人工智能調(diào)研論文范文

前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)人工智能調(diào)研論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

根據(jù)原國家新聞出版廣電總局的年度新聞出版產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告，2016年期刊總印數(shù)比前一年降低6.3%，總印張降低9.4%；與2016年相比，2017年期刊出版總印數(shù)降低7.6%，總印張降低10.1%；與2017年相比，2018年期刊出版總印數(shù)降低8.0%，總印張降低7.3%。反觀數(shù)字出版，2016年數(shù)字出版總收入5720.85億元，2017年數(shù)字出版總收入7071.93億元，2018年數(shù)字出版總收入8330.78億元。可以預(yù)見，隨著時(shí)間的推移，數(shù)字出版在期刊領(lǐng)域也將承擔(dān)越來越重要的角色。由于數(shù)字出版的發(fā)展和技術(shù)發(fā)展密不可分，本文嘗試從技術(shù)的角度分析數(shù)字出版態(tài)勢，并進(jìn)一步探討我國科技期刊的發(fā)展態(tài)勢以及新技術(shù)可能為數(shù)字出版帶來的變化。

一、數(shù)字出版領(lǐng)域和新技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵詞

在數(shù)字出版方面，本文研究了2019年數(shù)字出版會議和期刊編輯領(lǐng)域的論文來探討數(shù)字出版領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。在技術(shù)方面，本文通過調(diào)研互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展了解了新技術(shù)的關(guān)鍵詞。1．?dāng)?shù)字出版領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。2019年，重要的數(shù)字出版會議主辦方主要有中國期刊協(xié)會和中國新聞出版研究院。會議報(bào)告題目關(guān)于數(shù)字出版的關(guān)鍵詞有：數(shù)字產(chǎn)業(yè)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)模式、數(shù)據(jù)、移動、互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、5G、AR+、人工智能/AI/機(jī)器人、平臺、云計(jì)算、新媒體、大數(shù)據(jù)、創(chuàng)新產(chǎn)品、智慧產(chǎn)品、知識付費(fèi)、微課程、全媒體、在線、智庫、閱讀、精準(zhǔn)、IP、傳播、數(shù)字出版、知識服務(wù)、融合發(fā)展、出版未來、人才等。在期刊調(diào)研方面，本文調(diào)研了期刊和編輯出版領(lǐng)域的重要期刊——《中國科技期刊研究》《科技與出版》《編輯學(xué)報(bào)》等，分析了2019年刊發(fā)的文章。這些文章涉及數(shù)字出版領(lǐng)域的關(guān)鍵詞主要有：媒體融合、5G、AR、移動出版、xml/html、共媒體云和自媒體庫、人工智能、平臺、產(chǎn)品、APP、在線、新媒體、區(qū)塊鏈、知識圖譜、知識服務(wù)、社區(qū)服務(wù)、精準(zhǔn)推送、全媒體、智慧媒體、數(shù)字出版、造船、有聲閱讀、賦能、書刊互動、轉(zhuǎn)型、智庫、知識付費(fèi)、編輯出版工具等。從上述關(guān)鍵詞我們可以分析出，在數(shù)字出版方面，期刊和技術(shù)方分別都在哪些方面開展了工作，期刊在數(shù)字出版方面的融合可以從哪些方面突破。圖1是從2019年度相關(guān)會議和期刊論文調(diào)研得出的與數(shù)字出版相關(guān)的關(guān)鍵詞。從中可以看出，數(shù)字出版會議和相關(guān)報(bào)告更多地從技術(shù)層面出發(fā)，考慮技術(shù)、產(chǎn)品和運(yùn)營。數(shù)字出版相關(guān)論文更多地從編輯出版角度進(jìn)行分析，涉及期刊出版各環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞方面兩者有所重疊，也有所不同。例如，數(shù)字出版相關(guān)論文較少關(guān)注5G、產(chǎn)品，更多關(guān)注和專業(yè)以及學(xué)術(shù)研究息息相關(guān)的數(shù)據(jù)（尤其是科學(xué)數(shù)據(jù)）、知識服務(wù)、編輯業(yè)務(wù)和人才隊(duì)伍；而數(shù)字出版會議和相關(guān)報(bào)告則相對較多地關(guān)注5G、IP運(yùn)營等技術(shù)或者產(chǎn)品。雙方均關(guān)注融合發(fā)展、數(shù)字出版、人工智能、新媒體等。專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和編輯出版團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在一定程度上融合，但是雙方的發(fā)力點(diǎn)還是有所不同。因此，若要促進(jìn)科技期刊融合發(fā)展，編輯出版方需要更好地表述自己的需求，技術(shù)方也需要更深入地做好需求調(diào)研，更好地按照期刊的思路研發(fā)產(chǎn)品，如此建設(shè)的系統(tǒng)和平臺才能更好滿足期刊出版的需求。上述調(diào)研也給數(shù)字出版的研究帶來啟發(fā)。一方面，研究數(shù)字出版可從期刊編輯工作流程出發(fā)，研究各個(gè)環(huán)節(jié)中哪些環(huán)節(jié)可以利用數(shù)字化提高工作效率，或者整個(gè)工作流程中有哪些困難需要機(jī)器幫助解決；或從現(xiàn)有數(shù)字出版的實(shí)際態(tài)勢出發(fā)，研究同行在做哪些工作。另一方面，可研究新技術(shù)的特點(diǎn)，即研究其可能給數(shù)字出版領(lǐng)域帶來哪些變化。2．新技術(shù)關(guān)鍵詞。那么，我們需要關(guān)注哪些新技術(shù)呢？哪些新技術(shù)能代表新一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展呢？2019年第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會在浙江烏鎮(zhèn)召開，會議的主題是“智能互聯(lián)開放合作——攜手共建網(wǎng)絡(luò)空間命運(yùn)共同體”。會上公布了15項(xiàng)代表性領(lǐng)先的科技成果，它們的主要關(guān)鍵詞是人工智能、機(jī)器、分布式、共享、智慧、自適應(yīng)、5G等，這些關(guān)鍵詞也說明了新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向，是近幾年技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)。我們可以看出，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是和數(shù)字出版息息相關(guān)的新技術(shù)，是5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。另外，還有和數(shù)字出版領(lǐng)域緊密結(jié)合的碎片化技術(shù)、語義技術(shù)、新媒體技術(shù)（微信公眾號、小程序、短視頻等）。下面我們逐一分析這些技術(shù)的特點(diǎn)，以便后續(xù)進(jìn)一步探討它們在數(shù)字出版方面的應(yīng)用。5G是下一代信息社會建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，它的特點(diǎn)是高速率、大容量、低延時(shí)、低功耗，這些特點(diǎn)使得更多資源可以部署到云上，單位時(shí)間可以傳輸更多的內(nèi)容或者整合更大量的數(shù)據(jù)；使得虛擬現(xiàn)實(shí)、萬物互聯(lián)等成為可能；也使得智慧城市、智慧社區(qū)等得以實(shí)現(xiàn)。從期刊出版的角度來說，5G將可能改變知識內(nèi)容、平臺、存儲、流通、渠道、服務(wù)、消費(fèi)、終端呈現(xiàn)等的方式，對行業(yè)帶來深度的變革。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)分析技術(shù)、事件處理技術(shù)、數(shù)據(jù)流通技術(shù)。我們可以從數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)挖掘與分析、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)展現(xiàn)與應(yīng)用方面去思考期刊出版相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理、重新聚合、呈現(xiàn)形式等，思考大數(shù)據(jù)技術(shù)可能為數(shù)字出版帶來哪些新的應(yīng)用。我們可以從分布式存儲方面考慮期刊相關(guān)數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)、設(shè)計(jì)以及分布式關(guān)系模型；可以從數(shù)據(jù)流通角度考慮期刊數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、安全等；可以從數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價(jià)值、提升新能力，從而考慮新一代數(shù)字出版服務(wù)業(yè)態(tài)。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計(jì)算模式，云計(jì)算的計(jì)算速度甚至達(dá)到每秒10萬億次，可以將繁多的系統(tǒng)以及云資源連接在一起以提供各種服務(wù)。云計(jì)算的特點(diǎn)是可以有效兼容各種不同種類的硬件和軟件，支持資源以及新業(yè)務(wù)的動態(tài)擴(kuò)展，具有高可擴(kuò)展性；支持多業(yè)務(wù)體系按需服務(wù)，按需配備計(jì)算能力和資源；使用數(shù)據(jù)多副本容錯和計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來提高可靠性；使用戶突破時(shí)間和空間的限制享受虛擬現(xiàn)實(shí)的服務(wù)；支持海量信息處理以便提供超大規(guī)模服務(wù)等［1］。云計(jì)算技術(shù)逐漸成熟，將使得對運(yùn)算能力要求高的產(chǎn)品得以運(yùn)用，使得對運(yùn)算能力要求高的服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)，使得跨空間、跨時(shí)間的虛擬服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)，使得跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫的資源得以快速整合。人工智能產(chǎn)業(yè)在大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)算法、計(jì)算能力三大要素的推動下逐漸成熟，人工智能研究讓計(jì)算機(jī)模擬人的思考過程以及智能行為，如學(xué)習(xí)、問題求解、自動推理、智能檢索、思考、規(guī)劃等，其相關(guān)的技術(shù)包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理等［2］。期刊可以思考，現(xiàn)階段或者未來在數(shù)字出版中，哪些環(huán)節(jié)可以用計(jì)算機(jī)或者機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)，思考利用計(jì)算機(jī)和機(jī)器人可以幫助我們實(shí)現(xiàn)哪些人工難以完成的工作。物聯(lián)網(wǎng)作為信息通信技術(shù)的典型代表，其技術(shù)和應(yīng)用的普及以及逐漸成熟，將推動人類社會進(jìn)入萬物互聯(lián)的新時(shí)代，可穿戴設(shè)備、智能家居、自動駕駛汽車、智能機(jī)器人等新設(shè)備將接入互聯(lián)網(wǎng)。這使得未來學(xué)術(shù)出版物的產(chǎn)品、終端等呈現(xiàn)多樣化。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)可以更多地思考學(xué)術(shù)出版的產(chǎn)品以及終端。區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)是去中心化、分布式和安全。期刊可以從這三個(gè)特點(diǎn)考慮在這方面有要求的產(chǎn)品和環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）和MR（混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)）。VR是利用電腦模擬產(chǎn)生虛擬世界，讓使用者如同身臨其境一般，是純虛擬數(shù)字畫面。AR是通過電腦技術(shù)將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫面或空間，是虛擬數(shù)字畫面和裸眼現(xiàn)實(shí)。MR包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)，指的是結(jié)合數(shù)字化的現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界而產(chǎn)生的新可視化環(huán)境，MR是數(shù)字化現(xiàn)實(shí)加虛擬數(shù)字畫面。虛擬現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)將使得學(xué)術(shù)傳播更加真實(shí)、直觀、多方位、多角度。和期刊緊密結(jié)合的語義技術(shù)、碎片化技術(shù)、新媒體技術(shù)、視頻技術(shù)等，這些期刊界比較熟悉，這里不再贅述。

二、我國科技期刊數(shù)字出版狀況

根據(jù)《中國科技期刊發(fā)展藍(lán)皮書（2017）》統(tǒng)計(jì)，我國科技期刊中，5020種期刊共有1375個(gè)主管單位、4381個(gè)出版單位。平均每個(gè)出版單位出版1.15本期刊，僅出版1種期刊的出版單位就有4205家［3］。我們可以看出，我國期刊眾多，但是小而散，這些小而散的科技期刊很難有比較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力單獨(dú)開展數(shù)字出版的轉(zhuǎn)型。尤其是和國際大出版商相比，我國科技期刊的數(shù)字出版還落后很多。進(jìn)行國際合作的英文學(xué)術(shù)期刊，充分利用國際數(shù)字出版平臺，在一些流程中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，是眾多國內(nèi)英文科技期刊的選擇。即使如此，我國科技期刊一直堅(jiān)持不懈地利用一切可利用的資源逐步摸索出自己的數(shù)字化發(fā)展之路。在科技期刊數(shù)字出版過程中，期刊出版人體驗(yàn)了如圖2（1）到（5）所示的媒體傳播發(fā)展過程。尤其是近幾年，科技期刊媒體融合技術(shù)和產(chǎn)品日新月異，科技期刊、期刊集群、超大規(guī)模刊群均在數(shù)字出版和媒體融合方面做了大量探索，并取得一定的成績。圖2媒體傳播的發(fā)展1．期刊的數(shù)字出版我國科技期刊在數(shù)字出版方面?zhèn)戎赜谄诳霭嫒鞒痰臄?shù)字化以及為學(xué)科服務(wù)。目前，我國科技期刊出版流程中很多環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、融媒體發(fā)展。科技期刊數(shù)字出版的重點(diǎn)是采編審校、出版、學(xué)術(shù)傳播和知識服務(wù)等環(huán)節(jié)。在出版方面，我國很多科技期刊除出版整期外，還做優(yōu)先出版、預(yù)出版，也有期刊支持已經(jīng)提交預(yù)印本庫的文章，還有期刊平臺支持連續(xù)文章出版。相當(dāng)數(shù)量的科技期刊實(shí)現(xiàn)了xml制作、html展示、全媒體出版，并實(shí)現(xiàn)一次制作多元，還支持讀者針對文章內(nèi)容、圖、表等進(jìn)行交流和評論，甚至記筆記、翻譯和分享。我國有100多家期刊加入雙語出版，使得中文期刊的文章被翻譯后得以在海外傳播。也有期刊打造多媒體欄目，有的視頻，通過多媒體的方式為讀者直觀地呈現(xiàn)原始的研究成果和重大發(fā)現(xiàn)。在學(xué)術(shù)傳播方面，期刊也是百花齊放。有的通過論文改編或者寫文章評論的方式在其他平臺進(jìn)行學(xué)術(shù)推廣；有的充分利用各種數(shù)據(jù)庫、社交平臺、學(xué)術(shù)傳播平臺、學(xué)術(shù)媒體進(jìn)行學(xué)術(shù)傳播，例如《中國科學(xué)數(shù)據(jù)》的平臺可以直接對接ResearchGate傳播期刊論文；有的開通微信、微博、博客等進(jìn)行學(xué)術(shù)社交；有的做精準(zhǔn)推送；有的增加在線的微視頻、音頻等內(nèi)容；有的充分利用新媒體領(lǐng)域的短視頻平臺，如今日頭條、九州云播等開展專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)推廣活動。在知識服務(wù)方面充分發(fā)揮學(xué)科特色，如將研究區(qū)域嵌入地圖，進(jìn)行線上線下推送相關(guān)專業(yè)信息、科普信息等；或者充分利用淘寶、抖音、快手等平臺展示專業(yè)內(nèi)容或科普內(nèi)容。2．期刊集群的數(shù)字出版期刊集群側(cè)重為所屬期刊提供各種單刊不易實(shí)現(xiàn)的服務(wù)，降低刊均成本。例如，學(xué)科刊群比單個(gè)期刊容易整合更多學(xué)科資源，為本學(xué)科提供更豐富的服務(wù)，并且還能為所屬期刊提供多種出版服務(wù)，進(jìn)行整體學(xué)術(shù)推廣，相比單刊有更大的學(xué)術(shù)影響力。近些年有眾多聲音指出，我國科技期刊很難與國際大出版商同臺競爭的原因是我國期刊小散弱，因此呼吁我國期刊規(guī)模化發(fā)展和集群化發(fā)展。這些年也確實(shí)形成了一系列的期刊集群，并逐年擴(kuò)大，如中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)期刊集群、科學(xué)出版社期刊群、高等教育出版社期刊集群、清華大學(xué)出版社期刊群、浙江大學(xué)出版社期刊群、中國光學(xué)期刊群、中國地理資源期刊集群等。這些期刊群均建設(shè)了自己的網(wǎng)站，并獲得了一定的資金支持。在資源整合方面，如中國材料期刊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了期刊資源的集成，除此之外還整合了圖書、專利、專家、會議等學(xué)科資源，并增加了虛擬專輯、會議系統(tǒng)等。中國煤炭網(wǎng)有期刊庫、專題庫、專家?guī)臁⒁曨l庫以及煤炭視聽板塊（專家報(bào)告、特別訪談、煤炭科普、會議活動等），整合了行業(yè)資源。在平臺建設(shè)方面，清華大學(xué)出版社期刊集群平臺實(shí)現(xiàn)了預(yù)出版、OA出版等，還制定TUP-JATS的xml標(biāo)準(zhǔn)。浙江大學(xué)出版社期刊中心實(shí)現(xiàn)了全流程的數(shù)字化期刊集群平臺建設(shè)，平臺集投審稿、內(nèi)容、運(yùn)營推廣、讀者服務(wù)于一體，打通底層數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多終端訪問。中華醫(yī)學(xué)會建設(shè)CAMJATS標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)處理期刊相關(guān)數(shù)據(jù)，曾中標(biāo)國家數(shù)字復(fù)合出版工程的試點(diǎn)單位和示范單位，并升級采編平臺以及出版平臺，進(jìn)一步進(jìn)行資源整合，實(shí)現(xiàn)采、編、審、排、加工、多形態(tài)、富媒體出版、移動出版、質(zhì)量管理、新媒體學(xué)術(shù)推廣、期刊銷售、會議服務(wù)等一體化、現(xiàn)代化的出版和服務(wù)體系。高等教育出版社實(shí)現(xiàn)采編、運(yùn)營管理、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化平臺建設(shè)、市場營銷與海外合作的體系化發(fā)展。在學(xué)術(shù)推廣方面，國內(nèi)的期刊集群化平臺常對接一些學(xué)術(shù)評價(jià)和學(xué)術(shù)推廣平臺，例如Almetric、TrendMD、Kudos、PubMed、CSCD、百度學(xué)術(shù)等。在知識服務(wù)方面，國內(nèi)的學(xué)科期刊集群通常整合該學(xué)科的各種學(xué)術(shù)資源，為該學(xué)科研究人員提供知識服務(wù)，或者為期刊、編輯等提供行業(yè)服務(wù)。例如中國激光雜志社提供協(xié)同會議系統(tǒng)、DOI注冊、編輯加工等行業(yè)服務(wù)，該集群通過舉辦會議聚攏專家資源和學(xué)術(shù)資源，同時(shí)也為光學(xué)領(lǐng)域提供服務(wù)［4］。3．超大期刊集群的數(shù)字出版國內(nèi)的超大期刊集群，有知網(wǎng)、萬方、維普、龍?jiān)础⒊堑龋攸c(diǎn)是能更好地利用大數(shù)據(jù)資源和技術(shù)為期刊出版的上游、期刊出版環(huán)節(jié)以及期刊出版的下游提供服務(wù)。下面以知網(wǎng)為例敘述超大期刊群的數(shù)字出版。知網(wǎng)整合了我國95%以上的中文學(xué)術(shù)資源，擁有我國最大最全的中文學(xué)術(shù)資源庫，也擁有我國最廣最全的讀者群。知網(wǎng)在期刊上游環(huán)節(jié)，為作者以及研究人員提供的服務(wù)有：如何查資料、如何申請課題、怎么做實(shí)驗(yàn)、怎么做科研等信息；讀者可通過中國知網(wǎng)、CNKISCHOLAR、全球?qū)W術(shù)快報(bào)、CNKI知識元搜索（碎片化地搜索圖、表、概念、數(shù)字……）等檢索學(xué)術(shù)論文、基金、碎片化資源、全媒體資源等；可以通過龐大的學(xué)者成果庫、學(xué)者圈子等獲取專家信息，進(jìn)行學(xué)術(shù)社交；可以通過研究型學(xué)習(xí)平臺獲取或者管理自己關(guān)注的學(xué)術(shù)資源；可以通過大數(shù)據(jù)研究平臺利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取學(xué)術(shù)熱點(diǎn)等信息。在期刊全流程出版環(huán)節(jié)，編輯可以利用選題策劃、學(xué)術(shù)熱點(diǎn)、期刊按需出版中的用戶分析等模塊進(jìn)行選題策劃，利用采編排發(fā)一體化出版系統(tǒng)（包括學(xué)術(shù)不端檢測、文章創(chuàng)新性檢測、

第2篇

美國麻省大學(xué)(University of Massachusetts Amherst)阿默斯特校區(qū)(以下簡稱麻省大學(xué))是馬薩諸塞州立大學(xué)系統(tǒng)五個(gè)校園中的主校園,是美國知名的研究型大學(xué)。該校創(chuàng)辦于1863年,坐落在美國東部美麗的新英格蘭地區(qū)。

麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系成立于1964年,其研究生教育也有超過40年的發(fā)展歷史。由最初的3名教授發(fā)展到現(xiàn)在擁有43名教授,其中包括9名ACM計(jì)算機(jī)學(xué)會(Association for Computing Machinery)院士(Fellow)、4名電子和電氣工程師協(xié)會(IEEE)院士、5名人工智能學(xué)會(AAAI)院士和2名美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(AAAS)院士。麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系在人工智能、網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)、計(jì)算理論等多個(gè)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平。作為美國知名的計(jì)算機(jī)系,麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教育理念是“培養(yǎng)下一代能以創(chuàng)新的方法解決真實(shí)世界問題的計(jì)算機(jī)科學(xué)家”(cs.umass.edu/grads/msphd-requirements)。在這個(gè)核心思想的指導(dǎo)下,該系非常注重對博士研究生的培養(yǎng),為了達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具備進(jìn)行原創(chuàng)性科學(xué)研究(Original Research)的能力的教育宗旨,該系制定了一套非常嚴(yán)格的課程計(jì)劃,以培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)實(shí)而廣博的基礎(chǔ)知識、良好的科學(xué)研究方法和思維習(xí)慣。麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系每年大約會收到1000份左右來自世界各國的優(yōu)秀學(xué)生的申請,攻讀其博士學(xué)位,而錄取的人數(shù)一般保持在30名左右。完善和嚴(yán)格的博士研究生培養(yǎng)體系、開放而先進(jìn)的教育理念,使麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系成為全美最具有競爭力的計(jì)算機(jī)院系之一。

麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系招收兩種形式的博士研究生:碩士/博士連讀研究生和直博研究生。只有在美國其他大學(xué)獲得相應(yīng)計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位,并修完麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系認(rèn)可的相關(guān)課程的學(xué)生,才有資格申請直接攻讀博士學(xué)位;否則,學(xué)生在錄取后必須經(jīng)過碩士/博士的連續(xù)培養(yǎng)才能獲得博士學(xué)位。

無論哪種形式,麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系博士生培養(yǎng)大體分為兩個(gè)階段:博士生資格學(xué)習(xí)階段和博士生研究階段。博士生資格學(xué)習(xí)階段主要是對學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識培養(yǎng)和基本研究能力訓(xùn)練。學(xué)生只有在通過博士資格考試論證,成為正式博士候選(PhD Candidate)人后,才能進(jìn)入下一步的博士論文研究階段學(xué)習(xí)。以下是麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系對碩士/博士研究生的培養(yǎng)要求:

(1)Actively participate in research under the guidance of an advisor(在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,積極參與研究)

(2)Satisfy 6 Core Requirements (完成6門核心課程的要求)

(3)Complete 42 course credits (core courses taken to satisfy core requirements are included)(完成42個(gè)課程學(xué)分,其中包括核心課程的學(xué)分)

(4)Complete a 6-credit MS Project (完成6個(gè)學(xué)分的碩士研究項(xiàng)目)

(5)Graduate with an M.S. Degree(申請獲得碩士學(xué)位)

(6)Pass the Department Qualifying Exam- Portfolio(通過博士資格考試)

(7)Form a Committee(成立答辯委員會)

(8)Propose a Thesis(提交博士開題報(bào)告)

(9)Complete 18 Dissertation Credits (完成18個(gè)學(xué)分博士論文)

(10)Pass the Teaching Assistant Requirement(完成助教的工作要求)

(11)Pass the Residency Requirement (at least 9 credits in back-to-back semesters) (完成連續(xù)兩個(gè)學(xué)期修9個(gè)學(xué)分的要求)

(12)Defend and Submit a Thesis (博士答辯和提交博士論文)

本文將以麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系為例,探討美國計(jì)算機(jī)專業(yè)博士研究生培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)――博士研究生課程教育體系的特點(diǎn),以期為提高我國的計(jì)算機(jī)專業(yè)博士生教育提供借鑒。

2掌握牢固的理論知識是培養(yǎng)優(yōu)秀博士生的基礎(chǔ)

美國的計(jì)算機(jī)博士教育非常注重對學(xué)生基礎(chǔ)理論知識的培養(yǎng),為了使學(xué)生掌握牢固而廣博的基礎(chǔ)知識,麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系要求每個(gè)碩士/博士研究生必須修完6門博士核心課程,而且成績必須達(dá)到B+以上。這些核心課程分別屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的三大領(lǐng)域:理論(Theory)、系統(tǒng)(Systems)和人工智能(Artificial Intelligence),課程設(shè)置具體如下:

(1) 理論核心課:計(jì)算理論(Computation Theory)、高級算法(Advanced Algorithms)

(2) 系統(tǒng)核心課:有三組課程,分別是:

編譯技術(shù)(Compiler Techniques)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)(Modern Computer Architecture)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)(Database Design and Implementation)、高級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(Advanced Computer Networking)、操作系統(tǒng)(Operating Systems)

高級軟件工程I(Advanced Software Engineering: Synthesis and Development)、高級軟件工程II(Advanced Software Engineering: Analysis and Evaluation)、程序設(shè)計(jì)語言(Programming Languages)

(3) 人工智能核心課程:高級人工智能(Artificial Intelligence)、機(jī)器人學(xué)(Robotics)、信息檢索(Information Retrieval)、不確定環(huán)境下的推理(Reasoning and Acting under Uncertainty)、增強(qiáng)型學(xué)習(xí)(Reinforcement Learning)、機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning: Pattern Classification)

根據(jù)不同的研究方向,學(xué)生可以在六門核心課程的選擇上有所不同,但為了加強(qiáng)理論基礎(chǔ)和掌握知識的廣度,無論哪個(gè)研究方向的學(xué)生,都必須修完兩門理論核心課程和一門高級人工智能課程,同時(shí),再根據(jù)自己的研究方向選修其他三門核心課程。例如,一個(gè)系統(tǒng)方向的博士研究生除了修完以上兩門理論和一門人工智能課程以外,還必須修完來自于系統(tǒng)方向不同組的三門系統(tǒng)方向的課程;而一個(gè)人工智能方向的博士生則必須修完另外兩門人工智能方向的核心課程和一門系統(tǒng)方向的核心課程。

每門核心課程由教師講授一學(xué)期,其中每星期2次課,每次2小時(shí),3個(gè)學(xué)分。根據(jù)內(nèi)容不同,每門課程一般要安排5～8次書面作業(yè)、1次期中考試和1次期末考試。其中,對系統(tǒng)方向的課程來說,每個(gè)章節(jié)完成后一般還有一次課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)(Course Project),主要要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法和進(jìn)行性能評價(jià)。由于核心課程要求高,課程學(xué)習(xí)內(nèi)容多,導(dǎo)師和系里會建議學(xué)生每學(xué)期選學(xué)不超過一門的核心課程,所有6門核心課程則在三年內(nèi)完成。如果成績沒有達(dá)到B+,麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系允許學(xué)生重修該核心課;但是,如果學(xué)生在規(guī)定的博士資格考試申請時(shí)間前沒有通過全部的6門核心課,則不再具備繼續(xù)攻讀博士的資格。

嚴(yán)格的核心課程作業(yè)、考試制度和淘汰制度,不但使學(xué)生牢固掌握了計(jì)算機(jī)科學(xué)各領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)了學(xué)生勤奮刻苦的專研精神,而且極大地豐富了學(xué)生的視野,為學(xué)生進(jìn)入實(shí)際科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3靈活而完善的博士生選修課程體系是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑

美國一流研究型大學(xué)博士生教育的目標(biāo)是培養(yǎng)世界一流的科學(xué)家和拔尖創(chuàng)新型人才,為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),美國的博士生教育除了注重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)和精深的基礎(chǔ)知識外,還非常注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)現(xiàn)新問題的探索精神及能力。

如果核心課程體系的設(shè)置是培養(yǎng)優(yōu)秀博士生的基礎(chǔ),是向?qū)W生傳授學(xué)科領(lǐng)域的重要基本知識和原理與技術(shù),是學(xué)生全面掌握計(jì)算機(jī)基本理論與方法的重要途徑,那么,選修課的設(shè)置則是對學(xué)科基本知識的補(bǔ)充,是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識和了解并探索前沿研究方向,從而成為創(chuàng)新型人才的重要手段。

麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系的做法是,在博士研究階段,除了要求學(xué)生完成18個(gè)學(xué)分(6門)的核心課程學(xué)習(xí)以外,還要求完成24個(gè)學(xué)分(8門)的非核心課程(或稱為選修課)學(xué)習(xí)。這些選修課大多是關(guān)于本學(xué)科及相關(guān)專業(yè)前沿領(lǐng)域近3～5年的新研究方向、研究方法或新技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容的介紹,一般由教師在每學(xué)期開學(xué)前提出新的課程計(jì)劃,學(xué)生則根據(jù)自己的研究興趣和職業(yè)目標(biāo)自由選課。通過課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能在最短的時(shí)間內(nèi)了解本學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的最新研究現(xiàn)狀,更重要的是,在課程的學(xué)習(xí)過程中,教授會將許多新出現(xiàn)的問題在課堂上和學(xué)生討論,同時(shí),通過2～3個(gè)課程項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立(或合作)解決新問題的能力,以及教會學(xué)生各種探索問題的研究方法。

在教學(xué)模式上,可以采用由教授主講的傳統(tǒng)方式,也可以采用以討論為主的方式。以教授為主講的教學(xué)模式在此就不再贅述,以下著重描述以討論為主的選修課教學(xué)模式。

以討論為主的Seminar是美國計(jì)算機(jī)院系的教授最常用的選修課教學(xué)模式。Seminar的課程設(shè)置沒有固定模式,但通常有以下幾方面的特點(diǎn)。

第一,課程的選題一般是近年新出現(xiàn)的有代表性的前沿研究課題。

第二,課程內(nèi)容的選擇一般來自近年來該領(lǐng)域頂級國際會議的專題論文。

第三,課程內(nèi)容的組織由教師完成。教師在確定題目后,一般會根據(jù)論文的情況將討論的內(nèi)容分為多個(gè)子專題,每個(gè)子問題由3～4篇論文組成。課程的開始一般是綜述性的論文或在該領(lǐng)域出現(xiàn)的最早的學(xué)術(shù)論文,其目的是探討該研究方向出現(xiàn)的新的應(yīng)用背景需求和所帶來的新的挑戰(zhàn)。其后的每個(gè)子專題則將對具體問題和方法進(jìn)行深入探討。

第四,選課的學(xué)生人數(shù)一般在20～30人左右,而且通常是由學(xué)完了核心課程以后的高年級博士生組成。學(xué)生人數(shù)太少,論文的覆蓋面可能太小;學(xué)生太多,可能導(dǎo)致討論的深度不夠。同時(shí),只有學(xué)完了基本理論后,學(xué)生才有可能具備較深入分析問題的能力。在Seminar的學(xué)習(xí)討論中,找到新的研究問題也是該課程設(shè)置的重要目的之一。

第五,課堂教學(xué)的模式基本上是教師和學(xué)生互動的教學(xué)方式。教師在第一節(jié)課引導(dǎo)學(xué)生對該領(lǐng)域的基本問題有了初步認(rèn)識后,學(xué)生將對每篇論文進(jìn)行評估(Review)、宣講(Presentation)和進(jìn)行課堂討論。每篇論文的宣講時(shí)間是25～30分鐘,課堂討論時(shí)間是10～15分鐘。其中教師將引導(dǎo)學(xué)生對論文中所研究的問題和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入討論,學(xué)生參與討論的情況將作為課程考核的重要依據(jù)。

選擇合適的題目并對教學(xué)討論的內(nèi)容(論文)進(jìn)行篩選和組織對開課教師的要求非常高。為了準(zhǔn)備一門新的Seminar課,教師一般需要預(yù)先通讀該研究方向所有重要國際會議的相關(guān)論文,然后根據(jù)不同的研究問題對論文分類,并將其中有代表性的論文提煉出來,作為課程學(xué)習(xí)的論文。在課程項(xiàng)目的設(shè)置上,教師會事先準(zhǔn)備一些題目,如對某些算法的實(shí)現(xiàn)、評估和改進(jìn),實(shí)現(xiàn)原形系統(tǒng)等,同時(shí)也非常鼓勵學(xué)生在論文討論的過程中有針對性地提出自己的見解和新的解決問題的方法。

4合理的課程學(xué)習(xí)安排是培養(yǎng)高質(zhì)量博士生的有效保證

美國的博士教育是以博士生的最終質(zhì)量為評判標(biāo)準(zhǔn),而不是以年限來規(guī)定學(xué)生的畢業(yè)時(shí)間。在美國計(jì)算機(jī)專業(yè),培養(yǎng)一個(gè)碩士/博士生一般需要至少5年時(shí)間。由于強(qiáng)調(diào)博士生專業(yè)知識學(xué)習(xí)的深度和廣度,在整個(gè)博士學(xué)習(xí)階段,博士生都會積極參與課程的學(xué)習(xí),并盡可能地將研究項(xiàng)目中的問題和課程學(xué)習(xí)聯(lián)系起來,用所學(xué)到的方法或思路來解決新問題。

以麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系為例,雖然學(xué)生的背景不同,但為了在保證質(zhì)量的前提下幫助學(xué)生用最短的時(shí)間順利完成博士課程要求和博士論文要求,系里建議學(xué)生按如表1所示的時(shí)間表安排整個(gè)博士階段的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)系不但在本系有完善的研究生課程體系,學(xué)生可以根據(jù)自己的研究興趣和職業(yè)規(guī)劃來自由選課,而且也鼓勵學(xué)生在其他相關(guān)院系選修本系沒有開設(shè)但對研究有用的課,如數(shù)學(xué)系或電子工程系的高級課程。總之,美國博士教育的一個(gè)重要特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),鼓勵學(xué)生以積極的態(tài)度參與到課程的學(xué)習(xí)中,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中逐步學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題和研究問題的方法。

5啟示和建議

美國的博士教育強(qiáng)調(diào)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論知識、完善的知識體系和用于探索與創(chuàng)新的研究能力,而這些恰恰是決定博士畢業(yè)生日后發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵。長期以來,我國計(jì)算機(jī)博士教育主要是通過參與科研項(xiàng)目的形式來對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng),這種“研究項(xiàng)目驅(qū)動型教育”在我國恢復(fù)研究生教育的初期起到了很好的推動作用,培養(yǎng)了大批科研人才。但隨著教育本質(zhì)的回歸和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要,從總體來看,我國的這種單純強(qiáng)調(diào)研究項(xiàng)目的教育模式培養(yǎng)的博士生,質(zhì)量與國際先進(jìn)水平相比還有一定的差距。由于沒有嚴(yán)格的博士課程要求和淘汰制度,學(xué)生在學(xué)習(xí)階段往往會忽略對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和對知識結(jié)構(gòu)的完善。長此以往,必然會影響博士生的研究水平和發(fā)展?jié)摿?最終將會影響國家的整體創(chuàng)新能力。

筆者建議,為了使學(xué)生掌握牢固的專業(yè)基礎(chǔ)知識,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生在某一學(xué)科領(lǐng)域的研究興趣和基本的研究能力,應(yīng)該首先強(qiáng)調(diào)核心課程體系的建設(shè),不論哪個(gè)方向的學(xué)生都必須通過一定數(shù)量的核心課程的學(xué)習(xí),如算法、分布式操作系統(tǒng)、人工智能等,這些核心課程應(yīng)由教師來講授;同時(shí),應(yīng)嚴(yán)格課程的考核制度和課程評價(jià)體系。對于選修課,由于其主要目的是擴(kuò)展學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和研究問題的能力,所以應(yīng)借鑒國內(nèi)外Seminar課程的成功經(jīng)驗(yàn),積極有效地激勵教師和學(xué)生共同上好Seminar課。

博士生教育是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程,而其中的課程學(xué)習(xí)是研究生培養(yǎng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),如何通過嚴(yán)格的培養(yǎng)機(jī)制和靈活的培養(yǎng)方法,在給學(xué)生傳授基礎(chǔ)知識的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力;如何將合理的研究生課程體系和研究項(xiàng)目結(jié)合起來,嚴(yán)格博士生培養(yǎng)機(jī)制,完善博士生資格評估體系,從制度上保障博士研究生的質(zhì)量;以及如何真正教會學(xué)生探索科學(xué)基本問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣和勇于開拓創(chuàng)新的精神等,是我們在計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)中應(yīng)該進(jìn)一步思考的問題。

第3篇

關(guān)鍵詞:智能科學(xué)基礎(chǔ);系列課程;國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì);改革;建設(shè)

在國家教育部質(zhì)量工程的支持下,中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院對國家級精品課程人工智能[1-2]和智能控制[3]、全國雙語教學(xué)示范課程人工智能和國家級智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)[4]等進(jìn)行持之以恒的改革與建設(shè),取得一些成果。

“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”的教學(xué)隊(duì)伍是一支由國家級教學(xué)名師領(lǐng)銜[5],知識結(jié)構(gòu)、梯隊(duì)結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)比較合理,具有明顯的學(xué)科優(yōu)勢、課程優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和教學(xué)科研優(yōu)勢的頗具特色與影響力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)以中南大學(xué)智能科學(xué)研究中心為核心,主要承擔(dān)人工智能基礎(chǔ)、智能控制導(dǎo)論、機(jī)器人學(xué)、專家系統(tǒng)等本科基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程,碩士學(xué)位課程人工智能、智能控制和機(jī)器人控制技術(shù)以及留學(xué)生碩士學(xué)位課程Artificial Intelligence和博士生學(xué)位課程智能系統(tǒng)原理與應(yīng)用的教學(xué)。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)在建設(shè)過程中,注重教學(xué)改革,加大課程建設(shè)和教材建設(shè)力度,不斷改進(jìn)教學(xué)方法,在課程改革、教材建設(shè)、教學(xué)手段、隊(duì)伍建設(shè)以及交流合作等方面取得一些進(jìn)展。本文擬就教學(xué)團(tuán)隊(duì)的改革與建設(shè)的相關(guān)理念與實(shí)踐問題加以總結(jié),談?wù)勎覀兊囊娊狻?/p>

1創(chuàng)新教學(xué)方法

教學(xué)是教師的本職和核心工作。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直致力于教學(xué)方法與教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新,虛心學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法,積極探索教學(xué)新路,形成了“以趣導(dǎo)課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的教學(xué)模式和教學(xué)方法[6-7]。充分激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,發(fā)揮獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維,多方位培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。我們在教學(xué)過程中應(yīng)用了課堂演示、課堂互動、課堂辯論、課后網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等一系列現(xiàn)代化全方位的教學(xué)新模式。此外,為提高學(xué)生的動手能力和理論水平,讓學(xué)生直接參與部分教師課題,理論聯(lián)系實(shí)際,為畢業(yè)后的工作學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。具體措施如下:

1) 舉行課堂討論會,營造自由探索氛圍。

為調(diào)動學(xué)生的積極性,我們在授課過程中多次開展課堂討論會和辯論會等活動,讓學(xué)生自己查閱資料,分析整理,提出自己的觀點(diǎn),使學(xué)生全方位地接觸所學(xué)課程,培養(yǎng)學(xué)生的研究能力,真正實(shí)現(xiàn)師生互動,并鼓勵學(xué)生用英語討論。學(xué)生對有些問題展開了激烈的爭論,激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能,明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。課程中還經(jīng)常請來在科研工作中擔(dān)任主要任務(wù)的教授和博士生來給學(xué)生介紹最前沿的科學(xué)動態(tài),激發(fā)學(xué)生們對所學(xué)知識和科學(xué)研究的興趣。在研究生教學(xué)方面,我們更進(jìn)一步通過舉辦課程課堂學(xué)術(shù)研討會,讓學(xué)生在一年級就開始接觸學(xué)科前沿,自己查閱資料和動手寫科技論文,并在研討會上宣讀討論,培養(yǎng)獨(dú)立工作能力和從事學(xué)科前沿研究的能力,為將來的高層次研究打下基礎(chǔ)。

2) 倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

注意采用面向問題的啟發(fā)式方法進(jìn)行教學(xué),啟發(fā)學(xué)生求解問題能力,強(qiáng)化學(xué)生的參與意識,提高他們的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)中還注意采用了多種交互式策略,如課堂教師提問、鼓勵或指定學(xué)生用英語提問、學(xué)生就某個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行主題發(fā)言后老師點(diǎn)評等。此外,師生通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,方式包括Email、BBS和QQ談和交換文件等。

根據(jù)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新潛力,對有專業(yè)特長的本科生,在自愿情況下,挑選2～3名參與國家級項(xiàng)目研究工作,進(jìn)行中長期培養(yǎng)試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)過程與碩士、博士研究生培養(yǎng)過程的銜接。

3) 增強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),籌建智能專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。

智能科學(xué)基礎(chǔ)課程的概念性較強(qiáng),初學(xué)者感到比較抽象,而實(shí)驗(yàn)教學(xué)又是薄弱環(huán)節(jié)。因此,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,我們對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)十分重視,設(shè)計(jì)了一些新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,探索新穎的實(shí)驗(yàn)方法。新開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括人工智能實(shí)驗(yàn)、智能控制實(shí)驗(yàn)、專家系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)、人工智能課程設(shè)計(jì)等。對相關(guān)課程的原有實(shí)驗(yàn),我們也進(jìn)行了一些改革,增設(shè)了個(gè)性化的實(shí)驗(yàn),使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析既有格式要求,又給學(xué)生報(bào)告自己研究的過程和結(jié)果留有空間。這些做法能夠鼓勵學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立性研究,滿足他們學(xué)習(xí)的需求。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際,驗(yàn)證所學(xué)理論知識和概念,加深理解,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造能力。

除課堂實(shí)驗(yàn)外,我們還充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在課外上網(wǎng)練習(xí)。通過虛擬實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以了解算法的具體運(yùn)行過程,調(diào)整參數(shù)和過程,并進(jìn)行驗(yàn)證以加深對知識的理解,提高學(xué)習(xí)興趣,從而達(dá)到教學(xué)目的。

結(jié)合科研,購進(jìn)和自制部分新設(shè)備、新系統(tǒng),計(jì)劃建設(shè)智能專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,為教學(xué)提供更多的優(yōu)良實(shí)驗(yàn)設(shè)備。例如,已研制“中南移動一號”和“中南移動二號”自主移動機(jī)器人共7臺,已購進(jìn)RCB-1型教學(xué)機(jī)器人20套等。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師還指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽活動、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及創(chuàng)新教育計(jì)劃項(xiàng)目等,取得優(yōu)秀成果。

2推進(jìn)課程改革

教學(xué)改革是課程建設(shè)和學(xué)科發(fā)展的生命線。我們把國家級精品課程和全國雙語教學(xué)示范課程放在優(yōu)先建設(shè)的位置,并以它們帶動其他課程建設(shè),完善系列課程建設(shè),同時(shí)新辦了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。

2.1搞好精品課程建設(shè),改進(jìn)雙語示范課程教學(xué),穩(wěn)步推進(jìn)系列課程建設(shè)

本團(tuán)隊(duì)著力搞好已有的2門國家級精品課程、1門全國雙語教學(xué)示范課程,更新精品課程網(wǎng)站,豐富課程內(nèi)容。為了及時(shí)反映上述課程中相關(guān)科學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展,我們調(diào)整了教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容,修訂了教學(xué)大綱,并對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和更新,極大充實(shí)了各課程教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),通過校際教學(xué)活動和網(wǎng)上資源共享對精品課程、雙語教學(xué)示范課程進(jìn)行交流和推廣,起到較好的輻射作用[8-9]。

為加強(qiáng)精品課程建設(shè),完善和拓展課程體系,在總結(jié)現(xiàn)有精品課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又建成省級精品課程1門,校級精品課程1門。

為提高學(xué)生的專業(yè)英語水平和學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生能夠開拓眼界,追蹤國際前沿科學(xué)研究,本團(tuán)隊(duì)長期對雙語教學(xué)進(jìn)行研究和實(shí)踐。除改進(jìn)人工智能雙語教學(xué)示范課程外,團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的其他課程,如智能控制、機(jī)器人學(xué)、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等也實(shí)行了雙語教學(xué),并為該課程引進(jìn)英文輔助教材。例如,對人工智能課程,我們先后采用Nilsson和Russell等編著的國外影響較大的英文原版教材作為主要教學(xué)參考書[10-11],供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。在雙語教學(xué)中,一般以漢語講授為主,英語為輔,并對一些關(guān)鍵詞同時(shí)用漢語和英語表示。對部分章節(jié)或某個(gè)專題,采用純英語教學(xué)或以英語為主漢語為輔的教學(xué)。對PPT課件的編寫分為純漢語、純英語和英漢混合幾種方式。英語教學(xué)比例要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生英語水平而定,其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生的接受程度與學(xué)習(xí)效果,根據(jù)這一點(diǎn)來適時(shí)調(diào)整雙語教學(xué)中英語對漢語的比例。

通過教改實(shí)踐,我們承擔(dān)的智能科學(xué)基礎(chǔ)課程逐步形成為具有明顯特色的課程體系。我們講授的課程從智能科學(xué)的基礎(chǔ)課程到專業(yè)基礎(chǔ)課程,再到專業(yè)實(shí)踐課程,形成了配置合理、特色鮮明、循序漸進(jìn)、優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科從基礎(chǔ)到應(yīng)用的系列課程體系。

2.2新辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代科技發(fā)展的前沿學(xué)科和重要組成部分,其人才需求日益增加,超出了目前高校的培養(yǎng)能力[12]。我校的智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科方向經(jīng)過近20年的發(fā)展,已形成了具有自身優(yōu)勢和特點(diǎn)的學(xué)科,在國內(nèi)具有一定的知名度和優(yōu)勢。為了促進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展,經(jīng)過多年積極準(zhǔn)備,我們于2009年申報(bào)了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)并獲得教育部批準(zhǔn)。通過向兄弟學(xué)校學(xué)習(xí)調(diào)研,了解該專業(yè)人才需求、專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,設(shè)定適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃與課程設(shè)置方案。雖然我們開辦“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)較晚,但我們從2002年開始,就一直關(guān)注和積極參與國內(nèi)智能科學(xué)的學(xué)科的討論與新專業(yè)籌備工作[13]。

我校于2009年申報(bào)獲準(zhǔn),在自動化專業(yè)增設(shè)了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)方向,目前已招收2屆學(xué)生共84人。我們?yōu)檫x讀智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)方向的每個(gè)學(xué)生選定指導(dǎo)老師。每個(gè)學(xué)生都可以參加指導(dǎo)老師的課題,指導(dǎo)老師也可以利用自己的學(xué)識、經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心來更好地管理呵護(hù)學(xué)生。這一做法取得明顯效果,不僅受到同學(xué)們的普遍歡迎,也得到了學(xué)校的肯定。我們還多次召開師生見面會并通過指導(dǎo)老師走訪宿舍,了解每個(gè)人的情況。為了消除代溝,努力融入同學(xué)當(dāng)中,學(xué)習(xí)熟悉他們的語境和思維想法。我們的目標(biāo)就是不讓一個(gè)學(xué)生掉隊(duì)。

創(chuàng)建與建設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)新專業(yè),將為智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)建設(shè)提供一個(gè)更加寬廣的平臺,并對計(jì)算機(jī)、自動化和電子信息等學(xué)科的專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)提供一個(gè)新的增長點(diǎn)。我們將以智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)為契機(jī),虛心學(xué)習(xí)兄弟學(xué)校的專業(yè)建設(shè)的做法和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步規(guī)范智能科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)課程教學(xué),讓智能科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)建設(shè)登上一個(gè)新的臺階。

3加強(qiáng)教材建設(shè)

教材是教學(xué)的重要工具和資源,其水平直接影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過程中,我們與時(shí)俱進(jìn),對教學(xué)內(nèi)容不斷優(yōu)化與更新,精益求精地編寫反映學(xué)科發(fā)展的教材[14]。

我們對原有編寫出版的教材進(jìn)行修訂,反映新世紀(jì)學(xué)科發(fā)展水平和發(fā)展趨向,以適應(yīng)教改需要。把這些最新內(nèi)容用于教學(xué),使學(xué)生了解到國際前沿動態(tài)和本學(xué)科的最新成果。

以相關(guān)系列課程為平臺,注重教材配套,服務(wù)因材施教,著眼長遠(yuǎn)教材建設(shè)。僅2007年以來我們已出版的相關(guān)教材及專著如下:

《智能控制原理與應(yīng)用》,國家級精品課程配套教材,2007;《智能控制導(dǎo)論》,國家級精品課程配套教材,2007;《未知環(huán)境中移動機(jī)器人導(dǎo)航控制理論與方法》,2008;《機(jī)器人學(xué)》,第二版,國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)配套教材,2009;《機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)》,國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)配套教材,2009;《人工智能及其應(yīng)用》,第四版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《人工智能基礎(chǔ)》,第二版,國家級“十一五”規(guī)劃教材,國家精品課程配套教材,2010;《移動機(jī)器人協(xié)同理論與技術(shù)》,2010。

4優(yōu)化隊(duì)伍結(jié)構(gòu)

師資隊(duì)伍建設(shè)是團(tuán)隊(duì)建設(shè)的源頭,沒有一流的教師隊(duì)伍就沒有一流的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在師資隊(duì)伍建設(shè)上,我們一直采取引進(jìn)優(yōu)秀人才和在職培養(yǎng)相結(jié)合的做法。對于人才的引進(jìn)主要通過辦專業(yè)和辦學(xué)科點(diǎn)等方式吸引人才,還通過創(chuàng)造教學(xué)和科研條件,穩(wěn)定教師隊(duì)伍,解決個(gè)人的發(fā)展問題。

采取有效措施,提高主講教師的學(xué)術(shù)積累和教學(xué)水平。一是教研組教師,特別是中青年教師積極參加重要科研項(xiàng)目,提高學(xué)術(shù)水平。二是派中青年教師赴國外研修訪問,了解和學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家同類課程的先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)課程設(shè)置情況與發(fā)展趨勢,將國外教學(xué)思想引入課程教學(xué)。

教學(xué)始終是教師的第一要務(wù),為了提高青年教師的教學(xué)素質(zhì),我們實(shí)施并完善了一系列管理措施和制度。

1) 設(shè)立名師工作室,實(shí)現(xiàn)名師資源共享形成多元化的帶教制度,安排高年資的教師對年輕教師進(jìn)行傳、幫、帶,可以有業(yè)務(wù)方面的指導(dǎo),也可以有認(rèn)識方面的交流。通過老教師對年輕教師全方位的指導(dǎo),使老教師的教學(xué)理念和經(jīng)驗(yàn)得以繼承,加快了年輕教師的成長。

2) 有計(jì)劃地安排年輕教師虛心旁聽有經(jīng)驗(yàn)教師的講課。通過聽課,不僅使年輕教師進(jìn)一步掌握課程的內(nèi)容,更重要的是使年輕教師學(xué)到了老教師的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn),對其今后從事教學(xué)工作起到了積極的指導(dǎo)作用。

3) 對于第一次上課和第一次上某門新課程的年輕教師,團(tuán)隊(duì)都要在課前組織他們試講。試講前,安排老教師進(jìn)行指導(dǎo),傳授教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。試講時(shí),由團(tuán)隊(duì)的教師參加聽課并對其進(jìn)行講評,肯定其優(yōu)點(diǎn),指出其不足,幫助青年教師盡快掌握課程的重點(diǎn),找到更合適的講授方法。此外,我們還備課,統(tǒng)一基本教案,幫助年輕教師成長。

近兩年來本教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得的主要教學(xué)獎勵就有徐特立教育獎、茅以升教學(xué)專項(xiàng)獎等。

5擴(kuò)大交流合作

我們在做好自身團(tuán)隊(duì)建設(shè)的同時(shí),增進(jìn)與全國相關(guān)高校和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的交流,學(xué)習(xí)兄弟團(tuán)隊(duì)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),在課程示范、教材推廣、網(wǎng)絡(luò)資源輻射等方面發(fā)揮積極作用。我們還開展校內(nèi)合作,聯(lián)合不同院系進(jìn)行教學(xué)和精品課程的申報(bào)與建設(shè),在校內(nèi)推廣改革成果;發(fā)表了一系列教改論文;發(fā)起籌備《全國智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)研討會》;邀請企業(yè)界科技精英做本科生就業(yè)指導(dǎo)相關(guān)報(bào)告。

1) 增進(jìn)校際交流,發(fā)揮輻射作用。

我們經(jīng)常以講座報(bào)告形式在許多兄弟院校進(jìn)行教學(xué)與教改交流。例如,最近一年來就應(yīng)邀先后到上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東華大學(xué)、東南大學(xué)、國防科技大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)等校就智能科學(xué)技術(shù)課程的教學(xué)、教改和建設(shè)問題作專題報(bào)告,在兄弟院校師生中引起熱烈反響。已有數(shù)以百計(jì)的高等院校采用我們編著的教材和網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行教學(xué),國內(nèi)已有眾多的從事人工智能課程和智能控制課程教學(xué)的教師,來信來函索取我們開發(fā)的課程教案、課程演示和網(wǎng)絡(luò)課程相關(guān)資料等,我們一直盡力地搞好推廣和服務(wù)工作。

2) 撰寫課程改革論文,進(jìn)行國內(nèi)外交流。

本團(tuán)隊(duì)成員僅近一年多來,就在中國教育開放資源網(wǎng)、中國人工智能學(xué)會13屆年會、計(jì)算機(jī)教育、高等理科教育、計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化等會議及刊物上發(fā)表10篇教改論文,在國內(nèi)外進(jìn)行交流,起到介紹情況,交流信息和經(jīng)驗(yàn)的積極作用。

3) 籌備全國相關(guān)課程教學(xué)研討會。

為了更好地交流經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)大影響和輻射作用,我們發(fā)起并聯(lián)合中國人工智能學(xué)會教育工作委員會、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會人工智能與模式識別專業(yè)委員會、中國人工智能學(xué)會智能機(jī)器人專業(yè)委員會、中國自動化學(xué)會智能自動化專業(yè)委員會、中國人工智能學(xué)會人工智能基礎(chǔ)專業(yè)委員會,籌備召開了首屆《全國智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)研討會》[15]。圍繞各個(gè)學(xué)校在智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的課程改革與建設(shè)、課程和專業(yè)教學(xué)計(jì)劃制定和未來發(fā)展設(shè)想等方面進(jìn)行交流研討。通過交流研討,認(rèn)真學(xué)習(xí)兄弟學(xué)校的經(jīng)驗(yàn),并盡可能匯報(bào)我們的經(jīng)驗(yàn)。我們相信,在與會全體代表的共同努力下,本次課程教學(xué)研討會一定能夠取得積極的成果。

注:本研究獲得教育部國家級精品課程人工智能(2003年)和智能控制(2006年)、全國雙語教學(xué)示范課程人工智能(2007年)、國家級智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)(2008年)等項(xiàng)目支持。

參考文獻(xiàn):

[1] 中國高等教育學(xué)會. 中國高校國家精品課程,工學(xué)類,(上冊),2003-2007[M]. 北京:北京大學(xué)出版社,2008:433-436.

[2] CAI Zixing,LIU Xingbao,LU Weiwei,et al. Comparative Study on Artificial Intelligence Courses Between CSU and MIT[EB/OL]. [2010-5-1]. CORE (China Open Resources for Education),.cn/.

[3] 中國高等教育學(xué)會. 中國高校國家精品課程,工學(xué)類,(上冊),2003-2007[M]. 北京:北京大學(xué)出版社,2008:426-429.

[4] 國家教育部和財(cái)政部關(guān)于立項(xiàng)建設(shè)國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)、國家級精品課程、全國雙語教學(xué)示范課程的通知[EB/OL]. [2010-5-1]. http///轉(zhuǎn)高等教育司.

[5] 中華人民共和國教育部高等教育司. 名師風(fēng)采,第一屆高等學(xué)校教學(xué)名師獎獲獎教師集錦[M]. 北京:地質(zhì)出版社,2006: 152-153.

[6] 李廣川. 丹心育桃李,妙手譜春秋[M]//名師頌.北京:教育科學(xué)出版社,2007:397-401.

[7] 及立平. 篤定平和:訪國家級教學(xué)名師蔡自興[M]//春風(fēng)化雨:中南大學(xué)教師風(fēng)采. 長沙:中南大學(xué)出版社,2006:119.

[8] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強(qiáng),等. 樹立精品意識,搞好人工智能課程建設(shè)[J]. 中國大學(xué)教學(xué),2004(1):28-29.

[9] 陳愛斌,肖曉明,魏世勇,等. 智能控制的學(xué)科發(fā)展與學(xué)科教育[J]. 現(xiàn)代大學(xué)教育,2006(3):102-105.

[10] Nilsson N J. Artificial Intelligence:A New Synthesis[M]. New York:Morgan Kaufmann Publishers,1998.

[11] Russell S, Norvig P. Artificial Intelligence:A Modern Approach[M]. London:Prentice Hall Publishers,2005.

[12] 王萬森,鐘義信,韓力群,等. 我國智能科學(xué)技術(shù)教育的現(xiàn)狀與思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):10-14.

[13] 蔡自興,賀漢根. 智能科學(xué)發(fā)展的若干問題[C]//中國自動化領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略高層學(xué)術(shù)研討會論文集. 自動化學(xué)報(bào),2002, 28(增刊1):142-150.

[14] 蔡自興,謝斌,魏世勇,等.《機(jī)器人學(xué)》教材建設(shè)的體會[C]//2009年全國人工智能大會(CAAI-13). 北京:北京郵電大學(xué)出版社,2009:252-255.

[15] 2010年全國智能科學(xué)技術(shù)課程教學(xué)研討會征文通知[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué),2010,37(6):封3.

Construction of State Teaching Group of Series Course for Intelligence Science Basis in CSU

CAI Zi-xing, CHEN Bai-fan, LIU Li-jue

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)