術(shù)代表著信息技術(shù)的前沿,其理論研究與應(yīng)用開發(fā)對我國現(xiàn)行的教育與教學(xué)理念提出了挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有的教育體系中增加智能理論和智能技術(shù)教學(xué),對全面培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新的思維方式,激發(fā)他們對信息技術(shù)的追求具有積極意義。因此,為適應(yīng)社會對從事智能化產(chǎn)品研發(fā)人員的迫切需求,同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院近年來率先提出并建設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)課程鏈,包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)器人與人工智能、智能技術(shù)等,力圖建成各環(huán)節(jié)有機(jī)聯(lián)系、具有較寬覆蓋面的“課程鏈”。
在實(shí)際教學(xué)中,為了適應(yīng)快速的技術(shù)發(fā)展趨勢,更好地利用有限的教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)資源和課時(shí)約束,近年來,我們對智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)的各門課程進(jìn)行了整合,對課程的教學(xué)理念與內(nèi)容、教師素質(zhì)培養(yǎng)、教學(xué)方法與手段等方面進(jìn)行了全方位的研究與實(shí)踐。
1師生共同實(shí)現(xiàn)自我
葉瀾教授指出:“教師應(yīng)該具有與時(shí)代精神相通的教育觀念[1]?！敝悄芸茖W(xué)技術(shù)相關(guān)的課程涉及大量前沿科學(xué),我們必須跟上甚至超越先進(jìn)國家的研究步伐。根據(jù)研究型大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位,吸收現(xiàn)代先進(jìn)教育觀念,我們樹立了師生共同實(shí)現(xiàn)自我的教學(xué)理念。
教學(xué)主體應(yīng)同時(shí)包括學(xué)生和教師,成功的教學(xué)有賴于建立和諧的師生關(guān)系[2]。一直以來,以學(xué)生為中心已成為大家的共識,學(xué)生既是大學(xué)的服務(wù)對象又是大學(xué)品牌的建設(shè)者和傳播者,社會對大學(xué)的認(rèn)可正是基于畢業(yè)生服務(wù)社會的能力和表現(xiàn),因此教學(xué)必須從學(xué)生的長遠(yuǎn)利益出發(fā),創(chuàng)造學(xué)生價(jià)值[3]。智能科學(xué)技術(shù)具有快速的發(fā)展趨勢和交叉的學(xué)科特性,因此要求師生共同把握潮流脈動。學(xué)生要積極地、主動地、有目的地學(xué)習(xí)并創(chuàng)新,也就是“學(xué)會學(xué)習(xí)”,同時(shí)帶給教師最現(xiàn)代、最嶄新的觀點(diǎn)與視野。譬如在今年的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中,幾名學(xué)生針對春運(yùn)火車票實(shí)名制運(yùn)行中因人工進(jìn)行身份核對造成的大負(fù)荷工作量、檢票時(shí)間過長等新問題,大膽提出了火車票實(shí)名制電子客票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,以及利用已經(jīng)商品化的身份證檢測裝置進(jìn)行智能檢票原型機(jī)開發(fā)的設(shè)想。這讓我們驚喜地認(rèn)識到教育已經(jīng)不再是簡單的知識灌輸,而應(yīng)能夠啟發(fā)學(xué)生自主地尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題,從而解決問題。
面對智能化發(fā)展趨勢,教師不再是一部百科全書,而應(yīng)變成向?qū)?、顧問及合作伙?幫助學(xué)生在獨(dú)立思考的道路上加速前進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題,掌握新知識,使學(xué)生將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,具備合作與解決問題的能力[4]。而教師也在教學(xué)過程中不斷提升自己,強(qiáng)化專業(yè)水平,師生共同進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)自我。在機(jī)器人與人工智能課程中,講授實(shí)際機(jī)器人受到各種不同約束,只用理論公式講解不僅枯燥而且不易理解。在和學(xué)生答疑討論的過程中,我們發(fā)現(xiàn)將這種約束用動畫表示出來,學(xué)生很感興趣并且易于掌握各種約束的實(shí)質(zhì)。動畫的制作本身就體現(xiàn)了智能技術(shù)的發(fā)展,學(xué)生在這方面的技能往往比教師更新潮、更先進(jìn),教師在此時(shí)也從學(xué)生處獲得更多技巧,豐富自我。通過師生間的高頻互動,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長,提高了教師的教學(xué)與學(xué)術(shù)能力。
2加強(qiáng)教師素質(zhì)培養(yǎng)
智能科學(xué)技術(shù)的知識更新速度很快,自20世紀(jì)70年代末開始,智能技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)――處理器已經(jīng)更新?lián)Q代了好幾代,相應(yīng)的高校實(shí)驗(yàn)課程也隨之調(diào)整。進(jìn)入21世紀(jì),技術(shù)發(fā)展更快,此時(shí)在教學(xué)中僅依賴個別老教師就顯得力不從心。較其他學(xué)科,智能科學(xué)技術(shù)教學(xué)對教師提出了更高的要求,更應(yīng)加強(qiáng)教師梯隊(duì)尤其是青年教師的培養(yǎng)工作。為此,我院始終堅(jiān)持制訂并實(shí)施人才培養(yǎng)計(jì)劃,推薦和選派中青年骨干教師出國開展教學(xué)科研學(xué)術(shù)交流,及時(shí)把握國外頂尖知名大學(xué)的專業(yè)與學(xué)科建設(shè)動態(tài)信息。在與國際知名企業(yè)合作的同時(shí),多次派教師赴企業(yè)進(jìn)行實(shí)地參觀學(xué)習(xí),在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也學(xué)習(xí)其先進(jìn)的管理觀念,使教師具有更合理的能力結(jié)構(gòu)。
另外,我們也借助學(xué)校平臺開展教師隊(duì)伍的自身培訓(xùn)工作,通過青年教師講課競賽、老教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)講座以及邀請國內(nèi)外專家來校交流等形式,進(jìn)行教學(xué)理念和教學(xué)方法的交流;發(fā)揮新老教師在教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、知識面和智能技術(shù)應(yīng)用能力等方面的特長,組織各種教學(xué)業(yè)務(wù)活動,積極推動新老教師之間的相互交流和學(xué)習(xí)。
教材建設(shè)和課件建設(shè)是培養(yǎng)青年教師的重要載體。在參編教材過程中,青年教師加深了對課程理論體系、相關(guān)技術(shù)發(fā)展及如何將科研成果運(yùn)用到教學(xué)當(dāng)中的了解。相比美、歐、日等發(fā)達(dá)國家,我國的智能科學(xué)技術(shù)較落后,因此青年教師應(yīng)充分發(fā)揮外語好的優(yōu)勢,直接從外文文獻(xiàn)中獲得最新資訊,傳遞給學(xué)生。
同時(shí),我們也對雙語教學(xué)乃至全英語教學(xué)進(jìn)行了有益探索,對青年教師提高專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)起到了良好的推動作用。
教育是一個使教育者和受教育者都變得更完善的職業(yè)。只有當(dāng)教育者自覺地完善自己時(shí),才能更有利于學(xué)生的完善與發(fā)展[5]。
3科研與教學(xué)結(jié)合、學(xué)習(xí)與創(chuàng)新結(jié)合
實(shí)踐是新世紀(jì)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[6]。智能科學(xué)技術(shù)與實(shí)際相結(jié)合才能得到持續(xù)的發(fā)展。教師的科研與教學(xué)相結(jié)合、學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合,是智能科學(xué)技術(shù)教學(xué)的一個有益探索與嘗試。在教學(xué)過程中,教師將最新科研成果融入教學(xué)過程,利用科研方面的優(yōu)勢,教學(xué)相長,形成科研與教學(xué)的良性互動。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠不斷跟蹤國際研究的前沿,掌握和了解該學(xué)科的成就和發(fā)展?fàn)顩r,有利于提高專業(yè)素質(zhì),拓寬知識面,強(qiáng)化超前意識。
通過將科研項(xiàng)目與課程建設(shè)相融合,如國家863高技術(shù)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目、省部級科研項(xiàng)目等,使得本科教學(xué)與實(shí)踐創(chuàng)新過程和科研項(xiàng)目息息相關(guān),成為智能科學(xué)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的重要延伸。近幾年,我校以國家級科研項(xiàng)目和科技競賽為背景設(shè)立主題研學(xué)項(xiàng)目,如機(jī)器人技術(shù)研究小組、智能小車技術(shù)研究小組、嵌入式系統(tǒng)研究小組等,產(chǎn)生了一大批學(xué)生創(chuàng)新成果和競賽佳績,在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、RoboCup(機(jī)器人世界杯賽)、飛思卡爾智能車大賽、嵌入式系統(tǒng)等連續(xù)獲得30余個重要獎項(xiàng)。在2009年的RoboCup類人組足球賽中,我校借助科研項(xiàng)目對雙足移動機(jī)器人的研究成果,成功地將視覺處理、基因算法在步態(tài)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用以及基于生物誘導(dǎo)機(jī)制的步態(tài)產(chǎn)生運(yùn)用到NAO上,克服了時(shí)間短、經(jīng)驗(yàn)少等問題,成功取得決賽權(quán)并進(jìn)入了16強(qiáng)。
在智能科學(xué)技術(shù)課堂教學(xué)的同時(shí),我們借助校計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、大學(xué)生電子信息科技創(chuàng)新基地、實(shí)驗(yàn)中心及大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃,為課內(nèi)綜合性教學(xué)、課外實(shí)驗(yàn)選修課、實(shí)驗(yàn)研討課、自主研學(xué)等提供了廣闊的選擇空間,極大地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和實(shí)踐能力的提高。
4結(jié)語
智能科學(xué)技術(shù)在未來人類社會將起到越來越重要的作用。相比其他學(xué)科,該學(xué)科具有發(fā)展速度快、知識面寬、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn),因此在教學(xué)中必須針對這一特性做出必要的改革和創(chuàng)新。改革要兼顧知識的傳授、能力的培養(yǎng)和素質(zhì)教育,必須是教師和學(xué)生同時(shí)作為主體的自我提升過程,從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具創(chuàng)新意識、思維、能力的21世紀(jì)適應(yīng)型人才的目標(biāo)。
摘要：介紹我國智能科技教育特別是課程教學(xué)的概況，探討中國人工智能水平及其評價(jià)問題，著重研究我國人工智能的發(fā)展方向，指出必須重視人工智能是一門具有較強(qiáng)理論基礎(chǔ)的新興技術(shù)學(xué)科這一基本屬性。
關(guān)鍵詞：人工智能；智能科學(xué)技術(shù)；學(xué)科；教育；發(fā)展方向
0引言
人工智能（Artificial Intelligence，AI），又稱為機(jī)器智能或計(jì)算機(jī)智能，是計(jì)算機(jī)科學(xué)或智能科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個分支。人工智能近期的主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，而遠(yuǎn)期目標(biāo)是用自動機(jī)模仿人類的思維活動和智力功能。
1來之不易的大好機(jī)遇
比起國際上人工智能的發(fā)展情況，我國的人工智能研究起步較晚，發(fā)展道路曲折坎坷，經(jīng)過質(zhì)疑、批判甚至壓制的艱難發(fā)展歷程。直到20世紀(jì)80年代初期，中國的人工智能研究才開始活躍起來，但由于當(dāng)時(shí)社會上把“人工智能”與“特異功能”混為一談，對兩者一起批判，并一并斥之為“偽科學(xué)”，使中國人工智能經(jīng)歷過一段彎路。
中國人工智能學(xué)會于1981年在長沙成立后，長期得不到中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會和國內(nèi)科技界的認(rèn)同，只能掛靠到中國社會科學(xué)院哲學(xué)研究所，直到2004年，才得以掛靠到中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會。這足以表明中國人工智能學(xué)會成立后經(jīng)歷的20多年歲月是多么艱辛。因此，在這個時(shí)期內(nèi)，有比較多的中國人工智能學(xué)者研究人工智能哲學(xué)問題是有歷史原因的。
直到改革開放之后，我國的人工智能才逐漸走上發(fā)展之路。近兩年來，國家領(lǐng)導(dǎo)人對人工智能高度評價(jià)，并對我國人工智能的發(fā)展提出重要指示，有關(guān)部門了《中國制造2025》《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016―2020年）》《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實(shí)施方案》。這些文件體現(xiàn)了我國已把人工智能技術(shù)提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，為中國人工智能的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的優(yōu)良環(huán)境，也賦予人工智能艱巨而光榮的歷史使命。
2016年4月，中國人工智能學(xué)會聯(lián)合20余家國家一級學(xué)會，在北京舉行“2016全球人工智能技術(shù)大會暨人工智能60周年紀(jì)念活動啟動儀式”。這次活動恰逢國際人工智能誕辰60周年，谷歌Alpha Go與世界圍棋冠軍李世石上演“世紀(jì)人機(jī)大戰(zhàn)”，將人工智能的關(guān)注度推到了前所未有的高度。啟動儀式共同慶祝國際人工智能誕辰60周年，傳承和弘揚(yáng)人工智能的科學(xué)精神，開啟智能化時(shí)代的新征程。
2大力發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)教育
包括人工智能教育在內(nèi)的智能科學(xué)技術(shù)教育是智能科技和智能產(chǎn)業(yè)賴以發(fā)展的強(qiáng)化劑和推動力，也是高素質(zhì)智能科技人才培養(yǎng)及智能科技與產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。我國的智能科技教育已初步形成學(xué)科教育與課程教學(xué)體系，并在大學(xué)計(jì)算機(jī)、智能科學(xué)與技術(shù)、電子信息、自動化等專業(yè)開設(shè)不同層次的人工智能類課程。中國智能科技的進(jìn)一步發(fā)展和人工智能的基礎(chǔ)建設(shè)問題，都與智能科技人才培養(yǎng)密不可分。只有培養(yǎng)足夠多的高素質(zhì)智能科技人才，才能保證我國智能科技的順利發(fā)展，進(jìn)而攀登國際智能科技的高峰。
智能科技教育和人才培養(yǎng)是智能科技學(xué)科發(fā)展的重要基礎(chǔ)。我國自20世紀(jì)80年代中期開始在少數(shù)高校開設(shè)各種人工智能類課程以來，經(jīng)過推廣與提高，30年前的人工智能星星之火如今已形成燎原之勢，數(shù)以百計(jì)的高校開設(shè)了各種層次的人工智能類課程，有些課程已成為我國高校教育園地上的名花。例如，中南大學(xué)的人工智能課程已成為首批國家級精品課程、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程、國家級全國雙語示范課程、首批國家級精品視頻公開課和國家級資源共享課程。全國已有20門智能類課程入選國家級質(zhì)量工程。盡管為數(shù)不多，但這些智能類課程在改革中不斷發(fā)展壯大，已為國家培養(yǎng)了成千上萬的智能科技專門人才。雖然這些課程只占數(shù)以千計(jì)的國家級質(zhì)量工程課程的冰山一角，但也表明智能科技課程仍然占有一席之地，并具有不可替代的作用，產(chǎn)生了非常大的影響。
全國智能科學(xué)與技術(shù)教育暨教學(xué)學(xué)術(shù)研討會是我國人工智能教育與教學(xué)領(lǐng)域具有特色的最權(quán)威的學(xué)術(shù)盛會，自2002年起已成功舉辦了13次，對于智能科技及其相關(guān)學(xué)科的教育教學(xué)、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)發(fā)揮了十分重要的作用。
2004年在北京大學(xué)開設(shè)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，已發(fā)展到全國近30所大學(xué)，僅這些大學(xué)的“智能”專業(yè)每年就培養(yǎng)大約2 000名人工智能專業(yè)人才。據(jù)估計(jì)，近30年來，全國高校已培養(yǎng)人工智能及其相關(guān)學(xué)科的碩士和博士數(shù)以千計(jì)，本科畢業(yè)生數(shù)以萬計(jì)。這些高層次的人工智能專門人才是我國發(fā)展人工智能的最為寶貴的財(cái)富。這些年輕的智能人有幸遇上千載難逢的人工智能大好發(fā)展機(jī)遇，必將成為我國智能科技跨越式發(fā)展的中堅(jiān)力量。
3客觀評價(jià)我國人工智能科技水平
無論是智能科技學(xué)科建設(shè)或是智能科技類課程建設(shè)，都離不開對我國人工智能水平與國際先進(jìn)水平差距的深刻認(rèn)識。
有些學(xué)者或企業(yè)家認(rèn)為，我國的人工智能科技水平已經(jīng)與美國不相上下。我們需要科學(xué)客觀地評估已有成績，既不要妄自菲薄，又不能夜郎自大，既要充分肯定成績，又要深刻認(rèn)識差距。過高地估計(jì)我國現(xiàn)有人工智能成果既不實(shí)事求是，又不利于人工智能學(xué)科與產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
美國是世界上人工智能科技整體水平最高的國家。分析中美兩國在人工智能方面的差距，有助于我們保持清醒的認(rèn)識。許多人工智能界內(nèi)專家指出：我們在人工智能方面一直跟蹤美國的理論，然后應(yīng)用并在一些地方有所創(chuàng)新，應(yīng)用上的追趕很快，但是，在基礎(chǔ)理論研究方面和美國還是差距很大的。國內(nèi)做人工智能基礎(chǔ)理論研究的人很少，這是學(xué)術(shù)環(huán)境問題造成的。例如，美國把腦科學(xué)和類腦科學(xué)排在研究的最前面，而我國在這方面的自主研發(fā)能力卻比較薄弱，在突破和創(chuàng)新上也有所差距。又如，國內(nèi)在深度學(xué)習(xí)方面發(fā)表了不少論文，但真正有理論創(chuàng)新或具備重要應(yīng)用價(jià)值的研究并不多。
美國人已經(jīng)在構(gòu)思下一個人工智能是什么，而我們這里還沒有動靜，這是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。這個難題牽涉面很廣，不是一兩個團(tuán)隊(duì)投入進(jìn)去就能解決的。這種差距在很大程度上源于我們學(xué)術(shù)評價(jià)體系以及以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向有關(guān)。我們可能要通過10～20年的努力才能在人工智能方面全面趕上美國。
許多有識之士認(rèn)為，我國當(dāng)前的人工智能基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)與國際先進(jìn)水平存在很大差距，國際影響力有待提高。然而，國內(nèi)有一部分人工智能研究與開發(fā)人員卻過高地估計(jì)成績，認(rèn)為我國的人工智能已經(jīng)在很多方面甚至全面超過國際先進(jìn)水平。評價(jià)一門學(xué)科是否達(dá)到或超過國際先進(jìn)水平，不但要有客觀標(biāo)準(zhǔn)和國際同行普遍認(rèn)可，而且要有一批令人信服的標(biāo)志性成果。這里筆者不準(zhǔn)備具體討論或爭論這個問題，而是試圖從以國際人工智能之父圖靈命名的國際計(jì)算機(jī)學(xué)科科技最高獎圖靈獎的獲獎情況來說明我國人工智能的發(fā)展水平。
自1969年以來，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會先后舉行過48屆圖靈獎評審與頒獎，圖靈獎得主共計(jì)64位。其中，美籍華裔計(jì)算機(jī)科學(xué)家姚期智2000年獲得圖靈獎，他是圖靈獎設(shè)立48年以來獲得該獎項(xiàng)的唯一華裔學(xué)者。在64位圖靈獎得主中，有12位杰出人工智能專家獲此殊榮，但當(dāng)中沒有一個是中國人。
4堅(jiān)持人工智能研究及教育的正確方向
國際人工智能在過去60年歷程里，取得舉世矚目的進(jìn)展和公認(rèn)成果，但其發(fā)展也是極其曲折與坎坷的。之所以艱難前行，除了由于科學(xué)發(fā)展的必然性外，社會上對人工智能的誤解與偏見及人工智能內(nèi)部的偏激爭論，特別是在人工智能哲學(xué)與方法論方面的爭論都是不爭的事實(shí)。人工智能三大不同學(xué)派之間勢不兩立的爭論持續(xù)了約30年，直到本世紀(jì)初才平靜下來。人工智能學(xué)界已形成共識，即面對現(xiàn)代社會科技、經(jīng)濟(jì)和人民生活的重大問題，任何一種人工智能方法，無論是符號主義、連接主義或行為主義，均不可能單槍匹馬打天下，而需要各個學(xué)派之間攜手合作，走綜合集成、優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展的康莊大道。尤其是今天的中國，人工智能面對大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略所帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，探索大規(guī)模深度學(xué)習(xí)、類腦神經(jīng)計(jì)算、智能機(jī)器人、智能互聯(lián)網(wǎng)、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端、產(chǎn)業(yè)智能化升級等重大理論和技術(shù)問題，推進(jìn)社會智能化進(jìn)程，提升社會文明程度，才是人工智能研究與發(fā)展的主流，至于學(xué)派和方法之爭已不是人工智能研究的關(guān)鍵。
在人工智能與哲學(xué)的關(guān)系方面，應(yīng)該說人工智能有哲學(xué)和方法論問題需要研究，但人工智能不屬于哲學(xué)。有一些人從信息哲學(xué)或人工智能哲學(xué)角度進(jìn)行人工智能研究，既是需要的，也是值得支持的，但不應(yīng)該過分夸大哲學(xué)和方法論問題對人工智能的作用，必須強(qiáng)調(diào)智能實(shí)現(xiàn)理論、方法、技術(shù)在人工智能研究中的核心地位，必須注重人工智能是一門具有較強(qiáng)理論基礎(chǔ)的新興技術(shù)學(xué)科的這一基本屬性。
人工智能作為一門新興技術(shù)學(xué)科，特別需要就其發(fā)展和應(yīng)用中的一系列重大理論和技術(shù)問題進(jìn)行踏踏實(shí)實(shí)的研究。吳文俊先生曾經(jīng)語重心長地告誡我們：“我們真正的意圖絕不在于口舌之爭，在字面上夸夸其談。真正應(yīng)該做的事是實(shí)干巧干，借計(jì)算機(jī)時(shí)代來臨的大好契機(jī)，率先在全世界推行腦力勞動機(jī)械化，以具體成就和我們的成功來向世人表明我們的主張?！?
前面提到，人工智能誕生60年走過了極其曲折與坎坷的歷程，但我們不愿意更多地回憶與評論國內(nèi)外人工智能發(fā)展過程中的種種艱難往事，只是希望大家能記住歷史教訓(xùn)。過激的、勢不兩立的學(xué)派爭論和過于濃厚的哲學(xué)色彩都不利于人工智能學(xué)科全面與健康的發(fā)展。今天，在進(jìn)行人工智能/智能科技研究與教育時(shí)，一定要把握人工智能作為一門自然科學(xué)新興學(xué)科的方向，從獲得國際人工智能學(xué)界認(rèn)同和經(jīng)受應(yīng)用檢驗(yàn)兩個角度，創(chuàng)造中國人工智能的新成果和新品牌。
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)抓住教材建設(shè)和師資隊(duì)伍建設(shè)作為專業(yè)建設(shè)的突破口，這是非常正確的，尤其是教材，作為課程教學(xué)環(huán)節(jié)的重要資源，不僅是專業(yè)建設(shè)和教學(xué)活動的重要載體，而且對學(xué)生的課程認(rèn)知和能力培養(yǎng)都具有十分重要的導(dǎo)向和啟迪作用，因此需要用十分嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的態(tài)度去對待。實(shí)際上，入選普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材的4本人工智能教材中，有3本書的作者為現(xiàn)有智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教授，這至少從一個側(cè)面說明，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)還是有著較好的人工智能教材基礎(chǔ)的。
當(dāng)然，由于智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)在開設(shè)人工智能課程之前，一般會有智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論和腦與認(rèn)知基礎(chǔ)這兩門前導(dǎo)課程，因此作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人工智能教材，應(yīng)在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上有別于其他信息類專業(yè)的同類教材。但作為人工智能的主流理論、方法和技術(shù)，仍然應(yīng)該是該教材應(yīng)該堅(jiān)持的基本架構(gòu)和內(nèi)容主線，而不應(yīng)該偏離。
在當(dāng)前國內(nèi)外人工智能空前大好的發(fā)展形勢下，作為人工智能教育工作者，我們應(yīng)該創(chuàng)新進(jìn)取、謙虛謹(jǐn)慎、求真務(wù)實(shí)，用科學(xué)態(tài)度對待人工智能科學(xué)和智能科學(xué)技術(shù)問題，為國內(nèi)外人工智能的健康發(fā)展，為我國智能科技人才的培養(yǎng)做出新的貢獻(xiàn)。
5結(jié)語
國際人工智能已經(jīng)走過60年的光輝歷程，我國的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)也迎來了她的第二個10年。進(jìn)一步發(fā)展人工智能和智能科技需要辦好智能科技教育，我們要再接再厲，爭取在人工智能和智能科技教育方面做出更多更好的創(chuàng)新性成果。進(jìn)一步發(fā)展人工智能和智能科技同樣需要把握人工智能和智能科技學(xué)科的正確發(fā)展方向，把握人工智能教育的正確方向。做到這一點(diǎn)，我們的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科與專業(yè)就大有希望！
摘要：針對智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)的必要性和重要性問題，分析現(xiàn)在的教學(xué)情況，從課程講授目的出發(fā)，深入探討整個課程結(jié)構(gòu)設(shè)置并提出在教學(xué)策略上的改進(jìn)意見。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)策略
1課程概述
21世紀(jì)信息科技席卷全球，給人類的生產(chǎn)和生活方式帶來深刻的變革，信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸成為推動整個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)核心之一的智能科學(xué)技術(shù)正在迅猛發(fā)展，并以迅雷不及掩耳之勢融入人們生活的各個領(lǐng)域，擁有非常廣闊的前景和應(yīng)用需求。在高校中推進(jìn)智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)教育，重點(diǎn)培養(yǎng)高水平的智能科技人才顯得尤為重要。
智能科學(xué)與技術(shù)概括地講是研究智能現(xiàn)象及其運(yùn)用規(guī)律的科學(xué)技術(shù)，嚴(yán)格地講是研究智能的本質(zhì)和擴(kuò)展人類智力功能的原理和方法的科學(xué)技術(shù)（圖1所示為智能系統(tǒng)模型），旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)和信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型人才。
智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，應(yīng)該充分發(fā)揮良好的“敲門磚”作用，幫助學(xué)生對智能科學(xué)領(lǐng)域有一個初步了解以及整體宏觀認(rèn)識，對其以后能夠更加深入學(xué)習(xí)專業(yè)課具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，因此研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2課程整體設(shè)計(jì)及目標(biāo)
良好的開端是成功的一半，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課程開設(shè)在大一新生入學(xué)的第一學(xué)期，面對的是還處在“考試模式”向“自主學(xué)習(xí)”過渡的學(xué)生，怎樣將他們成功地領(lǐng)進(jìn)“智能的大門”，為學(xué)生以后幾年的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，更為以后的工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)，應(yīng)該引起高度重視。
首先，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)該對學(xué)生起到專業(yè)引導(dǎo)的作用。智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論概括介紹智能技術(shù)發(fā)展的起源和重要性、現(xiàn)狀和應(yīng)用、未來廣闊的前景等，使學(xué)生在宏觀上掌握專業(yè)方向，幫助學(xué)生了解以后的課程設(shè)置和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生從高中時(shí)代的填鴨式教學(xué)中走出來，掌握好本專業(yè)知識學(xué)習(xí)的方法和技巧，減少學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的盲目性，培養(yǎng)其專業(yè)意識，樹立正確的專業(yè)思想和學(xué)習(xí)觀，為學(xué)好本專業(yè)打下良好基礎(chǔ)。
其次，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)該向?qū)W生普及智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)知識，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入智能科學(xué)的廣袤森林；將引導(dǎo)學(xué)生掌握智能科學(xué)的基本概念、原理和知識結(jié)構(gòu)，揭開智能科學(xué)的神秘面紗，在此基礎(chǔ)上了解智能科學(xué)技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉關(guān)系及應(yīng)用，不僅僅從理論上，更從實(shí)際出發(fā)認(rèn)識到智能科學(xué)技術(shù)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn)。教師應(yīng)當(dāng)充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)出高質(zhì)量、高水平的智能人才。
最后，通過實(shí)踐幫助學(xué)生對智能科學(xué)技術(shù)有更加深刻直觀的理解，從實(shí)際出發(fā)介紹智能信息網(wǎng)絡(luò)，通過演示智能機(jī)器人、谷歌無人駕駛汽車、專家系統(tǒng)等實(shí)際案例，說明智能科學(xué)技術(shù)給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步帶來的巨大貢獻(xiàn)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入智能科學(xué)的天下；以實(shí)際應(yīng)用作為理論的輔助，使學(xué)生更加深刻地感受智能科學(xué)的魅力。 3課程教學(xué)存在的問題及思考改進(jìn)
3.1改革教學(xué)模式
教師須摒棄純理論教學(xué)和枯燥的說教模式，采用多種方式并存的教學(xué)模式；在基礎(chǔ)知識講解的過程中引入科研項(xiàng)目，通過舉例將專業(yè)基本原理運(yùn)用在實(shí)際工程中，使學(xué)生對理論知識有一個更加直觀和清晰的認(rèn)識，與此同時(shí)為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以請智能專業(yè)不同研究方向的教師，就其研究領(lǐng)域的研究動態(tài)、最新研究成果和在研項(xiàng)目進(jìn)行專題講座，解答學(xué)生的各種疑惑，使學(xué)生可以從不同來源和不同角度了解該專業(yè)的內(nèi)容、研究方法、前沿技術(shù)及發(fā)展方向。
3.2采取課堂與實(shí)驗(yàn)室結(jié)合教學(xué)
教師可充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的作用，大一乃至大四的學(xué)生都可以小組為單位或者根據(jù)自己的興趣愛好，在導(dǎo)師的指導(dǎo)幫助下參與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際科研工作，如每個小組根據(jù)具體的科研要求制訂一個學(xué)期目標(biāo)，于固定的時(shí)間點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小組討論以及與老師交流，做一些輔助性的工作。這樣有助于學(xué)生將書本上的知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，對所學(xué)知識有更直觀和深入的認(rèn)識，也可以更好地了解專業(yè)現(xiàn)狀、領(lǐng)域成果以及以后的發(fā)展方向，更重要的是可以從學(xué)長身上汲取一些學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗(yàn)，對以后的專業(yè)課深入學(xué)習(xí)會有很大幫助。另外，實(shí)驗(yàn)室中高年級的研究生甚至博士生可以在整個學(xué)習(xí)過程中解答學(xué)生的各種疑惑，在整體上提高學(xué)習(xí)效率。
3.3建立多樣化、全方位的考評模式
僅僅以卷面成績評判學(xué)生能力的方法在根本上存在弊端，束縛了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力，有悖于智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課的初衷。我們采用多樣化的考評方式：①小組討論答辯。在課程教學(xué)進(jìn)行過程中，以學(xué)習(xí)興趣小組為單位選擇智能科學(xué)技術(shù)的題材作為學(xué)習(xí)主題，進(jìn)行資料查詢和小組探討，最后以報(bào)告的形式進(jìn)行課堂答辯；②實(shí)踐創(chuàng)新。根據(jù)教師以及學(xué)長演示的智能系統(tǒng)，撰寫一篇小論文，提出自己的看法、疑惑以及創(chuàng)新點(diǎn)，有興趣的學(xué)生可以參與智能系統(tǒng)的開發(fā)中；③期末仍然進(jìn)行卷面考試，主要考查學(xué)生對基本概念和基本原理的掌握情況，只有根基打穩(wěn)才能更上一層樓。
4結(jié)語
為了更好地落實(shí)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的方針，實(shí)現(xiàn)該課程的教學(xué)目標(biāo)，筆者結(jié)合當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題，提出了改革教學(xué)模式、采取課堂與實(shí)驗(yàn)室結(jié)合、建立全面多樣的考評模式3項(xiàng)改革措施，期望智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課能夠?qū)W(xué)生起到指引性作用，幫助學(xué)生撥開智能科學(xué)技術(shù)的神秘面紗，激發(fā)其學(xué)習(xí)研究興趣，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好根基。只有不斷地從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能更好地幫助學(xué)生在智能科學(xué)領(lǐng)域開一個好頭。
摘要：針對傳統(tǒng)的測量技術(shù)不能滿足日益發(fā)展的計(jì)量科學(xué)研究的問題，在分析計(jì)量科學(xué)研究前沿的基礎(chǔ)上，提出將智能科學(xué)技術(shù)引入到科學(xué)計(jì)量中，發(fā)揮各自的優(yōu)勢提高計(jì)量的準(zhǔn)確度，并結(jié)合質(zhì)量計(jì)量過程中使用的智能質(zhì)量測量儀器的實(shí)例，指出進(jìn)行高準(zhǔn)確度質(zhì)量計(jì)量研究必須依靠智能科學(xué)技術(shù)的觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：計(jì)量科學(xué)；智能科學(xué)與技術(shù)；人工智能；機(jī)器人；質(zhì)量計(jì)量
0 引言
人類發(fā)展的歷史離不開計(jì)量科學(xué)，這門科學(xué)是伴隨著物品的交換活動而誕生和發(fā)展的。隨著人類的進(jìn)步和生產(chǎn)的社會分工，一個產(chǎn)品的通用和互換屬性越來越高，我們所熟悉的古代“度量衡”逐步發(fā)展為現(xiàn)在的計(jì)量科學(xué)技術(shù)。
測量儀器測量的到底準(zhǔn)不準(zhǔn)，只有經(jīng)過計(jì)量校準(zhǔn)后方能判斷，否則給出的測量值是不可靠的，進(jìn)而在物品交換中導(dǎo)致不信任的行為及結(jié)果，即所有的測量值只有在給出的測量不確定度范圍內(nèi)溯源到計(jì)量單位上才可靠。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在航空航天、國防軍工、綠色能源、生命科學(xué)等世界尖端科學(xué)領(lǐng)域中的科技成果向世人展示出“科技要發(fā)展，計(jì)量須先行”的理念?？梢哉f，計(jì)量科學(xué)是一切測量技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)。它首先是建立在最新物理學(xué)理論和效應(yīng)的基礎(chǔ)上，利用最現(xiàn)代化的技術(shù)手段來研究物理量與化學(xué)量及其測試方法的一門學(xué)科。然而，當(dāng)代的計(jì)量科學(xué)正處于變更和更新時(shí)期，通常的測量方法已經(jīng)不能滿足更高準(zhǔn)確度的測量要求，單一的測量技術(shù)和某一門學(xué)科無法滿足計(jì)量科學(xué)的要求，因此要求綜合各門學(xué)科來為計(jì)量科學(xué)進(jìn)行服務(wù)，這也是筆者所提出的智能科學(xué)技術(shù)在計(jì)量科學(xué)中的應(yīng)用和實(shí)踐。
1 計(jì)量科學(xué)的研究前沿
隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的逐步成熟以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的確立，計(jì)量科學(xué)不再服務(wù)于傳統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域，還形成了諸如材料計(jì)量、能源計(jì)量、生物與醫(yī)學(xué)計(jì)量、環(huán)境計(jì)量等前沿研究點(diǎn)。2012年3月，全球領(lǐng)先的計(jì)量科學(xué)研究機(jī)構(gòu)——英國物理技術(shù)研究院（National Physical Laboratory，NPL）了《2020年計(jì)量愿景規(guī)劃》，其中的一個重要內(nèi)容就是“智能和互聯(lián)式測量”，這一重要主題是指將大量智能技術(shù)與智能傳感器與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，集成到一個全球性的信息網(wǎng)絡(luò)中形成物聯(lián)網(wǎng)，每個物體中將被裝入可進(jìn)行智能測量的傳感器，通過互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化校準(zhǔn)。
國際上機(jī)器人學(xué)的研究和機(jī)器人技術(shù)發(fā)展開始于20世紀(jì)60年代。美國是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)源地，早在1959年就制造出世界上首臺工業(yè)機(jī)器人。20世紀(jì)60年代末，高速發(fā)展的日本經(jīng)濟(jì)面臨勞動力嚴(yán)重不足的問題，工業(yè)機(jī)器人無疑為日本解決了燃眉之急。日本1967年從美國引進(jìn)機(jī)器人及其技術(shù)，并于次年試制成日本第一臺工業(yè)機(jī)器人。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，日本一躍成為“機(jī)器人王國”，其工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量、國內(nèi)機(jī)器人裝機(jī)臺數(shù)和機(jī)器人出口量均處于國際絕對領(lǐng)先地位。此外，德國、法國、意大利、英國、瑞典、韓國和前蘇聯(lián)等國的工業(yè)機(jī)器人都得到了較快發(fā)展。在國際計(jì)量界，德國PTB是智能質(zhì)量計(jì)量頂尖水平的代表。為了完成質(zhì)量量值傳遞，PTB專門設(shè)計(jì)了適用于質(zhì)量計(jì)量的自動加載卸載裝置。
發(fā)達(dá)國家在計(jì)量科學(xué)研究中大量使用機(jī)器人先進(jìn)技術(shù)，一方面提高了從事計(jì)量檢定校準(zhǔn)服務(wù)人員的工作效率，另一方面也提高了計(jì)量科學(xué)研究中的準(zhǔn)確度，并從大量數(shù)據(jù)中提取有效的信息作為科學(xué)研究的參考。在質(zhì)量計(jì)量的過程中，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息采集和傳感器數(shù)據(jù)處理更加自動化，而且正向著實(shí)時(shí)化、精細(xì)化控制和智能化方向發(fā)展，也使計(jì)量校準(zhǔn)朝著動態(tài)、綜合、多參數(shù)和多功能方面發(fā)展。在國際先進(jìn)的質(zhì)量基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中，均采用智能質(zhì)量測量系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的測量。
此外，智能傳感器技術(shù)也是測試技術(shù)與儀器領(lǐng)域中比較重要的創(chuàng)新技術(shù)，它們在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。智能傳感器與傳統(tǒng)的模擬傳感器輸出模擬原始信號不同。首先，智能傳感器輸出的是數(shù)字信號，并進(jìn)一步與虛擬儀器中的主要硬件——計(jì)算機(jī)交換信息；其次，智能儀器技術(shù)提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化平臺，在此基礎(chǔ)上可以組建遠(yuǎn)程智能測量系統(tǒng)。分散在不同地理位置、不同功能的測量設(shè)備可以組成一個網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)，使測量儀器的智能化程度大大提高。
2 智能機(jī)器人在質(zhì)量計(jì)量中的現(xiàn)狀
人類進(jìn)人21世紀(jì)，計(jì)量科學(xué)和智能機(jī)器人技術(shù)都各自發(fā)展到了一定的高度，兩者與現(xiàn)代科學(xué)的每一個分支都有密切聯(lián)系，也綜合了很多領(lǐng)域的知識，尤其與機(jī)械設(shè)計(jì)制造、機(jī)械電子工程、自動化、智能科學(xué)技術(shù)、智能傳感器等領(lǐng)域有著高度重合和相似的內(nèi)容，更涉及多個專業(yè)之間的相互通融與支撐。學(xué)科交叉是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要特征，智能機(jī)器人需要進(jìn)一步擴(kuò)大服務(wù)范圍，計(jì)量科學(xué)研究領(lǐng)域也需要進(jìn)一步提高科研中測量的準(zhǔn)確度和效率，這意味著兩個廣泛的科研分支需要開展更廣泛的學(xué)科交叉研究與開發(fā)和更全面的滲透與合作。然而，我國的智能機(jī)器人與計(jì)量科學(xué)的相互結(jié)合和提高還沒有到達(dá)一定的高度。
質(zhì)量是目前唯一使用實(shí)物作為基標(biāo)準(zhǔn)的物理量。砝碼是復(fù)現(xiàn)質(zhì)量值的實(shí)物量具，其量值傳遞溯源到國際公斤原器。砝碼的質(zhì)量及相關(guān)參數(shù)（體積、磁化率）的精密測量，以及準(zhǔn)確、快速的砝碼量值傳遞體系，有助于提高對各個行業(yè)的校準(zhǔn)測試水平和計(jì)量服務(wù)能力。然而，我國的自動化質(zhì)量測量系統(tǒng)的水平相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)90代中期水平，與發(fā)達(dá)國家相比尚存在著不少的差距。例如，在數(shù)量上我國電子衡器所占比例僅為6.6%，其中工業(yè)用電子衡器為40.8%。商用電子衡器為6.4%，而發(fā)達(dá)國家工業(yè)衡器為80%—90%，商用衡器為50%—60%。其次，我國測量衡器品種尚少、功能不齊全、動態(tài)稱量準(zhǔn)確度低、產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性還比較差，產(chǎn)品好的廠家所用的關(guān)鍵配套件還得依賴于進(jìn)口。
在國際先進(jìn)公司中，目前廣泛使用智能加載卸載設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量計(jì)量，如瑞士梅特勒一托里多公司的自動加載設(shè)備、德國賽多利斯公司的系列質(zhì)量比較儀等。從開發(fā)市場角度考慮，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高精度微克級稱重及智能化測量系統(tǒng)有很大的發(fā)展前途。目前，為了發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，我國微克質(zhì)量、超微質(zhì)量的研究集中于高精度的微質(zhì)量測量儀器的設(shè)計(jì)，以打破國外產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)的壟斷。
在質(zhì)量計(jì)量科學(xué)研究中，為避免人為因素干擾和空氣流動等環(huán)境因素的影響，需采用智能質(zhì)量測量系統(tǒng)，如日本國家計(jì)量院采用a1000，a100和a5的自動化質(zhì)量測量系統(tǒng)，在2002年日本做主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的CCM.M-K5國際關(guān)鍵比對中，均采用了這些質(zhì)量測量系統(tǒng)。在研究智能質(zhì)量測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，瑞士、法國、奧地利、韓國等國家還著手進(jìn)行了砝碼自動檢定校準(zhǔn)裝置的研制，這是因?yàn)橹悄軠y量系統(tǒng)不僅要保證系統(tǒng)中每臺儀器設(shè)備都是合格完好、正常工作的，而且要保證整個系統(tǒng)動作一致、量值統(tǒng)一，所以對于這種多參數(shù)、多變量的測量控制系統(tǒng)，智能科學(xué)技術(shù)的支持校準(zhǔn)是必不可少的。質(zhì)量的自動測量已經(jīng)成為先進(jìn)國家計(jì)量研究機(jī)構(gòu)的必備測量裝置。
中國計(jì)量科學(xué)研究院負(fù)責(zé)我國最高等級質(zhì)量量值的傳遞和溯源，并進(jìn)行質(zhì)量單位的復(fù)現(xiàn)和各種準(zhǔn)確度等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞。經(jīng)過長期的發(fā)展和建設(shè)，中國計(jì)量科學(xué)研究院已經(jīng)建立起一套較為完備的質(zhì)量基＼標(biāo)準(zhǔn)體系，特別是在1mg～20kg范圍，我國質(zhì)量量值的測量能力通過國際比對、國際質(zhì)量最佳校準(zhǔn)能力（CMC）的評審等確認(rèn)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。2005年，中國計(jì)量科學(xué)研究院引進(jìn)了世界上準(zhǔn)確度最高的質(zhì)量比較儀M-one，其天平帶有6個轉(zhuǎn)盤位置，可以自動完成6個砝碼之間的比對測量。由于完全采用了真空質(zhì)量測量，其測量結(jié)果比在恒壓條件下的測量好的多，而且該智能測量系統(tǒng)的內(nèi)部轉(zhuǎn)動不會引起空氣的擾動，確保了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。此后，計(jì)量院引入了世界上最先進(jìn)的AX64004大質(zhì)量比較儀（50kg）、a2000全自動比較儀（20kg）、CCL1007真空質(zhì)量比較儀（1kg）以及CCR10質(zhì)量比較儀（1mg—10g），并開展了基于智能測量的質(zhì)量計(jì)量相關(guān)研究。如圖1所示，20kg自動加載質(zhì)量測量系統(tǒng)a20000中的質(zhì)量比較儀最大秤量能力為26100g，讀數(shù)能力為1mg，可以適用于F1等級1-20kg砝碼質(zhì)量的自動測量，并能在7天內(nèi)完成F1等級250塊20kg砝碼質(zhì)量量值傳遞，大大提升了工作效率。圖2為CCR10砝碼自動化質(zhì)量測量系統(tǒng)，圖3為50kg砝碼大質(zhì)量智能比較儀Ax64004。
這些新建立的自動化質(zhì)量測量裝置極大地提高了質(zhì)量測量過程的自動化水平，避免了測量過程中人員因素的影響，提高了測量結(jié)果的可靠性和測量效率。結(jié)合智能科學(xué)技術(shù)，計(jì)量院先后獲得了多項(xiàng)重大課題，包括國家科技支撐計(jì)劃課題和國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)。在接受和吸收世界最先進(jìn)的科技成果之外，我們無不希望能將智能科學(xué)技術(shù)引人到計(jì)量科學(xué)中去，提高我國計(jì)量科研的水平和實(shí)力。
3 結(jié)語
以人工智能和認(rèn)知科學(xué)為基礎(chǔ)而建立和發(fā)展起來的智能科學(xué)技術(shù)學(xué)科，其基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程都屬于智能科學(xué)技術(shù)課程，該前沿學(xué)科課程群完全涵蓋了科學(xué)計(jì)量過程中所需要使用的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過長期堅(jiān)持不懈和艱辛努力，我國的智能科學(xué)技術(shù)分別在教學(xué)、教改和理論應(yīng)用中取得許多驕人的成果，全國范圍內(nèi)也建成了很多國家級的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，多門人工智能系列課程已經(jīng)建設(shè)成為國家級的精品課程，多部人工智能系列教材和著作已獲得出版甚至多次再版，為推進(jìn)我國人工智能課程的發(fā)展做出了積極有益的貢獻(xiàn)。在這種大形勢下，我們應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代精神，理論聯(lián)系實(shí)際，拓展智能科學(xué)在我國計(jì)量科學(xué)中的應(yīng)用。
