北京科技大学智能科学与技术专业建设情况从 2021 年国内开始招生至今,全国已有不少高校设立了智能科 学与技术专业我校是较早设置该专业的院校,于2021 年在信息工 程学院设置其为第7 个本科专业,并开始招生2021年9 月,学生 进入相关专业课程的学习,第一届学生于2021年 7月毕业日前, 该专业学生已经完成本科阶段的学习在专业开设过程中,我们完成的主要工作如下1) 调研国内外相关院校智能科学与相关专业的培养目标和培养2) 形成智能科学与技术学科的知识体系和能力要求3) 制定 2010 版智能科学与技术专业的教学大纲同时,在办学过程中,我们选择了脑科学与认知科学概论,人工 智能基础,微机原理及应用、课程设计(微机原理),可视化程序设计、 智能计算与应用四个课程组进行教学模式改革1 首届毕业生知识结构 因为是首届学生,我校大多数课程安排参考了国内兄弟院校的课 程设置,也参考了我校自动化专业的部分课程设置学生的知识结构 主要由 5 个方面组成,如图1 所示1) 数理基础课程群:工科数学分析、高等代数、复变函数与积分 变换、概率与数理统计、数学实验、大学物理、物理实验、应用力学 基础、离散数学等。
2) 电工电子技术课程群:电路分析基础、电路实验技术、模拟电 子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术、数字电子技术实验等3) 机电技术基础课程群:工程制图基础、程序设计基础、信号处 理、计算机网络、微机原理及应用、嵌入式系统、数据库技术及应用、 面向对象程序设计、现代检测技术、电机控制技术、现代通讯技术、 DSP 处理器及应用、机械设计基础等4) 专业主干课程群:信息论与编码、控制工程基础、脑科学与认 知科学概论、人工智能基础、机器人组成原理、计算智能基础、模式 识别基础、虚拟现实技术、智能控制及其应用5) 实践创新课程群:计算机应用实践、電子技术实习、MATLAB 编程与工程应用、Linux系统与程序设计、自动控制系统设计与实现、 微机原理课程设计、嵌入式系统设计与实现、专业(生产)实习、毕业 设计(论文)等除了专业课程的学习,学生还参与了很多课外科技活动和竞赛, 并取得了良好成绩,内容如下1) “基于 Matlab 的智能五子棋人机博弈系统”在北京科技大学第 十一届“摇篮杯”课外学术作品竞赛中获三等奖2) 第八届校机器人队队员在第八届亚太机器人大赛国内选拔赛 中获十六强3) 在全国大学生电子设计大赛中获成功参赛奖。
4) 在智能车校内赛中获二等奖5) 在北京市机械创新大赛中获三等奖6) 在北京市大学生电子设计大赛中获二等奖7) 在“飞思卡尔”智能车竞赛的校级赛中获三等奖8) 在校级机器人竞赛中获季军9) 在全国大学生节能减排大赛科技类中获三等奖10) 在北京科技大学计算机博弈锦标赛中获最佳程序设计奖11) 在北京科技大学“闪我风采”Flash大赛中获最佳细节奖在参加课外竞赛及各种活动之余,首届智能班还自组织了以小组 为单位的指纹识别考勤计时系统编程比赛,历时一个月,比赛结束后 评出了最优编程奖然后返回给每个小组,再讨论再修改,最终确定 了最优版,申请了国家软件著作权,于2021 年5 月份获得审批此 次比赛成果是全班学生辛苦劳动的果实,凝聚了24 位学生的智慧和 努力图 2 展示了该系统的计算机软件著作权登记证书2 首届毕业生毕业设计情况2021 年底,首届学生进入本科毕业设计环节在大家的共同努 力下,全部学生通过了本科毕业设计毕业设计的题目如表1 所示3 首届毕业生去向智能科学与技术专业首届24 名学生是2021年9月进入大三学 习专业课的目前,我们统计的毕业生去向,专业第1 名放弃了保研 指标,选择出国留学,另外有4 人保送本校读研究生。
选择考研的学 生还有12人,另外有3 人选择出国留学,还有2人选择就业,如表 2 所示4 经验和教训我们对2007 级智能科学与技术首届毕业生的总体情况还是比较 满意,通过一系列教学改革,取得一定的成效,内容如下1) 人工智能基础此课程为智能科学与技术专业的理论基础性 课程,具有涉及的面比较广、内容较多、变化较快的特点我们结合 人工智能学科的发展,在保证课程完整性的同时,尽可能增加学科发 展的前沿内容2) 微机原理及应用、课程设计(微机原理)微机原理及其应用是 一门实践性很强的课程,特点是计算机软硬件结合非常紧密,需要经 过大量的实践环节学习在充分分析本门课程特点的基础上,我们对 该课程作了如下教学改革:自行研制开发了一套实验装置,开发了配 套的实验项目,编写了相应的实验讲义图 3是我们使用的微机原理 与单片机实验装置在教学方法上,教师让学生在学习已有实验项目的基础上,做一 些由简单到复杂的新改动,直至最后设计出新的应用电路,并用相关 器件实现为了鼓励学生亲自动手制作电路板,教学团队花费近3 000 元,购买了各种电子元器件和电路制作工具,包括单片机芯片、集成 稳压电路芯片、各种传感器、小键盘、电阻电容、印刷电路板、万用 表、电烙铁等,保证每位学生都能设计并制作完成一个单片机控制系 统。
在课堂管理方面,我们实行小班授课,每班不超过30 人学生 都很遵守课堂纪律,几乎没有迟到早退现象,为该门课程的学习营造 了良好的学习氛围3) 可视化程序设计小班在实验机房上课,课程将讲解部分与上 机练习结合起来,教师对每一个知识点进行讲解后,让学生立刻练习, 提高学生的动手实践能力通过教师的课堂讲解和学生的课堂练习, 使学生达到融会贯通的程度4) 数据结构与算法分析针对智能科学与技术专业对计算机软 件能力要求高的特点,我们压缩了计算机专业的数据结构和算法分析 两门课程的学时,保证学生应用能力的培养,并编写了相应教材5) 根据国内外高等教育的最新发展,我们对研究思路、内容、方 法进行必要调整英国、美国、马来西亚等国近几年开设了 AI 相关 专业,并且多数与机器人结合在2010 版教学计划中,我们也将机 器人作为学生学习过程中的实验平台和设计实现对象,为此探讨设立 机器人组成原理课程,并在准备教材我们还与南开大学、河北工业 大学合作开发智能科学与技术专业的系列教材另一方面,我们在办学过程中也感觉到一些问题,和南开大学的 问题较为类似1) 专业宣传方面的问题2) 没有形成统一的教学指导委员会,各学校还处于单兵作战阶 段。
3) 学校的重视程度不够,经费投入有待加强4) 师资结构对其他学科的依赖程度较大,还未形成完整的师资 队伍,多数教师来自其他专业5 结语 通过两年的专业课学习,首届智能科学与技术专业的全体学生在 各方面都取得了不错成绩多门基于专业课程开设的课程设计不仅增 强了学生的动手实践能力,还加深了学生对专业知识的理解及掌握程度,很好地将 理论学习与实践教学结合起来特别是在毕业设计阶段,学生的论文 题目都很有新意,充分体现出智能科学与技术专业的“智能”特点,而 且学生在论文答辩环节全部顺利通过首届毕业生中,出国和保研率 达到 54.17%,就业率达到 45.83%,有很好的发展前景通过研究首届 毕业生情况,我们认为智能科学与技术专业是一个很有发展潜力的专 业,能够将人工智能科学、计算机技术、智能控制等专业性较强的学 术领域综合起来,培养出具有综合能力的优秀毕业生总结首届毕业生情况,我们将在随后的教学过程中进行如下改进 结合人工智能学科的发展,尽可能增加学科发展前沿的内容;针对学 有余力的学生,布置学科前沿的自学内容;在教学中尝试以作业的形 式安排实验内容同时,我们继续保持小班授课方式,营造出良好的 学习氛围。
在考核方面,结合平时、考试和答辩3 种形式,来客观、 公正地评定学生,促进学生的全面发展通过总结已有的教学经验, 吸取教训,发展优势,我们相信智能科学与技术专业一定会一步一步 成为更加完备的、更有优势的、更具时代特征的新型专业。