以工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心的智能專業(yè)教學研究論文

時間：2022-10-01 08:51:57 論文我要投稿

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　　作者：陳海永張磊邢關生楊鵬

以工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心的智能專業(yè)教學研究論文

　　論文關鍵詞：人才培養(yǎng) 課題組制度實踐學習創(chuàng)新工程

　　論文摘要：針對智能專業(yè)中工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在的工程實踐、專業(yè)設置等問題，在分析智能科學與技術專業(yè)現(xiàn)狀的基礎上，本文提出差異性培養(yǎng)目標、課題組制度和以點帶面制度等觀點，結合河北工業(yè)大學智能系三個年級的具體實施情況，在課外實踐方面取得令人滿意的效果和成績。

　　諾貝爾獎金獲得者西蒙把自然科學定義為探索自然界的奧秘，闡明自然現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象之間的規(guī)律及定律。具體到智能科學，就是研究人的智慧，建立人機結合系統(tǒng)理論，并用其模擬人的智慧。但是，值得注意的是，技術科學從本質上是有別于自然科學的，技術科學是利用自然科學的一般規(guī)律與理論，研究人造物的構成方法及原理的科學[1]。如智能技術是在智能科學的框架內創(chuàng)建人機結合智能系統(tǒng)所需要的方法、工具和技術。然而，除了智能科學和智能技術，智能科學技術的研究任務還涵蓋一個重要的組成部分——智能工程，即利用智能科學的理念和思想，充分運用智能技術工具創(chuàng)建各種應用系統(tǒng)[2]。由于智能科學、智能技術和智能工程三個領域所強調的研究任務不同，因此智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標可以分為科學技術型(或稱為研究型)和工程技術型(或稱為應用型)。前者是研究型培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)具有學術研究或應用研究能力的人才為主，尤其要體現(xiàn)人才培養(yǎng)的綜合性、復合性和創(chuàng)新性；后者是工程型培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)在工程領域中具有應用復合能力的人才為主，尤其要體現(xiàn)人才培養(yǎng)的綜合性、復合性和應用性[3]。更值得注意的是，進入21世紀之后，隨著科學技術的迅猛發(fā)展，工程問題的綜合性與復雜性也不斷增強。在這種情況下，智能科學與技術專業(yè)如何解決復雜系統(tǒng)提出的一系列工程問題，培養(yǎng)出具有時代特色的優(yōu)秀工程人才，是新時代賦予新專業(yè)的一種使命。

　　1智能科學與技術專業(yè)現(xiàn)狀問題分析

　　由于智能科學與技術專業(yè)成立僅有短短7年時間，還處于不斷發(fā)展之中，所以不可避免地存在一些問題。一般來說，智能科學與技術專業(yè)學生的培養(yǎng)存在兩種模式：科學型人才和工程型人才。因此，如何根據(jù)各個學校的傳統(tǒng)優(yōu)勢和培養(yǎng)目標來選擇學生的培養(yǎng)模式，非常重要。然而，受傳統(tǒng)教育模式的影響，即使在智能科學與技術專業(yè)中，對人才的培養(yǎng)仍然偏重科學型，這就導致了目前該專業(yè)學生工程能力存在這樣或那樣的問題[4]。

　　1.1缺乏實際的工程訓練和實踐

　　智能科學與技術專業(yè)雖然重視基礎科學與技術課程學習和學生分析能力的培養(yǎng)，但是對工程實踐訓練和對學生相關綜合素質的培養(yǎng)相對較弱，重理論知識灌輸和輕實踐能力培養(yǎng)的老問題仍然存在，教學、科研與實際生產的結合不緊密，因此學生的綜合能力無法應對如今復雜系統(tǒng)的工程問題，難以滿足用人單位的需求[5]。

　　1.2專業(yè)設置缺乏特色

　　隨著對智能科學與技術專業(yè)的深入理解，人們逐漸認識到這個專業(yè)的重要性和光明前景。近幾年，設置這個專業(yè)的高校正在迅速增加。然而，深入分析這一新專業(yè)的高校分布和地域分布，設置該專業(yè)的高校有“985”高校、教育部“211”工程重點建設高校、地方重點建設高校；而地域分布更為廣泛，在北京、天津、湖南、杭州等多個區(qū)域[6]。智能專業(yè)的這種不同水平的高校分布和地域分布決定了每個學校的專業(yè)設置應該具有自己的特色，應該適應我國產業(yè)、經濟結構多樣性和地區(qū)發(fā)展不平衡性的需要。因此，院校不問自身條件如何，不看當?shù)亟洕l(fā)展和產業(yè)結構如何，使得智能專業(yè)的辦學模式和專業(yè)設置大規(guī)模趨同的現(xiàn)象應該得到充分的重視。

　　1.3缺乏對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

　　雖然近幾年本科教育模式正在大力革新，如2010年國家層面開始實施的“卓越工程師”教育計劃，但是本科教育的填鴨式教學模式仍然廣泛存在，使學生被動地學習，以應付考試。這種模式的后果只會導致學生死記硬背，創(chuàng)新意識薄弱，造成了學校培養(yǎng)和實際需要的嚴重脫節(jié)。

　　2優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的途徑探索

　　根據(jù)目前智能專業(yè)中工程實踐和課程設置存在的問題，我們提出了下面的解決方法。首先，根據(jù)學校的現(xiàn)實情況設置工程實踐的培養(yǎng)目標；其次，根據(jù)課程設置的不足提出課題組制度和以點帶面制度，作為課程設置的有效補充；最后，結合智能專業(yè)較新的專業(yè)知識實施創(chuàng)新型選題。通過有效實施這三個方法，培養(yǎng)優(yōu)秀的工程創(chuàng)新人才。

　　2.1差異性培養(yǎng)目標

　　培養(yǎng)目標是實現(xiàn)優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才的關鍵。差異性培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學生成才的本質屬性，孔子早就說過“因材施教”的理念。所以，對智能科學與技術這個新專業(yè)來說，由于它仍處于快速發(fā)展和完善之中，尤其是不同類型高校又有實際情況，因此應該制定具有差異性和多樣化的培養(yǎng)目標。比如說，研究型大學要致力于培養(yǎng)工程研究型、工程創(chuàng)新型的高端人才，以培養(yǎng)學術研究型的科學家、研發(fā)人員和設計工程師為主；而教學型大學工程人才的培養(yǎng)目標定位要突出應用型，以服務地方經濟建設為主，培養(yǎng)從事工程施工和管理的工程人才。

　　差異性培養(yǎng)目標不但體現(xiàn)在不同地域和不同類型的高校之間，即使在同一所高校，也應根據(jù)學生的興趣和實際情況確定不同的培養(yǎng)目標。具體來說，即使是一個班級的學生，他們的興趣和目標也不盡相同，如有的學生立志學好英語，有的學生準備全力以赴考研不顧其他，有的學生準備把自己的興趣當做追求目標。因此，充分考慮和尊重學生目標的差異性，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一個前提。

　　2.2改革培養(yǎng)方式與途徑

　　目標確定以后，接下來就涉及到優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)如何實施的問題，其核心是讓學生得到充分的工程訓練，調動學生的積極性、主動性。實際操作過程中，教師可以把學生真正放到競賽的賽場上，如參加教育部“質量工程”建設的物聯(lián)網創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”設計大賽、“盛群杯”單片機創(chuàng)新設計競賽、“飛思卡爾”智能車競賽等。這些競賽都是以創(chuàng)新為主要訴求，課題的名稱自擬。因此，通過這些比賽，學生們可以從選題、制作、參賽、完善作品等多個環(huán)節(jié)體會工程創(chuàng)新的全過程，大大提高工程實踐能力，為成為工程創(chuàng)新人才打下堅實的基礎。如何根據(jù)智能專業(yè)的特點，并結合各種創(chuàng)新競賽，來實施這樣的工程訓練呢？通過下面兩種制度可以有效實現(xiàn)。第一，實施課題組制度。即把智能系的學生分成多個課題組。如我校的第一屆學生分成了7個課題組，每組4～5人，在課題組的基礎上實行導師制，每位導師可帶1～2組。課題組的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學生獨立提出問題的能力、獨立解決工程實際問題的能力、科學研究能力和科技開發(fā)及組織管理能力。但是，有一個前提，課題組制度要保證讓學生廣泛參與，這樣才能最大可能和最大范圍地培養(yǎng)優(yōu)秀工程創(chuàng)新人才。因此，實施下面的以點帶面制度，對保證學生的參與廣度和培養(yǎng)質量非常必要。

　　第二，實施以點帶面制度。隨著智能專業(yè)的快速發(fā)展，學生越來越多，課題組越來越多，但教師的精力畢竟是有限的，難以指導太多課題組的學生。我們采用以點帶面制度來解決這個問題。從橫向方面看，我們采用組長負責制和核心組員制，每個課題組的組長和核心組員由能力相對較強的學生擔任，作為導師和課題組組員之間的聯(lián)系紐帶，導師僅僅將相關的課題任務傳達給他們即可。這樣既能夠大大降低指導教師的工作量，也能夠充分調動學生的積極主動性和自主性，鍛煉他們獨立解決問題的能力和團結協(xié)作、組織管理的能力。從縱向方面看，在課題組還涉及到不同年級的情況下，以點帶面制度就是核心組員指導低年級學生。這樣就實現(xiàn)了同一年級之間、不同年級之間的良性循環(huán)，保證無論那個年級的課題組，總有一個核心組員在指導，而指導教師一般僅僅親自指導核心組員，最終實現(xiàn)使用指導教師的有限時間，而使學生的收益最大化。以點帶面制度保證了教學指導質量和學生深入、廣泛、全過程參與工程訓練活動，從而鍛煉他們的工程創(chuàng)新能力。

　　2.3重視對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)

　　創(chuàng)新是教育部實施的“質量工程”的核心。對智能專業(yè)的學生來說，創(chuàng)新的核心是創(chuàng)新意識和選題。該專業(yè)學生一般會接觸到最新的智能傳感技術、智能控制技術、智能執(zhí)行技術、智能信息處理技術。這些新的技術自然帶來一批新的元器件和新的信息處理方式。因此，使用這些新的元器件和新的信息處理方式，結合我們的生活需求，就比較容易實現(xiàn)具有創(chuàng)新性的選題。選題確定后，就可以采用課題組的方式和以點帶面的模式，通過“實踐學習”方式，將專業(yè)理論的學習與科研實踐緊密結合，在項目實踐中增強學生的自主學習能力、創(chuàng)新思維能力和實踐動手能力，促進學生的綜合素質發(fā)展，最終培養(yǎng)一批兼具創(chuàng)新力和領導力的精英之才。

　　通過以上三個方面的實施，智能系的幾個課題組在“挑戰(zhàn)杯”、“盛群杯”單片機創(chuàng)新設計競賽等創(chuàng)新類比賽中制作出很有創(chuàng)意的作品，應用了智能專業(yè)的許多知識，取得了優(yōu)異成績。這極大鍛煉了學生的工程創(chuàng)新能力，初步達到了工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標。

　　3結語

　　在國內各個專業(yè)普遍重視工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，筆者為培養(yǎng)優(yōu)秀的工程創(chuàng)新人才提供了一種思路和方案。筆者提出差異性培養(yǎng)目標、課題組制度和以點帶面制度，并把這些方法應用到智能系學生的工程能力培養(yǎng)上，確立了學生的自我管理方式。學生做出了優(yōu)秀的創(chuàng)新作品，通過在創(chuàng)新競賽中的全過程“實踐學習”，增強了實踐動手、團結協(xié)作和組織協(xié)調等工程能力，最終成為能夠提出創(chuàng)新問題并有效解決問題的具有工程創(chuàng)新能力的人才。該方法具有較強的實踐價值和良好的效果，初步達到了將智能系專業(yè)學生培養(yǎng)成為工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。

　　參考文獻：

　　[1]蔣新松.智能科學與智能技術[J].信息與控制,1994,23(1):38-39.

　　[2]楊鵬,張建勛,劉冀偉,等.智能科學與技術專業(yè)課程體系和教材建設的思考[J].計算機教育,2010(19):11-14.

　　[3]魏秋月.關于智能科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)和學科建設的思考[J].教育理論與實踐,2009,29(9):18-19.

　　[4]王萬森,鐘義信,韓力群,等.我國智能科學技術教育的現(xiàn)狀與思考[J].計算機教育,2009(11):10-14.

　　[5]王璽.如何培養(yǎng)具有時代特色的優(yōu)秀工程師[J].上海工程技術大學教育研究,2008(4):7-11.

　　[6]蔡自興.智能科學技術課程教學縱橫談[J].計算機教育,2010(19):2-6.

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