“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)的實踐

李　擎　陳雯柏　李鄧化　蘇　中

摘要：本文介紹了我校新專業(yè)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的發(fā)展歷程，探討了智能科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)涵、專業(yè)培養(yǎng)計劃、實驗室建設(shè)規(guī)劃、畢業(yè)生去向引導(dǎo)，重點闡述了我校以“課程體系為基礎(chǔ)，實驗室建設(shè)為重點，科學(xué)研究為龍頭，師資條件為保證”的可健康發(fā)展的有特色的“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)的規(guī)劃與實踐。關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；專業(yè)建設(shè)；機器智能；信息智能

中圖分類號：G642文獻標(biāo)識碼：A

1引言

信息時代正在向智能時代前進，這是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類需求的必然。在這種背景下，國內(nèi)各高校都在大力調(diào)整現(xiàn)有信息類專業(yè)，建設(shè)新專業(yè)?！爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專業(yè)(簡稱智能專業(yè))是教育部于2004年新增的目錄外試點專業(yè)。2005年10月，我校原信息與通信工程系自動化專業(yè)依托我校的學(xué)科優(yōu)勢與教學(xué)資源，把握先機，申請開辦工學(xué)門類中電子信息類的智能專業(yè)，獲教育部批準(zhǔn)，于2007年正式招生。2007年招生數(shù)為32人(1個班)，2008年招生數(shù)為66人(2個班)，自2009年始，計劃招生數(shù)擴大到3個班。

2智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)內(nèi)涵與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

智能科學(xué)的任務(wù)是要探索人類思維與行為的機制，智能技術(shù)將這種機制盡其可能地移植給人造機器系統(tǒng)，將人類從很多復(fù)雜的思維活動中解脫出來，讓機器系統(tǒng)為人類工作。簡言之，智能科學(xué)與技術(shù)是尋求機器智能和信息智能的構(gòu)建方法和實現(xiàn)技術(shù)。培養(yǎng)什么類型的人才，是高校必須明確的專業(yè)定位問題。專業(yè)定位首先必須和學(xué)校自身的指導(dǎo)思想、發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)定位相適應(yīng)。作為北京市的市屬市管高校，我校培養(yǎng)目標(biāo)的定位是主要為北京市培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新技術(shù)人才。

具體而言，我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)面向現(xiàn)代前沿技術(shù)，德、智、體、美全面發(fā)展，具有控制論、系統(tǒng)論和信息論的基本思想和創(chuàng)新的思維方式，具有堅實的數(shù)學(xué)、物理、電子、計算機和信息處理的基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識與方法，掌握智能系統(tǒng)與工程、智能信息處理和電子技術(shù)等領(lǐng)域的專業(yè)知識和工程技術(shù)，本科畢業(yè)后能在智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事智能信息處理、智能行為交互和智能系統(tǒng)集成的應(yīng)用、教學(xué)、開發(fā)和管理工作，并可繼續(xù)攻讀智能科學(xué)與技術(shù)以及相關(guān)學(xué)科的碩士學(xué)位，適應(yīng)21世紀(jì)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，素質(zhì)、能力、知識協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

3專業(yè)建設(shè)

大學(xué)本科專業(yè)建設(shè)的主要目的，不僅僅要進行科學(xué)與技術(shù)的研究，更要培養(yǎng)合格的專業(yè)人才。對于目前國內(nèi)普遍認可的由中國人工智能學(xué)會教育工作委員會建議的“智能理論與方法”、“知識處理”和“智能系統(tǒng)與應(yīng)用”這三大智能專業(yè)的支柱方向，我校選擇“知識處理”和“智能系統(tǒng)與應(yīng)用”這兩個方向作為智能專業(yè)的專業(yè)方向。

“智能系統(tǒng)與應(yīng)用”方向著重學(xué)習(xí)與“機器智能”有關(guān)的基本理論、方法與技術(shù)，培養(yǎng)在智能控制方法與技術(shù)領(lǐng)域具有系統(tǒng)的專業(yè)知識和較強的實踐能力，從事智能化系統(tǒng)集成的研究、設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用的高級技術(shù)人才。

“知識處理”方向著重學(xué)習(xí)與“信息智能”有關(guān)的基本理論、方法與技術(shù)，培養(yǎng)從事具有學(xué)習(xí)能力的智能系統(tǒng)、智能信息處理、機器學(xué)習(xí)等方面的研究與應(yīng)用的高級技術(shù)人才。

3.1課程與實踐體系的構(gòu)建是專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)

圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置哪些課程和實踐環(huán)節(jié)，是需要智能科學(xué)專業(yè)學(xué)者與師生思索的問題。我們認為：一方面要與智能專業(yè)發(fā)展前景相適應(yīng)，另一方面要符合學(xué)校的發(fā)展戰(zhàn)略和培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)定位，要有所為而有所不為。

(1)課程體系的構(gòu)建

我校的智能專業(yè)結(jié)合自動化、信息網(wǎng)絡(luò)、航空航天和機器人開展，在課程設(shè)置上，對前幾屆學(xué)生不追求進行腦科學(xué)與神經(jīng)生理學(xué)、認知科學(xué)的教育，而是強化在計算機硬件和軟件系統(tǒng)的應(yīng)用平臺上有關(guān)智能系統(tǒng)的基本理論和基本知識的教學(xué)，注重對學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。具體來講，是圍繞“智能機器”(智能機器人)的傳感系統(tǒng)(視覺、聽覺、觸覺等)、運動規(guī)劃和運動控制，以新一代微控制器為核心，以智能控制、多智能體協(xié)同策略、多傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、人機互動、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等智能計算和信息處理方法為重點進行教學(xué)。

新專業(yè)要具有競爭力，必須盡快形成自己的特有體系和特色課程，特色課程將成為區(qū)別相關(guān)專業(yè)的重要標(biāo)志。培養(yǎng)計劃以“人工智能”、“智能機器人”、“機器學(xué)習(xí)”、“專家系統(tǒng)”、“機器視覺”、“智能決策支持系統(tǒng)”、“智能產(chǎn)品技術(shù)”為核心特色課程。目前，我校智能專業(yè)的基本課程體系如圖1所示。

(2)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

實踐教學(xué)是培養(yǎng)和鍛煉高校學(xué)生動手能力和科技創(chuàng)新能力的主要途徑。我校歷來重視實踐教學(xué)，目前已探索建立了以課程實驗教學(xué)為基礎(chǔ)，以課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計為核心，以學(xué)生科技創(chuàng)新和學(xué)生科技競賽為外延，以實驗室全面開放為形式的實踐教學(xué)體系。大部分必修的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課均安排了上機、實驗等環(huán)節(jié)。此外，獨立安排了40周的各類教學(xué)實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、專業(yè)綜合實踐和畢業(yè)設(shè)計。實踐教學(xué)和計算機應(yīng)用在整個教學(xué)計劃進程中不斷線。目前，我校智能專業(yè)的實踐教學(xué)體系如圖2所示。

3.2實驗室建設(shè)和創(chuàng)新實踐基地建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重點

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是需要基礎(chǔ)的，包括實驗室硬件、教師軟件、實驗項目積累等。實驗室是教師開展實驗技術(shù)研究、理論教學(xué)與實踐相結(jié)合的重要場所，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才必不可少的場所，是師生創(chuàng)新實踐的搖籃。實驗室建設(shè)原則是分層次加快建設(shè)、服務(wù)于培養(yǎng)目標(biāo)、適應(yīng)專業(yè)發(fā)展。

我校自動化學(xué)院控制工程與智能技術(shù)實驗教學(xué)中心智能科學(xué)與技術(shù)實驗室下設(shè)6個實驗分室，如圖3所示。智能網(wǎng)絡(luò)實驗室和智能檢測技術(shù)實驗室為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)實驗室：智能機器人實驗室和復(fù)雜智能系統(tǒng)實驗室為智能系統(tǒng)與工程專業(yè)方向?qū)嶒炇?；智能信息處理實驗室和智能體仿真實驗室為知識處理專業(yè)方向?qū)嶒炇摇＿@些實驗室的設(shè)置和建設(shè)與專業(yè)教學(xué)計劃及其課程體系完全配套，并加強了開放實驗、實驗設(shè)計、綜合實驗、創(chuàng)新實驗和大學(xué)生競賽活動(如中國機器人大賽)，這有利于讓學(xué)生及早參加科研和創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

3.3科學(xué)研究是專業(yè)建設(shè)的龍頭

科研是創(chuàng)新的孵化器，只有科研才能造就創(chuàng)新型的教師和學(xué)生。我校一直重視探索理論研究與應(yīng)用研究互動的有效機制，不等待解決理論問題之后才開始啟動應(yīng)用研究。同時，重視科研與教學(xué)間的積極互動作用，重視學(xué)科建設(shè)與專業(yè)發(fā)展的關(guān)系，在不斷完善科研教學(xué)設(shè)施、優(yōu)化科研教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)上，形成了良好的科教互促開拓的局面。我校鼓勵教師開展科研工作，注重科研和教學(xué)內(nèi)容結(jié)合。積極吸收學(xué)生參加教師科研，實現(xiàn)在科研過程中育人，并有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和素質(zhì)，同時將相關(guān)科研成果即時轉(zhuǎn)化到教學(xué)中去，體現(xiàn)在教學(xué)、實驗和課程設(shè)計內(nèi)

容中。

我校多項與智能專業(yè)有關(guān)的研究成果達到國際先進水平。先后獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項、國家科技進步獎二等獎1項，部級科技進步獎、國家發(fā)明專利和著作權(quán)多項。在慣性器件、組合導(dǎo)航系統(tǒng)、壓電復(fù)合換能器、飛行控制系統(tǒng)、大規(guī)模仿真場景關(guān)鍵技術(shù)與算法研究等國家優(yōu)先支持發(fā)展的領(lǐng)域，多項研究成果已實用化，其中數(shù)字加速度計已由有關(guān)單位大批量生產(chǎn)，形成了新型加速度計產(chǎn)業(yè)，為國防和國家經(jīng)濟建設(shè)做出了重要貢獻。因此，我校智能專業(yè)具有雄厚實力和健康發(fā)展的基礎(chǔ)。

3.4師資條件建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的保證

師資條件建設(shè)包括隊伍建設(shè)、師德和教風(fēng)建設(shè)等。我校的智能專業(yè)隊伍建設(shè)中，具有博士學(xué)位的教師占70％，具有研究生學(xué)歷的教師占100％。全體教師具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和開拓進取的精神，具有計算機、物理電子學(xué)、傳感技術(shù)、機器人和自動控制專業(yè)背景的跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

我校智能科學(xué)與技術(shù)系的師資隊伍建設(shè)準(zhǔn)備走引進和培養(yǎng)并重的道路，注重引進和培養(yǎng)人工智能方面的人才和智能體模擬方面的人才。我校積極鼓勵教師們開展學(xué)術(shù)交流活動，聘請智能領(lǐng)域經(jīng)驗豐富的專家、教授，對本專業(yè)的實驗及教學(xué)進行指導(dǎo)。

在日常教學(xué)、科研工作的同時，我們結(jié)合專業(yè)教育、教學(xué)檢查、學(xué)生座談、文體活動、黨建工作、班主任工作、大學(xué)生競賽活動等環(huán)節(jié)，開展師德和教風(fēng)建設(shè)，把“育人”工作滲透進教學(xué)工作中。使學(xué)生不僅“成才”，更要“成人”，不僅更加了解自己所學(xué)的專業(yè)，也從老師們的言傳身教中學(xué)到做人做事的道理，體會成功的含義。

4畢業(yè)生的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)前景

黨的“十七大”強調(diào)，“增強自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家”是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心。教育部為未來十年起草的“信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”中提出，當(dāng)前人類社會已進入了以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)字化、智能化為標(biāo)志的現(xiàn)代信息社會，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能信息處理、人工智能與認知科學(xué)、先進機器人技術(shù)等已成為重點的發(fā)展領(lǐng)域，這些都對培養(yǎng)智能科技高層次人才提出了迫切需求。智能專業(yè)的畢業(yè)生在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高科技產(chǎn)品設(shè)計制造這兩大領(lǐng)域?qū)⑷玺~得水，大有作為，也可從事智能科學(xué)與技術(shù)的普及教育工作，或進一步深造。

5結(jié)束語

“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)在多所高等學(xué)校已經(jīng)形成了強勁的發(fā)展勢頭，每一所高校都希望在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天能夠把握先機、與時俱進。我們希望建設(shè)好這個新專業(yè)，為我校建設(shè)新大學(xué)、為北京市的經(jīng)濟建設(shè)、為我國智能科學(xué)技術(shù)的騰飛和為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才做出貢獻。