智能科学与技术学科评估精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇智能科学与技术学科评估，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：智能科学与技术；兴趣导向；逆向教学

0引言

智能科学与技术是信息科学与技术的核心、前沿与制高点，也是整个现代科学技术体系的头脑中枢，是现代科学技术创新的引领和示范，是现代社会（包括经济、社会、文化、民生、国防等）走向智能化的主导技术支柱。在越来越激烈尖锐的国际竞争环境中，智能科学与技术水平已经成为一个国家综合国力与科技实力的标志。智能科学与技术的发展和智能科学与技术学科的人才培养，不仅仅是智能科学与技术研究与教育本身的事情，更是关系到整个社会智能化发展优劣的大事情，也是关系到整个国家强弱兴衰的大事情。

科技发展，关键在于人才。在新的发展机遇下，国家对智能科学与技术专门人才的需求更加旺盛。因此，如何促进智能科学与技术教学方式的改革是培养厚基础、高层次的智能科学与技术人才的基本途径。智能科学与技术教学方式的改革，不仅发展智能科学与技术本身，而且对受教育者创新能力的提高也至关重要。

目前，网络的普及与全社会信息化程度的提高，对我国人才培养提出了更高的要求，特别是高校在课堂教学方面，部分原有教材及培养模式亟待调整。以智能科学与技术为代表的前沿新兴学科，在学科发展途径、应用技术转化及从业人员年龄、成长环境等方面，均与很多传统学科存在较大的差异，而使用传统教学方式进行人才培养，也出现了一些水土不服的现象。

1教学理念的改变

相对于传统学科，智能科学与技术从业人员平均年龄显现出年轻化的特点，且由于从业人员及学生普遍年龄较轻，在他们的成长过程中，外在环境相对宽松，自由、平等的理念在他们的成长过程中不断被提及和强化。传统“教师讲、学生听”的演讲式讲授方式虽然能够在一定时间内让学生了解大量信息，但学生接收到的大部分信息只停留在记忆层面，很难上升到理解层面，导致学生只是被动的“填鸭式”接受。

在科技发达、网络互联的今天，人们不是自投罗网就是被网罗其中，知识获取的渠道不再局限于纸质媒介和言传身教，更多来自于电子资源及网络媒介，教师和学生获取知识的途径及资源差异越来越小，在知识量、阅历等方面缩小了师生间的差距，师生之间传统的信息不对称差距逐步缩小，导致教师在知识积淀上没有了绝对优势。

与此同时，逐步深入青年学生内心的自由、平等观念对中国传统的尊师重道思想带来了不小的冲击。在当今开放的网络环境下，针对新兴时代的学生，传统习俗中的师长观念由于知识获取渠道的平等化而缺乏强有力的现实支撑，教师的身份权威性和知识权威性都受到了不同程度的质疑，继续使用“填鸭式”“训导式”教学方式，将会事倍功半。

因此，针对新兴学科，一线教师需要进行教学理念上的修正，特别是教师应顺应培养对象的整体特点，基于自由和平等的观念进行自我定位，以交流讨论式代替居高临下布施式的教学观念，充分与学生打成一片，以便更好地调动学生的思维，引导学生进行主动思考和主动学习。

2教学素材的改进与提高

当今时代是知识爆炸的时代，科学技术日新月异，新知识、新成果层出不穷，特别是智能科学与技术这一前沿学科，正在向理论创新和大规模实际应用发展，新理论、新方法不断被提出并验证，新模型、新实例、新应用不断产出。

“教学素材对教育理念的渗透发挥着重要作用，它已经成为促进或阻碍教学模式转变的活跃而关键的要素。随着新时代知识的快速更新换代和知识面的不断拓宽，教学素材是否优秀的标准不仅仅是包含多少知识，更重要的是包含多少最新的知识；不仅仅是传递解决问题的方法，更重要的是传递超前、新颖的解决问题的方法。

当今学生知识涉猎面广，现有的网络环境也为他们提供了很好的平台，如果他们已经获取的知识及应用的先进程度远远超过课本素材罗列的知识，将会极大地削弱他们对本学科的兴趣，进而影响课堂教学效果。

此外，作为智能科学与技术这一前沿学科的教学素材，必须体现出时代性、开放性、多元性与全面性。因此，教学过程中所采用素材的改进和提高，应该向着不断更新、与时俱进的方向靠拢，教师应该不断将最新理论、最新方法、最新应用融合于一线基础教学过程中，使学生在学习过程中始终紧跟前沿技术的发展，在未来工作中能更快、更好地融入行业中。

3教学方式的转变

目前，学生群体主要为90后，高校即将迎来00后，他们成长过程中的家庭环境和社会环境与早期学生相比更为平等和宽松，他们的学习需求也由目标导向型逐步演化为兴趣导向型。因此，如何激发学生的兴趣，进而以兴趣为基础激发学生自主学习的动力，将是教学效果事半功倍的途径。

青年学生正处于思维高度活跃的阶段，他们往往对新兴成果和前沿热点有着超过常人的关注，如何巧妙而有效地将这种关注转化为针对本学科的兴趣，进而反向推导出基础理论并让学生消化、吸收，就成为一线教师面临的重要问题。

从1997年国际象棋大师卡斯帕罗夫和电脑“深蓝”第一次人机大战开始，智能科学与技术迅速跻身科技前沿热点，且经久不衰。2016年3月，Alpha Go再次燃起人工智能之火，经过媒体的推波助澜，成为社会关注的焦点，大大增强了智能科学与技术的关注度。而青年学生作为最容易追赶潮流的群体，自然对此类热点趋之若鹜。

作为智能科学与技术学科的一线教师，应把握和利用社会舆论的潮流以及学生心理的律动，及时以此热点为突破口，吸引学生的兴趣，引起共鸣，进而进行反向推导相关基础理论并加以详解。

例如，教师以Alpha Go为课堂开篇讨论，引导学生思考，并说明Alpha Go的核心原理是深度学习。在这个实例中，Alpha Go模拟人类下棋的推理与思考过程，其中推理过程通过搜索树来搜索可能的棋局，思考过程通过两个深度神经网络确定可能的搜索方向和评估棋局，这两个神经网络包括：

（1）落子选择器（policy network），这是一种深度卷积神经网络，主要通过当前棋盘布局预测下一步走棋位置的概率。

（2）棋局评估器（value network），与落子选择器具有相似的结构，主要在给定棋子位置的情况下，输出双方棋手获胜的可能性，从而对棋局进行评估。

如此，教师可以带领学生了解搜索树及搜索算法，也可以从深度卷积神经网络到普通神经网络，讲解神经网络的基础知识，分析神经网络到深度学习的发展过程。这样就可以将学生对Alpha Go本身的兴趣，巧妙地引导到对神经网络等基础概念和原理方面，以此强化学生对基础知识的掌握。

同时，开放式的考核方式也是促进学生创新、使教学方法适应新时代的一种有效途径。对于本学科感兴趣的话题，教师应鼓励学生多谈自己的思路和想法；对于开放式课题，应给学生提供展示的舞台，鼓励学生分享自己在查找资料、解决难点、编程过程中的心得体会，充分调动学生的积极性和主动性；将这些考核成绩按比例计入学生课业总成绩中，充分肯定学生的创新能力。

4结语

教学成效是设计和构建教学方式的基本出发点，教师应该结合学生需求从学习成效、教学技巧、教学内容上总体把握教学方式阁，采用不同于传统讲授方式的逆向教学（如图1所示），使其满足和顺应新一代青年学生的心理认同需求和学习需求，将新理论、新应用不断融入基础教学中，达到更好的教学效果。

篇2

 

1　智能系·信科院

 

智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科学中心，末作增扩。后者的简称——“信息中心”——虽然易与“计算中心”或“情报资料中心”混淆，却是上世纪八十年代中期北大一些有识之士倡议建立的第一个多学科交叉研究中心。它以数学系、无线电f电子学)系和计算机系为主，联合心理学、中文、遥感等共十个系所而组成，宗旨是开展多学科交叉研究，充分发挥北大的综合优势。即使放在二十余年后的今天来看，这样的举措也是颇有前瞻性和魄力的。在此基础上，北大很快于1986年建立了第一个国家重点实验室。就是这样人数不多的一个机构，先后出过三名院士和一名北大常务副校长。以指纹识别为代表的研究成果进入国际先进行列，在国内得到广泛应用。

 

2003年9月10日，北京大学最大的学院——信息科学技术学院——成立。它包括计算机、电子学、微电子学和智能科学四个系，有十二个(研究)所和中心，两个国家重点实验室和若干部门实验室。系是教学单位，所和中心是研究实体。从此，智能科学系(暨信息中心、国家实验室三位一体)翻开了新的一页。

 

2　专业增列·学会指导

 

成立智能科学系除了要顺应北大“系并院”的潮流，也是完善作为学校基本建制单位所必备的。何新贵院士为系取了名称，如今许多学校也大都采用这样的称谓。查红彬教授担任系主任，笔者是主管学科建设和教学的副主任，具体参与负责各项相关工作。创办国内第一个智能科学与技术本科专业也是我们这一班人继承传统的首要任务。事实上，早在一年多前，大家就进行了酝酿，特别是中国人工智能学会教育工作委员会多次组织的相关研讨，成为重要的准备基础。

 

北大是一级学科下自主增设、增列学科专业的学校。系领导上任伊始第一件事就是要在当年申办智能本科专业，而且志在必得。为此，我们在前期制定了详细的步骤计划，进行了深入调研和各项准备工作。我们起草完成了所需的各项材料(人才需求论证、专业建设规划和适应培养目标的教学计划与课程设置方案、教师教辅队伍和基本办学条件说明以及国内外背景对比材料等)，中国人工智能学会涂序彦等学者对此进行了专家论证，协助完成了论证报告。这些工作就绪后，我们在2003年10月下旬向学校主管副校长、教务部负责领导和学院领导做了汇报说明，并于10月30日正式提交申请材料。经学校的学部讨论通过，校教务部审核和校教学科研工作委员会论证(由于是国家公布专业目录外者)，再经校学术委员会审议，报校长办公会批准，最后于12月15日前顺利完成了全部程序，报教育部备案。2004年初，教育部正式批复并公布了北京大学“智能科学与技术”新的本科招生专业。这个专业名称是查红彬教授建议的，日后成为教育部批复新申办学校的统一提法。

 

由于“智能科学与技术”未在国家公布的专业目录中，因此是增列而非设置，北京大学将其置于计算机科学与技术一级学科之下。由于北大历来严格控制招生规模，我们的30名招生计划是由信息学院其他三个系从原有计划分配名额中挤出来的。新专业的计划发展规模最终为50名。

 

3　教学计划·四校会议

 

智能科学系虽然成功地创建了国内第一个“智能科学技术本科”专业，但也面临着许多挑战。首先是缺乏本科教学的经验。尽管信息中心前身具有北大最早的硕士点、博士点和博士后流动站，研究生培养己历十余年，但一直实施科研主导体制，未曾从事过本科教学。师资队伍扩充快，新进年轻博士比例大，而真正有过本科教学经历者寥寥无几。此外，信息学院成立后开始调整教学计划，制定了一年级统一课程内容，新生是按学院统一招进来，第一年共同学习，后三年才分专业培养。我们虽然为申办专业制定了一套课程计划，但因不兼容学院的统一规划而未能第一次通过学院教学指导委员会的审核。为此，我们组织学院经验丰富的老教授，为本系青年教师进行教学培训，听取学院主管负责领导和几位多年从事本科教学管理的老系主任对教学计划的修订意见。

 

通过几个月的努力，我们完善了智能科学系的课程体系，并最终通过学院教学指导委员会的审核。这个教学计划具有几个特点：一个大基础——以学院的数、理和信息类为主，强调宽厚扎实;三个核心课程群作为专业理论基础，包括智能基础课程群(智能科学技术导论、人工智能、脑与认知科学、信息论、信号与系统)、机器感知课程群(生物信息处理、图像处理、数字信号处理、模式识别)和计算智能与知识发现课程群(智能信息处理、机器学习、数据挖掘、计算智能等)，以及两门实验(机器感知和机器智能)和其他各种选修课。四年学分150分，其中必修88学分(包括全校公选26学分、大类平台20学分、学院要求的13学分、专业必修29学分)，专业选修56学分(含专业课44学分、通选课12学分)，毕业设计6学分。

 

为了更好地交流经验，扩大本专业的影响力，2005年5月，我们发起并与第二批获准的学校(南开、北邮、西电)在北大召开了四校研讨会，围绕各个学校在智能科学与技术本科专业的建设、招生、教学计划制定和未来发展设想等方面进行交流研讨，并建立了联系机制和网站。全国一些兄弟院校也纷纷来北大了解情况，开展座谈，我们则尽可能贡献自己的经验，给予支持。

 

4　招生·分流

 

从2004年开始，信息科学技术学院按学院大类招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1/9左右。学生高考排名在全校属中上，但成绩分布差异较大。与学校的其他学院(多从一个系成长为一个学院，如数、理、化、生等)相比，信息学院是由四个不同的系合并而来的，专业跨度大，因此采用一年分流的模式(上述学院为二年分流)，笔者被指定负责这项工作。我们提出自愿为主、计划为辅的方针，尽量满足同学们的兴趣志向。制定的分配计划是：电子学系120人、计算机系110人、微电子系70人、智能科学系30人，允许有10%的调整。分流工作在大一下学期(每年4月份)进行，包括全院动员、四个系专题介绍宣传、开放日参观咨询等几个步骤，可谓热闹非凡，同学们可以充分了解了四个系的专业特色。

 

为了克服盲目性引发的偏差，我们建立了一个网上分流系统，在正式填报专业前，增加了摸底预填报的环节，及时反馈群体意向的分布信息，指导学生们的选择，也便于学院掌握动向，调整措施。这种大类招生、进来一段时间后再分专业的举措体现了北大的人文关怀。智能专业初办，基础条件差，缺乏毕业生记录的宣传说明，与学院其他三个老牌系(电子学系50年历史、计算机和微电子系30年历史)相比较并无优势可言，但是我们通过扎扎实实的工作和细致有效的改进，使这个新方向日益显现出魅力。随着智能专业的成熟，特别是有了第一届毕业生后，就愈加受到更多学生的喜爱。

 

选择智能专业的人数逐年上升，2004级34人、2005级36人、2006级39人、2007级43人，目前正在进行的2008级分流达到45人。除了在信息学院内部的影响力不断扩大，北京大学其他学院的转系情况也开始有了可喜的变化。北大最好的元培计划实验班今年第一次有4名学生选择智能专业，医学部和光华管理学院也有申请者(本文成稿时这项工作还在进行)，2008级学生肯定突破50名，我们在第五年就达到了创办智能科学专业的规划目标。

 

5　首届生·班主任

 

在新办专业中，有一项由教授担任智能本科专业班主任的举措。这是利用教授的学识、经验和责任心来更好地管理呵护自己的学生，避免了年轻教师因职称晋升等压力可能出现的疏漏。这一做法取得明显效果，不仅受到同学们的普遍欢迎，信息学院也开始考虑推行。笔者担任了智能专业的第一任班主任。首届学生(2004级)有34名，他们进入北大后毅然选择全新的智能专业是很有勇气的，全班有11名来自北京的学生，5名女同学，这个比例迥异于整个信息学院的总体分布。

 

该班学生的年龄恰与我自己的孩子相同，我天然地熟悉他们的一般特点，也理解家长们的想法。北大信息学院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退学。这班学生在大一时的成绩并不占优，其中有几人处在边缘位置，因此，我立下的最低目标就是确保所有同学不掉队。我首先通过全班民主选举任命了一个5人组成的班委会，这个5人机构在随后的几年中发挥了重要作用：其次走访宿舍，了解每个人的情况，为了消除代沟，我努力融入同学当中，学习熟悉他们的语境和思维想法。我同多数同学家长有过接触，从中更深入地掌握学生的性格特点，也包括寻求家长的必要配合。我与所有同学做过不止一次的个人交谈，经常是在晚间，很多时候是他们主动找我，谈遇到的各种困惑、自己的想法、志向等，我利用这些机会及时解决了具体问题。在学习上，我组织全班同学开展互帮互学，尤其对几门有难度的专业课程进行“联合攻关”。全班的“数据结构与算法”课程成绩甚至超过了计算机系。

 

几年来，全班团结互助，像一个大家庭，班委会也一再连任，得到全体拥护。到毕业时全部合格，实现了我的愿望。不仅如此，全班的学习成绩在学校的综合评估中优良率达93‰毕业设计都在良以上，有14人获优秀，更有三名同学的毕业论文被评为学院“十佳”论文。学院的第一、三名也都出自我班。34名同学中有22名继续保送本校读研(其中20人仍在本系)，4名同学去了大的国企和知名外企工作，8名同学出国深造，在欧、美一些名校攻读博士，其中有一名学生同时拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在内的著名大学的全额奖学金(最后选择MIT)。第一届智能专业学生的良好成绩极大鼓舞了我们，增强了我们办智能专业的信心，也为以后的几届同学做出榜样。

 

几年班主任的经历让我深深地体会到，进入二十一世纪的大学，教书、育人同等重要。要适应新时代年轻人的特点，保持我们民族的优良传统，把人格培养放在首位。能够进入北大的学生都是各地的尖子，当他们聚集在这所著名学府时，首先要调整原来俯视周围的习惯，学会平视甚至仰视其他同学，平和自己的心态，开阔胸怀，树立人生抱负和刻苦努力的决心，这样才能正确对待困难和挫折，才有所作为。班主任的工作往往细致入微，其实是把70%的精力用到30%的人上面。一些学生掉队是否可以避免，关键看班主任的工作是否到位。

 

6　培养体系·本研贯通

 

北大是(文)理科性质的学校，“智能科学与技术”专业也是按理学设置，尽管它更强调学科交叉。从智能科学的内涵来看，我们设立的培养方向更多地是继承自身传统和学校的综合优势，突出“以人为本”的脑认知和与心理生理结合，开展机器感知(视、听、触)和数据转换信息，进而发现知识的机器智能两个方面的研究。同时，我们配合学院的教学指导规划设置课程计划，除了全校的公共必修课程(外语、政治和体育)，还有学院的公共平台课。第一年主要是夯实数学、物理和信息类的基础，后三年的专业课程安排是以必修的专业基础和机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构。为了强调学生的动手能力，还重点建设了两门实验课程。此外，还利用学校的各种本科科研基金项目(包括大学生创新基金、著政基金、泰兆基金、校长基金)和各个实验室承担的项目来吸引学生，培养他们思考问题的能力，提高他们的研究兴趣，为日后进一步深造打基础。由于绝大多数学生都将读研，这样的安排无疑起到了积极作用，并成为撰写毕业论文的基础。我们还打通了本科高年级与研究生一年级的课程，利用各种机会举办研究讲座，如龙星计划、专题报告、国际人工智能远程教学等活动，开阔学生的视野，引导研究方向，调动学生的潜质。从专业特点来看，我们的智能学科更偏向于“软”的一侧，因此也充分利用信息学院，特别是计算机系的各类教学资源来帮助扶持新办专业的成长。

 

我们原有的博士、硕士点是计算机应用技术和信号与信息处理两个方向，为了让我们的培养体系更加系统，我们进行了两年的精心准备。2007年底，我们正式向北大研究生院申请增列“智能科学与技术”硕士和博士点。经过必要的论证，最终获得批准，及时衔接第一届本科毕业生升研。至此，本、硕、博一以贯通，作为计算机科学与技术下的二级学科，一个完整的智能科学技术专业培养体系建立起来，从培养体制上保证了新兴智能专业的顺利发展。

 

7　特色专业·教学团队

 

五年来，北京大学智能科学技术本科专业从酝酿到创办，可谓初见成效，走过了颇具挑战的历程。除了确定具有特色的培养目标和方向外，还需要扎扎实实落实每一个环节，并在实践中检验。本科教学迥异于研究生培养，它的计划性、按部就班执行的严格性以及每堂课程的内容安排和效果评估必须一丝不苟。

 

信息学院秉承了北大的优良传统，对这个新办的专业给予了巨大支持和关怀，使我们能迅速成长起来。我们从一开始就有一套严格的课程设置审核程序、教案检查制度和新教师上岗准入的试讲考核手续。学院有一支由经验丰富的退休教师组成的督导组，随堂听课评估每一位教师的讲课内容、方式和教学效果，及时纠正问题。作业批改和试卷出题也都有严格规定。在课程体系的建设方面，信息学院打通了一年级的公共部分，深化和夯实了数理基础。

 

在专业课程上，智能科学系提炼了三个课程群，并组织教师进行重点建设。此外还加强对学生动手能力和独立思考解决问题能力的培养。

 

除了在专业上实施分流培养外，我们还针对北大学生的特点，在基础课采用实验班的A、B分级组合方式，满足不同专业对各自基础培养的要求。在专业课程群中，也允许不同兴趣的组合选择，充分发挥和提升学生的能力。为了更好地关怀学生顺利成长，我们除规定教授担任班主任外，还设立了本科生学术导师制，加强对学生的各种指导。智能科学系也注重师资队伍建设，引进了一大批(半数以上)优秀的年轻教师，其中信息学院中从国外回来的教师比例是最高的，为这一新兴学科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教师时，教学需求和能力成为评价的重要指标。

 

2007年，我们接受了教育部的学科评估，新办专业得到好评。学校开始关注我们的进步，在随后的一年中，我们一再从学校的竞争中脱颖而出，陆续获得了国家一类特色专业、北京市一类特色专业和北京市优秀教学团队等称号，2008年又获得国家级教学团队称号。我们的培养体系和人工智能双语教学也分获北京大学的教学一、二等奖。

 

8　结语·致谢

 

尽管北大年轻的“智能科学与技术”本科专业建设初见成效，但征程是漫长的，我们还会面临更多的挑战和问题。然而，智能科学这个本科专业方向是很有希望的，它不仅吸引了大学的新生，也在高考人群中产生着愈加重要的影响，它的健康发展需要大家共同的努力和精心培植。每所大学都有不同的特点，我们应该从学校、师资、方向、生源以及学科培养性质和目标等条件出发来建设新兴专业。以上是笔者对北京大学第一个“智能科学与技术”本科专业创建历程的回顾，希望与同行共享。

 

在专业建设过程中，许多人给予了热情帮助和支持。这里要特别感谢北大信息学院陈徐宗教授，感谢中国人工智能学会涂序彦和王万森教授。

 

最后引龚定庵一句名言：“但开风气不为师”。

 

9　总结与展望

 

本文介绍了厦门大学智能科学与技术系在学科发展、科学研究和人才培养方面的基本建设情况。我们希望这些初步的工作总结能对目前正积极筹办本专业的兄弟院校起到一定的借鉴作用。

 

“智能科学与技术”专业在我国的发展尚属初级阶段。尽管近几年得到了国内部分高校的重视，但其发展并不是很快，且进一步发展也存在一些障碍。比如，从专业配置来看，目前智能科学与技术并非一级学科，多数学校的“智能科学与技术”专业博士培养都是依附于其他相关专业。从长远来看，这并不利于整个学科的发展。希望通过各相关高校的广泛交流和积极配合，“智能科学与技术”专业在国内的发展能更上一层楼。

篇3

关键词：工业4.0；智能科学与技术；创新课程体系；中国制造2025

0引言

智能科学与技术专业是教育部根据“面向国家战略需求、面向世界科技前沿”的方针，为适应国家科学与技术发展的需要而设立的，专业代码080907T。智能科学与技术专业属于一个交叉学科，涵盖了电子信息技术、计算机硬件和软件、人工智能、自动控制等多项技术领域的应用。因此，如何交叉学科，立足于工业智能化的发展方向和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》的要求，适应国家对高质量的智能技术人才的社会需求，研究与实践体现行业产业发展、技术进步和社会建设需求的智能科学与技术专业人才培养课程体系具有重大意义。

1创新课程体系的意义

德国率先提出的“工业4.0”概念其实就是将互联网技术与嵌入式系统技术、计算机技术、先进制造技术等相结合，形成虚拟与现实相融合的智能制造系统。人们可以在世界任何地方采用电脑或任何移动终端，在互联网上选择标准的或定制的货品订单，系统会采用人工智能、大数据、机器学习等技术在全球范围整合资源、信息、物品和人，以高质量、低成本、高效率生产制造出产品，快速交付给客户。

在制造领域，这种技术的渐进性进步可以被描述为工业化的第4阶段，即“工业4.0”，如图1所示。其中，第①阶段以1784年的英国蒸汽机为代表；第②阶段以1870年的电动机械发明与应用为代表；第③阶段以使用电子与IT技术的自动化时代为代表；第④阶段就是我们正在经历的智能制造时代。当前，中国工业机器人销量连续两年行业增速在50%以上，行业进入成长期。另外，中国工业机器人使用密度远低于主要发达国家，具有广阔的市场空间。智能装备的大发展对相关专业人才的需求呈爆发趋势，智能科学与技术专业毕业生今后的一个重要就业方向将是服务于产业界的机器人领域。

我们国家正在大力提倡的“中国制造2025”与德国提出的“工业4.0”有着异曲同工之妙，尽管两国的工业、社会发展阶段存在差异，但在智能制造领域、互联网领域发展水平基本同步。通过国家层面大力推广发展智能制造技术，以及在大学智能制造相关专业的课程改革，为我国的智能制造技术赶上甚至超过发达国家创造了千载难逢的机遇。

2智能科学与技术专业创新课程体系目标

如何充分利用民办学校的企业资源优势，办好智能科学与技术专业是本专业面临的重要挑战之一。本着教育先行、为产业服务的办学宗旨，根据行业中长期发展的需求，在保证专业知识体系完整性的前提下，结合“工业4.0”对专业人才知识、能力的需求，我们将专业定位侧重于智能传感与检测技术，智能机器人传动、驱动技术，智能机器人系统构建技术，嵌入式系统技术等。4年来的办学实践证明，我们的专业定位符合地区与行业发展需求，并具有一定的前瞻性。

基于以上专业定位，对智能科学与技术专业的人才培养课程体系进行深入的探索与实践，涉及专业一体化的理论与实践课程体系规划，机器人实践平台升级，专业课程的教学设计、教学方法、考核方式改革，教学资源、师资队伍、评估反馈机制建设等。通过有针对性地研究我们在专业教学中存在的问题，寻找解决问题的有效途径，探索出符合现代高等教育发展规律、适应“工业4.0”及“中国制造2025”对专业人才知识及能力要求的创新课程体系，为国家、社会输送高素质的应用型工程技术人才。

通过对智能科学与技术专业的面向“工业4.0”的创新课程体系的研究，在已运行4年的本专业课程体系的基础上建立完善的智能科学与技术专业创新课程体系；完成课程体系面向“工业4.0”的课程群知识结构设计、理论与实践一体化设计；总结课程教学手段和方法；完成高质量的教学资源建设；建立高水平的师资队伍。

3创新课程体系构建方案

专业人才培养遵循工程教育思想，以项目为导向设计专业课程培养体系，将项目设计和实施贯穿于大学4年的教学过程之中，让学生在校期间就有机会参与真实项目的开发与运作，获得实践经验和实际操作能力，实现企业真实项目实践与学校理论教学的无缝对接。设置面向“工业4.0”的创新课程群及项目群，对学生的知识、能力、素质进行全面培养，使学生得到全方位的锻炼。

3.1支撑培养目标实现的一体化课程体系

专业课程体系的构建思路以行业与社会需求为根本。在此基础上确定智能科学与技术专业人才的培养目标。以TOPCARES-CDIO教育理念为指导，定制科学先进的人才培养模式和过程，最终建立面向“工业4.0”的智能科学与技术专业创新课程体系。

引进与国际接轨的课程体系，制定全新的适应我国国情的教学计划，采用先进的教学理念与培养模式，初步构建以设计为中心，理论与实践高度融合的应用型本科课程体系。

理论课程体系方面具体表现在适当降低理论知识的难度，着重培养学生理论结合实际的能力。理论课程的整合要突出理论教学的应用性，构建基础理论平台课程群与专业模块化课程群相结合的理论教学体系，保证人才的基本规格和多样化、个性化发展，增强学生对社会的适应性。

实践课程体系方面，依据专业能力培养目标，以能力为本位，以项目为载体，以“学中做”和“做中学”为方法，统筹安排基础实践、专业实践、创新训练与实践、创业训练与实践、综合实训与实践、毕业设计（论文）与企业实习等各类实践教学环节，使实践学期教学内容逐级递进、逐步深化；将实践学期实训内容与理论学期的教学内容紧密衔接。系统化构建理论与实践相结合、课内与课外相结合、学校与企业相结合，贯穿于大学教育全程的一体化实践教学体系。本专业采用自顶而下的方式设计各级项目。一级项目（智能机器人综合设计项目）的设计直接针对专业的培养目标，实践学期的二级项目和基于专业课程的三级项目分别是一级项目培养能力的分解。

采用基于社会实际岗位的逆推法设计课程体系，如图2所示。按照人才职业需求确定专业培养目标，将专业培养目标抽象为若干个专业核心应用能力，再根据每个专业核心应用能力所需的知识、能力、素质结构划分不同的课程群。

设置课程群不仅要考虑智能科学与技术专业本身课程体系的科学性与递进关系，还要充分研究专业相关的重点行业、大型企业岗位特点，针对人才市场的人才需求和岗位需求，把行业、企业、岗位所需与“工业4.0”相关的新知识、新技术、新平台、新规范纳入课程，实现专业课程体系与区域经济及行业、企业的有效对接。目前，智能科学与技术专业现行的人才培养课程体系将专业定位侧重于智能传感与检测技术、智能机器人传动与驱动技术、智能机器人系统构建技术和嵌入式系统技术，包括智能系统的软/硬件设计与开发，以及智能技术在工业控制领域的应用等。虽然该体系与面向“工业4.0”相关技术有一定的匹配度，但还需进一步改革，拟融合“通信规约”“IoT”“工业现场总线”等知识模块构建“工业4.0”的CPS虚拟网络课程群，融合“工业机器人”“智能传感检测”等构建“工业4.0”的CPS实体物理课程群。实践课程体系的改革主要围绕KUKA工业机器人开设相关的课程实验、课程项目、实践学期项目及实训等。

智能科学与技术专业课程体系的构建分为基础课程、专业基础课程、专业岗位应用技能课程、专业方向和专业技能拓展课程4个阶段。注重岗位需求对课程设置的对应性，前两个阶段与传统大学基本一致，只是深度上浅显一些，后两个阶段面向人才市场的岗位需求，着重培养企业用得上的专业人才。

3.2科学的人才培养质量评价体系

大连东软信息学院智能科学与技术专业按照全面质量管理的理念，建立了全员参与、全过程监控、全方位评价的教学质量评价机制。做到了常项评价与专项评价相结合，形成性考核评价与终结性考核评价相结合，定性评价与定量评价相结合，采取管理学确认有效的5W1H（Why-What-Where-When-Who-How）和PDCA（Plan-Do-Check-Action）方法进行评价，可以有效地保证各环节教学质量的稳步提升与持续改善。

智能科学与技术专业教学质量评价包括TOPCARES-CDIO系列评估、教学质量评价以及教学过程评价3个部分。TOPCARES-CDIO系列评估主要评价专业、课程、项目、教材以及素质教育等环节落实工程教育理念的效果。教学质量评价主要包括教师教学质量评价，学生对课程的满意度调查、对重点课程的评价、对重点教材的评价等，由定量评价和定性评价组成。教学过程评价，主要从课程考核、实践学期以及毕业设计（论文）3个关键环节展开。

3.3高水平师资队伍建设

专业自成立以来就十分关注师资队伍的培养，不断强化专业师资队伍建设，持续关注专业带头人和骨干教师建设，加强“双师型”教师队伍的培养力度。通过开展内部培训、教学研讨、企业实践、学术研讨等全方位的培养措施，努力建设一支结构合理、素质优良、教研科研水平高、技术服务能力强的教学团队。在师资队伍建设过程中，实施“引聘训评”的双师型师资队伍建设发展方案。

3.4教学资源建设

根据课程体系改革方案，完善改革课程的教学大纲，积极开展专业课程教材、试题库、项目库、实验指导书、教学案例、课件等教学资源建设，升级机器人系列实验室。

篇4

（大连东软信息学院电子工程系，辽宁大连116023）

摘要：基于CDIO工程教育理念，结合大连东软信息学院推行的TOPCARES-CDIO人才培养目标体系和电子工程系智能科学与技术专业特点，提出构建培养学生创新、沟通、工程推理与解决实际问题等能力的专业人才培养方案。

关键词 ：CDIO；专业人才培养；智能科学与技术；项目导学

基金项目：2012年度辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业项目(G2201249)。

第一作者简介：周国顺，男，教授，研究方向为嵌入式系统，zhouguoshun@neusoft．edu．cn。

0 引 言

专业人才培养方案是专业建设的根本性文件，主要由专业基本信息、学制与学位、专业人才培养目标、课程体系、培养计划安排及学时学分要求等内容组成。为了能够适应当前国民经济发展的需要，高校有必要对相关学科的专业培养方案进行改革。专业培养方案应该适当加强对工科学生创新设计与实践能力培养的要求，广泛调研专业相关企事业用人单位的岗位需求，适当增加符合专业发展趋势的专业拓展、前沿课程。大连东软信息学院电子工程系智能科学与技术专业依靠具有丰富的智能产品研发、工程设计、工程实施经验的师资队伍和CDIO工程环境，对本专业人才培养方案进行了基于TOPCARES-CDIO的教育教学改革，取得了良好的效果。

1 工程教育改革的意义

CDIO工程教育改革的目的是培养学生具有在工程、产品开发团队中构思一设计一实施一运行复杂、高附加值产品或过程与系统的能力，通过大学本科的教育与实践，成为一名具有基本工程创新及设计能力、整装待发的工程师。为此，教师必须改变传统工程教育重理论、轻实践、理论与实践脱节的教学方式，补充对工程教育至关重要的个人素养、团队合作与系统构建能力培养的教学内容。

传统的教与学是建立在布鲁纳的“认知一发现说”、奥苏伯尔的“有意义言语学习理论”和加涅的“认知学习理论”基础上的。大多数高校教师为了让学生掌握深厚的工程推理能力，基本上采用奥苏伯尔的“有意义言语学习理论”进行教学。该理论提倡课堂的讲授式教学，学生在学习过程中基本是被动地接受学习口。多数学生虽然会关注理论知识在实践中运用的问题，但是也常常只为应付考试而去记忆工程理论。考试结束，学过的知识、理论也就不用了，甚至忘记了。

2009年，大连东软信息学院提出创办独具特色的、培养应用型人才的国内一流应用型大学的目标，借鉴美国MIT、瑞典皇家理工大学、瑞典查尔莫斯工业大学、瑞典林雪平大学组成的工程教育改革研究团队倡导的CDIO（Conceive-构思、Design-设计、Implement-实现、Operate-运行）教育教学理念，提出TOPCARES-CDIO人才培养目标体系。TOPCARES分别代表CDIO的8大一级能力指标的首字母，即Technical knowledge and reasoning, Open thinking and innovation, Personal and professional skills,Communication and teamwork, Attitude and manner, Responsibility, Ethicalvalues, Social contribution by application practice。

基于CDIO的教学模式提倡主动学习和经验学习。主动学习是让学生在参与学习活动时发现问题、思考与解决问题。教师收集学生提出的在课程学习中的问题，集中回答；同时教师也提出问题，促使学生主动学习、思考问题并寻求解决方法。经验学习是让学生在模拟工程师和工程实践的环境下进行学习，包括基于项目的学习、仿真、案例分析与设计实现。

评估与评价是衡量学生对规定学习内容完成程度的判断。传统的教学评价基本上是以笔试成绩为标准的，很难评价学生的工程、产品及过程构建能力。CDIO教学模式下的评估以学习为中心，贯穿整个教学过程始终。评估方法主要有笔试和口试、平时表现、项目成果演示、书面报告等。教师可根据一系列考核成绩，对教学大纲及教学方法进行持续的改进和完善，这就构成一个工程教学的闭环控制系统。

2 智能科学与技术专业人才培养方案改革

教师应遵循高等教育教学规律，贯彻落实“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）”精神，以TOPCARES-CDIO教育理念和方法为指导，以培养高素质应用型高级专门人才为目标，以当前“万众创新、大众创业”理念为契机，努力为学生构建合理的知识、能力、素质结构，结合智能行业的新理论、新技术、新工具、新产品更新课程体系与教学内容，强化创新精神和工程实践能力培养，促进学生的全面发展。

2.1 以知识、能力、素质培养为核心，以项目为导向，构建一体化专业人才培养方案

1)以社会和行业需求为背景，准确定位专业人才培养目标。

教师应深入开展专业调研工作，基于TOPCATES-CDIO人才培养目标体系框架，综合分析应用型人才的通用标准、行业标准、学校标准和专业标准，构建和确定本专业人才培养的目标和能力培养的具体要求，培养掌握智能信息处理与识别、自动控制方法等方面基础知识，具备信息处理系统软硬件平台开发、自动控制系统设计、人工智能系统开发等基本能力，具有开放式思维与创新能力和较强个人职业能力与团队合作能力，树立正确价值观、态度端正、习惯良好、有责任感的，能在智能医疗设备、多媒体信息处理、工业机械控制、机器人、人工智能等智能科学与技术学科相关的专业领域从事智能产品开发、系统测试、技术支持等工作的应用型高级专门人才。

在专业教育阶段，教师可跟踪专业和产业新理论、新技术、新工具、新产品的要求，通过开设专业特色课和专业拓展课，将创新、创业融入专业教育，培养学生的相应知识和技能。专业课程分类见表1。

2)以项目为导向，构建一体化的课程体系。

学生在学完所有学科课程后，要完成一个贯穿整个课程体系知识及能力的压顶石项目。为达到专业培养目标和完成压顶石项目，学生必须具有三大核心应用能力：智能传感与检测技术能力，智能机器人传动、驱动技术能力和智能机器人系统技术能力。专业核心能力对压顶石项目的支撑关系如图1所示。

依据专业人才培养目标，教师应以专业核心应用能力培养为主线，面向行业、服务产业、突出应用，以项目训练为导向，系统构建课程与项目相结合，知识、能力、素质同步培养的一体化课程体系，形成课程培养目标、项目培养目标与专业培养目标的相互对应和支撑。专业课程体系如图2所示。

3)以能力培养为本，构建一体化的实践教学体系。

智能科学与技术专业依据专业能力培养目标，以能力为本，以项目为载体，采用“学中做”和“做中学”的方法，统筹安排基础实践、专业实践、创新训练与实践、创业训练与实践、综合实训与实践、毕业设计（论文）与企业实践等循序渐进的实践教学环节，使实践训练内容逐级递进、逐步深化，将实践学期实训内容与理论学期的教学内容紧密衔接，形成理论与实践相结合、课内与课外相结合、学校与企业相结合，贯穿本科教育全程的一体化实践教学体系。专业培养方案中采用自顶而下的方式设计各级项目。一级项目（压顶石项目）的设计直接针对专业培养目标，二级和三级项目是一级项目培养能力的分解。专业课程体系中的实践项目设计如图3所示。图中每一鱼骨分支上支撑同一个二级项目的一组课程为课程群，课程三级项目进行适当的延伸与扩展将对应二级项目的一部分。专业项目设置见表2。教师可通过从课程的三级项目实践开始，到实践学期的有一定综合能力的二级项目锻炼，再最后进行一级压顶石项目实训，消除学生对智能系统设计的恐惧感，令学生从容应对工程项目的挑战。

4)创新素质教育，提升学生的综合能力。

教师需将素质教育项目纳入专业人才培养方案，明确学分要求、内容安排、组织方式及考核评价标准。构建与专业教育相呼应的集校、系两级项目和专业团队项目为一体的素质教育项目体系，加强学生职业素质、书面表达能力、沟通交流能力、团队协作能力、实践能力的培养，全面提升学生的综合能力。

2.2 “实用化、个性化、国际化”人才培养特色

1)优化专业结构，凝练实用化专业特色。

智能科学与技术专业依据办学定位、培养目标、服务面向和行业需求，认真梳理和凝练专业特色，提高专业建设质量和水平。

本专业开设了有别于其他高校智能科学与技术专业的特色课程，如智能传感与检测技术、智能机器人、智能终端应用开发等。通过学习这些课程，学生能够掌握智能科学行业前沿的技术与能力，在就业市场上处于有利位置；以强化职业岗位技能训练、提高工程实践能力为目标，依托业界先进的机器人实验室设计课程体系，使毕业生具有智能科学领域由硬件到软件的设计能力和实际开发经验。

2)优化课程体系结构，科学设置专业课程。

本专业立足教育教学的全过程，处理好基础与专业、必修与选修、课内与课外、理论与实践、专业教育与素质教育的关系，按照整体优化、加强能力、提高素质的思路精心设计教学实践环节；通过设立全校公共选修课平台扩大选修课范围，按照学科门类细化公共选修课类别，提高选修课学分学时比例，增强学生选课自由度和灵活性。

3)以人为本，因材施教，满足学生多元化需求。

教师需根据学生的学习基础和个性化需求，实施分类教学、分级教学、分层次教学、分方向培养；通过弹性学制、选课制、主辅修制、重修制、学业导师制、学分替换、实践奖励学分等方式，把共性与个性、统一性与差异性、规范性与灵活性有机结合，突出“实用化、个性化、国际化”的人才培养特色。

2.3 以产学融合为途径，创新人才培养模式

1)校企合作建设课程资源。

高校应加强与相关企业的深度合作，通过承接企业项目，将实际案例和项目引入课程，对学生进行实际项目开发、项目规范流程和创新能力培养；根据行业和职业岗位需求，有针对性地将企业认证课程纳入课程体系；通过与企业共建校内外实习、实践基地，建设真实或仿真实践环境，将企业实习、实训、顶岗等实践环节列入培养方案，并根据行业和企业的实际需要，有计划地开展定制式的人才培养。

2)校企融合实施卓越计划。

学校应充分发挥源于企业的办学体制、产学融合的育人机制；在已实施的3+1模式、CO-OP计划（校企合作）、项目工作室模式的基础上，进一步深化人才培养模式改革；按照卓越工程师人才培养的改革思路，对人才培养方案的校内培养与企业培养进行一体化设计与实施的探索，逐步形成具有“TOPCARES-CDIO”特色的IT应用型卓越工程师培养模式。

3 结语

智能科学与技术专业实施CDIO人才培养模式改革以来，学生的工程实践能力、团队合作能力和创新能力普遍有所提升，近年来在国家、省、市各级学科竞赛中捷报频传，而且CO-OP实习学生也受到了用人单位的好评。基于CDIO工程教育模式，系统实施以知识、能力、素质培养为核心，以项目为导向的一体化人才培养方案及产学融合的创新人才培养方式，既能保证学生获得先进的智能科学与技术专业知识与技能，又能系统地培养学生的创新能力和职业素养，对于智能科学与技术专业培养出适应社会需求的应用型创新人才具有重大实践意义。通过以上智能科学与技术专业培养方案的改革与实践，大连东软信息学院电子工程系智能科学与技术专业今后将继续发扬、倡导CDIO工程化教育方法，持续完善专业培养方案，为把本专业建设成为有特色、高水平、创新创业应用型专业而继续努力。

参考文献：

[1]孙晓凌，温涛，郭权．Utilizing CDIO engineering workspaces to facilitate design-implement experiences[C]//Proceedings of the 9th International CDIO Conference. Boston: MIT-Harvard, 2013: 83.

[2]张奇．高等教育心理学[M]．大连：辽宁师范大学出版社，2007:56-58.

[3] Crawley E F，Malmqvist J，Ostlunds，et al．重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M]．顾佩华，沈民奋，陆小华，译，北京：高等教育出版社，2009: 6-17.

[4]温涛，基于TOPCARES-CDIO的一体化人才培养模式探索与实践[J]．计算机教育，2010(11): 23-30。

篇5

（大连东软信息学院电子工程系，辽宁大连116023）

摘要：从智能科学与技术专业的人才培养目标出发，探讨构建不断线的浸入式双语课程教学体系，阐述双语课程在课程设计、授课方法和手段、课程资源建设、师资队伍培养、课程评估评价等方面的思考和实践。

关键词 ：双语教学；智能科学技术；浸入式；C语言

基金项目：2014年辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目“浸入式的C语言程序设计课程双语教学模式探索与实践”( UPRP20140592)。

第一作者简介：申华，男，教授，研究方向为嵌入式系统开发，shenhua@neusoft．edu．cn。

0 引 言

智能科学与技术专业是面向前沿高新技术的基础性本科专业，是国际上公认的最具发展前景的专业之一，在激烈竞争的国际环境下，先掌握智能科学技术，就有可能掌握制胜的主导权。进入21世纪以后，智能科学技术发展迅猛，新技术、新产品、新应用层出不穷，与国际先进的智能科学技术发展接轨，对于推进我国智能科学技术专业的发展以及培养高层次智能科学技术人才尤为重要。

在教育国际化、科技和经济发展全球化的趋势下，我国对精通专业知识和外语的复合型人才需求不断增加。教育部2001年颁布的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》指出——按照“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求，为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学——这就明确提出了高等院校双语教学的要求。《2010-2020国家中长期教育改革和发展规划纲要》再次提出要扩大教育开放，提高国际交流合作水平，扩大政府间学历学位互认，支持中外大学间的教师互派、学生互换、学分互认和学位互授。双语教学已成为我国教育改革与国际接轨以及现代化高等教育未来发展的重要组成部分。

开展双语教学，是培养具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的高素质外向型专业人才的重要手段。一般双语教学培养目标包括：阅读最新的外文技术资料和资讯，对外文文献的理解以及面对面与外国同行直接进行信息交流等。概而言之，就是培养学生的外语应用能力，保持与国外先进知识与技术的同步。

1 智能科学与技术专业的双语课程体系规划

智能信息产业具有技术和知识更新快、新产品层出不穷的特点，学生毕业后从事产品开发、生产和科研都不可避免地要接触国外先进技术，查阅外文技术资料等，若读研深造，更要经常查阅大量英文资料和科技论文，参加国际学术会议进行技术交流等，而目前工科学生普遍欠缺应用英语进行专业知识交流的能力。为培养学生应用英语学习和迅速了解国外先进智能技术、进行技术交流的能力，造就国际化智能工程技术人才，在智能科学与技术专业实施双语课程教学是十分必要的。

目前国内高校的专业英语教学可归纳为以下两种情况：

(1)理工类专业中，专业英语是历史悠久、开设较为广泛的一门课程，一般由英语教师教授。该类课程的主要问题是英语教师不具备相关理工专业的知识，所选用的科技类通俗内容与学生所学专业相距甚远，普遍处于教师不愿教、学生无意学的尴尬局面。

(2)近年来，各高校普遍尝试开设针对部分学生（如“快班”学生）的专业课程双语教学，由理工科专业教师讲授。这些双语课程绝大多数是将某门专业课改为双语教学，很少有高校从专业培养目标人手，系统设计构建双语课程体系。

正如语言的学习需要一个缓慢、长期、渐进的过程一样，外语应用能力的培养也需要通过一系列双语课程的学习逐步开展和提升。从智能科学与技术专业的人才培养目标出发，构建大学期间双语课程不断线、面向全体学生的双语教学体系，通过有针对性的双语课程立体化培养，使学生既达成专业培养目标的要求，又符合国际化复合型人才的需求。

基于智能科学与技术专业的课程体系，考虑英文在课程中的应用比例，兼顾双语课程实施的难度，可设计软件开发和硬件开发两条专业课程主线（如图1所示），实现学生双语能力的系统化培养。

根据智能科学与技术专业的培养目标，双语课程的软件主线主要选择程序设计类课程，这是因为程序本身必须符合英文语法规则，再加上程序编译器、编译信息提示和帮助文档皆为英文，非常适合以英文为工作环境；硬件主线选择以电路图、芯片手册等作为主要技术资料的核心课程，这些知识内容以直观的图表作为载体，双语教学中语言障碍带来的影响可以被降至最低。

2 双语教学师资队伍的建设与培养

教师是双语教学最直接的实施者，教师的语言水平和教学能力直接关系到双语教学的成败。从实际教学活动上看，双语课程的授课教师要有丰富的教学经验、扎实的学科知识以及深厚的学术造诣和研究能力，能充分理解运用原版教材，把握学科前沿；同时还要求具备较高的外语水平，能在课堂上熟练地在双语之间进行切换，准确地表达专业知识。也就是说，承担双语授课的教师不仅专业精深、英语好，还要能用英语表述专业知识、解析专业词汇，并具备良好的教育教学管理能力。

目前，我国高校还没有学科专业或机构专门针对双语师资进行培养，而双语教师的匮乏已成为制约双语教学发展的瓶颈。为更好鼓励双语教学，培养双语师资队伍，大连东软信息学院2012年就制定颁布了《双语教学管理办法》，从教师的口语培训、双语课程级别的认定、双语课程的建设、双语课程的奖励和双语课程的效果评估等多个方面，对双语课程的教学进行系统规划和管理。

师资培训采取脱岗培训、在岗培养等方式，选拔英语基础较好、教学经验丰富、教学效果好的教师有计划地开展外语培训，提高教师的英文水平并学习国外先进的教学理念。同时，引进高水平的双语教学人才，优化师资队伍的学历结构、职称结构、年龄结构和知识结构，形成双语教师梯队。还应鼓励教师间互相听课，定期开展研讨，在课程负责人带领下采用导师制帮助新教师进步与成长。

双语课程实施根据难易程度，划分为A、B、C三个级别，均采用外文原版教材及外文课件。A级课程课堂教学中全部使用外语，课程考核全部使用外文并要求学生用外文作答；B级课程课堂教学中使用外语授课达到50%以上，至少50%的课程考核使用外文并要求学生用外文作答；C级课程课堂教学中使用外语授课达到30%以上，至少30%的课程考核使用外文并要求学生用外文作答。根据教师双语授课能力、课程难易程度以及授课对象的接受程度，各个专业选择申请开设相应级别的双语教学课程，学校设有专门的双语课程评估委员会对申请进行评估，并安排试讲。

3 双语课程的教学设计

双语教学的实施存在两个难点，一个是课程知识目标的达成，另一个是引入双语教学后对学生专业学习带来的影响，克服语言障碍实现课程培养目标的达成是实施双语教学的最大挑战。针对不同类型的双语课程，须精心设计教学内容，使教学内容的讲授既符合专业知识的特点，又能有效减轻语言障碍带来的困扰。

程序设计类课程因其自身特点使得双语教学这种新的教学形式实施起来更加有效。很多程序设计语言（如C语言、C++语言、Java语言等），其语言表述、语法结构和算法逻辑与英语思维较接近，而且程序的开发环境也是以英文版本居多，即使是汉化的中文版界面，程序在设计调试过程中的编译信息和错误提示信息也都是用英文表达。在学习这些语言时，不需要进行汉语的翻译，只需对其英文本意进行直译，这是该类课程适合双语教学的最主要原因和最大优势。另外，程序类课程中采用双语教学，学生在对专业知识的相关术语和英文表述有了一定的了解和掌握后，当程序设计和调试过程中遇到问题时，可以较好地理解提示信息，大大提高程序调试效率。因此，双语教学对程序设计类课程的学习有明显的帮助和促进作用。

以第一门双语课程C语言程序设计为例，根据该课程培养目标的定位，学生需要掌握基本的C语言语法，并应用C语言进行编程实践，解决实际问题。基于该目标，须对课程理论知识和实践内容进行优化，综合C语言程序设计的知识点，将C程序作为C语法的载体，以编程实践贯穿整个教学过程；同时，基于课程内容的不同模块，可安排与实际应用联系紧密、由简入繁的程序设计项目，设计出符合学生理解能力和认知规律的教学内容；此外，兼顾知识衔接和教学学时等方面的要素，合理安排章节内容，将理论授课和编程实践有机结合，使学生理解、掌握基本理论知识并进行编程实践。

4 双语课程教学方法与手段

双语教学对于学生来说最大难度在于外语环境的适应，包括听、说、读、写等多个方面。经过几年的探索，笔者在双语课程中采用浸入式( Immersion)教学模式，取得了较好的效果。浸入式教学模式最早起源于加拿大的一种外语教学模式，教师在课堂上不但用第二语言教授第二语言，而且用第二语言讲授部分学科课程。也就是说，第二语言不仅是学习的内容，而且是学习的工具。浸入式教学使传统的、孤立的外语教学向外语与学科知识教学相结合的方向转变。

专业课程的双语教学就是要使用外语作为工具来开展专业学科知识的学习，因此，采用浸入式的教学模式极为适合。当然，鉴于学生的外语接受能力以及教师用外语描述专业知识的难度，初步可以采用中英文混合式教学。首先，教师使用常用英语组织课堂、管理课堂；其次，课程中涉及到的各种教学仪器、图表、

关键词 汇等用英语来表达；再次，课程所涉及的专业术语用英语介绍给学生。而其他的重点知识内容，可以中文表述为主，英文表述为辅。随着双语教学进程的推进，学生慢慢适应双语教学课堂氛围后，教师可以逐渐加大使用英语讲解学科知识内容的比例，最终达到完全使用英语进行专业知识教学。

以C语言程序设计课程为例，遵循浸入式双语教学的基本思路，课程内容回顾、课程内容小结、一些图文并茂的应用性内容的讲解、课堂提问等环节均采用全英文授课方式，但一些理论性较强、较难理解的内容，则应视学生的掌握情况减少英语讲解的比例。同时，作业、习题、实验、试题和开发环境( Turbo C)也全部采用英文。这样，学生在课内和课外的所有学习环节中主动或被动地浸入到纯英文的学习环境中，从不适应到适应，从不习惯到习惯，学生也逐渐适应双语学习的形式，甚至觉得英文对专业知识的表述更加简单、直接，易于理解。

从具体的教学手段上，理论知识可以借助多媒体和计算机技术开展教学，比如使用多媒体和动画等手段使知识内容形象化展现，提高课堂教学效率。同时采用Turbo C编译器对程序进行在线编译、调试，将程序运行过程实时展示给学生，既有助于学生理解程序语法的功能，又能直观动态地反映程序的执行过程。在实验和实践环节，运用案例教学和程序设计项目教学，以提高程序设计能力为重点，精讲多练，引导学生运用C语言编程解决实际问题。

5 双语课程教学资源开发

双语教学的基本原则是尽量使用原版外文教材和参考资料。原版外文教材的内容体现了理论的前瞻性，有利于学生了解专业前沿理论知识和最新发展动态。另外，选择原版外文教材给学生营造了一个全面接触专业外语的环境，包括准确使用专业词汇、准确表达专业内容。只有使用原版外文教材，才能真正使双语教学从形式和内容上与世界主流技术和专业思想保持一致。

当然，由于国外教材是根据西方的文化习惯和思维方式编写的，直接阅读可能会对大部分学生造成很大学习压力，甚至会使其迷失于茫茫英语海洋中，严重影响学习专业课程的积极性。为此，在使用英文原版教材的基础上，最好由授课教师开发基于原版外文教材的纯英文电子课件，作为原版教材的简化版本学习资料，这样学生以电子课件为纲，再阅读原版教材就会很容易把握知识的难重点。此外，还可根据教学目标设计纯英文的实验项目和习题，使学生在学习过程中不得不“浸入”到英文环境中去，随着学习进程的不断推进，语言障碍就会越来越小，部分学生甚至在学习过程中会逐渐形成英语思维习惯。

以大连东软信息学院电子工程系开设的C语言程序设计双语课程为例，课程选择Michael Vine的《C Programming for the Absolute Beginner》作为教材，该教材以程序讲述语法，同时精选大量程序范例，在保持知识系统性的同时增加趣味性，尤其适合初次学习C语言的读者使用。课程组基于该教材开发了全套英文课件，编写了涵盖各个章节的全英文实验指导书，开发了基于万维考试系统的C语言全英文试题库，还基于网络给学生提供大量丰富的外文参考资料以及与课程有关的电子文档和视频资料，方便学生自主学习。

6 双语课程的教学效果评估与反馈

双语课程作为一种新的教学类型，在实施过程中须采取全流程的监控措施对教学效果进行评估，以保证双语课程教学质量的持续提高与改善。教学质量管理与保障部专门成立双语教学督导教师队伍，针对双语课程，系统地收集和分析资料，进行课程效果评估，分析判断双语课程教学质量的高低、教学目标和教学方法的有效程度，并给出相应的反馈用于指导今后的教学活动。具体可从以下两个方面全程监控双语教学质量：

1)双语教学过程监控。

通过每学期3次网上调查问卷，了解学生对双语教学的满意程度，收集大量关于学生学习的反馈信息。督导教师进课堂听课，通过文字记录、课堂录音等形式，对课堂情况（包括外语发音、表达、语速、课堂感染力、学生专注程度等）进行记录和评估．并通过教学质量管理平台将相关信息及时反馈给授课教师和开课系部，以便掌握学生的学习需求，及时调整和优化双语教学活动。

2)双语教学效果评估。

跟踪学生的学习效果，了解双语授课对学生专业能力的提高程度。从短期目标来看，要关注学生经过双语课程学习后掌握的技能及其掌握程度，可通过课程考核来分析；从长期目标来看，应关注毕业生在工作中的外语应用能力、国际化工作环境的适应能力以及运用外语解决问题的能力等是否得到提升。

7 结语

双语教学要遵循“循序渐进、因材施教”的原则，根据学生的外语认知水平，选择适合的教学方法和手段，逐步开展和提升；要注重实效，不能以牺牲学生专业能力为代价，单纯追求双语课程的开设率；还须深入研究双语课程的特点，从师资队伍建设、教学设计、教学方法与手段、教学资源建设、教学效果评价与反馈等多个维度探索适宜的双语教学模式，顺利推进双语教学，保证学生既获得先进的科学技术和前瞻性的专业知识，又系统培养专业外语应用能力和获取新知识、新资源的能力，以培养全面发展的复合型、国际化人才，为全球化经济改革建设服务。

参考文献：

[1]程昕．课程语言特点与双语教学模式选择实证研究[J]外语与外语教学，2011(2): 62-65.

[2]黄崇岭，双语教学核心概念的解析[J]外语学刊，2008(1): 137-139.

[3]百度百科．浸入式教学[EB/OL]．[2015 -06-02], baike.baidu．com/view/2551697．htm．

篇6

关键词：机器智能；教学方法；专题文献调研；演讲；讨论；编程；学生评价

自2005年北京邮电大学在国内得到教育部批准设立智能科学与技术本科专业开始，机器智能课程就被设定为一门重要的专业基础课。在2008年全国智能科学技术教育学术研讨会上，机器智能课程被确立为第一批三门核心课程之一。作者曾在2009年全国智能科学技术教育学术研讨会上对该课程内容的建设进行了探讨[1]，在此基础上，结合教学实践工作对于该课程的教学方法也进行了一些摸索。

1相关教学方法

机器智能是新出现的课程，可供参考的国内外资料较少，我们主要对相关的人工智能课程的教学方法进行了调研和学习。陈白帆、蔡自兴等的人工智能精品课程教学方法在国内最具代表性[2]，开设课程设计，学生根据自己的兴趣组成小组选题。多媒体课件和网络课程相结合，采用启发式教学，举行课堂讨论等。王甲海[3]等探讨启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想。刘兴林[4]从教材选择、教学内容和方法、考核方式等做了一系列教学改革。韩洁琼[5]等提出注重激发学生的学习兴趣、加强对实验教学的重视。白洁[6]等提出与学科发展前沿接轨，注重培养学生的创新能力。朱红[7]等对图搜索内容进行有效的教学设计。王璐[8]等设计了应用型和研究型的教学情境。

国外人工智能课程建设具有更长的时间和更多的积累。很多大学在人工智能课程中围绕游戏引入工程项目。Jeffrey等[9]引入基于Blackjack游戏的优化模型来进行人工智能课程教学。Hansen等[10]开发了Glomus教学系统，引导学生在逻辑证明游戏过程中学会重要概念。Douglas等[11]针对电脑游戏中的人工智能的课程教学提出了学生教学生的方法。Ingrid等[12]以机器学习为主题把人工智能中分散的重要概念统一到一起。

2教学实践

2.1总体思路

在本课程教学实践过程中，总体思路是根据教学基本要求和主要内容形成的。详细的教学基本要求和内容参见文献[1]。基于此，对本课程的教学实践进行了如下分析。

1) 教学内容极其丰富多彩，如果需要详细地讲授，每一个章节都可以成为一门课程，64学时的时间是远远不够的。

2) 本课程是一门成长中的新课程，其中既要包括智能领域学者们研究了几十年的重要成果，也要涵盖当前国内外最新研究现状的了解和把握，才能让学生们感受到当前时代的脉搏，了解到本专业的魅力。

3) 智能科学与技术也是一门实践性很强的学科，其中很多技术都已经或正在社会生活中发挥着重要作用，学生们更渴望能够在学习实践中掌握和推进这些技术。

4) 任何教学过程，如果只是单方向的教师讲、学生听，很难达到良好的效果，必须要调动学生的主动学习兴趣，让学生真正参与到教学过程中来，才能实现教与学的双向促进。

于是，我们采取了以点带面的方法，抓住其中的关键点进行细致地讲解，其余的内容则根据侧重面的不同，分别采取启发式教学的方法，如专题文献调研、演讲、讨论、动手实验、学生评价等方式推动学生主动学习相关知识和技术，实现知识拓展和兴趣培养。

2.2专题文献调研

这是我们借鉴了带研究生做课题的经验而提出的一种方法。每次开始讲授这门课程的时候，学生们都会问：为什么我们课程的名字跟其他人工智能的课程不一样？内容上有什么区别？我也都会给出我们的回答，但是总感觉学生并没有完全理解。考虑到智能科学技术专业本身就是一个新鲜事物，机器智能课程也是新近提出的，目前并没有完全定论，属于前沿探索的问题。因此，我们提出进行专题文献调研的方法，希望让学生通过自己的广泛阅读、比较和分析，更加深入地了解本课程。

我们首先给出需要调研的问题以便引导学生的调研方向，即国内外关于智能科学与技术专业的建设情况如何？机器智能、人工智能、神经网络及其他相关课程的建设情况如何？这些不同于学生们以前在其他课程中遇到的作业或问题，没有固定的求解思路，没有确切的标准答案，但却都是学生们非常关心的问题，因此极大地激发了同学们的学习兴趣。我们鼓励大三学生自由组合，每3～4人组成一个课程小组，每组由一位组长负责组织管理，如召集小组讨论，共同制定调研计划，分配调研任务，综合调研结果等。这种形式对于大三的学生毕竟是新的尝试，开始的时候学生们对于如何进行文献调研不太清楚，我们在给学生介绍文献资源和调研方法的同时，也邀请了几位研究生来到课堂上现身说法，学生们普遍反映非常好。

经过1～2周的文献调研，学生们交上来的作业令人非常满意。内容涵盖了人工智能、机器智能、计算智能的概念，国内设置本科智能科学与技术专业的高等学校及其专业定位、培养方案、主干课程、实验课程、毕业生去向，美国、英国大学人工智能专业研究生排名，国内外著名大学的人工智能、神经网络相关课程教学内容、实践设计、参考教材等等。各组调研内容之间有一些交叉，证实了本领域的一些共同特点，如人工智能课程的知识表达与推理、搜索、专家系统、自然语言处理等经典内容；各组的调研结果更有很大的不同，既反映了学生们思考问题的角度是多样性的，也反映了智能科学技术专业建设和机器智能相关课程的教学是多样性的。经过比较和分析，学生们对本课程的理解清晰多了，学习态度非常积极，希望探索智能奥秘的热情极为高涨，为后面的教学打下了良好的基础。

2.3动手实验

实践出真知，我们在理论教学的同时也特别注重实验环节的设计，学生通过动手实验加深对理论知识的理解和运用。对于本课程的重点模块内容，如BP算法、启发式搜索，我们都给学生布置了以组为单位的实验作业。为了激发学生的主动性和创造性，还对每个作业给出了扩展性的要求。以BP算法的实验为例，我们要求各组在充分理解BP算法原理的基础上，编程实现手写数字0～9的训练和识别功能。我们也给出了扩展性要求：可以通过自己查阅文献，寻找提高BP基本算法性能的方法和技术；可以不限于手写数字0～9的识别，自主选择感兴趣的其他模式信息进行实验，如语音信息、手写英文字母、手写汉字等。

学生们开始面对这个作业的时候非常迷茫，不知从何处下手，我们一方面鼓励学生要有信心，不要有畏难情绪，一方面就相关内容安排课堂重点讨论，首先要正确理解和掌握经典BP算法的基本原理，包括其数学推导的全过程，然后从如何构造单一神经元和激励函数开始，进而讨论如何实现一层神经元和相邻层神经元的计算，以及如何进行误差计算和反向权值调整。学生们逐渐对实验作业有了深刻的理解，开始动手设计自己的神经网络，随着一个个步骤的实现，学生们之前的很多疑惑都豁然开朗，对BP算法充满了兴趣。很多组的同学对测试的识别率不太满意，都主动去图书馆查阅相关资料，尝试了一些改进方法和技术，如改变多种神经元激励函数、加入动量项微调权值修正量、自适应变步长算法等。

有一个组的作业给我印象极其深刻，因为他们勇于挑战了BP神经网络实现语音信息0～9的识别，不但很好地掌握了BP基本算法及其改进：变步长法和引入动量项法，还自学了录音、音频信号分帧、加窗、MFCC特征提取等。他们对待本课程的热情，还有他们表现出来的巨大的潜力都让我感动，让我对我们的专业和课程建设的未来充满了信心和希望。

正是应对了“理论与实践相结合”的经典理念，半年里64个学时完成后，从学生们的直接反馈中发现，他们理解掌握最为深刻的内容恰恰是他们曾经动手进行程序开发的内容。这充分表明了在本课程的教学过程中注重动手实践能力的训练和培养的重要性。

2.4演讲、讨论与评价

这也是我们在教学过程中探索出来的方法。专题文献调研和动手实践的作业极大地调动了学生们的积极性，效果也非常好，但作为一门课程，还是要有一个分数的评价。以往都是学生把作业交上来，老师统一评分。现在面对如此多样性的作业，老师个人的评价显得并不充分，我们认为学生们相互之间做的工作类似，能够理解各组作业的特色和工作量大小，在评价上更有发言权。因此，我们提出了一种同学参与评分的方案，即演讲+讨论+评价。

首先是演讲。为了使评分过程做到公开、公正、公平，我们在各组完成一次文献调研或者动手实验之后，都要求各组准备好演讲的文件和相关材料，包括ppt文件制作、程序演示、功能测试等，专门抽一次上课时间用来进行各组的集中演讲，展开实践经验的深入交流。每组派出一位代表来演讲，介绍本组作业的详细情况并演示。介绍完毕，就进入提问和讨论环节，老师和同学都可以就其中的任何问题提问，也可以进行程序功能的现场检测。这一方面活跃了课堂气氛，使得学生们大大增强了对于重点内容的理解和掌握，另一方面，各组之间可以相互学习，拓展视野，开阔思路。同时，这也很好地锻炼了学生的组织和演讲能力。最后是评价，也是各组选派一名代表，就像各类比赛中的评分专家一样，根据各组的演讲、提问、回答、演示等，综合给出一个评分。这种形式对于学生们也是很新奇的，大家都很认真地对待，基本上每次评分都能很好地反映出各组的水平。同时，这也激发了学生们的主动性和创造性，因为只有真正的努力和过硬的成绩才能获得各组同学的一致好评。

2.5创新性研究

我们鼓励对本课程相关领域具有浓厚兴趣、能力较强的同学自发组成小组，基于课程所学内容进行深入分析思考，提出创新性的课题展开研究，并在合适的时机鼓励学生们利用课程相关的知识积极参加各种竞赛，从今年开始中国人工智能学会主办的全国大学生智能设计大赛将是今后我们努力的主要方向。2010年，我们选择了三星公司面向大学生的bada应用开发试点活动作为第一次尝试。学生们经过三个多月的努力，获得两个三等奖和两个优秀奖。经过竞赛锻炼，学生们不仅加强了对于课程相关知识的理解和掌握，增强了研究开发能力和自信心，更加深了对于本专业的浓厚兴趣，为本专业和本课程的建设提供了强有力的支撑。

2.6专家讲座

我们先后邀请到了国内外的专家学者来给学生进行专题讲座。国际计算语言学会主席、美国南加州大学信息科学研究所Prof. Eduard Hovy关于什么是智能的讲座，首都师范大学人工智能领域著名教育专家王万森教授关于模糊逻辑与推理的讲座，都让学生们感受到了大家的风范，灵活生动的讲课风格受到了学生的高度赞扬。

3教学反馈

在北京邮电大学组织的2010年学生评教工作中，本课程得到了97.46的高分(满分100)。以下是我们收到的一些学生的反馈意见。

1) 实践时间充裕，在解决问题的过程中培养了一种能力。作业不死板，给出一个框架思路，同学可以自由发挥。还地锻炼了大家的团队合作精神，专注于自己擅长的领域才能做的更好。让同学们自己放开去做，在出错时及时交流纠正是一种很自由、很开放的学习模式，这样的氛围可能不会培养高的分数，但会收获高的能力。

2) 教学形式较为新颖，不是采用以往讲授知识的方式，而是采用了更为贴近实际的方式，在开学初就分组，抛弃了笔上作业，改用实际的编程、查找资料等方法，更能调动大家的学习积极性。验收作业也不是以往老师收上去批改后发下来这种千年不变的形式，而是让同学互相打分，这种方式更为客观而且可见，更加公平。最后感谢李老师一学期以来的教学与帮助，也感谢实验室所有老师和助教的帮助，也相信咱们智能科学与技术专业，机器智能这门课程会越来越完善、成熟。

3) 感觉比较实用、有意义。从大学开始接触的都是纯理论的课，这门课上需要做实践编程作业，我学习了机制与算法实现，更重要的是能让我们在解决实际问题中提供一些从未有过的思路。比如我在百度俱乐部参加一个如何构建购物网站的工作，需要垂直搜索技术，把各大购物网站的价格列出来，可是有些网站，如京东商城是采用图片形式显示价格的，很多研究生也没做出来，我用了机器智能中的BP算法解决了这个问题，当然需要一些图像处理技术。总之，试验后我们得到的是一种解决问题的思路，所以我觉得在提供知识的基础上使用实验技术加深对知识的理解效果很好，实验就是最好的作业。

4) 随着我们步入大三，越来越感受到智能领域的广博精深。就像老师教学的课件一样，每个知识点的扩充都能组成新的一章。本学期感触最深的除了三星竞赛此外还有两点：一是李老师上课讲的内容充实，从神经网络到机器情感，从BP到A*，几乎把智能领域经典的模型算法都覆盖了。第二点就是本学期李老师请来了很多professor(巨开心哈)。我觉得看看别的学校甚至别的国度的“大牛们”都在研究什么，有利于我们拓宽眼界，开阔思路。希望李老师以后也辛苦联系他们，让学弟学妹们也享受这种待遇。

4结语

本文对机器智能课程的教学方法进行了探讨，针对不同模块的教学内容，提出并实践了专题文献调研、演讲、讨论、动手实验、学生评价、创新性研究、专家讲座等教学方式，收到了较好的效果。今后还要紧跟智能科学与技术的发展进一步丰富本课程教学的前沿性和创新性，在力图编一本比较好的教材的同时，着手研究多种资源和手段的运用。

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Teaching Practice of Machine Intelligence

LI Lei, LIU Pingan, WANG Xiaojie, ZHONG Yixin

(Department of Intelligence Science, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876, China)

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>> 教学与科研项目结合提升教学效果的实践研究 基于AHP的高职科研项目财务绩效评价指标研究 加强科研项目管理的分析与思考 PDCA循环在医院科研项目管理中的运用研究 科研院所科研项目全过程绩效评价指标体系研究 科研项目转化为高职毕业设计项目的探索与实践 网络环境下科研项目管理与评价系统的研究与实现 浅析医院科研项目经费的管理 基于CIPP的科研项目后评价研究 高校科研项目经费管理实践研究与思考 应用研究型科研项目绩效评价指标体系构建 理论与实践结合:对教育科研项目资助的建议 装饰艺术设计专业科研项目纳入教学的改革与实践 依托科研项目的智能科学与技术专业实践教学模式探索 引导本科生参与科研项目的研究与实践 科研项目在中药学“阶梯式”实践与创新中的作用 图书馆学科馆员跟踪服务科研项目的研究与实践 科研项目风险管理的实践及思考 采购管理对科研项目经济性目标的影响分析与建议 实体企业搞科研项目的瓶颈分析与管理初探 常见问题解答 当前所在位置：.

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关键词：人工智能；教学改革；教学方法

引言

人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科，是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发，人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来，大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛，对于管理类人才来说，加强对人工智能知识的深入学习，不断将人工智能技术与管理知识结合起来，对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科，管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力，基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点，通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习，加强学生解决实际问题的能力，为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求，结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见，针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨，以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。

1、教学现状与问题

作为一门综合性、实践性和应用性很强的理论技术学科，人工智能课程内容及内涵及其丰富，外延极其广泛。学习这门课程，需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。针对管理类人才，该课程在课程教学过程中存在几个较为突出的问题。(1)课堂教学氛围枯燥目前，中国大多数大学仍采用传统的课堂教学模式，在教学过程中照本宣科，忽略与学生的互动，并且缺乏能够有效引起学生学习兴趣与加深知识理解的教学环节设置，如此一来大大降低了学生自主思考的能力。在进行人工智能相关课程知识讲解时，随着章节的知识难度不断增加，单向介绍式的枯燥教学方式无法反映人工智能学科的全貌，课堂讲解难以同时给以学生感性和理性的认知，部分学生因乏味的课堂氛围渐渐无法跟上教学进度，导致学习动力不足。(2)基础课程掌握不牢管理类专业的学生大部分都会走向更加具体化的管理岗位，具有多学科的素养，但这也导致很多学生所学知识杂而不精。学生在基础不夯实的情况下去学习更高层面的知识，给学生学习与老师教学都造成了很大困扰。人工智能课程知识点较多，涵盖模式识别、机器学习、数据挖掘等众多内容，概念抽象，不易学习。一些管理类专业的学生未能熟练掌握高等数学、运筹学、数据结构、数据库技术等先修课程，缺乏一定的关联思考和研究意识，导致课程学习难度增加，产生学时不足和教学内容难点过多的问题。(3)教学与实际应用脱节当下，人工智能广泛应用于机器视觉、智能制造等各个领域，给学生提供了大量的现实案例，使得人工智能不再是高深莫测的理论，而是现实中可以触及的内容。例如，在机械学科领域，人工智能技术是电气工程、机械设计制造、车辆工程等方向的重要技术来源；在医疗领域，是医疗器械的创新生产源动力；在能动领域，是高端能源装备与新能源发展的重要驱动；在光电信息与计算机工程领域，技术的发展时刻推动着智能科学与技术核心价值的提升。然而，对于管理类专业的学生来说，现阶段的人工智能教材涵盖许多智能算法及相关理论，在教学过程中常常涉及到很多从未接触过的抽象理论和复杂算法，书本中的应用实例大多纸上谈兵，缺乏专门适用于管理类专业知识与人工智能技术相结合的教学实践，加上一些教师授课方法单一，不利于引导学生将人工智能算法应用于现实生活。另外，大学生对知识的理解能力差异很大，教师采用统一的方式教给他们，这使一些学生无法跟上和理解，教师也无法控制学生的学习状况，导致学生缺乏动力。因此，如何结合学生的现实情况，提高他们的动手能力和实践经验也是人工智能课程教学要考虑的问题。

2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略

课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言，教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化，而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题，可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。

2.1教学方法改进

教师对学生具有引领作用，其教学方法的改进能够带动学生改进自身学习方法。(1)启发式案例教学案例教学法就是教师根据教学目标、教学内容以及教学要求，通过安排一些具体的教学案例，引导学生积极参与案例思考、分析、讨论和表达等多项活动，是一种培养学生认知问题、分析和解决问题等综合能力的行之有效的教学方法。启发式案例教学以自主、合作、探究为主要特征，调动学生的学习积极性，并紧密结合人工智能领域的相关理论与方法，有效理解知识要点及其关联性，适用于管理类专业学生的教学。具体而言，高校基于其问题启发性、教学互动性以及实践有用性等特点，可以建立基于人工智能知识体系的教学案例库，虽然这项建设将极具挑战性与耗时性，但具有很强的积极效果：培养学生较强的批判性思维能力，更多地保留课程材料，更积极地参与课堂活动，对提高教学质量、培养具有人工智能背景的管理类人才具有重要意义。例如，通过单一案例教学，让学生掌握相关基础知识原理及应用；通过一题多解的案例使学生思考如何获取最有效的解题方法；通过综合案例的设计，启发学生全方位地探索问题的解决方案。(2)研讨互动式教学研讨互动式的各个教学环节是逐渐递进、有机结合的。研讨是基于学生个体的差异性，在课堂讨论的过程中对学生做出评判，从而对不同类型的学生开展针对性的教学。互动则是在研讨的基础上，通过老师与学生、学生与学生的互动，让学生主动参与到课堂教学的过程中来。在人工智能课程教学过程中，教师通过课堂讨论了解学生对于知识点的掌握情况，可以有针对性地设计教学内容，例如，对于学校积极性不强的学生，将人工智能理论内容与学生个人兴趣范畴、社会产业发展及研究现状联系起来，能够极大程度地提高学生学习的自主能力；对于基础知识较为薄弱的学生，可以在教师的指导下查阅相关文献资料，根据自己的理解撰写心得报告，并在课堂或课外进行师生互动。像这样研讨与互动相结合的模式。有助于增强学生的探索和求知欲望，建立起浓厚的学习氛围。(3)有效激励式教学人工智能是引领未来的战略性技术，人才需求量极大，对教师的教学水平也提出了更高要求，因此，进行有效激励极为重要。在学生激励方面，可以举办各类人工智能竞赛项目，设置相应项目奖学金，吸引学生参与实践，调动学生做研究、发论文的积极性。例如，教育部主办的中国研究生人工智能创新大赛，围绕新一代人工智能创新主题，激发学生的创新意识，提高学生的创新实践能力，为人工智能领域健康发展提供人才支撑。高校也可以借鉴这种模式，在各学院乃至全校开展此类竞赛项目，激发学生的创新能力与团队合作能力，鼓舞更多学生加入到人工智能课程的学习中来，激发其学习兴趣。在教师激励方面，在教师聘任和提升过程中把参加学生课程制定、课堂与课外作业、课程项目和论文指导等看作教学任务的一部分，鼓励教师积极参与这些活动。(4)学科渗透式教学人工智能学科知识融合程度较高，学科交叉性强。基于人工智能的学科交叉性特点，增强管理类人才对学科应用的领悟，可以采取开展学科渗透式教学的方法。从2015年起，国务院和教育部先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见教育》、《高等学校人工智能创新行动计划》等文件，“互联网+”、“智能+”已经渗透到各个领域，人类进入数字经济时代，社会需求“技术+管理”的高端复合人才。例如，基于工业4.0和强国战略，人工智能技术在智能制造的应用极为广泛。上海理工大学非常重视少数民族预科班的教育质量。为增强少数民族管理类人才对该领域应用的认识，我们请机械工程、能源动力领域的相关专家以授课或讲座的形式，进行相关领域知识和发展趋势的讲解，使学生理解更为透彻。此外，在教学实践过程中，还可以用举办人工智能知识交流会、线上人工智能论坛等形式，促进不同专业间老师、学生对于人工智能知识模块的见解，相互交流、渗透和学习，从而推动人工智能课程教学的改进。

2.2教学内容设置

世界一流大学在人工智能课程内容设置根据不同国家的教育体系设置，肯定会有不同，但颇有共通之处。本文借鉴世界顶尖大学经验，针对管理类专业人工智能课程教学内容进行研究，结合中国教育体系设置，认为应从以下几方面进行改进。(1)核心内容设置为避免学生因为知识点过多而出现杂而不精的问题，势必要精化教学内容。在互联网时代，我们可以使用云计算和其他方式来实现数据信息的传输、存储和处理，通过在线收集和整合网络课程相关数据，挖掘和丰富教学资源，并在整合课程资源的基础上，进行研究方法和前沿知识的扩展。在核心内容设置方面，可以通过收集到的数据资料，选择人工智能领域具有代表性且难易程度适中的知识作为重点，使学生能够在有限的学时内掌握人工智能的知识脉络。例如，编写针对管理类人才的人工智能教材，内容涉及绪论、知识表示与推理、常用算法、机器学习、神经网络等方面的同时，重点增加相应知识点在管理上的应用案例，加强学生对知识点的理解。同时，根据管理类专业偏向领域，开设关联程度较大、应用较广泛的人工智能选修课程，以便学生根据自己的兴趣与需求选修具体方向的课程。(2)注重学生的数理及编程基础良好的数理及编程基础是学习人工智能的前提。只有具备了这些基础，才能搞清楚人工智能模型的数量关系、空间形式和优化过程等，才能将数学语言转化为程序语言，并应用于实验。管理学院人才的数理及编程基础相对薄弱，因此，在安排学生学习人工智能课程之前，建议开设面向全体管理类专业学生的微积分、线性代数、概率论等专业基础数学课程以及C语言、python等编程基础课程，使学生具备数学分析的基础与一定编程基础，为学习人工智能课程打下坚实的基础。另外，可以推进MOOC平台建设，在平台上开设人工智能网络课程，帮助学生掌握人工智能知识基础及专业技能。(3)实验建设为了加强学生对于人工智能知识点间的关联性理解，可以基于不同的应用模块，设计具有前后铺垫、上下关联的综合性实验，设计不同层次的项目要求，同时基于相同的实验课题，让学生分组对实验课题进行攻克，并设置多元化的实验评价体系，通过实验教学过程中反映出的不同进度，让教师能对学生的学习水平做出准确评判，及时进行教学反思，以便更好地开展下一步工作。例如，针对人工智能课程应用中很广的遗传算法，在某一管理规划的具体应用上设置理解－实现－参数分析－具体应用－尝试改进－深度拓展的不同层次的项目要求，在这些项目层次中规定必做项与可选项，让学生基于同一实验课题进行合作学习，然后通过个人自我评价、小组成员互相评价以及教师评价的方式进行打分，对小组整体能力以及个人能力进行综合评估，以期培养学生的自主思考能力。

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关键词：云制造；关键技术；专利分析

基金项目：上海工程技术大学科研启动项目（校启：2015-68）

中图分类号：F49 文献标识码：A

原标题：国际云制造关键技术专利分析及对上海的启示

收录日期：2016年11月10日

一、引言

当前，在经济全球化背景下，为了进一步强化竞争优势，诸多发达国家，尤其是跨国制造型企业采用了更加智能化、柔性生产模式。与此同时，围绕着提升企业竞争能力，一场以“制造智能化、信息化”为特征的制造业变革一直在我国积极、持续的展开。从“工业4.0”到“中国制造2025”、“互联网+”，我国制造业急需一种新型制造模式与手段，进而推动经济增长方式的转变，加快建成全球科技创新中心。针对此，本次研究提出“云制造”――制造业信息化新模式，并对国内外云制造核心技术研况与发展趋势进行了分析。

云制造是一种基于网络（如互联网、物联网、电信网、广电网和无线宽带网等），按照用户需求组织网上制造资源（制造云），为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。该技术是将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合，实现各类制造资源（制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等）统一的、集中的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。随着技术的提升，云制造不仅可以促进生产模式的扁平化，更能促进企业创新，而且可以满足市场个性化、灵敏的定制需求。

为实现云制造的资源共享和服务模式，云制造融合了云计算、物联网、高性能计算、服务计算、智能科学等信息技术与信息化制造（信息化设计、生产加工、试验、仿真、经营管理、集成）等多种新兴技术。各种技术在云制造中的功能或作用如下：（1）云计算技术为制造所需各类信息的智能处理和决策提供了使能服务与新制造模式；（2）物联网技术为制造领域中各类物与物之间的互联和实现制造智慧化提供了使能技术；（3）高性能计算技术为求解复杂制造问题和开展大规模协同制造提供了使能技术；（4）面向服务的技术为快速构造虚拟化制造服务环境提供了使能技术；（5）智能科学技术为制造资源/能力的智能化提供了使能技术；（6）信息化制造技术是云制造的基础技术。

二、云制造核心技术国际专利分析

通过上述对云制造的关键技术体系的分析，以及与相关领域专家探讨，课题组选择了RFID、传感器芯片、无线通信、物联网应用、高精度定位、生物信号分析和视频分析等云制造关键技术，从专利的申请趋势、申请区域、技术构成和主要竞争者等方面进行分析。国际专利主要以德温特专利数据库为研究对象，国内专利情况以中国知识产权局专利数据库为研究分析对象。

（一）RFID国际专利情况。RFID，即无线射频识别，又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。该技术是当前物联网的核心技术之一，也是应用最为广泛的技术。

・技术主题关键词：RFID；Radio Frequency Identification；RF

・检索整理得专利数：38，634件（截至检索日期2015年4月，下同）

1、总体趋势。每年申请的RFID专利数量始终没有突破50件，技术发展缓慢。2005年超过了1，500件，从此申请的RFID专利数量快速上升。2010～2014年专利数量略有波动，但累计总数一直攀升。（图1）

2、区域专利分布情况。将近十年RFID领域申请专利进行统计分析，发现专利数最多的是美国专利，占了全球总数的近1/3；其次为日本专利，也占近两成。中国专利申请数量排在第五位。（图2）

（二）传感器芯片国际专利情况。国家标准GB7665-87对传感器的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。由于传感器专利数量十分庞大，在德温特专利数据库中用“sensor”（传感器）作为关键词出现专利达90余万件，无法进行分析。因此，选择传感器芯片作为检索主题。

・技术主题关键词：传感器芯片（注：由于德温特数据库中有关传感器专利超过了30万，分析处理工作量太大，因此课题组选择了传感器芯片作为了研究对象）

・检索整理得专利数：36，931件

1、总体趋势。传感器芯片技术的专利早在1971年就已经申请，在20世纪70年代都处于萌芽发展阶段。但到了80年代后，传感器芯片申请专利逐步增长，并且在2006年时出现快速向上的趋势。总体来讲，传感器芯片技术比RFID专利更早，且年增长率更加平均。（图3）

2、区域专利分布情况。传感器芯片申请专利数量最多的为中国专利，其次为日本专利，美国专利排第三。虽然中国申请的专利数量排名第一，但也不能认为中国在传感器芯片领域占据主导地位，因为其中的专利也有可能是国外企业在中国的申请，从另一方面说明中国传感器市场具有巨大潜力。（图4）

（三）无线通信技术国际专利情况。无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又统称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。在无线通信技术领域，主要关注与物联网相关的近场通信技术（NFC）、超宽带技术（UWB）、IEEE802.11标准相关的无线技术等。

・技术主题关键词：近场通信（NFC）；超宽带（UWB）；wifi；蓝牙；zigbee；IEEE802.11

・检索整理得专利数：64，471件

1、总体趋势。2000年以前，无线通信技术的申请专利数量一直处于非常低的水平。但从2007年开始，增长速度较快，到2014年跃升至10，121件的年申请量，发展迅猛。（图5）

2、区域专利分布情况。从近十年来看，整体上美国专利在这一领域占据着主要地位，申请的数量份额超过30%。中国紧随其后，占有两成。（图6）

（四）物联网组网技术国际专利情况。物联网这一名词是近几年才提出的，国外相关的概念多为无线传感网、迈适网和M2M。因此，选择这些词组合检索物联网网络技术方面的专利。

・技术主题关键词：无线传感网wireless sensor networks；迈适网a suitable network；自组织网ad hoc network；物联网Internet of things；M2M machine to machine

・检索整理得专利数：863，396件

1、总体趋势。该领域申请的专利数量也从2001年开始出现明显增加，到2008年开始激增。（图7）

2、区域专利分布情况。在该领域，美国和中国的申请专利数量分列第一、第二位，分别达到总体的34%和25%。（图8）

三、云制造国内专利情况分析

・技术主题关键词：无线传感网；迈适网；自组织网；物联网；M2M；RFID；Radio Frequency Identification；RF；传感器芯片；近场通信（NFC）；超宽带（UWB）；wifi；蓝牙；zigbee；IEEE802.11；高精度定位；位置定向；距离测量；生物信号分析/处理；生物医学信号分析/处理；视频分析/处理；视觉分析/处理；图像分析/处理等领域专利总和

・检索整理得专利数：整理得有效专利3，760件（发明专利543）

（一）总体趋势。2009年起，申请数据急剧上升，趋势与全球走向相符合。受到全球经济危机的影响，2013年申请数量有所下降。（图9）

（二）区域专利分布情况。2014年数据显示，云制造中国专利中江苏省申请的专利数量排名第一；广东排名第二；上海排名第六，占总数的7.50%，略微落后于四川省和浙江市。（图10）

（三）上海云制造发展现状。上海是国内云制造研发实力、产业化、应用水平最高的地区之一。在产业联盟、标准建设方面，中科院上海微系统所早在2005年就在上海科委领导下，牵头组建了传感网上海联盟，当时已有12家联盟成员，初步形成产学研一体的组织，而目前上海中科院微系统所正牵头推进中国无线传感网标准化工作，并已代表中国参加了国际传感网标准工作组。在产业基础方面，上海是国内电子信息产业的重要基地，拥有包括传感器、芯片、通信设备、系统集成等完整的物联网产品研发、设计、制造产业群，同时也有物流、医药、电信服务等物联网应用需求比较强的行业客户，产业发展所需上中下游配套完善。上海云制造产业链环节上的主要企业和研究机构如表1所示。（表1）

上海已确定将“互联网+”融入到制造业作为下一步智能制造发展的重点之一，究其根本，即是云制造。虽然，目前上海政府并没有颁布关于云制造明确的政策。但“十二五”期间，上海出台了一系列的政策大力发展云制造的核心技术――云计算、物联网、信息技术与信息化制造等，都为“互联网+”融入制造业，带动传统制造业转型奠定了技术基础。

四、上海推动云制造的举措建议

上海是国内云计算、物联网、信息技术研发实力、产业化、应用水平最高的地区之一。这为上海发展云制造奠定了技术基础。2015年，“互联网+”行动计划的实施为上海发展云制造提供了政策保障。未来，上海如何将以云计算、物联网等新一代信息技术与制造业的融合创新，全面发展云制造。课题组提出以下几点建议：

一是为中小制造型企业构建中小企业云制造公共服务平台。与当前广泛应用的淘宝、当当等C2C、B2B平台不同，中小企业云制造公共服务平台为制造企业提供的不仅是产品买卖，更多的是基于制造能力的协同业务，实现外部资源与企业生产制造过程等核心业务紧密协作。上海政府可为中小企业打造云制造公共服务平台，提供一系列支持服务，包括在制造资源注册、资源需求、资源供需多向搜索、资源能力评估、交易信用评估、资源交易管理、协同制造管理和结算管理，为注册企业提供制造过程全生命周期的服务工具。

二是为高端装备制造业企业打造面向复杂产品的集团企业云制造服务平台。该云制造服务模式的重点在于支持制造资源动态共享与协同，强调企业内或集团内制造资源和制造能力的整合与服务，优化企业或集团资源和能力使用率，减少重复资源和能力的重复建设，降低成本，提高竞争力。下一阶段，上海发展高端装备制造业或可借助面向复杂产品的集团企业云制造服务平台，进而提高制造资源和能力相对分散的跨单位、跨部门、跨学科的协同效率。目前，国内航天二院构建了面向航天复杂产品的集团企业云制造服务平台，用以提高多部门在生产制造方面的协同，并在此方面积累了较为成熟的经验。

三是把握技术发展的脉搏，定期云制造发展报告。云制造作为智能制造的新兴领域，技术发展的迅猛程度是日新月异。为此，一方面政府应鼓励制造型企业定期跟踪国际云制造技术的发展趋势，结合企业发展战略，及时调整技术研发重点；另一方面政府也应鼓励高校、研究机构对云制造核心技术进行跟踪、预测，定期行业报告，为行业发展提供指导意见。

四是联合信息技术企业与制造企业，做大做强云制造。云制造的发展应避免多、小、散、乱的局面。一方面鼓励技术领先的国际企业在沪设立研发中心和生产基地，扩大知识资源和人才资源溢出；另一方面鼓励具备云计算、物联网、信息技术研发实力的本土企业与生产制造型企业联手，扶持搭建云制造服务平台。依托产业园区的环境优势，加强资源聚集效应，加快培育一定支配地位、较大规模和先进技术的云制造重点企业，提高产业价值链的控制力。

主要参考文献：

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[5]Michael Wooldridge，Michael Fisher，Marc-Philippe Huget，Simon Parsons.Model checking multi-agent Systems with MABLE[C].AAMAS’02，2002，Bologna，Italy.

篇10

关键词：智能型机械；机械自动化；特点分析；应用趋势

一、前言

机械自动化作为一种新型的应用生产技术，被广泛应用在多领域中。随着智能技术的发展，将人工职能与自动化控制技术结合起来，设计出一种智能型的机械自动化系统，更实现了机械的信息化、网络化改造。本文就智能型的机械自动化优势展开分析，就智能型机械自动化应用发展趋势进行探讨。

二、智能型机械自动化的优势分析

1、减少生产人员工作量

智能技术在机械自动化中的应用，使得原来传统的机械自动化控制系统变得控制高质化、高效化，工作变得远程化与无需人员操纵控制，让得原本控制能力十分弱的自动化控制具有了一定的自主能力，使其更能有效及时的解决一些日常工作中的意外情况。这种智能型的机械自动化技术是人们通过机器模拟人思维的一种大胆尝试，该技术的发展可以有效的解决很多危险与精细工作的人员问题，让原本很多人为做不好的控制工作或危险工作来被机器所代替，从而实现更高质、更和谐的自动化技术发展，更大大减少了生产和操作人员的工作量，为智能型机械自动化技术在其他行业的发展奠定一定的基础。

2、提高生产效益与经济效益

智能型机械自动化技术是一项人为研究编造的系统技术，人们在日常生活中工作会因为一定的自身或周围环境原因，使得工作进行的效率低，质量差。而这种智能型的机械自动化技术，可以运用生产和控制中，让其无间断，不停歇的工作生产，在控制中可以起到十分明显的规范性，不会存在人为控制的很多问题。在实际的应用过程中，会通过最初编写的规则或者人为制定的规则运行，在执行过程中不会带有情绪化操作，也不会因为操作原因出错，可以有效的避免传统机械工作中一些出现的问题，能降低机械生产过程中的总体成本。能够连接网络互联网，人在千里之外可以通过网络实现远程控制，更有效的节约了人们的自身时间，使控制工作变得更为简便、快捷，最重要的是提高了生产效益与经济效益。

3、便于管理

在机械自动化生产和控制功能工作中，智能技术的运用相对于传统的生产、控制技术而言具有很大的优势，智能技术能够更大程度的提高机械自动化运行的紧密系数，可以解决生产或控制过程中一些更为复杂的动态问题，对这些传统技术不能解决的问题实现更为有效的掌控，加强控制模型的管控能力。这种更先进的智能技术整合了整个机械自动化生产的数据资源，所以出现数据无法预测与不能有效评估的情况十分低。推行智能型的机械自动化应用不仅有利于机械生产，管理起来也是非常方便、简单的。

三、智能型机械自动化的应用趋势

1、重组产品结构，重视智能型机械自动化的应用

随着市场经济化不断深入，面对激烈的竞争市场竞争，企业要想占得一定的地位，就应对其产品和生产方式进行不断的创新。首先，对于企业来讲，产品的创新和调整应从不同的生产方式开始改善，通过引进先进的生产设备和技术，提倡智能型的机械自动化生产。由上述可知，智能型机械自动化技术已经被广泛运用在各行各业中，因高效的生产速率以及有保障的生产质量，不仅节约了企业的生产人力资源投入，更能促进经济效益与社会效益的提升。因此，企业应在重视起智能型机械自动化的生产应用，不断创新产品生产方式。不仅如此，自我国加入WTO后，社会各界对于智能技术的关注度都有所提高，将智能型机械自动化技术运用起来，还能提高企业的市场竞争力，进一步促进企业的发展。

2、实现企业信息化、网络化的信息发展目标

随着信息技术的发展，在机械自动化技术中，信息反映的是事物状态中的数据、指令、信号、程序以及情报等数据。简单来说，信息就是特定的知识，信息技术就是讲这些信息进行采集、识别以及转换，最后在进行传输和存储，经过特定的处理后显示出来。从根本上来讲，这就是一种知识的处理，也就是我们所说的智能技术。企业要想实现信息化、网络化的信息发展目标，就应秉承“以人为本”的生产思想，充分分析、深入了解服务对象的实际需求，重视起生产方式和产品的创新，不断开发和利用智能技术，运用其智能型机械自动化技术，从而提高企业的生产力，实现提高经济效益与经济效益的目的。此外，在推行智能型机械自动化技术的实际应用过程中，将网络化作为核心的发展内容，实现生产设备的整体自动化、网络化发展。这样一来，才得以发挥智能技术的作用，进一步保障机械自动化生产能力。

3、把握社会和经济的发展方向

智能型机械自动化逐渐受到多领域的关注，对于多种学科和技术的综合运用更是得到了较大的发展。因此，我们不难发现，将智能型机械自动化运用到生产中，延伸出了更多的新产业。从某种程度上来讲，智能型机械自动化技术就是在自动化技术的基础上发展而来，需要特别注意的是，处于科学技术、社会发展的关键时期的技术创新，必须向着有利于拓展空间、开辟市场的方向发展，才能更好的促进技术的更新和生产的改善。但对于企业来讲，智能型机械自动化技术的运用是实现产品调整、设备更新以及技术换代的重要因素，更是促进市场经济和企业长远发展的根本需求。

4、机械自动化技术向人工智能方向发展

随着计算机科学技术的发展，智能型机械自动化的应用将逐渐向人工智能与机械自动化结合的方向发展。因智能型机械自动化技术在生产领域中发挥的重要作用，使得电器机械自动化、网络化、信息化的智能型机械自动化发展逐渐崛起。为实现更人性化的生产控制，对于人工智能科学的运用将成为未来机械自动化发展的必然趋势，这种智能技术已经被愚弄在生产管理中，尤其是对智能型软件系统的开发。

四、结束语

总而言之，智能型机械自动化是有机械自动化发展而来，智能型机械自动化技术的运用给我们的生产生活带来了新的变革，这也是是使得智能型机械自动化能够不断发展的重要因素。未来，智能型机械自动化技术还将在多种多样的领域发挥作用，向着信息化、网络化的方向不断发展。（作者单位：成都理工大学）

参考文献：

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[4]崔勇. 探析智能型机械自动化应用趋势[J]. 黑龙江科技信息，2013，19：16.

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[关键词]智能型；机械；自动化；应用；趋势

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0214-01

机械自动化是科技不断发展的产物，其也是机械领域应用的一项新技术，在机械生产与加工中发挥着重要的作用。机械自动化在发展的过程中，应用的领域越来越广，将其应用在智能型机械的加工与生产中，可以提高产品的生产效率，在利用网络技术、信息技术以及计算机技术后，有效提高了企业的经济效益。本文对智能型机械自动化应用趋势进行了介绍，希望可以促进这项技术更好的推广。

一、智能型机械自动化的优势

1、减轻了工作人员的工作负担

将智能技术应用在机械自动化生产系统中，可以提高系统的控制能力，可以实现系统的高效运行。应用智能型机械自动化，可以对系统进行远程控制，利用计算机技术，可以取代人工操作技术，这有效减轻了工作人员的工作量，也减轻了工作人员的工作负担，可以保证系统发挥出自主控制能力。应用自动化技术，可以降低人为操作失误出现的概率。智能型机械自动化还可以解决生产系统中常见的故障问题，其具有模拟人思维的功能，可以处理一些突发的状况，采用自动化技术，可以保证生产的精细化，其可以保证机械产品的生产质量，可以减轻工作人员的工作量，可以实现生产系统的高效运行。

2、提高了生产的效率与经济效益

应用智能型机械自动化技术是机械行业不断发展的必然趋势，其可以提高生产的效率，可以提高企业的经济效益。在机械制造企业日常运行的过程中，生产系统可能会受到周围环境的影响，生产的效率会降低，产品的质量也会受到较大的影响，只有应用智能型机械自动化技术，才能保证生产系统运行的稳定性。应用智能型机械自动化技术，可以保证控制的规范性，可以保证系统严格按照人为制定的规则运行。智能型机械自动化技术，有效减少了系统出现故障的概率，可以解决传统机械生产系统中存在的问题，可以降低机械生产的成本，在利用互联网技术后，还可以实现远程控制，这节省了生产的时间，可以保证控制的高效性，是提高企业经济效益的有效途径。

3、提高了管理的水平

机械自动化技术可以提高智能型机械生产系统的控制能力，与传统的生产系统相比，应用智能型技术，可以保证机械自动化系统更加稳定的运行，可以解决系统中存在的各项问题，可以更好的生产加工系统进行掌控，可以提高对生产模式的管控能力。智能型机械自动化技术可以更加高效的利用资源，可以通过判断机械设备运行参数，了解设备的运行能力，可以对数据进行合理的评估，从而提高管理的效率。在应用智能型机械自动化系统后，有效提高了机械生产的质量，而且提高了机械管理的水平，是促进机械制造企业健康发展的有效措施。

二、智能型机械自动化的应用趋势

1、重组产品结构，合理应用智能型机械自动化技术

在当前市场环境下，机械制造企业之间的竞争比较激烈，为了提高企业的竞争力，企业管理者必须结合企业的发展现状，对产品结构进行调整与重组，要实现机械产品的创新。对企业来讲，产品的创新和调整应从不同的生产方式开始改善，通过引进先进的生产设备和技术，提倡智能型的机械自动化生产。智能型机械自动化技术已经被广泛运用在各行各业中，因高效的生产速率以及有保障的生产质量，不仅节约了企业的生产人力资源投入，更能促进经济效益与社会效益的提升。

2、实现企业信息化、网络化的信息发展目标

随着信息技术的发展，在机械自动化技术中，信息反映的是事物状态中的数据、指令、信号、程序以及情报等数据。简单来说，信息就是特定的知识，信息技术就是讲这些信息进行采集、识别以及转换，最后在进行传输和存储，经过特定的处理后显示出来。企业要想实现信息化、网络化的信息发展目标，就应秉承“以人为本”的生产思想，充分分析、深入了解服务对象的实际需求，重视起生产方式和产品的创新，不断开发和利用智能技术，运用其智能型机械自动化技术，从而提高企业的生产力，实现提高经济效益与经济效益的目的。此外，在推行智能型机械自动化技术的实际应用过程中，将网络化作为核心的发展内容，实现生产设备的整体自动化、网络化发展。

3、把握社会和经济的发展方向

智能型机械自动化逐渐受到多领域的关注，对于多种学科和技术的综合运用更是得到了较大的发展。因此，我们不难发现，将智能型机械自动化运用到生产中，延伸出了更多的新产业。从某种程度上来讲，智能型机械自动化技术就是在自动化技术的基础上发展而来，需要特别注意的是，处于科学技术、社会发展的关键时期的技术创新，必须向着有利于拓展空间、开辟市场的方向发展，才能更好的促进技术的更新和生产的改善。但对于企业来讲，智能型机械自动化技术的运用是实现产品调整、设备更新以及技术换代的重要因素，更是促进市场经济和企业长远发展的根本需求。

4、机械自动化技术向人工智能方向发展

随着计算机科学技术的发展，智能型机械自动化的应用将逐渐向人工智能与机械自动化结合的方向发展。因智能型机械自动化技术在生产领域中发挥的重要作用，使得电器机械自动化、网络化、信息化的智能型机械自动化发展逐渐崛起。为实现更人性化的生产控制，对于人工智能科学的运用将成为未来机械自动化发展的必然趋势，这种智能技术已经被愚弄在生产管理中，尤其是对智能型软件系统的开发。

三、结语

智能型机械自动化的应用是机械制造行业不断发展的必然趋势，应用先进的自动化技术，可以提高企业的生产效率，可以提高企业的经营效益。智能型机械自动化技术还可以提高实现对机械产品的创新，可以对生产的模式进行改革，这也是机械加工企业不断发展的重要支持。智能型机械自动化技术应用的领域在不断扩大，其在发展与完善的过程中，功能越来越强大，在结合信息技术、网络技术后，可以对生产系统进行远程控制，可以了解系统中设备运行的参数，可以及时发现安全隐患，降低故障出现的概率。

参考文献

[1]张伟.浅析我国发展机械自动化的原则[J].魅力中国，2011，（10）：244-245.

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关键词：计算机科学；智能电网；云计算；数字图像处理；数据挖掘；人工智能 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）21-0047-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.023

1 概述

随着信息技术的发展，人类逐渐步入信息化时代。在此过程中所引起的信息革命给许多传统行业带来了巨大的冲击，信息化时代的四大特点――智能化、电子化、全球化、非群体化成为了许多行业变革的风向标。而信息化时代的代表性象征――计算机在各行各业中的必要性与日俱增，在电力行业中也不可避免。

而电力行业作为关乎国计民生的传统行业，在信息化时代中也面临着如何更高效地利用能源、如何更安全可靠地供电、如何更好地了解用户需求等诸多方面的新挑战，于是“智能电网”的概念应运而生。

2 智能电网

2.1 智能电网的概念

智能电网是将信息技术，如通信技术、传感技术、计算机技术和控制技术等融入电力系统之中，使整个电力系统更加安全可控，成为高效智能的新型电网。由于各国的国情不同，因此各个国家对智能电网的具体要求也会有不同的侧重点。因为我国还是一个发展中国家，与国外发达国家的电力工业已步入成熟期不同，我国在发展智能电网的同时，还需要加强骨干电网建设。因此除了要建设能够充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足环保约束，保证电能质量，适应电力市场化发展的坚强智能电网外，我国的智能电网建设还需要满足以特高压电网为骨干网架，各级电网高度协调发展。

2.2 智能电网的特点

智能电网一般包括有以下七个特点：

2.2.1 能量互联网：智能电网要求实现供电方和用户之间的交互，构建多向电力流，它主要由能量管理系统和配电管理系统组成。其中能量管理系统提供整个电网的实时状态信息，并根据实时信息选择最优发电方案，减少输电损耗，维护系统可靠性以确保供电稳定；配电管理系统提供配电网络的实时状态信息，允许供电方远程控制断电的隔离与恢复，管理可再生能源发电。

2.2.2 降低损耗：智能电网能够基于“能量互联网”中的实时信息，根据用户的需求来供电，通过电压控制来降低电力损耗。同时还可以沿输电线放置传感器和电容器，通过无功负载控制来减少电力损耗。减少电力损耗的同时还会降低二氧化碳的排放量，使电网系统更加低碳环保。

2.2.3 融入可再生能源发电：目前可再生能源发电的最大缺点在于可变性过大，产电不稳定。智能电网能够通过储电技术，在产电过剩时将多余电能存储起来，在供不应求时再通过智能电网的自动化技术供能，进而解决可再生能源产电不稳定的问题。

2.2.4 减少输电阻塞：智能电网能够检测输电线的实时度数，在可能发生输电阻塞时，传感器和控制器会及时地重新安排电力输送线路，使得电力能够最大限度地流过线路而不发生阻塞。

2.2.5 分布式发电：通过智能电网的双向电力流，用户自行通过太阳能、风能等可再生能源产生的电力可以出售给供电方，流入配电网络中，使电网系统在用电高峰期可以为用户提供更稳定的供电服务。

2.2.6 自愈：智能电网能够基于实时测量的概率风险评估确定最有可能失败的设备、发电厂和线路，及时进行隔离和恢复，从而减少大面积用电故障的出现。同时，智能电网还能实时分析电网的整体健康水平，及时触发可能导致电网故障发展的早期预警，并根据具体情况确定是否立即进行检查或采取相应措施。

2.2.7 用户需求管理：智能电网能够通过智能电表实时通知用户其电力消费成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息等信息，使用户可以根据这些信息制定自己的电力使用方案，继而通过影响用户需求来促进电力供求平衡。

2.3 智能电网的相关技术

智能电网的关键基础技术主要包括集成的通信技术、先进的传感和测量技术、先进的电网设备技术、先进的控制技术以及决策支持和可视化技术。

3 计算机科学在智能电网中的应用

在电网智能化的过程中，计算机是必不可少的。而计算机科学在智能电网中也有诸多应用，其中云计算、数字图像处理、数据挖掘、人工智能和软件工程这些计算机科学相关技术在智能电网中尤为重要。

3.1 云计算

云计算是分布式计算的一种特殊形式，根据美国国家标准与技术研究院的定义，云计算可以实现随时随地、便捷、按需地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源，资源可以快速供给和释放，使管理的工作和服务提供者的介入降低至最少。

云计算技术能够整合优化电网系统中的各种异构资源，如电力系统中的监控维护资源、配电管理资源和市场运营资源等。利用云计算支持广泛企业计算和普适性强的特点，能够构建更加高效的智能电网数据中心，实现基础设施资源的自动化管理。例如利用Google的Borg能够使大量服务器协调工作，继而实现大规模系统的可靠性管理。

而智能电网信息系统所产生的大量数据，更需要通过云计算来实现分布式存储和管理。利用云计算来实现海量数据的分布式存储，可以通过冗余存储和高可靠性软件来提高数据的可靠性，并能较好地达到成本、可靠性和性能的最佳平衡。例如利用Google的GFS文件系统可以实现数据的冗余存储，并大幅度降低主服务器的负担，使系统IO高度并行工作，从而提高系统的整体性能。智能电网所产生的数据种类众多，而云计算的数据管理技术能够较好地满足智能电网信息平台数据种类繁多的海量服务请求，因此云计算能够高效地管理智能电网信息平台中的多元数据。例如，利用Google的BigTable，通过一个巨大的分布式多维数据表，将数据都作为对象，并通过关键字、列关键字和时间戳来进行索引，满足各类数据的性能要求，进而实现多元数据的高效管理。

为了保证电网系统运行的安全稳定，智能电网需要通过大规模的电力系统计算来监控整个电网系统的运行状态，如暂态稳定计算、故障计算、拓扑分析、数据挖掘与智能决策等，计算量极大，而云计算可以为智能电网提供高性能的并行计算与分析服务。例如利用Google的MapRduce，可实现针对大规模数据集的并行计算。

3.2 数字图像处理

数字图像处理是指通过计算机对图像进行去噪、增强、复原、分割以及提取特征等处理，从而改善图示信息，以便人们解释或机器自动理解。

在智能电网系统所产生的海量数据中有不少的数据都是图像数据，例如对输电线路状态的远程监测常常通过线路图像/视频监控系统来实现。为了能够实现对输电线路状态全天候全方位的实时监控，采用智能化和自动化的手段来代替人工是必然的趋势。但原始图像中包含的噪声太多了，价值密度低，难以用于智能识别。在这种情况下，可以通过数字图像处理中的灰度变换、直方图修正、小波包去噪、图像锐化以及边缘检测等处理方式来增强图像对比度，去除噪声，加强图像的轮廓特征，以便于特征的提取和识别，进而产生价值密度较高的特征数据集，为输电线路状态的智能识别过程做好图像数据的预处理。

3.3 数据挖掘

数据挖掘是指从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的，但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘的方法包括分类、聚类、关联分析、预测等。

由于智能电网系统中的数据具有数据量巨大、数据类型繁多、价值密度低以及处理速度快的特点，智能电网系统中的数据属于无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的“大数据”，需要通过数据挖掘来提取其中隐含的有价值的信息，从而实现对整个电网系统多角度、多层次的精确感知。例如，通过对长期的、大量的用户用电数据进行数据挖掘，对不同地区以及不同用户进行分类，可以得到有助于优化配电调度的信息，并能为电费定价调整提供参考；由于在当今社会中各行业的发展都离不开能源的使用，因此对用电数据进行挖掘甚至还可以归纳总结出各种指标增长率与社会用电情况的一般规律，便于政府了解和预测社会各行业发展状况及用能情况，为政府决策提供参考。而通过对长期的、大量的电动汽车充电数据进行数据挖掘，可以为充电站的布点提供参考。通过对长期的、大量的可再生能源发电情况进行数据挖掘，有利于降低可再生能源产电不稳定对供电网络的影响，进而更好地融入可再生能源发电。此外，数据挖掘还有利于用户能效的分析管理、业务拓展分析、供电舆情监测预警分析、电力系统的故障预测和状态检修、短期电网负荷预测、城市电网规划等。智能电网系统的数据特性表明了数据挖掘在智能电网中有着广泛的应用。

3.4 人工智能

根据著名人工智能科学家Michael R.Genesereth和Nils J.Nilsson在1987年提出的定义，人工智能是研究智能行为的科学，它的最终目的是建立关于自然智能实体行为的理论和指导创造具有智能行为的人工制品。人工智能是一门研究如何将人的智能转化为机器智能或者用机器来模拟或实现人的智能的学科。

数据挖掘在智能电网中有着广泛的应用，而数据挖掘需要人工智能技术来提供数据分析的技术支持，因此人工智能在智能电网中也有着十分重要的应用。例如，通过构建人工神经网络来对经过数字图像处理所得的典型线路状态的监控图像特征数据集进行训练识别来实现输电线路状态的智能识别。除了故障诊断外，人工神经网络还可应用于智能控制、继电保护、优化运算等

方面。

除了为数据挖掘提供数据分析的技术支持外，人工智能还可以通过人类专家提供的经验和知识来构建相应的专家系统，如电网故障诊断和调度处理专家系统和操作票专家系统等，模拟人类专家解决问题的过程来进行决策，从而实现电网自动化和智能化。

而采用遗传算法、粒子群算法等进化算法求解诸如发电厂和输电线架设的规划问题以及电力系统中各种控制参数的最优解等问题或利用模糊集理论来处理电力系统中难以实现精确控制的复杂问题，也是人工智能在智能电网中的重要应用。

3.5 软件工程

根据Fritz Bauer在NATO会议上给出的定义，软件工程是建立和使用一套合理的工程原则，以便获得经济的软件，这种软件是可靠的，可以在实际机器上高效的

运行。

为了便于管理和使用，无论是供电管理方还是用户方都会希望通过一个稳定可靠，功能完备，并具有友好人机界面的软件来方便操作。因此在建设智能电网的过程中势必需要开发相应的软件，软件工程便应用于其中。尤其是对用户端而言，在移动设备使用越来越广泛的今天，开发相应的移动端的APP无疑能够更好地促进用户参与到交互过程中。一个针对用户个体，能够实时显示如电力消费成本、实时电价、电网状况、计划停电信息等的智能电表提示信息，结合数字家庭技术，能够远程控制家电开关以便于用户随时随地调整自己的用电情况，并整合线上业务申请、缴纳电费等功能的APP能够极大程度地减轻用户的操作负担，方便用户的使用，使智能电网更加高效智能。

4 结语

计算机科学在智能电网中的广泛应用使电力行业在信息化时代中能够更好地应对各种新挑战，为整个社会的发展带来深远的影响。

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篇13

哲学认为，生产力是社会发展的决定性因素，生产力的发展必然引起生产关系的变革。信息技术在当前信息时代，意义与作用不仅是作为某种手段、程式与方法以改善和提高工作与生产的质量与效率，还是当代最先进、最活跃、最伟大生产力的代表和具体体现，因而它将引起生产关系乃至经济基础的变革，从而导致整个上层建筑的改变。自20世纪90年代信息技术日渐普及以来，人类正在进入“信息社会”，经济基础和整个上层建筑都发生了变革。

从信息技术与人类认知方式及人类认知能力发展的关系来认识信息技术对教育发展的革命性影响，具有代表性的学者是中国科学院的戴汝为院士和北京师范大学的余胜泉教授。戴汝为院士认为，“在信息时代，人―机结合的思维将会取代我们个人为主的思维方式”“人脑和计算机都是信息处理的工具，人脑通过经验积累与形象思维，擅长不精确的、定性的把握，而计算机则以极快的速度，擅长准确的、定量的计算，两者充分发挥各自的优势，又互相结合，既能达到集智慧之大成，又由于通过反馈的作用，来提高人的思维效率，从而增强人的智慧”[1]。余胜泉教授强调：“当基本认知方式都发生改变的时候，在此基础上建立的教育大厦必然发生意义深远的改变。”[2]

能够正确认识信息技术为何对教育发展有“革命性影响”是一回事，而要能够使信息技术对教育发展真正产生出“革命性影响”又是另一回事。事实上，迄今为止，世界上还没有一个国家（包括美国在内）能够使信息技术对教育发展真正产生出“革命性影响”。2010年12月7日，“国际OECD”每三年进行一次的PISA（国际学生评估项目）报告，在这个报告中，介绍了对世界上比较发达的65个国家和地区的47万名15岁中学生进行的测试情况及数据，结果表明：美国在全球教育水平排行中只居中等地位―阅读成绩排名第14位，科学成绩排名第17位，数学成绩排名第25位。2010年11月，美国制定并颁布《国家教育技术计划》，该计划的标题为“改革美国教育：技术支持的学习”（Transforming American Education： Learning Powered by Technology―National Educational Technology Plan 2010，NETP）[3]。从第7部分“生产力：重新设计和改造”中引出一个全新的命题，即：教育部门可以从企业部门学习的经验是，如果想要看到教育生产力的显著提高，就需要进行由技术支持的重大结构性变革（fundamental structural changes），而不是渐进式的修修补补（evolutionary tinkering）。

由于这一命题与信息技术能否对教育发展产生革命性影响密切相关―事实上，能否运用信息技术实现教育系统的重大结构性变革，正是信息技术能否对教育发展产生革命性影响的根本原因，所以这一命题应引起我们的高度关注。“教育系统结构性变革”到底是什么？教育生产力的显著提高，必须体现在对具有21世纪能力素质的大批优质人才的培养上，而人才的培养最终必须落实到学校教育质量的提高上，即学校各学科教学质量与学生综合素质的提高。以这一基本认识为前提，可以看看下面的简单逻辑推理。

由于课堂教学是学校教育的主阵地（众所周知，这是除远程教育以外各级各类教育的主阵地），所以“课堂教学”应该是“学校教育”的主要内容。既然“课堂教学”是“学校教育”的主要内容，那么“课堂教学结构”自然应当是“学校教育系统的主要结构”。既然“课堂教学结构”是“学校教育系统的主要结构”，那么实现“课堂教学结构的变革”自然就等同于实现学校教育系统的最主要的“结构性变革”，这应是合乎逻辑的结论。上述简单的逻辑推理表明，“学校教育系统结构性变革”的确切内涵是要实现课堂教学结构的根本变革。

那“课堂教学结构的变革”是指什么？中国学者创立的“信息技术与课程深层次整合理论”明确指出，所谓信息技术与课程整合，是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种信息化教学环境，实现一种既能充分发挥教师在教学过程中的主导作用，又能突出体现学生作为认知过程主体的以“自主、探究、合作”为特征的新型教与学方式，把学生的主动性、积极性和创造性充分地发挥出来，使传统的课堂教学结构发生根本性变革―由教师为中心的教学结构转变为“主导―主体相结合”的教学结构。

这一定义包含三个基本属性：营造信息化教学环境、实现新型教与学方式及变革传统课堂教学结构。只有紧紧抓住这三个基本属性，才有可能正确地理解信息技术与课程整合的内涵，真正把握信息技术与课程整合的实质。这三个基本属性并非平行、并列的。营造信息化教学环境是信息技术与课程整合的基本内容。所谓信息化教学环境，是指能够支持真实的情境创设、启发思考、信息获取、资源共享、多重交互、自主探究、协作学习等多方面要求的教与学方式的新型教学环境。整合的具体目标是要实现以“自主、探究、合作”为特征的新型教与学方式;整合的最终目标是要变革传统课堂教学结构―将教师主宰课堂的“以教师为中心”的教学结构，改变为既充分发挥教师主导作用，又能突出体现学生主体地位的“主导―主体相结合”的教学结构。

教学结构的变革不是抽象、空洞的，要实际地体现在课堂教学系统四个要素（教师、学生、教学内容和教学媒体）的地位和作用的改变上，使创新人才培养目标真正落到实处。由此可见，“整合”的实质与落脚点是要变革传统课堂教学结构―将教师主宰课堂的“以教师为中心”的传统教学结构，改变为既充分发挥教师主导作用，又能突出体现学生主体地位的“主导―主体相结合”的教学结构。这表明，“课堂教学结构的变革”是学校教育系统“结构性变革”的最主要、最核心内容。对“教育系统结构性变革”的确切内涵有了较清晰的认识与理解后，就能顺理成章地找到实施“教育系统结构性变革”的应对举措，也就是使信息技术能够对教育发展真正产生革命性影响的应对举措。这个应对举措是要“改变课堂教学结构，并在此基础上实现教育质量提升方面的跨越式发展”。

如上所述，课堂教学结构是教师、学生、教学内容和教学媒体四个要素相互联系、相互作用的具体体现。所以，教学结构的变革要具体体现在课堂教学系统四个要素地位和作用的改变上，即：教师由课堂教学的主宰和知识的灌输者，转变为课堂教学的组织者和指导者、学生建构意义的帮助者和促进者及学生良好情操的培育者;学生由知识灌输的对象和外部刺激的被动接受者，转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者和情感体验与培育的主体;教学内容由只是依赖一本教材，转变为以教材为主并有丰富的信息化教学资源，如学科专题网站、资源库、案例库、光盘等相配合;教学媒体由只是辅助教师突破重点、难点的形象化教学工具，转变为既是辅助教的工具，又是促进学生自主学习的认知工具、协作交流工具与情感体验与内化的工具。

根本改变传统的课堂教学结构，需要运用多年来通过研究探索所形成的信息化教学创新理论，以及在此理论指导下开发出的丰富教学资源和一整套有效的教学模式与教学方法，把这套理论、模式、方法与教学资源切实地运用于课堂教学过程。事实上，这种能达到基础教育质量大幅提升目标（能够让信息技术对教育发展真正产生出“革命性影响”）的“跨越式发展”创新试验研究，只有在信息化教学创新理论的指导下，通过根本变革课堂教学结构才有可能完成，最终实现各级各类教育在质量提升方面的跨越式发展。

参考文献：

[1]戴汝为. 社会智能科学[M]. 上海：上海交通大学出版社， 2007.

[2]余胜泉. 技术何以革新教育―在第三届佛山教育博览会“智能教育与学习的革命”论坛上的演讲[J]. 中国电化教育，2011（7）.

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一、风险与企业财务风险的分析方法

（一）风险分析的一般方法

现代风险管理论认为，风险分析是风险管理过程的首要步骤，它是实施风险方法与控制的前提条件。对风险进行分析一般包括风险辨识、风险估计和风险评价等相辅相成的三个阶段。风险分析是一门理论性和实用性都很强的边缘学科，它广泛地利用各种定性和定量方法对风险进行辨识、估计和评价。分析众多论及风险分析方法的研究文献，对其常用的方法包括：

1.风险辨识方法（Risk Identification）。风险辨识是指从系统的观点出发，对研究对象所面临的、以及潜在的（关键）风险因素加以判断、归类和鉴定风险性质的过程。风险辨识常用的方法包括：专家调查法（是大系统风险辨识的主要方法，按照专家调查形式的不同，它又可分为专家个人判断法、头脑风暴法和德尔菲法等十余种，）；故障树分析法（FTA法）；情景分析法（Scenario Analysis）；筛选――监测――诊断方法。

2.风险估计和评价方法（Risk Measurement and Assessment）。风险估计和评价是指应用各种管理科学技术，采用定性与定量相结合的方式，最终定量地估计风险大小，找出主要的风险源（因素），并评价风险的可能影响，以便以此为依据，对风险采取相应的对策。常用的方法包括：调查和专家打分法、概率方法、数理统计方法、生存风险度量法、蒙特卡罗模拟法（Monte Carlo Simulation）、效用函数法。

（二）企业财务风险分析方法

依据风险分析的一般过程，企业财务风险分析的工作流程是：首先对企业财务风险引致因素进行综合识别，然后在特定分析方法基础上拟定出一个基本风险标准，并以此来估计和评价企业的财务风险。在大量的企业财务风险研究成果中，研究人员充分利用各种经济、统计、会计和数学工具，在理论和实践两方面结合探讨的基础上，总结出了各种形式的财务风险分析方法，概括起来主要可分为两大类：财务风险主观分析方法和财务风险客观分析方法。前者主要依赖于企业主观因素，而后者主要依赖于企业客观因素。根据企业财务风险分析方法的产生时期和细致程度及成熟程度的不同，两类财务风险分析方法又可分别区分为传统分析方法和现代分析方法。主观分析法包括：资产负债表透视法、经理直接观察法、事件推测法、企业股市跟踪法和“A记分”法（前三种属于传统主观分析法，后一种属于现代主观分析法）；客观分析法包括：财务比率分析法、杜邦分析体系、沃尔评分法、“Z记分”法（前一种属于传统客观分析法，后三种属于现代客观分析法）。

二、企业财务预警研究背景与现状

预警（Early－Warning）一词源于军事。它是指通过预警飞机、预警雷达、预警卫星等工具来提前发现、分析和判断敌人的进攻信号，并把这种进攻信号的威胁程度报告给指挥部门，以提前采取应对措施。

军事预警在社会政治、宏观管理与环境保护、经济各个领域得到了广泛的应用。在经济领域，与经验就包含宏观经济预警和微观经济预警两个层面，后者主要指企业预警。

（一）国外研究

国外非常重视企业危机管理和风险管理的研究，从20世纪70年代开始，相继出现了战略风险管理、基于风险价值的资产评估、对待风险的个体差异等研究。国外的研究内容主要是企业危机发生后如何应对以及摆脱危机的策略问题，至于危机的成因、发展过程则缺少机理性分析，宏观经济预警研究和企业危机管理理论的发展推动了企业预警研究。Fitzpatrick首次进行了单个财务比率模型的判定，开创了单量预警方法；Altman创立了多元变量判定模型――Z计分模型。随着信息流量观念的建立，Aziz、Emanuel和Laworm在1988年提出用现金流量信息预测财务困境的模型。对这些方法的介绍和具体应用是国内企业预警研究初期的主要特征。国外的企业预警的这能层次如财务预警，而在企业预警原理和构建统一预警体系方面的研究并不多。

（二）国内研究

国内的经济预警研究起步较晚。从20世纪80年代开始，预警系统的研究与应用经历了一个从宏观经济预警渗透到企业预警、从定性为主到定性与定量相结合、从点预警到状态预警转变的过程。

从宏观经济领域，预警系统应用最为广泛和成功。其中宏观经济预警和宏观金融预警是当前的研究热点，理论体系和方法工具也比较规范和系统。在微观经济领域，随着企业所处环境复杂性和不确定性的增加，危机管理的兴起，企业预警系统得到了人们的重视。我国企业大致可按照企业预警原理与总体经营趋势预警、行业企业预警和职能预警进行归类，对于职能预警，可再次细分为企业财务风险预警、企业营销风险预警、企业组织管理风险预警等多个方面。

统计指标作为测定企业经济活动的指示器，在企业预警分析中有着至关重要的作用。企业预警系统指标处理方法主要有三大类：（1）完成指标的筛选和分类，如时差分析、主成分分析法、判别分析；（2）用于多指标综合和指标权重的确定，如常规多指标综合法、层次分析法（AHP）；（3）完成指标的自学习和预测功能，如模式识别、自回归滑动平均模型、灰色预测和其他的统计学预测方法等。

我国的预警研究要取得进一步的进展，就必须广泛借鉴其它学科，特别是人工智能、模式识别、人工神经网络等智能科学和非线性系统学科的研究成果。

三、研究述评与展望

（一）研究述评

企业财务风险是一种微观经济风险，是企业经营风险的集中体现，财务风险表现为企业财务状况和经营成果的不确定性。企业财务风险的客观性和必然性、主观性和无意性、复杂性和潜在性等是其固有的特性。在风险分析与预警一般方法研究的基础上，针对企业财务风险的辨识、度量与预警，国内外学者提出了多种形式的主观或客观的风险分析与预警方法。由于财务指标不需要经过主观判断加以量化，而且可以从财务报表中分析得到，因此企业财务风险预警研究成果比较丰富，其中“A记分法”和“Z记分法”具有一定的代表性，这两类方法的分析思路通常被企业管理者或研究人员所借鉴。同时，企业财务风险研究人员大多从改善企业财务管理的角度提出了较多的、单方面的风险防范、控制方法模式与策略，如针对筹资风险的防范策略、针对投资风险的防范策略等。

总的来讲，我国已初步形成基本的企业预警理论框架，明确警义、寻找警源、分析警兆和预报警度的逻辑框架已基本能为大家所接受，每一阶段也已形成基本的研究方法。然而，仍然存在以下主要不足：（1）企业财务风险的引致因素涉及企业管理决策及其影响环境的各个方面，是一个十分复杂的系统问题，目前尚缺乏对企业财务风险生成机理的系统分析和研究，进而影响了财务风险预警理论与实践的深层次发展；（2）对企业财务风险辨识、度量、评价、预警等风险分析方法的适用性缺乏系统性的研究。西方企业比较注重风险资料的档案管理工作，所以可以应用复杂的数理统计方法对企业财务风险进行度量、评估和预警，而我国企业缺乏这方面的风险分析基础资料，决定了机械套用西方定量分析技术具有较大的局限性；（3）对企业财务风险预警、防范和控制的理论体系的分析缺乏系统性的研究。大都是对西方企业风险管理工具的简单套用，针对我国企业发展特性的财务风险防范、控制与预警体系的系统分析框架尚未形成；（4）未能将主成分分析、层次分析法、人工神经网络、自回归条件异方差、自回归滑动平均模型、判别分析模型、基于模式识别模型、时差相关分析、灰色预测、马尔科夫链等数理方法和模型深入地应用到对企业财务风险进行预警的领域。

（二）研究展望