智能科学与技术论文精选(九篇)

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第1篇：智能科学与技术论文范文

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。

第2篇：智能科学与技术论文范文

关键词：智能科学技术导论；导向作用；教学策略

智能科学与技术是形成于生命科学、控制科学、信息科学、计算机技术以及通信技术等学科与技术交叉基础上的新兴专业与研究方向[1]，旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法学的基本理论知识，掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理的基本技能，综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题，具有较强的自学能力和创新能力的高级复合型人才[2]。智能科学与技术本科专业从2004年设立至今，全国只有17所大学开办该本科专业，目前一级学科和二级学科还没有完全建立，培养方案的理论体系和实验体系还有待进一步探索和完善[3-4]。在该专业的课程体系中，智能科学技术导论作为一门专业的基础课程，针对的是学生实际需要，科学、系统地解答了学生各种专业问题[2]，可以帮助学生对本专业有一个整体认识，对智能科学领域有初步的了解，以发挥其对专业及专业基础课学习的良好导向作用。研究和探讨如何讲授该门课程具有重要的现实意义。

1智能科学技术导论教学现状

1.1具体表现

对专业认识较少是不少新生入学时找不到学习方向和目标的一个重要原因。在进入高等学校学习之前，绝大部分学生并不知道“智能科学与技术”指的是什么，涉及哪些知识，应用在哪些领域，影响有多大，他们只是凭专业名称、简单的介绍对该专业有个初步、直观的了解，而在进校后一般都是学习基础课程(如英语、线性代数、电路理论等)，到大二甚至大三才开始进行专业课的学习。学生在此之前由于不了解专业方向的学习和研究内容，很难想象他们在专业基础课学习上会有浓厚的兴趣，更不谈学习主动性的提升。智能科学技术导论在低年级开设，目的是让学生逐步认识、了解该专业的概况，达到激发学生学习专业课程、参与科学研究的兴趣，帮助他们对大学学习和生活进行规划和定位。然而，这一门课程并没有起到其应有的作用，具体表现如下。

1) 导论学习与专业学习存在断层。智能科学与技术的专业课程一般安排在大三、大四，而导论一般安排在大一学期，此时，由于知识结构和认知能力的缺失，新生难以将过深的学科形态、专业教学抽象成整体概念，对导论所涉及知识的掌握程度有限，在开始接触大量专业课时，他们已基本忘记了这一门入学时开设的从整体上介绍本专业的课程。

2) 学生专业学习的积极性不高。笔者在对高年级学生讲授专业课的过程中发现，很多学生对本应在大一就具备的专业思想、所涉及的智能科学技术领域的宏观知识、正确的学习方法等缺乏足够的认识，甚至是处于完全陌生的状态，因此对相关专业课的学习毫无兴趣，一味地认为进入该专业学习是自己的不幸，转而要求换专业甚至退学。

3) 继续从事本专业领域的研究或工作的兴趣低。根据调查发现，很多本专业的学生对毕业去向不持乐观态度，部分打算继续深造的学生考虑的是其他专业，而要进入社会的毕业生则表示找到专业对口的工作很难，他们大部分认为这是从一开始就没有对大学学习和生活做好规划和定位所导致。

1.2相关因素

通过与其他教师的交流以及与学生的座谈，笔者发现智能科学技术导论这门课程没有起到其应有作用的原因主要在于以下几个方面。

1) 教学内容缺乏针对性。智能科学与技术汇集多种边缘学科与技术，诸如信号与信息处理、信息论与信息通信、模式识别、图像处理、柔性决策与系统科学等内容，因此，课程所涉及的研究领域及内容十分丰富、教学知识结构较为庞大，涵盖范围广，课堂内容庞杂，热点分支多，知识点相对独立，联系不够紧密。正因为如此，在短短的课时教学中，教师的课堂讲述往往宽泛化，缺乏针对性。

2) 授课对象缺乏相关知识。在实际教学活动中，由于智能科学技术导论课程一般开设在入学之初，学生不仅缺乏相关基础知识，而且处于高中到大学的过渡期，他们的学习认知行为、学习方法、学习要求和学习内容的组织形式难以适应教师所授内容。如果课程内容涉及的专业知识过多，学生学习起来就费劲；如果偏重理论，教学会显得过于枯燥；如果过于注重工艺的讲解，又会给学生造成轻视专业基础知识的倾向[5]。如此种种，导致教师在讲课过程中处于两难境地，而学生则难以建立系统、完整的知识体系，在有限的时间里所能掌握、吸收并内化的智能科学基础知识很少，从而不利于今后专业课的深入学习。

3) 教学方式落后。目前，讲授智能科学技术导论这一课程采取的教学方式更多是传统的教学方式――课堂教学，而其课程特点是知识面广而不深。因此，传统教学方式的缺陷更为凸显出来，学生知识结构的延伸无法完成，对后续专业课教学产生不利影响。

2教学策略的提出

2.1课程的全程化

作为一门基础专业课，智能科学技术导论应以学生在专业领域的发展为主线，贯穿本科四年的学习中，根据不同年级学生的特点，有针对性地开课或开设学习指导性讲座，如大一阶段应以初步认识、了解专业本身，建立对本专业的信心，激发对专业的兴趣为目的而设置课程内容；大二阶段则为提高对专业的认识、巩固专业信心、学习专业方法、制定专业目标的阶段；大三阶段则是深入掌握专业学习方法、系统学习专业知识的阶段；大四阶段则是走向职场、实践运用专业知识的阶段。通过这4个阶段的递进关系，最终促进学生螺旋化地构建专业知识。

2.2教学方式的革新

把科学研究引入教学过程，使教学活动具有科研性，这是大学教学过程突出的特点[6]，因此，授课内容不应完全局限于教材，而应融入教师的科研、工程项目、实践经验以及学科知识。开设智能科学技术导论课程的目的是让学生初步从整体上接触专业基本知识，通过列举专业知识在实际生产中的应用以及专业基础知识在今后学习、科研工作中的重要性，为专业学习提供一个良好的导向。为此，除了传统的课堂教学外，还可考虑采取讲座方式提供相关信息、讲授相关知识。如选择智能科学与技术专业不同研究方向的老师，就其所研究领域的知识、学科发展最新概况、智能科学前沿技术及最新科技成果、专业学习方法、实验室在研项目等进行系列专题讲座，这样的讲座一方面更加具有针对性，另一方面能够充分发挥不同研究方向老师的优势。在此基础上进行讲解和讨论，学生可以从不同来源、不同角度了解该专业的内容、研究方法、前沿技术及发展方向，从而引导他们在智能科学与技术专业这条道路上稳步前行。

2.3调整与优化教学内容

作为一门“入门”课程，智能科学技术导论的讲授切忌涉及太多的理论，这会使学生失去学习的信心；同时，也不允许对课程内容进行重复性的讲授，这会使学生失去学习兴趣。鉴于此，在教学内容的组织上要做到内容难度适中，选择适合学生接受能力且对后续专业课学习有帮助的内容来授课。此外，智能科学是一个不断发展的学科，其技术成果、研究动向更新快，教师应及时介绍智能科学技术领域的最新科技成果，引导学生关注本专业的知识应用，拉近学生与智能科学技术之间的距离，使他们及时掌握本学科领域发展的最新动态，扩大知识面，为今后专业课的学习以及就业做铺垫。

2.4运用灵活的考核方式

一般专业课的学习效果比较显著，只要努力，课程结束后，学生一般也就掌握并内化了相关的专业知识。和这些一般的专业课程不同，智能科学技术导论课程的学习效果只能在后续专业学习中逐步体现，也正是由于该课程的教学内容、教学目的和教学要求等方面所具有的特殊性，其学习效果仅仅通过传统的测试很难检验出来，同时也容易束缚学生的思维，不利于其应有作用的发挥，因此，可考虑多样化的考核方式，如提交通过思考和查阅资料等手段完成的小论文、根据实验报告中的实验步骤写实验体会、要求学生推荐他认为本专业最新科技成果或参考书等。

2.5积极开展实验课

智能科学技术导论是一门从宏观上介绍智能科学领域相关内容的专业基础课，其重要任务是介绍专业教学安排和专业学习方法，并没有深入具体地介绍某一知识点。由于导论课程的特殊性，实验的开设可以参观性、演示性、模拟性为主，如组织新生参观学校组织的电子设计竞赛的作品，在参观过程中，从专业的角度为新生讲解各参赛作品的设计意义和原理。

此外，智能科学与技术覆盖面很广，工程性与实践性很强，现有市场上已存在涉及很大一部分相关知识的技术成果，因此，可进行反求工程式的实验课。如本院实验室拥有的机器人涉及到机械、计算机软硬件、人工智能、智能系统集成等众多先进技术，学生从中可逐渐认识、理解、学习掌握智能科学知识，这种反求工程式的实验课不仅可以提高学生对学习本专业知识的兴趣，也为后续专业学习奠定了基础。

2.6培养高素质的师资队伍

智能科学技术导论作为智能科学与技术专业学生的入门课程，对授课教师提出了很高的素质、能力要求。授课教师应具有深厚的基础理论知识、宽广的专业知识、丰富的科研与工程实践经历、高水平的教学能力以及大学生思想教育的经验[7]。

3结语

智能科学技术导论这一课程对稳定学生初期迷茫的专业思想动态、激发学生浓厚的参与意识和兴趣、提高学生学习后续专业课程的热情和解决实际问题的能力等有重大影响。在没有现成经验可借鉴的情况下，只有不断地实践总结，才能发挥其作为智能科学与技术专业“敲门砖”的作用。

参考文献：

[1] 范军芳,苏中.“智能科学与技术”专业自动控制理论课程教学研究[J]. 理工高教研究,2010,29(3):138-140.

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[3] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[4] 钟义信. 设置“智能科学与技术”博士学位一级学科:必要性、可行性、紧迫性[J]. 计算机教育,2009(11):5-9.

[5] 刘光明,于斐,周雅,等. 大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J]. 高教论坛,2007(1):37-39.

[6] 陈峥滢,黄圣生. 论大学教学的探究性与师生关系的定位[J]. 现代大学教育,2004(3):105-107.

[7] 彭熙伟,廖晓钟,邹凌.“自动化专业导论”课的教学实践与探索[J]. 中国电力教育,2011(1): 74-75.

Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology

LIU Zhenbing, DANG Xuanju

(School of Electronic Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)

第3篇：智能科学与技术论文范文

关键词:智能科学与技术;机器人;课堂学习;项目实践

智能科学与技术是一门新兴的学科,目前在国内部分高校已开办了该专业,鉴于该专业的高度交叉性和强调工程实践的要求,如何加强工程实践训练,使之与课堂学习有机结合是一个值得探索的问题。而积极开展学生创新计划项目,鼓励同学们参与科研实践无疑是一个很好的途径。我校的“创新创业项目”正好给学生提供了这样一个良好的学习与实践平台。

“仓库巡逻预警机器人”项目的主要内容是在一个自行拼装的轮式机器人本体上完成集感知、规划、决策和移动为一体的行为控制,根据已知地图信息进行全局路径规划、实现避障,对环境中的烟度、温度、湿度、气味、声音及热释红外等因素的异常进行感知和及时预警,完成指定区域定时、定点的巡逻预警工作。

1项目实施过程

“仓库巡逻预警机器人”项目实施大体分以下3个阶段:1)理论研究和技术学习为主;2)机器人的组装,雏形测试,及整体功能的实现;3)功能测试、改进,论文、报告的撰写。

对于巡逻机器人来说,首要任务是完成机器人本体的装配,其他很多功能的实现都与机器人本体设计有关。此外,漫游功能是巡逻机器人的基本功能,下面将对这两个内容进行主要介绍。

1.1机器人本体的设计和装配

针对仓库巡逻任务的实际需求,并考虑到现有条

件的限制,在研究了多种机器人基本结构、运动学及动力学特性[1-2]后,最终采用了如图1所示的三轮机器人结构。其底盘结构为一个万向轮和两个独立驱动轮,车体前、左、右方各安装一个红外接近传感器。

基金项目:中南大学2009年“大学生创新创业启航行动”创新项目(CX13)。

作者简介:党志刚(1990-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术方向);刘丽珏(1973-),女,副教授,博士,研究方向为智能计算与智能规划;肖剑明(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术);谌慧滨(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(智能科学与技术);韩爽(1988-),男,本科生,研究方向为自动化专业(电气)。

1.2机器人漫游的实现

漫游功能是巡逻机器人的基本功能之一,要实现漫游,除要对机器人的“前进、后退、左、右转弯、原地转圈、加、减速”等简单运动行为进行控制外,还需根据传感器信息对周围环境进行感知,以避开障碍。神经网络控制是智能控制的主要方法之一,利用神经网络,再结合简单的逻辑判断,可实现简单环境中的漫游。

在2.1所述的机器人本体“左、前、右”各安装一个红外接近传感器,就可实现简单环境中的漫游。结合硬件结构,采用二值函数作为激励函数构造了有3个输入、2个输出,由两个感知器构成的神经网络,结构如图3所示。

图3神经网络结构图

其中x1,x2,x3表示安装在机器人左、中、右边的3个传感器的输入信号,输入为0表示有障碍;输入为1表示无障碍。wji表示权值,y1,y2为输出,0表示后退,1表示前进。采用的二值函数如下式:

(2.1)

其输入、输出关系为:

( ) (2.2)

为实现避障,给出如表1的训练例子,作为神经网络的学习实例。

神经网络的权值和阈值采用学习算法进行调整,权值修正公式为:

,( ) (2.3)

其中x为输入向量, 为期望的输出向量, 为感知器实际输出向量。

显然从公式2.3可以看出,如果第 个神经元的实际输出与期望一致,则不对该神经元的权值进行修改;如果某个神经元的输出为0,而期望响应为1,则将此时的权值矢量wji加上输入向量x作为新的权值矢量;如果某个神经元的输出为1,而期望响应为0,则将此时的权值矢量wji减去向量x作为新的权值矢量。

而阈值修正公式为:

, (2.4)

经MATLAB仿真训练[3],其一次训练误差收敛过程如图4(其中横坐标表示训练代数,纵坐标表示平均绝对误差)所示。

(a) 左轮感知器误差变化曲线

(b) 右轮感知器误差变化曲线

图4左右轮感知器误差变化曲线

经学习后得到权值和阈值:

; ;

; 。

将机器人置于图5所示的简单环境中,一次实验中,机器人行进轨迹为ABCDEFG,对应的输入、输出向量和机器人行为如表2所示。

如图5所示,另一次漫游所得轨迹为abcd,在这种情况下,机器人会在cd段上往复运动,漫游失败。2.3中介绍的迷宫机器人学习算法将初步解决此问题。

1.3迷宫机器人路径规划

除上述问题外,应“人工智能课程设计”的要求,还对“迷宫机器人路径规划”问题进行了研究,使机器人在未知迷宫中不断获取有关前方和两侧隔墙的信息,从而进行路线识别和行走姿态控制,搜索安全出口并顺利走出线性迷宫。运用左手优先法则,再结合2.2的避障方法,实现了迷宫机器人路径规划,如图6所示。反复试验发现,只需要2个红外接近传感器(分别安装在机器人的左、前方)就可以完成机器人行走迷宫的基本行为控制,第3个(安装在右侧)用于微调行进时的位姿,以保证机器人自身安全。

采用字符串匹配迷宫机器人自学习算法[4]可以大大缩短迷宫行走时间。此算法大致思路如下:机器人每穿越一个路口,就在存储器中记录一个字符:若直行保存一个“S”、左转保存“L”、右转保存“R”、掉头保存“U”,在程序调用时,分别令S=0,L=90,R=-90,U=180。根据左手法则,机器人走迷宫共经过17个路口,如图6所示。显然机器人第一次走完迷宫后存储器保存字符串str=“SULLULLURLLLUSRSS”。进行字符串匹配:在字符串中找到U,对U和其前后两个字符进行数值计算后对字符串进行简化(如对字符串str进行第一次匹配将会找到“SULLULLURLLLUSRSS”,第一个“SUL”计算“0-180+90=-90”,因此可表示为字符“R”,第二个“LUL”计算“90-180-90=0”,因此可表示为字符“S”,依次类推可由字符串str得新串str1=“RSULLRRSS”;继续对str1进行匹配得到新的字符串str2=“RRLRRSS”(匹配到字符串中没有“U”为止)。最后匹配得到的新字符串“RRLRRSS”。

图6机器人穿越迷宫路径示意图

根据以上算法,当机器人再次走入迷宫时,行进路线如图7所示。显然这种算法大大缩短了第二次搜索的路程和时间。

图7学习后的机器人走迷宫路径示意图

以上字符串匹配学习算法有一个明显的缺点:在重复搜索同一个迷宫时才能起作用。采用更具智能的算法优化机器人的迷宫搜索是下一步目标。

1.4下一步的工作

设计和实现仓库巡逻机器人的目标还包括:希望机器人能对异常的温度、气味、声音等进行预警,因此,在给开发板上加装了DS18B02温度传感器、ADC0809、数码管、蜂鸣器和发光二极管等器件,成功扩展了温度测量与报警模块的基础上,下一步的工作便是开始学习和研究烟雾、湿度、气味、声音等环境因素的实时测量和预警模块;目前已初步实现了用串行通信和无线通信方法,将巡逻机器人获得的数据发送到PC机上进行实时监控,其他功能的实现还有待进一步的努力。

上述功能基本完成后,最终将结合各个模块,对机器人进行系统综合调试以实现仓库巡逻预警功能。并结合以后开设的智能控制、神经网络控制、智能计算等专业课程以及增强学习[5]的有关方法,进一步改进整个系统,提高稳定性的基础上使其具有更高的智能。

2心得与体会

在历时2年的专业课学习和6个多月的机器人项目的申请、实施中项目组成员深刻体会到从事智能科学与技术领域学习和研究时,扎实理论、进行工程实践的重要性和理论与实践紧密结合的必要性。

扎实的理论是进行项目实践的前提。课堂学习有比较充足的学习时间、任课老师的指导、同学之间的讨论、相关实验和各种考核机制,是掌握理论的绝佳机会。在项目实践进程中,会不断遇到各类问题,而大部分问题可以用课堂学习过的相关知识解决。

项目实践是检验理论体系是否完整、基础知识是否扎实的一个很好的标准,是课堂学习的兴奋剂、自主学习的催化剂。分析、解决问题的过程,就是不断补充理论知识、训练思维、强化动手能力、提高工程素养、培养兴趣的过程,在这个过程中,学生可以学到很多书本以外的知识和宝贵的科研、工作经验这些对课堂学习是一个很好的补充。总之,在课堂学习和项目实践的结合中,学生会有更加迅速的成长。

3对教学的若干建议

在智能科学与技术专业进行学习和研究以来,收获很多,作为学生,在教学方面也有一些自己的看法:1) 2010年中南大学智能所开设的人工智能、机器人学和专家系统等课程采用课堂讨论、辩论和报告的形式授课,广大同学配合积极,有同学现场演示和讲解了亲手制作的“人形机器人”和组装的“机械臂”。这样的授课方式极大地调动了学生的学习积极性和主动性,有助于知识的理解并提高创新能力,应该推广。2)在高校,许多本科生有课外实践的想法和热情,但考虑到花费时间多、可能影响学习成绩,就望而却步。如果将项目实践作为相关课程成绩考核的一部分,不仅会使学生大胆投身项目实践,也会使课堂学习效率倍增。3)“榜样的力量是无穷的”,广大学生渴望与国内外大师见面,聆听教诲。

4结语

“仓库巡逻预警机器人”项目富有挑战性的申请、实施和进一步研究过程是以智能科学与技术领域的基础课程和专业课程的学习为基础的;项目的实施过程可以巩固、提高硬件电路设计、程序设计等基础知识,熟悉MATLAB等仿真软件,又可以及时运用人工智能、机器人学等课程中学到的神经网络控制、机器人路径规划技术;进一步的研究又提供了一个了解该领域前沿问题(如强化学习)的机会。综上所述,课堂教学与项目实践的结合不仅会使学生加强理论基础、提高实践能力,而且会在很大程度上促进该领域的发展。因此,这种教学模式的推广意义重大。

参考文献:

[1] 蔡自兴. 机器人学[M]. 2版. 北京:清华大学出版社,2009:46-83.

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[5]Richard S. Sutton,Andrew G. Barto Reinforcement Learning:An introduction[M]. Cambridge:The MIT Press Cambridge,1998.

Combination of Theoretical Study and Robot Project

DANG Zhi-gang, LIU Li-jue, XIAO Jian-ming, CHEN Hui-bin, HAN Shuang

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

第4篇：智能科学与技术论文范文

本次会议的宗旨是探讨信息哲学的基础理论及其时代意义和价值。会议主题报告的内容主要集中在以下几个方面。

一、关于信息本质和信息本体论

北京邮电大学的钟义信教授以《再探“信息”》为题做了本次研讨会的首场主题报告，他认为信息概念是一类与物质和能量都很不相同的复杂对象，只能采取主客互动的研究视角加以研究。在信息的本体论定义和认识论定义中，前者是后者的源头，后者是前者被认识主体所感知的结果，人类能够获得、处理和利用的只能是认识论信息。 基于此，他探讨了信息运动的基本规律，即“信息转换定律”，并强调了其超过能量转换定律的重要性。

中国人民大学的苗东升教授首先对当前学术界关于“信息”概念的多维理解进行了评述，赞赏了由此而产生的世界信息科学和哲学的多元协同发展现状。其中，他尤其强调了当前中国信息科学和哲学研究仍然存在着唯西学马首是瞻的诸多弊端，而事实上，中国学术界已经取得了一些优秀的、很有价值的研究成果，例如邬教授在信息哲学研究中，历经30多年的辛苦而创立的思想体系，已然形成了能与西方分庭抗礼的“中国学派”。苗教授还意味深长地呼吁广大学者立足自身，心无旁骛搞研究，力争信息科学与哲学的“中国学派”的长足发展，相信在不久的将来，中国的信息科学和哲学研究必然有所成就，为西方所不可及。

北京大学的罗先汉教授以《物信论及其应用》为题做了主题报告。他首先指出广义信息可由物质的实在状态及其相关规律来表示，由此，他所提出的物信论认为在存在上，信息要依赖于物质；而在运动变化上，物质则要依赖于信息，物质与信息既彼此不同又相辅相成的对立统一规律，才是宇宙的根本规律。

莱顿大学的詹姆斯・W・麦卡利斯特对经验数据的信息内容：方法论和形而上学意义进行了详述，他认为经验数据是科学观察和测量的结果，包含着关于世界的信息，表达着世界的结构。科学定律的功能并不在于精简经验数据集，而是表征其中的意义模式，且正是这些模式对应着现象。那么，多少模式能够真正地表征现象呢？这里并没有一个确定的标准，科学实践表明具有所有可信属性的模式都对应着现象，所以世界也就具有所有可能的结构。

俄罗斯科学院的康斯坦丁・科林（由约瑟夫・ E・布伦纳代讲）提交了题为《信息的现实结构、科学世界观和哲学根本问题》的论文。他提出了一种关于科学化世界和哲学基本问题内容的新理解，基于对现实结构的多元组分中的具体信息现象的分析，他认为除了物质客体、过程和事件之外，在现实世界中，还存在着不可见客体、过程和条件等信息内容。所以，哲学的基本问题研究应将关系看作一种关于现实的可见与不可见的构成要素。

武汉大学的李宗荣等人认为，在计算机芯片植入人体体内以后，能够与人的神经系统联合工作，这个事实告诉我们，处于信息进化论过程的这两个极端被连通起来了。这样，宇宙间的“信息统一性”被无可怀疑地以理论与实践相结合的方式证明了。宇宙万物都具有“物质―信息二重性”，对它们既可以进行物质与信息的一分为二，又可以进行物质与信息的合二为一。信息具有非物质的特征，但它又必须具有物质的载体，因而信息也是物质的。

二、 关于哲学发展和信息哲学研究方法论

西安交通大学的邬教授做了题为《哲学的发展与哲学的根本转向》的主题报告，他首先指出现代主流哲学数次转向的倾向性实质，乃是沿着向认识主体内部日益狭隘的因素的追求来限定哲学研究的主题内容，如此，哲学必将丧失其应有的功能。人类哲学的发展还有另外一条路径，这就是在一般科学发展的过程中所孕育和展现出来的哲学自身的发展。按照信息本体论的理论，世界（存在）是由物质和信息两大领域构成的，物质和意识之间通过自在信息的中介相互过渡和转化。由此，信息本体论学说的建立为变革哲学的所有其他领域提供了一个统一的基础。由于信息哲学首先在存在领域的分割方式这一哲学最高范式的层面上把传统哲学的“存在=物质+精神”的一般信条改变成了“存在=物质+信息”，并在信息活动高级形态的意义上重新解读了精神活动的本质，所以，当代信息哲学的诞生导致了人类哲学的第一次根本性转向。

华中科技大学的欧阳康教授以《前提性反思与合理性评价――信息哲学研究的方法论问题》为题做了主题报告。他首先提出哲学思考的最大特点是致极性与超越性，寻找信息问题的极限与边界，进而从发生学、社群学、存在论、认识论、价值论等角度，阐释了事物与信息的同时同步关系、信息作为环境或存在领域的本质构成、信息作为认识过程的介质及其与价值世界的相关性等论题。最后，他还指出信息的哲学思考具有非常广阔的领域，包含非常丰富的内容，面临非常复杂的挑战，需要非常多维的视角，尤其是综合化和整体性的研究。

西班牙萨拉格萨大学的佩德罗・C・马里胡安作为外方主席，做了本次研讨会的第二场主题报告。他认为，随着越来越多的研究实践转向信息科学中的诸多论题，一门严格的信息科学能否最终产生，不仅仅依赖于信息哲学的积极讨论，最重要的是要在信息科学自身中构造一种新的思维方法。它建基于主体/客体、元观察者、自创生、传播和信息流等方面进行思考，其要点在于关注通向信息实体的经验性进路；将信息的“不可见的手”作为包括不同信息领域中所有复杂性的巨大成形器；考察信息在其所激发的转换和不同主体或行动者领域之中的符号化流动，以及在适应性地调整物质结构与自创生过程中的自身呈现。

三、关于信息哲学与其他哲学的关系

汉密尔顿学院的肯・赫罗尔德针对时间和计算的哲学问题，追溯至笛卡尔，强调其时间概念建基于一种行动的同步观念，因而减少了对于记忆的依赖。而图灵，还有维纳，都探讨了经验的纵向维度。由此出发，他采用格鲁普的时间替论，解释了数据和信息之间的一种经由直觉和计算的不同步的逻辑界面。这种时间的界域哲学导向了一种对在吉尔伯特的共同知识的信息结构中的状态和共同回忆的阐释。

哥本哈根商学院的索伦・布赫尔考量的问题在于能否通过将基于现象学的符号学与基于系统和控制论的信息概念结合起来获得一个关于认知和通讯的跨学科理论。生物符号学就是这么一种试图整合生物学和符号学的发现，以构造一个关于生命和意义作为自然世界的内在特征的新观点。生物符号学家强调编码是三元符号化过程的一部分，在这个过程中，解释项在对象和符号（表征项）之间建立动机化的连接。

山西大学的魏屹东教授从信息哲学的视角出发，揭示了信息与认知或者心灵、表征与语言和知识的相关性，认为信息是认知与表征的内容，认知是一种信息处理过程，而表征则是信息的再描述。在本体论上，信息是构成物理世界的一种存在形式（form），“inform”就是“在形式中”，因此，“形式”就是信息的根隐喻，柏拉图的形式理论是信息哲学的基础。由此，信息是心灵对自然现象的认知与表征，它似乎是无处不在的、半透明的、非绝对的、离散的、无维的和难以言明的，但可以肯定，信息哲学将与认知哲学联手探讨信息问题。

法国跨学科研究中心的约瑟夫・布伦纳就“人格同一性的信息过程”进行了详细的报告。他认为，人格同一性作为一种复杂现象，对它的思考不能离开对同一性和多元性，以及作为动态过程的二者关系的理解。而他所倡导的现实逻辑恰恰提供了一种对同一性和多元性之间的本体论关系的新理解。同时，邬先生所创立的信息哲学和元哲学则首先从本体论上对此给予了支持。基于二者的综合，他指出人格同一性现象的稳定与变化的复杂性乃是一种本体论过程。邬所提供的人类信息活动的等级结构图景，有助于人格同一性的建构，而这正是他所建议的一种人格同一性的本体―认识论之路。

四、关于信息社会、互联网及其伦理问题

维也纳技术大学的沃尔夫冈・霍夫基希纳（由罗伯特・雅恩代讲）提交了题为《“全球性可持续信息社会”――对未来的展望》的论文。他认为社会系统是一种另类的多元进化系统，其所具有的综合效果便是所谓的共同性。社会系统表现着个体化和社会化的辩证关系，如果个体因素处于中心舞台，那么共同性则是其附属。今天，在全球化挑战的时代，共同性附属变得不再稳定，因此需要建构一种超系统，以关照所有演员之间的多元化的整体关系，而这正是一种全球稳定的信息社会视野的理论依据所在。

重庆邮电大学的徐仲伟教授在对大数据时代互联网本质的思考中认为，“大数据”的本质就是对社会事物从量的角度，通过今天的互联网等技术所产生的，让我们认识到的，体量浩大、类型复杂、迅速生成、价值巨大的社会事物量的表现（或者说记载、信息）。大数据的出现，是人们对社会事物从量的角度对许许多多的社会事物认识和反映的结果，有自身内在的规律和外在的形式。互联网在人们的当代生活和工作中从多个维度展现着其巨大魅力，如果从互联网所表现内容的角度看，其本质实际上就是它的社会性，它所反映的完全就是我们的现实社会。从技术手段的角度看，互联网的本质仍然是它的工具性。

重庆邮电大学的代金平教授从价值哲学层面对网络化传播境域下的信息文化进行了深入分析，他指出网络时代滋生出诸多问题或矛盾，其中最为突出的当属人类在网络化传播境域下信息化生存所面临的全新的价值判断、选择和重构等问题。网络文化作为信息文化在网络化传播境域下的具体表现形式，以自由为根本旨向，然而这种网络自由必须是在一定的网络规范约束下的自由，由此便构成了网络化传播境域下信息文化的基本价值冲突，进而影响着网络时代信息文化的其他二元价值冲突。基于信息文化视角的深入分析，他总结认为网络行为主体的自律才是解决网络自由与网络规范冲突的重要途径，构建和谐的信息文化环境才是解决网络自由与网络规范冲突的必由之路。

印第安纳大学的科林・艾伦认为，在互联网时代，能够获得极大数量学术文本的数字途径为人文学科研究者提供了机遇和挑战。而应对这些挑战，需要拥有适合机器和人们使用的高质量的数字资源的内容说明。对这些内容的不同归类方式必然建基于不同目的，因此会导致不同归类图式之间更进一步的问题出现。他讨论了哲学概念的归类根据，并分析了一些主要的归类途径是如何处理不断变化的资料的，进而描述了印第安纳哲学本体论计划的目标和方法，并提供了这类利用模型方法的分析案例。

维也纳技术大学的罗伯特・雅恩就内在价值本体论进行了探讨，他认为技术和社会经济的快速变化引起了困惑，使得哲学尤其是伦理的复兴成为必要。假定道德价值不是物质 （根据物质一元论），而是道德评价者的一种内在的偶发属性，那么信息伦理必须建基于这些价值，因为对于人类来讲，这些价值仍然与信息时代之前的道德普遍原则相契合。信息有其不同的定义，作为一个价值事物的潜在组成，它影响价值的具体性，也就是说信息和通信技术作为评价主题必须展现自己的价值，而道德行为者也必须证明他所认知的属性是充分的。

五、关于量子信息、信息量子和计算问题

华南理工大学的吴国林教授以《量子信息与不确定性的哲学思考》为题做了主题报告。他首先将量子信息与经典信息区别开来，指出本体论量子信息是微观事物的状态与关联方式的自我显现，认识论量子信息是微观事物的状态与关联方式对认识主体的显现。进而，他从量子纠缠的关联程度和量子信息的度量入手，阐述了量子信息和不确定性之间的关系，即前者是后者的消除。量子信息表达了量子系统的确定性，不确定性在量子信息（量子技术）作用下可以发生改变，而量子世界又是确定性与不确定性的统一，因此量子世界的不确定性可以受到量子信息的控制。由此，普遍而言，物质与信息是统一的。

四川社会科学院的有梁教授对“质量―信息关系式与信息量子”进行了深入的哲学思考。他首先从香农―维纳公式推导出一般不确定原理，以及作为一般不确定原理的特殊情况的海森伯不确定原理。基于此，他又结合爱因斯坦的质能关系式得到质量与信息、能量与信息的关系式，阐明了质量、能量、信息三者之间的关系。此外，他还提出了“信息量子”、“信息寿命”、“信息长度”的新概念和新公式，进而分析了引力波的“信息量子”及探测引力波困难的原因。

希伯来大学的以色列・贝尔夫对“信息―计算的转向：哈金式革命”进行了探讨。他所提倡的哈金式革命的标准是跨学科的，能够集中体现新的研究机构的建立和新的研究方向，而且与重大的社会实质性变革息息相关，所以也应是无边界的。概括而言，此革命实质在于计算模型和模拟的革命，涉及混沌、复杂性和系统理论中的涌现和还原论中的诸多论题。基于此，他揭示了一个比特的新语义场，其中，信息化手段和计算复杂程度是新的语言，量子比特、黑洞熵和全息原理是新的对象，信息时代（空间/时间/虚拟）则是社会变迁的标志。

亚眠大学的柳渝基于对“信息”与“问题”的西文字源与汉字基因的分析，认为P versus NP问题认知的困惑来自概念认知的困惑：“基于验证的定义”取代“基于求解的定义”，造成了NP欲捕捉的“不确定性”消失了。结合中国古代哲学家公孙龙提出的著名的逻辑问题“白马非马”，她指出P versus NP的关系只能从相对比较的角度来认知，在中国思想里，此认知表达为“阴阳互补原理”，这样不仅从整体观出发，能够解读P versus NP问题，而且能探讨科学与人文相结合的意义以及中西文化的互补性。

六、关于信息、智能与逻辑的关系

西安交通大学的王小红教授就人工智能问题，提出机器发现系统检验了以及正在检验着实在论者与反实在论者在观察与理论陈述的争辩中的立场。当数据和假设之间的严格边界崩溃之后，机器发现系统重新发现了更多的经验定律。她对旧的争辩和机器发现应用语义信息理论的生产，与应用于厘清人工智能系统和自然智能系统之间差别的成果进行了解释。

中国社会科学院的刘钢教授主要探讨了《易经》的成卦法中的大衍求一数问题，举例说，即在莱布尼茨的普遍字符和通用图灵机的理论基础上来讨论，使得一节较短的算法片段能够描述某一卦产生的进路。他认为大衍求一数、普遍字符和通用图灵机可以看作是等价的，而且因此便开启了一个从对《易经》的数学研究到现代计算机和信息科学的新路径。

第5篇：智能科学与技术论文范文

【摘要】随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在实训教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势，从而研究它的价值和市场经济效益，并探析了虚拟仿真实训系统开发的技术在实训教学中的应用。

【关键词】虚拟仿真技术/平台；虚拟仿真训练系统；实训教学

一、虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究

虚拟仿真系统的功能主要体现在它可以让使用者借助于专用的视、听、触觉等具有感知功能的设备，进入仿真系统制造的虚拟空间，并且还能够与虚拟环境中的人和物体进行实时交互，从而感知和操作虚拟环境中的各种对象，最终达到身临其境的效果。它的组成主要是把计算机作为主要的部分，其次综合利用三维图形、多媒体、仿真等技术构建起一个逼真的虚拟系统。从它的组成部分和应用程序来看，虚拟仿真实训系统对三维图形的利用还是十分频繁的，因此我们应当对其进行重点研究。虚拟仿真实训系统在工业机器人上的应用设计主要是利用三维建模软件，通过虚拟现实标准语言建立虚拟环境中的实体模型表现出来，最后通过描述它们之间的结构关系，快速、真实地显示三维虚拟工业机器人，并为工业机器人控制系统提供一个研究观察平台。本段主要通过对虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究，来发现虚拟仿真技术的优点和研究其未来的发展方向。

Maya软件是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，通过对Maya软件的运用，能够使虚拟仿真实训系统在一定程度上提高制作三维动画的效率和品质，调节出仿真的角色动画，使其得出更加真实的效果。这是因为Maya软件不仅仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还能够和世界上最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合，使得虚拟仿真实训系统所创造出的画面更加真实有立体感。

二、虚拟仿真技术在各领域内的作用

随着科技的发展，虚拟仿真技术在一些高科技等高端领域的地位越来越凸显出来，地位与作用也逐渐提升。尤其是在移动互联网的应用与开发、手机游戏设计及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的价值更为突出。

Maya软件是虚拟仿真技术的一种，它应用的对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。它能够在工作的过程中展现的比较灵活，易学易用，制作出动画的效率非常高，渲染出画面的真实效果比较强，它对画面中角色动作的捕捉尤为清晰，与画面角色的绑定的联系性也十分紧密，是虚拟仿真实训系统中一个比较不错的系统软件。MAX软件它最开始的应用是在电脑游戏中的动画制作，后来又进一步的开始参与影视片的特效制作，MAX软件还被广泛地应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域，也就是虚拟仿真实训系统当中。它强大的立体三维功能被新媒体、影视动画、游戏动画等领域广泛运用。

三、虚拟仿真技术为机器智能实验课带来的好处

虚拟仿真技术的应用为现代化的社会带来了许多的方便，让机器实验课、项目实训的智能科学与技术专业实验教学越来越丰富化。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。通过对虚拟仿真技术的应用，使得上级和下级、老师和学生的客户信息以及实训项目、实训指导、模拟操作、技能测评等等的信息存储在管理信息库中，与此同时，上级和下级或是老师和学生之间就可以通过客户机对下级或者学生之间的实训进行远程的指导与管理。

随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在在现代职业技能教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的不断完善和发展，将为机器智能实验课等实训课程带来更多的方便和益处。由于它能够为人们提供一种高级的人机接口，具备交互性、想象性、沉浸性等特点，所以它主要的应用领域在政府、企业、学校等这些需要实训学习环境的地方。

四、虚拟仿真实训系统的应用领域和发展趋势

作为一项新兴的科学技术，虚拟仿真技术还处在一个不断探索前进与不断完善的阶段当中，其发展趋势呈一个不断上升的大幅增长的趋势。从目前来看，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决，因此虚拟仿真技术正在与教育、培训等领域不断地相适应和匹配。

其次，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。虽然目前政府、教育部门、学校、教师都认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。例如：虚拟仿真技术对计算机及相关硬件的要求比较高，但是这些方面的发展不能够满足人们对虚拟仿真技术的需要，虚拟仿真软件数据是一个庞大的数据库，三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等也有很高的要求，也就是说，虚拟仿真系统对硬件的要求较高。因此需要对计算机及相关硬件的发展有一个更高的要求。最后，教学类虚拟仿真软件的质量还有待提高、对虚拟仿真技术的研发标准也不统一和对虚拟仿真技术应用不够广泛等等，这些都是需要发展改善的地方，也是未来虚拟仿真技术发展的一个大的趋势。

五、虚拟仿真实训系统的价值和市场经济效益

虚拟仿真实训系统作为一个高端的科技系统，对政府、企业、学校等的发展，起到了至关重要的作用，并为其创造了更大的价值。同时虚拟仿真技术的不断发展，也在打开了市场，扩大了市场份额的同时为市场创造了更多的经济利益。

在市场经济为主导的今天，虚拟仿真实训系统也为市场经济的发展做了一定的贡献，为市场经济的发展添砖加瓦，在自己发展得同时也促进了市场经济的发展。因此，我们应当不断地发展虚拟仿真实训系统，使其深入到更多的地方，让更多的地方和人们体会到虚拟仿真实训系统为人们带来的价值。

总结

虚拟仿真实训系统的日渐完善，使得人们的生活也不断的丰富活跃起来，政府、企业、学校等地方对其的应用，也促进了虚拟仿真实训系统的发展。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势的研究，探讨了虚拟仿真实训系统的价值和市场经济价值，同时也为虚拟仿真实训系统的发展奠定了理论基础。

参考文献：

[1]刘仲波 李瑞涛 《拟仿真技术在城市轨道交通工程实训中的应用》 吉林大学交通学院、吉林交通职业技术学院 2012年第12期

第6篇：智能科学与技术论文范文

根据科学研究的一般程序,第一步就是选择科研课题。一切科学研究都是从发现问题和提出质疑开始的,因此学位论文写作和科研课题的开题都必须在这个前提下进行对科学问题的界定是科研选题的认识前提。由于科学问题是科研选题的来源和根据,因此科研选题首先需要科学问题的含义以及科学问题的发生点。

人们总是在不断地认识自然、改造自然。在此过程中,必然会发现各种问题,对其产生困惑与怀疑,进而进行科学探索,以期能加以解决的历史。只要存在着人与自然的矛盾,就会形成科学问题,旧的问题解决不了,新的问题又在孕育之中,引导着科学家不断地进行探索。人类的认识就不断走向深入,这部历史也会不断地写下去,然而,并非所有问题都可以成为科研问题,因此有必要对科学问题有一个较为清晰的认识。科学研究的过程就是不断提出问题,不断解决问题的过程。研究生刚开始还不具备独立研究的能力,参与导师的科研课题可以锻炼科研能力,学到科学的研究方法,并在课题研究中提高。在总体培养目标方面,两种类型的人才培养都应在知识、能力、素质诸方面协调发展,使学生系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法,培养其良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的能力,使学生能够具有分析问题和解决问题的能力,以及知识自我更新和不断创新的能力,以适应智能科学与技术的飞速发展。

一、科学问题的界定

科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的科学实践水平和知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未能得到解决的矛盾。它包含一定的求解目标和应答域,但尚无确定的答案。举个例子,老百姓见面常问的“吃了没有”,是不能算作科学问题,因为它不是“关于科学认识和科学实践中需解决而又尚未解决的问题”。而西方人爱问的“近来怎么样”(How do you do)就可能是一个科学问题了――至少是一个社会科学问题。

在人们的认识中,时常会有问题出现,可以把这些问题划分为两类:一类是简单问题,一类是科学问题。前一类问题因为缺乏相关的知识背景,不能对事物的现象进行分析,不了解或者不知道相关知识的来龙去脉,因此这种问题还不是真正的科学问题。它们对相关学科之外的人来说可能是问题,但是对本专业领域内的人来说,可能是普通的常识。这些问题随着人的认识的增加会迎刃而解。这里所说的问题属于真正的科学问题。“只有出问题,才会驱使人们去探索、去发现新的事实、去寻找产生问题的原因和解决问题的答案。而解决问题的结果,或者根据新事实修正以至现有理论(前驱理论),建立新理论(后继理论);或者修正、排除已有经验事实中的错误,使之适应现有理论;或者二者兼而有之”,科学正是在这样不断提出问题,又不断解决问题过程中发展的。科学问题的提出和解决不仅能导致科学知识的积累,使原有理论得到完善和发展,而且能导致科学的革命和新理论的建立。所以,深入分析和研究科学问题的发现途径和思维方法,对于丰富和发展科学认识论和指导具体的科学研究具有相当的意义。爱因斯坦认为,提出问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅是数学上的或实验上的技能而已;而提出问题,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想像力,它标志着科学的真正进步。

二、科学问题的来源

科学问题实质上是经验与理性之间的矛盾,包含着理论与实践、理论与事实、理论内部或理论之间的矛盾,归根到底是客观矛盾在人们头脑中的反映。因此,科学问题来自客观世界,可归纳为以下几个主要方面:

1.从社会实践的需要中产生问题

科学实践与科学理论的矛盾是自然科学发展的内在的主要的矛盾,也是科学问题的主要来源。当原有的理论不能解释新的观察和实验结果,甚至与新的科学事实发生冲突时,便产生了矛盾,也产生了需要探索的问题。这些问题经过抽象与转化,就成为科学问题。如信息技术发展导致的新兴工业发展的需要,提出了“信息高速公路”问题;由于粮食的要求,提出了杂交水稻的问题。这类应用性问题的提出,也常常要求人们应用基础研究的发展。如因为农业增产的需要,培育优良品种的农业技术研究向遗传学提出了研究问题;从研究热机效率到研究热力学基础理论的问题。

2.生产实践

生产实践是人类改造自然、解决人与自然、解决人与自然之间矛盾的最基本的实践活动。随着生产的发展会不断地向人们提出需要探索研究并给予解决的科学技术问题,因此,生产实践是科学问题产生的重要来源。

3.由新需求产生的矛盾

在社会生活中,人们的需要是多种多样的、不断发展的,如工农业生产、社会生活、医疗保健和环境保护等,都不断提出新的需求,而当原有科学理论和技术手段不能满足这种新的需求时,对这种矛盾的研究会使人们提出新的科学问题。

4.从已知理论与经验事实之间的矛盾中产生问题

任何科学理论都是在特定历史条件下实践活动的产物,都将随着事物的发展与实践的深入而进一步完善。在科学研究活动中,会不断地出现新的事实当科研中发现某种新事实或新现象,而原有理论又不能解释,甚至不能相容时,就产生了矛盾,使原有的理论面临着挑战,或暴露出它的局限,从而产生出需要探讨的问题。新的观察、实验现象同原有理论的矛盾。观察、实验是获取事实的重要方法,也是科学问题的重要来源。当观察和实验中发现了新情况、新矛盾,而原有理论无法解释时,这就给科学研究提出了新的问题。

三、理论内部或理论之间的矛盾

1.科学理论内部的逻辑矛盾中产生问题

科学理论的基本要求就是在逻辑上应该是无矛盾的,一个理论如从中推出逻辑矛盾,则说明其内部存在着需要进一步探讨的问题。当一理论内部出现了逻辑矛盾的时候,即当一个理论中可以推出两个互相对立的判断时,这个理论的基本前提中必然存在着严重缺陷。在科学体系中,逻辑结论和前提不能自洽,难以相互推理和论证,有时候从前提往往推导出和结论相悖的命题,甚至相互矛盾的命题,因而出现科学理论体系中的“悖论”,还有的把不成熟的假说当成科学结论,使得相关命题和结论经不起诘难和推理。科学理论体系中的这种矛盾和悖论凸现了理论自身存在的问题,这种问题又成为科学研究中的新问题,对这种问题的进一步研究不断地完善理论体系,有时也可能引发整个科学理论体系的大震荡或者革命性的变革。及时识别和抓住这类问题是科学理论突破的关键。其实,这种理论体系内部的矛盾很可能是科学研究的很好的起点,在进行科学研究活动的时候,如果发现理论体系内部不能自洽或者无法从前提推论出正确结论的时候,就应当大胆地怀疑理论本身的严密性和完善性,就应当以此为起点抓住新问题进行大胆研究,找出正确的结论或者更加合理的解释。理论内部逻辑矛盾的产生和解决是理论向纵深发展的普遍现象,并且往往导致科学认识的重大突破。

2.不同学科理论体系之间的矛盾

科学问题的产生不仅仅存在于本学科内部,不同学科或者理论之间也存在着矛盾。不同的理论,往往会产生不同的学派、不同学术观点的论战,这在科学史上屡见不鲜。现代科学技术纵横交错,枝繁叶茂,往往在学科的交叉地带会留下或生长出一些边缘区域。不少有远见的科学家十分注意搜索科学中的边缘区域,从中发现有意义的问题。科学史表明,到这些边缘区域去耕耘的科技工作往往会有意想不到的收获,做出开拓性的工作。当代科学发展的一个趋势即是在高度分化的基础上实现高度的综合。科学综合不仅表现为各学科间的渗透和联系加强了,还出现了许多交叉学科、横断学科、综合学科,呈现出同学科内分支学科间的交叉、不同学科间的交叉、科学与技术间的交叉、自然科学与社会科学间的交叉及数学向一切学科领域渗透等。这些学科都是在各学科领域的交叉点上生长起来的。恩格斯指出,19世纪在电与化学反应的关系问题上,物理学家宣称这是化学上事情,而化学家则宣称这是物理学研究的领地。为此恩格斯作出预言:恰恰在这样的接触点上是科学的生长点,“可以期望取得最大的成果”。在科学中尚未开发的空白区或“处女地”中发掘,提出有意义的科学问题,常常会作出开创性的研究。这些区域也成为新的科学问题的密集区域。20世纪40年代以来大量交叉学科的建立,证明了各学科之间空白区或接触点已成为科学问题的重要来源。

第7篇：智能科学与技术论文范文

关键词 中医药 科研实践 课外兴趣小组

中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.07.023

Practicing and Considering of Medical College Computer

Science Students' Training Mode

NIE Bin

（School of Computer Science， Jiangxi University of Traditional

Chinese Medicine， Nanchang， Jiangxi 330004）

Abstract Integrate the school's practical and social needs， in a "student-centered" philosophy of education， teachers and advocacy rooted in Chinese medicine， cultivating innovative， practical， applied computer professionals， it is a feature of personnel training of Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine. This article from professional guide， teacher construction， training programs， research and practice， extra-curricular and extra-curricular interest groups contest， graduation practice to introduce the practice and thinking.

Key words Chinese medicine， scientific research practice， the extra-curricular interest groups

1 中医药院校计算机专业碰到的挑战和机遇

信息技术发展极为迅速、应用十分广泛，在国内高校本科教育中规模庞大。目前计算机相关专业有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、特设专业智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程等。如何培养出符合国家规范和质量的大学生，成为计算机专业教育工作者和高校面临的课题。对于中医药院校的计算机专业，人才培养伴有更多挑战，但作为具有行业特色和应用背景的学校，又富有难得的机遇。

2 中医药院校计算机专业大学生培养模式

2.1专业引导

学校非常重视学生的专业引导，亲情式关爱。在新生入学时，举办一次师生见面会，专业老师、成功校友、新生及新生家长代表等都积极参与，大家就学生的顾虑与期盼、专业目标、学习方法、大学规划等方面进行友好交流。

每班都配有辅导员和专业班主任，既关爱生活，又注重全程专业引导，让学生随时随地都能感受家的温暖和前行指引。

计算机专业还设有课外兴趣小组――社，由学院牵头并提供学习场所，专业老师引导，学生自我组织及管理;分多个兴趣方向小组，本着老师带学生、老生带新生、团队协作、校内外专家授课等学习方式，进一步夯实专业知识基础，以提高专业创新和动手能力为目标，以参加校内外各级各类竞赛为练手。

另外，计算机专业还有许多得天独厚的资源，比如近年来涌现的成功榜样――乔布斯、彼尔盖茨、马云、马化腾等，激励着大学生努力学习，大胆创造，成就未来。

2.2 师资建设

我校计算机学科以服务中医现代化和客观化为主要目标，近年来，计算机学科与中医学科的融合越来越深入和广泛，逐渐形成了自己的特色，特别是中医药信息学的建立与发展。中医药信息学是中医学、中药学与信息科学所形成的交叉学科。中医药信息学的内涵是指在中医药研究各领域中信息的获取、传递、加工、存储、处理、分析、控制和输出等诸多方面，以中医药学知识体系为基础，以中医药信息为研究对象，融合信息学理论、信息管理理念和信息技术、应用数学、计算机科学的各种工具，研究中医药信息的运动规律，阐明和理解大量数据所包含的意义，发展中医药学理论与方法学，以提高中医药信息获取、转化与共享能力，解决阻碍中医药学发展的瓶颈问题，从而加快信息、知识与智能转化速度，为中医药学发展提供支撑。

教师扎根于中医药及中医药信息学，逐步形成了四个稳定的研究方向：医药信息与数据库，医药数据分析挖掘，医学图像处理，医疗嵌入式系统。近年来，在与中医学交叉融合方面，主持或参与各级各类课题30多项，经费达200多万元。主要研究集中在中医证―方―剂、病证、图像处理、舌诊脉诊、决策系统和病证推理、治疗仪等，发表相关学术论文30篇，申请专利和软件著作权3项，获科研成果奖1项。在与中药学交叉融合方面，作为主要团队参与了2项国家重点基础研究发展计划，1项“重大新药创制”科技重大专项，同时也积极主持或参与了其它级别课题。主要研究集中在中药量―效关系，有效成份分析，中药智能勾兑等。

2.3 培养方案

在培养方案的制定，按照《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》等国家要求，参阅了国内外高校计算机专业的相关信息，并充分结合本校实际和行业需求，充分讨论形成。

医药软件工程方向培养目标：系统掌握软件工程领域基础理论，具有较强工程实践能力，能将现代信息技术应用于医药领域，推进医药行业信息化建设，提升医药行业管理水平的高素质应用型专业人才。毕业生适于在医药卫生领域、IT行业、行政机关、科研部门、金融机构等各类企事业等单位从事软件应用与开发、科学研究、计算机教学工作，也可从事信息管理及软件系统维护工作。

医药信息系统方向培养目标：具备计算机科学技术知识及其应用能力，具备医药信息管理的知识与能力，能在各级卫生管理机构、医疗科研机构、大型医药企业、医药院校、新闻出版机构从事医药科技信息管理、信息服务、信息资源开发利用以及卫生情报管理的高级专门人才。

按照培养目标要求，在最新版课程设置中，包括中医药类相关课程：概率论与医药统计、现代医学基础、中医药学概论、医学信息数据库设计与应用、医院信息管理系统、医药信息分析与决策、医学图像处理、医学统计与SAS编程等。

2.4 科研实践

科研创新能力、动手能力等是大学生各种能力的整体显现和实际运用，是大学生学习能力的最终价值体现。学生毕业后不论从事何种工作，其学习能力、运用知识能力、动手能力和科研创新能力的强弱将影响就业竞争力和今后的作为。

为贯彻执行学校办学思想，与时俱进地转变人才培养模式，培养创新型实践型和创业型人才，在计算机专业教学计划中增设1门计算机科研实践课程，在第5个学期实施。为此，还专门制定了相关管理制度，包括：计算机专业科研实践课程教学要求、科研实践班教学督导制度、关于成立科研实践教学督导小组的通知、科研实践班学生管理制度、科研实践课程项目（立项）评审办法、科研实践班绩效管理实施办法、科研实践班过程管理办法、科研实践班科研实践进度安排、计算机科研实践期初调查问卷、计算机科研实践期终调查问卷等。

实践内容主要是在全校范围内征集的课题，同医药结合的课题优先，由老师指导学生完成相应的任务，从而增强学生的动手能力和创新思维。考核内容包括：参加科研实践期间表现，软件工程概论课程理论考试成绩，文献综述，科研心得，作品，科研论文质量及答辩情况等。这样，学生按照软件工程的要求，经历了一个项目开发的整个过程，从而巩固了专业基础知识、学习了查阅文献、加强了文档撰写能力、增强了团队合作意识、提高了计算机理论联系实际及动手完成作品的能力。

通过6年的科研实践教学，涌现了一批优秀作品，如：基于Android的中医证方药系统研究、江中健康信息管理系统、溃疡性结肠炎中医临床用药文献分类与数据库建立、中医舌象胖瘦分析器的研究等，打造了一支优秀队伍，培养的学生更加优秀。

2.5 课外兴趣小组与课外竞赛

培养学生的创新、创业及实践能力，课外实践是关键一环。为了让学生充分利用课外时间，给学生搭建一个良好的学习平台，计算机专业成立了课外兴趣小组――杨帆社，目标是以专业学习与创造为主，管理上采用社团形式，人员尽量吸收全体计算机专业学生，核心团队以有热情、专业技术强、创意能力强的学生为主，采用老师带学生、老生带新生、团队协作、校内外专家授课等学习方式，以参加校内外各级各类竞赛为练手。

据不完全统计，该院组织学生参加中国教育机器人大赛、中国大学生计算机设计大赛、“天堰挑战杯”、全国数学建模比赛、江西省创新创业展示活动等各级各类竞赛，获奖数量和质量逐年上升。如图1。

2.6 毕业实习

毕业实习是一个重要环节，为了检验学生前期学习效果，弥合课堂理论学习与实际工作的差距，提高动手能力和增强岗位工作能力。学院有选择地安排学生到省属各大医院、医药企业、医药管理单位、医疗器械企事业单位等机构实习，炼就学生的实际工作本领，提升学生竞争力。

3 结语

在今后的计算机专业人才培养过程中，应总结现有成功经验，不断完善培养体系，加强计算机专业与中医药融合，注重过程和质量控制，增强学生和用人单位反馈机制，引入“互联网+”等新思路新概念，加大创新能力培养。

通过上述实践证明，结合学校实际和社会需求，本着“以学生为中心”的教育理念，倡导师生紧密融合中医药，培养创新型、实践型、应用型计算机专业人才，是可行有效的。今后要不断总结现有成功经验，更新与完善培养体系，为人才培养做出更大努力。

基金项目：江西中医药大学教学改革项目（乔布斯创新精神促进计算机专业学生创新创业能力培养研究2012jzjg-35）

参考文献

[1] 倪健，孙胜娟，楚荣珍. 具有行业和地方特色的计算机专业CDIO人才培养模式的研究与实践[J]. 教育教学论坛，2013，21：211-213.

[2] 孔令富. 具有行业特色院校的计算机专业人才培养研究与试点[J]. 计算机教育，2011，03：3.

[3] 魏怀明. 具有行业特色的计算机类专业建设[J]. 计算机教育，2011，22：26-28.

[4] 王秋安. 具有医药信息化特色的校企合作大学生培养模式探析[J]. 河南教育（中旬），2012，04：18-19.

[5] 丁兴红，赵伟春，刘文洪. 具有中医药特色的生物工程专业培养模式的实践和思考[J]. 中医教育，2007，05：25-27.

第8篇：智能科学与技术论文范文

［关键词］信息管理与信息系统专业；计算机类课程；教学模式

一、不同专业计算机课程教学的几种模式

目前，计算机的应用已渗透到社会的各行各业，正在改变着人们传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。高校的许多专业都开设了与计算机相关的课程，计算机应用基础已成为许多高校的通识平台课程。

计算机在不同的行业有不同的应用，不同行业对计算机的要求是不一样的，因此，高校中对应的不同专业对于计算机课程的教学要求也会不一样。

我们不妨将计算机的研究和应用简单分为以下4种类型：①计算机学科研究和应用类；②工程技术和工业控制中的应用类；③信息管理中的应用类；④其他方面的应用类。这样可清楚地看出不同类型的专业对计算机的不同要求。

1．计算机学科研究和应用类的教学要求

计算机学科研究和应用类专业有计算机科学与技术、通信工程、信息安全、智能科学与技术、软件工程等。

这类专业的特点是研究的目的和对象就是计算机本身，因此，在计算机课程教学中，会把计算机软硬件的基本原理与结构讲得非常全面和深入，以使学生具有研究与开发计算机软硬件的基本能力。这种类型的学生将来主要在IT行业就业。

2．工程技术和工业控制中的应用类的教学要求

这类专业较多，如电气工程及其自动化、电子信息工程、自动化、测控技术与仪器、土木工程中的工程管理、机械设计制造及其自动化、车辆工程、热能与动力工程、工业工程、化学工程与工艺、数学与应用数学、信息与计算科学等专业。

这类专业研究的目的和对象各不相同，但其有两个共性：一是为了更好地解决工程技术和工业控制中的各种问题，即属于工程类和计算类的问题；二是其对计算机的要求主要是应用，即应用计算机快速解决问题。因此，在计算机课程教学中，主要是让学生学会几种工具软件或计算软件，解决工程中的问题即可，而没有必要对计算机系统内部的原理与结构作过多过深的教学。这种类型的学生将来主要在工业制造业或一些工程类、计算类的研究所就业。

3．信息管理中的应用类的教学要求

这类专业有电子商务、信息管理与信息系统、国际经济与贸易、行政管理等专业。

这类专业也有两个共性：一是为了更好地解决管理和商务中的各种问题，它们属于管理类；二是它们对计算机的要求也主要是应用，即应用计算机提高管理效率，减少差错。这类专业的学生不仅要学会计算机能干什么，而且要学会如何利用计算机和网络的特点，去规划和实现企业管理信息化，因此，在计算机课程教学中，对计算机的各种应用要学习比较多的内容，特别还要将计算机的应用与管理相结合，但仍然没有必要对计算机软硬件内部的原理与结构作过多过深的教学，对这方面的知识有一般的了解就行。这种类型的学生将来主要在一些管理类或信息类的行业就业。

4．其他方面的应用类的教学要求

计算机还可在教育、医疗、数字多媒体及其他生活方面应用，相关学校也开设了相关专业，如数字媒体技术等专业不仅要求学生具备基本的艺术素养，还要有扎实的计算机基础知识。

这类专业的计算机课程教学主要就是讲授计算机在一些专门领域的工具软件的应用，如利用计算机进行动画设计等。

综上所述，不同类型的专业和领域对计算机的应用和要求有很大的差别，学科所跨的领域也比较宽，不可能也不应该采用统一的教学模式和教学内容，甚至名称类似的课程可能由于专业特点不一样，教学的内容的侧重点也应不一样。所以，一个学校不同专业的计算机类课程完全靠一个计算机系或计算机学院来统一开设，是不科学的，也是不切合实际的。只有每个专业根据本专业的特点和要求，进行计算机教学模式和内容的研究，开设适合本专业的计算机课程，才能将专业特色体现出来，才能将专业建设得更好。

二、信息管理与信息系统专业计算机课程的教学模式

1．信息管理与信息系统专业计算机类课程特点

信息管理与信息系统专业既不同于计算机专业，也有别于管理专业，更不是计算机专业与管理专业的大拼盘，而是基于现代管理理论，借助先进的计算机工具进行信息管理和信息处理的学科。

信息管理与信息系统专业是信息科学、管理科学、系统科学、计算机科学等众多学科交叉的一个专业。在该专业中计算机类课程是培养学生计算机素养和技能、支撑管理信息化的重要基础，其在课程设置中占有相当的比重，因此，构建适时、科学、合理的计算机类课程教学体系是本专业课程体系建设的核心内容之一。

信息管理与信息系统专业的多学科交叉特点，决定了该专业的发展方向和人才培养的模式与特征，即以管理为基础，以信息科学为支撑，以信息技术为手段，管理与技术并重，培养以应用为目标，管理、信息技术相融合的技术型管理人才。这一方向和目标要求在教学中以计算机作为工具，注重将信息技术与管理的融合，树立“技术进步促进管理理念的发展，管理理念通过技术实现”的思想，让学生获得信息化管理与决策的专业技能。

2．信息管理与信息系统专业计算机课程教学中存在的问题

目前，我国各高校在信息管理与信息系统专业的培养方向上主要有信息技术导向型、管理导向型、信息资源导向型和公共管理导向型4种模式，这些模式虽各有自身特点和优势，但无论何种模式，其课程体系的共同特点都是计算机类课程占有相当大的比重，且计算机类课程与管理类课程分界明显，不能充分体现计算机技术与管理思想的融合与及本专业对人才培养的特色需要。

3．信息管理与信息系统专业计算机课程的教学模式

信息管理与信息系统专业学习的目标是通过信息技术在管理中的应用，提高加强管理的水平，解决管理中存在的问题，进而提升产业发展水平。

信息管理与信息系统专业应该以培养复合应用型人才为目标，培养具有信息分析能力与企业管理创新的知识，具有驾驭信息资源知识与能力的新型管理人才。

应用型人才是指学生能够在某一领域内将与其有关的专业理论知识具体地运用到实践中去，成为理论指导实践、改造客观世界的高级技术工作者。其不同于研究型和学术型人才，也不同于职业技术学校培养出来的技工。应用型人才的培养是在基本理论知识学习的基础上，侧重于对学生应用专业理论知识指导实践工作能力的培养。

在计算机课程的教学中，没有必要对计算机系统内部各个组件的原理、结构及工作过程作过多过深的介绍，而是应该把计算机应用能力的培养放在首位，把计算机同管理知识有机地结合起来，应以计算机如何为管理服务或管理中如何应用计算机为主要宗旨，将管理信息系统的实用程序和案例贯穿其中。

将计算机技术和管理进行有机的结合，构成信息管理与信息系统专业教育和教学的核心内容，体现了信息管理与信息系统专业的内在规律性，使其区别于其他专业。

4．信息管理与信息系统专业计算机课程教学的几个要点

（1）多用案例教学。通过案例教学，可以让学生感到所学知识的实际用途以及如何应用所学知识去解决管理中的实际问题，还可以达到帮他们进行复习的效果。

（2）多用实例或多媒体演示。对于一些难点，或不好理解的知识，老师应多举一些实际例子或现场操作加以辅助说明，如有可能，应利用一些多媒体手段（如动画、电影片段）进行演示，以达到事半功倍的效果。

（3）多做课程设计。有条件的课程可打破传统的作业模式，将做习题改成做课程设计，课程设计的内容应尽量来源于实际工作中，通过做课程设计可提高学生应用知识的能力，达到理论联系实际，巩固学习效果的目的。

（4）不断完善实践体系。各高校对学生实践能力的培养应通过课程实验、课程设计、毕业实习和毕业设计等有步骤、分阶段地来完成。这里每个阶段的内容设计，都必须和计算机在管理中的应用相关联，如管理信息系统设计与开发、信息化调研与咨询、网站设计、软件项目外包等。实践教学环节是能否实现信息管理应用型人才培养目标的关键。

（5）灵活的考试方式。为了提高学生的实际工作能力，有条件的课程可打破一次考试定成绩的考核方法，实现考试多样化，采用笔试、口试、操作演示、开卷、闭卷、小论文、项目规划、项目设计或开发、答辩等形式全面考核学生整体水平。

第9篇：智能科学与技术论文范文

中图分类号：G642

摘要：针对地方二本高校在培养网络工程应用型人才所面临的一系列问题，以怀化学院为例，重点对人才培养模式与方案设计、课程规划与考核、与其他计算机类专业关系以及学生应用能力培养等方面所涉及的问题进行探讨，结合人才培养过程中遇到的实际问题，给出相应的探索性意见和可能的解决方法。

关键词：地方二本高校；网络工程专业；应用型人才；人才培养模式

0 引 言

随着计算机和网络通信技术的迅速发展，以及社会各行业对计算机相关技术的日益依赖，计算机类人才需求呈专门化、交叉化趋势发展，特别是随着互联网络的迅速发展，基于互联网络平台的各行业应用需求迅速蔓延。目前，社会对计算机相关技术的需求主要表现在：计算机硬件、计算机软件、系统工程、网络通信和计算机安全等领域。因此，在计算机类人才培养方面，其专业划分越来越细化，根据《教育部2014年高考普通高等学校本科专业目录》，普通高校本科专业分为基本专业和特设专业两大类，其中计算机类基本专业包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程和数字媒体技术6个专业；而计算机类特设专业包括智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程3个专业。计算机类专业的日益细化，表明社会对计算机类人才的需求越来越广，要求越来越专门化。

网络工程专业需求背景可追溯到20世纪90年代计算机网络技术的迅猛发展以及互联网络的社会需求，同时，高校在培养人才上也有意识的把网络工程方向作为计算机科学与技术专业的一个专业方向课程，引导学生学习网络工程领域方面的知识。1998年网络工程专业被国家教育部列入本科专业目录，开始招收该专业的本科学生。网络工程专业旨在培养掌握网络工程的基本理论与方法、计算机技术、网络通信等知识，能运用所学知识与技能去分析和解决网络工程实际问题，可在信息产业以及其他各行业部门从事各类网络系统和计算机通信系统研究、教学、设计和开发等工作的高级科技人才。根据中国教育在线网站《全国高校信息综合查询系统》，2014年我国已有258所普通本科院校（不包括独立学院、高职高专等院校）开设网络工程本科专业，开设该专业排名前三的省份分别是广东（20）、湖南（17）和河南（17）.10所以上的高校有13个省份，985或211高等院校有34所。从网络工程专业在全国的分布情况来看，其主要分布在华中、华南和华东地区，由此表明该专业的开设符合区域经济发展对该类人才的需求趋势。

网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程等专业交叉、融合的基础上发展起来的新专业，其实用性强，服务面广，未来发展空间大，但对于网络工程专业的人才培养模式一直是全国各类高校关注的重点和讨论的热点。不同院校针对本校培养人才的目标和方向制定了不同的网络工程专业人才培养方案。对于985或211高等院校，其网络工程专业人才培养类型考虑较广，文献[4]提出把网络工程专业培养的人才分为3个层次：科研型、工程型和应用型，该培养模式较适合于具有学术性研究的985或211高等院校。从目前各类高校网络工程专业设置分布来看，近半高校为二本类地方性本科院校，此外还有独立学院、高职高专等各类院校160多所。对于非985或211院校，在网络工程专业人才培养上多趋于面向社会需求的网络工程应用技能型人才的培养。

1 人才培养面临的主要问题

2014年4月，教育部副部长鲁昕在《产教融合发展战略国际论坛》表示：鼓励地方高校转型发展，同时在今后新设本科学校和更名大学时要明确应用技术型高校的办学定位。从国家层面上看，地方本科院校向应用技术型高校转型是未来发展的必然趋势，国家已经提出采取多项措施并举，力促地方本科院校转型。作为地方二本类高校，如何培养网络工程专业应用型人才是我们现在亟待需要考虑的重要问题。尽管现在很多高校已经就网络工程应用型人才的培养模式展开了广泛的讨论与实践，但目前一些重要的问题仍然十分棘手，其主要体现在以下问题。

（1）网络工程应用型人才培养模式与培养方案设计问题。

（2）理论教学与实践教学的合理安排与考量问题。

（3）与其他计算机类专业的区别及关联性问题。

（4）以就业为驱动的学生基本能力培养问题。

（5）以创新为目标的学生综合能力培养问题。

这些问题是地方二本类高校在培养网络工程专业应用型人才时所面临的重要问题，只有这些问题得到了解决，才有可能培养出具有特色的网络工程应用型人才。

2 人才培养模式与方案设计

人才培养模式与人才培养方案的设计既能体现出一个专业设置的好与坏，也能表现出一个专业的办学特色。合理的人才培养模式与方案设计是培养符合社会特定人才需求的根本与基础，也是成功发展该专业的重要基石。人才培养模式与人才培养方案相辅相成，在合理的人才培养模式下设计符合社会实际需求的人才培养方案，才有可能培养出优秀的应用型人才。在人才培养模式上既要考虑内部的人才培养模式改革，又要考虑外部的社会需求驱动。各高等院校根据其人才培养目标不同，人才培养模式也各不相同，特别是地方二本类应用型院校人才培养多定位为培养应用技术类人才。2007年，怀化学院提出“三位一体”应用型人才培养模式，着重强调对学生的公共能力培养、专业能力培养和发展能力培养；同时在这种人才培养大框架下，为适应社会需求，网络工程专业首先在怀化学院提出“3+1”、“2+2”的人才培养模式，并取得了较好的成效。网络工程专业强调对应用型人才的培养，其人才培养模式与方案的设计显得尤为重要。

针对怀化学院近5年来在网络工程专业的人才培养情况和经验，在人才培养模式和方案设计上还有待进一步探讨与深入，主要表现在以下两个方面。

（1）从以往的人才培养方案修订经验方面，应把眼光放得更远，从更长远规划着手，高度凝练专业方向，注重学生能力培养，面向社会需求形成一套符合该专业发展的人才培养模式和机制，如5年一规划和两年一微调。一方面有利于学生在较为稳定的、良好的学习环境中成长；另一方面有利于教学与管理人员从中更好地发现、总结优点和不足，为今后制定更为成熟的人才培养模式与方案提供宝贵经验。

（2）从人才培养途径方面，进一步拓宽学生的学习视野，通过入学教育、课程见习、专业见习、专业实习等途径，增强学生对专业的感性认识，激发学生的学习与创新意识，制定出一种“稳基础、重实践”的人才培养模式与方案。

3 课程规划与考核

专业课程规划与考核是我们为社会培养合适人才的重要组成部分。社会需要什么样的人才，我们在最初申报专业时就应该做充分的调研，了解该专业的社会需求以及对社会的推动作用。作为地方二本类高校，我们在培养网络工程应用型人才时，要以本地为中心，向周边地带辐射，培养适合以本地为中心的专门化网络工程应用型人才，促进本地及周边地带的科技、文化和经济发展。在课程规划设置上，怀化学院网络工程专业课程已做过多次修改，公共能力培养和专业能力培养两个模块比较稳定，但主要体现在发展能力培养模块。针对社会对网络工程应用型人才需求的侧重点不同，我们需要培养满足社会所需的特定类型人才，如网络规划型、信息安全型和网络管理型人才，这也正是发展能力培养模块所存在的必然性。在课程考核方面，为适应应用型人才培养目标，我们将课程考核分为3种模式，考试、考查和认证，对于理论性较强的课程采用考试方式；对于偏重实践实训性的实用性课程采用考查方式；而对于一些培训类课程或行业类技术采用认证方式。

近年来，我们在网络工程专业课程规划与考核上做过许多尝试性工作，并取得了较好的成效，从学习效果和知识掌握上看，得到了学生较好的反馈信息，但目前还面临一些问题。

（1）对一些实践性较强的课程，要通过多种途径引进一些双师型教师，或者通过校企合作方式将行业内具有丰富实践经验的工程师等技术人员请进学校，增强学生的实际动手能力。

（2）甄选专业课程，避免出现课程之间内容重叠或模糊现象、课程内容过于陈旧现象、课程体系设置不严谨现象等；在课程规划与设置时，往往因为教师参与过少、调研时间仓促、探讨不够深入等原因，出现专业课程设置不合理的现象。

（3）考核方式应该采取多样化，考试可通过纸质方式进行，也可采用无纸化途径进行，充分利用计算机和互联网资源，开发在线考试系统来实现无纸化考试；而对于课程考查，可以通过多种途径进行，比如开卷考试、网络规划、网络程序或小型应用系统开发、撰写论文和调查报告等，通过多种考核方式，充分发挥学生的优势。

4 与其他计算机类专业的关系

目前教育部公布的计算机类本科专业共9个，其中对于计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程4个专业，有关部门不限制开设这些专业的院校类型，且特别受到培养应用型人才的地方二本类院校的青睐。地方二本类应用型院校对于这些专业在人才培养定位和课程体系设置方面还存在一定的模糊性。在人才培养研讨会上，如何把这些专业清晰地区分开，如何设置不同专业相关课程，如何培养与该专业一致的应用型人才，如何突出它们各自的优势，这些问题通常会成为大家讨论的焦点。近几年来，由于很多考生不能清晰了解各专业的主要区别，在招生过程中很多学生通常会选择传统的计算机科学与技术专业，怀化学院网络工程专业2009-2013年实际招收到的人数分别为：81、50、61、43和50，招生情况不容乐观。因此，如何区别网络r程专业与其他计算机类专业，以及把握它们之间的内在关系是我们当前必须要解决的重要问题。

对于地方二本类院校，针对学校对应用型人才的培养要求以及在师资力量上所表现的薄弱性，在考虑计算机类各专业的关系时，既要抓住它们的共性，又要严格区分它们的不同点，认真规划各专业的课程体系，明确学生未来的就业去向，符合社会对各类人才的具体需求，建议如下。

（1）高度凝练不同专业的共同课程。目前怀化学院有3个计算机类专业，计算机科学与技术、网络工程和软件工程，在公共能力培养和专业能力培养这两个模块中，可以考虑设置这3个专业具有共性的一些专业基础课程。尽管这3个专业的人才培养目标不同，但它们都具有相同的专业理论基础，均可设置相同的专业基础课程并特别适合在地方二本类院校实施。一方面可以避免培养出畸形人才，比如在网络工程专业原培养方案中没有考虑算法设计与分析、软件工程等核心课程；另一方面可以充分合理地利用有限的师资力量。

（2）突出各专业在发展能力培养模块上对专业方向课程群的设置。对于网络工程专业，在专业方向课程群上要形成一种体系，既要考虑与计算机类相关的理论课程，又要考虑与网络通信类相关的理论课程，同时，也要考虑面向社会需求的网络管理、网络规划或网络安全等方向课程设置，还要避免在方向课程设置上与其他专业的重叠性。我们的最终目标是不仅要培养面向社会需求的网络工程应用型人才，而且也要注重拓宽学生未来的发展方向。

5 学生应用能力培养

网络工程专业是一门应用性很强的专业，其强调对应用型人才的培养，这也是许多地方二本类院校开设该专业的根本原因。因此，要培养适合社会需求的网络工程应用型人才，就要以就业为驱动培养学生的基本能力、以创新为目标培养学生的综合能力。从怀化学院已毕业的两届网络工程专业学生就业情况看，大部分学生选择去IT企业、小部分学生选择对口事业单位、另有少量学生选择公务员或读研，就业情况较为乐观，这表明我们的应用型人才培养模式的前期探索工作得到了社会的初步肯定。但我们在学生应用能力培养工作上还有待进一步深入探讨，主要体现在3个方面：①以就业为驱动，加强实践性课程教学，提升学生的基本操作能力。尽管我们在教学计划中增加了大量实验课时，课时数已经达到教学计划总课时的25%，但很多实验等实践性项目较为陈旧，有的项目与课程理论知识点脱节，有的项目没有结合最新技术或实际工程应用，因此项目设计不仅要结合理论知识点，而且还要结合前沿技术和学生可能的就业需求等因素。②以创新为目标，重视学生课程设计、项目实训、学科竞赛、专业培训和毕业设计，提升学生的综合实践能力。目前，在创新环节上面临的问题是相当一部分学生热情不高，没有被引起足够重视，特别是课程设计和项目实训环节。因此，我们需要通过一系列有效措施对学生积极引导、有效监管，为学生营造一种良好的学习氛围，激发学生兴趣，增强综合实践能力。③加大校企合作力度，为学生进入对口企业参加培训或顶岗实习提供更宽的途径。我们已经在校企合作方面做了阶段性工作，前期工作争取每位大四学生能在相关计算机企业进行技术培训或顶岗实习，通过校企合作提升了学生专业实践能力，并且大部分学生能够找到比较称心的工作。在下一阶段，我们希望为该专业学生找到更多与专业对口的企业从事专业培训和顶岗实习，一方面进一步强化该专业学生的专业综合技能，另一方面更加明确该专业学生的就业方向，为社会培养有特色的网络工程应用型人才。