時(shí)間：2023-01-27 21:28:25
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能科學(xué)與技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；畢業(yè)生情況；北京科技大學(xué)
從2004年國內(nèi)開始招生至今，全國已有不少高校設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。我校是較早設(shè)置該專業(yè)的院校，于2007年在信息工程學(xué)院設(shè)置其為第7個(gè)本科專業(yè)，并開始招生。2009年9月，學(xué)生進(jìn)入相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，第一屆學(xué)生于2011年7月畢業(yè)。日前，該專業(yè)學(xué)生已經(jīng)完成本科階段的學(xué)習(xí)。
在專業(yè)開設(shè)過程中，我們完成的主要工作如下。
1) 調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)院校智能科學(xué)與相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案。
2) 形成智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系和能力要求。
3) 制定2010版智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱。
同時(shí)，在辦學(xué)過程中，我們選擇了腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論，人工智能基礎(chǔ)，微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)(微機(jī)原理)，可視化程序設(shè)計(jì)、智能計(jì)算與應(yīng)用四個(gè)課程組進(jìn)行教學(xué)模式改革。
1首屆畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)
因?yàn)槭鞘讓脤W(xué)生，我校大多數(shù)課程安排參考了國內(nèi)兄弟院校的課程設(shè)置，也參考了我校自動化專業(yè)的部分課程設(shè)置。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)主要由5個(gè)方面組成[1]，如圖1所示。
1) 數(shù)理基礎(chǔ)課程群：工科數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)等。
2) 電工電子技術(shù)課程群：電路分析基礎(chǔ)、電路實(shí)驗(yàn)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。
3) 機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)課程群：工程制圖基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、信號處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、現(xiàn)代檢測技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、DSP處理器及應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。
4) 專業(yè)主干課程群：信息論與編碼、控制工程基礎(chǔ)、腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器人組成原理、計(jì)算智能基礎(chǔ)、模式識別基礎(chǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、智能控制及其應(yīng)用。
5) 實(shí)踐創(chuàng)新課程群[2]：計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐、電子技術(shù)實(shí)習(xí)、MATLAB編程與工程應(yīng)用、Linux系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)、自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、專業(yè)(生產(chǎn))實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。
除了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生還參與了很多課外科技活動和競賽，并取得了良好成績，內(nèi)容如下。
1)“基于Matlab的智能五子棋人機(jī)博弈系統(tǒng)”在北京科技大學(xué)第十一屆“搖籃杯”課外學(xué)術(shù)作品競賽中獲三等獎。
2) 第八屆校機(jī)器人隊(duì)隊(duì)員在第八屆亞太機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔賽中獲十六強(qiáng)。
3) 在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲成功參賽獎。
4) 在智能車校內(nèi)賽中獲二等獎。
5) 在北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽中獲三等獎。
6) 在北京市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲二等獎。
7) 在“飛思卡爾”智能車競賽的校級賽中獲三等獎。
8) 在校級機(jī)器人競賽中獲季軍。
9) 在全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽科技類中獲三等獎。
10) 在北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)博弈錦標(biāo)賽中獲最佳程序設(shè)計(jì)獎。
11) 在北京科技大學(xué)“閃我風(fēng)采”Flash大賽中獲最佳細(xì)節(jié)獎。
在參加課外競賽及各種活動之余，首屆智能班還自組織了以小組為單位的指紋識別考勤計(jì)時(shí)系統(tǒng)編程比賽，歷時(shí)一個(gè)月，比賽結(jié)束后評出了最優(yōu)編程獎。然后返回給每個(gè)小組，再討論再修改，最終確定了最優(yōu)版，申請了國家軟件著作權(quán)，于2010年5月份獲得審批。此次比賽成果是全班學(xué)生辛苦勞動的果實(shí)，凝聚了24位學(xué)生的智慧和努力。圖2展示了該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書。
2首屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)情況
2010年底，首屆學(xué)生進(jìn)入本科畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在大家的共同努力下，全部學(xué)生通過了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目如表1所示。
3首屆畢業(yè)生去向
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)首屆24名學(xué)生是2009年9月進(jìn)入大三學(xué)習(xí)專業(yè)課的。目前，我們統(tǒng)計(jì)的畢業(yè)生去向，專業(yè)第1名放棄了保研指標(biāo)，選擇出國留學(xué)，另外有4人保送本校讀研究生。選擇考研的學(xué)生還有12人，另外有3人選擇出國留學(xué)，還有2人選擇就業(yè)，如表2所示。
4經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
我們對2007級智能科學(xué)與技術(shù)首屆畢業(yè)生的總體情況還是比較滿意，通過一系列教學(xué)改革，取得一定的成效，內(nèi)容如下。
1) 人工智能基礎(chǔ)。此課程為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的理論基礎(chǔ)性課程，具有涉及的面比較廣、內(nèi)容較多、變化較快的特點(diǎn)。我們結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，在保證課程完整性的同時(shí)，盡可能增加學(xué)科發(fā)展的前沿內(nèi)容。
2) 微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)(微機(jī)原理)。微機(jī)原理及其應(yīng)用是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)軟硬件結(jié)合非常緊密，需要經(jīng)過大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。在充分分析本門課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們對該課程作了如下教學(xué)改革：自行研制開發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)裝置，開發(fā)了配套的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)講義。圖3是我們使用的微機(jī)原理與單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置。
在教學(xué)方法上，教師讓學(xué)生在學(xué)習(xí)已有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，做一些由簡單到復(fù)雜的新改動，直至最后設(shè)計(jì)出新的應(yīng)用電路，并用相關(guān)器件實(shí)現(xiàn)。為了鼓勵學(xué)生親自動手制作電路板，教學(xué)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)近3 000元，購買了各種電子元器件和電路制作工具，包括單片機(jī)芯片、集成穩(wěn)壓電路芯片、各種傳感器、小鍵盤、電阻電容、印刷電路板、萬用表、電烙鐵等，保證每位學(xué)生都能設(shè)計(jì)并制作完成一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。在課堂管理方面，我們實(shí)行小班授課，每班不超過30人。學(xué)生都很遵守課堂紀(jì)律，幾乎沒有遲到早退現(xiàn)象，為該門課程的學(xué)習(xí)營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。
3) 可視化程序設(shè)計(jì)。小班在實(shí)驗(yàn)機(jī)房上課，課程將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來，教師對每一個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行講解后，讓學(xué)生立刻練習(xí)，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。通過教師的課堂講解和學(xué)生的課堂練習(xí)，使學(xué)生達(dá)到融會貫通的程度。
4) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析。針對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)對計(jì)算機(jī)軟件能力要求高的特點(diǎn)，我們壓縮了計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析兩門課程的學(xué)時(shí)，保證學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，并編寫了相應(yīng)教材。
5) 根據(jù)國內(nèi)外高等教育的最新發(fā)展，我們對研究思路、內(nèi)容、方法進(jìn)行必要調(diào)整。英國、美國、馬來西亞等國近幾年開設(shè)了AI相關(guān)專業(yè)，并且多數(shù)與機(jī)器人結(jié)合。在2010版教學(xué)計(jì)劃中，我們也將機(jī)器人作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)平臺和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對象，為此探討設(shè)立機(jī)器人組成原理課程[3]，并在準(zhǔn)備教材。我們還與南開大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的系列教材[4]。
另一方面，我們在辦學(xué)過程中也感覺到一些問題，和南開大學(xué)[5]的問題較為類似。
1) 專業(yè)宣傳方面的問題。
2) 沒有形成統(tǒng)一的教學(xué)指導(dǎo)委員會，各學(xué)校還處于單兵作戰(zhàn)階段。
3) 學(xué)校的重視程度不夠，經(jīng)費(fèi)投入有待加強(qiáng)。
4) 師資結(jié)構(gòu)對其他學(xué)科的依賴程度較大，還未形成完整的師資隊(duì)伍，多數(shù)教師來自其他專業(yè)。
5結(jié)語
通過兩年的專業(yè)課學(xué)習(xí)，首屆智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的全體學(xué)生在各方面都取得了不錯成績。多門基于專業(yè)課程開設(shè)的課程設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動手實(shí)
踐能力，還加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解及掌握程度，很好地將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來。特別是在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生的論文題目都很有新意，充分體現(xiàn)出智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“智能”特點(diǎn)，而且學(xué)生在論文答辯環(huán)節(jié)全部順利通過。首屆畢業(yè)生中，出國和保研率達(dá)到54.17%，就業(yè)率達(dá)到45.83%，有很好的發(fā)展前景。通過研究首屆畢業(yè)生情況，我們認(rèn)為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)很有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)，能夠?qū)⑷斯ぶ悄芸茖W(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制等專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域綜合起來，培養(yǎng)出具有綜合能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。
總結(jié)首屆畢業(yè)生情況，我們將在隨后的教學(xué)過程中進(jìn)行如下改進(jìn)：結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，盡可能增加學(xué)科發(fā)展前沿的內(nèi)容；針對學(xué)有余力的學(xué)生，布置學(xué)科前沿的自學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)中嘗試以作業(yè)的形式安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[6]。同時(shí)，我們繼續(xù)保持小班授課方式，營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍。在考核方面，結(jié)合平時(shí)、考試和答辯3種形式，來客觀、公正地評定學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。通過總結(jié)已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，發(fā)展優(yōu)勢，我們相信智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一定會一步一步成為更加完備的、更有優(yōu)勢的、更具時(shí)代特征的新型專業(yè)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉冀偉,石志國,王志良. 北京科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)概況[J]. 現(xiàn)代大學(xué)教育,2010(6):1-4.
[2] 石志國,劉冀偉,王志良.“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)軟件實(shí)踐類課程建設(shè)探討[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(11):93-97.
[3] 石志國,劉冀偉,王志良,等. 機(jī)器人組成原理課程規(guī)劃[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(15):86-90.
[4] 楊鵬,張建勛,劉冀偉,等. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系和教材建設(shè)的思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(19):11-18.
[5] 方勇純. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生情況分析與專業(yè)建設(shè)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(19):51-54.
[6] 魏秋月. 關(guān)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)的思考[J]. 教育理論與實(shí)踐,2009,29(9):18-19.
The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology
in University of Science and Technology Beijing
LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang
(College of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
關(guān)鍵詞:專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng);教學(xué)改革;課程體系;教學(xué)模式
21世紀(jì)是智能科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期,智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住這個(gè)契機(jī),大力推進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)的本科教育和專業(yè)建設(shè),培養(yǎng)適合社會發(fā)展和市場需求的智能科學(xué)技術(shù)人才[1]。堅(jiān)持以學(xué)生為根本,以傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)和協(xié)調(diào)發(fā)展為己任,以我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的要求和社會發(fā)展對人才的迫切需求為重心,針對師資隊(duì)伍、人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容與課程體系、教學(xué)方法與手段、教學(xué)管理及培養(yǎng)質(zhì)量等方面進(jìn)行深入改革,形成具有先進(jìn)的辦學(xué)理念、完善的管理體制、領(lǐng)先的改革思路、優(yōu)秀的師資隊(duì)伍的龍頭專業(yè)。智能科學(xué)與技術(shù)作為具有廣闊發(fā)展前景和巨大應(yīng)用需求的綜合交叉學(xué)科,高校應(yīng)進(jìn)一步拓展相關(guān)研究領(lǐng)域,結(jié)合辦學(xué)條件、管理制度及政策傾斜,突出人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)的特色。
1深化實(shí)踐教學(xué)改革,探討多元復(fù)合型人才培養(yǎng)模式
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)要協(xié)調(diào)發(fā)展,首先必須明確專業(yè)特色,形成自己特有的學(xué)科體系、人才培養(yǎng)模式和課程特色。在智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)研究已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域的形勢下,對人才的培養(yǎng)要從多元化角度來考慮[2]。一方面,當(dāng)前國內(nèi)外智能科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究如火如荼,原創(chuàng)性理論與核心技術(shù)的研究步伐在進(jìn)一步加快,國際上對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究型人才求
賢若渴。另一方面,智能科學(xué)領(lǐng)域的一系列學(xué)術(shù)研究成果,迫切需要轉(zhuǎn)化成能夠產(chǎn)生社會效益、支持社會主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活需要的產(chǎn)品,大型企業(yè)、著名公司對具有智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)知識的應(yīng)用型和工程型人才的需求勢頭正旺,因此,目前探討智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式正當(dāng)其時(shí)。
1) 多元化人才培養(yǎng)模式。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)集智能技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等多學(xué)科交叉、跨應(yīng)用領(lǐng)域的本科專業(yè)。根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、市場對人才的需求以及專業(yè)自身的發(fā)展特點(diǎn),智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)兼顧研究型、應(yīng)用型和工程型等多元復(fù)合型人才需求,因此,智能科學(xué)專業(yè)在充分整合優(yōu)質(zhì)教育資源的基礎(chǔ)上,需要不斷改革教育模式。一方面,通過各種教學(xué)活動,豐富各層次、各類型的課程教學(xué)資源,如:積極開設(shè)雙語教學(xué)、探究式教學(xué)、“本、研合一”的高水平課程、校外名師課程等,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新知識和科研學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng),推進(jìn)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)計(jì)劃;另一方面,針對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn),積極開展學(xué)生科研活動和實(shí)踐訓(xùn)練,使學(xué)生通過項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉自己的實(shí)際研發(fā)能力,提高運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。此外,充分利用我校多學(xué)科、綜合化的人才培養(yǎng)優(yōu)勢,通過以跨學(xué)科、跨專業(yè)的交叉融合,打通各方的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,給學(xué)生提供更加廣泛的學(xué)習(xí)空間,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高效的復(fù)合型人才培養(yǎng)。
2) 專業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)。完善由智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)方向課程三部分組成的定位明確、特色突出、規(guī)范合理的專業(yè)教育課程體系,加強(qiáng)學(xué)生在基礎(chǔ)知識訓(xùn)練和智能科學(xué)專業(yè)技能的素養(yǎng)培養(yǎng),強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)的相關(guān)性,突出專業(yè)核心的穩(wěn)定性,擴(kuò)大專業(yè)方向的多樣性。
3) 科研素養(yǎng)和適應(yīng)發(fā)展能力培養(yǎng)。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)面對多元化人才需求,不僅要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力,自主不斷學(xué)習(xí)新理論、新方法和新技術(shù)的能力,以勝任學(xué)科的前沿研究和技術(shù)發(fā)展;同時(shí)還要重視學(xué)生在研發(fā)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作能力,以適應(yīng)學(xué)科在實(shí)際中的各種應(yīng)用需求,在不斷開發(fā)高質(zhì)量智能軟件系統(tǒng)及項(xiàng)目研發(fā)的實(shí)際鍛煉中,培養(yǎng)學(xué)生的高效工作能力和良好的溝通能力。
基于以上觀點(diǎn),我校在教學(xué)模式的改革中,積極提倡“夯實(shí)基礎(chǔ)、綜合提高、加強(qiáng)實(shí)踐”的三結(jié)合人才培養(yǎng)改革思想,針對學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)技能等多個(gè)方面細(xì)化培養(yǎng)方案,不僅注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,還要兼顧培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維、科學(xué)研究的能力及創(chuàng)新精神,從整體上提升智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)的素質(zhì)。
我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)堅(jiān)持“教學(xué)、科研、團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,學(xué)科、專業(yè)、課程的整體建設(shè)”,依托北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、北京市高等學(xué)校工程研究中心,北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”、校級重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“軟件理論與技術(shù)”以及與其他專業(yè)和兄弟院校的聯(lián)合,開展了以教師隊(duì)伍建設(shè)為基礎(chǔ)、以人才培養(yǎng)改革為核心,以促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的專業(yè)建設(shè)工作,并形成了層次型人才培養(yǎng)方案,如圖1所示。
圖1層次型人才培養(yǎng)方案
1.1層次型人才培養(yǎng)方案及教學(xué)模式
結(jié)合智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的特點(diǎn),針對多元化人才培養(yǎng)需求,我們構(gòu)建了“教―學(xué)―用”的層次型培養(yǎng)模式,形成了“2+1+1”的教學(xué)模式。前兩個(gè)學(xué)年主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和智能科學(xué)基礎(chǔ)理論知識,以學(xué)習(xí)、理解和掌握知識為主,同時(shí)采用啟發(fā)引導(dǎo)及探究討論的教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和主動探究的興趣,進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)問題、設(shè)計(jì)方法、分析討論和問題求解培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)[3]。第三學(xué)年側(cè)重學(xué)習(xí)智能專業(yè)核心課程,如:智能機(jī)器人、智能游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、模式識別、智能信息獲取與決策管理、自然語言處理等體現(xiàn)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特色的課程,使學(xué)生在理論方法的學(xué)習(xí)中提高專業(yè)技能,同時(shí)所設(shè)課程與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生理論知識的消化和實(shí)踐能力的訓(xùn)練。第四學(xué)年,以綜合實(shí)踐訓(xùn)練為主,學(xué)生根據(jù)各自的情況和興趣,參加學(xué)生科研立項(xiàng)、各類科研競賽活動、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及教師的科研項(xiàng)目等,進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié),有利于學(xué)生整體綜合素質(zhì)的提高。同時(shí),以問題為綱,培養(yǎng)學(xué)生在解決問題的同時(shí)自主發(fā)現(xiàn)新問題和新知識,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的主動思維和創(chuàng)新提高的科學(xué)研究素養(yǎng)[4]。
1.2 “本、研合一”的教學(xué)體系
本科生與研究生的培養(yǎng)互動是推動本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效措施。我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)經(jīng)過幾年的探索和實(shí)踐,形成了“本、研合一”的教學(xué)體系。“本、研合一”教學(xué)體系的設(shè)計(jì)思路是將學(xué)生在各個(gè)學(xué)習(xí)階段的知識結(jié)構(gòu)、實(shí)際應(yīng)用能力和科學(xué)研究能力進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),使學(xué)生在有限的時(shí)間里掌握盡可能多的知識,得到盡可能充分的實(shí)踐與鍛煉,并在一體化的教學(xué)體系設(shè)計(jì)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維、應(yīng)用型和工程型能力,以及創(chuàng)新型精神,提升智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才素質(zhì)。
我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)借助已獲批北京市和校級精品課程、探究式課程、雙語課程及網(wǎng)絡(luò)多媒體課程,包括智能信息獲取技術(shù)、人工智能原理、模式識別、智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論、智能機(jī)器人和自然語言處理等,在三年級開設(shè)提高性的研究型課程,這種提高性教學(xué)采取本科生與研究生合班上課的形式,使一部分本科學(xué)生在本科階段先行選修部分研究生課程,并接受高水平教師的培養(yǎng)。這一階段要求教師面向研究和學(xué)習(xí)對象,將每一階段的理論知識與實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)計(jì),同時(shí)要求理論課和專業(yè)技術(shù)課都要針對研究和學(xué)習(xí)對象設(shè)計(jì)問題,留出解決問題的空間。在完成整個(gè)學(xué)習(xí)階段后,組織學(xué)有余力的本科生與研究生聯(lián)合申請科研立項(xiàng)(由學(xué)校條裝處資助)、實(shí)驗(yàn)室開放基金(由學(xué)校學(xué)生處資助);有計(jì)劃地將本科生按照他們的興趣愛好,逐步吸納到由研究生導(dǎo)師、研究型教師、研究生、本科生組成的科研課題組或特色研究小組,以科研項(xiàng)目組為單位,對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的綜合提高訓(xùn)練。
1.3積極開展“研、教互動”,培養(yǎng)具有前沿性、時(shí)代性和實(shí)用性的復(fù)合型人才
教師的科研和教改項(xiàng)目為學(xué)生提供了課外學(xué)習(xí)的平臺和廣闊的發(fā)展空間。部分學(xué)生將課程組教師的研究成果,實(shí)現(xiàn)了直觀驗(yàn)證和探索歸納兩種實(shí)驗(yàn)分析模式。另外,我們還組織部分有能力、有興趣的學(xué)生成立課外科研興趣小組,參加各種科研活動,4年來課程組教師指導(dǎo)的36個(gè)校級科研項(xiàng)目中有22個(gè)獲得學(xué)校獎勵。科研活動與教學(xué)的互動不僅提高和增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力,更激發(fā)了他們鉆研與探索的精神。在本科第三年,一方面聘請國內(nèi)外知名教授,為本科生開設(shè)前沿性的科研講座;另一方面要求學(xué)生去聯(lián)合實(shí)踐基地、對口企業(yè)進(jìn)行為期三個(gè)月的專業(yè)實(shí)習(xí)和相關(guān)實(shí)踐活動,由雙方共派導(dǎo)師形成導(dǎo)師組聯(lián)合指導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生。這些項(xiàng)目不僅給學(xué)生從事基礎(chǔ)研究創(chuàng)造了機(jī)會,也加強(qiáng)了專業(yè)科研對外合作,有利于專業(yè)人才培養(yǎng)水平的提高。
2以多渠道交流、合作及開放的方式,加強(qiáng)“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的多元化培養(yǎng)模式
我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)廣泛利用國內(nèi)外優(yōu)勢教育資源開展主題鮮明、形式多樣的教學(xué)科研合作,積極開拓產(chǎn)學(xué)研結(jié)合渠道,與企業(yè)共建科研開發(fā)中心合作,一方面提供學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、綜合訓(xùn)練等,另一方面,還為學(xué)生提供科技創(chuàng)造的實(shí)踐環(huán)境和為社會提供各種技術(shù)服務(wù)的平臺。智能專業(yè)除了與本校的兄弟學(xué)院建立教學(xué)科研合作之外,還與澳洲悉尼科技大學(xué)、美國密西根州立大學(xué)、中科院高能所、中科院自動化所、IBM公司、北京上善中加信息技術(shù)有限公司、北京智能谷科技有限公司等幾十家中外著名大學(xué)、軟件公司、企業(yè)及高級研究機(jī)構(gòu)建立了開發(fā)、科研與人才培養(yǎng)合作的機(jī)制,通過多種多樣的方式在學(xué)校和校外各方進(jìn)行聯(lián)合,積極開拓產(chǎn)學(xué)研結(jié)合渠道,引進(jìn)最先進(jìn)的智能研發(fā)環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生掌握最新的研究成果和開發(fā)技術(shù),成為適應(yīng)國家科學(xué)研究、社會主義市場經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的研究型、應(yīng)用型、工程型的復(fù)合型人才,力爭在人才競爭中保持優(yōu)勢。
3加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
師資隊(duì)伍建設(shè)一直以來都是專業(yè)建設(shè)的基本保證,我校智能專業(yè)注重建立教師深造培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流和工作分配的有效機(jī)制,進(jìn)一步為教師提供豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、了解人才需求的平臺,以人盡其才的用人方式激發(fā)教師的工作積極性。近年來,我們已先后從中國科學(xué)院、北京理工大學(xué)、西安工業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)等國內(nèi)知名高校和科研機(jī)構(gòu)引進(jìn)了多名具有博士學(xué)位的教師,并結(jié)合智能專業(yè)的特點(diǎn),建立了一支多學(xué)科、多專業(yè)的基礎(chǔ)理論課教師、專業(yè)核心課教師、科研及工程技術(shù)人員組成的專兼結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)。這支以中青年為主的教師隊(duì)伍長期工作在教學(xué)、科研第一線,積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),教學(xué)效果顯著,其中教授3人,副教授2人,研究生導(dǎo)師6人,具有博士學(xué)位的教師6人。經(jīng)過多年的建設(shè),專業(yè)已形成了一支知識結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)比較合理的師資隊(duì)伍,教師具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ),深厚的教學(xué)功底,開闊的學(xué)術(shù)視野和較強(qiáng)的科研能力,其中,2人獲北京市優(yōu)秀青年骨干教師稱號,3人多次獲得學(xué)校優(yōu)秀主講教師、優(yōu)秀導(dǎo)師和優(yōu)秀畢設(shè)指導(dǎo)教師等稱號。
在專兼結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)中,智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教師側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識,同時(shí)注重院校內(nèi)部交叉學(xué)科知識的融會貫通,聯(lián)合院內(nèi)信息工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)、軟件工程專業(yè)以及教育科學(xué)學(xué)院從事相關(guān)研究的學(xué)者,通過講座與項(xiàng)目聯(lián)合的方式,培養(yǎng)學(xué)生對跨學(xué)科交叉領(lǐng)域知識的掌握與應(yīng)用。同時(shí),積極開展與國內(nèi)外著名軟件公司、企業(yè)及高級研究機(jī)構(gòu)的交流與協(xié)作,建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域一線工程技術(shù)人員到學(xué)校兼職授課的制度和機(jī)制,進(jìn)一步擴(kuò)充師資隊(duì)伍的力量。另外,在教師隊(duì)伍的建設(shè)建設(shè)中,采用以老帶新和以新促長的方式,注重分工協(xié)作和交流發(fā)展,采用課程主講教師負(fù)責(zé)制,全面負(fù)責(zé)課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐;而實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué),從而保證了隊(duì)伍的連續(xù)性和優(yōu)勢互補(bǔ)性。此外,教授、副教授每學(xué)年必須為本科生開設(shè)核心課程,并要承擔(dān)一定的教學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、指導(dǎo)本科學(xué)生科研立項(xiàng)、畢業(yè)論文指導(dǎo)等工作,切實(shí)保障了課程理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、研究環(huán)節(jié)的緊密跟蹤與指導(dǎo)。
4優(yōu)化課程體系
課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容,課程教學(xué)的質(zhì)量直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)目前有北京市、校級精品課程、優(yōu)秀課程、探究式課程、雙語課程及多媒體網(wǎng)絡(luò)課程7門,智能信息獲取技術(shù)、人工智能原理、模式識別、智能決策支持系統(tǒng)、智能機(jī)器人、自然語言處理,另外還有多門課程的建設(shè)工作驗(yàn)收合格。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在課程體系的設(shè)置和改革方面,參考了國內(nèi)外著名高等學(xué)校,包括麻省理工大學(xué)、斯坦福大學(xué)、東京大學(xué)、悉尼大學(xué)以及北京大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)的智能科學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置,充分考慮了我院在信息處理技術(shù)方面的特色,以及智能科學(xué)專業(yè)多年來在機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解以及智能信息處理等方向的科研成果及研究生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)積累,以智能機(jī)器人、智能游戲及智能信息處理等為特色課程,以建設(shè)“理論―研究―實(shí)踐”為指導(dǎo)思想,設(shè)置了協(xié)同遞進(jìn)的特色課程體系,如圖2所示。通過“學(xué)習(xí)+提高+實(shí)踐”的協(xié)同遞進(jìn)和不斷深化的過程,達(dá)到系統(tǒng)掌握和融會貫通,并由“基礎(chǔ)訓(xùn)練”提高到“專業(yè)素養(yǎng)”,最終上升為綜合能力。在理論基礎(chǔ)和實(shí)踐訓(xùn)練的協(xié)同學(xué)習(xí)過程中,案例學(xué)習(xí)與項(xiàng)目帶動的一體化方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研興趣,同時(shí)使學(xué)生感知理論基礎(chǔ)知識的重要性。
圖2協(xié)同遞進(jìn)的課程體系
5拓寬多學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)科研合作,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自身特點(diǎn)決定了在人才培養(yǎng)方面的學(xué)科綜合交叉性[5],體現(xiàn)了與其他領(lǐng)域的技術(shù)相互滲透的必要性,這種跨學(xué)科的交叉應(yīng)用研究更能激發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的活力,更能充分發(fā)揮智能專業(yè)的科研潛力。拓寬領(lǐng)域合作是各個(gè)學(xué)科在教學(xué)改革中值得思考的問題,我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合本校的辦學(xué)特色,與教育科學(xué)學(xué)院教師聯(lián)合開展了在教育信息智能化方面的相關(guān)合作,將專業(yè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于教育信息的智能處理中,從學(xué)業(yè)表情、知識驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)管與安全分析入手,基于情感計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、Multi-agent、分布式智能檢測、教育信息等技術(shù),在情緒信息認(rèn)知計(jì)算模型和信息安全監(jiān)控模型方面進(jìn)行廣泛深入的合作研究。這種交叉領(lǐng)域的教研合作,有利于促進(jìn)專業(yè)相關(guān)課程及其實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、科研、畢業(yè)論文、學(xué)生科研活動取得良好的應(yīng)用效果[6]。
6人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)的架構(gòu)
本校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合近年來在人才培養(yǎng)和教學(xué)改革中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),縝密剖析了當(dāng)前智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在我國的學(xué)科地位、自身特點(diǎn)和未來發(fā)展,建立起了“專業(yè)基礎(chǔ)+項(xiàng)目實(shí)踐+社會服務(wù)”的人才培養(yǎng)與專業(yè)建設(shè)架構(gòu),如圖3所示。
圖3人才培養(yǎng)與專業(yè)建設(shè)架構(gòu)
7結(jié)語
智能科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)與學(xué)科領(lǐng)域前沿及最新發(fā)展緊密結(jié)合的多學(xué)科交叉專業(yè),因此要結(jié)合心理學(xué)、哲學(xué)、生命科學(xué)等多學(xué)科不斷優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),根據(jù)教育部、教學(xué)指導(dǎo)委員會和國家及北京市科技發(fā)展中長期規(guī)劃綱要,突出重點(diǎn)領(lǐng)域和前沿技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的有關(guān)要求,認(rèn)真研究專業(yè)定位,規(guī)范智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)的基本內(nèi)容,加強(qiáng)基礎(chǔ),提高素質(zhì),優(yōu)化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)優(yōu)勢,協(xié)調(diào)發(fā)展,突出特色;順應(yīng)社會的
發(fā)展需求,面向市場的用人需求, 構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的課程體系,規(guī)范課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置,加強(qiáng)精品課程建設(shè),開設(shè)高水平課程。同時(shí),政策傾斜、條件改善和嚴(yán)格管理是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的保障,高校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大投入,支持智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、圖書資料、基礎(chǔ)設(shè)施、師資優(yōu)化等教學(xué)條件的建設(shè)和改善,使其具有更好的辦學(xué)條件和更加先進(jìn)的教學(xué)手段,滿足多元復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要。此外,專業(yè)建設(shè)實(shí)行專業(yè)責(zé)任制,明確專業(yè)建設(shè)目標(biāo),理清專業(yè)建設(shè)思路,切實(shí)制定和完善專業(yè)建設(shè)實(shí)施規(guī)劃,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),在課程改革與建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)、教學(xué)改革與管理等方面落實(shí)相關(guān)人員責(zé)任,落實(shí)專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi),確保達(dá)到專業(yè)建設(shè)的預(yù)期目標(biāo)。最后,加強(qiáng)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)與跟蹤調(diào)查:以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以學(xué)生的全面和諧發(fā)展為中心,在統(tǒng)籌兼顧的前提下,重點(diǎn)加強(qiáng)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)與指導(dǎo)工作,努力提高就業(yè)率,積極開展就業(yè)跟蹤調(diào)查,多渠道了解信息,建立更加完善的畢業(yè)生社會評價(jià)反饋體系,加強(qiáng)專業(yè)畢業(yè)生的后續(xù)管理,進(jìn)一步提高專業(yè)的影響力和社會聲譽(yù)。
參考文獻(xiàn):
[1] 王萬森,鐘義信,韓力群,等. 我國智能科學(xué)技術(shù)教育的現(xiàn)狀與思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):10-14.
[2] 謝昆青. 第一個(gè)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):16-20.
[3] 焦李成,石光明,鐘華,等. 智能科學(xué)與技術(shù)本科特色專業(yè)建設(shè)的實(shí)踐與探討[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):26-29.
[4] 李擎,陳雯柏,李鄧化,等. 智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)建設(shè)的實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(11):33-37.
[5] 魏秋月. 關(guān)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)的思考[J]. 教育理論與實(shí)踐,2009(9):18-19.
[6] 劉麗珍,王旭仁,劉杰. 智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)教學(xué)改革及課程建設(shè)[J]. 教育信息化,2009(11):112-115.
The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of
Intelligence Science and Technology
LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia
(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048, China)
關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；本科畢業(yè)設(shè)計(jì)；過程管理系統(tǒng)
1智能專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）改革背景
智能專業(yè)是一個(gè)新興專業(yè)，在學(xué)科建設(shè)上各高校百花齊放、各有特色，但目前國內(nèi)高校的智能專業(yè)本科教學(xué)普遍存在以下突出問題㈣。
（1）專業(yè)課程過于龐雜。專業(yè)課程設(shè)置重疊較大，本來的出發(fā)點(diǎn)是擴(kuò)大學(xué)生的知識面，但由于學(xué)時(shí)有限，過多的課程反而影響了專業(yè)特色。
（2）培養(yǎng)模式落后。缺乏學(xué)科交叉，且“教師一學(xué)生”的單一教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作能力。
（3）專業(yè)培養(yǎng)缺乏目標(biāo)導(dǎo)向與社會定位。學(xué)生缺乏對智能學(xué)科的系統(tǒng)化理解，很難培養(yǎng)其認(rèn)識問題和解決問題的能力。
因此，沿用傳統(tǒng)的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）管理模式和時(shí)間分配方案，以通常的論文撰寫和答辯為基本考評方式，效果并不理想。
2智能專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)思想
高等學(xué)校本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本科教育成果的收官之作，對學(xué)生進(jìn)入社會或繼續(xù)深造都有重要的過渡作用，需特別重視。通過面向能力培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革，智能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想在遵循《南開大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊》的基礎(chǔ)上，主要強(qiáng)調(diào)以下3個(gè)方面。
（1）學(xué)生應(yīng)結(jié)合課程學(xué)習(xí)情況、今后擬就業(yè)方向、個(gè)人興趣、繼續(xù)深造方向等選擇適合自己的導(dǎo)師和畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，而非功種性地選擇難度低、給分高、容易過的題目。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生應(yīng)發(fā)揮主觀能動性，將涉及的核心課程知識點(diǎn)再做溫習(xí)，與指導(dǎo)教師積極溝通，與團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常討論。
（2）教師在指導(dǎo)學(xué)生選題方面應(yīng)注重與前沿技術(shù)的相關(guān)度，可將在研項(xiàng)目、子課題、甚至技術(shù)點(diǎn)中的一些工作作為本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，鼓勵教師多出題目。教師在指導(dǎo)學(xué)生過程中應(yīng)給予參考文獻(xiàn)、參考書目建議，并根據(jù)項(xiàng)目情況提供之前的項(xiàng)目文檔，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生撰寫項(xiàng)目文檔的能力。
（3）論文撰寫符合南開大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、格式規(guī)范，做好論文答辯的各項(xiàng)準(zhǔn)備。
為了全面貫徹智能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，使畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利推進(jìn)，智能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)正式開展前要經(jīng)過兩個(gè)層次的動員工作，一方面由學(xué)院教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)班子動員畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師，另一方面，學(xué)院組織學(xué)生集中召開畢業(yè)設(shè)計(jì)動員大會。
3智能專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容和過程
3.1畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）前導(dǎo)課程
為了使畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)更好的效果，學(xué)校首先在畢業(yè)論文選題前一學(xué)年就開設(shè)綜合課程設(shè)計(jì)課程，該課程可以分為春、秋兩個(gè)學(xué)期（即第五、六學(xué)期），分別為綜合課程設(shè)計(jì)2-1和綜合課程設(shè)計(jì)2-2。由教師根據(jù)自己的科研項(xiàng)目或教授課程給出1～3個(gè)題目，將智能學(xué)科核心課程（如智能工程、機(jī)器視覺、現(xiàn)代控制論、過程控制、電路基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等）之間的關(guān)聯(lián)性通過恰當(dāng)?shù)倪x題體現(xiàn)出來。學(xué)生在自由選擇一個(gè)題目后，像研究生一樣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，跟隨導(dǎo)師完成題目，并做定期進(jìn)度匯報(bào)。
該課程近兩年開始實(shí)施，效果比較顯著，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是合理彌補(bǔ)了本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不足的問題，真正的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程在大四學(xué)期才剛剛開始，而該階段的學(xué)生一般忙于找工作、考研、出國等事務(wù)，很難集中全部精力和在校時(shí)間投入畢業(yè)設(shè)計(jì)中。尤其工科類的題目需要經(jīng)過實(shí)際調(diào)試和設(shè)計(jì)才能完成，很多學(xué)生由于時(shí)間所限草草應(yīng)付。前導(dǎo)課程設(shè)置在大三學(xué)年，學(xué)生就有充沛的時(shí)間，有較穩(wěn)定的學(xué)習(xí)狀態(tài)和心理狀態(tài)。二是使學(xué)生提前進(jìn)入科研環(huán)境，熟悉基本的科研條件和論文寫作技能，對知識結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的整理和溫習(xí)，并對自己的能力有一個(gè)初步認(rèn)識，也能較早發(fā)現(xiàn)自己的興趣點(diǎn)，在后期真正開展畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)選題更準(zhǔn)確、進(jìn)入研究狀態(tài)更快、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量更好。
3.2時(shí)間要求
本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作時(shí)間不得少于12周，不設(shè)上限，充足的工作時(shí)間是保證質(zhì)量的重要前提。學(xué)校安排學(xué)生在大四上學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的動員、選題、導(dǎo)師確定、文獻(xiàn)查閱等工作；在大四下學(xué)期集中完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的實(shí)驗(yàn)（調(diào)研）、撰寫、答辯等環(huán)節(jié)。大三學(xué)年（上下兩個(gè)學(xué)期）開設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì)前導(dǎo)課程，客觀上也為畢業(yè)設(shè)計(jì)增加了更多時(shí)間。
3.3選題要求
（1）以培養(yǎng)智能專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生為目標(biāo)，充分體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)。同時(shí)，鼓勵學(xué)生選擇以本專業(yè)為主的交叉學(xué)科課題，如近兩年有不少學(xué)生將機(jī)器視覺、圖像處理等技術(shù)與生物、法語、環(huán)境等學(xué)科的實(shí)際問題結(jié)合，做出了有應(yīng)用價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
（2）學(xué)生應(yīng)根據(jù)自身情況考慮選題，不要隨意或者盲目。前文提到的畢業(yè)設(shè)計(jì)前導(dǎo)課程為學(xué)生達(dá)到此要求提供了幫助。
（3）論文選題應(yīng)有一定的理論價(jià)值或?qū)嵺`價(jià)值，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)有1～2個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
（4）學(xué)生可選擇指導(dǎo)教師提供的題目，也可自擬題目。學(xué)院采取開題報(bào)告的形式審核全體學(xué)生的選題，并填寫《智能專業(yè)開題報(bào)告審查表》，經(jīng)導(dǎo)師、院主管本科教學(xué)副院長簽字備案。如題目更改，學(xué)生需填寫《智能專業(yè)本科畢業(yè)題目變更審查表》，同樣經(jīng)簽字后備案。其中，學(xué)院會選拔5～10名學(xué)生面向整個(gè)專業(yè)的師生舉行示范性開題報(bào)告。
（5）學(xué)生選題原則上要求每人1題。但由于智能專業(yè)很多題目需團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，因此規(guī)定若2人（或2人以上）合作課題，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）必須分開撰寫，在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中要重點(diǎn)闡述本人獨(dú)立完成的部分，并明確說明本人在課題研究中完成的內(nèi)容對整個(gè)課題的貢獻(xiàn)。
3.4資料查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)整理
智能專業(yè)本科生如同其他工科學(xué)生一樣，往往直接著手解決具體問題，而忽略了問題背后的理論意義。因此，學(xué)生應(yīng)進(jìn)行一定量的文獻(xiàn)閱讀工作，在開展畢業(yè)設(shè)計(jì)前廣泛收集資料，以便了解目前該領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀并做好記錄。同時(shí)，要求學(xué)生將課題的研究背景、資料查閱情況、文獻(xiàn)閱讀心得進(jìn)行歸納總結(jié)，并在初期進(jìn)行一次詳盡匯報(bào)。導(dǎo)師對該匯報(bào)評價(jià)滿意后，學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和后繼答辯工作，若不符合要求則需重新匯報(bào)直到符合要求為止。我們要讓學(xué)生懂得：只有通過豐富翔實(shí)的前期調(diào)研，才能了解理論界對自己擬研究問題的研究狀況，避免低水平重復(fù)性工作，也防止侵犯他人知識產(chǎn)權(quán)，這對學(xué)生今后的研究工作有著重要的意義。
3.5編寫提綱和撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
根據(jù)智能專業(yè)特點(diǎn)，撰寫論文的時(shí)間為4周，在撰寫前應(yīng)與指導(dǎo)教師討論三級目錄。學(xué)生應(yīng)主動找導(dǎo)師指導(dǎo)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），每周至少一次，總次數(shù)不少于10次。這里特別強(qiáng)調(diào)，如學(xué)生沒有按要求完成之前的環(huán)節(jié)，而直接提交論文，則不準(zhǔn)許答辯，亦不能獲得相應(yīng)學(xué)分。
3.6畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)與檢查
指導(dǎo)教師應(yīng)按學(xué)校要求對學(xué)生進(jìn)行定期指導(dǎo)，同時(shí)對學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的完成進(jìn)度、質(zhì)量、出勤等情況進(jìn)行檢查，及時(shí)解決檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，如實(shí)填寫《智能專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告審查表》《智能專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查表》《智能專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度檢查表》等表格。
3.7利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成全過程質(zhì)量控制
良好的改革方案，離不開有效的管理機(jī)制。在該方面，南開大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)利用學(xué)科在信息技術(shù)方面的優(yōu)勢，開發(fā)了一套完整的管理系統(tǒng)，用于管理本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程。學(xué)生可以在綜合課程設(shè)計(jì)（前導(dǎo)課程，如圖1）和智能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（如圖2）分別使用系統(tǒng)完成填報(bào)志愿、導(dǎo)師雙向選擇、開題報(bào)告提交、中期檢查等步驟。相應(yīng)地，導(dǎo)師可以通過該系統(tǒng)完成題目布置、開題報(bào)告審核、中期檢查等工作。學(xué)科主管教學(xué)工作領(lǐng)導(dǎo)也可借助該系統(tǒng)，通過高權(quán)限訪問，評閱和批示教師及學(xué)生的論文進(jìn)度和質(zhì)量。
［關(guān)鍵詞］人工智能；人才培養(yǎng)；AI技術(shù)人才
一國家對于高校人工智能教育的發(fā)展的重視
面對AI技術(shù)如火如荼地發(fā)展，我們國家對AI人才和人才培養(yǎng)都非常重視。2017年3月“人工智能”在政府工作報(bào)告中曾提及四次，指出要推動人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。2017年7月20日國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[4]。《規(guī)劃》指出完善人工智能領(lǐng)域?qū)W科布局，設(shè)立人工智能專業(yè)，推動人工智能領(lǐng)域一級學(xué)科建設(shè)，盡快在試點(diǎn)院校建立人工智能學(xué)院，增加人工智能相關(guān)學(xué)科方向的博士、碩士招生名額。鼓勵高校在原有基礎(chǔ)上拓寬人工智能專業(yè)教育內(nèi)容，形成“人工智能+X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式，重視人工智能與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)等學(xué)科專業(yè)教育的交叉融合。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵高校、科研院所與企業(yè)等機(jī)構(gòu)合作開展人工智能學(xué)科建設(shè)。
二企業(yè)對于人工智能人才的需求
市場上AI技術(shù)人才非常稀缺，據(jù)騰訊研究院聯(lián)合boss直聘的《2017全球人工智能人才白皮書》[5]顯示：目前，全球大約有30萬人從事AI工作。截止到2017年10月，中國人工智能人才缺口至少在100萬以上。2017年頭10個(gè)月，AI人才需求量是2016年的近兩倍，2015年的5.3倍之多，年復(fù)合增長率超200%。百度、騰訊、阿里巴巴、京東等互聯(lián)網(wǎng)巨頭都在挖掘AI人才，紛紛開出了高額的薪資。2017年薪資最高的十個(gè)職位中AI類崗位占到1/2，其中語音識別、NLP、機(jī)器學(xué)習(xí)等職位平均月薪資超過2.5萬元。
三高校AI人才培養(yǎng)的思考
高校具有多學(xué)科、高層次人才集中的特點(diǎn)，具備計(jì)算機(jī)與多學(xué)科交叉融合的優(yōu)越條件；且大部分學(xué)校都開設(shè)有數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科，具備夯實(shí)數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的條件；且人員相對固定，便于溝通交流，具備共同開展AI課題，促進(jìn)發(fā)展AI技術(shù)的人力條件。但是遺憾的是我國開設(shè)人工智能課程的高校較少，2018年只有33所高校設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)[6]。面對AI發(fā)展的火爆，國家對于AI人才發(fā)展的重視以及企業(yè)對于AI人才的嚴(yán)重需求，高校作為人才培養(yǎng)的主要來源，是不是應(yīng)該思考AI人才的培養(yǎng)呢？AI人才可以分為三類：拔尖人才，研究性人才和應(yīng)用型人才，呈金字塔性。當(dāng)下已經(jīng)有一批名牌大學(xué)開展了AI方向拔尖人才的培養(yǎng)，如北京大學(xué)圖靈班、中國科技大學(xué)人工智能技術(shù)學(xué)院、西安交通大學(xué)人工智能拔尖人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班，南京大學(xué)計(jì)劃成立人工智能學(xué)院等。但是金字塔的底層、中層更需要龐大的AI技術(shù)人才，如應(yīng)用開發(fā)人員、數(shù)據(jù)工程師、AI和機(jī)器學(xué)習(xí)工程師、AI系統(tǒng)架構(gòu)師、AI產(chǎn)品經(jīng)理等崗位的人才，同樣值得重視。很多專家都表示AI人才需要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、專業(yè)理論全面、具備一些工程基礎(chǔ)，且有自主學(xué)習(xí)的能力。本文從夯實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、人工智能方向課程的建設(shè)、實(shí)踐能力的培養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)四個(gè)方面闡述高校關(guān)于AI人才培養(yǎng)的一些思考。
1奠定扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
在學(xué)習(xí)AI技術(shù)時(shí)，幾乎所有專家學(xué)者都提出需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，數(shù)學(xué)功底的厚重程度決定了在AI技術(shù)上走多遠(yuǎn)。高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)都開設(shè)有“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“概率論”等數(shù)學(xué)課程，但是課時(shí)、難易程度不足，學(xué)生對于數(shù)學(xué)不夠重視，或者覺得晦澀難懂，學(xué)習(xí)效果并不十分理想，因此加強(qiáng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的工作刻不容緩。可以通過必修和選修等方式開設(shè)“數(shù)據(jù)分析”“統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)”“凸優(yōu)化”等課程；通過微課或者M(jìn)OOC等方式鞏固數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；通過優(yōu)秀科普讀物，如《數(shù)學(xué)之美》《編程之美》等書籍的推薦閱讀激發(fā)學(xué)生興趣；通過開展校內(nèi)學(xué)術(shù)討論、數(shù)學(xué)競賽等方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的動力，逐步達(dá)到夯實(shí)數(shù)據(jù)功底的目的。
2人工智能方向課程的建設(shè)
很多高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中只開設(shè)有《人工智能》導(dǎo)論，有的甚至沒有。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)有“人工智能”“計(jì)算機(jī)視覺”“機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論”“計(jì)算智能”這幾門課程，但是在編程、算法等方面不足。那么AI技術(shù)人才應(yīng)具備哪些專業(yè)能力呢？如何從專業(yè)角度培養(yǎng)AI技術(shù)人才呢？2018年1月CSDN了“AI技術(shù)人才成長路線圖”[7]，通過專業(yè)路徑和實(shí)戰(zhàn)路徑兩方面介紹了AI技術(shù)人才需要具備的知識。需要具備Python、C++、Linux、CUDA編程知識，需要學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)課程、掌握TensorFlow框架。該路線圖中列出了機(jī)器學(xué)習(xí)算法工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家等10個(gè)崗位AI人才應(yīng)具備專業(yè)知識和能力。微軟公司也推出AI人才培養(yǎng)的10門免費(fèi)課程，如“AI導(dǎo)論”“數(shù)據(jù)科學(xué)會用到的Python語言-導(dǎo)論”“AI領(lǐng)域運(yùn)用的數(shù)學(xué)概要”“數(shù)據(jù)和分析所需要的道德與法律”“數(shù)據(jù)科學(xué)概要”“機(jī)器學(xué)習(xí)法則”“深度學(xué)習(xí)”“強(qiáng)化學(xué)習(xí)”“微軟專案項(xiàng)目之人工智能”。同時(shí)在“文字和自然語言識別”“語音識別”“計(jì)算機(jī)視覺和圖像識別”中選擇其一。Google在人工智能學(xué)習(xí)網(wǎng)站開設(shè)有《MachineLearningCrashCourse（簡稱MLCC）》的免費(fèi)課程[8]，由機(jī)器學(xué)習(xí)概念、機(jī)器學(xué)習(xí)工程、機(jī)器學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用示例三個(gè)部分組成。Intel近期也了三門免費(fèi)的AI課程，分別是“機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)”“深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)”和“TensorFlow基礎(chǔ)”[9]。AndrewNg在Coursera上也推出了機(jī)器學(xué)習(xí)的課程，且用比較通俗的語言講解機(jī)器學(xué)習(xí)中各個(gè)算法。最近在Deeplearn-ing.ai和Coursera平臺又開設(shè)了5門深度學(xué)習(xí)課程[10]。綜上所述，不同的研究機(jī)構(gòu)都著眼于AI編程基礎(chǔ)、AI算法、AI框架、AI實(shí)踐這幾個(gè)方面。那么高校也可以借鑒這些經(jīng)驗(yàn)，通過三個(gè)階段分層次的開展相應(yīng)的課程。
3實(shí)踐能力的培養(yǎng)
AI技術(shù)不能紙上談兵，必須動手實(shí)踐才能真正掌握，可以從以下幾個(gè)方面著手培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力。（1）設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)多從工程應(yīng)用的角度來介紹，激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。要求學(xué)生新手編程編程實(shí)現(xiàn)模型，充分理解算法的含義和原理到實(shí)現(xiàn)的過程。（2）在掌握一定的機(jī)器學(xué)習(xí)知識后，鼓勵學(xué)生盡早走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，接觸科研工作。可以從一些AI應(yīng)用方向作為入手，使學(xué)生了解自己的興趣點(diǎn)、培養(yǎng)科學(xué)研究能力。（3）鼓勵學(xué)生參加算法比賽。目前有很多AI方向的競賽，如Kaggle上的挑戰(zhàn)賽，國內(nèi)阿里天池大數(shù)據(jù)競賽等。通過參加競賽刺激學(xué)生學(xué)習(xí)AI的動力和熱情，使得解決問題的能力和實(shí)踐動手能力都會大幅度提高。（4）鼓勵學(xué)生到工業(yè)界實(shí)習(xí)。很多專家都指出AI人才應(yīng)該具備一定工程基礎(chǔ)。確實(shí)，學(xué)術(shù)界往往追求算法的性能，而工業(yè)界更重視經(jīng)濟(jì)效益和解決問題的有效性。到企業(yè)學(xué)習(xí)可以快速了解行業(yè)發(fā)展的框架，掌握算法轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品的過程。
4自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
AI技術(shù)發(fā)展速度很快，要求不斷地學(xué)習(xí)才能跟上節(jié)奏。可以從以下幾個(gè)方面來培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。（1）平時(shí)教學(xué)中，可以給出一些小型的項(xiàng)目，讓學(xué)生自己尋求解決的方案，并把它作為考試成績的依據(jù)之一。（2）提供給學(xué)生免費(fèi)的AI慕課資源，讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)和鞏固相關(guān)知識。（3）課外可以開展學(xué)術(shù)討論或者通過社團(tuán)等方式開展AI方向的研討，交流，給學(xué)生一個(gè)學(xué)習(xí)的平臺，讓學(xué)生嘗試選擇自己感興趣的方向。也可以介紹一些近期的AI會議內(nèi)容，開闊學(xué)生的眼界，使其了解AI發(fā)展的動態(tài)。（4）鼓勵高年級學(xué)生訂閱Arxiv，關(guān)注機(jī)器學(xué)習(xí)的頂級會議，如ICML/NIPS等。通過研讀論文，動手完成論文中的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新問題；或者擴(kuò)展感興趣的論文的實(shí)驗(yàn)部分；或者嘗試尋求論文中有價(jià)值的地方，找到自己的研究方向。
關(guān)鍵詞：人工智能；深度學(xué)習(xí)；教學(xué)建議
0 引言
傳統(tǒng)的人工智能課程主要包括人工智能導(dǎo)論、模式分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等。這些課程由各個(gè)院校根據(jù)專業(yè)情況不同而選擇，課程的內(nèi)容也有較大差別，但是，基本上都涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容。然而在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容上，一般只講解經(jīng)典的多層感知器和反向傳播算法，或再加入一些反饋網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，這種教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的一個(gè)不足是忽視了人工智能領(lǐng)域的最新發(fā)展——深度學(xué)習(xí)，它是近幾年人工智能領(lǐng)域最具影響力的研究主題，并在大規(guī)模語音識別、大規(guī)模圖像檢索等領(lǐng)域取得突破。
北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院開設(shè)人工智能科學(xué)與技術(shù)的本科專業(yè)，筆者從事深度學(xué)習(xí)的研究工作，同時(shí)承擔(dān)了本科生和研究生人工智能類課程的教學(xué)工作，因此產(chǎn)生了將深度學(xué)習(xí)內(nèi)容引人人工智能類課程的想法。本文先介紹深度學(xué)習(xí)的背景，說明深度學(xué)習(xí)在人工智能發(fā)展中的地位，之后分析了將深度學(xué)習(xí)基本內(nèi)容引入人工智能類課程的必要性和可行性，最后給出了一些實(shí)施建議供探討。
1 深度學(xué)習(xí)背景
2006年，加拿大多倫多大學(xué)的GeoffreyHinton教授與Salakhutdinov博士在美國《科學(xué)》雜志發(fā)表了題為“Reducing the Dimensionality ofDatawith Neural Networks”的論文，該文提出一種學(xué)習(xí)多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，并將這種具有多層結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)方法命名為深度學(xué)習(xí)（Deep Learning），而這成為深度學(xué)習(xí)研究的一個(gè)導(dǎo)火索，從此深度學(xué)習(xí)的研究與應(yīng)用蓬勃發(fā)展起來。
深度學(xué)習(xí)在語音識別與生成、計(jì)算機(jī)視覺等應(yīng)用領(lǐng)域取得了突出進(jìn)展。近幾年的國際機(jī)器學(xué)會（International Conference on MachineLearning，ICML）、神經(jīng)信息處理大會（AnnualConference On Neural Information Processing Systems，NIPS）、計(jì)算機(jī)視覺大會（InternationalConference on Computer Vision，ICCV）、
聲學(xué)語音與信號處理大會（International ConferenceOn Acoustics，Speech，and Signal Processing，ICASSP）、計(jì)算語言學(xué)大會（Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics.ACL）、計(jì)算機(jī)視覺與模式識別（InternationalConference on Computer Vision and P atternRecognition，CVPR）等都有不少相關(guān)的研究論文、會議教程和小組研討會（Workshop）。美國國防高級研究計(jì)劃（DARPA）也提出了關(guān)于深層學(xué)習(xí)的研究項(xiàng)目。此外，2013年6月《程序員雜志》的封面故事，采訪了周志華、李航、朱軍3位國內(nèi)的機(jī)器學(xué)習(xí)專家對于深度學(xué)習(xí)的看法，他們一致肯定了深度學(xué)習(xí)在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。
工業(yè)界對深度學(xué)習(xí)也寄予了很高期望。2012年6月，《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道了斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家AndrewNg和谷歌公司的系統(tǒng)專家JeffDean共同研究深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型在語音識別和圖像識別等領(lǐng)域獲得的巨大成功。2012年11月，微軟公司在天津公開演示了一個(gè)全自動的同聲傳譯系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)也是深度學(xué)習(xí)。2013年1月，百度公司首席執(zhí)行官李彥宏先生宣布建立深度學(xué)習(xí)研究院（Institute of Deep Learning）。2013年3月，谷歌公司收購了由深度學(xué)習(xí)創(chuàng)始人Geoffrey Hinton創(chuàng)立的公司。
從學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的研究態(tài)勢看，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)成為機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別，乃至人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。正是在這樣一個(gè)背景下，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重新回到人們的視野。此前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大致可以分為兩個(gè)時(shí)期，1943年，McCulloch和Pitts提出了最早的人工神經(jīng)元，這種神經(jīng)元具有學(xué)習(xí)能力，這是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)端，也可以被認(rèn)為是人工智能的發(fā)端（當(dāng)時(shí)還沒有人工智能這個(gè)術(shù)語）。1949年，Hebb提出了Hebbian學(xué)習(xí)算法。1957年，Rosenblatt提出了感知器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。1969年，Minsky和Papert分析了這種感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的局限性。然而，很多研究者認(rèn)為，感知器的這種局限性對于所有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型都適用，這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究很快暗淡下來。1980年代中期，諾貝爾獎得主John Hopfield提出了Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，這種Recurrent神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有的動態(tài)性有可能用于解決復(fù)雜的問題。同時(shí)，多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的后傳算法也被重新發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)工作使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到重生。這時(shí)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人工智能的一個(gè)重要組成部分。但是，在隨后的研究中，人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)習(xí)多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含更多的隱藏層時(shí)，后傳算法并不能學(xué)到有效的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，這使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究再次陷入低潮。此次以深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的深度學(xué)習(xí)重新回到研究的舞臺，其中一個(gè)重要因素是Hinton提出的逐層預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法治愈了多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)致命傷。
2 必要性與可行性
深度學(xué)習(xí)的發(fā)展使得從事教學(xué)一線的教師也無法忽視這個(gè)頗具影響力的研究主題。為此，我們提出將深度學(xué)習(xí)這個(gè)主題引入到人工智能類課程中，將它作為課題教學(xué)的一部分。
2.1 必要性
將深度學(xué)習(xí)這個(gè)主題引入到人工智能類課程中的必要性主要包括如下4點(diǎn)。
1）深度學(xué)習(xí)是人工智能的前沿。
2006年以來，深度學(xué)習(xí)的研究席卷了整個(gè)人工智能，從機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺、語音識別到語言處理，都不斷涌現(xiàn)出新的研究工作和突破性進(jìn)展。深度學(xué)習(xí)不僅在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域成為研究熱點(diǎn)，同時(shí)在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域也成為有力工具，而且，在工業(yè)界的系統(tǒng)應(yīng)用中，深度學(xué)習(xí)成為其中的關(guān)鍵解決技術(shù)。
2）深度學(xué)習(xí)是人工智能的突破。
深度學(xué)習(xí)的發(fā)端是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的論述，在人工智能類常見教科書中還停留在多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第二階段，它們大部分描述多層結(jié)構(gòu)無法訓(xùn)練的現(xiàn)象。但是，從深度學(xué)習(xí)的角度看，深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅可學(xué)習(xí)，而且有必要，這與第二代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)是完全不同的。深度學(xué)習(xí)突破了原有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識，超越了人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教科書中的原有內(nèi)容，因此，有必要將多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可學(xué)習(xí)性告知學(xué)生，從新的視角糾正原有的觀點(diǎn)。
3）深度學(xué)習(xí)是人工智能的延伸。
深度學(xué)習(xí)不僅提供了一種可以在深層神經(jīng)結(jié)構(gòu)下訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的方法，也包含了不少新的內(nèi)容，是人工智能的新發(fā)展，為人工智能補(bǔ)充了新的內(nèi)容。到目前為止，深度學(xué)習(xí)至少包括：從生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人類認(rèn)知的角度認(rèn)識深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的必要性；如何構(gòu)建和學(xué)習(xí)深層學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)；如何將深層結(jié)構(gòu)用于解決視覺、語音、語言的應(yīng)用問題；如何看待深度學(xué)習(xí)與原有的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，如流形學(xué)習(xí)、概率圖模型、能量模型的直接關(guān)系；深度學(xué)習(xí)與其他學(xué)科的關(guān)系等。
4）深度學(xué)習(xí)是學(xué)生的潛在興趣點(diǎn)。
大學(xué)生對知識有著強(qiáng)烈的好奇心，加之當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)達(dá)，部分對智能感興趣的學(xué)生可以從其他途徑了解到這個(gè)學(xué)科發(fā)展的前沿。因此，順勢而為，將深度學(xué)習(xí)這個(gè)主題做具體講解，滿足學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)他們對學(xué)科前沿與發(fā)展的認(rèn)識，是十分必要的。對高年級的學(xué)生而言，了解深度學(xué)習(xí)的基本知識，是他們?nèi)嬲J(rèn)識人工智能與發(fā)展前沿的一個(gè)途徑，而對于研究生，較多地了解和掌握深度學(xué)習(xí)的基本知識有助于他們研究工作的開展。
基于以上幾點(diǎn)，筆者認(rèn)為，將深度學(xué)習(xí)這個(gè)主題引入到人工智能類課程中非常有必要。深度學(xué)習(xí)作為人工智能的前沿，既是對人工智能原有理論和技術(shù)的一個(gè)突破和補(bǔ)充。
2.2 可行性
將深度學(xué)習(xí)引入到人工智能類課程中的可行性主要包括如下3點(diǎn)。
1）深度學(xué)習(xí)與現(xiàn)有人工智能聯(lián)系密切。
深度學(xué)習(xí)并不像突兀的山峰拔地而起。而是深深植根于原有的人工智能理論與技術(shù)。深度學(xué)習(xí)是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為出發(fā)點(diǎn)，這正是深度學(xué)習(xí)教與學(xué)的切入點(diǎn)。比如，可以通過對多層感知器隱藏層的增加和后傳算法的失效來講解深度學(xué)習(xí)是如何解決這個(gè)問題的。再者，深度學(xué)習(xí)的一個(gè)核心構(gòu)建“受限波爾茲曼機(jī)（Restricted Boltzmann Machine）”，可以被認(rèn)為是一種能量模型，而這種模型與Hopfield網(wǎng)絡(luò)都可以從物理學(xué)的能量模型角度分析，RBM可以認(rèn)為是Hopfield網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)擴(kuò)展。總之，深度學(xué)習(xí)與現(xiàn)有人工智能的聯(lián)系，使學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)變得容易。
2）深度學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容并不深。
深度學(xué)習(xí)有個(gè)很好的名字，這個(gè)名字恰當(dāng)?shù)孛枋隽颂囟ǖ膶W(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。比如，深度學(xué)習(xí)的核心部件受限于波爾茲曼機(jī)RBM，其結(jié)構(gòu)非常簡單。從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度，受限波爾茲曼機(jī)是一種隨機(jī)的雙向連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，信號可以從可見層傳遞到隱藏層，也可以從隱藏層傳遞到可見層。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)是具有特定結(jié)構(gòu)的神經(jīng)元，其中的神經(jīng)元具有典型的包含自身偏置的Logistic函數(shù)的隨機(jī)單元，能夠依Logistic函數(shù)計(jì)算得到的概率輸出0狀態(tài)或1狀態(tài)。概括地說，深度學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容在高年級階段較易掌握。
3）深度學(xué)習(xí)的資料容易獲得。
當(dāng)前的信息資訊非常發(fā)達(dá)，有相當(dāng)多的資料可以通過互聯(lián)網(wǎng)等多種途徑獲得，這使學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)成為可能。近期，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會主辦了多個(gè)技術(shù)講座均涉及深度學(xué)習(xí)的部分；深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)始人Hinton教授的主頁也有很多資料；Coursera網(wǎng)站有免費(fèi)的Hinton教授的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程；斯坦福大學(xué)的Ng教授提供了很多的在線教程；蒙特利爾大學(xué)Bengio教授發(fā)表的題為“Learning Deep Architectures for AI”的論文也是這領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)資料。
3 實(shí)施建議
在具體的教學(xué)過程中，筆者建議適當(dāng)安排深度學(xué)習(xí)的最基本內(nèi)容，內(nèi)容不宜過多，也不宜占用過多的學(xué)時(shí)，可以根據(jù)教學(xué)對象的不同進(jìn)行調(diào)整。比如，本科生的高年級專業(yè)課可以安排1學(xué)時(shí)的教學(xué)量，介紹層次訓(xùn)練的基本算法；也可以在高年級前沿講座中安排2學(xué)時(shí)，內(nèi)容覆蓋面盡可能廣泛。在研究生的教學(xué)中，可以根據(jù)教學(xué)的課程主題安排內(nèi)容與學(xué)時(shí)。比如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主題的課程可以安排4-6學(xué)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，包括波爾茲曼機(jī)及學(xué)習(xí)算法、深層信念網(wǎng)絡(luò)與學(xué)習(xí)算法、深層波爾茲曼機(jī)與學(xué)習(xí)算法卷、積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自動編碼器等。結(jié)合應(yīng)用，課程還可以包含MNIST數(shù)字識別的應(yīng)用、人臉識別的應(yīng)用、圖像檢索的應(yīng)用、語音識別中的應(yīng)用等。另外，深度學(xué)習(xí)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的研究，隨機(jī)性：大規(guī)模（意味著數(shù)據(jù)不宜可視化，程序運(yùn)行時(shí)間長）等多種因素混合，使深度學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)中不容易理解。為此，可以在條件允許的前提下，增加小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，輔助理解。最后，課件可以通過對優(yōu)質(zhì)資料做修改得到。
論文摘要：介紹了桂林電子科技大學(xué)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革方面的具體措施和方法。結(jié)合實(shí)際情況提出堅(jiān)持“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，因材施教”的教學(xué)模式；采用“發(fā)現(xiàn)式”互動教學(xué)方法，引進(jìn)多媒體教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程教與學(xué)的互動平臺，理論與工程應(yīng)用并重。
一、教學(xué)目標(biāo)定位
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)的核心專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一，也是電子信息工程、自動化、智能科學(xué)等專業(yè)的專業(yè)限選課或任選課之一，通過該課程的教學(xué)使學(xué)生懂得網(wǎng)絡(luò)的總體框架結(jié)構(gòu)，能建立網(wǎng)絡(luò)的概念，重點(diǎn)是使學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)基本原理和核心協(xié)議，并熟悉最常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)工具，了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展。
教學(xué)目標(biāo)的正確定位是教學(xué)改革行之有效的前提和保障，即明確教學(xué)是為培養(yǎng)什么類型人才而服務(wù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)目標(biāo)大致可分為三個(gè)層次：[1]網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理員或網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科學(xué)研究。其中，網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用目標(biāo)要求掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，在生活、學(xué)習(xí)和工作中可熟練利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，如瀏覽新聞、收發(fā)電子郵件和查找資料等，適合于電子信息工程、自動化、智能科學(xué)等非計(jì)算機(jī)專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)管理員或網(wǎng)絡(luò)工程師目標(biāo)要求掌握網(wǎng)絡(luò)集成、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)編程等知識和技能，并對其中一項(xiàng)或若干項(xiàng)有所專長，可以勝任如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)、架設(shè)各種服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)軟硬件產(chǎn)品的開發(fā)等工作，適合于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科學(xué)研究要求具備深厚的網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，今后主要從事科研和深層次開發(fā)工作，適合網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的研究生。本文主要研究第二層次的改革與實(shí)踐。
二、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中存在的問題
傳統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)模式不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對新形勢下的培養(yǎng)目標(biāo)有一定的制約作用，主要問題表現(xiàn)在幾個(gè)方面。[2]
1.教材知識結(jié)構(gòu)理論性偏強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容偏離實(shí)際應(yīng)用
目前國內(nèi)的大多數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材都是以osi/rm為索引，分層次展開，全方位介紹各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次的工作原理、相關(guān)協(xié)議、運(yùn)行機(jī)制等，知識點(diǎn)較多且內(nèi)容抽象，學(xué)生理解起來比較困難，難以提高學(xué)習(xí)興趣。osi體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)較為全面的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，但是在實(shí)際中并沒有得到廣泛應(yīng)用，實(shí)際中的網(wǎng)絡(luò)案例又不完全符合osi體系結(jié)構(gòu)，這往往會使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)感到困惑。
2.教學(xué)模式落后
最初的教學(xué)模式是以教師為中心，通過黑板板書和語言描述向?qū)W生傳授網(wǎng)絡(luò)知識。這種方式有利于教師組織和監(jiān)控整個(gè)教學(xué)過程，便于系統(tǒng)地傳授知識，但不利于學(xué)生認(rèn)知主體作用的發(fā)揮，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議這類較為抽象的理論知識，單純的板書和描述難以幫助學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深入理解。
3.實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱
一方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)相對薄弱，實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，與實(shí)際應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有較大差距，且數(shù)量不足，無法保證每名學(xué)生具有較好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。另一方面，實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容過于流程化和簡單化，沒有突出對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4.忽視工程應(yīng)用
課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)缺乏與工程應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容，與之相適應(yīng)的軟件建設(shè)滯后，難以將工程應(yīng)用融入到課堂。
三、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的改革與實(shí)踐
針對以上不足，我們主要在五個(gè)方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐。
1.教材選用與內(nèi)容優(yōu)化
不同的專業(yè)有不同的教學(xué)目標(biāo)，必須選擇相對應(yīng)的教材。對桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全等專業(yè)而言，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一，除了要掌握一定的基本網(wǎng)絡(luò)理論和核心協(xié)議，還要求掌握更高一等的技術(shù)和技能。經(jīng)過課題組成員比較，選擇謝希仁教授主編的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》；在外文教材和雙語授課時(shí)選擇andrew s.t.的《computer network》英文教材。
對電子信息工程、自動化、智能科學(xué)等專業(yè)而言，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)限選課或任選課之一，側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)基本理論與應(yīng)用。經(jīng)過課題組成員比較，擬選擇喬正洪的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用》。
針對教材內(nèi)容太多、偏重于介紹理論、欠缺實(shí)踐環(huán)節(jié)、與工程聯(lián)系不夠緊密等問題，在講授的時(shí)候略去了部分內(nèi)容，比如安全方面的內(nèi)容（另外一門課講授），增加了一些實(shí)踐相關(guān)的內(nèi)容，如winsock編程、路由器基本操作等。在教學(xué)內(nèi)容上力求推陳出新，引進(jìn)和精選當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新發(fā)展及新應(yīng)用作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的指向，在不斷更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)優(yōu)化課程體系，將基礎(chǔ)知識與現(xiàn)代技術(shù)緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和發(fā)展意愿。
2.堅(jiān)持“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，因材施教”的教學(xué)模式
（1）貫徹基礎(chǔ)課的教學(xué)必須和科學(xué)技術(shù)同步發(fā)展的教學(xué)觀念，[3]建立終身教育的觀念。科學(xué)發(fā)展與基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革相結(jié)合，以學(xué)科建設(shè)推動基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革。基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革又支撐新型專業(yè)建設(shè)與學(xué)科的發(fā)展，推進(jìn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)優(yōu)化課程體系，將基礎(chǔ)知識與現(xiàn)代通信技術(shù)緊密結(jié)合，將專業(yè)基礎(chǔ)知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育融為一體，實(shí)施知識結(jié)構(gòu)合理、基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)能力強(qiáng)、有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為基本內(nèi)容的人才培養(yǎng)模式。
（2）教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，因材施教。改進(jìn)課堂的教學(xué)方法，以人為本，因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生的潛力，提高教師的授課質(zhì)量。教師努力研究課程的基本知識點(diǎn)以及這些知識點(diǎn)之間的相互關(guān)系，處理好信號、數(shù)據(jù)、信息之間的關(guān)系和傳輸特點(diǎn)；研究重點(diǎn)理論和實(shí)踐知識點(diǎn)的教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容更貼近學(xué)生，引導(dǎo)和幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和基本技能。
教師采用“發(fā)現(xiàn)式”互動教學(xué)方法，通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程，采用“提出問題+要求解決方法”、“引導(dǎo)思考+適當(dāng)提示”、“找出學(xué)生思路正確部分引申”、“擴(kuò)充認(rèn)識解決問題的條件”等方式，把握課程的進(jìn)度，活躍課堂氣氛，開發(fā)學(xué)生的潛能，使學(xué)生在獲得知識的同時(shí)能從應(yīng)用的角度思考網(wǎng)絡(luò)通信中的問題和解決問題的思路，使學(xué)生建立科學(xué)的思維方法與創(chuàng)新意識。
3.采用先進(jìn)的教學(xué)手段
（1）把多媒體技術(shù)引入課堂教學(xué)中，使理論和協(xié)議架構(gòu)分析變得生動、形象、具體，同時(shí)解決了傳統(tǒng)教學(xué)中課堂畫圖既費(fèi)時(shí)效率又低的問題。再輔以現(xiàn)場概要線圖等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)具體知識時(shí)心中有網(wǎng)絡(luò)體系大框架，便于知識定位。
（2）建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。目前桂林電子科技大學(xué)已有四個(gè)相關(guān)網(wǎng)上資源供學(xué)生使用：“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程網(wǎng)站，使師生在任何時(shí)候都可以利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)；網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺（blackboard）：向?qū)W生提供資源下載口、作業(yè)提交口、討論區(qū)等；思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)網(wǎng)站（http：//cisco.netacad.net）作為思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)基地之一，目前為部分優(yōu)秀學(xué)生開放思科培訓(xùn)網(wǎng)站，讓學(xué)生參與全球交流，直接接觸最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；教師ftp：作為系統(tǒng)冗余，從教師ftp中學(xué)生也可以下載課件等。
4.加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視實(shí)踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是理論和實(shí)踐結(jié)合非常緊密的一門課程。目前國內(nèi)外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)教材一般都偏重于理論的講授，而忽視了動手實(shí)踐方面的引導(dǎo)，為此應(yīng)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，獨(dú)立考試。實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的25%，并要求課外1∶1配套。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的層次、學(xué)生的興趣分為基礎(chǔ)層、提高層、綜合應(yīng)用層三個(gè)層次。同時(shí)，補(bǔ)充了教材上沒有的相關(guān)內(nèi)容，如利用套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信編程，培養(yǎng)實(shí)踐動手能力。而且把原來以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成了以學(xué)生為中心，積極開展開放性實(shí)驗(yàn)，延長實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間，增加大量的設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生近一步提高動手能力奠定了良好的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
5.在課程教學(xué)的各環(huán)節(jié)中大力開發(fā)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程教與學(xué)的互動平臺，理論與工程應(yīng)用并重
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門理論和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教師在講授的過程中貫徹教學(xué)理念，引用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史背景故事和實(shí)際應(yīng)用具體案例來幫助學(xué)生理解理論知識，引導(dǎo)學(xué)生形成提出問題、分析問題和解決問題的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合專業(yè)素養(yǎng)。教學(xué)采用理論結(jié)合實(shí)踐教學(xué)法，通過實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)、實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參觀和課程設(shè)計(jì)三個(gè)渠道將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用充分融合到課程教學(xué)之中，使同學(xué)們接觸到真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)世界，提高實(shí)踐運(yùn)用能力，理論與工程應(yīng)用并重。
實(shí)驗(yàn)課程通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力，是使學(xué)生獲得對網(wǎng)絡(luò)的工作原理與操作方法的感性認(rèn)識，加深理解、驗(yàn)證、鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的最佳途徑。
實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參觀是在課程講授過程中安排并帶領(lǐng)學(xué)生參觀校園網(wǎng)、學(xué)院局域網(wǎng)和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使學(xué)生對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有感性認(rèn)識。
課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)或者分析企業(yè)已有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的問題，提出改進(jìn)方案，為企業(yè)設(shè)計(jì)滿足實(shí)際需求的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，加深對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力。
四、結(jié)束語
本課程已建立課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和工程應(yīng)用交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu)，各教學(xué)環(huán)節(jié)相輔相成、互相交融，實(shí)現(xiàn)“加強(qiáng)基礎(chǔ)，注重實(shí)踐，因材施教，促進(jìn)創(chuàng)新”的目標(biāo)，形成了立體化的教學(xué)模式。通過這樣的互動平臺，使教與學(xué)進(jìn)入互動溝通的最佳狀態(tài)。不僅使教師實(shí)現(xiàn)了教懂、教準(zhǔn)、教活，學(xué)生達(dá)到了樂學(xué)、善學(xué)、活學(xué)，而且增強(qiáng)了學(xué)生日常使用網(wǎng)絡(luò)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]王紹強(qiáng).應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[j].計(jì)算機(jī)教育,2009,(18):16-18.
2010年11月28日~12月3日，當(dāng)美國人還沉浸在感恩節(jié)的溫馨氛圍之際，來自全球共60000余名影像及其他臨床科室醫(yī)師及物理、數(shù)學(xué)、生物工程等相關(guān)學(xué)科專家齊聚芝加哥邁考密展覽中心，參加第96屆北美放射學(xué)會年會（RSNA）。RSNA 2010共收到論文、海報(bào)等4200份，共有700多家醫(yī)療設(shè)備廠商參展。
2008年和2009年爆發(fā)的金融危機(jī)壓制了放射市場的許多潛在需求，不過在經(jīng)歷了兩年的經(jīng)濟(jì)低迷期后，隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)獲得了越來越多資金，醫(yī)療設(shè)備廠商也迎來了產(chǎn)業(yè)需求的回升，2010年成為全球放射行業(yè)回暖的一年。
個(gè)性化醫(yī)療成大會主題
本次大會主題為Personalized Medicine: In Pursuit of Excellence（追求卓越的個(gè)性化醫(yī)療）。在大會開幕式上，RSNA 2010主席Hedvig Hricak博士表示：“雖然個(gè)性化醫(yī)療不是一個(gè)新概念，不過當(dāng)前它仍處于口號階段。很多醫(yī)生一直在尋求個(gè)性化的醫(yī)療方式，但卻缺少掌握它的方法和手段。”
在本次大會上，Hedvig Hricak做了“腫瘤影像學(xué)：癌癥個(gè)性化治療的指引之手”的報(bào)告，詳細(xì)討論了影像學(xué)對個(gè)性化醫(yī)療發(fā)展的促進(jìn)作用。她強(qiáng)調(diào)在未來十年，分子影像學(xué)、綜合診斷、生物學(xué)驅(qū)動的介入放射以及治療診斷學(xué)將大放異彩。
首次舉辦中國專場
在本屆放射學(xué)領(lǐng)域盛會上，中華放射學(xué)會舉辦了專場報(bào)告會“China Presents”（中國研究報(bào)告專場），這是RSNA首次推出以中國為主題的會議。
在中國研究報(bào)告專場上，中國科學(xué)院復(fù)雜系統(tǒng)與智能科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田捷研究員做了有關(guān)采用功能性磁振造影（fMRI）進(jìn)行針刺機(jī)理研究的大會口頭報(bào)告《Acupuncture Research by MR Imaging》（磁共振成像在針刺機(jī)理研究中的應(yīng)用），展現(xiàn)了古老的中醫(yī)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的美妙結(jié)合。雖然以美國為代表的西方國家已經(jīng)逐步接受并認(rèn)可了針灸作為補(bǔ)充替代醫(yī)學(xué)治療手段，不過針刺機(jī)理研究的主導(dǎo)權(quán)還是由國外的研究團(tuán)隊(duì)把持。在《Acupuncture Research by MR Imaging》的報(bào)告中，田捷研究員在對針刺機(jī)理研究進(jìn)行系統(tǒng)性綜述的基礎(chǔ)上，不但對占針刺機(jī)理研究主導(dǎo)地位的理論提出了質(zhì)疑，而且為困擾針刺機(jī)理研究領(lǐng)域的爭議性問題提供了初步解答，提出了一整套既符合中醫(yī)針刺自身特點(diǎn)又獲得國際研究領(lǐng)域普遍認(rèn)可的研究框架、評價(jià)方法和規(guī)范化的體系。
此外，田捷研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在RSNA 2010上用兩個(gè)教育展板展示了團(tuán)隊(duì)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的最新研究成果，它們分別是“Unified Reconstruction Framework for Multi-modal Medical Imaging”和“Automatic Segmentation of Liver Tissue and Vessels for Liver Surgery Planning”。這兩個(gè)教育展板介紹了基于團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)的醫(yī)學(xué)影像處理與分析開發(fā)包MITK所做的相關(guān)研究和應(yīng)用。MITK研發(fā)的主要目的是為醫(yī)學(xué)影像處理領(lǐng)域提供一個(gè)一致的算法框架，以整合醫(yī)學(xué)影像重建、分割、可視化等各類算法。其中展板“Automatic Segmentation of Liver Tissue and Vessels for Liver Surgery Planning”介紹了田捷研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于MITK開發(fā)的針對肝外科手術(shù)的CT圖像中肝實(shí)質(zhì)及血管分割方法，獲得了RSNA 2010大會頒發(fā)的優(yōu)秀展頒獎。
2010年11月30日，中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)會成功主辦了“RSNA 2010中國之夜”。中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院院長兼放射科主任、中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會主任委員郭啟勇教授，候任主任委員馮曉源教授，各位副主任委員以及GE醫(yī)療等公司的中國區(qū)負(fù)責(zé)人悉數(shù)出席，共吸引了與會專家、醫(yī)療設(shè)備廠商公司代表以及在美華人放射專家等400多人參與。郭啟勇院長在中國之夜做了致辭，他指出：“隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，醫(yī)療需求的增加，中國醫(yī)療器械市場吸引了世界各地的廣泛關(guān)注。我國的醫(yī)療科技水平也不斷攀升發(fā)展，截止到目前RSNA共收錄了176篇中國放射學(xué)領(lǐng)域的論文。這代表著中國影像工作者在RSNA這個(gè)世界學(xué)術(shù)舞臺上的話語權(quán)不斷得到增加。”
值得一提的是，Hedving Hricak博士親自為以郭啟勇教授為首的中國放射學(xué)醫(yī)師授予了榮譽(yù)獎?wù)隆?/p>
iPad在放射科中的作用得到重視
在本屆北美放射學(xué)年會上，與會人員就iPad在放射科發(fā)展中的作用這一話題進(jìn)行了熱烈討論。紐約東梅多區(qū)拿騷大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Toshimasa Clark博士認(rèn)為：“隨著遠(yuǎn)程放射學(xué)的發(fā)展，隨時(shí)隨地在計(jì)算機(jī)終端采用3G數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行讀片的概念值得進(jìn)一步拓展，研究者們需要對iPad的潛力進(jìn)行評估。”拿騷大學(xué)醫(yī)學(xué)中心研究者創(chuàng)造出了一個(gè)簡略的組件模型查看研究報(bào)告，然后他們評判了iPad在處理以下5個(gè)組件時(shí)的表現(xiàn)：顯示性能、網(wǎng)絡(luò)連接、DICOM可視化、報(bào)告生成、 RIS界面、數(shù)據(jù)安全。
“如果一名臨床醫(yī)生要求參與一項(xiàng)急診檢查的讀片工作，那么在3G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一名放射科醫(yī)生都可以很容易地使用iPad查看關(guān)鍵的檢查數(shù)據(jù)，核實(shí)、編輯甚至完成住院醫(yī)生的原始報(bào)告。”Toshimasa Clark介紹道。
介入放射學(xué)獲得重點(diǎn)討論
由于美國還沒有徹底從經(jīng)濟(jì)衰退中走出來，因此很多美國人非常關(guān)注那些能夠幫助他們節(jié)省治療成本的醫(yī)療技術(shù)。其中，介入放射學(xué)正是為經(jīng)濟(jì)衰退中預(yù)算緊縮和讓患者盡快康復(fù)所量身打造的醫(yī)學(xué)。為此，RSNA 2010設(shè)置了很多議題，討論影像引導(dǎo)下的介入治療技術(shù)，以便使介入手術(shù)更安全、便捷，比以往更經(jīng)濟(jì)，同時(shí)縮短患者的住院時(shí)間，或者根本不需要讓患者住院就能使他們康復(fù)。推動介入放射學(xué)的規(guī)范化成為2010北美放射學(xué)會介入放射學(xué)相關(guān)科學(xué)報(bào)告和繼續(xù)教育課程的主題。
在2010年11月28日RSNA 2010的開幕式上，維也納大學(xué)放射科教授Christian Herold博士做了放射診斷學(xué)的年度演說，他演講的主題是評估和處理局灶性肺部病變的創(chuàng)新技術(shù)。來自德國慕尼黑的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在報(bào)告中指出，對于一些高度血管頭部和頸部腫瘤，Onyx膠栓塞比聚乙烯醇栓塞更加安全和有效。來自法國的研究人員發(fā)現(xiàn)，由于三維乳腺斷層合成一個(gè)完整的靶活檢目標(biāo)，因此他們可以活檢病變甚至二維X線攝影看不到的病變。
影像領(lǐng)域最新技術(shù)展示
在本屆年會上，GE醫(yī)療、西門子等醫(yī)療廠商攜其新產(chǎn)品、新技術(shù)亮相，向全球放射界和醫(yī)學(xué)影像界展示自己。
1. GE醫(yī)療展示最新技術(shù)進(jìn)展
在RSNA 2010上，GE醫(yī)療重點(diǎn)展示了多項(xiàng)旨在支持其健康創(chuàng)想戰(zhàn)略并在全球范圍內(nèi)幫助改善辨認(rèn)保健的技術(shù)。GE醫(yī)療重點(diǎn)展示了公司CT產(chǎn)品組合中最新的低劑量技術(shù)― 一種基于模型的被稱為Veo的迭代重建（MBIR）技術(shù)。Veo通過應(yīng)用革命性的新建模技術(shù)，改變了CT影像的“規(guī)則”，降低了噪音，提高了分辨率，同時(shí)改善了低對比可檢測性和偽影抑制能力。
GE醫(yī)療集團(tuán)還展示了一個(gè)高性能介入組合實(shí)驗(yàn)室，它以更低的價(jià)格和總擁有成本提供出色的影像質(zhì)量和業(yè)界最高級別的DQE探測器，可以幫助將介入手術(shù)的成本控制在中小型鄉(xiāng)村醫(yī)院可負(fù)擔(dān)的范圍內(nèi)。
2. 西門子展示分子CT和分子MR復(fù)合成像解決方案
關(guān)鍵詞：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；批處理方式；提前終止方式；空氣環(huán)境質(zhì)量
中圖分類號：X820 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 19-0000-02
The Application Research of BP ANN in Air Environmental Quality Assessment
Cheng Fuheng,Zhang Ling
(Guangdong University of Technology,Faculty of Computer,Guangzhou510006,China)
Abstract:In this paper,we put forward a method,which produce samples effectively,and reduce workload greatly.BP neural network that used to assess air environmental quality was set up,batch processing train type,order processing train type and early stop train type were applied to train the established BP network,the properties of three train types were compared,theoretic analyse was been done as well,based on all of which,we conclude that early stop train type is the high-speedest and accuratest train method in air environmental quality assessment.
keywords:BP neural network;Batch processing type;Early stop type;Air environmental quality
一、引言
空氣環(huán)境質(zhì)量的評價(jià)意義重大，近幾十年來，大氣環(huán)境質(zhì)量的評價(jià)研究取得了顯著進(jìn)展，除了指數(shù)法、主分量分析法、層次決策法、模糊集理論及灰色系統(tǒng)分析已用于大氣環(huán)境質(zhì)量的評價(jià)外，隨著一些新學(xué)科的創(chuàng)立和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外又提出了多種大氣環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的新方法[1]。
BP（Back Propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)因其采用的學(xué)習(xí)算法而得名。BP網(wǎng)絡(luò)能學(xué)習(xí)和存貯大量的輸入-輸出模式映射關(guān)系，而無需事前揭示描述這種映射關(guān)系的數(shù)學(xué)方程[2]。
二、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的確定
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在很大程度上決定了其性能。一個(gè)三層的BP網(wǎng)絡(luò)可以完成任意的N維到M維的映射[3]。對于空氣環(huán)境質(zhì)量評價(jià)問題，建立的BP網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)隱層即可。根據(jù)GB3095――2000，訓(xùn)練樣本的輸入向量含三個(gè)分量，這三個(gè)分量對應(yīng)三種污染物的濃度值，輸出向量含一個(gè)分量，該分量表示真實(shí)的等級，但是鑒于劃分空氣質(zhì)量級別是一種歸類，所建立的網(wǎng)絡(luò)模型難以避免存在誤差，輸出難以達(dá)到恰好是整數(shù)的等級，故對于測試樣本，我們只要求若輸出t ，則空氣質(zhì)量為1級，，類似的可以定義一、三級。隱含層的激勵函數(shù)選為tansig，輸出層的激勵函數(shù)為purlin。
隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能有一定的影響，節(jié)點(diǎn)過少，達(dá)不到要求的誤差精度；節(jié)點(diǎn)過多，往往會增長學(xué)習(xí)時(shí)間，而且訓(xùn)練所得的網(wǎng)絡(luò)模型容易出現(xiàn)“過擬合”，失去了泛化能力。
式中， 為隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)； 為輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)； 為輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)； 為1~10的調(diào)節(jié)整數(shù)。所以，可以確定這里所要建立的網(wǎng)絡(luò)模型的隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)為3~12。而具體取何值合適，可以通過多次試驗(yàn)比較網(wǎng)絡(luò)性能來確定。
三、訓(xùn)練樣本的得到
目前，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，我們多采用在MATLAB軟件中建模的方法來解決實(shí)際問題。為了使所得模型可以發(fā)揮其“智能”特性，必須對其進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練目的就是“抽取”問題內(nèi)部蘊(yùn)涵的規(guī)則。所用的訓(xùn)練樣本必須具有典型代表性。現(xiàn)行的空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是3095-2000，在這里，為了簡明起見，只考慮前三級標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)上節(jié)所確定的網(wǎng)絡(luò)模型，待確定的權(quán)值和閥值變量大約30個(gè)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]中提倡的訓(xùn)練樣本數(shù)為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)3~5倍的原則，可以確定訓(xùn)練樣本數(shù)120個(gè)比較合適。為了使樣本隨機(jī)分布，根據(jù)以上表2.1的標(biāo)準(zhǔn)，每種污染物在每個(gè)限度區(qū)間的值為40個(gè)，然后調(diào)用MATLABD中的unifrnd函數(shù)在每種污染物的限度區(qū)間內(nèi)生成40個(gè)隨機(jī)值，再在每種污染物的每個(gè)限度區(qū)間內(nèi)取一個(gè)生成的隨機(jī)值來組成一個(gè)三分量的輸入向量，并根據(jù)上表確定目標(biāo)輸出。為了簡便和應(yīng)用循環(huán)結(jié)構(gòu)，我們可以按照一定次序依次生成一定數(shù)量的屬于同一個(gè)等級的樣本，最后調(diào)用MATLAB中的隨機(jī)排序指令把生成的訓(xùn)練樣本進(jìn)一步隨機(jī)化，這樣得到的訓(xùn)練樣本就非常接近實(shí)際所測的隨機(jī)樣本了，但是，卻大副的減少了樣本的輸入工作量。
四、基于MATLAB仿真的空氣環(huán)境質(zhì)量評價(jià)
確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和訓(xùn)練樣本后，我們就可以訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)以得到合適的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閥值，并保存得到的網(wǎng)絡(luò)模型，以后就可以調(diào)用該模型對空氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)了。可以采用批處理方式、順序處理方式以及提前終止訓(xùn)練方式對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)無論采用那種訓(xùn)練方式，隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5或者6個(gè)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能最好，我們分別采用最速下降BP算法（SDBP）、動量BP算法（MOBP）、學(xué)習(xí)率可變的BP算法（VLBP）、彈性BP算法（RPROP）以及LM（levenberg-marquardt）算法[5，6]進(jìn)行了批處理訓(xùn)練，對前面四種算法進(jìn)行了順序方式訓(xùn)練（LM算法由于算法原理的緣故，不可以采用順序方式訓(xùn)練），對每種算法進(jìn)行了提前終止方式訓(xùn)練。
對于批處理方式，我們設(shè)定的迭代次數(shù)為10000次，學(xué)習(xí)率則定為使網(wǎng)絡(luò)能穩(wěn)定學(xué)習(xí)時(shí)的最大值，這樣一般可以加快學(xué)習(xí)速度，當(dāng)然對于VLBP算法而言，因?yàn)閷W(xué)習(xí)率可以自適應(yīng)，故選擇何值就沒有關(guān)系了。我們發(fā)現(xiàn)，對于5種算法，所建立的網(wǎng)絡(luò)模型在經(jīng)過3分多鐘的一萬次迭代學(xué)習(xí)后，對于30個(gè)測試樣本在最好的情況下都可以達(dá)到100%的準(zhǔn)確率，當(dāng)然，因?yàn)槊看蔚某跏蓟灰粯樱悦看斡?xùn)練后網(wǎng)絡(luò)的性能有差異，這主要是因?yàn)橄萑肓瞬煌臉O小值點(diǎn)，我們多次實(shí)驗(yàn)就是為了找到全局最小點(diǎn)。對于順序訓(xùn)練方式，我們設(shè)置訓(xùn)練樣本循環(huán)學(xué)習(xí)200次，這樣學(xué)習(xí)所花的時(shí)間與批處理方式迭代10000次所花的時(shí)間幾乎相同，該訓(xùn)練方式訓(xùn)練完成后不會輸出均方誤差，我們可以編程計(jì)算訓(xùn)練完成后測試樣本的均方誤差，如表中所示，T是30個(gè)樣本的目標(biāo)輸出，OUT是30個(gè)樣本的實(shí)際輸出，e=mse（E）計(jì)算得到30個(gè)測試樣本的均方誤差，從表中我們?nèi)菀卓吹剑瑢W(xué)習(xí)完成后對于相同測試樣本的準(zhǔn)確率有明顯下降，而均方誤差卻有明顯上升。在提前終止方式中，我們設(shè)定的迭代次數(shù)也是10000次，而設(shè)置的確認(rèn)樣本誤差增加最大次數(shù)為50次，此時(shí)，無論那種學(xué)習(xí)算法一般迭代幾百到幾千次后就因?yàn)檫_(dá)到了設(shè)置的確認(rèn)樣本誤差增加最大次數(shù)而結(jié)束了學(xué)習(xí)，但是，在最好情況下，對于測試樣本的準(zhǔn)確率也可以達(dá)到100%，而誤差性能卻與批處理方式相當(dāng)。所以運(yùn)用提前終止法是最優(yōu)的訓(xùn)練方式。
提前終止法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在每次的仿真中，確認(rèn)樣本和測試樣本都是隨機(jī)從訓(xùn)練樣本中按設(shè)定比率抽取的，有時(shí)候抽取的樣本均衡性好，即提前終止法中的訓(xùn)練樣本、確認(rèn)樣本和測試樣本分布十分接近，這樣在訓(xùn)練過程中，三者的誤差性能幾乎相同，這對應(yīng)著圖1中三條誤差性能曲線幾乎完全重合的情況，這是我們期望的理想情況。然而，不可避免的是，在多次仿真試驗(yàn)中，難免偶爾產(chǎn)生三部分樣本分布相差較大，這樣三條誤差性能曲線就分開了，在這種情況下，訓(xùn)練所得網(wǎng)絡(luò)模型的性能一般還不如沒有采用提前終止法的性能，因?yàn)橛?xùn)練過程實(shí)際上沒有采用提前終止法，而所用的訓(xùn)練樣本不僅個(gè)數(shù)減少，而且代表性也降低了，當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，我們要舍去訓(xùn)練得到的網(wǎng)絡(luò)模型。
五、結(jié)論
通過對比可以得到如下結(jié)論：第一，除了順序訓(xùn)練方式外，各種學(xué)習(xí)算法和訓(xùn)練方式都取得了較為滿意的結(jié)果，幾乎每種算法和訓(xùn)練方式在最好的情況下都可以達(dá)到準(zhǔn)確率接近100%的評價(jià)結(jié)果。第二，為了加快訓(xùn)練速度和提高準(zhǔn)確率，防止出現(xiàn)“過擬合”，我們該采用提前終止訓(xùn)練方式，但是在這種算法中要注意樣本劃分的均衡性。文中建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型不僅快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)了大量空氣樣本的質(zhì)量評價(jià)，具有一定的實(shí)用性，而且，該方法可以類推到許多類似的問題中，具有一定的推廣性。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄒長武等.大氣環(huán)境質(zhì)量分析與評價(jià)研究的新進(jìn)展[J].四川環(huán)境,2002,21:3
[2]戴葵等譯.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2002
[3]傅薈璇,趙紅等.MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010
[4]周忠壽.基于T-S模型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用[D].河海大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007
[5]高雋.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及仿真實(shí)例[M].機(jī)械工業(yè)出版社,第二版
一、引言
隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，中國高等教育事業(yè)也獲得了長足的進(jìn)步。高校辦學(xué)自主權(quán)逐漸放開，招生規(guī)模（包括本科和研究生）不斷擴(kuò)大，辦學(xué)模式和形式也呈現(xiàn)多樣化的趨勢，高校發(fā)展中的每一步都成為人們議論的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，中國高等教育的發(fā)展從“精英教育”階段進(jìn)入到“大眾化”階段。隨著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的辦學(xué)模式和辦學(xué)思路逐漸開始出現(xiàn)許多問題，如何保證在質(zhì)量和數(shù)量之間取得一個(gè)雙贏的局面等許多問題成為了中國高等教育管理部門需要著重考慮和解決的難題。在這樣的背景下，教育部于2003年啟動了“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”（簡稱“質(zhì)量工程”）[1]，從課程建設(shè)、人才隊(duì)伍建設(shè)、專業(yè)建設(shè)、學(xué)科建設(shè)的角度進(jìn)一步推動本科教學(xué)工作，切實(shí)提高本科教育質(zhì)量。
專業(yè)建設(shè)在高等教育發(fā)展過程中具有十分重要的地位，專業(yè)建設(shè)水平直接體現(xiàn)了學(xué)校的整體辦學(xué)思路和發(fā)展水平，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)是提高辦學(xué)水平，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。985工程是中國政府為建設(shè)若干所世界一流大學(xué)和一批國際知名的高水平研究型大學(xué)而實(shí)施的高等教育建設(shè)工程[2]。經(jīng)過14年的發(fā)展，985工程穩(wěn)步推進(jìn)，使一批學(xué)科專業(yè)達(dá)到或接近國際一流水平。對985高校專業(yè)建設(shè)成果進(jìn)行評價(jià)，有利于弄清國內(nèi)較高水平本科院校的具體情況，對政府、高校制定更科學(xué)的發(fā)展路線和改革方針具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、評價(jià)方法設(shè)計(jì)
（一）評價(jià)對象
985工程共實(shí)施兩期，第一期確定了33所高校[3]，第二期增補(bǔ)6所高校[4]。其中，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)為軍事院校，因涉及眾多保密資料，通過公開數(shù)據(jù)源獲得的國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的信息無法反應(yīng)真實(shí)信息，因此，這里所指的985工程高校僅包括除國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)之外的38所高校。在專業(yè)的確定上，按照教育部高等教育司2011年9月最新公布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（修訂二稿）》，共涉及12個(gè)學(xué)科門類（軍事學(xué)門類除外），2012-2013年中國大學(xué)及學(xué)科專業(yè)評價(jià)的對象是新目錄中94個(gè)專業(yè)類的428種專業(yè)。根據(jù)數(shù)據(jù)處理后得到985高校2011-2012年有招生的專業(yè)共315種2 436個(gè)專業(yè)。38所985高校的專業(yè)評價(jià)是2012-2013年全國本科院校專業(yè)評價(jià)的一部分，評價(jià)結(jié)果所反映的是985高校開設(shè)專業(yè)在全國所有本科院校開設(shè)專業(yè)中的相對情況。
（二）指標(biāo)體系
為反映高等院校專業(yè)建設(shè)水平和實(shí)力，中國科學(xué)評價(jià)研究中心建立的中國大學(xué)本科教育專業(yè)評價(jià)指標(biāo)體系包括4個(gè)一級指標(biāo)、21個(gè)二級指標(biāo)，具體指標(biāo)見表1，主要從師資建設(shè)、學(xué)生狀況、教學(xué)和科研水平等方面進(jìn)行考核。在權(quán)重的設(shè)置上，教學(xué)和科研水平最能夠反映專業(yè)的建設(shè)水平，且本科階段更應(yīng)該重教學(xué)，因此教學(xué)水平在所有指標(biāo)中權(quán)重最大。與此同時(shí)，考慮到研究生教育和科研工作與本科教育密切相關(guān)，相輔相成，從不同角度反映了學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平，所以表1中也包括了部分研究生階段教育的主要指標(biāo)，如博導(dǎo)數(shù)、學(xué)位點(diǎn)、重點(diǎn)學(xué)科、百篇優(yōu)秀博士論文等。同樣，也考慮了自然科學(xué)
（三）數(shù)據(jù)來源與處理
評價(jià)數(shù)據(jù)來源的公開性是保證結(jié)果客觀的重要基礎(chǔ)，此次評價(jià)原始數(shù)據(jù)主要來自四個(gè)渠道，包括有關(guān)政府部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料（匯編、年鑒、報(bào)表等），國內(nèi)外有關(guān)數(shù)據(jù)庫（SCI、EI、CNKI等），有關(guān)政府部門、高校網(wǎng)站，國家有關(guān)刊物、書籍、報(bào)紙、內(nèi)部資料等。因此，原始數(shù)據(jù)均可重新驗(yàn)證。關(guān)于數(shù)據(jù)處理，首先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面篩查，處理了異常的數(shù)據(jù)，有的與其他的數(shù)據(jù)來源進(jìn)行核對，有的則與相關(guān)學(xué)校聯(lián)系進(jìn)行核實(shí)。
參照指標(biāo)體系可以發(fā)現(xiàn)，某些反映專業(yè)基本條件的指標(biāo)主要考慮往年發(fā)展的存量數(shù)據(jù)，如師資隊(duì)伍的建設(shè)是一個(gè)長期的過程，并不能以當(dāng)年度師資方面的增加情況反映專業(yè)實(shí)力，因此該指標(biāo)均以存量數(shù)據(jù)為評價(jià)依據(jù)；在科研水平中的眾多數(shù)據(jù)則更側(cè)重反映該專業(yè)當(dāng)年度的發(fā)展?fàn)顩r，如權(quán)威、核心期刊論文數(shù)，獲準(zhǔn)專利數(shù)等指標(biāo)則主要采用增量數(shù)據(jù)。對于具體的某些指標(biāo)數(shù)據(jù)，如教育部人文社科獎隸屬科研獲獎中，但該獎項(xiàng)并非每年都評選，因此選擇距評價(jià)開展年度最近的一次結(jié)果為評價(jià)依據(jù)。
（四）評價(jià)結(jié)果的表示
單純用排名表示評價(jià)結(jié)果，過于強(qiáng)調(diào)評價(jià)對象的先后順序，不利于整體分析。因此，2012-2013年本科專業(yè)評價(jià)采用5星、4星、3星、2星和0星衡量高校學(xué)科專業(yè)質(zhì)量的水平。在獲取原始數(shù)據(jù)后，通過評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重獲取該專業(yè)在2012-2013年大學(xué)評價(jià)中的得分，然后按照從高到低進(jìn)行排名。5星表示重點(diǎn)優(yōu)勢專業(yè)，指排名前5%的專業(yè)；4星表示優(yōu)勢專業(yè)，指排名5%～20%的專業(yè)；3星表示良好專業(yè)，指排名20%～50%的專業(yè)；2星表示一般專業(yè)，指排名50%～80%的專業(yè)；0星表示排名80%～100%的專業(yè)。從總體看，專業(yè)星級的比例呈紡錘形分布。
三、985高校專業(yè)優(yōu)秀率與星級分布
（一）專業(yè)優(yōu)秀率分析
專業(yè)優(yōu)秀率是指某個(gè)學(xué)校所有專業(yè)中在全國范圍內(nèi)具有優(yōu)勢的專業(yè)占該校年度招生專業(yè)總數(shù)的比例，反映到專業(yè)評價(jià)結(jié)果中，即某個(gè)學(xué)校5星與4星專業(yè)數(shù)量占該校專業(yè)總數(shù)的比例。專業(yè)優(yōu)秀率能夠反映一個(gè)學(xué)校學(xué)科專業(yè)建設(shè)是否重點(diǎn)突出、特色鮮明以及學(xué)科專業(yè)建設(shè)的結(jié)構(gòu)和水平。需要注意的是，專業(yè)優(yōu)秀率計(jì)算一般以全國開設(shè)數(shù)量在5個(gè)高校以上的專業(yè)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，某些特定的開設(shè)數(shù)量極少的專業(yè)恰恰說明了開設(shè)院校在這個(gè)專業(yè)上的特色和實(shí)力，但為了使各高校之間的專業(yè)優(yōu)秀率更具可比性，在計(jì)算時(shí)剔除了全國招生學(xué)校在5個(gè)（不包括5個(gè)）以下的專業(yè)。
表2 列出985高校的專業(yè)優(yōu)秀率，其中排名為985高校內(nèi)部專業(yè)優(yōu)秀率排名，即使是排在985高校最后的中央民族大學(xué)的專業(yè)優(yōu)秀率也有32.43%，遠(yuǎn)高于全國各高校平均專業(yè)優(yōu)秀率20%的水平，但985高校開設(shè)專業(yè)的總平均優(yōu)秀率為62.35%，僅20所高校超過了平均水平，說明各個(gè)高校間的專業(yè)建設(shè)成效仍存在明顯差異。結(jié)合2012-2013年大學(xué)綜合競爭力排名[6]，可以發(fā)現(xiàn)綜合競爭力的排名與專業(yè)優(yōu)秀率的排名不完全正相關(guān)，按照大學(xué)綜合排名和專業(yè)優(yōu)秀率的關(guān)系，大致分為以下四類：（1）排名高，專業(yè)優(yōu)秀率也高。如北京大學(xué)、清華大學(xué)、南京大學(xué)、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。這些學(xué)校不僅綜合實(shí)力強(qiáng)，而且學(xué)科專業(yè)建設(shè)也均衡發(fā)展，學(xué)科建設(shè)整體水平高。（2）排名高，專業(yè)優(yōu)秀率較低。如上海交通大學(xué)、吉林大學(xué)、四川大學(xué)等，表明這類學(xué)校建設(shè)重綜合、全面，但特色、重點(diǎn)相對不夠突出，優(yōu)勢學(xué)科不夠，學(xué)科建設(shè)整體水平有待提高。（3）排名較低，但專業(yè)優(yōu)秀率高。如中國人民大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、大連理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和天津大學(xué)等，這些學(xué)校往往設(shè)置的專業(yè)數(shù)量不多，總體排名也不在最前列，但卻少而精，尤其是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)只有36個(gè)專業(yè)，但優(yōu)秀率達(dá)到88.24%，排名第三。（4）排名低，專業(yè)優(yōu)秀率也低。如湖南大學(xué)、中國海洋大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、蘭州大學(xué)和中央民族大學(xué)等。這類學(xué)校要想進(jìn)一步發(fā)展成為一流大學(xué)，必須做出更大的努力，需要從軟、硬件方面共同協(xié)調(diào)發(fā)展。
利用對應(yīng)分析得到的38所高校星級分布對應(yīng)分析二維散點(diǎn)圖如圖1所示，從中可以看出985高校間在學(xué)校整體的專業(yè)結(jié)構(gòu)布局上的相似性。左下角的象限為5星專業(yè)顯示度比較高的學(xué)校，尤其是北京大學(xué)、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、中國人民大學(xué)等高校距離代表5星的節(jié)點(diǎn)最近，組成了一個(gè)圈子，說明這幾個(gè)學(xué)校全國最優(yōu)專業(yè)的數(shù)量很高，占該校專業(yè)總數(shù)的比例也高。左上角的象限中，各學(xué)校距離5星、4星數(shù)量占全部的比例基本相同，如南京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校在圖中與表示5星的點(diǎn)和4星的點(diǎn)距離均差不多，這部分高校主要是優(yōu)秀率較高，專業(yè)建設(shè)成果較突出的學(xué)校。
右上角象限中多為4星專業(yè)占學(xué)校全部專業(yè)比例較高的學(xué)校，其中武漢大學(xué)與華中科技大學(xué)的表現(xiàn)比較特別，兩個(gè)學(xué)校專業(yè)建設(shè)成果較類似，其專業(yè)優(yōu)秀率主要是靠4星專業(yè)數(shù)量做出的貢獻(xiàn)，這兩個(gè)學(xué)校在專業(yè)建設(shè)上已經(jīng)取得了良好的成果，但拔尖專業(yè)明顯偏少。代表0星的點(diǎn)和2星的點(diǎn)集中在右側(cè)兩個(gè)象限之間，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離很近，如果從中心點(diǎn)開始畫向量，指向0星的向量和2星的向量幾乎在同一直線上，根據(jù)對應(yīng)分析中余弦定理，兩個(gè)屬性點(diǎn)向量之間的夾角越小，則兩個(gè)點(diǎn)之間越相似，0星和2星在38所985高校中的表現(xiàn)具有十分類型的特征，圍繞其周圍的節(jié)點(diǎn)所代表的學(xué)校如北京理工大學(xué)等均存在專業(yè)短板。右下角象限中距離3星節(jié)點(diǎn)的學(xué)校如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國海洋大學(xué)等專業(yè)建設(shè)成果相對不明顯。
（三） 0星專業(yè)分析
從常規(guī)看，985高校代表了中國高等院校最高水平，其專業(yè)實(shí)力從理論上講應(yīng)該較少或極少有0星專業(yè)，因此對0星專業(yè)做特別分析。從評價(jià)結(jié)果看，出現(xiàn)0星專業(yè)主要有3種情況。
一是專業(yè)實(shí)力確實(shí)較差。比較普遍的情況是偏理工性質(zhì)的大學(xué)開設(shè)的人文社科類專業(yè)和偏文科性質(zhì)的大學(xué)開設(shè)的理工類專業(yè)。
二是全國范圍內(nèi)開設(shè)數(shù)量較少的專業(yè)。有些專業(yè)開設(shè)的學(xué)校數(shù)量非常少，本身就代表其特色，雖然被評為0星，但不能夠認(rèn)為該校這個(gè)專業(yè)較差。如北京理工大學(xué)、湖南大學(xué)被評為0星的飛行器動力工程專業(yè)，僅有12所高校開設(shè)；中國海洋大學(xué)評為0星的地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，僅有8所高校開設(shè)；湖南大學(xué)被評為0星的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，僅有18所高校開設(shè)。
三是開設(shè)時(shí)間較短的專業(yè)。有些專業(yè)屬于傳統(tǒng)性較強(qiáng)學(xué)科下的新專業(yè)，設(shè)立時(shí)間不長，仍處于發(fā)展階段，故而也出現(xiàn)被評為0星的情況。如北京理工大學(xué)的材料化學(xué)專業(yè)，該校材料學(xué)為國防特色學(xué)科，材料科學(xué)與工程為一級學(xué)科北京市重點(diǎn)學(xué)科，但從所屬的同類專業(yè)看其特色主要在工程方面，材料化學(xué)是2003年最新設(shè)立，是同類學(xué)科下最年輕的專業(yè)，其實(shí)力較弱；又如中國海洋大學(xué)的船舶與海洋工程專業(yè)隸屬該校海洋工程系，該系其他專業(yè)均比較優(yōu)秀，船舶與海洋工程為2003年新設(shè)，為該系最年輕的專業(yè)，實(shí)力較弱，故而也被評為0星。
四、專業(yè)層面評價(jià)結(jié)果分析
從專業(yè)開設(shè)學(xué)校的數(shù)量看，并根據(jù)985高校和非985高校的性質(zhì)，可以將所有的專業(yè)歸納為4種類型，即全國大部分高校均開設(shè)的專業(yè)、全國少部分高校開設(shè)的專業(yè)、985高校特有專業(yè)和985高校沒有開設(shè)的專業(yè)。
（一）全國大部分高校均開設(shè)的專業(yè)
全國大部分高校都開設(shè)的專業(yè)，對辦學(xué)條件、師資隊(duì)伍要求一般，專業(yè)具有普遍性和普及性，此類專業(yè)是所屬學(xué)科的主要且重要組成部分。一般主要為本科教育中的公共課或者熱門專業(yè)，主要如英語（639）、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（579）、市場營銷（467）、法學(xué)（458）、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)（441）、國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易（433）、漢語言文學(xué)（426）、信息管理與信息系統(tǒng)（400）等50個(gè)200所以上學(xué)校開設(shè)的專業(yè)。圖2以英語專業(yè)為例，統(tǒng)計(jì)了985高校的排名與星級分布情況。在全國639所開設(shè)英語專業(yè)的高校中，38所985高校的英語專業(yè)基本屬3星以上專業(yè)，大多數(shù)類似專業(yè)同樣遵循這樣的特點(diǎn)。市場營銷、國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易等人文社科類專業(yè)在理工科院校同樣表現(xiàn)十分突出，一方面是由于這類專業(yè)屬于熱門專業(yè)，容易受到更多關(guān)注，另一方面也充分說明理工科院校的學(xué)科建設(shè)正朝著綜合全面方向發(fā)展。而文法類高校則在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)等全國大部分高校均有開設(shè)的理工類型專業(yè)上表現(xiàn)出了明顯弱勢，明顯表現(xiàn)出學(xué)科間差異，即使在受到國家重點(diǎn)支持的985高校群體中仍難以避免。
（二）全國少數(shù)高校開設(shè)的專業(yè)
全國少數(shù)高校開設(shè)的專業(yè)，一般具有以下特點(diǎn)：開設(shè)該專業(yè)的學(xué)校數(shù)量從數(shù)10到200不等，專業(yè)應(yīng)用性很強(qiáng)，專業(yè)建設(shè)兩級分化較為嚴(yán)重。這類高校的情況相對特殊，以測繪工程為例（如表4所示），全國共有89所高校開設(shè)了該專業(yè)，包含6所985高校，除重慶大學(xué)外，其他5所高校均為優(yōu)勢學(xué)科。通過對這類專業(yè)考察后發(fā)現(xiàn)，這些專業(yè)大多數(shù)進(jìn)入門檻相對較高，對硬件的要求一般較高，985高校的此類小規(guī)模專業(yè)往往擁有一批具有國際先進(jìn)水平的學(xué)術(shù)帶頭人或優(yōu)秀學(xué)術(shù)骨干；通過以人才隊(duì)伍建設(shè)為基礎(chǔ)，機(jī)制創(chuàng)新為指針，985高校在這類專業(yè)上一般均制定了打造國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先的專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，因此優(yōu)勢比較明顯。
（三）985高校特有專業(yè)
表5列出了985高校特有專業(yè)的名單。這類專業(yè)比較明顯的特征是專業(yè)化程度極強(qiáng)，多數(shù)屬于學(xué)科類下細(xì)分程度很高的專業(yè)，由于專業(yè)性質(zhì)與學(xué)校支持政策和辦學(xué)資源的限制，一些專業(yè)僅985高校才有開設(shè)，比較突出的有天文學(xué)類專業(yè)，在最新的專業(yè)目錄中，屬于學(xué)科大類，下屬天文學(xué)一個(gè)專業(yè)，全國僅有3所高校開設(shè)；北京大學(xué)東語系開設(shè)多門專業(yè)，全國并無其他院校有相應(yīng)的師資，因此也在全國獨(dú)一無二；985開設(shè)的這類專業(yè)大多數(shù)是學(xué)校具有一定歷史積累的傳統(tǒng)優(yōu)勢，代表了學(xué)校的專業(yè)特色。
（四）985高校未開設(shè)的專業(yè)評價(jià)分析
除以上三類專業(yè)，還有一些國內(nèi)部分高校開設(shè)但985高校沒有開設(shè)的專業(yè)（不包括國家控制類專業(yè)和學(xué)校自設(shè)特色專業(yè)）。開設(shè)這些專業(yè)的學(xué)校一般較少，多數(shù)專業(yè)只有10個(gè)以內(nèi)的學(xué)校開設(shè)，且這些專業(yè)頗具專業(yè)性和特有性；也存在一些專業(yè)有較多學(xué)校開設(shè)而985高校沒有開設(shè)，如投資學(xué)專業(yè)國內(nèi)有26所高校開設(shè)，運(yùn)動科學(xué)專業(yè)全國有25所高校開設(shè)，建筑電氣與智能專業(yè)全國有23所高校開設(shè)等。專業(yè)建設(shè)中一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)即全面性，對于這些專業(yè)，985高校如果有相關(guān)或相近專業(yè)，則需對這類專業(yè)引起充分重視，在充分論證的基礎(chǔ)上，開設(shè)這類專業(yè)有助于985高校形成專業(yè)集群特色。
五、結(jié)語
