以前沿科技引領(lǐng)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容論文
智能科學(xué)與技術(shù)作為適應(yīng)當(dāng)今和未來社會(huì)發(fā)展的新興專業(yè)，必然也必須與時(shí)代的發(fā)展同步，因此應(yīng)該以前沿的科技導(dǎo)向貫穿和引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的不斷完善和更新。文章在分析科技部近年所發(fā)布項(xiàng)目指南的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校的教學(xué)實(shí)際，提出教學(xué)內(nèi)容改革的方向，以緊跟科技發(fā)展和國家對(duì)人才需求的步伐。
我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，科技促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國家安全的能力顯著增強(qiáng)，為全面建設(shè)小康社會(huì)提供強(qiáng)有力的支撐;基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實(shí)力顯著增強(qiáng)，取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列，為在本世紀(jì)中葉成為世界科技強(qiáng)國奠定基礎(chǔ)[1]。
廣大高校教師對(duì)當(dāng)前科技研究及發(fā)展方向有深刻理解，在整個(gè)國家人才類型需求與人才培養(yǎng)之間扮演著紐帶角色，不但有科研能力還有教書育人的能力，因此在國家科技發(fā)展過程中的地位舉足輕重。國家需要的人才是由高校教師來培養(yǎng)，教師對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)以國家需要為依據(jù)，而學(xué)校應(yīng)以國家對(duì)人才的需求而制定相應(yīng)的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，以保證國家需要的人才與學(xué)校及教育機(jī)構(gòu)培養(yǎng)的人才一致。國家、科技項(xiàng)目、教師和學(xué)生這4個(gè)環(huán)節(jié)只有保持協(xié)調(diào)一致，才能使國家科技穩(wěn)步快速的向前發(fā)展。
智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的核心和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿和制高點(diǎn)，涉及自然科學(xué)的深層奧秘，觸及哲學(xué)的基本命題。智能科學(xué)技術(shù)的研究將對(duì)國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)步、國家安全生產(chǎn)產(chǎn)生深刻而巨大的影響，并將為智力革命、知識(shí)革命和信息革命建立理論基礎(chǔ)，為智能系統(tǒng)的研制提供新概念、新思想、新途徑。
1國家科技項(xiàng)目中與智能相關(guān)的內(nèi)容
國家每年會(huì)頒布一些科研項(xiàng)目指南，如863、973、國家科技重大專項(xiàng)、國家科技支撐計(jì)劃和國家重大科學(xué)研究計(jì)劃等。這些項(xiàng)目指南中均包含大量與智能相關(guān)的內(nèi)容。下面以國家科技重大專項(xiàng)和973計(jì)劃為例加以說明：
1) 國家科技重大專項(xiàng)。
2011年國家科技重大專項(xiàng)中包含2項(xiàng)有關(guān)智能方面的項(xiàng)目，其中“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”重大專項(xiàng)中包含一個(gè)“智能海量數(shù)據(jù)資源中心”課題;“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)中包含2個(gè)有關(guān)智能的課題：“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及業(yè)務(wù)應(yīng)用研發(fā)”和“物聯(lián)網(wǎng)及泛在網(wǎng)”。
2)973計(jì)劃。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在2008年到2011年的973計(jì)劃指南中關(guān)于“智能”一詞的出現(xiàn)頻率如表1所示。
從上述統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出，“智能”一詞的出現(xiàn)次數(shù)由1次增加到12次;出現(xiàn)在一級(jí)標(biāo)題的次數(shù)由1個(gè)增加到3個(gè)，出現(xiàn)在二級(jí)標(biāo)題的次數(shù)由空白增加到4個(gè)。由此不難分析出，智能科學(xué)技術(shù)在973計(jì)劃中的比例逐年增加，其重要性不言而喻。
這些項(xiàng)目的前期研究以及后續(xù)成果的產(chǎn)業(yè)化，不可避免地需要更多的智能方面的專業(yè)人才。在設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科的建議書中提到，智能科技人才的社會(huì)需求占整個(gè)信息領(lǐng)域人才需求的1/6左右，而且將不斷增長。高校需要培養(yǎng)這方面的人才，滿足國家和社會(huì)的需要。
2河北省和天津市科技項(xiàng)目與智能相關(guān)內(nèi)容
河北工業(yè)大學(xué)隸屬于河北省，坐落于天津市，形成了立足天津面向河北的發(fā)展戰(zhàn)略，為河北省和天津市提供有力的技術(shù)支撐。
河北省當(dāng)前正在實(shí)施轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的戰(zhàn)略部署，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要作用，并于2010年3月啟動(dòng)了光伏、風(fēng)電裝備、鋼鐵節(jié)能減排等8個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線圖的編制工作，河北工業(yè)大學(xué)承擔(dān)了其中“河北省風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖”的繪制工作，該路線圖為全國首個(gè)關(guān)于風(fēng)電的路線圖，對(duì)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。
以2011年天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目指南為例，該計(jì)劃以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整為主攻方向，以提高原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新為目標(biāo)，通過關(guān)鍵技術(shù)的突破、引進(jìn)技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新、高新技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化，為天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量提供技術(shù)支撐。2011年共安排25個(gè)專項(xiàng)，與“智能”相關(guān)的內(nèi)容有軟件專項(xiàng)中的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘與信息檢索技術(shù);數(shù)字技術(shù)專項(xiàng)中的智能檢測、監(jiān)控技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用;可再生能源及能源存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換專項(xiàng)中的智能電網(wǎng)等。
由上面的分析，可以看出智能科學(xué)技術(shù)在河北省和天津市的科技項(xiàng)目布局中占有重要的地位，這也對(duì)高校提出了培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求。
3河北工業(yè)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀
據(jù)教育部統(tǒng)計(jì)，自2004年北京大學(xué)自主設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)通過備案以來，先后有北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京信息科技大學(xué)、首都師范大學(xué)、武漢工程大學(xué)、西安郵電學(xué)院、北京科技大學(xué)、湖南大學(xué)、廈門大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、大連海事大學(xué)、中南大學(xué)和上海理工大學(xué)共17所高校建立了智能科學(xué)技術(shù)本科專業(yè)。
河北工業(yè)大學(xué)在結(jié)合自身優(yōu)勢和借鑒兄弟院校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)體系和課程內(nèi)容逐步合理化;緊跟科技發(fā)展新趨勢，突出智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特色，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在智能化電器、智能化樓宇、智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化物流等方面培養(yǎng)社會(huì)急需的特色人才;在控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)下設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”的相關(guān)研究方向，加強(qiáng)該專業(yè)的學(xué)術(shù)梯隊(duì)建設(shè)和人才培養(yǎng)，促進(jìn)控制科學(xué)與工程學(xué)院整體教學(xué)科研的和諧發(fā)展。
我們努力使學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展，具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和信息處理的基礎(chǔ)知識(shí)，系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能與方法，受到良好的科學(xué)思維、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及初步科學(xué)研究的訓(xùn)練，使其具有分析問題和解決問題的能力，知識(shí)自我更新和不斷創(chuàng)新的能力。在個(gè)人素質(zhì)方面，要求學(xué)生具有全面的文化素質(zhì)、良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的適應(yīng)新環(huán)境、新群體的能力，并具有良好的語言和計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。
4教學(xué)內(nèi)容的思考
目前智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)隸屬于控制科學(xué)與工程學(xué)院，本學(xué)院包括自動(dòng)化、風(fēng)能與動(dòng)力工程和智能科學(xué)與技術(shù)3個(gè)本科專業(yè)。自動(dòng)化專業(yè)作為一個(gè)成熟專業(yè)，有穩(wěn)定的社會(huì)認(rèn)可度，其近年的發(fā)展受到了無行業(yè)背景的限制;風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)是一個(gè)新興專業(yè)，為了滿足國家風(fēng)力發(fā)電的強(qiáng)勢發(fā)展需求而設(shè)立的，具有顯著的行業(yè)背景，從目前情況看，學(xué)生就業(yè)前景很好;智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為新興專業(yè)，沒有固定的行業(yè)背景，因此有必要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況確定1～2個(gè)背景，體現(xiàn)個(gè)1～2個(gè)特色，以使學(xué)生的學(xué)習(xí)落在實(shí)處。
我校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)擬將智能網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)作為本科生的學(xué)習(xí)指向，在相關(guān)課程的講授中以它們作為實(shí)例講解，籌建智能網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)，以及利用風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的操作和演示，在課外科技活動(dòng)中以它們作為選題方向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
我校作為地方工科院校，結(jié)合自身特點(diǎn)和優(yōu)勢，對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特色定位于工業(yè)過程和實(shí)際工程中的.智能控制與智能決策，相對(duì)應(yīng)的核心課程包括智能控制、智能信息處理、復(fù)雜系統(tǒng)建模、智能系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能工程。我們希望通過這些課程教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃，使培養(yǎng)的學(xué)生“考研考得上，分配分得出”。
1) 智能控制課程在介紹控制理論的同時(shí)，通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和單獨(dú)學(xué)時(shí)的課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等在內(nèi)的實(shí)際系統(tǒng)先進(jìn)控制方案/方法的實(shí)現(xiàn)有較深入了解，并側(cè)重于硬件實(shí)現(xiàn)。
2) 智能信息處理課程主要介紹經(jīng)典人工智能、計(jì)算智能和其他智能理論，通過方法的介紹和推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生理論素養(yǎng)，并通過將具體方法代碼化提高學(xué)生的編程能力，其中可以將風(fēng)電場數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。
3) 復(fù)雜系統(tǒng)建模課程在介紹復(fù)雜系統(tǒng)基本概念、理論基礎(chǔ)以及與建模相關(guān)問題的同時(shí)，著重以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為著力點(diǎn)，對(duì)這兩大類系統(tǒng)的模型進(jìn)行建立和分析。
4) 智能系統(tǒng)課程在介紹人工智能技術(shù)如何具體應(yīng)用于某些領(lǐng)域的同時(shí)，側(cè)重分析如何應(yīng)用于智能網(wǎng)絡(luò)特別是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以及如何應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
5) 智能機(jī)器人課程在介紹機(jī)器人基本工作原理以及控制方法的同時(shí)，加強(qiáng)與實(shí)際工程的結(jié)合，如自動(dòng)化倉庫等領(lǐng)域。
6) 智能工程課程在介紹人工智能技術(shù)如何具體應(yīng)用于某個(gè)實(shí)際工程的同時(shí)，著重考慮目前國家急待發(fā)展的工程方向。
通過上述課程的學(xué)習(xí)，并基于軟硬件的結(jié)合與課內(nèi)課外的配合，學(xué)生可對(duì)目前體現(xiàn)前沿科技的行業(yè)有所熟悉，為進(jìn)一步的深造和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
5結(jié)語
前沿性、時(shí)代性是大學(xué)課程的一大特點(diǎn)。20世紀(jì)以來，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使知識(shí)的更新周期越來越短，大大豐富了大學(xué)的課程及其內(nèi)容，也改變了課程設(shè)置的技術(shù)與方法。
通過對(duì)前沿科技和人才培養(yǎng)的需求進(jìn)行分析，可以總結(jié)出學(xué)校的教學(xué)應(yīng)針對(duì)國家對(duì)人才類型的需求而制定，使人才得到相應(yīng)的供應(yīng)，保持供求平衡。
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