石志國(guó)　劉冀偉　王志良

摘要：“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)從2004年國(guó)內(nèi)開(kāi)始招生至今，全國(guó)已有不少高校設(shè)立此專業(yè)。我校2007年開(kāi)始招生，該專業(yè)的本科生將在2009年下半年進(jìn)入專業(yè)課階段學(xué)習(xí)。本文從社會(huì)需求的角度出發(fā)，以提高學(xué)生就業(yè)實(shí)踐能力為切入點(diǎn)，探討軟件實(shí)踐類課程的課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教材建設(shè)以及考試方式。關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；軟件；實(shí)踐性課程

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

周濟(jì)同志在實(shí)施“質(zhì)量工程”的二號(hào)文件中指出：“提高高等教育質(zhì)量，本科教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵”。智能科學(xué)與技術(shù)是信息類學(xué)科中最年輕的本科專業(yè)，也是最具有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)。2008年中國(guó)科協(xié)舉行的“五個(gè)10”系列評(píng)選活動(dòng)中，作為智能科學(xué)技術(shù)核心的“人工智能技術(shù)”和作為智能科學(xué)技術(shù)重要應(yīng)用領(lǐng)域的“未來(lái)家庭機(jī)器人”均入選“10項(xiàng)引領(lǐng)未來(lái)的科學(xué)技術(shù)”，這在當(dāng)今所有學(xué)科中獨(dú)一無(wú)二。

文獻(xiàn)[2]對(duì)中國(guó)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)作了一次比較全面的調(diào)查，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)生仍處于應(yīng)試教育模式中，要考很多基礎(chǔ)理論課程，而實(shí)踐課程少，動(dòng)手能力不強(qiáng)，致使畢業(yè)后競(jìng)爭(zhēng)力較差。調(diào)查結(jié)果顯示，認(rèn)為畢業(yè)生在實(shí)際工作中動(dòng)手能力培養(yǎng)不足的比例高達(dá)70％。有的用人單位還反映，學(xué)生在校學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有形成一個(gè)好的習(xí)慣，沒(méi)有把基礎(chǔ)的東西學(xué)好，而是認(rèn)為學(xué)一個(gè)語(yǔ)言就可以去用了，結(jié)果編程基礎(chǔ)很不扎實(shí)，稍微復(fù)雜點(diǎn)的編程就會(huì)出問(wèn)題，而且編程不太規(guī)范，項(xiàng)目工程能力較差，突出的例子就是不喜歡寫項(xiàng)目文檔。

學(xué)生在校期間缺乏有效的、足量的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是企業(yè)和畢業(yè)生的共同反映。例如，關(guān)于“工作中最有用的技能或知識(shí)的來(lái)源”的多選題，70.7％的畢業(yè)生認(rèn)為是參加工作之后逐漸學(xué)習(xí)到的；其次為課程實(shí)習(xí)，例如硬件試驗(yàn)和上機(jī)項(xiàng)目實(shí)習(xí)題，占40％；第三為到公司實(shí)習(xí)，占39.2％，都高出大學(xué)教師的課堂教學(xué)。

對(duì)于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，將所有專業(yè)課程分成兩大類：理論性課程和應(yīng)用實(shí)踐性課程。有的課程既兼顧理論性，又兼顧實(shí)踐性，但是有所側(cè)重。理論性課程是方法論的內(nèi)容，是知識(shí)傳承的載體，是本科階段必須強(qiáng)化的內(nèi)容，目前對(duì)于理論性或者偏理論性的課程比較重視，但是比較忽略實(shí)踐性課程。

雖然每年各類公司招聘應(yīng)屆畢業(yè)生的標(biāo)準(zhǔn)幾乎一致，但是貌似并未對(duì)教學(xué)大綱產(chǎn)生過(guò)影響。每年各類公司到學(xué)校招聘，要求掌握的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)平臺(tái)等，大多沒(méi)有在課程體系中出現(xiàn)，如圖1所示。

為什么在課程體系中沒(méi)有出現(xiàn)的這些技術(shù)呢?不少老師會(huì)認(rèn)為我們是本科教學(xué)，這些是專科甚至是職高應(yīng)該學(xué)的內(nèi)容。然而事實(shí)并非如此，2002年開(kāi)始，我校和比利時(shí)魯汶工學(xué)院合辦了一個(gè)碩士班，這個(gè)專業(yè)是魯汶工學(xué)院的碩士類專業(yè)中的最好專業(yè)，畢業(yè)生在比利時(shí)非常受歡迎。他們的課程覆蓋了大部分企業(yè)的招聘需求：c++程序設(shè)計(jì)(QT平臺(tái))、用戶界面(UI)設(shè)計(jì)、JavaWeb開(kāi)發(fā)和Flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)，等等。除了一門“電子媒體導(dǎo)論”屬于偏理論性的課程，其他全部是實(shí)踐性的課程。這些課程是目前國(guó)內(nèi)不屑于開(kāi)的一些科目，而恰恰又是企業(yè)所需要的。

目前對(duì)于課程的設(shè)置，國(guó)內(nèi)很多專業(yè)課程體系和10年前的課程體系設(shè)置大體相同。當(dāng)然，對(duì)于基礎(chǔ)類課程，沒(méi)有多大變化是可以理解的。信息類學(xué)科每隔5年都會(huì)發(fā)生重大變化，課程體系卻變化很小。這有兩方面原因：(1)課程內(nèi)容變化，第一遍講解需要大量的備課時(shí)間，而且講課效果還不一定好。(2)要繼續(xù)學(xué)習(xí)新技術(shù)，不如講老課程來(lái)得熟練、輕松。這樣導(dǎo)致新課程開(kāi)不出來(lái)，即使開(kāi)出來(lái)也沒(méi)有人愿意講。

2軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程設(shè)計(jì)探討

首先要明確這個(gè)體系中有些什么，才能決定需要設(shè)置什么。用人單位和畢業(yè)生都認(rèn)為，現(xiàn)在的本科教學(xué)有一種教師“閉門造車”之嫌，教師是根據(jù)院系的課程安排和課本上的內(nèi)容、按照自己的思維方式去講解，其實(shí)，就課程安排本身而言就可能已經(jīng)與社會(huì)需求脫節(jié)了。

在對(duì)所使用的操作平臺(tái)的調(diào)查中，選擇使用UNIX／Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)的比例明顯居高。學(xué)生在校期間和實(shí)際工作中所使用的平臺(tái)有一些差異，如果能在本科課程中增大UNIX／Linux平臺(tái)的比例，效果會(huì)更好些。在對(duì)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言與環(huán)境方面的調(diào)查中，也發(fā)現(xiàn)目前在校期間和工作中使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和環(huán)境不太一致，相差最大的是Java和JSP／J2EE?？梢?jiàn)，高校關(guān)于開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的課程設(shè)置中也存在一定問(wèn)題。

目前在應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中，從軟件開(kāi)發(fā)體系上分類，主要分成三大體系，一種是基于瀏覽器的B／S(Brower／Server)架構(gòu)，另一種是C／S(ClientJServer)架構(gòu)、面向嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)架構(gòu)。開(kāi)發(fā)體系如圖2所示。

基于B／S架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，目前主要采用三種服務(wù)器端語(yǔ)言：JSP(Java Server Pages)、PHP和ASP.NET，這三種語(yǔ)言構(gòu)成三種常用應(yīng)用開(kāi)發(fā)組合：JSP+Oracle體系、PHP+MySQL體系以及ASP，NET+SQL Server體系。

基于C／S架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境有VB、VC以及Delphi等，隨著Java體系以及，NET體系的普及，目前更流行NET編程體系和Java編程體系。

對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)，很多老師可能覺(jué)得應(yīng)該并入硬件類課程。我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)并入軟件類課程，主要有如下兩個(gè)原因：(1)目前面向嵌入式的開(kāi)發(fā)，并需要涉及多少硬件設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)板都是定制好的，和開(kāi)發(fā)軟件的套路沒(méi)有區(qū)別。(2)嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境與普通計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境已經(jīng)基本統(tǒng)一，比如QT，Eclipse和Visual Stidio.NET開(kāi)發(fā)套件等。目前，面向嵌入式系統(tǒng)的主流平臺(tái)分成兩種：Linux和WinCE，從開(kāi)發(fā)角度上劃分，可以粗略分成應(yīng)用開(kāi)發(fā)與驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。

將每一個(gè)體系都分成基礎(chǔ)部分和提高部分，為了能將擴(kuò)大知識(shí)面，將基礎(chǔ)部分設(shè)置成為必修課程或者選修課，提高部分設(shè)置成為選修課。同學(xué)可以根據(jù)自己的興趣和發(fā)展方向，選擇某一個(gè)分支學(xué)習(xí)下去，并在這個(gè)方向進(jìn)行綜合案例設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，并以此為作為就業(yè)的方向，從而提高最終的就業(yè)成功率?；菊n程規(guī)劃如圖3所示。

將“算法分析與設(shè)計(jì)”作為軟件類課程的基礎(chǔ)，參考MIT大學(xué)的智能方向的課程規(guī)劃，主要講解智能搜索、排序以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃方面的內(nèi)容；然后設(shè)置3個(gè)主線結(jié)構(gòu)：(1)Java基礎(chǔ)→J2EE開(kāi)發(fā)；(2)NET應(yīng)用開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)→NET Web開(kāi)發(fā)；(3)基于ARM／DSP系統(tǒng)的Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)一基于ARM／DSP系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，其中大部分基礎(chǔ)類的課程以必修課的形式開(kāi)出，后面的課程以選修課的形式開(kāi)出。

通過(guò)基礎(chǔ)類課程的學(xué)習(xí)，可以對(duì)這個(gè)體系的內(nèi)容有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的就業(yè)方向以及興趣合理選擇后續(xù)的課程。

3軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程的教學(xué)方法探討

大部分實(shí)踐類課程由課堂講解和上機(jī)組成，課堂講解

將大部分知識(shí)點(diǎn)講解清楚，然后通過(guò)上機(jī)將課堂的內(nèi)容進(jìn)一步鞏固，并通過(guò)練習(xí)，提高課程的動(dòng)手能力。

如果上午課堂講解，下午上機(jī)練習(xí)，效果還可以。很多情況下，要間隔好幾天，這樣再上機(jī)效果將大大降低，根據(jù)遺忘規(guī)則，很多同學(xué)已經(jīng)忘記課上的大部分內(nèi)容，上機(jī)的效果將大大降低。

我們計(jì)劃采取一種折中的方法，分成小班在實(shí)驗(yàn)機(jī)房上課。將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來(lái)，對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解后，讓同學(xué)立刻進(jìn)行練習(xí)，這樣可以提高同學(xué)的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過(guò)教師的課堂講解和同學(xué)的課堂練習(xí)，將知識(shí)達(dá)到融會(huì)貫通的程度，如圖4所示。

這種設(shè)置提高了對(duì)教師的要求，教師除了熟練的知識(shí)講解，還要有快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，及時(shí)查找同學(xué)練習(xí)中出現(xiàn)了問(wèn)題。還需要對(duì)知識(shí)有良好的把握和課堂的整體控制能力。

4軟件應(yīng)用實(shí)踐類課程的講義教材建設(shè)探討

對(duì)于講課的積累，除教學(xué)大綱和完整的PPT以外，還應(yīng)該根據(jù)專業(yè)特色建立一套完整講義。每年要對(duì)講義的內(nèi)容進(jìn)行完善和修改。講義是教學(xué)過(guò)程的總結(jié)，一套完善的講義不僅方便老師教學(xué)和同學(xué)學(xué)習(xí)，還能為其他老師授課提供有益的參考。

但是，講義的編寫需要耗費(fèi)大量時(shí)間，是知識(shí)再加工整理的過(guò)程。內(nèi)容是講義和教材的生命，保證內(nèi)容質(zhì)量，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。300頁(yè)的講義至少需要1200小時(shí)以上的時(shí)間投入，即使是講了很多遍的課程，建立講義的周期也需要半年到1年的時(shí)間。

講義一般情況下使用Word錄入，如果對(duì)Word不熟悉，對(duì)300頁(yè)左右的書稿進(jìn)行整理將會(huì)非常辛苦。靈活使用Word樣式表，可以使排版更加輕松，使整個(gè)稿件條理性很強(qiáng)。除此之外，圖表的清晰程度也很重要，圖題和表題要按照章節(jié)進(jìn)行標(biāo)注。由于書稿是單欄排列，為了使自己的書稿能夠美觀大方，盡量不要使用高度大于寬度的圖，圖的高度與寬度的比例在1：1.5到1：2.5之間比較適宜，比例盡量接近黃金分割點(diǎn)“0.618：1”，這樣的圖從視覺(jué)上是最舒服的。從開(kāi)始設(shè)計(jì)大綱到正式完成，科學(xué)的方法大概需要5步左右，如圖5所示。

前期的預(yù)研階段，需要與同行討論規(guī)劃講義的大綱與章節(jié)，并針對(duì)每一章定出一級(jí)節(jié)標(biāo)題，并反復(fù)與同行討論并修改大綱。如果作為規(guī)劃講義的一部分，還需要考慮與其他講義的銜接、知識(shí)點(diǎn)的統(tǒng)籌規(guī)劃等。根據(jù)實(shí)際情況，這一階段一般需要1個(gè)月左右。

即使作了充足的預(yù)研，到實(shí)際寫作的時(shí)候，也會(huì)舉“手”維艱，往往投入大量的時(shí)間，也看不到多少產(chǎn)出。但是如果不投入時(shí)間，則一定不會(huì)有產(chǎn)出。很多第一次接手講義或者教材編寫的老師，經(jīng)常會(huì)選擇在這個(gè)階段放棄。其實(shí)對(duì)于第一遍編寫，并不需要過(guò)于細(xì)致，這一階段需要調(diào)動(dòng)發(fā)散性思維，將自己授課的材料，“填鴨式”放到規(guī)劃的每個(gè)章節(jié)上，并不斷地對(duì)資料進(jìn)行整理，用非口語(yǔ)化的語(yǔ)句，整理素材。講課的思維很容易影響講義的語(yǔ)句，因此會(huì)出現(xiàn)大量的類似“我們看這樣是不是更好啊”、“這樣不行了啊”等語(yǔ)句，這些口語(yǔ)化的文字，盡量避免。

第二遍編寫和修改，是決定講義質(zhì)量好壞的關(guān)鍵過(guò)程。按照規(guī)劃將理論知識(shí)、實(shí)際案例和綜合應(yīng)用等補(bǔ)充完整?？刂坪酶鞑糠值谋壤缋碚撝R(shí)與實(shí)際例子的比例為7：3或者6：4等。對(duì)每一章節(jié)進(jìn)行反復(fù)細(xì)致的修改，并根據(jù)內(nèi)容編寫每章習(xí)題以及答案。

經(jīng)過(guò)第二遍的編寫和修訂，寫出的內(nèi)容已經(jīng)可讀了。找個(gè)同行進(jìn)行內(nèi)容上、技術(shù)上和概念上的審查，并根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)行修改。因?yàn)樽罱K面向的是學(xué)生，找?guī)讉€(gè)同學(xué)從初學(xué)者的角度閱讀，只有他們才能感覺(jué)到什么地方不連貫、什么地方跳躍有些大了或者什么地方看不懂等。

第三遍修改是一個(gè)逐步“求精”的過(guò)程。根據(jù)同行以及同學(xué)的意見(jiàn)，再進(jìn)行修改，修改的同時(shí)，再請(qǐng)他們對(duì)相應(yīng)的地方進(jìn)行閱讀，看調(diào)整是否恰當(dāng)。經(jīng)過(guò)反復(fù)修改后，就可以定稿了，在稿件的基礎(chǔ)上再編寫內(nèi)容提要和前言等。

經(jīng)過(guò)兩遍以上的使用，學(xué)生反映良好，就可以在此基礎(chǔ)上將講義建設(shè)成為一本教材。如果教材不來(lái)源于講義，不經(jīng)過(guò)課堂的檢測(cè)，很難是一本好教材。

5應(yīng)用實(shí)踐類課程的考試方法探討

閉卷考試有很多缺陷，不能客觀反映出學(xué)生理解、掌握、應(yīng)用知識(shí)的實(shí)際情況，但是如果沒(méi)有閉卷考試的督促，學(xué)生會(huì)放松學(xué)習(xí)，從而不能產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果?？梢圆粦?yīng)拘泥于閉卷這一種形式，對(duì)考核內(nèi)容和形式作適當(dāng)調(diào)整，形成多樣化的考評(píng)方法。例如：

(1)減少閉卷考試的科目，安排具體實(shí)踐項(xiàng)目，結(jié)合平時(shí)組織的小討論、小論文，做項(xiàng)目、寫方案報(bào)告，以論文考核為主。

(2)更多地通過(guò)課程的實(shí)驗(yàn)和成果來(lái)考核，鼓勵(lì)在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新，理論成績(jī)所占比例可以縮小到總成績(jī)的50％以下。

(3)布置給每位學(xué)生的作業(yè)都不一樣，不以統(tǒng)一的答案標(biāo)準(zhǔn)作為考核依據(jù)。

(4)減少必修課比例，鼓勵(lì)學(xué)生選擇選修課程。

大部分專業(yè)核心課程都有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生是一個(gè)綜合性鍛煉的機(jī)會(huì)，要求學(xué)生從工程的角度進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì)，考核時(shí)不僅要看程序的運(yùn)行，更重要的是要看設(shè)計(jì)思想和程序代碼及邏輯，這樣就有效地防止了一個(gè)學(xué)生做出來(lái)其他同學(xué)就都拷貝的現(xiàn)象。為了保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，題目事先要進(jìn)行篩選和評(píng)議，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間長(zhǎng)短，題目的難度要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，偏難和偏易都不合適。

參考?xì)W洲一些科目考試的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)的課程的特點(diǎn)，我們將課程考核分成3個(gè)部分，平時(shí)的成績(jī)占10％，課程最終的答辯占30％，閉卷考試占60％，如果有任何一個(gè)類別不通過(guò)，課程都算不及格，如圖6所示。

其中，試卷答題和項(xiàng)目答辯同時(shí)進(jìn)行，某一組在答辯時(shí)，其他小組在考試，這樣交替進(jìn)行。每組的項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)出完整的程序演示、系統(tǒng)的需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及答辯PPT等。

6結(jié)束語(yǔ)

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)新興的專業(yè)，每個(gè)學(xué)校都有自己的特色。在學(xué)科建設(shè)上，各個(gè)大學(xué)也應(yīng)該百花齊放，不應(yīng)該過(guò)于拘泥于一些細(xì)節(jié)。但是，對(duì)于本科教學(xué)，兩個(gè)永恒的主題是打?qū)I(yè)基礎(chǔ)和提高就業(yè)能力，如何讓兩者有機(jī)結(jié)合，讓兩者互相促進(jìn)，將是我們每一位教學(xué)第一線老師共同需要完成的任務(wù)。

這里提出我們對(duì)學(xué)科應(yīng)用實(shí)踐類軟件課程建設(shè)的一點(diǎn)見(jiàn)解，肯定有一些不妥的地方，希望能和兄弟院校共同交流，共同進(jìn)步。