“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革及課程建設(shè)

劉麗珍　王旭仁　劉　杰

摘要：課程建設(shè)是提高高等學(xué)校本科教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的奠基性工作。本文根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，結(jié)合北京市教育教學(xué)改革項(xiàng)目的部分成果及北京市精品課程建設(shè)體會(huì)，通過(guò)分析智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)、培養(yǎng)模式、教學(xué)質(zhì)量等方面的問(wèn)題，探討專(zhuān)業(yè)建設(shè)中的教學(xué)改革和課程建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：課程建設(shè)；教學(xué)改革；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)是涉及認(rèn)知科學(xué)、腦科學(xué)、人工智能，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)等密切相關(guān)的各類(lèi)智能技術(shù)的前沿性本科專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)覆蓋面廣泛，其理論吸取了思維科學(xué)(Noetic Science)、系統(tǒng)學(xué)、信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Information and Network Technology)等相關(guān)精華思想；其技術(shù)側(cè)重于人機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)研究；其在智能機(jī)器人、虛擬制造，智能設(shè)計(jì)，仿真和規(guī)劃、智能游戲及智能化管理等方面的應(yīng)用，滲透到了人類(lèi)生活的各個(gè)層面，并產(chǎn)生了巨大的影響。

智能科學(xué)作為生命科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制學(xué)、自動(dòng)化等學(xué)科的交叉學(xué)科，是生命科學(xué)的精髓，是信息科學(xué)的核心。因此，其關(guān)鍵技術(shù)的突破性研究成果，將對(duì)科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大和深遠(yuǎn)的影響。近年來(lái)，智能技術(shù)發(fā)展迅速，新思想、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化程序設(shè)計(jì)、混沌理論、人工生命、計(jì)算智能等。以Agent概念為基礎(chǔ)的分布式人工智能更是異軍突起，從萬(wàn)維網(wǎng)到智能網(wǎng)格的研究也如火如荼，進(jìn)一步促進(jìn)智能，科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用在IT創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)及國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮積極的作用。

2智能科學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)與發(fā)展

高等學(xué)校的專(zhuān)業(yè)建設(shè)應(yīng)該堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生為根本；以傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)、協(xié)調(diào)發(fā)展為己任；以我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的要求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的迫切需求為工作重心；以緊貼學(xué)科的最新發(fā)展，培養(yǎng)良好的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力為專(zhuān)業(yè)的建設(shè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)人才培養(yǎng)的跨越式發(fā)展。

2.1規(guī)范建設(shè)內(nèi)容

“智能科學(xué)與技術(shù)”作為一個(gè)新型發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)業(yè)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)教育部、教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的有關(guān)要求，認(rèn)真研究專(zhuān)業(yè)定位，規(guī)范專(zhuān)業(yè)建設(shè)的基本內(nèi)容，加強(qiáng)基礎(chǔ)，注重應(yīng)用，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，協(xié)調(diào)發(fā)展，突出特色。具體思路如下：

(1)規(guī)范課程設(shè)置、構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的課程體系，并根據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展，適時(shí)改革教材內(nèi)容，加強(qiáng)課程教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)。

(2)在整個(gè)教學(xué)課程體系中要突出專(zhuān)業(yè)特色和加強(qiáng)重點(diǎn)課程建設(shè)，并隨著新技術(shù)的發(fā)展不斷完善和調(diào)整。例如智能主體、知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘、自然語(yǔ)言理解、智能游戲、智能計(jì)算及語(yǔ)義網(wǎng)格等。

(3)重視對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)和人才需求的研究，制定與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展需要相結(jié)合的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案，同時(shí)開(kāi)辟多種渠道，建立與一線企業(yè)的緊密合作。

(4)基于“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的前沿特性，不斷通過(guò)相關(guān)學(xué)術(shù)交流，讓教師了解最新的研究熱點(diǎn)和成果，同時(shí)為教師提供了解社會(huì)需求的平臺(tái)，提高師資水平。

2.2提高教學(xué)質(zhì)量

“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的建設(shè)是為了更好地培養(yǎng)高級(jí)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，因此專(zhuān)業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。尤其是專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)及分析解決問(wèn)題的能力，首先從加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練入手，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)科專(zhuān)業(yè)技術(shù)方面的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，使其能夠協(xié)調(diào)各種相互沖突的項(xiàng)目目標(biāo)，尋求優(yōu)化解決方案。進(jìn)一步針對(duì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，使學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐提高其運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

專(zhuān)業(yè)建設(shè)中的政策傾斜、條件改善、嚴(yán)格管理是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的保障。進(jìn)一步加大在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、圖書(shū)資料、基礎(chǔ)設(shè)施、師資優(yōu)化等教學(xué)條件的建設(shè)力度，使其具有更加良好的辦學(xué)條件和更加先進(jìn)的教學(xué)手段。在課程建設(shè)、教學(xué)改革與管理等方面，應(yīng)當(dāng)明確專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)，理清專(zhuān)業(yè)建設(shè)思路，切實(shí)制定和完善專(zhuān)業(yè)建設(shè)實(shí)施規(guī)劃，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，實(shí)行專(zhuān)業(yè)責(zé)任制，落實(shí)相關(guān)人員責(zé)任，落實(shí)專(zhuān)業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)，確保達(dá)到專(zhuān)業(yè)建設(shè)的預(yù)期目標(biāo)。

3教學(xué)改革是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的核心

3.1實(shí)踐教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充和延續(xù)，是溝通理論與實(shí)踐的橋梁，是培養(yǎng)本科學(xué)生創(chuàng)新能力的主要手段，是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度與運(yùn)用能力的唯一可靠標(biāo)準(zhǔn)。智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是建立在實(shí)踐基礎(chǔ)上的應(yīng)用學(xué)科，因此應(yīng)該重視實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)和管理，并視實(shí)踐教學(xué)為整個(gè)教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié)之一，鼓勵(lì)高水平教師以“研教結(jié)合”，積極承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，將實(shí)踐教學(xué)作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的關(guān)鍵所在。

構(gòu)筑實(shí)踐教學(xué)體系，突出創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)是智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的思路。通過(guò)課程實(shí)踐、暑期開(kāi)展大型課程設(shè)計(jì)、學(xué)生課外科研創(chuàng)新立項(xiàng)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及各種電子設(shè)計(jì)大賽，全方位提升專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革質(zhì)量。并開(kāi)展多渠道的合作交流模式，廣泛整合和利用業(yè)界優(yōu)勢(shì)資源，緊貼產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行形式多樣的實(shí)踐合作，逐步完善專(zhuān)業(yè)教育體系，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。進(jìn)一步開(kāi)展課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目體系相結(jié)合、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐與畢業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合、開(kāi)放實(shí)踐環(huán)境與學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系。除此之外，還可以通過(guò)跨校、跨學(xué)科的開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)基地，形成“基礎(chǔ)一專(zhuān)業(yè)一社會(huì)”實(shí)踐活動(dòng)模式。

另外，實(shí)踐教學(xué)的考核改革思路要注重對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)踐過(guò)程的考核。因?yàn)椤爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)基于非良構(gòu)的環(huán)境，所以不僅要考核學(xué)生的最終成績(jī)，關(guān)鍵要考核學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中是否鍛煉了解決問(wèn)題的能力，是否提高了認(rèn)知水平等。所以應(yīng)當(dāng)采用多種考核相結(jié)合的方式檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，突出對(duì)解決問(wèn)題過(guò)程的考核。另外，專(zhuān)業(yè)還需要在實(shí)踐環(huán)節(jié)建立分級(jí)管理及網(wǎng)絡(luò)化+智能化的管理體系，形成一整套完善的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系。

3.2培養(yǎng)模式改革

“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)應(yīng)該堅(jiān)持學(xué)科、專(zhuān)業(yè)和課程的一體化建設(shè)，開(kāi)展以人才培養(yǎng)方案建設(shè)為核心，以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革。既要培養(yǎng)本科學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)又要注重交叉學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通，并通過(guò)聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

“智能與科學(xué)技術(shù)”當(dāng)前的發(fā)展可謂日新月異，因此要積極開(kāi)展與國(guó)內(nèi)外企業(yè)及高級(jí)研究機(jī)構(gòu)的交流與協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生掌握最新的相關(guān)技術(shù)，成為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的實(shí)用復(fù)合型人才，力爭(zhēng)在競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。具體改革思路如下：

(1)以學(xué)生為中心，以提高教師素質(zhì)為前提，以聯(lián)合外圍實(shí)踐環(huán)境為平臺(tái)，融素質(zhì)教育、知識(shí)傳授及能力培養(yǎng)為一體，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、探索精神、科學(xué)思維、創(chuàng)新應(yīng)用的培養(yǎng)。

(2)智能專(zhuān)業(yè)的知識(shí)具有很強(qiáng)的研究性，有計(jì)劃地將本科生按照他們的興趣愛(ài)好，逐漸吸納到由導(dǎo)師、研究生和本科生組成的科研梯隊(duì)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的科研實(shí)踐訓(xùn)練，這種本科生與研究生的互動(dòng)教學(xué)方法可以有效地推動(dòng)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(3)“智能科學(xué)與技術(shù)”的學(xué)科特點(diǎn)決定了專(zhuān)業(yè)在人才培養(yǎng)方面的交叉融合性，明顯體現(xiàn)了與其他領(lǐng)域的技術(shù)相互滲透的必要性，這種跨學(xué)科的交叉應(yīng)用更能激發(fā)專(zhuān)業(yè)的活力，充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)的科研潛力。因此，拓寬領(lǐng)域合作是學(xué)科在教學(xué)改革中值得關(guān)注的問(wèn)題。

4課程建設(shè)是專(zhuān)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)

本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)規(guī)劃的主要任務(wù)是有計(jì)劃地為引導(dǎo)學(xué)生獲得預(yù)期的學(xué)習(xí)效果，并制定、建設(shè)和完善各門(mén)具體的課程學(xué)習(xí)。其中，專(zhuān)業(yè)發(fā)展進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)課程建設(shè)要以服從整體人才培養(yǎng)目標(biāo)需求為基礎(chǔ)，以符合社會(huì)需求的專(zhuān)業(yè)發(fā)展為宗旨，以全面深化教學(xué)改革為前提。同時(shí)，由于高等學(xué)校的本科教育主要是培養(yǎng)適應(yīng)科研、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一線需要的實(shí)用型人才，因此，課程建設(shè)應(yīng)當(dāng)以此為總體目標(biāo)，在深入開(kāi)展教育教學(xué)研究的基礎(chǔ)上，全面開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實(shí)踐教學(xué)及考核方式的改革。

4.1課程建設(shè)是教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的重中之重

課程建設(shè)為專(zhuān)業(yè)發(fā)展搭建了良好的課程教學(xué)平臺(tái)，改善了課程教學(xué)條件，提升了課程教學(xué)質(zhì)量和水平，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面起到了良好的促進(jìn)作用。這一工作既是高等學(xué)校教育教學(xué)改革和專(zhuān)業(yè)建設(shè)發(fā)展的需要，也是面向適應(yīng)市場(chǎng)型教學(xué)關(guān)系的需要，力求通過(guò)課程建設(shè)推動(dòng)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革和現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的運(yùn)用。

除此之外，課程建設(shè)規(guī)范了專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)大綱、實(shí)踐教學(xué)模式、相關(guān)學(xué)習(xí)資料、教學(xué)內(nèi)容體系、電子教案及習(xí)題輔導(dǎo)等教學(xué)資源，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了豐富的教學(xué)環(huán)境和良好的規(guī)范化教學(xué)服務(wù)平臺(tái)。同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及遠(yuǎn)程教育事業(yè)也起到了推動(dòng)和促進(jìn)作用，有利于學(xué)生跨越時(shí)空的個(gè)性化自主學(xué)習(xí)。另外，對(duì)教師的課程教學(xué)效果、實(shí)踐教學(xué)及教學(xué)條件的改善和提高也起到了重要的支撐作用。因此，課程建設(shè)有利于專(zhuān)業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革工作的全面開(kāi)展，有利于人才培養(yǎng)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

4.2深化專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革是課程建設(shè)的前提

基于“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，課程建設(shè)中教學(xué)內(nèi)容的改革要根據(jù)專(zhuān)業(yè)規(guī)范要求，正確處理教學(xué)內(nèi)容不斷更新與教學(xué)過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系，精選核心內(nèi)容，壓縮或刪除陳舊或重復(fù)內(nèi)容，與相關(guān)學(xué)科的最新發(fā)展成果相結(jié)合，對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容作整體優(yōu)化，注重教學(xué)與科研結(jié)合的成效，培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力。

教學(xué)方法的改革要以課堂教學(xué)為中心，以學(xué)生為主體，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外學(xué)習(xí)、科研實(shí)踐和探究式教學(xué)等多維度的立體化教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，課程建設(shè)要積極開(kāi)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，有利于學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，采用探究討論的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)手段是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的途徑和工具。在課程教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段與學(xué)生進(jìn)行溝通，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳授，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)和幫助，將教學(xué)過(guò)程從課堂教學(xué)延伸到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，從課時(shí)內(nèi)教學(xué)延伸到課時(shí)外教學(xué)，從講述教學(xué)延伸到啟發(fā)教學(xué)，拓寬教師和學(xué)生的聯(lián)系渠道，提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性。同時(shí)，為學(xué)生提供課外學(xué)習(xí)的平臺(tái)和環(huán)境，讓學(xué)生到更加廣闊的學(xué)習(xí)空間中去攝取知識(shí)、進(jìn)行交流。這種方式不僅能夠鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)、更能拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在更加客觀的環(huán)境中探索學(xué)習(xí)。因此，在教學(xué)方法及手段的改革是保證課程建設(shè)的重要基礎(chǔ)，也是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。

“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的課程建設(shè)應(yīng)該樹(shù)立大課程的全局意識(shí)，同時(shí)，從縱向的角度來(lái)分析本科課程的教學(xué)體系和特色，包括不同層次的建設(shè)內(nèi)容，如課程定位、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的應(yīng)用等幾個(gè)方面。因而使課程建設(shè)呈現(xiàn)出分層次、多樣化的分布特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步規(guī)范課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，使其更能適應(yīng)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教育教學(xué)的需要。

5結(jié)束語(yǔ)

總之，“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革及課程建設(shè)是專(zhuān)業(yè)建設(shè)與發(fā)展中的系統(tǒng)工程，除了本文所探討的相關(guān)內(nèi)容外，還涉及到專(zhuān)業(yè)之間的相互通融與支撐、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的組織與開(kāi)展、精品課程的建設(shè)、課程考核方式的科學(xué)化和多樣化、學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、因材施教的具體措施等多方面的研究。教育教學(xué)改革是課程建設(shè)的前提、基礎(chǔ)和動(dòng)力，因此我們將在改革中求發(fā)展，發(fā)展中求質(zhì)量，探索一條適合高校智能科學(xué)與技術(shù)本科教育教學(xué)的課程改革與建設(shè)之路，為創(chuàng)新復(fù)合型人才的培養(yǎng)打造良好的課程教學(xué)平臺(tái)，努力提升本科教學(xué)質(zhì)量。