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智能科学与技术学科评估精选(五篇)

发布时间:2023-11-17 11:17:45

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5篇智能科学与技术学科评估,期待它们能激发您的灵感。

智能科学与技术学科评估

篇1

关键词:智能科学技术;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:

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