摘要：智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是國(guó)內(nèi)新增開設(shè)的面向前沿高新技術(shù)的基礎(chǔ)性本科專業(yè)。與其他專業(yè)相比，該專業(yè)更要求教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、實(shí)用性和前沿性。本文針對(duì)該專業(yè)的現(xiàn)有課程設(shè)置和教學(xué)方法問題進(jìn)行闡述和分析，提出改革的措施和方法，核心是將傳統(tǒng)的“以知為主、先知后行”的教育方式改變?yōu)椤耙孕袨橹?，知行合一”的教育方式，調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，使智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教育具有更高的水準(zhǔn)。
　　關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程設(shè)置；知行合一
　　
　　1傳統(tǒng)課程的分析
　　智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是我國(guó)高等院校的新興專業(yè)，是面向前沿高新技術(shù)的基礎(chǔ)性專業(yè)。自北京大學(xué)首次提出并成立“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)以來，已先后有近二十所院校增設(shè)了該專業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)高校傳統(tǒng)的課程設(shè)置都是基于先知而后行的理論，即先學(xué)習(xí)書本上的理論知識(shí)，然后再進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程覆蓋面較廣，涵蓋更多的開放性理論知識(shí)，如何做到知行合一，將這些前沿、開放的教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)而深刻地傳授給學(xué)生，是筆者的主要研究目標(biāo)。
　　20世紀(jì)以來，在教育界廣泛流行、影響較大的幾種教育理論有行為主義理論、認(rèn)知發(fā)展理論、建構(gòu)主義理論和多元智能理論[1]。它們從不同角度提出了教育思想和方法，每種理論的提出對(duì)當(dāng)時(shí)的教育界都具有十分重要的影響。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論被稱做是教育心理學(xué)的一場(chǎng)革命，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和情景性，主張教育的本質(zhì)是對(duì)人的經(jīng)驗(yàn)改造；教育的職能就是延續(xù)社會(huì)生命、傳遞人類的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)生活和個(gè)人適應(yīng)社會(huì)的能力。由于經(jīng)驗(yàn)的改造只能在生活中進(jìn)行，與生活密不可分，因此，脫離了生活和經(jīng)驗(yàn)的教育將變成為空洞的教育[2]。
　　傳統(tǒng)教育采用直接傳授知識(shí)的方式，學(xué)生常常被動(dòng)地接受與自己生活毫無關(guān)系的書本知識(shí)。即使理論課程完畢后有實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，但是由于先入為主的厭倦和望而生畏，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)也并不感興趣，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)時(shí)感到無從下手、無所適從。因此，應(yīng)改革傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)、灌輸式教學(xué)的弊端，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，使他們能夠主動(dòng)思維，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　2課程改革的思路和原則——知行合一
　　目前，各高校正在努力創(chuàng)辦具有本校特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，北京大學(xué)的智能專業(yè)以視聽覺感知和多媒體信息方面的硬件資源及長(zhǎng)期的研究基礎(chǔ)為優(yōu)勢(shì)，形成了以機(jī)器感知、計(jì)算智能為核心的課程體系結(jié)構(gòu)；西安電子科技大學(xué)以傳統(tǒng)的電子和信息處理方面的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)，形成了以“智能+信息處理”為核心專業(yè)課程體系的課程群；南開大學(xué)將“智能技術(shù)+智能工程”作為課程的主要側(cè)重點(diǎn)[3-4]。無論是前沿的機(jī)器視覺、信息處理，還是傳統(tǒng)的自動(dòng)控制，這些與自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的課程都離不開動(dòng)手實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，都是為了能夠更好地將智能理論應(yīng)用到實(shí)際工程中去，使機(jī)器從形式上、功能上具有更像人的“智能”。因此，我們的課程應(yīng)以解決問題為出發(fā)點(diǎn)和貫穿始終的線索，引導(dǎo)學(xué)生用不同的方法實(shí)現(xiàn)工程目的。這樣既能從最開始激發(fā)學(xué)生的興趣，讓他們感到學(xué)有所用，又能充分調(diào)動(dòng)其積極性，主動(dòng)學(xué)習(xí)書本上的理論知識(shí)，讓學(xué)習(xí)理論成為學(xué)生解決實(shí)際問題的手段?！霸谧鲋袑W(xué)”也是美國(guó)教育家杜威的核心教學(xué)論思想之一。他認(rèn)為教學(xué)不應(yīng)該直接灌輸知識(shí)，而是引導(dǎo)學(xué)生投入各種活動(dòng)中，無意識(shí)地獲815e5f70e30fd86254ed6027a4c58215afbf5ce1b91806c6e65782d461d6886e取經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，在做中學(xué)習(xí)?！白觥笔歉?，失去了“做”，學(xué)生的學(xué)習(xí)就失去了依托和根本[1]。因此，課程改革應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循學(xué)生心理發(fā)展的規(guī)律。在解決實(shí)際問題中不斷鍛煉和提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力和素養(yǎng)，做到知行合一。
　　3課程改革的具體措施
　　教育改革是否成功，除了要有正確的改革思路和目標(biāo)外，還要具有有效的改革措施，以確保改革目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。下面針對(duì)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)估等幾個(gè)方面詳細(xì)闡述我校教學(xué)改革的具體措施。
　　3.1教學(xué)方式的改革
　　目前，國(guó)家和各省市地區(qū)已經(jīng)設(shè)置了與數(shù)學(xué)、自動(dòng)化、電子和計(jì)算機(jī)等密切相關(guān)的各類競(jìng)賽。這些競(jìng)賽致力于激發(fā)學(xué)生的興趣、鍛煉動(dòng)手能力、與人溝通的能力、提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。它們都與智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)有著密切的聯(lián)系，參與這些競(jìng)賽的學(xué)生獲益匪淺，因?yàn)樗鼈円詫?shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向。然而，由于各專業(yè)的經(jīng)費(fèi)限制、學(xué)生的時(shí)間和興趣使然，不可能所有學(xué)生都通過競(jìng)賽來提高和進(jìn)步。為了讓絕大多數(shù)學(xué)生受益，我們必須在課堂教學(xué)模式上有所改革。
　　為此，我們提出改變傳統(tǒng)的“以知為主、先知后行”的模式為“以行為主，知行合一”的方式。以智能控制課程為例，我們?cè)谡n程之初先設(shè)置與模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制等相關(guān)的初級(jí)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀，易操作，讓學(xué)生了解智能控制算法在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用和用途，明確學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和目的，再安排相應(yīng)的課堂教學(xué)，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)書本上的理論知識(shí)。
　　隨著對(duì)課程內(nèi)容的逐漸深入，再進(jìn)入到中級(jí)實(shí)驗(yàn)階段，要求學(xué)生針對(duì)具體的項(xiàng)目進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和構(gòu)思，利用相應(yīng)的專業(yè)程序初步實(shí)現(xiàn)。中級(jí)實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生了解解決問題的具體流程和方法，并能小試牛刀，將這些手段和方法用于實(shí)際的問題解決中去。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師要遵循因材施教的原則，針對(duì)不同學(xué)生的問題給予輔導(dǎo)，言傳身教，使學(xué)生了解分析問題的技巧和方法。進(jìn)一步完善和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的真正統(tǒng)一，改革后的教學(xué)流程如圖1所示。
　　3.2教學(xué)內(nèi)容的改革
　　首先，課程內(nèi)容的改革需要以“做”為目的，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置都應(yīng)該與“做”有直接或間接的聯(lián)系，同時(shí)兼顧知與行的目的，在“做”中學(xué)，邊學(xué)邊做。依然以智能控制課程為例，目前大部分教材只給出了模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等算法的原理，而對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)這些算法，以及這些算法的優(yōu)勢(shì)和實(shí)際工程中的應(yīng)用則少之又少。因此，在新的教學(xué)內(nèi)容中，應(yīng)該增設(shè)算法的編程實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)及實(shí)際用途的內(nèi)容，以及這些智能算法與傳統(tǒng)控制算法相比的優(yōu)勢(shì)所在，這樣才能讓學(xué)生感覺到學(xué)有所用，有的放矢。
　　其次，在新的教學(xué)內(nèi)容中，還特別需要增設(shè)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的教學(xué)內(nèi)容，例如問題的提出、資料的搜集和查找、問題的分析和解決方案的對(duì)比等。這些“軟”的教學(xué)內(nèi)容相比書上的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生來說是更為寶貴的。畢竟，書本上的知識(shí)也無法解決所有現(xiàn)實(shí)中遇到的問題，很多技巧、方法和經(jīng)驗(yàn)需要學(xué)生通過不斷探索找到答案。很多問題的答案并不是唯一的，這就更加提高了學(xué)生開闊思維的能力。
　　最后，專業(yè)課程群中各課程之間的內(nèi)容應(yīng)本著系統(tǒng)性原則[5]。每個(gè)課程既是一個(gè)獨(dú)立而完整的個(gè)體，又是整體課程群中有機(jī)的一部分，正所謂“一沙一世界，一人一塵?！?。要在智能科學(xué)與技術(shù)的核心專業(yè)課程體系中體現(xiàn)整體性和互補(bǔ)性。例如我校開設(shè)的智能控制、智能信息處理和智能系統(tǒng)等課程，就可以重新整合和梳理，以控制和信息處理這兩個(gè)不同應(yīng)用和類型的任務(wù)為導(dǎo)向，分別在課程中設(shè)置從算法原理到實(shí)現(xiàn)過程，再到實(shí)際系統(tǒng)的授課內(nèi)容和步驟。
　　3.3考核方法的更新與完善
　　如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，一直是一個(gè)開放性研究問題。傳統(tǒng)的考核方式以教師作為唯一的考核者，而學(xué)生完全是被動(dòng)的被評(píng)審者。高校教師也僅僅通過出勤率、回答問題情況、作業(yè)、卷面成績(jī)等給學(xué)生評(píng)分。這些因素局限于學(xué)生表現(xiàn)的表象上，未必能夠真正代表學(xué)生的實(shí)際能力，而且此種評(píng)分方式?jīng)]有互動(dòng)的效果，僅僅是單方向的評(píng)閱而已。
　　針對(duì)以上問題，筆者提出一些新的考核方法。
　　
　　1) 改變僅由教師一人定分?jǐn)?shù)的情形，以教師考核和學(xué)生相互考核相結(jié)合的方式確定學(xué)生的最終考核結(jié)果。在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中設(shè)置若干個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分小組完成這些課題，并在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)后按小組展示成果，讓全體學(xué)生共同評(píng)分。這既可以避免片面評(píng)定，更能體現(xiàn)公平、公正、公開的評(píng)定原則；也可以在學(xué)生之間形成一種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，通過本組內(nèi)及組間的溝通和交流，更好地解決實(shí)際問題。
　　2) 改變以卷面分?jǐn)?shù)定成績(jī)的方式為分階段、分任務(wù)類型的考核方法。在課程學(xué)習(xí)階段，教師可以分層次地設(shè)置不同難度、不同類型的設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生自主選擇。這樣能最大程度地避免教師受個(gè)人偏好和能力的影響。另外，在分階段考核過程中，要形成一種明確的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰機(jī)制，以監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，使學(xué)生不斷調(diào)整學(xué)習(xí)策略和方法。
　　3) 改變僅僅注重知識(shí)水平的測(cè)試，注重學(xué)生發(fā)展?jié)摿Φ臏y(cè)試。測(cè)試時(shí)要注意學(xué)生的整體基礎(chǔ)和每個(gè)學(xué)生的個(gè)體基礎(chǔ)，在適當(dāng)范圍內(nèi)增加難度大些、更復(fù)雜些的任務(wù)，關(guān)注不同學(xué)生在教師或其他輔助條件下完成超出知識(shí)范圍問題時(shí)的情況，挖掘不同學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力。
　　4結(jié)語
　　目前，我國(guó)各高校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)都處于起步階段，教學(xué)內(nèi)容和方法都處于摸索階段。所有的改革都應(yīng)以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向，立足培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)腦、動(dòng)手能力。我們?cè)诤诵膶I(yè)課程智能控制中初步嘗試了部分改革內(nèi)容，確認(rèn)了以“做”為主的課程設(shè)置的合理性。需要進(jìn)一步完善的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的階梯型設(shè)置，以保證其從易到難，循序漸進(jìn)地被學(xué)生接受，進(jìn)而推廣到本專業(yè)的其他課程及類似的專業(yè)中去。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 歐