許曉飛 陳雯柏 吳細(xì)寶

摘要：結(jié)合智能互聯(lián)時代人才需要的大環(huán)境，探索智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實踐創(chuàng)新教學(xué)，論述一系列創(chuàng)新教學(xué)改革方案的有效實施，包括智能專業(yè)的總體實踐教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，如何構(gòu)建智能機器人俱樂部創(chuàng)新實踐平臺并制定參賽代表隊成員的考核流程等，以期實現(xiàn)本科生實踐能力階梯式培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)時代；智能科學(xué)與技術(shù)；創(chuàng)新；實踐教學(xué)；智能機器人俱樂部

1、時代人才需求與應(yīng)對

智能科學(xué)與技術(shù)已成為時代創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)點，智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、智能機器人、智能電器、智能社區(qū)等應(yīng)用已進入國家“十二五”重大產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域建設(shè)。智慧地球時代是多強勢學(xué)科的交叉融合與后硬件時代的到來，其人才需要實現(xiàn)以知識平臺為中心的知識創(chuàng)新與創(chuàng)新知識應(yīng)用，這也是多學(xué)科復(fù)合型人才需求以及后硬件時代普遍的軟件人才需求。智能科學(xué)與技術(shù)是基于生命科學(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)，旨在培養(yǎng)具有腦與認(rèn)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，具有較強自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型人才。

2、總體實踐教學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計

為適應(yīng)時代各領(lǐng)域知識創(chuàng)新與創(chuàng)新知識應(yīng)用的全球化分工格局，我們在智能專業(yè)實踐教學(xué)體系中設(shè)立了階梯課程并開展行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。例如，針對機器人硬件與軟件課程實施連續(xù)4年階梯設(shè)計不斷線；針對大學(xué)一年級學(xué)生的實際需要，智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論實踐類課程講授沒有涉及太多理論，教師采用項目驅(qū)動教學(xué)方式；考核學(xué)生的創(chuàng)新體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識進行調(diào)研，搜索資料，完成部分創(chuàng)新任務(wù)，將學(xué)生創(chuàng)新部分加權(quán)計人總評成績，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐動手能力及團隊合作精神，驅(qū)動學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。

為實現(xiàn)實踐教學(xué)系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計，學(xué)校鼓勵教師充分思考挖掘智能互聯(lián)時代的人才需求，探索實踐教學(xué)的新目標(biāo)，進行小范圍可行性方案的試點與推廣；鼓勵教師進行項目驅(qū)動教與學(xué)的創(chuàng)新，堅持專業(yè)引導(dǎo)與教育4年不斷線，堅持創(chuàng)業(yè)與就業(yè)的4年循序漸進指導(dǎo)。表1列出北京信息科技大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)針對不同年級學(xué)生的人才培養(yǎng)實踐探索情況。

學(xué)校在針對不同年級進行實踐創(chuàng)新設(shè)計時，還引入就業(yè)與創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)（見表1），讓學(xué)生根據(jù)時代的人才需求和自身特長，最優(yōu)化地找到自己的知識平臺分上及崗位。

學(xué)校在人才培養(yǎng)上強調(diào)以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，重點講授網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能信息處理、人工智能認(rèn)知科學(xué)、先進機器人技術(shù)等知識，以滿足社會對智能科技高層次人才的需求。學(xué)校自2011年起已有4屆智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生，絕大多數(shù)學(xué)生在各方面初步達到了預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)。

3、構(gòu)建智能機器人俱樂部，驅(qū)動專業(yè)實踐教學(xué)創(chuàng)新

3.1智能機器人俱樂部運作制度化

學(xué)生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要基于穩(wěn)定平臺開展。智能機器人俱樂部結(jié)合專業(yè)建設(shè)，在智能科學(xué)與技術(shù)系優(yōu)秀中青年骨干教師指導(dǎo)下，形成了一個人員穩(wěn)定、基礎(chǔ)扎實、梯隊結(jié)構(gòu)合理的團隊。智能機器人俱樂部為學(xué)生提供了培養(yǎng)創(chuàng)新能力的舞臺和競爭性學(xué)習(xí)的機會，極大地提高了學(xué)生的創(chuàng)造性和運用知識的能力 圖1為智能機器人俱樂部對每年參賽代表隊考核的基本流程。

智能機器人俱樂部結(jié)合智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)，制訂了“興趣激發(fā)潛能，以點帶面穩(wěn)發(fā)展”的方針，以大學(xué)生科技創(chuàng)新、開放實驗室項目、實物畢業(yè)設(shè)計為基礎(chǔ)，著力于團隊梯隊建設(shè)，按計劃定期開展以機器人競賽項目為內(nèi)容的假期機器人制作培訓(xùn)活動。利用學(xué)院承擔(dān)“北京市科普教育基地”這一優(yōu)勢，我們引導(dǎo)學(xué)生廣泛參與機器人技術(shù)展示活動，旨在促進機器人科技創(chuàng)新，普及機器人科技知識，為參與者搭建展示創(chuàng)新能力和交流創(chuàng)新技術(shù)的綜合平臺。表2列出近3年智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生完成的科技創(chuàng)新項目部分內(nèi)容。

3.2驅(qū)動專業(yè)實踐教學(xué)創(chuàng)新

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實踐要求學(xué)生在掌握并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機器人技術(shù)以及智能信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實踐項目的任務(wù)與要求，通過解決實際問題達到學(xué)以致用，從而使學(xué)生具備智能互聯(lián)技術(shù)時代智能工程師的素養(yǎng)。為了滿足智能時代對應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)的需求，我們在智能機器人俱樂部實踐創(chuàng)新實訓(xùn)中融人大型工程硬軟件調(diào)試仿真平臺等，形成了“生命、職業(yè)、理想教育”“專業(yè)教育深刻有趣”“以人為本新型師生聯(lián)系”與“學(xué)術(shù)沙龍形式多樣”4個重點建設(shè)項目。項目團隊成員通過定期與不定期見面交流，將具有不同領(lǐng)域優(yōu)勢的學(xué)生組成不同項目小組，充分發(fā)揮團隊優(yōu)勢，提高學(xué)生的分工協(xié)作能力。

智能機器人俱樂部每年精選隊員參加多個有影響力的機器人賽事，包括全國機器人錦標(biāo)賽、國際仿人機器人奧林匹克大賽、RoboCup公開賽、華北五省機器人競賽等一卜幾種比賽項目的角逐。團隊師生克服了各種困難，認(rèn)真研究競賽官網(wǎng)發(fā)布的項目規(guī)則，充分利用課余和假期時間在實驗室進行機器人編程，通過方案設(shè)計、動作編排、程序優(yōu)化、現(xiàn)場測試等多個環(huán)節(jié)，進行了充分的賽前準(zhǔn)備，確保了每次參賽的順利完成。自2007年起，參賽團隊分獲冠亞季軍、一二三等獎等近百項獎項。同時，白2010年起，每年有3～5名本專業(yè)學(xué)生成功參加我校與中瑞典大學(xué)“3+1”聯(lián)合培養(yǎng)教育合作項目，大部分學(xué)生受到聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)校的嘉獎。

4、結(jié)語

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)內(nèi)涵是突出“智能”。為全面提升學(xué)生適應(yīng)時代需求的實踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)，教師不斷引導(dǎo)學(xué)生由易到難階梯式地完成智能平臺系統(tǒng)的搭建與調(diào)試，使學(xué)生增強了對科技前沿的了解，培養(yǎng)了學(xué)生對科學(xué)問題或工程問題的自主創(chuàng)新精神。學(xué)生在全面參與機器人競賽項目和課外系列科技項目的過程中鍛煉了創(chuàng)新能力，提高了自身的綜合素質(zhì)，從而能夠“智能地”選擇勝任物聯(lián)網(wǎng)時代崗位的實際需求，實現(xiàn)智能工程師的“智能”人生。今后我們將進一步做好智能專業(yè)本科生的自主規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，更加科學(xué)地設(shè)定就業(yè)行業(yè)的細(xì)化崗位日標(biāo)，讓專業(yè)畢業(yè)生在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高科技產(chǎn)品設(shè)計制造等領(lǐng)域更好地展示其專業(yè)素養(yǎng)，促進其核心技術(shù)競爭力的形成。