湖南大学“智能科学与技术”本科专业建设探讨

赵　欢　廖　波　朱　雯

摘要：“智能科学与技术”是近年发展起来的新兴学科，广泛涉及到机械、电子、人工智能等多方面技术。“智能科学与技术”本科专业建设对其自身发展、培养该方面高技术人才起着重要作用。本文从专业建设和目标、培养模式、教学方案、课程设置、教学改革与实践等方面进行探讨，探索适应于社会发展需要的“智能科学与技术”专业的人才培养模式。

关键词：智能科学与技术；本科专业建设；人才培养模式

中图分类号：G642文献标识码：A

1专业建设基本思路和目标

根据“教育要面向世界、面向未来、面向现代化”的总体要求，我校本专业定位为培养“设计与创新型”人才。按照“全面培养、强化基础、因材施教、增强活力”的方针，我们力争使学生通过四年的大学学习，系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法，受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练，具有分析问题、解决问题以及知识自我更新和不断创新的能力，以适应智能科学与技术的飞速发展。在个人素质方面，我们努力使学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力，并具有良好的语言和计算机运用能力。

2专业人才培养模式

“智能科学与技术”作为新型专业，其本身具有发展非常迅速、技术并没有完全定型且各有特色的特点。

我校“智能科学与技术”专业从2008年开始招生，专业的人才培养模式定位在“设计与创新型”。

“设计与创新型”人才模式的特色在于“创新”。“创新”可分为科学创新和技术创新。科学创新是一类认识未知的创新，强调的是“创”，创造的原始性、首创性；技术创新是一类设计型的创新，强调的是“新”，是在市场经济条件下，提高生产力、发展经济的创新。

“设计与创新型”人才模式的立足点在“设计”。通过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。对于信息学科，就是要掌握软件、硬件及系统，能从事工程设计的基本知识、基本理论和基本技能，具备开发软件、硬件及系统的产品，有初步商品概念的基本素质和能力。毕业生可在高新技术产业部门、国防尖端科技部门、大型科学工程、交叉学科研究部门、大公司的研发机构以及高等学校从事智能科学技术领域的科研、开发、管理或教学工作，成为掌握智能信息技术发展趋势和前沿的专门科学技术人才，并可继续攻读“智能科学与技术”以及相关技术学科、交叉学科的硕士和博士学位，成为“智能工程师”和“智能科学家”。

3专业培养方案和教学计划

(1)实行学分制

总原则：两阶段模式。

第一年：完全刚性(大理、大文统一)。

第二年：通识+专业教育共存(学科通识平台B1、B2组课程+部分专业核心课程)。

第三、四年：专业教育(专业核心课及专业限选、任选课1。

(2)专业核心课设置

除在学科通识阶段已开设的数值计算与最优化、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、数据库原理等课程，在专业教育阶段设置如下专业核心课程：

高等程序设计(3，5学分)

操作系统原理(4学分)

人工智能基础(4学分)

算法设计与分析(3学分)

计算机图形图像基础(3学分)

(3)专业课程组设置

专业限选课和专业任选课我们实行课程组，学生完全根据个人兴趣进行选择：

①专业限选课(分三个课程组，学生任选1组修读，每组6学分)

课程组l：随机过程，智能优化与控制原理；

课程组2：脑与认知科学，智能信息处理；

课程组3：模糊数学原理及应用，模式识别基础。

②专业任选课(6学分(按课程组选)+6学分(任选))

在以下课程组里任选1组

课程组1：机器学习导论，机器人学；

课程组2：计算机网络原理，Web程序设计；

课程组3：计算机视觉基础，

OpenGL程序设计。

在以下课程中任选2门

Linux／UNIX操作系统、Java程序设计、软件设计模式、计算机动画技术、ASP.Net程序设计、自动控制原理。

(4)课外培养

①文化素质教育：采用多种形式进行人文教育，让学生学会做人、学会学习、学会生活，学会工作，如：邀请知名学者工程院院士杨叔子、孙家广等来我院进行素质教育讲座，组织学生积极开展“帮困助学”、“三下乡”、“青年志愿者”献爱心等活动。

②鼓励学生积极参与各学科竞赛、SIT项目和创新综合实验。

③让学生参与方向实验室的科研工作，拓广知识面，提高科研能力。

4教学改革和教学建设状况

4.1教学改革

强调计算机硬件、软件及应用技术三方面的融合，突出“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标，组织专业教师认真总结多年来的办学经验，深入开展教学研究，提出一系列合理的教改方案。

(1)全面调整专业培养计划

按照“争创优秀，体现特色”的指导思想，我院将本专业培养计划与国内高水平院校看齐，并与国际接轨。参照ACM／1EEE-CS的《计算机教学计划199I》和中国计算机学会教育委员会、全国高等学校计算机教育研究会联合制订的《计算机学科教学计划1993~，从计算机科学与技术一级学科的知识组织结构出发，结合我院的实际情况，我们制定了有利于学科基本理论、基本知识和基本技能与方法系统性、完整性的掌握与训练，有利于设计与创新型人才培养的教学计划。

(2)实行课程责任制

课程责任制是学院教学改革的一项重要措施，2000年底开始实施，其核心是将全院的教学任务分解为以课程为基本单元。

严格规范主要学位课程。对主讲教师、助教、教材、教学内容、教学过程、考核方式等各个环节严格把关。每门课程设主讲、助教、教学助理三种职位，明确职责，各负其责。将全院教学任务按课程特色分解组合，主讲教师的教学任务与自身科研方向结合。为教师工作提供尽可能好的环境，这样既有助于教学(如答疑、辅导、指导实验)，又有助于学术交流及科研的开展。

经过长时间的探索，我院形成了现在的《课程责任制实施方案》，并与学校“岗位津贴制度”有机结合，实现了责、权、利的统一。

(3)全面实行课程信息化(教案网页化)

本院的信息化工作从99年初启动，由院自筹资金自主开发《电子化教学支持系统——网上学苑》(获2001年度校新世纪教育立项、2002年度校教学成果奖)，目前已投入使用多年，效果良好。学院出资鼓励教师制作电子教案(已有50多门次受到学院资助)，要求所有课程的基本材料上网，实现网上查阅电子教案、网上答疑辅导、网上批阅作业，目前课堂教学多媒体化率已达到100％。

(4)构建新的实验体系

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。

明确“课程实验”和“实验课程”的内涵与目标，要求所有核心课程必有此环节。

“课程实验”由理论课教师负责，主要利用计算机仿真平台和工具验证课堂所学，旨在加深对理论知识的理解。

“实验课程”则是利用物理实验设备进行综合实验，是单独的实验课程，由实验室教师负责，往往是几门理论课程的综合训练。

“工程设计训练”集中执行3周，在本院的工程中心进行，安排在第7学期。学生被分成若干小组，每个小组要求完成一个综合设计任务，此部分也是毕业设计的预研。“毕业设计”安排在第8学期，是对学生本科阶段学习的综合检验，也是走上工作岗位前的实战训练。

这样可不断强化学生的动手能力，形成以技能训练、创新设计为主要目标的新型链条式实践环节培养模式。

4.2教学建设

(1)师资队伍建设

我院不断提高教师队伍素质，积极引进高素质人才，采取各种措施培养提高现有教师教学水平和学术能力，如：鼓励中青年教师攻读博士、硕士学位，参加外语培训等。

信息与智能技术系目前有26名专职教师，全部有硕士及以上学历，其中教授6名，副教授10名，博士学位获得者15人，其余全部为在读博士。目前已初步建立起了一支老中青相结合，知识结构、学历结构、职称结构相对合理的教师队伍。

(2)实验室建设

实验室建设的指导思想是：

①一个目标：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。

②二类体系：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。

③三个层次：验证型；技能型；创新与设计型。

近年来，学校及学院对本专业实验室的建设加大了资金投入力度，共投入经费800余万元，相继建立与改造了DIY实验室及软件、硬件实验室，建立了可信系统与网络、网络计算与工程、分布式与虚拟技术、图形与图像处理等多个方向实验室与大学生创新基地，添置了相应的实验与测试仪器，充分满足了本专业师生学习、实验及开展科研活动的需求。针对智能科学与技术专业，我们将以机器人为平台构建智能系统实验室。

(3)实验室全面实行开放式管理

目前我们已实现每周7天，每天14小时(上午8：00至晚上10：00)实验室开放，并将逐步推进和完善新的实验教学方法，加强实践教学环节的指导。所有专业课程开设“课程实验”，并根据我院专业设置情况，开设软件技术基础实验、硬件技术基础实验、程序设计训练、计算机组成与结构设计、智能算法设计、数据库系统设计、智能系统设计等课程实验环节。

5专业实践教学和产学研结合

在制定本专业教学计划时，我们充分考虑了实践教学的重要地位，采取了有效措施强化课程实验、实验课程、课程设计、毕业实习、毕业设计等各个实践教学环节。在各学术带头人的带领下，以方向实验室为依托，产学研相结合，本院其他专业已取得了一系列令人瞩目的成果。