智能科学与技术专业本科培养计划的面向应用思考

　　摘要：工科学校的人才教育应该以技术能力和技术创新的培养为目的，根据学校的自身条件、生源特点、社会需求来确定合适的培养计划。本文针对上海理工大学光电信息与计算机工程学院智能科学与技术本科专业的培养计划及专业建设，提出了以需求、技能、创新为目标的面向应用思考。
　　关键词：培养计划；智能科学与技术；面向应用
　　
　　上海理工大学于2010年经教育部批准设立智能科学技术本科工程类专业，并于当年招收第一批学生。该专业主要依托上海理工大学光电信息与计算机工程学院的自动化系、电子工程系和计算机系的基础资源和师资，借助于学院自动化仪表、光学工程等的社会应用背景，培养智能测控、智能信息融合、智能信息管理等方面的工程技术人才。
　　为制定出适合社会需求的智能专业人才培养计划，我们拜访了具有相关专业培养经验的兄弟院校，学习他们的办学经验，深切感受到培养智能专业人才的困难。主要体现在专业的“智能”特点及培养方法上。如何结合工程实际的培养要求，制定出一套可操作、学生易接受，有利于培养学生的创新思维、激发学习兴趣、强化动手能力的培养计划，是我们首先要做的工作。
　　我们学校采用学分制教学模式。共180个学分，专业学分只有77.5学分，约1 240学时。要在这么少的学时内完成如此广泛的教学内容，并达到良好的教学效果，有一定难度。为此，我们从以下几个方面进行设想。
　　1) 探索新的人才培养方案，构建与社会需求直接相关的课程体系。
　　2) 改进课程教学方法，加强教学互动机制。
　　3) 加强教师队伍建设，引进与培养相结合，提高教师自身的业务水平和实际应用能力。
　　4) 加强实践环节，充分利用学院教学资源，使学生有更多机会参与实际操作，增强学习兴趣，提高创新能力[1-2]。
　　1培养计划
　　上海理工大学是一所以工科为主的综合性大学，培养的学生主要面向应用。要办好新专业，必须有自己的学科体系和课程特色。办工学智能科学与技术专业，很容易受理学办学模式的影响，从而导致理论大而不精，实际应用能力缺少专门训练，无法适应社会需求的情况。我们的培养目标定位是以工程应用为主，加强技术能力的培养。多学兄弟院校的办学经验，但不进行形式攀比，扎扎实实地做好培养实用型人才的本位工作。考虑到我院在光电技术、智能化仪表、智能检测与控制方面的优势，我们确立以“智能集成和智能仪表”作为专业特色。
　　我校培养计划的基本思路是：基础知识精、简、实用但要扎实。专业知识以掌握应有的技能为目的，加强创新和实践教育，同时加强对学生道德、人文素质方面的教育，以使学生具备坚实的数理基础，系统掌握智能科学与技术的基础理论、基本知识和基本技能。
　　整个培养计划分成三大块：通识教育、基础课程、专业课程。通识教育由学校统一规划，除政治、思想、道德、体育及人文等方面的教育外，还包括外语基础、电脑应用常识及计算机程序设计基础。基础课程由光电信息和计算机工程学院统一制定，主要包括数学基础类、工程设计基础类、电类基础课程及计算机原理等。专业课程分为4个课程块。第一课程块为专业核心课程。主要包括自动控制理论、智能检测、智能信息处理和机器视觉技术等，要求本专业的学生对与智能科学与技术相关的专业基础理论和技术有一个全面的掌握。在确定核心课程时，我们考虑了作为工科学生的培养要求，更注重课程的实用性以及学生在选择专业方向时的知识覆盖面。第二课程块为技术基础课程。作为本专业的技术入门课程，“智能科学与技术导论”和“脑与认知科学初步”安排在技术基础课程模块。由于智能科学与技术专业涉及面很广，为使学生能根据自己的爱好和特点选择发展方向，这个模块允许学生选择不同的技术基础课程。第三课程块为专业技术课程。包含计算机技术、智能控制技术及数据融合技术等。计算机技术主要以嵌入式处理器、DSP处理器及计算机网络与通讯技术这些与实际应用联系比较紧密的技术为主要内容。学生可根据自己的兴趣选择其中几门，作为专业技术课程。第四课程块为专业选修课程。该课程组针对智能化的具体应用联系方面，课程有比较大的选择余地，学生可以根据自己的专业方向选择相应的课程，强化自己的专业知识[3-4]。
　　2培养方法
　　我们培养学生的基本目标是：每一个学生至少有一项基本技能，每一个学生都具备足够的自信心和基本的道德水准。由于我校生源的总体水平比重点大学要弱一点，我们计划从进校开始就对学生进行自我价值、创新意识、社会道德的教育，激发学生积极向上、发奋学习的主观能动性。智能科学与技术所涉及的理论比较广，制定培养计划时，既要考虑到学生对这些学科的了解、学科间的联系，又要使学生对有实用意义的理论知识有比较扎实的基础，并且在以后选择专业方向时有一定的理论基础覆盖面。我们把这些内容分成概述型和精讲型两类。选择三四门具有一定深度、知识覆盖面比较广、反映智能科学与技术主题的专业理论课程作为核心课程，在内容的选取上偏重有用性、实用性、易用性原则，尽可能做到学精、学好、学以致用。把一些认识层面的内容以概述型课程加以介绍，使学生对智能科学与技术所涉及的内容有一个比较完整的了解。
　　作为工科学生的培养，我们不要求学生全面完整地掌握基础知识，而是注重实用和掌握，要求学生能熟练灵活地应用所学的基础知识。从以往相关专业的教学要求和效果看，对大而全的教学要求，整体上不能达到满意的教学效果，学生忙于应付，结果导致掌握不实，不能很好地把握基本概念，并加以运用。我们的教学思想是：针对培养目标，精选课程内容，力求实用易学，引导学生兴趣，以达到教学互动的效果。
　　在专业课程中，我们主要考虑实用性、广泛性和可选择性，注重技术和技能。由于智能科学与技术涉及的知识领域广泛，因此我们开设的专业课程尽可能满足学生对不同技术、技能、知识的兴趣和选择，便于学生根据基础课程的掌握情况选择喜欢的专业课程。对于每一个专业课程，教师着重要求基本知识点的掌握，要求学生学会根据基本知识扩展专业技能。
　　在教学形式上，我们以开放、引导、自主学习为主，专业实验室向学生全面开放，学生可以自己设计问题，经任课教师安排，在专业实验室研究解决“问题”。教师以“任务”驱动带动实验教学，提出任务，设计问题，让学生通过实践、观测、分析、讨论和总结，达到对问题的理解和知识的掌握。归纳起来，我们有以下几个方面的教学思考。
　　
　　1) 课堂教育避免陈述式的教育模式。
　　通过提出问题，分析问题的因果关系，总结归纳问题的变化趋势，寻找解决问题的途径，讨论解决问题的方法。引导学生使用正确的思维方法，激发学生的学习积极性。老师要“走”到学生中去，和学生成为朋友，和学生共同讨论问题，启发主动思维和创造性思维。这样的教学模式可以逐步培养学生自我发现知识的能力，使学生具备独立分析和解决问题的能力。
　　2) 充分认识课程建设在专业建设中的基础性地位。
　　完善基本管理规范和评价体系。以教师教学规范为依据，加强教学管理；以学校课程评估指标体系为参照，实施课程评估。优化课程组合，调整教学内容。以专业规范为参照，按照公共基础、专业基础、专业主干等不同层次，形成前后连贯、横向联合、相互支撑的课程组合，进而调整其中各门课程的教学内容。改革教学方法，发掘、发挥学生在教学中的主体性作用，注重学生自主学习，提倡探讨式学习、研究型学习等。在教学中，根据内容需要精心准备、认真组织，采取灵活多样的教学方法。加强教材建设和网络多媒体课件建设，鼓励选用原版教材、规划教材，同时鼓励教师的教材编撰工作。推动教师利用专业优势开发网络多媒体课件，改善教学效果。推进考试改革，根据课程内容、教学方法的不同，结合教学过程和教学效果的综合因素，鼓励采用灵活多样的考试和成绩评定方式。
　　
　　3) 注重课程教学的总结、反馈、交流和评估。
　　课程教学是教师学生共同参与的经常性教学活动，应逐步建立教师之间针对课程教学的总结、反馈、交流和评估活动，形成良好的教学研究、教学互帮互学的敬业氛围，争取在学时精简、内容压缩的情况下保证课程教学质量。
　　我们强化实践环节，改造实验、综合设计等课程，扩大实训。以课程实验为基础，注重方法、观测、分析的培养。减少课程实验中大量验证性实验，培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力，并在报告中直接反映，锻炼学生的基础实践能力。以综合设计作为培养学生独立思考、综合各种知识、技能的方法，改变课程设计依赖单一课程的训练模式，而以课程组的综合设计为背景，注重实际操作、实验报告数学规范以及设计思想的阐述、表达能力的培养。力求使综合设计真正能够培养学生的综合实践能力。以实习实训为强化技能的手段，让学生广泛、深入地接触生产应用第一线，了解技术开发现状和工作模式，掌握流行的开发工具和开发环境，按照行业规范完成一个典型系统的开发，使实习实训能够锻炼学生的实际工作能力。以毕业设计作为最后检验学生综合能力的手段，强调创新与实践的要求，鼓励学生参与科研实践、生产实践和理论前沿相结合的课题，全面锻炼学生的创新实践能力[2]。
　　3师资队伍建设
　　根据专业培养要求，教师自身专业水平、实际经验和能力、创新意识等都需要不断加强和提高。我们的专业教师大都来自计算机工程、信息科学及自动化技术等专业。智能科学与技术专业中的很多课程与这些专业交叉，但有一些核心课程还是有其专业特点。对于这一部分师资，我们的思路是两条腿走路。一方面，通过引进专门人才来加强师资力量；另一方面，通过对内部师资的培训来满足相关课程需要。对于青年教师，加强传、帮、带，使年轻教师在教学方法、教学责任、教学理念等方面达到比较高的水平，在专业技术方面提高自身能力。经过教学基本功的磨练、科研基本功的锻炼和学术方向的凝练，使之迅速成长为适应专业建设需要的中坚力量，形成一支结构合理、富有活力、注重应用、富有创新精神和团队意识的教师队伍。我们坚持人才引进以才为先，以能否为专业建设所用来考量，结合专业建设的需要，以多种形式促进教师在职提高，同时把教师的职业道德和敬业精神作为教师考核的重要内容和职务聘任的重要条件[1-3]。
　　4实验室建设
　　我们以专业核心课程建设为主线，夯实专业办学条件基础。学院目前实验室资源充足，已经具备一套完整的光电、信息、计算机应用、电力、电子、电器、自动化仪表、自动控制等实验室。我们计划按核心课程要求建立智能检测与机器视觉实验室。按照人才培养需要、特别是实践能力和创新能力的培养要求，我们进行合理的规划与调整，充分利用现有实验室，使其发挥效益。在专业建设资金的安排方面，在保证足额、及时到位的前提下，确保用好、用足，使专业人才培养的基础设施完备、良好，达到与产业界衔接的水平。
　　实验室要与课程要求密切配合，一切服从于课程要求。在实践环节方面，紧密围绕学生面向应用实践能力的培养目标。我们计划在原有实验室的基础上，建立智能科学与技术实验室，主要为智能科学与技术专业课程提供实验支持。先期以机器视觉和智能检测为主要实验建设内容，可开展尺寸测量、缺陷检测、模式识别、图像融合、目标跟踪、三维重构以及智能温度检测、智能压力检测、智能流量检测、智能物位检测和智能成分检测等多种综合性的实验项目。其中包括机器视觉技术及应用、智能检测技术与系统等专业课程的实验。实验室的建设以面向应用为前提，突破以认知为目的的实验计划，加强探索性、创新性的实验内容，形成包括课程实验、综合设计、实习实训、毕业设计等环节构成的培养体系，坚持在实践形式、培养模式方面的探索。同时，我们更进一步地调整实践环节的时间分配、场地保障，使学生更加灵活、方便地完成各种实践环节，进一步增加综合性、创新性实践的比重。
　　5结语
　　智能科学与技术专业的设立既是机遇又是挑战，我们需要使用一种新的教学模式来适应一种科学与技术高度结合、把智能理论转化为工程应用的挑战。我们的专业应该是面向应用的，应该是社会需求的，我们培养的人才应该是能快速适应社会的，这才是工科智能与科学技术专业的培养意义。立足未来，立足社会需求，培养适用于市场的实用性人才，是该专业能长期生存的根本保障。
　　
　　参考文献：
　　[1] 吴元欣．落实科学