智能科學與技術專業本科培養計劃的面向應用思考

　　摘要：工科學校的人才教育應該以技術能力和技術創新的培養為目的，根據學校的自身條件、生源特點、社會需求來確定合適的培養計劃。本文針對上海理工大學光電信息與計算機工程學院智能科學與技術本科專業的培養計劃及專業建設，提出了以需求、技能、創新為目標的面向應用思考。
　　關鍵詞：培養計劃；智能科學與技術；面向應用
　　
　　上海理工大學于2010年經教育部批準設立智能科學技術本科工程類專業，并于當年招收第一批學生。該專業主要依托上海理工大學光電信息與計算機工程學院的自動化系、電子工程系和計算機系的基礎資源和師資，借助于學院自動化儀表、光學工程等的社會應用背景，培養智能測控、智能信息融合、智能信息管理等方面的工程技術人才。
　　為制定出適合社會需求的智能專業人才培養計劃，我們拜訪了具有相關專業培養經驗的兄弟院校，學習他們的辦學經驗，深切感受到培養智能專業人才的困難。主要體現在專業的“智能”特點及培養方法上。如何結合工程實際的培養要求，制定出一套可操作、學生易接受，有利于培養學生的創新思維、激發學習興趣、強化動手能力的培養計劃，是我們首先要做的工作。
　　我們學校采用學分制教學模式。共180個學分，專業學分只有77.5學分，約1 240學時。要在這么少的學時內完成如此廣泛的教學內容，并達到良好的教學效果，有一定難度。為此，我們從以下幾個方面進行設想。
　　1) 探索新的人才培養方案，構建與社會需求直接相關的課程體系。
　　2) 改進課程教學方法，加強教學互動機制。
　　3) 加強教師隊伍建設，引進與培養相結合，提高教師自身的業務水平和實際應用能力。
　　4) 加強實踐環節，充分利用學院教學資源，使學生有更多機會參與實際操作，增強學習興趣，提高創新能力[1-2]。
　　1培養計劃
　　上海理工大學是一所以工科為主的綜合性大學，培養的學生主要面向應用。要辦好新專業，必須有自己的學科體系和課程特色。辦工學智能科學與技術專業，很容易受理學辦學模式的影響，從而導致理論大而不精，實際應用能力缺少專門訓練，無法適應社會需求的情況。我們的培養目標定位是以工程應用為主，加強技術能力的培養。多學兄弟院校的辦學經驗，但不進行形式攀比，扎扎實實地做好培養實用型人才的本位工作。考慮到我院在光電技術、智能化儀表、智能檢測與控制方面的優勢，我們確立以“智能集成和智能儀表”作為專業特色。
　　我校培養計劃的基本思路是：基礎知識精、簡、實用但要扎實。專業知識以掌握應有的技能為目的，加強創新和實踐教育，同時加強對學生道德、人文素質方面的教育，以使學生具備堅實的數理基礎，系統掌握智能科學與技術的基礎理論、基本知識和基本技能。
　　整個培養計劃分成三大塊：通識教育、基礎課程、專業課程。通識教育由學校統一規劃，除政治、思想、道德、體育及人文等方面的教育外，還包括外語基礎、電腦應用常識及計算機程序設計基礎。基礎課程由光電信息和計算機工程學院統一制定，主要包括數學基礎類、工程設計基礎類、電類基礎課程及計算機原理等。專業課程分為4個課程塊。第一課程塊為專業核心課程。主要包括自動控制理論、智能檢測、智能信息處理和機器視覺技術等，要求本專業的學生對與智能科學與技術相關的專業基礎理論和技術有一個全面的掌握。在確定核心課程時，我們考慮了作為工科學生的培養要求，更注重課程的實用性以及學生在選擇專業方向時的知識覆蓋面。第二課程塊為技術基礎課程。作為本專業的技術入門課程，“智能科學與技術導論”和“腦與認知科學初步”安排在技術基礎課程模塊。由于智能科學與技術專業涉及面很廣，為使學生能根據自己的愛好和特點選擇發展方向，這個模塊允許學生選擇不同的技術基礎課程。第三課程塊為專業技術課程。包含計算機技術、智能控制技術及數據融合技術等。計算機技術主要以嵌入式處理器、DSP處理器及計算機網絡與通訊技術這些與實際應用聯系比較緊密的技術為主要內容。學生可根據自己的興趣選擇其中幾門，作為專業技術課程。第四課程塊為專業選修課程。該課程組針對智能化的具體應用聯系方面，課程有比較大的選擇余地，學生可以根據自己的專業方向選擇相應的課程，強化自己的專業知識[3-4]。
　　2培養方法
　　我們培養學生的基本目標是：每一個學生至少有一項基本技能，每一個學生都具備足夠的自信心和基本的道德水準。由于我校生源的總體水平比重點大學要弱一點，我們計劃從進校開始就對學生進行自我價值、創新意識、社會道德的教育，激發學生積極向上、發奮學習的主觀能動性。智能科學與技術所涉及的理論比較廣，制定培養計劃時，既要考慮到學生對這些學科的了解、學科間的聯系，又要使學生對有實用意義的理論知識有比較扎實的基礎，并且在以后選擇專業方向時有一定的理論基礎覆蓋面。我們把這些內容分成概述型和精講型兩類。選擇三四門具有一定深度、知識覆蓋面比較廣、反映智能科學與技術主題的專業理論課程作為核心課程，在內容的選取上偏重有用性、實用性、易用性原則，盡可能做到學精、學好、學以致用。把一些認識層面的內容以概述型課程加以介紹，使學生對智能科學與技術所涉及的內容有一個比較完整的了解。
　　作為工科學生的培養，我們不要求學生全面完整地掌握基礎知識，而是注重實用和掌握，要求學生能熟練靈活地應用所學的基礎知識。從以往相關專業的教學要求和效果看，對大而全的教學要求，整體上不能達到滿意的教學效果，學生忙于應付，結果導致掌握不實，不能很好地把握基本概念，并加以運用。我們的教學思想是：針對培養目標，精選課程內容，力求實用易學，引導學生興趣，以達到教學互動的效果。
　　在專業課程中，我們主要考慮實用性、廣泛性和可選擇性，注重技術和技能。由于智能科學與技術涉及的知識領域廣泛，因此我們開設的專業課程盡可能滿足學生對不同技術、技能、知識的興趣和選擇，便于學生根據基礎課程的掌握情況選擇喜歡的專業課程。對于每一個專業課程，教師著重要求基本知識點的掌握，要求學生學會根據基本知識擴展專業技能。
　　在教學形式上，我們以開放、引導、自主學習為主，專業實驗室向學生全面開放，學生可以自己設計問題，經任課教師安排，在專業實驗室研究解決“問題”。教師以“任務”驅動帶動實驗教學，提出任務，設計問題，讓學生通過實踐、觀測、分析、討論和總結，達到對問題的理解和知識的掌握。歸納起來，我們有以下幾個方面的教學思考。
　　
　　1) 課堂教育避免陳述式的教育模式。
　　通過提出問題，分析問題的因果關系，總結歸納問題的變化趨勢，尋找解決問題的途徑，討論解決問題的方法。引導學生使用正確的思維方法，激發學生的學習積極性。老師要“走”到學生中去，和學生成為朋友，和學生共同討論問題，啟發主動思維和創造性思維。這樣的教學模式可以逐步培養學生自我發現知識的能力，使學生具備獨立分析和解決問題的能力。
　　2) 充分認識課程建設在專業建設中的基礎性地位。
　　完善基本管理規范和評價體系。以教師教學規范為依據，加強教學管理；以學校課程評估指標體系為參照，實施課程評估。優化課程組合，調整教學內容。以專業規范為參照，按照公共基礎、專業基礎、專業主干等不同層次，形成前后連貫、橫向聯合、相互支撐的課程組合，進而調整其中各門課程的教學內容。改革教學方法，發掘、發揮學生在教學中的主體性作用，注重學生自主學習，提倡探討式學習、研究型學習等。在教學中，根據內容需要精心準備、認真組織，采取靈活多樣的教學方法。加強教材建設和網絡多媒體課件建設，鼓勵選用原版教材、規劃教材，同時鼓勵教師的教材編撰工作。推動教師利用專業優勢開發網絡多媒體課件，改善教學效果。推進考試改革，根據課程內容、教學方法的不同，結合教學過程和教學效果的綜合因素，鼓勵采用靈活多樣的考試和成績評定方式。
　　
　　3) 注重課程教學的總結、反饋、交流和評估。
　　課程教學是教師學生共同參與的經常性教學活動，應逐步建立教師之間針對課程教學的總結、反饋、交流和評估活動，形成良好的教學研究、教學互幫互學的敬業氛圍，爭取在學時精簡、內容壓縮的情況下保證課程教學質量。
　　我們強化實踐環節，改造實驗、綜合設計等課程，擴大實訓。以課程實驗為基礎，注重方法、觀測、分析的培養。減少課程實驗中大量驗證性實驗，培養學生在實驗過程中發現問題、分析問題和解決問題的能力，并在報告中直接反映，鍛煉學生的基礎實踐能力。以綜合設計作為培養學生獨立思考、綜合各種知識、技能的方法，改變課程設計依賴單一課程的訓練模式，而以課程組的綜合設計為背景，注重實際操作、實驗報告數學規范以及設計思想的闡述、表達能力的培養。力求使綜合設計真正能夠培養學生的綜合實踐能力。以實習實訓為強化技能的手段，讓學生廣泛、深入地接觸生產應用第一線，了解技術開發現狀和工作模式，掌握流行的開發工具和開發環境，按照行業規范完成一個典型系統的開發，使實習實訓能夠鍛煉學生的實際工作能力。以畢業設計作為最后檢驗學生綜合能力的手段，強調創新與實踐的要求，鼓勵學生參與科研實踐、生產實踐和理論前沿相結合的課題，全面鍛煉學生的創新實踐能力[2]。
　　3師資隊伍建設
　　根據專業培養要求，教師自身專業水平、實際經驗和能力、創新意識等都需要不斷加強和提高。我們的專業教師大都來自計算機工程、信息科學及自動化技術等專業。智能科學與技術專業中的很多課程與這些專業交叉，但有一些核心課程還是有其專業特點。對于這一部分師資，我們的思路是兩條腿走路。一方面，通過引進專門人才來加強師資力量；另一方面，通過對內部師資的培訓來滿足相關課程需要。對于青年教師，加強傳、幫、帶，使年輕教師在教學方法、教學責任、教學理念等方面達到比較高的水平，在專業技術方面提高自身能力。經過教學基本功的磨練、科研基本功的鍛煉和學術方向的凝練，使之迅速成長為適應專業建設需要的中堅力量，形成一支結構合理、富有活力、注重應用、富有創新精神和團隊意識的教師隊伍。我們堅持人才引進以才為先，以能否為專業建設所用來考量，結合專業建設的需要，以多種形式促進教師在職提高，同時把教師的職業道德和敬業精神作為教師考核的重要內容和職務聘任的重要條件[1-3]。
　　4實驗室建設
　　我們以專業核心課程建設為主線，夯實專業辦學條件基礎。學院目前實驗室資源充足，已經具備一套完整的光電、信息、計算機應用、電力、電子、電器、自動化儀表、自動控制等實驗室。我們計劃按核心課程要求建立智能檢測與機器視覺實驗室。按照人才培養需要、特別是實踐能力和創新能力的培養要求，我們進行合理的規劃與調整，充分利用現有實驗室，使其發揮效益。在專業建設資金的安排方面，在保證足額、及時到位的前提下，確保用好、用足，使專業人才培養的基礎設施完備、良好，達到與產業界銜接的水平。
　　實驗室要與課程要求密切配合，一切服從于課程要求。在實踐環節方面，緊密圍繞學生面向應用實踐能力的培養目標。我們計劃在原有實驗室的基礎上，建立智能科學與技術實驗室，主要為智能科學與技術專業課程提供實驗支持。先期以機器視覺和智能檢測為主要實驗建設內容，可開展尺寸測量、缺陷檢測、模式識別、圖像融合、目標跟蹤、三維重構以及智能溫度檢測、智能壓力檢測、智能流量檢測、智能物位檢測和智能成分檢測等多種綜合性的實驗項目。其中包括機器視覺技術及應用、智能檢測技術與系統等專業課程的實驗。實驗室的建設以面向應用為前提，突破以認知為目的的實驗計劃，加強探索性、創新性的實驗內容，形成包括課程實驗、綜合設計、實習實訓、畢業設計等環節構成的培養體系，堅持在實踐形式、培養模式方面的探索。同時，我們更進一步地調整實踐環節的時間分配、場地保障，使學生更加靈活、方便地完成各種實踐環節，進一步增加綜合性、創新性實踐的比重。
　　5結語
　　智能科學與技術專業的設立既是機遇又是挑戰，我們需要使用一種新的教學模式來適應一種科學與技術高度結合、把智能理論轉化為工程應用的挑戰。我們的專業應該是面向應用的，應該是社會需求的，我們培養的人才應該是能快速適應社會的，這才是工科智能與科學技術專業的培養意義。立足未來，立足社會需求，培養適用于市場的實用性人才，是該專業能長期生存的根本保障。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 吳元欣．落實科學