探索智能科學(xué)與技術(shù)課程群建設的論文
摘 要：為了改變以往課程之間各自為政、缺乏交叉融合的現象，探討智能科學(xué)與技術(shù)的課程群構建及其教學(xué)模式，提出一種閉環(huán)控制的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系DIACES，以期達到培養全面知識結構、能力結構和綜合素養，切實(shí)提高人才培養質(zhì)量的目的。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程群；閉環(huán)控制
0引 言
智能科學(xué)技術(shù)是以人工智能和認知科學(xué)為基礎而建立和發(fā)展起來(lái)的學(xué)科[1]。智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是信息科學(xué)的新興領(lǐng)域，主要培養能綜合運用計算機、自動(dòng)化交叉學(xué)科知識進(jìn)行智能系統研究和設計的復合型科技人才。該專(zhuān)業(yè)的課程包含基礎課程、專(zhuān)業(yè)基礎課程和專(zhuān)業(yè)課程，其專(zhuān)業(yè)基礎課程和專(zhuān)業(yè)課程可按研究和應用方向分為多個(gè)課程群。中南大學(xué)國家級智能科學(xué)課程教學(xué)團隊在智能科學(xué)精品課程群的長(cháng)期建設中，已取得突出成果[2]。重慶郵電大學(xué)、首都師范大學(xué)、中南大學(xué)等均對智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程群進(jìn)行了相關(guān)思考[3-5]。
1智能科學(xué)技術(shù)課程群的構建
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程具有交叉性和多方向性的特點(diǎn)。每個(gè)學(xué)校依據自身特點(diǎn)，開(kāi)設了該專(zhuān)業(yè)某個(gè)或多個(gè)應用方向的專(zhuān)業(yè)課程�？紤]到學(xué)生個(gè)體差異和學(xué)生對象的個(gè)性化特征，利用人工智能的.多元智能理論以及本體論，組織專(zhuān)業(yè)課程的知識點(diǎn)，從而設計具有模塊化特征的課程體系，構建智能科學(xué)技術(shù)的課程群，開(kāi)發(fā)課程群配套的實(shí)踐環(huán)節；充分考慮課程之間的內在關(guān)系，建立全方面覆蓋通識教育、專(zhuān)業(yè)基礎教育、專(zhuān)業(yè)教育、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養以及特色課程的課程體系，并在此基礎上有意識地針對每類(lèi)課程加強建設，構建從專(zhuān)業(yè)通識課到專(zhuān)業(yè)課的課程群，見(jiàn)圖1。
學(xué)校改變原各類(lèi)課程以其自身系統性存在的獨立式課程體系和教學(xué)內容，圍繞培養解決問(wèn)題的能力這一核心整合課程體系和教學(xué)內容，對課程理念進(jìn)行重構，實(shí)現以學(xué)生為本的課程綜合化、實(shí)踐化和多元化；開(kāi)發(fā)并利用智能化多維免疫網(wǎng)絡(luò )課程，為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò )教材，突破地域和時(shí)域限制，實(shí)現向導式、情景式、個(gè)性化學(xué)習，營(yíng)造創(chuàng )造探索性和因材施教的學(xué)習環(huán)境。例如，在建設課程群的人工智能、智能控制和機器人學(xué)的過(guò)程中，就在課程內容的選擇上注重形成整合式課程體系。在人工智能中講到的基本原理如何體現在智能控制技術(shù)，如何反映到機器人的控制上，并通過(guò)智能系統綜合實(shí)訓環(huán)節使學(xué)生能夠學(xué)以致用，用理論指導實(shí)踐，用實(shí)踐驗證理論，達到具有多元化知識結構，能綜合運用知識的人才培養目標值得思考。中南大學(xué)自1986年以來(lái)逐一開(kāi)設了包括人工智能、智能決策系統、智能控制導論、智能控制、機器人學(xué)、運籌學(xué)、智能系統原理與應用、專(zhuān)家系統、大學(xué)計算機基礎、離散數學(xué)、數據結構等在內的各類(lèi)不同層次的智能科學(xué)相關(guān)課程。上述課程以智能科學(xué)課程群為中心，涵蓋其先修課程、后繼課程以及特色課程和深化課程。
2教學(xué)模式
教學(xué)過(guò)程既是教與學(xué)的過(guò)程，也是師生之間平等互動(dòng)的過(guò)程。在教學(xué)方法上，不光要進(jìn)行精心的教學(xué)設計，同時(shí)要不斷調整教學(xué)活動(dòng)，以激發(fā)、強化、優(yōu)化學(xué)生的自主學(xué)習能動(dòng)性。在教學(xué)內容上，既要遵循大綱內容要求，也要根據學(xué)生的需要和興趣，使內容具有動(dòng)態(tài)性、開(kāi)放性與靈活性，即教學(xué)預設與生成并重。特別要注重不斷捕捉、判斷、重組課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中從學(xué)生那里涌現出來(lái)的各種各樣的信息。
圍繞課程群建設，形成做中學(xué)、趣導思的學(xué)生培養教學(xué)模式。應充分調動(dòng)師生兩方面的主觀(guān)能動(dòng)性，以學(xué)生為中心，以教師為主導，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與各種教學(xué)活動(dòng)。教師課堂重點(diǎn)講授基礎知識和難點(diǎn)問(wèn)題，啟發(fā)引導學(xué)生思考并參與課堂討論。通過(guò)各種方式的互動(dòng)改變被動(dòng)學(xué)習為主動(dòng)學(xué)習，學(xué)生通過(guò)自己的興趣和創(chuàng )新在教師的指導下實(shí)踐所學(xué)課程知識。
對于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)，創(chuàng )新實(shí)踐是非常重要的一環(huán)。
�。�1）完善智能科學(xué)課程群的實(shí)驗和實(shí)踐環(huán)節，注重課程群課程之間的知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)以及知識點(diǎn)之間的層次關(guān)系，設計好從課堂實(shí)驗到課程設計、再到工程實(shí)訓的層次遞進(jìn)的實(shí)驗體系，設計好演示性、驗證性和綜合性實(shí)驗。
�。�2）將學(xué)科競賽和科技創(chuàng )新項目的典型實(shí)踐案例應用到課程群的課堂教學(xué)和實(shí)踐中，達到既具備專(zhuān)業(yè)知識又擁有專(zhuān)業(yè)技能的人才培養目標。
�。�3）通過(guò)項目驅動(dòng)教學(xué)和建立本科生導師制，結合各種創(chuàng )新項目及學(xué)科競賽，鼓勵學(xué)生動(dòng)手，以研促教、以研促學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手“做”的過(guò)程中主動(dòng)感覺(jué)到“學(xué)”的重要性。
�。�4）樹(shù)立良好的學(xué)習風(fēng)氣和學(xué)習氛圍，形成教師與學(xué)生，學(xué)長(cháng)與學(xué)弟、學(xué)妹間的良性互動(dòng)；在學(xué)生中建立科研梯隊，有計劃地引導和培養學(xué)生參與科研和比賽。
3閉環(huán)控制的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系DIACES
教學(xué)質(zhì)量是課程教學(xué)的生命線(xiàn)，提高教學(xué)質(zhì)量、培養高素質(zhì)人才一直都是筆者的努力方向。衡量教學(xué)質(zhì)量的高低，不能光看學(xué)生的考試成績(jì)，在重視綜合能力的復合型人才培養中，對教學(xué)過(guò)程的嚴格控制才是科學(xué)的育人模式。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，必須及時(shí)獲得學(xué)生、同行、專(zhuān)家等對教學(xué)過(guò)程的反饋信息，并對教學(xué)過(guò)程進(jìn)行相應調整。為此，應將控制論中的閉環(huán)控制信息反饋和故障診斷理念引入教學(xué)質(zhì)量評估過(guò)程，建立教學(xué)質(zhì)量的診斷、分析與校正評價(jià)系統DIACES （DIagnosis，Analysis and Correction Evaluation System），見(jiàn)圖2。
學(xué)校應建立閉環(huán)控制的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)系統DIACES，監控課程教學(xué)全過(guò)程，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題與總結經(jīng)驗，促進(jìn)任課教師成長(cháng)，保證課程群教學(xué)和人才培養質(zhì)量。建立一系列的教學(xué)質(zhì)量管理措施來(lái)監督和評價(jià)教學(xué)過(guò)程，分析問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)，將這個(gè)過(guò)程常態(tài)化，形成閉環(huán)控制，以促進(jìn)教師授課技能和教學(xué)質(zhì)量的提高。
在教學(xué)質(zhì)量管理上建立的機制建議包括：
�。�1）建立一套學(xué)生網(wǎng)上評教系統，綜合授課內容、授課方式等多方面因素，對每門(mén)課程進(jìn)行打分，其分數直接影響教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)秀程度。
�。�2）建立一套教師網(wǎng)上評教系統，從學(xué)生的到課率、主動(dòng)性、作業(yè)情況等多方面對教師自己上的每門(mén)課進(jìn)行評價(jià)，并及時(shí)反映教學(xué)過(guò)程中的困難。
�。�3）建立教師循環(huán)聽(tīng)課制度，定期進(jìn)行輪流聽(tīng)課，并反饋聽(tīng)課評價(jià)表。
�。�4）建立專(zhuān)家聽(tīng)課制度，委派督導專(zhuān)家進(jìn)行聽(tīng)課，并參與教學(xué)質(zhì)量評優(yōu)。
�。�5）建立試講制度，對新課、新教師實(shí)行試講，要求至少7位教師參與評分，同時(shí)反饋聽(tīng)課意見(jiàn)。
�。�6）建立師生座談制度，定期召集學(xué)生代表就教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行平等對話(huà)，聽(tīng)取意見(jiàn)。
�。�7）建立“系”“所”并重制度，“系”的主要功能是教學(xué)，“所”的主要功能是科研；強調“系”里每位教師都必須加入“所”，以求在科研中拓寬視野、增長(cháng)見(jiàn)識，從而更好地服務(wù)教學(xué)。
�。�8）建立定期交流討論制度，教研室每位教師都必須參加，交流討論上述過(guò)程收集到的反饋信息，分析原因，提出糾正措施，實(shí)行閉環(huán)控制。
參考文獻：
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