摘要：針對(duì)新興智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合性和快速發(fā)展的專業(yè)特性，在分析北京信息科技大學(xué)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，闡述了適應(yīng)于這一新興專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式新思路。結(jié)合本科生能力培養(yǎng)實(shí)際，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、組建科研小組、舉辦比賽、考評(píng)方式等方面進(jìn)行了有益探索。實(shí)踐表明，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科教育中取得良好效果。
　　關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
　　
　　“智能科學(xué)與技術(shù)”是面向前沿高新技術(shù)的基礎(chǔ)型本科專業(yè)。它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進(jìn)技術(shù)，是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、光學(xué)工程和機(jī)械工程等學(xué)科相互交叉和融合的綜合學(xué)科[1]。北京信息科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)于2005年開始申請(qǐng)，2006年獲教育部批準(zhǔn)設(shè)立，2007年開始正式招收本科生，至2009年，規(guī)模已擴(kuò)大到每屆3個(gè)班[2]。
　　智能科學(xué)與技術(shù)是集哲學(xué)、生命科學(xué)、電子、信息處理和計(jì)算機(jī)以及數(shù)學(xué)、物理等多學(xué)科為一體的交叉綜合性學(xué)科。同時(shí)，智能科學(xué)又是一個(gè)不斷發(fā)展的學(xué)科，它的技術(shù)成果和研究動(dòng)向更新得很快[3]——這就給智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)教育提出了很大的挑戰(zhàn)。
　　因此，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)更加注重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和研究思考能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)本科生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，注重本科生整體素質(zhì)的提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以使學(xué)生把實(shí)踐同課本知識(shí)聯(lián)系起來，而且能夠培養(yǎng)他們的實(shí)際動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力和科學(xué)研究能力，對(duì)專業(yè)教學(xué)能起到很好的作用。本文主要介紹本專業(yè)在本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式方面的思考。
　　1實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與思路
　　我校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合自動(dòng)化、信息網(wǎng)絡(luò)、航空航天和機(jī)器人開展。本著培養(yǎng)工程領(lǐng)域的應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念歸納如下。
　　1) 堅(jiān)持以能力培養(yǎng)為核心，以學(xué)生為本，學(xué)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新相互促進(jìn)，知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想。
　　2) 培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑的“大電類”人才，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才[4]。
　　為了能夠適應(yīng)時(shí)代要求，更好地實(shí)施《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與思想的指導(dǎo)下，我們對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了深化改革，展開創(chuàng)新模式的探討[5]。
　　2完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，堅(jiān)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)
　　我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)分四個(gè)實(shí)驗(yàn)層次，由淺入深地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
　　它們分別為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、工程應(yīng)用實(shí)踐、科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)。
　　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括基本元器件的認(rèn)知、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本操作技能的訓(xùn)練、重要原理的驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析等，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)理論，為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們以電路理論、模擬電路、數(shù)字電路為基礎(chǔ)，以電子工藝實(shí)習(xí)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)制作小型實(shí)物型作品，如簡(jiǎn)易數(shù)字表、機(jī)器貓、小收音機(jī)等。這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)利于學(xué)生將基本理論與實(shí)際結(jié)合起來，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，使學(xué)生有親手制作簡(jiǎn)單電路的成就感。
　　專業(yè)實(shí)驗(yàn)分為課堂實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)。課堂實(shí)驗(yàn)包括教學(xué)內(nèi)容和一些擴(kuò)展內(nèi)容。比如對(duì)檢測(cè)傳感器的性能、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生把抽象理論落實(shí)到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握。同時(shí)，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，利用開放實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，學(xué)生小組在教師的指導(dǎo)下，在一學(xué)期內(nèi)完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)作品。經(jīng)過選擇元器件、購買元器件、選擇電路、搭建電路、實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較整個(gè)過程，學(xué)生對(duì)工程應(yīng)用有較系統(tǒng)的了解，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
　　對(duì)于工程應(yīng)用實(shí)踐，雖然專業(yè)實(shí)驗(yàn)也已經(jīng)涉及到一些具體內(nèi)容，但這與真正走出校園不同。我們鼓勵(lì)學(xué)生在暑假期間實(shí)習(xí)，并專門組織大三和大四學(xué)生去公司實(shí)習(xí)，體驗(yàn)社會(huì)工作氣氛，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神、社會(huì)責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。
　　科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在工程應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)上參與教師科研課題、申請(qǐng)科研項(xiàng)目等，提高學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，并進(jìn)一步提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。
　　3開放式網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高自主學(xué)習(xí)能力
　　智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為課堂和課外兩部分。課堂實(shí)驗(yàn)主要在課上完成，課外實(shí)驗(yàn)采用開放式網(wǎng)絡(luò)化管理，學(xué)生根據(jù)興趣愛好選擇一些開放式實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)儀器設(shè)備先進(jìn)、資源共享、開放服務(wù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，并提供了豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，滿足學(xué)生的各種需求。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)室的開放式教學(xué)提供了良好保障，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。
　　1) 實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放式管理，學(xué)生可以網(wǎng)上預(yù)約，教師會(huì)處理學(xué)生的申請(qǐng)，為學(xué)生分配實(shí)驗(yàn)室。教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提出實(shí)驗(yàn)要求，并布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告提交到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，由教師驗(yàn)收，從而達(dá)到“教”與“學(xué)”的互動(dòng)。
　　2) 為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)，教師已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的關(guān)鍵步驟和重點(diǎn)難題錄制成視頻文件，放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生可以根據(jù)需要下載。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，可以從網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上了解實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和自身素質(zhì)的提高。
　　3) 進(jìn)入預(yù)約的實(shí)驗(yàn)室后，學(xué)生根據(jù)課前的預(yù)習(xí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有專人現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中的問題，使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)。
　　4組建科研小組，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
　　組建專業(yè)科研小組，有針對(duì)性地對(duì)本科生的專業(yè)學(xué)習(xí)加以引導(dǎo)和幫助，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性，使學(xué)生學(xué)到更多的學(xué)科前沿知識(shí)，為將來的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)?？蒲行〗M既有助于學(xué)生在“開放、自由、輕松”的環(huán)境中學(xué)有所得，學(xué)有所長，又可以幫助教師結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況深化教學(xué)改革，營造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。
　　科研小組的成立在學(xué)生中引起了熱烈反響。學(xué)生踴躍報(bào)名，通過查閱資料、實(shí)踐調(diào)研等方式確定科研課題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證，最終印證自己的想法。最終學(xué)生以小組為單位，向教師和全體學(xué)生作專題報(bào)告，評(píng)比后給予一定獎(jiǎng)勵(lì)。這種小組研究的教學(xué)方式能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生獨(dú)立分析與思考的能力。
　　5舉辦機(jī)器人比賽，提高學(xué)生實(shí)際操作能力
　　機(jī)器人大賽是我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重點(diǎn)舉辦的一項(xiàng)比賽。實(shí)驗(yàn)室中有參與比賽所必需的機(jī)器人，如舞蹈機(jī)器人、智能小車、足球機(jī)器人等。教師指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際操作中的問題，學(xué)生也組成幫帶小組，甚至對(duì)新生進(jìn)行培訓(xùn)。通過學(xué)校的選拔賽后，學(xué)生還有機(jī)會(huì)參加全國大學(xué)生機(jī)器人大賽，提高專業(yè)興趣和實(shí)踐能力。舉辦機(jī)器人大賽的優(yōu)點(diǎn)如下。
　　1) 幫助學(xué)生了解本專業(yè)的基本知識(shí)框架和專業(yè)方向，在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)能力方面有很重要作用。
　　2) 在激發(fā)興趣和提高動(dòng)手能力的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力及外文文獻(xiàn)閱讀理解能力，提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。
　　3) 不僅可以使學(xué)生強(qiáng)化硬件實(shí)踐能力，如焊接傳感器、光電編碼器等電子元器件及相關(guān)電路板，而且使學(xué)生對(duì)尚未系統(tǒng)學(xué)習(xí)的一些知識(shí)，如單片機(jī)和信號(hào)采集及處理電路的特征及性能有直觀的認(rèn)識(shí)，為以后學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)奠定認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。
　　4) 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練可以很好地提高學(xué)生編程能力，使學(xué)生能面向問題、面向?qū)ο筮M(jìn)行編程設(shè)計(jì)，開發(fā)出實(shí)用的機(jī)器人程序。包括使用Java、Visual C++/C、VBasic、QBasic、MSWLOGO、PROLOG等編程語言實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制，達(dá)到理想的效果。
　　
　　6多種考核方法結(jié)合，完善考評(píng)體系
　　智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的創(chuàng)新思維與動(dòng)手能力。綜合考慮該專業(yè)特點(diǎn)，我們采用以下綜合考核方式。
　　1) 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告審閱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，學(xué)生提交預(yù)習(xí)報(bào)告，教師審閱合格后學(xué)生方能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
　　2) 現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，可由教師現(xiàn)場(chǎng)觀看實(shí)驗(yàn)演示，以確保真實(shí)實(shí)驗(yàn)的效果。對(duì)于未達(dá)到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生，教師幫助學(xué)生重新完成。
　　3) 提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，申請(qǐng)優(yōu)答辯。如學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿意，并對(duì)實(shí)驗(yàn)有獨(dú)到的實(shí)際操作過程，則可申請(qǐng)優(yōu)答辯，以爭(zhēng)取更好的成績。
　　4) 期末課堂測(cè)試。全面考核學(xué)生的基本概念、基本理論與技能等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，為成績的評(píng)定提供理論依據(jù)。
　　結(jié)合考核結(jié)果，我們對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和過程進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。采用三種評(píng)價(jià)方式，即問卷調(diào)查、網(wǎng)上反饋、師生交流。通過效果評(píng)價(jià)，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，提高教學(xué)質(zhì)量。
　　7結(jié)語
　　北京信息科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生教學(xué)的幾年實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革使學(xué)生的實(shí)踐能力有了較大提高，創(chuàng)新思維得到了鍛煉和發(fā)展，自主學(xué)習(xí)和邏輯表達(dá)能力也有了一定提高。當(dāng)然，智能科學(xué)與技術(shù)是一門新興的、不斷發(fā)展的新學(xué)科，我們需要不斷提高教學(xué)水平，以培養(yǎng)出更適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型人才。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 北京信息科技大學(xué). 2009級(jí)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃[G]. 北京:北京信息科技大學(xué)