北京大學智能科學系本科生培養體系探索

　　摘要：論述北京大學智能科學系在本科生培養體系的建設過程中，重點關注招生、教學、育人三個環節，在“計劃指導，自愿優先，排名調劑，加強疏導”的原則指導下，把好分流關，吸引真正對智能科學感興趣的學生選擇智能科學專業；在教學環節，建立了一套將基礎課程、以機器感知和機器智能為核心的選修課與研究基金項目相結合的創新課程體系；同時，建立了一支“高素質，高穩定，高標準，精致化”本科生導師隊伍，使本科生的學業得到綜合指導，本科生培養水平全面提高。
　　關鍵詞：智能科學與技術；培養體系；本科生
　　
　　北大是“常為新”的，特別是在信息科學這樣一個引領著時代最前沿科技發展的學科領域里。上世紀八十年代中期，北京大學一批具有長遠發展眼光的有識之士倡議建立一個多學科交叉研究中心，以數學系、無線電(電子學)系和計算機系為主，聯合心理學、中文、遙感等共十個系所，宗旨是在信息科學領域開展多學科交叉研究，充分發揮北大的綜合優勢。中心的建立牢牢把握住了時代發展的方向，獲得了快速的發展。很快，北大在中心的基礎上建立了第一個國家實驗室，并取得了豐碩的成果。2002年9月，在信息中心和國家重點實驗室的基礎上，北京大學智能科學系組建完成，并與次年并入北京大學最大的學院——信息科學技術學院，翻開了發展進程中嶄新的一頁[1]。
　　智能科學系的誕生是改革和創新的產物，它的發展也是與時俱進的。智能科學與技術被認為是當今信息科學領域最重要的創新點和增長點之一，它正在成為關系到國民經濟發展，國家安全穩定的新興領域。正是在這樣的大背景之下，智能科學系的老師們深入調研，精心準備，于2003年向教育部申報“智能科學與技術”本科專業，并獲得了教育部的批準，于次年開始招收本科生，這也開了全國智能科學本科教育的先河。目前，已經有4屆智能科學系本科生順利完成了他們的本科學業，邁入了新的人生階段。我們也在不斷探索和嘗試中，初步建立了一套適合北大學生成長成才的智能科學系本科生培養體系。
　　1北大智能科學系本科生培養體系概述
　　在培養智能科學系本科生的過程中，我們的老師始終堅持“以學生為本”的原則，多方面關注學生發展，把握智能科學技術的新興前沿領域，面向國家建設重大需求，確立具有創新精神和實踐能力的多層次復合人才的培養格局。為了實現這樣的培養目標，我們在本科生培養過程中牢牢抓住招生、教學、育人這三個重點環節，充分尊重學生的個性化發展，因材施教，力爭將學生培養成為具有國際視野的行業領軍人才，具體為具有原創能力的研究型人才，具有集成能力的工程型人才和具有組織能力的管理型人才。在我們的主要培養思路如下[2]。
　　1) 把好分流關，吸引真正對智能科學感興趣的學生選擇智能科學專業。
　　2) 創新課程體系，優化課程內容，建立和完善智能科學技術學科體系。
　　3) 完善本科生導師制，加強課外引導，建立全方位的培養體系。
　　2智能科學專業分流
　　從2004年開始，在北京大學“加強基礎，淡化專業，因材施教，分流培養”這一原則的指導下，信息科學技術學院開始按照大類招生，即本科一年級學生在進入學校后不分具體專業，統一學習信息學科基礎課程。在一年級下半學期期末，按照“計劃指導，自愿優先，排名調劑，加強疏導”的方針，由學生自主選擇專業。
　　與學院其他3個老牌系(電子學系50 年歷史、計算機和微電子系30年歷史)相比，智能科學系創立時間短，基礎條件薄弱，缺乏畢業生記錄的宣傳說明，所以，分流過程中并無優勢可言。為了吸引優秀的學生選擇智能科學系，我們充分利用學院在專業分流前期安排的宣傳引導工作階段，通過制作專業手冊、舉辦專場講座、舉行網絡討論、安排導師專場指導等方式向大一學生宣傳智能科學系；在學院統一的開放日里，我們將自己最引以為傲的科研成果通過通俗易懂的形式展現給學生，并且安排資深研究人員現場咨詢，幫助同學們了解智能科學系的特點。通過這些扎扎實實的工作和細致有效的宣傳，同學們逐漸領略到了智能科學的魅力，越來越多的人選擇智能科學。圖1為智能科學系分流人數的趨勢圖。
　　從圖1中可以看出，2004級至2009級，信息學院大一學生中選擇智能科學系的學生數量逐年上升。另外，需要特別指出的是，2008年學院第一屆智能科學本科生順利畢業，并且取得了良好的成績。2008屆智能科學系本科生全班學習成績在學校綜合評估中優良率達到了93%，34名同學中有22名繼續保送本校讀研，4 名同學獲得了大型國有企業和知名外企的工作機會，8 名同學獲得出國深造機會，在歐、美一些名校攻讀博士，其中有一名學生同時拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內的著名大學的全額獎學金(最后選擇MIT)。表1所示為2004級—2006級智能科學系本科畢業生去向。
　　良好的成績使智能科學系在學院內部和北大校園內的影響力不斷擴大，北大其他學院的優秀學生也開始申請轉到智能科學系學習。2008年，北大最好的元培計劃實驗班有4名學生選擇了智能科學專業，醫學部和光華管理學院也有學生申請轉入智能科學系。
　　但是，需要看到的是，2010級本科生分流時只有34名學生選擇了智能科學系，相對前幾年來講是明顯偏少的。在這一年，學院有一半的大一學生選擇了計算機專業。學院針對專業分流的問卷統計顯示，超過70%的學生在入學前對各個專業了解程度很低，即使經過一年的學習，絕大部分學生對于各個專業也只停留在基本了解的程度。同時在高考前已經考慮好專業選擇的學生中有71%選擇的專業是計算機專業，近60%的受訪學生將興趣作為選擇專業的第一決定因素。從這樣的統計數據可以看出，作為信息技術的老牌專業，計算機專業在學生入學前的被認知程度遠遠高于智能科學。同樣作為偏“軟”的專業，智能科學由于建立時間短，被公眾認知程度低，在專業分流時難免會有些“吃虧”。這就要求我們進一步加強對智能科學的宣傳，讓更多的人，特別是對信息科學有興趣的學生了解智能科學的內涵和主要研究特點，以吸引高素質的人才加入到智能科學的研究隊伍中來。
　　3本科生課程體系創新
　　3.1指導原則
　　作為一所綜合性大學，北京大學特別注重對學生的通識教育，注重學生綜合素質的培養，要求學生廣泛學習不同領域的知識，學習不同學科的研究方法。北大人才培養的基本原則可以歸納為“加強基礎，淡化專業，因材施教，分流培養”。
　　智能科學作為一個新興的，多學科交叉的領域，我們在培養學生的時候，不僅要求學生具有堅實的數學、物理、計算機和信息處理的基礎知識以及心理生理等認知和生命科學的多學科交叉知識，更要求學生系統地掌握智能科學技術的基礎理論、基礎知識和基本技能與方法，同時側重科學思維、科學實驗和初步科學研究的訓練，以使得學生在畢業時具備智能信息處理、智能行為交互和智能系統集成方面研究和開發的基本能力。
　　3.2課程體系創新
　　在進行本科生培養的時候，我們充分利用了北京大學豐富的教學資源，在第一年主要配合學院的整體培養方案進行教學。一年級的課程安排主要是幫助學生夯實數學、物理和信息類的基礎(如數學分析、高等代數及計算概論等課程)，并在學院公共課的平臺(信息科學技術概論課程)上以講座的性質向新生介紹智能科學系的主要研究內容。從二年級開始，我們為學生安排了進行研究工作所必須的專業基礎課程(包括離散數學、概率統計等數學類課程及信息論、人工智能、腦認知科學等智能科學特色課程)。在進行這些基礎課程訓練的同時，我們以機器感知與機器智能兩個方向的專業核心課程為架構，為學生開設了不同方向的選修課程，以進一步提高學生對于智能科學的認識和進行科學研究的能力。智能科學系本科生培養課程體系如圖2所示。
　　
　　為了培養學生利用所學知識解決實際問題的能力，我們還利用學校的各種本科科研基金項目(包括大學生創新基金、莙政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實驗室承擔的項目，吸引學生參與到市級的科研工作中來，培養他們思考問題的能力，提高他們的研究興趣，為日后進一步深造打基礎。從統計數據可以看出，絕大多數智能科學系畢業生都會在本系繼續學習，這樣的安排無疑起到了積極作用，保持了學科教育的連貫性。
　　3.3教學團隊
　　教學質量的好壞直接取決于教學團隊的水平。為了保證本科生教學質量，我們始終保持著一支高水平的教學隊伍。北京大學智能科學系現有任課教師32 人，其中教授11 人(中國工程院院士1 人、教育部長江學者獎勵計劃特聘教授1 人)，副教授11 人，講師10 人。這是一支治學嚴謹，學術造詣深，職稱、年齡、學歷結構合理，教學水平高的師資隊伍，正是由于他們兢兢業業的工作，才使得智能科學系的畢業生質量始終保持在學院前列。
　　4本科生導師體系建設
　　大學教育，教書與育人同等重要。為了辦好智能科學專業，系里專門挑選經驗豐富的教授擔任智能本科班的班主任。本文作者之一謝昆青老師作為智能科學專業課程的主要設計者，擔任了第一屆智能本科班的班主任。這一做法取得了明顯的效果，不僅受到了同學們的普遍歡迎，為更好的管理班級打下了堅實的基礎，也拉近了老師與同學們的距離，讓這樣一個新興的專業獲得更多寶貴的第一手資料。
　　后來，這一做法在學院獲得推廣，并發展成為覆蓋全院的本科生導師制。智能科學系也借此機會，建立起了一支由全部由教授組成的，“高素質、高穩定、高標準、精致化”的本科生導師隊伍。
　　在一年級，智能的本科生導師參與到學院的新生導師服務中去，采用一對一交流的形式，與剛剛走入大學校園的處于“后高中時代”的青年學子分享他們的人生經驗和學習方法，并在大一下半年的專業分流過程中為他們提供詳細的咨詢。在二年級，智能的導師們根據每個人的特點及學習興趣，幫助剛剛進入智能科學系的學生進行專業方向和課程的選擇。這時，導師們的主要精力會放在幫助那些學習有困難的同學身上，同時推薦學有余力的同學進入實驗室進行初步的科研工作。到了三年級，導師與學生已經有了一年到兩年的接觸，對于每一位同學都有了比較全面的了解，此時智能的導師們會根據每一位學生的特點，推薦他們到相應的實驗室，在科研導師的指導下進行本科生科研訓練。到了四年級，每一位智能的學生都會有一位科研導師對其進行指導，完成本科畢業論文。
　　本科生導師體系自2009年實行以來，對本科生的培養工作起到了極大的促進作用。從學院的角度看，新生角色變換順利，適應能力明顯增強。從智能科學系的角度看，導師與學生的交流機會明顯增加，對學生的了解也更多，這帶來的最大好處是本科生能夠獲得更好的指導，綜合素質顯著提高且越來越多的
　　
　　高年級本科生加入到實驗室的科研項目中來，在國內外一流學術會議和雜志發表的論文數目明顯提升。
　　5總結及展望
　　北京大學智能科學系已經走過了8個年頭，卻仍然是一個非常年輕的專業。在這8年的時間里，在相關部門和學校的大力支持下，在每一位老師和同學的不懈努力下，北京大學智能科學與技術本科專業的建設取得了一些成績。同時，我們必須看到的是，我們仍然離世界一流大學的一流智能科學專業有著一定的差距，而這樣的差距，向我們指明了努力的方向。智能科學仍然是一門新興的科學，在建設相應的本科生培訓體系的過程中，我們仍有很多可以努力的方向：相對于傳統的信息科學，智能科學仍然沒有被大眾所廣泛認知，適當的宣傳能夠吸引更多的人才投身于這樣一個前景廣闊的領域；相對于傳統的信息科學，智能科學的課程建設仍不完善，仍需要探索適合當前學生特點和科研方向的多層次課程體系；相對于傳統的信息科學，智能科學仍然缺少全方位的培養體系，我們需要更多的導師通過潛移默化的影響，為智能科學的前沿領域輸送具有更高綜合素質的人才。
　　
　　參考文獻：
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