智能科学技术论文范文

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第1篇

关键词：人工智能 科学技术 伦理问题

一.人工智能的背景

人工智能是计算机科学的分支，它企图了解智能的实质，并研制出一种新型的以人类思维相似的方式做出相应反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

人工智能的思想萌芽最早可以追溯到十七世纪的巴斯卡和莱布尼茨。十九世纪，英国数学家布尔和摩尔根提出了“思维定律”，这些可谓是人工智能的开端。（1）50年代至70年代，人工智能相继出现了一批显著的成果，这一阶段的特点是重视问题求解的方法，忽视知识重要性。（2）随着第五代计算机的研制进入了80年代，人工智能得到迅猛发展。它的研制形成了一股研究人工智能的热潮。（3）90年代，由于国际互连网的技术发展，将人工智能更面向实用。研究人工智能出现新的。

二.人工智能的发展给人类带来伦理问题

（1）人工智能的情感问题。情感问题是千百年来人们一直在谈论的话题。明斯基认为，通过把我们的身体部分看做是大脑可以使用的资源，就可以改变它们的精神状态。因此，现在人工智能界的一种观点认为情感是一种特别的思维方式，我们可以利用它来增加我们的机智。智能机器人毕竟是一个赋予一种人类情感程序的机器，实质上还是没有人类的意识，只有固定的程序。

（2）人工智能机器的责任问题。人类不断向前发展，社会不断进步，人类把人工智能机器研制出来，赋予一定的程序，帮助老人，照顾小孩等；爱，不仅是男女之间的爱，也有父母对子女，这种爱是相互的。人们要面对智能机器的情感控制，我们不能把它视为一台机器，应该视为人类其中的一员，他们是一个种族，我们要对研制出来的人工智能机器负责。智能机器赋予人类的情感，我们也要给予同等的情感。我们不仅要研制智能机器，我们也要爱护和保护他们。

三.人工智能的问题对策

（1）人工智能情感问题研究。我们可以看出人工智能的机器情感是一个极其复杂的问题，这不仅涉及到人工智能的技术层面，同时情感是一种特殊的思维方式，机器是同样可以具有情感的。人类可能赋予人工智能一定的情感程序，我们要把人工智能的看成一类种族，让人工智能与我们共同创建美好的大家庭。

（2）人工智能的责任问题研究。随着人类社会的不断发展和进步，人工智能技术研究将成为人类不可避免，人类研究人工智能不仅会给人类带来帮助，也会给人们的带来一些困惑。我们在研究人工智能机器要考虑到，智能机器发展到一定程度的时，智能机器可以自己转变程序，人类要研究一种机器人的法律规范，也要赋予研究机器人的科学家一定的法律法规。

四.人工智能的影响

（1）人工智能带来负面影响。随着现代科学技术的发展，人工智能给人类带来帮助，也给人们带来了一些问题，像气候变暖，生物物种的灭绝，新型细菌的出现等。

（2）研究人工智能涉及的学科领域。人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程的智能行为学科，主要包括如下领域：专家系统、机器学习能力、模式识别、人工神经网络。在智能领域里最关键的问题之一，就是机器学习的问题。一旦机器有了学习能力，人类的未来发展难以预料！

（3）人工智能的积极影响及美好前景。人工智能的发展还没有到达一定水平，人工智能机器就可以和人做朋友，可以作为家里的一份子出现，进入人们的生活。我们在未来要研究人工智能的发展，也要研究人工智能出现以后所带来的问题，把人工智能的优势发挥的更好，给人类带来更美好的未来。

结束语：

第2篇

关键词：智能科学技术；课程；教学

中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

随着智能科学技术在人类生活各个领域的不断渗透，它所带动的智能技术浪潮正在不断地扩大，并对社会、文化、教育的发展发挥了巨大的作用。

“智能科学与技术”本科专业作为一门刚刚起步的新专业，具有广阔的发展前景和巨大的应用需求。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，具有较强的自学能力和创新能力的高级复合型人才。

“智能科学技术导论”课程是“智能科学与技术”专业的基础课程，作为本专业的“敲门砖”，可以帮助学生对“智能科学与技术”专业有一个整体上的认识，对智能科学领域有一个初步的了解。

2　课程概述

对于刚刚迈进大学校园的青少年来说，他们面临着许许多多的新问题，其中最重要的一项，就是“专业”问题。自己将要学习的专业究竟是怎样的?它的前景如何?怎样才能学好它?“智能科学技术导论”课程是学生接触到的第一门涉及本专业知识的课程，它针对学生的实际需要，系统、科学地解答了学生各种各样的专业问题，为本专业的新同学们提供适时和恰当的“专业引导”，使他们很快进入环境，成为一批积极主动、方向明确、方法正确的新型学习者。

本课程具有以下特点：

(1)从宏观上介绍智能科学技术领域的相关内容，综合性强。

课程整体地介绍了智能科学技术以及智能科学领域的基本概念、学术思想、知识体系、学术特色，使学生对“智能科学技术”由完全陌生的状态变为能够对它的基本模型和基本问题建立一个初步、宏观的，然而又是准确和科学的认识。

课程剖析了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各有各的独立研究领域，各有各的独特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促进。

通过回顾和展望，本课程揭示了智能科学技术的精彩发展前沿技术与巨大的创新机遇，指明当代智能科学与脑科学、神经科学、认知科学的结合将开辟极其广阔的发展空间，同时也指出智能科学技术面临着科学研究方法论的深刻变革。

(2)解析专业课程结构框架，指引学生采用正确的学习方法开展本专业的课程学习。

科学的学习方法是受多因素制约的多层次、多序列的复杂的动态体系。从微观上说，怎样读书，怎样上课，怎样实验，怎样实践，怎样做笔记，怎样记忆，怎样运用学习时间等都是方法问题；从宏观上看，怎样制定学习战略，怎样选择治学途径，怎样不断优化知识结构，如何确立学习观和学习原则等也都包含着“方法”问题。

本课程通过阐述智能科学与技术专业的知识结构，并对其进行深入分析，帮助学生认识整个专业的知识体系，明晰本专业课程的组成、每门课程的作用以及课程之间的逻辑关系，指引学生采用正确得当的学习方法开展本专业的课程学习。

(3)激发学生热情，培养学生兴趣。

本课程从根本上阐明了智能科学技术必然在现今时代崛起并迅速登上现代科学技术舞台的内在缘由，启示学习智能科学技术的必要性和重要性，启发学生的历史责任感和崇高使命感，使他们认识到能够学习“智能科学与技术”专业是他们这一代人的幸运。同时，通过分析和案例介绍，说明智能科学技术对于经济发展和社会进步的巨大作用，认识到信息化必须走向智能化才能建成现代化国家，从而有效地增强学生学习智能科学技术的自觉性、自豪感。

通过介绍一些典型的智能系统，使学生初步建立起智能科学技术的直观形象和感性认识，相当于进行了一次“智能科学技术的认识实习”，以此激发学生的学习热情。

3　课程教学的认识与思考

3.1 着重实际应用，激发学生兴趣

智能科学是一个不断发展的学科，它的技术成果、研究动向更新地很快。教师应及时地介绍智能科学技术领域的最新科技成果，将其引入课程教学，增加操作环节，可由教师进行演示，或由学生自己在实验室进行运行。

通过操作加深感悟，是学生参与知识形成过程的关键。通过亲手执行包含智能技术的应用系统，使学生获得关于智能科学技术更为深刻的体验，大大拉近学生与智能科学技术之间的距离，使他们感觉到“智能科学技术就在自己身边”。这样，既增强了学生对本课程的兴趣，又使学生及时掌握了本学科领域发展的最新动态，扩大了知识面。

3.2　组建研究小组，鼓励创新思维

智能科学技术本身处在创新发展时期，特别需要培养具有创新精神的人才。智能科学技术是一个高度综合又非常深邃的学科，依靠常规的学习方法很难把握，同时，它又是一门研究思维规律的学科，思维规律之中最重要的是创新思维。所以，培养智能科学与技术专业的高层次人才，一定要着重创新思维的建立。

教师可综合考虑课程侧重点与学生兴趣，指定几个研究方向，组建研究小组。鼓励学生通过查阅资料、调查实践等方式解答问题，提出自己的新想法。整个活动以互动的形式开展，教师引导学生积极思考问题，通过师生的交流和探讨使学生获得对同一问题的多种思考结果，学生可依照自己的新思路将研究逐步深入，最终，以组为单位向教师和全体学生做专题介绍。这种参与式教学模式使学生在“教”的同时，巩固提高了对知识的理解，并锻炼了学生的逻辑表达能力和心理素质，给学生一个展现自我的平台。

3.3　采用灵活考评方式，建立综合考评体系

传统的单纯以期末考试成绩作为考量的考评方式过于片面，同时也容易束缚学生的思维。综合考虑智能科学技术专业的培养计划以及智能科学技术导论的课程特点，笔者认为，应采用灵活的考评方式，建立综合的考评体系。

本课程考评体系可分为三部分：期末考卷、调研表现、小论文。期末考卷只要基于本课程教材的基本理论、基础知识、课堂内容进行测试。调研即3.2节中所提到的组建研究小组，每个小组就自己的研究方向进行调研，参阅书籍、查找资料、深入探讨，以PPT的形式向教师和全体学生进行总结汇报。小论文指学生以自己的调研方向为题目，撰写专题论文。这种考评方式是以书本为平台，培养学生主动系统地获得新知识、新技术的能力，主要包括基本学习能力、自学能力、实践操作能力和表达能力，鼓励学生勇于创新的精神。同时，也调动了学生查阅资料，自主思考问题的积极性，扩展了知识面。

3.4　参观实验室，了解领域研究现状

智能科学技术学科的大学毕业生，应该既可以从事智能理论和智能系统的研究、智能科学技术相关专业的教学，又可以从事实际与智能技术相关的工程开发工作。而对于刚刚接触这个专业的学生来说，很难从书本中明了自己今后的究竟能做些什么，也很难将书面知识与实际应用相结合。通过参观与专业相关的实验室，进行现场教学，帮助学生将课本上的抽象理论与具体实践结合起来，让学生了解将来可能会从事的工作，了解学科领域的研究现状，亲身感受实验室的学术氛围，激发学生对专业领域高水平研究的向往。

同时，还可以组织本专业博士、硕士研究生开展系列讲座，讲座内容可包括本科课程学习、专业学习方法、实验室在研项目、领域前沿技术等等。在介绍专业知识的同时，向本科新生传授自己的学习经验，引导他们在智能科学与技术专业的这条道路上稳步前行。

第3篇

关键词：智能科学与技术；专业建设；科研建设；人才培养

1背景介绍

智能科学与技术专业是一门新兴的交叉型学科[1]。随着信息化的进一步深入以及IBM“智慧地球”、我国“感知中国”等战略的实施，智能科学技术正在成为关系国民经济、社会发展和国家安全的一个重要领域。因此，智能科学与技术相关专业的建设也引起了国内外高校的重视。国外许多著名高校都设立了人工智能专业，并授予智能科学专业学位；世界多数知名理工类院校都设立有人工智能研究所或实验室，进行智能科学专业的科学研究和人才培养。

相对而言，国内智能科学与技术专业的起步较晚。2004年，北京大学信息科学技术学院经教育部正式批准设立了全国第一个智能科学与技术本科专业。之后，国内许多高校也相继设立了这一专业，有些高校还成立了相应的系。现在智能科学与技术专业已经从计划外专业变成计划内专业，标志着该专业的建设在国内已逐渐形成气候。

厦门大学是国内较早设立智能科学与技术系的高校之一。基于在智能科学与技术领域多年的研究积累和师资储备，厦门大学于2006向教育部申请并获批设立了智能科学与技术本科专业，之后又于2007年6月6日成立了智能科学与技术系[2]。建系以来，厦门大学智能科学与技术系一直坚持以“科研带动教学、教学促进科研”的办学理念。一方面，我们以系里的科研实力、科研特色为基础，在人才培养过程中发挥优势，为人才培养服务，更好地完成专业培养的目标；另一方面，优秀人才的培养也为我系的科研提供了有生力量和储备力量，反过来促进系里的科研发展。

从2007年成立至今，我系完成了首届本科生完整的一轮培养，因此我们希望能将4年来的专业建设的情况做一次梳理，为下一步的工作提供参考。作为一个新兴专业，各高校对于智能科学与技术专业的建设也都处在探索阶段，因此我们也希望这些工作梳理能对其他院校的专业建设起到参考作用。

我们对专业建设的梳理从两个方面展开：一是科研与学科建设的进展情况；二是教学与人才培养的进展情况。

2科研与学科建设进展

2007年以来，我系科研与学科建设取得了很大进展，下面从凝练科研方向和科研平台与学科点建设两个方面来介绍。

2.1凝练科研方向

在智能科学与技术系成立之前，厦门大学在人工智能领域已经有了不少积累，在心脑计算、艺术认知和自然语言处理等领域形成了一定的优势。

2007年建系以后，我们结合自身研究特色和学术发展前沿，进一步凝练了研究方向，基本上确定了四个重点发展的方向，并成立相应的研究室。

1) 艺术认知与计算方向。

主要围绕人类艺术活动的脑机制，特别是有关诗歌、音乐与舞蹈的审美与创作方面，开展相关的认知与计算研究工作。

2) 智能多媒体方向。

主要从事有关多媒体信息处理方面的关键技术研究和应用系统的研发，涉及视频图像处理与运动目标检测、基于内容的多媒体信息检索、智能中医信息处理等方面的研究。

3) 自然语言处理方向。

主要从事机器翻译、实体关系抽取、跨语言信息检索、语音识别与合成等方面的理论研究和相关应用系统开发。

4) 仿脑智能计算方向。

主要开展有关机器人认知计算引擎的基础性研究工作，目标是开发一个具有普适性的认知推理引擎，并将其嵌入到机器人中，使机器人具有综合的意识、视觉、语言和动作能力。

方向的凝练很好地促进了我系研究队伍的整合，也使系里的人才引进工作有了更好的针对性。经过四年的建设，以上四个方向均逐步形成了一支结构合理的研究团队，如表1所示，科学研究也相应的取得了一些进展。2007-2010年间，我系教师承担国家自然科学基金项目、国家863计划项目、省级课题、企业委托横项课题等各类科研课题近50项，每年新立项的项目数量如表2所示。同时，我们在《Neuroscience Letters》、《Journal of Vision》、《Computational Intelligence》、《中国科学》、《软件学报》及《电子学报》等国内外重要学术期刊和国际会议上发表学术论文200余篇，其中EI/SCI检索论文150余篇。这些方向的发展为我们的人才培养奠定了良好的科研基础。

2.2科研平台与学科点建设

科研平台是学科发展的重要载体，是科技创新的重要源头，是聚集和培养高层次人才的重要场所。因此，科研平台建设是学科建设的重要内容。

一直以来，我们就很重视科研平台的建设，也形

成了较好的基础。2003年，我们建立了一个跨专业的校内科研平台――厦门大学语言技术中心；2005年，我们获批建设了“智能信息技术福建省高校重点实验室”。依托这两个平台，并基于我们对科研方向的进一步凝练，我们最终于2009年获批建设“仿脑智能计算福建省重点实验室”。该重点实验室的建设以人工大脑研究为中心，并包含仿脑计算、智能语言处理、视听感知和机器人及其行为控制等方面的研究，更有利于我系进一步整合和优化科研结构。

学科点建设也是学科建设的重要内容之一。拥有学科点一方面反映了相关领域的学科建设水平，另一方面又能为高层次人才培养提供必要保障。

智能科学与技术至今还未被列为一级学科，因此智能科学与技术专业的研究生目前只能依托其他相关专业进行招生和培养。建系之前，我们已经依托厦门大学“数学”一级学科，自主设立了“人工智能基础”二级学科博士点，具有了培养本专业博士层次研究生的基本保证。2010年，我系与厦门大学计算机系、厦门大学软件学院共同合作成功申报了“计算机科学与技术”一级学科博士点，在此一级学科下设的10个方向中，我系将负责建设其中的数字媒体艺术、信息安全技术、自然语言处理以及模式识别与智能计算等4个方向。该博士学位授予点将于2012年正式招生，这为我们在博士层次上培养智能科学与技术专业人才奠定了更好的基础。

3教学与人才培养进展

下面从本科生和研究生两个层次的学生培养介绍我系教学与人才培养的进展情况。

3.1本科生培养

在本科生方面，厦门大学智能科学与技术系的目标是培养有效和系统地掌握本学科的理论基础，比较深入地理解智能科学与技术理论；具有一定的分析、综合和创新能力，能够承当智能信息系统设计、开发和智能科学与技术学科教学任务的，德、智、体全面发展的科学技术工作者。为了实现这一目标，我们遵循“宽口径、厚基础、抓关键、重实践”四项基本原则，制定了较合理的教学计划，并特别注重学生实践能力的培养，采取了增设实用技术类课程、增设本科生进研究室参与课题研究的“课题实践”环节、组织学生参加企业实习等若干措施，加强学生的实践能力培养[3]。

目前，我系在本科生培养方面已经初具成效，具体体现在两个方面。

1) 多组本科生团队获批立项大学生创新性实验项目。

2009年，我系本科学生组成的创新实验团队中的3支获得了国家级创新性实验项目资助；1支获得了校级创新性实验项目资助；今年的创新性实验项目初评中，我系本科生团队又有3支入选。

2) 首届学生就业形式喜人。

2007级本科生是我系的首届学生，共计31人，其中2/3的学生入学都是经专业调剂的，因此学生入学之初对本专业多是不了解甚至是不感兴趣的。经过4年的学习，他们都能很好地完成学业，多数学生逐渐喜欢上了本专业，部分学生更是将本专业作为其未来进一步学习和工作的方向。今年7月，我系2007级本科生毕业，毕业率和就业率均为100%，毕业去向情况如图1所示。

图1厦门大学智能科学与技术系2007级本科毕业生去向

其中，11名学生进一步升学攻读研究生；4名学生选择了到美国、中国香港的高校深造；其他16名学生则进入企业就业。

3.2研究生培养

我系的研究生培养以加强创新能力的培养为核心，以加强基础课、专业课、实验实践教学、论文创新写作、促进理论与实践相结合为重点，包含硕士研究生和博士研究生两个层次。在硕士研究生方面，有3个学术型硕士学位授予专业(人工智能基础、模式识别与智能系统、计算机应用技术)和1个“计算机技术”工程硕士培养方向(智能工程及网络安全方向)；在博士研究生方面，目前有1个二级学科博士学位授予专业(人工智能基础)。

为了培养研究生的创新能力，我们主要依托系里所承担的科研项目，特别是国家级科研课题。学生们参与到课题研讨中，接触最新的学术前沿问题，并在不断讨论、实验过程中逐步提高独立科研能力。

为了促进学生将理论与实践相结合，我们积极加强与企业的联系，建立联合实验室或联合培养基地，例如，我们与深圳名人公司建立了机器翻译联合实验室，与北京德威特电力系统自动化有限公司建立了电力自动化软件联合实验室，与厦门中资源有限公司建立了智能反垃圾邮件联合研究中心，与厦门东南融通系统工程有限公司建立了计算机软件与理论研究生教育创新基地等。这些基地的建立使学生能够参与企业的实际课题，在提高实践能力的同时也促进了就业。

目前，我系的研究生培养也取得了一些可喜的成果。学生们参加各种竞赛或展示均取得了优异的成绩。例如，2010年，仿脑智能系统方向研究生研发的社交机器人――“文博之星NAO”项目获得第三届海峡两岸(厦门)文化产业博览交易会最佳创意产品铜奖；自然语言处理方向研究生研发的汉语句法分析器和汉语人名消歧系统分别参加2009中文信息学会句法分析评测(CIPS-ParsEval-2009)和2010中文信

息学会与SIGHAN联合会议(CIPS-SIGHAN 2010)的人名消歧评测，均荣获第二名。

4反思

智能科学与技术专业作为一个新兴专业，虽然得到国内许多高校的重视并有良好的发展势头，但目前仍存在一些发展的制约因素。第一，智能科学与技术未能被列为一级学科，因此各高校的智能科学与技术学科建设只能依附于其他相关专业，导致该专业的发展缺少必要的学科保障，高层次人才(博士层次)的培养也受到严重制约；第二，智能科学与技术在国内尚未形成明显的产业群，因此该专业毕业生就业的行业特色不明显，目前各高校智能科学与技术专业毕业生的就业行业与计算机科学与技术、自动化、电子科学与技术等相关专业学生的就业领域基本相近，这导致该专业的特色无法被正确理解，也影响了专业招生。

在这种状况下，我们认为智能科学与技术专业要大力发展，应突出两点。首先，要加强智能科学与技术的科学研究，这一方面可以促进人才培养，另一方面也能通过展现高水平成果进一步扩大专业的学科影响力；其次，要加强智能科学与技术专业学生的实践能力培养，以此提高专业学生的就业竞争力，进而增强专业的吸引力。

参考文献：

[1] 钟义信. 设置“智能科学与技术”博士学位一级学科：必要性、可行性、紧迫性[J]. 计算机教育,2009(11):5-9.

[2] 东,李绍滋, 潘伟. 厦门大学“智能科学与技术”专业建设介绍[J]. 计算机教育,2009(11):46-48.

[3] 东,李绍滋. 智能科学与技术专业学生实践能力培养若干探索[J]. 计算机教育,2010(19):61-63.

Specialty Construction of Cognitive Science in Xiamen University

CHEN Yidong, LI Shaozi, PAN Wei

(Department of Cognitive Science, School of Information Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China)

第4篇

关键词:专业建设;人才培养;教学改革;课程体系;教学模式

21世纪是智能科学技术快速发展的时期,智能科学与技术本科专业应当抓住这个契机,大力推进智能科学与技术的本科教育和专业建设,培养适合社会发展和市场需求的智能科学技术人才[1]。坚持以学生为根本,以传授知识、培养能力、提高素质和协调发展为己任,以我国经济结构战略性调整的要求和社会发展对人才的迫切需求为重心,针对师资队伍、人才培养模式、教学内容与课程体系、教学方法与手段、教学管理及培养质量等方面进行深入改革,形成具有先进的办学理念、完善的管理体制、领先的改革思路、优秀的师资队伍的龙头专业。智能科学与技术作为具有广阔发展前景和巨大应用需求的综合交叉学科,高校应进一步拓展相关研究领域,结合办学条件、管理制度及政策倾斜,突出人才培养和专业建设的特色。

1深化实践教学改革,探讨多元复合型人才培养模式

智能科学与技术专业要协调发展,首先必须明确专业特色,形成自己特有的学科体系、人才培养模式和课程特色。在智能科学技术相关研究已经渗透到各个领域的形势下,对人才的培养要从多元化角度来考虑[2]。一方面,当前国内外智能科学领域的相关研究如火如荼,原创性理论与核心技术的研究步伐在进一步加快,国际上对智能科学与技术专业研究型人才求

贤若渴。另一方面,智能科学领域的一系列学术研究成果,迫切需要转化成能够产生社会效益、支持社会主义经济发展及人民生活需要的产品,大型企业、著名公司对具有智能科学技术专业知识的应用型和工程型人才的需求势头正旺,因此,目前探讨智能科学与技术专业的人才培养模式正当其时。

1) 多元化人才培养模式。智能科学与技术专业是一个集智能技术、通信技术、计算机技术、控制技术等多学科交叉、跨应用领域的本科专业。根据社会经济的发展、市场对人才的需求以及专业自身的发展特点,智能科学与技术专业的人才培养应当兼顾研究型、应用型和工程型等多元复合型人才需求,因此,智能科学专业在充分整合优质教育资源的基础上,需要不断改革教育模式。一方面,通过各种教学活动,丰富各层次、各类型的课程教学资源,如:积极开设双语教学、探究式教学、“本、研合一”的高水平课程、校外名师课程等,强化学生创新知识和科研学术能力的培养,推进高素质人才的培养计划;另一方面,针对智能科学与技术专业的应用特点,积极开展学生科研活动和实践训练,使学生通过项目实践锻炼自己的实际研发能力,提高运用所学知识解决实际问题的能力。此外,充分利用我校多学科、综合化的人才培养优势,通过以跨学科、跨专业的交叉融合,打通各方的优质教学资源,给学生提供更加广泛的学习空间,促进优质高效的复合型人才培养。

2) 专业素养培养。完善由智能科学与技术专业基础课程、专业核心课程、专业方向课程三部分组成的定位明确、特色突出、规范合理的专业教育课程体系,加强学生在基础知识训练和智能科学专业技能的素养培养,强化专业基础的相关性,突出专业核心的稳定性,扩大专业方向的多样性。

3) 科研素养和适应发展能力培养。智能科学与技术专业面对多元化人才需求,不仅要培养学生独立从事科学研究的能力,自主不断学习新理论、新方法和新技术的能力,以胜任学科的前沿研究和技术发展;同时还要重视学生在研发团队的协同工作能力,以适应学科在实际中的各种应用需求,在不断开发高质量智能软件系统及项目研发的实际锻炼中,培养学生的高效工作能力和良好的沟通能力。

基于以上观点,我校在教学模式的改革中,积极提倡“夯实基础、综合提高、加强实践”的三结合人才培养改革思想,针对学生的专业素养、专业技能等多个方面细化培养方案,不仅注重培养学生的实际应用能力,还要兼顾培养学生的研究型思维、科学研究的能力及创新精神,从整体上提升智能科学技术人才培养的素质。

我校智能科学与技术专业坚持“教学、科研、团队的协调发展,学科、专业、课程的整体建设”,依托北京市实验教学示范中心、北京市高等学校工程研究中心,北京市重点建设学科“计算机应用技术”、校级重点建设学科“软件理论与技术”以及与其他专业和兄弟院校的联合,开展了以教师队伍建设为基础、以人才培养改革为核心,以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的专业建设工作,并形成了层次型人才培养方案,如图1所示。

图1层次型人才培养方案

1.1层次型人才培养方案及教学模式

结合智能科学与技术本科专业的特点,针对多元化人才培养需求,我们构建了“教―学―用”的层次型培养模式,形成了“2+1+1”的教学模式。前两个学年主要学习计算机科学技术和智能科学基础理论知识,以学习、理解和掌握知识为主,同时采用启发引导及探究讨论的教学策略,培养学生自主学习的能力和主动探究的兴趣,进一步结合相关问题、设计方法、分析讨论和问题求解培养学生的专业素养[3]。第三学年侧重学习智能专业核心课程,如:智能机器人、智能游戏与虚拟现实技术、模式识别、智能信息获取与决策管理、自然语言处理等体现智能科学与技术专业特色的课程,使学生在理论方法的学习中提高专业技能,同时所设课程与相应的实验课相结合,加强学生理论知识的消化和实践能力的训练。第四学年,以综合实践训练为主,学生根据各自的情况和兴趣,参加学生科研立项、各类科研竞赛活动、大学生创新实验、专业实习、毕业设计及教师的科研项目等,进一步强化实践能力培养环节,有利于学生整体综合素质的提高。同时,以问题为纲,培养学生在解决问题的同时自主发现新问题和新知识,进一步培养学生的主动思维和创新提高的科学研究素养[4]。

1.2 “本、研合一”的教学体系

本科生与研究生的培养互动是推动本科生创新能力培养的有效措施。我校智能科学与技术专业经过几年的探索和实践,形成了“本、研合一”的教学体系。“本、研合一”教学体系的设计思路是将学生在各个学习阶段的知识结构、实际应用能力和科学研究能力进行一体化设计,使学生在有限的时间里掌握尽可能多的知识,得到尽可能充分的实践与锻炼,并在一体化的教学体系设计中逐步培养学生的研究型思维、应用型和工程型能力,以及创新型精神,提升智能科学与技术专业的人才素质。

我校智能科学与技术专业借助已获批北京市和校级精品课程、探究式课程、双语课程及网络多媒体课程,包括智能信息获取技术、人工智能原理、模式识别、智能科学与技术导论、智能机器人和自然语言处理等,在三年级开设提高性的研究型课程,这种提高性教学采取本科生与研究生合班上课的形式,使一部分本科学生在本科阶段先行选修部分研究生课程,并接受高水平教师的培养。这一阶段要求教师面向研究和学习对象,将每一阶段的理论知识与实际应用系统对应设计,同时要求理论课和专业技术课都要针对研究和学习对象设计问题,留出解决问题的空间。在完成整个学习阶段后,组织学有余力的本科生与研究生联合申请科研立项(由学校条装处资助)、实验室开放基金(由学校学生处资助);有计划地将本科生按照他们的兴趣爱好,逐步吸纳到由研究生导师、研究型教师、研究生、本科生组成的科研课题组或特色研究小组,以科研项目组为单位,对学生进行系统的综合提高训练。

1.3积极开展“研、教互动”,培养具有前沿性、时代性和实用性的复合型人才

教师的科研和教改项目为学生提供了课外学习的平台和广阔的发展空间。部分学生将课程组教师的研究成果,实现了直观验证和探索归纳两种实验分析模式。另外,我们还组织部分有能力、有兴趣的学生成立课外科研兴趣小组,参加各种科研活动,4年来课程组教师指导的36个校级科研项目中有22个获得学校奖励。科研活动与教学的互动不仅提高和增强了学生学习的兴趣和动力,更激发了他们钻研与探索的精神。在本科第三年,一方面聘请国内外知名教授,为本科生开设前沿性的科研讲座;另一方面要求学生去联合实践基地、对口企业进行为期三个月的专业实习和相关实践活动,由双方共派导师形成导师组联合指导培养学生。这些项目不仅给学生从事基础研究创造了机会,也加强了专业科研对外合作,有利于专业人才培养水平的提高。

2以多渠道交流、合作及开放的方式,加强“产、学、研”结合的多元化培养模式

我校智能科学与技术专业广泛利用国内外优势教育资源开展主题鲜明、形式多样的教学科研合作,积极开拓产学研结合渠道,与企业共建科研开发中心合作,一方面提供学生进行专业实习、毕业设计、综合训练等,另一方面,还为学生提供科技创造的实践环境和为社会提供各种技术服务的平台。智能专业除了与本校的兄弟学院建立教学科研合作之外,还与澳洲悉尼科技大学、美国密西根州立大学、中科院高能所、中科院自动化所、IBM公司、北京上善中加信息技术有限公司、北京智能谷科技有限公司等几十家中外著名大学、软件公司、企业及高级研究机构建立了开发、科研与人才培养合作的机制,通过多种多样的方式在学校和校外各方进行联合,积极开拓产学研结合渠道,引进最先进的智能研发环境,培养学生掌握最新的研究成果和开发技术,成为适应国家科学研究、社会主义市场经济和信息产业发展需要的研究型、应用型、工程型的复合型人才,力争在人才竞争中保持优势。

3加强师资队伍建设

师资队伍建设一直以来都是专业建设的基本保证,我校智能专业注重建立教师深造培训、学术交流和工作分配的有效机制,进一步为教师提供丰富教学经验、了解人才需求的平台,以人尽其才的用人方式激发教师的工作积极性。近年来,我们已先后从中国科学院、北京理工大学、西安工业大学、北京科技大学等国内知名高校和科研机构引进了多名具有博士学位的教师,并结合智能专业的特点,建立了一支多学科、多专业的基础理论课教师、专业核心课教师、科研及工程技术人员组成的专兼结合的教师团队。这支以中青年为主的教师队伍长期工作在教学、科研第一线,积累了丰富的教学经验,教学效果显著,其中教授3人,副教授2人,研究生导师6人,具有博士学位的教师6人。经过多年的建设,专业已形成了一支知识结构、学缘结构和年龄结构比较合理的师资队伍,教师具有扎实的专业基础,深厚的教学功底,开阔的学术视野和较强的科研能力,其中,2人获北京市优秀青年骨干教师称号,3人多次获得学校优秀主讲教师、优秀导师和优秀毕设指导教师等称号。

在专兼结合的教师团队中,智能科学与技术专业的教师侧重培养学生扎实的理论基础和专业知识,同时注重院校内部交叉学科知识的融会贯通,联合院内信息工程专业、计算机科学专业、软件工程专业以及教育科学学院从事相关研究的学者,通过讲座与项目联合的方式,培养学生对跨学科交叉领域知识的掌握与应用。同时,积极开展与国内外著名软件公司、企业及高级研究机构的交流与协作,建立相关产业和领域一线工程技术人员到学校兼职授课的制度和机制,进一步扩充师资队伍的力量。另外,在教师队伍的建设建设中,采用以老带新和以新促长的方式,注重分工协作和交流发展,采用课程主讲教师负责制,全面负责课程的教学、实验、实习和实践;而实验教师负责实验、实习和实践教学,从而保证了队伍的连续性和优势互补性。此外,教授、副教授每学年必须为本科生开设核心课程,并要承担一定的教学实验、专业实习、指导本科学生科研立项、毕业论文指导等工作,切实保障了课程理论学习与实验、实践、研究环节的紧密跟踪与指导。

4优化课程体系

课程建设是专业建设的重要内容,课程教学的质量直接关系到人才培养的质量。智能科学与技术专业目前有北京市、校级精品课程、优秀课程、探究式课程、双语课程及多媒体网络课程7门,智能信息获取技术、人工智能原理、模式识别、智能决策支持系统、智能机器人、自然语言处理,另外还有多门课程的建设工作验收合格。智能科学与技术专业在课程体系的设置和改革方面,参考了国内外著名高等学校,包括麻省理工大学、斯坦福大学、东京大学、悉尼大学以及北京大学、南开大学、西安电子科技大学、北京邮电大学的智能科学专业的课程设置,充分考虑了我院在信息处理技术方面的特色,以及智能科学专业多年来在机器学习、模式识别、自然语言理解以及智能信息处理等方向的科研成果及研究生培养经验积累,以智能机器人、智能游戏及智能信息处理等为特色课程,以建设“理论―研究―实践”为指导思想,设置了协同递进的特色课程体系,如图2所示。通过“学习+提高+实践”的协同递进和不断深化的过程,达到系统掌握和融会贯通,并由“基础训练”提高到“专业素养”,最终上升为综合能力。在理论基础和实践训练的协同学习过程中,案例学习与项目带动的一体化方式可以激发学生的学习热情和科研兴趣,同时使学生感知理论基础知识的重要性。

图2协同递进的课程体系

5拓宽多学科领域的教学科研合作,提高人才培养质量

智能科学与技术专业自身特点决定了在人才培养方面的学科综合交叉性[5],体现了与其他领域的技术相互渗透的必要性,这种跨学科的交叉应用研究更能激发智能科学与技术专业的活力,更能充分发挥智能专业的科研潜力。拓宽领域合作是各个学科在教学改革中值得思考的问题,我校智能科学与技术专业结合本校的办学特色,与教育科学学院教师联合开展了在教育信息智能化方面的相关合作,将专业技术广泛应用于教育信息的智能处理中,从学业表情、知识驱动、网络信息监管与安全分析入手,基于情感计算、数据挖掘、Multi-agent、分布式智能检测、教育信息等技术,在情绪信息认知计算模型和信息安全监控模型方面进行广泛深入的合作研究。这种交叉领域的教研合作,有利于促进专业相关课程及其实验、实习、科研、毕业论文、学生科研活动取得良好的应用效果[6]。

6人才培养和专业建设的架构

本校智能科学与技术专业结合近年来在人才培养和教学改革中的经验和教训,缜密剖析了当前智能科学与技术专业在我国的学科地位、自身特点和未来发展,建立起了“专业基础+项目实践+社会服务”的人才培养与专业建设架构,如图3所示。

图3人才培养与专业建设架构

7结语

智能科学与技术是一个与学科领域前沿及最新发展紧密结合的多学科交叉专业,因此要结合心理学、哲学、生命科学等多学科不断优化知识结构,根据教育部、教学指导委员会和国家及北京市科技发展中长期规划纲要,突出重点领域和前沿技术优先发展的有关要求,认真研究专业定位,规范智能科学与技术专业建设的基本内容,加强基础,提高素质,优化结构,增强优势,协调发展,突出特色;顺应社会的

发展需求,面向市场的用人需求, 构建经济社会发展需要的课程体系,规范课程教学内容设置,加强精品课程建设,开设高水平课程。同时,政策倾斜、条件改善和严格管理是提高人才培养质量的保障,高校应当进一步加大投入,支持智能科学与技术专业的实验室、实习基地、图书资料、基础设施、师资优化等教学条件的建设和改善,使其具有更好的办学条件和更加先进的教学手段,满足多元复合型人才培养的需要。此外,专业建设实行专业责任制,明确专业建设目标,理清专业建设思路,切实制定和完善专业建设实施规划,加强师资队伍建设,在课程改革与建设、教材建设、实践教学基地建设、教学改革与管理等方面落实相关人员责任,落实专业建设经费,确保达到专业建设的预期目标。最后,加强专业毕业生就业服务与跟踪调查:以科学发展观为指导,以学生的全面和谐发展为中心,在统筹兼顾的前提下,重点加强专业的毕业生就业服务与指导工作,努力提高就业率,积极开展就业跟踪调查,多渠道了解信息,建立更加完善的毕业生社会评价反馈体系,加强专业毕业生的后续管理,进一步提高专业的影响力和社会声誉。

参考文献:

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[2] 谢昆青. 第一个智能科学与技术专业[J]. 计算机教育,2009(11):16-20.

[3] 焦李成,石光明,钟华,等. 智能科学与技术本科特色专业建设的实践与探讨[J]. 计算机教育,2009(11):26-29.

[4] 李擎,陈雯柏,李邓化,等. 智能科学技术专业建设的实践[J]. 计算机教育,2009(11):33-37.

[5] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009(9):18-19.

[6] 刘丽珍,王旭仁,刘杰. 智能科学与技术本科专业教学改革及课程建设[J]. 教育信息化,2009(11):112-115.

The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of

Intelligence Science and Technology

LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia

(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048, China)

第5篇

关键词：智能科学与技术；课程体系；培养管理

1背景

智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域，智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度，这正是当代科学技术发展的大趋势，对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识，具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养，具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向，能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。

高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育，夯实本科教育基础并积极创造条件，大力开展创新教学，努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力，使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能，良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。

2教学计划与教学管理分析

智能科学与技术属于计算机类专业，其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识，尤其是大类专业招生教学的院校，通识课程主要是数学、物理文化基础，强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程，专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等；专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。

2.1学分

本科培养计划的学分中，国内外大学学分总数趋势是逐步减少，追求少而精。国内院校一般在130～190学分之间，如北京大学为150学分，清华大学为1 70学分，东南大学与浙江大学均为160学分，还有16学时为1学分的，也有18学时为1学分的。

中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分，其中必修课程须达76学分（共同必修58学分+资工组核心须达分+（资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分）），专业选修本系课程须达12学分，其他选修课程须达12学分，通识课程须达28学分（含外语课程必修8学分）。台湾“中央大学”为136学分，台湾“清华大学”为136学分，其中必修和必选学分126，其他与导师商量决定。

美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制，其中加州大学伯克利分校为120学分，麻省理工大学为90学分，加州大学洛杉矶分校为186学分，斯坦福大学为180学分。

2.2教学管理

在教学管理上，斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外，本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业，并且选择专业后允许更改，只要毕业时满足专业培养方案即可。

国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一，分为大类培养、专业培养和特殊培养3类，前两年不分专业，按学科分类集中培养。

台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程，再分小专业完成各学程，包括基础课、核心课和进阶课。

教学分组是现在的主流课程架构，也是体现专业方向的主要形式，分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学；台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式，台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。

2.3实验与实践教学

计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学，而目前课程该如何进行教学？这不仅是实验问题，如何以工程教育专业论证为目标，怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式，尤其是美国的大学，大作业体现的是实验与理论教学的结合，是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识，还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如，斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点，每1～2周有一次大作业，针对不同的任务，要求学生用不同的语言实现，使学生加深理解各类编程语言的应用场合；麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程，再修3门或4门核心课程，最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。

3智能科学与技术课程体系分析

智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上，需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究，主要包括感知技术和信息融合技术；自然语言处理与理解技术；知识处理（认识）技术，包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等；机器学习技术，特别是统计与规则相结合的学习技术；决策技术，即知识演绎技术特别是不确定推理技术等；策略执行技术，即控制与调节技术；智能机器人技术，特别是面向专门领域的智能机器人技术；智能机器人之间的合作技术；基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术；智能信息网络技术。

国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学，西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中，专业必修课程（2分）包括：①专业数学/理论基础（15学分）：算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑；②硬件与系统基础（分）：数字逻辑设计、微机原理和信号与系统；③智能基础（5学分）：脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程（15学分）包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程（29～32学分）：学生按照自己的兴趣，参考智能的2个专业方向推荐专业课组合，自行选择，至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他：①公共核心课程（分）：智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理；②专业方向课程（11～15学分）：机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。

西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。

建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求，设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”，湖南大学偏重“智能系统”，但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类，更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS；其次是专业，计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主，湖南大学的智能科学与技术专业强调系统，因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课，然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等；研究学位课程包括模式识别、人工智能等，主要体现为智能科学与技术基础（人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别）、核心（智能控制导论、智能数据挖掘）和应用（机器人学）。

4结语

（1）在课程计划实施过程中，教师需要遵循课程的时序图，即描述课程的进阶关系，从本科直到研究生，同时还可以实行一定的修课限制，如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论，若数据结构不及格不能修算法设计课程等。

（2）程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件，如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”，湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。

（3）鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动，如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT（student research training）计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。

（4）精炼的课程教学。核心课程应该精且必须加强课程实验，只有对方法和理论有正确的认识才能掌握这门课程，而动手完成实验才能真正融会贯通。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校的学生具备扎实的数学和计算机专业知识后，都需要进行大量的实践创新训练。

第6篇

 

1　智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科学中心，末作增扩。后者的简称——“信息中心”——虽然易与“计算中心”或“情报资料中心”混淆，却是上世纪八十年代中期北大一些有识之士倡议建立的第一个多学科交叉研究中心。它以数学系、无线电f电子学)系和计算机系为主，联合心理学、中文、遥感等共十个系所而组成，宗旨是开展多学科交叉研究，充分发挥北大的综合优势。即使放在二十余年后的今天来看，这样的举措也是颇有前瞻性和魄力的。在此基础上，北大很快于1986年建立了第一个国家重点实验室。就是这样人数不多的一个机构，先后出过三名院士和一名北大常务副校长。以指纹识别为代表的研究成果进入国际先进行列，在国内得到广泛应用。

 

2003年9月10日，北京大学最大的学院——信息科学技术学院——成立。它包括计算机、电子学、微电子学和智能科学四个系，有十二个(研究)所和中心，两个国家重点实验室和若干部门实验室。系是教学单位，所和中心是研究实体。从此，智能科学系(暨信息中心、国家实验室三位一体)翻开了新的一页。

 

2　专业增列·学会指导

 

成立智能科学系除了要顺应北大“系并院”的潮流，也是完善作为学校基本建制单位所必备的。何新贵院士为系取了名称，如今许多学校也大都采用这样的称谓。查红彬教授担任系主任，笔者是主管学科建设和教学的副主任，具体参与负责各项相关工作。创办国内第一个智能科学与技术本科专业也是我们这一班人继承传统的首要任务。事实上，早在一年多前，大家就进行了酝酿，特别是中国人工智能学会教育工作委员会多次组织的相关研讨，成为重要的准备基础。

 

北大是一级学科下自主增设、增列学科专业的学校。系领导上任伊始第一件事就是要在当年申办智能本科专业，而且志在必得。为此，我们在前期制定了详细的步骤计划，进行了深入调研和各项准备工作。我们起草完成了所需的各项材料(人才需求论证、专业建设规划和适应培养目标的教学计划与课程设置方案、教师教辅队伍和基本办学条件说明以及国内外背景对比材料等)，中国人工智能学会涂序彦等学者对此进行了专家论证，协助完成了论证报告。这些工作就绪后，我们在2003年10月下旬向学校主管副校长、教务部负责领导和学院领导做了汇报说明，并于10月30日正式提交申请材料。经学校的学部讨论通过，校教务部审核和校教学科研工作委员会论证(由于是国家公布专业目录外者)，再经校学术委员会审议，报校长办公会批准，最后于12月15日前顺利完成了全部程序，报教育部备案。2004年初，教育部正式批复并公布了北京大学“智能科学与技术”新的本科招生专业。这个专业名称是查红彬教授建议的，日后成为教育部批复新申办学校的统一提法。

 

由于“智能科学与技术”未在国家公布的专业目录中，因此是增列而非设置，北京大学将其置于计算机科学与技术一级学科之下。由于北大历来严格控制招生规模，我们的30名招生计划是由信息学院其他三个系从原有计划分配名额中挤出来的。新专业的计划发展规模最终为50名。

 

3　教学计划·四校会议

 

智能科学系虽然成功地创建了国内第一个“智能科学技术本科”专业，但也面临着许多挑战。首先是缺乏本科教学的经验。尽管信息中心前身具有北大最早的硕士点、博士点和博士后流动站，研究生培养己历十余年，但一直实施科研主导体制，未曾从事过本科教学。师资队伍扩充快，新进年轻博士比例大，而真正有过本科教学经历者寥寥无几。此外，信息学院成立后开始调整教学计划，制定了一年级统一课程内容，新生是按学院统一招进来，第一年共同学习，后三年才分专业培养。我们虽然为申办专业制定了一套课程计划，但因不兼容学院的统一规划而未能第一次通过学院教学指导委员会的审核。为此，我们组织学院经验丰富的老教授，为本系青年教师进行教学培训，听取学院主管负责领导和几位多年从事本科教学管理的老系主任对教学计划的修订意见。

 

通过几个月的努力，我们完善了智能科学系的课程体系，并最终通过学院教学指导委员会的审核。这个教学计划具有几个特点：一个大基础——以学院的数、理和信息类为主，强调宽厚扎实;三个核心课程群作为专业理论基础，包括智能基础课程群(智能科学技术导论、人工智能、脑与认知科学、信息论、信号与系统)、机器感知课程群(生物信息处理、图像处理、数字信号处理、模式识别)和计算智能与知识发现课程群(智能信息处理、机器学习、数据挖掘、计算智能等)，以及两门实验(机器感知和机器智能)和其他各种选修课。四年学分150分，其中必修88学分(包括全校公选26学分、大类平台20学分、学院要求的13学分、专业必修29学分)，专业选修56学分(含专业课44学分、通选课12学分)，毕业设计6学分。

 

为了更好地交流经验，扩大本专业的影响力，2005年5月，我们发起并与第二批获准的学校(南开、北邮、西电)在北大召开了四校研讨会，围绕各个学校在智能科学与技术本科专业的建设、招生、教学计划制定和未来发展设想等方面进行交流研讨，并建立了联系机制和网站。全国一些兄弟院校也纷纷来北大了解情况，开展座谈，我们则尽可能贡献自己的经验，给予支持。

 

4　招生·分流

 

从2004年开始，信息科学技术学院按学院大类招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1/9左右。学生高考排名在全校属中上，但成绩分布差异较大。与学校的其他学院(多从一个系成长为一个学院，如数、理、化、生等)相比，信息学院是由四个不同的系合并而来的，专业跨度大，因此采用一年分流的模式(上述学院为二年分流)，笔者被指定负责这项工作。我们提出自愿为主、计划为辅的方针，尽量满足同学们的兴趣志向。制定的分配计划是：电子学系120人、计算机系110人、微电子系70人、智能科学系30人，允许有10%的调整。分流工作在大一下学期(每年4月份)进行，包括全院动员、四个系专题介绍宣传、开放日参观咨询等几个步骤，可谓热闹非凡，同学们可以充分了解了四个系的专业特色。

 

为了克服盲目性引发的偏差，我们建立了一个网上分流系统，在正式填报专业前，增加了摸底预填报的环节，及时反馈群体意向的分布信息，指导学生们的选择，也便于学院掌握动向，调整措施。这种大类招生、进来一段时间后再分专业的举措体现了北大的人文关怀。智能专业初办，基础条件差，缺乏毕业生记录的宣传说明，与学院其他三个老牌系(电子学系50年历史、计算机和微电子系30年历史)相比较并无优势可言，但是我们通过扎扎实实的工作和细致有效的改进，使这个新方向日益显现出魅力。随着智能专业的成熟，特别是有了第一届毕业生后，就愈加受到更多学生的喜爱。

 

选择智能专业的人数逐年上升，2004级34人、2005级36人、2006级39人、2007级43人，目前正在进行的2008级分流达到45人。除了在信息学院内部的影响力不断扩大，北京大学其他学院的转系情况也开始有了可喜的变化。北大最好的元培计划实验班今年第一次有4名学生选择智能专业，医学部和光华管理学院也有申请者(本文成稿时这项工作还在进行)，2008级学生肯定突破50名，我们在第五年就达到了创办智能科学专业的规划目标。

 

5　首届生·班主任

 

在新办专业中，有一项由教授担任智能本科专业班主任的举措。这是利用教授的学识、经验和责任心来更好地管理呵护自己的学生，避免了年轻教师因职称晋升等压力可能出现的疏漏。这一做法取得明显效果，不仅受到同学们的普遍欢迎，信息学院也开始考虑推行。笔者担任了智能专业的第一任班主任。首届学生(2004级)有34名，他们进入北大后毅然选择全新的智能专业是很有勇气的，全班有11名来自北京的学生，5名女同学，这个比例迥异于整个信息学院的总体分布。

 

该班学生的年龄恰与我自己的孩子相同，我天然地熟悉他们的一般特点，也理解家长们的想法。北大信息学院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退学。这班学生在大一时的成绩并不占优，其中有几人处在边缘位置，因此，我立下的最低目标就是确保所有同学不掉队。我首先通过全班民主选举任命了一个5人组成的班委会，这个5人机构在随后的几年中发挥了重要作用：其次走访宿舍，了解每个人的情况，为了消除代沟，我努力融入同学当中，学习熟悉他们的语境和思维想法。我同多数同学家长有过接触，从中更深入地掌握学生的性格特点，也包括寻求家长的必要配合。我与所有同学做过不止一次的个人交谈，经常是在晚间，很多时候是他们主动找我，谈遇到的各种困惑、自己的想法、志向等，我利用这些机会及时解决了具体问题。在学习上，我组织全班同学开展互帮互学，尤其对几门有难度的专业课程进行“联合攻关”。全班的“数据结构与算法”课程成绩甚至超过了计算机系。

 

几年来，全班团结互助，像一个大家庭，班委会也一再连任，得到全体拥护。到毕业时全部合格，实现了我的愿望。不仅如此，全班的学习成绩在学校的综合评估中优良率达93‰毕业设计都在良以上，有14人获优秀，更有三名同学的毕业论文被评为学院“十佳”论文。学院的第一、三名也都出自我班。34名同学中有22名继续保送本校读研(其中20人仍在本系)，4名同学去了大的国企和知名外企工作，8名同学出国深造，在欧、美一些名校攻读博士，其中有一名学生同时拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在内的著名大学的全额奖学金(最后选择MIT)。第一届智能专业学生的良好成绩极大鼓舞了我们，增强了我们办智能专业的信心，也为以后的几届同学做出榜样。

 

几年班主任的经历让我深深地体会到，进入二十一世纪的大学，教书、育人同等重要。要适应新时代年轻人的特点，保持我们民族的优良传统，把人格培养放在首位。能够进入北大的学生都是各地的尖子，当他们聚集在这所著名学府时，首先要调整原来俯视周围的习惯，学会平视甚至仰视其他同学，平和自己的心态，开阔胸怀，树立人生抱负和刻苦努力的决心，这样才能正确对待困难和挫折，才有所作为。班主任的工作往往细致入微，其实是把70%的精力用到30%的人上面。一些学生掉队是否可以避免，关键看班主任的工作是否到位。

 

6　培养体系·本研贯通

 

北大是(文)理科性质的学校，“智能科学与技术”专业也是按理学设置，尽管它更强调学科交叉。从智能科学的内涵来看，我们设立的培养方向更多地是继承自身传统和学校的综合优势，突出“以人为本”的脑认知和与心理生理结合，开展机器感知(视、听、触)和数据转换信息，进而发现知识的机器智能两个方面的研究。同时，我们配合学院的教学指导规划设置课程计划，除了全校的公共必修课程(外语、政治和体育)，还有学院的公共平台课。第一年主要是夯实数学、物理和信息类的基础，后三年的专业课程安排是以必修的专业基础和机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构。为了强调学生的动手能力，还重点建设了两门实验课程。此外，还利用学校的各种本科科研基金项目(包括大学生创新基金、著政基金、泰兆基金、校长基金)和各个实验室承担的项目来吸引学生，培养他们思考问题的能力，提高他们的研究兴趣，为日后进一步深造打基础。由于绝大多数学生都将读研，这样的安排无疑起到了积极作用，并成为撰写毕业论文的基础。我们还打通了本科高年级与研究生一年级的课程，利用各种机会举办研究讲座，如龙星计划、专题报告、国际人工智能远程教学等活动，开阔学生的视野，引导研究方向，调动学生的潜质。从专业特点来看，我们的智能学科更偏向于“软”的一侧，因此也充分利用信息学院，特别是计算机系的各类教学资源来帮助扶持新办专业的成长。

 

我们原有的博士、硕士点是计算机应用技术和信号与信息处理两个方向，为了让我们的培养体系更加系统，我们进行了两年的精心准备。2007年底，我们正式向北大研究生院申请增列“智能科学与技术”硕士和博士点。经过必要的论证，最终获得批准，及时衔接第一届本科毕业生升研。至此，本、硕、博一以贯通，作为计算机科学与技术下的二级学科，一个完整的智能科学技术专业培养体系建立起来，从培养体制上保证了新兴智能专业的顺利发展。

 

7　特色专业·教学团队

 

五年来，北京大学智能科学技术本科专业从酝酿到创办，可谓初见成效，走过了颇具挑战的历程。除了确定具有特色的培养目标和方向外，还需要扎扎实实落实每一个环节，并在实践中检验。本科教学迥异于研究生培养，它的计划性、按部就班执行的严格性以及每堂课程的内容安排和效果评估必须一丝不苟。

 

信息学院秉承了北大的优良传统，对这个新办的专业给予了巨大支持和关怀，使我们能迅速成长起来。我们从一开始就有一套严格的课程设置审核程序、教案检查制度和新教师上岗准入的试讲考核手续。学院有一支由经验丰富的退休教师组成的督导组，随堂听课评估每一位教师的讲课内容、方式和教学效果，及时纠正问题。作业批改和试卷出题也都有严格规定。在课程体系的建设方面，信息学院打通了一年级的公共部分，深化和夯实了数理基础。

 

在专业课程上，智能科学系提炼了三个课程群，并组织教师进行重点建设。此外还加强对学生动手能力和独立思考解决问题能力的培养。

 

除了在专业上实施分流培养外，我们还针对北大学生的特点，在基础课采用实验班的A、B分级组合方式，满足不同专业对各自基础培养的要求。在专业课程群中，也允许不同兴趣的组合选择，充分发挥和提升学生的能力。为了更好地关怀学生顺利成长，我们除规定教授担任班主任外，还设立了本科生学术导师制，加强对学生的各种指导。智能科学系也注重师资队伍建设，引进了一大批(半数以上)优秀的年轻教师，其中信息学院中从国外回来的教师比例是最高的，为这一新兴学科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教师时，教学需求和能力成为评价的重要指标。

 

2007年，我们接受了教育部的学科评估，新办专业得到好评。学校开始关注我们的进步，在随后的一年中，我们一再从学校的竞争中脱颖而出，陆续获得了国家一类特色专业、北京市一类特色专业和北京市优秀教学团队等称号，2008年又获得国家级教学团队称号。我们的培养体系和人工智能双语教学也分获北京大学的教学一、二等奖。

 

8　结语·致谢

 

尽管北大年轻的“智能科学与技术”本科专业建设初见成效，但征程是漫长的，我们还会面临更多的挑战和问题。然而，智能科学这个本科专业方向是很有希望的，它不仅吸引了大学的新生，也在高考人群中产生着愈加重要的影响，它的健康发展需要大家共同的努力和精心培植。每所大学都有不同的特点，我们应该从学校、师资、方向、生源以及学科培养性质和目标等条件出发来建设新兴专业。以上是笔者对北京大学第一个“智能科学与技术”本科专业创建历程的回顾，希望与同行共享。

 

在专业建设过程中，许多人给予了热情帮助和支持。这里要特别感谢北大信息学院陈徐宗教授，感谢中国人工智能学会涂序彦和王万森教授。

 

最后引龚定庵一句名言：“但开风气不为师”。

 

9　总结与展望

 

本文介绍了厦门大学智能科学与技术系在学科发展、科学研究和人才培养方面的基本建设情况。我们希望这些初步的工作总结能对目前正积极筹办本专业的兄弟院校起到一定的借鉴作用。

 

“智能科学与技术”专业在我国的发展尚属初级阶段。尽管近几年得到了国内部分高校的重视，但其发展并不是很快，且进一步发展也存在一些障碍。比如，从专业配置来看，目前智能科学与技术并非一级学科，多数学校的“智能科学与技术”专业博士培养都是依附于其他相关专业。从长远来看，这并不利于整个学科的发展。希望通过各相关高校的广泛交流和积极配合，“智能科学与技术”专业在国内的发展能更上一层楼。

第7篇

中图分类号：G642　文献标识码：B

1　引言

周济同志在实施“质量工程”的二号文件中指出： “提高高等教育质量，本科教学质量是关键”。智能科学与技术是信息类学科中最年轻的本科专业，也是最具有发展潜力的专业。2008年中国科协举行的“五个10”系列评选活动中，作为智能科学技术核心的“人工智能技术”和作为智能科学技术重要应用领域的“未来家庭机器人”均入选“10项引领未来的科学技术”，这在当今所有学科中独一无二。

文献[2]对中国计算机相关专业作了一次比较全面的调查，调查中发现，目前学生仍处于应试教育模式中，要考很多基础理论课程，而实践课程少，动手能力不强，致使毕业后竞争力较差。调查结果显示，认为毕业生在实际工作中动手能力培养不足的比例高达70％。有的用人单位还反映，学生在校学习过程中没有形成一个好的习惯，没有把基础的东西学好，而是认为学一个语言就可以去用了，结果编程基础很不扎实，稍微复杂点的编程就会出问题，而且编程不太规范，项目工程能力较差，突出的例子就是不喜欢写项目文档。

学生在校期间缺乏有效的、足量的实践环节，是企业和毕业生的共同反映。例如，关于“工作中最有用的技能或知识的来源”的多选题，70.7％的毕业生认为是参加工作之后逐渐学习到的；其次为课程实习，例如硬件试验和上机项目实习题，占40％；第三为到公司实习，占39.2％，都高出大学教师的课堂教学。

对于智能科学与技术专业，将所有专业课程分成两大类：理论性课程和应用实践性课程。有的课程既兼顾理论性，又兼顾实践性，但是有所侧重。理论性课程是方法论的内容，是知识传承的载体，是本科阶段必须强化的内容，目前对于理论性或者偏理论性的课程比较重视，但是比较忽略实践性课程。

虽然每年各类公司招聘应届毕业生的标准几乎一致，但是貌似并未对教学大纲产生过影响。每年各类公司到学校招聘，要求掌握的开发工具和开发平台等，大多没有在课程体系中出现，如图1所示。

为什么在课程体系中没有出现的这些技术呢?不少老师会认为我们是本科教学，这些是专科甚至是职高应该学的内容。然而事实并非如此，2002年开始，我校和比利时鲁汶工学院合办了一个硕士班，这个专业是鲁汶工学院的硕士类专业中的最好专业，毕业生在比利时非常受欢迎。他们的课程覆盖了大部分企业的招聘需求：c++程序设计(QT平台)、用户界面(UI)设计、JavaWeb开发和Flas设计，等等。除了一门“电子媒体导论”属于偏理论性的课程，其他全部是实践性的课程。这些课程是目前国内不屑于开的一些科目，而恰恰又是企业所需要的。

目前对于课程的设置，国内很多专业课程体系和10年前的课程体系设置大体相同。当然，对于基础类课程，没有多大变化是可以理解的。信息类学科每隔5年都会发生重大变化，课程体系却变化很小。这有两方面原因：(1)课程内容变化，第一遍讲解需要大量的备课时间，而且讲课效果还不一定好。(2)要继续学习新技术，不如讲老课程来得熟练、轻松。这样导致新课程开不出来，即使开出来也没有人愿意讲。

2　软件应用实践类课程设计探讨

首先要明确这个体系中有些什么，才能决定需要设置什么。用人单位和毕业生都认为，现在的本科教学有一种教师“闭门造车”之嫌，教师是根据院系的课程安排和课本上的内容、按照自己的思维方式去讲解，其实，就课程安排本身而言就可能已经与社会需求脱节了。

在对所使用的操作平台的调查中，选择使用UNIX／Linux开发平台的比例明显居高。学生在校期间和实际工作中所使用的平台有一些差异，如果能在本科课程中增大UNIX／Linux平台的比例，效果会更好些。在对开发语言与环境方面的调查中，也发现目前在校期间和工作中使用的开发语言和环境不太一致，相差最大的是Java和JSP／J2EE。可见，高校关于开发语言的课程设置中也存在一定问题。

目前在应用开发领域中，从软件开发体系上分类，主要分成三大体系，一种是基于浏览器的B／S(Brower／Server)架构，另一种是C／S(ClientJServer)架构、面向嵌入式系统的开发架构。开发体系如图2所示。

基于B／S架构的开发，目前主要采用三种服务器端语言：JSP(Java Server Pages)、PHP和，这三种语言构成三种常用应用开发组合：JSP+Oracle体系、PHP+MySQL体系以及ASP，NET+SQL Server体系。

基于C／S架构的开发，传统的开发环境有VB、VC以及Delphi等，随着Java体系以及，NET体系的普及，目前更流行NET编程体系和Java编程体系。

对于嵌入式开发，很多老师可能觉得应该并入硬件类课程。我们认为应当并入软件类课程，主要有如下两个原因：(1)目前面向嵌入式的开发，并需要涉及多少硬件设计，开发板都是定制好的，和开发软件的套路没有区别。(2)嵌入式开发环境与普通计算机开发环境已经基本统一，比如QT，Eclipse和Visual 开发套件等。目前，面向嵌入式系统的主流平台分成两种：Linux和WinCE，从开发角度上划分，可以粗略分成应用开发与驱动开发。

将每一个体系都分成基础部分和提高部分，为了能将扩大知识面，将基础部分设置成为必修课程或者选修课，提高部分设置成为选修课。同学可以根据自己的兴趣和发展方向，选择某一个分支学习下去，并在这个方向进行综合案例设计和毕业设计，并以此为作为就业的方向，从而提高最终的就业成功率。基本课程规划如图3所示。

将“算法分析与设计”作为软件类课程的基础，参考MIT大学的智能方向的课程规划，主要讲解智能搜索、排序以及动态规划方面的内容；然后设置3个主线结构：(1)Java基础J2EE开发；(2)NET应用开发基础NET Web开发；(3)基于ARM／DSP系统的Linux应用开发一基于ARM／DSP系统的驱动开发，其中大部分基础类的课程以必修课的形式开出，后面的课程以选修课的形式开出。

通过基础类课程的学习，可以对这个体系的内容有一个初步的认识，学生可以根据自己的就业方向以及兴趣合理选择后续的课程。

3　软件应用实践类课程的教学方法探讨

大部分实践类课程由课堂讲解和上机组成，课堂讲解 将大部分知识点讲解清楚，然后通过上机将课堂的内容进一步巩固，并通过练习，提高课程的动手能力。

如果上午课堂讲解，下午上机练习，效果还可以。很多情况下，要间隔好几天，这样再上机效果将大大降低，根据遗忘规则，很多同学已经忘记课上的大部分内容，上机的效果将大大降低。

我们计划采取一种折中的方法，分成小班在实验机房上课。将讲解部分与上机练习结合起来，对每一个知识点进行讲解后，让同学立刻进行练习，这样可以提高同学的动手实践能力。通过教师的课堂讲解和同学的课堂练习，将知识达到融会贯通的程度，如图4所示。

这种设置提高了对教师的要求，教师除了熟练的知识讲解，还要有快速发现问题的能力，及时查找同学练习中出现了问题。还需要对知识有良好的把握和课堂的整体控制能力。

4　软件应用实践类课程的讲义教材建设探讨

对于讲课的积累，除教学大纲和完整的PPT以外，还应该根据专业特色建立一套完整讲义。每年要对讲义的内容进行完善和修改。讲义是教学过程的总结，一套完善的讲义不仅方便老师教学和同学学习，还能为其他老师授课提供有益的参考。

但是，讲义的编写需要耗费大量时间，是知识再加工整理的过程。内容是讲义和教材的生命，保证内容质量，是提高教学质量的关键。300页的讲义至少需要1200小时以上的时间投入，即使是讲了很多遍的课程，建立讲义的周期也需要半年到1年的时间。

讲义一般情况下使用Word录入，如果对Word不熟悉，对300页左右的书稿进行整理将会非常辛苦。灵活使用Word样式表，可以使排版更加轻松，使整个稿件条理性很强。除此之外，图表的清晰程度也很重要，图题和表题要按照章节进行标注。由于书稿是单栏排列，为了使自己的书稿能够美观大方，尽量不要使用高度大于宽度的图，图的高度与宽度的比例在1：1.5到1：2.5之间比较适宜，比例尽量接近黄金分割点“0.618：1”，这样的图从视觉上是最舒服的。从开始设计大纲到正式完成，科学的方法大概需要5步左右，如图5所示。

前期的预研阶段，需要与同行讨论规划讲义的大纲与章节，并针对每一章定出一级节标题，并反复与同行讨论并修改大纲。如果作为规划讲义的一部分，还需要考虑与其他讲义的衔接、知识点的统筹规划等。根据实际情况，这一阶段一般需要1个月左右。

即使作了充足的预研，到实际写作的时候，也会举“手”维艰，往往投入大量的时间，也看不到多少产出。但是如果不投入时间，则一定不会有产出。很多第一次接手讲义或者教材编写的老师，经常会选择在这个阶段放弃。其实对于第一遍编写，并不需要过于细致，这一阶段需要调动发散性思维，将自己授课的材料，“填鸭式”放到规划的每个章节上，并不断地对资料进行整理，用非口语化的语句，整理素材。讲课的思维很容易影响讲义的语句，因此会出现大量的类似“我们看这样是不是更好啊”、“这样不行了啊”等语句，这些口语化的文字，尽量避免。

第二遍编写和修改，是决定讲义质量好坏的关键过程。按照规划将理论知识、实际案例和综合应用等补充完整。控制好各部分的比例，例如理论知识与实际例子的比例为7：3或者6：4等。对每一章节进行反复细致的修改，并根据内容编写每章习题以及答案。

经过第二遍的编写和修订，写出的内容已经可读了。找个同行进行内容上、技术上和概念上的审查，并根据意见进行修改。因为最终面向的是学生，找几个同学从初学者的角度阅读，只有他们才能感觉到什么地方不连贯、什么地方跳跃有些大了或者什么地方看不懂等。

第三遍修改是一个逐步“求精”的过程。根据同行以及同学的意见，再进行修改，修改的同时，再请他们对相应的地方进行阅读，看调整是否恰当。经过反复修改后，就可以定稿了，在稿件的基础上再编写内容提要和前言等。

经过两遍以上的使用，学生反映良好，就可以在此基础上将讲义建设成为一本教材。如果教材不来源于讲义，不经过课堂的检测，很难是一本好教材。

5　应用实践类课程的考试方法探讨

闭卷考试有很多缺陷，不能客观反映出学生理解、掌握、应用知识的实际情况，但是如果没有闭卷考试的督促，学生会放松学习，从而不能产生良好的学习效果。可以不应拘泥于闭卷这一种形式，对考核内容和形式作适当调整，形成多样化的考评方法。例如：

(1)减少闭卷考试的科目，安排具体实践项目，结合平时组织的小讨论、小论文，做项目、写方案报告，以论文考核为主。

(2)更多地通过课程的实验和成果来考核，鼓励在实验中的创新，理论成绩所占比例可以缩小到总成绩的50％以下。

(3)布置给每位学生的作业都不一样，不以统一的答案标准作为考核依据。

(4)减少必修课比例，鼓励学生选择选修课程。

大部分专业核心课程都有实验环节和课程设计环节。课程设计环节对学生是一个综合性锻炼的机会，要求学生从工程的角度进行考虑和设计，考核时不仅要看程序的运行，更重要的是要看设计思想和程序代码及逻辑，这样就有效地防止了一个学生做出来其他同学就都拷贝的现象。为了保证课程设计的质量，题目事先要进行筛选和评议，根据课程设计的时间长短，题目的难度要进行相应调整，偏难和偏易都不合适。

参考欧洲一些科目考试的经验，并结合国内的课程的特点，我们将课程考核分成3个部分，平时的成绩占10％，课程最终的答辩占30％，闭卷考试占60％，如果有任何一个类别不通过，课程都算不及格，如图6所示。

其中，试卷答题和项目答辩同时进行，某一组在答辩时，其他小组在考试，这样交替进行。每组的项目需要设计出完整的程序演示、系统的需求分析、详细设计以及答辩PPT等。

6　结束语

第8篇

涂序彦曾任中国人工智能学会理事长、学术指导委员会主席，是中国人工智能学会的主要创建人、我国“人工智能”学科的奠基人之一，他提出的“广义智能信息系统论”为“人工智能”学科提供了统一的理论架构，他倡导的多学派兼容、多层次结合、多智体协同的“广义人工智能”学科体系，为现代“人工智能”学科的全面、协调、持续发展，提供了研究开发策略，他提出的“广义智能学”促进了“智能科学技术”新学科的诞生。1988年，他编著的高等学校教材《人工智能及其应用》电子工业出版社，获电子工业部优秀教材一等奖。

1977年，他在中国科学院自动化研究所工作，主持“控制论组”，与北京市中医院合作，研究开发我国第一个中医专家系统“关幼波中医肝炎诊断治疗程序”，这也是世界第一个中医专家系统。1985年，主持“国家经济信息专家系统关键技术”研究，提出大型“多级专家系统”新方法，获国家“七，五”攻关重大成果奖。

1960年，在第一届国际自动控制联合会IFAC世界大会，创立多变量控制系统的新原理：“协调控制”理论，他提出的升船机多电机同步的“协调控制”方法应用于三峡工程。1981年，在《科技管理与科学学》发表“论协调”，提出创建“协调学”新学科。

1977年，涂序彦发表我国“大系统理论及应用”首篇论文，1985年，创立“大系统控制论”，1994年，撰写出版《大系统控制论》专著，发展“控制论”的新学科。

1979年，根据国情，他创立具有中国特色的“最经济控制”理论，提出天文科学卫星“最经济姿态控制”新方法，在《自动化学报》发表了关于“最经济控制”多篇论文。

1980年，总结有关“生物控制论”的科研成果，主持编著我国第一本《生物控制论》专著，由科学出版社出版，重点研究“人体控制论”，他提出“针麻－多级协调控制过程”，“经络－人体控制系统”新学说。

1977年，涂序彦发表我国“智能控制及其应用”首篇论文，开拓“智能控制”新技术，1985年，提出“多级自寻优、自协调控制”新方法，1990年，参与发起主办“全球华人智能控制与智能自动化”大会，任大会主席之一。2004年，在国际“人工生命与机器人”AROB学术会议宣读论文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP国际学术会议，涂序彦提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，开拓我国“智能管理”新方法、新技术，1995年，撰写《智能管理》专著，由清华大学出版社出版。2010年，他和马忠贵博士撰写《协调智能调度》专著，由国防工业出版社出版。

1995年，在“人工智能”与计算机“仿真技术”相结合的基础上，涂序彦提出“智能仿真”的概念与系统架构，2009年，应邀在中国计算机仿真高层论坛作“协同智能仿真”大会报告。

2000年，开发“智能信息推拉”技术、“基于公共知识库的智能通信”系统，2004年，在中国人工智能学会智能信息网络学术会议，作大会报告“智能通信与智能网络”，2005年，提出“互动智能通信”的概念，2008年，他和马忠贵博士撰写《智能通信》专著，由电子工业出版社出版。

2002年，涂序彦发起并主持中国人工智能学会首届“人工生命及应用”学术会议，提出“广义人工生命”的概念和类谱，2003年，在国际“人工生命与机器人”AROB学术会议宣读论文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主编《人工生命及应用》论文集，2005年，北京邮电大学出版社。

2002年，涂序彦与曾广平教授等合作，提出“软件人”的新概念，2003年，获国家自然科学基金项目“计算机网络环境中的虚拟机器人一软件人”支持，2004年，提出“广义软件人”，2007年，总结相关研究开发成果，撰写《“软件人”研究及应用》专著，由科学出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大会主题报告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彦与韩力群教授合作，提出“多中枢自协调人工脑”的新概念，2004年，在AROB国际学术会议“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，总结相关研究开发成果，撰写《多中枢自协调人工脑》专著，由科学出版社出版。

2003年，他在中国人工智能学会第十届全国人工智能学术大会报告中，提出“人工智能”的姐妹学科：“人工情感”的新学科架构。2004年，在北京主持召开中日国际学术会议，作大会报告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全国“智能控制”学术会议的大会报告中，涂序彦提出“智能控制论”新学科架构，2010年，他与王枞教授等合作，撰写出版《智能控制论》专著，在科学出版社出版。

2004年，在“智能系统”国际学术会议，涂序彦提出“拟人系统”新概念，2005年，在中国武汉，发起并主持第一届“拟人系统”国际学术会议，他提出创建“拟人学”新学科，2008年，在中国北京，主持召开“拟人系统”国际学术大会。

2005年，他的诗集《糊涂集》包括：理智篇、山水篇、情感篇等涂诗四百首，由北京邮电大学出版社出版。

第9篇

近年来，随着科学技术的发展，虚拟现实技术逐渐由高端实验室走向大众和实用化，尤其是在微软公司推出名为HoloLens的商业产品后[5-6]。微软公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基础上引入全息影像技术，将虚拟世界与真实世界连接起来，创造出一种具有全新人机交互模式的虚拟现实交互设备。虚拟现实技术课程作为进入当前最前沿科技领域的学科基础，其课程性质决定了该课程需要不断实时更新教学内容，及时与最新技术、最新发展方向保持一致。现行的虚拟现实技术课程教学面临着严峻的挑战，主要存在的问题是由于传统教科书从撰写到发行的周期较长，往往是课程教材一投入使用，其中的内容已经陈旧，远远落后于学科技术发展的速度。同时，课程教学方式和方法也还采用传统单向交流的方式，互动不够，不利于激发互联网社交思想影响下的90后大学生群体的学习兴趣。

2互联网下教学新方法和举措

2.1社交软件

不管是获取信息还是与他人交流，大部分人都能在社交软件中找到适合自己需求的东西。社交软件的特点就是包罗万象、有不同的人和圈子、内容符合人类的共性，并极有可能形成病毒性传播的趋势等。经过长期与大学生群体的接触及调查，笔者发现当前大学生群体尤其是90后在日常学习、生活中都十分喜爱如下的社交软件。

（1）QQ。QQ是腾讯公司于1999年推出的基于Internet的即时通讯网络工具。随着时间推移，腾讯公司旗下的QQ软件高速发展，逐渐发展成为影响大众日常生活的重要社交软件，其最大特点是不仅可提供点对点即时通讯，还能提供群通讯功能。

（2）微信。微信是腾讯公司于2011年推出的一个为智能手机提供即时通讯服务的免费应用程序，其最大特点是可以跨通信运营商、跨操作系统平台，用极少的网络流量实现语音短信、视频、图片和文字交流，并具有共享流媒体内容和基于位置的社交插件，在广大年轻用户群体中非常流行，尤其是在90后的大学生群体内。

（3）贴吧。贴吧是百度公司于2003年推出的一款重量级产品，是基于关键词的主题交流社区，可以与搜索紧密联系，能够准确把握用户需求，通过用户输入的关键词自动生成讨论区，使用户可实时参加交流、自己感兴趣话题的信息和想法，在各类学生兴趣爱好团体中极具人气。

（4）知乎。知乎作为社交软件中的后起新秀，是一个广受各行各业精英所喜爱的实名制网络问答社区，友好、理性和认真的社区氛围使其成为集求知、分享和社交为一体的UGC（usergeneratedcontent）平台，在求知欲极强的90后大学生群体中也极具人气。

通过对比分析，可以发现上述社交软件具有共同的特点。

（1）社会关系链整合。社交软件可以清晰地整合熟人圈，形成团结程度甚高的小团体，尤其在90后大学生群体中效果最为明显。在这个相对密闭的小团体空间内，用户传播信息，可使该信息快速通过社交软件得到扩散，而且扩散速度在与目标群体相关的临近群体中快得超乎想象，极具传染性。

（2）聊天。社交软件聚合大量同属性的用户形成群体，群体内用户对由群体成员发起的话题进行及时讨论，形成积极快速的讨论氛围。热点话题通常会激发群体内大多数用户的积极性，扩大讨论的范围，增加信息量。

（3）图片/视频/流媒体分享。社交软件大都可以在智能手机/智能平板等终端上应用，很便捷地上传图片/视频/流媒体资料，并使之在目标群体内快速传播。

（4）兴趣聚合。社交软件大多是通过兴趣爱好聚合，即一个群体基本具有一定共同相关属性的联系，这类联系可以使群体内部用户相互之间形成强烈的聚合效应。90后大学生群体基本上都喜爱使用这些社交软件，保持极高的刷屏率，基本贯穿在日常生活、学习中，极具黏性。这些社交软件已经俨然成为90后大学生群体日常生活中不可缺少的一部分。

2.2虚拟现实技术课程教学新方法和举措

基于90后大学生对上述社交软件的应用程度，教师可提出如下课程教学新方法和新手段。

（1）针对教科书教学内容较为陈旧的问题，使用贴吧让学生自主浏览虚拟现实的主题社区关键词。通过浏览主题社区，学生对于当前国内外虚拟现实技术的发展动向能够有一个较直观的认知。由于贴吧每天都有新的话题出现，信息更新速率极快，因此学生通过对话题的浏览可在较短时间内对当前虚拟现实技术的发展状况有较深入的认知。这样就可以达到先导引入虚拟现实技术课程基本概念的目标，令学生对教科书上较枯燥的理论内容有更直观的认知。

（2）在虚拟现实技术课程开始至中期阶段，适时建立相关主题QQ群，给学生一个对课程相关内容自由发言的平台。主讲教师可以适时引入一些与课程相关的话题，发动学生讨论并给予适当的指引；及时回复和解答学生在群里的提问，形成师生间的良好互动；对于学生提问较多或疑惑较大的共性问题，可以作为重点内容进行课堂讲解，提高学生的学习参与度，培养学生对问题本质的探索精神；通过课堂教学和群内讨论，积极发现和挖掘具有一定潜质的学生，使其成为二次传播的源头，为群内其他成员答疑。

（3）虚拟现实技术实验课开始后，教师可以利用群共享流媒体内容，突破传统课堂教学中教学手段陈旧跟不上时代的问题，及时上传与学习内容相关的最新资料，供学生参考。学生也可以积极地把找到的学习资料传到群中，实现资源共享；适时引入相关视频公开课让学生观看及学习，导入基于VRML开发虚拟现实技术的案例，引导学生从虚拟现实技术基础内容入手，学会使用VRML类脚本语言进行相关的应用开发。由于基于VRML的程序调试及编写简单易学并可使用浏览器直接查看、易于掌握，因此能更好地激发学生的学习兴趣。

（4）在虚拟现实技术课程的最后，引导一些对虚拟现实技术有浓厚兴趣并学有余力的学生进入知乎，在知乎上对他们感兴趣的技术问题进行提问，借助软件平台获得其他专业人士的帮助和指导，为学生认知策略的发展提供可行性。通过课程学习，学生逐渐从一个单纯的提问者转变成一个在提问的同时也能为新入门者解惑的专业人士，从而达到能力提升的目的。（5）虚拟现实技术课程结束后仍保留QQ群，功能则转换为主题兴趣爱好群，成为一些对虚拟现实技术有兴趣的学生能够持续交流的平台。到最后毕业设计阶段，又可以转换为毕设主题群，方便选择虚拟现实技术相关毕业设计课题的学生进一步交流，并借助QQ群的特点为学生的毕业设计提供帮助，达到能力提升的目的。

3教学实践

3.1虚拟现实技术课程实践

武汉工程大学智能科学与技术本科专业的虚拟现实技术课程开设在四年级秋季学期，自2012年以来，对该专业4届共计260余名学生开展了课程教学方法和手段的改革实践。实践证明，学生成绩均有所提高。暂不考虑2012级学生的情况，单纯通过平均成绩分析表中期末考试卷面数据，可以发现这几届学生的课程平均成绩有显著提升，而且2011级学生的成绩提升幅度最大，平均已达到80分以上。通过对不及格人数的统计发现，经过几年的实践，学生对课程的喜爱程度逐渐提高，不及格人数明显减少，到2011级不及格人数为0。这说明不断调整课程的教学方法和教学手段后，学生对课程的重视程度和学习热情都有明显提高，通过课程学习起到学以致用、能力提升的作用，消除了不及格情况。所以说，对教学方法和教学手段的改革取得了一定成效，具有积极价值。

3.2虚拟现实技术相关毕业设计实践

自2012年以来，武汉工程大学计算机科学与工程学院对智能科学与技术专业4届共计29位学生开展了与虚拟现实技术相关的毕业设计实践，暂不考虑2012级学生选择虚拟现实技术相关内容课题的情况，从最终获得的评价来看，学生参加实践改革后再进入毕业论文环节，对于虚拟现实技术相关的最新知识较为熟悉，在兴趣驱动下能够较好地完成课题并写出较高质量的毕业论文，而且成绩逐年提高的趋势非常明显；还有2位同学的毕业设计通过专家评审获得湖北省优秀学士学位论文的荣誉。这说明教学改革实践对于毕业论文质量的提高有促进作用，能够为创新人才培养模式的形成提供可借鉴的思路和做法。

4结语

第10篇

【摘要】随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在实训教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势，从而研究它的价值和市场经济效益，并探析了虚拟仿真实训系统开发的技术在实训教学中的应用。

【关键词】虚拟仿真技术/平台；虚拟仿真训练系统；实训教学

一、虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究

虚拟仿真系统的功能主要体现在它可以让使用者借助于专用的视、听、触觉等具有感知功能的设备，进入仿真系统制造的虚拟空间，并且还能够与虚拟环境中的人和物体进行实时交互，从而感知和操作虚拟环境中的各种对象，最终达到身临其境的效果。它的组成主要是把计算机作为主要的部分，其次综合利用三维图形、多媒体、仿真等技术构建起一个逼真的虚拟系统。从它的组成部分和应用程序来看，虚拟仿真实训系统对三维图形的利用还是十分频繁的，因此我们应当对其进行重点研究。虚拟仿真实训系统在工业机器人上的应用设计主要是利用三维建模软件，通过虚拟现实标准语言建立虚拟环境中的实体模型表现出来，最后通过描述它们之间的结构关系，快速、真实地显示三维虚拟工业机器人，并为工业机器人控制系统提供一个研究观察平台。本段主要通过对虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究，来发现虚拟仿真技术的优点和研究其未来的发展方向。

Maya软件是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，通过对Maya软件的运用，能够使虚拟仿真实训系统在一定程度上提高制作三维动画的效率和品质，调节出仿真的角色动画，使其得出更加真实的效果。这是因为Maya软件不仅仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还能够和世界上最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合，使得虚拟仿真实训系统所创造出的画面更加真实有立体感。

二、虚拟仿真技术在各领域内的作用

随着科技的发展，虚拟仿真技术在一些高科技等高端领域的地位越来越凸显出来，地位与作用也逐渐提升。尤其是在移动互联网的应用与开发、手机游戏设计及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的价值更为突出。

Maya软件是虚拟仿真技术的一种，它应用的对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。它能够在工作的过程中展现的比较灵活，易学易用，制作出动画的效率非常高，渲染出画面的真实效果比较强，它对画面中角色动作的捕捉尤为清晰，与画面角色的绑定的联系性也十分紧密，是虚拟仿真实训系统中一个比较不错的系统软件。MAX软件它最开始的应用是在电脑游戏中的动画制作，后来又进一步的开始参与影视片的特效制作，MAX软件还被广泛地应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域，也就是虚拟仿真实训系统当中。它强大的立体三维功能被新媒体、影视动画、游戏动画等领域广泛运用。

三、虚拟仿真技术为机器智能实验课带来的好处

虚拟仿真技术的应用为现代化的社会带来了许多的方便，让机器实验课、项目实训的智能科学与技术专业实验教学越来越丰富化。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。通过对虚拟仿真技术的应用，使得上级和下级、老师和学生的客户信息以及实训项目、实训指导、模拟操作、技能测评等等的信息存储在管理信息库中，与此同时，上级和下级或是老师和学生之间就可以通过客户机对下级或者学生之间的实训进行远程的指导与管理。

随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在在现代职业技能教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的不断完善和发展，将为机器智能实验课等实训课程带来更多的方便和益处。由于它能够为人们提供一种高级的人机接口，具备交互性、想象性、沉浸性等特点，所以它主要的应用领域在政府、企业、学校等这些需要实训学习环境的地方。

四、虚拟仿真实训系统的应用领域和发展趋势

作为一项新兴的科学技术，虚拟仿真技术还处在一个不断探索前进与不断完善的阶段当中，其发展趋势呈一个不断上升的大幅增长的趋势。从目前来看，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决，因此虚拟仿真技术正在与教育、培训等领域不断地相适应和匹配。

其次，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。虽然目前政府、教育部门、学校、教师都认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。例如：虚拟仿真技术对计算机及相关硬件的要求比较高，但是这些方面的发展不能够满足人们对虚拟仿真技术的需要，虚拟仿真软件数据是一个庞大的数据库，三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等也有很高的要求，也就是说，虚拟仿真系统对硬件的要求较高。因此需要对计算机及相关硬件的发展有一个更高的要求。最后，教学类虚拟仿真软件的质量还有待提高、对虚拟仿真技术的研发标准也不统一和对虚拟仿真技术应用不够广泛等等，这些都是需要发展改善的地方，也是未来虚拟仿真技术发展的一个大的趋势。

五、虚拟仿真实训系统的价值和市场经济效益

虚拟仿真实训系统作为一个高端的科技系统，对政府、企业、学校等的发展，起到了至关重要的作用，并为其创造了更大的价值。同时虚拟仿真技术的不断发展，也在打开了市场，扩大了市场份额的同时为市场创造了更多的经济利益。

在市场经济为主导的今天，虚拟仿真实训系统也为市场经济的发展做了一定的贡献，为市场经济的发展添砖加瓦，在自己发展得同时也促进了市场经济的发展。因此，我们应当不断地发展虚拟仿真实训系统，使其深入到更多的地方，让更多的地方和人们体会到虚拟仿真实训系统为人们带来的价值。

总结

虚拟仿真实训系统的日渐完善，使得人们的生活也不断的丰富活跃起来，政府、企业、学校等地方对其的应用，也促进了虚拟仿真实训系统的发展。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势的研究，探讨了虚拟仿真实训系统的价值和市场经济价值，同时也为虚拟仿真实训系统的发展奠定了理论基础。

参考文献：

[1]刘仲波 李瑞涛 《拟仿真技术在城市轨道交通工程实训中的应用》 吉林大学交通学院、吉林交通职业技术学院 2012年第12期

第11篇

论文关键词：发现式教学　网络技术　工程应用

论文摘要：介绍了桂林电子科技大学在计算机网络课程教学改革方面的具体措施和方法。结合实际情况提出坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式；采用“发现式”互动教学方法，引进多媒体教学，网络教学；重视实践环节，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重。

一、教学目标定位

“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一，也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一，通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构，能建立网络的概念，重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议，并熟悉最常用的网络服务和网络工具，了解网络技术的新发展。

教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障，即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次：[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中，网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识，在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源，如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等，适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业；网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业；网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础，今后主要从事科研和深层次开发工作，适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。

二、“计算机网络”课程教学中存在的问题

传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣，对新形势下的培养目标有一定的制约作用，主要问题表现在几个方面。[2]

1.教材知识结构理论性偏强，教学内容偏离实际应用

目前国内的大多数计算机网络教材都是以OSI/RM为索引，分层次展开，全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等，知识点较多且内容抽象，学生理解起来比较困难，难以提高学习兴趣。OSI体系结构是一个较为全面的网络层次结构，但是在实际中并没有得到广泛应用，实际中的网络案例又不完全符合OSI体系结构，这往往会使学生对网络结构感到困惑。

2.教学模式落后

最初的教学模式是以教师为中心，通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程，便于系统地传授知识，但不利于学生认知主体作用的发挥，不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识，单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。

3.实践环节薄弱

一方面，计算机网络实验室的建设相对薄弱，实验设备落后，与实际应用的网络设备具有较大差距，且数量不足，无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面，实验课程的内容过于流程化和简单化，没有突出对学生创新能力的培养。

4.忽视工程应用

课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容，与之相适应的软件建设滞后，难以将工程应用融入到课堂。

三、“计算机网络”课程的改革与实践

针对以上不足，我们主要在五个方面进行了改革和实践。

1.教材选用与内容优化

不同的专业有不同的教学目标，必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言，“计算机网络”课程是专业技术基础课之一，除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议，还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较，选择谢希仁教授主编的《计算机网络》；在外文教材和双语授课时选择Andrew S.T.的《computer network》英文教材。

对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言，“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一，侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较，拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。

针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题，在讲授的时候略去了部分内容，比如安全方面的内容（另外一门课讲授），增加了一些实践相关的内容，如WinSock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新，引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向，在不断更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，培养学生的创新意识和发展意愿。

2.坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式

（1）贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念，[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合，以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展，推进人才培养目标的实现。

更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代通信技术紧密结合，将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体，实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。

（2）教师为主导，学生为主体，因材施教。改进课堂的教学方法，以人为本，因材施教，充分发挥学生的潜力，提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系，处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点；研究重点理论和实践知识点的教学方法，使教学内容更贴近学生，引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。

教师采用“发现式”互动教学方法，通过精心设计教学过程，采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式，把握课程的进度，活跃课堂气氛，开发学生的潜能，使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路，使学生建立科学的思维方法与创新意识。

3.采用先进的教学手段

（1）把多媒体技术引入课堂教学中，使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体，同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等，让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架，便于知识定位。

（2）建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用：“计算机网络”课程网站，使师生在任何时候都可以利用网络资源学习；网络辅助教学平台（Blackboard）：向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等；思科网络技术培训网站（http：//cisco.netacad.net）作为思科网络技术培训基地之一，目前为部分优秀学生开放思科培训网站，让学生参与全球交流，直接接触最新网络技术；教师FTP：作为系统冗余，从教师FTP中学生也可以下载课件等。

4.加大实践教学环节，重视实践能力培养，培养学生的创新意识和创新能力

计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授，而忽视了动手实践方面的引导，为此应实验单独设课，独立考试。实验课学时占总学时的25%，并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时，补充了教材上没有的相关内容，如利用套接字进行网络通信编程，培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心，积极开展开放性实验，延长实验室开放时间，增加大量的设计性或综合性实验，为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础，培养学生的创新意识和创新能力。

5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重

计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程，教师在讲授的过程中贯彻教学理念，引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识，引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式，培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法，通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中，使同学们接触到真实的网络世界，提高实践运用能力，理论与工程应用并重。

实验课程通过综合设计性实验，充分发挥学生的想象力和创新能力，是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识，加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。

实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统，使学生对计算机网络有感性认识。

课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，为企业设计满足实际需求的计算机网络系统，使学生理论联系实际，加深对计算机网络课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。

四、结束语

本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成、互相交融，实现“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标，形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台，使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活，学生达到了乐学、善学、活学，而且增强了学生日常使用网络的能力，培养了学生的创新精神和实践能力。

参考文献

[1]王绍强.应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践[J].计算机教育，2009，(18):16-18.

第12篇

论文摘要：介绍了桂林电子科技大学在计算机网络课程教学改革方面的具体措施和方法。结合实际情况提出坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式；采用“发现式”互动教学方法，引进多媒体教学，网络教学；重视实践环节，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重。 

一、教学目标定位 

“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一，也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一，通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构，能建立网络的概念，重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议，并熟悉最常用的网络服务和网络工具，了解网络技术的新发展。 

教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障，即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次：[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中，网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识，在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源，如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等，适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业；网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业；网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础，今后主要从事科研和深层次开发工作，适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。 

二、“计算机网络”课程教学中存在的问题 

传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣，对新形势下的培养目标有一定的制约作用，主要问题表现在几个方面。[2] 

1.教材知识结构理论性偏强，教学内容偏离实际应用 

目前国内的大多数计算机网络教材都是以osi/rm为索引，分层次展开，全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等，知识点较多且内容抽象，学生理解起来比较困难，难以提高学习兴趣。osi体系结构是一个较为全面的网络层次结构，但是在实际中并没有得到广泛应用，实际中的网络案例又不完全符合osi体系结构，这往往会使学生对网络结构感到困惑。 

2.教学模式落后 

最初的教学模式是以教师为中心，通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程，便于系统地传授知识，但不利于学生认知主体作用的发挥，不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识，单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。 

3.实践环节薄弱 

一方面，计算机网络实验室的建设相对薄弱，实验设备落后，与实际应用的网络设备具有较大差距，且数量不足，无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面，实验课程的内容过于流程化和简单化，没有突出对学生创新能力的培养。 

4.忽视工程应用 

课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容，与之相适应的软件建设滞后，难以将工程应用融入到课堂。 

三、“计算机网络”课程的改革与实践 

针对以上不足，我们主要在五个方面进行了改革和实践。 

1.教材选用与内容优化 

不同的专业有不同的教学目标，必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言，“计算机网络”课程是专业技术基础课之一，除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议，还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较，选择谢希仁教授主编的《计算机网络》；在外文教材和双语授课时选择andrew s.t.的《computer network》英文教材。 

对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言，“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一，侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较，拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。 

针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题，在讲授的时候略去了部分内容，比如安全方面的内容（另外一门课讲授），增加了一些实践相关的内容，如winsock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新，引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向，在不断更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，培养学生的创新意识和发展意愿。 

2.坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式 

（1）贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念，[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合，以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展，推进人才培养目标的实现。 

更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代通信技术紧密结合，将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体，实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。 

（2）教师为主导，学生为主体，因材施教。改进课堂的教学方法，以人为本，因材施教，充分发挥学生的潜力，提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系，处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点；研究重点理论和实践知识点的教学方法，使教学内容更贴近学生，引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。 

教师采用“发现式”互动教学方法，通过精心设计教学过程，采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式，把握课程的进度，活跃课堂气氛，开发学生的潜能，使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路，使学生建立科学的思维方法与创新意识。 

3.采用先进的教学手段 

（1）把多媒体技术引入课堂教学中，使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体，同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等，让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架，便于知识定位。 

（2）建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用：“计算机网络”课程网站，使师生在任何时候都可以利用网络资源学习；网络辅助教学平台（blackboard）：向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等；思科网络技术培训网站（http：//cisco.netacad.net）作为思科网络技术培训基地之一，目前为部分优秀学生开放思科培训网站，让学生参与全球交流，直接接触最新网络技术；教师ftp：作为系统冗余，从教师ftp中学生也可以下载课件等。

4.加大实践教学环节，重视实践能力培养，培养学生的创新意识和创新能力 

计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授，而忽视了动手实践方面的引导，为此应实验单独设课，独立考试。实验课学时占总学时的25%，并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时，补充了教材上没有的相关内容，如利用套接字进行网络通信编程，培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心，积极开展开放性实验，延长实验室开放时间，增加大量的设计性或综合性实验，为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础，培养学生的创新意识和创新能力。 

5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重 

计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程，教师在讲授的过程中贯彻教学理念，引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识，引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式，培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法，通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中，使同学们接触到真实的网络世界，提高实践运用能力，理论与工程应用并重。 

实验课程通过综合设计性实验，充分发挥学生的想象力和创新能力，是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识，加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。 

实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统，使学生对计算机网络有感性认识。 

课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，为企业设计满足实际需求的计算机网络系统，使学生理论联系实际，加深对计算机网络课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。 

 四、结束语 

本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成、互相交融，实现“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标，形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台，使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活，学生达到了乐学、善学、活学，而且增强了学生日常使用网络的能力，培养了学生的创新精神和实践能力。 

 

参考文献： 

[1]王绍强.应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践[j].计算机教育,2009,(18):16-18. 

第13篇

关键词 中医药 科研实践 课外兴趣小组

中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.07.023

Practicing and Considering of Medical College Computer

Science Students' Training Mode

NIE Bin

（School of Computer Science， Jiangxi University of Traditional

Chinese Medicine， Nanchang， Jiangxi 330004）

Abstract Integrate the school's practical and social needs， in a "student-centered" philosophy of education， teachers and advocacy rooted in Chinese medicine， cultivating innovative， practical， applied computer professionals， it is a feature of personnel training of Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine. This article from professional guide， teacher construction， training programs， research and practice， extra-curricular and extra-curricular interest groups contest， graduation practice to introduce the practice and thinking.

Key words Chinese medicine， scientific research practice， the extra-curricular interest groups

1 中医药院校计算机专业碰到的挑战和机遇

信息技术发展极为迅速、应用十分广泛，在国内高校本科教育中规模庞大。目前计算机相关专业有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、特设专业智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程等。如何培养出符合国家规范和质量的大学生，成为计算机专业教育工作者和高校面临的课题。对于中医药院校的计算机专业，人才培养伴有更多挑战，但作为具有行业特色和应用背景的学校，又富有难得的机遇。

2 中医药院校计算机专业大学生培养模式

2.1专业引导

学校非常重视学生的专业引导，亲情式关爱。在新生入学时，举办一次师生见面会，专业老师、成功校友、新生及新生家长代表等都积极参与，大家就学生的顾虑与期盼、专业目标、学习方法、大学规划等方面进行友好交流。

每班都配有辅导员和专业班主任，既关爱生活，又注重全程专业引导，让学生随时随地都能感受家的温暖和前行指引。

计算机专业还设有课外兴趣小组――社，由学院牵头并提供学习场所，专业老师引导，学生自我组织及管理;分多个兴趣方向小组，本着老师带学生、老生带新生、团队协作、校内外专家授课等学习方式，进一步夯实专业知识基础，以提高专业创新和动手能力为目标，以参加校内外各级各类竞赛为练手。

另外，计算机专业还有许多得天独厚的资源，比如近年来涌现的成功榜样――乔布斯、彼尔盖茨、马云、马化腾等，激励着大学生努力学习，大胆创造，成就未来。

2.2 师资建设

我校计算机学科以服务中医现代化和客观化为主要目标，近年来，计算机学科与中医学科的融合越来越深入和广泛，逐渐形成了自己的特色，特别是中医药信息学的建立与发展。中医药信息学是中医学、中药学与信息科学所形成的交叉学科。中医药信息学的内涵是指在中医药研究各领域中信息的获取、传递、加工、存储、处理、分析、控制和输出等诸多方面，以中医药学知识体系为基础，以中医药信息为研究对象，融合信息学理论、信息管理理念和信息技术、应用数学、计算机科学的各种工具，研究中医药信息的运动规律，阐明和理解大量数据所包含的意义，发展中医药学理论与方法学，以提高中医药信息获取、转化与共享能力，解决阻碍中医药学发展的瓶颈问题，从而加快信息、知识与智能转化速度，为中医药学发展提供支撑。

教师扎根于中医药及中医药信息学，逐步形成了四个稳定的研究方向：医药信息与数据库，医药数据分析挖掘，医学图像处理，医疗嵌入式系统。近年来，在与中医学交叉融合方面，主持或参与各级各类课题30多项，经费达200多万元。主要研究集中在中医证―方―剂、病证、图像处理、舌诊脉诊、决策系统和病证推理、治疗仪等，发表相关学术论文30篇，申请专利和软件著作权3项，获科研成果奖1项。在与中药学交叉融合方面，作为主要团队参与了2项国家重点基础研究发展计划，1项“重大新药创制”科技重大专项，同时也积极主持或参与了其它级别课题。主要研究集中在中药量―效关系，有效成份分析，中药智能勾兑等。

2.3 培养方案

在培养方案的制定，按照《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》等国家要求，参阅了国内外高校计算机专业的相关信息，并充分结合本校实际和行业需求，充分讨论形成。

医药软件工程方向培养目标：系统掌握软件工程领域基础理论，具有较强工程实践能力，能将现代信息技术应用于医药领域，推进医药行业信息化建设，提升医药行业管理水平的高素质应用型专业人才。毕业生适于在医药卫生领域、IT行业、行政机关、科研部门、金融机构等各类企事业等单位从事软件应用与开发、科学研究、计算机教学工作，也可从事信息管理及软件系统维护工作。

医药信息系统方向培养目标：具备计算机科学技术知识及其应用能力，具备医药信息管理的知识与能力，能在各级卫生管理机构、医疗科研机构、大型医药企业、医药院校、新闻出版机构从事医药科技信息管理、信息服务、信息资源开发利用以及卫生情报管理的高级专门人才。

按照培养目标要求，在最新版课程设置中，包括中医药类相关课程：概率论与医药统计、现代医学基础、中医药学概论、医学信息数据库设计与应用、医院信息管理系统、医药信息分析与决策、医学图像处理、医学统计与SAS编程等。

2.4 科研实践

科研创新能力、动手能力等是大学生各种能力的整体显现和实际运用，是大学生学习能力的最终价值体现。学生毕业后不论从事何种工作，其学习能力、运用知识能力、动手能力和科研创新能力的强弱将影响就业竞争力和今后的作为。

为贯彻执行学校办学思想，与时俱进地转变人才培养模式，培养创新型实践型和创业型人才，在计算机专业教学计划中增设1门计算机科研实践课程，在第5个学期实施。为此，还专门制定了相关管理制度，包括：计算机专业科研实践课程教学要求、科研实践班教学督导制度、关于成立科研实践教学督导小组的通知、科研实践班学生管理制度、科研实践课程项目（立项）评审办法、科研实践班绩效管理实施办法、科研实践班过程管理办法、科研实践班科研实践进度安排、计算机科研实践期初调查问卷、计算机科研实践期终调查问卷等。

实践内容主要是在全校范围内征集的课题，同医药结合的课题优先，由老师指导学生完成相应的任务，从而增强学生的动手能力和创新思维。考核内容包括：参加科研实践期间表现，软件工程概论课程理论考试成绩，文献综述，科研心得，作品，科研论文质量及答辩情况等。这样，学生按照软件工程的要求，经历了一个项目开发的整个过程，从而巩固了专业基础知识、学习了查阅文献、加强了文档撰写能力、增强了团队合作意识、提高了计算机理论联系实际及动手完成作品的能力。

通过6年的科研实践教学，涌现了一批优秀作品，如：基于Android的中医证方药系统研究、江中健康信息管理系统、溃疡性结肠炎中医临床用药文献分类与数据库建立、中医舌象胖瘦分析器的研究等，打造了一支优秀队伍，培养的学生更加优秀。

2.5 课外兴趣小组与课外竞赛

培养学生的创新、创业及实践能力，课外实践是关键一环。为了让学生充分利用课外时间，给学生搭建一个良好的学习平台，计算机专业成立了课外兴趣小组――杨帆社，目标是以专业学习与创造为主，管理上采用社团形式，人员尽量吸收全体计算机专业学生，核心团队以有热情、专业技术强、创意能力强的学生为主，采用老师带学生、老生带新生、团队协作、校内外专家授课等学习方式，以参加校内外各级各类竞赛为练手。

据不完全统计，该院组织学生参加中国教育机器人大赛、中国大学生计算机设计大赛、“天堰挑战杯”、全国数学建模比赛、江西省创新创业展示活动等各级各类竞赛，获奖数量和质量逐年上升。如图1。

2.6 毕业实习

毕业实习是一个重要环节，为了检验学生前期学习效果，弥合课堂理论学习与实际工作的差距，提高动手能力和增强岗位工作能力。学院有选择地安排学生到省属各大医院、医药企业、医药管理单位、医疗器械企事业单位等机构实习，炼就学生的实际工作本领，提升学生竞争力。

3 结语

在今后的计算机专业人才培养过程中，应总结现有成功经验，不断完善培养体系，加强计算机专业与中医药融合，注重过程和质量控制，增强学生和用人单位反馈机制，引入“互联网+”等新思路新概念，加大创新能力培养。

通过上述实践证明，结合学校实际和社会需求，本着“以学生为中心”的教育理念，倡导师生紧密融合中医药，培养创新型、实践型、应用型计算机专业人才，是可行有效的。今后要不断总结现有成功经验，更新与完善培养体系，为人才培养做出更大努力。

基金项目：江西中医药大学教学改革项目（乔布斯创新精神促进计算机专业学生创新创业能力培养研究2012jzjg-35）

参考文献

[1] 倪健，孙胜娟，楚荣珍. 具有行业和地方特色的计算机专业CDIO人才培养模式的研究与实践[J]. 教育教学论坛，2013，21：211-213.

[2] 孔令富. 具有行业特色院校的计算机专业人才培养研究与试点[J]. 计算机教育，2011，03：3.

[3] 魏怀明. 具有行业特色的计算机类专业建设[J]. 计算机教育，2011，22：26-28.

[4] 王秋安. 具有医药信息化特色的校企合作大学生培养模式探析[J]. 河南教育（中旬），2012，04：18-19.

[5] 丁兴红，赵伟春，刘文洪. 具有中医药特色的生物工程专业培养模式的实践和思考[J]. 中医教育，2007，05：25-27.

第14篇

北京大学计算机实验教学中心为了更好地培养本科生的创造能力，为优秀人才的脱颖而出创造条件，在改革计算机实验教学课程体系、提升计算机实验教学软环境方面进行了深入地探索和实践。

1实验教学中心概况

随着计算机科学技术的普及与发展, 2000年7月北京大学规定所有本科生必须修满两学期以上的计算机基础课程，并将该系列课程列为本科生主干基础课进行重点建设。学校出于计算机教学统筹规划与建设的考虑，将原北京大学计算中心教学实验室、北京大学计算机科学技术系软件实验教学实验室和“北大-IBM联合实验室”整合为计算机实验教学中心，由计算机科学技术系统一组织授课。

实验教学中心成立以来，在学校的支持下，通过“211工程”、“985工程(一期)”建设资金投入，已建设成优良的实验教学环境。几年来共投入建设经费近2300万元，在具备良好实验环境的基础上，保证设备完好率达到了99％以上，为全校近90门课程提供计算机实习环境，其中面向全校学生的实验室全年362天开放。

经过几年的建设，通过融合多个学科领域的教学资源，北京大学计算机实验教学中心已经建成为一个包含六类计算机实验教学实验室，服务全校本科生的全校最大的实验教学中心。这六类实验室分别是大型基础实验室、软件实验室、IBM实验室、ACM竞赛实验室、国防生实验室和创新实验室等。其中大型基础实验室完成全校非信息科学技术学院本科生(文理工医)的上机实习任务；软件实验室完成信息科学技术学院本科生的上机实习任务；IBM实验室为开设各种与公司合作的课程提供先进的授课环境；ACM竞赛实验室用于培养对竞赛感兴趣的学生自主学习和培训，并为北大ACM集训队的学生24小时开放；国防生实验室专门为国防生提供上机服务。以上五类实验室根据实验教学内容的要求，都进行了开放运行，并且大型基础实验室和软件实验室在没有课堂教学的时间对学生实行全面开放。而创新实验室，是由计算机系微处理器研究中心、软件工程研究中心、计算机网络研究中心、数据库研究中心、计算机语言所以及人工智能研究中心等的研究平台上为本科生提供的科研实习基地建设而成，用于本科生参与科研实习的项目。

计算机实验教学中心由专职教师和兼职教师组成。固定编制人员中教师系列人员作为教学梯队的核心力量，负责实验教学与改革，部分专职教师还承担理论课教学工作；实验技术系列人员承担日常教辅工作和新教学仪器设备的研发任务，中心和所属实验室的主要管理岗位由教师系列中的骨干人员兼任，实行教学管理和实验室管理的一体化，以减少固定编制数量和提高工作效率。兼职教师队伍来自各个学科专业，与专职实验教师共同进行实验教学与改革，担任实验课程主持人。这种实验教学队伍组成模式为理论与实践的互动、教学与科研的相互促进奠定了基础。经过几年的建设，实验教学中心形成了以中心在编教师为核心，兼职教师为骨干，研究生助教为补充的实验课教学梯队。

2实验课程教学体系建设

实验教学中心依托信息学院科研优势促进实验教学，建立了课程教学和科研实践相结合的实验教学体系。

实验教学中心为全校三个层次的学生提供不同模块的计算机教学课程。三个层次分别是全校文理工医本科生、信息科学技术学院本科生和信息学院计算机科学技术系本科生。对于同一受众群体，根据学生情况分班分层次教学。基础好、领悟力强的学生给予实验班教学、大部分学生在普通班学习、为基础较差的学生开设辅导班个别辅导。在同一授课层次的授课内容中，采取基础训练(30%)、综合实践(40%)和创新培养(30%)相结合的培养模式。

实验教学中心主要承担三个层次的实验教学课程。一是全校本科生一年级主干必修课――计算机基础课实习部分，包括“文科计算机基础”(上学期、下学期)，理科“计算概论B”(上学期)，理科“数据结构与算法B”(下学期)。二是信息科学技术学院本科生与计算机有关的课程软件实习部分。三是计算机辅修、双学位、全校通选、公选计算机课程的软件实习部分。其中信息科学技术学院的实验课程体系建设与信息学院的课程体系建设相配套。

北京大学信息科学技术学院目前有四个本科生专业，分别为计算机科学与技术、电子学、微电子学和智能科学。其中前三个是成立学院时就有的专业，而第四个是学院成立后设立的全国第一个智能科学专业。在原有的教学体系中，每个专业的课程自成体系。一方面每个专业的学生知识面较窄，不利于学生适应快速发展的社会需求；另一方面有些课程在不同专业重复设置，浪费教学资源。2002年学院成立后制定了新的本科生教学计划，打通一年级四个专业的主要基础课程，建立信息学院的基础教学平台课，然后在此基础上构建各个专业的核心课，并在2005 年、2007 年两次进行了修订。提出了重视基础，分阶段、多层次的模块式教学计划，把课程分成三个阶段安排(一年级、二年级和高年级三个阶段)，除学校公共必修课外，把课程分成四个层级：学院公共平台必修课、专业基础必修课、专业核心选修课、任选课。为了加强基础，淡化专业，一年级统一安排数学、物理、计算机和电路方面的基础课，使得不同专业的学生在软硬件方面都得到加强。

为了与信息学院的课程体系相配套，实验教学中心调整实验课程教学体系，并对实验室及实验设备进行合理配置，将全院各专业与计算机有关课程的软件实习部分安排在中心的软件实验室进行，这样一方面减轻了原专业实验室的压力，同时又充分利用了软件实验室的设备与管理优势，融合多学科课程实验平台，实现资源共享，提高设备的利用率，从而有力地保障了打通四个专业后计算机实验教学的有序进行。实验教学中心为信息学院本科生所开设的与计算机有关的部分实验课程如表1所示。

在实验课程建设中我们采取“三个依托”的建设模式，即一是依托先进的教学辅助系统，强化本科生基础编程能力；使用北京大学自主研发的“百练”程序在线评测系统，在“计算概论”、“程序设计实习”、“数据结构与算法”、“算法设计与分析”等系列课程中，使用该系统实行上机考试一票否决制。二是依托科研团队，建设系列专业课程；不同方向的研究团队负责建设研究方向相关的系列课程，保持教学内容与学科发展同步。三是依托科研项目，培养学生创新实践能力。信息学院本科生从一年级陆续进入课题组；80%在三年级进入课题组；100%在四年级进入课题组，统一制定了相应的本科生科研实习管理办法，每个研究所制定了本科生科研实习培养方案细则。

具体的操作方法和实施手段包括：

(1) 基本功训练。利用程序设计基础课程群强化基础编程能力，系统软件和硬件课程群强化理论和实践并重。

在编程基本功训练方面，将“计算概论”、“程序设计实习”、“数据结构与算法”、“算法分析与设计”作为一个训练基本功的系列课程平台来建设，编制一整套分层次分知识点的上机实习题集；采用北京大学自主研发的“百练”程序在线评测系统POJ，保证学生全年365天每天24小时，随时随地有上机实习编程的环境；在实习内容上比较国际一流大学的深度和广度，广泛吸收全球大学生程序设计竞赛中的优秀题目。

在硬件基础能力训练方面，将“数字逻辑”、“微机原理”、“计算机组成和体系结构”、“计算机网络”作为一个系列基本训练课程平台来建设，搭建一个层次分明、衔接过渡平缓、深度和广度与国际研究最前沿看齐的教学体系。并将理论和实习单独设课，强化学生动手能力、综合能力、创造能力的培养。

在系统软件理论与实践并重方面，“编译原理”和“编译实习”、“操作系统”和“操作系统实习”，理论课和实习课分别独立设课，实习部分采用MIT的实验课程模块，按学生团队分别完成实项目的方式，提高学生对理论的理解和实际应用的能力，并在项目中培养合作能力和创造力。

(2) 在科研实践中培养创新能力和综合能力。建立一整套本科生科研实习制度。

本科生全员参与科研实习，将科研实习与本科生课程训练并列为本科生培养的两个组成部分。在一二年级学生中遴选一些基础好的学生通过“校长基金”、“q政基金”、“教育部大学生科研实践计划”、教师自筹等项目进入课题组参与科研项目的研究。在三年级，各个研究所实验室制度化招收实习本科生，包括组织报名、考核、录取、基础培训、规章制度培训、前沿介绍、与学生讨论确定选题，之后进入与研究生同样的培养模式进行培养。在四年级，所有没进入实验室实习的学生通过双向选择进入研究所实验室完成本科论文。

3实验教学中心教学特色

实验教学中心在走课程教学和科研实践相结合的实验教学体系道路的同时，利用竞赛带动实验教学改革，利用自主研发的程序在线评测系统改革传统实验课程教学模式。

从2002年开始，实验教学中心每年面向全校学生举办一次北京大学程序设计竞赛及北京大学ACM代表队选拔赛，为学生提供展示程序设计水平和能力的平台，提高了学生的学习积极性。组织北京大学ACM代表队参加国际大学生程序设计竞赛亚洲区预选赛及全球总决赛，培养了一批出类拔萃的计算机学科优秀人才。在培训ACM代表队的过程中，积累了大量优秀的考试题目，这些题目是来自全球的优秀教师多年出题的积累，融趣味性和知识性于一体，覆盖计算机专业基础课程的绝大部分内容，兼顾宽度和深度。我们把这些题目做适当筛选，分层次融入“计算概论”、“程序设计实习”、“数据结构与算法”、“算法分析与设计”等系列课程正常的教学中，取得了很好的教学效果。

自主研发的目前服务全球的北京大学程序在线评测系统(Peking University Online Judge，简称POJ)，在基础实验教学中广泛地应用，为改革传统实验课程教学模式发挥了很大作用。POJ是一个基于万维网的服务系统，全天24小时向全球提供服务。用户在练习某个题目时，只需要将源程序通过网页提交，在几秒种之内就会得到正确与否的回答。POJ对于程序的评判是极为严格的，学生的程序根据POJ给出的输入数据进行计算并输出结果。POJ在服务器端编译、运行被提交的程序，取得输出结果和标准答案对比，必须一个字节都不差程序才能算通过。这对于培养严谨、周密的程序设计作风极为有效，学生必须考虑到每一个细节和特殊边界条件，而不是大体上正确就能通过。传统的人工评判是难以做到这一点的。使用POJ系统进行程序设计类相关课程教学时，一方面可以在网上布置作业题目，学生随时完成作业、提交并获得评测结果，减轻了教员批改作业的负担同时增强了批改的准确性；另一方面教员亦可在网上监督学生作业完成情况，并就存在的问题进行解答。网上实时的编程考试，更能考察出学生的动手能力，同时有助于威慑和杜绝作弊现象。POJ程序在线评测系统提供免费软件下载，供有兴趣的学校和个人搭建自己的在线评测系统。

4实验教学中心管理特色

实验教学中心6大类实验室中各个实验室根据实验教学需要可以固定时间段授课、多时间段开放和全开放运行，并可以进行适当调配。大型基础实验室面向全校学生开放，软件实验室面向信息学院的学生开放，两个实验室在管理方法上有着各自的特点，都坚持技术与管理自主创新的原则。

大型基础实验室拥有8个机房600多台微机，全校文科的“计算机基础(上、下)”、理科的“计算概论”和“数据结构与算法B”，以及“大学英语”等课程均由该实验室承担。大型基础实验室在构建网络化、一流的实验环境中，以人为本，自主创新，发挥多年来软硬件、网络等综合技术优势，中心先后率先在高校研制了三个版本的计算机实验室管理系统，即基于windows NT局域网账户计费管理系统；基于windows NT的跨网段账户计费管理系统；基于windows 2000的跨网段账户计费管理系统。实现了跨网段、跨域、多机房一体化安全集中高效管理；同时也实现了机房无卡账户计费管理，一账号多功能(大型基础实验室上机、学校网关上网、收发Email)、无卡(出入机房卡、写保护卡)、无瓶颈、无时间/无机房/无宿舍限制，使用简单便捷，该系统推广到原北京医科大学、地质大学、经贸大学等十几个院校使用。大型基础实验室机房整体布局，自主设计的终端桌技术使得在无防静电地板的情况下，桌面地面上无线，既节省资金，又便于使用、维护维修和卫生清扫。

软件实验室全面承担信息学院学生的软件实习课程，提供灵活的实验环境。软件实验室利用自行研发的“计算机开放实验室机时管理系统”进行自动化管理。全方位开放时间为早8:00至晚21:00。上机用户在开放时间可随时自由进入实验室使用机房中的任何一台计算机，并且可以随时退出系统。若遇到机时不足的情况，可以在实验室开放时间内随时增加机时。上机用户可以使用实验室及局域网上所有资源，通过自己的专有账户备份需要的信息。若用户对自己的机时使用情况有疑义，可申请打印机时清单。软件实验室人员可随时远程关闭实验室内的任意一台计算机。可通过软件控制实验室内的机器是否与外网连接，为教师提供了灵活方便的教学环境。

在课程安排上，除自由上机外，软件实验室为信息学院计算机平台课提供固定时间、固定机位(帐号与机位邦定)的实习条件，以充分保证信息学院学生打好牢固的编程基础，利于助教了解学生的情况，避免学生不参与实验课的情况发生。对于计算机专业课，主要是高年级学生选课，人数相对较少，学生以自由上机为主，同时可根据教师要求固定实验教学时间。另外软件实验室还利用小机房为一些特色小班课在固定的时段内开放本地管理员权限，在方便学生上机的同时，在有限的空间里提供了更多的服务。

第15篇

关键词：汽轮机，振动，傅里叶变换，小波分析

 

1.前言

“设备故障诊断（Condition Monitoring andFaults Diagnosis）”是近年来发展起来的一门新兴技术，包含两方面的内容：一是对设备的现场运行状态进行检测；二是在出现故障情况时对故障进行分析与诊断。

汽轮机是电力企业中的关键生产设备，对其开展状态监测与故障诊断工作，保障设备安全可靠的运行，可以取得巨大的经济效益和社会效益。汽轮机的故障诊断技术是借助机械振动、转子动力学等理论深入研究和认识设备的故障机理;运用现代测试技术、测量技术、测量与监视伴随设备运行的振动、噪声、温度、压力、流量等参数；利用信号分析与数据处理技术，对这些参数的模拟或数字信息进行处理；建立动态信息与设备故障之间的联系，运用智能科学技术确定设备的诊断思想；以计算机技术为核心，建立故障监测与诊断的系统。

2．汽轮机振动分类

转子及轴系的振动是造成汽轮发电机组振动故障的主要原因。轴和轴系在机组内作旋转运动，其常见故障有不平衡、弯曲、油膜涡动、不对中以及由此而产生的变形碰摩等。。以下就各种情况的振动特征作简要分析。。[1]

2.1不平衡轴的不平衡一般有:静不平衡、双面不平衡，动不平衡和动静不平衡4种。在轴系存在静不平衡的情况下，它是一个截面的不平衡，轴旋转时产生一个不平衡力矩M，并呈周期性变化，形成一阶转频的振动。

其他三种不平衡状态是多个截面的不平衡，每一个截面的不平衡所激发的横向振动与静不平衡是一样的，只是各截面上振动相位和幅值大小有差异，其特征频率仍然是。

不平衡故障特征：振动的时域波形为正弦波；频谱图中能量集中于基频；当转子角速度< (固有频率)时，振幅随的增大而增大;当>时，增大时振幅趋于一个较小的稳定值；当接近时发生共振，振幅具有最大峰值；当工作转速一定时，相位稳定；转子的轴心轨迹为椭圆；转子的进动特征为同步正进动；振动的强烈程度对工作转速的变化很敏感。

2.2轴弯曲轴和轴系安装不良、热变形和自重都会引起轴的弯曲。轴的弯曲实质上是轴的不平衡的又一种表现。在轴旋转时这种不平衡会导致一阶转频的横向振动，同时还会产生一阶转频的轴向振动和二阶转频2的横向振动。

轴弯曲的故障特征：特征频率为1X，常伴频率为2X；振动特性稳定，振动方向为径向、轴向；相位特征稳定；轴心轨迹为椭圆；进动方向为同步正进动；振幅随转速变化较为明显，随负荷变化不明显。。

2.3轴不对中与连轴节的故障轴系安装中轴有弯曲并存在较大间隙等都会导致轴系不对中，从而在旋转时产生振动，使联轴节处于不正常工作状态。轴系不对中分为轴线平行且偏离一段距离、两轴线交叉和两轴线交错等几种形式。

轴系不对中在运转过程中产生振动不对中会激发出一阶转频. 的轴向振动，同时会产生二阶转频2的横向振动。

二阶转频2横向振动和一阶转频的轴向振动是不对中故障状态的特征。如果二阶转频横向振动的振幅是一阶转频横向振动的振幅的30%-75%时，则此不对中度(即不同轴度)联轴节还可承受；若达到75%-150% 时，则联轴节会产生故障；若超过150% 时，则会使联轴节产生严重故障，加速磨损以至不能使用。

轴不对中故障特征：特征频率2X，常伴频率1X、 3X；振动特性稳定，振动方向为径向、轴向；相位特征较稳定；轴心轨迹为双环椭圆；进动方向为正进动；振幅随转速、负荷变化都较为明显。

其他故障还有碰摩和油膜涡动[2]等。

3.振动信号分析

在振动信号分析中，通常采用的是傅立叶变换，虽然傅立叶变换能较好地刻划信号的频域特性，但几乎不提供信号在时域上的任何信息。这样我们在信号分析中面临如下一对基本矛盾:时域与频域的局部化矛盾。即我们若想在时域上得到信号足够精确的信息，就得不到信号在频域上的信息，反之亦然。

从原则上讲，凡传统使用傅立叶分析的地方，都可采用小波分析，小波分析优于傅立叶分析的地方是，采用小波包技术后，它在时域和频域同时具有良好的局部化性质，而且由于对高频成分采用逐渐精细的时域和空域取样步长，从而可以聚焦到对象的任意细节，故小波变换符合高频信号的分辨率较高的要求，而且小波变换适当离散化后能构成标准正交系，这无论是在理论上，还是在应用上都是极其有用的。小波分析克服了傅立叶变换不适用于非平稳信号分析、不能同时进行时间一频率局域性分析等缺点，代表了信号分析发展的一个新阶段。[3]

小波分析是傅立叶分析思想上的发展和延拓。二者是相辅相成的，但有以下不同：

(1) 傅立叶变换的实质是把能量有限信号分解到以{}上;小波变换的实质是把能量有限信号分解到以 (j=1,2,…，J)和所构成的空间上。

(2) 傅立叶变换的基函数为三角函数，具有唯一性；Wavelet变换的小波函数具有多样性。

(3)在频率分析中，傅立叶变换具有较好的局部化能力，特别是对于那些频率成分较简单的确定信号，傅立叶变换很容易把信号表示成各频率成分的叠加;但在时域中，它没有局部化能力。

4.结论 汽轮机振动是影响机组安全运行的一个重要指标。产生振动的原因是多种多样的，不同的原因有不同的振动特征。小波变换是近年来兴起的信号分析手段。在数学领域，它被认为是现代付立叶分析的重大突破。小波变换优于付立叶变换的地方在于它在时域和领域同时具有良好的局部化性质，可以聚焦到信号的任意细节。因此，在汽轮机振动信号的处理中，比傅里叶变换更加有效。

参考文献

[1] 冯志鹏，宋希庚，薛冬新等.旋转机械故障诊断理论与技术进展综述.振动与冲击，2001,Vol. 20No. 4: 36-39

[2]陈进 机械设备振动监测与故障诊断[M].上海交通大学出版社，1999.71-74.

[3]刘贵忠等.小波分析及应用.西安电子科技大学出版社，1995