許曉飛 陳雯柏 吳細(xì)寶

摘要：結(jié)合智能互聯(lián)時(shí)代人才需要的大環(huán)境，探索智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)，論述一系列創(chuàng)新教學(xué)改革方案的有效實(shí)施，包括智能專業(yè)的總體實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如何構(gòu)建智能機(jī)器人俱樂部創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)并制定參賽代表隊(duì)成員的考核流程等，以期實(shí)現(xiàn)本科生實(shí)踐能力階梯式培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代；智能科學(xué)與技術(shù)；創(chuàng)新；實(shí)踐教學(xué)；智能機(jī)器人俱樂部

1、時(shí)代人才需求與應(yīng)對(duì)

智能科學(xué)與技術(shù)已成為時(shí)代創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)點(diǎn)，智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、智能機(jī)器人、智能電器、智能社區(qū)等應(yīng)用已進(jìn)入國家“十二五”重大產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域建設(shè)。智慧地球時(shí)代是多強(qiáng)勢(shì)學(xué)科的交叉融合與后硬件時(shí)代的到來，其人才需要實(shí)現(xiàn)以知識(shí)平臺(tái)為中心的知識(shí)創(chuàng)新與創(chuàng)新知識(shí)應(yīng)用，這也是多學(xué)科復(fù)合型人才需求以及后硬件時(shí)代普遍的軟件人才需求。智能科學(xué)與技術(shù)是基于生命科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)等學(xué)科與技術(shù)交叉基礎(chǔ)上的新興專業(yè)，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能去分析和解決實(shí)際問題，具有較強(qiáng)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)復(fù)合型人才。

2、總體實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

為適應(yīng)時(shí)代各領(lǐng)域知識(shí)創(chuàng)新與創(chuàng)新知識(shí)應(yīng)用的全球化分工格局，我們?cè)谥悄軐I(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中設(shè)立了階梯課程并開展行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。例如，針對(duì)機(jī)器人硬件與軟件課程實(shí)施連續(xù)4年階梯設(shè)計(jì)不斷線；針對(duì)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的實(shí)際需要，智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論實(shí)踐類課程講授沒有涉及太多理論，教師采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式；考核學(xué)生的創(chuàng)新體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行調(diào)研，搜索資料，完成部分創(chuàng)新任務(wù)，將學(xué)生創(chuàng)新部分加權(quán)計(jì)人總評(píng)成績，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)合作精神，驅(qū)動(dòng)學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。

為實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，學(xué)校鼓勵(lì)教師充分思考挖掘智能互聯(lián)時(shí)代的人才需求，探索實(shí)踐教學(xué)的新目標(biāo)，進(jìn)行小范圍可行性方案的試點(diǎn)與推廣；鼓勵(lì)教師進(jìn)行項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教與學(xué)的創(chuàng)新，堅(jiān)持專業(yè)引導(dǎo)與教育4年不斷線，堅(jiān)持創(chuàng)業(yè)與就業(yè)的4年循序漸進(jìn)指導(dǎo)。表1列出北京信息科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)針對(duì)不同年級(jí)學(xué)生的人才培養(yǎng)實(shí)踐探索情況。

學(xué)校在針對(duì)不同年級(jí)進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，還引入就業(yè)與創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)（見表1），讓學(xué)生根據(jù)時(shí)代的人才需求和自身特長，最優(yōu)化地找到自己的知識(shí)平臺(tái)分上及崗位。

學(xué)校在人才培養(yǎng)上強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)講授網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能信息處理、人工智能認(rèn)知科學(xué)、先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)等知識(shí)，以滿足社會(huì)對(duì)智能科技高層次人才的需求。學(xué)校自2011年起已有4屆智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生，絕大多數(shù)學(xué)生在各方面初步達(dá)到了預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)。

3、構(gòu)建智能機(jī)器人俱樂部，驅(qū)動(dòng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新

3.1智能機(jī)器人俱樂部運(yùn)作制度化

學(xué)生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要基于穩(wěn)定平臺(tái)開展。智能機(jī)器人俱樂部結(jié)合專業(yè)建設(shè)，在智能科學(xué)與技術(shù)系優(yōu)秀中青年骨干教師指導(dǎo)下，形成了一個(gè)人員穩(wěn)定、基礎(chǔ)扎實(shí)、梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理的團(tuán)隊(duì)。智能機(jī)器人俱樂部為學(xué)生提供了培養(yǎng)創(chuàng)新能力的舞臺(tái)和競爭性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，極大地提高了學(xué)生的創(chuàng)造性和運(yùn)用知識(shí)的能力 圖1為智能機(jī)器人俱樂部對(duì)每年參賽代表隊(duì)考核的基本流程。

智能機(jī)器人俱樂部結(jié)合智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)，制訂了“興趣激發(fā)潛能，以點(diǎn)帶面穩(wěn)發(fā)展”的方針，以大學(xué)生科技創(chuàng)新、開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目、實(shí)物畢業(yè)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，著力于團(tuán)隊(duì)梯隊(duì)建設(shè)，按計(jì)劃定期開展以機(jī)器人競賽項(xiàng)目為內(nèi)容的假期機(jī)器人制作培訓(xùn)活動(dòng)。利用學(xué)院承擔(dān)“北京市科普教育基地”這一優(yōu)勢(shì)，我們引導(dǎo)學(xué)生廣泛參與機(jī)器人技術(shù)展示活動(dòng)，旨在促進(jìn)機(jī)器人科技創(chuàng)新，普及機(jī)器人科技知識(shí)，為參與者搭建展示創(chuàng)新能力和交流創(chuàng)新技術(shù)的綜合平臺(tái)。表2列出近3年智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生完成的科技創(chuàng)新項(xiàng)目部分內(nèi)容。

3.2驅(qū)動(dòng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐要求學(xué)生在掌握并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及智能信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐項(xiàng)目的任務(wù)與要求，通過解決實(shí)際問題達(dá)到學(xué)以致用，從而使學(xué)生具備智能互聯(lián)技術(shù)時(shí)代智能工程師的素養(yǎng)。為了滿足智能時(shí)代對(duì)應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)的需求，我們?cè)谥悄軝C(jī)器人俱樂部實(shí)踐創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)中融人大型工程硬軟件調(diào)試仿真平臺(tái)等，形成了“生命、職業(yè)、理想教育”“專業(yè)教育深刻有趣”“以人為本新型師生聯(lián)系”與“學(xué)術(shù)沙龍形式多樣”4個(gè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員通過定期與不定期見面交流，將具有不同領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)的學(xué)生組成不同項(xiàng)目小組，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生的分工協(xié)作能力。

智能機(jī)器人俱樂部每年精選隊(duì)員參加多個(gè)有影響力的機(jī)器人賽事，包括全國機(jī)器人錦標(biāo)賽、國際仿人機(jī)器人奧林匹克大賽、RoboCup公開賽、華北五省機(jī)器人競賽等一卜幾種比賽項(xiàng)目的角逐。團(tuán)隊(duì)師生克服了各種困難，認(rèn)真研究競賽官網(wǎng)發(fā)布的項(xiàng)目規(guī)則，充分利用課余和假期時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行機(jī)器人編程，通過方案設(shè)計(jì)、動(dòng)作編排、程序優(yōu)化、現(xiàn)場測試等多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了充分的賽前準(zhǔn)備，確保了每次參賽的順利完成。自2007年起，參賽團(tuán)隊(duì)分獲冠亞季軍、一二三等獎(jiǎng)等近百項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。同時(shí)，白2010年起，每年有3～5名本專業(yè)學(xué)生成功參加我校與中瑞典大學(xué)“3+1”聯(lián)合培養(yǎng)教育合作項(xiàng)目，大部分學(xué)生受到聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)校的嘉獎(jiǎng)。

4、結(jié)語

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)內(nèi)涵是突出“智能”。為全面提升學(xué)生適應(yīng)時(shí)代需求的實(shí)踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)，教師不斷引導(dǎo)學(xué)生由易到難階梯式地完成智能平臺(tái)系統(tǒng)的搭建與調(diào)試，使學(xué)生增強(qiáng)了對(duì)科技前沿的了解，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)問題或工程問題的自主創(chuàng)新精神。學(xué)生在全面參與機(jī)器人競賽項(xiàng)目和課外系列科技項(xiàng)目的過程中鍛煉了創(chuàng)新能力，提高了自身的綜合素質(zhì)，從而能夠“智能地”選擇勝任物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代崗位的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)智能工程師的“智能”人生。今后我們將進(jìn)一步做好智能專業(yè)本科生的自主規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，更加科學(xué)地設(shè)定就業(yè)行業(yè)的細(xì)化崗位日標(biāo)，讓專業(yè)畢業(yè)生在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高科技產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域更好地展示其專業(yè)素養(yǎng)，促進(jìn)其核心技術(shù)競爭力的形成。