地方普通高校智能科学与技术本科专业建设的探索和思考

王艳红，于洪霞，王向东，李树江

（沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870）

摘要：分析智能专业多学科交叉、理论性强、涉及的技术领域比较宽泛等特点，阐述地方普遍高校如何制定科学的培养计划、合理的培养方式来培养智能科技人才。

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关键词 ：智能科学与技术；专业建设；地方普通高校

第一作者简介：王艳红，女，教授，研究方向为生产调度与智能优化，wangyh_sut@163．com。

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，是由量变积累超出自动化、计算机等专业领域而质变派生出来的一个满足国家产业发展需求的、非常有发展前途的新专业。作为一个多学科交叉的新兴专业，它具有理论性较强、涉及的对象范围广泛、涵盖的技术多种多样的特点。要培养具有扎实的智能基础理论知识和较强的智能系统应用实践能力的智能科学与技术应用型本科人才，地方普通高校任重道远。

1 地方普通高校智能科学与技术专业建设情况

2004年在中国人工智能学会的提议下，由北京大学率先成立国内第一个智能科学与技术本科专业；之后，北京邮电大学、南开大学和西安电子科技大学等一批国家985、211重点院校和教育部直属院校先后设立了智能科学与技术本科专业；与此同时，一些地方普通高校也参与到智能科学与技术专业的建设中来。表1给出了目前我国已开设智能科学与技术专业的院校情况。

从表1可以看出，目前共有29所高校设立了智能科学与技术本科专业，其中左侧列出的14所高校为国家985工程、211工程重点院校或教育部直属院校，右侧则为地方普通高校，其中包括大连东软信息学院和武昌理工学院两所民办普通高等学校。

智能科学与技术专业内涵丰富外延宽泛，涉及的理论知识更抽象、技术范围更广泛、应用对象更复杂；而与985、211等重点院校相比，地方普通高校在办学条件、办学水平和学生学业基础及学习能力等方面又存在着明显差距，因此不能照抄照搬重点大学的经验，需要结合自身的办学条件和生源特点，建立合理、可行的培养计划和培养方式。

2 专业建设的探索和实践

沈阳工业大学是一所以工为主的综合性大学，于2010年经教育部批准设立智能科学与技术工科专业，并于2011年开始招生。在专业过程中，我们学习、借鉴了兄弟院校的办学经验，并结合学校在智能控制、智能信息处理、智能决策等领域所拥有的教学、科研及应用方面的基础，确定了“培养能将先进的智能理论、方法和技术应用于机电设备和系统的数字化、信息化、智能化等领域的应用型人才”的智能专业人才培养目标和相应的培养方案。

2.1 瓶颈分析

我国目前建有智能科学与技术专业的学校中，有的偏计算机，有的偏自动化，专业定位各有不同，培养方案各具特色。按照智能科学与技术的内涵，智能科学的任务是要探索人类思维与行为的机制，智能技术将这种机制尽其可能地移植给人造机器系统，将人类从很多复杂的活动中解脱出来，让机器系统为人类工作，而计算机和自动化技术为这种“移植”提供了基本的方法和工具。因此，智能专业完全可以按照“计算机+智能”或“自动化+智能”等模式建设。然而，从专业的独立性和学生可接受的强度来讲，无论哪种模式都不应该是既有知识体系和内容的简单堆砌。如何以“智能”为主线，重构既有的自动化或计算机等知识体系，形成智能专业特色培养方案，是解决问题的关键；而对于地方普通院校而言，还需要在脑与认知科学、人工智能、模式识别等大量深奥抽象的智能科学理论知识中选择易于学生理解和接受，又能对未来的实践起到重要作用的课程，建立科学合理的核心课程体系。

此外，智能专业的很多课程原是智能类专业在研究生阶段开设的课程，因此，内容和难度相对来说偏高，这对于985、211学校的学生来讲，可能是求之不得的事情，但是对于地方普通高校的学生来讲，这类课程学习起来难度相当大。因此，如何适当裁剪相应的教学内容使之更适合本科生层次人才培养的客观条件，是专业培养计划制定和课程教学改革的重要内容；其次，在教学过程中，如何因材施教，将抽象深奥的理论知识具象化、简单化，也是地方普通高校专业教育教学改革的主要内容。

2.2 培养计划

地方普通高校智能科学与技术专业培养计划的设计，一方面要与智能专业内涵及发展前景相适应，另一方面要符合学校的发展战略和培养工程应用型人才的目标定位。沈阳工业大学智能专业制定培养计划的基本思路是：基于现有办学基础和条件，立足装备制造业，以机电设备或系统为主要应用对象，以智能控制为特色，强调学生在智能方法／算法和智能技术应用两个方面上的知识储备和能力培养。这种“软硬结合”的模式，使之有别于现有“自动化”和“计算机”专业，凸显智能科学与技术专业的特色，也便于学生结合自己的兴趣和特长，合理选择专业方向，将来有更好的就业适应面和发展空间。

为此，我们参照中国人工智能学会教育工作委员会提出的智能科学与技术本科专业规范，以培养学生一定的创新能力、创造能力及较强的实践能力、就业能力为目标，以智能控制为主要专业特色和方向，构造了金字塔式的沈阳工业大学智能专业课程体系，如图1所示。

该课程体系由理论教学体系和实践教学体系两部分组成。理论体系强调扎实、宽广的知识基础，以智能科学技术知识为核心，以信息技术领域知识为基础，学生毕业后既能够立足于传统产业，也能够投身智能高科技产品设计制造等领域。实践教学体系突出设计性、创新性实验和综合实践，强化对学生工程观点和工程素养的熏陶和培养使他们成为被社会认同和接受的智能科学与技术专业应用型本科人才。

公共基础课、学科基础课、专业课组成3层结构的理论教学课程体系。公共基础课由学校统一规划，满足通识教育的要求，学科基础课和专业课体现智能内涵和专业特色。参考智能科学技术知识体系的智能科学、智能技术、智能工程3个层次划分，考虑到本校学生的基础和培养目标，我们选择以“智能技术”和“智能工程”两个层次为重点构建课程体系，“智能技术”提供专业核心思想和方法，“智能工程”提供应用对象和案例。

学科基础课选择自动化类核心课程为主，适当补充必要的计算机专业知识，强化对智能技术基础的初步理解和掌握，目的是使学生同时具备必要的硬件和软件基础和技能，满足日后应用智能科学与技术的思维和方法去解决智能系统应用等实际问题的能力。考虑到学生的基础可能不足以理解脑科学和认知科学等抽象深奥的智能科学基本理论，而从面向应用出发，选择人工智能基础、模糊控制技术、人工神经网络技术等作为智能类的核心课程，从而使学生初步了解和形成“智能”的概念，并能初步掌握分析解决智能控制及其相关问题的方法和手段。

专业课重点培养学生在自动化系统和智能系统设计与分析方面的能力，使其具有针对各种具体要求，能够选择合适的传感与执行器件，集成多种智能技术与策略，完成工程系统的设计与实现等方面的知识和能力。专业课主要围绕智能控制方向来设置。

实验／实践教学体系除了包括常规的课内实验、课程设计、毕业设计等环节外，在第6学期和第7学期开设了智能技术综合实践、嵌入式系统工程实践和自动化工程实践3门实践课程以及工程软件应用训练集中实训环节。学生运用所学知识完成一个小型的真实或模拟工程实际的项目，具体实践内容强调学生在实践过程中对智能方法、策略、算法的运用。这些集中实践活动起到了从理论学习过渡到实际应用的桥梁作用，进一步提高学生的感性认识，使他们学会综合运用所学的智能基础理论知识去解决工程实际问题。

2.3 培养方式

作为一个多学科交叉的本科专业，智能科学与技术可选择的教学内容相当多，即使从面向应用的角度也需要基本覆盖智能系统应用所需的硬件、软件和智能技术基础。然而，受学制和学时的限制，这些课程可能无法全部展开。为此，在课程选择上，我们改变“大而全”的方式，不过分强调知识的完整性，更重视知识的实用性，重点培养学生的学习能力和分析解决问题的能力，使学生能学透、学好、学以致用。

按照“智能技术”加“智能工程”的课程体系架构，智能专业的核心课程本质上来讲就包括“智能技术”本身和“实现智能技术的工具”这两类课程。在“智能技术”方面，如果是将相关的研究生课程简单下移，将带来学生接受知识的困难，难以保证授课效果；在“智能工具”方面，如果在自动化、计算机其他专业教学体系基础上做简单的增、删、改，也会带来学生知识结构的凌乱。

基于上述考虑，在选择课程和具体教学内容时，要强调以点代面，突出重点。教学过程中也要着重讲授基本方法及其实际应用，尽量避免讲授深奥、抽象的理论知识。例如，智能控制技术和神经网络技术等课程重点讲授清楚1～2种智能方法，透彻剖析1～2个智能系统，并通过随后的专业实践等课程，进一步加深学生对各种智能技术和智能系统的理解。

同时，在智能专业框架下，现有的来自于其他专业的课程要针对智能专业的需求进行适当修订，并注重各门课程内容之间的衔接，在教学过程中注重介绍各门课程在整个专业体系中的地位和作用，便于学生形成智能专业完整的知识体系。例如，自动控制原理是自动化类专业的重要基础课，由于智能化是自动化的高级阶段，因而这门课对于构建智能专业知识体系也非常重要。教师在课堂教学过程中，不是单纯讲解某种判据或计算方法，而是将大量工程实例引进课堂教学．让学生“看到”理论方法的实际应用场景，了解学到的知识能“干什么用”，也进一步激发他们学习理论课程的兴趣。同时，考虑到智能专业终究不是自动化专业，因此在教学过程中，教师还常常结合具体内容，介绍自动控制与智能控制、智能系统之间的关系，为学生进一步学习打下良好基础。

3 专业建设的方向和思考

建设智能科学与技术专业，既是良好机遇也是极大挑战，尤其对于地方普通高校而言，建设好智能专业还有更多的问题需要探讨和解决。从沈阳工业大学智能专业建设的经历，并考察和学习各兄弟院校的专业建设成果，我们给出以下几点建议。

(1)研究形成突出智能特色和辨识度的培养方案。现有的地方高校智能专业培养方案，无论是“计算机+智能”或“自动化+智能”或是其他的，还没有形成智能专业独特的培养体系。由于没有成熟的课程体系可参照，几乎所有单位的课程都根据自身基础和条件设置，随意性较大。另外，缺少大家公认的标志性的核心课程，比如像自动控制原理之于自动化、数据结构之于计算机。为此，需要从培养目标出发，针对专业特色，梳理出科学、完整的智能本科专业的知识体系。制订科学、权威、统一的课程标准是摆在所有智能专业面前需要共同完成的课题，这对于明确智能专业与计算机、自动化等专业的差异性，提高专业的辨识度，促进智能专业的良性发展都非常重要。

(2)理顺智能理论课程教学与应用型人才培养的关系。智能专业的很多特色课程都有较强的理论背景、带有一定的研究性质。地方普通院校充分考虑学生的接受能力和培养应用型人才的目标，在现行的培养方案中，没有开设脑与认知科学、机器智能、模式识别这类课程。然而，理论课程是“无用中的大用”，对于培养学生的专业素养和思维，使他们在专业的道路上走得更扎实、更远，都具有非常重要的作用。因此，开设哪些课程，选择哪些内容，怎么能让学生爱学、学好、够学以致用，更好地适应培养应用型人才的需要，是我们新一轮培养方案修订要考虑的主要问题。

(3)梳理课程内容，加强教材建设。由于智能科学与技术专业覆盖面广，因此其课程设置也相对宽泛，学生学的课程比较多，但由于学制和学时的限制，往往老师讲得不深，学生学得不透。教师讲授的知识被学生理解和接受是课堂教学的任务，因此，需要在现有的课程和内容中合理取舍、优中选优，解决知识的宽与深之间的矛盾。同时，还需要编写出版智能专业自己的教材，使那些具有研究性质的课程“本科生化”，使某些其他专业的课程“智能化”，才能更好地满足智能专业人才培养需要，并进一步促进智能专业的良性发展。

4 结语

地方普通院校肩负着培养国家经济建设和社会发展所需的应用型人才的任务。通过沈阳工业大学智能科学与技术专业4年来的专业建设实践，我们切实地体会到作为一个地方普通高校开展智能科学与技术专业建设还有很长的路要走。在社会对智能科学与技术专业认知不足的情况下，建立一套科学合理的培养计划和培养方式，使学生具有系统扎实的基础理论知识和出色的实践能力，从而满足社会对智能领域应用型人才的需求、得到社会的认可和接受是我们当下专业建设最主要的目标。

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（编辑：郭田珍）