智能科学与技术论文

2022-05-14

今天小编为大家推荐《智能科学与技术论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:智能科学与技术是一门新的专业学科,也是信息领域的一门交叉学科,在教育教学实际中存在着人才培养体系与社会需求的矛盾和统一问题。在分析我国智能科学与技术专业发展的基础上,文章阐述智能科学与技术专业相关学科的发展,指出智能科学与技术专业学生继续深造的方向,进一步对智能科学与技术专业的发展方向进行定位。

第一篇:智能科学与技术论文

面向“智能科学与技术”专业的c语言教学探讨

摘要:本文探讨了面向“智能科学与技术”专业的c语言教学变革,从该课程对于新专业要求所面临的问题入手,以面向应用为目标,提出了教学内容改变的细节与教学相关因素对于教学进程改变影响的讨论。改变教学内容与方法,满足了压缩学时的要求;同时,引入机器智能中的前沿问题作为实践环节的设计项目,为学生的专业兴趣与能力培养提供新的思路。

关键词:c语言;智能科学与技术;教学

1 引言

“c语言程序设计”是相当多工科专业在低年级本科生开设的计算机语言课程,典型的专业包括电子与信息类的自动控制、信息工程等相关专业。“c语言”从计算机专业的课程逐渐延伸到其他非计算机类的专业之中。

“智能科学与技术”专业是近年来新设置的本科专业。开设该专业的高校包括北京邮电大学、北京大学、首都师范大学、西安电子科技大学等,其他高校也在陆续增加该专业。在该专业的课程中,“c语言”仍然作为该专业的一门重要的基础课程开设。另一方面,由于受到学时、学分的限制,“C语言”课程的学时、学分也被压缩。因此,从新专业与学时压缩的角度考虑,研究和探讨如何讲授“c语言”课程,达到新专业人才培养的目标,成为值得一线教师研究与探讨的重要问题。

本文针对智能科学与技术的专业特点,研究与探讨了新形式下c语言教学问题。研究主要内容包括:教学内容的一体化设计、前沿研究导向的项目实践,并对于“c语言”教学内容考虑的因素等相关问题进行了讨论。

2 教学内容

传统“c语言”教学强调语言细节的学习,其基本出发点是语言的语法规则的运用胜过程序设计的思想。这样容易导致学生进入语言细节的“牛角尖”而忽视了语言应用本身,甚至无意中误导学生将程序设计与计算机语言等同起来。事实上,以程序设计为目标是进行“c语言”教学的根本指导思想。如若不然,“C语言”的教学则容易成为语言规则的讲解。这与开设该课程的目的是不相符合的。

基于以上的考虑,将课程内容划分为两大部分,语言学习与项目实践,各占一半的教学内容。对于32学时的情况,各有16学时的时间。具体的教学安排,以谭浩强教授编写的《c程序设计》一书为教材,进行说明,具体参见表1和表2。

3 相关的因素

从以上内容的安排出发,其他一些因素也对内容调整有较大的影响。下面我们对这些因素进行深入讨论。

3.1 教材与参考书的选择

c语言的教材数不胜数,经典的教材有谭浩强教授编写的《c程序设计(第三版)》。此外,新近陈良银等编写的《c语言程序设计(c99版)》教材也很有特色。此外,笔者建议可以将C语言的创立者撰写的《The c ProgrammingLanguage》作为学生的参考书,可以拓宽学生的眼界与知识面。同时,这可与双语教学的方式有更好的配合。

3.2 双语教学的考虑

目前,教育部与高校都提倡双语教学。对于“c语言”,笔者也建议采用这种授课方式,至少在专业术语上用英文介绍。这是基于如下两点的考虑:一是“c语言”是基于英语描述的,程序的开发环境一般都是英文环境,熟悉这些有助于学生提高学生编写、调试程序的能力,提高学生素质。二是智能科学与技术本身的前沿性要求。以蚁群算法为例,它的提出大概在98年,大量文献是英文的,较早接触到英文文献,有助于提高学生专业兴趣、培养能力。配合影印版的教学参考书,是一种更好的选择。

3.3 学生差异性的考虑

大学学生来自全国各地。学生对于计算机语言的接触与否、熟悉的程度都有较大的差别。有的学生完全没有概念,而有的学生对于c语言有较好的掌握,甚至于着手c++等其他计算机语言的学习。基于这种情形,c语言的教学需要照顾到不同层面的学生。有从课堂讲解与实践环节的两个方面。在讲解基础内容的同时,点到更高级的问题,留给那些有较好基础的学生探索与思考,特别是算法等方面的点到。对于实践环节,介绍和引导学生参与TopCoder的程序实践中,对于高水平的学生则鼓励、引导到ACM程序设计大赛等活动中。

3.4 细节的拿捏

c语言的语法细节有一定的复杂性。初学c语言的学生很容易陷入其中。如何把握好这个度是教师应该考虑的。以标准输入、输出为例,在说明它们的使用时,如果以课本上的内容进行讲解,学生难免陷入其中,也产生枯燥和乏味的感觉。如果以几个例子说明,并指出其中常用的方式,对照课本表格,使得学生更容易接受。

4 结束语

本文探讨了面向“智能科学与技术”专业的c语言教学变革,从该课程对于新专业要求所面临的问题入手,以面向应用为目标,对教学内容的变革与相关因素在教学上的影响因素等两大方面进行了讨论。

作者:李睿凡 李 蕾

第二篇:谈智能科学与技术专业及相关学科的发展

摘要:智能科学与技术是一门新的专业学科,也是信息领域的一门交叉学科,在教育教学实际中存在着人才培养体系与社会需求的矛盾和统一问题。在分析我国智能科学与技术专业发展的基础上,文章阐述智能科学与技术专业相关学科的发展,指出智能科学与技术专业学生继续深造的方向,进一步对智能科学与技术专业的发展方向进行定位。

关键词:智能科学与技术;交叉学科;相关学科

我国智能科学与技术本科专业(简称智能专业)已经历了10年的发展历程,而且越来越多的高校经教育部批准,加入智能领域的人才培养行列中,对智能专业的教育教学已有一定的实践经验与成果。如今,社会已经步入信息智能化时代,如何更好地适应智能化社会的人才需求,应在已有基础上对智能专业及相关学科的发展作进一步探讨。

1 智能专业的发展基础

人类社会从农业社会、.工业社会到信息社会,发展到今天,在越来越多的领域,人工智能工具都能够根据不断出现的新情况来调整自身的规则系统,需要人工的产业也越来越少,但却苦于信息与机器无智能的问题,因此有了以信息智能化和机器智能化为目标的智能科学与技术研究领域的出现。我国也非常重视其发展,在国家863项目指南中,智能化人机交互与中文处理平台已被列为计算机软硬件主题的重点项目,并将智能机器人纳入863计划长期支持的重要领域;国家中长期科技发展规划纲要(2006—2020年)强调发展认知科学、智能交通管理系统、智能信息处理技术、智能感知技术、智能服务机器人等智能科学技术。智能科学与技术将在未来国家科技发展规划和重大科研课题中扮演重要角色,也将成为智慧地球、智慧城市和智慧生活的引导者。我国智能科学技术教育已走出了一条星光大道,争取在我国学位体系结构中增设智能科学与技术博士和硕士学位授权一级学科,同时把我国智能科学与技术本科专业建设和人才培养推向一个更高的阶段。

近年来,信息领域学科的热门专业也开始面临不同程度的就业压力,作为信息领域的一支新生力量,智能专业便成为高等学校进行专业结构调整的着眼点。继2003年北京大学首个提出并成立智能专业后,众多高校把握先机,申请并建设了智能专业。

智能科学与技术本科专业是一门融合了电气、计算机、传感、通讯、控制等众多学科领域,多学科相互合作、相互研究的跨学科专业。它涉及机器人技术、微机电系统、以新一代网络计算为基础的智能系统,以及与国民经济、工业生产及日常生活密切相关的各类智能技术与系统等。

经调研,大部分高校的智能专业是基于自动化、通信与电子系统、计算机科学与技术、电气工程、人工智能、机器视觉、数据挖掘、信息检索及知识工程等领域发展而来,并且具有雄厚的师资力量,为智能科学与技术未来的发展做好了充足的准备。部分高校智能科学与技术专业的师资队伍所属学科的比例如图1所示。

2 智能科学与技术专业学生的继续深造方向

智能科学与技术专业涉及非常多的专业领域,就其中的一个领域而言,就可以进行更深一步的研究,成为其继续深造学科,例如智能专业本科后可以从事控制工程与科学、计算机科学与技术、智能科学与技术等学科,本文只列举其中几个例子。

2.1 控制科学与工程

控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。

经调研,以湖南科技大学为例,该学科特色研究工作主要体现在群机器人协作控制技术、故障智能诊断方法研究与应用、非线性系统分析与综合、煤矿安全监控系统应用技术等方面:其中群机器人协作控制技术借鉴昆虫的群智能行为,利用人工智能等技术使多个个体机器人完成一系列合作任务,面对未知环境搜索定位等复杂任务;故障智能诊断方法研究与应用运用智能检测、智能故障诊断、传感器融合等技术研制大型机电设备与其复杂的运动控制及诊断系统,该研究成果已成功应用于“机车走行部在线故障诊断系统”。群智能、智能检测、故障诊断等技术的运用证明了智能科学与技术在此学科中起到重要的作用。

以北京信息科技大学为例,智能科学与技术系的4位教授分别在控制科学与工程学科的控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、导航制导与控制二级学科指导研究生,从事的相关研究为专家系统、智能检测系统、服务机器人、智能系统与智能导航。以其导航制导与控制二级学科为例,现设方向1——自主导航与控制,方向2——惯性仪表与惯性基组合系统,方向3——微/纳机械传感器,方向4——多自由度电动伺服定位技术。方向1在研究机器学习在导航与控制中的应用、智能伺服技术、新概念飞行器等方面,方向2在信息融合与估计理论、多模组合导航技术、新型机器人的自然感知和运动机理、自主式初始对准等方面,方向3在研究性能稳定可靠、敏感灵敏度高和准数字输出的声表面波惯性传感器方面,方向4在研究基于模型和基于数据驱动的无模型自适应控制方法方面,都离不开智能理论与方法,并促进智能理论与方法的发展。

2.2 计算机科学与技术

计算机科学与技术学科主要是围绕计算机的设计与制造,以及信息获取、标识、存储、处理、传输和利用等领域方向,下设计算机应用和计算机软件与理论两个二级学科,其中包括智能信息处理、人工智能与嵌入式系统等方向。信息时代的信息处理要求更高,当前信息处理技术逐渐向智能化方向转变,以图像、视频、音频等多媒体信息为研究对象,从信息的载体到信息处理的各个环节,都模拟人的智能来处理这些信息。人工智能学科与认知科学的结合,会进一步促进人类的自我了解和控制能力的发挥。目前,我国自主开发的“特定图像内容监控系统”已通过上海移动公司的实地测试。通过研究具有认知机制的智能信息处理理论与方法,探索认知的机制,建立可实现的计算模型并发展应用,可以带来未来信息处理技术突破性的发展。

2.3 智能科学与技术

经调研,以厦门大学为例,智能科学与技术作为硕士点一级学科包括认知逻辑学、计算语言学、智能计算方法、艺术认知与计算、脑高级功能成像这5个研究方向。其重点科研平台之一的“智能信息技术福建省高等学校重点实验室”的主要研究方向有中文信息处理、中医信息处理、数字化中国人器官建模仿真及其临床应用。在中医信息处理中,主要围绕着如何构建信息化中医诊断的智能方法体系展开研究,涉及中医诊断认知逻辑、中医智能专家系统的构成技术、中医海量知识的数据挖掘技术、中医四诊信息的获取与分析技术、实用中医信息系统的开发等。此方向的研究可赋予计算机以人的智能,从而实现对病人的症状诊断与治疗。除此之外,智能机器人也是学习智能科学与技术的一个良好平台,为了更好地学习智能,研究机器拟人化,FIRA世界杯于1995年被提出,其远景目标之一是使机器人足球队战胜人类足球队。此平台大大拓宽了人工智能技术的应用领域。

3 智能科学与技术专业培养方案与专业发展前景分析

从智能专业的发展基础分析可知,智能科学与技术专业是一个紧跟时代潮流的专业,涉及的知识面和学科领域非常广。但是,智能专业作为一个全国普通高等学校本科专业,有其不同于其他专业的知识内核。中国人工智能学会教育工作委员会提出智能专业培养方案的核心课程应有:智能科学与技术导论、智能数学基础、脑与认知科学基础和机器智能,这是各高校智能专业培养方案的共性部分,是基础模块。其他基础模块、专业特色模块,目前阶段应在各高校智能专业建立和发展的专业学科基础上设置,例如,侧重控制系统的、侧重计算机软件的、侧重知识工程的等。智能专业再发展一段时期后,各高校的智能专业的共性部分应越来越多,个性部分也越来越独立于源头专业,例如,独立于计算机科学与技术专业、自动化专业、电子工程专业等。这样,在智能专业上层自然就形成智能学科,从而独立于计算机科学与技术学科。这是专业发展的必然结果。

另一方面,专业的良性发展离不开社会的就业或创业需求。智能专业的本科生,需要了解掌握计算机、电子、控制等各领域的知识和技术,而且在本科生4年课程的教学中融入相关学科的前沿知识,这使得在这个专业学习的学生不仅可以拥有较为广阔的知识面,对专业知识的理解也有一定深度。可以说这样一个既有广度又有深度的专业具有广阔的就业前景。社会中也有新生的行业,近些年来,有关智能系统开发的公司相继出现,涉及机器人、交通、楼宇、信息系统等多方向的智能系统开发,为本科毕业生创造了更恰当更明确的就业方向与途径。

4 结语

智能专业已历经10年的发展,应该对专业的现状和专业内涵进行认真的分析,以便对智能专业未来的发展进行相应的调整。希望在科技高速发展的今天,这个新专业表现出强大的生命力,越来越出众,为北京市的发展建设、为我国智能科学领域的前进和为建设创新型国家对具备创新能力的应用型人才需求有着卓越的表现。

(见习编辑:刘丽丽)

作者:张昊 李擎

第三篇:智能科学与技术应用型本科人才培养模式研究

摘要: 针对人工智能时代对应用型人才的旺盛需求,从职能、知识结构、能力结构、行业(产业)导向等四个方面研究智能科 学与技术应用型本科人才培养模式,区别于常规的能力为导向的人才培养,提出了知识型能力本位教育模式,强调能力培 养的两大要素——知识与实践,以及力的可持续增长,为学生适应人工智能时代的挑战与机遇奠定基础。

关键词: 智能科学与技术; 知识结构; 应用型人才; 人才培养; 知识型能力本位教育

引言

我国的人工智能本科专业教育起步较早,可追溯到2001年12月在北京召开的中国人工智能学会第9届学术年会。会上提出了在我国高校创立智能科学与技术专业的倡议。会后,在中国人工智能学会教育工作

委员会的积极推动下,2004年3月教育部网站公布了北京大学“智能科学与技术”本科专业备案通过的消

息,它标志着我国人工智能本科教育的开始。

一、人工智能时代对人才的需求

站在国家战略的高度来看,人工智能将成为新一轮产业变革的核心驱动力,可以实现社会生产力的整体跃升,因此人工智能将成为引领未来的战略性技术,世界主要发达国家都把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略。随着人工智能时代的到来,许多企业对具有智能科学与技术专业背景的人才有着巨大的需求。首先,IT企业纷纷涉足智能科学领域,提高产品智能水平;其次,许多传统制造业也在转型,从劳动密集型到知识密集型,进一步提升到智能制造型,并逐渐具备高精尖装备制造能力;此外,医疗、通讯、交通等行业也对智能科技人才有着迫切的需要。人工智能对各行各业的影响,充分体现了智能科技的高速发展,对人才数量和素质要求也越来越高。

从人才的金字塔型分布来看,智能科学与技术领域不仅需要高端学术型人才,更需要接地气、重实践的应用型人才。随 着“中国智造”的不断推进,智能科学与技术领域已由顶层设计和关键技术突破向生产、应用、装配、服务等环节延伸,迫切需求大批专业技术精、实践能力强、操作流程熟的应用型人才。2019年,人力资源和社会保障部、国家市场监管总局、国家统计局向社会发布了13个新职业信息,包括人工智能工程技术人员、物联网工程技术人员、大数据工程技术人员等,这也从另外一个侧面说明人工智能等技术推动了产业结构的升级,催生了相关专业技术类新职业,可形成相对稳定的从业人群。

二、我国人工智能本科教育的现状

人工智能诞生六十余年来,几经起伏,走过了一条艰难曲折而又充满光明的发展道路。近几年,又在云计算、大数据、深度学习、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下强势崛起,引发了人工智能本科教育的快速发展。按照新一代人工智能的框架结构,人工智能本科教育所包含的专业有智能科学与技术专业、数据科学与大数据技术专业,以及机器人工程专业等。到2018年止,全国经教育部批准或备案通过设置智能科学与技术专业的高校共55所、数据科学与大数据技术专业的高校283所、機器人工程专业的高校86所,其总数为424所。从教育部网站公示的2018年全国高校新申报专业情况看,2018年申报智能科学与技术专业、人工智能专业、科学与大数据技术专业、机器人工程专业的高校分别有100所、38所、226所、 108所,三者共计472所。到2019年全国设置上述4个专业的高校总数将达到896所。可以说,整个人工智能本科教育轰轰烈烈、盛况空前。

三、应用型人才培养模式分析

《中国制造2025》以推进智能制造为主攻方向,强调健全多层次人才培养体系,提到强化职业教育和技能培训,引导一批普通本科高等学校向应用技术类高等学校转型,建立一批实训基地,开展现代学徒制试点示范,形成一支门类齐全、技艺精湛的技术技能人才队伍。

通常而言,人才类型分为三类[2]:学术型人才、应用型人才、技能型人才。实际上从现代职业教育的发展和社会需求来看,应用型人才和技能型人才的界限相对模糊,可统称为应用型人才,即把成熟的技术和理论应用到实际的生产、生活中的技术技能型人才。从国家的层面来看,为了适应人工智能时代发展,人才需求数量基数最多、缺口最大的就是应用型人才,这也对众多高校培养人才的导向产生重大影响。

(一)职能

智能科学与技术应用型人才是培养面向各类智能科学与技术的工程设计、开发及应用,掌握各类现代智能系统设计、研 发、集成应用、检测与维修、运行与管理等技术,具有扎实理论基础、较强工程实践和创新能力的高素质应用型工程技术人才。

(二)课程设计

课程设计的主要目的是让学生对学过的课程内容能够融会贯通,进而解决有一定复杂性的人工智能问题。根据之前的理论课程体系,课程设计包括编程语言课程设计、模式识别课程设计、机器学习课程设计、深度学习课程设计。

编程语言课程设计。其主要内容是让学生使用编程语言实现有一定复杂度且功能较为完整的软件系统,内容涉及编程语言的某些特定用法、较为复杂的数据结构和算法原则等。通过此课程设计,让学生掌握软件系统实现的基本流程和方法,以便解决实际问题。模式识别课程设计、机器学习课程设计、深度学习课程设计。这三门课程设计的目的是让学生依据其在理论课程与配套实验课程上学到的内容,自行设计相关算法,解决人工智能问题。例如,在模式识别课程设计中,学生需要自行设计特征提取方法与分类器,解决手写文字识别问题;在机器学习中,则需要设计监督学习算法,解决商品推荐问题;在深度学习中,设计深度网络模型,构造端到端的学习方法,解决目标快速检测问题。

结论

在人工智能时代,我国正处于产业转型的重要阶段,迫切需要智能科学与技术应用型人才,对人工智能人才培养的与时俱进也有更高要求。基于KCBE培养模式,高校通过与各型人工智能企业增强校企合作、合作办学,实现人才培养的量身定制,并能与技术发展同步,培养的人才也能更好地适应时代的挑战与机遇。

参考文献

[1] 陈雯柏,吴细宝,王万森.创新创业型智能科学与技术专业工程人才培养探索与实践[J]. 高等工程教育研究, 2018(4):84-90.

[2] 吴中江,黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究,2014(2):66-70.

作者:韦岸

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