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關鍵詞:智能科學基礎;系列課程;國家級教學團隊;改革;建設
在國家教育部質量工程的支持下,中南大學信息科學與工程學院對國家級精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國雙語教學示范課程人工智能和國家級智能科學基礎系列課程教學團隊[4]等進行持之以恒的改革與建設,取得一些成果。
“智能科學基礎系列課程教學團隊”的教學隊伍是一支由國家級教學名師領銜[5],知識結構、梯隊結構和年齡結構比較合理,具有明顯的學科優(yōu)勢、課程優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和教學科研優(yōu)勢的頗具特色與影響力的教學團隊。該團隊以中南大學智能科學研究中心為核心,主要承擔人工智能基礎、智能控制導論、機器人學、專家系統(tǒng)等本科基礎和專業(yè)基礎課程,碩士學位課程人工智能、智能控制和機器人控制技術以及留學生碩士學位課程Artificial Intelligence和博士生學位課程智能系統(tǒng)原理與應用的教學。
教學團隊在建設過程中,注重教學改革,加大課程建設和教材建設力度,不斷改進教學方法,在課程改革、教材建設、教學手段、隊伍建設以及交流合作等方面取得一些進展。本文擬就教學團隊的改革與建設的相關理念與實踐問題加以總結,談談我們的見解。
1創(chuàng)新教學方法
教學是教師的本職和核心工作。本教學團隊一直致力于教學方法與教學模式的改革與創(chuàng)新,虛心學習國內外先進教學經(jīng)驗和方法,積極探索教學新路,形成了“以趣導課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學模式和教學方法[6-7]。充分激勵學生的學習積極性和主動性,發(fā)揮獨立思考和創(chuàng)新思維,多方位培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。我們在教學過程中應用了課堂演示、課堂互動、課堂辯論、課后網(wǎng)絡教學、網(wǎng)絡實驗等一系列現(xiàn)代化全方位的教學新模式。此外,為提高學生的動手能力和理論水平,讓學生直接參與部分教師課題,理論聯(lián)系實際,為畢業(yè)后的工作學習打下良好基礎。具體措施如下:
1) 舉行課堂討論會,營造自由探索氛圍。
為調動學生的積極性,我們在授課過程中多次開展課堂討論會和辯論會等活動,讓學生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點,使學生全方位地接觸所學課程,培養(yǎng)學生的研究能力,真正實現(xiàn)師生互動,并鼓勵學生用英語討論。學生對有些問題展開了激烈的爭論,激發(fā)了學習潛能,明確了學習目標。課程中還經(jīng)常請來在科研工作中擔任主要任務的教授和博士生來給學生介紹最前沿的科學動態(tài),激發(fā)學生們對所學知識和科學研究的興趣。在研究生教學方面,我們更進一步通過舉辦課程課堂學術研討會,讓學生在一年級就開始接觸學科前沿,自己查閱資料和動手寫科技論文,并在研討會上宣讀討論,培養(yǎng)獨立工作能力和從事學科前沿研究的能力,為將來的高層次研究打下基礎。
2) 倡導啟發(fā)式教學,培養(yǎng)學生學習能力。
注意采用面向問題的啟發(fā)式方法進行教學,啟發(fā)學生求解問題能力,強化學生的參與意識,提高他們的學習積極性。教學中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問、鼓勵或指定學生用英語提問、學生就某個知識點進行主題發(fā)言后老師點評等。此外,師生通過互聯(lián)網(wǎng)進行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。
根據(jù)學生的興趣和創(chuàng)新潛力,對有專業(yè)特長的本科生,在自愿情況下,挑選2～3名參與國家級項目研究工作,進行中長期培養(yǎng)試點,實現(xiàn)本科培養(yǎng)過程與碩士、博士研究生培養(yǎng)過程的銜接。
3) 增強課程實驗教學環(huán)節(jié),籌建智能專業(yè)實驗室。
智能科學基礎課程的概念性較強,初學者感到比較抽象,而實驗教學又是薄弱環(huán)節(jié)。因此,結合學生實際情況,我們對實踐教學環(huán)節(jié)十分重視,設計了一些新的實驗項目,探索新穎的實驗方法。新開實驗項目包括人工智能實驗、智能控制實驗、專家系統(tǒng)實驗、機器人學實驗、人工智能課程設計等。對相關課程的原有實驗,我們也進行了一些改革,增設了個性化的實驗,使得學生的實驗數(shù)據(jù)和實驗結果分析既有格式要求,又給學生報告自己研究的過程和結果留有空間。這些做法能夠鼓勵學生進行獨立性研究,滿足他們學習的需求。通過實驗教學,學生能夠理論聯(lián)系實際,驗證所學理論知識和概念,加深理解,充分調動了學生的學習積極性,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造能力。
除課堂實驗外,我們還充分發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)點,設計了網(wǎng)絡虛擬實驗,讓學生在課外上網(wǎng)練習。通過虛擬實驗,學生可以了解算法的具體運行過程,調整參數(shù)和過程,并進行驗證以加深對知識的理解,提高學習興趣,從而達到教學目的。
結合科研,購進和自制部分新設備、新系統(tǒng),計劃建設智能專業(yè)實驗室,為教學提供更多的優(yōu)良實驗設備。例如,已研制“中南移動一號”和“中南移動二號”自主移動機器人共7臺,已購進RCB-1型教學機器人20套等。
教學團隊教師還指導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽活動、大學生創(chuàng)新性實驗計劃及創(chuàng)新教育計劃項目等,取得優(yōu)秀成果。
2推進課程改革
教學改革是課程建設和學科發(fā)展的生命線。我們把國家級精品課程和全國雙語教學示范課程放在優(yōu)先建設的位置,并以它們帶動其他課程建設,完善系列課程建設,同時新辦了智能科學與技術專業(yè)。
2.1搞好精品課程建設,改進雙語示范課程教學,穩(wěn)步推進系列課程建設
本團隊著力搞好已有的2門國家級精品課程、1門全國雙語教學示范課程,更新精品課程網(wǎng)站,豐富課程內容。為了及時反映上述課程中相關科學技術的最新進展,我們調整了教學體系和教學內容,修訂了教學大綱,并對教學內容進一步優(yōu)化和更新,極大充實了各課程教學內容。同時,通過校際教學活動和網(wǎng)上資源共享對精品課程、雙語教學示范課程進行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。
為加強精品課程建設,完善和拓展課程體系,在總結現(xiàn)有精品課程的建設經(jīng)驗的基礎上,又建成省級精品課程1門,校級精品課程1門。
為提高學生的專業(yè)英語水平和學習興趣,使得學生能夠開拓眼界,追蹤國際前沿科學研究,本團隊長期對雙語教學進行研究和實踐。除改進人工智能雙語教學示范課程外,團隊承擔的其他課程,如智能控制、機器人學、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結構等也實行了雙語教學,并為該課程引進英文輔助教材。例如,對人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國外影響較大的英文原版教材作為主要教學參考書[10-11],供學生學習參考。在雙語教學中,一般以漢語講授為主,英語為輔,并對一些關鍵詞同時用漢語和英語表示。對部分章節(jié)或某個專題,采用純英語教學或以英語為主漢語為輔的教學。對PPT課件的編寫分為純漢語、純英語和英漢混合幾種方式。英語教學比例要根據(jù)教學內容和學生英語水平而定,其檢驗標準是學生的接受程度與學習效果,根據(jù)這一點來適時調整雙語教學中英語對漢語的比例。
通過教改實踐,我們承擔的智能科學基礎課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學的基礎課程到專業(yè)基礎課程,再到專業(yè)實踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進、優(yōu)勢互補、協(xié)調發(fā)展的智能科學與技術學科從基礎到應用的系列課程體系。
2.2新辦智能科學與技術專業(yè)
智能科學與技術是當代科技發(fā)展的前沿學科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養(yǎng)能力[12]。我校的智能科學與技術學科方向經(jīng)過近20年的發(fā)展,已形成了具有自身優(yōu)勢和特點的學科,在國內具有一定的知名度和優(yōu)勢。為了促進智能科學與技術學科的發(fā)展,經(jīng)過多年積極準備,我們于2009年申報了智能科學與技術專業(yè)并獲得教育部批準。通過向兄弟學校學習調研,了解該專業(yè)人才需求、專業(yè)建設規(guī)劃,設定適應培養(yǎng)目標的教學計劃與課程設置方案。雖然我們開辦“智能科學與技術”專業(yè)較晚,但我們從2002年開始,就一直關注和積極參與國內智能科學的學科的討論與新專業(yè)籌備工作[13]。
我校于2009年申報獲準,在自動化專業(yè)增設了智能科學與技術專業(yè)方向,目前已招收2屆學生共84人。我們?yōu)檫x讀智能科學與技術本科專業(yè)方向的每個學生選定指導老師。每個學生都可以參加指導老師的課題,指導老師也可以利用自己的學識、經(jīng)驗和責任心來更好地管理呵護學生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學們的普遍歡迎,也得到了學校的肯定。我們還多次召開師生見面會并通過指導老師走訪宿舍,了解每個人的情況。為了消除代溝,努力融入同學當中,學習熟悉他們的語境和思維想法。我們的目標就是不讓一個學生掉隊。
創(chuàng)建與建設智能科學與技術新專業(yè),將為智能科學基礎系列課程教學建設提供一個更加寬廣的平臺,并對計算機、自動化和電子信息等學科的專業(yè)建設和課程建設提供一個新的增長點。我們將以智能科學與技術專業(yè)建設為契機,虛心學習兄弟學校的專業(yè)建設的做法和經(jīng)驗,進一步規(guī)范智能科學與技術的基礎課程教學,讓智能科學基礎課程教學建設登上一個新的臺階。
3加強教材建設
教材是教學的重要工具和資源,其水平直接影響教學效果和教學質量。在教學過程中,我們與時俱進,對教學內容不斷優(yōu)化與更新,精益求精地編寫反映學科發(fā)展的教材[14]。
我們對原有編寫出版的教材進行修訂,反映新世紀學科發(fā)展水平和發(fā)展趨向,以適應教改需要。把這些最新內容用于教學,使學生了解到國際前沿動態(tài)和本學科的最新成果。
以相關系列課程為平臺,注重教材配套,服務因材施教,著眼長遠教材建設。僅2007年以來我們已出版的相關教材及專著如下:
《智能控制原理與應用》,國家級精品課程配套教材,2007;《智能控制導論》,國家級精品課程配套教材,2007;《未知環(huán)境中移動機器人導航控制理論與方法》,2008;《機器人學》,第二版,國家級教學團隊配套教材,2009;《機器人學基礎》,國家級教學團隊配套教材,2009;《人工智能及其應用》,第四版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎》,第二版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《移動機器人協(xié)同理論與技術》,2010。
4優(yōu)化隊伍結構
師資隊伍建設是團隊建設的源頭,沒有一流的教師隊伍就沒有一流的教學團隊。在師資隊伍建設上,我們一直采取引進優(yōu)秀人才和在職培養(yǎng)相結合的做法。對于人才的引進主要通過辦專業(yè)和辦學科點等方式吸引人才,還通過創(chuàng)造教學和科研條件,穩(wěn)定教師隊伍,解決個人的發(fā)展問題。
采取有效措施,提高主講教師的學術積累和教學水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項目,提高學術水平。二是派中青年教師赴國外研修訪問,了解和學習發(fā)達國家同類課程的先進教學經(jīng)驗、相關課程設置情況與發(fā)展趨勢,將國外教學思想引入課程教學。
教學始終是教師的第一要務,為了提高青年教師的教學素質,我們實施并完善了一系列管理措施和制度。
1) 設立名師工作室,實現(xiàn)名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對年輕教師進行傳、幫、帶,可以有業(yè)務方面的指導,也可以有認識方面的交流。通過老教師對年輕教師全方位的指導,使老教師的教學理念和經(jīng)驗得以繼承,加快了年輕教師的成長。
2) 有計劃地安排年輕教師虛心旁聽有經(jīng)驗教師的講課。通過聽課,不僅使年輕教師進一步掌握課程的內容,更重要的是使年輕教師學到了老教師的教學方法和經(jīng)驗,對其今后從事教學工作起到了積極的指導作用。
3) 對于第一次上課和第一次上某門新課程的年輕教師,團隊都要在課前組織他們試講。試講前,安排老教師進行指導,傳授教學經(jīng)驗。試講時,由團隊的教師參加聽課并對其進行講評,肯定其優(yōu)點,指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點,找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統(tǒng)一基本教案,幫助年輕教師成長。
近兩年來本教學團隊獲得的主要教學獎勵就有徐特立教育獎、茅以升教學專項獎等。
5擴大交流合作
我們在做好自身團隊建設的同時,增進與全國相關高校和教學團隊的交流,學習兄弟團隊的建設經(jīng)驗,在課程示范、教材推廣、網(wǎng)絡資源輻射等方面發(fā)揮積極作用。我們還開展校內合作,聯(lián)合不同院系進行教學和精品課程的申報與建設,在校內推廣改革成果;發(fā)表了一系列教改論文;發(fā)起籌備《全國智能科學技術課程教學研討會》;邀請企業(yè)界科技精英做本科生就業(yè)指導相關報告。
1) 增進校際交流,發(fā)揮輻射作用。
我們經(jīng)常以講座報告形式在許多兄弟院校進行教學與教改交流。例如,最近一年來就應邀先后到上海交通大學、同濟大學、東華大學、東南大學、國防科技大學、中國礦業(yè)大學、北京科技大學、清華大學等校就智能科學技術課程的教學、教改和建設問題作專題報告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數(shù)以百計的高等院校采用我們編著的教材和網(wǎng)絡課程進行教學,國內已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學的教師,來信來函索取我們開發(fā)的課程教案、課程演示和網(wǎng)絡課程相關資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務工作。
2) 撰寫課程改革論文,進行國內外交流。
本團隊成員僅近一年多來,就在中國教育開放資源網(wǎng)、中國人工智能學會13屆年會、計算機教育、高等理科教育、計算機與現(xiàn)代化等會議及刊物上發(fā)表10篇教改論文,在國內外進行交流,起到介紹情況,交流信息和經(jīng)驗的積極作用。
3) 籌備全國相關課程教學研討會。
為了更好地交流經(jīng)驗,擴大影響和輻射作用,我們發(fā)起并聯(lián)合中國人工智能學會教育工作委員會、中國計算機學會人工智能與模式識別專業(yè)委員會、中國人工智能學會智能機器人專業(yè)委員會、中國自動化學會智能自動化專業(yè)委員會、中國人工智能學會人工智能基礎專業(yè)委員會,籌備召開了首屆《全國智能科學技術課程教學研討會》[15]。圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業(yè)的課程改革與建設、課程和專業(yè)教學計劃制定和未來發(fā)展設想等方面進行交流研討。通過交流研討,認真學習兄弟學校的經(jīng)驗,并盡可能匯報我們的經(jīng)驗。我們相信,在與會全體代表的共同努力下,本次課程教學研討會一定能夠取得積極的成果。
注:本研究獲得教育部國家級精品課程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全國雙語教學示范課程人工智能(2007年)、國家級智能科學基礎系列課程教學團隊(2008年)等項目支持。
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Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU
CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
關鍵詞：智能科學與技術；科學研究；專業(yè)建設
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言
智能科學與技術學科以計算機科學為基礎，結合了認知科學、信息學、控制科學、生命科學、語言學等學科的相關理論和研究方法，是一門新興的交叉學科，將成為21世紀信息科學研究的制高點和信息產業(yè)價值的主要提升點。
在國外，許多著名高校都設立了“人工智能”專業(yè)并授予智能科學專業(yè)學位：世界多數(shù)知名的理工類院校都設立有人工智能研究所或實驗室，進行智能科學專業(yè)的研究生培養(yǎng)及科研工作。在國內，智能科學與技術專業(yè)起步則較晚：2003年12月5日，教育部正式批準北京大學信息科學技術學院設立“智能科學與技術”本科專業(yè)，這標志著我國“智能科學與技術”專業(yè)的誕生。
廈門大學在智能科學與技術領域已經(jīng)有多年的研究積累和師資儲備。2006年12月，教育部正式批準廈門大學設立“智能科學與技術”本科專業(yè)，2007年6月6日，廈門大學智能科學與技術系經(jīng)學校批準成立，并于2007年9月迎來了第一屆本科生。本文將簡要介紹近幾年來廈門大學“智能科學與技術”專業(yè)的建設情況。
2 廈門大學智能科學與技術相關領域的科學研究進展
廈門大學在智能科學與技術領域的研究已開展了多年。早在1988年，學校就成立了校級科研機構――“廈門大學人工智能與計算機研究所”，目前，經(jīng)廈門大學批準，正式更名為“廈門大學人工智能研究所”。它是一個以實用智能技術研究為主、集基礎研究與應用開發(fā)于一體的研究機構，是廈門大學組建智能科學與技術系的主要基礎。
廈門大學智能科學與技術系面向國際學科發(fā)展趨勢和國家發(fā)展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不斷開辟新的研究領域，逐漸確立了語言信息處理、認知計算、智能信息檢索、中醫(yī)信息處理、視頻圖像處理、智能機器人等主要研究方向。在語言信息處理方面，現(xiàn)設手寫漢字識別、自然語言理解、機器翻譯、語料庫技術等研究領域；在認知計算方面，現(xiàn)設覺知計算、腦機接口、機器感覺、隱喻邏輯等研究領域；在智能信息檢索方面，現(xiàn)設文本信息過濾、信息檢索、信息提取、智能數(shù)據(jù)挖掘、Web挖掘等研究領域；在中醫(yī)信息處理方面，現(xiàn)主要研究開發(fā)多媒體中草藥智能查詢系統(tǒng)、基于舌象中醫(yī)智能體檢系統(tǒng)；在視頻圖像處理方面，現(xiàn)設圖像數(shù)據(jù)庫、生物特征識別、遙感圖像、地理信息系統(tǒng)等研究領域。2008年，系里引進了被稱為“人工大腦之父”的著名學者Hugo de Garis教授，并以他為首組建了人工大腦研究室，該研究室的目標是，經(jīng)過三年左右的時間，建設中國首個人工大腦。
經(jīng)過十幾年的不懈努力，我們在上述研究領域均取得了一批有影響的重要研究成果，在我國學術界具有一定的學術地位，獲得數(shù)十項國家和省部級項目經(jīng)費的支持。目前在研的項目有國家自然科學基金項目3項、國家863項目2項、國家863子項目2項、福建省自然科學基金項目1項、福建省科技計劃重點項目2項。在漢字識別、詞語切分標注、語法分析、詞義消歧、指代消解、語言神經(jīng)基礎、漢語理解策略、網(wǎng)上信息的選擇翻譯、統(tǒng)計機器翻譯、語音識別與合成、計算機音樂、計琴學等諸多方面進行了有特色的研究，形成了具體的算法，并且還提出了一種系統(tǒng)性的協(xié)動計算理論，出版專著5部，數(shù)百篇，其中近三年被EI、SCI等檢索的論文達200余篇。
在基礎理論研究的基礎上，智能科學與技術系還十分注重產學研結合，先后與北京德威特電力系統(tǒng)自動化有限公司和深圳名人電腦等公司進行合作研發(fā)，廣泛開展應用系統(tǒng)的研制開發(fā)，主要包括：手寫漢字機器識別系統(tǒng)、漢語分詞和詞性標注系統(tǒng)、機器翻譯系統(tǒng)以及網(wǎng)上漢語文本分類和信息過濾系統(tǒng)。其中，手寫漢字機器識別系統(tǒng)獲浙江省教育廳科學技術進步三等獎：機器輔助漢英互翻系統(tǒng)獲福建省科技廳科技進步三等獎；漢語分詞和詞性標注系統(tǒng)獲得2003年863中文信息處理評測第二名：機器翻譯系統(tǒng)(包括XMMT漢英機器翻譯系統(tǒng)、Matrix英漢機器翻譯系統(tǒng)、Light英漢機器翻譯系統(tǒng)和Neon英漢雙向機器翻譯系統(tǒng))在863智能接口評測中多次名列前茅，形成多項產品，技術授權國內多家單位使用。
在科研平臺建設方面，智能科學與技術系發(fā)揮廈門大學多學科交叉的優(yōu)勢，聯(lián)合人文學院、外文學院和海外教育學院華文系的學術力量，于2003年成立了“廈門大學語言技術中心”，其中，漢外多語言機器翻譯為主攻方向之一。2006年獲批了“智能信息技術福建省高校重點實驗室”；目前，以人工大腦相關內容為研究核心的“福建省仿腦智能系統(tǒng)重點實驗室”也已獲批。
3 廈門大學“智能科學與技術”專業(yè)建設情況
廈門大學智能科學與技術系現(xiàn)有一個本科專業(yè)(智能科學與技術)，三個學術型碩士學位授予專業(yè)(人工智能基礎、模式識別與智能系統(tǒng)、計算機應用技術)，一個“計算機技術”工程碩士培養(yǎng)方向(智能工程及網(wǎng)絡安全方向)，一個博士學位授予專業(yè)(人工智能基礎)?，F(xiàn)有在校本科生近90人，碩士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教職工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士學位或者博士在讀，40歲以下的年輕教師占2／3。
3.1 本科生專業(yè)建設
在本科生培養(yǎng)方面，廈門大學智能科學與技術系的目標是要求學生能夠有效和系統(tǒng)地掌握本學科的理論基礎，比較深入地理解智能科學與技術理論；培養(yǎng)具有一定的分析、綜合和創(chuàng)新能力，能夠承當智能信息系統(tǒng)設計、開發(fā)和智能科學與技術學科教學任務的，德、智、體全面發(fā)展的科學技術工作者：畢業(yè)生適宜到科研機構、學校、技術或行政管理部門、公司、廠礦等企事業(yè)單位從事科技研究、應用開發(fā)、信息管理和教學工作，也可以進一步攻讀該專業(yè)及相關專業(yè)的碩士學位。
為了實現(xiàn)上述目標，我們遵循“寬口徑、厚基礎、抓關鍵、重實踐”四項基本原則，制定了較合理的教學計劃，在本科一、二年級安排公共基本課程、校通識教育課程、院系通修課程；從二年級下學期開始結束院系通修課程，轉而推出部分學科通修課程，向專業(yè)化過渡，三年級開始加入方向性選修課程。其中，公共基本課程621學時、33學分；校通識教育課程262學、15學分；學科通修課程1544學時、90學分；方向性課程120學時、分；學科跨方向性課程108學時、6學分。這樣的安排能真正使學生在獲得扎實而寬厚的理論基礎、合理的知識結構的同時，培養(yǎng)較強的獲取新知識的能力和創(chuàng)新精神。
為了能切實提高學生的動手實踐能力，我們在辦學過程中十分重視和強調實踐環(huán)節(jié)的訓練并倡導理論與實際 相結合，已經(jīng)規(guī)劃建設一個特色實驗室――“仿腦認知與智能機器人”實驗室，可支撐仿腦認知與智能機器人兩個方向相關課程的教學實驗，總經(jīng)費預算100萬元。依托該實驗室，結合相關課程，高年級本科生可以進行“心理物理測試實驗”、“眼動測試實驗”、“面部表情與腦電對照實驗”、“行為學與智能關系測試實驗”、“機器人避障行走路徑規(guī)劃”、“機器人目標識別與跟蹤”、“機器人聲控實驗”、“機器人智能語言翻譯”、“機器人足球比賽”等眾多特色實驗。
3.2 研究生專業(yè)建設
廈門大學智能科學與技術系的研究生培養(yǎng)以加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心，以加強基礎課、專業(yè)課，實驗實踐教學、論文創(chuàng)新寫作、促進理論與實踐相結合為重點，包含碩士研究生和博士研究生兩個培養(yǎng)層次。其中，碩士研究生層次又分為學術型研究生和工程碩士兩種類型，分別進行培養(yǎng)。
在學術型碩士研究生培養(yǎng)方面，我們的目標是培養(yǎng)適應智能科學與計算機科學的發(fā)展，適應國家社會發(fā)展與進步事業(yè)需要的，德、智、體、美全面發(fā)展，系統(tǒng)地掌握本學科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實際的高級專門人才和能適應未來從事基礎研究、應用基礎研究、技術開發(fā)研究和工程應用研究之人才。畢業(yè)生適宜到科研部門、學校從事科學研究和教學工作；適宜到計算機產業(yè)相關的企事業(yè)單位從事智能科學與計算機科學技術的開發(fā)研究、應用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀智能科學與計算機科學及其相關學科的博士學位。目前包含“人工智能基礎”、“模式識別與智能系統(tǒng)”和“計算機應用技術”三個專業(yè)。其中，“人工智能基礎”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：認知科學理論、認知邏輯學、計算語言學、智能計算方法、藝術認知與計算、腦高級功能成像等；“模式識別與智能系統(tǒng)”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：計算機視覺、機器翻譯系統(tǒng)、智能中醫(yī)診斷系統(tǒng)、機器音樂、模式識別、音頻信息處理等：“計算機應用技術”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：人工智能應用技術、自然語言處理技術、智能信息檢索技術、多媒體綜合應用技術、圖像與視頻處理技術、虛擬現(xiàn)實技術等。
在工程碩士培養(yǎng)方面，目前智能系招收“計算機技術”工程碩士――B方向(智能工程及網(wǎng)絡安全)的工程碩士研究生，目標是培養(yǎng)具有扎實的計算機學科專業(yè)知識和工程技術能力，掌握現(xiàn)代智能與網(wǎng)絡科學前沿知識，在智能工程與網(wǎng)絡安全方向具有一定研究深度和項目研發(fā)能力的高層次應用型人才。培養(yǎng)方向包括：嵌入式智能家居、視頻圖像處理、網(wǎng)絡視覺監(jiān)控、模式識別與智能系統(tǒng)、智能機器人、網(wǎng)絡內容監(jiān)管、黑客與網(wǎng)絡攻防技術、網(wǎng)絡信息安全、信息檢索與信息過濾、自然語言處理、機器翻譯、語音識別與合成、智能中醫(yī)信息處理、人工大腦、虛擬現(xiàn)實技術等。
在博士研究生培養(yǎng)方面，設有“人工智能基礎”博士學位授予專業(yè)，目標是培養(yǎng)基礎扎實，具有創(chuàng)新意識，對某一領域有全面深入了解或對某一應用領域有獨立解決實際問題的能力，能夠解決前人未能解決的科學問題或社會發(fā)展中亟待解決的技術問題的高級專業(yè)人才：其研究工作對科學技術或社會經(jīng)濟的發(fā)展具有明顯貢獻，為人工智能技術發(fā)展和應用提供新的基礎或新技術、新方法。培養(yǎng)方向包括：人工智能以及應用技術、藝術認知與計算、數(shù)據(jù)挖掘技術、認知神經(jīng)科學、軟計算方法及其應用、智能多媒體信息處理、腦功能成像技術等。
4 總結與展望
關鍵詞：工業(yè)4.0；智能科學與技術；創(chuàng)新課程體系；中國制造2025
0引言
智能科學與技術專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針，為適應國家科學與技術發(fā)展的需要而設立的，專業(yè)代碼080907T。智能科學與技術專業(yè)屬于一個交叉學科，涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此，如何交叉學科，立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》的要求，適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求，研究與實踐體現(xiàn)行業(yè)產業(yè)發(fā)展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。
1創(chuàng)新課程體系的意義
德國率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實就是將互聯(lián)網(wǎng)技術與嵌入式系統(tǒng)技術、計算機技術、先進制造技術等相結合，形成虛擬與現(xiàn)實相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端，在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標準的或定制的貨品訂單，系統(tǒng)會采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學習等技術在全球范圍整合資源、信息、物品和人，以高質量、低成本、高效率生產制造出產品，快速交付給客戶。
在制造領域，這種技術的漸進性進步可以被描述為工業(yè)化的第4階段，即“工業(yè)4.0”，如圖1所示。其中，第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表；第②階段以1870年的電動機械發(fā)明與應用為代表；第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代為代表；第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時代。當前，中國工業(yè)機器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上，行業(yè)進入成長期。另外，中國工業(yè)機器人使用密度遠低于主要發(fā)達國家，具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發(fā)展對相關專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢，智能科學與技術專業(yè)畢業(yè)生今后的一個重要就業(yè)方向將是服務于產業(yè)界的機器人領域。
我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙，盡管兩國的工業(yè)、社會發(fā)展階段存在差異，但在智能制造領域、互聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術，以及在大學智能制造相關專業(yè)的課程改革，為我國的智能制造技術趕上甚至超過發(fā)達國家創(chuàng)造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業(yè)資源優(yōu)勢，辦好智能科學與技術專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產業(yè)服務的辦學宗旨，根據(jù)行業(yè)中長期發(fā)展的需求，在保證專業(yè)知識體系完整性的前提下，結合“工業(yè)4.0”對專業(yè)人才知識、能力的需求，我們將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術，智能機器人傳動、驅動技術，智能機器人系統(tǒng)構建技術，嵌入式系統(tǒng)技術等。4年來的辦學實踐證明，我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求，并具有一定的前瞻性。
基于以上專業(yè)定位，對智能科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進行深入的探索與實踐，涉及專業(yè)一體化的理論與實踐課程體系規(guī)劃，機器人實踐平臺升級，專業(yè)課程的教學設計、教學方法、考核方式改革，教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業(yè)教學中存在的問題，尋找解決問題的有效途徑，探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”對專業(yè)人才知識及能力要求的創(chuàng)新課程體系，為國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。
通過對智能科學與技術專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究，在已運行4年的本專業(yè)課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系；完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識結構設計、理論與實踐一體化設計；總結課程教學手段和方法；完成高質量的教學資源建設；建立高水平的師資隊伍。
3創(chuàng)新課程體系構建方案
專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想，以項目為導向設計專業(yè)課程培養(yǎng)體系，將項目設計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中，讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發(fā)與運作，獲得實踐經(jīng)驗和實際操作能力，實現(xiàn)企業(yè)真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項目群，對學生的知識、能力、素質進行全面培養(yǎng)，使學生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養(yǎng)目標實現(xiàn)的一體化課程體系
專業(yè)課程體系的構建思路以行業(yè)與社會需求為根本。在此基礎上確定智能科學與技術專業(yè)人才的培養(yǎng)目標。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導，定制科學先進的人才培養(yǎng)模式和過程，最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學與技術專業(yè)創(chuàng)新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系，制定全新的適應我國國情的教學計劃，采用先進的教學理念與培養(yǎng)模式，初步構建以設計為中心，理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當降低理論知識的難度，著重培養(yǎng)學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性，構建基礎理論平臺課程群與專業(yè)模塊化課程群相結合的理論教學體系，保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個性化發(fā)展，增強學生對社會的適應性。
實踐課程體系方面，依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標，以能力為本位，以項目為載體，以“學中做”和“做中學”為方法，統(tǒng)籌安排基礎實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業(yè)設計（論文）與企業(yè)實習等各類實踐教學環(huán)節(jié)，使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化；將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統(tǒng)化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業(yè)相結合，貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（智能機器人綜合設計項目）的設計直接針對專業(yè)的培養(yǎng)目標，實踐學期的二級項目和基于專業(yè)課程的三級項目分別是一級項目培養(yǎng)能力的分解。
采用基于社會實際崗位的逆推法設計課程體系，如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標，將專業(yè)培養(yǎng)目標抽象為若干個專業(yè)核心應用能力，再根據(jù)每個專業(yè)核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程群。
設置課程群不僅要考慮智能科學與技術專業(yè)本身課程體系的科學性與遞進關系，還要充分研究專業(yè)相關的重點行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點，針對人才市場的人才需求和崗位需求，把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規(guī)范納入課程，實現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟及行業(yè)、企業(yè)的有效對接。目前，智能科學與技術專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側重于智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統(tǒng)構建技術和嵌入式系統(tǒng)技術，包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設計與開發(fā)，以及智能技術在工業(yè)控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關技術有一定的匹配度，但還需進一步改革，擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場總線”等知識模塊構建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡課程群，融合“工業(yè)機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業(yè)4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術專業(yè)課程體系的構建分為基礎課程、專業(yè)基礎課程、專業(yè)崗位應用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性，前兩個階段與傳統(tǒng)大學基本一致，只是深度上淺顯一些，后兩個階段面向人才市場的崗位需求，著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。
3.2科學的人才培養(yǎng)質量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術專業(yè)按照全面質量管理的理念，建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合，形成性考核評價與終結性考核評價相結合，定性評價與定量評價相結合，采取管理學確認有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法進行評價，可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學質量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。
智能科學與技術專業(yè)教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業(yè)、課程、項目、教材以及素質教育等環(huán)節(jié)落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價，學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等，由定量評價和定性評價組成。教學過程評價，主要從課程考核、實踐學期以及畢業(yè)設計（論文）3個關鍵環(huán)節(jié)展開。
3.3高水平師資隊伍建設
專業(yè)自成立以來就十分關注師資隊伍的培養(yǎng)，不斷強化專業(yè)師資隊伍建設，持續(xù)關注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設，加強“雙師型”教師隊伍的培養(yǎng)力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業(yè)實踐、學術研討等全方位的培養(yǎng)措施，努力建設一支結構合理、素質優(yōu)良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中，實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發(fā)展方案。
3.4教學資源建設
根據(jù)課程體系改革方案，完善改革課程的教學大綱，積極開展專業(yè)課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導書、教學案例、課件等教學資源建設，升級機器人系列實驗室。
關鍵詞：智能科學與技術；課程體系；培養(yǎng)管理
1背景
智能科學與技術是當前科學研究和工程實踐的理論與技術發(fā)展的前沿領域，智能科學與技術專業(yè)是一個多學科交叉的跨應用領域專業(yè)Ⅲ。智能科學技術的發(fā)展將把整個信息科學技術推向“智能化”的高度，這正是當代科學技術發(fā)展的大趨勢，對于這方面人才的需求也越來越迫切。智能科學與技術培養(yǎng)掌握堅實智能科學與技術基本理論和系統(tǒng)專門知識，具備作為工程師或領導者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學研究、工程設計、教學工作或獨立擔負本專業(yè)技術工作能力，深入了解國內外智能科學與技術領域新技術和發(fā)展動向，能結合與本學科有關的實際問題進行創(chuàng)新研究或工程設計的高級專門人才。
高校應穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學與技術專業(yè)的本科生教育，夯實本科教育基礎并積極創(chuàng)造條件，大力開展創(chuàng)新教學，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和工程實踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，良好科研素質和較強創(chuàng)造能力的智能科學與技術工程師。
2教學計劃與教學管理分析
智能科學與技術屬于計算機類專業(yè)，其必修課程設計原則是使學生具備計算機科學與工程的基礎理論知識，尤其是大類專業(yè)招生教學的院校，通識課程主要是數(shù)學、物理文化基礎，強調扎實的自然科學基礎。專業(yè)教學的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程，專業(yè)必修課一般分為數(shù)學基礎和專業(yè)課程。計算機類專業(yè)數(shù)學基礎課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學、微分方程、概率與統(tǒng)計、數(shù)值計算等；專業(yè)課程一般包括程序設計基礎、高等程序設計、數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)、計算機組成與結構、數(shù)字電路與邏輯設計等。
2.1學分
本科培養(yǎng)計劃的學分中，國內外大學學分總數(shù)趨勢是逐步減少，追求少而精。國內院校一般在130～190學分之間，如北京大學為150學分，清華大學為1 70學分，東南大學與浙江大學均為160學分，還有16學時為1學分的，也有18學時為1學分的。
中國臺灣的大學一般在130學分左右。臺灣交通大學最低畢業(yè)學分為128學分，其中必修課程須達76學分（共同必修58學分+資工組核心須達分+（資工組副核心課程學分+另2組核心課程學分）），專業(yè)選修本系課程須達12學分，其他選修課程須達12學分，通識課程須達28學分（含外語課程必修8學分）。臺灣“中央大學”為136學分，臺灣“清華大學”為136學分，其中必修和必選學分126，其他與導師商量決定。
美國的大學各校差異較大。美國的學分計算有4學期制、兩長一短制及兩學期制，其中加州大學伯克利分校為120學分，麻省理工大學為90學分，加州大學洛杉磯分校為186學分，斯坦福大學為180學分。
2.2教學管理
在教學管理上，斯坦福大學給學生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學院。除了醫(yī)學院和法學院學生需要經(jīng)過一定的選拔程序外，本科生可以在入學后的前一個學期適當時候隨意選擇專業(yè)，并且選擇專業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。
國內的浙江大學是較早實行按大類招生的學校之一，分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類，前兩年不分專業(yè)，按學科分類集中培養(yǎng)。
臺灣的大學專業(yè)也是按大類完成前期的基礎課程，再分小專業(yè)完成各學程，包括基礎課、核心課和進階課。
教學分組是現(xiàn)在的主流課程架構，也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國內清華大學采用的是分組教學；臺灣的大學基本上采用的是以教學方向分組的方式，臺灣的大學教學分為課程與修業(yè)、學分學程。
2.3實驗與實踐教學
計算機類專業(yè)各大院校都強調課程實驗與實驗教學，而目前課程該如何進行教學？這不僅是實驗問題，如何以工程教育專業(yè)論證為目標，怎樣使教學目標達到畢業(yè)要求是關鍵。做中學是主流實驗教學方式，尤其是美國的大學，大作業(yè)體現(xiàn)的是實驗與理論教學的結合，是考查學生是否理解理論知識的重要途徑。學生不僅能夠學習扎實的數(shù)學和計算機專業(yè)知識，還進行大量的實踐創(chuàng)新訓練。麻省理工大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校、斯坦福大學都屬于實踐創(chuàng)新性教學模式。例如，斯坦福大學程序設計范式課程重點比較C、C++、Java的特點和難點，每1～2周有一次大作業(yè)，針對不同的任務，要求學生用不同的語言實現(xiàn)，使學生加深理解各類編程語言的應用場合；麻省理工大學的課程計劃是必須先修12學分的實驗課程，再修3門或4門核心課程，最后選擇3門方向學科和1門關于該方向的實驗課、2門專業(yè)拓展課。
3智能科學與技術課程體系分析
智能科學與技術課程體系在智能基礎理論研究的基礎上，需要安排基礎性、通用性、關鍵性的智能技術研究，主要包括感知技術和信息融合技術；自然語言處理與理解技術；知識處理（認識）技術，包括知識提煉、知識分類、知識表示技術等；機器學習技術，特別是統(tǒng)計與規(guī)則相結合的學習技術；決策技術，即知識演繹技術特別是不確定推理技術等；策略執(zhí)行技術，即控制與調節(jié)技術；智能機器人技術，特別是面向專門領域的智能機器人技術；智能機器人之間的合作技術；基于自然語言理解的智能人機交互與合作技術；智能信息網(wǎng)絡技術。
國內最早創(chuàng)辦智能科學與技術專業(yè)的學校包括北京大學，西安電子科技大學是第2批開始培養(yǎng)智能專業(yè)學生的院校。北京大學的本科教學計劃中，專業(yè)必修課程（2分）包括：①專業(yè)數(shù)學/理論基礎（15學分）：算法分析與設計、集合論與圖論、概率統(tǒng)計A、代數(shù)結構與組合數(shù)學、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎（分）：數(shù)字邏輯設計、微機原理和信號與系統(tǒng)；③智能基礎（5學分）：腦與認知科學與人工智能基礎。專業(yè)限選課程（15學分）包括信息論基礎、計算方法B、數(shù)字邏輯設計實驗、微機實驗、數(shù)據(jù)結構與算法實習、機器感知和智能處理實驗、智能多媒體信息系統(tǒng)實驗。選修組合課程（29～32學分）：學生按照自己的興趣，參考智能的2個專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術及其他：①公共核心課程（分）：智能科學技術導論、模式識別基礎、生物信息處理、智能信息處理；②專業(yè)方向課程（11～15學分）：機器感知與智能機器人方向、智能信息處理與機器學習方向、新技術及其他。
西安電子科技大學智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字電路及邏輯設計、模擬電子技術基礎、微機原理與系統(tǒng)設計、數(shù)據(jù)結構、軟件工程、人工智能概論、算法設計與分析、最優(yōu)化理論與方法、機器學習、計算智能導論、模式識別、圖像理解與計算機視覺、智能傳感技術、移動通信與智能技術、智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡信息檢索、智能系統(tǒng)平臺專業(yè)實驗等課程及30多門選修課程。
建議各學校可以根據(jù)學院教學特色與實際需求，設計專業(yè)核心課程。北京大學偏重“信息處理”，湖南大學偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強調的一個前提就是智能科學與技術專業(yè)屬于大計算機類，更需要大EECS專業(yè)的基礎。編程、電路、數(shù)學、數(shù)據(jù)結構、計算機系統(tǒng)這五大核心基礎就是大EECS；其次是專業(yè)，計算機以系統(tǒng)結構、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、編譯、數(shù)據(jù)庫五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主，湖南大學的智能科學與技術專業(yè)強調系統(tǒng)，因此信號與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學智能科學與技術專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別、智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機器人學等；研究學位課程包括模式識別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學與技術基礎（人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別）、核心（智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應用（機器人學）。
4結語
（1）在課程計劃實施過程中，教師需要遵循課程的時序圖，即描述課程的進階關系，從本科直到研究生，同時還可以實行一定的修課限制，如臺灣交通大學計算機概論與程式設計和面向對象程式設計兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結構與算法概論，若數(shù)據(jù)結構不及格不能修算法設計課程等。
（2）程序設計類課程用上機程序能力考試來設置合格條件，如臺灣交通大學基礎程式設計及格條件為通過“程式能力鑒定”，湖南大學則以CCF―CSP軟件能力測試作為程序設計課程通過的考核標準。
（3）鼓勵學生參與項目、競賽等課外科技活動，如臺灣“清華大學”的綜合論文訓練是由具有同等水平的項目訓練成果或SRT（student research training）計劃項目以及其他課外科技活動成果經(jīng)認定后代替的。
（4）精煉的課程教學。核心課程應該精且必須加強課程實驗，只有對方法和理論有正確的認識才能掌握這門課程，而動手完成實驗才能真正融會貫通。麻省理工大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校的學生具備扎實的數(shù)學和計算機專業(yè)知識后，都需要進行大量的實踐創(chuàng)新訓練。
關鍵詞：本科生導師制；智能科學與技術；復合型人才；角色定位；質量監(jiān)控
文章編號：1672-5913（2013）07-0038-04
中圖分類號：G642
本科生導師制為本科生配備學業(yè)導師，從而進行因人施教、教與育結合的人才培養(yǎng)，是一項創(chuàng)新型的本科生培養(yǎng)模式。作為一種高效的、個性化的人才培養(yǎng)制度，其執(zhí)行效果不如想象中的那么好，特別是在我國實現(xiàn)高等教育大眾化的進程中，大學生在校人數(shù)逐年增多，而大學教師相對較少，使得眾多的本科生得不到教師的直接指導和幫助，從而使本科生導師制的積極意義不能被完全發(fā)揮。因此，我們有必要研究一種切實可行的本科生導師制模式，以適應新形勢下高等教育對培養(yǎng)優(yōu)秀人才的需要。
1 本科生導師制與復合型人才培養(yǎng)的內涵
1.1本科生導師制及其發(fā)展現(xiàn)狀
本科生導師制（Tutorial System）是在師生雙向選擇的前提下，由愛崗敬業(yè)、品德高尚、知識淵博的教師擔任本科生的指導教師，對學生的學習、生活、心理等方面進行個別指導的教學制度。
本科生導師制最早在15世紀由牛津大學發(fā)明并實行。美國的普林斯頓大學于1902年引進了導師制。1998年，美國研究型大學本科教育委員會在“重建本科生教育：美國研究型大學發(fā)展藍圖”報告中建議每個本科學生都要有一名導師，這種形式應該在所有研究型大學中推廣開來。
就我國目前的大學教學現(xiàn)狀來看，導師制在傳統(tǒng)上只用于碩士和博士研究生層次。而在本科生層次上，只有少數(shù)院校的培優(yōu)班采用了導師制。例如，北京大學的元培計劃實驗班、北京郵電大學的葉培大學院等，在低年級實行基礎課程教育，構建合理的學科知識結構；在高年級由學業(yè)導師因人施教，進行個性化的專業(yè)教育及素質教育。由于傳統(tǒng)教學管理方式及師生資源分配模式的影響，導師制未能充分發(fā)揮其積極意義，實施效果不是十分理想。
事實上，從中學進入大學是一個跨越。在這個跨越中，中學的學習方法、生活環(huán)境等都與大學中的不同。同時，4年的大學正是大學生思維方法、學習能力、身心素質等方面趨于成熟及穩(wěn)定的階段。由此可見，在大學生本科層次施行導師制，對于豐富學生的素質教育、促使教書與育人有機結合、做到因材施教，顯得十分重要。
1.2智能科學與技術專業(yè)特色及復合型人才培養(yǎng)
智能科學與技術是一門涉及數(shù)學、生命科學、認知科學、信息科學、控制科學、計算機科學、哲學等學科的交叉和邊緣學科，是信息科學技術的核心、前沿和制高點。我國新型經(jīng)濟的發(fā)展需要大量的高層次智能科技人才，而智能科學與技術學科為復合型人才的培養(yǎng)提供了天然的良好環(huán)境。具體說來，智能科學與技術專業(yè)復合型人才的內涵包含以下幾點。
1）基礎扎實，知識運用能力強。學生能通過深入學習，掌握智能科學與技術專業(yè)的基礎理論與技術，同時具備領域相關的多學科知識，包括計算機、自動化、信息、通信等，學會交叉融合，貫通多學科綜合知識，從而使本專業(yè)的畢業(yè)生有能力在未來知識激增的信息社會中適應知識更新和淘汰的多種挑戰(zhàn)。
2）學習能力及創(chuàng)新能力強。學生通過參與專題討論、課程或學術報告、參加學科競賽等活動來調整、優(yōu)化知識結構，提高采用智能科學技術與理論解決問題的能力，增強自我學習的意識和創(chuàng)新能力，能夠面對新的快速發(fā)展的智能科學與技術領域，能夠適應層出不窮的新環(huán)境、新問題，不斷更新知識體系。
3）綜合素質高。學生應當具備很強的社會及集體責任感，崇尚“真、善、美”，敢于堅持真理，具有理想與抱負，具備自信、樂觀、積極向上的心理狀態(tài)以及良好的面對困難與挫折的心理素質。
基于此，我們將智能科學與技術專業(yè)復合型人才的培養(yǎng)目標設定為：培養(yǎng)具有科學創(chuàng)新精神和實踐能力、通曉世界知識、具有踏實的工作作風和良好的語言文化交流能力的高質量人才。學生僅掌握簡單的課本知識，遠遠無法達到智能科學與技術人才的要求，因此亟需探索一種能夠增強師生在培養(yǎng)過程中的深度互動與溝通的模式。本科生導師制為學生提供包括學業(yè)、思想、生活等在內的全面指導，順應了這種變化和要求。
北京郵電大學智能科學與技術專業(yè)于2006年開始正式招生，至今已完成了近6年的教學實踐，積累了很多寶貴的經(jīng)驗和教訓。如何將自身經(jīng)驗與學科發(fā)展的趨勢和方向相結合，深入地研究復合型人才培養(yǎng)模式，有助于高層次人才的建設，對人才培養(yǎng)活動具有調控、規(guī)范和導向作用。
2 智能科學與技術專業(yè)本科生導師制模式探索
我們以北京郵電大學智能科學與技術專業(yè)為試點，探索一種高效、可行的本科生導師制實施方案，為培養(yǎng)高素質、復合型人才提供真實可信的參考依據(jù)，從而有助于在未來形成適用范圍更廣、更具指導意義的本科生導師制可操作規(guī)范和導向。
2.1實施對象
該模式實施對象為智能科學與技術專業(yè)2年級到4年級的全部學生，共約90人。這與此前國內高校注重本科學生精英的選擇與培養(yǎng)模式不同，而是全面覆蓋所有學生，挖掘所有學生可能的興趣和潛力，其培養(yǎng)過程更加大眾化、更具有公平性。本科生導師目前限定為負責本專業(yè)教學的智能科學與技術中心（以下簡稱中心）的教師，包括在職13人（其中教授2人、副教授6人、講師5人）及兼職教授6人。除專業(yè)導師外，為便于觀察和搜集導師制實施過程中的問題，還應配備1名觀察員，隨時了解觀察實施情況并給予建議。
2.2實施辦法
本模式采用學生和教師雙向選擇的原則，結合成導師與學生組合。導師每人每年級指導2～4名學生。根據(jù)教師的具體情況，也可以實行以一位教師為主、多位教師為輔的指導模式。學生可以隨時根據(jù)自己的情況，在不影響初始組合的情況下，自愿申請得到多位教師的指導。導師組定期通過講座、專題報告、談心交流等形式與學生交流，豐富學生的第二課堂?？紤]到本科生相對于研究生知識視野和思維模式尚不是十分成熟，還不能一次性成功選擇到自己最滿意的導師或方向，本次試點研究首次提出導師輪換機制以及多教師輔助的模式，充分利用了各位導師的多樣性，采取每年輪換的方法，讓每位本科學生在校期間至少可以得到3位不同導師的指導，從而能夠幫助學生拓寬視野，更好地找到自己的興趣和創(chuàng)新意愿。
2.3本科導師角色定位
本科導師的角色應該與學院和班級輔導員相輔相成，完全可以涵蓋某些專業(yè)課教師對部分學生所起到的課程和學業(yè)引導作用，而且較之更加全面和完善。導師不僅是學生學習上的導師，還是學生的伙伴和引路人。導師通過觀察、交流，了解學生在學習及生活中的表現(xiàn)，主要在以下方面發(fā)揮積極的幫助與激勵作用。
1）課程教育：重點指導學生的課程學習，在低年級側重實行通識教育和大學基礎教育，幫助學生制訂學習計劃，了解專業(yè)方向及其應用領域；在高年級針對個體在興趣、特長等方面的不同，實施個性化的專業(yè)素質教育，幫助學生構建合理的知識結構。
2）學術能力培養(yǎng)：重點在于激發(fā)學生興趣，幫助學生挖掘他們的學術潛力和獨立從事研究工作的能力；指導學生參加學科競賽、從事合適的科研活動、撰寫學術論文和畢業(yè)論文等；注重學生的個性發(fā)展，增強創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質。
3）發(fā)展規(guī)劃指導：針對學生個體給予具體指導，幫助學生認清自我、完善自我，協(xié)助學生初步制訂個人中長期發(fā)展規(guī)劃并督促落實，盡可能為學生提供就業(yè)及考研信息。
同時，還要通過導師的言傳身教，幫助學生樹立崇高的人生理想，提升學生正確處理社會關系的能力，使其在學業(yè)和為人方面變得更加成熟。
上述內容充分體現(xiàn)了本次導師制試點研究工作與實施過程的精細與全面，進一步發(fā)展了已有的類似培養(yǎng)計劃的主要特點，同時將各方面的工作重點刻畫得更加清晰，對本科生導師的工作具有更具體的指導作用。
2.4學生與導師的溝通機制
本科生導師制的實施范圍包括課程學習和學術指導，以及將學生的思想、素質與知識整合，幫助學生全面健康發(fā)展，使之更好地適應社會工作和生活的需要。實施方式包括導師和學生個別溝通，以及電話、電子郵件、走訪等多種形式。
導師必須了解學生的學業(yè)進程、心理動態(tài)，并對每位學生至少每學期做一次書面評價。根據(jù)課程性質、不同學習階段、學生的獨立性等情況，決定見面討論的頻率，但不少于每月一次。
導師以嚴謹認真的方式對待學生呈交的研究成果，并為其進步與繼續(xù)發(fā)展給予建議與幫助，提供富有啟發(fā)性的反饋意見，使學生知道他們在做什么。更為重要的是可以使學生根據(jù)其理想與現(xiàn)狀，明確需要在哪些方面加以改進。
此外，本次試點研究工作首次引入了“主題班會”形式的學生與導師集體溝通的機制，這也是本文工作的創(chuàng)新點之一。針對學生共同關心的一些主題，導師與學生一起展開廣泛的討論，聽取各種不同的觀點和聲音，有效地激發(fā)學生學習、創(chuàng)新、生活等多方面的熱情，這從會后學生的反饋意見中得到充分的印證。同時，導師們也很認同這樣的形式，普遍認為有助于解決個人指導學生過程中所遇到的一些難題。
2.5導師制的監(jiān)督和評估機制
在人才培養(yǎng)過程中，智能科學與技術中心定期通過教師例會和觀察員對本科導師的工作情況進行經(jīng)常性的檢查，特別是關于培養(yǎng)計劃的落實情況、教師日常的指導情況、學生的學習狀況（包括學習興趣、學習能力、學習負擔等）及生活狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
我們通過組織學生座談會，了解學生對于導師制的意見和建議，改進導師制的實施辦法；同時，也了解班主任或輔導員、學院學生黨委等對于導師制的意見。在我們收集的意見中，班主任或輔導員、學院學生黨委等都對我們的工作給予了高度的贊揚和充分的肯定；而學生們可能對各種細節(jié)提出自己的觀點或問題，但有一點是高度統(tǒng)一的，就是所有學生都很支持本科生導師制的實施，認為與同屆的其他專業(yè)學生相比，自己能接受這樣的培養(yǎng)方式是極其自豪的。
畢業(yè)生就業(yè)后，我們分別對他們和用人單位進行調查，收集各種反饋意見，并做出相應的評估、調整或改進。目前實施時間較短，上述計劃尚未得到實踐的經(jīng)驗。
3 智能科學與技術專業(yè)本科生導師制的實施與思考
自2011年9月啟動智能科學與技術專業(yè)本科生導師制以來，導師與學生之間保持至少每月一次的溝通頻率。除此之外，導師組還針對學生反映的普遍問題，例如課程與課外活動的時間平衡、學業(yè)與未來規(guī)劃、學風與考風等，召開集體班會，進行更廣泛和深入的交流。在堅持導師與學生日常溝通的同時，我們也十分注意加強導師與導師之間的日常交流，充分利用每周一次的教師例會時間，每次都辟出一段時間溝通討論近期導師指導學生的心得或問題，尤其是觀察員充分發(fā)揮了“旁觀者清”的作用，經(jīng)常對各種細節(jié)提出直率而寶貴的意見和建議，對于各位導師統(tǒng)一思想認識和提高工作方法起到了積極有效的作用。
通過導師對學生的全程指導，我們發(fā)現(xiàn)有很好的效果。首先，導師能動態(tài)地掌握學生的學習、興趣、心理等方面的變動情況，并及時對學生加以引導，從而更有效地促進學生成長和發(fā)展；其次，學生在學習或生活中遇到困惑時，能直接得到導師的引導或幫助，使個性培養(yǎng)與專業(yè)教育的內容和形式更加豐富，有利于提高學生的積極性，增進學生的自我認識。
但是，在導師制的實施過程中我們也看到了一些問題，還需要進行深入研究并解決。
1）導師的職責難以明確。
本科生階段的導師制側重由導師引導學生自主學習、自我發(fā)現(xiàn)與成長，使學生樹立正確的“三觀”與高尚的道德情操，并培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力。而導師在指導學生時，容易出現(xiàn)2個片面的方式：一是傳統(tǒng)的以課本為基礎的“傳授式”，指導本科生的課程學習；二是以科研項目為中心的“任務式”，管理本科生的科研工作。前者忽略了培養(yǎng)學生的學習興趣和自覺性，后者則忽略了本科生與碩士生、博士生在知識結構、獨立科研能力、培養(yǎng)目的等方面的差異。在這個過程中如果缺少合理的引導和幫助，學生很容易產生消極的挫敗感。
2）教與育的尺度難以調節(jié)。
導師制所遵循的教育理念應是培養(yǎng)智慧與理性全面發(fā)展的人才，提高學生探究知識和獨立思考的能力。同時，本科生導師制也強調人文關懷，不僅傳授知識和技能，在面對學生的各種問題時，包括考風問題、個人感情問題、與人處事問題等，導師還要以自己良好的師德和品格影響學生，做到既教書又育人。
關鍵詞：智能科學技術導論；導向作用；教學策略
智能科學與技術是形成于生命科學、控制科學、信息科學、計算機技術以及通信技術等學科與技術交叉基礎上的新興專業(yè)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認知科學、智能科學、信息科學、現(xiàn)代科學方法學的基本理論知識，掌握計算機、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡、信息處理的基本技能，綜合運用所學知識與技能去分析和解決實際問題，具有較強的自學能力和創(chuàng)新能力的高級復合型人才[2]。智能科學與技術本科專業(yè)從2004年設立至今，全國只有17所大學開辦該本科專業(yè)，目前一級學科和二級學科還沒有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善[3-4]。在該專業(yè)的課程體系中，智能科學技術導論作為一門專業(yè)的基礎課程，針對的是學生實際需要，科學、系統(tǒng)地解答了學生各種專業(yè)問題[2]，可以幫助學生對本專業(yè)有一個整體認識，對智能科學領域有初步的了解，以發(fā)揮其對專業(yè)及專業(yè)基礎課學習的良好導向作用。研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實意義。
1智能科學技術導論教學現(xiàn)狀
1.1具體表現(xiàn)
對專業(yè)認識較少是不少新生入學時找不到學習方向和目標的一個重要原因。在進入高等學校學習之前，絕大部分學生并不知道“智能科學與技術”指的是什么，涉及哪些知識，應用在哪些領域，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，而在進校后一般都是學習基礎課程(如英語、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開始進行專業(yè)課的學習。學生在此之前由于不了解專業(yè)方向的學習和研究內容，很難想象他們在專業(yè)基礎課學習上會有濃厚的興趣，更不談學習主動性的提升。智能科學技術導論在低年級開設，目的是讓學生逐步認識、了解該專業(yè)的概況，達到激發(fā)學生學習專業(yè)課程、參與科學研究的興趣，幫助他們對大學學習和生活進行規(guī)劃和定位。然而，這一門課程并沒有起到其應有的作用，具體表現(xiàn)如下。
1) 導論學習與專業(yè)學習存在斷層。智能科學與技術的專業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導論一般安排在大一學期，此時，由于知識結構和認知能力的缺失，新生難以將過深的學科形態(tài)、專業(yè)教學抽象成整體概念，對導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，他們已基本忘記了這一門入學時開設的從整體上介紹本專業(yè)的課程。
2) 學生專業(yè)學習的積極性不高。筆者在對高年級學生講授專業(yè)課的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學生對本應在大一就具備的專業(yè)思想、所涉及的智能科學技術領域的宏觀知識、正確的學習方法等缺乏足夠的認識，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對相關專業(yè)課的學習毫無興趣，一味地認為進入該專業(yè)學習是自己的不幸，轉而要求換專業(yè)甚至退學。
3) 繼續(xù)從事本專業(yè)領域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調查發(fā)現(xiàn)，很多本專業(yè)的學生對畢業(yè)去向不持樂觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學生考慮的是其他專業(yè)，而要進入社會的畢業(yè)生則表示找到專業(yè)對口的工作很難，他們大部分認為這是從一開始就沒有對大學學習和生活做好規(guī)劃和定位所導致。
1.2相關因素
通過與其他教師的交流以及與學生的座談，筆者發(fā)現(xiàn)智能科學技術導論這門課程沒有起到其應有作用的原因主要在于以下幾個方面。
1) 教學內容缺乏針對性。智能科學與技術匯集多種邊緣學科與技術，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)科學等內容，因此，課程所涉及的研究領域及內容十分豐富、教學知識結構較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內容龐雜，熱點分支多，知識點相對獨立，聯(lián)系不夠緊密。正因為如此，在短短的課時教學中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對性。
2) 授課對象缺乏相關知識。在實際教學活動中，由于智能科學技術導論課程一般開設在入學之初，學生不僅缺乏相關基礎知識，而且處于高中到大學的過渡期，他們的學習認知行為、學習方法、學習要求和學習內容的組織形式難以適應教師所授內容。如果課程內容涉及的專業(yè)知識過多，學生學習起來就費勁；如果偏重理論，教學會顯得過于枯燥；如果過于注重工藝的講解，又會給學生造成輕視專業(yè)基礎知識的傾向[5]。如此種種，導致教師在講課過程中處于兩難境地，而學生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識體系，在有限的時間里所能掌握、吸收并內化的智能科學基礎知識很少，從而不利于今后專業(yè)課的深入學習。
3) 教學方式落后。目前，講授智能科學技術導論這一課程采取的教學方式更多是傳統(tǒng)的教學方式――課堂教學，而其課程特點是知識面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學方式的缺陷更為凸顯出來，學生知識結構的延伸無法完成，對后續(xù)專業(yè)課教學產生不利影響。
2教學策略的提出
2.1課程的全程化
作為一門基礎專業(yè)課，智能科學技術導論應以學生在專業(yè)領域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學習中，根據(jù)不同年級學生的特點，有針對性地開課或開設學習指導性講座，如大一階段應以初步認識、了解專業(yè)本身，建立對本專業(yè)的信心，激發(fā)對專業(yè)的興趣為目的而設置課程內容；大二階段則為提高對專業(yè)的認識、鞏固專業(yè)信心、學習專業(yè)方法、制定專業(yè)目標的階段；大三階段則是深入掌握專業(yè)學習方法、系統(tǒng)學習專業(yè)知識的階段；大四階段則是走向職場、實踐運用專業(yè)知識的階段。通過這4個階段的遞進關系，最終促進學生螺旋化地構建專業(yè)知識。
2.2教學方式的革新
把科學研究引入教學過程，使教學活動具有科研性，這是大學教學過程突出的特點[6]，因此，授課內容不應完全局限于教材，而應融入教師的科研、工程項目、實踐經(jīng)驗以及學科知識。開設智能科學技術導論課程的目的是讓學生初步從整體上接觸專業(yè)基本知識，通過列舉專業(yè)知識在實際生產中的應用以及專業(yè)基礎知識在今后學習、科研工作中的重要性，為專業(yè)學習提供一個良好的導向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學外，還可考慮采取講座方式提供相關信息、講授相關知識。如選擇智能科學與技術專業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領域的知識、學科發(fā)展最新概況、智能科學前沿技術及最新科技成果、專業(yè)學習方法、實驗室在研項目等進行系列專題講座，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。在此基礎上進行講解和討論，學生可以從不同來源、不同角度了解該專業(yè)的內容、研究方法、前沿技術及發(fā)展方向，從而引導他們在智能科學與技術專業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。
2.3調整與優(yōu)化教學內容
作為一門“入門”課程，智能科學技術導論的講授切忌涉及太多的理論，這會使學生失去學習的信心；同時，也不允許對課程內容進行重復性的講授，這會使學生失去學習興趣。鑒于此，在教學內容的組織上要做到內容難度適中，選擇適合學生接受能力且對后續(xù)專業(yè)課學習有幫助的內容來授課。此外，智能科學是一個不斷發(fā)展的學科，其技術成果、研究動向更新快，教師應及時介紹智能科學技術領域的最新科技成果，引導學生關注本專業(yè)的知識應用，拉近學生與智能科學技術之間的距離，使他們及時掌握本學科領域發(fā)展的最新動態(tài)，擴大知識面，為今后專業(yè)課的學習以及就業(yè)做鋪墊。
2.4運用靈活的考核方式
一般專業(yè)課的學習效果比較顯著，只要努力，課程結束后，學生一般也就掌握并內化了相關的專業(yè)知識。和這些一般的專業(yè)課程不同，智能科學技術導論課程的學習效果只能在后續(xù)專業(yè)學習中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學內容、教學目的和教學要求等方面所具有的特殊性，其學習效果僅僅通過傳統(tǒng)的測試很難檢驗出來，同時也容易束縛學生的思維，不利于其應有作用的發(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)實驗報告中的實驗步驟寫實驗體會、要求學生推薦他認為本專業(yè)最新科技成果或參考書等。
2.5積極開展實驗課
智能科學技術導論是一門從宏觀上介紹智能科學領域相關內容的專業(yè)基礎課，其重要任務是介紹專業(yè)教學安排和專業(yè)學習方法，并沒有深入具體地介紹某一知識點。由于導論課程的特殊性，實驗的開設可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學校組織的電子設計競賽的作品，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計意義和原理。
此外，智能科學與技術覆蓋面很廣，工程性與實踐性很強，現(xiàn)有市場上已存在涉及很大一部分相關知識的技術成果，因此，可進行反求工程式的實驗課。如本院實驗室擁有的機器人涉及到機械、計算機軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進技術，學生從中可逐漸認識、理解、學習掌握智能科學知識，這種反求工程式的實驗課不僅可以提高學生對學習本專業(yè)知識的興趣，也為后續(xù)專業(yè)學習奠定了基礎。
2.6培養(yǎng)高素質的師資隊伍
智能科學技術導論作為智能科學與技術專業(yè)學生的入門課程，對授課教師提出了很高的素質、能力要求。授課教師應具有深厚的基礎理論知識、寬廣的專業(yè)知識、豐富的科研與工程實踐經(jīng)歷、高水平的教學能力以及大學生思想教育的經(jīng)驗[7]。
3結語
智能科學技術導論這一課程對穩(wěn)定學生初期迷茫的專業(yè)思想動態(tài)、激發(fā)學生濃厚的參與意識和興趣、提高學生學習后續(xù)專業(yè)課程的熱情和解決實際問題的能力等有重大影響。在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒的情況下，只有不斷地實踐總結，才能發(fā)揮其作為智能科學與技術專業(yè)“敲門磚”的作用。
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Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology
LIU Zhenbing, DANG Xuanju
(School of Electronic Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)
（大連東軟信息學院電子工程系，遼寧大連116023）
摘要：基于CDIO工程教育理念，結合大連東軟信息學院推行的TOPCARES-CDIO人才培養(yǎng)目標體系和電子工程系智能科學與技術專業(yè)特點，提出構建培養(yǎng)學生創(chuàng)新、溝通、工程推理與解決實際問題等能力的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。
關鍵詞 ：CDIO；專業(yè)人才培養(yǎng)；智能科學與技術；項目導學
基金項目：2012年度遼寧省普通高等學校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè)項目(G2201249)。
第一作者簡介：周國順，男，教授，研究方向為嵌入式系統(tǒng)，zhouguoshun@neusoft．edu．cn。
0 引 言
專業(yè)人才培養(yǎng)方案是專業(yè)建設的根本性文件，主要由專業(yè)基本信息、學制與學位、專業(yè)人才培養(yǎng)目標、課程體系、培養(yǎng)計劃安排及學時學分要求等內容組成。為了能夠適應當前國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，高校有必要對相關學科的專業(yè)培養(yǎng)方案進行改革。專業(yè)培養(yǎng)方案應該適當加強對工科學生創(chuàng)新設計與實踐能力培養(yǎng)的要求，廣泛調研專業(yè)相關企事業(yè)用人單位的崗位需求，適當增加符合專業(yè)發(fā)展趨勢的專業(yè)拓展、前沿課程。大連東軟信息學院電子工程系智能科學與技術專業(yè)依靠具有豐富的智能產品研發(fā)、工程設計、工程實施經(jīng)驗的師資隊伍和CDIO工程環(huán)境，對本專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了基于TOPCARES-CDIO的教育教學改革，取得了良好的效果。
1 工程教育改革的意義
CDIO工程教育改革的目的是培養(yǎng)學生具有在工程、產品開發(fā)團隊中構思一設計一實施一運行復雜、高附加值產品或過程與系統(tǒng)的能力，通過大學本科的教育與實踐，成為一名具有基本工程創(chuàng)新及設計能力、整裝待發(fā)的工程師。為此，教師必須改變傳統(tǒng)工程教育重理論、輕實踐、理論與實踐脫節(jié)的教學方式，補充對工程教育至關重要的個人素養(yǎng)、團隊合作與系統(tǒng)構建能力培養(yǎng)的教學內容。
傳統(tǒng)的教與學是建立在布魯納的“認知一發(fā)現(xiàn)說”、奧蘇伯爾的“有意義言語學習理論”和加涅的“認知學習理論”基礎上的。大多數(shù)高校教師為了讓學生掌握深厚的工程推理能力，基本上采用奧蘇伯爾的“有意義言語學習理論”進行教學。該理論提倡課堂的講授式教學，學生在學習過程中基本是被動地接受學習口。多數(shù)學生雖然會關注理論知識在實踐中運用的問題，但是也常常只為應付考試而去記憶工程理論?？荚嚱Y束，學過的知識、理論也就不用了，甚至忘記了。
2009年，大連東軟信息學院提出創(chuàng)辦獨具特色的、培養(yǎng)應用型人才的國內一流應用型大學的目標，借鑒美國MIT、瑞典皇家理工大學、瑞典查爾莫斯工業(yè)大學、瑞典林雪平大學組成的工程教育改革研究團隊倡導的CDIO（Conceive-構思、Design-設計、Implement-實現(xiàn)、Operate-運行）教育教學理念，提出TOPCARES-CDIO人才培養(yǎng)目標體系。TOPCARES分別代表CDIO的8大一級能力指標的首字母，即Technical knowledge and reasoning, Open thinking and innovation, Personal and professional skills,Communication and teamwork, Attitude and manner, Responsibility, Ethicalvalues, Social contribution by application practice。
基于CDIO的教學模式提倡主動學習和經(jīng)驗學習。主動學習是讓學生在參與學習活動時發(fā)現(xiàn)問題、思考與解決問題。教師收集學生提出的在課程學習中的問題，集中回答；同時教師也提出問題，促使學生主動學習、思考問題并尋求解決方法。經(jīng)驗學習是讓學生在模擬工程師和工程實踐的環(huán)境下進行學習，包括基于項目的學習、仿真、案例分析與設計實現(xiàn)。
評估與評價是衡量學生對規(guī)定學習內容完成程度的判斷。傳統(tǒng)的教學評價基本上是以筆試成績?yōu)闃藴实?，很難評價學生的工程、產品及過程構建能力。CDIO教學模式下的評估以學習為中心，貫穿整個教學過程始終。評估方法主要有筆試和口試、平時表現(xiàn)、項目成果演示、書面報告等。教師可根據(jù)一系列考核成績，對教學大綱及教學方法進行持續(xù)的改進和完善，這就構成一個工程教學的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2 智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革
教師應遵循高等教育教學規(guī)律，貫徹落實“國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）”精神，以TOPCARES-CDIO教育理念和方法為指導，以培養(yǎng)高素質應用型高級專門人才為目標，以當前“萬眾創(chuàng)新、大眾創(chuàng)業(yè)”理念為契機，努力為學生構建合理的知識、能力、素質結構，結合智能行業(yè)的新理論、新技術、新工具、新產品更新課程體系與教學內容，強化創(chuàng)新精神和工程實踐能力培養(yǎng)，促進學生的全面發(fā)展。
2.1 以知識、能力、素質培養(yǎng)為核心，以項目為導向，構建一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案
1)以社會和行業(yè)需求為背景，準確定位專業(yè)人才培養(yǎng)目標。
教師應深入開展專業(yè)調研工作，基于TOPCATES-CDIO人才培養(yǎng)目標體系框架，綜合分析應用型人才的通用標準、行業(yè)標準、學校標準和專業(yè)標準，構建和確定本專業(yè)人才培養(yǎng)的目標和能力培養(yǎng)的具體要求，培養(yǎng)掌握智能信息處理與識別、自動控制方法等方面基礎知識，具備信息處理系統(tǒng)軟硬件平臺開發(fā)、自動控制系統(tǒng)設計、人工智能系統(tǒng)開發(fā)等基本能力，具有開放式思維與創(chuàng)新能力和較強個人職業(yè)能力與團隊合作能力，樹立正確價值觀、態(tài)度端正、習慣良好、有責任感的，能在智能醫(yī)療設備、多媒體信息處理、工業(yè)機械控制、機器人、人工智能等智能科學與技術學科相關的專業(yè)領域從事智能產品開發(fā)、系統(tǒng)測試、技術支持等工作的應用型高級專門人才。
在專業(yè)教育階段，教師可跟蹤專業(yè)和產業(yè)新理論、新技術、新工具、新產品的要求，通過開設專業(yè)特色課和專業(yè)拓展課，將創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)融入專業(yè)教育，培養(yǎng)學生的相應知識和技能。專業(yè)課程分類見表1。
2)以項目為導向，構建一體化的課程體系。
學生在學完所有學科課程后，要完成一個貫穿整個課程體系知識及能力的壓頂石項目。為達到專業(yè)培養(yǎng)目標和完成壓頂石項目，學生必須具有三大核心應用能力：智能傳感與檢測技術能力，智能機器人傳動、驅動技術能力和智能機器人系統(tǒng)技術能力。專業(yè)核心能力對壓頂石項目的支撐關系如圖1所示。
依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，教師應以專業(yè)核心應用能力培養(yǎng)為主線，面向行業(yè)、服務產業(yè)、突出應用，以項目訓練為導向，系統(tǒng)構建課程與項目相結合，知識、能力、素質同步培養(yǎng)的一體化課程體系，形成課程培養(yǎng)目標、項目培養(yǎng)目標與專業(yè)培養(yǎng)目標的相互對應和支撐。專業(yè)課程體系如圖2所示。
3)以能力培養(yǎng)為本，構建一體化的實踐教學體系。
智能科學與技術專業(yè)依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標，以能力為本，以項目為載體，采用“學中做”和“做中學”的方法，統(tǒng)籌安排基礎實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業(yè)設計（論文）與企業(yè)實踐等循序漸進的實踐教學環(huán)節(jié)，使實踐訓練內容逐級遞進、逐步深化，將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接，形成理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業(yè)相結合，貫穿本科教育全程的一體化實踐教學體系。專業(yè)培養(yǎng)方案中采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目（壓頂石項目）的設計直接針對專業(yè)培養(yǎng)目標，二級和三級項目是一級項目培養(yǎng)能力的分解。專業(yè)課程體系中的實踐項目設計如圖3所示。圖中每一魚骨分支上支撐同一個二級項目的一組課程為課程群，課程三級項目進行適當?shù)难由炫c擴展將對應二級項目的一部分。專業(yè)項目設置見表2。教師可通過從課程的三級項目實踐開始，到實踐學期的有一定綜合能力的二級項目鍛煉，再最后進行一級壓頂石項目實訓，消除學生對智能系統(tǒng)設計的恐懼感，令學生從容應對工程項目的挑戰(zhàn)。
4)創(chuàng)新素質教育，提升學生的綜合能力。
教師需將素質教育項目納入專業(yè)人才培養(yǎng)方案，明確學分要求、內容安排、組織方式及考核評價標準。構建與專業(yè)教育相呼應的集校、系兩級項目和專業(yè)團隊項目為一體的素質教育項目體系，加強學生職業(yè)素質、書面表達能力、溝通交流能力、團隊協(xié)作能力、實踐能力的培養(yǎng)，全面提升學生的綜合能力。
2.2 “實用化、個性化、國際化”人才培養(yǎng)特色
1)優(yōu)化專業(yè)結構，凝練實用化專業(yè)特色。
智能科學與技術專業(yè)依據(jù)辦學定位、培養(yǎng)目標、服務面向和行業(yè)需求，認真梳理和凝練專業(yè)特色，提高專業(yè)建設質量和水平。
本專業(yè)開設了有別于其他高校智能科學與技術專業(yè)的特色課程，如智能傳感與檢測技術、智能機器人、智能終端應用開發(fā)等。通過學習這些課程，學生能夠掌握智能科學行業(yè)前沿的技術與能力，在就業(yè)市場上處于有利位置；以強化職業(yè)崗位技能訓練、提高工程實踐能力為目標，依托業(yè)界先進的機器人實驗室設計課程體系，使畢業(yè)生具有智能科學領域由硬件到軟件的設計能力和實際開發(fā)經(jīng)驗。
2)優(yōu)化課程體系結構，科學設置專業(yè)課程。
本專業(yè)立足教育教學的全過程，處理好基礎與專業(yè)、必修與選修、課內與課外、理論與實踐、專業(yè)教育與素質教育的關系，按照整體優(yōu)化、加強能力、提高素質的思路精心設計教學實踐環(huán)節(jié)；通過設立全校公共選修課平臺擴大選修課范圍，按照學科門類細化公共選修課類別，提高選修課學分學時比例，增強學生選課自由度和靈活性。
3)以人為本，因材施教，滿足學生多元化需求。
教師需根據(jù)學生的學習基礎和個性化需求，實施分類教學、分級教學、分層次教學、分方向培養(yǎng)；通過彈性學制、選課制、主輔修制、重修制、學業(yè)導師制、學分替換、實踐獎勵學分等方式，把共性與個性、統(tǒng)一性與差異性、規(guī)范性與靈活性有機結合，突出“實用化、個性化、國際化”的人才培養(yǎng)特色。
2.3 以產學融合為途徑，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
1)校企合作建設課程資源。
高校應加強與相關企業(yè)的深度合作，通過承接企業(yè)項目，將實際案例和項目引入課程，對學生進行實際項目開發(fā)、項目規(guī)范流程和創(chuàng)新能力培養(yǎng)；根據(jù)行業(yè)和職業(yè)崗位需求，有針對性地將企業(yè)認證課程納入課程體系；通過與企業(yè)共建校內外實習、實踐基地，建設真實或仿真實踐環(huán)境，將企業(yè)實習、實訓、頂崗等實踐環(huán)節(jié)列入培養(yǎng)方案，并根據(jù)行業(yè)和企業(yè)的實際需要，有計劃地開展定制式的人才培養(yǎng)。
2)校企融合實施卓越計劃。
學校應充分發(fā)揮源于企業(yè)的辦學體制、產學融合的育人機制；在已實施的3+1模式、CO-OP計劃（校企合作）、項目工作室模式的基礎上，進一步深化人才培養(yǎng)模式改革；按照卓越工程師人才培養(yǎng)的改革思路，對人才培養(yǎng)方案的校內培養(yǎng)與企業(yè)培養(yǎng)進行一體化設計與實施的探索，逐步形成具有“TOPCARES-CDIO”特色的IT應用型卓越工程師培養(yǎng)模式。
3 結語
智能科學與技術專業(yè)實施CDIO人才培養(yǎng)模式改革以來，學生的工程實踐能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力普遍有所提升，近年來在國家、省、市各級學科競賽中捷報頻傳，而且CO-OP實習學生也受到了用人單位的好評?；贑DIO工程教育模式，系統(tǒng)實施以知識、能力、素質培養(yǎng)為核心，以項目為導向的一體化人才培養(yǎng)方案及產學融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，既能保證學生獲得先進的智能科學與技術專業(yè)知識與技能，又能系統(tǒng)地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，對于智能科學與技術專業(yè)培養(yǎng)出適應社會需求的應用型創(chuàng)新人才具有重大實踐意義。通過以上智能科學與技術專業(yè)培養(yǎng)方案的改革與實踐，大連東軟信息學院電子工程系智能科學與技術專業(yè)今后將繼續(xù)發(fā)揚、倡導CDIO工程化教育方法，持續(xù)完善專業(yè)培養(yǎng)方案，為把本專業(yè)建設成為有特色、高水平、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應用型專業(yè)而繼續(xù)努力。
參考文獻：
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關鍵詞：計算機科學與技術；人工智能；智能機器人；實驗室建設
智能機器人作為一個最為典型的工程系統(tǒng)對象，涵蓋了機械、電氣、信息、通訊、控制、系統(tǒng)等所有現(xiàn)代工程專業(yè)的內容，因此機器人作為一個典型的系統(tǒng)對象，是所有創(chuàng)新工程專業(yè)教育改革的理想載體，可以貫穿工程訓練、專業(yè)基礎教育和專業(yè)創(chuàng)新教育的全過程，是教學實驗和研究的最理想的平臺。智能機器人實驗室是一個涉及多學科，測、控充分結合的實驗室，集各種傳感與執(zhí)行機構于一體，又是一個測控一體化的綜合實驗對象。
首都師范大學智能機器人實驗室是專門服務于智能科學與技術專業(yè)本科教學和實踐的系統(tǒng)平臺，是高年級智能機器人、模式識別等專業(yè)課程的實踐創(chuàng)新基地。經(jīng)過近10年的建設發(fā)展，我們在實驗室建設、實驗體系研究、目標定位等方面積累了一定的經(jīng)驗。
1 實驗室建設定位和配置
智能機器人與模式識別是智能科學與技術專業(yè)的特色，其中，智能機器人重點培養(yǎng)學生在智能機器人設計與開發(fā)、智能機器人傳感器技術、智能控制、多傳感器信息采集與融合等方面的實際應用能力；模式識別是基于信號處理、人工智能、計算機等技術，用機器代替人去識別和辨識客觀事物，用數(shù)學技術方法來研究模式的自動處理和判讀的學科內容，其相關系統(tǒng)理論和方法的研究近年來迅速發(fā)展，因此實驗室的建設主要圍繞這兩門課程的實踐教學和科研活動展開。
實驗室自2005年創(chuàng)建，占地面積約150m2。根據(jù)教學實踐需要，實驗室設備配置包括通用計算機系統(tǒng)、小型組足球機器人、輪式智能移動機器人平臺、大學生創(chuàng)新實踐中級套件、示教型教學工業(yè)機器人、各種傳感器等。軟件系統(tǒng)包括Matlab、機器人編程系統(tǒng)、通用編程語言環(huán)境、模式識別工具箱等，在這些設備的基礎上，開展智能科學與技術的實踐教學。隨著設備的老化，根據(jù)課程發(fā)展的需要，實驗室即將購進人形機器人、滅火機器人、游歷機器人以及自主設計機器人的各類配件。
2 實驗室創(chuàng)新實驗體系
2.1 通用創(chuàng)新實驗體系
根據(jù)智能科學與技術的學科特點，智能機器人實驗室提供循序漸進的系統(tǒng)訓練課程：初級課程、中級課程、高級課程，具體開課情況見表1。
（1）針對低年級學生的系統(tǒng)化基礎工程訓練：學生可以利用該平臺，進行學科基本能力的培養(yǎng)，包括計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計能力、開發(fā)應用能力等；并能夠動手組裝和調試簡單電路；編寫控制軟件；獲得全方位的、系統(tǒng)化的基礎工程訓練。
（2）針對中年級學生：可以利用該平臺，進行系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，要求學生能夠站在系統(tǒng)的全局去看問題、分析問題和解決問題，從而更加深入地學習并實踐自動控制、電子電路、微機原理接口技術及應用、單片機原理與應用等學科知識與試驗學習結合起來。
（3）針對高年級學生：利用該平臺，深入研究目前前沿的學科知識，進行人工智能、圖像處理、語音識別、機器人自主導航、運動控制、機械設計、機械電子學、電機拖動、機器人學、自動控制、數(shù)字控制、先進控制、智能控制、傳感器、傳感器信息融合、信號處理、模式識別、人工智能、面向對象編程、軟件工程、圖像處理、語音識別、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等多學科的研究驗證，進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
2.2 智能機器人課程實踐教學體系
智能機器人是首都師范大學智能科學與技術高年級學生的重要專業(yè)課程，涉及的學科范圍包括力學、機器人拓撲學、機械學、電子與微電子學、控制論、計算機、生物學、人工智能、系統(tǒng)工程等諸多課程，是理論性、實踐性和綜合性很強的課程，也是培養(yǎng)學生具有機械設計能力、能夠直接解決實際問題的課程。該課程授課課時為36學時，實驗課時為36學時，達到了1：1的比例。
第一階段，教師以最為典型的能力風暴機器人、示教—再現(xiàn)機器人為教學對象，讓學生掌握基本程序的編制，掌握電機的控制方法，掌握最簡系統(tǒng)的組裝、編程、調試的方法，能夠實現(xiàn)基本系統(tǒng)的各種控制，實現(xiàn)機器人走正方形、機器人邊唱邊跳等經(jīng)典控制項目，從而對機構設計、軟件編制以及優(yōu)化有一定的認識。
第二階段，設計和開發(fā)自己的機器人運動機構，完成機器人綜合組裝、調試工作，在第一階段的基礎上增加一些標準傳感器知識，學生可以通過對典型傳感器，如紅外傳感器、光敏傳感器、碰撞開關、光電編碼器等使用學習，完成機器人跟人走、避障等實驗。另外，學生熟練掌握完整智能控制系統(tǒng)的編程與應用方法，為拓展其他各種傳感器與功能模塊的應用打下基礎。
第三階段，學生可以在以上基礎上增加其他各種擴展芯片、傳感器、大學生創(chuàng)新模塊套件及執(zhí)行機構，熟練應用不同傳感器，設計方案以及試驗環(huán)境來實現(xiàn)不同功能，例如完成語音控制機器人小車、加工車床等試驗。通過這個環(huán)節(jié)，學生可以深入掌握不同傳感器及執(zhí)行機構的工作原理與應用方法，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。
第四階段，面向競賽和學生科研課題，學生獨立進行自主創(chuàng)意或完成指定項目的設計。在這個階段，學生可以對人工智能、圖像處理、自主導航、遺傳算法等前沿學科進行深入研究及驗證，例如火星隕石標本采集概念機器人的設計、智能圖書存取系統(tǒng)設計等。
2.3 模式識別課程實踐教學體系
模式識別課程是首都師范大學智能科學與技術高年級學生的重要專業(yè)課程，其目的是通過對模式識別基本理論、概念和方法的學習，使學生能夠靈活運用所學知識，借助計算機解決實際工程應用中的自動識別問題，其主要任務是使學生掌握對物體進行分類的有關理論和方法。實驗課是本課程重要的教學環(huán)節(jié)，目的是使學生掌握模式識別基本分類方法的算法設計及其驗證方法。提高學生分析問題、解決問題的能力。本課程授課課時36學時，實驗課時時。
第一類實驗是安裝并使用模式識別工具箱。本次實驗可以讓學生了解模式識別軟件的具體形態(tài)、基本設置以及運行流程，了解基本識別方法的工作過程。
第二類實驗使用常用分類算法進行實驗，例如，貝葉斯分類算法的原理和使用、最近鄰算法的分析試驗。
第三類實驗為課程設計，例如用支持向量機進行人臉識別。本次實驗可以讓學生掌握支持向量機的運行機理、參數(shù)選擇與快速算法等，了解在實際分類中學習樣本庫的重要性。
3 實驗室發(fā)展成果
3.1 提高科研水平，促進實驗室良性發(fā)展
實踐證明，科研項目的研究對改善學科軟硬件條件作用重大。在帶動實驗室建設上，科研課題以優(yōu)勢、特色學科為基地，購置大量先進的儀器設備，構建起堅實的實驗條件，在完成科研任務的同時，轉化為學科教學、科研發(fā)展的基礎設施，為培養(yǎng)高水平本科人才提供物質支撐。首都師范大學智能科學與技術專業(yè)先后申請主持國家自然科學基金項目等國家級項目4項、省部級項目近20項，校級項目若干，發(fā)表包括SCI、EI檢索在內的學術論文一百多篇，從而極大促進了智能機器人的實驗室建設，為實驗室的長期發(fā)展創(chuàng)造堅實的物質基礎和持續(xù)的科研動力。
3.2 開展學生科研，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
智能科學與技術專業(yè)堅持以智能機器人實驗室為依托，鼓勵學生申報、開展各級各類學生科研項目，進行專業(yè)實習、完成畢業(yè)設計，并按照本科生的學習發(fā)展階段，為學生規(guī)劃科研申報體系，如圖1所示。
近四年來，我們積極組織學生申請全國級大學生創(chuàng)新實驗計劃6項，參與學生近30人。申請校級各類學生科研項目近20項，參與學生近百人。通過有組織地、循序漸進地開展學生科研，學生極大地發(fā)揮了鉆研精神和創(chuàng)新能力。
3.3 通過學科競賽，調動學生實踐積極性
實驗室為學生提供了一個開放的平臺，并以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、科研素質和實踐能力為目標，為學生的成長提供良好的條件。學科競賽富有挑戰(zhàn)性、探索性和趣味性，是學生綜合能力培養(yǎng)的重要手段。參賽的過程，就是學生獨立分析問題、解決問題的能力得到鍛煉和提升的過程。近年來，學校通過組織學生參與競賽，先后獲得2012年全國大學生仿真比賽一等獎、2011年全國大學生仿真比賽二等獎2項、歷年全國Scilab競賽二等獎以上獎項；學生設計的“火星隕石碎片采集概念機器人”“智能圖書歸還平臺”分別獲得2011年全國首屆大學生智能設計競賽二等獎；學生設計的智能小車獲得2012年北京市挑戰(zhàn)杯二等獎。
