智能科学与技术范文

导语：如何才能写好一篇智能科学与技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：课程体系；实验体系；教学平台

中图分类号：G642　文献标识码：A、

1　引言

智能科学的理论、技术及其应用已经发展成为信息技术创新的重要生长点，“智能科学与技术”本科专业是面向21世纪、具有广阔发展前景和巨大应用需求的新型专业。该专业旨在培养具有信息科学、智能科学、脑与认知科学、现代科学方法学的基本理论知识，掌握计算机、人工智能、信息网络、信息处理、自动控制、系统优化专业知识和综合技能的高级复合型人才。2004年，北京大学开始在“智能科学与技术”本科专业招生，开创了“智能科学与技术”专业本科教育的先河。随后，国内更多院校陆续开设该专业，现在“智能科学与技术”本科专业在全国已初具规模。

尽管“智能科学与技术”本科专业被誉为“操纵未来的专业”，但将其纳入本科教育，仍处于探索阶段，可供参考的资料和形成的教学经验和体系非常有限，仍需要开拓创新，努力探索，大胆实践。本文结合我校在专业建设过程中的一些探索和想法，就教学平台建设谈一些体会，重点谈课程体系、实验体系、学生创新能力培养方面的问题。

2　课程体系建设

计算机和通讯技术的结合，形成了以计算机为核心的信息网络，由此引发的信息革命也是一场数字化革命，智能革命的时空动力是网络革命，促使信息网络发展为智能网络。“智能科学与技术”专业的课程体系建设应以计算机科学的内涵为逻辑起点，以数字信息获取、处理和响应的本质属性为中心，由浅入深地推理和演绎出一套完整的理论体系，在理论框架的指导下科学合理地建立一套完整的课程体系。结合我院的实际，我们在对学生、学科和社会需求研究的基础上，确定了课程内容。我们把对学习主体的尊重、学科的发展和社会的需要协调起来，在课程体系建设方面重点考虑了以下内容：

(1)面向应用

我院是以教学为主的高等院校，重点培养应用型人才，学生应具有较强的实践动手能力。

(2)以学生为中心

课程体系的建设应树立以学生为本、为学生服务的思想，有利于学生素质教育和创新能力的培养。

(3)突出特色

信息通信是我院的传统和特色，它和测控技术、自动化技术、计算机技术、信息技术密切相关。根据我院的办学特色，参考其他兄弟院校的培养方案，我们将该专业培养的重点放在智能信息处理、智能机器人两个方向上。

按照课程设置的原则，遵循国家的相关规定，参考其他院校的经验，我院智能科学与技术专业的课程体系围绕“三个平台，两个方向，一个目标”进行建设。三个平台分别为公共基础课平台、专业基础课平台、专业课平台；两个方向分别为智能信息处理和智能机器人；一个目标为培养有特色、面向就业的工程应用型人才。具体如图1所示：

3　实验体系建设

“智能科学与技术”是一个新兴专业，实验教学体系尚处于探索阶段。总结近年来智能信息处理和智能机器人理论研究成果和实验设备开发已有素材的基础上，我们在“智能科学与技术”专业的实验教学体系建设上重点考虑了以下几方面：

(1)层次化

实验教学一方面是为了配合理论教学而设置的验证性实验，一方面是为了提高学生的综合能力而进行的综合设计性实验。此外还应面向学生就业，通过各种方法和手段开展实训、创新性实验。

(2)开放性

开放性包含两个层面的含义，一是开放实验时间和实验场地，让学生自己选择实验时间和实验场地；二是开放实验内容，让学生自己选择部分实验项目，提高学生理解和解决问题的能力，加强学生的动手实践能力。

(3)有特色

立足我院信息通信特色，强化智能信息处理、智能机器人方向的实验设置。

为此，我们的实验室建设体系围绕“三个层次，两个方向”进行建设。三个层次是配合理论教学的验证性实验、提高学生能力的综合设计性实验、强调创新的开放性实验。两个方向是奇偶智能信息处理和智能机器人，智能信息处理以图形图像为主要处理对象，进行图像处理、模式识别等内容的实验，以软件设计为主、部分结合硬件；智能机器人重点放在了以硬件设计为主的嵌入式系统设计。具体的教学实验平台如图2所示：

4　创新能力培养

在高等学院质量工程建设中，国家明确提出了培养创新型人才。作为新兴的专业，“智能科学与技术”专业更是应该从一开始就抓住这个机遇，制定创新型人才培养的新模式。我们认为，培养创新精神需要坚持“一个中心”、“三个结合”，即以学生为中心，课内与课外相结合，科学与人文相结合，教学与研究相结合，逐渐形成独具特色的创新人才培养模式。重点考虑做好以下几方面的工作：

(1)加强学生集中实践环节的教学，建立实习基地，加强认识实习、课程设计、开放实验、科研训练、生产实习和毕业设计实践环节的教学，提高学生的团队协作、认真求实和独立思考的创新意识。

(2)增加选修课、跨学科课程和素质拓展类课程，提高学生的求知欲、进取心、挑战欲、自信心、意志力等。

(3)积极引导和鼓励学生参加各种竞赛，参加学科竞赛是引导学生努力学习、灵活创新的有效途径。

(4)组织素质高、能力强学生参与教师的科研活动，使学生的能力在真正的科研活动中得到锻炼和提高。

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关键词：智能科学与技术；专业建设；科研建设；人才培养

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支获得了国家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，特别是国家级科研课题。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

(Department of Cognitive Science, School of Information Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China)

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关键词：智能科学与技术；小学期；教学计划

2008年湖南大学智能科学与技术专业开始招生，根据三年的建设教训和经验，2009年制订的教学计划有许多需要调整和优化之处，其存在的弊端阻碍了教师教学的展开和专业特色的体现，这是本文得以成文的内因。另一方面，为了有利于能力培养工作的展开，国内多所高校借鉴国外暑期学校的成功案例，提出了“小学期”制度。旨在利用学期结束后若干周时间，采用开放灵活多样的教学方式，扩大学生的知识面，启发学生的创新思维，增强学生的动手能力。2011年湖南大学也将“小学期”这一制度引入本科教学计划中。在以上内外因的诱发下，对智能科学与技术专业的本科教学进行了总结，并针对湖南大学新实施的“小学期”制度，以本科专业教学计划的制订为契机探索了智能科学与技术本科专业教学新思路。

1本科专业教学现状

信息产业智能化趋势充分表明该专业强烈的社会需求和发展前景[1]。湖南大学智能科学与技术专业是集众多老师特长和成果，在成立伊始，甚至申请之时，对其人才培养模式就进行了深入讨论和广泛考量。在本院其他专业的现行教学方案基础上，针对智能科学与技术专业的自身特点，制订了该专业的培养方案和教学计划[2]。2008年招收的第一批本科生实施了该方案。表1是该方案的学分和课程计划。

该培养方案包含4个阶段，前3个阶段以课程学习为主，辅以一定的课程实验。最后集中实践阶段训练学生的知识运用能力，巩固学生对知识的掌握。全校公共通识教育主要包括哲学、历史、人文、法律、英语等课程。学科通识教育围绕整个学科的基础核心课，分为两个部分，第一部分主要指学科学习的相关基础先修课程，如物理、高等数学、概率论、程序设计基础等。第二部分只要指计算机学科的基础核心课程，如离散数学、数字电路与逻辑设计、计算机组成与结构、数据结构，这部分课程的确定是综合考虑计算机科学与技术专业、通信工程专业、信息安全专业、智能科学与技术专业的结果。

专业教育阶段体现了专业之间的区别，分为专业核心课程、专业选修课程、专业拓展课程。智能专业的专业核心课程有高等程序设计、电路分析基础、信号与系统、应用统计与随机过程、微电子电路导论、电磁场和电磁波、计算机网络、操作系统8门课程。专业选修课根据课程之间的相关性，分为两个课程组，学生自由选修其中一个课程组，不同的课程组体现了专业不同的侧重点，有侧重智能控制的，有智能信息处理的，等等。专业拓展课程是在最后一个学年学生根据指导教师的意见，结合毕业设计题目设计领域，在其方向课程组中选择相应学分的课程门数。根据我院教师的科研领域，包括先进计算、生物信息、智能系统、媒体计算、模式识别5个方向。专业选修课程为专业知识的深入学习，学生可根据个人专业兴趣及发展方向自行选择一组课程修读；专业拓展课程(要求至少修读8学分以上)为学生知识面的横向拓展或纵向的继续深入，学生可自全院范围内选择以加强专业学科交叉。

集中实践环节由实验教师对低年级开设软硬件基础实验课程、高年级学生开设综合实验课程。毕业实习与毕业设计也纳入到集中实践环节。

1.1存在的问题

1) 专业核心课没有体现专业特色。

在专业成立之初，考虑到教师对专业课程的教学不够成熟，因此，采用了保守的做法：沿用了老专业――计算机科学与技术和通信工程的核心课程，从上文的描述，不难发现这些课程不能充分体现智能科学与技术专业的特色，智能专业的学生也常常感叹体会不到自己所选专业与其他专业的不同之处。随着智能专业教学经验的积累，科研工作的展开，几个优势的方向和课程(如自动控制、图形图像处理、脑与认知科学等)逐渐清晰，将这些基础的、专业关联较为紧密的课程作为核心课程可谓时机成熟。

2) 专业选修课课程组限选模式约束了学生的涉猎范围。

在2008、2009届学生的教学和培养过程中，发现很多学生对专业知识有广泛涉猎的心理和基础，另外，一些学生可能对课程组中若干课程有兴趣，而对其他课程没有学习动力，而现行的培养计划中选修课的限选模式限制了学生的涉猎范围，未能充分开启和挖掘学生的学习兴趣和动力，因此，任选的模式可能更符合学生的需求，学院只需提供丰富多样的专业选修课程，由学生自主决定修读哪些课程。

3) 缺乏对智能科学与技术专业的学科交叉性的重视。

交叉性是智能科学与技术专业所具有的一个重要的学科特点。智能学科融合了物理、化学、生物学等理学学科，与管理学、经济学、社会学等人文学科也有广泛的联系。这种学科之间的交叉性自然也就要求学生对多个学科都需要有一定的了解。而现行的培养计划是学院封闭式的，除了通识教育阶段，没有给学生提供学习其他学科专业课程的平台，这阻碍了学生素质的培养和智能专业的发展。跨专业选修为学生提供了了解交叉学科知识的渠道。

1.2 “小学期”新特点

目前，国内大部分高校都设立了集中实践环节，在教学计划中安排2～3周的时间专门用于学生的实践、实习。近来，从美国学来的“小学期”也悄然在国内高校流行起来，所谓“小学期”是指在理论教学结束后利用假期的部分时间集中进行实验实践教学活动。如何高效地利用这种“小学期”，能够真正培养学生的创新能力，锻炼学生的实践水平，是当前实验教学所急需探索的重要问题。只有当实验教学从理论教学的从属地位中跳脱出来，自身建立起一套完善健全的教学模式和课程体系，有重点有目标有计划地进行人才的培养，才能实现为社会输送高层次创新人才的目标。

“小学期”里，学生没有课程学习和考试的压力，在假期完全自由放松的氛围下，进行兴趣拓展和能力锻炼，能够收到事半功倍的效果。“小学期”的课程体系如何设置，教学方式如何安排，是发挥“小学期”作用的关键。好的课程和教学计划，使学生不会感觉是另一个学期的提前开始，而是一个夏令营，学生愿意主动参与其中，在娱乐的环境下习得知识，提升能力。

2专业实验室建设进展

依据长期以来，我院大批教师及研究生所从事的智能科学技术相关研究，凝练了几个基础较厚实、成果较丰硕的子方向，并由此制订了本科选修课程及群组。为了使实验室建设重点明确、特色突出，将智能科学与技术专业实验室划分为5个子方向实验室相对独立建设，如图1所示[3]。

在三年的智能科学与技术专业的发展过程中，在专业实验室建设中不断投入，目前该专业实验室仪器设备及数量如表2所示。

该专业实验室具备以下规模和能力：

1) 可以支撑80%智能科学与技术专业的相关课程实验。

2) 能够开出机器视觉、小型仿真机器人等综合性实验项目。

3) 由1名教授、2名博士等6人组成的实验教师队伍。

研究生创新基地、嵌入式系统与网络实验室将大力支持智能专业实验室的建设。我们正在积极申请985学科建设经费，购买电梯调度实验平台等仪器设备，提高实验室的实验开出率和覆盖面。以上的软硬件环境，体现了本专业的建设特色，实验室条件的完善和增强，也需要进行人才培养模式的修订。

3专业培养方案和教学计划

针对以上存在的问题和“小学期”新特点的出现，我们探索和制订了新的培养方案和教学计划[4-5]，下文将从培养方案、课程计划、和实践教学3个方面分别进行描述。

3.1培养方案

表3给出了新制订的培养方案。通识与文化素质教育与以往基本保持不变，但在学科门类教育中涉及的学类核心课程增加，相比于之前的理科B组课程增加了微电子电路、电路分析、操作系统、计算机网络等课程。变化较为显著是专业教育部分，首先专业核心课程由C++程序设计、信号与系统、脑与认知科学、人工智能基础、科学计算导论、算法设计与分析、控制理论基础、计算机图形图像处理八门课程取代。此外，开设了种类更丰富的专业选修课程，涉及数据挖掘、生物信息处理、机器人、物联网等，为学生提供了更多广的选择。

未来发展教育从就业和深造两个角度进行考虑，设定的分组课程充分结合了智能科学与技术专业实验室的条件，设立了生物信息学、智能信息系统、智能控制和机器人、媒体计算与机器视觉4个方向课程组，通过利用专业实验室的资源，将这些高级课程与毕业设计有机结合起来。

值得特别提出的是跨专业限选课程，这正是对学科交叉性考虑的结果。学生有机会去接触到更多的学科知识，有利于对智能有更为全面深刻的认识。尽管这是一个新的尝试，并且这扇门现在打开的还有限，如果实践证实这是必需和有效的，这扇门还将为学生更加敞开。

3.2课程计划

在以上培养方案的指导下，根据课程之间的先后关系，具体的课程计划如图2所示。

从该本科4年的课程教学计划来看，第一学年以学校通识课程为主，第二学年包括与信息学科相关的基础课程，和信息学科的核心基础课程。第三、四学年以专业课程为主，最后一个学期，学生根据毕业设计方向选择课程组里相应课程。整个课程的时间分布遵循循序渐进、由易到难的学习过程，通过最后的毕业设计反映学生对整个专业的理解和把握。在毕业设计阶段，从学生的未来发展着手，分为深造和就业两部分，每一个课程组都按照这两个类别设立了相应的课程。学生根据自身发展的定位，选择适当的课程。

3.3实践教学

实践教学作为理论教学的补充，根据学生专业知识学习的深度，分为3个阶段展开：

1) 实训、通识实践(编程实训、仿真实训)安排在第一学年的小学期。

2) 专业实训(软件技术基础实训、硬件技术基础实训)安排在第二学年的小学期。

3) 综合实践(专业综合设计)安排在第三学年的小学期。

“小学期”的实施，可以把过去那些集中实践的内容放到“小学期”中进行。然而“小学期”有其自身的特点和形式，过去的集中实践内容和教学方式等可能都需要做出相应的调整优化，下面将在教学改革部分阐述我们所进行的有益尝试和探索。

4教学改革

1) 多姿多彩的“小学期”。

“小学期”绝不应该是过去集中实践的改头换面，只是简单地将集中实践换个时间而已，应该走教学内容丰富多样、形式活泼轻松的路子。

(1) 邀请在学生群体中有影响力和号召力的知名人士来校讲座和交流，在学生中刮起头脑风暴，集思广益。

(2) 安排学生走进生产第一线，深入社会底层，真切体会大学生应该具有的技能和素质，结合所学专业，积极思考人生定位。

(3) 当然，集中实践的内容也不可少，如何让学生享受了假期又增长了知识是接下来将进行的第二个改革的目标。

2) 活泼有趣的集中实践。

现行的集中实践环节是老师布置若干题目，学生选择其中几个完成，学生普遍觉得这种教学内容和方式枯燥无味。可以通过以下3个途径，使得集中实践环节变得活泼有趣，提高学生的积极性。

(1) 实验平台。配置可自由装配的设备，或者说基本的零器件，而非成型的仪器，便于学生动手动脑，自由设计。实验室实行开放式运行管理。

(2) 实验内容。开设具有专业特色的实验课程。请一些有丰富经验的教师面向全校学生开设门槛低、趣味性浓厚的公共实验课。对于一些有优势的学科竞赛，定期开设面向所有学生的培训，吸收有潜力的学生组队参赛。

(3) 教学方式。改革实验课程的教学方式，减少教师设计实验内容，增加学生自主设计实验的比重，使学生有相对充分的时间思考并在教师指导下，从实验原理、系统设计、仪器选用、实验数据采集与分析等环节入手，自主开设实验。

5预期目标与效益

通过在2011年入学的新生中实施该计划，我们期待达到以下目标和效果。

1) 培养出具有良好的智能科学人文素养与数理能力，系统掌握信息与智能科学的理论与方法，熟练掌握程序与软件设计方法、数字系统设计能力、多媒体信息与生物信息处理技术、机器感知与智能控制技能的科学研究、工程技术与技术管理专业人员。

2) 充分结合专业实验室的建设，通过教学内容和方式的改革，充分发挥“小学期”的作用，使得“小学期”制度能够真正使学生受益。

3) 体现出我院智能科学与技术专业的自身特色，人才培养能够发挥出我院在生物信息处理、智能控制、图形图像处理、计算智能等领域上的优势。

6结语

在三年智能科学与技术专业建设实践中，我们根据学生培养实际情况，总结了当前培养方案存在的不足，专业特色缺乏、选修范围受限、学科交叉性忽视，并重新修订了该专业培养方案。在学校新实施的“小学期”制度下，通过汲取其他高校的经验教训，抓住“小学期”的特点，在课程内容和教学方式上提出了改革思路。通过以上的探索，我院在专业建设、人才培养等方面更上一个台阶。

参考文献：

[1] 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.

[2] 赵欢,廖波,朱雯. 湖南大学“智能科学与技术”本科专业建设探讨[J]. 计算机教育,2009(11):49-52.

[3] 李智勇,肖正,骆嘉伟,等. 湖南大学智能科学与技术本科专业实验室建设[J].计算机教育,2010(15):91-94.

[4] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009(9):18-19.

[5] 胡军,李伟生,王国胤,等. 重庆邮电大学“智能科学与技术”专业建设中若干问题的探讨[J]. 计算机教育，2009(11)：57-60.

Investigation on Teaching of the Specialty of Intelligence Science and

Technology under Summer School System

LI Zhiyong, XIAO Zheng, ZHAO Huan, LI Renfa

(School of Information Science & Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)

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关键词:智能科学与技术专业;学科建设;实验室建设

中国错过了“体力劳动机械化”的历史时机,而在当前“脑力劳动机械化”的浪潮中,能否走在世界前端是中国面临的一个新挑战。早在6年前,许多专家学者就意识到这个问题,适时地推动并促成了“智能科学与技术”本科专业的建立。通过以钟义信、王万森、刘宏等为代表的一批学者们6年的不懈努力,该专业的建设取得了较大进展[1]。在核心课程体系、特色专业课程、实验实践教学、专业师资水平方面取得丰硕成果,促使“智能科学与技术”这门新兴的学科正逐步走向成熟。

教育部于2006年6月首次成立全国高校实验室建设指导委员会,表明国家把高校实验室建设摆到非常重要的位置,各高校也纷纷加大了实验室建设的力度。作为新设置的学科,“智能科学与技术”专业实验室建设和专业教材建设的发展相对滞后,是近期需要大力度发展的事情[1]。湖南大学“智能科学与技术”本科专业于2007年通过了教育部审批,2008年迎来了第一批本科生,当前他们处在全面进入高年级专业学习阶段,因此实践教学和实验室建设显得尤为重要和紧迫。

北京大学、北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学等早期成立该专业的学校在专业实验室建设方面积累了丰富的经验。湖南大学“智能科学与技术”本科专业实验室的建设正是借鉴了这些院校的建设思路[2-4],同时充分结合我校本科教育和人才培养的理念及学校优势学科,形成了具有湖南大学特色的实验室建设指导思想及实验体系。

1实验室建设思路

从建立之初,我校“智能科学与技术”专业就将人才培养模式定位在“设计与创新型”。首先,本科4年的培养要使一个合格的本科生具备工程设计的基本知识、基本理论和基本技能,在此基础上将开发学生的创新意识贯穿其中。“设计与创新型”的培养模式为满足当前高端应用型人才和科研人才的社会需求提供了保障,而实验室是这些人才的重要孵化基地。针对这一目标,我们提出了符合我院实际的实验室建设指导思想,并构建了相应的实验体系[5]。

1.1实验室建设指导思想

实验室建设的指导思想是:

1)1个目标:培养具有创新与设计基本能力的高素质人才,创建科学创新与技术创新的基本环境。

2)2类体系:面向基本教学的技术与专业的基础性实验体系;面向创新与设计能力培养的研究型实验体系。

3)3个层次:验证型;技能型;创新与设计型。

1.2实验体系

从“设计与创新型”人才培养目标出发,以课程学习为体,实验实践为用,我院提出了“课程实验――实验课程――工程设计训练――毕业设计”的新型特色实验体系。对学科和专业核心课程,通过课程实验使学生巩固加深对理论知识的理解;对专业的主流工业应用,增加相应的实验课程,使学生掌握主流应用中的关键技术;对已有较为系统的专业知识的高年级本科生,通过完成一个综合设计任务,训练和增强学生综合运用专业知识的能力;在工程设计训练的基础上,在最后的毕业设计中增加创新性要求,激发学生的创造能力。图1给出了本科实验教学的运行图。

2实验室建设方案

本专业实验室建设突破传统理念,抛弃以往过分注重实验仪器种类和数目的“大而全”式建设思路,采用以目标驱动、物尽其用的科学经济的建设理念,使实验设备得到充分合理的利用。其次,作为新专业实验室,走分期建设的路子,从基础实验体系入手,结合我院智能感知、智能控制等优势方向,逐步打造以设计和创新为主的研究型实验体系。

2.1以教学实践为基础的建设

本专业培养计划确立了人工智能基础、控制理论基础、脑与认知科学、计算机图形图像处理四门课程作为本科的专业核心课。此外,依据我院大批教师及研究生长期从事的智能科学技术相关研究,我们凝练了几个基础较厚实、成果较丰硕的子方向,并由此制订了本科选修课程及群组。为了使实验室建设重点明确、特色突出,我们将“智能科学与技术”专业实验室划分为5个子方向实验室,相对独立建设,其中智能网络实验室利用我院通信专业实验室,避免重复建设,如图2所示。

在全国智能科学技术教育学术研讨会多次研讨的基础上,我们确立了“智能机器人”、“智能网络”和“智能游戏”为“智能科学与技术”本科专业教学实验活动的3个重要平台。结合我院的优势学科――嵌入式系统、传感器网络,我们选择综合性强的智能机器人设计作为第一批实验课程,在实验室后期建设中将增开2～3门实验课程,比如智能电梯控制等。这些实验课程以实物为对象,讲授工业应用中常见技术,增强学生的设计能力。此外,选择Robocode坦克机器人战斗仿真作为智能游戏实验平台开设课程设计,达到寓教于乐的目的,提高学生对本专业的积极性。

2.2以创新性培养为导向的建设

创新型人才是当今社会急需但又相对缺乏的人才,这也指明了创新性培养对实验室建设的导向作用。在广泛调研的基础上,我们通过两条路提高学生的创新能力。其一,在实验室规模有限、师资相对短缺的条件下,让学生参加学科竞赛,以培养少数精英为目的;其二,将工程设计训练与毕业设计挂钩,鼓励学生在具有一定工程设计能力的基础上充分发挥创意,在毕业设计中完成新颖的工程设计,或者从事具有一定科研意义的研究工作。

就学科竞赛而言,我院去年组织青年教师和研究生参加了首届中国“智能车未来挑战”比赛,并荣获第1名。我院在智能车方面积累了丰富的制作设计经验,具有较为突出的优势;另外,嵌入式设计开发一直是我院的强势专业,我校学生在“挑战杯”上多次取得佳绩。综合这些因素,我院将“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛作为学科竞赛项目之一。随着实验室建设的进一步完善,我们将通过参加难度更高的“机器人足球赛”凸显实验室的专业特色。

2.3教师队伍建设及实验教学方式

教师队伍是实验室建设成败的关键。传统观念往往把实验教学作为理论教学的补充和对课堂理论知识的验证,实验教学内容多为验证性实验,导致实验技术人员业务素质和整体水平偏低。因此,在培养学生创新能力之前,首先要建立起优良的实验教师团队。我校的做法如下:

吸收一批来自科研一线的青年教师,充分发挥他们对专业前沿的把握和理解优势,适时引进新的内容,扩充实验教学的知识面。

吸收来自企业的一线工程人员,将当前主流的专业技术纳入到实验范畴。

评选优秀教师,以攻读研究生或者访问学者的方式增强教师的业务能力。

同经验丰富的老师一起组成有活力但又不乏专业素养的梯队,改革实验教师工作量的计算方法,激励其开设有特色、有新意的实验课程等措施,可以防止实验教师知识老化,培养一支业务素质过硬、把握专业前沿的优秀教师队伍。

在改革实验课程的教学方式方面,一方面,我们借鉴国外大学在实践教学方面的经验,改变目前实验学时偏少、实验数量偏多的现象;另一方面,我们减少教师设计实验内容,增加学生自主设计实验的比重,将重能力培养落实到实处。

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关键词：本科生导师制；智能科学与技术；复合型人才；角色定位；质量监控

文章编号：1672-5913（2013）07-0038-04

中图分类号：G642

本科生导师制为本科生配备学业导师，从而进行因人施教、教与育结合的人才培养，是一项创新型的本科生培养模式。作为一种高效的、个性化的人才培养制度，其执行效果不如想象中的那么好，特别是在我国实现高等教育大众化的进程中，大学生在校人数逐年增多，而大学教师相对较少，使得众多的本科生得不到教师的直接指导和帮助，从而使本科生导师制的积极意义不能被完全发挥。因此，我们有必要研究一种切实可行的本科生导师制模式，以适应新形势下高等教育对培养优秀人才的需要。

1 本科生导师制与复合型人才培养的内涵

1.1本科生导师制及其发展现状

本科生导师制（Tutorial System）是在师生双向选择的前提下，由爱岗敬业、品德高尚、知识渊博的教师担任本科生的指导教师，对学生的学习、生活、心理等方面进行个别指导的教学制度。

本科生导师制最早在15世纪由牛津大学发明并实行。美国的普林斯顿大学于1902年引进了导师制。1998年，美国研究型大学本科教育委员会在“重建本科生教育：美国研究型大学发展蓝图”报告中建议每个本科学生都要有一名导师，这种形式应该在所有研究型大学中推广开来。

就我国目前的大学教学现状来看，导师制在传统上只用于硕士和博士研究生层次。而在本科生层次上，只有少数院校的培优班采用了导师制。例如，北京大学的元培计划实验班、北京邮电大学的叶培大学院等，在低年级实行基础课程教育，构建合理的学科知识结构；在高年级由学业导师因人施教，进行个性化的专业教育及素质教育。由于传统教学管理方式及师生资源分配模式的影响，导师制未能充分发挥其积极意义，实施效果不是十分理想。

事实上，从中学进入大学是一个跨越。在这个跨越中，中学的学习方法、生活环境等都与大学中的不同。同时，4年的大学正是大学生思维方法、学习能力、身心素质等方面趋于成熟及稳定的阶段。由此可见，在大学生本科层次施行导师制，对于丰富学生的素质教育、促使教书与育人有机结合、做到因材施教，显得十分重要。

1.2智能科学与技术专业特色及复合型人才培养

智能科学与技术是一门涉及数学、生命科学、认知科学、信息科学、控制科学、计算机科学、哲学等学科的交叉和边缘学科，是信息科学技术的核心、前沿和制高点。我国新型经济的发展需要大量的高层次智能科技人才，而智能科学与技术学科为复合型人才的培养提供了天然的良好环境。具体说来，智能科学与技术专业复合型人才的内涵包含以下几点。

1）基础扎实，知识运用能力强。学生能通过深入学习，掌握智能科学与技术专业的基础理论与技术，同时具备领域相关的多学科知识，包括计算机、自动化、信息、通信等，学会交叉融合，贯通多学科综合知识，从而使本专业的毕业生有能力在未来知识激增的信息社会中适应知识更新和淘汰的多种挑战。

2）学习能力及创新能力强。学生通过参与专题讨论、课程或学术报告、参加学科竞赛等活动来调整、优化知识结构，提高采用智能科学技术与理论解决问题的能力，增强自我学习的意识和创新能力，能够面对新的快速发展的智能科学与技术领域，能够适应层出不穷的新环境、新问题，不断更新知识体系。

3）综合素质高。学生应当具备很强的社会及集体责任感，崇尚“真、善、美”，敢于坚持真理，具有理想与抱负，具备自信、乐观、积极向上的心理状态以及良好的面对困难与挫折的心理素质。

基于此，我们将智能科学与技术专业复合型人才的培养目标设定为：培养具有科学创新精神和实践能力、通晓世界知识、具有踏实的工作作风和良好的语言文化交流能力的高质量人才。学生仅掌握简单的课本知识，远远无法达到智能科学与技术人才的要求，因此亟需探索一种能够增强师生在培养过程中的深度互动与沟通的模式。本科生导师制为学生提供包括学业、思想、生活等在内的全面指导，顺应了这种变化和要求。

北京邮电大学智能科学与技术专业于2006年开始正式招生，至今已完成了近6年的教学实践，积累了很多宝贵的经验和教训。如何将自身经验与学科发展的趋势和方向相结合，深入地研究复合型人才培养模式，有助于高层次人才的建设，对人才培养活动具有调控、规范和导向作用。

2 智能科学与技术专业本科生导师制模式探索

我们以北京邮电大学智能科学与技术专业为试点，探索一种高效、可行的本科生导师制实施方案，为培养高素质、复合型人才提供真实可信的参考依据，从而有助于在未来形成适用范围更广、更具指导意义的本科生导师制可操作规范和导向。

2.1实施对象

该模式实施对象为智能科学与技术专业2年级到4年级的全部学生，共约90人。这与此前国内高校注重本科学生精英的选择与培养模式不同，而是全面覆盖所有学生，挖掘所有学生可能的兴趣和潜力，其培养过程更加大众化、更具有公平性。本科生导师目前限定为负责本专业教学的智能科学与技术中心（以下简称中心）的教师，包括在职13人（其中教授2人、副教授6人、讲师5人）及兼职教授6人。除专业导师外，为便于观察和搜集导师制实施过程中的问题，还应配备1名观察员，随时了解观察实施情况并给予建议。

2.2实施办法

本模式采用学生和教师双向选择的原则，结合成导师与学生组合。导师每人每年级指导2～4名学生。根据教师的具体情况，也可以实行以一位教师为主、多位教师为辅的指导模式。学生可以随时根据自己的情况，在不影响初始组合的情况下，自愿申请得到多位教师的指导。导师组定期通过讲座、专题报告、谈心交流等形式与学生交流，丰富学生的第二课堂。考虑到本科生相对于研究生知识视野和思维模式尚不是十分成熟，还不能一次性成功选择到自己最满意的导师或方向，本次试点研究首次提出导师轮换机制以及多教师辅助的模式，充分利用了各位导师的多样性，采取每年轮换的方法，让每位本科学生在校期间至少可以得到3位不同导师的指导，从而能够帮助学生拓宽视野，更好地找到自己的兴趣和创新意愿。

2.3本科导师角色定位

本科导师的角色应该与学院和班级辅导员相辅相成，完全可以涵盖某些专业课教师对部分学生所起到的课程和学业引导作用，而且较之更加全面和完善。导师不仅是学生学习上的导师，还是学生的伙伴和引路人。导师通过观察、交流，了解学生在学习及生活中的表现，主要在以下方面发挥积极的帮助与激励作用。

1）课程教育：重点指导学生的课程学习，在低年级侧重实行通识教育和大学基础教育，帮助学生制订学习计划，了解专业方向及其应用领域；在高年级针对个体在兴趣、特长等方面的不同，实施个性化的专业素质教育，帮助学生构建合理的知识结构。

2）学术能力培养：重点在于激发学生兴趣，帮助学生挖掘他们的学术潜力和独立从事研究工作的能力；指导学生参加学科竞赛、从事合适的科研活动、撰写学术论文和毕业论文等；注重学生的个性发展，增强创新意识、提高创新能力和创新素质。

3）发展规划指导：针对学生个体给予具体指导，帮助学生认清自我、完善自我，协助学生初步制订个人中长期发展规划并督促落实，尽可能为学生提供就业及考研信息。

同时，还要通过导师的言传身教，帮助学生树立崇高的人生理想，提升学生正确处理社会关系的能力，使其在学业和为人方面变得更加成熟。

上述内容充分体现了本次导师制试点研究工作与实施过程的精细与全面，进一步发展了已有的类似培养计划的主要特点，同时将各方面的工作重点刻画得更加清晰，对本科生导师的工作具有更具体的指导作用。

2.4学生与导师的沟通机制

本科生导师制的实施范围包括课程学习和学术指导，以及将学生的思想、素质与知识整合，帮助学生全面健康发展，使之更好地适应社会工作和生活的需要。实施方式包括导师和学生个别沟通，以及电话、电子邮件、走访等多种形式。

导师必须了解学生的学业进程、心理动态，并对每位学生至少每学期做一次书面评价。根据课程性质、不同学习阶段、学生的独立性等情况，决定见面讨论的频率，但不少于每月一次。

导师以严谨认真的方式对待学生呈交的研究成果，并为其进步与继续发展给予建议与帮助，提供富有启发性的反馈意见，使学生知道他们在做什么。更为重要的是可以使学生根据其理想与现状，明确需要在哪些方面加以改进。

此外，本次试点研究工作首次引入了“主题班会”形式的学生与导师集体沟通的机制，这也是本文工作的创新点之一。针对学生共同关心的一些主题，导师与学生一起展开广泛的讨论，听取各种不同的观点和声音，有效地激发学生学习、创新、生活等多方面的热情，这从会后学生的反馈意见中得到充分的印证。同时，导师们也很认同这样的形式，普遍认为有助于解决个人指导学生过程中所遇到的一些难题。

2.5导师制的监督和评估机制

在人才培养过程中，智能科学与技术中心定期通过教师例会和观察员对本科导师的工作情况进行经常性的检查，特别是关于培养计划的落实情况、教师日常的指导情况、学生的学习状况（包括学习兴趣、学习能力、学习负担等）及生活状况，发现问题及时解决。

我们通过组织学生座谈会，了解学生对于导师制的意见和建议，改进导师制的实施办法；同时，也了解班主任或辅导员、学院学生党委等对于导师制的意见。在我们收集的意见中，班主任或辅导员、学院学生党委等都对我们的工作给予了高度的赞扬和充分的肯定；而学生们可能对各种细节提出自己的观点或问题，但有一点是高度统一的，就是所有学生都很支持本科生导师制的实施，认为与同届的其他专业学生相比，自己能接受这样的培养方式是极其自豪的。

毕业生就业后，我们分别对他们和用人单位进行调查，收集各种反馈意见，并做出相应的评估、调整或改进。目前实施时间较短，上述计划尚未得到实践的经验。

3 智能科学与技术专业本科生导师制的实施与思考

自2011年9月启动智能科学与技术专业本科生导师制以来，导师与学生之间保持至少每月一次的沟通频率。除此之外，导师组还针对学生反映的普遍问题，例如课程与课外活动的时间平衡、学业与未来规划、学风与考风等，召开集体班会，进行更广泛和深入的交流。在坚持导师与学生日常沟通的同时，我们也十分注意加强导师与导师之间的日常交流，充分利用每周一次的教师例会时间，每次都辟出一段时间沟通讨论近期导师指导学生的心得或问题，尤其是观察员充分发挥了“旁观者清”的作用，经常对各种细节提出直率而宝贵的意见和建议，对于各位导师统一思想认识和提高工作方法起到了积极有效的作用。

通过导师对学生的全程指导，我们发现有很好的效果。首先，导师能动态地掌握学生的学习、兴趣、心理等方面的变动情况，并及时对学生加以引导，从而更有效地促进学生成长和发展；其次，学生在学习或生活中遇到困惑时，能直接得到导师的引导或帮助，使个性培养与专业教育的内容和形式更加丰富，有利于提高学生的积极性，增进学生的自我认识。

但是，在导师制的实施过程中我们也看到了一些问题，还需要进行深入研究并解决。

1）导师的职责难以明确。

本科生阶段的导师制侧重由导师引导学生自主学习、自我发现与成长，使学生树立正确的“三观”与高尚的道德情操，并培养学生独立思考和解决问题的能力。而导师在指导学生时，容易出现2个片面的方式：一是传统的以课本为基础的“传授式”，指导本科生的课程学习；二是以科研项目为中心的“任务式”，管理本科生的科研工作。前者忽略了培养学生的学习兴趣和自觉性，后者则忽略了本科生与硕士生、博士生在知识结构、独立科研能力、培养目的等方面的差异。在这个过程中如果缺少合理的引导和帮助，学生很容易产生消极的挫败感。

2）教与育的尺度难以调节。

导师制所遵循的教育理念应是培养智慧与理性全面发展的人才，提高学生探究知识和独立思考的能力。同时，本科生导师制也强调人文关怀，不仅传授知识和技能，在面对学生的各种问题时，包括考风问题、个人感情问题、与人处事问题等，导师还要以自己良好的师德和品格影响学生，做到既教书又育人。

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关键词：智能科学与技术；大数据；人才培养；课程群

0引言

近年来，数据的快速增长成了许多行业共同面对的严峻挑战和宝贵机遇，信息社会正在进入大数据时代。大数据的应用越来越广泛，大数据行业已逐步发展成为一个具有诱人前景的新型产业。智能科学技术作为大数据处理技术的核心基础技术之一，与大数据处理技术的发展相辅相成。一方面，大数据相关技术的发展拓展了智能科学与技术专业的学科范畴，给智能科学与技术学科增加了新的内涵；另一方面，智能科学与技术学科的飞速发展也促进了大数据处理技术的进步，推进了大数据技术应用领域的不断延伸。因此，开展智能科学与技术专业应用型大数据人才的培养具有非常重要的现实意义。

1当前智能科学与技术专业在大数据应用型人才培养方面存在的问题

虽然我国智能科学与技术专业作为一个独立学科专业存在的时间还较短，但依然取得了长足的进步，目前已有30多所高校开设了该专业。近年来，随着大数据技术的发展和“互联网+”技术的广泛应用，许多行业包括移动互联网企业迫切需要大数据方面的专门技术人才，但由于人才培养规律及特点的限制，目前我国大数据人才极为缺乏，远远不能满足社会需求。究其原因，除了人才培养需要一定周期外，还因为培养的人才的知识结构与社会需求存在着较大的差距。通过分析，可以发现导致差距存在的主要问题体现在以下3个方面。

1.1应用型大数据人才的知识结构和能力与大数据行业需求不相适应

无论是智能科学与技术专业，还是计算机科学与技术或软件工程专业，在应用型大数据人才的培养上还存在着与大数据行业需求不相适应的矛盾。究其原因：一是人才培养方案滞后于技术的发展。一般情况下本科应用型人才的培养周期是4年。因此，当年的培养方案一般是在4年前制定的，然而由于大数据技术的发展日新月异，要在4年前能够准确把握今天大数据技术的发展方向的确有很大难度；二是对市场上需要什么样的大数据人才还不够了解，培养方案还不能涵盖市场对人才培养的要求。

1.2大数据相关课程体系结构不完善

由于大数据技术近几年得到超常规的发展，大数据行业对人才的需求急剧增加，导致目前大数据应用型人才的奇缺，但又存在着相关专业学生找不到工作的尴尬局面。究其原因，主要是人才培养单位对大数据行业相关工作岗位缺乏了解，大数据相关课程体系还不够完善，制定的人才培养方案还不能覆盖社会的需求。

1.3人才工程应用能力偏弱

由于大数据应用型人才培养的时间不长，在课程体系尚不完善情况下，提高学生的工程应用能力会比较困难，所以目前应用型大数据人才的工程应用能力相对偏弱。主要表现在两个方面：一是所学知识结构不能涵盖工作需求；二是对大数据应用中的相关平台和软件不够了解，进入工作周期长；三是对大数据行业工作岗位及其衔接知识了解不够，缺乏岗位转换能力。

2应用型大数据人才的岗位需求分析及知识结构

2.1应用型大数据人才的岗位需求分析

根据对有关大数据公司及企业的调研分析，应用型大数据人才就业的主要行业包括零售/保险/电子商务/物流、政府数据中心、医药和银行、研究性大学、金融机构、互联网企业等。参照文献[4]的分类方法，可将这些行业对大数据人才的需求分为两类：一类是大数据应用岗位，主要包括大数据分析专员、大数据分析师、大数据挖掘工程师（表1）；另一类是大数据系统管理岗位，主要包括大数据系统管理员、大数据系统工程师、大数据系统架构师（表2）。

从表1可以看出，大数据应用人才主要是面向各应用行业工作岗位的，主要从事相关行业的大数据分析和处理工作。

从表2可以看出，大数据系统管理人才主要是面向大数据行业或移动互联应用行业的，主要从事大数据系统管理、大数据系统构建和大数据深度处理等工作。

2.2应用型大数据人才工作岗位对应的知识结构分析

应用型大数据人才除了应当具备智能科学与技术专业的学科基础知识外，还必须具备适应相应工作岗位的专门知识。本节主要讨论大数据各类人才应当具备的专门知识，应当具备的学科基础知识不再讨论。基于上述应用型大数据人才类型及其工作岗位的对应关系，通过分析可得知各类人才应具备的专门知识（表3）。

3基于岗位目标的大数据课程群建设研究

通过对应用型大数据人才的需求市场进行分析，可以发现社会对应用型大数据人才的需求呈现多样化，不同的用人单位对人才的需求不尽相同，因此要在本科4年有限的教学时间内完成全才的大数据人才培养是无法实现的。为了确保培养的人才能够胜任未来的工作岗位，提升大数据技术人才的工程应用能力，必须采用“共基础、分方向”的培养模式，就是在前3年打牢共同专业课程的基础上，在第七学期采用分方向的方法，加强学生对大数据工程应用能力课程的学习，培养具有较强工程应用能力的大数据人才。

3.1基于岗位目标的应用型大数据课程群设计

基于上述考虑，我们提出了一种基于岗位目标的大数据课程群的人才培养机制，其核心就是根据人才未来的工作岗位，建立相应的课程群，学生根据自己未来的工作规划，选择相应的课程组完成专门知识的学习。基于岗位目标的大数据课程群与人才类型密切相关，共分为6组，具体见表4。

从表4可以看出，每一组课程群都是针对一个岗位目标提出的，这些课程基本涵盖了其工作岗位所必备的基本专门知识，而且所涉及的课程不仅包括理论知识，也包括了实际应用知识。学生可以根据自己的爱好和工作志向选取相应课程群进行学习和实践，学习具有较强的针对性。

3.2应用型大数据课程群对应的实验教学研究

实验教学是确保课程教学质量的重要环节。大数据课程群实验教学分为课内实验教学和独立实验教学，课内实验教学是为了让学生更加深刻掌握课程所学知识而开设的，一般随课进行。课内实验教学通常包括验证性实验、设计型实验和综合性实验项目。独立实验教学是独立于课程教学特设的实验教学项目，一般采用专周实习方式进行，通常放在学期末集中1～2周独立进行。独立实验教学在开课前要编制实验方案，进行实验方案评审，确保实验的效果。表5为大数据课程群中的Excel数据分析课程对应的实验项目。

大数据课程群中其他课程的实验教学设计与Excel类似，在此不再赘述。

4基于岗位目标的大数据课程群建设的意义

基于岗位目标的大数据课程群建设与一般的课程群建设不同，它立足于未来工作岗位，课程设置与岗位应用密切相关，具有较强的针对性。同时，基于岗位目标的大数据课程群针对学生未来就业设置专门课程，实现了专业基础知识与适应工作岗位的专门知识的有机统一。设置应用型大数据课程群可以保证在有限的教学时间内，既能够学习到扎实的专业基础知识，也能以较少的时间学习岗位应用知识，提高应用型大数据人才培养的质量。从这个意义上讲，基于岗位目标的大数据课程群建设具有以下意义。

4.1丰富了应用型智能科学与技术专业大数据人才培养方案

从学科生命力角度讲，拓展学科内涵及丰富学科内容是保持学科生命力的源泉。针对大数据技术的发展，智能大数据处理技术的作用越来越重要，正逐步发展成为智能科学与技术学科的重要研究内容，应用型大数据人才的培养也必将成为智能科学与技术专业人才培养的重要组成部分。因此，开展应用型大数据人才专业课程体系的研究，尤其是基于岗位目标的大数据课程群建设研究，是探索多样化智能科学与技术人才培养方案的有益尝试。

4.2完善了应用型大数据人才培养的专业课程体系

基于岗位目标的大数据课程群的设立改变了应用型大数据人才培养中千人一面的现象。一方面，不同的企业对人才的需求不一样；另一方面，不同的学生对未来就业的规划也不一样。如何实现用人单位需求与人才自身发展方向的有机融合一直是人才培养体系及人才培养机制研究所关注的重点。基于岗位目标的大数据课程群的建设搭建了二者之间的桥梁，完善了应用型大数据人才培养的课程体系。

4.3促进了大数据人才工程应用能力的提升

通过建立基于岗位目标的大数据课程群，学生在学习时有了多种选择，使得学习的针对性得到了增强。同时，通过设立课程群的方法，对专业课程体系结构进行了优化，学生有了更多的时间通过实验、实训等方式提高自身的工程实践能力，从而能够更好地胜任工作岗位，提高用人单位的满意度。

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[关键词] 小学数学；创新机制；可能性

在多年的小学数学教学中，笔者感触最深的往往是学生能够在课堂上表现出一些创新之处. 因为这样的创新往往能出乎教师的意料，或者出乎同学的意料，能够让波澜不惊的课堂风起云涌，能够激荡学生的思维，能够将课堂推向. 从一般意义上来说，这样的创新在课堂上确实会出现，但其出现往往似乎又带有一种偶然性，即教师往往无法准确地判断哪些地方有可能出现精彩. 于是，相对于预设的另一个概念――“生成”就出现了. 那么，在小学数学课堂上是不是只能坐待这些精彩的生成呢？这种精彩背后的创新机制在哪里？如果掌握了小学生的数学创新机制，那就能让我们对数学课堂有更为精准的把握. 带着对这些问题的思考，笔者结合理论学习与实践探究，通过梳理与分析，自觉还是可以让直接的教学经验变成更高一个层级的理论智慧.

■ 小学生数学创新机制的探究

首先必须弄清楚的是，创新总是相对于传统思维而言的. 在平常的课堂上，更多的往往是学生的思路都在教师的意料与掌握之中，尤其是对于有经验的小学数学教师而言，一个知识点呈现出来后，学生有哪些反应往往都在意料之中. 这样的现象说明了什么？是不是说明教师的教学功底深厚呢？其实这样的判定是不全面的，因为这有可能也说明了另外一种现象，那就是教师总是在依着常规的思维方式教学生思维，而学生一旦适应了、顺从了这种教学方式之后，他们的思维就很难再跳出现有的框框，因而课堂上就难以出现精彩. 不过，还有另外一个方面的原因，那就是小学生在小学六年的阶段中，思维发展速度非常快，且他们的思维方式不仅会受到在校学习的影响，也会受到除学校之外其他事物的影响，因此，小学生的思维不可能完全被课堂教学思维所影响，这就使得他们的思维总有创新之处，这可能是课堂上出现精彩的一个重要原因.

之所以做以上阐述，其实是想提醒作为数学教师的自己，在教学中不能完全以聚敛性的思维去教会学生数学知识，还应以发散性的思维去培养学生的创新能力，从而让数学创新真正成为课堂上的一种常态. 在应试氛围下做出这样的选择，应当说还是需要一定的勇气的，因为当用一种方式就可以获得同样的分数时，往往很少有人愿意去寻找第二种方式以培养学生的思维能力.

根据研究，小学生数学创新的关键在于思维的发散性，即发散思维. 这种思维相对于聚敛性思维而言，变通是其显性特征，而熟练是其隐性前提. 所谓熟练，即是对基本的数学知识及数学关系要相当熟练，因为只有做到熟练，才能让学生在最短的时间内获得不同数学关系的联系，并从不同数学关系之间的那个联结点上获得解题的新灵感. 而变通则体现在利用联结点得到的关系往往异于一般思维，往往能够超越传统理解将别人难以发现的关系寻找出来，从而为数学问题的解决提供一种新的思路. 从理论上来说，小学数学创新的关键正是在让学生熟稔数学知识的基础上，通过天马行空般的想象，去发现隐蔽的数学关系.

例如，在小学阶段求圆的面积公式时，最常用的方法就是拼接法，即将圆剪开后拼成熟悉的图形，以通过已知的面积公式去获得圆的面积公式. 在这一知识的教学中，教学思路有两个选择：一是常规选择，即将学生的思维带向将圆形剪接成长方形，这种思维下的结果是学生获得一种方法；另一种选择不是明确指明将圆形剪接成某个具体图形，而是提醒学生将圆形剪接成自己熟悉的（即已经会求面积的）图形. 这一教学选择的困难之处在于：一，由于没有具体的目的，因而学生需要一个思考与选择的时间――这个时间是否值得花，往往对教师教学选择有着相当大的影响；二是学生在将圆形剪接成不同图形的过程中，会遇到不同的困难，这就会给课堂调控带来很大的挑战――这个挑战教师是否愿意面对，这也是一个很大的问题. 事实上，正是教师的顾虑太多，因此太多的教师都选择了第一种教学思路，但其面对的结果，就是学生失去了一个培养发散思维的机会.

■ 小学生数学创新的实现途径

在从理论上得到小学生数学创新具有一定的机制之后，就可以遵循发散思维这一核心机制，去寻找其实现途径. 笔者在实际教学中几经探究与梳理，觉得以下一些途径或许可以尝试.

1. 注重固基工作. 发散思维是以基本知识为基础的，如果基础不牢，则再发散也没有用. 但这里的固基必须具有一定的目的性，即在日常的四基教学中，教师要有意识地注重知识间的联系，讲到新的数学知识时，可以或明或暗地告诉学生本知识与原来的哪个数学知识之间存在什么样的联系，这种教学一方面可以复习旧知，另一方面可以巩固新知，而且这种联系一旦建立，实际上就是将旧知和新知形成了一个大的知识组块，本身也有利于学生记忆.

2. 培养学生的求异意识. 学生在课堂上能否创新，首先取决于学生有没有创新、求异的意识. 其实，小学生本来非常喜欢不同的思维，但这种思维常常在课堂上遭到压制，因此与其说是培养，有时倒不如说是恢复. 但无论是培养也好，还是恢复也罢，现下小学数学教师的一个重要任务，就是让学生的这种求异意识能够强烈起来. 这就要保证学生在数学学习的过程中，对自己的思维有一种不满足感，而这却在于教师提供的学习情境以及点拨方式. 首先，学习情境要有挑战性，要能吸引学生将注意力集中到问题的解决上. 其次，要能通过语言提醒学生不断地寻找新的解决方法. 比如这样一个问题：在“乘法”知识的学习中，教材（苏教版）提供了一个好的情境――学生围绕跑道跑2圈，问一共跑了多少米？400×2=？这么一个最为简单的问题，却有着多种解法. 在这里，我们不能让学生直接阅读教材，而应设计成开放式、探究式的问题――你们有多少种解法？大家动脑筋想想，看谁的方法更好！这些提问与激励，往往能有效地激发小学生的求异思维，从而培养他们的创新能力. 更为重要的是，长期采用类似的提问方式，就可以让学生自发地生成一种求异意识.

3. 要有效地发现隐蔽的发散思维. 在数学课堂上，总有一些孩子会有奇妙的想法，但这种想法如果被教师忽略，那一个很好的种子可能就发不了芽. 但要发现学生的这些思维也不容易，其关键在于教师，在于教师自己是不是有这样的一种发现意识与能力. 记得笔者有一次在教授“行程问题”时，向学生提供了这样一个问题：小明参加拉力赛，计划5天走完160千米，结果4天就走完了. 问平均每天比计划多走多少千米？这个问题在课堂上呈现之后，学生的第一反应都是分别求出计划的和实际的每天走多少，然后相减. 可在准备进入下一题时，笔者发现一个学生的头伸了一下，似乎要举手却又没举手. 这个孩子数学基础一般，如果不注意可能也就过去了，但这次我下意识地提醒其他学生再思考以寻找其他解法，然后假装顺便走到他的身边，看看他草稿纸上的解法. 果然，他的做法与众不同，他是先求出每天实际走的路程，然后乘以计划所走的天数，这就多出了一天的路程，用这个路程除以实际的天数，就得到了每天多走的路程. 这一思路看似有着重复的地方，却反应出了另一种思维，我认为是有价值的.

当然，培养学生发散思维以为数学创新奠定基础的方式远不止这三种，这里只择其三，更多的是一种抛砖引玉的作用.

■ 小学生数学创新的教学反思

就学生的发展而言，小学数学创新显然是数学教学的一个重头戏，学生数学素养的提高，学生综合能力的发展，往往就孕育其中. 但在努力的过程中感觉最大的挑战还是现实评价. 或者说得更坦率一点，这一努力过程并不总是一帆风顺.

一方面，由于教学评价的限制，由于教学时间的限制，培养学生的创新能力与发散思维，总要占去相当一部分学习时间，这就造成了同一个知识点、同一个数学问题，只讲一种方法的考试结果比发散思维往往要好.

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[关键词]智能化建筑；计算机；科学与技术 文章编号：2095―4085（2017）04―0039―02

随着计算机科学技术的应用范围不断扩大，计算机科学与技术的广泛应用都让智能化建筑中各项系统功能得到了更好的发展。智能化建筑中的多功能系统的连接包括安全监控系统，用于服务的自动化控制系统以及防火、防盗系统等。计算机科学技术大大促进了这些功能系统之间的连接与相互配合，还衍生出更多的智能化设备的使用，有助于我国智能化建筑的发展。

1智能化建筑

根据我国GB/T50314-2015《智能建筑设计标准》对于智能建筑的定义，是以建筑物为平台，综合各类智能化的信息，将系统、应用以及管理组成一个整体，使建筑物具备记忆、推理、感知等综合的智慧能力，打造出人c建筑，与环境相互协调的整合体，为人们提供高效、便捷及可持续发展的建筑功能环境。总体来说，就是应用计算机科学与技术实现建筑物的各项功能。

智能化建筑最初起源于二十世纪末的美国，它的出现成为建筑史中的一个重要里程碑。在1984年，美国建立起了世界第一栋智能建筑，包括了语音通信、信息处理、资料搜索等功能，实现了自动化管理。大楼内的空调、电梯、防盗防火及供电系统等都由计算机科学技术进行有效的管理。智能化建筑随着科学技术的进步以及人们对于功能多样化需求的增加，自身也在不断的更新和拓展。通常设计中把它归为三个大系统，即安全系统、通信控制系统和多媒体系统。其中又常见分为：监控系统；停车场管理系统；综合布线系统；音频视频系统；机房控制系统；消防警报；防盗系统等。

对于智能化建筑来讲，它自身的组成内容较多，不但要合理的将设备安装在自动化的控制系统当中，还需要结合计算机科学与技术的应用，从而达到自动化的控制效果。智能建筑中的设备基础是指在整体建筑中监控系统的组合，包括建筑物体中的照明、供暖、冷气、防盗系统等，把这些系统的作用进行一个统一，就是该建筑的基础管理。对于不同住户的不同生活方式，计算机科学与技术还可以针对性的采取管理模式，保证智能建筑各项功能的发挥。目前，计算机科学技术越来越多的应用在现代建筑的通信连接和管理等方面，科学合理的布置监控控制系统、防火防盗系统等在智能化建筑中的有效利用，促使各个系统之间有效的互通和协调。建筑中设备和系统功能之间形成的任意组合和构成，形成建筑整体智能化，体现出智能化建筑的核心内容。在一个监控控制平台中可以对整个建筑物体进行掌控，及时获取到建筑物内的信息，进行分类和整合，再根据结果进行系统的自动化调整，也能够展现出现代建筑应用智能技术的优点。

2自动化系统的应用

一个完整的智能化建筑包含的设备数量、设备自动化程度以及智能管理系统组成了自动化系统。这些设备是指用于监控及控制的中央监控系统；建筑内的给排水系统；门禁系统；影像监控记录系统；电梯以及家电智能控制系统等，根据不同的客户需求以及设计要求，进行差异的调整和管理。而整个系统及其子系统，具备以下几项功能。

（1）将科学技术应用于安全监控功能当中。计算机科学技术在建筑安全监控方面可以与其他建筑本身的安全设备连接互动使用。如门禁系统在发现有人通过非正常的方式进入建筑内部的时候，就会自动发出警报，安保人员在接收到警报后会及时赶到现场进行处理。一些重要地方的监控预警，直接与110报警系统挂钩。

（2）建筑物的公共设施设备关乎到整个建筑的安全问题，如配电房的变压装置、配电箱、照明装置等设施都有设置监控设备的必要。智能化建筑之前也存在着组织原理上的差异，发展初期的技术已经不再符合现代化建设的标准，被社会淘汰。应用计算机科学技术能够把智能化建筑的特征表现的更加明显，突出建筑的特性，实现信息系统的管理协调。计算机技术的应用将智能化建筑中的各方面信息进行整合和有效利用。

3计算机技术和通讯监控系统的应用

（1）地域性的监控中心系统，它就好比一个中转站，是进入智能化的出发点。该系统通过接口接收到控制系统传出的信息，并且根据标准进行数据的甄别和设置，然后对数据项目进行保存、统计及分析，最后把分析出的结果反馈给集中监控系统。

（2）现场监控系统，具体作用是传递自身收到的信息，达到现场环境智能化调节的目的。

（3）集中监控系统，它是通过访问来获取下属单元系统的监控区域反馈回来的数据信息，以文字、声音、视频、图像等形式表现，进行人机交互，把监控的实时信息状态或者紧急数据真实有效的统计出来，并且通过自身的分析后对相关数据进行存档留底。另外一个接口将分析出的数据结果传达到单元监控系统，并下达控制指令，实现对下属所有子单元监控系统和设备进行有效的控制。集中监控系统能够促进整个监控系统的控制和管理，达到智能化建筑的控制中能够自动化操作和控制，改善设备的安全性，提高智能化建筑集成的水平和质量。

（4）计算机技术监控终端在智能建筑通信中起到监视应用程序的作用，监控终端设备包括智能开关，电源和温度测量仪器，湿度计在内的环境检测设备和通风设备等监控终端。

4系统集成化技术

系统集成技术的原理是解决网络出现的匹配问题，任意的将新的系统兼并集成到原有的系统当中，解决软件开发和硬件生产厂商之间的冲突，即操作系统和设备控制之间产生的矛盾。OPC（OLE for Process Control）是用于过程控制的工业标准，可以完成系统的兼并集成，而且能够进行数据的读取和录入，使各个设备之间互相联通，提高了系统的可互操作性。利用DCOM（Distributed COM）和OPC标准，可以创建一个解决冲突的控制系统软件。智能化建筑中的关键技术包括数据信息、通信技术、图像的处理及显示、计算机网络以及自动化控制技术，解决这些技术和系统之间的矛盾是集成化技术的功能体现。

智能化建筑中含有较多的技术信息和设备数量，必须要具备系统功能集成处理的技术，能及时解决各个功能模块之间出现的不兼容现象，保证系统的任意性，也便于建筑物以后的发展和功能选择多样化。其次，很多智能建筑系统与设备不相匹配，导致在使用过程出计算机网络不兼容的现象时有发生，影响系统整体的运行。采用系统集成技术可以有效避免这类问题的发生，保证每个设备都能够与系统任意连接互通，达到数据实时共享的效果。

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答：在真空、气体或固体中，利用和控制电子运动规律而制成的器件称作电子器件。电子科学与技术专业正是一门以电子器件及其系统应用为研究对象的学科。电子科技是现代科技的重要基础之一，因此该专业在通信、控制、计算机、集成电路和集成系统等领域都有广泛应用。包括现在智能科技手机上很流行的重力感应器、Wi-Fi等都是这个专业的成果。

 

问：本科核心课程有哪些?在学习过程中，同学们可能会遇到什么困难呢?

 

答：在电子科学与技术中，信息的载体是数据，数据的载体是信号，而信号的载体是场与波，我们的本科核心课程便是围绕这条主线构建而成，包括：信息电子学物理基础、电磁场与电磁波、信号与系统(甲)、信息控制与计算、数字系统设计、电子电路基础，以及半导体物理与器件、射频电路与系统、数字信号处理、通信原理、数据分析与算法设计、计算机组成与设计等专业选修课程。

 

我们有一些专业课程理论性较强，并且物理概念较为抽象，比如“电磁场与电磁波”我们看不见也摸不着，就比较难懂，需要同学们发挥一定的想象力。有些课程的信息量比较大，也需要同学们课后及时消化。

 

小编插话：在高校里有一种传言，说这个专业的课程很难，还流传着“四大神课”的名声，这其实是一种夸张。有些课程是极为重要的理论基础，没有它们的支撑，相关学习只能浮于皮毛，无法深入研究，但只要认真学，就不会觉得难。

 

问：该专业的学生需要具备什么特质?

 

答：电子科学与技术专业的一大特点是软硬件结合，不仅需要掌握电路系统的分析设计，也需要具备软硬件编程的能力，因此要求学生有较强的数理基础和逻辑思维。由于一些物理概念较为抽象，也要求学生要有一定的形象思维。另外，由于我们的课程体系给予了学生很大的选择空间，自主性、进取心较强的学生能够在这里获得非常大的发展空间。

 

问：大家是否存有对电子科学与技术专业的理解误区?

 

答：提起电子科学与技术，人们往往会联想到手机、电脑、家用电器等电子设备，进而形成这个专业主要是研究“电子器件”的印象，这可“低估”了它。不仅仅是电子器件，该专业对电子系统的研究也一点不少。现如今，电子器件与其系统已经密不可分了。一颗小小的芯片已经不再是一个单纯的器件，而是一个复杂的大系统，能够完成过去一堆仪器设备所不能完成的任务。

 

小编插话：平时就爱研究各类数码产品，注重体验背后的科学技术，具有极客精神的同学们，这个专业是不是很吸引你呢?值得注意的是，不要以为本专业仅限于此哦!

 

问：社会生活中有哪些问题，需要通过该专业的知识和方法来解决?

 

答：电子科学与技术在现代生活中的应用可以说无处不在。除了大家已经非常熟悉的手机、计算机、电视、音响、太阳能电池、LED照明等，还包括一些平时看不见摸不着的领域，比如电磁防护，利用技术手段对电磁波进行控制，在高考考场上起到了阻止通信的作用等。

 

在未来，更多精彩的应用将会登上舞台。例如热门的“隐身衣”研究，未来将有可能成为现实;量子计算机，将有望打破目前电子计算机的速度极限;量子通信，即使攻击者具有无限的计算资源和任意的物理学允许的信道窃听手段，原理上仍可实现保密通信，将使“窃听”成为不可能的任务……

 

小编插话：这个专业的未来科技感简直爆棚，不过“千里之行，始于足下”，光想着要做出很牛的东西是不现实的，还需打下扎实的基础，从枯燥的理论知识入手。

 

问：电子科学与技术专业的毕业生，主要的出路有哪些?

 

答：我们专业的本科生，能很快地适应国外的研究生课程，并在电子科技领域找到广阔的发展空间。这几年的毕业生中，有一半就业于通信、电子信息、集成电路等行业，其中又有超过三分之一的进入华为、阿里巴巴、中国移动等世界500强企业;另一半选择了继续深造，其中不乏进入麻省理工学院、斯坦福大学、哥伦比亚大学等世界100强高校。

 

问：电子科学与技术最吸引你的是什么?

 

答：(大四学生高峰)我比较喜爱数码产品，平时也经常购买一些感兴趣的东西把玩。学了电子科学与技术专业后，我有了比较全面的软硬件知识，能够设计自己想要的电子产品，如手机游戏、智能手表等。以后我主要想做传感器，因为我觉得传感器是最本质的信息来源，电子装置要想对环境作出反应，首先得认识周围的环境。同时传感器还可以扩展人的感知范围，感知一些人体不能感知的信号。比如未来的“电子鼻”，可以根据呼出的气体来判断我们的健康状况。

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关键词 职业教育；技能学习；数据可视化

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）17-0073-03

1 引言

随着信息技术在职业教育信息化中的发展，各种职业院校信息管理系统、在线学习系统的普及应用，在职业院校对学生学习情况的管理中越来越迫切地需要解决“学生学习数据爆炸而无法有效利用”的关键性问题，进而增强学习者的学习效果。数据可视化是把学习的数据转化为图形、图像、动画等可视化形式表现的过程。传统的数据展现方式基本没有融入可视化，阻碍了用户对结果的理解以及对知识的吸收。为了方便教师与学生理解这些教育数据，提高教学效率，改善教学方法，本文提供了一种新的职业教育技能学习数据可视化呈现方式。

2 研究背景

我国目前处于高速发展时期，职业教育的地位越来越凸显。2012年，教育部出台《关于加快推进职业教育信息化发展的意见》，指出加快推进职业教育信息化的意义：

“要以计算机设备与互联网为依托；面向职业教育，提高信息技术的应用能力，推进职业教育教学和改革的发展。”

数据可视化在教育信息化中有良好的应用。数据可视化是在计算机图形学的基础上，将高纬、异时空、多结构的数据映射为简洁、明了，易于理解、记忆，通用程度高，可帮助公众迅速理解复杂、多元的数据信息。而“立足数据源，根据目的设定，突出重点信息，搭配次要信息，然后美学呈现”，是数据可视化的重要标准。同时，对于“图像语言明确性不足”的劣势，可以通过图文并茂的呈现形式加以解决。

职业教育一直“以就业为导向”，就是要培养技能型人才。职业教育信息化有助于增强其在教学过程中的效果，科学培养优质技能型人才。当然，技能型人才的培养离不开对于技能的熟练掌握，将技能学习的结果通过可视化的图表直观地呈现给学习者以及教学工作者，可以快速了解学习的进度以及学习情况，为优化教学成果提供帮助。

当前主流数据可视化呈现工具主要有D3（Data-Driven Documents）、Gephi、Many Eyes、Processing、Visual.ly Create、Infogr.Am、Fliffy、WeiboEvents、地图汇、展屏系统等。这些数据可视化呈现工具虽然能绘制出互动图表，但是其本身并不是针对教育数据设计的。面向职业教育的数据可视化工具需要符合技能学习的特点，利用图标、动画或配以文字的方式同时将多维的信息全面展现出来。

3 技能学习统计图介绍

技能学习统计图主要呈现的是学习者在学习技能时总体的学习情况，其中评价方式主要采用的是“技能表现型的评价”。该评价方式是20世纪90年代美国职业教育专家所倡导的对于职业教育技能学习的评价方式，其评价结果主要呈现的是一种等级的评价。

技能学习统计图包含的信息有技能本身的信息（比如名字、介绍）、该技能需要的学习时间以及学成以后的掌握程度、学习者学习的状态等五类主要信息，以及技能在课程体系中的分类、学进度、相应数字化资源等三类次要信息。对技能学习统计图的介绍主要通过分层描述的方式来展现整个绘制的过程。

1）底部基础层。底部基础层主要样式如图1所示，根据每一个职业教育专业的特点，按课程划分，每一个课程都包含若干技能，在图中展示的是分成6个课程的情况。图中每一个部分都是由同样大小的正方形组成的，每一个正方形表示的是一个单位时间。某一个部分在图中占用的面积越大，则表示该部分技能课程学习的时间越长。

2）技能划分层。技能划分层主要是根据每一部分内具体的时间分配来划分一个技能在图中需要占据的大小。图2中，技能1、技能2、技能3同属第一部分，而技能4则属于第二部分；同时，在第一部分中，技能1与技能2学习花费的时间为两个单位时间，而技能3则需要4个单位时间；技能3与技能4虽然学习的时间一样，但是属于不同的课程。

技能划分层主要功是直观地展示每一个技能所属的课程及其学习的时间。同时，学习者可以直观地了解到每一个技能的学习时间占整个课程的百分比，对整个课程体系有所了解。

3）学习者信息层。学习者信息层是一个数据的展示层，主要是展现两种角度的数据。

第一种数据代表的是学习者个人的技能学习情况。首先根据“技能表现型的评价”，将其划分为5个档次：优秀、良好、一般、合格、不合格。如图3所示，技能1对应的图标表示不合格；技能2表示合格；技能3表示一般；技能4表示良好；技能5表示优秀。对于已经学过的技能，不外乎这5种情况，而对于未学过的技能，则与技能6一样用空白的方式表示。

第二种数据代表的是学习者的平均水平。如图4、图5所示，若将个人技能学习情况与班级技能学习情况做对比，即可直观看出学习者在技能2、技能3、技能4的学习上还有所欠缺，说明该学习者在这些技能上仍需要一定的练习。

4）文字辅助信息及链接层。辅助的文字主要出现在当学习者需要了解具体技能信息的时候，主要表现的是技能的名字、介绍、成绩，学习时间以及相关的数字化资源链接。当学习者发现某个技能还需要学习时，可以点击相关的优质资源，提高学习效率，加大数字化资源的利用率。

5）“记录绘制过程”层。由于技能学习统计图是根据学习者的学习进度逐步绘制，因此能记录学习的每一个步骤，在学习过程中的任意一个阶段都能让其观看技能学习统计图形成的整个过程，以方便其了解学习过程，增加学习成就感。

4 总结

随着教育信息化的发展，产生的学习数据越来越多，学习数据也越来越被教师等教育相关工作者所重视。本文阐述的这种新的职业教育技能学习数据的可视化呈现方式主要有以下意义：

1）将复杂的多维数据直观地呈现在平面图上，便于教师与学习者了解学习情况；

2）动态的方式便于学校了解学习者变化趋势，对教学工作做出调整；

3）提高学习效率，加大数字化资源的利用率；

4）为改善教学方法提供建议。

参考文献

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