智能科学与技术论文汇总十篇

时间:2023-04-01 09:51:34

智能科学与技术论文

智能科学与技术论文篇(1)

0引言

不久前刚结束的围棋人机大战,使人工智能受到人们空前广泛的关注。它一方面表明智能科学与技术的发展极为迅速,同时也激起了社会对智能科学技术及其人才培养十分强烈的期待。人们对“中国大脑”计划的热议达到了前所未有的程度,“中国制造2025”计划正在快速推进,我国自主研制的智能服务机器人正在走向服务领域的许多行业,国内许多企业自发兴起的“机器换人”浪潮正高歌猛进。国务院政府工作报告中提出的“互联网+”虽然被人们解释为互联网向各领域的强势渗透,但是更多的有识之士却把“+”理解为“升级”,即“计算机互联网络”向“人工智能互联网络”的升级,而这正好与“中国大脑”计划相呼应!

为了适应这种发展的需要,努力办好“智能科学与技术”专业,北京邮电大学智能科学与技术研究中心曾经对设置了本专业的全国各主要高校做了一次普遍性的专业调查,结果发现,各校对于“智能科学与技术”专业的理解差异非常巨大。最狭义的理解,是把本专业看做是“计算机科学与技术的一个分支”;最广义的理解,是把它看做是“从理工到人文和社会几乎无所不包的综合学科”。

从科学研究和长远发展的观点来看,这样发散的理解会有利于人们解放思想,激励创新,把本学科的研究做深做透做到位。不过,从当前的本学科教育教学来说,这样分散的理解可能使“智能科学与技术”学科的人才培养工作迷失方向。

1基本模型

为了准确理解“智能科学与技术”学科,首先需要建立“智能科学与技术”学科的基本模型,这样才能从学科整体上厘清它的基本概念、基本原理和基本规律,规制过于宽泛和过于狭窄的偏差。图1就是为此而设计的基本模型。

在图1中,底部的椭圆代表外部环境的客体事物,也就是需要研究的“问题”;其上的整个部分代表主体及其与客体相互作用的过程:主体接受来自客体所产生的“本体论信息”,经过主体思考之后产生与客体交互的“智能行为”反作用于客体,解决问题。就在这个主客相互作用的过程中,主体充分展现了自己的智慧能力。其中的主体可以是人类个体,也可以是人类群体。因此,这是研究“智能科学与技术”的基本模型。

不断提升自己生存与发展的水平,这既是人类与生俱来的目标,也是人类永不枯竭的动力。为了实现这个目标,人类就要运用自己的智慧和知识不断去发现应当解决而且可能解决的问题,在此基础上努力去解决所发现的问题,不断前进。

人类的这种智慧能力包含两个相互联系相互作用相辅相成的部分:其一是根据人类所追求的目标和现有的知识去发现问题、定义问题和预设问题求解目标的能力,这是人类在长期实践过程中积累起来的一种内隐性的智慧能力,所以称为隐性智慧;其二是在隐性智慧所确定的工作框架内,在求解目标的引导下,运用相关信息和知识去生成解决问题的策略,成功解决问题实现求解目标的能力,这是一种外显性和操作性的智慧能力,所以称为显性智慧。

在图1的模型中,隐性智慧具体表现为“主体所定义的问题、主体的知识库里已经拥有的知识、主体为求解问题所预设的求解目标(也存在知识库内)”,这三者就构成了主体为求解问题所设置的初始工作框架。显性智慧则具体表现为图1中的“感知、认知、基础意识、情感生成、理智生成、综合决策、策略执行、效果检验以及反馈学习优化”所代表的问题求解过程。

由于隐性智慧是人类内隐性的智慧,需要明确的目标、足够的知识、很强的直觉能力、丰富的想象能力、甚至需要灵感和顿悟能力,才能创造性地发现值得解决的问题,所以,隐性智慧难以用人造机器去模拟。然而,由于显性智慧具有外显性和操作性特征,主要具备获取信息、生成知识、生成和执行策略的能力,因此,显性智慧有可能被人造机器所模拟。在约定俗成的学术语汇中,“智慧”比较抽象,带有形而上的色彩;而“智能”则比较具体,带有形而下的特点。于是,人类的显性智慧也常常被称为“人类智能”。

鉴于人类显性智慧与隐性智慧之间存在不可分割的深刻内在联系,人们就把研究和探索“人类隐性智慧和显性智慧奥秘”的科学技术称为“智能科学技术”,而把其中着重研究和模拟“人类显性智慧(人类智能)能力”的科学技术称为“人工智能”科学技术,或者就简称为“人工智能”。换言之,人工智能是“智能科学与技术”的一部分。

图1的基本模型及其相关解释启示我们:“智能科学与技术”的内涵既具有极强的基础性,涉及与物质资源同样基础的信息资源;又具有极强的深刻性,涉及人类创造性智慧的深邃奥秘;还具有极强的应用性,涉及极其广泛的应用领域。

因此,为了研究与学习“智能科学与技术”,人们应当具备人文社会科学、基础自然科学和应用技术科学的知识与能力,应当自觉遵循“文理交互,理工融通”的交叉科学理念。虽然我国高校仍有文科、理科、工科之分,但是,为了培养有发展能力和创新能力的人才,还是要在发挥各校特色的同时努力贯彻“文理交互,理工融通”的方针。这是智能科学与技术学科的鲜明特点,需要引起教学与研究人员的高度关注。

2基本方法

概念是学科的基石。从图1的基本模型可以看出,“智能科学与技术”包含了许多重要的新概念。除了上面已经讨论过的隐性智慧和显性智慧的基础概念之外,还有信息(包括本体论信息和认识论信息,特别是其中的语法信息、语义信息和语用信息)、知识(包括本能性知识、经验性知识、规范性知识、常识性知识、知识的内部生态系统和外部生态系统)、基础意识、情感、理智、智能策略、智能行为等一系列基本概念。

考虑到本文篇幅的限制,同时也考虑到读者可以很容易从现有文献中详细了解到这些概念,因此,这里只予以列举,而不准备展开具体的讨论。有需要的读者可以参阅相关文献。

这里需要特别关注的,是研究和学习“智能科学与技术”所需要确立的新的科学观和方法论问题。只有掌握了这些新的科学观和方法论,才能准确地理解“智能科学与技术”的基本概念、基本内容和基本规律。

有比较才能有鉴别,事物总是相比较而存在。了解“智能科学与技术”所需要的科学观和方法论的便捷方法之一,就是把它们同读者已经熟悉的“物质科学与技术”的科学观和方法论进行对比。众所周知,智能系统是一类开放的复杂信息系统,因此,这里的比较对象也要选择相对比较复杂的物质系统。表1就是这种比较的一些结果。

由表1可知,“物质科学技术”所采用的科学观包括(1)物质观:认为研究的对象是物质的;(2)结构观:认为研究的关注点应当是物质的结构;(3)孤立观:认为所研究的物质对象是与其它对象没有关联的;(4)静止观:认为所研究的物质对象是静止的,至少在研究期内是静止的。

基于这样的科学观,在处理比较复杂的物质对象的时候,物质科学技术所采用的方法论就是“分解一分析”,更具体地说就是“分而治之,各个击破,直接还原”。也就是人们所熟悉的“还原论”。

和“物质科学与技术”的情形不同,“智能科学与技术”的科学观包括(1)信息观:认为所研究的对象是信息;(2)系统观:认为研究的关注点应当是系统化的信息,即必须同时关注信息的形式、内容和价值;(3)生态观:认为信息不是孤立的或静止的,而是生长发展的;(4)机制观:认为信息的生长发展必然存在一定的机制。

基于这样的科学观,“智能科学与技术”所采用的方法论就是“转换―创生”。更具体一些说,就是“智能科学与技术”基本模型(图1)所展示的“信息转换与智能创生定律”。其中,“信息转换”是手段,“智能创生”是目的。

十分清楚,“物质科学与技术”的“分而治之”方法论体现了它的“物质观、结构观、孤立观和静止观”;“智能科学与技术”的“转换创生”方法论体现了它的“信息观、系统观、生态观和机制观”。

这个对比告诉我们,由于研究对象不同,导致学科的性质也不相同,我们不能把自己所熟悉的“物质科学与技术”的科学观和方法论统统照搬到“智能科学与技术”学科领域。虽然在研究局部细节问题的时候,这两种科学观和方法论的差异表现的不是很明显,但是在研究系统全局问题的时候,这种差别就会变得十分显著。这也是值得“智能科学与技术”的研究者和学习者特别关注的特点。

事实上,“人工智能”的研究就经历了一场方法论的变革。按照“分解―分析”的方法论思想,人工智能被分解为结构模拟(人工神经网络)、功能模拟(物理符号系统)和行为模拟(感知动作系统)三大学派,结果长期不能互相融通。20世纪末和21世纪初,一些研究人员提出“新的集成”和“现代方方法”试图找到三者融通的具体方法,但是都没有取得成功。2007年,本文作者按照“转换―创生”方法论思想提出了机制模拟的智能生成方法,结果发现:结构模拟(人工神经网络)、功能模拟(物理符号系统)和行为模拟(感知动作系统)分别是机制模拟的A、B、C型,从而实现了人工智能模拟方法的统一,见表2。

由此可见,以往人们把人工神经网络课程、物理符号系统课程(即普遍流行的人工智能和专家系统课程)、感知动作系统课程(即智能机器人或智能体课程)分开讲授或者只讲授其中一门或两门课程的做法是不合理的。

同时,我们一直把图1的模型称为“智能科学与技术的基本模型”。不过,如果注意到“智能科学与技术”的科学观一信息观,系统观,生态观和机制观,那么,我们也可以把图1称为“生态意义上的信息科学与技术基本模型”。这是因为,虽然在经典意义上的信息科学与技术基本模型只能覆盖到图1模型中的信息层次,但在生态学意义上,知识和智能都是信息的生态学产物,因此生态学意义上的信息科学与技术基本模型就覆盖了图1模型的全体。在生态学的意义上,“智能科学与技术”基本模型与“信息科学与技术”基本模型就合二为一:自顶向下观察,图1就是“智能科学与技术”的基本模型;自底向上观察,图1就是“信息科学与技术”的基本模型。于是有:

智能科学与技术=生态学意义的信息科学与技术

如果把“智能科学与技术”模型中的“由信息转换为知识”和“由信息、知识和目标转换为智能”这两个核心部分命名为“核心智能科学与技术”,把非生态学意义上的信息科学与技术命名为“常规信息科学与技术”,那么,也可以有:

智能科学与技术=核心智能科学与技术+常规信息科学与技术

在我国教育部的学科目录中,“智能科学与技术”其实就是“核心智能科学与技术”,目录中的“信息科学与技术”其实就是“常规(非生态学意义的)信息科学与技术”,后者又被划分成“通信”、“计算”、“自动化”、“物联网”、“信息安全”这样一些更加狭窄而且相互交叠的二级学科,显然有待进一步合理化。

3基本课程

北京邮电大学智能科学与技术研究中心最近实施的全国高校智能科学与技术专业教学计划调查表明,我国多数学校的教学计划确实体现了“计算机科学与技术的一个分支学科”的特点,很少学校的教学计划能够表现“文理相交,理工融通”的交叉科学精神。这就提出了一个尖锐的问题,如果真的把“智能科学与技术学科”办成“计算机科学与技术学科”的一个分支学科,那么,这样的“智能科学与技术学科”还有存在的理由吗?

由以上分析的“智能科学与技术”的基本模型和基本方法可以知道,为了学习、理解和掌握“智能科学与技术”学科,人们的知识结构必须包含社会科学、人文科学、基础科学、应用技术的基础知识与综合能力。

为此,由中国人工智能学会教育工作委员会和清华大学出版社计算机分社共同组建的“全国高校智能科学与技术专业系列教材规划与编审委员会”(以下简称编委会)提出了如下的本学科核心课程和相应的核心教材。

(1)一年级第一学期的课程智能科学与技术导论是一个引导型课程,旨在以准确而通俗的概念、全面而浅近的思路、亲切而富有感染力的语言,引导刚刚踏入校门的新生了解:什么是“智能科学与技术”?为什么要学习“智能科学与技术”?怎样才能学好“智能科学与技术”?

(2)二年级第一学期的课程脑与认知科学基础是本学科特需的自然科学基础(脑科学)和社会科学基础(认知科学),旨在为学生提供关于人类智能的脑科学基础知识和人类认知能力的科学知识,特别是关于“脑结构如何产生认知能力(物质如何生成精神)”的科学机理。

(3)二年级第二学期的课程不确定性数学引论是本学科特需的数学基础知识课程,旨在为学生提供关于“智能科学与技术”领域必然涉及到的各种不确定性(包括随机不确定性、模糊不确定性、粗糙不确定性以及非线性引起的混沌不确定性)的描述与处理知识,特别要阐明这些不确定性的根源、相互关系、描述和处理方法。

(4)三年级第一学期的课程机器智能是本学科的专业基础课程,旨在用“智能科学与技术”的方法论阐述人类智能的各种模拟方法(包括结构模拟、功能模拟、行为模拟和机制模拟),以及这些不同模拟方法之间的相互关系和统一的途径,为学生学习机器(人造系统)智能奠定理论和方法的基础。

(5)四年级第一学期的课程《科技史与方法论》,由于智能科学技术本身富有科学观和方法论的特色,因此这是一门具有本学科特色的总结性课程,旨在为学生提供关于科学技术发展史(特别是智能科学技术发展史)所展现的科学观和方法论知识,使学生能够从“智能科学与技术”的学科知识基础上站立起来,具有纵观和把握智能科学技术发展规律的能力,使学生的学术眼界能够“形成于课堂,而又远远超越课堂”。

编委会认为,这些核心课程的综合(加上各个学校的人文社会科学通识课程和各有特色的专业课程),将为学习者提供必要的“文理相交,理工融通”的交叉学科思维素质和能力。无论是理科型学校还是工科型学校,都要在保证上述核心课程优质教学的基础上努力发挥自己的特色,而不应当削弱这些核心课程的教学质量。

智能科学与技术论文篇(2)

中图分类号:G642 文献标识码:B

1 “智能科学与技术”学科:内涵、结构与关系

为了便于论证,首先需要明确:什么是“智能科学与技术”学科?

1.1 “智能科学与技术”的学科内涵

智能问题具有高度复杂性,不同的人从不同的角度去认识智能,就可能得到不同的理解,这使得国际学术界关于智能的定义一直呈现出多样化的特点(正像信息的定义至今还难以统一那样)。

但是,经过长期的研究,具有系统思维优势的我国人工智能学术界却已经对此取得了比较清晰的理解。

智能,是“面对问题、约束和目标,通过获取信息、提炼知识、调度知识生成策略,从而解决问题、满足约束、达到目标”的能力。

智能的概念也可以用图1的抽象模型来表示。图1模型所表示的“由面对问题到解决问题”的整个过程是典型而完整的智能活动过程,其中包含:信息获取(传感)、信息传递(通信)、信息处理(计算)、知识生成(认知)、策略创建(决策)、策略传递(通信)、策略执行(控制)等基本环节。它体现了“标准智能科学技术”的科学技术内涵。

图1所示的“标准智能科学技术”内涵中,“知识生成(认知)”和“策略创建(决策)”这两个相互联系和相互作用的部分,通常又被称为“狭义智能科学技术”,它是“标准智能科学技术”中最为复杂最为困难的部分,也是“标准智能科学技术”最具表征性的部分。

本项建议提出增设的“智能科学与技术”博士学位一级学科,正是指“狭义智能科学技术”而言。为了使语言和行文更为简洁,在一般不引起误会的情况下,通常省略“狭义”这个形容词。

由此可以得到一个重要的结论:“智能科学技术”一级学科具有自己相对独立的学科立足点,这就是认知(知识生成)和决策(策略创建),而且是“标准智能科学技术”内涵中最具有表征意义的部分。

1.2 “智能科学与技术”一级学科的二级学科结构

作为一级学科,“智能科学与技术”学科可以下设若干二级学科。根据目前的发展情况,设立以下三个二级学科是适宜的:

智能理论与方法(可授理学学位)

知识处理(可授理学或工学学位)

智能系统与应用(可授工学学位)

这是三个体系很完整、关系很和谐、非常有特色的二级学科。它们在整体上全面地涵盖了“智能科学与技术”学科的理论、技术与应用,足以支撑“智能科学与技术”学科的发展。

同时也可以看出,“智能科学与技术”博士学位授权一级学科的三个二级学科内涵与现有其他一级学科的二级学科之间没有重叠与冲突,不会影响到其他学科的发展。相反,它使整个学科的学位培养体系得到了充实与完善。

1.3 “智能科学与技术”与相邻学科的关系

由智能的定义和它的抽象模型(图1)可以看出:标准智能科学技术(或者也可以称为“完全的智能科学技术”)包含了以下分支学科:

传感与测量(信息获取)

通信(信息传递)

计算(信息处理)

狭义智能(知识生成与策略创建)

控制(策略执行)以及

系统(全局性能优化)等分支学科

显而易见,这些分支学科都有自己相对独立的学科立足点,不存在人们担心的“互相挤占”的问题。即使对于“计算机科学与技术”和“控制科学与工程”这两个关系最密切的学科来说,“智能科学与技术”也不会“挤占”它们的研究领域。相反,它们之间具有明确的分工和接口,所有这些分支学科之间的有机合作,可以构成标准的(或完全的)智能科学与技术的大学科。

多年前,“信息与通信工程”、“计算机科学与技术”、“控制科学与工程”都已经成为一级学科。因此,现在设立“(狭义)智能科学与技术”博士学位授权一级学科,全学科的整体结构,应当是水到渠成的事情了。2设置“智能科学与技术”一级学科:必要性、可行性、紧迫性

既然图1的抽象模型揭示了“标准智能科学与技术”的学科结构内涵,也表明了“(狭义)智能科学与技术”学科具有自己独立的学科立足点――认知(知识生成)与决策(策略创建),而且表明“智能科学与技术”学科与“信息与通信工程”、“计算机科学与技术”和“控制科学与工程”等学科属于同一个学科层次,那么一个自然的问题就是:为什么在此之前,“智能科学与技术”学科没有能够与其他同层次的学科一起成为一级学科?

下面就来回答这个问题。

2.1 设置“智能科学与技术”一级学科:理论基础已经确立

当初没有把“智能科学与技术”设置为一级学科,不是因为它不重要,而是因为智能科学技术的研究对象f认知与决策:如何把信息提炼成为知识;如何把信息与知识激活成为智能策略)比较复杂,进展受限,甚至连人工智能的三大主流理论(基于结构模拟的人工神经网络、基于功能模拟的符号逻辑系统、基于行为模拟的感知――动作系统)也处于“鼎足三分,互不认可”的状态,未能形成统一的理论知识体系,因而缺乏建立一级学科的理论基础。

其实,这种进程完全符合科学技术发展的规律。正如人类进化的过程一样,只有当感觉器官、传导神经系统、思维器官中的古皮层和旧皮层、效应器官这些功能首先发展起来之后,人类才会对思维器官新皮层的发展提出强烈的要求,使后者成为发展的焦点。信息科学技术的发展逻辑也是这样,只有当传感技术、通信技术、计算机技术、控制技术都充分发展起来之后,我们才会对智能科学技术的发展产生强烈的需求,使智能科学技术成为发展的焦点。

事实上,自20世纪90年代Internet(计算机与通信技术的集成体现)进入商用以来,人类对智能科学技术的迫切需求就已初见端倪:无论是为了发挥Internet的正面作用(在信息海洋中准确检索用户所需要的信息)还是为了抑制Internet的负面影响(过滤各种不良信息),都需要能够“理解信息内容和效用”的智能搜索技术,而这不可能依靠一般计算机编程来解决。这就验证了上面的进程逻辑:通信与计算机等技术发展起来以后,人类必然对智能科学技术产生强烈需求。

于是,进入21世纪以来,在信息技术应用需求的强力推动下,智能科学技术获得了巨大的发展。现在已经明确:由信息提炼知识(认知)的基本机制是归纳,而由知识和信息激活智能策略(决策)的基本机制是演绎。不仅如此,原来“鼎足三分,互不认可”的人工智能三大主流理论(结构模拟理论、功能模拟理论、行为模拟理论)也在机制模拟理论的框架内实现了和谐的统一,形成了人工智能的统一 理论体系,从而为设置“智能科学与技术”博士学位授权一级学科奠定了必要的理论基础,扫除了原来不能设置一级学科的基本障碍。

而且,人工智能理论研究与自然智能的研究之间也在快速沟通,正在形成更强大的研究体系――高等智能,后者把感知、觉知(基础意识)认知、情感、智能等一些原先互相分离的领域以及信息理论、知识理论、智能理论等一些原先互相脱节的理论互相融会贯通,构筑“高等智能”的理论体系。

2.2 设置“智能科学与技术”一级学科:国家需求迫在眉睫

众所周知:信息是现象,知识是本质,智能是运用知识解决问题的能力,是信息的最高级产物。因此,智能科学技术是信息科学技术的核心、前沿和制高点。与此同时,智能又是生命体的精髓,是生命体最为复杂、最为神奇、最为重要的能力。显然,智能科学技术是信息科学技术与生命科学技术最为精彩的交叉领域,是21世纪科学技术发展的聚焦点。

从智能的定义和图1的智能模型可以看出,智能科学技术的实质,是利用现代科学技术增强人类认识问题(以至认识世界)和解决问题(以至改造世界)的能力。因此,在激烈尖锐的国际竞争中,谁最先掌握了智能科学技术,谁就可能掌握竞争制胜的主动权。肩负“振兴中华”重任的我国科技和教育工作者,责无旁贷地要全力以赴,抢占先机,努力发展我国的智能科学技术。而设置“智能科学与技术”博士学位授权一级学科,就可以在智能科学技术这个关键领域培养大批优秀的高层次人才,为我国掌握信息科学技术的核心、前沿和制高点提供人才保障。这是我国国家发展至高无上的战略需求。

另一方面,从现实的经济发展来看,党中央国务院一再发出号召,要求尽快转变粗放的国民经济增长方式,因为这种增长方式导致资源(包括物质资源和能量资源)的高消耗和废弃物的高排放,造成对生态和环境的高污染(称为“三高”),是一种不可持续的增长方式。近年来,人们从工业生产系统的操作层面和管理层面采取了多方面的节能减排措施,也取得了一定的成效。但是分析表明,“三高”的根源是资源的高消耗,而资源高消耗的根源又在于工业时代余留下来的工业生产系统“高度冗余”的设计理念:为了保证在最恶劣的条件下正常生产,就要求为生产系统提供高额超量资源(包括物质资源和能量资源)供应。然而,最恶劣条件的出现概率通常很小,因此,在绝大部分时间内,生产系统都处于高额超量资源消耗的状态。一旦按照这种理念设计了生产系统,那就“木已成舟”,无论人们在操作和管理方面怎样精心,也不可能从根本上解决由于资源高消耗引发的“三高”问题。

解决国民经济粗放增长方式的根本办法,是采用基于智能科学技术的“智能设计”理念去取代“高额超量冗余”的传统工业设计理念,从工业生产系统的“源头”上消除“三高”的根源。如定义所见,“智能”概念的基本特征是“学习”,智能设计理念的技术特征是“自学习――自调整――自适应”,它能保证在任何情况下(包括最恶劣和最良好的情况),生产系统的资源供应和产品产出都处在“准最优”的状态,从而消除了高额超量冗余资源的消耗。这是国民经济健康发展所迫切需求的,也是智能科学技术所能够做出的贡献。

国民经济和社会进步迫切需要“智能科学技术”的最新动向是2009年2月4日IBM中国公司在北京的“智慧地球(Intelligent Earth)”战略。这个战略的目标是让世界的运转更加智能化,涉及个人、企业、组织、政府、自然和社会之间的互动,这种互动将大大提高性能效率和生产力。IBM并不讳言“智慧地球”对于中国发展的重要性,它认为,“智慧地球”使中国近百年来首次与世界同步进行技术革命,为中国提供了难得的历史良机(详情参见《科技日报》的整版报导)。这是一个非常清晰的信号:20世纪80年代以来,引领世界发展的火车头是“信息化”,而在21世纪的今天,引领发展的火车头则是“智能化”。如果我们不能及早为“智能化”培养大批优秀的“智能科学技术”高层次人才大军,振兴中华、建设“创新型国家”的目标就难以实现。

也许大家还记得,在2008年中国科学技术协会成立50周年庆祝活动期间,在互联网上展开的一项大规模调查显示,在10项“引领未来的科技”名单中,“人工智能”赫然处在前列的地位。这表明,中国广大网民早已认识到人工智能对于中国发展前途的重要性和关键性。

总之,无论是从学术意义还是应用价值来看,为了国家的最高利益,智能科学技术的发展都应当放置在相当关键的核心地位。教育是先导性事业,是面向未来的事业,培养人才需要一定的周期,需要超前安排。因此,我国现在设置“智能科学与技术”博士学位授权一级学科,已经不算早了。

2.3 设置“智能科学与技术”一级学科:条件已经成熟

无数事实表明,由于信息科学技术(尤其是互联网的应用)不断向深度和广度进军,特别是智能科学技术的不断发展与完善,当今世界进步的特征正在由“信息化”快速向“智能化”迈进。今天,社会对“智能化”的呼唤如同20世纪80年代社会对“信息化”的呼唤一样急切和普遍:智能网络、智能决策、智能计算、智能控制、智能管理、智能通信、智能信息处理、智能遥感遥测、智能交通、智能车辆、智能机器人、智能农业机械、智能游戏、智能商务(商务智能)、智能仪器仪表、智能材料、智能建筑、智能自动化、智能玩具、智能信息服务、智能信息安全、智能战场对抗等,不一而足。

时至今日,在我国学位体系结构中设置“智能科学与技术”博士学位授权一级学科,完善学科学位体系的整体结构,适应科学技术的发展和国民经济对人才培养的需要,条件已经充分成熟。

(1)随着信息技术的发展和应用,信息化不断向深度和广度前进,涉及的问题越来越深刻,越来越复杂,从而对“智能科学技术”的应用产生了越来越明确和强烈的需求,推动着“信息化”进程不断向“智能化”的阶段迈进。

(2)智能科学技术本身的长足进步,特别是人工智能理论由原先的“鼎足三分和互不认可”状态走向和谐统一,形成了自己的科学理论体系,为设置“智能科学与技术”博士学位授权一级学科奠定了坚实的学科理论基础。

(3)由于通信、计算机、控制等学科的发展(特别是Internet的发展)对智能科学技术提出了日益迫切的需求,智能科学技术在现代国民经济的发展与社会文明的进步事业中已经发挥了而且将进一步发挥越来越重要的作用。

(4)智能科学与技术的狭义学术领域定位于“认知(知识生成)和决策(策略创建)”,它的前端与“计算机科学与技术”学科的“信息处理”接口,后端则与“控制科学与工程”学科的“策略执行”衔接,各司其职,相辅相成。

(5)经过深入论证,“智能科学与技术”博士学位授权一级学科下设“智能理论与方法”、“知识处理”以及“智能系统与应用”三个博士学位授权二级学科,是十分适 宜的。

(6)建议在设立“智能科学与技术”博士学位授权一级学科的同时,也设立“智能与技术”硕士学位授权一级学科;其下也设立“智能理论与方法”、“知识处理”和“智能系统与应用”三个二级学科。

(7)我国已经有大约20所高校创建了“智能科学与技术”本科专业,也已有一批高校在“计算机科学与技术”博士学位授权一级学科内自主设置了“智能科学与技术”的博士学位授权二级学科,为设立相应一级学科创造了条件。

(8)我国大批高水平的高等学校和中科院相关研究所拥有实力雄厚的博士和硕士研究生培养队伍和基地;我国信息领域众多的高新企业、动画漫画产业和智能游戏以及智能服务产业对智能科学与技术的高层次人才有强大需求。

(9)中国人工智能学会逢单年召开全国智能科学技术的学术大会,逢双年举办国际高等智能学术大会(Intemational Conference on Advanced Intelligence),还创办了“Intemational Journal on Advanced Intelligence”,创造了良好学术环境。

(10)2002年以来,中国人工智能学会教育工作委员会每年都举办1~2次全国性“智能科学与技术”本科专业和研究生教育的研讨会,交流本学科专业的办学经验,探讨研究生的培养途径,发挥着民间教学指导委员会的作用。3结论和建议

具有五千年文明积淀的中华民族,虽然在近代历史上曾经落伍,但是经过60年的洗礼,特别是经过改革开放30多年来的学习、思考与探索,已经充分成长起来了。在考虑“中国应当做什么”这类问题时,完全有能力根据客观规律和事实分析,得到自己的结论。

(1)信息获取(传感)、信息传递(通信)、信息处理(计算)和信息执行(控制)科学技术的发展,推动了经济和社会向着信息化的方向快速迈进;而经济和社会走向信息化的结果又激发了越来越多更为复杂和深刻的社会需求,急切需要智能科学技术(知识生成和策略创建)迅速跟上才能解决。这是科学技术与社会需求互动而导致科学技术不断进步的客观规律。

(2)经过半个多世纪的研究和积累,智能科学技术本身已经获得了长足的进步,不但在实际应用中已经发挥重要的作用,而且智能科学技术的理论基础也已经由原来的“鼎足三分,互不认可”状态进步到形成了和谐统一的体系,为智能科学技术的进一步发展奠定了坚实的基础。

智能科学与技术论文篇(3)

随着物联网、大数据、5G及人工智能等信息技术的发展,为了应对中国产业变革及新一轮的科技革命,适应“中国制造2025”国家战略需要及产业经济创新发展,同时将国际工程教育思想本土化,“新工科”应运而生[1]。信息技术发展催生出了人工智能相关的专业,国内高校纷纷设立了智能科学与技术专业。近年来,人工智能技术的发展引领着人类社会正逐渐走进智能社会,人工智能将深刻影响人类社会。随着人工智能的进一步发展,高等教育的价值也将进一步提高[2]。因此,各高校应尽快建立与新工科相一致的智能科学与技术专业,并深入研究我国人工智能的人才培养体系、课程设置、实验平台及成果转化等方法,改革传统人工智能的教育教学方法,形成有新工科特色的智能科学与技术专业工程教育方法。由于传统的专业是按学科划分的,因此,目前的智能科学与技术专业课程体系以理论为主,强调学科知识的系统性和完备性[3]。人工智能导论作为智能科学与技术专业的核心课程,同时也是人工智能“入门性”和“引导性”的课程。但是,目前人工智能导论的课程设置上主要存在课程内容陈旧、实践课程不足、教材理论过强、教学模式老旧及实践教学与企业需求不适应等问题。尤其是人工智能导论课程,缺乏实践教学将会降低学生学习人工智能的兴趣和积极性。因此,为了解决这些问题,并使高校跟上人工智能时代的脚步,抓住高等教育发展的新机遇,进行面向新工科的人工智能导论实践教学模式探索具有重要的现实意义。

1人工智能对新工科人才的新要求

1.1具备多学科交叉知识。人工智能导论是一个多个学科交叉而成的一门课程。人工智能导论主要包括知识系统、智能搜索技术、脑科学、机器学习、神经网络、支持向量机、专家系统、智能计算及分布式智能等内容[4]。因此,一个合格人工智能专业人才需要具备多学科知识。1.2具备多领域应用能力。人工智能导论的应用领域广泛,基本包含工业、农业及社会生活的各个行业(如工业生产、通信、医疗、金融、社会治安、交通领域及服务业等)[5]。人工智能导论课程要求学生在学好理论前提下也应该掌握各行业的相关知识,只有这样才能提高人工智能技术在各领域的应用。1.3具备人工智能创新创业精神。目前,创新驱动发展成为了我国现阶段发展的重要力量,人工智能成为经济发展的新引擎[5]。在大众创业、万众创新的号角下,人工智能技术作为创新创业过程中的一个大趋势。因此,当今新形势下培养具有创新创业精神的人工智能专业人才对我国经济发展及大学毕业生创新创业具有重要意义。1.4具备人工智能人文素养。人的内在品质就是人文素养,人文科学的知识水平和研究能力是人文素养的重要组成部分,人文素养是人文科学体现出来的以人为研究对象和中心的精神[6]。人工智能对人类社会带来的是便利还是带来灾难,关键是使用者的思想道德和人文素养。因此,培养具有人文精神的人工智能专业人才具有重要的意义。

2人工智能导论课程教学现状

目前,许多高校已经认识到传统的人工智能导论课程已经不能适应社会和学生发展的需要。尤其是地方普通高校在师资、科研及学科力量薄弱情况下进行人工智能导论的实践教学。目前人工智能导论的课程设置上主要存在的问题如下:⑴本科生课程内容陈旧。近年来,随着云计算、大数据、5G等信息技术的快速发展,也带动人工智能技术发展日新月异。对于高校来说,要紧跟人工智能技术前沿,传授学生的知识也要紧跟人工智能的发展。目前,虽然也出现了不少新的人工智能导论教材,但在课堂上能够教学的新内容仍然不多,教材内容仍然集中在传统的人工智能技术(如问题求解、知识表示、归结原理及经典推理等技术)上。⑵研究生课程内容重叠。研究生的人工智能导论课程应作为本科生课程的一个延续,但部分高校对研究生人工智能导论课程的教学重视不够。很多本科生已经学过的内容在研究生阶段又进行了重复。因此,在新工科背景下培养高层次的人工智能人才,就必须要在研究生阶段加强新工科人才实践能力的培养,选择合理的人工智能导论课程,改革研究生阶段人工智能导论的教学理念和教学模式。⑶实践课程不足。实践教学是提高人工智能新工科人才能力的重要路径。目前,大多数院校的人工智能导论课程理论与实践联系不够紧密,对学生实践能力的培养不够,只知道理论,而不进行实际的实践应用就不能成为合格的人工智能新工科人才。另外,大多数地方高校的人工智能实验室建设投入不足,实验条件差,验证性的实验较多,实验课时不足,学生对人工智能新技术的接触不够。⑷人工智能导论教材理论性过强。目前,现有的人工智能导论教材以理论为主,缺乏人工智能实践内容。在课程教学过程中学生经常会感觉索然无味,当实践课程开设不足时,这种情况会非常明显。学生会渐渐的对人工智能导论课程失去兴趣和热情,最终会导致课程的教学质量和效果下降,不能达到新工科人工智能专业人才培养的预期。⑸教学模式老旧。人工智能导论是多学科交叉的课程,课程内容理论性强、抽象、多知识点是新工科的特点。然而,大多数地方高校仍然采用过去的课堂教学模式(即“教师讲、学生听”的教学模式),这种单向灌输的教学方式以教师为主,学生的主动性不够,只是在被动接收知识。学校这种重视理论不重视实践的教学模式,在一定程度上影响了新工科人才的实践能力,从而导致教学内容与企业社会需求脱节。

3人工智能导论实践教学初探

3.1人工智能导论课程实践平台建设。为了提高学生对实践教学的兴趣,南阳师范学院计算机科学与技术学院在人工智能导论授课过程中广泛应用多种计算机实验教学平台,如采用开源的PaddlePaddle百度飞桨深度学习平台,希冀一体化人工智能实践教学平台及大数据综合实验平台。教师可以在实践教学过程中方便的使用这些平台进行授课,学生也可以在课堂中跟随老师完成相关实验,并能够在课下进行相关实验练习及提交作业。3.2人工智能导论课程实验内容优化。在人工智能导论实践教学过程中,以学生兴趣为导向,开展相关应用课程实验,南阳师范学院计算机科学与技术学院对人工智能导论实验课程内容进行优化。优化后的主要实验课程包括搜索优化算法实现、智能计算实现、贝叶斯分类实验、最近邻算法实验、机器学习实验及神经网络实验。最后,通过期末课程设计进一步提高学生解决实际问题及创新创业的能力。3.3人工智能导论实践教学模式改革。⑴校企合作为使人工智能导论实践教学不与企业脱节,校企合作是关键。应积极派遣教师进企业进修,了解企业需求,并提高教师的工程能力。从2018年以来,南阳师范学院计算机科学与技术学院每年暑假期间累积派遣教师58人/次前往百度、中兴、科大讯飞、神舟数码及江苏传智播客公司等进修培训。同时已经在固定时间邀请相关企业讲师到学校进行人工智能方面的项目教学。建立起了具有地方区域特色的师资队伍及校企协调的实践教学模式,从而避免人工智能导论课程实践与企业实际脱节。⑵“双导师”负责制人工智能导论实践课程实行“双导师”制,邀请企业中实践经验丰富的人才任教或任职,校企合作建立实践教师指导团队,改革教学策略及教学方法,以项目为牵引,将人工智能导论实践课程作为第二课堂学分。还要积极制定人工智能相关的科技作品竞赛的奖励机制,积极引导学生参加各种人工智能相关的比赛,从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。⑶采用案例教学法以案例导入进行教学,提高学生兴趣。首先,从人工智能竞赛的部分赛事中、(如百度的人工智能大赛,“2020年全国人工智能大赛”,“2020中国高校计算机大赛人工智能创意赛”等)中选取贴近实际问题的案例作为人工智能导论实践课程的案例来源。然后,采用目前主流的人工智能开发软件进行算法代码的编写,引导学生采用Python语言调用第三方接口库进行算法的实现。最后,让学生使用主流的编程语言(如C++、Java等)开发完善算法或进行系统设计与实现。

4结束语

在新工科背景下,人工智能导论作为智能科学与技术专业的基础核心课程,人工智能人才培养应注重提高学生解决问题的能力。在这种背景下,笔者结合近年来了解到的企业需求和上课的实际,对人工智能导论实践教学模式进行初探,具体如下:①校企合作,构建人工智能实践平台;②建立案例库,优化实践的内容;③校企“双导师”制,采用案例教学,从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。

参考文献:

[1]杨晴,王晓墨,成晓北等.新工科背景下的新能源科学与工程专业——哈佛大学工科教育在学科交叉方面的启示[J].高等工程教育研究,2019.S1:23-24,33

[2]李明媚,成希,罗娟.人工智能时代的高等教育之变与不变[J].黑龙江高教研究,2020.2:41-44

[3]陈义明,刘桂波,张林峰等.智能科学与技术专业课程体系建设的理论思考[J].计算机教育,2020.309(9):103-107

[4]刘永,胡钦晓.论人工智能教育的未来发展:基于学科建设的视角[J].中国电化教育,2020.2:37-42

智能科学与技术论文篇(4)

在世界范围内,智慧图书馆研究与实践尚属起步阶段,其起源于欧美一些地区的髙校图书馆、公共图书馆。2003年,Aittola在其题为《智慧图书馆:基于位置感知的移动图书馆服务》的论文中指出:智慧图书馆是一个不受空间限制的、可被感知的移动图书馆服务,可谓是对智慧图书馆内涵的早期定义。我国图书馆界对智慧图书馆研究始于2005年前后,是在借鉴“智慧城市”、“智能图书馆”基础上产生和发展起来的,并形成了一定的具体实践,如上海市图书馆在国内率先开展了手机图书馆的移动服务,台湾台北市立图书馆应用RFID技术建成了无人值守的智慧图书馆。纵观国内智慧图书馆的相关研究,不难看出,大部分学者对智慧图书馆与智能图书馆、智慧图书馆与图书馆智慧服务之间的内涵或产生了一定程度的混淆,或未加以严格区分。

何为智能图书馆?上海社会科学院信息研究 所编著的《智慧城市辞典》中给出的定义为:利用智能技术管理图书馆并提供服务的图书馆,是高新技术(计算机、多媒体、现代通信、智能保安、环境监控等)与图书馆建筑艺术的有机统一。其主要指向的是一种通信、建筑物、办公自动化系统以及通过读者智能卡、手机图书馆、三网融合等技术手段实现图书馆的智能服务。由此可见,智能图书馆强调的是信息技术的应用,直白一点说就是指技术型的图书馆,对图书馆价值与基本职能是一种忽视的态度。智慧图书馆是什么呢?笔者比较认同王世伟先生给出的解释:智慧图书馆注重的是在信息技术基础上的整合集群与协同管理,注重的是新信息技术支撑下的泛在、便捷和跨越时空的读者服务,注重的是图书馆的创新发展、转型发展和可持续发展。也就是说智慧图书馆强调的是“技术仅是一种手段”,技术应用的目的是使图书馆以人为本的服务理念得到进一步升华,而不是萎缩;使图书馆的价值和功能体现得更加明确,而不是模糊。而在现有研究中,多数研究者给出的智慧图书馆定义是从技术维度出发,与智能图书馆的内涵相差无几。

智慧图书馆是图书馆的一种发展模式,而智慧服务是处于某种发展模式的图书馆基本职能与价值的内容体现。智慧服务并非智慧图书馆独有,任何形态的图书馆,包括传统图书馆、数字图书馆、复合图书馆等均可实现智慧服务。智慧服务包括技术智慧、服务智慧、人文智慧,这种智慧既是具体的又是抽象的,尤其在技术智慧中,要在具体的智能技术中体现出抽象的人文智慧。智慧服务这一名词的出现几乎与智慧图书馆同步,因此,一部分学者将二者视为同一概念,这是对智慧图书馆理解的局限,也是对智慧服务内涵认知的浅表化。而实际上,智慧服务只是知识服务的一个更高级阶段,很多知识服务虽然体现了“智慧”的内容,但学者并不一定用“智慧服务”一词表达,如张晓林在《研究图书馆2020:嵌人式协作化知识实验室》论文中提出的嵌人式协作化知识服务实际上就是一种智慧服务。

若在智慧图书馆研究中过分强调RFID、云计算、移动通信等技术的综合应用则会严重偏离智慧图书馆研究的本质,而目前现有的智慧图书馆研究现状表明,绝大部分学者在相关研究中,过分地强调了技术的应用,这种以技术为核心的“高端”研究使学者过度地关注了图书馆工作和事业的表现形式,而以图书馆核心价值及基本职能为主的“低位”研究却严重缺失与冷寂,甚至逐渐成为冷门,淡出图书馆人的研究视线,这对于图书馆未来发展而言是十分危险的,因此,有必要提醒相关研究者谨防智慧图书馆研究中的“智慧”缺失。

2.智慧田书馆研究中的"智慧”缺失

“智慧”缺失的智慧图书馆研究容易导致图书馆服务非主流化、图书馆功能发挥中物理实体的作用轻视化、图书馆资源经费投人分流化,同时也使图书馆资源获取的自由平等和图书馆利用的“低成本”受到威胁。纵观国内智慧图书馆研究成果,总结起来应防止以下几种“智慧”缺失:“根基不稳”、“价值偏离”、“急功近利”。

2.1防止智慧图书馆研究的“根基不稳’’

1975年,在国际图书馆协会联合会(IFLA)举办的图书馆职能研讨会上,确定图书馆的职能为:保存人类文化遗产、开展社会教育、传递科学情报、开发智力资源。1978年出版的《美国百科全书》“图书馆”词条绪论指出:“图书馆一直担负着收集、保存和提供资料三项主要职能我国关于图书馆职能的研究大致也是在上述基础上进行的阐述与发展。时至今日,图书馆研究已在传统图书馆基础上,经由数字图书馆、复合图书馆,发展到移动图书馆、智慧图书馆,不论图书馆形态如何改变,图书馆的基本职能均未过时,因为这种基本职能反映了图书馆的本质和规律,是任何时候、任何图书馆都不可改变的,并应给予持续重点关注。如果基本职能改变了,那么图书馆便无所谓图书馆,而是其他什么事物了;如果不给予持续重点关注,那么图书馆的任何研究也会逐渐脱离生长的根基。

因此,智慧图书馆研究必须首先重视图书馆基本职能的开发与研究,在此基础上再考虑完成这种职能的技术实现手段。智慧图书馆从本质上讲就是在社会经济、技术和政治背景下产生出来的以传统图书馆基本职能为本质的图书馆发展的一个所谓“高级阶段”。在这个阶段中,无论由于技术产生带来的图书馆资源组织与服务多么丰富与便利,其基本的根基均应建立在图书馆基本职能基础之上,这是任何形态的图书馆研究无法超越的根基,何况就图书馆目前发展现状来讲,还没有到不采用先进的技术就无法实现图书馆基本职能的地步。智慧图书馆现代化技术的应用与实践,的确一定程度上扩展了图书馆基本职能发挥的外延空间,也让用户充分享受到了现代化的服务氛围,但如果一味地强调技术在图书馆中的实施应用,而忽略了对丰富图书馆基本职能内涵的研究,无疑会动摇图书馆的根基。

2.2防止智慧图书馆研究的“价值偏离”

必须承认,技术进步是社会物质财富的重要源泉,它为生产关系改善和社会变革提供了不竭动力。但同时我们也必须认识到,技术在给人类带来方便性的同时,也带来了新的威胁与危险,正如信息技术可以使地球变小,使人们的交流更快捷,但网络也可能成为信息战、强势文化、色情与犯罪的新媒介。因此,技术应用只有在价值观的指导下才能够为人类带来福祉。德国社会学家马克斯?韦伯对技术与价值观之间关系的描述甚为形象:技术恰如地图,它布满了地理位置,却不能告诉你具体行动的方向,行动的方向是由价值观决定的。技术的具体任务是在价值观给出具体目标和方向前提下,提供行动方案。具体到图书馆而言,如果将图书馆比作一列“火车”,那么价值观决定了图书馆理论研究和实践的发展方向,也即决定了图书馆这列“火车”的运行方向。因此,价值对于图书馆的发展而言具有举足轻重的作用,而智慧图书馆研究中,技术应用的过分强调很容易造成图书馆价值的偏离。

2.2.1智图书馆对图书馆价值的负面效应

图书馆价值通常由资源价值和社会价值两方面组成,若按目前研究模式继续发展下去的话,智慧图书馆的负面效应有可能不同程度地体现在这两方面中。

(1)资源价值

图书馆的资源大致可分为三类:信息资源、空间资源和文化资源。1)信息资源系指图书馆纸质及电子版本的各种类型的文献,它是图书馆的基础与保障,没有资源就不能称之为图书馆。然而,众所周知,我国各类型图书馆的经费均比较紧张,即便是条件相对好一些的图书馆,经费预算也是刚性的,且每年只能小范围调整。图书馆建设中各种技术的应用,势必要投入设备购置、软件使用、系统维护等费用,这将直接削弱分配到图书馆文献资源经费的额度,使有限的经费因为技术的应用而产生分流,直接影响到图书馆资源建设的质量,动摇图书馆的根本生命力。2)空间资源是指图书馆建筑结构及数字环境下的虚拟空间,空间资源一直以来没有得到图书馆界的广泛关注,直到2009年上海图书馆馆长吴建士的“把图书馆打造成市民的第三空间”的理论提出,空间资源才开始引起图书馆界的注意。丰富的馆藏资源、舒适的阅读环境、良好的文化氛围以及合理的布局结构是图书馆相比其他机构的显著优势所在,移动与远程技术的介人,使得用户对图书馆的利用不再局限于图书馆这块实体阵地,很容易造成图书馆功能发挥中物理实体的作用被轻视,这是一个相当危险的信号。图书馆说到底是一个社会组织实体,运行环境与场所是图书馆发展的必备基础,失去这个基础,图书馆同样不能称之为图书馆。20世纪末,业界和学界对数字图书馆的大肆鼓吹,对不少政府官员产生了误导,认为只要建设数字图书馆就可以了,无需再建实体图书馆,虽然最终这种误导未对图书馆的建设造成影响,但在智慧图书馆研究如火如荼的今曰,也应引以为戒,过分强调图书馆发展的所谓“智慧性”很容易导致图书馆实体的物理存在被忽视。越时尚越传统,越现代越怀旧,这是生活的辩证法,更应是作为文化传承重要载体的图书馆的辩证法,我们应该从中得到肩迪。3)文化资源同样是图书馆的重要资源之一,它是图书馆正能量得以有效发挥的基本精神力量。图书馆利用文化、图书馆服务文化、图书馆管理文化、图书馆空间文化、信息资源组织与共享文化以及用户交流文化等构成了图书馆文化资源的有机组合,图书馆是特定文化的产物,其本身便构成了一种文化现象,同时图书馆对文化建构也具有一定的引导能力。图书馆文化是在图书馆、社会与人的互动中产生的,文化一旦脱离了人的互动参与,就丧失了载体和意义[17],而无论多么先进的互动技术,均会使图书馆文化的传播和对用户作用的发挥大打折扣。

(2)社会价值

图书馆作为社会上的一个机构,其社会价值是与生俱来的。而且由于图书馆的各种资源优势,使得图书馆的社会价值具有显著的不可替代性特征。图书馆社会价值的核心是自由与平等,以及在此基础上对数字鸿沟的消除。而如果一味强调智慧图书馆中的技术应用,很容易使图书馆资源获取的自由平等以及用户“低成本”利用图书馆受到威胁,从而加深数字鸿沟。这是因为,技术的应用一方面提髙了用户教育的成本,用户为获取图书馆的服务必须学会相关技术的应用;另一方面在以技术为载体的服务环境下,用户一般需使用一定的终端设备才能享受到图书馆的服务,设备费用再加上通信费用会使图书馆服务呈现“高消费化”,这会将“经济穷人”推向“信息穷人”。因此,技术在图书馆服务中的应用显然一定程度上违背了自由平等的社会价值。此外,智慧图书馆对于移动技术的应用,很容易导致图书馆服务的“非主流化”,具体表现在:移动信息并非是图书馆的主流服务、移动信息使用者也并非是图书馆主流用户;移动服务并非是图书馆资源获取的主流方式,移动学习也并非是用户主流学习方式。

2.2.2智慧图书馆研究中对人文精神的忽视

图书馆事业产生之初便刻上了人文主义的烙印,美国图书馆学家杰西?谢拉早在1976年就指出:“图书馆学在其技术和服务方面日益向社会科学和自然科学靠近。但是我们最好还是提醒自己记住,图书馆学始于人文主义。否则,过分热心于科学技术和行为学派的社会活动,我们就会看不到个人及其需要和包含在这些需要中的人文主义价值。”人文精神是图书馆产生、存在和发展的基础,人文精神应该体现在图书馆事业发展的各个阶段,只有这样才能真正实现图书馆的社会价值,也才能使图书馆事业的发展充满生机与活力。人文精神就是要坚持以人为本的理念,在“爱护人、尊重人、理解人”的同时,还具有“依靠人、满足人、发展人”的内涵。智慧图书馆研究中,一些新技术的引入为图书馆带来了重要的发展机遇,能够使图书馆工作手段与方法发生根本性的变化,但由于对技术的过分追求,使图书馆人忽视了人文精神的存在。正如肖希明先生所言,许多人相信,现代科学技术的应用必然给图书馆带来彻底解放,图书馆只要用电子计算机武装起来,就会一切问题迎刃而解。在图书馆学研究与教育中,技术成为炙手可热的领域,以致有人认为图书馆学应该建立在键盘操作之上。而与此同时,图书馆的人文精神却在不断滑落。于是,在很多图书馆便出现了颇为引人深思的现象:移动服务开展得如火如荼,而图书馆的藏书却无人问津;图书馆员的电脑操作驾轻就熟,而与用户的交流却冷若冰霜。智慧图书馆中对任何技术的应用,其本质上应该是为更好地实现图书馆价值与基本功能提供相应的手段,而并非其他任何别的目的。过分强调技术的应用,而放弃对图书馆基本价值理念的研究,很容易弱化图书馆的服务意识、责任意识和功能意识。

2.3防止智慧图书馆研究的“急功近利”

智慧图书馆在图书馆学领域的研究还刚刚起步,其涉及的问题很多,必须一一加以破解才可以考虑具体实践。首先应考虑智慧图书馆实践的适应性问题。我国信息化水平区域性差异十分显著,智慧图书馆的研究与实践不仅需要投入大量人力、财力,同时还要求用户具备一定的信息利用与消费能力,一些经济和信息化水平欠发达地区不宜盲目跟风。其次,智慧图书馆研究中应本着技术是图书馆价值与基本功能实现的手段之理念,在实际技术开发与应用中,应尽可能使人文精神融人到技术当中,例如如何最大程度地消除技术所带来的数字鸿沟,如何实现信息的更易获取或更可用,如何实现系统设计的人性化,如何最高效地实现用户的参与互动,等等。这些问题的解决并不仅仅是技术开发商的问题,而应该是图书馆与开发商共同面临的问题。再次,就目前图书馆自身能力而言,开展智慧图书馆研究与实践,需与技术开发商、设备提供商等进行合作,这种合作并非简单的“一手交钱,一手交货”的物理合作,在整个智慧图书馆运行中均需在合作的前提下开展,追求经济效益的商家和以公益性为主的图书馆在价值理念上的差异要求双方需经过持续深度磨合。最后,智慧图书馆无疑应将智慧服务作为自身的重要服务内容,智慧服务是知识服务的一种高级形式,其起点较高,并非图书馆员现有能力所能及,是采取与专家合作的方式,还是馆员培养、人才引进的方式开展实际的智慧服务,是需要重点考虑的问题。上述问题的解决既涉及经费投人,又涉及技术实现;既涉及用户调研与教育,又涉及图书馆自身能力的提高,因此,并非一蹴而就,而是一个长期的历史过程。就目前而言,将智慧图书馆作为一种价值理念与职业精神,以此不断提高图书馆员的智慧素养,进而深化图书馆现有知识服务的内容,是一种切实可行的研究思路。

3.智慧田书馆研究的基本理论休系构想

智慧图书馆研究的理论体系内容基本来源和基本单元是以过去图书馆学及其他相关学科基础理论研究的共识为基础。理论体系的特点应具有层次性、完整性和系统性,并且具有科学、严谨、合理的逻辑结构[21]。基本理论体系可以为智慧图书馆研究提供重要的理论基础,从而为智慧图书馆研究指引方向,使相关研究沿着有利于图书馆事业发展的道路前行,而避免“跑偏”。在构筑智慧图书馆基本理论体系之前,必须明确两个问题。第一,智慧图书馆理论属于哪种学科性质。智慧图书馆归根到底其研究对象仍是图书馆,它是以传统图书馆基本职能及价值为基础而形成的图书馆运行、管理与服务的高级形式,其基本理论包含人文社会科学、自然科学、哲学等多种学科成分,因此,从这个意义上讲,智慧图书馆理论的学科性质应属于交叉学科;此外,鉴于智慧图书馆研究以面向用户服务为根本出发点,因此,智慧图书馆理论又属于应用学科。第二,智慧图书馆理论的学科定位。智慧图书馆仍是以图书馆学的基础理论为理论核心,因此,把智慧图书馆理论的学科定位为图书馆学会更加客观一些。

依据智慧图书馆理论的学科性质和学科定位,可以将智慧图书馆的理论体系结构概括为如图1所示。这里的学科基点是指通过对以往图书馆研究的理论继承、发展与比较分析,在图书馆事业发展的顶层设计宏观视角下,关于智慧图书馆研究与其他学科的关系以及研究的方法、核心价值、基本职能等关系图书馆发展的根基问题。如果基点不明确,很容易导致研究内容的庞杂、模糊与不深入;如果基点定位有误,很容易导致研究方向偏离。除此之外,在智慧图书馆研究中还会大量的借用其他学科的基础理论,这些理论对智慧图书馆的核心价值与功能、智慧图书馆实践中的方法指导与绩效评价等方面均会形成一定的理论指导。智慧图书馆研究应该是在学科基点为基本理论基础的指引下,通过综合应用其他学科的基础理论而开展的一项研究,而不是仅仅强调某个学科的理论方法进行的偏离图书馆本质的研究。

智能科学与技术论文篇(5)

一、多元智能理论的提出及意义

美国哈佛大学教授霍华得・加德纳,广泛借鉴当代心理学研究成果,运用生物科学及各种不同文化中在认知的发展及运用方面的研究成果的基础上,于1983年,提出了多元智能的这一概念,并在之后逐渐形成了多元智能这一理论。

这一理论针对传统的单一、可量化、整合于的智力观,反驳其认为的智力的范围就仅仅局限在语文和数理逻辑方面[1]。加德纳认为智力是“一种处理信息的生理心理潜能,这种潜能在某种文化背景之下,会被引发去解决问题或是创作该文化所重视的作品。”它认为,人的智力不是单一整体的能力,而是由多种智能成分组成的综合体。这些智能包括:语言言语智能、数理逻辑智能 、空间视觉智能 、音乐韵律智能 、身体运动智能、人际交往智能、自我认识智能与自然观察者智能等,并且认为还可能存在着其他多种智能,并不是仅仅局限与以上的八种。[2]

多元智能理论认为:“每个学生都是潜在的天才儿童,只是经常表现为不同的方式。” 虽然并非每一个人都能成为伟大的艺术家、音乐家或作家,但是通过开发多种类型的智能,根据学生不同的智能性向,客观公正地给予其积极、肯定的评价,可以充分发掘每一个人的潜在能力,让在不同智能上各有所长的学生能够高效地、有意义地愉快地学习。这一理念,与我国历来所提倡的素质教育理念不谋而合。

二十余年来,这一理论在美国获得了许多专业团体的关注与认可,全美亦有不少学校也将多元智能并入他们教学的方案中。在中国,多元智能等许多理论的核心理念被应用到语文课改的指导思想中,并进一步被丰富和深化,为新课程和新语文带来了一些清新的空气。

二、语文整合的内涵

整合,简单而言,是整理融合,其主要的精髓在于将零散的要素组合在一起,并最终形成有价值有效率的一个整体。在各科当中,语文学科具有基础性、人文性、广域性、开放性、实践性、工具性、累积性和外显性等特征,有着文以载“文(文化)”、文以载“道”以及文以载“情”的功能。

我们这里所要研究的语文整合是指信息技术与语文的整合。信息技术与语文学科整合,强调两个方面:一方面信息技术要广泛渗入语文学科;另一方面,语文教学要广泛采用信息技术。这种信息技术不是强加的、附带的、可有可无的,它是与语文教学紧密融合在一起的,是提高语文教学质量不可或缺的有机要素。也就是说,将技术作为一种工具,刺激学生的感官,提高学生的兴趣、自觉性,激发学生思维,提高课堂教与学效果,增强语文教学的直观性,改变传统语文教学模式的单调性、封闭性以及限制性。

信息技术与语文之间的整合可以使语文教学声情并茂、知情并重、化繁为简、化难为易;有利于学生思维能力、想象能力、认知能力和综合能力的培养;有利于学生学习潜力的开发,为学生的发展创造了良好的课业环境和时空条件。具体体现在以下几点:

1.信息技术与语文学科整合,有利于激发学生的学习兴趣。

2.信息技术与语文学科整合,有利于知识的获取与保持。

3.信息技术与语文学科整合,有利于培养学生的信息素养。

4.信息技术与语文学科的整合,有利于学生自主学习。

5.信息技术与语文学科整合,有利于培养学生的合作精神。[4]

三、语文教学中的问题

在语文教学中,虽然整合这一思想已经得到了广大教师的认同,但还是存在着一些问题,特别是在语文整合过程中缺少可依靠的指导思想。信息技术与语文教学整合在一起,可以让学生以更为丰富生动的方式来进行学习活动。但它只是一个有效的工具,若缺少能让这个工具发挥作用的指导思想,那么这种课堂与原来传统的课堂并无太大区别,最多也只是增加了些展示方式而已。在实践中,我们看到更多的是这种缺少一指导思想的语文整合课堂。由于多元智能理论与语文教学之间有很多的切合点,因而,将其作为整合的指导思想,将帮助我们更好的进行语文整合。

四、多元智能与语文整合的关系

众所周知,教育改革的推进步伐已经走到了包括语文在内的学科教学领域,全面的语文课改开始了。国家、省、市级实验区越来越多,新的课程标准编定,新的教材纷纷出版,新的课堂教学模式被实践。多元智能理论提倡以学生为中心、以活动为中心,认为智力具有一定的情境性和发展性,并能够照顾到每个学生的个性、旨趣和愿望,使每个学生的个性得以及时发现、发挥、发展。这与新课程改革中对语文整合的要求一致。1996年大纲中提出指导教学的视角提出六条教学原则:(1)语文训练和思想道德教育统一。(2)语言训练和思维训练相辅相成。(3)语文训练中语文知识教学同能力训练密切结合。(4)阅读能力、写作能力和听说能力全面训练。(5)教师的主导性和学生的主动性相结合。(6)语文课内教学和课外学习相结合。

加德纳的多元智力理论为这些原则的达成提供了可能性和参照性。而这两者之间又有很多的结合点,如:读写听说――言语语言智能;阅读理解训练――数理逻辑智能;直观教材――空间视觉智能;音乐渲染情境――音乐韵律智能;研究性学习――人际交往智能;写观察日记――自然观察智能;排演课本剧――肢体运动智能;学会反思――自我认识智能。信息技术在培养学生以上各种能力的过程中扮演着重要的角色。

因此,多元智能理论中的理念体系完全可以作为语文整合中的指导思想,充分发挥信息技术多媒体化的特征,促进语文教学改革的不断进步。

参考文献:

[1]邹羽燕,多元智能对培养人文精神的作用[J].中学语文,2004.5.

[2]祝智庭,钟志贤.现代教育技术――促进多元智能发展[M].上海:华东师范大学出版社,2003.132-133.

[3]周祝瑛,张雅美.多元智能理论在台湾中小学之实验[J].全球教育展望,2001,12.

[4]邹羽燕.多元智能对培养人文精神的作用[J].中学语文,2004.5.

智能科学与技术论文篇(6)

摘要:以智能科学与技术导论(专业认识与实践)独立实践教学课程建设为切入点,在分析专业人才培养特点的基础上,阐述针对大学一年级第一学期专业教育的实施方案,提出按照“项目任务驱动目标学习”的方法培养学生的专业创新能力、实践动手能力及团队合作精神的教学思路。

关键词 :智能科学与技术;项目驱动;实践教学;课程建设

基金项目:北京信息科技大学2015年人才培养质量提高经费项目( 5111523309);北京市教委科研计划项目( KM201411232006)。

第一作者简介:许晓飞,女,实验师,研究方向为智能机器人、创新教育,xuxiaofe12001@bistu.edu.cn。

0 引言

智能科学与技术专业及其专业导论(简称智能专业)课程建设的目标是依托检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、导航与制导等学科优势及其教学资源,尽快让新入学的本科生了解工科门类中智能科学与技术专业的学科专业分支内涵知识。教师可通过设计分解项目驱动,采取课堂讲解和实验指导的教学方式完成专业导论建设,实现专业的培养目标;培养学生面向现代前沿交叉技术的创新思维方式,从脑与认知科学等智能信息技术宏观上引领学生认识到掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理基本技能的必要性。

1 智能科学与技术导论教学现状分析

根据对以往教学效果的调研,我们发现智能科学技术导论这门实践教学课程教学效果不好的原因主要有以下几方面:①教学内容缺乏针对性。智能科学与技术汇集多种边缘学科与技术,如信号与信息处理、模式识别、图像处理、机器人学等课程,所涉及的研究领域及内容十分丰富,教学知识结构比较庞大,涵盖范围广,教学内容庞杂,热点分支多,知识点相对独立,联系不紧密。因此,在有限的教学时数中,教师需要在宽泛化及针对性之间寻求一种平衡。②学生缺乏相关知识。在实际教学活动中,由于智能科学技术导论课程一般开设在入学之初,学生处于高中到大学的过渡阶段,缺乏相关基础知识,因此他们的学习认知行为、学习方法、学习要求和学习内容的组织形式难以适应大学专业基础课的要求。如果课程内容过于偏重理论,那么教学过程会很枯燥;如果过于注重工艺的讲解,那么又会给学生增加理论学习难度。因此,教师在教学过程中如何摆脱两难境地,让学生尽快对整个专业系统和完整的知识体系有一个宏观认识,在有限的时间里能掌握、吸收并内化更多的智能科学基础知识,为后续专业课学习奠定基础。③教学方式落后。目前,智能科学技术导论课程采取的教学方式主要是传统以课堂教学为主的教学方式,如果知识面广而不深,学生知识结构的延伸就无法完成,同时对后续专业课教学也会有不利影响。

2 项目驱动的专业导论课程建设

作为一门专业基础课,智能科学技术导论首先应以学生在专业领域的发展为主线,在教学内容的组织上增加4个专题实践环节,选择适合学生接受能力且对后续专业课学习有帮助的难度适中的授课内容;另外,智能科学是一个不断发展的学科,其技术成果、研究动向更新快,教师在教学中应融人智能科学技术领域的最新科技成果,引导学生关注本专业的知识应用,及时掌握本学科领域发展的最新动态,扩大知识面,为今后专业课的学习以及就业作铺垫。

2.1 课程建设教育理论依据

在智能科学与技术本科专业的课程体系中,智能科学技术导论作为基础实践类课程,针对学生实际需要,科学、系统地解答相关专业问题。创新是一个实践过程,教师要重视在创新实践的过程中激发学生的兴趣,帮助学生完成由被动学习到主动学习、由正向思维到逆向思维的转变,使学生获得初步的科研能力。以往的教学关注理论知识的内容更多,繁重的理论学习任务使得学生没有足够的时间和精力参与课外创新实践活动。教师只追求“短、平、快”,对过程培养重视不够,是需要改进的一个重要问题。

作为“入门”课程,智能科学技术导论的讲授如果过度偏重理论,容易使学生失去学习的信心;而且强调理论如果造成教学内容重复知识点过多,也会使学生失去学习兴趣。因此,教师对教学内容的安排要做到难度适中,选择与学生接受能力相适应且对后续专业课学习有帮助的内容;遵循以“在实践中学、在学中实践”工程化教育为主、以学术发展为辅引入CDIO教育模式的理念,重视培养学生的工程能力,包括学科知识、学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思一设计一实施一运行能力,按照“项目任务驱动目标学习”的思路,重点培养学生的创新能力、实践动手能力及团队合作精神。

2.2 课程建设研究内容

1)项目内容建设。

依据智能专业培养计划,智能科学与技术导论是一门独立实践课程。表1为智能科学技术导论实践类课程项目内容及课时安排。

智能科学与技术导论课程设置于本科一年级秋季学期,采用分散教学方式,共计32学时。教学改革内容包括在演示型实验项目的基础上,增加4个专题实践环节,揭示“层次化”“模块化”和“开放式”的课程特点;项目内容建设根据智能创新平台研究与开发的内在技术规律,立足于“基础性、综合性、实用性和创新性”原则,将本专业教师团队的最新学科项目和专业课程建设最新成果应用于教学,将最新、最适用的智能科学与技术学科内容融入教学;根据智能科学与技术专业的培养目标和方案并结合专业领域人才需求分布特点,及时调整授课内容和方法,更新课程教学讲义、实验大纲等教学文件,编写新的实验教学教材。

2)项目教学方法和手段的改革。

教师应建设智能科学与技术导论课程资源共享平台,使教学资源得到充分利用,促进师生在课下的交流,实时解答学生的疑问,以达到更好的教学效果;建设项目资料和视频库,针对课程具体项目特点,将实物、内部结构、工作原理、应用背景和工作过程以影音文件的形式体现,增强学生的感性认识、对抽象知识的理解以及对工程实际的认识和了解;建立阶梯式的实验教学平台,包括演示型和验证型实验及自选实验项目的多级实践项目,既注重基础实验,又强调系统综合能力的训练,使课堂教学在时间、空间及内容上得到有效延伸;建立学生课外实践活动平台,以弥补课内学时的不足,利用现有实验室条件,建设“智能科学与技术导论”学生业余创新制作工作室,增加学生实践机会;建立学生课外实践项目库,鼓励学生完成开放实验、进行自拟项目的开发调试,在教师的辅导下,锻炼学生学以致用的实践能力,激发和培养创新意识和创造力;通过不断地教学改革实践,总结课程建设经验,修正课程项目教学大纲、学期授课计划,监测课堂建设及预期效果,调整考试考核改革方案。

为了提高教学效果,使教学过程更生动形象,充分调动学生的学习兴趣,教师可在教学过程中加强以下教学方法与手段的运用。

(1)教师结合视频文件、成果实物等进行智能系统仿真演示和虚拟实验演示,将枯燥的理论知识实物化、感观化。

(2)采用“案例教学法”和“项目教学法”。教师讲解符合专业发展方向且贴近社会需求和工程实际的案例,以工程应用背景的案例激发学生的学习兴趣;将案例讲授与课程验证实验相结合,构建以真实项目为载体的基于工作流程的教学模式,调动学生的学习主动性。

(3)建设课外学习交流平台。鼓励学生加入课外实践创新基地,进入以智能科学与技术专业本科生为主体的智能机器人俱乐部梯队,进行团队成员间学习的交流;通过教学网站,鼓励专业教师上传“微课或慕课”,教学辅导信息,促进学生更深层次、更广范围、更深入地学习;建立网站答疑系统,使学生与教师的沟通更加快捷方便,使课程资源得到充分利用。

(4)针对课程特点进行应用设计项目考核,2~3人/组,让学生通过从方案比较到软硬件设计、制作与调试的实践,熟悉学科领域的工程项目实施模式。

(5)建设课外实践教学平台。建立学生课外实践项目库和创新工作室,通过开放实验和自选实验项目,满足学生不同层次的学习需求,为学生提供提高实践技能的实验平台,培养实践和创新能力。

3)评价与考核方式的改革。

为了更好地调动学生学习的积极性、主动性,全面客观地考查学生的综合素养,课程采用任务评价与课程评价相结合的方式,即根据学生在每个实验项目中的实践表现、学习成果质量等进行任务评价。项目开始时,教师专题案例资料,要求学生预习相关知识,课上引导学生分组讨论,组内各成员提出解决方案思路,再进行实际成果程序的演示讲评,最后教师根据课堂表现给出项目成绩。综合成绩是将演示项目成绩、参观项目成绩、验证项目成绩以及最后的结课专题书面报告成绩进行一定比例的加权平均得出,加权平均权重由专业教师团队集体讨论决定。考评体系改革的目标是实现对参与改革的智能科学与技术专业学生的包括创新能力在内的综合素质给予更科学的评判,以利于下一步正确引导学生的专业职业生涯科学规划。

3 项目驱动实践教学创新意识和团队协作

创新意识在一个充满团结协作精神的环境里更容易被激发,学生始终是创新能力培养的主体,是中心。在围绕智能导论项目驱动的课程建设研究和开发中,指导教师要设计6个环节衔接课堂教学新体系,即“精讲、举例、提问、点拨、研讨、评析”。

前4个环节教师是主体。精讲,就是简要介绍相关的理论知识和实际应用背景,明确提出培养目标。对基础实验突出4个“一”:围绕一个基本原理、掌握一组实验仪器、学会一种研究方法、解决一类实际问题。举例,通过演示,剖析实验的基本思路及技术要点。提问,在实验教学过程中,贯彻“发现问题、解决问题”的基本思想,引导学生接近问题、发现问题和解决问题,把对问题的认识逐渐引向深入。点拨,结合实验中的提问和暴露的具体问题,给予必要的指点。

后2个环节学生是主体。研讨,主动收集共性问题,组织集体讨论,积极思考并高质量参与,总结和强化知识点。评析,结合实验报告对实验项目进行分析和评价,得到有意义的结论。教师指导学生组建中、低年级到高年级之间的纵向梯级团队,定期进行各种学科竞赛和内部讨论学习,将大学生科技创新等活动内容作为实验教学的延伸。专题讨论,前沿讲座是提高创新教学质量和创新能力的有效途径,内容不拘一格,形式灵活多样,可以谈具体的实验感受,也可结合专业实验和设计谈实验方案,通过研讨扩大学生的知识面,培养团队精神。

教师可打造创新人才培养平台,合理使用各种现代化教学手段,采用参观、演示、实际项目电路搭建和程序仿真、实物调试等多种方式结合的方法,引导学生学习综合物联网技术、机器人技术以及智能信息处理技术的专业导论课程项目的任务与要求。在六大项目的学习讨论中,将在不同学科领域有特长的学生组成不同的项目小组,各团队成员通过定期或不定期的交流,充分发挥团队优势和提高分工协作能力。教师还需引导学生加入智能机器人俱乐部,参与全国几大有影响力的机器人赛事活动,通过方案设计、动作编排、程序优化、现场测试等环节的实践(如通过asuro小车平台,熟悉C语言程序控制小车,熟悉简单避障循迹功能),引导低年级学生通过解决实际问题达到学以致用的目的,结合教师演示讲解的大型工程硬软件调试仿真等系统,使学生能够将理论知识和实践经验相结合,达到最好的学习和实践效果。

4 结语

总体而言,项目驱动的智能科学与技术导论课程教学改革以培养专业素养认识及提高专业综合素质为目标,让学生通过深入浅出的实际项目运作完成课程学习,鼓励学生打造良好的专业素养,争当“智能工程师”,基本具备三大看家本领——智能思想、硬件设计能力和程序设计能力;在此基础上,吸收从新生中脱颖而出的创新能力强的学生参加学科创新项目,推广在实践类课程教学改革中(如智能创新实践平台等)具有一定借鉴价值的系列项目集。

综合素质的提高和创新能力的培养是社会进步和科技发展对高校人才培养提出的新的要求。高等学校的实验教学只有通过改革传统的实验教学内容、教学方法和教学手段,建立新型的实验教学体系,引入现代化的实验技术,才能更好地为创新人才培养服务,为深化教育教学改革注入活力。教师最感快乐的事是看见学生在实验室忙碌时专注的神情,在取得成果时灿烂的笑容。实验室教学创新任重而道远,需要在不断的实践中加强交流与反馈,积极进取,稳步提高。

参考文献:

[1]钟义信,智能科学技术导论[M].北京:北京邮电大学出版社,2007: 1-3.

[2]王文涛,刘科,汪红,等,智能科学与技术专业的启蒙教育[J].计算机教育,2013(19): 46-49.

[3]张宏勋,张秋香,管理革新与高校实验室创新文化的塑造[J]实验技术与管理,2008,25(12): 174.

[4]付延玲,对高校实施创新性实验的认识和思考[J].实验室研究与探索,2008,27(4): 12-15.

[5]向晓东,张榜生,刘晓云,构建大学生科技创新活动的长效机制[J]实验技术与管理,2012,29(5): 19-24.

智能科学与技术论文篇(7)

随着信息技术的应用和普及,“智能化”成为信息化后续发展的重要内容之一。在决策领域,20世纪80年代,一种以计算机为工具、应用决策科学及有关学科的理论与方法、以人机交互方式辅助决策者决策的决策支持系统(DSS)应运而生。但是,DSS只能辅助和支持决策者决策,其贡献局限于对可选方案的评价,只能对有量化特性的问题使用数据模型和数值计算方法来辅助决策,不具有表示复杂决策过程的能力,因此,促使人们提出将DSS与专家系统(ES)相结合,以分别发挥DSS的数值分析和ES的符号处理优势,从而将定性分析和定量分析有机结合起来,以既能进行知识处理,又能有效地解决半结构化和非结构化问题,这就是智能决策支持系统(IDSS)的产生背景。

随着人工智能和智能技术的发展,IDSS在广泛的工程技术、经济、管理、医疗和农业科学等诸多领域,得到广泛应用。了解、掌握智能决策的基本知识和技术是计算机科学、智能科学类专业大学生的基本要求,因此,智能决策类课程应运而生,并逐渐发展成为计算机、自动化、管理科学与工程和智能科学技术等专业的专业课之一[1-4]。

在我校,智能决策系统课程作为计算机科学与技术、软件工程、网络工程和其他电子信息类专业的专业限选或选修课程。目前,该课程的教学内容存在如下问题:一是教学内容繁,二是技术更新快,三是涉及的专业知识深,对学生的理论基础知识(特别是数学知识、计算机技术)要求极高,教学难度大。因此,学生在学习过程中不得要领,抓不住课程的核心,只见树木、不见森林,从而影响学生们的学习效果。本文就是在这样背景下,提出并开展教学研究的。

1教学内容改革

智能决策系统是一门计算机科学、管理科学、人工智能和应用数学交叉的新兴专业课程,其学分通常为2~2.5学分,即32~40学时,其中包括0.5学分的实验课程(8学时)。因此,如何在有限学时中容纳下本课程教学内容,完成本课程的教学目标,就成为首要问题。

通过实践和教学改革,我校本课程的理论教学内容主要包括下列6个知识单元。

1) 决策理论概述。主要内容有决策的概念、类型、基础、流程和目标。理论课时数4学时。

2) 决策系统。主要内容有决策支持系统的概念、结构、功能、主要部件与设计要点。理论课时数控制在6学时。

3) 决策模型。主要内容有数据仓库、知识管理、数据挖掘、智能算法和数据处理。理论课时数控制在6学时。

4) 智能决策系统。主要内容有计算智能基础、专家系统的概念和结构、智能决策系统的概念和结构、智能决策系统的设计要点。理论课时数控制在8学时。

5) 群体决策系统。主要内容有协同计算概述,群体决策系统的概念、结构、功能、群体决策过程与建模和实现方法。理论课时数控制在6学时。

6)智能决策系统的发展。主要包括基于网络的决策系统技术和应用,网络技术与基于Agent的决策系统,智慧地球与智能化企业。理论课时数控制在2学时。

实践教学内容包括4个实验,学时总数为8学时,其教学内容设置见本文§3。

2教学方法改革

教学方法是为完成一定的教学目的、教学任务所采取的教学途径或教学程序,是以解决教学任务为目的、师生共同进行认识和实践的方法体系。其方法体系主要包含多个基本要素,比如教、学、信息传输载体(包含文字、图形、图像、肢体语言、表情、感知等)和教学辅助设备等。教学过程就是要充分利用具有信息优势、知识优势的教师,将信息、知识、技能、技巧,系统集成地传输给暂时处于低信息状态的学生。决定这个传输过程顺利进行的至关重要因素有:教师的积极性与责任心和学生的求知欲与基础知识及其结构。从教育学和心理学角度看,课程教学方法改革就是围绕这两个因素展开[5],限于篇幅,本文的讨论仅从如何调动学生的求知欲着手。

2.1探索式教学方法

经过多年教学实践,本文实践了“探索式教学法”,此法强调因材施教,在教学全过程创设教学环境、培养学生创新精神。所谓探索式教学方法是指在教学过程中,在教师的启发、诱导下,学生自主学习和合作讨论,以学习课程知识和科学问题为探索目标,以学生熟悉和能接触到生活原型为研究对象,为学生提供自由表达、质疑、探索、讨论问题的环境,学生通过个体、小组、团队等多种形式完成解难、释疑、尝试学习活动,将学生自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学程序。探索式教学方法重视发展学生的创造性思维,培养自学能力,力图通过自我探索引导学生学会学习和初步掌握科学研究方法[6],培养学生的文献获取与加工能力、信息分析与加工利用能力、团队协作与沟通能力、语言表达与写作能力,和创新精神。为其终身学习和工作奠定良好基础。

尽管探索式教学法能够给教师的教学提供思想、理念指导,但是,针对不同教学对象和不同课程内容,其实际应用方法也会存在差异,这就是所谓的教无定法之说。本文以智能决策系统课程第1知识单元课外作业为例,尝试说明该法的具体应用方法,为保证该方法的实施效果,本文拟定了如下的教师操作流程:

1) 制定论文目标:培养学生综合利用参考文献和学会表达的能力。首先,要求学生学会获取、理解、过滤和分析信息;其次,要求学生掌握撰写科技论文的基本技巧;最后,要求学生在观众面前表达自己观点,学习说服听众、推销自己观点的技巧。

2) 论文基本要求:①围绕“关于信息技术对决策影响”的主题,学生自拟题目;②2周时间内,学生完成1 000字左右(2页A4幅面)的论文,其中内容需要包括摘要,关键词,问题或观点概述,目前发展状况,结论或结语;③制作演示幻灯片。

3) 提供信息查阅途径:通过网络教师自己已经掌握的文献资源和网络地址资源,指出查询方法和基本技巧。

4) 抽查式演讲:①使用幻灯片;②介绍主要内容;③结论;④点评、提问与回答。

5) 评价标准:①文档编制能力;②问题发现与分析能力;③表达与陈述能力。

在实施中,要防止出现如下情况:①题目太难或太容易,以免挫伤学生积极性;②提前告示和监督,防止学生偷懒或拷贝;③灵活掌握考评手段,鼓励创新,保护学生学习积极性。

2.2案例教学方法

案例教学法是在教师指导下,根据教学目标的要求,创设学生身临案例场境的教学氛围,使用案例来组织学生的学习、研究、实践等活动的教学方法。本课程利用该方法,加强了理论与实际的结合,为学生学习提供模仿案例,提高了学生对理论知识的理解和实践能力,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学法需要掌握好2个重要环节:

1) 案例选编。必须选择学生容易理解、常见的例子,案例选编必须围绕课程某个具体的教学目标,要适当加工,剔除与课程内容关联性小的内容和技术,降低难度,方便学生理解。同时,案例必须来自于实际,并且问题明确。

2) 案例讲解与分析。案例本身只是对实例的某些情况描述,表面上平铺直叙,但是,其中必须隐藏着多个问题,要引导学生积极思考、深入分析,以发现其中隐藏的问题,并找出问题产生的原因,提出解决方案。在思考和分析过程中,既要培养和开发学生智力,又要培养学生综合运用所学理论知识的能力。案例分析不能苛求解决问题的结果如何,而应该重点强调分析过程是否正确、方法是否恰当,案例讲解和分析的主要任务是培养学生发现问题、分析问题和逻辑思维等能力,通常解决问题的能力正是课程后续需要实施的教学目标。

本文在第4知识单元中,以6子棋计算机博弈系统为例,通过对6子棋计算机博弈平台的仿真实验,选择不同的博弈策略,比如不同的估值函数、不同的搜索策略等,获得不同的实验结果,实现人-机对战、机-机对战,让学生切实体会到机器智能的魔力及其智能系统的构造方法,有力地促进了学生对理论知识的理解,并激发了学生的学习兴趣。

3实验教学内容

3.1实验教学内容的设置

实验课是智能决策系统课程的重要环节,由于总课时有限,实验课时也就不多。但是,本校在专业课程中,仍然坚持设置了0.5学分的实验,以使学生能将理论知识与实践联系起来,使抽象的理论不再是深奥,提高学生灵活运用知识的能力。本课程实验学时为8学时,主要设置了表1中的3个实验。

3.2实验课的操作

为提高学生对课程理论知识的理解和应用设计能力,针对课程实验教学课时少和实验复杂特点,需要注意以下几点。

1) 简化平台、降低实验难度。实验教学过程重在是一个训练学生动手、动眼和动脑的过程,旨在培养学生好奇心和操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题能力。因此,在实验中,要尽量将实验平台简化,以将学生注意力集中于实验内容,保证实验效果。比如实验2,提供给学生智能交通灯控仿真平台,它实际上是一个软件模拟平台,能实现固定交管模式的全部功能,学生能通过标准接口建立自己设计的智能交通管理模式;又如实验3,以FIRA机器人足球5vs5比赛项目的仿真平台为实验平台,利用平台已设置的运球、传球、前进、后退、转动等命令,学生能通过这些命令建立足球机器人的路径规划和避障策略。

2) 科学分组、培养协作能力。由于实验3工作量比较大,需要多人协作完成,发挥集体智慧作用,因此,在实验3中,按照3~5人/组,实行组长负责制。组长监督、管理、协调本组实验过程,每个组员都有明确的任务,并对组长负责,组长对教师负责。实验3的课内实验设置4学时/2次,学时主要在课外完成实验3,历时1个月。

3) 设计算法、培养智能意识。引导学生,模仿人类智能,设计智能算法,实现简单的智能决策。由于课时有限,必须注意控制算法的简洁、实效,以使学生能在短时间内模拟实现简单的智能行为,着重引导学生分析业务行为,发现系统流程,构造智能算法,以此培养学生开发信息系统的智能意识。

4结语

智能决策系统是人工智能、计算机科学、自动控制科学交叉结合的一门新兴专业课程,对推动信息化向智能化方向发展具有重要意义。该课程作为在校主要面对电子信息、计算机专业学生,通过该课程学习,学生反映加深了对智能的理解,提高了对计算机技术应用的认识深度,培养了学生的智能化设计意识,激发了学生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能决策系统课程,但是,对其他信息技术课程,也具有积极的借鉴意义。

参考文献:

[1] 钟义信. 智能科学技术导论[M]. 北京:北京邮电大学出版社,2006:1-38.

[2] 张彦铎,王海晖,刘昌辉. 地方工科院校智能科学建设的若干思考[J]. 计算机教育,2009(11):39-42.

[3] 韩力群. 智能科学与技术专业培养规范[R]. 北京:第二届全国智能科学与技术教育学术研讨会.2004.

[4] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[5] 杨德广,谢安邦. 高等教育学[M]. 北京:高等教育出版社,2009.6:1-50.

[6] 张伟峰. 本科高年级人工智能教学的几点思考[J]. 计算机教育,2009(11):139-141.

Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

智能科学与技术论文篇(8)

1 建筑电气与智能化学科的发展、现状与前景

同许许多多自然学科一样,建筑电气与智能化学科的诞生和发展取决于两个主要的因素:一是社会经济文化的发展与进步;二是相关学科技术的发展。早期建筑行业中的电气工种,其任务主要是为建筑物的照明、简单的动力设备及其控制配电,以及进行防雷接地设计等,而且当时的照明技术也比较单调、落后,建筑电气工种在整个建设工程中的从属地位非常明显。从事这项工作的技术人员几乎都是通用电气工程各相关学科,如电机与电器学科,电力系统学科,以及工业企业供配电学科毕业的学生。20世纪60年代,从广义含义上讲,传统电气工程学科得到了突飞猛进的发展,电力电子技术,控制理论与控制工程,尤其计算机科学的发展更是超出人们的预料,人们对其工作和生活环境的要求随着经济文化的进步也愈来愈高,建筑行业中的电气技术人员首次面临了第一次严峻的挑战,以消防自动报警与联动控制系统、共用天线电视系统(CATV)和建筑电话系统为主的所谓建筑弱电工程应运而生,不少设计院(所)还专门成立了“弱电”设计室,部分高等学校,尤其是建筑类院校也相继设立了建筑电气专业,以满足市场的人才需求。到20世纪80年代末90年代初,以计算机网络和数字通讯技术为主的现代科学技术的进一步发展,诞生了智能建筑的概念。可以认为这是建筑行业中电气技术人员所面临的新的、第二次重大的挑战,他们不仅仅是只面对传统的电气技术和经典自动控制技术,还要面对计算机网络技术、数字通讯技术以及现代智能控制技术等在建筑行业中的应用问题,显然这种多学科交叉知识给从事建筑电气设计、施工、系统产品(软、硬件)开发,甚至建筑物业管理人员带来极大地冲击和考验,同时也给高等院校建立建筑电气与智能化学科,培养这类宽口径、复合型知识人才带来了机遇。事实上,任何传统的单一学科已经很难适应现代知识社会的需要。传统学科之间的交互与融合已成为大势所趋,现代各类高科技知识与技术势必将渗入到建筑行业中,建筑业不再是所谓的劳动密集型产业,而成为高科技产业一个重要组成部分。建筑电气与智能化工种在整个建筑业中的地位也将越来越高,所占比重也会越来越大,这将是毋庸置疑的趋势。

2 建筑电气与智能建筑的关系

人们一般习惯将建筑电气与智能建筑视为建筑电气与智能化学科的两个层次。事实上两者之间的关系十分密切,绝不会存在什么“分界线”。当然,传统建筑电气包括建筑(建筑物或建筑小区)供配电、电气照明、动力工程、防雷、接地,以及电话、闭路电视和消防自动报警与联动控制系统等内容,支撑其的理论基础主要是狭义的电气工程和经典控制理论。而对于智能建筑,我们可以毫不夸张地给它下一较为准确的定义:它是以建筑为平台,综合运用现代计算机技术、网络通讯技术、现代自动控制技术及电气技术的多学科集合的新兴交叉学科,它显然具有五元交集的结构特点,即:

AEI=AR∩CT∩NC∩AC∩ET

式中:AEI――建筑电气与智能化(Arch itectural Electricity & Intellectualizatio n);

AR――建筑学(Architectural Art);

CT――计算机技术(Computer Techniq ue);

NC――网络通信技术(Netwrk Commun ica-tion);

AC――自动控制技术(Automatic Cont rol);

智能科学与技术论文篇(9)

关键词:

智能科学技术;创新教育;工程实践;创新型智能科技人才

0引言

自2004年起,我国智能科学技术教育已走过12个年头。全国众多高校在教育部的批准下,建立了智能科学技术学科,逐步形成了包含本科生、硕士生、博士生在内的三层智能科学技术教育体系[1]。中南大学的蔡自兴教授在《智能科学技术课程教学纵横谈》中提到智能科学技术学科是以人工智能和认知科学为基础建立和发展起来的学科,具有高度交叉和多学科融合的特点,该学科包含的基础课程、专业基础课程和专业课程都属于智能科学技术课程[2]。智能科学技术是一门前沿学科,在社会智能化进程中起着引领和推动的作用。探索出适应人才培养的创新教育模式以及培养出适应社会需求的创新型智能科技人才是时代赋予智能科学技术课程教育的使命。

1智能科学技术创新教育的重点和难点

智能科学技术在一定程度上代表了信息技术的前沿方向,因此智能科学技术学科教育对现行的教育理念和教育模式提出了更高的要求[3]。在现有的教育体系中,“学做分家”或“重学轻做”的现象仍然普遍存在,这里的“学”是指课堂上师生面对面的理论学习,“做”是指以教师为指导的课程实践或理论和实际相结合的工程实践。当然,造成这种现象的原因是多方面的,包括有限的教学资源及实验资源、教师队伍的建设不足以及过于陈旧的教学理念等。针对这种情况,合理地发展创新教育刻不容缓。如何在有限的教学条件下,加强教师队伍的建设与管理,改变教学理念,探索出真正符合时展的教育模式,是智能科学技术创新教育的重点和难点。目前,许多高校的智能科学技术教育仍然停留在理论教学或只是融入了少量简单的实例演示,学生动手实践的机会很少甚至没有。这无疑给创新教育的推进带来更大的难度。如何引导学生在掌握理论知识的基础上提高实践能力是亟待解决的问题。针对目前智能科学技术课程教育形式的现状,我们需要对智能科学技术的基础课程、专业基础课程、专业课程等进行整合,对课程的教学理念与内容、教师队伍的培养、教学方法等进行全方位的研究与实践。

2智能科学技术创新教育模式:理论教学与工程实践相结合

理论教学按照学科、专业和研究方向的层次设置相关的理论课程[4]18,通俗地讲就是学生根据自身需求主动或被动地从课程教材中获取知识的过程,这其中既包括学科的基础理论,也包括专业技术理论。单纯的理论教学大多数是以文字、图表等一系列的抽象形式存在,在为学生补充丰富的理论养分的同时却忽视了学生的主观能动性,即便实践案例偶尔会穿插在理论教学之中,对培养新型人才也是远远不够的。同时,理论教学具有分散性、复杂性及不系统性等特点,如果不将理论付诸应用实践,知识就不能被很好地简化、集中化及系统化,往往会产生徒劳无功的效果。工程实践能力是大学生培养质量的指标之一[4]20,是运用专业知识解决复杂工程问题的重要表现。不可否认,理论教学为工程实践提供扎实的理论基础,但强化学生的工程实践能力同等重要。目前,各大高校都在致力于学科建设,在提高自身科研水平的基础上,尽力将科研成果进行转化。这期间,加大学生工程实践能力的培养,无论是对学校还是学生,都意义非凡。因此,探索出合理的理论学习与工程实践相结合的创新教育模式尤为重要。为了更好地实现理论学习与工程实践相结合的教育模式,我们建立了一套完整的智能科学技术创新平台。整合智能科学技术课程,加入交叉学科的元素,建立面向智能科学技术的专业实验室,一方面,发展实验室与相关企业合作,学生可以提早进入“工作实践”模式,增大毕业学生的就业几率;另一方面,学生进入实验室可以扩大自主学习空间,完成理论知识到工程实践的转化,提高自身竞争力,为将来顺利走入社会增加保障。为了提高学生运用专业知识解决复杂工程问题的能力,任课教师可为每门课程设置专属的课程设计,学生根据自己的选题在教师的指导下完成相关的课程设计,消除学生对课程理论“学而无用”的烦恼,某种程度上还可以改变部分学生的学习态度。除此之外,还可以要求学生参与教师的课题研究或项目,学生可以根据自己的研究方向或自身的兴趣自主选择,制订课题或项目计划书,由指导教师定期抽检。这样既可以让学生在实践中提高专业能力,也可以让学生学会更好地自我管理[5]。同时,为了培养出具备理论知识和工程实践能力的扎实型人才,应该进行案例分析教学与工程实践指导相结合的实战演练,教学和实践指导的第一主体设定为学生,这样就打破了教师在教学中永远占有主体地位的传统教育模式。学生根据理论教学中获得的专业知识,收集相关的项目案例进行集体的分析教学,自行设计方案,加入相应的验证实践,教师做最终的概括总结。整个过程可以很好地激发学生的研究兴趣,开拓其视野,通过交互学习,提高其发现问题、分析问题及解决问题的综合能力。智能科学技术理论教学和工程实践相结合的教育模式并非首次提出。但是由于智能科学技术是一门高度交叉、多学科融合的前沿学科,很多课程教学仍然处在探索阶段,因此建立完备的智能科学技术创新平台,学生参与教师课题项目以及进行案例分析教学与工程实践指导并重的实战演练,同样面临严峻的挑战。这就需要高校各层人员的集中努力和积极配合,为创新教育模式的发展提供更有利的条件。

3智能科学技术创新教育目标:培养创新型智能科技人才

大学教育的目标之一就是培养社会所需的各界人才。智能科学技术作为前沿学科,其创新教育的实施是培养创新型智能科技人才的需要。同时,实施智能科学技术创新教育的目标之一是培育出高素质的创新型科技人才。自2004年起,各大高校纷纷建立智能科学技术学科,目的就在于培养具有专业基础知识扎实、工程实践能力强、综合素质高,且具有创新能力的复合型人才,以满足智能科学界的人才需求。智能科学技术的创新能力是指智能科学技术专业人才从无意识的创新变成有意识的创新,能够创新性地分析问题、解决问题,懂研究会开发[6]。智能科学技术专业毕业的学生要求具备扎实的智能科学技术课程知识、强大的综合应用以及创新能力、良好的职业素质。理论教学使学生获得全面的课程知识,工程实践使学生获得强大的应用实践能力,通过两者的结合,学生增强创新意识,获取良好的职业素质。

4结语

当今社会科技高速发展,创新领域不断涌现,对智能科学技术等前沿学科人才的需求较大,培养出具有创新能力的智能科技人才相当迫切且尤为重要。大学生教育是我国当前教育的较高层次阶段,为国家建设输送高层次、高质量并有工程实践能力的合格人才。理论教学与工程实践相结合是培养合格人才的重要环节,任何偏重理论教学或偏重工程实践的教育模式都是片面的。高校学生的教学模式没有定律,需要根据社会对人才类型的需求不断地探索研究。针对当前的实际情况,应围绕理论教学与工程实践的结合及其之间的相互影响,不断创新、不断完善教学方法及手段、提高教学质量,为培养出具有创新意识和创造能力的高级复合型人才打下坚实的基础。智能科学技术学科实施理论教学与工程实践相结合的教育模式不仅能培养人才,还能更好更快地把科研成果转化成具备实际应用价值的科学技术产品。

作者:石跃祥 任晓雪 朱东辉 单位:湘潭大学信息工程学院

参考文献:

[1]王万森.探索智能教育创新模式,培养创新型智能科技人才——写在我国智能科学技术教育开创八年之际[J].计算机教育,2012(18):5.

[2]蔡自兴.智能科学技术课程教学纵横谈[J].计算机教育,2010(19):2-6.

[3]王祝萍,陈启军.对智能科学技术教学的几点认识[J].计算机教育,2010(19):115-117.

智能科学与技术论文篇(10)

1背景介绍

智能科学与技术专业是一门新兴的交叉型学科[1]。随着信息化的进一步深入以及IBM“智慧地球”、我国“感知中国”等战略的实施,智能科学技术正在成为关系国民经济、社会发展和国家安全的一个重要领域。因此,智能科学与技术相关专业的建设也引起了国内外高校的重视。国外许多著名高校都设立了人工智能专业,并授予智能科学专业学位;世界多数知名理工类院校都设立有人工智能研究所或实验室,进行智能科学专业的科学研究和人才培养。

相对而言,国内智能科学与技术专业的起步较晚。2004年,北京大学信息科学技术学院经教育部正式批准设立了全国第一个智能科学与技术本科专业。之后,国内许多高校也相继设立了这一专业,有些高校还成立了相应的系。现在智能科学与技术专业已经从计划外专业变成计划内专业,标志着该专业的建设在国内已逐渐形成气候。

厦门大学是国内较早设立智能科学与技术系的高校之一。基于在智能科学与技术领域多年的研究积累和师资储备,厦门大学于2006向教育部申请并获批设立了智能科学与技术本科专业,之后又于2007年6月6日成立了智能科学与技术系[2]。建系以来,厦门大学智能科学与技术系一直坚持以“科研带动教学、教学促进科研”的办学理念。一方面,我们以系里的科研实力、科研特色为基础,在人才培养过程中发挥优势,为人才培养服务,更好地完成专业培养的目标;另一方面,优秀人才的培养也为我系的科研提供了有生力量和储备力量,反过来促进系里的科研发展。

从2007年成立至今,我系完成了首届本科生完整的一轮培养,因此我们希望能将4年来的专业建设的情况做一次梳理,为下一步的工作提供参考。作为一个新兴专业,各高校对于智能科学与技术专业的建设也都处在探索阶段,因此我们也希望这些工作梳理能对其他院校的专业建设起到参考作用。

我们对专业建设的梳理从两个方面展开:一是科研与学科建设的进展情况;二是教学与人才培养的进展情况。

2科研与学科建设进展

2007年以来,我系科研与学科建设取得了很大进展,下面从凝练科研方向和科研平台与学科点建设两个方面来介绍。

2.1凝练科研方向

在智能科学与技术系成立之前,厦门大学在人工智能领域已经有了不少积累,在心脑计算、艺术认知和自然语言处理等领域形成了一定的优势。

2007年建系以后,我们结合自身研究特色和学术发展前沿,进一步凝练了研究方向,基本上确定了四个重点发展的方向,并成立相应的研究室。

1) 艺术认知与计算方向。

主要围绕人类艺术活动的脑机制,特别是有关诗歌、音乐与舞蹈的审美与创作方面,开展相关的认知与计算研究工作。

2) 智能多媒体方向。

主要从事有关多媒体信息处理方面的关键技术研究和应用系统的研发,涉及视频图像处理与运动目标检测、基于内容的多媒体信息检索、智能中医信息处理等方面的研究。

3) 自然语言处理方向。

主要从事机器翻译、实体关系抽取、跨语言信息检索、语音识别与合成等方面的理论研究和相关应用系统开发。

4) 仿脑智能计算方向。

主要开展有关机器人认知计算引擎的基础性研究工作,目标是开发一个具有普适性的认知推理引擎,并将其嵌入到机器人中,使机器人具有综合的意识、视觉、语言和动作能力。

方向的凝练很好地促进了我系研究队伍的整合,也使系里的人才引进工作有了更好的针对性。经过四年的建设,以上四个方向均逐步形成了一支结构合理的研究团队,如表1所示,科学研究也相应的取得了一些进展。2007-2010年间,我系教师承担国家自然科学基金项目、国家863计划项目、省级课题、企业委托横项课题等各类科研课题近50项,每年新立项的项目数量如表2所示。同时,我们在《Neuroscience Letters》、《Journal of Vision》、《Computational Intelligence》、《中国科学》、《软件学报》及《电子学报》等国内外重要学术期刊和国际会议上发表学术论文200余篇,其中EI/SCI检索论文150余篇。这些方向的发展为我们的人才培养奠定了良好的科研基础。

2.2科研平台与学科点建设

科研平台是学科发展的重要载体,是科技创新的重要源头,是聚集和培养高层次人才的重要场所。因此,科研平台建设是学科建设的重要内容。

一直以来,我们就很重视科研平台的建设,也形

成了较好的基础。2003年,我们建立了一个跨专业的校内科研平台――厦门大学语言技术中心;2005年,我们获批建设了“智能信息技术福建省高校重点实验室”。依托这两个平台,并基于我们对科研方向的进一步凝练,我们最终于2009年获批建设“仿脑智能计算福建省重点实验室”。该重点实验室的建设以人工大脑研究为中心,并包含仿脑计算、智能语言处理、视听感知和机器人及其行为控制等方面的研究,更有利于我系进一步整合和优化科研结构。

学科点建设也是学科建设的重要内容之一。拥有学科点一方面反映了相关领域的学科建设水平,另一方面又能为高层次人才培养提供必要保障。

智能科学与技术至今还未被列为一级学科,因此智能科学与技术专业的研究生目前只能依托其他相关专业进行招生和培养。建系之前,我们已经依托厦门大学“数学”一级学科,自主设立了“人工智能基础”二级学科博士点,具有了培养本专业博士层次研究生的基本保证。2010年,我系与厦门大学计算机系、厦门大学软件学院共同合作成功申报了“计算机科学与技术”一级学科博士点,在此一级学科下设的10个方向中,我系将负责建设其中的数字媒体艺术、信息安全技术、自然语言处理以及模式识别与智能计算等4个方向。该博士学位授予点将于2012年正式招生,这为我们在博士层次上培养智能科学与技术专业人才奠定了更好的基础。

3教学与人才培养进展

下面从本科生和研究生两个层次的学生培养介绍我系教学与人才培养的进展情况。

3.1本科生培养

在本科生方面,厦门大学智能科学与技术系的目标是培养有效和系统地掌握本学科的理论基础,比较深入地理解智能科学与技术理论;具有一定的分析、综合和创新能力,能够承当智能信息系统设计、开发和智能科学与技术学科教学任务的,德、智、体全面发展的科学技术工作者。为了实现这一目标,我们遵循“宽口径、厚基础、抓关键、重实践”四项基本原则,制定了较合理的教学计划,并特别注重学生实践能力的培养,采取了增设实用技术类课程、增设本科生进研究室参与课题研究的“课题实践”环节、组织学生参加企业实习等若干措施,加强学生的实践能力培养[3]。

目前,我系在本科生培养方面已经初具成效,具体体现在两个方面。

1) 多组本科生团队获批立项大学生创新性实验项目。

2009年,我系本科学生组成的创新实验团队中的3支获得了部级创新性实验项目资助;1支获得了校级创新性实验项目资助;今年的创新性实验项目初评中,我系本科生团队又有3支入选。

2) 首届学生就业形式喜人。

2007级本科生是我系的首届学生,共计31人,其中2/3的学生入学都是经专业调剂的,因此学生入学之初对本专业多是不了解甚至是不感兴趣的。经过4年的学习,他们都能很好地完成学业,多数学生逐渐喜欢上了本专业,部分学生更是将本专业作为其未来进一步学习和工作的方向。今年7月,我系2007级本科生毕业,毕业率和就业率均为100%,毕业去向情况如图1所示。

图1厦门大学智能科学与技术系2007级本科毕业生去向

其中,11名学生进一步升学攻读研究生;4名学生选择了到美国、中国香港的高校深造;其他16名学生则进入企业就业。

3.2研究生培养

我系的研究生培养以加强创新能力的培养为核心,以加强基础课、专业课、实验实践教学、论文创新写作、促进理论与实践相结合为重点,包含硕士研究生和博士研究生两个层次。在硕士研究生方面,有3个学术型硕士学位授予专业(人工智能基础、模式识别与智能系统、计算机应用技术)和1个“计算机技术”工程硕士培养方向(智能工程及网络安全方向);在博士研究生方面,目前有1个二级学科博士学位授予专业(人工智能基础)。

为了培养研究生的创新能力,我们主要依托系里所承担的科研项目,特别是部级科研课题。学生们参与到课题研讨中,接触最新的学术前沿问题,并在不断讨论、实验过程中逐步提高独立科研能力。

为了促进学生将理论与实践相结合,我们积极加强与企业的联系,建立联合实验室或联合培养基地,例如,我们与深圳名人公司建立了机器翻译联合实验室,与北京德威特电力系统自动化有限公司建立了电力自动化软件联合实验室,与厦门中资源有限公司建立了智能反垃圾邮件联合研究中心,与厦门东南融通系统工程有限公司建立了计算机软件与理论研究生教育创新基地等。这些基地的建立使学生能够参与企业的实际课题,在提高实践能力的同时也促进了就业。

目前,我系的研究生培养也取得了一些可喜的成果。学生们参加各种竞赛或展示均取得了优异的成绩。例如,2010年,仿脑智能系统方向研究生研发的社交机器人――“文博之星NAO”项目获得第三届海峡两岸(厦门)文化产业博览交易会最佳创意产品铜奖;自然语言处理方向研究生研发的汉语句法分析器和汉语人名消歧系统分别参加2009中文信息学会句法分析评测(CIPS-ParsEval-2009)和2010中文信

息学会与SIGHAN联合会议(CIPS-SIGHAN 2010)的人名消歧评测,均荣获第二名。

4反思

智能科学与技术专业作为一个新兴专业,虽然得到国内许多高校的重视并有良好的发展势头,但目前仍存在一些发展的制约因素。第一,智能科学与技术未能被列为一级学科,因此各高校的智能科学与技术学科建设只能依附于其他相关专业,导致该专业的发展缺少必要的学科保障,高层次人才(博士层次)的培养也受到严重制约;第二,智能科学与技术在国内尚未形成明显的产业群,因此该专业毕业生就业的行业特色不明显,目前各高校智能科学与技术专业毕业生的就业行业与计算机科学与技术、自动化、电子科学与技术等相关专业学生的就业领域基本相近,这导致该专业的特色无法被正确理解,也影响了专业招生。

在这种状况下,我们认为智能科学与技术专业要大力发展,应突出两点。首先,要加强智能科学与技术的科学研究,这一方面可以促进人才培养,另一方面也能通过展现高水平成果进一步扩大专业的学科影响力;其次,要加强智能科学与技术专业学生的实践能力培养,以此提高专业学生的就业竞争力,进而增强专业的吸引力。

参考文献:

[1] 钟义信. 设置“智能科学与技术”博士学位一级学科:必要性、可行性、紧迫性[J]. 计算机教育,2009(11):5-9.

[2] 东,李绍滋, 潘伟. 厦门大学“智能科学与技术”专业建设介绍[J]. 计算机教育,2009(11):46-48.

[3] 东,李绍滋. 智能科学与技术专业学生实践能力培养若干探索[J]. 计算机教育,2010(19):61-63.

Specialty Construction of Cognitive Science in Xiamen University

CHEN Yidong, LI Shaozi, PAN Wei

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