智能科學(xué)技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：智能科學(xué)技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論；導(dǎo)向作用；教學(xué)策略

智能科學(xué)與技術(shù)是形成于生命科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、計算機技術(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)與研究方向[1]，旨在培養(yǎng)具有腦與認知科學(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，掌握計算機、智能系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理的基本技能，綜合運用所學(xué)知識與技能去分析和解決實際問題，具有較強的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型人才[2]。智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)從2004年設(shè)立至今，全國只有17所大學(xué)開辦該本科專業(yè)，目前一級學(xué)科和二級學(xué)科還沒有完全建立，培養(yǎng)方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善[3-4]。在該專業(yè)的課程體系中，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為一門專業(yè)的基礎(chǔ)課程，針對的是學(xué)生實際需要，科學(xué)、系統(tǒng)地解答了學(xué)生各種專業(yè)問題[2]，可以幫助學(xué)生對本專業(yè)有一個整體認識，對智能科學(xué)領(lǐng)域有初步的了解，以發(fā)揮其對專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的良好導(dǎo)向作用。研究和探討如何講授該門課程具有重要的現(xiàn)實意義。

1智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)現(xiàn)狀

1.1具體表現(xiàn)

對專業(yè)認識較少是不少新生入學(xué)時找不到學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)的一個重要原因。在進入高等學(xué)校學(xué)習(xí)之前，絕大部分學(xué)生并不知道“智能科學(xué)與技術(shù)”指的是什么，涉及哪些知識，應(yīng)用在哪些領(lǐng)域，影響有多大，他們只是憑專業(yè)名稱、簡單的介紹對該專業(yè)有個初步、直觀的了解，而在進校后一般都是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程(如英語、線性代數(shù)、電路理論等)，到大二甚至大三才開始進行專業(yè)課的學(xué)習(xí)。學(xué)生在此之前由于不了解專業(yè)方向的學(xué)習(xí)和研究內(nèi)容，很難想象他們在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)上會有濃厚的興趣，更不談學(xué)習(xí)主動性的提升。智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論在低年級開設(shè)，目的是讓學(xué)生逐步認識、了解該專業(yè)的概況，達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、參與科學(xué)研究的興趣，幫助他們對大學(xué)學(xué)習(xí)和生活進行規(guī)劃和定位。然而，這一門課程并沒有起到其應(yīng)有的作用，具體表現(xiàn)如下。

1) 導(dǎo)論學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)存在斷層。智能科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程一般安排在大三、大四，而導(dǎo)論一般安排在大一學(xué)期，此時，由于知識結(jié)構(gòu)和認知能力的缺失，新生難以將過深的學(xué)科形態(tài)、專業(yè)教學(xué)抽象成整體概念，對導(dǎo)論所涉及知識的掌握程度有限，在開始接觸大量專業(yè)課時，他們已基本忘記了這一門入學(xué)時開設(shè)的從整體上介紹本專業(yè)的課程。

2) 學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性不高。筆者在對高年級學(xué)生講授專業(yè)課的過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對本應(yīng)在大一就具備的專業(yè)思想、所涉及的智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的宏觀知識、正確的學(xué)習(xí)方法等缺乏足夠的認識，甚至是處于完全陌生的狀態(tài)，因此對相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)毫無興趣，一味地認為進入該專業(yè)學(xué)習(xí)是自己的不幸，轉(zhuǎn)而要求換專業(yè)甚至退學(xué)。

3) 繼續(xù)從事本專業(yè)領(lǐng)域的研究或工作的興趣低。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多本專業(yè)的學(xué)生對畢業(yè)去向不持樂觀態(tài)度，部分打算繼續(xù)深造的學(xué)生考慮的是其他專業(yè)，而要進入社會的畢業(yè)生則表示找到專業(yè)對口的工作很難，他們大部分認為這是從一開始就沒有對大學(xué)學(xué)習(xí)和生活做好規(guī)劃和定位所導(dǎo)致。

1.2相關(guān)因素

通過與其他教師的交流以及與學(xué)生的座談，筆者發(fā)現(xiàn)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這門課程沒有起到其應(yīng)有作用的原因主要在于以下幾個方面。

1) 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性。智能科學(xué)與技術(shù)匯集多種邊緣學(xué)科與技術(shù)，諸如信號與信息處理、信息論與信息通信、模式識別、圖像處理、柔性決策與系統(tǒng)科學(xué)等內(nèi)容，因此，課程所涉及的研究領(lǐng)域及內(nèi)容十分豐富、教學(xué)知識結(jié)構(gòu)較為龐大，涵蓋范圍廣，課堂內(nèi)容龐雜，熱點分支多，知識點相對獨立，聯(lián)系不夠緊密。正因為如此，在短短的課時教學(xué)中，教師的課堂講述往往寬泛化，缺乏針對性。

2) 授課對象缺乏相關(guān)知識。在實際教學(xué)活動中，由于智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程一般開設(shè)在入學(xué)之初，學(xué)生不僅缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識，而且處于高中到大學(xué)的過渡期，他們的學(xué)習(xí)認知行為、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織形式難以適應(yīng)教師所授內(nèi)容。如果課程內(nèi)容涉及的專業(yè)知識過多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就費勁；如果偏重理論，教學(xué)會顯得過于枯燥；如果過于注重工藝的講解，又會給學(xué)生造成輕視專業(yè)基礎(chǔ)知識的傾向[5]。如此種種，導(dǎo)致教師在講課過程中處于兩難境地，而學(xué)生則難以建立系統(tǒng)、完整的知識體系，在有限的時間里所能掌握、吸收并內(nèi)化的智能科學(xué)基礎(chǔ)知識很少，從而不利于今后專業(yè)課的深入學(xué)習(xí)。

3) 教學(xué)方式落后。目前，講授智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程采取的教學(xué)方式更多是傳統(tǒng)的教學(xué)方式――課堂教學(xué)，而其課程特點是知識面廣而不深。因此，傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷更為凸顯出來，學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的延伸無法完成，對后續(xù)專業(yè)課教學(xué)產(chǎn)生不利影響。

2教學(xué)策略的提出

2.1課程的全程化

作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論應(yīng)以學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展為主線，貫穿本科四年的學(xué)習(xí)中，根據(jù)不同年級學(xué)生的特點，有針對性地開課或開設(shè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)性講座，如大一階段應(yīng)以初步認識、了解專業(yè)本身，建立對本專業(yè)的信心，激發(fā)對專業(yè)的興趣為目的而設(shè)置課程內(nèi)容；大二階段則為提高對專業(yè)的認識、鞏固專業(yè)信心、學(xué)習(xí)專業(yè)方法、制定專業(yè)目標(biāo)的階段；大三階段則是深入掌握專業(yè)學(xué)習(xí)方法、系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識的階段；大四階段則是走向職場、實踐運用專業(yè)知識的階段。通過這4個階段的遞進關(guān)系，最終促進學(xué)生螺旋化地構(gòu)建專業(yè)知識。

2.2教學(xué)方式的革新

把科學(xué)研究引入教學(xué)過程，使教學(xué)活動具有科研性，這是大學(xué)教學(xué)過程突出的特點[6]，因此，授課內(nèi)容不應(yīng)完全局限于教材，而應(yīng)融入教師的科研、工程項目、實踐經(jīng)驗以及學(xué)科知識。開設(shè)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的目的是讓學(xué)生初步從整體上接觸專業(yè)基本知識，通過列舉專業(yè)知識在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用以及專業(yè)基礎(chǔ)知識在今后學(xué)習(xí)、科研工作中的重要性，為專業(yè)學(xué)習(xí)提供一個良好的導(dǎo)向。為此，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，還可考慮采取講座方式提供相關(guān)信息、講授相關(guān)知識。如選擇智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)不同研究方向的老師，就其所研究領(lǐng)域的知識、學(xué)科發(fā)展最新概況、智能科學(xué)前沿技術(shù)及最新科技成果、專業(yè)學(xué)習(xí)方法、實驗室在研項目等進行系列專題講座，這樣的講座一方面更加具有針對性，另一方面能夠充分發(fā)揮不同研究方向老師的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上進行講解和討論，學(xué)生可以從不同來源、不同角度了解該專業(yè)的內(nèi)容、研究方法、前沿技術(shù)及發(fā)展方向，從而引導(dǎo)他們在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)這條道路上穩(wěn)步前行。

2.3調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

作為一門“入門”課程，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論的講授切忌涉及太多的理論，這會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心；同時，也不允許對課程內(nèi)容進行重復(fù)性的講授，這會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。鑒于此，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要做到內(nèi)容難度適中，選擇適合學(xué)生接受能力且對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)有幫助的內(nèi)容來授課。此外，智能科學(xué)是一個不斷發(fā)展的學(xué)科，其技術(shù)成果、研究動向更新快，教師應(yīng)及時介紹智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新科技成果，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本專業(yè)的知識應(yīng)用，拉近學(xué)生與智能科學(xué)技術(shù)之間的距離，使他們及時掌握本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的最新動態(tài)，擴大知識面，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及就業(yè)做鋪墊。

2.4運用靈活的考核方式

一般專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果比較顯著，只要努力，課程結(jié)束后，學(xué)生一般也就掌握并內(nèi)化了相關(guān)的專業(yè)知識。和這些一般的專業(yè)課程不同，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)效果只能在后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)中逐步體現(xiàn)，也正是由于該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)要求等方面所具有的特殊性，其學(xué)習(xí)效果僅僅通過傳統(tǒng)的測試很難檢驗出來，同時也容易束縛學(xué)生的思維，不利于其應(yīng)有作用的發(fā)揮，因此，可考慮多樣化的考核方式，如提交通過思考和查閱資料等手段完成的小論文、根據(jù)實驗報告中的實驗步驟寫實驗體會、要求學(xué)生推薦他認為本專業(yè)最新科技成果或參考書等。

2.5積極開展實驗課

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論是一門從宏觀上介紹智能科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容的專業(yè)基礎(chǔ)課，其重要任務(wù)是介紹專業(yè)教學(xué)安排和專業(yè)學(xué)習(xí)方法，并沒有深入具體地介紹某一知識點。由于導(dǎo)論課程的特殊性，實驗的開設(shè)可以參觀性、演示性、模擬性為主，如組織新生參觀學(xué)校組織的電子設(shè)計競賽的作品，在參觀過程中，從專業(yè)的角度為新生講解各參賽作品的設(shè)計意義和原理。

此外，智能科學(xué)與技術(shù)覆蓋面很廣，工程性與實踐性很強，現(xiàn)有市場上已存在涉及很大一部分相關(guān)知識的技術(shù)成果，因此，可進行反求工程式的實驗課。如本院實驗室擁有的機器人涉及到機械、計算機軟硬件、人工智能、智能系統(tǒng)集成等眾多先進技術(shù)，學(xué)生從中可逐漸認識、理解、學(xué)習(xí)掌握智能科學(xué)知識，這種反求工程式的實驗課不僅可以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)本專業(yè)知識的興趣，也為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2.6培養(yǎng)高素質(zhì)的師資隊伍

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的入門課程，對授課教師提出了很高的素質(zhì)、能力要求。授課教師應(yīng)具有深厚的基礎(chǔ)理論知識、寬廣的專業(yè)知識、豐富的科研與工程實踐經(jīng)歷、高水平的教學(xué)能力以及大學(xué)生思想教育的經(jīng)驗[7]。

3結(jié)語

智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論這一課程對穩(wěn)定學(xué)生初期迷茫的專業(yè)思想動態(tài)、激發(fā)學(xué)生濃厚的參與意識和興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的熱情和解決實際問題的能力等有重大影響。在沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒的情況下，只有不斷地實踐總結(jié)，才能發(fā)揮其作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“敲門磚”的作用。

參考文獻：

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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2篇：智能科學(xué)技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞:人工智能;理論傳授;實驗訓(xùn)練;科研訓(xùn)練

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科。它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設(shè)計、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動,并以此解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題,例如咨詢、診斷、預(yù)測、規(guī)劃等決策性問題[1]。人工智能是一門涉及數(shù)學(xué)、計算機、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和綜合學(xué)科。目前,人工智能很多研究領(lǐng)域,如自然語言處理、模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機器人技術(shù)、智能計算等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進入并影響了人們的生活。

2003年12月5日,國內(nèi)第一個“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)在北京大學(xué)誕生[2],它標(biāo)志著我國智能科學(xué)與技術(shù)本科教育的開始,對我國智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)和智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)起到極大的帶動作用。目前,人工智能課程的教學(xué)存在幾個問題:首先,注重講授理論知識,實驗環(huán)節(jié)滯后,這不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,更談不上實踐創(chuàng)新。其次,人工智能是交叉學(xué)科,內(nèi)容比較繁雜,各種教材的內(nèi)容不一樣,授課沒有統(tǒng)一的體系,學(xué)生學(xué)習(xí)時抓不住重點,不能理解人工智能的根本方法和思想。一般說來,計算機專業(yè)的其他課程,如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法分析與設(shè)計等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù),而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的有效技術(shù)。最后,人工智能科學(xué)與技術(shù)飛速發(fā)展,但目前人工智能只被視為一門專業(yè)課,課程講授和人工智能沒有作為一個研究方向結(jié)合起來,也沒有把傳授課本知識和引導(dǎo)啟發(fā)創(chuàng)新結(jié)合起來。

適應(yīng)知識經(jīng)濟發(fā)展的高等教育,要把培養(yǎng)創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力擺在突出的位置。創(chuàng)新是基礎(chǔ)研究的生命,而高等學(xué)校的教學(xué)只有與科研緊密結(jié)合,才能在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神方面有所作為。為此,針對人工智能的課程特點,我們積極開展研究型教學(xué)、研究型學(xué)習(xí),提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的研究與實踐。在教材上,我們選用了清華大學(xué)出版社出版、馬少平等編寫的《人工智能》。我們的教學(xué)研究與實踐的主要內(nèi)容包括三個方面:啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化的思想;成體系的實驗訓(xùn)練;以及與畢業(yè)論文,學(xué)校大學(xué)生科研項目資助計劃,國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃相對接的科研訓(xùn)練。這三個主要方面,層層遞進、環(huán)環(huán)相扣,是體系完整的創(chuàng)新型人工智能教學(xué)實踐。下面,我們就這三個方面內(nèi)容展開探討。

1啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化思想

現(xiàn)實世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個層次[1]:1)結(jié)構(gòu)化問題,能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;2)非結(jié)構(gòu)化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據(jù)經(jīng)驗來求解;3)半結(jié)構(gòu)化問題,介于上述兩者之間。一般說來,計算機專業(yè)的其他課程如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法分析與設(shè)計等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的有效技術(shù)。人工智能的教學(xué)可以讓學(xué)生在體驗、認識人工智能知識與技術(shù)的過程中獲得對非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的解決過程的了解,從而達到培養(yǎng)學(xué)生多角度思維的目的。

我們使用的教材主要內(nèi)容包括搜索和高級搜素、謂詞邏輯和歸結(jié)原理、知識表示、不確定性推理方法、機器學(xué)習(xí)等。這些主要內(nèi)容也可以相應(yīng)地歸結(jié)為若干個典型算法,如啟發(fā)式A*搜索算法、 剪枝算法、元啟發(fā)式算法(模擬退火,遺傳算法)、謂詞邏輯歸結(jié)算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP算法、自組織網(wǎng)絡(luò)和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法)。元啟發(fā)式算法是一種啟發(fā)式的隨機算法,是用來解決非結(jié)構(gòu)化問題的典型算法,其思想和傳統(tǒng)的決定性算法如動態(tài)規(guī)劃、分支限界完全不一樣。學(xué)生在剛一接觸到這些元啟發(fā)式算法一時難以接受和理解其機理,對算法的有效性往往半信半疑。根據(jù)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的特點,講解和演示算法在解決此類問題的具體步驟和詳細過程,從而讓學(xué)生掌握人工智能算法的基本思想。在講解不同的元啟發(fā)式算法的時候,學(xué)生會問,是模擬退火算法強,還是遺傳算法強;在講到機器學(xué)習(xí)算法的時候,學(xué)生會問到底哪個分類算法最好,這時候我們可以把搜索(優(yōu)化)領(lǐng)域和機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的“沒有免費午餐”定理進行適當(dāng)?shù)闹v解和解釋,從而把具體算法實現(xiàn)層面之上的一些人工智能的哲學(xué)思想進行傳授。

在人工智能的具體教學(xué)中,采用問題教學(xué)法和參與式教學(xué)法。在問題教學(xué)法中,圍繞人工智能的知識模塊,在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各種各樣問題的前提下,傳授知識。教學(xué)活動中,嘗試使人工智能知識圍繞實際問題而展現(xiàn),使問題不僅成為激發(fā)學(xué)生求知欲的前提,也成為學(xué)生期盼、理解和吸收知識的前提,以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動機和創(chuàng)造性思維。在參與式教學(xué)中,打破人工智能算法的枯燥、沉悶的傳統(tǒng)教學(xué)法,嘗試開放式教學(xué)內(nèi)容;提問式講課;無標(biāo)準(zhǔn)答案的課程設(shè)計;查找文獻,分組動手實現(xiàn)人工智能算法等參與式教學(xué)方法,培養(yǎng)和發(fā)揚學(xué)生的參與意識,通過參與式教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和效率,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

2成體系的實驗訓(xùn)練

獨立開展人工智能實驗課程,開發(fā)一批新型、富有創(chuàng)意的實驗案例庫,搭建一個創(chuàng)新實驗和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)平臺。人工智能實驗課程的特點是應(yīng)用各種人工智能方法,根據(jù)問題的約束、結(jié)構(gòu)、信息進行表示建模和計算機上實現(xiàn),是與人工智能原理同步的實驗課程。學(xué)生必須掌握的人工智能的基本原理和計算機操作技能,它對于學(xué)生的知識、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用,在整個教學(xué)過程中占有非常重要的地位,是計算機軟件、計算機應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件工程等專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)課程。通過實驗,學(xué)生得到嚴(yán)格的訓(xùn)練,能規(guī)范地掌握人工智能的基本理論和主要方法、基本問題求解技術(shù),熟悉各種計算環(huán)境的基本使用。

在培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。為實現(xiàn)這一目標(biāo),在課程內(nèi)容安排上采用適量基本原理與方法的實驗內(nèi)容為基本內(nèi)容,增加一系列綜合性實驗和開放性創(chuàng)新實驗問題,在實驗內(nèi)容方面更注重研究性實驗中的創(chuàng)新問題。實驗內(nèi)容方面分為三個層次:基本原理的基礎(chǔ)性實驗、綜合實驗和研究性實驗。在后兩個層次的實驗中,部分引入人工智能課程小組團隊的最新科研成果,目的在于通過完成這些研究性實驗,培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力,以提升學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識。我們將這些設(shè)計實驗稱為新型實驗案例庫,它被放在人工智能課程小組網(wǎng)站上,以此搭建一個創(chuàng)新實驗和虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)平臺。通過實驗課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,學(xué)生應(yīng)達到下列要求。

1) 掌握人工智能方法的優(yōu)點及其在實際中的應(yīng)用。

2) 學(xué)會對人工智能問題進行分析建模和應(yīng)用各種計算工具實現(xiàn)問題求解,熟悉對實驗現(xiàn)象的觀察和記錄,實驗數(shù)據(jù)的獲取與設(shè)計,最佳實驗條件的判斷和選擇,實驗結(jié)果的分析和討論等一套嚴(yán)謹?shù)膶嶒灧椒ā?/p>

3) 鞏固并加深對人工智能原理課程的基本原理和概念的理解,培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),求真求實的科學(xué)品德,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、查閱文獻能力、思維能力、想象能力、表達能力。

4) 通過完成綜合研究性實驗,培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力,提高學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識。

在培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,進一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,為學(xué)生今后從事科研、教學(xué)或企事業(yè)單位的分析檢驗以及新技術(shù)的研發(fā)工作打下扎實的基礎(chǔ)。

在實驗組織方面,根據(jù)各實驗的目的和要求,學(xué)生分為5人1組,指定一個組長,每組選擇1套實驗題目?；A(chǔ)實驗題目要求達到27學(xué)時、綜合性實驗題目選擇1題和研究性實驗題目選擇1題,基礎(chǔ)實驗題目要求在規(guī)定時間內(nèi),小組獨立完成實驗測定、數(shù)據(jù)處理,并撰寫實驗報告。實驗過程中, 要求學(xué)生勤于動手, 敏銳觀察, 細心操作, 開動腦筋, 分析鉆研問題, 準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù), 經(jīng)教師檢查,實驗及其原始數(shù)據(jù)記錄才有效。同時,團隊作業(yè),需要多人分工合作、相互幫助,這樣可以提高人際交往和溝通能力,學(xué)會與他人合作,培養(yǎng)團隊創(chuàng)新能力。

3課程學(xué)習(xí)與畢業(yè)論文,科研訓(xùn)練相結(jié)合

人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿和未來,通過學(xué)習(xí)和體驗人工智能的知識和技術(shù),學(xué)生能夠在一定程度上了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿知識,這有助學(xué)生開闊視野、培養(yǎng)興趣,為今后繼續(xù)深造或走向社會奠定堅實的基礎(chǔ)[3-4]。

人工智能的理論和方法廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、模式識別、圖像處理中,這些內(nèi)容既是高年級的后續(xù)課程,又是現(xiàn)在熱門的研究方向。學(xué)習(xí)和深刻理解人工智能的理論、方法和應(yīng)用,對后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及今后的研究具有重要的意義。

我院規(guī)定大學(xué)三年級的學(xué)生開始聯(lián)系畢業(yè)論文指導(dǎo)導(dǎo)師,同時確定畢業(yè)論文的研究方向,提前進行科研實踐,以培養(yǎng)實踐能力和研究素質(zhì)。人工智能課程正好是大三高年級開設(shè)的專業(yè)課,因此,我們把課程實驗及設(shè)計與同學(xué)的興趣相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生,并提煉和形成學(xué)生的畢業(yè)選題和課外的科研方向,它是提高本科生研究創(chuàng)新能力的有效手段。

基于新的教學(xué)實踐,很多學(xué)生的選題都與上述歸納的人工智能若干算法相關(guān),如算法本身的研究和改進,或是算法在各領(lǐng)域,如數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理等的應(yīng)用。在我們的科研能力訓(xùn)練計劃中,一批項目和課題,如混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用、差分演化算法研究與應(yīng)用、基于協(xié)同訓(xùn)練的推薦系統(tǒng)等,分別受到國家和學(xué)校本科生科研項目立項資助。一批三四年級的本科生以第一作者身份在國內(nèi)核心期刊、國際會議和期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文,這激發(fā)了學(xué)生的科研興趣,使學(xué)生體會到了創(chuàng)新的樂趣。

總之,課程學(xué)習(xí)與畢業(yè)論文、學(xué)校大學(xué)生科研項目資助計劃、國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃相對接的科研訓(xùn)練,極大地提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研基本素質(zhì)。

4結(jié)語

針對人工智能的課程特點,我們積極開展研究型教學(xué)、研究型學(xué)習(xí),提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的研究與實踐。我們的教學(xué)研究與實踐主要內(nèi)容包括三個方面:啟發(fā)式傳授人工智能解決問題的非結(jié)構(gòu)化的思想;成體系的實驗訓(xùn)練;以及與畢業(yè)論文、學(xué)校大學(xué)生科研項目資助計劃、國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃相對接的科研訓(xùn)練。這三個主要方面,層層遞進、環(huán)環(huán)相扣,是體系完整的創(chuàng)新型人工智能教學(xué)實踐,新的改革和實踐在教學(xué)中取得了令人滿意效果。

參考文獻:

[1] 張劍平. 關(guān)于人工智能教育的思考[J]. 電化教育研究,2003(1):24-28.

[2] 謝昆青. 第一個智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)[J]. 計算機教育,2009(11):16-20.

[3] 羅輝,梁艷春. 大學(xué)生畢業(yè)論文與科研能力培養(yǎng)及就業(yè)[J]. 吉林教育,2003(10):18.

[4] 金聰,劉金安. 人工智能教育在能力培養(yǎng)中的作用及改革設(shè)想[J]. 計算機時代,2006(9):66-69.

Reform and Practice of Innovative Teaching in Artificial Intelligence

WANG Jia-hai, YIN Jian, LING Ying-biao

(Department of Computer Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China)

第3篇：智能科學(xué)技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖書館 支撐技術(shù) 數(shù)字化

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00

從電子圖書館到虛擬圖書館，再由虛擬圖書館到數(shù)字圖書館，這個演變過程是具有高效的、完善的一個過程，而能夠支撐起這個具有龐大功能的數(shù)字圖書館的主要技術(shù)，則是通過相關(guān)研究人員不斷地探索所研究出來的，這些支撐技術(shù)包括數(shù)據(jù)的采集與導(dǎo)入技術(shù)、自動分類技術(shù)、檢索技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)管理技術(shù)以及包括版權(quán)保護技術(shù)等在內(nèi)的十八項支撐技術(shù)。本文將結(jié)合現(xiàn)代信息發(fā)展的趨勢，系統(tǒng)完善的對數(shù)字圖書館的主要支撐技術(shù)進行分析。

1支撐數(shù)字圖書館的關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）復(fù)雜科學(xué)網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)。隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，運用計算機進行科學(xué)計算成為重要的計算方式，也是計算機網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)當(dāng)具備的一項基本性能，這種新型的計算模式主要的計算對象是復(fù)雜的科學(xué)計算，徹底改變了傳統(tǒng)模式的生產(chǎn)軟件，以組件為基本單位，軟件開發(fā)者可以在制造目標(biāo)軟件的同時在網(wǎng)上訂購所需組件，這種計算模式把每臺電腦都系統(tǒng)的聯(lián)系到一起，其中的組件可以跨越網(wǎng)絡(luò)、語言、程序及工具等實現(xiàn)統(tǒng)一運行，使的最終達到一個計算能力更加強大，數(shù)據(jù)分析能力得到大幅度提升的、并且可以利用計算機的閑置時間來處理問題，全面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，實現(xiàn)各類存儲、信息與知識資源的全面共享。（2）數(shù)據(jù)庫發(fā)展技術(shù)。作為現(xiàn)代信息科學(xué)與計算機技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展也有著舉足輕重的作用。數(shù)據(jù)庫技術(shù)室計算機數(shù)據(jù)處理與管理中心的主要核心所在，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以很大程度的解決數(shù)據(jù)的有效存儲與合理組織的問題，在數(shù)字圖使館的建立方面有著重要的意義，也是實現(xiàn)數(shù)字圖書館信息資源共享、安全合理的運行的重要保障。（3）數(shù)字化圖書館個性化服務(wù)技術(shù)。數(shù)字化圖書館個性化服務(wù)，即以用戶需求為中心，利用較強的主動性、易用性、專業(yè)性以及知識性多用戶的需求進行分析并最終滿足用戶需求，在圖書館服務(wù)系統(tǒng)中，個性化服務(wù)技術(shù)占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。（4）數(shù)字圖書館智能技術(shù)。在數(shù)字圖圖書館不斷發(fā)展的過程中，數(shù)字圖書館智能作用也成為重要的支撐技術(shù)之一。這種智能作用在工作中避免了人為的參與，可以模仿人的行為能力，并且具有主動提供信息的特殊功能。數(shù)字圖書館智能技術(shù)包含多項主要功能，包括自動探測信息的更新與變化，并自動將其下載并存儲，智能技術(shù)可以參與信息庫的個性化管理，在用戶瀏覽網(wǎng)頁時智能技術(shù)將會分析用戶所感興趣的內(nèi)容，并提供良好的建議給用戶。（5）數(shù)字圖書館跨庫檢索技術(shù)。數(shù)字圖書館的跨庫選擇技術(shù)也被人們稱為異構(gòu)檢索技術(shù)、多數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)等。這種檢索技術(shù)可以通過單一的檢索接口，利用統(tǒng)一的檢索方法，對所需信息進行全面的搜索。在其檢索過程中，用戶不僅可以檢索到科學(xué)論文、期刊論文等，也可以檢索到會議文本、期刊等信息載體上的具體內(nèi)容，將內(nèi)容豐富、信息量巨大的青苔得以展示，全面實現(xiàn)信息的多方位檢索，極大地滿足了用戶的需求。（6）數(shù)字圖書館虛擬技術(shù)。數(shù)字圖書館的發(fā)展技術(shù)離不開虛擬技術(shù)的發(fā)展。所謂虛擬技術(shù)既是指通過計算機建立一個逼真的模擬現(xiàn)實的模型，人們通過此青苔可以與該模型進行交流與互動。這種虛擬技術(shù)已經(jīng)成為目前數(shù)字圖書館的主要技術(shù)之一，它具有很強的綜合性，融匯了計算機圖形學(xué)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)等方面的智能科學(xué)技術(shù)，通過人的感觸，對使用者的控制行為進行互動。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在在數(shù)字圖書館建設(shè)過程中應(yīng)用越來越廣泛，參考咨詢方面以及虛擬學(xué)習(xí)方面等都有廣闊發(fā)展的空間。（7）數(shù)字圖書館信息安全技術(shù)。信息化時代的發(fā)展及其迅猛，網(wǎng)絡(luò)時代帶給人們更多方便的同時，我們也要注意各種安全問題。網(wǎng)絡(luò)自身的虛擬性是我們處于一個非現(xiàn)實的境地，安全問題就更為突出。信息安全具有保密性、完整性、可用性以及可控性，有關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)尋求出信息安全技術(shù)的主要方面。信息安全包含私鑰加密、公鑰加密以及數(shù)字簽名加密。

2數(shù)字圖書館的評估

為了保障數(shù)字圖書館的合理有效的運行，在數(shù)字圖書館的運行過程中，需要進行必不可少的評估過程，具體步驟及方式如圖1所示：

3 結(jié)語

在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時展勢頭正好的時代，個性化信息服務(wù)成為提供給用戶的重要服務(wù)形式，在數(shù)字化圖書館發(fā)展的過程中，資源的整合與共享是很重要的。數(shù)字化圖書館的形成是社會網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)急速發(fā)展所帶來的必然結(jié)果，在發(fā)展自身優(yōu)勢的同時，借鑒優(yōu)秀的國外經(jīng)驗與手段，真正做到為用戶提供最好的服務(wù)，有效的提高我國圖書館建設(shè)的整體水平。

參考文獻

第4篇：智能科學(xué)技術(shù)論文范文

根據(jù)科學(xué)研究的一般程序,第一步就是選擇科研課題。一切科學(xué)研究都是從發(fā)現(xiàn)問題和提出質(zhì)疑開始的,因此學(xué)位論文寫作和科研課題的開題都必須在這個前提下進行對科學(xué)問題的界定是科研選題的認識前提。由于科學(xué)問題是科研選題的來源和根據(jù),因此科研選題首先需要科學(xué)問題的含義以及科學(xué)問題的發(fā)生點。

人們總是在不斷地認識自然、改造自然。在此過程中,必然會發(fā)現(xiàn)各種問題,對其產(chǎn)生困惑與懷疑,進而進行科學(xué)探索,以期能加以解決的歷史。只要存在著人與自然的矛盾,就會形成科學(xué)問題,舊的問題解決不了,新的問題又在孕育之中,引導(dǎo)著科學(xué)家不斷地進行探索。人類的認識就不斷走向深入,這部歷史也會不斷地寫下去,然而,并非所有問題都可以成為科研問題,因此有必要對科學(xué)問題有一個較為清晰的認識?？茖W(xué)研究的過程就是不斷提出問題,不斷解決問題的過程。研究生剛開始還不具備獨立研究的能力,參與導(dǎo)師的科研課題可以鍛煉科研能力,學(xué)到科學(xué)的研究方法,并在課題研究中提高。在總體培養(yǎng)目標(biāo)方面,兩種類型的人才培養(yǎng)都應(yīng)在知識、能力、素質(zhì)諸方面協(xié)調(diào)發(fā)展,使學(xué)生系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和基本技能與方法,培養(yǎng)其良好的科學(xué)思維、科學(xué)實驗和初步科學(xué)研究的能力,使學(xué)生能夠具有分析問題和解決問題的能力,以及知識自我更新和不斷創(chuàng)新的能力,以適應(yīng)智能科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展。

一、科學(xué)問題的界定

科學(xué)問題是指一定時代的科學(xué)認識主體在當(dāng)時的科學(xué)實踐水平和知識背景下提出的關(guān)于科學(xué)認識和科學(xué)實踐中需要解決而又未能得到解決的矛盾。它包含一定的求解目標(biāo)和應(yīng)答域,但尚無確定的答案。舉個例子,老百姓見面常問的“吃了沒有”,是不能算作科學(xué)問題,因為它不是“關(guān)于科學(xué)認識和科學(xué)實踐中需解決而又尚未解決的問題”。而西方人愛問的“近來怎么樣”(How do you do)就可能是一個科學(xué)問題了――至少是一個社會科學(xué)問題。

在人們的認識中,時常會有問題出現(xiàn),可以把這些問題劃分為兩類:一類是簡單問題,一類是科學(xué)問題。前一類問題因為缺乏相關(guān)的知識背景,不能對事物的現(xiàn)象進行分析,不了解或者不知道相關(guān)知識的來龍去脈,因此這種問題還不是真正的科學(xué)問題。它們對相關(guān)學(xué)科之外的人來說可能是問題,但是對本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的人來說,可能是普通的常識。這些問題隨著人的認識的增加會迎刃而解。這里所說的問題屬于真正的科學(xué)問題?！爸挥谐鰡栴},才會驅(qū)使人們?nèi)ヌ剿?、去發(fā)現(xiàn)新的事實、去尋找產(chǎn)生問題的原因和解決問題的答案。而解決問題的結(jié)果,或者根據(jù)新事實修正以至現(xiàn)有理論(前驅(qū)理論),建立新理論(后繼理論);或者修正、排除已有經(jīng)驗事實中的錯誤,使之適應(yīng)現(xiàn)有理論;或者二者兼而有之”,科學(xué)正是在這樣不斷提出問題,又不斷解決問題過程中發(fā)展的。科學(xué)問題的提出和解決不僅能導(dǎo)致科學(xué)知識的積累,使原有理論得到完善和發(fā)展,而且能導(dǎo)致科學(xué)的革命和新理論的建立。所以,深入分析和研究科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)途徑和思維方法,對于豐富和發(fā)展科學(xué)認識論和指導(dǎo)具體的科學(xué)研究具有相當(dāng)?shù)囊饬x。愛因斯坦認為,提出問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題也許僅是數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒炆系募寄芏?而提出問題,從新的角度去看舊的問題,卻需要創(chuàng)造性的想像力,它標(biāo)志著科學(xué)的真正進步。

二、科學(xué)問題的來源

科學(xué)問題實質(zhì)上是經(jīng)驗與理性之間的矛盾,包含著理論與實踐、理論與事實、理論內(nèi)部或理論之間的矛盾,歸根到底是客觀矛盾在人們頭腦中的反映。因此,科學(xué)問題來自客觀世界,可歸納為以下幾個主要方面:

1.從社會實踐的需要中產(chǎn)生問題

科學(xué)實踐與科學(xué)理論的矛盾是自然科學(xué)發(fā)展的內(nèi)在的主要的矛盾,也是科學(xué)問題的主要來源。當(dāng)原有的理論不能解釋新的觀察和實驗結(jié)果,甚至與新的科學(xué)事實發(fā)生沖突時,便產(chǎn)生了矛盾,也產(chǎn)生了需要探索的問題。這些問題經(jīng)過抽象與轉(zhuǎn)化,就成為科學(xué)問題。如信息技術(shù)發(fā)展導(dǎo)致的新興工業(yè)發(fā)展的需要,提出了“信息高速公路”問題;由于糧食的要求,提出了雜交水稻的問題。這類應(yīng)用性問題的提出,也常常要求人們應(yīng)用基礎(chǔ)研究的發(fā)展。如因為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的需要,培育優(yōu)良品種的農(nóng)業(yè)技術(shù)研究向遺傳學(xué)提出了研究問題;從研究熱機效率到研究熱力學(xué)基礎(chǔ)理論的問題。

2.生產(chǎn)實踐

生產(chǎn)實踐是人類改造自然、解決人與自然、解決人與自然之間矛盾的最基本的實踐活動。隨著生產(chǎn)的發(fā)展會不斷地向人們提出需要探索研究并給予解決的科學(xué)技術(shù)問題,因此,生產(chǎn)實踐是科學(xué)問題產(chǎn)生的重要來源。

3.由新需求產(chǎn)生的矛盾

在社會生活中,人們的需要是多種多樣的、不斷發(fā)展的,如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會生活、醫(yī)療保健和環(huán)境保護等,都不斷提出新的需求,而當(dāng)原有科學(xué)理論和技術(shù)手段不能滿足這種新的需求時,對這種矛盾的研究會使人們提出新的科學(xué)問題。

4.從已知理論與經(jīng)驗事實之間的矛盾中產(chǎn)生問題

任何科學(xué)理論都是在特定歷史條件下實踐活動的產(chǎn)物,都將隨著事物的發(fā)展與實踐的深入而進一步完善。在科學(xué)研究活動中,會不斷地出現(xiàn)新的事實當(dāng)科研中發(fā)現(xiàn)某種新事實或新現(xiàn)象,而原有理論又不能解釋,甚至不能相容時,就產(chǎn)生了矛盾,使原有的理論面臨著挑戰(zhàn),或暴露出它的局限,從而產(chǎn)生出需要探討的問題。新的觀察、實驗現(xiàn)象同原有理論的矛盾。觀察、實驗是獲取事實的重要方法,也是科學(xué)問題的重要來源。當(dāng)觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)了新情況、新矛盾,而原有理論無法解釋時,這就給科學(xué)研究提出了新的問題。

三、理論內(nèi)部或理論之間的矛盾

1.科學(xué)理論內(nèi)部的邏輯矛盾中產(chǎn)生問題

科學(xué)理論的基本要求就是在邏輯上應(yīng)該是無矛盾的,一個理論如從中推出邏輯矛盾,則說明其內(nèi)部存在著需要進一步探討的問題。當(dāng)一理論內(nèi)部出現(xiàn)了邏輯矛盾的時候,即當(dāng)一個理論中可以推出兩個互相對立的判斷時,這個理論的基本前提中必然存在著嚴(yán)重缺陷。在科學(xué)體系中,邏輯結(jié)論和前提不能自洽,難以相互推理和論證,有時候從前提往往推導(dǎo)出和結(jié)論相悖的命題,甚至相互矛盾的命題,因而出現(xiàn)科學(xué)理論體系中的“悖論”,還有的把不成熟的假說當(dāng)成科學(xué)結(jié)論,使得相關(guān)命題和結(jié)論經(jīng)不起詰難和推理?？茖W(xué)理論體系中的這種矛盾和悖論凸現(xiàn)了理論自身存在的問題,這種問題又成為科學(xué)研究中的新問題,對這種問題的進一步研究不斷地完善理論體系,有時也可能引發(fā)整個科學(xué)理論體系的大震蕩或者革命性的變革。及時識別和抓住這類問題是科學(xué)理論突破的關(guān)鍵。其實,這種理論體系內(nèi)部的矛盾很可能是科學(xué)研究的很好的起點,在進行科學(xué)研究活動的時候,如果發(fā)現(xiàn)理論體系內(nèi)部不能自洽或者無法從前提推論出正確結(jié)論的時候,就應(yīng)當(dāng)大膽地懷疑理論本身的嚴(yán)密性和完善性,就應(yīng)當(dāng)以此為起點抓住新問題進行大膽研究,找出正確的結(jié)論或者更加合理的解釋。理論內(nèi)部邏輯矛盾的產(chǎn)生和解決是理論向縱深發(fā)展的普遍現(xiàn)象,并且往往導(dǎo)致科學(xué)認識的重大突破。

2.不同學(xué)科理論體系之間的矛盾

科學(xué)問題的產(chǎn)生不僅僅存在于本學(xué)科內(nèi)部,不同學(xué)科或者理論之間也存在著矛盾。不同的理論,往往會產(chǎn)生不同的學(xué)派、不同學(xué)術(shù)觀點的論戰(zhàn),這在科學(xué)史上屢見不鮮?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)縱橫交錯,枝繁葉茂,往往在學(xué)科的交叉地帶會留下或生長出一些邊緣區(qū)域。不少有遠見的科學(xué)家十分注意搜索科學(xué)中的邊緣區(qū)域,從中發(fā)現(xiàn)有意義的問題?？茖W(xué)史表明,到這些邊緣區(qū)域去耕耘的科技工作往往會有意想不到的收獲,做出開拓性的工作。當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的一個趨勢即是在高度分化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高度的綜合?？茖W(xué)綜合不僅表現(xiàn)為各學(xué)科間的滲透和聯(lián)系加強了,還出現(xiàn)了許多交叉學(xué)科、橫斷學(xué)科、綜合學(xué)科,呈現(xiàn)出同學(xué)科內(nèi)分支學(xué)科間的交叉、不同學(xué)科間的交叉、科學(xué)與技術(shù)間的交叉、自然科學(xué)與社會科學(xué)間的交叉及數(shù)學(xué)向一切學(xué)科領(lǐng)域滲透等。這些學(xué)科都是在各學(xué)科領(lǐng)域的交叉點上生長起來的。恩格斯指出,19世紀(jì)在電與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系問題上,物理學(xué)家宣稱這是化學(xué)上事情,而化學(xué)家則宣稱這是物理學(xué)研究的領(lǐng)地。為此恩格斯作出預(yù)言:恰恰在這樣的接觸點上是科學(xué)的生長點,“可以期望取得最大的成果”。在科學(xué)中尚未開發(fā)的空白區(qū)或“處女地”中發(fā)掘,提出有意義的科學(xué)問題,常常會作出開創(chuàng)性的研究。這些區(qū)域也成為新的科學(xué)問題的密集區(qū)域。20世紀(jì)40年代以來大量交叉學(xué)科的建立,證明了各學(xué)科之間空白區(qū)或接觸點已成為科學(xué)問題的重要來源。

第5篇：智能科學(xué)技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：離散數(shù)學(xué)；教學(xué)模式；改進；創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0129-03

離散數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)的幾個分支的總稱，主要研究有限個或無窮個變量關(guān)系及結(jié)構(gòu)的一門學(xué)科。它是計算機及相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，[1]對培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和邏輯思維能力有重要的作用。但這門課程具有概念多、理論性強、高度抽象[2]等特點，給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來一定的困難。因此，如何提高教學(xué)水平，對計算機及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及教師都具有重要的意義。筆者結(jié)合離散數(shù)學(xué)課程的教學(xué)實際，從發(fā)現(xiàn)問題入手，著手解決實際問題，提出改進和創(chuàng)新離散數(shù)學(xué)教學(xué)模式的理念，以便于提高教學(xué)水平。

一、發(fā)現(xiàn)問題

離散數(shù)學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式：講―練―考。

1.講的狀況

（1）離散數(shù)學(xué)自身的特點。離散數(shù)學(xué)涵蓋計算機專業(yè)的所有學(xué)科，它本質(zhì)上是一門理論性較強的數(shù)學(xué)課。[3]這門課程具有內(nèi)容涵蓋面廣，包含若干獨立分支，知識點多，概念抽象，學(xué)習(xí)難度較大[4]等特點。

（2）教學(xué)內(nèi)容與實際情況不統(tǒng)一。

1）大多數(shù)離散數(shù)學(xué)課程教材編輯的數(shù)學(xué)知識較多，大篇幅羅列數(shù)學(xué)知識，沒有體現(xiàn)出數(shù)學(xué)知識體系結(jié)構(gòu)，也沒有體現(xiàn)運用數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)思維解決實際問題目的。

2）很多數(shù)學(xué)知識是直接拿出來的，沒有講明它的來源及應(yīng)用背景，給人很突然的感覺。學(xué)生學(xué)而無趣，難接受。

3）教材中有些內(nèi)容重復(fù)：先修課程已寫此內(nèi)容，后繼課程又重提此內(nèi)容。另外，教材內(nèi)容深淺不當(dāng)：有些內(nèi)容寫得過深，有些內(nèi)容又過淺，一方面浪費時間，另一方面有些東西又沒講，給學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)帶來諸多不利。

（3）教學(xué)方法單一。離散數(shù)學(xué)目前大多采用講授型教學(xué)，而講授型教學(xué)是一種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，其優(yōu)點很多：能使較多的學(xué)生在較短的時間里獲得大量知識；有利于發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，便于教學(xué)過程的控制。[5]但它存在不利于因材施教，不利于自學(xué)能力培養(yǎng)的局限性，一旦操作不好就很容易變成了填鴨式教學(xué)。課堂上，只有教師唱獨角戲，學(xué)生思維不活躍，積極性不高，教學(xué)效果不好。

2.學(xué)生學(xué)狀況

基于研究的需要，結(jié)合計算機科學(xué)與工程學(xué)院實際情況，筆者對計算機學(xué)院的50名同學(xué)進行了離散數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)調(diào)查，其中男女各占一半。通過調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)，有68%的男生有過逃課經(jīng)歷，而女生中有40%的人有過逃課經(jīng)歷。為什么會有如此之多的學(xué)生逃課呢？針對這一問題，筆者也做了調(diào)查。66%的同學(xué)埋怨學(xué)院目前開設(shè)的離散數(shù)學(xué)課程不適應(yīng)社會發(fā)展；30%的同學(xué)認為學(xué)院師資力量有限，老師講課的內(nèi)容和方式過于死板和單調(diào)，不能吸引學(xué)生；4%的同學(xué)希望通過自學(xué)的渠道使自己有更多的自由時間學(xué)習(xí)，同時也認為教學(xué)內(nèi)容過于簡單。在提到師資力量方面的時候，52%的同學(xué)埋怨老師授課方式呆板，照本宣科；10%的同學(xué)認為老師忙于科研，不重視教學(xué)。同時，他們對減少離散數(shù)學(xué)逃課現(xiàn)象提出了寶貴意見。大多數(shù)的同學(xué)希望老師能夠豐富課堂內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。因此，只要從逃課的根源入手，闡述它的負面影響，找到解決它的有效措施，便能從根本上解決這一問題。

3.考的狀況

以下是計算機學(xué)院一個年級學(xué)生的離散數(shù)學(xué)考試成績情況：計算機科學(xué)1～2班、智能科學(xué)1～2班、計算機工程1～2班、軟件工程1～2班和網(wǎng)絡(luò)工程1～2班共10個班，參加考試人數(shù)271人。試卷成績沒有班級平均分達到期望值72分（見表1）。全體學(xué)生試卷成績平均分為54.13分，沒有達到期望值。不及格率為58.67%，優(yōu)分率為0.74%（見表2）。從試卷成績上看學(xué)生成績不理想。

表2 計算機專業(yè)筆試成績數(shù)據(jù)分析

考試人數(shù) 總分 均分 最低分 最高分 不及格率（%） 優(yōu)分率（%） 0～

59 60～

69 70～

79 80～

89 90～

100

271 14670 54.13 4 95 58.67% 0.74% 159 53 36 21 2

二、解決問題

離散數(shù)學(xué)新的教學(xué)模式：以學(xué)生為主導(dǎo)―以教師為輔―結(jié)合實際問題考核。

1.提高學(xué)生認識，調(diào)動學(xué)生的積極性

學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，主要原因：學(xué)生認識存在局限性；學(xué)生對數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)無興趣。

（1）提高學(xué)生的思想認識。在教學(xué)過程中，教師要使學(xué)生擺脫認識誤區(qū)，重視離散數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。計算機專業(yè)的知識體系是建立在數(shù)學(xué)的基石上的，如果沒有打好數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，大學(xué)生很難真正理解高深的應(yīng)用技術(shù)。離散數(shù)學(xué)的發(fā)展與興起和計算機科學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)。[6]很多計算機專家是數(shù)學(xué)家。例如，馮諾依曼就是一位有名的數(shù)學(xué)家。

高等教育層次結(jié)構(gòu)不同。本科教育和職業(yè)教育是高等教育的兩個不同層次結(jié)構(gòu)，因而不同的教育層次結(jié)構(gòu)就不能簡單地和經(jīng)濟收入分配對應(yīng)，要剔除簡單的用金錢區(qū)分教育層次結(jié)構(gòu)差異的思想局限性。教師要向?qū)W生講解本科教育和職業(yè)教育的差別。本科教育側(cè)重培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)人才，而職業(yè)教育側(cè)重培養(yǎng)技工型人才，培養(yǎng)的目標(biāo)不同，培養(yǎng)的時間不同。國家科技的進步，國家未來的發(fā)展，需要各種類型的科學(xué)技術(shù)人才。

（2）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師，是學(xué)生獲得知識技能的一種力量，是推動學(xué)習(xí)的動力之源。[7]教師培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué)興趣應(yīng)做到以下兩點：

第一，注重課程重要性的介紹。在上第一次課時，教師向?qū)W生介紹該課程的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，講一個事實：美國的軟件之所以能夠領(lǐng)先，其關(guān)鍵在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，他們有很強的實力，而中國的信息技術(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)十分薄弱，因而難成為軟件強國。擺事實能夠起到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力的作用。

第二，注重教學(xué)技巧，增強教學(xué)的趣味性。創(chuàng)設(shè)懸念，學(xué)習(xí)新知。在講解新知識時，教師要適當(dāng)設(shè)問，讓學(xué)生勤動腦。引用故事，激發(fā)興趣。離散數(shù)學(xué)的發(fā)展是許多數(shù)學(xué)家共同努力的成果，在創(chuàng)造成果的過程中，有許多趣味橫生的故事。如，歐拉的哥尼斯堡七橋問題[8]是歐拉在旅途中開創(chuàng)了圖論的著名故事。動手操作，激發(fā)興趣。理論課程的學(xué)習(xí)不僅僅是講原理和思想，更重要的是運用原理和思想解決實際問題。鑒于離散數(shù)學(xué)的特點，教師可適當(dāng)布置課堂作業(yè)讓學(xué)生動手動腦。注重語言激勵，調(diào)動學(xué)生的興趣。根據(jù)心理學(xué)研究表明：每個人都有希望獲得贊揚的心理。教學(xué)過程中，教師要適當(dāng)表揚一些在課堂上表現(xiàn)積極的學(xué)生，激活課堂氣氛。

2.創(chuàng)造條件，實施新的教學(xué)模式

（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。教材的內(nèi)容往往與實際的教學(xué)內(nèi)容存在差別。根據(jù)離散數(shù)學(xué)的特點和實際情況，可作如下安排：

教學(xué)內(nèi)容設(shè)置側(cè)重點安排。離散數(shù)學(xué)的內(nèi)容繁多，而授課時間偏少。這樣內(nèi)容面面俱到是不可能的，時間不允許。所以在教學(xué)過程中對講授的內(nèi)容設(shè)置上要有所側(cè)重，甚至有些內(nèi)容可以刪除。比如，學(xué)生對集合論的許多內(nèi)容在中學(xué)數(shù)學(xué)中已經(jīng)有所了解，重點放在應(yīng)用集合論的方法解決實際問題上等。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)用安排。在講解離散數(shù)學(xué)知識時，教師可適當(dāng)增加一些離散數(shù)學(xué)知識在計算機應(yīng)用的例子，使理論和實踐相結(jié)合。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)置知識背景安排。在講解離散數(shù)學(xué)知識時，教師還可穿插一些知識的來源及應(yīng)用背景，增強教師授課的生動性和學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性，達到優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容的目的。

實驗教學(xué)內(nèi)容的安排。離散數(shù)學(xué)的教學(xué)一般都是理論教學(xué)，這就導(dǎo)致教學(xué)形式單一，學(xué)生學(xué)得枯燥乏味。根據(jù)教學(xué)需要可安排離散數(shù)學(xué)的實驗課。

（2）創(chuàng)設(shè)學(xué)生自學(xué)，教師輔助課堂“自學(xué)―互學(xué)―導(dǎo)學(xué)”。“自學(xué)―互學(xué)―導(dǎo)學(xué)”課堂教學(xué)模式的基本環(huán)節(jié)和具體操作方法。

1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)：導(dǎo)入階段的目的就是教師通過各種途徑，運用各種有效的方法把學(xué)生帶進自學(xué)的情景之中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)心理，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，調(diào)動學(xué)生積極性，驅(qū)使學(xué)生主動投入到學(xué)習(xí)活動中。導(dǎo)入的途徑和方法：課題設(shè)疑導(dǎo)入，相關(guān)事物導(dǎo)入，情景導(dǎo)入，操作導(dǎo)入。

2）自學(xué)環(huán)節(jié)：自學(xué)環(huán)節(jié)就是學(xué)生在教師導(dǎo)入的情境中，帶著急切求知的欲望，進入完全自我學(xué)習(xí)課本知識的階段。學(xué)生在這個階段中的自學(xué)包括兩方面的內(nèi)容：一是自己初步了解、初步理解和初步消化的內(nèi)容，二是自己在自學(xué)時有哪些不明白的地方。這一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果主要是通過學(xué)生個體發(fā)言進行反饋。教師在進行這個環(huán)節(jié)的教學(xué)時，注意把握的原則就是注意使用夸贊與鼓勵的語言，流露真情關(guān)愛的眼光，運用合理的評價手段，營造寬松和諧的學(xué)習(xí)氣氛。特別是對待回答問題不完全正確或完全不正確的學(xué)生，教師也要肯定他們積極動腦、認真思考的學(xué)習(xí)精神，讓每個學(xué)生都能感受到成功的喜悅與自豪。

3）互學(xué)環(huán)節(jié)：互學(xué)環(huán)節(jié)是通過生生之間的互學(xué)和交流，完成在自學(xué)階段中自己沒有學(xué)懂的內(nèi)容。教師在進行這個環(huán)節(jié)的教學(xué)時，主要做的是：注意傾聽和立刻整理來自學(xué)生的各種學(xué)習(xí)信息，弄清楚哪些知識是學(xué)生已經(jīng)學(xué)懂的，哪些是學(xué)生沒懂的，哪些是學(xué)生應(yīng)該學(xué)懂卻忽略，是課時教學(xué)任務(wù)要求但學(xué)生沒有提出或沒有解決的。充分發(fā)揮教師的組織作用，積極創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)共同體，為學(xué)生能夠順利進行互學(xué)和交流提供有效環(huán)境。

4）導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)：這個環(huán)節(jié)主要完成兩方面的任務(wù)。一是教師通過搭橋、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生解決他們在自學(xué)或互學(xué)時都無法解決的問題；二是教師要根據(jù)課程的要求、根據(jù)教學(xué)的任務(wù)和目的，完成學(xué)生忽略的卻是本課時應(yīng)該掌握的內(nèi)容。完成“導(dǎo)學(xué)”環(huán)節(jié)的任務(wù)，主要是圍繞著以下三個方面進行，一是圍繞課本的“知識方面”；二是能夠達到舉一反三的“學(xué)習(xí)方法”；三是完成學(xué)生健康品行的教育任務(wù)。

5）總結(jié)環(huán)節(jié)―：這個環(huán)節(jié)是組織學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的梳理和總結(jié)，同樣要堅持“以生為本”的教學(xué)思想，教師起到組織和引導(dǎo)作用，讓學(xué)生通過自己的努力進行知識方面、方法和技能技巧方面、情感態(tài)度方面的整理總結(jié)。

3.結(jié)合實際，設(shè)計多種方式考核

（1）課堂問答考核。教師在備課時可創(chuàng)設(shè)一些問題，給出問答考核的標(biāo)準(zhǔn)，在課堂上可先提一些問題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)此章節(jié)時帶著問題自學(xué)。教師要了解學(xué)生的自學(xué)情況，可讓學(xué)生回答提出的問題，教師根據(jù)問題的考核標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生評判給分。教師根據(jù)學(xué)生回答問題的情況，也了解學(xué)生掌握知識的情況。對于學(xué)生掌握得好的地方給予表揚；對于掌握得不好的地方，教師可以補充總結(jié)，使學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)更加全面牢固。

（2）作業(yè)形式考核。在學(xué)完一章節(jié)后，教師要布置一定的作業(yè)讓學(xué)生課外完成。教師根據(jù)學(xué)生的課外作業(yè)制訂考核標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)作業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)，教師給學(xué)生的作業(yè)予以考核評判。最后，根據(jù)每次作業(yè)的評判，教師最后給予綜合評判。

（3）論文形式考核。教師根據(jù)后繼課程的一些綜合問題以小論文的形式出題目，讓學(xué)生運用離散數(shù)學(xué)的知識解決相應(yīng)的問題。最后根據(jù)論文的標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生評判。

（4）試卷形式考核。學(xué)完了離散數(shù)學(xué)后，教師出一套離散數(shù)學(xué)試卷考核學(xué)生，以便全面了解學(xué)生的離散數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)情況。

最后，將四種形式的考核按一定的權(quán)值取綜合成績作為離散數(shù)學(xué)課程的最終成績。

三、結(jié)語

離散數(shù)學(xué)課程是計算機及相關(guān)專業(yè)的一門核心課程，該課程的教學(xué)地位對后續(xù)課程的教學(xué)具有重要的影響，努力提高該課程的教學(xué)水平勢在必行。在以后的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，要不斷結(jié)合實際，勇于改進與創(chuàng)新離散數(shù)學(xué)教學(xué)模式，達到更好的教學(xué)效果。

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