“智能科學與技術”專業(yè)教學平臺探討

劉建華　王曙光　范九倫

摘要：本文針對“智能科學與技術”專業(yè)的培養(yǎng)計劃，圍繞課程體系、實驗體系、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探討了如何構建“智能科學與技術”專業(yè)的教學平臺。

關鍵詞：課程體系；實驗體系；教學平臺

中圖分類號：G642文獻標識碼：A、

1引言

智能科學的理論、技術及其應用已經(jīng)發(fā)展成為信息技術創(chuàng)新的重要生長點，“智能科學與技術”本科專業(yè)是面向21世紀、具有廣闊發(fā)展前景和巨大應用需求的新型專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)具有信息科學、智能科學、腦與認知科學、現(xiàn)代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、人工智能、信息網(wǎng)絡、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合型人才。2004年，北京大學開始在“智能科學與技術”本科專業(yè)招生，開創(chuàng)了“智能科學與技術”專業(yè)本科教育的先河。隨后，國內更多院校陸續(xù)開設該專業(yè)，現(xiàn)在“智能科學與技術”本科專業(yè)在全國已初具規(guī)模。

盡管“智能科學與技術”本科專業(yè)被譽為“操縱未來的專業(yè)”，但將其納入本科教育，仍處于探索階段，可供參考的資料和形成的教學經(jīng)驗和體系非常有限，仍需要開拓創(chuàng)新，努力探索，大膽實踐。本文結合我校在專業(yè)建設過程中的一些探索和想法，就教學平臺建設談一些體會，重點談課程體系、實驗體系、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的問題。

2課程體系建設

計算機和通訊技術的結合，形成了以計算機為核心的信息網(wǎng)絡，由此引發(fā)的信息革命也是一場數(shù)字化革命，智能革命的時空動力是網(wǎng)絡革命，促使信息網(wǎng)絡發(fā)展為智能網(wǎng)絡。“智能科學與技術”專業(yè)的課程體系建設應以計算機科學的內涵為邏輯起點，以數(shù)字信息獲取、處理和響應的本質屬性為中心，由淺入深地推理和演繹出一套完整的理論體系，在理論框架的指導下科學合理地建立一套完整的課程體系。結合我院的實際，我們在對學生、學科和社會需求研究的基礎上，確定了課程內容。我們把對學習主體的尊重、學科的發(fā)展和社會的需要協(xié)調起來，在課程體系建設方面重點考慮了以下內容：

(1)面向應用

我院是以教學為主的高等院校，重點培養(yǎng)應用型人才，學生應具有較強的實踐動手能力。

(2)以學生為中心

課程體系的建設應樹立以學生為本、為學生服務的思想，有利于學生素質教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(3)突出特色

信息通信是我院的傳統(tǒng)和特色，它和測控技術、自動化技術、計算機技術、信息技術密切相關。根據(jù)我院的辦學特色，參考其他兄弟院校的培養(yǎng)方案，我們將該專業(yè)培養(yǎng)的重點放在智能信息處理、智能機器人兩個方向上。

按照課程設置的原則，遵循國家的相關規(guī)定，參考其他院校的經(jīng)驗，我院智能科學與技術專業(yè)的課程體系圍繞“三個平臺，兩個方向，一個目標”進行建設。三個平臺分別為公共基礎課平臺、專業(yè)基礎課平臺、專業(yè)課平臺；兩個方向分別為智能信息處理和智能機器人；一個目標為培養(yǎng)有特色、面向就業(yè)的工程應用型人才。具體如圖1所示：

3實驗體系建設

“智能科學與技術”是一個新興專業(yè)，實驗教學體系尚處于探索階段。總結近年來智能信息處理和智能機器人理論研究成果和實驗設備開發(fā)已有素材的基礎上，我們在“智能科學與技術”專業(yè)的實驗教學體系建設上重點考慮了以下幾方面：

(1)層次化

實驗教學一方面是為了配合理論教學而設置的驗證性實驗，一方面是為了提高學生的綜合能力而進行的綜合設計性實驗。此外還應面向學生就業(yè)，通過各種方法和手段開展實訓、創(chuàng)新性實驗。

(2)開放性

開放性包含兩個層面的含義，一是開放實驗時間和實驗場地，讓學生自己選擇實驗時間和實驗場地；二是開放實驗內容，讓學生自己選擇部分實驗項目，提高學生理解和解決問題的能力，加強學生的動手實踐能力。

(3)有特色

立足我院信息通信特色，強化智能信息處理、智能機器人方向的實驗設置。

為此，我們的實驗室建設體系圍繞“三個層次，兩個方向”進行建設。三個層次是配合理論教學的驗證性實驗、提高學生能力的綜合設計性實驗、強調創(chuàng)新的開放性實驗。兩個方向是奇偶智能信息處理和智能機器人，智能信息處理以圖形圖像為主要處理對象，進行圖像處理、模式識別等內容的實驗，以軟件設計為主、部分結合硬件；智能機器人重點放在了以硬件設計為主的嵌入式系統(tǒng)設計。具體的教學實驗平臺如圖2所示：

4創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在高等學院質量工程建設中，國家明確提出了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。作為新興的專業(yè)，“智能科學與技術”專業(yè)更是應該從一開始就抓住這個機遇，制定創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式。我們認為，培養(yǎng)創(chuàng)新精神需要堅持“一個中心”、“三個結合”，即以學生為中心，課內與課外相結合，科學與人文相結合，教學與研究相結合，逐漸形成獨具特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。重點考慮做好以下幾方面的工作：

(1)加強學生集中實踐環(huán)節(jié)的教學，建立實習基地，加強認識實習、課程設計、開放實驗、科研訓練、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計實踐環(huán)節(jié)的教學，提高學生的團隊協(xié)作、認真求實和獨立思考的創(chuàng)新意識。

(2)增加選修課、跨學科課程和素質拓展類課程，提高學生的求知欲、進取心、挑戰(zhàn)欲、自信心、意志力等。

(3)積極引導和鼓勵學生參加各種競賽，參加學科競賽是引導學生努力學習、靈活創(chuàng)新的有效途徑。

(4)組織素質高、能力強學生參與教師的科研活動，使學生的能力在真正的科研活動中得到鍛煉和提高。

5結束語

人才培養(yǎng)是高校的根本任務，突出內涵發(fā)展，尋求人才培養(yǎng)模式的新突破，為國家建設培養(yǎng)更多的高素質、高層次人才，是我們義不容辭的責任。一個專業(yè)的建設是一項系統(tǒng)工程，我們不僅要從傳統(tǒng)教學模式中汲取營養(yǎng)，也要不斷地探索，尋求新的思路、策略和舉措。本文結合我校自身的特點，就“智能科學與技術”本科專業(yè)教學體系的建設進行了探討，還需要在實踐中不斷修正和完善。