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人工智能技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展歷史雖然只有短短的50余年,但是它作為信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域,對社會經(jīng)濟和發(fā)展的影響卻越來越大。在基礎(chǔ)教育課程改革的大潮中,許多國家意識到基礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展人工智能教育的必要性,努力把人工智能列入技術(shù)類教育的教學(xué)內(nèi)容中。作為師范類院校,教授人工智能課是有必要的。?
(1)為部分優(yōu)秀的學(xué)生將來做更深入的研究打堅實的基礎(chǔ)。在面向知識經(jīng)濟的今天,研究獲取、表示和使用知識的人工智能學(xué)科越來越受到人們的重視。目前人工智能研究被列為中國高技術(shù)領(lǐng)域的重點之一。以專家系統(tǒng)為代表的智能化系統(tǒng)在信息技術(shù)中也占有重要地位。因此在高等教育中開展人工智能教育和智能化系統(tǒng)的研發(fā),不僅是計算機科學(xué)的應(yīng)用,也是促進各學(xué)科服務(wù)于國民經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。為使人工智能的理論、方法和技術(shù)的研究與應(yīng)用普及和深入,教育重心必須要下移,即從研究生教育向本科教育普及。開展本科層次人工智能普及教育的有效途徑之一是在本科高年級開設(shè)相關(guān)選修課。開展人工智能教育,不僅能夠更好地發(fā)揮高等院校的育人和科學(xué)研究功能,而且能為學(xué)生拓寬專業(yè)路徑,擴大自主學(xué)習(xí)空間和發(fā)展個性創(chuàng)造條件,同時也為營造一個使學(xué)生不僅有寬厚、扎實的理論基礎(chǔ),且具綜合分析和解決問題能力的環(huán)境。?
(2)為將來從教的學(xué)生積聚大量的知識。英國早在1999年,人工智能課程已經(jīng)作為選修課出現(xiàn)在中學(xué)的信息與通訊技術(shù)(ICT)課程中。許多中小學(xué)還通過機器人競賽活動來激發(fā)中小學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣,使學(xué)生不僅提高了用信息技術(shù)解決問題的能力,而且培養(yǎng)了多種思維方式,獲得了更多的創(chuàng)新空間。美國現(xiàn)行的中學(xué)信息技術(shù)課程設(shè)置中,將人工智能的內(nèi)容作為“媒體與技術(shù)”層面對12年級學(xué)生的要求。澳大利亞的部分中學(xué)開設(shè)的信息處理與技術(shù)課程,人工智能、信息系統(tǒng)、算法和程序設(shè)計、社會和倫理道德、計算機系統(tǒng)分別作為5個主題共同構(gòu)成了該課程的教學(xué)內(nèi)容。在該課程的大綱中規(guī)定,人工智能部分的教學(xué)內(nèi)容在高中第3學(xué)期為12年級的學(xué)生開設(shè),教學(xué)時間為10周。?
在我國,多年以來中學(xué)奧林匹克信息學(xué)競賽中一直包含有人工智能相關(guān)的題目,涉及啟發(fā)式搜索、博弈、智能程序設(shè)計等問題。2003年4月,我國教育部正式頒布《普通高中技術(shù)課程標準(實驗)》,首次在信息技術(shù)科目中設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊,標志著我國高中人工智能課程的正式起步。?
我國的新課程標準頒布后,教育部評審并通過了分別由教育科學(xué)出版社、廣東高教出版社、地圖出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并開發(fā)了相應(yīng)的教輔材料,包括教師用書和配套光盤等。為了配合中學(xué)人工智能課程的實施,國內(nèi)也推出了一些適合中學(xué)生學(xué)習(xí)與體驗的人工智能軟件和網(wǎng)絡(luò)資源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步關(guān)注中學(xué)人工智能教育的開展并將其作為畢業(yè)論文的研究選題。一些師范院校適應(yīng)形勢要求,已為師范生開設(shè)了與此相關(guān)的選修課程。?
2 人工智能的教育及教學(xué)條件現(xiàn)狀?
通過對本人多年的教學(xué)過程進行總結(jié),我校的《人工智能》課程教育現(xiàn)狀可總結(jié)為如下幾點:?
(1)理論知識充裕。但與實踐相脫節(jié),特別是在智能科學(xué)技術(shù)的教育教學(xué)方面。盡管知識面相當廣泛,而人工智能理論的普及教育以及智能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用仍然十分滯后。?
(2)同其它普通高等院校一樣,在本校,人工智能技術(shù)的研究與應(yīng)用尚未普及,甚至比不上其它院校。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣及創(chuàng)造精神。?
(3)缺乏配套實驗教材,實驗教學(xué)內(nèi)容缺乏,無法培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。只有開設(shè)實驗項目,才能使人工智能的相關(guān)知識具有研究性和綜合性。?
(4)對中小學(xué)智能教育的深度及教學(xué)方式、教學(xué)特點缺乏研究。做為師范類院校,我認為在對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識教育的基礎(chǔ)上,要緊抓中小學(xué)智能教育的特點對師范類學(xué)生進行相關(guān)的教育與培訓(xùn)。?
相對于教育現(xiàn)狀,我校的《人工智能》課程教學(xué)條件現(xiàn)狀要稍好一些,其狀態(tài)如下:?
(1)教材使用國家級規(guī)劃教材,此教材非常系統(tǒng)地介紹了人工智能的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù),適合本科及研究生使用。在我們的授課過程中,也會適當為學(xué)生提供相關(guān)的國內(nèi)其他先進教材,如中南大學(xué)蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用》等。?
(2)為了促進學(xué)生自主學(xué)習(xí),我們準備了多種類型的擴充性學(xué)習(xí)資料,加強學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識,包括:課程相關(guān)雜志和書籍目錄,以及部分重要的參考文獻,與人工智能相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源如優(yōu)秀BBS、新聞組、網(wǎng)址等。 它們包括了大量的文獻資料、本領(lǐng)域研究的前沿動態(tài)等。 使用表明,學(xué)生非常樂于查閱這些資源。 使學(xué)生能通過使用這些資源進行一些人工智能程序設(shè)計,探討一些問題,在課堂討論中展示他們的收獲。?
(3)校園網(wǎng)的普及與不斷優(yōu)化使本課程有優(yōu)良的實踐性教學(xué)環(huán)境,能充分滿足教學(xué)需要。我們擁有較充足的多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)教室,為實現(xiàn)本課程教學(xué)提供了物質(zhì)保障。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)方面,全校辦公室、教室、學(xué)生宿舍和教師宿舍都以寬帶網(wǎng)相連,這些硬件設(shè)備對本課程教學(xué)發(fā)揮了重要作用,使本課程教學(xué)質(zhì)量得以明顯提高。?
3 人工智能教學(xué)方法及手段的改革?
針對我們現(xiàn)在所采取的教學(xué)方法,我認為存在許多不足,如教學(xué)方式比較單一,教學(xué)內(nèi)容偏重理論講解等,為此,提出以下教學(xué)方法的改革:?
(1)通過多種途徑激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程的學(xué)習(xí)效果,直接受到學(xué)生興趣和參與意識的影響。一般來講,《人工智能》作為一門前沿課程,開始學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很大,當開始接觸到抽象理論知識及部分算法時,學(xué)生往往感到不易接受。 我們通過各種途徑和方法, 激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,包括鼓勵學(xué)生參與某部分知識的擴充性資料查找,預(yù)留一定時間請學(xué)生負責(zé)對此內(nèi)容進行講解,布置學(xué)生對某個基本成型的實驗進行糾錯及驗證,降低問題解決的難度。學(xué)生因此產(chǎn)生興趣從而做更深度研究。?
(2)進行啟發(fā)式教學(xué)。 我們可以嘗試在教學(xué)過程中不斷提出問題請學(xué)生思考,啟發(fā)學(xué)生求解這些問題,鼓勵學(xué)生提出自己的猜想和解決方案,然后擺出教材中的解決方案,并與同學(xué)所提出的觀點進行分析和比較,這足以加強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動意識和參與意識,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。?
(3)課堂辯論與交互式教學(xué)。 組織課堂辯論,討論的議題可定位為譬如人工智能是否能超過人類智能等有爭議的問題。學(xué)生通過對這些問題展開激烈爭論,激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能,明確了學(xué)習(xí)目標。當然師生間的交流方式還有很多,如郵件互發(fā)、QQ留言等,也可在課程網(wǎng)站中的互動平臺進行交流。?
(4)分層次因材施教。 在授課過程中,通過對每個具體學(xué)生的學(xué)習(xí)進度、課堂作業(yè)情況進行及時評估,對學(xué)生提出進一步的學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo), 實現(xiàn)個性化的教學(xué)。 對優(yōu)秀學(xué)生探討,可以在教學(xué)設(shè)計和實驗設(shè)計中要求其選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實驗,以發(fā)揮學(xué)生個性優(yōu)勢。對于有意于將來從事中小學(xué)教育的學(xué)生可以在機器人及人工智能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀等知識層面對其做問題講解。而那些看似缺乏興趣的學(xué)生,我們可以用多媒體手段如播放人工智能相關(guān)電影及科學(xué)小片引起其興趣,實行逐步引導(dǎo)的教學(xué)過程。?
另外,我們可以嘗試雙語教學(xué)。 采用中文教材和講授的同時,注重在課程中的關(guān)鍵詞同時用英文表示,并適當指定英文參考短文和英文參考書。使學(xué)生能夠接觸國外文獻資料,加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解,獲得更寬廣的知識。我們也可以在教學(xué)內(nèi)容安排上,注重理論聯(lián)系實際,將一些人工智能網(wǎng)絡(luò)上的虛擬實驗給學(xué)生進行課外上網(wǎng)練習(xí),從而使學(xué)生了解算法的具體運行過程, 通過參與達到知識的理解,掌握基本方法和技術(shù)。?
根據(jù)現(xiàn)有的條件,我們在教學(xué)中可以采用多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)相結(jié)合的方法,充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式,利用網(wǎng)絡(luò)課程的交互性、情景化等特點,構(gòu)筑以學(xué)生為主體的《人工智能》課程現(xiàn)代教學(xué)模式。 對于抽象知識,可通過動畫和視頻演示,通過聲音和圖像展示人工智能的歷史、人物和前景,做到學(xué)生直接而深刻地看到知識的內(nèi)涵外延。網(wǎng)絡(luò)課程能較好地實現(xiàn)交互并使學(xué)習(xí)過程情景化,通過網(wǎng)絡(luò)課程的課堂練習(xí)和章節(jié)練習(xí),教師可以評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并給學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議,從而提高學(xué)生的研究力和創(chuàng)新力。我們也可以給學(xué)生播放中學(xué)《人工智能》課程課堂教學(xué)錄像,以使學(xué)生看到初高中學(xué)生的知識范圍及深度;同時給學(xué)生播放現(xiàn)有的《人工智能》科學(xué)成果,讓學(xué)生看到理論背后的實踐;也可以播放科幻片,激發(fā)學(xué)生想象的翅膀從而有興趣把人工智能作為將來深造的方向?!度斯ぶ悄堋肥且婚T較新的課程,改進教學(xué)方法和手段不僅要靠教師,也應(yīng)增加硬件設(shè)備的投入。如果人工智能能采用智能輔助教學(xué)系統(tǒng)或機器人輔助教學(xué)過程逼真、形象,一目了然,這樣可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,尤其是提高學(xué)生的觀察判斷能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。?
4 人工智能實踐教學(xué)設(shè)計的探討?
我們可以在教學(xué)過程中,適量開設(shè)一些實驗和設(shè)計,提高學(xué)生的動手能力,并加深他們對理論知識的理解,降低理論的抽象度,提升理論的實用性。在近兩年的教學(xué)過程中,我們會適量加入一些人工智能語言的教學(xué)過程。例如,在講解了“野人與傳教士過河”等問題后,我們可以讓學(xué)生使用Visual Prolog或者C ?++?對算法進行實現(xiàn);在講解 TSP 問題的遺傳算法解決案例后,指出編碼方案、初始種群大小、進化代數(shù)、交叉率變異率等因素對求解結(jié)果的影響,并要求學(xué)生通過實驗的方式來分析、理解這些問題,并提出“尋找更有利的解決方案”等問題。把學(xué)生的興趣激發(fā)后,為解決這些問題,學(xué)生會在課外主動查閱相關(guān)文獻、相互討論以實現(xiàn)他們所設(shè)計的方案,這樣既培養(yǎng)了學(xué)生善于鉆研和勇于創(chuàng)新的精神又提高了學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。?
參考文獻:?
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【關(guān)鍵詞】高職高專 物理教學(xué) 人才培養(yǎng)
【基金項目】國家中醫(yī)藥管理局“十二五”中醫(yī)藥教育教學(xué)改革研究課題(項目編號:ZJYJY12011);山東省教育廳高等學(xué)??萍加媱濏椖浚椖烤幪枺篔12WH64)。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)08-0161-01
1.引言
高職高專院校培養(yǎng)的畢業(yè)生必須具備較強的實踐操作能力,對工作崗位具有較強的適應(yīng)性。教師在教學(xué)過程中要以就業(yè)為導(dǎo)向,加強學(xué)生實踐技能訓(xùn)練,提高學(xué)生動手操作能力,培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。這是一項系統(tǒng)的育人工程,物理作為系統(tǒng)工程中的一門基礎(chǔ)課,要注重培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì),提高他們運用物理知識解決醫(yī)藥實際問題的能力。目前醫(yī)藥衛(wèi)生用人單位對技能型人才要求越來越高,教學(xué)中如何適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)藥崗位需求,強化大學(xué)生實踐操作技能培養(yǎng),提高技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量是一項重要的教學(xué)改革課題。
2.高職高專院校物理教學(xué)中技能型人才培養(yǎng)工作對策
當前,我國部分高職高專院校在技能型人才培養(yǎng)工作中還存在著薄弱環(huán)節(jié),職業(yè)教育理念不夠深化,人才培養(yǎng)目標不夠明晰;職業(yè)特點不夠突出,教學(xué)過程中能夠體現(xiàn)高職特色的的開放性、實踐性、職業(yè)性沒有凸顯;教學(xué)方法和教學(xué)手段改革不夠深化。物理教學(xué)時總強調(diào)知識體系的完整性,只重視基本理論的掌握,輕視學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)。作為醫(yī)藥衛(wèi)生高職院校的一名物理教師,針對目前高職高專教學(xué)現(xiàn)狀,就如何結(jié)合醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)知識,培養(yǎng)合格技能型人才作了深入的思考,并在醫(yī)藥物理教學(xué)過程中進行了探析,取得了良好的教學(xué)效果。
2.1更新教學(xué)理念,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
在教學(xué)理念上教師要重視學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng),改變傳統(tǒng)的教學(xué)定式,轉(zhuǎn)換育人模式:由灌注知識模式向知識與能力并舉模式轉(zhuǎn)換,強化創(chuàng)新能力培養(yǎng);由單純專業(yè)知識教學(xué)模式向?qū)I(yè)知識學(xué)習(xí)與綜合素質(zhì)提高并重模式轉(zhuǎn)換,強化全面發(fā)展理念;由以教師為中心模式向以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體模式轉(zhuǎn)換,強化個性發(fā)展和學(xué)習(xí)能力培養(yǎng);由過多強調(diào)課程系統(tǒng)性模式向理論教學(xué)與能力訓(xùn)練兼顧模式轉(zhuǎn)換,強化實踐技能培養(yǎng);由單一型人才培養(yǎng)模式向能醫(yī)能藥、能中能西、能治能防的全科人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)換,突出寬口徑強能力畢業(yè)生培養(yǎng)。
2.2強調(diào)物理學(xué)在醫(yī)藥類專業(yè)中的應(yīng)用,增強學(xué)生提高動手操作能力的主動性
物理學(xué)和醫(yī)藥學(xué)聯(lián)系密切,物理學(xué)的方法、技術(shù)和成果為醫(yī)藥衛(wèi)生的發(fā)展提供了強大的支撐。1660年,物理學(xué)家胡克設(shè)計制造了復(fù)式顯微鏡,用它第一次觀察了櫟木的細胞組織;1867年,醫(yī)生奧爾巴特研究制作了水銀體溫計;1889年,沃勒提出了心臟電偶極子,為心電圖提供了理論依據(jù);1895年,物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了一種新的未知射線――X射線,倫琴用X射線照射了自己夫人手掌,拍攝了第一張X光照片;1896年,醫(yī)生里瓦羅基發(fā)明只做了了腕環(huán)式血壓計。1972年,亨斯菲爾德用物理學(xué)家馬克的影像重建理論體系,發(fā)明了X-CT,曼斯菲爾德和勞特伯樂為研發(fā)MRI做出了巨大貢獻。這些成果都是物理學(xué)家和醫(yī)藥工作者的研究實踐,已成為醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)膊∵M行診斷、治療的重要手段,許多光、電儀器已成為藥物研究和分析的重要技術(shù),成為藥物生產(chǎn)制備的重要設(shè)備,促進了醫(yī)藥學(xué)科的現(xiàn)代化[1]。
2.3結(jié)合醫(yī)藥應(yīng)用教學(xué),強化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)
學(xué)習(xí)光、電儀器原理時,可帶領(lǐng)學(xué)生觀摩X射線診斷室、B超室、CT室、彩色多譜勒室、化驗室、藥廠質(zhì)檢室等光電儀器室,使學(xué)生對物理學(xué)與醫(yī)藥學(xué)的關(guān)系獲得感性認識,從而激發(fā)學(xué)生提高實踐能力的興趣。畢業(yè)生就業(yè)到各醫(yī)院、醫(yī)藥研究所、制藥企業(yè)等崗位,會遇到一些現(xiàn)代化光電設(shè)備和實驗方法,教師要多到臨床接觸光電儀器設(shè)備,比如用傳感器測量脈搏波、心音等,利用原子光譜儀分析藥物成分和結(jié)構(gòu),可結(jié)合細胞流變性測定、血液黏滯系數(shù)測定、藥物有效成分含量測定等實驗來說明物理學(xué)原理、技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)藥實踐,不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的興趣,對其后續(xù)課程內(nèi)容的理解及今后的工作都是十分有益的,對提高學(xué)生實踐操作能力幫助很大[2][3]。
2.4 更新教學(xué)手段和教學(xué)方法,增強教學(xué)實踐直觀性
教學(xué)手段的更新和教學(xué)方法的改革是培養(yǎng)技能型人才的重要途徑。例如藥劑學(xué)是一門實踐性操作性很強的專業(yè)課程,以課堂講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式已不適應(yīng)培養(yǎng)技能型人才的需要,為改革教學(xué)模式,豐富實踐教學(xué)內(nèi)容,拉近課堂與生產(chǎn)企業(yè)的距離,我校教師把參加制藥設(shè)備廣交會和深入藥企生產(chǎn)車間拍攝的視頻資料,進行梳理加工編輯,制作了《中藥制藥技術(shù)視聽教材》,用圖片展示設(shè)備,設(shè)備由技術(shù)工人實際操作示范,用動畫展示工作原理,利用視頻圖片動畫等多種形式,展示制藥設(shè)備的構(gòu)造工作原理與操作方法,把難以理解的原理,復(fù)雜的結(jié)構(gòu),課堂上看不到的操作過程,通過播放視聽教材呈現(xiàn)出來,直觀易懂,學(xué)生在教室就能看到現(xiàn)代藥企生產(chǎn)流水線,使學(xué)習(xí)內(nèi)容由抽象變直觀、由靜變動、由枯燥變有趣,增強了教學(xué)直觀性和趣味性[4]。
3.結(jié)語
隨著我國創(chuàng)新型經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,社會對技能型人才的需求更加迫切,培養(yǎng)更多更高素質(zhì)的技能型人才已成為當前高職高專院校的重要任務(wù)。物理學(xué)作為一個以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),強調(diào)的是學(xué)生的動手操作能力、觀察能力、分析和解決問題的能力,理應(yīng)成為技能型人才培養(yǎng)的重要課程,在實用型人才培養(yǎng)過程中,為社會培養(yǎng)更多的合格人才做貢獻。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:人工智能;教學(xué)改革;教學(xué)方法
引言
人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領(lǐng)域?qū)W科,是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術(shù)。由于信息環(huán)境巨變與社會新需求的爆發(fā),人工智能技術(shù)的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛,對于管理類人才來說,加強對人工智能知識的深入學(xué)習(xí),不斷將人工智能技術(shù)與管理知識結(jié)合起來,對其未來職業(yè)生涯的發(fā)展有著重要作用。人工智能是一門前沿學(xué)科,管理學(xué)院開設(shè)人工智能課程的目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強、應(yīng)用需求空間巨大的學(xué)科特點,通過概率統(tǒng)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機編程語言、數(shù)據(jù)庫原理等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),加強學(xué)生解決實際問題的能力,為就業(yè)打下基礎(chǔ)。本文基于社會對于人工智能領(lǐng)域的人才需求,結(jié)合諸多長期從事經(jīng)管類專業(yè)課程教學(xué)的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學(xué)內(nèi)容與方法進行探討,以期對中國高校人工智能課程教學(xué)改革研究提供幫助與借鑒。
1、教學(xué)現(xiàn)狀與問題
作為一門綜合性、實踐性和應(yīng)用性很強的理論技術(shù)學(xué)科,人工智能課程內(nèi)容及內(nèi)涵及其豐富,外延極其廣泛。學(xué)習(xí)這門課程,需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學(xué)過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學(xué)氛圍枯燥目前,中國大多數(shù)大學(xué)仍采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,在教學(xué)過程中照本宣科,忽略與學(xué)生的互動,并且缺乏能夠有效引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與加深知識理解的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置,如此一來大大降低了學(xué)生自主思考的能力。在進行人工智能相關(guān)課程知識講解時,隨著章節(jié)的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學(xué)方式無法反映人工智能學(xué)科的全貌,課堂講解難以同時給以學(xué)生感性和理性的認知,部分學(xué)生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學(xué)進度,導(dǎo)致學(xué)習(xí)動力不足。(2)基礎(chǔ)課程掌握不牢管理類專業(yè)的學(xué)生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學(xué)科的素養(yǎng),但這也導(dǎo)致很多學(xué)生所學(xué)知識雜而不精。學(xué)生在基礎(chǔ)不夯實的情況下去學(xué)習(xí)更高層面的知識,給學(xué)生學(xué)習(xí)與老師教學(xué)都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多內(nèi)容,概念抽象,不易學(xué)習(xí)。一些管理類專業(yè)的學(xué)生未能熟練掌握高等數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等先修課程,缺乏一定的關(guān)聯(lián)思考和研究意識,導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)難度增加,產(chǎn)生學(xué)時不足和教學(xué)內(nèi)容難點過多的問題。(3)教學(xué)與實際應(yīng)用脫節(jié)當下,人工智能廣泛應(yīng)用于機器視覺、智能制造等各個領(lǐng)域,給學(xué)生提供了大量的現(xiàn)實案例,使得人工智能不再是高深莫測的理論,而是現(xiàn)實中可以觸及的內(nèi)容。例如,在機械學(xué)科領(lǐng)域,人工智能技術(shù)是電氣工程、機械設(shè)計制造、車輛工程等方向的重要技術(shù)來源;在醫(yī)療領(lǐng)域,是醫(yī)療器械的創(chuàng)新生產(chǎn)源動力;在能動領(lǐng)域,是高端能源裝備與新能源發(fā)展的重要驅(qū)動;在光電信息與計算機工程領(lǐng)域,技術(shù)的發(fā)展時刻推動著智能科學(xué)與技術(shù)核心價值的提升。然而,對于管理類專業(yè)的學(xué)生來說,現(xiàn)階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關(guān)理論,在教學(xué)過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復(fù)雜算法,書本中的應(yīng)用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業(yè)知識與人工智能技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導(dǎo)學(xué)生將人工智能算法應(yīng)用于現(xiàn)實生活。另外,大學(xué)生對知識的理解能力差異很大,教師采用統(tǒng)一的方式教給他們,這使一些學(xué)生無法跟上和理解,教師也無法控制學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,導(dǎo)致學(xué)生缺乏動力。因此,如何結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實情況,提高他們的動手能力和實踐經(jīng)驗也是人工智能課程教學(xué)要考慮的問題。
2、管理類人才的人工智能課程教學(xué)改進策略
課程教學(xué)改革是一項提高大學(xué)教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。如何在時代背景下應(yīng)用新技術(shù)和新思想進行實施課程教學(xué)改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學(xué)工作而言,教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的變化不再是課程資源的簡單數(shù)字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優(yōu)勢的新型教學(xué)模式。針對管理類專業(yè)人工智能課程教學(xué)過程中存在的問題,可以從教學(xué)方法改進和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置兩個方面進行課程教學(xué)改進。
2.1教學(xué)方法改進
教師對學(xué)生具有引領(lǐng)作用,其教學(xué)方法的改進能夠帶動學(xué)生改進自身學(xué)習(xí)方法。(1)啟發(fā)式案例教學(xué)案例教學(xué)法就是教師根據(jù)教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)要求,通過安排一些具體的教學(xué)案例,引導(dǎo)學(xué)生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動,是一種培養(yǎng)學(xué)生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學(xué)方法。啟發(fā)式案例教學(xué)以自主、合作、探究為主要特征,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并緊密結(jié)合人工智能領(lǐng)域的相關(guān)理論與方法,有效理解知識要點及其關(guān)聯(lián)性,適用于管理類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)。具體而言,高?;谄鋯栴}啟發(fā)性、教學(xué)互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學(xué)案例庫,雖然這項建設(shè)將極具挑戰(zhàn)性與耗時性,但具有很強的積極效果:培養(yǎng)學(xué)生較強的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學(xué),讓學(xué)生掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識原理及應(yīng)用;通過一題多解的案例使學(xué)生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設(shè)計,啟發(fā)學(xué)生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學(xué)研討互動式的各個教學(xué)環(huán)節(jié)是逐漸遞進、有機結(jié)合的。研討是基于學(xué)生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學(xué)生做出評判,從而對不同類型的學(xué)生開展針對性的教學(xué)。互動則是在研討的基礎(chǔ)上,通過老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的互動,讓學(xué)生主動參與到課堂教學(xué)的過程中來。在人工智能課程教學(xué)過程中,教師通過課堂討論了解學(xué)生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,例如,對于學(xué)校積極性不強的學(xué)生,將人工智能理論內(nèi)容與學(xué)生個人興趣范疇、社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展及研究現(xiàn)狀聯(lián)系起來,能夠極大程度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力;對于基礎(chǔ)知識較為薄弱的學(xué)生,可以在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)文獻資料,根據(jù)自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結(jié)合的模式。有助于增強學(xué)生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。(3)有效激勵式教學(xué)人工智能是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù),人才需求量極大,對教師的教學(xué)水平也提出了更高要求,因此,進行有效激勵極為重要。在學(xué)生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設(shè)置相應(yīng)項目獎學(xué)金,吸引學(xué)生參與實踐,調(diào)動學(xué)生做研究、發(fā)論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創(chuàng)新大賽,圍繞新一代人工智能創(chuàng)新主題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力,為人工智能領(lǐng)域健康發(fā)展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學(xué)院乃至全校開展此類競賽項目,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與團隊合作能力,鼓舞更多學(xué)生加入到人工智能課程的學(xué)習(xí)中來,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學(xué)生課程制定、課堂與課外作業(yè)、課程項目和論文指導(dǎo)等看作教學(xué)任務(wù)的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學(xué)科滲透式教學(xué)人工智能學(xué)科知識融合程度較高,學(xué)科交叉性強?;谌斯ぶ悄艿膶W(xué)科交叉性特點,增強管理類人才對學(xué)科應(yīng)用的領(lǐng)悟,可以采取開展學(xué)科滲透式教學(xué)的方法。從2015年起,國務(wù)院和教育部先后印發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見教育》、《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等文件,“互聯(lián)網(wǎng)+”、“智能+”已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域,人類進入數(shù)字經(jīng)濟時代,社會需求“技術(shù)+管理”的高端復(fù)合人才。例如,基于工業(yè)4.0和強國戰(zhàn)略,人工智能技術(shù)在智能制造的應(yīng)用極為廣泛。上海理工大學(xué)非常重視少數(shù)民族預(yù)科班的教育質(zhì)量。為增強少數(shù)民族管理類人才對該領(lǐng)域應(yīng)用的認識,我們請機械工程、能源動力領(lǐng)域的相關(guān)專家以授課或講座的形式,進行相關(guān)領(lǐng)域知識和發(fā)展趨勢的講解,使學(xué)生理解更為透徹。此外,在教學(xué)實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進不同專業(yè)間老師、學(xué)生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學(xué)習(xí),從而推動人工智能課程教學(xué)的改進。
2.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
世界一流大學(xué)在人工智能課程內(nèi)容設(shè)置根據(jù)不同國家的教育體系設(shè)置,肯定會有不同,但頗有共通之處。本文借鑒世界頂尖大學(xué)經(jīng)驗,針對管理類專業(yè)人工智能課程教學(xué)內(nèi)容進行研究,結(jié)合中國教育體系設(shè)置,認為應(yīng)從以下幾方面進行改進。(1)核心內(nèi)容設(shè)置為避免學(xué)生因為知識點過多而出現(xiàn)雜而不精的問題,勢必要精化教學(xué)內(nèi)容。在互聯(lián)網(wǎng)時代,我們可以使用云計算和其他方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸、存儲和處理,通過在線收集和整合網(wǎng)絡(luò)課程相關(guān)數(shù)據(jù),挖掘和豐富教學(xué)資源,并在整合課程資源的基礎(chǔ)上,進行研究方法和前沿知識的擴展。在核心內(nèi)容設(shè)置方面,可以通過收集到的數(shù)據(jù)資料,選擇人工智能領(lǐng)域具有代表性且難易程度適中的知識作為重點,使學(xué)生能夠在有限的學(xué)時內(nèi)掌握人工智能的知識脈絡(luò)。例如,編寫針對管理類人才的人工智能教材,內(nèi)容涉及緒論、知識表示與推理、常用算法、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面的同時,重點增加相應(yīng)知識點在管理上的應(yīng)用案例,加強學(xué)生對知識點的理解。同時,根據(jù)管理類專業(yè)偏向領(lǐng)域,開設(shè)關(guān)聯(lián)程度較大、應(yīng)用較廣泛的人工智能選修課程,以便學(xué)生根據(jù)自己的興趣與需求選修具體方向的課程。(2)注重學(xué)生的數(shù)理及編程基礎(chǔ)良好的數(shù)理及編程基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)人工智能的前提。只有具備了這些基礎(chǔ),才能搞清楚人工智能模型的數(shù)量關(guān)系、空間形式和優(yōu)化過程等,才能將數(shù)學(xué)語言轉(zhuǎn)化為程序語言,并應(yīng)用于實驗。管理學(xué)院人才的數(shù)理及編程基礎(chǔ)相對薄弱,因此,在安排學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能課程之前,建議開設(shè)面向全體管理類專業(yè)學(xué)生的微積分、線性代數(shù)、概率論等專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程以及C語言、python等編程基礎(chǔ)課程,使學(xué)生具備數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)與一定編程基礎(chǔ),為學(xué)習(xí)人工智能課程打下堅實的基礎(chǔ)。另外,可以推進MOOC平臺建設(shè),在平臺上開設(shè)人工智能網(wǎng)絡(luò)課程,幫助學(xué)生掌握人工智能知識基礎(chǔ)及專業(yè)技能。(3)實驗建設(shè)為了加強學(xué)生對于人工智能知識點間的關(guān)聯(lián)性理解,可以基于不同的應(yīng)用模塊,設(shè)計具有前后鋪墊、上下關(guān)聯(lián)的綜合性實驗,設(shè)計不同層次的項目要求,同時基于相同的實驗課題,讓學(xué)生分組對實驗課題進行攻克,并設(shè)置多元化的實驗評價體系,通過實驗教學(xué)過程中反映出的不同進度,讓教師能對學(xué)生的學(xué)習(xí)水平做出準確評判,及時進行教學(xué)反思,以便更好地開展下一步工作。例如,針對人工智能課程應(yīng)用中很廣的遺傳算法,在某一管理規(guī)劃的具體應(yīng)用上設(shè)置理解-實現(xiàn)-參數(shù)分析-具體應(yīng)用-嘗試改進-深度拓展的不同層次的項目要求,在這些項目層次中規(guī)定必做項與可選項,讓學(xué)生基于同一實驗課題進行合作學(xué)習(xí),然后通過個人自我評價、小組成員互相評價以及教師評價的方式進行打分,對小組整體能力以及個人能力進行綜合評估,以期培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力。
關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);專業(yè);發(fā)展戰(zhàn)略;思考;大聯(lián)合;大發(fā)展
1現(xiàn)狀分析
我國的智能科學(xué)與技術(shù)(Intelligence Science and Technology,IST)專業(yè)創(chuàng)辦至今已有8年歷史了。它從無到有,逐步壯大,現(xiàn)在全國已有近20所大學(xué)試辦這個新專業(yè)[1-2]。應(yīng)該說,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的8年征途并不平坦,開拓者們也為之付出了艱辛和心血。現(xiàn)在,我們至少可以說,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已再不是“嬰兒”,而是“小學(xué)生”了。然而,我們需要繼續(xù)努力,上好中學(xué)、大學(xué)以及研究生課程,邁上專業(yè)建設(shè)的新征途,攀登學(xué)科建設(shè)的新高峰。
在IST專業(yè)建設(shè)上,北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院等起了重要的帶頭作用,中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會等工作委員會和專業(yè)委員會發(fā)揮了很好的組織作用[3-4]。他們齊心協(xié)力,默默奉獻,做了大量有目共睹的開創(chuàng)性工作,值得充分肯定。現(xiàn)已有北京大學(xué)、首都師范大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等高校培養(yǎng)出IST專業(yè)的畢業(yè)生。也就是說,我們有了IST專業(yè)的第一代“產(chǎn)品”了。然而,我們的IST專業(yè)還是有些不盡人意之處,特別是發(fā)展速度比預(yù)料的要慢,發(fā)展規(guī)模不如預(yù)期的大,發(fā)展目標還有待進一步明確。筆者試圖概括我國IST專業(yè)發(fā)展的喜與憂,探討發(fā)展戰(zhàn)略,為IST的專業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展出謀獻策,供同行討論與參考。
2喜憂參半
如上所說,我國IST專業(yè)的發(fā)展既取得可喜成果,又存在某些憂慮,即喜憂參半。下面擬就IST專業(yè)的辦學(xué)成績和存在問題進行探討。
2.1主要成績
歸納起來,8年來,我國IST專業(yè)建設(shè)取得的主要成績包括下列各點。
1) 申報并獲準試辦IST專業(yè),促進信息科學(xué)和智能科學(xué)的發(fā)展,為國內(nèi)外信息科學(xué)學(xué)科建設(shè)開辟了一個新的增長點。
2) 在調(diào)查研究和科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定了IST專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,為專業(yè)建設(shè)建立了基本框架[5-6]。
3) 結(jié)合IST的專業(yè)特點和教育發(fā)展要求,初步規(guī)范了IST專業(yè)課程設(shè)置,開展專業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)等方面的改革,取得一大批成果[7-8]。
4) 編寫了一批具有明顯特色的相關(guān)教材,為新專業(yè)教學(xué)和學(xué)科建設(shè)提供必要的資源,起到較好的示范和輻射作用[7,9]。許多學(xué)校在實驗教學(xué)上進行了一些探討,并積累了不少經(jīng)驗,值得推廣與借鑒[10-12]。
5) 聚集了一群有志于智能科學(xué)技術(shù)教育的教師,形成了一支熱愛教育、樂于奉獻、熟悉業(yè)務(wù)的師資隊伍,為IST專業(yè)的人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展打下重要基礎(chǔ)。
6) 經(jīng)常組織本專業(yè)的教育與教學(xué)研討會和座談會,進行全國性或校際間的交流,總結(jié)心得體會,共同提高,使IST專業(yè)沿著正確的方向發(fā)展。
7) 培養(yǎng)出一批基本掌握智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論和專門知識,具有從事本專業(yè)工作能力的本科畢業(yè)生,為國家輸送有特色的急需的建設(shè)人才。
8) 為爭取我國智能科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)做了大量工作,并取得重要進展,為IST學(xué)科的進一步發(fā)展創(chuàng)造重要條件[13]。
2.2瓶頸問題
概括地說,IST專業(yè)建設(shè)和發(fā)展面臨的問題主要涉及如下幾點。
1) 專業(yè)規(guī)模和發(fā)展速度沒有達到預(yù)期結(jié)果,仍停留在“試辦”狀態(tài)。
到目前為止,全國試辦IST專業(yè)的學(xué)校已近20所,已初具規(guī)模,“閃亮登場”[2]。然而,本專業(yè)的規(guī)模和發(fā)展速度不盡人意,離“大發(fā)展”的預(yù)期結(jié)果尚有較大差距。
2) 辦學(xué)主體存在一定的局限性,缺乏跨學(xué)科大聯(lián)合的氛圍。
如前所述,北京大學(xué)和中國人工智能學(xué)會等對IST專業(yè)建設(shè)發(fā)揮了重要的帶頭和組織作用。由于IST專業(yè)具有高度跨學(xué)科等重要特點,單純依靠某一兩個現(xiàn)有專業(yè)來“派生”和由一兩個學(xué)會來“催生”IST新專業(yè),是難以快速發(fā)展和如愿以償?shù)摹,F(xiàn)有專業(yè)或?qū)W會都有一定的局限性,與其他學(xué)會間的交流合作也需要有改進之處。
3) 教學(xué)大綱與《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》要求存在差距,有待更新。
《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》[14](以下簡稱《綱要》)是我國“優(yōu)先發(fā)展教育,建設(shè)人力資源強國”的重要戰(zhàn)略部署。《綱要》中許多新思路是我們以前沒有想過的。IST的教學(xué)大綱需要按《綱要》的要求進行大刀闊斧的修訂,力求符合《綱要》精神。
4) 實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)亟待加強。
在新專業(yè)建設(shè)初期,實驗室建設(shè)投入經(jīng)費有限,這對開展實驗教學(xué)有些不利影響。一些學(xué)校的實驗未能滿足IST專業(yè)各課程教學(xué)的基本要求。
5)IST專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式急需探討與建立。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是高等教育的一項經(jīng)驗。《綱要》也強調(diào)“創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制”對本科生教育的重要性。雖然有許多企事業(yè)行業(yè)適合IST專業(yè)就業(yè),但該專業(yè)不像機電、化工、通信、冶金等專業(yè)那樣有比較對口的實習(xí)和就業(yè)企業(yè)。因此,探討與建立IST專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式,也是一項比較艱難的急需解決的問題。
3發(fā)展策略
針對上述存在問題,以下特就智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略提出若干思考。
1) 樹立“大智能科學(xué)技術(shù)”思想,突破單個學(xué)會的局限性,通過大聯(lián)合、大合作,實現(xiàn)大團結(jié)、大發(fā)展。
一個專業(yè)要在全國產(chǎn)生較大影響,發(fā)揮該專業(yè)的特有作用,沒有足夠大的規(guī)模是不行的。例如,自動化、計算機、通信、電子信息等專業(yè),全國有數(shù)以千計的大學(xué)開設(shè)。我們是否可以設(shè)定IST專業(yè)發(fā)展規(guī)模的第一個目標,即爭取在5~10年內(nèi),有50~100所大學(xué)開設(shè)該專業(yè)?如果能夠?qū)崿F(xiàn)這個目標,IST專業(yè)就走上了“可持續(xù)發(fā)展”的大道。到那時或者更早一些時日,“試辦”也就必然被“正辦”所取代。
值得指出的是,目前大多數(shù)大學(xué)強調(diào)“辦學(xué)資源有限”,不大愿意支持申報新的專業(yè),這對IST專業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生一定的負面影響。我校的IST專業(yè)就是經(jīng)過3年努力,才向國家教育部呈交《高等學(xué)校增設(shè)專業(yè)申請表》的。
我們需要把圈子搞大些,進行跨學(xué)科的大聯(lián)合,集思廣益,合作共贏,謀求IST專業(yè)的發(fā)展大計?;谥袊斯ぶ悄軐W(xué)會(CAAI)的學(xué)科特色,由CAAI牽頭組織申報IST專業(yè)及其一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán),是順理成章的。同時,單個學(xué)會也有局限性,雖不能說是“勢單力薄”,但力量不如合作的強大。提倡和實現(xiàn)多學(xué)會聯(lián)合舉辦智能科學(xué)技術(shù)教育教學(xué)研討會,以及多學(xué)科聯(lián)合申報與建設(shè)IST專業(yè),將克服原有局限性,并以大聯(lián)合促進大發(fā)展,應(yīng)視為一種可行策略。在今后的IST辦學(xué)過程中,我們需要主動加強與相關(guān)學(xué)會(含一級學(xué)會和二級學(xué)會)和高等學(xué)校(含重點學(xué)校和一般學(xué)校)的聯(lián)系與合作,力爭辦好已有的IST專業(yè),創(chuàng)造經(jīng)驗,擴大輻射作用和積極影響,爭取有更多的高校申報與加入IST專業(yè)行列。
2) 再接再厲申報一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán),力爭獲得批準。
在全國同行及多個學(xué)會有代表性的專家建議和支持下,中國人工智能學(xué)會及其教育工作委員會積極組織一批有識之士,從事“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的論證和申報工作,并取得重大進展。由于一些原因,申報工作在最后階段未獲通過與批準,需要大家繼續(xù)努力。“智能科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位一級學(xué)科授予權(quán)的獲得,必將為IST專業(yè)提供更為寬闊的發(fā)展空間,使IST專業(yè)攀登新的高峰。 3) 申報成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會”,并爭取改“試辦”為“正辦”。
目前,國家教育部的專業(yè)設(shè)置分為“一般”專業(yè)和“試辦”專業(yè)兩種。絕大多數(shù)專業(yè)屬于“一般”專業(yè),只有少數(shù)專業(yè)為“試辦”專業(yè)。顧名思義,“試辦”者為“試驗辦學(xué)”,經(jīng)過一定時間的試驗后,成功者就可“轉(zhuǎn)正”為一般專業(yè);不成功者就可能被取消“試辦”資格。當務(wù)之急,是要把“試辦”的IST專業(yè)辦好,辦出水平,辦出特色,力爭早日去掉“試辦”帽子。同時,作好必要和充分的準備,盡早向國家教育部申報成立“高等學(xué)校智能科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會”,以便得到教育部相關(guān)部門的更多指導(dǎo),并通過“教指委”與兄弟專業(yè)交流,更好地學(xué)習(xí)兄弟專業(yè)的辦學(xué)經(jīng)驗。
4) 高標準嚴要求,全面修訂IST專業(yè)的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,以適應(yīng)國家對智能科學(xué)和智能自動化高層人才的需要。
《綱要》中提出的“優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu),促進多學(xué)科交叉和融合”;“重點擴大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)?!?;“促進高校、科研院所、企業(yè)科技教育資源共享,推動高校創(chuàng)新組織模式,培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研與教學(xué)相結(jié)合的團隊”以及“促進科研與教學(xué)互動、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合”等思想和教改措施,對于我們轉(zhuǎn)變辦學(xué)觀念和進行教學(xué)改革都具有很強的針對性。我們需要以高屋建瓴的姿態(tài)認真深入學(xué)習(xí),聯(lián)系IST的專業(yè)實際,注重創(chuàng)新,進一步修訂教學(xué)大綱和課程體系,以期更好地滿足國家對專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。各校在修訂專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)計劃時,要注意保持不同學(xué)校的共性與本校的個性特色。
5) 樹立精品意識,創(chuàng)建更多的精品課程,編寫富有特色和體現(xiàn)創(chuàng)新的IST各類教材。
由于辦學(xué)歷史較短,辦學(xué)規(guī)模較小,IST專業(yè)的教材建設(shè)遠未達到精品境界。隨著時間的推進和辦學(xué)規(guī)模的不斷擴大,加上在教材使用中積累的經(jīng)驗和吸取其他相關(guān)專業(yè)精品課程教材的編寫經(jīng)驗,這個問題可望逐步獲得解決。我們一定要對IST專業(yè)的精品課程建設(shè)及其教材建設(shè),包括基礎(chǔ)教材、專業(yè)基礎(chǔ)教材、專業(yè)教材和實驗教材等給予高度重視。
6) 下大力氣加強實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。
IST專業(yè)是一門前沿交叉學(xué)科,也是一門理論密切聯(lián)系實際的學(xué)科。無論是學(xué)習(xí)和深入理解課程的基本理論知識,還是培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力,都離不開實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。我們可以把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)看做是一種更加先進的實驗教學(xué),它對學(xué)生提出了更高要求,能夠讓學(xué)生獲取更多的知識,獲取更強的能力。
在新專業(yè)建設(shè)初期,實驗室建設(shè)的投入經(jīng)費有限對開展實驗教學(xué)有些不利影響。為了解決這個問題,我們一方面要因地制宜地設(shè)計好實驗項目,充分發(fā)揮有限的實驗室建設(shè)經(jīng)費的作用,盡可能開設(shè)出本專業(yè)教學(xué)急需的實驗內(nèi)容;另一方面要積極利用其他“傳統(tǒng)”專業(yè)實驗室或公共實驗室,以彌補現(xiàn)有IST專業(yè)實驗室的不足。
建設(shè)與發(fā)展智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),還有許多需要考慮的問題,如建設(shè)一流教師隊伍、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進教學(xué)方法、改善教學(xué)管理、探索產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式、加強校際交流與合作等。這些問題也是十分重要的,都是IST專業(yè)發(fā)展值得思考的內(nèi)容。
4結(jié)語
我國智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)和專業(yè)建設(shè)已取得可喜成績,但與整個學(xué)科和專業(yè)的長遠發(fā)展目標相比,仍存在較大差距和不少問題。如果能夠突破現(xiàn)有中國人工智能學(xué)會和智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的局限性,樹立智能科學(xué)技術(shù)大學(xué)科思想,實現(xiàn)更廣泛的大聯(lián)合,并采取切實措施擴展智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),我們的學(xué)科和專業(yè)就有望獲得更快的發(fā)展。
一級學(xué)科博士點對于學(xué)科的發(fā)展至關(guān)重要。我們要群策群力,集思廣益,繼續(xù)申報智能科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士點授予權(quán),并在申報過程中最廣泛地團結(jié)相關(guān)學(xué)科和學(xué)會的專家學(xué)者,爭取理解與支持。
上述兩方面是相輔相成的關(guān)鍵問題,需要我們轉(zhuǎn)變觀念,樹立本專業(yè)的科學(xué)發(fā)展觀。如果在這兩方面
能夠取得突破性進展,那么專業(yè)發(fā)展的其他問題,如改變專業(yè)“試辦”為“正辦”、申報成立智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、貫徹執(zhí)行《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》以及課程與教材改革等,就可能迎刃而解。
只要我們再接再厲,團結(jié)一心,求真務(wù)實,科學(xué)發(fā)展,我們的IST專業(yè)就一定能夠越辦越強,越辦越好,辦成有特色、有影響的專業(yè),辦成一流的專業(yè)。
注:本研究得到國家教育部精品課程“人工智能”(2003年)和“智能控制”(2006年)、全國雙語教學(xué)示范課程“人工智能”(2007年)、國家級“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團隊”(2008年)、國家級精品視頻公開課“人工智能”(2011)以及湖南省和中南大學(xué)精品課程和其他教改項目的支持,謹表感謝。
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關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科院校;人工智能;電子信息工程;專業(yè)建設(shè)
一研究背景
在發(fā)達國家,應(yīng)用型本科院校一直占有很大的比重。在我國,應(yīng)用型本科院校也逐漸成為高等教育大眾化的主力軍,對我國高等教育系統(tǒng)未來發(fā)展越來越重要的作用。金陵科技學(xué)院作為教育部應(yīng)用科技大學(xué)改革試點戰(zhàn)略研究單位、中國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)聯(lián)盟創(chuàng)始單位,也正在積極地去探究相關(guān)的應(yīng)用型專業(yè)建設(shè)模式。電子信息工程專業(yè)作為學(xué)校的一門深度涉軟專業(yè),也要緊跟南京城市軟件建設(shè)發(fā)展方向,這對應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)既是機遇又是挑戰(zhàn)。隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步,電子信息工程的應(yīng)用也越來越廣泛,對人們的生活產(chǎn)生了非常大的影響。,不但改變著人們獲取信息、存儲信息和管理信息的方式,而且為人們進行信息的獲取、存儲和管理提供了新的途徑和方法,目前,各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)人才,而且薪金很高。2015年5月8日,備受矚目的《中國制造2025》由國務(wù)院正式下發(fā),這是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。該規(guī)劃二個突出特點是,將"加快新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)的深度融合"作為貫徹始終的主題,提出堅持自主研發(fā)和開放合作并舉,加快建立現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)體系,為推動信息化與工業(yè)化深度融合、實現(xiàn)制造業(yè)由大變強、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國提供強有力的基礎(chǔ)支撐。在今年,隨著國家“兩會”的盛大召開,人工智能首次被提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略高度,人工智能技術(shù)的重大突破將帶來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,大力發(fā)展人工智能技術(shù)是中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要動力。電子信息技術(shù)的巨大成功和進步,使人工智能可以深層次、多維度地參與到各個行業(yè)各個領(lǐng)域中,使科技的進步快速融入到跨界合作中。比如,電子信息技術(shù)的成熟,使人工智能可以深度服務(wù)于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、配合甚至取代醫(yī)生進行精確的手術(shù)治療。在無人駕駛領(lǐng)域,無人駕駛汽車、無人駕駛飛機、無人駕駛艦船都已經(jīng)陸續(xù)投入使用;在軍事領(lǐng)域,人工智能的運用更是已經(jīng)爐火純青,俄羅斯與美國的人工智能作戰(zhàn)部隊和相關(guān)系統(tǒng),已經(jīng)在反恐作戰(zhàn)中屢立戰(zhàn)功,威力無比,作戰(zhàn)效能與性價比遠遠超越人類士兵。由此可看出,人工智能在電子信息技術(shù)大發(fā)展的當下,終于在應(yīng)用層面開始發(fā)光發(fā)熱,現(xiàn)出巨大的生命力和后續(xù)無窮無盡的成長潛力,人工智能在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,是國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整、產(chǎn)能升級改造、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、核心技術(shù)創(chuàng)新獲得成功的關(guān)鍵。隨著BAT、華為、大疆無人機等高科技企業(yè)在人工智能應(yīng)用和開發(fā)上的不斷探索,刺激更多人才和資本向人工智能商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域涌入。目前,基于人工智能學(xué)習(xí)背景下,軟硬件相關(guān)知識過硬的電子信息類專業(yè)人才已經(jīng)成為社會上最為緊缺的人才,薪水待遇很高。
二需要解決的關(guān)鍵問題
作為應(yīng)用型本科院校,如何將“人工智能”新概念融入到電子信息工程專業(yè)建設(shè)中,根據(jù)社會發(fā)展的需求,校企緊密結(jié)合,培養(yǎng)出復(fù)合型的,應(yīng)用型的社會緊缺人才,是需要去解決的關(guān)鍵問題。1.像當年互聯(lián)網(wǎng)的崛起一樣,人工智能真正的發(fā)展才剛剛興起,相關(guān)的概念及定義還不完全定型,如何把握好未來人工智能的發(fā)展方向,有針對性地在傳統(tǒng)的電子信息工程課程計劃中規(guī)劃與人工智能息息相關(guān)的課程,比如人工智能原理,機器學(xué)習(xí),深度學(xué)習(xí)等課程,將兩者有機融合,在人才培養(yǎng)上面臨較大的挑戰(zhàn)。2.人工智能是一門綜合了控制論、信息論、計算機科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、哲學(xué)等多門學(xué)科的嶄新概念。如果要將“人工智能”融入到電子信息工程專業(yè)建設(shè)中,就不僅需要學(xué)生學(xué)好如模擬電子技術(shù),數(shù)字電子技術(shù),數(shù)字信號處理,單片機技術(shù),C/C++程序設(shè)計等傳統(tǒng)的課程,打好基礎(chǔ),還需要加強在數(shù)據(jù)挖掘,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的課程方面的建設(shè),扎實學(xué)生的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。這對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求更高,老師的教學(xué)水平也提出更高的要求。因此,如何加強此方面的師資專業(yè)培訓(xùn),是一個該課題需要解決的關(guān)鍵問題。3.一個專業(yè)人才的培養(yǎng),不僅需要優(yōu)秀的師資力量以及良好的學(xué)風(fēng),還需要有相關(guān)的硬件實驗平臺作為支撐。如何根據(jù)“人工智能”新概念,針對性地新建一些諸如智能傳感器實驗室,人體特征識別實驗室,機器人實驗室等,把電子信息工程專業(yè)中的電子器件技術(shù),信號處理技術(shù)等應(yīng)用于人臉識別,智能家居,機器人等熱門領(lǐng)域,根據(jù)學(xué)生的興趣愛好因材施教,提高學(xué)生的動手能力,也是該課題需要去解決的一個關(guān)鍵問題。
三研究內(nèi)容
本文以“人工智能”新概念下的電子信息工程專業(yè)教學(xué)及實踐模式為研究內(nèi)容,重點研究如何將人工智能相關(guān)的理論及實驗課程建設(shè)融入到傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案中,做到無縫結(jié)合,在培養(yǎng)模式上需要有一定的理論創(chuàng)新,以更好地適應(yīng)人工智能類的高新電子信息技術(shù)企業(yè)對相關(guān)應(yīng)用型人才的要求。目前擬以現(xiàn)有電子信息工程專業(yè)的課程體系和專業(yè)方向為基礎(chǔ),形成以“人工智能”為導(dǎo)向的應(yīng)用型電子信息工程特色專業(yè)建設(shè),在未來的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,逐漸形成物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、機器人,無人機,人臉識別,語音交互,智能駕駛等不同的專業(yè)方向,增加學(xué)生的就業(yè)面,提高學(xué)生的就業(yè)層次,加強學(xué)生的就業(yè)競爭力。主要具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)實踐教學(xué)的形式多樣
可采用以“學(xué)生興趣愛好”為依據(jù)的引導(dǎo)式教學(xué)實踐模式,在扎實學(xué)生數(shù)學(xué)物理等理論的基礎(chǔ)上,將最新的人工智能概念貫穿在電子信息工程專業(yè)課程體系中,通過不同的應(yīng)用型實驗項目拓寬學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力,動手實踐能力,創(chuàng)新能力以及獨立開展研究的能力,將課堂教學(xué)、校內(nèi)實驗和校外企業(yè)實習(xí)三者相互結(jié)合,鼓勵學(xué)生參加諸如全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽,全國大學(xué)生智能設(shè)計競賽,中美創(chuàng)客大賽等賽事,以確保培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型專業(yè)人才。同時,讓學(xué)生從大二開始就自選課題、進實驗室、根據(jù)興趣愛好組建不同研究方向的實驗團隊,并為學(xué)生按照不同的研究方向配備專業(yè)教師,以此讓學(xué)生融入到教師的科研工作中去,形成所謂的本科生導(dǎo)師制制度,由相應(yīng)的導(dǎo)師全程指導(dǎo),開展科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和動手實踐能力。
(二)注重提高教師的教學(xué)及科研水平
在努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時,注重提高應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)教師的教學(xué)及科研水平,使其能夠很好地將“人工智能”新概念用于電子信息工程專業(yè)的教學(xué)中,指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)的各種競賽,提高教師團隊的實踐能力及技術(shù)水平。通過海內(nèi)外招聘和內(nèi)部強化培養(yǎng)(教師博士化、教師雙師化、教師國際化)等舉措,加強師資團隊建設(shè);通過鼓勵教師積極開設(shè)MOOC課程,參加教師技能大賽以及國內(nèi)外教學(xué)培訓(xùn),從多方面提高教師的教學(xué)水平。
(三)建立完善的校企合作制度,為學(xué)生提供相應(yīng)的實習(xí)基地
企業(yè)工程師可以參與相關(guān)的人才培養(yǎng)方案修訂和部分的教學(xué)實踐工作。這種合作制度既可以提高教師的科研應(yīng)用水平,也可以為學(xué)生提供就業(yè)機會,增強學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
(四)注重課程大綱修改,實驗室平臺建設(shè)
以改革傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)模式為目標,總結(jié)在“人工智能”新概念下教學(xué)及實踐的相關(guān)經(jīng)驗,形成一個有鮮明特色的電子信息工程專業(yè)培育模式。應(yīng)用型本科院校電子信息工程專業(yè)人才未來的發(fā)展戰(zhàn)略和改革方向,應(yīng)重點考察“人工智能”新概念下專業(yè)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)缺點。重點關(guān)注“人工智能”新概念下的教學(xué)及實踐課程大綱修訂、教師教學(xué)及科研能力培訓(xùn)體系構(gòu)建、實驗室軟硬件平臺建設(shè)、校企合作培養(yǎng)模式探討及校外實習(xí)基金建設(shè)等工作。
四結(jié)語
本文探討和研究了“人工智能”新概念下應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)模式,結(jié)合金陵科技學(xué)院電子信息工程專業(yè)的發(fā)展情況,對原有的專業(yè)培養(yǎng)模式做了一定的理論創(chuàng)新,引入了“人工智能”新概念,從理論和實踐教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)能力和教師教研技能培養(yǎng),校企合作辦學(xué),實驗室建設(shè)等方面進行了一系列的探討。
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