智能科學技術論文

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智能科學技術論文:智能科學技術創(chuàng)新教育認識

摘要：

在總結和分析智能科學技術創(chuàng)新教育重點及難點的基礎上，著重探討理論教學與工程實踐相結合的創(chuàng)新教育模式，強調實施創(chuàng)新教育模式對培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才的重要性。

關鍵詞：

智能科學技術；創(chuàng)新教育；工程實踐；創(chuàng)新型智能科技人才

0引言

自2004年起，我國智能科學技術教育已走過12個年頭。全國眾多高校在教育部的批準下，建立了智能科學技術學科，逐步形成了包含本科生、碩士生、博士生在內的三層智能科學技術教育體系[1]。中南大學的蔡自興教授在《智能科學技術課程教學縱橫談》中提到智能科學技術學科是以人工智能和認知科學為基礎建立和發(fā)展起來的學科，具有高度交叉和多學科融合的特點，該學科包含的基礎課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程都屬于智能科學技術課程[2]。智能科學技術是一門前沿學科，在社會智能化進程中起著引領和推動的作用。探索出適應人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教育模式以及培養(yǎng)出適應社會需求的創(chuàng)新型智能科技人才是時代賦予智能科學技術課程教育的使命。

1智能科學技術創(chuàng)新教育的重點和難點

智能科學技術在一定程度上代表了信息技術的前沿方向，因此智能科學技術學科教育對現(xiàn)行的教育理念和教育模式提出了更高的要求[3]。在現(xiàn)有的教育體系中，“學做分家”或“重學輕做”的現(xiàn)象仍然普遍存在，這里的“學”是指課堂上師生面對面的理論學習，“做”是指以教師為指導的課程實踐或理論和實際相結合的工程實踐。當然，造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，包括有限的教學資源及實驗資源、教師隊伍的建設不足以及過于陳舊的教學理念等。針對這種情況，合理地發(fā)展創(chuàng)新教育刻不容緩。如何在有限的教學條件下，加強教師隊伍的建設與管理，改變教學理念，探索出真正符合時展的教育模式，是智能科學技術創(chuàng)新教育的重點和難點。目前，許多高校的智能科學技術教育仍然停留在理論教學或只是融入了少量簡單的實例演示，學生動手實踐的機會很少甚至沒有。這無疑給創(chuàng)新教育的推進帶來更大的難度。如何引導學生在掌握理論知識的基礎上提高實踐能力是亟待解決的問題。針對目前智能科學技術課程教育形式的現(xiàn)狀，我們需要對智能科學技術的基礎課程、專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程等進行整合，對課程的教學理念與內容、教師隊伍的培養(yǎng)、教學方法等進行全方位的研究與實踐。

2智能科學技術創(chuàng)新教育模式：理論教學與工程實踐相結合

理論教學按照學科、專業(yè)和研究方向的層次設置相關的理論課程[4]18，通俗地講就是學生根據(jù)自身需求主動或被動地從課程教材中獲取知識的過程，這其中既包括學科的基礎理論，也包括專業(yè)技術理論。單純的理論教學大多數(shù)是以文字、圖表等一系列的抽象形式存在，在為學生補充豐富的理論養(yǎng)分的同時卻忽視了學生的主觀能動性，即便實踐案例偶爾會穿插在理論教學之中，對培養(yǎng)新型人才也是遠遠不夠的。同時，理論教學具有分散性、復雜性及不系統(tǒng)性等特點，如果不將理論付諸應用實踐，知識就不能被很好地簡化、集中化及系統(tǒng)化，往往會產(chǎn)生徒勞無功的效果。工程實踐能力是大學生培養(yǎng)質量的指標之一[4]20，是運用專業(yè)知識解決復雜工程問題的重要表現(xiàn)。不可否認，理論教學為工程實踐提供扎實的理論基礎，但強化學生的工程實踐能力同等重要。目前，各大高校都在致力于學科建設，在提高自身科研水平的基礎上，盡力將科研成果進行轉化。這期間，加大學生工程實踐能力的培養(yǎng)，無論是對學校還是學生，都意義非凡。因此，探索出合理的理論學習與工程實踐相結合的創(chuàng)新教育模式尤為重要。為了更好地實現(xiàn)理論學習與工程實踐相結合的教育模式，我們建立了一套完整的智能科學技術創(chuàng)新平臺。整合智能科學技術課程，加入交叉學科的元素，建立面向智能科學技術的專業(yè)實驗室，一方面，發(fā)展實驗室與相關企業(yè)合作，學生可以提早進入“工作實踐”模式，增大畢業(yè)學生的就業(yè)幾率；另一方面，學生進入實驗室可以擴大自主學習空間，完成理論知識到工程實踐的轉化，提高自身競爭力，為將來順利走入社會增加保障。為了提高學生運用專業(yè)知識解決復雜工程問題的能力，任課教師可為每門課程設置專屬的課程設計，學生根據(jù)自己的選題在教師的指導下完成相關的課程設計，消除學生對課程理論“學而無用”的煩惱，某種程度上還可以改變部分學生的學習態(tài)度。除此之外，還可以要求學生參與教師的課題研究或項目，學生可以根據(jù)自己的研究方向或自身的興趣自主選擇，制訂課題或項目計劃書，由指導教師定期抽檢。這樣既可以讓學生在實踐中提高專業(yè)能力，也可以讓學生學會更好地自我管理[5]。同時，為了培養(yǎng)出具備理論知識和工程實踐能力的扎實型人才，應該進行案例分析教學與工程實踐指導相結合的實戰(zhàn)演練，教學和實踐指導的第一主體設定為學生，這樣就打破了教師在教學中永遠占有主體地位的傳統(tǒng)教育模式。學生根據(jù)理論教學中獲得的專業(yè)知識，收集相關的項目案例進行集體的分析教學，自行設計方案，加入相應的驗證實踐，教師做最終的概括總結。整個過程可以很好地激發(fā)學生的研究興趣，開拓其視野，通過交互學習，提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的綜合能力。智能科學技術理論教學和工程實踐相結合的教育模式并非首次提出。但是由于智能科學技術是一門高度交叉、多學科融合的前沿學科，很多課程教學仍然處在探索階段，因此建立完備的智能科學技術創(chuàng)新平臺，學生參與教師課題項目以及進行案例分析教學與工程實踐指導并重的實戰(zhàn)演練，同樣面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。這就需要高校各層人員的集中努力和積極配合，為創(chuàng)新教育模式的發(fā)展提供更有利的條件。

3智能科學技術創(chuàng)新教育目標：培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才

大學教育的目標之一就是培養(yǎng)社會所需的各界人才。智能科學技術作為前沿學科，其創(chuàng)新教育的實施是培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才的需要。同時，實施智能科學技術創(chuàng)新教育的目標之一是培育出高素質的創(chuàng)新型科技人才。自2004年起，各大高校紛紛建立智能科學技術學科，目的就在于培養(yǎng)具有專業(yè)基礎知識扎實、工程實踐能力強、綜合素質高，且具有創(chuàng)新能力的復合型人才，以滿足智能科學界的人才需求。智能科學技術的創(chuàng)新能力是指智能科學技術專業(yè)人才從無意識的創(chuàng)新變成有意識的創(chuàng)新，能夠創(chuàng)新性地分析問題、解決問題，懂研究會開發(fā)[6]。智能科學技術專業(yè)畢業(yè)的學生要求具備扎實的智能科學技術課程知識、強大的綜合應用以及創(chuàng)新能力、良好的職業(yè)素質。理論教學使學生獲得全面的課程知識，工程實踐使學生獲得強大的應用實踐能力，通過兩者的結合，學生增強創(chuàng)新意識，獲取良好的職業(yè)素質。

4結語

當今社會科技高速發(fā)展，創(chuàng)新領域不斷涌現(xiàn)，對智能科學技術等前沿學科人才的需求較大，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的智能科技人才相當迫切且尤為重要。大學生教育是我國當前教育的較高層次階段，為國家建設輸送高層次、高質量并有工程實踐能力的合格人才。理論教學與工程實踐相結合是培養(yǎng)合格人才的重要環(huán)節(jié)，任何偏重理論教學或偏重工程實踐的教育模式都是片面的。高校學生的教學模式?jīng)]有定律，需要根據(jù)社會對人才類型的需求不斷地探索研究。針對當前的實際情況，應圍繞理論教學與工程實踐的結合及其之間的相互影響，不斷創(chuàng)新、不斷完善教學方法及手段、提高教學質量，為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的高級復合型人才打下堅實的基礎。智能科學技術學科實施理論教學與工程實踐相結合的教育模式不僅能培養(yǎng)人才，還能更好更快地把科研成果轉化成具備實際應用價值的科學技術產(chǎn)品。

作者：石躍祥 任曉雪 朱東輝 單位：湘潭大學信息工程學院

智能科學技術論文:智能科學技術虛擬現(xiàn)實課程教學

1虛擬現(xiàn)實技術課程

近年來，隨著科學技術的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術逐漸由高端實驗室走向大眾和實用化，尤其是在微軟公司推出名為HoloLens的商業(yè)產(chǎn)品后[5-6]。微軟公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基礎上引入全息影像技術，將虛擬世界與真實世界連接起來，創(chuàng)造出一種具有全新人機交互模式的虛擬現(xiàn)實交互設備。虛擬現(xiàn)實技術課程作為進入當前最前沿科技領域的學科基礎，其課程性質決定了該課程需要不斷實時更新教學內容，及時與最新技術、最新發(fā)展方向保持一致?，F(xiàn)行的虛擬現(xiàn)實技術課程教學面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，主要存在的問題是由于傳統(tǒng)教科書從撰寫到發(fā)行的周期較長，往往是課程教材一投入使用，其中的內容已經(jīng)陳舊，遠遠落后于學科技術發(fā)展的速度。同時，課程教學方式和方法也還采用傳統(tǒng)單向交流的方式，互動不夠，不利于激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)社交思想影響下的90后大學生群體的學習興趣。

2互聯(lián)網(wǎng)下教學新方法和舉措

2.1社交軟件

不管是獲取信息還是與他人交流，大部分人都能在社交軟件中找到適合自己需求的東西。社交軟件的特點就是包羅萬象、有不同的人和圈子、內容符合人類的共性，并極有可能形成病毒性傳播的趨勢等。經(jīng)過長期與大學生群體的接觸及調查，筆者發(fā)現(xiàn)當前大學生群體尤其是90后在日常學習、生活中都十分喜愛如下的社交軟件。

（1）QQ。QQ是騰訊公司于1999年推出的基于Internet的即時通訊網(wǎng)絡工具。隨著時間推移，騰訊公司旗下的QQ軟件高速發(fā)展，逐漸發(fā)展成為影響大眾日常生活的重要社交軟件，其最大特點是不僅可提供點對點即時通訊，還能提供群通訊功能。

（2）微信。微信是騰訊公司于2011年推出的一個為智能手機提供即時通訊服務的免費應用程序，其最大特點是可以跨通信運營商、跨操作系統(tǒng)平臺，用極少的網(wǎng)絡流量實現(xiàn)語音短信、視頻、圖片和文字交流，并具有共享流媒體內容和基于位置的社交插件，在廣大年輕用戶群體中非常流行，尤其是在90后的大學生群體內。

（3）貼吧。貼吧是百度公司于2003年推出的一款重量級產(chǎn)品，是基于關鍵詞的主題交流社區(qū)，可以與搜索緊密聯(lián)系，能夠準確把握用戶需求，通過用戶輸入的關鍵詞自動生成討論區(qū)，使用戶可實時參加交流、自己感興趣話題的信息和想法，在各類學生興趣愛好團體中極具人氣。

（4）知乎。知乎作為社交軟件中的后起新秀，是一個廣受各行各業(yè)精英所喜愛的實名制網(wǎng)絡問答社區(qū)，友好、理性和認真的社區(qū)氛圍使其成為集求知、分享和社交為一體的UGC（usergeneratedcontent）平臺，在求知欲極強的90后大學生群體中也極具人氣。

通過對比分析，可以發(fā)現(xiàn)上述社交軟件具有共同的特點。

（1）社會關系鏈整合。社交軟件可以清晰地整合熟人圈，形成團結程度甚高的小團體，尤其在90后大學生群體中效果最為明顯。在這個相對密閉的小團體空間內，用戶傳播信息，可使該信息快速通過社交軟件得到擴散，而且擴散速度在與目標群體相關的臨近群體中快得超乎想象，極具傳染性。

（2）聊天。社交軟件聚合大量同屬性的用戶形成群體，群體內用戶對由群體成員發(fā)起的話題進行及時討論，形成積極快速的討論氛圍。熱點話題通常會激發(fā)群體內大多數(shù)用戶的積極性，擴大討論的范圍，增加信息量。

（3）圖片/視頻/流媒體分享。社交軟件大都可以在智能手機/智能平板等終端上應用，很便捷地上傳圖片/視頻/流媒體資料，并使之在目標群體內快速傳播。

（4）興趣聚合。社交軟件大多是通過興趣愛好聚合，即一個群體基本具有一定共同相關屬性的聯(lián)系，這類聯(lián)系可以使群體內部用戶相互之間形成強烈的聚合效應。90后大學生群體基本上都喜愛使用這些社交軟件，保持極高的刷屏率，基本貫穿在日常生活、學習中，極具黏性。這些社交軟件已經(jīng)儼然成為90后大學生群體日常生活中不可缺少的一部分。

2.2虛擬現(xiàn)實技術課程教學新方法和舉措

基于90后大學生對上述社交軟件的應用程度，教師可提出如下課程教學新方法和新手段。

（1）針對教科書教學內容較為陳舊的問題，使用貼吧讓學生自主瀏覽虛擬現(xiàn)實的主題社區(qū)關鍵詞。通過瀏覽主題社區(qū)，學生對于當前國內外虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展動向能夠有一個較直觀的認知。由于貼吧每天都有新的話題出現(xiàn)，信息更新速率極快，因此學生通過對話題的瀏覽可在較短時間內對當前虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展狀況有較深入的認知。這樣就可以達到先導引入虛擬現(xiàn)實技術課程基本概念的目標，令學生對教科書上較枯燥的理論內容有更直觀的認知。

（2）在虛擬現(xiàn)實技術課程開始至中期階段，適時建立相關主題QQ群，給學生一個對課程相關內容自由發(fā)言的平臺。主講教師可以適時引入一些與課程相關的話題，發(fā)動學生討論并給予適當?shù)闹敢患皶r回復和解答學生在群里的提問，形成師生間的良好互動；對于學生提問較多或疑惑較大的共性問題，可以作為重點內容進行課堂講解，提高學生的學習參與度，培養(yǎng)學生對問題本質的探索精神；通過課堂教學和群內討論，積極發(fā)現(xiàn)和挖掘具有一定潛質的學生，使其成為二次傳播的源頭，為群內其他成員答疑。

（3）虛擬現(xiàn)實技術實驗課開始后，教師可以利用群共享流媒體內容，突破傳統(tǒng)課堂教學中教學手段陳舊跟不上時代的問題，及時上傳與學習內容相關的最新資料，供學生參考。學生也可以積極地把找到的學習資料傳到群中，實現(xiàn)資源共享；適時引入相關視頻公開課讓學生觀看及學習，導入基于VRML開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術的案例，引導學生從虛擬現(xiàn)實技術基礎內容入手，學會使用VRML類腳本語言進行相關的應用開發(fā)。由于基于VRML的程序調試及編寫簡單易學并可使用瀏覽器直接查看、易于掌握，因此能更好地激發(fā)學生的學習興趣。

（4）在虛擬現(xiàn)實技術課程的最后，引導一些對虛擬現(xiàn)實技術有濃厚興趣并學有余力的學生進入知乎，在知乎上對他們感興趣的技術問題進行提問，借助軟件平臺獲得其他專業(yè)人士的幫助和指導，為學生認知策略的發(fā)展提供可行性。通過課程學習，學生逐漸從一個單純的提問者轉變成一個在提問的同時也能為新入門者解惑的專業(yè)人士，從而達到能力提升的目的。（5）虛擬現(xiàn)實技術課程結束后仍保留QQ群，功能則轉換為主題興趣愛好群，成為一些對虛擬現(xiàn)實技術有興趣的學生能夠持續(xù)交流的平臺。到最后畢業(yè)設計階段，又可以轉換為畢設主題群，方便選擇虛擬現(xiàn)實技術相關畢業(yè)設計課題的學生進一步交流，并借助QQ群的特點為學生的畢業(yè)設計提供幫助，達到能力提升的目的。

3教學實踐

3.1虛擬現(xiàn)實技術課程實踐

武漢工程大學智能科學與技術本科專業(yè)的虛擬現(xiàn)實技術課程開設在四年級秋季學期，自2012年以來，對該專業(yè)4屆共計260余名學生開展了課程教學方法和手段的改革實踐。實踐證明，學生成績均有所提高。暫不考慮2012級學生的情況，單純通過平均成績分析表中期末考試卷面數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)這幾屆學生的課程平均成績有顯著提升，而且2011級學生的成績提升幅度最大，平均已達到80分以上。通過對不及格人數(shù)的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過幾年的實踐，學生對課程的喜愛程度逐漸提高，不及格人數(shù)明顯減少，到2011級不及格人數(shù)為0。這說明不斷調整課程的教學方法和教學手段后，學生對課程的重視程度和學習熱情都有明顯提高，通過課程學習起到學以致用、能力提升的作用，消除了不及格情況。所以說，對教學方法和教學手段的改革取得了一定成效，具有積極價值。

3.2虛擬現(xiàn)實技術相關畢業(yè)設計實踐

自2012年以來，武漢工程大學計算機科學與工程學院對智能科學與技術專業(yè)4屆共計29位學生開展了與虛擬現(xiàn)實技術相關的畢業(yè)設計實踐，暫不考慮2012級學生選擇虛擬現(xiàn)實技術相關內容課題的情況，從最終獲得的評價來看，學生參加實踐改革后再進入畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，對于虛擬現(xiàn)實技術相關的最新知識較為熟悉，在興趣驅動下能夠較好地完成課題并寫出較高質量的畢業(yè)論文，而且成績逐年提高的趨勢非常明顯；還有2位同學的畢業(yè)設計通過專家評審獲得湖北省優(yōu)秀學士學位論文的榮譽。這說明教學改革實踐對于畢業(yè)論文質量的提高有促進作用，能夠為創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的形成提供可借鑒的思路和做法。

4結語

武漢工程大學計算機科學與工程學院智能科學與技術專業(yè)在虛擬現(xiàn)實技術課程上采取了一些新的教學方法和教學手段，較好地適應了互聯(lián)網(wǎng)時代背景下90后大學生群體的特點，有效地激發(fā)了90后大學生對于虛擬現(xiàn)實技術課程的興趣。通過教學方法和手段改革的多年實踐，我們發(fā)現(xiàn)通過改革可以使90后大學生群體在虛擬現(xiàn)實技術課程考試中取得較好的成績，并持續(xù)保持對相關知識和技術的興趣，最終在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)獲得較好的評價，取得較好的畢業(yè)論文成果。

作者：李暉 潘凡 單位：武漢工程大學

智能科學技術論文:我國智能科學技術教育的現(xiàn)狀與思考

摘要：本文詳細回顧了我國“智能科學與技術”本科專業(yè)的誕生與發(fā)展過程，分析了我國“智能科學與技術”專業(yè)的建設經(jīng)驗及建設成果，明確了我國智能科學技術教育的基本共識，指出了我國智能科學技術教育中需要解決的幾個重要問題。適應科學技術和社會發(fā)展需求，盡快在我國學位體系結構中增設“智能科學與技術”博士學位授權一級學科，是我國智能科學與技術教育的一件頭等大事。

關鍵詞：智能科學與技術專業(yè)；博士學位授權一級學科；專業(yè)建設

1　引言

在這里，我們將向您展示一個新生的學科專業(yè)――智能科學與技術，并與您一起走進我國智能科學技術教育領域，共同探討什么是“智能科學與技術”學科，其學科結構及內涵、外延是什么，什么是“智能科學與技術”本科專業(yè)，它是什么時候產(chǎn)生的，其主要教學內容有哪些，培養(yǎng)目標是什么，國內有哪些學校開設了這一專業(yè)，目前的狀況如何，將來的發(fā)展前景怎樣等智能科學技術教育中的一系列重大問題。

通過這些研究和討論，筆者希望能對我國智能科學技術研究生教育和本科教育起到積極的推動作用，為我國智能科學技術領域的高層次優(yōu)秀人才培養(yǎng)做出有益的貢獻。本文僅從宏觀角度對這些問題進行總體介紹，目的是使讀者能夠對我國智能科學技術教育有一個概括性的了解，更具體的研究由本期?？械南嚓P論文論述。

2　我國智能科學與技術教育事業(yè)的誕生與發(fā)展

2.1　“智能科學與技術”本科專業(yè)的誕生

我國“智能科學與技術”本科專業(yè)的歷史可追溯到2001年12月在北京西苑召開的中國人工智能學會第九次全國學術會議(即CAAI-9)。CAAI-9在我國智能科學技術教育史上留下了兩個歷史性的貢獻：一是大會接受了部分學者(例如，時任中國人工智能學會副秘書長的韓力群教授)提出的在我國智能科學技術領域逐步建立本科專業(yè)的建議，并由鐘義信理事長提議將該新專業(yè)的名稱確定為“智能科學與技術”：二是大會成立了中國人工智能學會教育工作委員會(由王萬森教授任主任)，并把籌建智能科學與技術本科專業(yè)的任務交給了中國人工智能學會教育工作委員會。

CAAI-9結束后，在中國人工智能學會的領導下，中國人工智能學會教育工作委員會立即展開了對“智能科學與技術”本科專業(yè)的積極籌建工作。2002年12月13日，由中國人工智能學會教育工作委員會主辦、首都師范大學和北京航空航天大學承辦的第一屆全國智能科學與技術教育學術研討會在北京航空航天大學召開。會議得到了北京大學的積極支持。在研討會上，北京大學智能科學系劉宏教授介紹了我國第一個智能科學系――北京大學智能科學系的有關情況，并提出了北京大學在國內率先開展智能科學技術本科教育的想法。北京大學智能科學技術系成立于2002年9月9日，這是在何新貴院士倡導下，國內高校中建立的第一個智能科學技術系。

在認真研究和充分討論的基礎上，這次大會向全國高校發(fā)表了“加快智能科學與技術學科發(fā)展”的建議，該建議也被稱為“智能科學與技術北京宣言”，在國內部分高校引起了強烈反響。作為我國智能科學技術教育先驅的北京大學智能科學技術系，其“智能科學與技術”本科專業(yè)設置申請，分別于2003年10月26日、11月26日和12月5日通過了專家論證組、學部和學校評審，并于12月15日前報到國家教育部備案，同年年底在教育部備案通過。

在此期間，2003年11月20日，在廣州召開的CAAI―lO期間，中國人工智能學會教育工作委員會針對智能科學技術教育中的關鍵和熱點問題舉辦了一個教育論壇。論壇的核心課題是：如何在高等學校設置“智能科學與技術”本科專業(yè)，培養(yǎng)大批智能科學技術領域人才。參加論壇的代表從各個不同角度發(fā)表了自己的意見，論壇達成的普遍共識是：智能化是信息化最精彩的篇章，信息技術的發(fā)展已經(jīng)為智能科學技術登上科學技術的中心舞臺創(chuàng)造了條件，因此，在高等學校設置“智能科學與技術”專業(yè)已經(jīng)勢在必行。論壇還希望中國人工智能學會教育工作委員會能在本次研討基礎上，再進行必要的調查論證，結合北京大學等學校的實踐經(jīng)驗，形成系統(tǒng)的意見和方案，向國家教育部和國務院學位委員會進行正式匯報，以推動智能科學技術專業(yè)的建設與發(fā)展。

2004年初，教育部公布了“2003年度經(jīng)教育部備案或審批同意設置的高等學校本科專業(yè)名單”，北京大學“智能科學與技術”專業(yè)榜上有名，專業(yè)號為080627S。北京大學“智能科學與技術”專業(yè)的建立，標志著我國“智能科學與技術”本科專業(yè)的誕生和我國智能科學技術教育的開端。

2.2　“智能科學與技術”本科教育事業(yè)的發(fā)展

繼北京大學率先在國內建立“智能科學與技術”本科專業(yè)之后，2005年，北京郵電大學、南開大學和西安電子科技大學：2006年，首都師范大學、北京信息科技大學、武漢工程大學和西安郵電學院；2007年，北京科技大學、廈門大學和湖南大學；2008年，河北工業(yè)大學和桂林電子科技大學；2009年，重慶郵電大學和大連海事大學先后經(jīng)教育部批準設立了“智能科學與技術”本科專業(yè)。至此，經(jīng)教育部正式批準，全國高校中設立“智能科學與技術”本科專業(yè)的學校已達15個。

幾年來，中國人工智能學會教育工作委員會為推動我國智能科學技術教育事業(yè)的快速發(fā)展，先后組織召開了多次全國性的研討會、座談會、論壇和展覽等，做了大量的促進工作。

2004年8月15日，由中國人工智能學教育工作委員會主辦、首都師范大學承辦的“智能科學技術教育高層研討會”在北京召開，中國人工智能學會指導委員會主席涂序彥教授和中國人工智能學會理事長鐘義信教授等到會并作重要指示。作為這次研討會的主題，韓力群教授做了題為“智能科學與技術專業(yè)規(guī)范”的報告，劉宏教授做了題為“智能科學與技術學科建設”的報告，彭巖教授做了“國內外智能科學與技術相關學科專業(yè)情況”的報告。會后，中國人工智能學會教育工作委員會在這三個報告的基礎上，形成了一份《在普通高校設置“智能科學與技術”本科專業(yè)的有關材料》，包括以下三個建議，一是《在若干高校設置“智能科學與技術本科專業(yè)”的建議》，二是《關于“智能科學與技術本科專業(yè)”專業(yè)規(guī)范的建議》，三是《關于“智能科學與技術”學科專業(yè)教育體系的建議》。這些材料后來成為上報教育部有關材料的最初藍本。

2004年11月6日～7日，由中國人工智能學會教育工作委員會主辦、首都師范大學承辦的“智能科學技術教育學術研討會”又一次在北京召開，會議對上述材料進行了認真討論，形成了《在普通高校設置“智能科學與技術”本科專業(yè)的有關材料》的修改稿。會后，該修改稿又經(jīng)鐘義信理事長修改和審閱，于同年12月初以中國人工智能學會教育工作委員會的名義上報到了國家教育部有關職能部門，對當年以及后來教育部對“智能科學與技術”本 資隊伍建設方面，北京大學“智能科學與技術”專業(yè)走出了一條國外引進與自身提高相結合道路；西安電子科技大學依托優(yōu)秀創(chuàng)新團隊，采取了國內外引進和國內外合作交流相結合的建設方法，其他高校也都采取了相應的有效建設措施。就全國高?！爸悄芸茖W與技術”專業(yè)師資隊伍而言，最大的一個優(yōu)勢是具有博士學位的教師比例較高。這一優(yōu)勢為建設高水平師資隊伍奠定了很好的基礎。

在師資隊伍建設成效方面，北京大學“智能科學與技術”專業(yè)教學團隊先后被評為北京市和國家級優(yōu)秀教學團隊；西安電子科技大學“智能科學與技術”專業(yè)也被批準為“長江學者計劃”一教育部智能信息處理創(chuàng)新團隊和國家“111”智能科學與技術創(chuàng)新引智基地。

4　對我國智能科學技術教育的共識

在五年多的發(fā)展歷程中，我國智能科學技術教育事業(yè)經(jīng)過全國相關高校的不斷研討，目前已達成如下基本共識：

第一，智能科學技術是信息科學技術的核心、前沿和制高點，我國和國民經(jīng)濟的發(fā)展需要大量的高層次智能科技人才，在我國學位體系結構中增設“智能科學與技術”博士學位授權一級學科的基本條件已充分成熟，建議盡快在我國學位體系結構中增設“智能科學與技術”博士和碩士學位授權一級學科。

第二，智能科學與技術本科專業(yè)經(jīng)過5年的建設實踐，已經(jīng)具備了在全國范圍內快速發(fā)展的基本條件，建議取消“試辦”，即取消專業(yè)代碼后面的“s”，在全國范圍內加快發(fā)展。

第三，經(jīng)全國智能科學技術教育學術研討會多次討論，確立了“智能科學技術導論”、“腦與認知”和“機器智能”為“智能科學與技術”本科專業(yè)的第一批核心課程。

第四，在全國智能科學技術教育學術研討會多次研討的基礎上，確立了“智能機器人”、“智能網(wǎng)絡”和“智能游戲”為“智能科學與技術”本科專業(yè)教學實驗活動的3個重要平臺。

5　我國智能科學技術教育急需解決的幾個問題

我國智能科學技術教育事業(yè)順應時代潮流，在全國廣大智能科學技術教育工作者的努力下，得到了較快的發(fā)展，其前景十分光明。但也同任何新生事物的發(fā)展規(guī)律一樣，還有許多重要問題亟待解決。

第一，亟待增設“智能科學與技術”博士學位授權一級學科，盡快完善我國智能科學技術教育體系。這些內容在鐘義信理事長的論文中已論述得非常詳細，這既是我國智能科學技術教育中的頭等大事，也是中國人工智能學會教育工作委員會的一項最重要的工作。

第二，進一步優(yōu)化專業(yè)核心課程體系、突出專業(yè)整體特色、凝練特色專業(yè)方向。就全國“智能科學與技術”專業(yè)建設而言，雖然我們已經(jīng)確立了的第一批核心課程，但這僅是開始，還需要進一步優(yōu)化，以使“智能科學與技術”專業(yè)能夠在我國的專業(yè)體系結構中具有更強的整體特色。就各個高校而言，則需要在專業(yè)核心課程體系下，更加突出建設自己的特色專業(yè)課程，以凝練自身的特色專業(yè)方向。

第三，加快制定專業(yè)核心課程教學大綱和專業(yè)實驗教學大綱。對專業(yè)核心課程教學問題，我們雖然確立了第一批的三門專業(yè)核心課程，但還沒有制定相應的教學大綱。對專業(yè)實驗教學，我們雖然給出了三個教學實驗平臺，但也沒制定相應的實驗教學大綱。因此，需要盡快提出專業(yè)核心課程教學大綱和專業(yè)實驗教學大綱，以同時帶動專業(yè)實驗室建設和專業(yè)教材建設的發(fā)展。

第四，重視優(yōu)秀教學團隊建設，匯聚高水平師資隊伍。師資隊伍是所有教學資源中最為重要的一種資源，要培養(yǎng)高素質、有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的學生，首先必須有一支高素質、高創(chuàng)新能力的教師隊伍。在這方面，北京大學和西安電子科技大學做出了表率。我們需要抓住國家、地方及各學校建立優(yōu)秀教學團隊的機遇，匯聚高水平的專業(yè)師資隊伍，爭取有更多的專業(yè)進入各級優(yōu)秀教學團隊。

6　結束語

在去年中國科協(xié)舉辦的“五個10”系列評選活動結果中，作為智能科學技術核心的“人工智能技術”和作為智能科學技術重要應用的“未來家庭機器人”雙雙進入“10項引領未來的科學技術”前列，智能科學技術不愧為“引領未來的交叉學科”。智能科學技術學科和智能科學技術教育的前途無限光明。

在五年多的歷程中，我國智能科學技術教育已走出了一條星光大道。爭取在我國學位體系結構中增設“智能科學與技術”博士和碩士學位授權一級學科，同時把我國“智能科學與技術”本科專業(yè)建設和人才培養(yǎng)推向一個更高的階段，是我國全體智能科學技術教育工作者的責任和使命，讓我們用自己的努力去迎接智能科學技術教育更美好的明天。

智能科學技術論文:第一個智能科學技術專業(yè)

摘要：任何首次之事都具挑戰(zhàn)性，即使在北大這所“常維新”的學校。由北京大學率先創(chuàng)辦“智能科學與技術”本科專業(yè)，既是歷史使命，也是時代進步的必然，更是智能科技學界同仁多年的夙愿。筆者作為一線具體負責執(zhí)行人，親歷了我校這個專業(yè)的整個創(chuàng)建過程。在北京大學各方的有力支持和中國人工智能學會的關懷幫助下，我們克服了各色困難，使新誕生的專業(yè)初具模樣，開始步入正軌。以下是六年來相關經(jīng)歷的個人回顧。

關鍵詞：智能科學與技術；本科專業(yè)；創(chuàng)建歷程；北京大學；個人回顧

1　智能系?信科院

智能科學系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科學中心，末作增擴。后者的簡稱――“信息中心”――雖然易與“計算中心”或“情報資料中心”混淆，卻是上世紀八十年代中期北大一些有識之士倡議建立的第一個多學科交叉研究中心。它以數(shù)學系、無線電f電子學)系和計算機系為主，聯(lián)合心理學、中文、遙感等共十個系所而組成，宗旨是開展多學科交叉研究，充分發(fā)揮北大的綜合優(yōu)勢。即使放在二十余年后的今天來看，這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎上，北大很快于1986年建立了第一個國家重點實驗室。就是這樣人數(shù)不多的一個機構，先后出過三名院士和一名北大常務副校長。以指紋識別為代表的研究成果進入國際先進行列，在國內得到廣泛應用。

2003年9月10日，北京大學最大的學院――信息科學技術學院――成立。它包括計算機、電子學、微電子學和智能科學四個系，有十二個(研究)所和中心，兩個國家重點實驗室和若干部門實驗室。系是教學單位，所和中心是研究實體。從此，智能科學系(暨信息中心、國家實驗室三位一體)翻開了新的一頁。

2　專業(yè)增列?學會指導

成立智能科學系除了要順應北大“系并院”的潮流，也是完善作為學?；窘ㄖ茊挝凰貍涞?。何新貴院士為系取了名稱，如今許多學校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔任系主任，筆者是主管學科建設和教學的副主任，具體參與負責各項相關工作。創(chuàng)辦國內第一個智能科學與技術本科專業(yè)也是我們這一班人繼承傳統(tǒng)的首要任務。事實上，早在一年多前，大家就進行了醞釀，特別是中國人工智能學會教育工作委員會多次組織的相關研討，成為重要的準備基礎。

北大是一級學科下自主增設、增列學科專業(yè)的學校。系領導上任伊始第一件事就是要在當年申辦智能本科專業(yè)，而且志在必得。為此，我們在前期制定了詳細的步驟計劃，進行了深入調研和各項準備工作。我們起草完成了所需的各項材料(人才需求論證、專業(yè)建設規(guī)劃和適應培養(yǎng)目標的教學計劃與課程設置方案、教師教輔隊伍和基本辦學條件說明以及國內外背景對比材料等)，中國人工智能學會涂序彥等學者對此進行了專家論證，協(xié)助完成了論證報告。這些工作就緒后，我們在2003年10月下旬向學校主管副校長、教務部負責領導和學院領導做了匯報說明，并于10月30日正式提交申請材料。經(jīng)學校的學部討論通過，校教務部審核和校教學科研工作委員會論證(由于是國家公布專業(yè)目錄外者)，再經(jīng)校學術委員會審議，報校長辦公會批準，最后于12月15日前順利完成了全部程序，報教育部備案。2004年初，教育部正式批復并公布了北京大學“智能科學與技術”新的本科招生專業(yè)。這個專業(yè)名稱是查紅彬教授建議的，日后成為教育部批復新申辦學校的統(tǒng)一提法。

由于“智能科學與技術”未在國家公布的專業(yè)目錄中，因此是增列而非設置，北京大學將其置于計算機科學與技術一級學科之下。由于北大歷來嚴格控制招生規(guī)模，我們的30名招生計劃是由信息學院其他三個系從原有計劃分配名額中擠出來的。新專業(yè)的計劃發(fā)展規(guī)模最終為50名。

3　教學計劃?四校會議

智能科學系雖然成功地創(chuàng)建了國內第一個“智能科學技術本科”專業(yè)，但也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏本科教學的經(jīng)驗。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點、博士點和博士后流動站，研究生培養(yǎng)己歷十余年，但一直實施科研主導體制，未曾從事過本科教學。師資隊伍擴充快，新進年輕博士比例大，而真正有過本科教學經(jīng)歷者寥寥無幾。此外，信息學院成立后開始調整教學計劃，制定了一年級統(tǒng)一課程內容，新生是按學院統(tǒng)一招進來，第一年共同學習，后三年才分專業(yè)培養(yǎng)。我們雖然為申辦專業(yè)制定了一套課程計劃，但因不兼容學院的統(tǒng)一規(guī)劃而未能第一次通過學院教學指導委員會的審核。為此，我們組織學院經(jīng)驗豐富的老教授，為本系青年教師進行教學培訓，聽取學院主管負責領導和幾位多年從事本科教學管理的老系主任對教學計劃的修訂意見。

通過幾個月的努力，我們完善了智能科學系的課程體系，并最終通過學院教學指導委員會的審核。這個教學計劃具有幾個特點：一個大基礎――以學院的數(shù)、理和信息類為主，強調寬厚扎實；三個核心課程群作為專業(yè)理論基礎，包括智能基礎課程群(智能科學技術導論、人工智能、腦與認知科學、信息論、信號與系統(tǒng))、機器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數(shù)字信號處理、模式識別)和計算智能與知識發(fā)現(xiàn)課程群(智能信息處理、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、計算智能等)，以及兩門實驗(機器感知和機器智能)和其他各種選修課。四年學分150分，其中必修88學分(包括全校公選26學分、大類平臺20學分、學院要求的13學分、專業(yè)必修29學分)，專業(yè)選修56學分(含專業(yè)課44學分、通選課12學分)，畢業(yè)設計6學分。

為了更好地交流經(jīng)驗，擴大本專業(yè)的影響力，2005年5月，我們發(fā)起并與第二批獲準的學校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會，圍繞各個學校在智能科學與技術本科專業(yè)的建設、招生、教學計劃制定和未來發(fā)展設想等方面進行交流研討，并建立了聯(lián)系機制和網(wǎng)站。全國一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況，開展座談，我們則盡可能貢獻自己的經(jīng)驗，給予支持。

4　招生?分流

從2004年開始，信息科學技術學院按學院大類招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1／9左右。學生高考排名在全校屬中上，但成績分布差異較大。與學校的其他學院(多從一個系成長為一個學院，如數(shù)、理、化、生等)相比，信息學院是由四個不同的系合并而來的，專業(yè)跨度大，因此采用一年分流的模式(上述學院為二年分流)，筆者被指定負責這項工作。我們提出自愿為主、計劃為輔的方針，盡量滿足同學們的興趣志向。制定的分配計劃是：電子學系120人、計算機系110人、微電子系70人、智能科學系30人，允許有10％的調整。分流工作在大一下學期(每年4月份)進行，包括全院動員、四個系專題介紹宣傳、開放日參觀咨詢等幾個步驟，可謂熱鬧非凡，同學們可以充分了解了四個系的專業(yè)特色。

為了克服盲目性引發(fā)的偏差，我們建立了一個網(wǎng)上分流系統(tǒng)，在正式填報專業(yè)前，增加了摸底預填報的環(huán)節(jié)， 及時反饋群體意向的分布信息，指導學生們的選擇，也便于學院掌握動向，調整措施。這種大類招生、進來一段時間后再分專業(yè)的舉措體現(xiàn)了北大的人文關懷。智能專業(yè)初辦，基礎條件差，缺乏畢業(yè)生記錄的宣傳說明，與學院其他三個老牌系(電子學系50年歷史、計算機和微電子系30年歷史)相比較并無優(yōu)勢可言，但是我們通過扎扎實實的工作和細致有效的改進，使這個新方向日益顯現(xiàn)出魅力。隨著智能專業(yè)的成熟，特別是有了第一屆畢業(yè)生后，就愈加受到更多學生的喜愛。

選擇智能專業(yè)的人數(shù)逐年上升，2004級34人、2005級36人、2006級39人、2007級43人，目前正在進行的2008級分流達到45人。除了在信息學院內部的影響力不斷擴大，北京大學其他學院的轉系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計劃實驗班今年第一次有4名學生選擇智能專業(yè)，醫(yī)學部和光華管理學院也有申請者(本文成稿時這項工作還在進行)，2008級學生肯定突破50名，我們在第五年就達到了創(chuàng)辦智能科學專業(yè)的規(guī)劃目標。

5　首屆生?班主任

在新辦專業(yè)中，有一項由教授擔任智能本科專業(yè)班主任的舉措。這是利用教授的學識、經(jīng)驗和責任心來更好地管理呵護自己的學生，避免了年輕教師因職稱晉升等壓力可能出現(xiàn)的疏漏。這一做法取得明顯效果，不僅受到同學們的普遍歡迎，信息學院也開始考慮推行。筆者擔任了智能專業(yè)的第一任班主任。首屆學生(2004級)有34名，他們進入北大后毅然選擇全新的智能專業(yè)是很有勇氣的，全班有11名來自北京的學生，5名女同學，這個比例迥異于整個信息學院的總體分布。

該班學生的年齡恰與我自己的孩子相同，我天然地熟悉他們的一般特點，也理解家長們的想法。北大信息學院的淘汰率平均是7％，每年都有20多人退學。這班學生在大一時的成績并不占優(yōu)，其中有幾人處在邊緣位置，因此，我立下的最低目標就是確保所有同學不掉隊。我首先通過全班民主選舉任命了一個5人組成的班委會，這個5人機構在隨后的幾年中發(fā)揮了重要作用：其次走訪宿舍，了解每個人的情況，為了消除代溝，我努力融入同學當中，學習熟悉他們的語境和思維想法。我同多數(shù)同學家長有過接觸，從中更深入地掌握學生的性格特點，也包括尋求家長的必要配合。我與所有同學做過不止一次的個人交談，經(jīng)常是在晚間，很多時候是他們主動找我，談遇到的各種困惑、自己的想法、志向等，我利用這些機會及時解決了具體問題。在學習上，我組織全班同學開展互幫互學，尤其對幾門有難度的專業(yè)課程進行“聯(lián)合攻關”。全班的“數(shù)據(jù)結構與算法”課程成績甚至超過了計算機系。

幾年來，全班團結互助，像一個大家庭，班委會也一再連任，得到全體擁護。到畢業(yè)時全部合格，實現(xiàn)了我的愿望。不僅如此，全班的學習成績在學校的綜合評估中優(yōu)良率達93‰畢業(yè)設計都在良以上，有14人獲優(yōu)秀，更有三名同學的畢業(yè)論文被評為學院“十佳”論文。學院的第一、三名也都出自我班。34名同學中有22名繼續(xù)保送本校讀研(其中20人仍在本系)，4名同學去了大的國企和知名外企工作，8名同學出國深造，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)。第一屆智能專業(yè)學生的良好成績極大鼓舞了我們，增強了我們辦智能專業(yè)的信心，也為以后的幾屆同學做出榜樣。

幾年班主任的經(jīng)歷讓我深深地體會到，進入二十一世紀的大學，教書、育人同等重要。要適應新時代年輕人的特點，保持我們民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，把人格培養(yǎng)放在首位。能夠進入北大的學生都是各地的尖子，當他們聚集在這所著名學府時，首先要調整原來俯視周圍的習慣，學會平視甚至仰視其他同學，平和自己的心態(tài)，開闊胸懷，樹立人生抱負和刻苦努力的決心，這樣才能正確對待困難和挫折，才有所作為。班主任的工作往往細致入微，其實是把70％的精力用到30％的人上面。一些學生掉隊是否可以避免，關鍵看班主任的工作是否到位。

6　培養(yǎng)體系?本研貫通

北大是(文)理科性質的學校，“智能科學與技術”專業(yè)也是按理學設置，盡管它更強調學科交叉。從智能科學的內涵來看，我們設立的培養(yǎng)方向更多地是繼承自身傳統(tǒng)和學校的綜合優(yōu)勢，突出“以人為本”的腦認知和與心理生理結合，開展機器感知(視、聽、觸)和數(shù)據(jù)轉換信息，進而發(fā)現(xiàn)知識的機器智能兩個方面的研究。同時，我們配合學院的教學指導規(guī)劃設置課程計劃，除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育)，還有學院的公共平臺課。第一年主要是夯實數(shù)學、物理和信息類的基礎，后三年的專業(yè)課程安排是以必修的專業(yè)基礎和機器感知與機器智能兩個方向的專業(yè)核心課程為架構。為了強調學生的動手能力，還重點建設了兩門實驗課程。此外，還利用學校的各種本科科研基金項目(包括大學生創(chuàng)新基金、著政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實驗室承擔的項目來吸引學生，培養(yǎng)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。由于絕大多數(shù)學生都將讀研，這樣的安排無疑起到了積極作用，并成為撰寫畢業(yè)論文的基礎。我們還打通了本科高年級與研究生一年級的課程，利用各種機會舉辦研究講座，如龍星計劃、專題報告、國際人工智能遠程教學等活動，開闊學生的視野，引導研究方向，調動學生的潛質。從專業(yè)特點來看，我們的智能學科更偏向于“軟”的一側，因此也充分利用信息學院，特別是計算機系的各類教學資源來幫助扶持新辦專業(yè)的成長。

我們原有的博士、碩士點是計算機應用技術和信號與信息處理兩個方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進行了兩年的精心準備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請增列“智能科學與技術”碩士和博士點。經(jīng)過必要的論證，最終獲得批準，及時銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計算機科學與技術下的二級學科，一個完整的智能科學技術專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。

7　特色專業(yè)?教學團隊

五年來，北京大學智能科學技術本科專業(yè)從醞釀到創(chuàng)辦，可謂初見成效，走過了頗具挑戰(zhàn)的歷程。除了確定具有特色的培養(yǎng)目標和方向外，還需要扎扎實實落實每一個環(huán)節(jié)，并在實踐中檢驗。本科教學迥異于研究生培養(yǎng)，它的計劃性、按部就班執(zhí)行的嚴格性以及每堂課程的內容安排和效果評估必須一絲不茍。

信息學院秉承了北大的優(yōu)良傳統(tǒng)，對這個新辦的專業(yè)給予了巨大支持和關懷，使我們能迅速成長起來。我們從一開始就有一套嚴格的課程設置審核程序、教案檢查制度和新教師上崗準入的試講考核手續(xù)。學院有一支由經(jīng)驗豐富的退休教師組成的督導組，隨堂聽課評估每一位教師的講課內容、方式和教學效果，及時糾正問題。作業(yè)批改和試卷出題也都有嚴格規(guī)定。在課程體系的建設方面，信息學院打通了一年級的公共部分，深化和夯實了數(shù)理基礎。 在專業(yè)課程上，智能科學系提煉了三個課程群，并組織教師進行重點建設。此外還加強對學生動手能力和獨立思考解決問題能力的培養(yǎng)。

除了在專業(yè)上實施分流培養(yǎng)外，我們還針對北大學生的特點，在基礎課采用實驗班的A、B分級組合方式，滿足不同專業(yè)對各自基礎培養(yǎng)的要求。在專業(yè)課程群中，也允許不同興趣的組合選擇，充分發(fā)揮和提升學生的能力。為了更好地關懷學生順利成長，我們除規(guī)定教授擔任班主任外，還設立了本科生學術導師制，加強對學生的各種指導。智能科學系也注重師資隊伍建設，引進了一大批(半數(shù)以上)優(yōu)秀的年輕教師，其中信息學院中從國外回來的教師比例是最高的，為這一新興學科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時，教學需求和能力成為評價的重要指標。

2007年，我們接受了教育部的學科評估，新辦專業(yè)得到好評。學校開始關注我們的進步，在隨后的一年中，我們一再從學校的競爭中脫穎而出，陸續(xù)獲得了國家一類特色專業(yè)、北京市一類特色專業(yè)和北京市優(yōu)秀教學團隊等稱號，2008年又獲得國家級教學團隊稱號。我們的培養(yǎng)體系和人工智能雙語教學也分獲北京大學的教學一、二等獎。

8　結語?致謝

盡管北大年輕的“智能科學與技術”本科專業(yè)建設初見成效，但征程是漫長的，我們還會面臨更多的挑戰(zhàn)和問題。然而，智能科學這個本科專業(yè)方向是很有希望的，它不僅吸引了大學的新生，也在高考人群中產(chǎn)生著愈加重要的影響，它的健康發(fā)展需要大家共同的努力和精心培植。每所大學都有不同的特點，我們應該從學校、師資、方向、生源以及學科培養(yǎng)性質和目標等條件出發(fā)來建設新興專業(yè)。以上是筆者對北京大學第一個“智能科學與技術”本科專業(yè)創(chuàng)建歷程的回顧，希望與同行共享。

在專業(yè)建設過程中，許多人給予了熱情幫助和支持。這里要特別感謝北大信息學院陳徐宗教授，感謝中國人工智能學會涂序彥和王萬森教授。

最后引龔定庵一句名言：“但開風氣不為師”。

4　總結與展望

本文介紹了廈門大學智能科學與技術系在學科發(fā)展、科學研究和人才培養(yǎng)方面的基本建設情況。我們希望這些初步的工作總結能對目前正積極籌辦本專業(yè)的兄弟院校起到一定的借鑒作用。

“智能科學與技術”專業(yè)在我國的發(fā)展尚屬初級階段。盡管近幾年得到了國內部分高校的重視，但其發(fā)展并不是很快，且進一步發(fā)展也存在一些障礙。比如，從專業(yè)配置來看，目前智能科學與技術并非一級學科，多數(shù)學校的“智能科學與技術”專業(yè)博士培養(yǎng)都是依附于其他相關專業(yè)。從長遠來看，這并不利于整個學科的發(fā)展。希望通過各相關高校的廣泛交流和積極配合，“智能科學與技術”專業(yè)在國內的發(fā)展能更上一層樓。

智能科學技術論文:“智能科學技術導論”課程教學模式新思考

摘要：本文探討了“智能科學技術導論”課程的教學重點和教學模式，指出本課程作為“智能科學與技術”專業(yè)的重要基礎課程，應以專業(yè)特點和要求為出發(fā)點，建立新型的教學模式，培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。

關鍵詞：智能科學技術；課程；教學

1　引言

隨著智能科學技術在人類生活各個領域的不斷滲透，它所帶動的智能技術浪潮正在不斷地擴大，并對社會、文化、教育的發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。

“智能科學與技術”本科專業(yè)作為一門剛剛起步的新專業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應用需求。它是一門綜合交叉性學科，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。

“智能科學技術導論”課程是“智能科學與技術”專業(yè)的基礎課程，作為本專業(yè)的“敲門磚”，可以幫助學生對“智能科學與技術”專業(yè)有一個整體上的認識，對智能科學領域有一個初步的了解。

2　課程概述

對于剛剛邁進大學校園的青少年來說，他們面臨著許許多多的新問題，其中最重要的一項，就是“專業(yè)”問題。自己將要學習的專業(yè)究竟是怎樣的?它的前景如何?怎樣才能學好它?“智能科學技術導論”課程是學生接觸到的第一門涉及本專業(yè)知識的課程，它針對學生的實際需要，系統(tǒng)、科學地解答了學生各種各樣的專業(yè)問題，為本專業(yè)的新同學們提供適時和恰當?shù)摹皩I(yè)引導”，使他們很快進入環(huán)境，成為一批積極主動、方向明確、方法正確的新型學習者。

本課程具有以下特點：

(1)從宏觀上介紹智能科學技術領域的相關內容，綜合性強。

課程整體地介紹了智能科學技術以及智能科學領域的基本概念、學術思想、知識體系、學術特色，使學生對“智能科學技術”由完全陌生的狀態(tài)變?yōu)槟軌驅λ幕灸Ｐ秃突締栴}建立一個初步、宏觀的，然而又是準確和科學的認識。

課程剖析了智能科學技術與相關學科之間的關系，使學生明了智能科學技術、信息科學技術、控制科學技術和計算機科學技術各有各的獨立研究領域，各有各的獨特作用，不能互相替代，但是又互相交叉、互相作用、互相促進。

通過回顧和展望，本課程揭示了智能科學技術的精彩發(fā)展前沿技術與巨大的創(chuàng)新機遇，指明當代智能科學與腦科學、神經(jīng)科學、認知科學的結合將開辟極其廣闊的發(fā)展空間，同時也指出智能科學技術面臨著科學研究方法論的深刻變革。

(2)解析專業(yè)課程結構框架，指引學生采用正確的學習方法開展本專業(yè)的課程學習。

科學的學習方法是受多因素制約的多層次、多序列的復雜的動態(tài)體系。從微觀上說，怎樣讀書，怎樣上課，怎樣實驗，怎樣實踐，怎樣做筆記，怎樣記憶，怎樣運用學習時間等都是方法問題；從宏觀上看，怎樣制定學習戰(zhàn)略，怎樣選擇治學途徑，怎樣不斷優(yōu)化知識結構，如何確立學習觀和學習原則等也都包含著“方法”問題。

本課程通過闡述智能科學與技術專業(yè)的知識結構，并對其進行深入分析，幫助學生認識整個專業(yè)的知識體系，明晰本專業(yè)課程的組成、每門課程的作用以及課程之間的邏輯關系，指引學生采用正確得當?shù)膶W習方法開展本專業(yè)的課程學習。

(3)激發(fā)學生熱情，培養(yǎng)學生興趣。

本課程從根本上闡明了智能科學技術必然在現(xiàn)今時代崛起并迅速登上現(xiàn)代科學技術舞臺的內在緣由，啟示學習智能科學技術的必要性和重要性，啟發(fā)學生的歷史責任感和崇高使命感，使他們認識到能夠學習“智能科學與技術”專業(yè)是他們這一代人的幸運。同時，通過分析和案例介紹，說明智能科學技術對于經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的巨大作用，認識到信息化必須走向智能化才能建成現(xiàn)代化國家，從而有效地增強學生學習智能科學技術的自覺性、自豪感。

通過介紹一些典型的智能系統(tǒng)，使學生初步建立起智能科學技術的直觀形象和感性認識，相當于進行了一次“智能科學技術的認識實習”，以此激發(fā)學生的學習熱情。

3　課程教學的認識與思考

3.1 著重實際應用，激發(fā)學生興趣

智能科學是一個不斷發(fā)展的學科，它的技術成果、研究動向更新地很快。教師應及時地介紹智能科學技術領域的最新科技成果，將其引入課程教學，增加操作環(huán)節(jié)，可由教師進行演示，或由學生自己在實驗室進行運行。

通過操作加深感悟，是學生參與知識形成過程的關鍵。通過親手執(zhí)行包含智能技術的應用系統(tǒng)，使學生獲得關于智能科學技術更為深刻的體驗，大大拉近學生與智能科學技術之間的距離，使他們感覺到“智能科學技術就在自己身邊”。這樣，既增強了學生對本課程的興趣，又使學生及時掌握了本學科領域發(fā)展的最新動態(tài)，擴大了知識面。

3.2　組建研究小組，鼓勵創(chuàng)新思維

智能科學技術本身處在創(chuàng)新發(fā)展時期，特別需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。智能科學技術是一個高度綜合又非常深邃的學科，依靠常規(guī)的學習方法很難把握，同時，它又是一門研究思維規(guī)律的學科，思維規(guī)律之中最重要的是創(chuàng)新思維。所以，培養(yǎng)智能科學與技術專業(yè)的高層次人才，一定要著重創(chuàng)新思維的建立。

教師可綜合考慮課程側重點與學生興趣，指定幾個研究方向，組建研究小組。鼓勵學生通過查閱資料、調查實踐等方式解答問題，提出自己的新想法。整個活動以互動的形式開展，教師引導學生積極思考問題，通過師生的交流和探討使學生獲得對同一問題的多種思考結果，學生可依照自己的新思路將研究逐步深入，最終，以組為單位向教師和全體學生做專題介紹。這種參與式教學模式使學生在“教”的同時，鞏固提高了對知識的理解，并鍛煉了學生的邏輯表達能力和心理素質，給學生一個展現(xiàn)自我的平臺。

3.3　采用靈活考評方式，建立綜合考評體系

傳統(tǒng)的單純以期末考試成績作為考量的考評方式過于片面，同時也容易束縛學生的思維。綜合考慮智能科學技術專業(yè)的培養(yǎng)計劃以及智能科學技術導論的課程特點，筆者認為，應采用靈活的考評方式，建立綜合的考評體系。

本課程考評體系可分為三部分：期末考卷、調研表現(xiàn)、小論文。期末考卷只要基于本課程教材的基本理論、基礎知識、課堂內容進行測試。調研即3.2節(jié)中所提到的組建研究小組，每個小組就自己的研究方向進行調研，參閱書籍、查找資料、深入探討，以PPT的形式向教師和全體學生進行總結匯報。小論文指學生以自己的調研方向為題目，撰寫專題論文。這種考評方式是以書本為平臺，培養(yǎng)學生主動系統(tǒng)地獲得新知識、新技術的能力，主要包括基本學習能力、自學能力、實踐操作能力和表達能力，鼓勵學生勇于創(chuàng)新的精神。同時，也調動了學生查閱資料，自主思考問題的積極性，擴展了知識面。

3.4　參觀實驗室，了解領域研究現(xiàn)狀

智能科學技術學科的大學畢業(yè)生，應該既可以從事智能理論和智能系統(tǒng)的研究、智能科學技術相關專業(yè)的教學，又可以從事實際與智能技術相關的工程開發(fā)工作。而對于剛剛接觸這個專業(yè)的學生來說，很難從書本中明了自己今后的究竟能做些什么，也很難將書面知識與實際應用相結合。通過參觀與專業(yè)相關的實驗室，進行現(xiàn)場教學，幫助學生將課本上的抽象理論與具體實踐結合起來，讓學生了解將來可能會從事的工作，了解學科領域的研究現(xiàn)狀，親身感受實驗室的學術氛圍，激發(fā)學生對專業(yè)領域高水平研究的向往。

同時，還可以組織本專業(yè)博士、碩士研究生開展系列講座，講座內容可包括本科課程學習、專業(yè)學習方法、實驗室在研項目、領域前沿技術等等。在介紹專業(yè)知識的同時，向本科新生傳授自己的學習經(jīng)驗，引導他們在智能科學與技術專業(yè)的這條道路上穩(wěn)步前行。

4　結束語

本文介紹了“智能科學技術導論”課程的整體內容和主要特點，從“智能科學與技術”專業(yè)的專業(yè)特點、專業(yè)要求、培養(yǎng)目標入手，給出了對于本課程教學模式的新思考。“智能科學技術導論”作為一門開展不久的課程，它的教學模式有待進一步地探討和摸索，只有不斷地進行總結，才能找到更適合、更有效的教學模式，培養(yǎng)出具有獨立思考能力、創(chuàng)新能力和實踐能力的新型學習者，成為我國智能科學技術領域朝氣蓬勃的后備大軍。

智能科學技術論文:智能科學技術導論課程的教學策略探討

摘要：文章從智能科學技術導論課程特點及對專業(yè)本科生的教學目的出發(fā)，在分析該課程起不到其應有作用的具體表現(xiàn)和相關因素的基礎上，從課程安排、教學內容、教學方式、考核方式、實驗課開設和師資隊伍等方面進行策略探討，以促進其發(fā)揮應有的導向作用。

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(chǎn)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(chǎn)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。

智能科學技術論文:時代召喚智能科學技術人才大軍

摘要：論述信息科學技術和智能科學技術的基本概念以及信息科學技術必須提升到智能科學技術的原因，指出這種提升已經(jīng)水到渠成，提出培育智能科學技術人才大軍已經(jīng)迫在眉睫。最后分析了培育智能科學與技術人才大軍的要求、措施和方法。

關鍵詞：信息科學技術；智能科學技術；現(xiàn)代化；人才培養(yǎng)

無論人們是否已經(jīng)清醒地意識到，理論分析與社會實踐都已清楚表明，信息化走向智能化的時代已經(jīng)來臨。這就是為什么當今社會如此頻繁地出現(xiàn)各種各樣的“智能”前綴：智能交通、智能電網(wǎng)、智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能建筑、智能儀器、智能計算、智能控制、智能機器人、智能通信、智能服務、智能防務、智能互聯(lián)網(wǎng)、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能信息處理等。

那么，什么是信息化？什么是智能化？它們有什么聯(lián)系與區(qū)別？

信息化的基本任務，是利用信息技術向社會提供便捷的信息共享服務，智能化的基本任務，是在此基礎上利用智能技術，向社會提供智能化的生產(chǎn)方式、工作方式、服務方式、交流方式和生活方式。智能化是信息化發(fā)展的高級階段。毫無疑問，能否根據(jù)社會

的實際需求，不失時機地推進智能化，將直接影響我國現(xiàn)代化的進程。

高等學校應當建設和發(fā)展什么樣的學科和專業(yè)，需要考慮眾多因素，但最重要的是社會需求。筆者旨在闡明，盡管我國當前面臨多元化的社會需求，但是其中最具本質意義和關鍵地位的社會需求是信息化必須走向智能化。這是振興民族大業(yè)、建設小康社會、建設創(chuàng)新型國家、建設資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會、應對全球氣候異常變化、保障可持續(xù)發(fā)展的根本舉措。為此，大力發(fā)展智能科學與技術本科專業(yè)，努力建設研究生學科，精心培養(yǎng)各層次智能科學技術人才大軍，就成為我國高等學校的重要任務。

1信息化與智能化：基本內涵及相互關系

簡要地說，信息化，就是在人類活動的各個可能領域充分利用信息技術來提高人類活動的質量和效率的過程；而智能化，則是在此基礎上，進一步在人類活動的各個可能領域充分利用智能技術來提高人類活動的質量、效率和創(chuàng)新能力的過程。

可見，為了準確理解信息化與智能化的含義，需要了解“信息技術”和“智能技術”的概念，以及它們之間的聯(lián)系與差別。為此，我們有必要考察一下人類認識問題和解決問題(也可以抽象為認識世界和改造世界)這一典型活動的抽象模型[1]，如圖1所示。

該模型的含義是：為了處理現(xiàn)實世界的實際問題，人們必須首先通過自己的感覺器官獲取與問題相關的信息，并通過傳導神經(jīng)系統(tǒng)把獲得的信息傳到思維器官，在這里使用古舊皮層對這些信息進行預處理，使信息更加便于利用；在此基礎上，通過新皮層把信息轉換為知識，并進而轉換為解決問題的智能策略，再通過傳導神經(jīng)系統(tǒng)把智能策略傳到效應器官，后者把智能策略轉換為智能行為，作用于面對的問題，使問題的狀態(tài)轉變?yōu)槠谕哪繕藸顟B(tài)。這就是人們認識問題和解決問題的一個基本回合。

之所以說是一個基本回合，是因為獲得的信息可能不夠充分，導致生成的知識不夠完善，制定的策略不夠合理。因此，當把這樣產(chǎn)生的智能行為作用于問題時，問題的狀態(tài)不一定能夠完全轉變到預期的目標狀態(tài)。這時，就要把偏離目標狀態(tài)的“誤差”作為新的信息，經(jīng)由感覺器官反饋到思維器官，通過學習來修正和優(yōu)化策略，以期更好地接近目標。通常，這種“反饋―學習―優(yōu)化―控制”的過程可能要進行多次，逐次逼近預期目標。也就是說，人類認識問題和解決問題的過程是一個充滿反饋、學習和優(yōu)化的過程。

通過進一步的分析，我們還可以發(fā)現(xiàn)，從功能性質上看，圖1所示的人類“認識問題和解決問題”的過程，實際上包含相互聯(lián)系、相互作用而又相輔相成的兩個相繼階段，具體內容如下。

1) 獲取信息的感覺器官和它的技術延長物傳感系統(tǒng)、傳遞信息的傳導神經(jīng)系統(tǒng)和它的技術延長物通信系統(tǒng)以及處理信息的大腦古舊皮層和它的技術延長物計算系統(tǒng)，都是直接與“信息”打交道的器官和技術系統(tǒng)。

2) 生成知識和制定智能策略的大腦新皮層和它的技術延長物人工智能系統(tǒng)、其后傳遞智能策略的傳導神經(jīng)和它的技術延長物通信系統(tǒng)以及執(zhí)行智能策略的效應器官和它的技術延長物控制系統(tǒng)則是與“知識和智能策略”打交道的器官和技術系統(tǒng)。

既然過程1)是與信息打交道的過程，因而就稱為“信息過程”；而過程2)是與知識和智能策略打交道的過程，因而就稱為“知識與智能過程”，后者也可以更簡潔地稱為“智能過程”。不過，“生成知識”的過程也可以看做是“理解信息”的過程，“制定策略”的過程則可以看做是“再生策略信息”的過程(策略可以看做是人類大腦再生出來的一種指示“如何解決問題”的高級信息)，而“傳遞和執(zhí)行策略”的過程也可以看做是“傳遞和執(zhí)行策略信息”的過程。因此，在這種意義之下，過程2)也可以稱為“信息過程”。為了體現(xiàn)這兩個信息過程之間的聯(lián)系與區(qū)別，過程1)可以稱為“基本信息過程”，過程2)則可以稱為“高級信息過程”。于是，技術范疇的傳感技術、通信技術、計算技術就可以稱為“基本信息技術”，人工智能技術和控制技術就稱為“高級信息技術”。

這樣，人們就可以更確切地說，信息化，就是在人類活動的各個可能領域充分利用傳感、通信和計算這類“基本信息技術”，來提高人類活動的質量和效率的過程；而智能化，則是在此基礎上，進一步在人類活動的各個領域充分利用智能和控制這類“高級信息技術”，來提高人類活動的質量、效率和創(chuàng)新能力的過程。

頗為有趣的是，在圖1所示的模型中，如果只考慮通信系統(tǒng)的功能，這當然就是“電信網(wǎng)絡(和電視網(wǎng)絡)”的模型；在此基礎上，如果把計算系統(tǒng)的功能增加進來，它就演變成了“互聯(lián)網(wǎng)”的模型；進一步，如果再把傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的功能也增加進來，它就演變成了當前人們正在熱切關注的“物聯(lián)網(wǎng)”模型。而如果再加上智能系統(tǒng)的功能，它就會演變成為“智能信息網(wǎng)絡”的模型。

顯而易見，物聯(lián)網(wǎng)和智能信息網(wǎng)絡的根本區(qū)別，就在于有沒有“智能”。也可以說，智能信息網(wǎng)絡就是智能化了的物聯(lián)網(wǎng)。當然，目前的物聯(lián)網(wǎng)還處在發(fā)展的起始階段，它的基本形態(tài)還只是互聯(lián)網(wǎng)與傳感系統(tǒng)的結合，連控制系統(tǒng)的作用也還遠遠沒有充分考慮，更不要說是智能信息網(wǎng)絡了。

值得注意的是，我國當前階段的“信息化”，主要只利用了通信技術和計算技術，還沒有完全利用到全部的“基本信息技術”。只是到了最近，人們開始關注“物聯(lián)網(wǎng)”的時候，才把傳感技術與通信技術和計算技術聯(lián)系起來。

所以，基于通信技術和計算技術的“信息化”的主要作用，是利用通信的傳遞能力和計算技術的處理能力，為社會提供便捷的信息共享服務，使社會的各種供需關系得到及時的溝通。人們在獲得這些供需信息后，就可以調整自己的產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計劃，提高社會整體的運行效率。但是，產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計劃的調整都需要通過人類管理者和勞動者自己的實踐來實現(xiàn)，基本信息技術本身對此無能為力。

原因很顯然，信息所表現(xiàn)的是事物的現(xiàn)象，只告訴“是什么(What)”；知識所反映的則是事物的本質，可以告訴“為什么(Why)”；智能所體現(xiàn)的才是解決問題的策略，因此可以告訴“怎樣做(How)”。僅僅利用通信和計算技術的“信息化”工具，不能直接改變生產(chǎn)過程本身，因此就只有依靠人類工作者自己來實際調整產(chǎn)品方向和生產(chǎn)規(guī)模。

發(fā)展到“物聯(lián)網(wǎng)”階段以后，網(wǎng)絡中的信息比互聯(lián)網(wǎng)的信息更豐富了，因為在原有的“人類輸入的信息”基礎上，增加了不計其數(shù)的“物”的信息。不過，如果物聯(lián)網(wǎng)沒有智能技術和控制技術的支持，它的功能仍然還是“信息共享”，只不過信息的來源更加豐富了而已。

然而，采用智能技術之后，由于生產(chǎn)工具自身具有相應的知識和智能，它就不僅可以根據(jù)供需信息自主調整產(chǎn)品方向和生產(chǎn)計劃，還可以自主地改善生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質量，增加新的產(chǎn)品品種，來適應社會需求，甚至可以預測社會需求的走向，創(chuàng)造全新的產(chǎn)品，引領社會的需求。

馬克思曾經(jīng)預言，隨著大工業(yè)的充分發(fā)展，勞動者不再是生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)，而是站在生產(chǎn)流程的旁邊，對生產(chǎn)流程進行監(jiān)督和管理。我們知道，農(nóng)業(yè)時代的人力工具和工業(yè)時代的動力工具都不可能實現(xiàn)馬克思所預見的社會生產(chǎn)方式，基于通信與計算技術的信息化工具和沒有智能技術的物聯(lián)網(wǎng)工具也不可能實現(xiàn)馬克思所預見的社會生產(chǎn)方式。這是因為，農(nóng)業(yè)時代的生產(chǎn)工具(人力工具)、工業(yè)時代的生產(chǎn)工具(動力工具)以及信息化階段的生產(chǎn)工具(基本信息技術工具)不具備智能，勞動者不得不成為“生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)”，只有智能化的生產(chǎn)工具，才有可能使勞動者“不再成為生產(chǎn)流程的一個環(huán)節(jié)”，從而能夠“站在生產(chǎn)流程的旁邊對生產(chǎn)流程進行管理和監(jiān)督”，使馬克思預言的社會生產(chǎn)方式變?yōu)檎嬲默F(xiàn)實[2]。

可見，智能化的生產(chǎn)工具可以使社會生產(chǎn)方式得到根本的改變：由被動跟蹤的生產(chǎn)變?yōu)橹鲃右I的生產(chǎn)，由人力承擔的生產(chǎn)變?yōu)闄C器自主的生產(chǎn)，使勞動者可以站在生產(chǎn)流程的旁邊，對生產(chǎn)流程進行管理和監(jiān)督。這就是“由工業(yè)時代的社會生產(chǎn)方式轉變到了智能時代的社會生產(chǎn)方式”。顯然，這種轉變將使社會勞動生產(chǎn)力水平得到質的提高。

這就是信息化、智能化以及它們的聯(lián)系與區(qū)別。

2信息化走向智能化：社會需求與歷史必然

信息化必須走向智能化，這是人類社會追求進步的內在和固有要求。反之，如果信息化不能適時地走向智能化，社會的進步就會延緩甚至停頓下來。

根據(jù)“科學技術擬人律”的啟示[3]，信息化走向智能化這種內在和固有的要求可以從人類自身的進化過程中得到直接啟發(fā)。

考察人類進化的歷史就知道，當人類的感覺器官、傳導神經(jīng)系統(tǒng)、人腦古舊皮層系統(tǒng)和效應器官的功能發(fā)展起來之后，人腦新皮層功能的強化就成了人類整體能力進化的焦點；可以看出，只有完成了新皮層功能的強化，人類才進化成了完全意義上的現(xiàn)代人類。反之，如果沒有新皮層功能的強化，人類的進化就可能依舊停留在“猿猴”階段，不能成為真正的現(xiàn)代人類。

與此相應，當今時代，傳感技術、通信技術、計算技術、控制技術都獲得了長足進步。因此，智能技術的強化就成了整個技術能力進步的焦點。同樣，只有當智能技術發(fā)展起來，人類的智力能力才能得到有效的擴展。反之，如果智能技術不能獲得充分的發(fā)展和應用，信息技術就會停留在“信息共享”這個初級的發(fā)展階段。

因此，為了適應社會不斷發(fā)展的需要，為了不斷改善人們生存的條件，信息化必須走向智能化。只有這樣，人類“認識世界和改造世界”的活動才能得到現(xiàn)代科學技術的全面支持，人類的充分解放才能成為現(xiàn)實。

事實上，人們可以舉出無數(shù)的事例來說明信息化為什么必須走向智能化，以及如果信息化不走向智能化就不能真正解決問題的原因。不過，限于篇幅，這里只能擇要略述一二。

1) 例1：物聯(lián)網(wǎng)研究與應用。

如上所述，目前人們所研究的物聯(lián)網(wǎng)，其實只是增加了傳感器的互聯(lián)網(wǎng)而已，不要說還沒有考慮智能技術的作用，就連控制技術的因素也考慮得很不充分。可是，沒有智能技術的物聯(lián)網(wǎng)又有什么意義呢？一般來說，智能技術在物聯(lián)網(wǎng)中至少有如下幾個重要作用：第一，不同傳感器獲得的信息之間的智能融合；第二，把這樣得到的形式化信息轉換為“能夠顯示內容和價值因素”的信息(稱為“全信息”)；第三，從這些信息中提煉相應的知識；第四，以這些知識為基礎，在目標的引導下生成解決問題的智能策略。

試想，如果得不到“正確融合起來的信息”，也得不到能夠顯示內容和價值因素的“全信息”，得不到相應的“知識”，也得不到解決問題的“智能策略”。一句話，如果沒有智能技術的支持，這樣的網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)能夠發(fā)揮多大作用呢？

可見，物聯(lián)網(wǎng)的研究與應用必須由“基本信息技術”的層次進入到“智能技術”(高級信息技術)的層次。舍此，不可能解決問題。

2) 例2：轉變經(jīng)濟發(fā)展方式。

轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的核心是“轉變社會生產(chǎn)方式”，其中一個最受關注的問題是“節(jié)能減排”，即節(jié)約能源消耗和減少廢棄物排放。考察當前的社會生產(chǎn)，主流的生產(chǎn)方式是工業(yè)時代遺留下來的產(chǎn)物。工業(yè)時代生產(chǎn)系統(tǒng)設計的通用理念是“按照最惡劣條件下的資源需求來提供高倍資源備份，以保證在任何條件下生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)運轉”。正是基于這個理念，導致了所有工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的“資源高投入”：材料的高投入、能源的高投入、人力的高投入、資金的高投入?！案咄度搿眲t導致“高排放”和“高污染”。所以，“三高”是工業(yè)時代生產(chǎn)方式固有的本質特征。

怎樣才能轉變以“三高”為本質特征的工業(yè)時代生產(chǎn)方式呢？

肯定的回答是：僅僅運用信息技術不足以解決問題，必須在此基礎上運用智能技術，也就是“高級信息技術”(即圖1所示的全部技術)才能達到目的。

道理很明顯，要想真正轉變以“三高”為特征的工業(yè)時代生產(chǎn)方式，必須從這種生產(chǎn)方式的初始源頭――設計理念――進行徹底變革。這就是用“智能設計”的理念取代原有的“以高投入保障可靠生產(chǎn)”的設計理念。只有設計理念革新了，才能從源頭上消除“三高”，達到節(jié)能減排和轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的目的。

智能設計的理念是：通過智能技術的“自主學習與自主優(yōu)化”策略，使生產(chǎn)系統(tǒng)的資源投入和產(chǎn)品產(chǎn)出實現(xiàn)動態(tài)的優(yōu)化配置，從而消除“高倍資源備份”?？梢?，沒有智能技術的應用，就不可能從源頭上轉變以“三高”為特征的工業(yè)時代生產(chǎn)方式。

總之，只有智能技術的普遍應用(即“智能化”)，才能使“物聯(lián)網(wǎng)”走向智能化，發(fā)揮應有的作用；只有智能技術的普遍應用，才能使工業(yè)時代遺留下來的社會生產(chǎn)方式得到根本轉變；同樣，也只有智能技術的普遍應用，才能使整個國民經(jīng)濟、社會文明、大眾民生和國家安全獲得蓬勃的發(fā)展，朝著21世紀意義下的現(xiàn)代化目標不斷前進。

需要特別指出的是，物聯(lián)網(wǎng)的智能化也好，經(jīng)濟發(fā)展方式轉變也好，應對全球氣候異常變化也好，維護世界和平與國家安全也好，種種跡象都表明，“審時度勢，把信息化推向智能化”已經(jīng)是擺在我國人民和世界人民面前的緊迫任務。

3智能化人才大軍：特有的素質

為了推進智能化，需要在各個領域大力發(fā)展和普遍應用智能科學技術。但是，人是社會生產(chǎn)力的第一要素。發(fā)展和應用智能科學技術，需要一支規(guī)模宏大、結構合理、訓練有素的智能科學技術人才大軍。

所謂“規(guī)模宏大”，主要是指智能科學技術人才大軍在數(shù)量上要能適應國民經(jīng)濟、社會文明、大眾民生、國家安全智能化的規(guī)模要求。智能無處不需，智能化是全社會的需要，不是個別領域、個別部門和個別地區(qū)的需求。因此，規(guī)模必然相當宏大。

所謂“結構合理”，主要是指培養(yǎng)這支人才大軍的教育系統(tǒng)應當具有博士、碩士、學士的合理層次結構。智能科學技術是新興的、快速發(fā)展的，而且體現(xiàn)了當代最先進、最復雜、最前沿的科學技術，沒有這樣一支結構合理的人才大軍，就不可能適應智能化的需求。

所謂“訓練有素”，主要是指國家應當設置面向智能科學與技術學科和專業(yè)的高等學校人才培養(yǎng)的專門體系，按照智能科學與技術學科的知識結構和能力結構進行系統(tǒng)培養(yǎng)與訓練，而不宜由其他學科的培養(yǎng)體系來代行兼顧。

圖1的模型表明，在學科關系上，智能科學與技術的前端與計算機科學與技術學科相銜接，后端則通過信息與通信工程學科和控制科學與工程學科相溝通。其中，計算機學科定位于“信息處理”；它輸出的是經(jīng)過處理便于應用的信息，正好提供給智能科學與技術學科，支持“生成知識”，并在此基礎上“制定策略”；后者通過信息與通信工程學科的“策略傳遞”功能傳遞給控制科學與工程，支持“策略執(zhí)行”?？梢姡鼈兊墓δ芏ㄎ环謩e是“信息處理”、“知識生成與策略制定”、“策略傳遞”和“策略執(zhí)行”，它們各就各位，各司其職，互相銜接，互相合作，形成和諧的流程，但不能互相取代。

那么，智能科學與技術學科人才大軍應當具備怎樣的整體素質呢？

由于篇幅所限，這里不可能細致地展開討論。考慮到我國目前已經(jīng)有眾多學校制訂了詳盡的智能科學與技術學科的人才培養(yǎng)計劃，這里將著重指出：除了其他科學技術學科人才必須具備的共性素質之外，智能科學技術學科人才大軍應具備的特殊素質。

3.1智能科學與技術本科專業(yè)的特殊知識結構

眾所周知，智能是由信息資源加工出來的最高級產(chǎn)物。因此，智能科學技術是信息科學技術的核心、前沿和制高點，智能也是人類一切能力的最高級體現(xiàn)。因此，智能科學技術也是生命科學技術最為精彩的篇章。因此，智能科學技術是信息科學技術與生命科學技術兩者的交叉學科，應當按照這樣的學科性質設計學生的知識結構和能力結構。

基于這樣的特點，智能科學與技術本科專業(yè)的知識結構(課程設置)應當形成如下最基本的連貫的標志性核心知識體系。

第一學期，智能科學與技術導論(人文基礎)。

第二學期，智能科學史與科學方法論(人文基礎)。

第三學期，腦與認知科學基礎(專業(yè)基礎)。

第四學期，智能數(shù)學(數(shù)理邏輯與模糊邏輯)(專業(yè)基礎)。

第五學期，機器智能通論(核心課程)。

第六學期，機器學習(核心課程)。

第七學期，智能機器人(應用基礎)。

第一學期必須開設“導論”。這是因為新生剛從中學走進大學，需要通過“導論”引導學生快速了解什么是智能科學與技術，為什么要學習它，它的發(fā)展前景是什么，它對經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的意義是什么，它的知識結構和能力結構是什么，它與相鄰學科的關系是什么，怎樣才能學好智能科學與技術(包括大學與中學的學習方法和學習規(guī)律有何異同)。

第二學期必須開設“方法論”。這是因為新的正確的方法論對于理解和發(fā)展智能科學與技術具有特別重要的意義，而傳統(tǒng)科學方法論會妨礙學生理解和把握智能科學與技術?！肮び破涫?，必先利其器”，方法論的教育必須走在前頭。

第三學期必須開設“腦與認知科學基礎”。這是因為人工智能的最佳原型就是大腦結構及其支持的認知能力。沒有這個基礎，我們培養(yǎng)的人才大軍就會基礎淺薄，缺乏創(chuàng)新的功力，他們在智能科學與技術發(fā)展的道路上就走不遠。所以，要在二年級一開始就學好這個基礎。

第四學期必須開設“智能數(shù)學”。學生要著重學好集合論、數(shù)理邏輯、模糊邏輯和算法理論，這是智能科學與技術對數(shù)學知識的特殊需要，也是學習后續(xù)課程必須具備的數(shù)學基礎。必須在第四學期完成這個準備。

第五學期必須開設“機器智能”。這是本專業(yè)的核心課程?？紤]到歷史上“人工智能”與“計算智能”和“行為智能”長期處于鼎足三分的狀態(tài)，而事實上，只有它們三者結合在一起，才能覆蓋基本的智能技術，因此需要設置統(tǒng)一闡述這個“三位一體”的新的課程，稱之為“機器智能”。

第六學期必須開設“機器學習”。這是因為上述三種智能技術的共同要害都是“學習”，因此有必要開設“機器學習”來深化智能的核心技術。

第七學期應當開設“智能機器人”。這是因為智能機器人是智能技術實際應用的最典型和最普遍形態(tài)，應當讓學生在進入畢業(yè)設計之前對智能機器人做“解剖麻雀”式的學習和掌握。

其他課程的設置可以、也完全應該結合各個學校的特點自行選擇。

還要強調的是，整個培養(yǎng)過程要努力貫徹理論與實踐相結合、已有進展與存在問題相依托、啟發(fā)式和教學雙方互動等原則，使學生不僅高度熱愛本專業(yè)，而且具備很強的創(chuàng)新精神和實踐能力。

3.2智能科學技術學科研究生的知識結構

同樣，由于篇幅所限，這里僅指出：鑒于智能科學與技術的內涵非常豐富，應用又無處不在，智能科學與技術研究生一級學科不宜按照應用領域設置二級學科。分析表明，按照學科的層次結構設置如下三個二級學科比較適宜。

1) 智能理論。

2) 智能技術。

3) 智能應用。

當然，這些二級學科名稱的具體表述方法還有待繼續(xù)論證和優(yōu)化。

4結語

今天，無數(shù)的事實(智能A、智能B……智能Z)告訴我們，社會對于“智能”的需求已經(jīng)不止是母腹中躁動的嬰兒，也已經(jīng)不止是大海平面上依稀可見的航船桅桿，而是已如初升的太陽普照大地，如大潮的奔涌席卷四方。

面對時代的召喚和社會的需求，高等學校的教育和科研工作者義不容辭，責無旁貸。讓我們一起努力，共同推進智能科學與技術本科專業(yè)和研究生學科的建設，為我國和世界智能科學技術的發(fā)展，作出無愧于時代、無愧于華夏學人的積極貢獻！

智能科學技術論文:對智能科學技術教學的幾點認識

摘要:結合我院在智能科學技術相關課程中開展的教學實踐活動,就教學理念、教師素質培養(yǎng)及創(chuàng)新實踐教學方法應用三方面闡述了作者的一些體會。

關鍵詞:智能科學技術;教學理念;素質培養(yǎng);創(chuàng)新實踐

智能科學技術是數(shù)學、物理、電子、計算機和信息處理以及哲學、生命科學等多學科交叉的綜合性學科。智能科學技術課程的教學目標是培養(yǎng)具有信息科學、智能科學、腦與認知科學、現(xiàn)代科學方法學基本理論知識,掌握計算機、人工智能系統(tǒng)、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。

在一定程度上,智能科學與技術代表著信息技術的前沿,其理論研究與應用開發(fā)對我國現(xiàn)行的教育與教學理念提出了挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有的教育體系中增加智能理論和智能技術教學,對全面培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新的思維方式,激發(fā)他們對信息技術的追求具有積極意義。因此,為適應社會對從事智能化產(chǎn)品研發(fā)人員的迫切需求,同濟大學電子與信息工程學院近年來率先提出并建設智能科學與技術課程鏈,包括計算機控制系統(tǒng)、機器人與人工智能、智能技術等,力圖建成各環(huán)節(jié)有機聯(lián)系、具有較寬覆蓋面的“課程鏈”。

在實際教學中,為了適應快速的技術發(fā)展趨勢,更好地利用有限的教學資源、實驗資源和課時約束,近年來,我們對智能科學與技術相關的各門課程進行了整合,對課程的教學理念與內容、教師素質培養(yǎng)、教學方法與手段等方面進行了全方位的研究與實踐。

1師生共同實現(xiàn)自我

葉瀾教授指出:“教師應該具有與時代精神相通的教育觀念[1]?！敝悄芸茖W技術相關的課程涉及大量前沿科學,我們必須跟上甚至超越先進國家的研究步伐。根據(jù)研究型大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標定位,吸收現(xiàn)代先進教育觀念,我們樹立了師生共同實現(xiàn)自我的教學理念。

教學主體應同時包括學生和教師,成功的教學有賴于建立和諧的師生關系[2]。一直以來,以學生為中心已成為大家的共識,學生既是大學的服務對象又是大學品牌的建設者和傳播者,社會對大學的認可正是基于畢業(yè)生服務社會的能力和表現(xiàn),因此教學必須從學生的長遠利益出發(fā),創(chuàng)造學生價值[3]。智能科學技術具有快速的發(fā)展趨勢和交叉的學科特性,因此要求師生共同把握潮流脈動。學生要積極地、主動地、有目的地學習并創(chuàng)新,也就是“學會學習”,同時帶給教師最現(xiàn)代、最嶄新的觀點與視野。譬如在今年的計算機控制系統(tǒng)課程設計中,幾名學生針對春運火車票實名制運行中因人工進行身份核對造成的大負荷工作量、檢票時間過長等新問題,大膽提出了火車票實名制電子客票系統(tǒng)的設計方案,以及利用已經(jīng)商品化的身份證檢測裝置進行智能檢票原型機開發(fā)的設想。這讓我們驚喜地認識到教育已經(jīng)不再是簡單的知識灌輸,而應能夠啟發(fā)學生自主地尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題,從而解決問題。

面對智能化發(fā)展趨勢,教師不再是一部百科全書,而應變成向導、顧問及合作伙伴,幫助學生在獨立思考的道路上加速前進,引導學生發(fā)現(xiàn)新問題,掌握新知識,使學生將理論與實踐有機結合,具備合作與解決問題的能力[4]。而教師也在教學過程中不斷提升自己,強化專業(yè)水平,師生共同進步,實現(xiàn)自我。在機器人與人工智能課程中,講授實際機器人受到各種不同約束,只用理論公式講解不僅枯燥而且不易理解。在和學生答疑討論的過程中,我們發(fā)現(xiàn)將這種約束用動畫表示出來,學生很感興趣并且易于掌握各種約束的實質。動畫的制作本身就體現(xiàn)了智能技術的發(fā)展,學生在這方面的技能往往比教師更新潮、更先進,教師在此時也從學生處獲得更多技巧,豐富自我。通過師生間的高頻互動,實現(xiàn)教學相長,提高了教師的教學與學術能力。

2加強教師素質培養(yǎng)

智能科學技術的知識更新速度很快,自20世紀70年代末開始,智能技術應用的基礎――處理器已經(jīng)更新?lián)Q代了好幾代,相應的高校實驗課程也隨之調整。進入21世紀,技術發(fā)展更快,此時在教學中僅依賴個別老教師就顯得力不從心。較其他學科,智能科學技術教學對教師提出了更高的要求,更應加強教師梯隊尤其是青年教師的培養(yǎng)工作。為此,我院始終堅持制訂并實施人才培養(yǎng)計劃,推薦和選派中青年骨干教師出國開展教學科研學術交流,及時把握國外頂尖知名大學的專業(yè)與學科建設動態(tài)信息。在與國際知名企業(yè)合作的同時,多次派教師赴企業(yè)進行實地參觀學習,在引進先進技術的同時也學習其先進的管理觀念,使教師具有更合理的能力結構。

另外,我們也借助學校平臺開展教師隊伍的自身培訓工作,通過青年教師講課競賽、老教師教學經(jīng)驗講座以及邀請國內外專家來校交流等形式,進行教學理念和教學方法的交流;發(fā)揮新老教師在教學經(jīng)驗、知識面和智能技術應用能力等方面的特長,組織各種教學業(yè)務活動,積極推動新老教師之間的相互交流和學習。

教材建設和課件建設是培養(yǎng)青年教師的重要載體。在參編教材過程中,青年教師加深了對課程理論體系、相關技術發(fā)展及如何將科研成果運用到教學當中的了解。相比美、歐、日等發(fā)達國家,我國的智能科學技術較落后,因此青年教師應充分發(fā)揮外語好的優(yōu)勢,直接從外文文獻中獲得最新資訊,傳遞給學生。

同時,我們也對雙語教學乃至全英語教學進行了有益探索,對青年教師提高專業(yè)素質和職業(yè)素質起到了良好的推動作用。

教育是一個使教育者和受教育者都變得更完善的職業(yè)。只有當教育者自覺地完善自己時,才能更有利于學生的完善與發(fā)展[5]。

3科研與教學結合、學習與創(chuàng)新結合

實踐是新世紀人才培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)[6]。智能科學技術與實際相結合才能得到持續(xù)的發(fā)展。教師的科研與教學相結合、學生的學習與創(chuàng)新實踐相結合,是智能科學技術教學的一個有益探索與嘗試。在教學過程中,教師將最新科研成果融入教學過程,利用科研方面的優(yōu)勢,教學相長,形成科研與教學的良性互動。學生在學習過程中能夠不斷跟蹤國際研究的前沿,掌握和了解該學科的成就和發(fā)展狀況,有利于提高專業(yè)素質,拓寬知識面,強化超前意識。

通過將科研項目與課程建設相融合,如國家863高技術項目、國家自然科學基金項目、國際合作項目、省部級科研項目等,使得本科教學與實踐創(chuàng)新過程和科研項目息息相關,成為智能科學技術實踐教學的重要延伸。近幾年,我校以國家級科研項目和科技競賽為背景設立主題研學項目,如機器人技術研究小組、智能小車技術研究小組、嵌入式系統(tǒng)研究小組等,產(chǎn)生了一大批學生創(chuàng)新成果和競賽佳績,在全國大學生電子設計競賽、RoboCup(機器人世界杯賽)、飛思卡爾智能車大賽、嵌入式系統(tǒng)等連續(xù)獲得30余個重要獎項。在2009年的RoboCup類人組足球賽中,我校借助科研項目對雙足移動機器人的研究成果,成功地將視覺處理、基因算法在步態(tài)學習中的應用以及基于生物誘導機制的步態(tài)產(chǎn)生運用到NAO上,克服了時間短、經(jīng)驗少等問題,成功取得決賽權并進入了16強。

在智能科學技術課堂教學的同時,我們借助校計算機與信息技術國家實驗教學示范中心、大學生電子信息科技創(chuàng)新基地、實驗中心及大學生創(chuàng)新計劃,為課內綜合性教學、課外實驗選修課、實驗研討課、自主研學等提供了廣闊的選擇空間,極大地促進了學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和實踐能力的提高。

4結語

智能科學技術在未來人類社會將起到越來越重要的作用。相比其他學科,該學科具有發(fā)展速度快、知識面寬、綜合性強等特點,因此在教學中必須針對這一特性做出必要的改革和創(chuàng)新。改革要兼顧知識的傳授、能力的培養(yǎng)和素質教育,必須是教師和學生同時作為主體的自我提升過程,從而實現(xiàn)培養(yǎng)具創(chuàng)新意識、思維、能力的21世紀適應型人才的目標。

智能科學技術論文:把握智能科學技術學科及教育的正確發(fā)展方向

摘要：介紹我國智能科技教育特別是課程教學的概況，探討中國人工智能水平及其評價問題，著重研究我國人工智能的發(fā)展方向，指出必須重視人工智能是一門具有較強理論基礎的新興技術學科這一基本屬性。

關鍵詞：人工智能；智能科學技術；學科；教育；發(fā)展方向

0引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI），又稱為機器智能或計算機智能，是計算機科學或智能科學中涉及研究、設計和應用智能機器的一個分支。人工智能近期的主要目標在于研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，而遠期目標是用自動機模仿人類的思維活動和智力功能。

1來之不易的大好機遇

比起國際上人工智能的發(fā)展情況，我國的人工智能研究起步較晚，發(fā)展道路曲折坎坷，經(jīng)過質疑、批判甚至壓制的艱難發(fā)展歷程。直到20世紀80年代初期，中國的人工智能研究才開始活躍起來，但由于當時社會上把“人工智能”與“特異功能”混為一談，對兩者一起批判，并一并斥之為“偽科學”，使中國人工智能經(jīng)歷過一段彎路。

中國人工智能學會于1981年在長沙成立后，長期得不到中國科學技術協(xié)會和國內科技界的認同，只能掛靠到中國社會科學院哲學研究所，直到2004年，才得以掛靠到中國科學技術協(xié)會。這足以表明中國人工智能學會成立后經(jīng)歷的20多年歲月是多么艱辛。因此，在這個時期內，有比較多的中國人工智能學者研究人工智能哲學問題是有歷史原因的。

直到改革開放之后，我國的人工智能才逐漸走上發(fā)展之路。近兩年來，國家領導人對人工智能高度評價，并對我國人工智能的發(fā)展提出重要指示，有關部門了《中國制造2025》《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016―2020年）》《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》。這些文件體現(xiàn)了我國已把人工智能技術提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，為中國人工智能的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的優(yōu)良環(huán)境，也賦予人工智能艱巨而光榮的歷史使命。

2016年4月，中國人工智能學會聯(lián)合20余家國家一級學會，在北京舉行“2016全球人工智能技術大會暨人工智能60周年紀念活動啟動儀式”。這次活動恰逢國際人工智能誕辰60周年，谷歌Alpha Go與世界圍棋冠軍李世石上演“世紀人機大戰(zhàn)”，將人工智能的關注度推到了前所未有的高度。啟動儀式共同慶祝國際人工智能誕辰60周年，傳承和弘揚人工智能的科學精神，開啟智能化時代的新征程。

2大力發(fā)展智能科學與技術教育

包括人工智能教育在內的智能科學技術教育是智能科技和智能產(chǎn)業(yè)賴以發(fā)展的強化劑和推動力，也是高素質智能科技人才培養(yǎng)及智能科技與產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。我國的智能科技教育已初步形成學科教育與課程教學體系，并在大學計算機、智能科學與技術、電子信息、自動化等專業(yè)開設不同層次的人工智能類課程。中國智能科技的進一步發(fā)展和人工智能的基礎建設問題，都與智能科技人才培養(yǎng)密不可分。只有培養(yǎng)足夠多的高素質智能科技人才，才能保證我國智能科技的順利發(fā)展，進而攀登國際智能科技的高峰。

智能科技教育和人才培養(yǎng)是智能科技學科發(fā)展的重要基礎。我國自20世紀80年代中期開始在少數(shù)高校開設各種人工智能類課程以來，經(jīng)過推廣與提高，30年前的人工智能星星之火如今已形成燎原之勢，數(shù)以百計的高校開設了各種層次的人工智能類課程，有些課程已成為我國高校教育園地上的名花。例如，中南大學的人工智能課程已成為首批國家級精品課程、教育部新世紀優(yōu)秀網(wǎng)絡課程、國家級全國雙語示范課程、首批國家級精品視頻公開課和國家級資源共享課程。全國已有20門智能類課程入選國家級質量工程。盡管為數(shù)不多，但這些智能類課程在改革中不斷發(fā)展壯大，已為國家培養(yǎng)了成千上萬的智能科技專門人才。雖然這些課程只占數(shù)以千計的國家級質量工程課程的冰山一角，但也表明智能科技課程仍然占有一席之地，并具有不可替代的作用，產(chǎn)生了非常大的影響。

全國智能科學與技術教育暨教學學術研討會是我國人工智能教育與教學領域具有特色的最權威的學術盛會，自2002年起已成功舉辦了13次，對于智能科技及其相關學科的教育教學、學科建設和人才培養(yǎng)發(fā)揮了十分重要的作用。

2004年在北京大學開設的智能科學與技術專業(yè)，已發(fā)展到全國近30所大學，僅這些大學的“智能”專業(yè)每年就培養(yǎng)大約2 000名人工智能專業(yè)人才。據(jù)估計，近30年來，全國高校已培養(yǎng)人工智能及其相關學科的碩士和博士數(shù)以千計，本科畢業(yè)生數(shù)以萬計。這些高層次的人工智能專門人才是我國發(fā)展人工智能的最為寶貴的財富。這些年輕的智能人有幸遇上千載難逢的人工智能大好發(fā)展機遇，必將成為我國智能科技跨越式發(fā)展的中堅力量。

3客觀評價我國人工智能科技水平

無論是智能科技學科建設或是智能科技類課程建設，都離不開對我國人工智能水平與國際先進水平差距的深刻認識。

有些學者或企業(yè)家認為，我國的人工智能科技水平已經(jīng)與美國不相上下。我們需要科學客觀地評估已有成績，既不要妄自菲薄，又不能夜郎自大，既要充分肯定成績，又要深刻認識差距。過高地估計我國現(xiàn)有人工智能成果既不實事求是，又不利于人工智能學科與產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

美國是世界上人工智能科技整體水平最高的國家。分析中美兩國在人工智能方面的差距，有助于我們保持清醒的認識。許多人工智能界內專家指出：我們在人工智能方面一直跟蹤美國的理論，然后應用并在一些地方有所創(chuàng)新，應用上的追趕很快，但是，在基礎理論研究方面和美國還是差距很大的。國內做人工智能基礎理論研究的人很少，這是學術環(huán)境問題造成的。例如，美國把腦科學和類腦科學排在研究的最前面，而我國在這方面的自主研發(fā)能力卻比較薄弱，在突破和創(chuàng)新上也有所差距。又如，國內在深度學習方面發(fā)表了不少論文，但真正有理論創(chuàng)新或具備重要應用價值的研究并不多。

美國人已經(jīng)在構思下一個人工智能是什么，而我們這里還沒有動靜，這是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。這個難題牽涉面很廣，不是一兩個團隊投入進去就能解決的。這種差距在很大程度上源于我們學術評價體系以及以實際應用為導向有關。我們可能要通過10～20年的努力才能在人工智能方面全面趕上美國。

許多有識之士認為，我國當前的人工智能基礎研究和應用開發(fā)與國際先進水平存在很大差距，國際影響力有待提高。然而，國內有一部分人工智能研究與開發(fā)人員卻過高地估計成績，認為我國的人工智能已經(jīng)在很多方面甚至全面超過國際先進水平。評價一門學科是否達到或超過國際先進水平，不但要有客觀標準和國際同行普遍認可，而且要有一批令人信服的標志性成果。這里筆者不準備具體討論或爭論這個問題，而是試圖從以國際人工智能之父圖靈命名的國際計算機學科科技最高獎圖靈獎的獲獎情況來說明我國人工智能的發(fā)展水平。

自1969年以來，美國計算機學會先后舉行過48屆圖靈獎評審與頒獎，圖靈獎得主共計64位。其中，美籍華裔計算機科學家姚期智2000年獲得圖靈獎，他是圖靈獎設立48年以來獲得該獎項的唯一華裔學者。在64位圖靈獎得主中，有12位杰出人工智能專家獲此殊榮，但當中沒有一個是中國人。

4堅持人工智能研究及教育的正確方向

國際人工智能在過去60年歷程里，取得舉世矚目的進展和公認成果，但其發(fā)展也是極其曲折與坎坷的。之所以艱難前行，除了由于科學發(fā)展的必然性外，社會上對人工智能的誤解與偏見及人工智能內部的偏激爭論，特別是在人工智能哲學與方法論方面的爭論都是不爭的事實。人工智能三大不同學派之間勢不兩立的爭論持續(xù)了約30年，直到本世紀初才平靜下來。人工智能學界已形成共識，即面對現(xiàn)代社會科技、經(jīng)濟和人民生活的重大問題，任何一種人工智能方法，無論是符號主義、連接主義或行為主義，均不可能單槍匹馬打天下，而需要各個學派之間攜手合作，走綜合集成、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的康莊大道。尤其是今天的中國，人工智能面對大數(shù)據(jù)、機器人、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略所帶來的機遇與挑戰(zhàn)，探索大規(guī)模深度學習、類腦神經(jīng)計算、智能機器人、智能互聯(lián)網(wǎng)、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端、產(chǎn)業(yè)智能化升級等重大理論和技術問題，推進社會智能化進程，提升社會文明程度，才是人工智能研究與發(fā)展的主流，至于學派和方法之爭已不是人工智能研究的關鍵。

在人工智能與哲學的關系方面，應該說人工智能有哲學和方法論問題需要研究，但人工智能不屬于哲學。有一些人從信息哲學或人工智能哲學角度進行人工智能研究，既是需要的，也是值得支持的，但不應該過分夸大哲學和方法論問題對人工智能的作用，必須強調智能實現(xiàn)理論、方法、技術在人工智能研究中的核心地位，必須注重人工智能是一門具有較強理論基礎的新興技術學科的這一基本屬性。

人工智能作為一門新興技術學科，特別需要就其發(fā)展和應用中的一系列重大理論和技術問題進行踏踏實實的研究。吳文俊先生曾經(jīng)語重心長地告誡我們：“我們真正的意圖絕不在于口舌之爭，在字面上夸夸其談。真正應該做的事是實干巧干，借計算機時代來臨的大好契機，率先在全世界推行腦力勞動機械化，以具體成就和我們的成功來向世人表明我們的主張?！?

前面提到，人工智能誕生60年走過了極其曲折與坎坷的歷程，但我們不愿意更多地回憶與評論國內外人工智能發(fā)展過程中的種種艱難往事，只是希望大家能記住歷史教訓。過激的、勢不兩立的學派爭論和過于濃厚的哲學色彩都不利于人工智能學科全面與健康的發(fā)展。今天，在進行人工智能/智能科技研究與教育時，一定要把握人工智能作為一門自然科學新興學科的方向，從獲得國際人工智能學界認同和經(jīng)受應用檢驗兩個角度，創(chuàng)造中國人工智能的新成果和新品牌。

智能科學與技術專業(yè)抓住教材建設和師資隊伍建設作為專業(yè)建設的突破口，這是非常正確的，尤其是教材，作為課程教學環(huán)節(jié)的重要資源，不僅是專業(yè)建設和教學活動的重要載體，而且對學生的課程認知和能力培養(yǎng)都具有十分重要的導向和啟迪作用，因此需要用十分嚴謹和科學的態(tài)度去對待。實際上，入選普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材的4本人工智能教材中，有3本書的作者為現(xiàn)有智能科學與技術專業(yè)的教授，這至少從一個側面說明，智能科學與技術專業(yè)還是有著較好的人工智能教材基礎的。

當然，由于智能科學與技術本科專業(yè)在開設人工智能課程之前，一般會有智能科學技術導論和腦與認知基礎這兩門前導課程，因此作為智能科學與技術專業(yè)的人工智能教材，應在結構和內容上有別于其他信息類專業(yè)的同類教材。但作為人工智能的主流理論、方法和技術，仍然應該是該教材應該堅持的基本架構和內容主線，而不應該偏離。

在當前國內外人工智能空前大好的發(fā)展形勢下，作為人工智能教育工作者，我們應該創(chuàng)新進取、謙虛謹慎、求真務實，用科學態(tài)度對待人工智能科學和智能科學技術問題，為國內外人工智能的健康發(fā)展，為我國智能科技人才的培養(yǎng)做出新的貢獻。

5結語

國際人工智能已經(jīng)走過60年的光輝歷程，我國的智能科學與技術專業(yè)也迎來了她的第二個10年。進一步發(fā)展人工智能和智能科技需要辦好智能科技教育，我們要再接再厲，爭取在人工智能和智能科技教育方面做出更多更好的創(chuàng)新性成果。進一步發(fā)展人工智能和智能科技同樣需要把握人工智能和智能科技學科的正確發(fā)展方向，把握人工智能教育的正確方向。做到這一點，我們的智能科學與技術學科與專業(yè)就大有希望！

智能科學技術論文:智能科學技術導論教學目的及策略

摘要：針對智能科學技術導論作為智能科學與技術專業(yè)學生的專業(yè)基礎課開設的必要性和重要性問題，分析現(xiàn)在的教學情況，從課程講授目的出發(fā)，深入探討整個課程結構設置并提出在教學策略上的改進意見。

關鍵詞：智能科學技術導論；教學目標；教學策略

1課程概述

21世紀信息科技席卷全球，給人類的生產(chǎn)和生活方式帶來深刻的變革，信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸成為推動整個國家經(jīng)濟發(fā)展的主導產(chǎn)業(yè)之一。作為現(xiàn)代科學技術核心之一的智能科學技術正在迅猛發(fā)展，并以迅雷不及掩耳之勢融入人們生活的各個領域，擁有非常廣闊的前景和應用需求。在高校中推進智能科學技術專業(yè)教育，重點培養(yǎng)高水平的智能科技人才顯得尤為重要。

智能科學與技術概括地講是研究智能現(xiàn)象及其運用規(guī)律的科學技術，嚴格地講是研究智能的本質和擴展人類智力功能的原理和方法的科學技術（圖1所示為智能系統(tǒng)模型），旨在培養(yǎng)具有腦與認知科學、智能科學、信息科學和現(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)絡和信息處理的基本技能，綜合運用所學知識與技能分析和解決實際問題，具有較強自學能力和創(chuàng)新能力的高級復合型人才。

智能科學技術導論作為智能科學與技術的一門專業(yè)基礎課程，應該充分發(fā)揮良好的“敲門磚”作用，幫助學生對智能科學領域有一個初步了解以及整體宏觀認識，對其以后能夠更加深入學習專業(yè)課具有很強的指導意義，因此研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實意義。

2課程整體設計及目標

良好的開端是成功的一半，智能科學技術導論這門課程開設在大一新生入學的第一學期，面對的是還處在“考試模式”向“自主學習”過渡的學生，怎樣將他們成功地領進“智能的大門”，為學生以后幾年的學習奠定良好基礎，更為以后的工作打下扎實基礎，應該引起高度重視。

首先，智能科學技術導論應該對學生起到專業(yè)引導的作用。智能科學技術導論概括介紹智能技術發(fā)展的起源和重要性、現(xiàn)狀和應用、未來廣闊的前景等，使學生在宏觀上掌握專業(yè)方向，幫助學生了解以后的課程設置和專業(yè)培養(yǎng)目標，引導學生從高中時代的填鴨式教學中走出來，掌握好本專業(yè)知識學習的方法和技巧，減少學生專業(yè)學習的盲目性，培養(yǎng)其專業(yè)意識，樹立正確的專業(yè)思想和學習觀，為學好本專業(yè)打下良好基礎。

其次，智能科學技術導論應該向學生普及智能科學技術專業(yè)的基礎知識，帶領學生進入智能科學的廣袤森林；將引導學生掌握智能科學的基本概念、原理和知識結構，揭開智能科學的神秘面紗，在此基礎上了解智能科學技術與相關學科的交叉關系及應用，不僅僅從理論上，更從實際出發(fā)認識到智能科學技術對經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的巨大貢獻。教師應當充分激發(fā)學生的學習興趣，從而培養(yǎng)出高質量、高水平的智能人才。

最后，通過實踐幫助學生對智能科學技術有更加深刻直觀的理解，從實際出發(fā)介紹智能信息網(wǎng)絡，通過演示智能機器人、谷歌無人駕駛汽車、專家系統(tǒng)等實際案例，說明智能科學技術給經(jīng)濟發(fā)展和社會進步帶來的巨大貢獻，帶領學生進入智能科學的天下；以實際應用作為理論的輔助，使學生更加深刻地感受智能科學的魅力。 3課程教學存在的問題及思考改進

3.1改革教學模式

教師須摒棄純理論教學和枯燥的說教模式，采用多種方式并存的教學模式；在基礎知識講解的過程中引入科研項目，通過舉例將專業(yè)基本原理運用在實際工程中，使學生對理論知識有一個更加直觀和清晰的認識，與此同時為了激發(fā)學生的學習興趣，可以請智能專業(yè)不同研究方向的教師，就其研究領域的研究動態(tài)、最新研究成果和在研項目進行專題講座，解答學生的各種疑惑，使學生可以從不同來源和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。

3.2采取課堂與實驗室結合教學

教師可充分發(fā)揮實驗室的作用，大一乃至大四的學生都可以小組為單位或者根據(jù)自己的興趣愛好，在導師的指導幫助下參與實驗室的實際科研工作，如每個小組根據(jù)具體的科研要求制訂一個學期目標，于固定的時間點到實驗室進行小組討論以及與老師交流，做一些輔助性的工作。這樣有助于學生將書本上的知識與實際應用結合起來，對所學知識有更直觀和深入的認識，也可以更好地了解專業(yè)現(xiàn)狀、領域成果以及以后的發(fā)展方向，更重要的是可以從學長身上汲取一些學習方法和經(jīng)驗，對以后的專業(yè)課深入學習會有很大幫助。另外，實驗室中高年級的研究生甚至博士生可以在整個學習過程中解答學生的各種疑惑，在整體上提高學習效率。

3.3建立多樣化、全方位的考評模式

僅僅以卷面成績評判學生能力的方法在根本上存在弊端，束縛了學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，有悖于智能科學技術導論這門課的初衷。我們采用多樣化的考評方式：①小組討論答辯。在課程教學進行過程中，以學習興趣小組為單位選擇智能科學技術的題材作為學習主題，進行資料查詢和小組探討，最后以報告的形式進行課堂答辯；②實踐創(chuàng)新。根據(jù)教師以及學長演示的智能系統(tǒng)，撰寫一篇小論文，提出自己的看法、疑惑以及創(chuàng)新點，有興趣的學生可以參與智能系統(tǒng)的開發(fā)中；③期末仍然進行卷面考試，主要考查學生對基本概念和基本原理的掌握情況，只有根基打穩(wěn)才能更上一層樓。

4結語

為了更好地落實智能科學技術導論課程的方針，實現(xiàn)該課程的教學目標，筆者結合當前教學過程中存在的問題，提出了改革教學模式、采取課堂與實驗室結合、建立全面多樣的考評模式3項改革措施，期望智能科學技術導論這門課能夠對學生起到指引性作用，幫助學生撥開智能科學技術的神秘面紗，激發(fā)其學習研究興趣，為后續(xù)專業(yè)課學習打下良好根基。只有不斷地從實踐中總結經(jīng)驗，才能更好地幫助學生在智能科學領域開一個好頭。

智能科學技術論文:智能科學技術在計量科學中的應用

摘要：針對傳統(tǒng)的測量技術不能滿足日益發(fā)展的計量科學研究的問題，在分析計量科學研究前沿的基礎上，提出將智能科學技術引入到科學計量中，發(fā)揮各自的優(yōu)勢提高計量的準確度，并結合質量計量過程中使用的智能質量測量儀器的實例，指出進行高準確度質量計量研究必須依靠智能科學技術的觀點。

關鍵詞：計量科學；智能科學與技術；人工智能；機器人；質量計量

0 引言

人類發(fā)展的歷史離不開計量科學，這門科學是伴隨著物品的交換活動而誕生和發(fā)展的。隨著人類的進步和生產(chǎn)的社會分工，一個產(chǎn)品的通用和互換屬性越來越高，我們所熟悉的古代“度量衡”逐步發(fā)展為現(xiàn)在的計量科學技術。

測量儀器測量的到底準不準，只有經(jīng)過計量校準后方能判斷，否則給出的測量值是不可靠的，進而在物品交換中導致不信任的行為及結果，即所有的測量值只有在給出的測量不確定度范圍內溯源到計量單位上才可靠。

隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，在航空航天、國防軍工、綠色能源、生命科學等世界尖端科學領域中的科技成果向世人展示出“科技要發(fā)展，計量須先行”的理念。可以說，計量科學是一切測量技術的科學基礎。它首先是建立在最新物理學理論和效應的基礎上，利用最現(xiàn)代化的技術手段來研究物理量與化學量及其測試方法的一門學科。然而，當代的計量科學正處于變更和更新時期，通常的測量方法已經(jīng)不能滿足更高準確度的測量要求，單一的測量技術和某一門學科無法滿足計量科學的要求，因此要求綜合各門學科來為計量科學進行服務，這也是筆者所提出的智能科學技術在計量科學中的應用和實踐。

1 計量科學的研究前沿

隨著高新技術產(chǎn)業(yè)的逐步成熟以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的確立，計量科學不再服務于傳統(tǒng)科學領域，還形成了諸如材料計量、能源計量、生物與醫(yī)學計量、環(huán)境計量等前沿研究點。2012年3月，全球領先的計量科學研究機構——英國物理技術研究院（National Physical Laboratory，NPL）了《2020年計量愿景規(guī)劃》，其中的一個重要內容就是“智能和互聯(lián)式測量”，這一重要主題是指將大量智能技術與智能傳感器與互聯(lián)網(wǎng)結合起來，集成到一個全球性的信息網(wǎng)絡中形成物聯(lián)網(wǎng)，每個物體中將被裝入可進行智能測量的傳感器，通過互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)融合技術實現(xiàn)網(wǎng)絡化校準。

國際上機器人學的研究和機器人技術發(fā)展開始于20世紀60年代。美國是工業(yè)機器人的發(fā)源地，早在1959年就制造出世界上首臺工業(yè)機器人。20世紀60年代末，高速發(fā)展的日本經(jīng)濟面臨勞動力嚴重不足的問題，工業(yè)機器人無疑為日本解決了燃眉之急。日本1967年從美國引進機器人及其技術，并于次年試制成日本第一臺工業(yè)機器人。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，日本一躍成為“機器人王國”，其工業(yè)機器人年產(chǎn)量、國內機器人裝機臺數(shù)和機器人出口量均處于國際絕對領先地位。此外，德國、法國、意大利、英國、瑞典、韓國和前蘇聯(lián)等國的工業(yè)機器人都得到了較快發(fā)展。在國際計量界，德國PTB是智能質量計量頂尖水平的代表。為了完成質量量值傳遞，PTB專門設計了適用于質量計量的自動加載卸載裝置。

發(fā)達國家在計量科學研究中大量使用機器人先進技術，一方面提高了從事計量檢定校準服務人員的工作效率，另一方面也提高了計量科學研究中的準確度，并從大量數(shù)據(jù)中提取有效的信息作為科學研究的參考。在質量計量的過程中，由于計算機技術的廣泛應用，信息采集和傳感器數(shù)據(jù)處理更加自動化，而且正向著實時化、精細化控制和智能化方向發(fā)展，也使計量校準朝著動態(tài)、綜合、多參數(shù)和多功能方面發(fā)展。在國際先進的質量基準實驗室中，均采用智能質量測量系統(tǒng)進行質量標準的測量。

此外，智能傳感器技術也是測試技術與儀器領域中比較重要的創(chuàng)新技術，它們在該領域得到廣泛應用。智能傳感器與傳統(tǒng)的模擬傳感器輸出模擬原始信號不同。首先，智能傳感器輸出的是數(shù)字信號，并進一步與虛擬儀器中的主要硬件——計算機交換信息；其次，智能儀器技術提供了強大的網(wǎng)絡化平臺，在此基礎上可以組建遠程智能測量系統(tǒng)。分散在不同地理位置、不同功能的測量設備可以組成一個網(wǎng)絡測控系統(tǒng)，使測量儀器的智能化程度大大提高。

2 智能機器人在質量計量中的現(xiàn)狀

人類進人21世紀，計量科學和智能機器人技術都各自發(fā)展到了一定的高度，兩者與現(xiàn)代科學的每一個分支都有密切聯(lián)系，也綜合了很多領域的知識，尤其與機械設計制造、機械電子工程、自動化、智能科學技術、智能傳感器等領域有著高度重合和相似的內容，更涉及多個專業(yè)之間的相互通融與支撐。學科交叉是當代科學技術發(fā)展的主要特征，智能機器人需要進一步擴大服務范圍，計量科學研究領域也需要進一步提高科研中測量的準確度和效率，這意味著兩個廣泛的科研分支需要開展更廣泛的學科交叉研究與開發(fā)和更全面的滲透與合作。然而，我國的智能機器人與計量科學的相互結合和提高還沒有到達一定的高度。

質量是目前唯一使用實物作為基標準的物理量。砝碼是復現(xiàn)質量值的實物量具，其量值傳遞溯源到國際公斤原器。砝碼的質量及相關參數(shù)（體積、磁化率）的精密測量，以及準確、快速的砝碼量值傳遞體系，有助于提高對各個行業(yè)的校準測試水平和計量服務能力。然而，我國的自動化質量測量系統(tǒng)的水平相當于發(fā)達國家20世紀90代中期水平，與發(fā)達國家相比尚存在著不少的差距。例如，在數(shù)量上我國電子衡器所占比例僅為6.6%，其中工業(yè)用電子衡器為40.8%。商用電子衡器為6.4%，而發(fā)達國家工業(yè)衡器為80%—90%，商用衡器為50%—60%。其次，我國測量衡器品種尚少、功能不齊全、動態(tài)稱量準確度低、產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性還比較差，產(chǎn)品好的廠家所用的關鍵配套件還得依賴于進口。

在國際先進公司中，目前廣泛使用智能加載卸載設備進行質量計量，如瑞士梅特勒一托里多公司的自動加載設備、德國賽多利斯公司的系列質量比較儀等。從開發(fā)市場角度考慮，具有自主知識產(chǎn)權的新型高精度微克級稱重及智能化測量系統(tǒng)有很大的發(fā)展前途。目前，為了發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，我國微克質量、超微質量的研究集中于高精度的微質量測量儀器的設計，以打破國外產(chǎn)品和相關技術的壟斷。

在質量計量科學研究中，為避免人為因素干擾和空氣流動等環(huán)境因素的影響，需采用智能質量測量系統(tǒng)，如日本國家計量院采用a1000，a100和a5的自動化質量測量系統(tǒng)，在2002年日本做主導實驗室的CCM.M-K5國際關鍵比對中，均采用了這些質量測量系統(tǒng)。在研究智能質量測量系統(tǒng)的基礎上，瑞士、法國、奧地利、韓國等國家還著手進行了砝碼自動檢定校準裝置的研制，這是因為智能測量系統(tǒng)不僅要保證系統(tǒng)中每臺儀器設備都是合格完好、正常工作的，而且要保證整個系統(tǒng)動作一致、量值統(tǒng)一，所以對于這種多參數(shù)、多變量的測量控制系統(tǒng)，智能科學技術的支持校準是必不可少的。質量的自動測量已經(jīng)成為先進國家計量研究機構的必備測量裝置。

中國計量科學研究院負責我國最高等級質量量值的傳遞和溯源，并進行質量單位的復現(xiàn)和各種準確度等級質量標準的量值傳遞。經(jīng)過長期的發(fā)展和建設，中國計量科學研究院已經(jīng)建立起一套較為完備的質量基＼標準體系，特別是在1mg～20kg范圍，我國質量量值的測量能力通過國際比對、國際質量最佳校準能力（CMC）的評審等確認達到了國際先進水平。2005年，中國計量科學研究院引進了世界上準確度最高的質量比較儀M-one，其天平帶有6個轉盤位置，可以自動完成6個砝碼之間的比對測量。由于完全采用了真空質量測量，其測量結果比在恒壓條件下的測量好的多，而且該智能測量系統(tǒng)的內部轉動不會引起空氣的擾動，確保了測量結果的準確性、可靠性。此后，計量院引入了世界上最先進的AX64004大質量比較儀（50kg）、a2000全自動比較儀（20kg）、CCL1007真空質量比較儀（1kg）以及CCR10質量比較儀（1mg—10g），并開展了基于智能測量的質量計量相關研究。如圖1所示，20kg自動加載質量測量系統(tǒng)a20000中的質量比較儀最大秤量能力為26100g，讀數(shù)能力為1mg，可以適用于F1等級1-20kg砝碼質量的自動測量，并能在7天內完成F1等級250塊20kg砝碼質量量值傳遞，大大提升了工作效率。圖2為CCR10砝碼自動化質量測量系統(tǒng)，圖3為50kg砝碼大質量智能比較儀Ax64004。

這些新建立的自動化質量測量裝置極大地提高了質量測量過程的自動化水平，避免了測量過程中人員因素的影響，提高了測量結果的可靠性和測量效率。結合智能科學技術，計量院先后獲得了多項重大課題，包括國家科技支撐計劃課題和國家重大科學儀器設備開發(fā)專項。在接受和吸收世界最先進的科技成果之外，我們無不希望能將智能科學技術引人到計量科學中去，提高我國計量科研的水平和實力。

3 結語

以人工智能和認知科學為基礎而建立和發(fā)展起來的智能科學技術學科，其基礎課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程都屬于智能科學技術課程，該前沿學科課程群完全涵蓋了科學計量過程中所需要使用的關鍵技術。經(jīng)過長期堅持不懈和艱辛努力，我國的智能科學技術分別在教學、教改和理論應用中取得許多驕人的成果，全國范圍內也建成了很多國家級的教學團隊，多門人工智能系列課程已經(jīng)建設成為國家級的精品課程，多部人工智能系列教材和著作已獲得出版甚至多次再版，為推進我國人工智能課程的發(fā)展做出了積極有益的貢獻。在這種大形勢下，我們應該繼續(xù)堅持與時俱進的時代精神，理論聯(lián)系實際，拓展智能科學在我國計量科學中的應用。