在“大科学”时代,科学研究变得更加复杂、开放和交叉。在科技飞速发展和全球竞争日益激烈的形势下,越来越多的科技创新产生于传统学科的交界处。为适应大科学时代发展趋势,国家实验室作为一种新的科研活动组织模式应运而生[1]。国家实验室作为科技创新体系的重要组成部分,可以解决经济社会发展中的重大科技问题,也有利于开展多学科交叉项目联合攻关。目前,北京中关村国家实验室、昌平国家实验室、怀柔国家实验室和上海张江实验室已经挂牌成立,正在凝练任务、聚集力量。科技发展日益呈现出多学科交叉的趋势,国家实验室作为开展基础研究的重要基地,其目的之一就是促进学科交叉,而且国家实验室也具有许多有利条件开展学科交叉研究[2]。 1国家实验室开展学科交叉的基本认识 1.1学科交叉的概念 学科交叉是“学科际”或“跨学科”的研究活动。学科交叉是基于众多学科之间的相互作用交叉形成的理论体系,进而构成交叉学科,众多交叉学科又构成了交叉科学[3-4]。路甬祥院士认为,学科交叉产生了众多交叉科学前沿,其结果导致的知识体系构成了交叉科学[5]。可见,学科交叉不等于交叉学科,交叉学科是多个学科相互渗透、融合形成的新学科,它来自被交叉的原有学科,但又不同于已有学科。近年来,随着学科交叉不断深入发展,其在解决社会问题、促进科技创新方面作用更加突出[6]。学科交叉已经成为当代科学发展的重要特征之一。交叉学科研究也得到了越来越多的重视,其“破除学科壁垒、突破学科界限、以重大问题为导向、以创新为知识生产方式、多维主体共同参与科学研究”的形式弥补了单一学科研究的不足,在一定程度上能够避免各学科间的脱节现象[7]。在新的科学范式下,多技术跨界融合和多学科交叉会聚将会成为常态,并且不断催生出新的学科前沿、新的科技领域和新的创新形态。两个或多个学科的交叉点最有可能形成新的科学生长点,交叉领域获得诺贝尔奖项的比例逐年增加。 1.2国家实验室开展学科交叉研究的优势推动科技创新需要加强学科交叉,国家实验室开展学科交叉研究具有以下几方面的优势[8-9]。 (1)具有新型学科管理体制机制的优势。国家实验室在组织管理、人员考评、利益共享和分配、资源配置方式等方面不同于现有科研机构,实行“联合、流动、开放、竞争、合作”的运行机制,更有利于资源优化组合、研究人员沟通交流、寻求交叉联合等。 (2)具有搭建学科交叉研究平台的优势。国家实验室学科门类比较齐全、综合性强,能将研究人员、资金和科学仪器设备等有机结合起来,为组织研究人员进行交叉学科研究、提高学科交叉研究水平搭建了良好平台。 (3)具有整合科技资源的优势。国家实验室作为多学科交叉融合的研究平台,通过统筹、优化、配置创新资源,在更高层面上组织学科交叉,提高了不同实验室协同攻克瓶颈型、卡脖子型或战略性等重大科学问题的能力。 (4)具有集聚学科交叉人才的优势。交叉学科相对单一学科而言,有利于突破人才培养的局限。国家实验室凭借自身平台优势,汇集了一批来自不同学科的高层次人才,为跨学科研究提供了良好的人才基础。同时依靠实验室的大科学装置,扩大了拔尖创新人才培养的空间,拓宽了交叉人才培养的路径。 2美国国家实验室开展学科交叉研究的经验 “二战”后美国国家实验室快速发展,如劳伦斯伯克利实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory,LBNL)、洛斯阿拉莫斯实验室(LosAlamosNationalLaboratory,LANL)、阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory,ANL)等,主动对接国家战略需求,凝练前沿领域重大科学问题,研究领域逐渐交叉、融合,整体上呈现出了跨学科、多领域的特征[10]。国家实验室会根据研究项目需求,组建不同学科研究小组,开展学科交叉研究。美国国家实验室在长期的管理和实践中,形成了许多值得借鉴的促进学科交叉融合的经验,在学科交叉研究方面也取得了大量成果。 2.1注重国家实验室学科交叉的建设与布局 美国国家实验室主要开展基础和应用基础研究,研究领域广泛,覆盖科技创新的全链条,多学科交叉优势明显。如布鲁克海文国家实验室(BrookhavenNationalLaboratory,BNL)拥有多个科学研究中心,中心研究方向涉及分子影像、核成像、同步辐射、计算科学等,为学科交叉提供了前提。橡树岭国家实验室(OakRidgeNationalLaboratory,ORNL)主要在新能源、纳米技术、复杂生物系统和先进材料等领域开展研究,尤其是在能源、环境等交叉领域取得了重要成果,解决了美国面临的很多科学难题。多年来,美国国家实验室不断优化结构,形成跨学科、多部门的综合性大型实验室,许多科研项目都是在不同部门共同支持下开展完成的[11]。如劳伦斯国家实验室一直坚持多学科交叉合作,1931年1月第一台回旋加速器的诞生标志着物理学和工程学合作的成功,这也是劳伦斯实验室多学科交叉合作的开始,为实验室以后开展学科交叉研究奠定了良好的基础。 2.2优化组织机构,促进学科交叉创新 不同科研组织机构的特点、形式各不相同。国家实验室作为大型科研机构,为有效提高科研工作效率,产生更多成果,一般选择跨学科、矩阵式组织结构。在美国,大型综合性的国家实验室一般采用矩阵式组织结构,既有利于实现学科之间、项目之间的交叉融合,也易于在科学家、工程技术人员、管理人员之间建立起密切的合作关系,促进科学交流。为促进协同创新,美国利用虚拟国家实验室形成了多主体、跨学科的科研需求响应机制,促进信息共享、激发创新思想、提高创新能力[12]。在20世纪90年代末,桑迪亚国家实验室(SNL)、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)共同组建了虚拟国家实验室,通过多学科交叉融合研究和协同创新合作,经过多年努力突破了极紫外光刻技术,在集成电路领域取得了重要成果[13]。 2.3与紧密大学合作,培养交叉学科队伍 在美国,从曼哈顿计划开始,大学就一直是实验室的重要合作伙伴。美国国家实验室基础研究的活力在很大程度上依赖于与大学的合作,如加州大学伯克利分校与劳伦斯实验室、麻省理工学院与林肯实验室等。加州大学化学系教授和物理学教授可以共同在劳伦斯实验室开展科学研究,并欢迎其他学科的教授随时加入研究项目,为实验室形成多学科交叉合作研究平台创造了机会[14]。综合性大学多学科优势明显,优秀科研人才集聚,便于国家实验室组建学科交叉研究队伍。在管理方面,如美国国家高磁场实验室考虑到有些项目学科交叉特性较强,允许研究人员可以承担不同组的多个研究任务,例如,一位科研人员既可以是直流磁场设施的负责人,也可以担任凝聚态研究组的负责人,从而增加了学科交叉的可能性。 2.4依托大科学装置开展前沿综合交叉研究 大科学装置具有突破技术发展瓶颈的强大支撑能力,为跨学科研究提供了最为有效的平台。美国国家实验室依托最先进的大科学装置(如直线加速器相干光源(LCLS)、散裂中子源(SNS)、相对论重离子对撞机(RHIC)等)在交叉领域开展研究,促进了多学科交叉融合,取得许多突破性成果[15]。大科学装置集群为不同学科交叉融合和科研人员之间协同工作提供了良好的平台,有利于开展大跨度的多学科交叉研究。大科学装置的资源稀缺性和公共属性决定了其开放性,通过大科学装置的开放共享可以促进实验室与科研院所、高等学校、企业等的相互交流,有助于推动多种学术思想碰撞,发现更多的学科交叉点。 2.5加强实验室开放,注重交流合作 学科交叉融合需要不同思想的碰撞、不同文化的交流。学术研究需要有更多探索新领域、新理论和新方法的勇气,在科学共同体中形成一种有利于交叉科学发展的宽容环境,通过国家实验室开展交流合作,营造自由探索的环境,促进学科交叉。美国国家实验室通过开展学术座谈会、互访交流和交叉学科论坛等,促进不同学科之间的研究人员沟通与交流,为解决重大学科交叉问题提供思想源泉[16-17]。自由的学术氛围、多学科的交叉合作和卓越的领导者是劳伦斯伯克利国家实验室成功的关键。美国国防部从2015年开始,每两年举办一次实验室开放日,即“美国军方科学大会”。通过举办实验室开放日活动,向社会各界介绍国家实验室的研究项目及技术转移的成功实例,对外集中展示创新性成果,寻求技术研究合作伙伴等[18]。 3基于学科交叉的国家实验室建设建议 3.1我国国家实验室基本情况 我国国家实验室建设经历了多个发展阶段,取得了一系列的成果。在强化国家战略科技力量的背景下,国家实验室建设正在进一步推进,同时也被赋予了“战略科技力量”的使命,将在支撑我国科技自立自强方面起到重要作用[19]。目前已成功组建的部分国家实验室包括怀柔实验室、中关村实验室、昌平实验室、张江实验室、合肥实验室、鹏城实验室等,几家实验室的基本情况如表1所示。 3.2国家实验室开展学科交叉的建议 学科交叉促进了新兴研究领域的发展,推动了基础研究的创新与实践,并赋予传统研究领域新的内涵,两者相互统一、相辅相成。从美国国家实验室发展历史来看,学科间的交叉融合促进了新兴研究领域的兴起,带动了一批以学科交叉为特色的实验室发展,如劳伦斯伯克利实验室、林肯实验室等均是促进多学科交叉融合的典范。结合我国国家实验室发展实际情况,提出以下建议。 (1)加大学科交叉支持力度,引领原始创新。国家实验室通过承接国家重大科研任务,聚焦学科交叉前沿,进行跨学科、大协作、高强度的协同攻关,实现更多颠覆性技术的突破。首先,国家实验室在基础前沿性的交叉科学研究方向上展开布局,围绕国家重点领域的核心技术和关键问题凝练出国家实验室重要任务,并在科研条件、人才配备、资金投入等方面予以支持。其次,在国家实验室内部组建跨学科、综合交叉的科研团队,形成不同知识背景或研究方向的专业人员组合,加强协同合作,共同推进交叉科学发展。如怀柔国家实验室所在的北京怀柔综合性国家科学中心规划建设5个大科学装置和10余个交叉研究平台(表2)。国家实验室在聚焦主攻领域及重点子领域的基础上,可充分利用现有交叉研究平台,打破学科壁垒,推动多学科深度交叉融合,形成新的学科增长点。 (2)灵活搭建组织架构,促进跨学科项目合作。国家实验室承担的任务往往是大型复杂的多学科交叉项目,需要建立多主体、跨学科的科研需求响应机制。为适应国家实验室完成复杂性任务的需求,可以构建“核心+基地+网络”的体制机制,提高实验室运行效率。“核心+基地+网络”是指以国家实验室为核心开展重大科学问题、核心关键技术的研究;以研究基地、中试基地和成果转化基地等分担某些研究子项目,放大和熟化一些科研成果;按需整合相关领域科研院所、高校、优势企业等资源形成网络,通过协作攻关、优势互补,实现实验室跨部门、跨机构、跨领域协调、集中力量干大事的初衷。国家实验室从项目类型或学科交叉的角度组建研究小组(或团队),形成多学科交叉合作的方式,有助于发挥群体优势开展联合攻关。为完成紧急大型学科交叉科研项目,国家实验室可从其他实验室或大学抽调科研人员,临时组建研发团队,根据任务明确分工,共同推进项目完成。 (3)加强与大学的合作,培养交叉复合型人才。高校具有人才集中、学科门类相对综合的特点,是交叉人才培养的重要基地。国家实验室可以从学科融合的角度,积极引进学科交叉人才、培养复合型人才,共同推动多学科交叉研究的发展。通过对美国国家实验室的成功经验分析可以看出,实验室发展与大学密不可分。我国正在建设的几个国家实验室周边区域内拥有大量的创新型大学和研究所,为开展学科交叉研究提供了资源(表3)。国家实验室在主要的学科领域或新兴的交叉学科领域布局优势明显,通过与大学各学科间人员的相互交流和合作,支持具有学科交叉性质的研究队伍,扩大研究广度,增加研究深度,提高跨学科合作成功的可能性。发挥国家实验室培养学科交叉团队的重要作用,将研究和教育结合起来,通过高质量完成学科交叉项目培养复合型人才、“T型”研究人才等。 (4)增加学术交流,促进多学科领域交叉创新。在重大科研项目协同攻关过程中,国家实验室不同部门研究人员及不同实验室人员之间的相互交流与合作,可以达到取长补短的效果。不同领域的研究人员之间通过交换意见,能够激发创新思维,把其他学科的研究方法运用到本学科,有利于产生新的边缘学科,创造出新的理论知识。表4列出北京怀柔、上海张江、安徽合肥等地的国家实验室已经建成或正在建设的部分大科学装置。充分发挥大科学装置优势,结合国家实验室战略目标和任务设定,聚焦重点交叉研究领域开展科研活动,推动国家实验室、大科学装置与前沿交叉研究平台深度融合,形成能够支撑跨领域、交叉性、综合性的前沿技术研发能力。 4结语 美国国家实验室成功的重要原因之一是重视多学科的交叉与融合,提前在科学前沿和交叉学科领域进行布局,其成功经验为我国依托国家实验室推进学科交叉融合、提升科技创新能力提供了借鉴。目前,我国正在推进国家实验室建设,要充分发挥国家实验室对学科交叉的促进作用,培养、集聚一批复合型交叉人才,加快高水平科研成果产出,助力实现科技高水平自立自强。 参考文献 [1]刘国瑜,赵珩.基于学科交叉的国家重点实验室建设研究[J].实验技术与管理,2008,25(6):165–167,180. 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地球科学是一门历史悠久、研究领域宽广、分支学科较多、理论与实践紧密结合并有着广泛应用前景的学科体系[1-2]。当今,地球科学已经进入到“上天、入地、下海、登极、资源、环境、未来”的新时代,地球科学越来越与人类的命运密不可分,成为一个命运共同体[3]。公众越重视科学,就越必须了解地球系统问题[4],地球科学教育已经成为可持续教育的关键组成部分[5-6]。地球科学作为人类科学技术认知世界的六大基础学科之一[7],以地球为主要研究对象,包括环绕地球的大气圈、水圈、生物圈及地表形态,着重研究固体地球的组成、构造和形成演化历史,为人类生存和社会发展提供科学依据。当代地球科学应是面向社会发展重大需求的,全球变化和地球宜居性已经成为人类所关心的核心问题。地球科学概论作为地球科学教学体系中的先导性课程,在吉林大学(以下简称“我校”)是面向地学部地质类低年级学生的专业基础课。主要任务是讲授地球科学的基本知识,进行地质思维的教育,使学生建立起正确的地球观,培养人与环境和谐发展的科学素养,逐步建立和培养学生的专业兴趣[8]。其重要作用在于使学生对地球系统科学有一个全面的了解,重在培养学生的学习兴趣[9]。这门课具有知识要点多、实践性强、要具有较强的空间和形象思维能力、课程内容涉及大量地质动态过程、教学效果往往取决于教师的讲课技巧和学生的想象力、知识更新速度快等重要特点[2]。在该课程的教学中,围绕上述特点对地球科学的教学内容和教学模式开展了大量讨论与研究[10-11]。国内很多地学高校已开始从地球系统科学的全新观念入手,积极推进地球科学概论的课程体系、教学内容、教学方式及教材问题等方面的改革与研究[1,9,12-13]。但对于刚步入大学校园的学生来讲,一时还没有完全认识到专业基础课的重要性。因此,本文对该课程教学中突显的问题进行了初步分析,并提出了几点思考和建议。 一思政之盐融入教学,会使课堂有滋有味 专业课思政教育是高校全员、全程、全方位育人的重要体现[8],是每一位专业教师的重要职责。在教学中,最关键的是激发学生的学习热情,培养学生对地质类课程的专业兴趣,从而提高学生学习的积极性和主动性。在近年来的课堂教学中,有学生选这门课并不是由于认识到学习地球科学的重要性,也有学生认为这门课与他的专业关系不大,所以课堂教学中出现了学习目的不纯,缺少学习动机的现象。导致出现上述问题的重要原因之一可能是缺乏正确的价值观引领,在课堂教学过程中专业课育人的迫切要求日益凸显。只有将思政之盐融入教学,才会使课堂有滋有味。因此,在课堂教学过程中,合理适时地把不同内容、不同形式的思政教育之盐融入教学大餐,除了知识传授与能力提升之外,更应该增强社会主义核心价值观引领,以此为基础的教学思想转变或将更加有利于激发学生的学习热情,增强学生的时代使命感与责任感。教学过程就是引领学生进入科学的文化殿堂,地球科学又是偏重于理论知识的,这就要求在课程教学过程中,教师要把枯燥的理论知识讲活,既要使学生充分掌握基本知识,又要很好地激发学生学习兴趣。教师在传授知识的同时,可将人文素质、科学精神及国家安全等融入其中,要让学生不仅掌握知识,更懂得如何做人[14],厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长见识、培养奋斗精神,提升学生综合素质。其实在我们身边有很多地球科学工作者,他们的工作事迹可以让学生燃起浓烈的专业兴趣和家国情怀。如我校著名的地球物理学家黄大年,他把为祖国富强、民族振兴、人民幸福贡献力量作为毕生追求,是“心有大我、至诚报国”的典型代表,为我国科教事业作出了重大贡献。在地球科学概论的教学过程中,可以顺其自然地融入社会责任、感恩地球等,充分发挥教师思想及价值观引领的重要作用。在解释专业问题的同时,将社会主义核心价值观自然而然地融入教与学的全过程之中,势必会使学生的大局意识、团队意识及责任担当意识发生明显改变,使学生更加具有家国情怀。 二合理安排教学内容,注重教学资源 建设地球科学概论的教学内容应根据教学目标、学生的专业情况、课堂的实际情况等多重因素而设定,并不能仅仅选一本教材或一套PPT课件就是全部的教学内容。地球科学课程的教学内容要适应社会需求,要以学生为中心,要更应该注重适应学生的专业发展。就目前大多数高校而言,在地球系统观的教育方面也都在进行课程设计调整,使教学内容少而精,进一步增加实践教学环节。在课程教学中遵循注重拓宽知识面、反映学科前沿和保持地球系统科学完整性等原则,全面加强知识性与趣味性,同时使本课程兼具科学普及的特点。合理安排教学内容体现在以下几个方面。在教学内容的取舍方面,建议适当选择突出科学前沿与重点的内容。随着时代的快速发展,全面型和创新型人才越来越被社会所需要。在教材选用方面,教师应当多参考选用国内地质学领域新颖而有价值的优秀教材,借鉴国外优秀地质学教材,将其应用于课堂教学,及时了解学科前沿,积极调整并更新教材。在日常科研工作中,应更多关注地球科学发展的国内外最新前沿动态,实时更新扩充自己的知识体系。与此同时,还要充分地将涉及地质学前沿领域的新闻报道应用在课堂教学过程中。一般而言,教材的更新相对于目前学科发展来说明显滞后,但是社会对人才的要求却总是紧跟学科前沿在不断发展变化。在课程材料准备时,既要立足于经典的教材,又要更多关注最新科学前沿动态。在课堂教学过程中,介绍一些最新的重大地质事件和热点新闻,不仅能满足课程教学与时俱进的要求,也能更好地激发学生对地质学的学习热情。当介绍重大的地质事件及地质灾害时,学生不再认为地球科学的基础理论知识是枯燥乏味的,他们普遍意识到这些最新的地球科学及相关科技进展与应用就在自己的身边,而且与我们的生活是如此息息相关。把这种突出科学前沿与重点的教学内容适当地应用在课堂教学中,势必取得良好的教学效果。还可以从学生的成长经历与不同阶段的生活进行研究,挖掘地球科学与学生生活素材的关系,巧妙地把地球科学的知识嫁接在生活中,让学生主动构建自己的知识体系,从而发挥学生的创造性与创新性,激发学生的学习兴趣。要注重课程的教学资源建设,形成包括科研论文、科技新闻、图像、音视频及网络信息库等庞大教学资源库。多媒体PPT课件制作也要力求达到重点突出、内容清晰和说理生动、条理性强,并充分利用形象的图片及短视频、科普公众号及学生自制科普视频等丰富内容,避免单调。力图以图、文、音和画并茂的高质量课件和线上线下教学资源吸引学生的注意力,调动学生学习的积极性与学习兴趣。受新冠感染疫情的影响,线上教学又成为特殊时期开展教学工作的主要手段。虽然在知识传授、考核评价尤其是实践能力培养等诸多方面不如线下教学,但是线上教学的资源性、可回顾性及开放性为教学组织形式提供了全新的思路和方法,也为高校教学打开了新思路[15]。 三创新教学组织形式,探寻高效教学模式 课堂是教育教学的主阵地,是推进学生基本素质的形成与健全人格发展的主渠道[16],和谐的课堂教学组织显得尤为重要。如何提高学生的积极主动性和高效的自学能力是目前该课程课堂教学的关键环节之一。要让课堂成为教师乐教、学生乐学的殿堂。在课堂教学中应大量采用互动式教学激发学生学习兴趣,要让学生对教学内容感到好奇,使学生能在教学过程中获得主动权,才能真正提高学生观察地质现象与分析问题的能力。例如对于一些地域性比较强的知识点,如喀斯特地质作用,可以请来自四川、贵州等地区的学生组成学习小组,在教师的指导下,学生自主地去收集素材,了解科学前沿动态,在课堂上为大家展示,让学生在教与学的过程中占据主动地位。教学课程中适当地开展学习论坛或知识竞赛同样也会达到非常好的教学效果,例如我校古生物教研室2019年、2020年、2021年连续成功举办的“PA-LEO-TALK”古生物学习论坛,模拟学术会议,作为本科教学活动的全新尝试,让我院学生接触到了当前国际前沿学术交流的形式,亲自制作和讲解,每一位参与的同学都兴趣满满、大有收获。2021年,我校还组织地球科学概论课程的同学们成功举办了“首届大学生科普大赛”。这次科普作品的制作主要是同学们利用寒假期间完成的,同学们通过学习地球科学概论这门课的专业知识,能够学以致用。通过撰写科普文章、制作海报和录制视频等形式普及地学知识。如同学们设计的作品:《地球,你知多少?》《生命之源》《冰川》《浊流》《河漫滩》《潮汐》《鹦鹉螺》《鱼类的演化》《早古生代的奇妙生物》《走进青藏高原》等,这都是本课程所讲述的重要内容。通过同学们的精彩展示,让更多人去了解地学知识、认识地球的奥秘。科普竞赛是本课程延续性教学模式的一次重要尝试,除了课堂的理论学习,同学们可以在课后及课程结束之后继续通过各种形式去学习,去应用自己的专业知识。在这个过程中,不仅更好地普及了地球系统科学知识,更重要的是增加了同学们对地球科学的认识,提高了同学们的专业兴趣和团队协作能力。这些学习论坛和科普竞赛在提高学生综合素养,激发学生学习兴趣,培养本科生科研能力方面充满创新并具有十分重要的意义,非常值得专业基础课课程教学借鉴与推广。只有这样,才能真正培养学生的专业兴趣,充分调动学生的积极性与主动性,从而培养学生自主观察学习、创造性地去实践的能力。地球科学是一门源自野外观察与实践的科学,只有经过长期的野外实践才能牢固掌握相关知识[17]。除了课堂教学,实践课程是高校地球科学教学工作的重中之重,也是逐步深化教学改革的主要环节,对于培养学生实践能力、提供地学人才综合素质有着至关重要的作用。实践教学的授课原则:第一是系统性,通过实习课的精心设计,将各学科、各章节的知识有机组合,强调系统与逻辑性;第二是强调实践性,安排一些与时代脉搏共通的内容,如可再生能源、环境保护和地质灾害等,让学生感受到地学并非只是晦涩难懂的理论,而与自己的日常生活息息相关,启迪学生将所学知识应用到日常生活中;第三是前沿性,将基础知识与当前国内外学术热点与前沿紧密联系,并融科学性、趣味性于一体,以激励学生的热情和科学探索精神,如火星地质特征与“天问一号”登月任务等相结合;第四是可操作性,由于学生还缺乏深厚的地球科学背景和实验技能,所以在安排实践教学时,让学生结合所学,重基础,提兴趣,培养勤于动手、积极思考、严谨求实的作风,如我校学生可以依托吉林大学地质博物馆,让学生留心观察和寻找地学代码,现场教学,让学生利用所学知识临场担任讲解员角色,促使学生变被动为主动,更加深入地理解地学知识,提升专业兴趣。积极改革教学方法与教学手段,采用启发式、讨论式、互动式、翻转课堂和案例式等教学方法和教学模式,配合多媒体音像教学、电化录像片观看教学、典型实物、模型和挂图等多种教学手段,将传统的教学手段和现代教育技术完美结合。逐步增加课堂讨论的比重,鼓励学生发挥创造性,用多种思路探讨问题。通过学生课前预习及资料收集、课堂辩论及演讲等方式全方位地让学生参与教学体验。在授课时,教师引入知识点,提出问题,让学生分别讲述自己的观点,教师不做点评,而是让学生充分讨论,并在课后带着问题继续研讨学习,制作科普作品,通过发布公众号等,提高学生学习的成就感,采用知识点+问题+研讨+科普制作的模式,使学生学会学习+学以深入+学以致用。采取主讲教师全面授课,并与校外专家、校友及学长专题讲座相结合的课堂组织形式。可以考虑聘请学院及校内外有关专家学者、知名校友及在校的优秀学长就有关地球科学问题或科学素养举办专题讲座。专家的研究成果、自身实践和良好学风定会潜移默化地影响学生,使其在良好的外界环境中得以熏陶,并通过主观努力树立良好的职业道德,掌握扎实的地球科学理论知识。综上,通过合理调整教学内容,依托网络教育资源共享学习平台和移动端,综合利用或开发各类教学资源,开展线上教学+线下教学+实验教学+实践教学的全新教学模式。结合当前的教学手段,将多媒体、网络平台、数字博物馆、吉林大学地质博物馆和虚拟野外实习等多种多样的辅助教学系统逐渐开发并尝试应用到地球科学概论课程的教学中,从而全面提高学生的综合素质。 四优化课程考核评价,降压除燥提升能力 在教学中应该真正站在学生角度,优化课程考核评价,降压除燥提升学习能力。可以拓展多种评价方法,努力实现教学考核评价的多样化。目前本课程对学生的评价普遍还是依据学生在期末考试中的成绩,学生上课的表现及实验课实验报告完成情况作出的“以分数论英雄”的评价体系。这种评价体系的弊端在于基于测试型的考核并不能真正全面地反映出学生对于课程知识的理解程度及教师的教学效率,还是一种单向的考核评价。然而在倡导综合性素质教育的高水平研究型大学中,用分数来衡量学生学习情况的权重越来越低,对学生自主思考、思维能力等综合性能力的培养要求越来越高。更为重要的是,一考定乾坤的考评方式,也会加大学生学习的思想负担,从而大大挫伤学生专业兴趣的提升。疫情期间,线上教学过程中,课程考核问题也凸显出来。所以,根据学生线上获取知识和在新教学模式下的适应情况,高校教学应全面进一步优化考核评价方式。就本校本课程而言,建议以各个自然教学班为单位,逐步建立以理论课堂研讨、科普活动、实验技能提升、实践过程及期末考评的全教学过程、全方位的考评方式,降低期末考试在考评中的比例,提高课堂、科普和实践的考评指标,如可以利用系统的课堂教学考评表,对学生的课堂参与程度、学习的态度及学习过程进行评价,也可以对学生参与科普竞赛的完成讲解情况进行评价等。旨在减轻学生期末考评压力,全面提升学生在学习过程中获得的成就感和专业兴趣,从而全面提高学生的综合能力。 五结束语 在地球科学概论教学过程中,既要生动地阐述基本知识与理论,还要注意应用多种模式的教学方法,将知识维度和认知过程维度贯穿整个教学过程,达到教学目标、过程与结果系统性的评估。通过对课程材料与教学内容进行系统梳理,精简教学内容,创新课堂教学组织形式,增加实践教学环节,优化考评方式。打破目前教学中,教师主动、学生被动的教学方式,要变学生为主动;拓展课程的深度与广度,让学生接触科学前沿,主动思考问题,充分发挥学生的思维能力,提升学生主动学习的兴趣,提高课堂与实践教学质量。通过这门课把学生引入地球科学的殿堂,使学生对本专业产生极大兴趣,提高学生分析问题、解决问题的能力,将课程思政融入专业基础课教学,实现价值引领,全方位、全过程、全员立体化育人,培养学生实践精神和创新精神。 参考文献: 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本文通过实际调查学生对包括MOOC等新颖的教学形式的认可度与兴趣度以及对传统教学的建议,探知MOOC应用于测绘工程专业教学中的可行性与必要性。根据学生的兴趣点,基于测绘工程专业的教学特点,合理设置MOOC课程,优化课程内容,完善课程体系,并将MOOC与传统教学有机结合起来,为构建全新、高效的适用于测绘专业特色的教学体系做出探索。 一、引言 测绘工程专业具有实践性强、专业覆盖面广等突出特点,测绘工程专业人才要符合时展和技术需求,这就要求测绘工程的教学必须应时展,不断深化教学改革机制[1-3]。本文以测绘工程专业特色为主线,以有效提高教学质量为核心,进行适合测绘工程专业的MOOC(MassiveOpenOnlineCourses)课程建设研究,并构建符合现实教学情况的MOOC与传统课堂教学有机结合的教学体系,为培养符合当今时展需求的复合型测绘人才做出探索贡献。 二、测绘工程专业课程教学现状 目前,我国的教学模式仍然注重集体性教学,主要在课堂时间进行统一的传授教学,有限的时间无法使学生对知识真正的融会贯通;理论与实践配合不紧密,导致学生理论储备与实践技能的脱节;实践内容安排设计老套,缺乏系统性,导致学生无法全面了解测绘特点及前沿动态。 三、MOOC课程体系建设 随着计算机技术的迅猛发展,教学模式和教育思想应搭信息技术之风,将教学方式向信息化、交互式的模式转变。正在建设中的MOOC等开放的网络教学模式可作为课堂之外的教学平台,使学生随时与教师进行开放性、互动性的交流。不同于传统的教育方式,MOOC以其开放性、大规模、个性化的特点使学生能够更加灵活、主动地学习,从而更好的培养学生的主动性和创新性。教学的最重要主体是学生,学生对教学内容的兴趣度对教学质量起到决定性的作用。为了探知学生对现存课堂教学的满意度和对MOOC的兴趣度,对50名测绘工程专业二年级学生进行调研,调研结果分析表明:(1)MOOC得到调查者的普遍认可,86%的调查者认为MOOC教学可以提高他们的学习兴趣。(2)无论教育教学模式如何发展,教师课堂授课永远应当是学生教育中不可或缺的重要部分。(3)教学效果与形式应当作为MOOC与传统教学融合的教学体系构建中的重要参考指标。答案的统计总结表明,调查者最为看重教学方式的趣味性、课堂的灵活性、师生的互动性以及知识的可选择性与延伸性。结合对MOOC课程设置思考与学生对教学的主要建议提出有效利用MOOC优势的课程设置措施:(1)课程模块化、分解化,使学生学习时条理清晰,复习时有的放矢。(2)结合专业特点和学生的兴趣度,设定、优化、丰富MOOC课程内容,提高学生的学习积极性。(3)在传统实践教学面授的同时,增加MOOC教授的课程,利于学生提前预习。(4)授课内容加入测绘施工实例的演示介绍,使学生切身感知到测绘实践的操作性和流程性,丰富实践经验。通过一系列MOOC课程建设的实用构想,构建以教授—案例—模拟—启发为主线的测绘工程专业MOOC课程体系,使学生能够在自主、高效地完成学习任务的同时,充分了解和掌握测绘实践操作过程及技巧,培养探究性学习的应用型测绘人才。 四、MOOC与传统教学融合 测绘工程专业课程的教学存在其自身特点,即理论与实践结合,理论先于实践,实践重于理论。因此,在教学过程中优化课程设计、提高授课质量是提高测绘人才培养效果的重要途径。下图为针对目前测绘工程专业课程教学存在的缺陷、结合MOOC与传统教学互为补充的思考而提出的教学体系优化参考。 1.理论教学 在教材的选用方面,需推选新版、国际化教材,与测绘动态前沿接轨;在课程设置方面,分先后、有侧重、广联通、多技能化训练的进行课程设置,稳步推进精品课程建设;在教学内容方面,不断丰富、更新教学内容,增设测绘实际案例演示与分析。通过设定在MOOC教学时引出课堂问题、在课堂教学时回顾MOOC内容,二者相互穿插,有力地督促和引导学生,将过去传统课堂“满堂灌”的模式转化为以MOOC难点解释、课堂练习、小组讨论及教师答疑的互动性、灵活性课堂,真正地将MOOC与传统教学有机结合。 2.实践教学 测绘工程专业培养学生的最终目的是使其成为实践能手。实践课时比例的提高、实践操作的丰富多样化具有必要性,关于实践教学的改善构想,具体可行的措施如下:(1)基础的、经典的仪器实践操作必不可少,但以往分组的仪器操作在完成特定任务的同时,可增加“监理”角色,由学生相互监督、相互质检。(2)在通过MOOC学习工程实践操作后,自主性高、执行力强的学生可以申请仪器使用,在教师的指导下模拟完成实践操作。(3)内业实践对学生综合能力的培养同样重要,基于“产学研合作”的实习任务可促进教学效率和教学质量的提升,全面培养学生的综合实力素质。(4)支持学生参加各种实践性、创新性测绘技能活动和竞赛,鼓励学生参与各种科研项目。条件允许的学校可以自行举办活动,并实行教师分组指导,从而在提高学生主动学习、认真思考、了解测绘行业的前沿技术动态的同时,把握学生的认知动向,提高进步效率。 五、结语 培养符合社会需求的一专多能的复合型测绘人才,需要不断深化、改革教育教学模式,紧跟动态前沿。教研人员只有集人所长,才能发挥教师在人才培养中的主体作用。MOOC与传统教学的有机结合,将为构建全新、高效的适用于测绘专业特色的教学体系添上浓墨重彩的一笔。然而,构建崭新、完善的教学体系,并使师生共同适应是一项艰巨而复杂的任务,需因时而行,因势而定,以学生为主体,以理论为向导,并在实践中逐步完善。 参考文献: [1]吉长东,徐爱功.基于“卓工计划”的测绘工程专业实践[J].矿山测量,2015,(1):86-88. [2]华向红,向东,邹进贵,等.信息化测绘体系下“数字地形测量学”教学模式[J].实验室研究与探索,2014,3(1):186-189. [3]许才军.大地形变测量学课程之教学改革[J].测绘科学,2014,39(7):136-165. 作者:郭庆彪 赵兴旺 王磊 吕鑫 单位:安徽理工大学测绘学院
浅谈经济学教学改革:高校宏观经济学课程教学改革探讨 摘要:传统的宏观经济学课程教学中存在教材内容理论性强而缺少本土案例引入、课时少难以安排必要的实践教学环节、课堂教学以教师为中心而缺乏学生主动参与等问题。为解决这些问题,必须从“在坚持理论与实际相结合的原则下完善教学材料的选择、保证理论教学质量的同时引入多样化的课外实践、探索多样化课堂教学方法以强化学生课堂参与以及完善宏观经济学教学效果评价方法”等方面着手,以适应应用性人才培养的需要。 关键词:应用型转型高校;宏观经济学;教学改革 宏观经济学是普通高校经济管理类专业本科教学的专业基础核心课程,是经管类专业学生进一步学习其他专业课和研究生入学考试的专业基础理论课。也是政府机关、金融机构和一些大型企业用人招聘的选考内容。宏观经济学是一门理论与经济实际结合紧密的课程,通过宏观经济学的基本理论的学习,能帮助学生更好地分析在特定的经济背景下国家实施宏观经济政策所要解决的问题,帮助学生更好地预测国家的经济发展趋势,了解与自身生存发展相关的就业、收入及消费等问题。尽管本科阶段的初级宏观经济学涉及的数学知识不是太复杂,但理论的抽象和严密的逻辑推理还是增加了学生的学习困难。如果教师不能很好地将抽象的理论与现实中的实际经济问题联系到一起,不通过实践教学引导学生去关注和分析实际经济问题,就会使学生失去学习兴趣,也不利于学生经济学思维的建立,导致学生的学习效果下降。传统的宏观经济学教学以教师为中心,侧重于理论的传授,学生主动参与较少,对于学生的实践应用能力的培养明显不足,与应用型转型高校培养应用型人才的需要不相适应。因此,有必要改革完善现有的教学内容、方式,使学生通过对宏观经济学的学习,明确西方经济学理论对我国经济发展的借鉴作用,培养学生运用经济学的分析方法分析和解决实际问题的能力,为学生进一步学习其他专业知识打下一个坚实的基础。 1宏观经济学课程教学中存在的问题 1.1教材内容侧重理论阐述,缺少本土案例引入 目前,涉及向应用型转型的高校主要是地方普通高校,这些高校本科阶段所开设的宏观经济学课程一般采用国内学者编著的教材,其中采用中国人民大学高鸿业主编的《西方经济学》(宏观分册)为教材的高校居多[1]。高鸿业版《西方经济学》(宏观分册)介绍了宏观经济学最基本的原理,涉及的数学知识不多,叙述清晰,比较符合国内本科生的学习习惯。但是,由于理论的抽象,内容间逻辑较为严密,同时又缺乏案例的引入,形式呆板,学生学习起来还是感觉有些困难,大部分学生学习兴趣不高。而且,这本教材对宏观经济学前沿问题涉及较少,理论更新较慢。 1.2课时少,难以安排必要的实践教学环节 目前,国内大部分地方普通高校由于“应用型”人才培养模式的定位,宏观经济学授课时数基本上都是48学时左右[2],有少数高校的授课时数甚至更少。即使是48学时也仅能保证宏观经济学基本理论和知识点传授的需要,难以在课堂教学中引入实践教学环节,如结合学生所阅读的经典案例资料以及国家的经济发展实际进行讨论分析等。如果授课时数少于48学时,那么教师连讲授基本理论和知识点的时间都不够,更难以在课堂教学中引入实践教学环节。由于宏观经济学理论较为抽象,学生自学困难,而如果学生对宏观经济学的基本理论都没有掌握,当然也不可能有运用理论去分析解决经济问题的能力。而且,如果没有教师的引导,难以做到将所学经济学理论融汇贯通以及运用所学理论理解分析国家宏观经济政策的实施背景及实施效果、观察分析生活中遇到的经济现象等,进而偏离培养学生运用宏观经济学理论理解、分析现实经济问题的能力的目标。 1.3课堂教学以教师为中心,学生主动参与较少 宏观经济学传统课堂教学方式是以教师讲授为主。教师根据教学大纲的要求,将要完成的教学内容制成PPT课件,在教学中,按照预先安排的教学进度,通过口头表述的方式逐章逐节地将宏观经济学的基本原理和知识点传授给学生。与这种以教师讲授为主的课堂教学方式相对应的是对学生学习效果考核方式的单一,基本是以期末闭卷考试成绩为主。教师在教学中,往往片面地以提高学生期末考试成绩为目的,而学生学习的目的也只是为了取得好的考试成绩,在这样以提高“期末考试成绩”为“教与学”的终极目标的情况下,教师在课堂教学中,培养学生应用经济学理论分析解决实际问题的能力的积极性不高,虽然偶尔以课堂提问等方式与学生开展交流,但问题的答案是唯一的,并不能激发学生的创新性思维,学生的参与也是被动的,缺乏积极主动的课堂参与。机械的学习方式、枯燥的学习氛围导致学生主动深入学习经济学的兴趣不高,难以做到学以致用。此外,尽管教学效果评价体系中有学生评教这一环节,但是普遍存在着“重评价、轻反馈”现象。 2宏观经济学课程教学改革的路径 2.1完善教学材料的选择,使理论与实际相结合 在坚持理论和实际相结合的原则下,安排课堂教学内容。教学达到的目标是“理论知识够用,应用技能得到提高”,因此,要选择好教学材料。目前,高鸿业主编的《西方经济学》(宏观部分)比较适合作为地方普通高校本科生的宏观经济学入门教材。但在教学中,教师应根据宏观经济学理论的发展对授课内容的侧重点做适当调整,如可以略讲存在理论缺陷的IS—LM模型,同时,在借鉴国外学者初级宏观经济学教材,比如在曼昆的《宏观经济学原理》的基础上,增加宏观经济学前沿理论中经济增长和经济波动的重大进展内容。为使学生更好地理解消化抽象的理论,激发学生的学习兴趣,必须引入鲜活的经济学案例。国外学者所著的宏观经济学教材案例虽然丰富,但这些案例几乎都是以欧美等市场经济发达国家尤其是美国的宏观经济实践为背景而撰写的,如脱离我国经济发展实际去剖析这些案例,难以让学生在理论与实践相结合的过程中产生真切的、直观的认识,因而好的案例当然来自我国改革开发30多年来的经济实践。为收集这些本土化教学案例,应该组建高水平的宏观经济学教学团队,定期开展关于宏观经济学本土化案例建设的教研活动,集思广益,集团队之力构建本土化的宏观经济学案例库。 2.2保证理论教学质量的同时,引入多样化的课外实践 为了将宏观经济学的基本理论和知识点较为系统、完整的传授给学生,建议地方普通高校本科宏观经济学的授课时数不能少于48学时。与此同时,为取得好的教学效果,要引导学生开展多样化的课外实践活动,可以让学生以自愿组合的方式形成课外实践小组,然后,结合我国经济发展实际布置一些经济专题或将收集到的案例背景资料介绍给学生,让学生在课外查阅相关资料展开调研,在小组成员间进行充分讨论后,每个课外实践小组形成一份专题研究报告或案例分析报告;还可以安排学生课后观看如“央视财经评论”等财经类节目,或邀请知名学者来校讲座。为保证学生课外实践效果,提高学生参与课外实践的积极性,教师要对学生提交的调研报告或案例分析结果及时审阅,并在课堂上点评和总结。 2.3探索多样化课堂教学方法,强化学生课堂参与 教学方法创新的目的在于提高教学效果。笔者通过多年的宏观经济学本科教学实践深深体会到,教师只单一地以讲授加偶尔穿插提问的方式组织课堂教学,而忽视学生的积极主动的参与,那么即使教师竭尽全力做到将理论知识讲解得清晰透彻,大部分学生也表示能够听懂,但由于理论的枯燥和抽象,学生的学习积极性仍然不高,难以取得好的学习效果,因此,教师在系统教授理论知识的过程中,要改变“填鸭式”教学方式,探索启发式教学、问题式教学、案例式教学、专题分析法等多样化课堂教学方法,调动学生主动参与课堂教学的积极性。首先是启发式教学方法。教师应该根据教学内容,以学生能够感知的经济现象和生活实际为素材,通过“开端引趣”“图片引趣”“新闻引趣”“视频引趣”等方式导入新课,引导学生运用宏观经济学理论探讨现实问题,进而使学生加深对理论的理解,提高学生的学习兴趣[3];其次是问题式教学方法。就是以提出问题、分析问题、解决问题为线索,并把这一线索贯穿于整个教学过程中[4]。教师理论知识的传授要围绕这条线索展开,激发学生自主探究问题的兴趣。如在讲授“宏观经济的基本指标及其衡量”、“国民收入的决定:收入—支出模型”两章内容之前,可引入这样一个问题:一个国家或地区的GDP和“消费、投资、政府购买支出、对外贸易”有什么关系?带着这个问题,学生首先了解GDP的核算方法,再通过乘数原理了解“消费、投资、政府购买支出、对外贸易”对GDP总量的影响,进而能初步理解一个国家或地区为促进经济发展,必须要扩大居民消费支出、企业和居民的投资支出、政府购买支出以及产品的出口。这样有助于培养学生运用经济学思维方式分析问题的能力;最后是案例教学法及专题分析法。就是在教师的指导下,通过对典型案例及经济专题的剖析,让学生尝试用已经掌握的理论知识去分析现实问题。在学时有限的情况下,可让学生利用课余时间完成案例分析报告或专题研究报告,再通过教师在课堂上的点评和总结达到锻炼学生理论联系实际能力的目的。 2.4完善宏观经济学教学效果评价方法 教学效果评价是检测和反映教师教学水平及教学质量的重要手段和工具,也是评价应用型转型高校宏观经济学课程教学改革是否成功的标准和关键。宏观经济学课堂教学效果评价方法主要有学生评价、院系评价、教学管理部门评价以及考试评价等。由于学生是课堂教学的直接体验者,其对于教师课堂教学有什么意见和建议,能给教师提供最有价值的信息。教学管理部门应将学生评价结果及时反馈给授课教师。此外,授课教师也应在课堂教学中做好与学生的沟通,亲自了解学生的需要,及时调整教学方法。此外,要改变以期末闭卷考试成绩为主的考核方式,将学生在课内的学习态度及学生参与课外实践的成果及表现量化为学生期末总评成绩的一部分。 作者:冯双生 程春梅 史宪睿 单位:辽宁工业大学经济学院 浅谈经济学教学改革:西方经济学教学改革探析 摘要:西方经济学是高校经济类专业学生必修的专业基础课程。本文从西方经济学的特点、其在教学中存在的问题以及西方经济学教学改革的具体措施等几个方面重点论述,对西方经济学教学改革进行了探讨。 关键词:经济学;西方经济学;改革 西方经济学是研究以市场为基础进行资源配置和利用的经济学科。从目前教学的实际情况看,学生对经济学课程虽然有较大的兴趣,但在学习过程中普遍存在一定的困难,在教学过程中也存在一定的误区,这在很大程度上影响了教学效果。本文将从其特点、在教学中存在的问题以及西方经济学教学改革的具体措施等几个方面重点论述。 1西方经济学的特点 1.1结构严密,分支众多 宏观经济学和微观经济学是现阶段西方经济学中的两大主要板块。这也是目前我国高校讲授的重点内容。西方经济学从宏观和微观的两个层面研究并发现了市场经济运行下资源的配置和利用。但是,西方经济学中也汲取了众多经济学派的经济理论和学术观点,仅近现代西方经济学就包括货币主义、理性预期学派、供给学派、新凯恩斯主义等。在西方经济学理论体系日益发展和完善的同时,学术界的各种对立和排斥也给西方经济学的初学者带来了不小的困难。 1.2数学性是经济理论中的支柱 西方经济学是一门由各种经济变量关系联结在一起的具有很强逻辑关系的学科。其中涉及到众多联系密切的经济数量关系与数学密不可分。数学本身具有两个最基本的特点:概念和方法的抽象性和逻辑的严密性。数学的抽象性特征使复杂的经济变量得以用简单的数字或字母来表示,进而建立经济模型,从而使各种变量之间的关系及其变化趋势变得简洁明了,易于观察。 1.3理念实用性 西方经济学是资本主义国家各个历史时期经济发展状况的经验总结。其理论诞生于现实经济生活,又反作用于现实经济生活,具有很强的指导意义。所以,西方经济学与其他社会学科最大的不同点就在于它具有很强的实践性。 2西方经济学教学中可能存在的问题 2.1理论知识讲授多于经济学方法训练 考虑到西方经济学学科体系庞大的特点,面对重点、难点繁多的知识点,教师在实际教学阶段,如果一味地按部就班地讲授西方经济学,忽略了经济学方法的介绍,学生对各章节知识的记忆只是暂时性的,习惯性的死记硬背无法代替真正的了解,听完课后很难掌握结论性的原理的形成思路。久而久之,学习效率就不高,学生思维的训练逐渐荒芜,逻辑的建立得不到锻炼,很难正确把握学科特性。 2.2非主流学派理论和前沿动态理论介绍较少 不同高校所使用的教材版本不尽相同,不同的编者对西方经济学的研究侧重点不同,在内容上,大都以体现新古典综合派的经典理论体系和内容的主流经济学理论为主。传统西方经济学理论难以解释现代经济发展下涌现的诸多新问题,在新古典综合派之后,产生和发展了影响力不如主流的非主流经济学派和很多较为前沿的理论。但是这些非主流学派理论和前沿动态理论并未编入教科书之中,学生在西方经济学的学习过程就陷入狭隘的视角,不能有一个比较完整和动态的了解,不利于学生在经济学方面多元化思维方式的形成。 2.3学生对数学工具在经济学中的应用普遍感到困难 合理使用数学工具,培养数学思维,灵活运用逻辑推导、图表、公式、数学证明有助于学生经济学的学习。然而学生大多数人文知识丰富,数学基础薄弱,导致学生习惯性的容易产生对定性分析的兴趣,从而减少了对定量分析的方法和步骤的研究耐性,只停留在教学中涉及的经济学案例、经济学渊源。在这种情况下,学生不能很好地锻炼对抽象复杂经济问题的理性分析研究能力,在学习西方经济学理论的过程中也不够深入。 3西方经济学教学改革的具体措施 3.1基础性教学与实践性教学相结合 西方经济学具有理论与实际二者相结合的学科特性,在这样的体系下,存在的根本即是其抽象理论和实用性。在教学过程中,西方经济学不能仅仅增强对经济学理论的理解与领悟,重要的是如何结合国内外的经济形势,从微观和宏观的双重方面出发,加强对现实能力的分析和判断。经济学是实用性很强的学科,教师在授课过程中应多运用贴近日常生活、浅显易懂的案例和事实。既避免了枯燥乏味得学习过程,又减缓了学而无用的情况发生,同时,可以激发他们的学习兴趣,带动他们的积极性。理论联系实际,让学生切身感受到经济学是无处不在的,这一切,主要源于教师在平时生活、工作中的思考和积累。 3.2强化师资力量培养创新人才 创新型人才的培养要求教师养成良好的思想道德素质,更需要具备高质量的教学水平以及活跃的创新思维结合方式。在此基础上,学校也要采用学术讨论、学风交流、实践学习、科技培养等优化方式,创造更优条件,提高各方面水平支持。在海外聘请优秀教授的这种方式下,很大程度上促使大学焕发新的力量,从而增强优秀学术学风与教学科研的深度影响。有利于加强师资队伍建设,培养创新型人才。 3.3教学与实践相结合,增加经济学前言介绍 西方经济学这门课,不仅仅需要同学们掌握一定的理论知识之外,还要在讲课当中穿插大量的、与当下经济热点契合度较高的经济前沿内容相结合,真正做到有的放失,只要让同学们掌握前沿的、与现实联系紧密的内容,才能更好地将知识转化为能力,真正的促使学生学以致用,将经济学的知识运用到自己的平时生活中,对社会经济的发展也起到积极的推动作用。 作者:许鸣宇 单位:安阳工学院 浅谈经济学教学改革:微观经济学课堂教学改革思考 [摘要]微观经济学作为地方财经类院校的专业基础课程,在经济新常态下,其教学应该结合地方院校转型思路进行改革,结合地方经济发展特色,以培养应用型人才,增强学生的就业创业能力为目标。目前的教学过程中存在教学重理论轻实践、授课方法单一等问题,在教学改革过程中要注重理论与实践相结合,明确课程目标层次,增强实践教学。 [关键词]微观经济学;教学效果;实验教学 一、引言 我国经济正处在以新常态为特征的新阶段,经济结构面临着重大转型,在此背景下,经济学教育也处在关键性的转折时期。经济学是研究资源的最优配置问题,培养面向市场并为市场服务的人才是经济学教育的最终目标。随着我国市场经济的不断发展,对经济学专业人才的需求不断扩大,且更加多元化。地方财经类院校在向应用型高校转变的过程中,应该服务地方经济社会发展,培养具有特色的、符合市场需求的创新性人才。微观经济学作为经济学基础理论课程,能够培养学生的抽象思维能力,从长期看有利于提高学生对经济社会的适应能力,提高其二次就业能力。但在短期内,却不能直接影响经济学专业学生的初次就业率,给学校的课程设置、教学方法和人才培养都带来了较大的压力。传统教学方法以传授知识为重,学生接受了大量的专业知识,但常常缺乏思考和创新能力。微观经济学作为基础课程,经历上百年的发展,逐渐成为内容广泛、前沿性强的一门学科。随着社会经济实践的不断发展,微观经济学的课堂教学也应当不断革新,以适应社会多元化的需求。国外在经济学基础理论的教学中,为了实现理论与实践的有机结合,教学模式的改革和探索主要集中在以下方面:一是从案例研究的角度进行探索,提出了构念效度、内部效度、外部效度和信度等概念。二是利用复苏情景的方法进行探讨,这种方式对于学生理解理论及课堂互动有显著作用,能够弥补案例研究的部分缺陷。三是进行经济学课堂实验。随着实验经济学的兴起,在课堂上以学生为实验对象,进行经济学实验来解释和检验微观经济学理论,成为一种新颖的教学方法,得到了美国经济学教育协会的大力倡导。诸多经济学家也针对“完全竞争的新古典理论检验”“寡头市场的价格形成”“柠檬市场”“公共物品搭便车”等问题都设计了精巧的课堂实验。国外的研究为微观经济学课堂教学改革提供了新方法和新思路,随着信息技术的迅速发展,各种实验软件和实验平台建设也为进行教学改革提供了便利条件。在课堂教学中改革教学方法,加强实践教学,提出国内微观经济学教学的案例和实验,有利于学生感性认识增加,促进微观经济学课堂教学效果改善。 二、微观经济学课堂教学中存在的问题 (一)课堂教学重理论轻实践 从微观经济学教学情况看,普遍存在着授课内容理论性强,与实践结合不紧密的问题。微观经济学来源于微观经济活动,要求学生了解市场机制、需求、供给等,具有很强的实践性。学生缺乏社会经验和社会观察力,普遍感觉经济学抽象难懂,导致许多内容难以理解。国内教材编写内容偏重于理论方面,概念、公式多,案例缺乏,习题也偏重于理论。碍于授课时间和实践条件等原因,学生经过讲授式学习,仍不能化理论为分析工具和能力。面对日常工作生活中的经济现象,不能应用所学理论。如何在教授理论的同时又让学生有所收获,启发和引导学生思考,提升学生分析经济问题的能力和经济学素养,成为改革课堂教学方法的重要目标。 (二)授课形式相对单一 目前微观经济学教学以课堂讲授理论为主要形式,学生的参与度和主动性都比较弱,难以调动学生的学习积极性和学习热情。根据学习金字塔理论,知识保持率最高的是主动性学习,模拟实际案例,主动做事和参与的有效率高达90%;讨论和演讲的知识保持率达到50%;如果仅是被动听讲,知识保持率仅为20%。改变传统的听讲课堂,教师设计以探究性、任务驱动式的教学方法和自主性学习模式来完成学习任务,提高学生的参与度,活跃课堂气氛。可有效运用web3.0分享与参与的理念,结合学生的学习基础和专业背景,以个性化学习和自主学习为主,激发学生的学习兴趣和参与度。例如以项目汇报演讲的形式鼓励学生分享学习成果和学习体验,给学生提供充分的机会进行交流和讨论。目前各高校的经济学实验教学日益重视,还可借助实验室资源进行教学实践。教师在课堂教学中应该充分利用这些实验资源和辅助教学手段,根据知识的传播、人的认知特点来培养学生的能力。 (三)课程教学目标层次模糊 国外微观经济学教学培养目标清晰,学科设置在不同学习阶段差别化特征较为明显。例如,哈佛大学、剑桥大学及耶鲁大学等名校课程的设置层次鲜明,分为基础课程、高级课程和研讨班。相比之下,国内地方财经院校微观经济学教学课程设置的层次不够明显,多数将其统一设置为专业基础课程。面对层次、基础、目标各不相同的学生,作为专业基础课,微观经济学在教学过程中也缺乏教学目标、教学难度渐次提高的特点。其次,国外微观经济学教学比较注重学科和理论发展前沿,注重培养学生的实际分析能力。在教学中鼓励培养学生运用经济学和其他学科的理论和方法共同分析相关领域的实际问题,以问题分析为导向,以能力培养和鼓励思考为目标,注重学科交叉和知识结构的系统性,使学生的知识结构更加完整,思维模式更加多元和活跃。国外经济学本科教育课程设置丰富,一年级多为通识教育,经济学原理作为公共课,在随后二年级进入专业课的学习后,将系统学习中级微观经济学。经济学专业本科课程目标定位细化,如斯坦福大学强调三项目标定位:熟知现代社会各类经济现象、掌握分析经济问题的技能、具有评估公共政策的实际才能。相比之下,我国各学科间的划分界限仍比较严格,微观经济学作为基础学科与其他学科的交叉较少,对学科发展前沿关注度也不够高。 三、微观经济学课堂教学内容优化与授课方法改进 (一)课程目标定位以“直觉为主”“工具为辅”“突出实践”作为社会科学的基础理论,微观经济学是研究如何实现资源有效配置的理论,即基于经济人假设,在约束条件下如何实现最优选择。微观经济学的教学与学习中,应始终贯穿着对经济人的经济行为以及相关社会问题的分析。微观经济学的教学目标,应围绕各种现实,培养学生经济学思维,运用理论分析经济问题的能力。在微观经济学课程目标设定上,要以“直觉为主”“工具为辅”“突出实践”。“直觉为主”指的是在相应的课程设置和教学方面应该注重培养学生的“经济直觉”。“经济直觉”就是一种用经济思维思考问题的能力。凯恩斯曾说过,经济学不是一种教条,只是一种方法,一种心灵的容器,一种思维的技巧,帮助拥有它的人得出正确的结论。学习微观经济学,不仅是了解基本原理,更是思维方式的训练。对于初学经济学的学生,应该把重点放在培育经济学直觉上,对其经济学素质的构建将大有裨益。“工具为辅”指在强化经济思维培养的同时使学生掌握和运用必要的数理分析,培养逻辑思维能力,掌握必要的分析工具。但是与经济思维相比,数理工具处于“辅助”的地位。“突出实践”意味着微观经济学的课程建设必须本着理论与实践相结合的精神,把所学理论应用于解决现实问题。在掌握微观经济学的基本原理和基本概念的基础上,帮助学生培养运用理论分析现实经济问题的能力,实现从“黑板经济学”到“生活中的经济学”的飞跃。 (二)综合利用各种实践教学方法,改变单一的理论讲授教学方法微观经济学作为一门实践性很强的学科,需要将理论还原到现实经济生活,使学生在生动活泼的情境、案例、实验中理解和接受理论知识。课堂实践教学方法主要包括案例教学和实验教学两种方法。 1.以复苏情境法进行案例教学 采用“复苏与再生”情景法,选取经典和成果案例,结合环境、结合情景和结合演化三部分构成,设计“模拟表演”“模拟设计”,把交易过程再现,尝试生成和测试案例,尽可能使案例研究结论贴近现实,加强学生对现实的认识与分析。在案例的选取上应结合当前我国经济和社会发展实际情况设计案例。微观经济学教学中有众多经典案例,但大多来自于西方国家,还有一些案例年代久远,会让学生觉得脱离现实,说服力不强。从报刊、网络上选取当下新闻热点为案例,取材于日常生活,又能反映热点问题,本土案例的设计使学生有身临其境感,激发学习热情。案例在体现知识性和时代性的同时,表现出了趣味性和实践性。如以春节期间购买回家火车票的案例,增强学生对需求规律及需求、供给弹性的理解;以明星演唱会门票价格变化的案例,体现价格歧视和消费者剩余的理论分析。以情境复苏法进行案例分析,还原真实经济情境,理论与所设的经济情境相呼应,激发学生的经济学直觉,增强对经济情境的思考和体验,也加深了对理论的理解。使得微观经济学教学回归真实世界,增强学生对真实世界问题的敏感性,又锻炼了用理论解释现实的能力。 2.进行经济学实验教学 实验教学运用游戏和角色扮演的方式进行,学生在游戏中深刻理解经济理论,激发学生学习的主动性和积极性,变被动学习为主动学习,使学生成为学习过程的主体。国内诸多著名研究型大学也纷纷将经济学实验引入课堂,通过实验课堂,学生主动参与并思考反馈,改变被动式听讲的单向信息流动,激发了学生学习与研究潜能,提高学生的独立思考和创新能力。例如在我校的经济学综合实验课堂上,学生通过软件模拟企业生产经营,通过原材料采购、产品研发、市场竞价销售等环节实景模拟参与某个产品的生产、买卖过程,对市场竞争中价格机制如何通过供求作用自发形成及背后的深刻原因有了亲身体验。通过模拟实验启发了学生对所学理论知识深入思考,经过实践-理论-再实践-再理论的循环,实现了理论与实践的紧密结合。 四、结语 培养学生的经济学思维和应用创新能力,是未来经济学教育改革的重要方向。改变传统教学方法,明确课程目标层次,增强实践教学内容,改进实验方法和条件,是目前课堂教学改革的主要趋势。微观经济学的学科特点决定了课堂教学改革的独特性,以能力培养为主线,以实践教学为主要方法的思路应贯穿于整个教学过程始终。从人才培养目标出发,清晰多层次教学目标,建立以能力培养为主线,理论教学与实验教学相互衔接的教学系统。教学过程力求将“知识、能力、素质”培养并重结合,与国际先进的教学模式和方法接轨,培育学生的学习积极性和主动性,让学生成为课堂的主体,以主动式学习改变大学学风,使学生的素质和能力培养与社会需求接轨,培育真正学有所得学以致用的创新性实践人才。 作者:赵怡虹 单位:天津商业大学经济学院 浅谈经济学教学改革:经济学本科实验教学改革 【内容摘要】高校近年都在进行本科教学改革,探讨如何建立起特色人才培养机制,使学生的发展更适应社会发展的需要。经济学本科实验教学改革,旨在以学生为本,通过经济学实验教学,使理论知识具体化、动态化、过程化,培养学生的实证思维模式,牢固掌握经济学理论知识,提高分析和解决实际经济问题的综合应用能力。 【关键词】经济专业;本科教育;实验教学改革 一、经济学实验在经济学教学改革中的意义 经济学是一门与现实紧密相联的对现实经济现象作出合理性解释并探究经济发展规律的学科。在一定假定条件下,其理论大多可以用现实经济活动去验证。经济学实验指用仿真方法,创造与实际经济相似的一种实验环境,以检验已有的经济理论及其前提假设,它可以提高学习者的实际操作能力和动手能力,加深对所学理论知识的理解。经济学专业是理论和实践兼重的学科,需要在实践中去深化对理论的理解。经济类专业的培养目标是理论基础和专业实践能力并重的复合型人才,以北京航空航天大学经济学专业为例,其本科人才培养目标是坚持“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”,着力培养富有创新潜质,有协作精神和团队意识,适应社会需要,有着宽厚理论基础和动手能力的高素质人才。毕业生就业方向基本上是国家各级经济管理部门、银行证券等金融机构、经济咨询机构、国际贸易部门等。用人单位对经济类人才的需求不仅须有良好的经济学理论基础也对学生的实践动手能力和创新能力都提出了更高更专业化的要求。而根据对近五年学生实习和就业所做跟踪调查得到的信息,和有效专业教学软件的实践教学缺少有关,学生不懂实务操作,因此在银行、证券、商务贸易公司等单位实习遇到较多困难。因此,经济系迫切需要建立独立的经济学综合实验室,不仅在宏微观经济学的实验教学方面,同时在主要核心课的专业方面,如会计实务、财务管理、信贷管理、国际结算、证券投资、市场营销、国际商务、计量经济学等,通过实操和模拟,巩固和消化课堂理论教学的内容,提高学生的综合素质和实际工作能力,使其毕业后能更快地适应工作需要。经济学本科教学过去是传统教学法,基本上是以课堂和教材为中心,主要采取理论阐释、演绎和模型推导教学模式,比较枯燥、单一,不能很好调动学生的学习积极性。经济学实验教学是在教师对主要理论进行讲解后,借助于计算机模拟系统将经济学中的基本理论通过学生动手实验观察来巩固课堂和教材知识。学生通过参与、体验,会加深对经济学理论的理解,提升对经济学的学习兴趣,加深对经济行为现象的感性认识,更好地掌握经济学的基本理论和分析方法。 二、本科实验经济学教学的主要形式与实验内容 经济学实验主要有验证型实验、模拟型实验和研究创新型实验等三大类。本科开设经济学实验课的主要目的是让学生加深对经济学理论的理解,掌握经济学理论在现实中的应用,提高他们的实际工作能力。因此经济类本科实验经济学教学应侧重验证型和模拟型实验。验证型实验是为验证已学的理论知识而设置的实验,通过计算机软件模拟,观察并记录下实验结果,最后整理出实验报告。这一项实验包括理论教学和实验教学两个环节,主要课程有微观经济学、宏观经济学、计量经济学等。经济学原理课程包括微观经济学、宏观经济学,是经济类专业的基础核心课程之一,具有相当重要的地位。经济学原理偏重于理论,比较抽象,学生学习难度较大。而传统教学方式以讲授为主,比较枯燥,教学效果不甚理想且无法锻炼学生分析问题解决问题的能力。以经济学原理为基础的实验课,通过动手实验让学生理解经济学的关键知识,并结合现实案例,在系统的引导下让学生完成对经济问题的分析,从而掌握经济学理论知识在现实中的应用。主要实验包括: (一)验证类实验课。 1.微观经济学。市场供求均衡、消费者行为与生产者行为理论实验、边际效益理论、完全垄断市场实验等。 2.宏观经济学。经济增长、市场货币流通实等实验。宏微观经济学每章内容都有一些较抽象难懂的概念和理论,需要借助实验去理解。 3.计量经济学。计量经济学主要是通过统计的方法来验证数理经济模型中各种变量的关系是否和社会现实相一致,实践性较强。要求学生将经济学知识、计量经济理论与方法以及计量软件相结合,用计量软件进行计量建模和分析,可以使学生更好地掌握所学的计量经济理论方法。主要有回归分析过程,序列自相关模拟实验等。 (二)模拟类实验课。 1.市场营销。市场营销综合实训主要通过传统营销管理的仿真模拟、商战体验、丰富的典型案例训练锻炼市场营销的思维能力、实践能力。在模拟市场营销环境中运用所学的营销学基础知识,分析和解决企业营销实际问题。 2.商业银行实验。通过对模拟银行软件和相关银行系统各个功能模块的具体操作,使学生深入理解和掌握银行实务中所涉及的基本业务流程,熟悉业务操作中的关键要素,掌握最新的银行实务操作流程。通过实际操作和模拟,巩固和消化课堂理论教学的内容,增强学生对各种银行、证券等业务流程和功能特征的进一步了解。 3.国际商务实验。通过模拟操作,使学生对国际商务整个业务流程和做法基本掌握,从交易准备直至最后的核销退税,综合操作和成套设备贸易等,并能够以从事外贸业务人员的角色,包括进出口商及银行等角色去仿真地操作,对业务反馈作出正确的处理。 4.财务会计实验。通过模拟操作,主要有货币资金、应收应付账款、成本、负债核算、报表编制等,帮助学生理解财务会计基本理论和方法。 (三)实验教学理念和多元化经济实验教学方法。 1.实验教学理念。为适应现实的需要,我们的教学理念和教学方法需要更新,建构主义为我们提供了新的理论指导。建构主义认为学习是个体自我建构的过程,教师从以讲授知识为主,转变为以创设学习情境、指导学习方向、与学习者双向互动、发现和解决学习疑难为主。在经济实验教学过程中,教师担任的角色主要是组织者、指导者、辅导者和促进者,充分利用情境、协作、沟通等学习环境要素,使教学内容更具针对性和实用性,充分调动学生的学习兴趣,让学生在模拟的类似情境下去应用他们所学的知识。 2.多元化实验教学方法。在教学过程中,我们采用多种教学模式,主要有协作法、参与式与互动教学、自主学习法、体验式教学、网上交流、专题讨论等,并通过实验反馈、调查问卷等形式分析这些方法对提高实验教学效果和效率的影响。协作法就是实验过程中的各环节由实验团队的多名成员协作完成,大大增强了学生们的团队意识和沟通配合的能力。参与式与互动教学是以学生为主体,当学生完成一项实验后,让学生自己介绍过程与经验,和同学、老师进行互动交流,相互间的讨论争辩,可以互相激发、相互学习,师生互动中实现教学相长。专题讨论就是以专题主题为导向,设计真实性任务,把学习设置到问题情景中,通过学生的自主探究和合作来解决问题,从而形成解决问题的技能和自主学习的能力。教师对实验团队的活动适时进行点评,给予指导。充分利用学校教务网络平台,将相关的经济学教学大纲、教案、习题、案例分析、参考文献等上网开放,实现资源共享,建立网上答疑、讨论、测试系统,充分发挥网络资源的优势,使学生随时可以通过网络资源进行自主性学习、讨论和向教师求教,实现超时空的教与学。 三、经济学实验教学课开设取得的效果和展望 近两年经济学实验课的开设取得了很好的教学效果,使学生亲身体验到所学知识的真实性和实用性,有利于加深学生对所学知识的理解,增强了学生的实际操作能力,提高了自身的综合素质。学生们感受很深,评价颇高。在调查教学效果学生反馈中,摘录几段:“印象比较深的是总效用和边际效用实验,即让学生进入消费者角色并根据消费者均衡作出决策,合理分配收入得到最大总效用。这个实验让我体会到在不同的消费偏好下,消费者决策是不相同的,但是总效用却可能相同。上机实验将平时所学理论与模拟实验相结合,更好地理解了一些经济学原理。由于相对真实地进入了这些理论的角色方,我们对理论的接受度更高了,这些有趣的实验也增加了我们对微观经济学的兴趣。不得不说,这次的上机实验十分令人难忘和受教。”“在试验中,我们对这些经济学理论有了直观的而且更为深刻的认识与理解。观看十遍同一个微视频并在每一阶段给出看后的边际效应评分,我们真实地感受到了消费者边际效应递减的状况;在啤酒与电影票的分配试验中,我们体会到了‘经济人’的选择问题与个人喜好的差异。”“在这次试验中,我们印象最深刻的应该是效用递减理论实验。平时在课本的学习中,我们似乎并没有很好地感受到效用递减的实际效果,甚至不太能理解为什么效用水平会成为一个负值。通过这次试验中的视频观看,我们深深地感觉到,即使是一个能够带来欢笑的视频,在许多次的重复之后也会变得索然无味,甚至让人厌烦,这大概就是实际操作带来的更深层的理解吧。由此我们感受到,我们在平时的课堂上学习的理论的确为做上机实验提供了必不可少的前提和基础,而在实验中,我们更加感同身受地体会微观经济学理论的真正用处,更加能够与实践相联系起来。通过做这些实验,我们对于从课本上获得的经济学的知识有更深的了解,更加能够设身处地地思考经济学问题,将经济学原理融入生活之中。”“虽说经济学不像工科课程那样要求非常多的实验操作,但在我看来,经济学实验算得上是课程内容的精华之一,因为平时所接受的各种经济变量与经济活动都是以抽象的形式记忆在脑中,若是对其没有足够的理解,就很难在现实世界应用,而经济学实验给了我们这样的机会。以本次在经济学实验室所做的宏观经济学实验为例,我们进行了经济增长分析、市场货币流通等四项实验,每项实验均是以互动的形式完成,学生、老师和计算机三方互动协作,推动实验进展。想想平日脱离实验所做的各种练习,那都是在纸上通过计算完成的,而计算数据和经济变化过程都是题目所指定的,我们要做的仅仅是算出某项结果,这样一来就少了自己动脑分析进行经济决策的过程。而在经济学实验中,我们有多方互动,这意味着我们不光巩固了如何进行经济运算,更锻炼了对于经济市场运转的把握能力。譬如老师那边供给货币,而我们作为银行,要留出存款准备金,之后发放贷款,再接收存款,这样的过程一轮轮进行,我们所能看到的不仅是某一项经济数据的结果,更亲自参与到其中的某一环节,影响整个经济的发展,这使我们能够更好地理解它的运作机制。”目前已开设的经济学实验主要是验证性实验、体验型实验。还可根据条件和需要适当开设研究创新型实验等。研究型实验层次是一种研究型人才培养模式的教学模式。利用此实验室平台,对少数拔尖学生强化基础,注重学生个性的发展,发挥其特长,鼓励学生参与各个级别的大学生竞赛。根据形势的需要,将开设大学生创业实践训练课程,从了解创业、培养创业能力、体验创业,到企业经营管理实训,循序渐进地培养大学生创业所需要的各种知识和能力,并通过大量实训让学生体验创业的过程,训练创业过程中及创业后的经营管理能力,培养大学生具备成功创业者的素质。同时,根据学校已有项目资源,将具体建设学校“冯如杯”、全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛指导中心。通过以上教学实践创新基地的建设,有助于锻炼学生实践动手能力和创新型思维。同时,实现实验教学与理论教学一体化,形成整体的课程体系,通过实验教学补充学生的知识体系。教师要努力探索以科研带教学,紧跟学术前沿,利用科学研究成果提升实验教学质量,做到教学科研一体化。总之,近几年来的经济学专业的实验教学改革与实践使我们深深体会到经济学实验室是我们教学科研的技术支撑体系,它对学生巩固经济学基础知识,培养动手能力和实践创新能力,促进学生全面发展具有重要的意义。 作者:沈映春 黄岩 浅谈经济学教学改革:城市经济学教学改革实践与探索 一、新疆财经大学城市经济学教学内容、教学方法改革动因 (一)城市经济学课程特点及发展趋势的需要 城市经济学是经济学重要分支学科,是介于社会经济学科、城市科学、工程技术科学之间存在与发展起来的一门具有中观性质、边缘学科性质的应用经济学学科。城市经济学以城市为研究对象,包括宏观城市经济学、微观城市经济学和城市经济与社会管理等研究内容。城市经济学已成为经济学类专业中的核心专业课程和必修课程,其教学对象一般为经济类相关专业本科三年级及以上学生,这些学生虽然已经初步具备一定的经济学基础和分析、判断和理解能力,但缺少城市实践的社会经验,没有城市发展的概念和有关城市经济的切身体会。在实际教学中,城市经济学应体现其应用性,应面向世界、立足于国内城市发展现实,体现中国城市特色和区域特色,达到结合当前中国或区域城市经济和城市发展的实际,应用城市经济学的相关理论和城市经济分析方法来解决现实经济问题的目的。以此为衡量标准,目前城市经济学课程建设和教学改革步伐仍跟不上城市经济发展的进程。因此,按照城市经济自身的演变规律、发展趋势和课程特点,深入系统地进行城市经济学教学内容和教学方法改革,显得尤为迫切。 (二)调动学生积极性和提高教学效果的需要 2012年3月,通过对经济学专业民汉三个班级、90份《城市经济学教学内容、教学方法改革》问卷调查发现,学生对城市经济学课程教学内容设置、教学方式方法、教学模式等方面期待很高,尤其期待对城市经济学教学理论、教学实践及通过经济学理论解决实际问题进行创新,并以此来提高利用城市经济学原理解决现实经济活动和经济问题的能力。因此,城市经济学教学内容和教学方法的改革,既是完善课程建设体系提出的新要求,又是适应新时期城市经济学课程发展趋势和转变人才培养模式的需要。 (三)适应新疆民汉一体化教学改革的需要 从城市经济学教学实践看,因民、汉学生在实际接受能力方面存在着差距,同样的教学内容并配合同样的教学方法,民族班学生表现出理论接受比较困难的现象,教师在民、汉班级教学内容设置、授课模式、授课方式方法等方面必须要采取区别对待方式。然而,案例教学对民汉班级学生都很有效果,学生对此模式的兴趣也高,在课堂积极思考、积极讨论,教学效果较为明显。然而,因受多种条件的限制,目前在实际教学过程中案例教学内容因不同教师的科研背景而有较大的差异,教学案例数量还比较有限,在教学实践方式方法还需进一步探索、改革。 (四)新疆地方经济建设和跨越式发展所需应用型人才的需要 城市经济学注重在教学观念、教学内容和教学方法上创新、提高,不仅能进一步完善经济类专业课程建设,促进教学理论与实际的结合,不断提高教学效果和质量,更为重要的是通过在教学中把中国和新疆城市化演变、城市经济发展、城市经营与管理等实际内容融入课程,能够进一步调动学生学习积极性和主动性、提高学生专业素养和分析解决实际问题的综合能力,不仅符合新疆高校的办学理念,而且是新疆当前提高办学层次、为新疆大开发、大建设、大发展储备新型应用型人才的需要。 二、城市经济学原有课程内容设置和方法应用方面存在的问题 根据调查问卷分析,城市经济学原有课程内容设置和方法应用方面仍存在以下问题。 (一)课程内容设置方面存在的问题 一是现有教材实践性不够。因现有教材偏重于理论研究,理论体系较完整,利用现有理论解决现实经济社会中的问题章节内容安排不够,存在理论与实践脱节的现象,学生接受存在困难。二是教学内容存在差距。分别针对民、汉学生差别化教学方式,即在城市经济学课程内容安排上,民族班级授课内容要比汉族班级少,且在授课模式、授课方式方面存在差异,导致民、汉学生在知识结构、认知等方面的差异。三是案例内容较少。因受多种条件的限制,案例数量总体上还比较有限,一些教学案例时效性较差,直接影响着教学效果。四是教学研结合不够紧密。新疆财经大学城市经济学科研团队在城市经济学领域虽有一些研究成果,但受诸多原因限制这些成果未能及时补充到教学中。 (二)课程方法应用方面存在的问题 一是案例教学方法应用不均衡。目前,城市经济学教学中仅有少部分章节采用案例教学方法,大部分章节仍缺乏实践性较强的案例,教学效果有待于提高。二是多媒体教学应用不够。多媒体教学的主要作用在于扩大信息量,吸引学生注意力,提高综合分析能力。但在实际中,城市经济学多媒体教学还未充分地发挥出应有的功能,课件与教材重复性较大,信息量不足。三是教学方法需要创新。采用案例教学、启发式教学、讨论式教学、研究式教学(如鼓励学生以本课程内容为主申报课题,等)、实践教学(如参观,请社会专业人士进课堂等)和实验教学等、进一步调动学生积极性,提高教学效果。 三、城市经济学教学改革实践 根据学生反映的实际情况,2011~2012学年第二学期,在城市经济学教学内容设置和教学方法应用方面进行了改革和创新,进行了一个学期的实践,取得较好成效。一是提前预做准备。将学生进行分组,每组6~7人,在每一章讲述之前由教师提前针对该章节重点和难点问题,结合当前国内外城市经济发展的动态给每组学生布置3~4个讲课主题,要求提前查阅资料、数据,做好讲解准备。二是学生授课过程接受大家提问和监督。学生讲解要求板书讲解要点并维持好课堂秩序,每个学生讲解时间控制在15分钟,讲解中和讲解完后要接受学生提问并进行解答,如当时答不出,可以继续查阅资料进行解答,学生解决不了的问题最后由教师解答。教师在整个上课过程中可以观察学生听课状况,及时进行管理。三是教师总结。教师对本章总体内容进行进一步概括和总结,强调重点和难点,同时通过记录每个学生讲解内容及时发现问题,并提出进一步提高的意见和建议。四是作业布置灵活多样。针对教材内容,结合学生查阅和讲解的资料灵活地安排作业,有些章节以小组完成作业为主,有些章节以学生个人完成为主。五是灵活调整考试内容。在所有章节内容讲完后,各小组要针对所讲授重点和难点设置复习题,有些好的复习题被选作考试试题。 四、城市经济学教学改革实施效果 (一)课堂表现方面 通过采用互动式教学模式,发现绝大多数民汉学生能对老师布置内容进行提前准备,能在课间主动和老师交流。有些学生授课准备相当充分,能全脱稿熟练讲授内容,数据和例子恰当并能较好解释理论,获得其他学生的认可。有些学生结合教材的内容,发散性讲解自己的观点和想法,富有创新性,吸引大家的注意力。比如,经济学2009-3班留学生案例授课在学生中产生很好的效果,他用计算机将哈萨克斯坦城市化进程画成一张图表,张贴于黑板上给学生讲解,思维清晰,内容丰富,语言生动,富有吸引力,赢得学生的热烈掌声,取得良好的教学效果。有些民族学生对这种教学方式表现出很高的积极性,根据其他学生在课堂上提出的问题,课后及时地查阅资料进行解答。这种教学方式,一定程度上锻炼了学生的胆识和汉语表达能力,更为重要的是培养了学生主动查阅资料、主动解答提高、主动学习的能力,民族学生对这种教学模式很认可,普遍反映“获益匪浅”。从听课来看,绝大多数民汉听课学生上课时注意力明显提高,以前经常出现的课堂说话、玩手机的现象不见了,取而代之的是认真听讲、认真思考、勇于提问、敢于争论,课堂气氛较为活跃,学术气氛渐浓。 (二)试卷分析方面 通过2011~2012学年第二学期城市经济学课程内容设置和方法应用改革实践,涉及民汉三个班级的期末考试成绩均为“优良”。经济学2009~1班和经济学2009~3合班(共71人)平均分为86.93分,及格率为98.59%,90-100分之间人数为41人,所占比重为57.75%,80~89分之间人数为17人,所占比重为23.94%,70-79分之间人数为7人,所占比重为9.86%,60~69分之间人数为5人,所占比重为7.04%,60分以下人数为1人,所占比重为1.41%。此外,经济学2008~2班(共33人)平均分为87.45,及格率为100%,90~100分之间人数为16人,所占比重为48.48%,80~89分之间人数为10人,所占比重为30.30%,70~79分之间人数为7人,所占比重为21.21%。 (三)学生评价方面 在学期临近结束时,经济学2009-1班和2009-3班每小组学生代表总结了城市经济学互动式教学的效果及未来进一步改进的措施和建议,学生认为教学方式方法新颖,激发了学习兴趣,锻炼了学生的胆量和表达能力,提高了发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力,要求继续坚持下去。在经济学院教学思想大讨论会议上,学生代表发言肯定了城市经济学的教学模式,并认为这种模式给予学生更多的思考空间,调动了学生学习积极性,取得较好的教学效果。 五、思考和启示 受就业压力、网络文化等因素影响,传统填鸭式教学模式已不能完全适应新形势下人才培养的要求,教学内容和教学方法改革势在必行。针对城市经济学课程理论与实践结合要求高、授课对象特殊的实际,授课中采取教师和学生搭配,授课内容既包括教材内容,也包括课外内容,授课方法采用案例式、讨论式和启发式等方法,充分调动了学生的学习积极性和自主性,实现了从“要我学”到“我要学”的转变,提高了学生听说读写能力和胆识,既活跃了课堂气氛,又促进了师生间、学生间的互动交流,真正达到了教学相长的效果。此次城市经济学教学内容和方法改革实践取得了良好效果,该模式还需进一步完善,如在实施过程中和学生平时成绩考核紧密挂钩,加大平时成绩考核比重,进一步提高教学质量,在该模式不断完善的同时可为其他应用经济学课程教学内容和方法改革提供借鉴和参考。 作者:张艳
浅谈宏观经济学的教学与意义:古典经济增长理论对现代宏观经济学的影响 [摘要] 经济增长问题是宏观经济理论研究的一个重要的内容。长期以来,人们对经济增长理论进行了大量的研究,产生了各种不同的理论和思想。这一方面反映了人们对影响经济增长的各种因素的认识过程;另一方面也反映了对各种因素的相对重要性及各种因素间的相互关系有着不同的看法。对经济增长问题的研究对于促进我国经济高速、稳定、持续的增长具有重要的理论意义和现实指导意义。 [关键词] 古典经济 经济增长 宏观经济 一、引言 古典经济增长理论可以说是现代经济增长理论的思想渊源。它的某些结论,在今天看来,仍然是有用的;有些观点,如同最初出现的那样,至今仍是争论的话题。 古典经济学家研究经济增长问题源于当时特定的历史条件。当时英国的政治、社会、经济环境处于一个大变革时期,工业革命已经拉开序幕。经济学家必须对工业资本主义的运行方式、基本促进因素及其发展结果予以科学的解释。古典经济学家对经济增长的研究主要侧重于分析经济增长的决定因素。在古典经济学家中,对经济增长间题论述较多的主要有魁奈、斯密、马尔萨斯、李嘉图等人。但在古典经济增长理论中真正具有代表性的是斯密和李嘉图所提出的增长理论。 二、古典经济学理论解读 亚当·斯密在其经典著作《国民财富的性质和原因的研究》一书中,最早论述了经济增长问题。其增长理论主要有两个特点:一是引入了劳动分工;二是区分了“生产性”和“非生产性”两类劳动。他认为生产性劳动占全部劳动的比例,以及劳动分工引起的劳动生产率的提高是决定国民财富增加的主要因素。 “劳动生产力上最大的增进,以及运用劳动时所表现的最大熟练、技巧和判断力,似乎都是分工的结果。”斯密同时强调,劳动分工受市场范围的限制。因此劳动生产率与需求之间建立了互相促进的关系。对一个人劳动生产物需求的增长会提高他的劳动生产率、实际工资及他对其他人的劳动生产物的需求,这就构成了经济增长的推动力。 “生产性”劳动加在物上能增加物的价值,即可生产价值,而“非生产性”劳动则不能够。经济增长能否维持下去,取决于全部劳动者中有多少劳动者愿意从事生产性的劳动。这解释了为什么有的经济的增长能够持续下去的原因。 大卫·李嘉图在《政治经济学与赋税原理》中提出了经济增长的一个重要的概念:报酬递减规律。他对增长理论的贡献主要有两点:一是指出经济增长最终将趋于停止,即达到所谓的”停滞状态”;二是将收入分配与经济增长联系在一起,说明了国民收入分配在经济增长中的重要作用。在土地上增加投资,得到的回报会不断减少。因此得出一个悲观的结论:经济增长最终会停止。决定收入分配的力量同样也会导致经济增长最终走向停止。这是因为劳动力生产出的剩余中,资本家的份额在不断下降,这一方面减少了储蓄;另一方面,利润率的下降减少了对投资的刺激作用。古典经济增长理论认为,投资和积累过程是经济增长的核心。封建社会发展缓慢的关键原因在社会产品中绝大多数被用于非生产性消费,而不是生产性投资。古典经济学家所分析的经济增长过程遵循收益递减的规律,经济增长过程从长期来看将趋于停止,最终结果是一种停滞状态。但从那以后的200余年里,经济发展并没有出现停滞的迹象,这表明古典增长理论关于经济增长的描述并不科学。后来的经济学家指出古典增长理论的一个最明显的不足之处是他们关于规模收益递减的假定。他们没有观察到技术进步,只把增长过程看作是人口增长和资源消耗与资本积累和市场扩大之间的竞赛。 三、新古典增长理论 经济增长成为现代经济学中的核心问题始于20世纪50年代末索洛等人建立的新增长理论,索洛(robertsolow)的《对经济增长理论的一个贡献》和trevorswan的《经济增长和资本积累》奠定了新古典经济增长理论。 由索洛最早提出的增长理论源于对哈罗德一多马增长理论中缺陷的修正罗德一多马模型的缺点之一是假定生产技术是不变的,对于一个给定的储蓄能够实现均衡的有保证的增长率只有一个惟一的数值。但是实现充分就业的稳长的条件除非特殊情形,一般很难实现。所以,即使经济能够沿着一条均衡增轨道向前发展,那么这条轨道将犹如“刀锋’,一样狭窄,一旦偏离这条轨道,增长的路径将表现为累积性的经济扩张或经济收缩。 为了克服哈罗德一多马模型的局限性,索洛、斯旺、米德和萨缪尔森等经家提出了一类新的增长模型。这类模型的一个共同特点是:认为哈罗德一多型的“刀锋”式的增长路径是可以避免的,充分就业的稳定增长可以通过市场调整生产中的劳动与资本的配合比例来实现。同时,索洛等人还指出:从长远度来看,不是资本积累和劳动力的增加,而是技术进步才是经济增长的决定因索洛的增长理论包含了许多重要的经济内涵,但其理论框架却比较简单而其精致。索洛等人的理论模型的核心是关于总量生产函数性质的假设,新古典增长理论中的生产函数具有下面的性质: 1.规模收益不变; 2.生产要素的边际收益递减; 3.生产要素之间是可替代的。 对于当代各国而言,经济增长是一个备受政府、公众和经济学家关注的问题。各国政府在制定政策时无一例外地将保证经济增长作为一项宏观经济指标;公众普遍认为,经济增长是经济繁荣和国民福利提高的前提,是解决其他经济疾病的万能良方。正是因为经济增长问题如此重要,越来越多的人开始将注意力投入到经济增长问题的研究中。对经济增长问题的研究对于促进我国经济高速、稳定、持续的增长具有重要的理论意义和现实指导意义。 浅谈宏观经济学的教学与意义:新古典宏观经济学理论发展及其政策意义 摘要:理性预期理论极大地丰富了西方经济学理论,建立在理性预期、市场连续出清和自然率假设上的新古典经济学,从货币和实际因素中探寻经济波动的原因,并提出独到的理论以解释当时出现的滞涨状况,得出货币政策无效的命题,因而主张市场机制的自我调节。介绍了新古典宏观经济学产生的背景、用理性预期观点解释的“政策无效”命题,以及主要经济政策主张。 关键词:新古典宏观经济学;理性预期;政策无效;自由经济 1新古典宏观经济学发展的背景、理论主张的简介 发展到现在,新古典宏观经济学已经经历两个时期:第一个时期,提出理性预期、持续市场出清的假说,并在此基础上强调了货币冲击对经济周期的作用,提出了货币与产出的相互作用中货币作为诱因的理论,并认为政府的货币政策是无效的,它并不能影响总产量的变化,而只有未被预见到的货币供给变化才能真正影响到实际总产量。这一学派的主要代表人物有:美国芝加哥大学的经济学教授小罗伯特•卢卡斯,托马斯•沙金特,尼尔•华莱士等。新古典宏观经济学第二代则对卢卡斯的货币经济周期理论提出了反对意见,从实际因素方面寻找经济波动的根源,提出了完全信息下真实均衡的变动,强调了技术冲击和货币的内在性等理论,并提出了相应的政策主张。第二代的主要代表人物有:芬•基德兰德,明尼苏达大学的爱德华•普雷斯科特,罗切斯特大学的罗伯特•巴罗等。 具体来说,新古典宏观经济学一般都接受以下四个命题: (1)私人经济是可以自身稳定的; (2)货币在长期是中性的; (3)货币在短期也是中性的; (4)凯恩斯主义积极干预的经济政策是有害的。 第三个命题意味着,新古典宏观经济学家认为,短期的菲利普斯曲线也不存在。这是货币主义ⅰ与货币主义ⅱ的主要区别。 目前,新古典宏观经济学和凯恩斯主义一起并列为西方主流经济学派中的两大流派。 2“政策无效”的命题、主张以其意义 理性预期学派认为,菲利普斯曲线的交替关系即使在短期内也不存在。因为在理性预期条件下人们已经估计到货币供应量增长后可能发生的实际后果,从而采取了预防性的措施(比如预先要求提高货币工资增长率和利息率)。这样,一旦货币供应量增加,就只能导致物价的上升,产生通货膨胀的变化,而不能使工资和利息率下降。所以,政策的变化连暂时的产量增加和失业率下降的目的都达不到。赫尔姆特•费里希对此说到:“理性预期导致十分不同的意义。由于经济当事人了解这个模型的各个参数,所以货币供应量增长率的任何变化不仅引起通货膨胀率的变化,而且也引起通货膨胀率预期的变化,从而不会对这一体系的实际变量产生影响”。在理性预期学派的经济学家看来,“在货币政策的反馈规则之间做出选择对于具有合理预期的新古典主义经济中失业率的随机变化是无关的。 根据这样的观点,理性预期学派推导出一个非常重要的命题,即是货币政策无效性命题。该命题认为,货币供给中的可预期部分对就业、产量或其他的实际变量均无影响,其中不能被预期的部分或货币供应量意外的不规则的变动,虽然能够对上述变量产生一定量的影响,但其作用只会加剧经济的不稳定与波动。因此,政府的经济政策,无论长期还是短期都是无效,其结果都是引起通货膨胀。下面用ad-as模型加以分析。 ad 代表总需求曲线,as代表总供给曲线,yn代表与自然失业率相对应的就业率水平下的国民收入水平。假定最初 ad 与 as 相交于初始均衡点 e。如果政府认为该国民收入水平不能达到充分就业的均衡,决定增加货币供应量来刺激需求。那么,按照凯恩斯主义者的观点,总需求将会从ad相右上方平移,产量和物价都会上升,失业会相应减少。现代货币主义者认为,短期内货币政策将会产生效果,但是,在长期中,货币政策是无效的,失业率会回到自然率的水平,而通货膨胀率将更加严重。理性预期学派认为,人们对价格水平的预期并非固定不变或者仅仅依据过去的经验得出,而是会考虑到未来货币供应量的变化情况。处于对自身经济利益的考虑,经济活动的主体会充分利用目前所得到的一切相关信息,较为准确的预期到货币政策的变化而造成的物价上升。于是,工资、利率等名义变量都会立即向上调整。结果,总供给曲线和总需求曲线分别从初始状态向左上方平移和右上方平移,新的均衡点仍然处在原来与自然失业率相一致的就业率水平上,只是价格水平因为货币政策的变化(增加货币供给量)而提高到了新的水平上。 根据政策无效命题,理性预期学派认为,即便在短期内,菲利普斯曲线也是一条位于“自然失业率”水平上的垂直线。通货膨胀和失业率之间不存在任何替代关系。对此,卢卡斯说“当扩张的货币政策反复推行时,它就不再能实现自己的目标。推动力消失了,对生产没有任何刺激作用。预期得到扩大,但结果却是通货膨胀,而不是别的”。 3新古典宏观经济学的基本政策主张 由于理性预期学派的一个主要的原则就是:经济如果不反复遭受政府的冲击,就会基本上是稳定的。所以,他们认为,凯恩斯主义所主张的干预经济生活的财政政策和货币政策能够生效的暗含前提是:政府可以出其不意的实行某种政策以影响经济生活。但是,政府要取得社会的支持,就不能在经济政策上对社会搞突然袭击,而要按照既定的规则和程序办事,这样,在理性预期条件下,政府的经济政策就是无效的了。 对凯恩斯主义的“积极宏观政策”新古典宏观经济学派的经济学家提出了三种批评看法:? (1)他们认为,日益增多的经验和理论证据表明,凯恩斯主义的经济政策在产量、就业或其他经济总量方面不会取得成效。即便在某些场合,凯恩斯主义的经济政策也许在一定程度上能影响经济生活,但他们不可能克服经济周期。 (2)新古典宏观经济学派经济学家认为,任何一种理论都应该明确的告诉人们经济政策的后果。政策的结果确定性越小,实施政策就要越小心谨慎,因为任何一项错误的政策都会将事情弄得很糟。而凯恩斯主义经济政策的结果大部分就是不确定的。因此,政策的制定就需要从容不迫,加倍小心,决不能用那些曾经使用过的大规模的凯恩斯主义措施去刺激经济。 (3)新古典宏观经济学家认为,对于许多凯恩斯主义经济政策,即使知道他们的结果,也仍然无法判断这种结果是不是符合公众的意愿。根据凯恩斯主义方法来制定经济政策的人,无法让经济中的个人去选择自己认为有良好结果的政策。他们是被迫选择这些政策的。其结果是,除非人们的偏好恰好和政策制定者的规定相配合,否则,这些经济政策很有可能是人们的处境普遍的变得更糟。 浅谈宏观经济学的教学与意义:宏观经济学教学中研究性教学的探讨 [摘要]宏观经济学具有理论的复杂性、发展性,表述方法多样性和实践多变性等特点。宏观经济学的教学目的不是仅向学生传授理论知识,更重要的是培养学生认识问题、分析问题和解决问题的能力,而能力的提高依赖于创造性思维的培养。研究性教学需以一定的创造性思维为基础,同时也培养学生的创造性思维能力。要使宏观经济学研究性教学达到目标,需以厚实的理论知识和丰富的数据资料为基础,以教学团队形式和教师的科研来推动实施,要重视指导学生掌握研究经济问题的方法,引导学生学会观察问题并改变错误的认识,要关心学生学习并为之提供必要的认知条件。 [关键词]宏观经济学;研究性教学;创造性思维 宏观经济学是我国高等院校经济类和管理类专业的专业基础课,是技术类、工程类、人文社科类及有关学科的专业选修课,也是国内大多数学校经济类和管理类研究生入学考试的必考课程。它具有理论的复杂性和发展性、表述方法的多样性、实践的多变性、与经济现实的联系性等特点。国内高校在开设该课程时,一般以西方经济学中的宏观经济理论为主要教学内容,再结合中国经济实践加以分析讲解。但是,西方经济理论中的宏观经济学是在西方市场经济发达国家发展起来,并用来分析这些国家经济问题的。西方国家以私有制为基础,经济结构相对完整,企业有充分的活力,对宏观经济政策反应较为敏感;商品市场、货币市场、劳动力市场等发展充分,为政策在各类市场的传导和协调,提供了较好的条件。这样,无论是以需求为导向,还是以供给为导向的政策工具均具有重要的理论意义和实践意义。而由于机制惯性,处于转型时期的中国企业尤其是国有企业,要真正成为具有经济性、营利性和独立性的主体,还需要继续改革。诸多方面因素的制约会使西方宏观经济政策工具在中国的运用效应大打折扣。同时,在课序上多数专业宏观经济学课程是在低年级开设的,由于学生缺乏对西方经济社会的了解,针对中国经济的快速发展,在学习过程中,学生往往结合中国经济发展状况来理解西方宏观经济理论,经常会得出错误的结论。因此,实际上宏观经济学教学的目的不再是仅向学生传授理论知识,更重要的是培养学生的认识问题、分析问题和解决问题的能力,而能力的提高依赖于创造性思维的培养。通过研究性教学,可帮助学生科学地理解西方宏观经济理论和中国宏观经济的发展,具有重要的理论和现实意义。 研究性教学作为一种教学模式或教学理念,体现在教与学的全过程之中。它要求我们根据不同课程的特点,有效利用教学资源和环境,充分发挥学生的主体作用,最终实现教学的目标[1]。在宏观经济学中开展研究性教学,应从以下方面着手: 一、要以教学团队形式和教师的科研来推动实施 在大多数院校,宏观经济学的教学都是由若干教师同时承担的,这样就可以形成教学团队。研究性教学涉及的范围相当广泛,如果单凭个别教师的专业知识,在指导学生的时候可能会感到捉襟见肘,因而充分利用不同教师的兴趣爱好、专业特长等资源至关重要。如有的教师对西方理论与中国经济的结合颇有研究,有的教师对宏观经济学的多媒体教学倍感兴趣,有的教师偏好于宏观经济数据的分析,有的教师热衷于对社会经济问题的认识,有的教师对计量经济模型较为精通等,这些都是宏观经济学研究性教学所必需的资源,因此,宏观经济学研究性教学要尽可能采用团队形式。近三年来,由笔者指导的学生论文,1篇论文获得全国大学生“挑战杯”比赛奖,3篇论文被评为“江苏省优秀论文”,2篇文章获得“江苏省优秀社会实践调查报告一等奖”。这些虽然形式上是导师的成果,实际上是一个团队(这个团队有研究生、年轻教师、经济管理部门的领导和专家)的成果,是由团队共同努力而取得的。因为,无论理论探讨、数据调查,还是结构分析等,都是由团队一起来完成的。特别是涉及到计量模型,往往是这个团队的教师与学生共同确定研究方法,再由一位正在攻读博士学位的青年教师专门给予指导。青年教师在指导学生的过程中,掌握了更多计量模型的运用方法,个人也取得了较为优异的成果,成为一股新生的教学和科研力量。 宏观经济学研究性教学还要以教师的科研来促进学生的研究。一方面,教师要有科研,科研造诣高,教师在课堂上才会给学生更多的启迪和思维[2]。不做研究,只搞教学,只是教书匠;只做研究,不搞教学,则不是教师。近年来,笔者所在教学团队的教师主持国家、部省级、厅局级课题近30项,大多数是围绕现实经济问题而设计的。在研究过程中,笔者团队尽可能地引导学生参与课题资料收集、实地调查、数据分析、报告撰写等,调动学生学习的积极性,取得了一批成果。此外,要做好教学工作,还必须进行教学研究,通过教学研究课题去研究教学模式、课程体系、教学规律、教材和教学方法,等等。另一方面,要引导学生参与科研。学生参与科研训练有两种模式:一种是学生参与到教师的科研项目和研究小组中,承担部分基础工作;一种是学生自己提出项目方案,并在校内或校外自主联系指导教师。笔者在进行“经济增长理论”教学设计时,曾组织师生参与了一个地 区委托课题的调研工作,主要探讨该地区民营企业的状况,如对经济增长的贡献、存在的问题和进一步发展的障碍等。通过历时近一个月的调查,学生对不同类型企业的职工来源、文化程度、工资水平,企业家成长过程,企业投资选择及并购,产品生命周期,市场销售及竞争等诸方面感受很深。这份由学生完成的调查报告得到了该区区委和区政府的高度重视,为此该区还组织了广泛的学习和宣传;研究报告获得了“2006年江苏省大学生优秀调查报告一等奖”;并且,其中一名学生还利用调查中的数据完成了自己的毕业论文,获得“2007年江苏省大学生优秀毕业论文二等奖”。 二、要以厚实的理论知识和丰富的数据资料为基础 研究性教学要求学生有一定的观察力,善于观察各种事物之间的联系,从而提出问题[3]。但对于刚接触专业基础课,缺乏理论知识基础和宏观经济的感性认识,又习惯于教师教学生学的被动教学模式的大学低年级学生来说,这种能力是不够的。因此,在教学中,教师既要帮助学生奠定扎实的理论知识基础,又要给学生提供一定的数据资料。 首先,开展研究性教学要为学生奠定扎实的理论知识基础。经济学学派很多,不同的学派假设条件、理论基础、分析方法、政策主张存在着较大的差异,同一种经济现象可以用不同学派的理论来解释,而同一种理论可以用来解释不同的经济现象。从理论体系上来看,如果不能让学生涉及到更多学派的理论,学生即使对现实经济进行了调查,也无法选择适当的理论给予合理的解释,从而也就难以达到教学的目标。在开展研究性教学之前,要对宏观经济学的基本概念、基本原理和主要学派理论的形成与发展、主要结论、政策主张作详细的讲解。比如,为什么现在用GDP而不用GNP作为最基本的经济总量?根据消费函数,消费决定于收入,是什么含义的收入?投资究竟是由什么决定的,是利率、资金数量,还是长期利润率的预期?劳动力市场的非均衡性表现在哪些方面,如何解决?凯恩斯反对用削减工资的方式增加就业,但克林顿担任美国总统期间却采用了低工资政策,实现了高就业,带来了美国经济的增长,对此应如何理解?等等。在教学中,笔者团队遵循“理论—问题—政策”的思路,首先强化理论模型的讲解,让学生奠定良好的知识基础。在理论与实践的结合上,我们还设计了“走近经济学”等经济学基础知识竞赛活动,通过竞赛,让低年级学生认识经济学的基本要求和学习中存在的问题,激发他们的学习兴趣;也让高年级的学生看到他们在经济学基础上存在的差距,特别是给准备进行社会经济调查和考研的学生指引方向。 其次,要给学生提供中国和西方国家宏观经济的背景资料。社会实践、原型启发、问题意识和丰富的资料等,都是创造性思维不少缺少的条件[4]。考虑到该课程理论性强,分析方法独特,与现实生活密切相关,流派林立,并且随经济现实的发展而发展,是一门发展变化最大的课程。对此,笔者所在教学团队研究与借鉴相结合,为学生学习宏观经济学提供丰富的理论与实践资料。近三年来,为了及时跟踪理论前沿,我们组织教师就西方宏观经济理论的新进展和新发现、宏观经济学研究范式的转变、宏观经济理论的运用等进行了广泛的研究探讨,形成研究报告近20份;为了强化西方经济理论与中国经济发展的结合,我们组织教师对中国经济分析面临的挑战、可持续发展理想模式的探讨、新增长理论与中国经济、投资与经济增长、失业问题及其对策、经济波动与经济政策、中国的通货膨胀问题等进行了专题研究,形成研究报告10份。这些专题性教学辅助资料,为学生研究性学习提供了相对便利的条件。 三、要重视指导学生掌握经济问题研究的方法 宏观经济学有很多独特的研究方法,实证分析则是最主要的方法之一。如何让学生用这种方法去研究现实经济问题呢?第一,在课堂讲授中,要教会学生对经济变量进行科学的界定(即定义)。比如什么是经济学?经济学是研究一定制度下稀缺资源配置和利用的科学。简单的一句话,却有多层意思,首先,经济问题是由于资源的稀缺性引起的,没有资源的稀缺也就不需要经济学了;其次,由于资源的稀缺带来了两大经济问题,即资源配置和资源利用问题,由此引导学生去了解和掌握这两个基本问题;再次,解决经济问题与基本经济制度有关,不同的制度之下,解决资源配置和资源利用的方式是不同的,这样引导学生去了解有哪些类型的制度及其特点;最后,经济学是一门科学,以此可以激起学生了解经济学发展历史及其演变的欲望。第二,注意假设条件。假设是一种理论所适用的条件,任何理论离开了假设可能就不成立或不完全成立了。学生在以往的学习中往往习惯于现成的答案,满足于对结果的记忆,他们并没有认识到假设的重要性。教师在讲授之前可以让学生回答一个问题:三角型的三个内角和是多少度?小学生都知道的,大学老师问出了这么简单的问题,学生很少有直接回答的,他们在思考!如此,教师的目的也就达到了(事实上,180度是有条件的,即平面上)。通过与过去知识的联系可以让学生意识到,学经济学不是背概念、原理或结论的。第三,关注理论的表述方法。一般来说,经济理论可以用文字、表格、图形或函数关系来表述。在既往的学习中,数学与经济等理论是分离的,也许一个学生数学学得很好,但在经济生活中究竟有什么意义,他可能不太清楚。比如,曲线的斜率表示什么?它表示不同变量变化之间的关系,正斜率越大,表明横坐标的变化比纵坐标的变化速率要慢,即横坐标的变化对纵坐标的变化不够敏感,或者说是缺乏弹性的。教师可让学生回忆自己所学的数学知识,并对日常生活中所遇到的诸多变量之间的关系产生联想,从而创造性地用几何方法分析更多的经济问题。 四、要引导学生观察问题、改变错误的认识 培养学生强烈的问题意识非常重要。“非这样不可”、“非理解不可”、“非搞出个新方案不可”、“人家能干我也能干”,这些心理情绪使得人们爱动脑筋,这样就能排除困难和挫折,从而找到问题的答案,达到创造发明的目的。怎么去找问题呢?方法是很多的。可以引导学生参与教师的课题,或进行资料数据的检索,或进行社会调查,让学生更多地了解与所设想的事物(现象)相似之处,从而引起联想。比如,可以组织低年级学生去应届 毕业生招聘会调查,这样他们不仅能了解一个层面劳动力市场状况,还能了解社会对当代大学生的要求,从而在理论和实践上做好就业的准备。我们在讲授失业与就业理论时,指导两个苏南籍的学生在苏南地区选择典型地级和县(市)级单位各一个,分层次探讨劳动力需求结构特点;两个苏北籍的学生在苏北选择典型地级和县(市)级单位各一个,分层次探讨劳动力供给结构特点。进而合作研究了江苏农村二级劳动力市场的非均衡性,并提出了“订单教育”是解决江苏农村二级劳动力市场非均衡问题有效途径的建议。学生将理论知识准备、数据的收集整理、论文的撰写等通过合作研究形式,融为一体,最后不仅这份研究报告获得“江苏省大学生优秀社会实践调查报告一等奖”,而且这四名学生的本科毕业论文均被评为优秀。另外,教师指导的学生开展研究性教学取得成绩的时候,对以后的学生也产生了示范效应。一方面,学生研究成果的推广,丰富了教学内容;另一方面,也可以激发学生的主动性,调动他们开展研究的积极性。 在研究性教学过程中,教师还要引导学生改变以往错误的认识。如总量是反映了整个经济运行情况的经济变量,较多的经济总量之间是相互联系、相互作用的,由于缺乏对实际的了解,学生学习时往往凭感觉理解理论,容易形成错误的观点。比如:A=B,能否得出A+C=B+C?这在数学中是没有问题的,但以此来解释经济现象时,就要考虑各变量之间的关系了。如果等式两边是独立变量,不受其他因素影响,上述结论是成立的。当等式两边是非独立变量时,如在左边增加C时A会增加,右边增加C时B会减少,上述结论就不成立了。由此,可以让学生更好地理解和掌握财政政策的“挤出效应”和三种国民收入决定模型之间的关系了。再如,从现实经济运行来看,究竟是欠发达地区,还是发达地区资金短缺?学生的感觉上是欠发达地区穷,缺乏资金;而发达地区富,资金充裕。事实上,资金在发达地区投资收益更高、机会更多,从而发达地区更容易出现资金短缺;考虑到投资收益和投资风险,欠发达地区的经济系统中反而资金过剩。 五、要关心学生并为之提供必要的条件 低年级学生对研究性教学有热情,但往往把握不住重点和难点。教师在进行教学设计时,要与学生一起对主题研究的重点进行分析,并充分估计到研究过程中可能出现的困难。采用SWOT法,根据参与学生的知识基础、性格特征等,对以往学生活动中出现的共性问题进行剖析,帮助学生做好知识和心理的准备;同时,要对主题研究的外部环境利弊进行分析,提高研究活动的针对性,减少学生在方案实施过程中的不确定性。比如,在调查过程中涉及到个人隐私或企业秘密时,如何打消被调查者的思想顾虑获得可靠的数据,这既要辅导学生有关心理学等方面的知识,又要指导与被调查者接近和交谈的方式等。此外,建立可供学生进行调查的渠道,对研究性教学活动也是很重要的。在教学设计时,要尽可能征询与主题有关的政府部门、企业和社会专家的意见,收集相关的资料信息,建立调查访谈渠道,为学生开展调查研究提供参考资料和便利条件。长期的教学工作中,笔者团队已经培养了一大批各种类型的学生,他们中很多人或在经济建设主战场上,或在经济管理部门工作中取得很大成就,邀请他们参与指导学生,或直接对他们进行调查,使得研究性教学更加经济和有效。 浅谈宏观经济学的教学与意义:探析宏观经济学教学中课题研究式教学的运用 【论文关键词】宏观经济学 研究式教学 课题研究 【论文摘要】课题研究式教学以来源于实践的真实问题为基础,通过学生的亲身体验培养,培养学生经济学分析能力和解决问题的能力。本文结合教学实际经验,系统介绍了宏观经济学教学应用课题研究式教学实施过程,并提出了需要注意的问题和解决措施。 宏观经济学是我国高等院校经济类专业开设的一门重要基础课程,在培养学生经济学理论知识和经济学分析能力方面发挥着重要作用。经济学是一门学以致用的学科,具有极强的社会实践性和问题导向性,特别是宏观经济学相对于微观经济学而言具有更为突出的应用性,在西方发达国家很有经济政策的制定者同时又是著名的经济学家,例如曼昆和保罗·克鲁格曼,往往是在大学和政府机构交叉任职,这表明了宏观经济学确实是一门来源于国民经济运行和管理的实践性学科。由于宏观经济学涉及到复杂多样的国民经济运行情况,加之我国社会主义市场经济体制尚处于发展完善中,市场运行机制和管理模式相对于国外还不是很成熟,因此,很多经济问题不同于国外,例如房价、消费者物价指数等等,往往具有特殊的发生背景和形成特点,按照一般经济学原理理解起来比较吃力,而我国高等院校多在大学一、二年级开设宏观经济学基础课,学生的知识储备和实践经验薄弱,理解能力还有待提高,这又为宏观经济学教学工作带来了不少困难,传统满堂灌式的教学方式不利于真正培养学生们经济学思维能力以及分析、解决问题的能力。因此,通过着眼于培养学生分析理解能力的研究性教学,可帮助学生科学地理解西方宏观经济理论和中国宏观经济的发展,对培养学生的经济实践能力具有积极意义。 研究式教学尚无明确定义,一般认为研究性学习是在教师指导下,从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。我认为研究式教学有广义与狭义之分,广义的研究式教学指的是一种普遍适用的研究性地教,研究性地学,并把二者有机结合起来,贯穿于教学全过程各个环节的新的教学理念与方式。它的特点是适用的普遍性。狭义的研究式教学则是指就某一重大理论问题或现实问题进行专题研究,以增强学员素质,提高学员能力为目标,以研究解决重大理论问题或现实问题为导向的一种新的教学理念与方式。在实际教学过程中,人们很难将两种方式截然分开的,而是将两者有机结合在一起。 一、课题研究式教学实施过程 高等院校教学目标就是为国家和社会培养具有一定理论基础和实践能力的现代化人才,而体现高校教学工作的直接标准就是培养出来的学生能否适应社会经济发展需要的创新型人才,创新性直接表现为学生的理解能力、分析能力和解决实际问题的能力,上述能力的培养都离不开在校期间扎实的以研究能力为核心的综合能力培养。下面,结合我在宏观经济学教学实践,就如何开展课题研究式教学谈谈个人体会。 1.课题选择。这里的课题选择不是单纯的学术研究,而是要充分结合教师学期内承担的宏观经济学课程,研究目标都要与你所要讲授本课程的教学内容是有关的。在教学实践中,我承担的宏观经济学课题主要有两个来源,一个是教学本人承担的研究课题,例如教师承担或参与的学校立项课题、部级社会科学基金、自然科学基金课题以及承担的委托课题等;二是要求学生自己选择当前重要的社会经济问题,例如,房价问题、人民币汇率、债务危机等。对于前者,由于教师本人自己承担的课题,熟悉本领域发展前沿和存在的问题,能够较好把握课题范围和发展方向,因此,一般也是由教师本人确定课题方向,让学生们在已有范围内自己选择;对于后者,这些课题都是学生们自己自由选择下来的,学生之间的水平和经验差异较大,影响到所选课题的水平也是参差不齐,因此,教师必须参与到最终课题的选择确定上来。我往往组织学生进行小规模的开题报告,让学生利用短短几分钟时间汇报一下自己选题的原因和想法,教师在这方面必须控制好课题难度,课题是否与课程相关、是否与学生实际水平相适应。通过上述两种方式,就可以大致确定本学期展开研究式教学所需的课题了。 2.课题调研。研究式课题以学生小组为单位展开,小组成员不超过5名。调研需要提前布置,因为在学期初已经就学生负责组织的课题了,在确定教学日历、教学进度安排、考核文件时就应该将课题研究工作结合进来。由于学生普遍缺乏基本的研究基础,经验缺乏,教师应就课题研究工作进行专题讲座,让学生了解研究工作过程、关键环节,特别是前期的文献资料搜集、资料归纳、问题提炼是必须重要讲解的。在我们的教学实践中,学生组织进行课题调研的途径包括:一个是学生利用互联网搜集与课题相关的资料,这部分资料绝大多数是与数据等实证资料;另一个是教师组织学生到学校图书馆查阅图书文献,同时到中国知网等专业性文献检索网站检索文献,也让学生们掌握基本的文献检索方法,积累初步经验,为进一步深入研究和毕业论文写作奠定一定基础。此外,根据课题的实际需要,我们还组织学生有针对性的开展实践调研,例如组织问卷调查、实地走访等方式。 3.课题讨论。课题分析讨论是课题研究式教学的关键环节,讨论的具体形式、时间安排、点评均由教师主导。在实际组织过程中,首先由教师介绍课题相关的背景知识和前沿课题发展,重点放在目前研究现状中可能存在的问题和将来可能的创新方向上,然后要求每个小组组长汇报本小组研究过程、研究内容、提出问题和介绍观点,小组其他成员补充意见,其他同学就此课题汇报情况展开讨论,教师在此阶段发言要少,把更多机会让给学生。但教师在此阶段却扮演着极为重要的角色,其作用主要有:调控学生发言,控制课堂时间,让每个人都有充分的机会表达思想,并让发言集中在学术层面;引导学生发言,启发那些在发言和表达思想上有一定困难的研究生,同时就有关背景知识可做进一步补充;发现问题。研究生在课堂上提出的技术途径一般而言都不可能是成熟的,教师应及时发现研究生所提技术途径所存在的问题,促使其做进一步的思考。讨论局限于课堂上,学生们对同一问题的不同观点交锋都可以通过网络学堂“研究式教学”专栏出来。个人的研究文章也在这个期间完成,字数可规定1000字以上。小组集体研究成果和个人研究成果均通过网络学堂“研究式教学”专栏出来。 4.课题总结。经过上面充分讨论交锋,我们发现学生对自己负责的课题显然有了充分的知识积累和信心,这是值得鼓励的,但是,课题研究最终目的还是服务于教学,因此,我们要在最后对课题研究成果进行总结,首先要肯定目前研究中已经取得了进步,特别是要表扬那些能够运用教学课程中基本原理、基本概念解决实际问题的学生,还有能够不囿于已有理论观点大胆提出自己独立见解的学生。在对学生研究成果进行总结时,必须要始终将学生的思考出发点拉回到教学内容上来,例如,我们讨论灾害影响有益还是有害时,可以归结于人们对GDP基本概念的理解,也可从中发现GDP局限性。通过由实践到原理的循环反复,让学生恍然大悟,或由于英雄所见略同而带来极大成就感,所以这些方式适合于学生感性、好奇的特点,可以让学生们更加重视对课程中基本知识的学习以及实际的应用能力。 二、课题研究式教学中注意的问题 1.加强教学团队建设。宏观经济学教学内容极其丰富,而其所联系的社会经济问题更是复杂多变,包罗万象,非常具有挑战性。因此,研究式教学对教师本身提出了更高要求,单独依靠一两个教师承担起来,是不可行的。一个有效的方法就是形成了稳定的教学团队,在团队中不同教师具有不同研究方向和科研基础,有的可能擅长财政政策、货币政策分析,有的可能更喜欢研究汇率问题,有的擅长于计量模型分析。实践证明,不同专业背景、研究经历的教师组成教学团队的效果会更好。 2.加强教师科研工作。宏观经济学课题研究式教学难度要超出一般意义上的教学方式,主要是因为它要求教师要承担起比平时更多的教学备课任务,不但要熟知教材上的内容,还要熟悉掌握本专业发展前沿问题,了解最新的研究文献,并对研究课题有一定的研究积累,对问题有自己的观点,能够从实践中发现经济学原理的根源,对学生的研究内容、分析方法、观点建议及时给予指导,引导学生按照教学要求有效开展课题研究,既要有一定的自由度和研究空间,又不能任由学生发挥,要时刻体现教学要求。显然,这对教师的科研工作提出更高要求,如果教师没有或很少承担、参与课题研究,就不可能持续关注学术前沿发展动态,深化自己的研究课题,在研究观点和研究方法上就不能有创新,就会大大降低研究式教学的实际效果,导致学生消极参与。 3.加强研究方法指导。在宏观经济学分析方法中最重要的是实证分析法,为此,我们需要在教学工作中注意三方面:第一,在课堂讲授中要求学生掌握最基本的经济变量定义。第二,注意假设条件。我们都知道假设是一种理论所适用的条件,任何理论离开了假设可能就不成立或不完全成立了。学生在学习中往往习惯于现成的答案,满足于对结果的记忆,他们并没有认识到假设的重要性。第三,关注不同理论的表述方法。一般来说,经济理论可以用文字、表格、图形或函数关系来表述。在既往的学习中,数学与经济等理论是分离的,也许一个学生数学学得很好,但在经济生活中究竟有什么意义,他可能不太清楚。比如,曲线的斜率表示什么?它表示不同变量变化之间的关系,正斜率越大,表明横坐标的变化比纵坐标的变化速率要慢,即横坐标的变化对纵坐标的变化不够敏感,或者说是缺乏弹性的。教师可让学生回忆自己所学的数学知识,并对日常生活中所遇到的诸多变量之间的关系产生联想,从而创造性地用几何方法分析更多的经济问题。 4.注意激励与疏导。大学生承担课题研究,既有优势也有不足,优势体现在求知欲强烈,有热情,缺点是经验缺乏,方法不得当,有时由于遇到困难和挫折,情绪低落,缺乏耐心。还有就是个别学生性格比较内向,发言不积极,不愿意接触社会实践,只对理论学习很感兴趣。因此,这就要求教师进行教学设计和安排时,要针对学生特点和可能遇到的困难,设计实施方案和应对措施,根据参与学生的知识基础、性格特征等,对以前研究活动中出现的共性问题进行分析,帮助学生做好知识和心理的准备;同时,要对课题研究的外在环境利弊进行分析,提高研究活动的针对性,减少学生在方案实施过程中的不确定性。既要辅导学生有关心理学等方面的知识,又要指导与被调查者接近和交谈的方式等。在教学设计时,要尽可能征询与课题有关的政府部门、企业和社会专家的意见,收集相关的资料信息,为学生开展调查研究提供参考资料和便利条件,建立更多针对学生研究课题的调查渠道。 三、结论 课题式研究教学是一种将科研和教学有机结合起来旨在培养学生经济学分析能力、解决问题能力的教学方式,它突破了传统的教师为主导的灌输式教学方式,强调学生的主动参与和亲身体会以及基于目标达成的问题解决。对于教师而言,通过课题式研究教学选择教学内容作为研究课题,在过程中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的社会实践能力,真正将教学活动转变为学生为主体的发展过程,以教学促进科研,以科研带动教学,实现了教师与学生、教学与科研共同促进、共同成长的良好循环过程。
1引言 近年来,在“互联网+教育”时代背景下,混合式教学改革及实践得到了迅速发展[1]。相比于以教师为中心的传统课程教学,线上线下混合式教学通过引入现代信息化技术,创新工程教育理念、内容和方式,能够有效实现教学空间、时间、方式和评价等的混合[2]。其充分结合在线教学和面授教学的优点,以学生为课堂教学的主体,借助多样化的全过程教学活动及手段,激发学生学习积极性和主动性,满足个性化及高阶性需求,从而提升人才培养成效。在混合式教学模式下开展课程思政建设,是回应“为谁培养人、培养什么样的人、怎么培养人”等重大理论和实践问题的重要途径,是实现“立德树人”和“三全育人”的重要举措[3]。与思政课程的显性教育不同,课程思政立足于专业教育,依托教学大纲与内容,通过挖掘和提炼相关思政元素,在进行专业知识授课的同时,隐性开展思政育人,从而达到“润物细无声”的教学效果,实现专业课程与思政课程的协同育人、同向而行。由于其专业性、客观性和科学性等特征,工科专业课程思政育人开展仍旧存在一定困难和问题。如何在工科课程线上线下混合式教学中,有效避免思政教育和专业教育的“两张皮”问题,真正的实现立德树人,是需要解决的当务之急。汽车理论作为典型的车辆工程类及交通运输类专业必修课,其先修知识要求高,需要掌握理论力学、机械原理与汽车构造等课程的相关内容,同时课程教学内容量大,知识重点和难点多,要求学生具备较高的逻辑思维和理解能力,因此无论是教师授课还是学生学习,都存在一定的难度[4-5]。为了进一步提高学生学习积极性和自主性,强化课程专业知识及思政育人的教学效果,课程组进行了基于超星学习通教学平台的线上线下混合式教学改革,将现代信息化技术贯穿于整个教学全过程,提供丰富多样的教学活动及全面立体的考评体系,提高学生学习效率和效果。同时,结合专业特色与课程内容,深入挖掘和提炼与汽车理论知识点相关的思政元素,有机融入混合式课程设计,从而实现学生专业能力和政治素养的共同提高。 2基于思政育人的课程目标设计 课程目标作为整个课程体系中关键的一环,是落实课程最终教学效果的立足点和出发点。结合汽车理论课程特色及最新研究成果,根据交通运输类专业培养的知识、能力、素质要求,完善和优化课程教学目标是课程改革的关键。为了切实贯彻立德树人根本任务、积极推动《汽车理论》课程思政建设,需要寓价值观引导于知识传授和能力培养之上,确立知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”的课程目标[6]。为满足本专业人才培养需求,《汽车理论》课程知识传授目标要求学生掌握汽车理论的专业基础知识,能够通过分析汽车各使用性能的主要影响因素,提出改善汽车性能的有效方法和合理途径,具备解决复杂工程问题的初步能力;能力培养目标要求学生能够运用汽车理论基本原理和知识,采用科学方法分析相关复杂问题的特征,计算汽车主要性能评价指标。能充分考虑汽车使用性能所涉及的试验方法与性能指标的影响,正确选用或搭建实验系统,完成实验数据的采集、整理;价值塑造目标体现为在授课过程中结合汽车发展史、技术创新、节能减排、交通安全等内容,进行思政元素的全过程隐性融入,培养学生的家国情怀、环保意识、创新意识和职业道德等。 3融入课程思政的混合式教学实践 3.1融入思政元素的线上课程建设 围绕基于课程思政理念修订后的《汽车理论》课程大纲及教学目标,结合专业特色与要求,进行课程知识点的提炼及整理,完成线上教学视频及章节测试习题的建设(如图1所示),并于课前发布学习任务点,通知学生提前完成教学内容预习及自我检测;在进行线上教学资源建设时,充分发掘与课程知识点相关的思政材料,如我国汽车产业发展史、科技前沿、能源与环保、安全与社会责任等,对收集材料进行汇总与筛选,并有机融入教学视频与测试习题,同时提供相关扩展阅读材料,开阔学生专业视野,激发学习兴趣,满足个性化学习需求,为课堂教学提供良好的基础与准备。 3.2以学生为主体的课堂教学 传统课堂教学模式以教师为主体,忽视了学生群体在教学活动中参与、体验和反馈的重要性,而先进便利的信息化教学平台为提高学生参与度,扩展课堂教学时间和空间,满足个性化及高阶性需求提供了可能。在课堂教学中,依据学生课前任务点的学习情况及章节检测统计结果,对重难点知识进行针对性讲解,实现线上基础知识自学和线下重难点进阶的良性互补,达到深化教学内容和提升教学效果的目的;借助线上教学平台的多样化功能,如扫码签到、随堂练习、主题讨论、分组任务等,开展丰富多元的教学活动,充分调动学生的课堂积极性,扩大参与范围并提升参与程度[7]。在授课过程中因势利导融入“课程思政”元素,结合课程相关前沿与热点素材、时事新闻、行业发展与科技创新等内容,对线上教学素材中设置思政点进行内容更新及再讨论,深化课程思政育人成效。以学生分组任务教学活动为例,根据课程学习内容,所提供的课程思政相关参考专题如表1所示,主要包含科技发展、节能减排和道路安全三部分,学生可根据提供专题或自主选题进行调研和总结分析,形成研究报告并进行课堂ppt汇报,从而提高学生文献搜集能力和综合分析能力,锻炼团队协作能力和交流演讲能力,并引导学生树立正确的人生观和价值观。 3.3体现育人成效的全过程考评 传统课堂教学更多依赖期末考试的成绩进行课程目标评定,考核方式较为单一,不能充分反映育人成效。借助超星学习通教学平台的数据分析和统计功能,建立多主体、多维度和多方式的全过程考核评价方式及体系。针对基于思政育人理念修订的“三位一体”课程目标,采用过程化评价、同学小组评价等多种考核体系,全面系统的进行课程目标达成度分析,从而为教师改进和完善教学方式提供全面参考[8]。不仅对知识目标和能力目标进行考评,而且在过程性考核及期末考试全过程中,针对性设置思政育人考核内容,体现课程思政目标达成情况。课程教学考评由期末考试成绩(70%)和过程性考核成绩(30%)综合评定,改变以往平时成绩简单由考勤签到和课后作业两部分按权重计算的模式,其中过程性考核包括线上学习、课堂活动、实验实践等,具体如表2所示。在分组任务活动中,除了教师打分之外,同时将各组互评成绩纳入统计范围,提升考评结果的客观性,提高学生作为课堂主体的参与感,促进学习积极性。同时,建立考核评价反馈机制,课程教学及考核结束后,采用匿名投票、邮件发送、课程评价等方式收集学生反馈信息,课程组进行针对性改善和提升,优化专业知识与思政元素融合方式,提升教学方式方法,改进教学评价体系,不断提升课程教学效果。 4课程改革成效 在一年多的汽车理论课程教学改革实践中,坚持以学生为中心,通过融入思政元素的线上线下混合式教学,实现了课程教学全过程的效果反馈及动态调整,使知识点的掌握程度与运用水平有所提升。对比同一专业、不同年级学生发现,2020-2021学年学生综合成绩平均分为78.50分,而2021-2022年则提高至83.77分,说明教学改革效果显著。同时多样化的教学活动及考核方式,以及课程思政协同育人有效提高了学生学习的积极性,在促进汽车理论专业知识的学习的同时,拓宽了学生的专业视野,培养了思想政治修养。分组任务学生汇报ppt具体内容包括“汽车节能减排技术论述—以EGR系统与发动机启停技术为例”、“从草根到巨头—吉利汽车进化史”、“道路交通事故的主要原因及预防措施”、“汽车动力性与科技发展—我国动力性关键零部件研发生产历史与现状”等,学生通过自主选题、小组分工、查阅资料、报告编写、ppt制作等,较为圆满的完成了分组任务,其文献资料搜集汇总、团队交流协作、专业知识综合运用等能力得到了充分锻炼。通过分析课程考核结果和计算课程目标达成度发现,该课程的所设计的三个教学目标达成度分别为0.83、0.78、0.92,均达到课程目标标准值0.65以上,尤其是素质目标达到了0.9以上,说明课程思政元素的融合内化有效提升了育人成效,融入思政理念的课程改革,在提高专业知识水平的同时,培养了学生的思想政治素养。 5结语 在当前信息化快速发展的背景下,混合式教学模式由于其特有的优势,逐渐成为课程教学的一种必然趋势。在多元化全过程教学活动中有机融入“课程思政”,是实现立德树人培养目标的有效方法。针对专业特色及课程特点,开展了基于课程思政理念的《汽车理论》线上线下混合式教学课程改革。通过深入挖掘和持续提炼思政元素,将思政育人贯穿至课程目标、在线课程、课堂教学及考核评价中,在培养学生专业知识的同时,提高学生思政素质,实现立德树人的培养目标。改革实践结果表明,通过在混合式教学中融入思政元素,有效提高了学生专业知识学习成效,较好的实现了所设计的课程目标,同时提高了学生思想政治素养。 参考文献: [1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9. [2]张锦,杜尚荣.混合式教学的内涵、价值诉求及实施路径[J].教学与管理,2020(09):11-13. [3]张大良.课程思政:新时期立德树人的根本遵循[J].中国高教研究,2021(01):5-9. [4]张坤,魏东坡,王学军,等.《汽车理论》课程教学改革研究与实践[J].汽车实用技术,2020(13):233-235. [5]慕文龙,王振锋,王恒,高献坤,王庆朋.工科课程思政教育探索与实践——以“汽车理论”为例[J].时代汽车,2021(19):65-66. [6]黄相璇,刘啸天,邵友元,等.“课程思政”融入高分子化学混合式教学改革的实践[J].高分子通报,2021(11):89-93. [7]吴心平,韩亚赛,冯天培.模块化课程思政在汽车理论课程教学中的应用实践[J].河南教育(高等教育),2021(12):54-56. [8]彭才望,孙松林,唐琦军,等.“发动机原理”混合教学模式中融合课程思政的教学探索与实践[J].南方农机,2021,52(20):174-178+190. 作者:慕文龙 王振锋 曲建华 高献坤 周开塬 单位:河南农业大学机电工程学院
摘要: 对大数据理论与技术基础课程的线上教学改革实践进行研究。在开课前要进行一系列的准备:对学生进行调查,明确教学目标,制订教学方案,选择教学平台。从调查结果来看,学生前期均学过C语言、统计学等课程,已经具备了一定的数学基础和相关专业知识基础,并且对大数据处理技术具有较高的学习欲望,比较热衷于大数据在各领域的应用。考虑到单独使用一种教学平台或方式可能存在一定局限性,课程组决定采用“录播+直播+研讨”的方式进行线上授课,录播课以千聊为主,直播课以钉钉为主。在教学过程中,要始终围绕课程目标来预设讲授的重点内容框架,选择适合学生的教学方法,结合实际案例形象生动地阐述现有大数据技术、平台及框架。在教学方法的改革过程中,教师要把握好对课程内容的调整力度,加深对课程的探索,不断优化教学方法。 关键词: 大数据理论与技术基础课程;线上教学改革 “互联网+”时代为高等教育的混合式教学发展提供了机遇,线上教学成为了高校教学改革的方向,线上线下融合教学将成为未来高校教学的主流[1-4]。2020年,海军航空大学航空作战勤务学院研究生选修课程大数据理论与技术基础课程组组长负责组织成员进行网络教学平台的培训,要快速适应从传统的线下教学模式到线上教学模式的转变。经过一周的讨论和研究,课程组最终确定了“录播+直播+研讨”的教学模式,并围绕教学内容设计了合理可行的教学方法和手段,积极开展线上教学改革实践,帮助课程组成员对线上教学管理有一个全新的认识[5-9]。 1课程简介 大数据理论与技术基础是一门新兴的交叉学科课程,属于数据科学范畴,授课对象为电子信息专业、信息与通信工程及其他学科专业的硕士研究生;课程地位是专业选修课,是大数据技术的入门课程;先修课程有概率论、编程语言(C语言、JAVA)、数据库基础;后续课程有人工智能、神经网络等。该课程内容涉及广泛,除了编程的相关知识,还涉及数学、通信方面的知识,需要学生具有一定专业背景。目前,大数据专业普遍存在以下问题:(1)部分教师是计算机、电子信息、通信等专业毕业的,对大数据的理论虽然有一定研究,但在实践方面缺乏经验和创新;(2)一些高校对于该领域的人才培养体系还没有一套成熟的规划方案;(3)一些高校缺少可以用于学术研究方面的高品质数据;(4)进行大数据技术研究所需要的资源配置条件较高,需要投入大量的资金和场地,但一些高校在这方面没有投入太多预算。海军航空大学航空作战勤务学院自2017年开设了大数据理论及技术基础这门硕士研究生课程,设立这门课程的基本目标就是为了给同学们搭建起通向大数据知识空间的桥梁和纽带。整个课程在设计和安排上遵循以下原则:构建知识体系、阐明基本原理、引导初级实践、了解相关应用。通过对课程的学习,让学生掌握大数据处理的基础框架和前沿技术,把握大数据技术发展动向,提升数据分析能力。 课程主要内容包括:(1)大数据概述。主要讲大数据的基本概念、主要影响、应用领域、关键技术、计算模式,还有云计算、物联网、人工智能的概念及其与大数据之间的紧密关系;(2)数据采集与预处理。这是大数据分析全流程中的关键一环,直接决定了后续环节分析结果的质量,主要介绍了数据采集方法、数据清洗、数据转换和数据脱敏的方法;(3)大数据计算框架。主要讲Hadoop的发展历史、重要特性、应用现状、项目结构及其各个组件、平台的安装;NoSQL数据库与传统的关系数据库的差异以及NoSQL数据库的四大类型;Spark的基本概念、相比Hadoop的优势、生态系统和设计架构;流计算、图计算、云数据库及可视化技术;(4)大数据挖掘技术。主要讲数据挖掘概述、数据预处理、关联、分类、聚类、神经网络技术、深度学习、深度信念网络等内容;(5)大数据在各个领域中的应用。重点讲大数据在互联网、军事和工业方面的应用。 2开课前的准备 2.1对学生进行调查 课前准备是课堂教学较为重要的环节,课前调研有利于调动学生的学习兴趣,会决定教学效果,要做好课前资料的准备工作。课前阶段,教师以问卷调查的方式对某班次学生的教育背景和研究方向进行了调研,并收集学生对课程教授内容的要求和期望,让学生带着问题进课堂,结合学生的毕业方向在师生之间实现经验共享、多向交流,培养学生的创造性思维。调研结果显示:(1)该班次学生全部是硕士研究生,具有较高的学识基础;(2)该班次学生前期均学过C语言、统计学等课程,已经具备了一定的数学基础和相关专业知识基础,并且对大数据处理技术具有较高的学习欲望,比较热衷于大数据在各领域的应用;(3)对每一个学生的科研方向进行了调研,决定选取几种通用性大数据前沿技术来作为直播授课的内容;(4)学生遵循课程知识体系结构,系统地学习了大数据的基本框架、机理和算法,注重理论与实践,强调在科研中提出问题、分析问题、解决问题的能力。 2.2明确教学目标 理解大数据基本框架结构、数据挖掘的基本概念,掌握大数据挖掘技术中分析问题和解决问题的方法,能够运用聚类、分类、关联等数据挖掘算法解决实际问题,掌握大数据处理的前沿理论和技术,把握大数据技术发展动向,提升数据分析能力。 2.3制订教学方案 开课前,课程组组长组织全体课程组成员通过钉钉平台研讨教学方案和方式,并根据教材内容和教学基本要求,在开课前针对包括教学内容的教案和PPT按照适应网上教学的方式进行了详细整改。考虑到单独使用一种教学平台或方式可能存在一定局限性,而录播和直播混合的授课方式正好可以节省学生时间,学习时间可以由学生自由分配(录播),又能增强学生之间的互动(直播)。因此,课程组决定采用“录播+直播+研讨”的方式进行线上授课,并为课程组成员分配任务,分别完成电子教材的制作、视频资源的录制、文档编辑、课件制作、课后实验素材汇总、教学平台软件筛选等工作。 2.4选择教学平台 课程组对现阶段主流的教学平台进行了考察,包括智慧树、超星、雨课堂、中国大学慕课、钉钉、腾讯视频等,经过反复实验、筛选、对比,发现钉钉平台的空中课堂功能非常多,有强大的技术和资源支持,交互性强,具有很强的扩展能力,最终确定直播课程以钉钉平台为主,并建立钉钉群与学生进行实时交流,为学生答疑解惑。千聊平台由腾讯众创空间孵化,是微信上领先的直播平台,是国内领先的在线知识社区,各领域人才每天直播分享彼此的专业知识和经验,可实时进行互动交流。该平台支持现场在线,可听课,可和学友讨论,可向讲师提问,使用较为方便。它的录播功能简单易操作,学生通过微信就可以随时随地进行学习,因此,课程组选择以千聊和钉钉为在线教学主平台,其中,录播课以千聊为主,直播课以钉钉为主。 3线上教学实施过程 (1)在大数据理论与技术基础课程教学中,始终围绕课程目标来预设讲授的重点内容框架,选择适合学生的教学方法,结合实际案例形象生动地阐述现有大数据技术、平台及框架。课程中部分数据挖掘算法具有基础理论性强、推导过程繁琐等特点,加大了学生的学习难度,教师在讲的同时要将理论知识和实际应用相融合,引导学生尽快步入自主性、学导式学习的轨道,使学生能够用所学方法分析解决实际问题; (2)在替代式教学策略的基础上,教师要将主动参与教学策略和合作教学策略相结合,提倡学生主动思考、主动参与、主动实践,提高学生的搜索能力、自学能力、合作沟通能力。在实践性教学环节学习过程中,要求学生开拓思路,大胆尝试,根据自己的体会写出实验报告,包括实验目的、任务、原理、实现思路、结果分析及感想等内容,帮助学生进一步领会和掌握在课堂上学到的与数据挖掘算法相关的基本概念、基本原理及分析方法,激发学生的好奇心和求知欲,使他们乐于实践并深化理论,为今后智能计算的学习奠定基础; (3)在教学手段上,对于理论性通用性强、没有太大理解难度的内容(如大数据平台基础框架),可通过千聊录播的形式发给学生,学生可以自由选择学习时间和学习内容,大大提高了学习效率;对于互动性较强的内容(如数据挖掘技术、大数据前沿技术),可采用直播课的形式,通过探讨式、启发式的教学方式将理论知识介绍给学生,同时将一些优质的大数据方面的网络视频推送给学生,使学生既掌握了必备的知识和技能,又提高了自身能力和素质; (4)在直播课上,根据每个学生的研究方向与学生进行针对性交流和沟通,激发学生的学习兴趣,提高直播课堂的互动效果,这样能够达到预期的教学目标,顺利完成教学任务; (5)课程组对一系列大数据处理方面的科研项目数据和实验成果进行总结提炼,直接应用于大数据课程的教学中,其中先进的算法能够帮助学生了解现在大数据技术在实际中的应用情况,以最先进的科研成果促进课程建设,提高教学水平和人才培养质量。 4教学总结 课前,对学生的组成、学习兴趣和遇到的困难进行了调研,发现少数学生对与自己研究方向无关的讲授内容兴趣不够,接下来将进一步加强与学生的沟通。通过这次网络授课,让任课教师积累了一定的经验,在发现问题的同时也找到了一些好方法。网络授课比传统线下授课模式更加多样化,方式更加灵活,互动频率更高,可作为线下授课的有益补充,教师也可以借助网络平台不断更新自己的知识体系,提高教学能力。目前,一些网络平台已经上线了一些关于提升教学水平的课程,如比较热门的“逻辑链”“思维链”“高效教学”等新理念教学方法,这些对于教师的专业素养提升具有较大帮助[10]。网络教学平台涉及的领域很广,教师不但可以对各类专业知识进行多次反复学习,还可以通过国内外访学、跟产跟研、专家讲学、高校调研等多项举措及途径来提高自身的能力素质。在线上教学的讨论环节中,由于学生思维的发散性,可能出现一些突发情况,这也对教师的应变能力和对课堂的掌控能力提出了更高要求,教师不仅要对授课内容了如指掌,还要拓展一些课外的知识背景。另外,在教学方法的改革过程中,教师要把握好对课程内容的调整力度,加深对课程的探索,不断优化教学方法。 作者:贾舒宜 王海鹏 毛忠阳 唐田田 单位:海军航空大学航空作战勤务学院 信息融合研究所 通信教研室
0引言 应用型本科是以培养高层次应用型和技能型人才为目标的高等教育形式[1]。而地方高校培养人才的根本任务是以社会需求为导向,注重发展学生的实践能力及创新能力,培养行业和市场需要的应用型人才,以服务区域经济发展[2]。因此,应用型地方高校的土木工程专业应主动对接区域经济和建筑市场、土建企业对设计、施工和管理等人才的数量需求和技术要求,培养理论专业知识扎实全面、实践能力完备的高质量技能人才。作为土木工程专业人才培养方案的重要组成部分以及实现应用型土建人才培养目标的重要工具,实验教学是激发本专业学生创新精神、提高学生动手能力、培养学生协作意识、加强学生工程应用能力的关键手段和环节。本文结合滨州学院建筑工程学院的实际,探讨传统实验教学现状,以加强学生创新协作意识和动手操作技能为目的,对实验教学内容进行整合和优化,形成了适合应用型地方高校土木工程专业人才培养目标的实验教学方法。 1传统实验教学现状 目前国内高校通常将相关实验分为“基本”“设计”和“综合”三个层次,以构筑土木工程实验教学体系。绝大多数高校可以开出材料力学、结构力学、土木工程材料、钢筋混凝土等常规实验项目,满足土建专业学生基本的实验实践需求。但是对于应用型地方高校的土木工程专业,实验教学仍然存在以下无法轻视的问题。 1.1实验类专职教员短缺,实操业务水平有待提高 工程类实验实践具有专业性强、危险性高的特点,因而对指导教师提出了较高的技术和责任要求。为了保证师生安全和教学质量,需要将学生拆分成小班和小组分次授课,使得实际开出学时翻倍。如万能试验机的相关实验操作危险系数较高,为保障安全的实验室操作空间,常常采用同时指导8~10人/次的授课方式,即一个30人的班级需要开课3~4次,对教师指导和实验管理的工作量要求较大。目前绝大部分应用型地方高校的师资还在建设完善中,专职实验教员尤为紧缺,实验教师通常由理论教师兼任。工作量繁重使得专业教师难以两顾,有些教师本身的实际操作并不规范,培训学习机会较少,实验教学水平进阶缓慢,无法保障实验项目的高质量开出。 1.2以演示型实验项目为主,学生难以获得实操和巩固机会 由于实验设备和实验学时的限制,以及对耗材成本和实验空间的考虑,目前结构力学和混凝土结构设计等课程的实验常以基本演示性实验为主。尤其是当设备台套数或者实验耗材不能满足所有学生亲自动手实验的条件时,常常采用教师演示、学生记录实验数据或者组长操作、组员共享数据的方式完成实验项目。实验项目通常安排在相关理论章节完成后分散开展,或者理论课全部结束后集中进行。虽然意图“趁热打铁”,但这样无法保障学生进行足够时间的操作实践和巩固强化。此外,学生对实验项目的认识仅仅停留在照本宣科、比照实验教材简单操作的层面,容易造成“走马观花”和“过目即忘”的不良实践学习效果。 1.3考核方式单一,学生重视理论成绩、轻视实验动手能力 由于师资与生源的比例不足,实验课程的考核常常仅由出勤率、课堂操作表现和实验报告按比例组成。即使能够安排考试,往往也只是片面反映学生对实验内容、理论机理和操作步骤的记忆程度,无法促进学生对实验原理的深入理解、对实验仪器的熟练操作和对特殊情况的灵活应对。由于分组操作以及考核方式的限制,大多数学生更加重视各专业课程理论知识的学习而轻视实验课程,认为只要背过实验机理、记得操作步骤、会处理实验数据就可以了,甚至把实验课当成“休息”和“开小差”的“水课”。学生对实验课程的积极性和参与度低,很难提高实际动手操作能力,这与应用型人才的培养目标差距较大。 1.4教学资源和手段有限,创新不足,脱离行业 现状和工程实际地方高校对实践教学资源的建设仍处于探索阶段,教学内容较为保守陈旧,通常为传统的基础实验仪器,更新缓慢。设计性实验占比较少,学生只要根据教师指定的实验方法和实验指导书的操作步骤进行操作、读数、记录和简单处理,不需要提前阅读大量资料进行实验方案设计,不利于培养学生发现问题的观察能力、分析问题的逻辑思维和解决问题的工程意识。实践和经验是土木工程专业的两大法宝,用人单位对于学生的实践和经验都有着较高的要求。但目前的实验教学几乎没有根据区域经济要求和行业发展现状开发新的综合性实验内容,往往脱离区域生产和建设实际,不利于学生专业综合能力的养成。总之,目前国内应用型地方高校的实验教学存在重理论、轻实践,教学体系传统而保守的通病。综合设计性和创新开放性实验项目不足;仅针对理论教学内容而开出的实验项目单一且过时;实验教学手段呆板,以书本为中心、课堂为重心、教师为核心[3];学科领域的最新知识及成果无法体现,不利于开拓学生的专业视野,难以满足应用型专门人才的培养要求。 2实验课程改革建设思路 针对上述问题,滨州学院土木工程专业开设一门独立的“土木工程综合试验”课程(以下简称“综合试验”),将该专业本科阶段涉及的建筑材料、材料力学、结构力学、混凝土、钢结构原理等课程中的相关试验串联起来,加入结构竞赛、力学竞赛和创新创业计划的训练题目,并融入现实工程问题和学科前沿成果,设计一系列以设计性和综合性为主且保证学生操作学时的实验项目,并建设包括教学大纲、教材、教学视频、虚拟仿真平台、讲义等一整套实验教学资源。 2.1实验项目选取 “综合试验”课程的项目选取,在保证巩固常规专业实验的基础上,增加设计性和综合性实验项目,且三大类实验都有必做项目和选做项目,以满足不同层次学生的专业巩固、能力提高和创新培养的要求。如充分依托“结构设计竞赛”“力学竞赛”等学科竞赛和“创新创业训练计划”“实验创新训练大赛”等创新研究项目开发新的综合性实验项目,通过结合新材料、新技术、新方法等行业前沿或依据附近区域实际工程情况的开发设计性实验项目,拓展土木工程实践教学的广度和深度。基本力学、材料性能等验证性实验,混凝土结构设计、结构力学等综合性、分析性实验,结构设计竞赛、创新训练项目、实际工程鉴定与检测等设计性、科研性实验项目等,将依照从简单到复杂的原则依次开展。 2.2逻辑顺序梳理 紧跟在各自理论课程后面的实验内容分散独立,实验原理常常缺乏相互联系,无法形成系统性的实验教学体系。“综合试验”的内容设置,注重实验内容的丰富性、系统性和科学性,尽量保证各实验项目新颖实用[4]。安排项目顺序时,遵循各课程知识体系的逻辑顺序和互相依存关系,以保证知识体系的连贯和完整。项目设置要符合学生的认知规律,逐步深入,最终达到高屋建瓴地掌握专业系统知识的目的。如果能将各实验项目由点串成线或者面,学生也比较容易掌握各实验的精髓,有利于学生系统性思维的养成,当学生在未来工作中遇到相关的实践问题时,可以在实验体系中快速定位、类比分析并找到解决方案。 2.3考核方式完善 改革传统考核方式,将学生在动手实操和实验技能等方面的表现作为重点考察目标。考核指标覆盖实验前的准备和实验后的分析研讨,从而全面评价学生综合掌握和运用知识的能力,有利于管理和监督学生完整参与实验全过程,培养学生发现、分析和独立解决问题的能力。如实验前可通过移动终端教学方式,推送提前预习资料后,安排线上自测,测试题目以实验原理考核和操作细节规范等为主;实验过程中,教师观察和记录学生的实操技能,并给出评定等级或分值;实验后,应对学生提交的实验数据分析过程进行分组评定,重视分析和计算的过程分值,适当降低结果分值;实验完成后,可要求学生通过移动终端完成相关习题和实验心得,总结自己在实验中的经验和教训;由于日常实验前后已实现对实验理论部分的常态考核,期末考试时则以考察动手实操为主,学生抽选实验项目,在规定的准备时间后,开卷或闭卷完成实验操作。 3实验课程改革探索与实践 3.1基本性实验 基本性实验包括材料力学的金属材料拉伸、压缩、弯曲和冲击试验,混凝土结构原理中的回弹、无损检测等理论简单、操作方便的试验项目。试验前学生自学操作视频进行预习;课上在指导教师简单讲解原理和仪器操作演示后,学生分组动手试验;教师旁观指导,并根据每位或每组学生的操作表现赋分记录。此外,还可以将翻转课堂引入基本性实验的教学中,如每次实验安排一个主讲小组担任“助教”的角色。在实验课准备阶段,教师首先考查该小组成员的预习和自习成果,要求该组学生动手操作实验并指出注意事项,不足之处由教师指正和完善;正式实验开始阶段,该组成员代替教师进行原理和步骤讲解,并且边操作边讲授注意事项;实验过程中,该组成员以“督导”身份进入各组,指导各组学生进行实验并给出操作评价。这种“翻转课堂”模式,不但可以调动全体学生在适当压力任务下的积极性和潜力,还可以解决教师在指导过程中“分身乏术”和无法“眼观六路”的窘境。基本性实验着重于培养和巩固应用型人才的基础知识和基本操作能力。 3.2综合性实验 例如,将分散于各理论—实验型专业课程中的试验项目整合,形成综合试验项目“混凝土梁的制作与加载”。学生需要先根据“土木工程材料”课程中传统的混凝土配合比试验的要求,进行骨料材料性能测试,计算和设计混凝土配合比,并据此进行反复验证和调整;然后根据“材料力学”中金属材料性能试验测定钢筋的屈服强度和拉伸强度等参数;接着根据所得各项参数,利用“混凝土结构原理”知识设计给定尺寸梁的配筋,并动手支模板、浇混凝土、养护梁;最后,养护完成的各梁用于梁的加载试验。该综合性实验先后串联三门课程的六个项目,使学生在梳理各门课知识网络的同时,体验工程实际的应用形式,锻炼实操技能和团队合作的能力。考核除关注各组的实际操作之外,试验过程中的分工配合、知识讨论、思考创新等都应纳入赋分点。此类实验突出体现了对应用型人才知识综合运用能力及解决实际问题能力的重视和培养。 3.3设计性实验 设计性实验的目标是充分激发学生的创新潜能,引导学生独立思考、分析和解决问题,如图1所示。比如可以借鉴结构设计竞赛的模式,要求学生利用给定材料(如白卡纸、竹皮、白胶、丝线等)制作满足规定要求的模型并加载成功。按照模型的荷载质量比和变形情况进行评分,同时,适当考虑计算书和分析过程。此类项目趣味性和观赏性较强,可以极大调动学生的热情,激发奇思妙想,并将所学的专业知识学以致用,融会贯通。此外,让学生将行业热点和学术前沿、教师的科研课题等纳入设计性实验的选题库中,要求以小组为单位,选择一个感兴趣的题目,根据实验室现有仪器(或教师在选题后给出建议仪器)设计一个可操作的实验。要求学生将实验目的具体化,详细描述实验原理和操作步骤,然后将整个操作过程边讲授边操作地展示给教师和其他学生,进行实验课的“翻转课堂”,期间教师负责督导和保护。此类设计性实验可以真正锻炼学生的分析能力和理论联系实际的能力,充分锻炼学生独立撰写实验报告的能力以及知行合一的能力。可以说,设计性实验集中展现了对应用型人才的创新意识和设计潜能的开发。 4实验课程改革实施效果 “综合试验”涵盖专业内绝大多数核心课程的试验项目,打破了课程间的壁垒。对任课教师来说,该实验课独立于理论课单独成课,便于掌握授课节奏,减轻备课压力,能够消除与理论课教师的衔接差异和信息不对称;对学生来说,长时间对实验课程保持兴趣,有利于在整个学期的教学阶段不断进行思考和操作实践,真正领悟实验方法和原理,同时梳理巩固专业知识;对专业培养目标来说,考虑学科竞赛和大学生创新训练计划、学科前沿科研项目的实验需求,把竞赛与创新的受众面扩大到所有专业学生,有利于提高学生的创新和科研能力,帮助学校和教师挑选出参与竞赛与科研的种子选手。课程改革实施以来,已有20余项国家级、省级竞赛获奖,数百项校级和省级创新训练项目立项,参与教师纵横向课题的学生达60余人。为地方建筑业输送了大批高质量应用型建设人才,毕业生就业率高达95%以上,用人单位对毕业生的反馈良好。 5结束语 以为地方经济培养应用型人才为目标,立足于实验项目创新,设置以综合性和设计性实验为主的土木工程综合试验。该实验课独立成课,把多门专业实践环节整合安排,满足时间和空间合理性,并将结构竞赛、大学生创新训练项目、现实工程问题和学科前沿成果等融入其中,既是一门综合性创新实验实践课程和提高型专业技术,又是一座连接土木工程理论与实际工程问题的桥梁。 6参考文献 [1]蒋建清,曹国辉,陈东海,等.应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索[J].实验室研究与探索,2018,37(2):144-149. [2]岳峰丽,陈克,蔡玲,等.面向应用型人才培养的实践教学体系改革及平台建设[J].大学教育,2019(9):137-139. [3]戴文战.新世纪高等教育教学改革研究与实践[M].杭州:浙江大学出版社,2004. [4]苗淑杰.大学生实验课举足轻重[J].科教导刊,2015(16):10-11. 作者:陈璐 郎东莹单位:滨州学院
智能科学技术论文:智能科学技术创新教育认识 摘要: 在总结和分析智能科学技术创新教育重点及难点的基础上,着重探讨理论教学与工程实践相结合的创新教育模式,强调实施创新教育模式对培养创新型智能科技人才的重要性。 关键词: 智能科学技术;创新教育;工程实践;创新型智能科技人才 0引言 自2004年起,我国智能科学技术教育已走过12个年头。全国众多高校在教育部的批准下,建立了智能科学技术学科,逐步形成了包含本科生、硕士生、博士生在内的三层智能科学技术教育体系[1]。中南大学的蔡自兴教授在《智能科学技术课程教学纵横谈》中提到智能科学技术学科是以人工智能和认知科学为基础建立和发展起来的学科,具有高度交叉和多学科融合的特点,该学科包含的基础课程、专业基础课程和专业课程都属于智能科学技术课程[2]。智能科学技术是一门前沿学科,在社会智能化进程中起着引领和推动的作用。探索出适应人才培养的创新教育模式以及培养出适应社会需求的创新型智能科技人才是时代赋予智能科学技术课程教育的使命。 1智能科学技术创新教育的重点和难点 智能科学技术在一定程度上代表了信息技术的前沿方向,因此智能科学技术学科教育对现行的教育理念和教育模式提出了更高的要求[3]。在现有的教育体系中,“学做分家”或“重学轻做”的现象仍然普遍存在,这里的“学”是指课堂上师生面对面的理论学习,“做”是指以教师为指导的课程实践或理论和实际相结合的工程实践。当然,造成这种现象的原因是多方面的,包括有限的教学资源及实验资源、教师队伍的建设不足以及过于陈旧的教学理念等。针对这种情况,合理地发展创新教育刻不容缓。如何在有限的教学条件下,加强教师队伍的建设与管理,改变教学理念,探索出真正符合时展的教育模式,是智能科学技术创新教育的重点和难点。目前,许多高校的智能科学技术教育仍然停留在理论教学或只是融入了少量简单的实例演示,学生动手实践的机会很少甚至没有。这无疑给创新教育的推进带来更大的难度。如何引导学生在掌握理论知识的基础上提高实践能力是亟待解决的问题。针对目前智能科学技术课程教育形式的现状,我们需要对智能科学技术的基础课程、专业基础课程、专业课程等进行整合,对课程的教学理念与内容、教师队伍的培养、教学方法等进行全方位的研究与实践。 2智能科学技术创新教育模式:理论教学与工程实践相结合 理论教学按照学科、专业和研究方向的层次设置相关的理论课程[4]18,通俗地讲就是学生根据自身需求主动或被动地从课程教材中获取知识的过程,这其中既包括学科的基础理论,也包括专业技术理论。单纯的理论教学大多数是以文字、图表等一系列的抽象形式存在,在为学生补充丰富的理论养分的同时却忽视了学生的主观能动性,即便实践案例偶尔会穿插在理论教学之中,对培养新型人才也是远远不够的。同时,理论教学具有分散性、复杂性及不系统性等特点,如果不将理论付诸应用实践,知识就不能被很好地简化、集中化及系统化,往往会产生徒劳无功的效果。工程实践能力是大学生培养质量的指标之一[4]20,是运用专业知识解决复杂工程问题的重要表现。不可否认,理论教学为工程实践提供扎实的理论基础,但强化学生的工程实践能力同等重要。目前,各大高校都在致力于学科建设,在提高自身科研水平的基础上,尽力将科研成果进行转化。这期间,加大学生工程实践能力的培养,无论是对学校还是学生,都意义非凡。因此,探索出合理的理论学习与工程实践相结合的创新教育模式尤为重要。为了更好地实现理论学习与工程实践相结合的教育模式,我们建立了一套完整的智能科学技术创新平台。整合智能科学技术课程,加入交叉学科的元素,建立面向智能科学技术的专业实验室,一方面,发展实验室与相关企业合作,学生可以提早进入“工作实践”模式,增大毕业学生的就业几率;另一方面,学生进入实验室可以扩大自主学习空间,完成理论知识到工程实践的转化,提高自身竞争力,为将来顺利走入社会增加保障。为了提高学生运用专业知识解决复杂工程问题的能力,任课教师可为每门课程设置专属的课程设计,学生根据自己的选题在教师的指导下完成相关的课程设计,消除学生对课程理论“学而无用”的烦恼,某种程度上还可以改变部分学生的学习态度。除此之外,还可以要求学生参与教师的课题研究或项目,学生可以根据自己的研究方向或自身的兴趣自主选择,制订课题或项目计划书,由指导教师定期抽检。这样既可以让学生在实践中提高专业能力,也可以让学生学会更好地自我管理[5]。同时,为了培养出具备理论知识和工程实践能力的扎实型人才,应该进行案例分析教学与工程实践指导相结合的实战演练,教学和实践指导的第一主体设定为学生,这样就打破了教师在教学中永远占有主体地位的传统教育模式。学生根据理论教学中获得的专业知识,收集相关的项目案例进行集体的分析教学,自行设计方案,加入相应的验证实践,教师做最终的概括总结。整个过程可以很好地激发学生的研究兴趣,开拓其视野,通过交互学习,提高其发现问题、分析问题及解决问题的综合能力。智能科学技术理论教学和工程实践相结合的教育模式并非首次提出。但是由于智能科学技术是一门高度交叉、多学科融合的前沿学科,很多课程教学仍然处在探索阶段,因此建立完备的智能科学技术创新平台,学生参与教师课题项目以及进行案例分析教学与工程实践指导并重的实战演练,同样面临严峻的挑战。这就需要高校各层人员的集中努力和积极配合,为创新教育模式的发展提供更有利的条件。 3智能科学技术创新教育目标:培养创新型智能科技人才 大学教育的目标之一就是培养社会所需的各界人才。智能科学技术作为前沿学科,其创新教育的实施是培养创新型智能科技人才的需要。同时,实施智能科学技术创新教育的目标之一是培育出高素质的创新型科技人才。自2004年起,各大高校纷纷建立智能科学技术学科,目的就在于培养具有专业基础知识扎实、工程实践能力强、综合素质高,且具有创新能力的复合型人才,以满足智能科学界的人才需求。智能科学技术的创新能力是指智能科学技术专业人才从无意识的创新变成有意识的创新,能够创新性地分析问题、解决问题,懂研究会开发[6]。智能科学技术专业毕业的学生要求具备扎实的智能科学技术课程知识、强大的综合应用以及创新能力、良好的职业素质。理论教学使学生获得全面的课程知识,工程实践使学生获得强大的应用实践能力,通过两者的结合,学生增强创新意识,获取良好的职业素质。 4结语 当今社会科技高速发展,创新领域不断涌现,对智能科学技术等前沿学科人才的需求较大,培养出具有创新能力的智能科技人才相当迫切且尤为重要。大学生教育是我国当前教育的较高层次阶段,为国家建设输送高层次、高质量并有工程实践能力的合格人才。理论教学与工程实践相结合是培养合格人才的重要环节,任何偏重理论教学或偏重工程实践的教育模式都是片面的。高校学生的教学模式没有定律,需要根据社会对人才类型的需求不断地探索研究。针对当前的实际情况,应围绕理论教学与工程实践的结合及其之间的相互影响,不断创新、不断完善教学方法及手段、提高教学质量,为培养出具有创新意识和创造能力的高级复合型人才打下坚实的基础。智能科学技术学科实施理论教学与工程实践相结合的教育模式不仅能培养人才,还能更好更快地把科研成果转化成具备实际应用价值的科学技术产品。 作者:石跃祥 任晓雪 朱东辉 单位:湘潭大学信息工程学院 智能科学技术论文:智能科学技术虚拟现实课程教学 1虚拟现实技术课程 近年来,随着科学技术的发展,虚拟现实技术逐渐由高端实验室走向大众和实用化,尤其是在微软公司推出名为HoloLens的商业产品后[5-6]。微软公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基础上引入全息影像技术,将虚拟世界与真实世界连接起来,创造出一种具有全新人机交互模式的虚拟现实交互设备。虚拟现实技术课程作为进入当前最前沿科技领域的学科基础,其课程性质决定了该课程需要不断实时更新教学内容,及时与最新技术、最新发展方向保持一致。现行的虚拟现实技术课程教学面临着严峻的挑战,主要存在的问题是由于传统教科书从撰写到发行的周期较长,往往是课程教材一投入使用,其中的内容已经陈旧,远远落后于学科技术发展的速度。同时,课程教学方式和方法也还采用传统单向交流的方式,互动不够,不利于激发互联网社交思想影响下的90后大学生群体的学习兴趣。 2互联网下教学新方法和举措 2.1社交软件 不管是获取信息还是与他人交流,大部分人都能在社交软件中找到适合自己需求的东西。社交软件的特点就是包罗万象、有不同的人和圈子、内容符合人类的共性,并极有可能形成病毒性传播的趋势等。经过长期与大学生群体的接触及调查,笔者发现当前大学生群体尤其是90后在日常学习、生活中都十分喜爱如下的社交软件。 (1)QQ。QQ是腾讯公司于1999年推出的基于Internet的即时通讯网络工具。随着时间推移,腾讯公司旗下的QQ软件高速发展,逐渐发展成为影响大众日常生活的重要社交软件,其最大特点是不仅可提供点对点即时通讯,还能提供群通讯功能。 (2)微信。微信是腾讯公司于2011年推出的一个为智能手机提供即时通讯服务的免费应用程序,其最大特点是可以跨通信运营商、跨操作系统平台,用极少的网络流量实现语音短信、视频、图片和文字交流,并具有共享流媒体内容和基于位置的社交插件,在广大年轻用户群体中非常流行,尤其是在90后的大学生群体内。 (3)贴吧。贴吧是百度公司于2003年推出的一款重量级产品,是基于关键词的主题交流社区,可以与搜索紧密联系,能够准确把握用户需求,通过用户输入的关键词自动生成讨论区,使用户可实时参加交流、自己感兴趣话题的信息和想法,在各类学生兴趣爱好团体中极具人气。 (4)知乎。知乎作为社交软件中的后起新秀,是一个广受各行各业精英所喜爱的实名制网络问答社区,友好、理性和认真的社区氛围使其成为集求知、分享和社交为一体的UGC(usergeneratedcontent)平台,在求知欲极强的90后大学生群体中也极具人气。 通过对比分析,可以发现上述社交软件具有共同的特点。 (1)社会关系链整合。社交软件可以清晰地整合熟人圈,形成团结程度甚高的小团体,尤其在90后大学生群体中效果最为明显。在这个相对密闭的小团体空间内,用户传播信息,可使该信息快速通过社交软件得到扩散,而且扩散速度在与目标群体相关的临近群体中快得超乎想象,极具传染性。 (2)聊天。社交软件聚合大量同属性的用户形成群体,群体内用户对由群体成员发起的话题进行及时讨论,形成积极快速的讨论氛围。热点话题通常会激发群体内大多数用户的积极性,扩大讨论的范围,增加信息量。 (3)图片/视频/流媒体分享。社交软件大都可以在智能手机/智能平板等终端上应用,很便捷地上传图片/视频/流媒体资料,并使之在目标群体内快速传播。 (4)兴趣聚合。社交软件大多是通过兴趣爱好聚合,即一个群体基本具有一定共同相关属性的联系,这类联系可以使群体内部用户相互之间形成强烈的聚合效应。90后大学生群体基本上都喜爱使用这些社交软件,保持极高的刷屏率,基本贯穿在日常生活、学习中,极具黏性。这些社交软件已经俨然成为90后大学生群体日常生活中不可缺少的一部分。 2.2虚拟现实技术课程教学新方法和举措 基于90后大学生对上述社交软件的应用程度,教师可提出如下课程教学新方法和新手段。 (1)针对教科书教学内容较为陈旧的问题,使用贴吧让学生自主浏览虚拟现实的主题社区关键词。通过浏览主题社区,学生对于当前国内外虚拟现实技术的发展动向能够有一个较直观的认知。由于贴吧每天都有新的话题出现,信息更新速率极快,因此学生通过对话题的浏览可在较短时间内对当前虚拟现实技术的发展状况有较深入的认知。这样就可以达到先导引入虚拟现实技术课程基本概念的目标,令学生对教科书上较枯燥的理论内容有更直观的认知。 (2)在虚拟现实技术课程开始至中期阶段,适时建立相关主题QQ群,给学生一个对课程相关内容自由发言的平台。主讲教师可以适时引入一些与课程相关的话题,发动学生讨论并给予适当的指引;及时回复和解答学生在群里的提问,形成师生间的良好互动;对于学生提问较多或疑惑较大的共性问题,可以作为重点内容进行课堂讲解,提高学生的学习参与度,培养学生对问题本质的探索精神;通过课堂教学和群内讨论,积极发现和挖掘具有一定潜质的学生,使其成为二次传播的源头,为群内其他成员答疑。 (3)虚拟现实技术实验课开始后,教师可以利用群共享流媒体内容,突破传统课堂教学中教学手段陈旧跟不上时代的问题,及时上传与学习内容相关的最新资料,供学生参考。学生也可以积极地把找到的学习资料传到群中,实现资源共享;适时引入相关视频公开课让学生观看及学习,导入基于VRML开发虚拟现实技术的案例,引导学生从虚拟现实技术基础内容入手,学会使用VRML类脚本语言进行相关的应用开发。由于基于VRML的程序调试及编写简单易学并可使用浏览器直接查看、易于掌握,因此能更好地激发学生的学习兴趣。 (4)在虚拟现实技术课程的最后,引导一些对虚拟现实技术有浓厚兴趣并学有余力的学生进入知乎,在知乎上对他们感兴趣的技术问题进行提问,借助软件平台获得其他专业人士的帮助和指导,为学生认知策略的发展提供可行性。通过课程学习,学生逐渐从一个单纯的提问者转变成一个在提问的同时也能为新入门者解惑的专业人士,从而达到能力提升的目的。(5)虚拟现实技术课程结束后仍保留QQ群,功能则转换为主题兴趣爱好群,成为一些对虚拟现实技术有兴趣的学生能够持续交流的平台。到最后毕业设计阶段,又可以转换为毕设主题群,方便选择虚拟现实技术相关毕业设计课题的学生进一步交流,并借助QQ群的特点为学生的毕业设计提供帮助,达到能力提升的目的。 3教学实践 3.1虚拟现实技术课程实践 武汉工程大学智能科学与技术本科专业的虚拟现实技术课程开设在四年级秋季学期,自2012年以来,对该专业4届共计260余名学生开展了课程教学方法和手段的改革实践。实践证明,学生成绩均有所提高。暂不考虑2012级学生的情况,单纯通过平均成绩分析表中期末考试卷面数据,可以发现这几届学生的课程平均成绩有显著提升,而且2011级学生的成绩提升幅度最大,平均已达到80分以上。通过对不及格人数的统计发现,经过几年的实践,学生对课程的喜爱程度逐渐提高,不及格人数明显减少,到2011级不及格人数为0。这说明不断调整课程的教学方法和教学手段后,学生对课程的重视程度和学习热情都有明显提高,通过课程学习起到学以致用、能力提升的作用,消除了不及格情况。所以说,对教学方法和教学手段的改革取得了一定成效,具有积极价值。 3.2虚拟现实技术相关毕业设计实践 自2012年以来,武汉工程大学计算机科学与工程学院对智能科学与技术专业4届共计29位学生开展了与虚拟现实技术相关的毕业设计实践,暂不考虑2012级学生选择虚拟现实技术相关内容课题的情况,从最终获得的评价来看,学生参加实践改革后再进入毕业论文环节,对于虚拟现实技术相关的最新知识较为熟悉,在兴趣驱动下能够较好地完成课题并写出较高质量的毕业论文,而且成绩逐年提高的趋势非常明显;还有2位同学的毕业设计通过专家评审获得湖北省优秀学士学位论文的荣誉。这说明教学改革实践对于毕业论文质量的提高有促进作用,能够为创新人才培养模式的形成提供可借鉴的思路和做法。 4结语 武汉工程大学计算机科学与工程学院智能科学与技术专业在虚拟现实技术课程上采取了一些新的教学方法和教学手段,较好地适应了互联网时代背景下90后大学生群体的特点,有效地激发了90后大学生对于虚拟现实技术课程的兴趣。通过教学方法和手段改革的多年实践,我们发现通过改革可以使90后大学生群体在虚拟现实技术课程考试中取得较好的成绩,并持续保持对相关知识和技术的兴趣,最终在毕业论文环节获得较好的评价,取得较好的毕业论文成果。 作者:李晖 潘凡 单位:武汉工程大学 智能科学技术论文:我国智能科学技术教育的现状与思考 摘要:本文详细回顾了我国“智能科学与技术”本科专业的诞生与发展过程,分析了我国“智能科学与技术”专业的建设经验及建设成果,明确了我国智能科学技术教育的基本共识,指出了我国智能科学技术教育中需要解决的几个重要问题。适应科学技术和社会发展需求,尽快在我国学位体系结构中增设“智能科学与技术”博士学位授权一级学科,是我国智能科学与技术教育的一件头等大事。 关键词:智能科学与技术专业;博士学位授权一级学科;专业建设 1 引言 在这里,我们将向您展示一个新生的学科专业――智能科学与技术,并与您一起走进我国智能科学技术教育领域,共同探讨什么是“智能科学与技术”学科,其学科结构及内涵、外延是什么,什么是“智能科学与技术”本科专业,它是什么时候产生的,其主要教学内容有哪些,培养目标是什么,国内有哪些学校开设了这一专业,目前的状况如何,将来的发展前景怎样等智能科学技术教育中的一系列重大问题。 通过这些研究和讨论,笔者希望能对我国智能科学技术研究生教育和本科教育起到积极的推动作用,为我国智能科学技术领域的高层次优秀人才培养做出有益的贡献。本文仅从宏观角度对这些问题进行总体介绍,目的是使读者能够对我国智能科学技术教育有一个概括性的了解,更具体的研究由本期专刊中的相关论文论述。 2 我国智能科学与技术教育事业的诞生与发展 2.1 “智能科学与技术”本科专业的诞生 我国“智能科学与技术”本科专业的历史可追溯到2001年12月在北京西苑召开的中国人工智能学会第九次全国学术会议(即CAAI-9)。CAAI-9在我国智能科学技术教育史上留下了两个历史性的贡献:一是大会接受了部分学者(例如,时任中国人工智能学会副秘书长的韩力群教授)提出的在我国智能科学技术领域逐步建立本科专业的建议,并由钟义信理事长提议将该新专业的名称确定为“智能科学与技术”:二是大会成立了中国人工智能学会教育工作委员会(由王万森教授任主任),并把筹建智能科学与技术本科专业的任务交给了中国人工智能学会教育工作委员会。 CAAI-9结束后,在中国人工智能学会的领导下,中国人工智能学会教育工作委员会立即展开了对“智能科学与技术”本科专业的积极筹建工作。2002年12月13日,由中国人工智能学会教育工作委员会主办、首都师范大学和北京航空航天大学承办的第一届全国智能科学与技术教育学术研讨会在北京航空航天大学召开。会议得到了北京大学的积极支持。在研讨会上,北京大学智能科学系刘宏教授介绍了我国第一个智能科学系――北京大学智能科学系的有关情况,并提出了北京大学在国内率先开展智能科学技术本科教育的想法。北京大学智能科学技术系成立于2002年9月9日,这是在何新贵院士倡导下,国内高校中建立的第一个智能科学技术系。 在认真研究和充分讨论的基础上,这次大会向全国高校发表了“加快智能科学与技术学科发展”的建议,该建议也被称为“智能科学与技术北京宣言”,在国内部分高校引起了强烈反响。作为我国智能科学技术教育先驱的北京大学智能科学技术系,其“智能科学与技术”本科专业设置申请,分别于2003年10月26日、11月26日和12月5日通过了专家论证组、学部和学校评审,并于12月15日前报到国家教育部备案,同年年底在教育部备案通过。 在此期间,2003年11月20日,在广州召开的CAAI―lO期间,中国人工智能学会教育工作委员会针对智能科学技术教育中的关键和热点问题举办了一个教育论坛。论坛的核心课题是:如何在高等学校设置“智能科学与技术”本科专业,培养大批智能科学技术领域人才。参加论坛的代表从各个不同角度发表了自己的意见,论坛达成的普遍共识是:智能化是信息化最精彩的篇章,信息技术的发展已经为智能科学技术登上科学技术的中心舞台创造了条件,因此,在高等学校设置“智能科学与技术”专业已经势在必行。论坛还希望中国人工智能学会教育工作委员会能在本次研讨基础上,再进行必要的调查论证,结合北京大学等学校的实践经验,形成系统的意见和方案,向国家教育部和国务院学位委员会进行正式汇报,以推动智能科学技术专业的建设与发展。 2004年初,教育部公布了“2003年度经教育部备案或审批同意设置的高等学校本科专业名单”,北京大学“智能科学与技术”专业榜上有名,专业号为080627S。北京大学“智能科学与技术”专业的建立,标志着我国“智能科学与技术”本科专业的诞生和我国智能科学技术教育的开端。 2.2 “智能科学与技术”本科教育事业的发展 继北京大学率先在国内建立“智能科学与技术”本科专业之后,2005年,北京邮电大学、南开大学和西安电子科技大学:2006年,首都师范大学、北京信息科技大学、武汉工程大学和西安邮电学院;2007年,北京科技大学、厦门大学和湖南大学;2008年,河北工业大学和桂林电子科技大学;2009年,重庆邮电大学和大连海事大学先后经教育部批准设立了“智能科学与技术”本科专业。至此,经教育部正式批准,全国高校中设立“智能科学与技术”本科专业的学校已达15个。 几年来,中国人工智能学会教育工作委员会为推动我国智能科学技术教育事业的快速发展,先后组织召开了多次全国性的研讨会、座谈会、论坛和展览等,做了大量的促进工作。 2004年8月15日,由中国人工智能学教育工作委员会主办、首都师范大学承办的“智能科学技术教育高层研讨会”在北京召开,中国人工智能学会指导委员会主席涂序彦教授和中国人工智能学会理事长钟义信教授等到会并作重要指示。作为这次研讨会的主题,韩力群教授做了题为“智能科学与技术专业规范”的报告,刘宏教授做了题为“智能科学与技术学科建设”的报告,彭岩教授做了“国内外智能科学与技术相关学科专业情况”的报告。会后,中国人工智能学会教育工作委员会在这三个报告的基础上,形成了一份《在普通高校设置“智能科学与技术”本科专业的有关材料》,包括以下三个建议,一是《在若干高校设置“智能科学与技术本科专业”的建议》,二是《关于“智能科学与技术本科专业”专业规范的建议》,三是《关于“智能科学与技术”学科专业教育体系的建议》。这些材料后来成为上报教育部有关材料的最初蓝本。 2004年11月6日~7日,由中国人工智能学会教育工作委员会主办、首都师范大学承办的“智能科学技术教育学术研讨会”又一次在北京召开,会议对上述材料进行了认真讨论,形成了《在普通高校设置“智能科学与技术”本科专业的有关材料》的修改稿。会后,该修改稿又经钟义信理事长修改和审阅,于同年12月初以中国人工智能学会教育工作委员会的名义上报到了国家教育部有关职能部门,对当年以及后来教育部对“智能科学与技术”本 资队伍建设方面,北京大学“智能科学与技术”专业走出了一条国外引进与自身提高相结合道路;西安电子科技大学依托优秀创新团队,采取了国内外引进和国内外合作交流相结合的建设方法,其他高校也都采取了相应的有效建设措施。就全国高校“智能科学与技术”专业师资队伍而言,最大的一个优势是具有博士学位的教师比例较高。这一优势为建设高水平师资队伍奠定了很好的基础。 在师资队伍建设成效方面,北京大学“智能科学与技术”专业教学团队先后被评为北京市和国家级优秀教学团队;西安电子科技大学“智能科学与技术”专业也被批准为“长江学者计划”一教育部智能信息处理创新团队和国家“111”智能科学与技术创新引智基地。 4 对我国智能科学技术教育的共识 在五年多的发展历程中,我国智能科学技术教育事业经过全国相关高校的不断研讨,目前已达成如下基本共识: 第一,智能科学技术是信息科学技术的核心、前沿和制高点,我国和国民经济的发展需要大量的高层次智能科技人才,在我国学位体系结构中增设“智能科学与技术”博士学位授权一级学科的基本条件已充分成熟,建议尽快在我国学位体系结构中增设“智能科学与技术”博士和硕士学位授权一级学科。 第二,智能科学与技术本科专业经过5年的建设实践,已经具备了在全国范围内快速发展的基本条件,建议取消“试办”,即取消专业代码后面的“s”,在全国范围内加快发展。 第三,经全国智能科学技术教育学术研讨会多次讨论,确立了“智能科学技术导论”、“脑与认知”和“机器智能”为“智能科学与技术”本科专业的第一批核心课程。 第四,在全国智能科学技术教育学术研讨会多次研讨的基础上,确立了“智能机器人”、“智能网络”和“智能游戏”为“智能科学与技术”本科专业教学实验活动的3个重要平台。 5 我国智能科学技术教育急需解决的几个问题 我国智能科学技术教育事业顺应时代潮流,在全国广大智能科学技术教育工作者的努力下,得到了较快的发展,其前景十分光明。但也同任何新生事物的发展规律一样,还有许多重要问题亟待解决。 第一,亟待增设“智能科学与技术”博士学位授权一级学科,尽快完善我国智能科学技术教育体系。这些内容在钟义信理事长的论文中已论述得非常详细,这既是我国智能科学技术教育中的头等大事,也是中国人工智能学会教育工作委员会的一项最重要的工作。 第二,进一步优化专业核心课程体系、突出专业整体特色、凝练特色专业方向。就全国“智能科学与技术”专业建设而言,虽然我们已经确立了的第一批核心课程,但这仅是开始,还需要进一步优化,以使“智能科学与技术”专业能够在我国的专业体系结构中具有更强的整体特色。就各个高校而言,则需要在专业核心课程体系下,更加突出建设自己的特色专业课程,以凝练自身的特色专业方向。 第三,加快制定专业核心课程教学大纲和专业实验教学大纲。对专业核心课程教学问题,我们虽然确立了第一批的三门专业核心课程,但还没有制定相应的教学大纲。对专业实验教学,我们虽然给出了三个教学实验平台,但也没制定相应的实验教学大纲。因此,需要尽快提出专业核心课程教学大纲和专业实验教学大纲,以同时带动专业实验室建设和专业教材建设的发展。 第四,重视优秀教学团队建设,汇聚高水平师资队伍。师资队伍是所有教学资源中最为重要的一种资源,要培养高素质、有创新思维和创新能力的学生,首先必须有一支高素质、高创新能力的教师队伍。在这方面,北京大学和西安电子科技大学做出了表率。我们需要抓住国家、地方及各学校建立优秀教学团队的机遇,汇聚高水平的专业师资队伍,争取有更多的专业进入各级优秀教学团队。 6 结束语 在去年中国科协举办的“五个10”系列评选活动结果中,作为智能科学技术核心的“人工智能技术”和作为智能科学技术重要应用的“未来家庭机器人”双双进入“10项引领未来的科学技术”前列,智能科学技术不愧为“引领未来的交叉学科”。智能科学技术学科和智能科学技术教育的前途无限光明。 在五年多的历程中,我国智能科学技术教育已走出了一条星光大道。争取在我国学位体系结构中增设“智能科学与技术”博士和硕士学位授权一级学科,同时把我国“智能科学与技术”本科专业建设和人才培养推向一个更高的阶段,是我国全体智能科学技术教育工作者的责任和使命,让我们用自己的努力去迎接智能科学技术教育更美好的明天。 智能科学技术论文:第一个智能科学技术专业 摘要:任何首次之事都具挑战性,即使在北大这所“常维新”的学校。由北京大学率先创办“智能科学与技术”本科专业,既是历史使命,也是时代进步的必然,更是智能科技学界同仁多年的夙愿。笔者作为一线具体负责执行人,亲历了我校这个专业的整个创建过程。在北京大学各方的有力支持和中国人工智能学会的关怀帮助下,我们克服了各色困难,使新诞生的专业初具模样,开始步入正轨。以下是六年来相关经历的个人回顾。 关键词:智能科学与技术;本科专业;创建历程;北京大学;个人回顾 1 智能系・信科院 智能科学系是2002年9月初正式成立的,它完全根植于北人信息科学中心,末作增扩。后者的简称――“信息中心”――虽然易与“计算中心”或“情报资料中心”混淆,却是上世纪八十年代中期北大一些有识之士倡议建立的第一个多学科交叉研究中心。它以数学系、无线电f电子学)系和计算机系为主,联合心理学、中文、遥感等共十个系所而组成,宗旨是开展多学科交叉研究,充分发挥北大的综合优势。即使放在二十余年后的今天来看,这样的举措也是颇有前瞻性和魄力的。在此基础上,北大很快于1986年建立了第一个国家重点实验室。就是这样人数不多的一个机构,先后出过三名院士和一名北大常务副校长。以指纹识别为代表的研究成果进入国际先进行列,在国内得到广泛应用。 2003年9月10日,北京大学最大的学院――信息科学技术学院――成立。它包括计算机、电子学、微电子学和智能科学四个系,有十二个(研究)所和中心,两个国家重点实验室和若干部门实验室。系是教学单位,所和中心是研究实体。从此,智能科学系(暨信息中心、国家实验室三位一体)翻开了新的一页。 2 专业增列・学会指导 成立智能科学系除了要顺应北大“系并院”的潮流,也是完善作为学校基本建制单位所必备的。何新贵院士为系取了名称,如今许多学校也大都采用这样的称谓。查红彬教授担任系主任,笔者是主管学科建设和教学的副主任,具体参与负责各项相关工作。创办国内第一个智能科学与技术本科专业也是我们这一班人继承传统的首要任务。事实上,早在一年多前,大家就进行了酝酿,特别是中国人工智能学会教育工作委员会多次组织的相关研讨,成为重要的准备基础。 北大是一级学科下自主增设、增列学科专业的学校。系领导上任伊始第一件事就是要在当年申办智能本科专业,而且志在必得。为此,我们在前期制定了详细的步骤计划,进行了深入调研和各项准备工作。我们起草完成了所需的各项材料(人才需求论证、专业建设规划和适应培养目标的教学计划与课程设置方案、教师教辅队伍和基本办学条件说明以及国内外背景对比材料等),中国人工智能学会涂序彦等学者对此进行了专家论证,协助完成了论证报告。这些工作就绪后,我们在2003年10月下旬向学校主管副校长、教务部负责领导和学院领导做了汇报说明,并于10月30日正式提交申请材料。经学校的学部讨论通过,校教务部审核和校教学科研工作委员会论证(由于是国家公布专业目录外者),再经校学术委员会审议,报校长办公会批准,最后于12月15日前顺利完成了全部程序,报教育部备案。2004年初,教育部正式批复并公布了北京大学“智能科学与技术”新的本科招生专业。这个专业名称是查红彬教授建议的,日后成为教育部批复新申办学校的统一提法。 由于“智能科学与技术”未在国家公布的专业目录中,因此是增列而非设置,北京大学将其置于计算机科学与技术一级学科之下。由于北大历来严格控制招生规模,我们的30名招生计划是由信息学院其他三个系从原有计划分配名额中挤出来的。新专业的计划发展规模最终为50名。 3 教学计划・四校会议 智能科学系虽然成功地创建了国内第一个“智能科学技术本科”专业,但也面临着许多挑战。首先是缺乏本科教学的经验。尽管信息中心前身具有北大最早的硕士点、博士点和博士后流动站,研究生培养己历十余年,但一直实施科研主导体制,未曾从事过本科教学。师资队伍扩充快,新进年轻博士比例大,而真正有过本科教学经历者寥寥无几。此外,信息学院成立后开始调整教学计划,制定了一年级统一课程内容,新生是按学院统一招进来,第一年共同学习,后三年才分专业培养。我们虽然为申办专业制定了一套课程计划,但因不兼容学院的统一规划而未能第一次通过学院教学指导委员会的审核。为此,我们组织学院经验丰富的老教授,为本系青年教师进行教学培训,听取学院主管负责领导和几位多年从事本科教学管理的老系主任对教学计划的修订意见。 通过几个月的努力,我们完善了智能科学系的课程体系,并最终通过学院教学指导委员会的审核。这个教学计划具有几个特点:一个大基础――以学院的数、理和信息类为主,强调宽厚扎实;三个核心课程群作为专业理论基础,包括智能基础课程群(智能科学技术导论、人工智能、脑与认知科学、信息论、信号与系统)、机器感知课程群(生物信息处理、图像处理、数字信号处理、模式识别)和计算智能与知识发现课程群(智能信息处理、机器学习、数据挖掘、计算智能等),以及两门实验(机器感知和机器智能)和其他各种选修课。四年学分150分,其中必修88学分(包括全校公选26学分、大类平台20学分、学院要求的13学分、专业必修29学分),专业选修56学分(含专业课44学分、通选课12学分),毕业设计6学分。 为了更好地交流经验,扩大本专业的影响力,2005年5月,我们发起并与第二批获准的学校(南开、北邮、西电)在北大召开了四校研讨会,围绕各个学校在智能科学与技术本科专业的建设、招生、教学计划制定和未来发展设想等方面进行交流研讨,并建立了联系机制和网站。全国一些兄弟院校也纷纷来北大了解情况,开展座谈,我们则尽可能贡献自己的经验,给予支持。 4 招生・分流 从2004年开始,信息科学技术学院按学院大类招生,每年接收330~340名本科生,占全校的1/9左右。学生高考排名在全校属中上,但成绩分布差异较大。与学校的其他学院(多从一个系成长为一个学院,如数、理、化、生等)相比,信息学院是由四个不同的系合并而来的,专业跨度大,因此采用一年分流的模式(上述学院为二年分流),笔者被指定负责这项工作。我们提出自愿为主、计划为辅的方针,尽量满足同学们的兴趣志向。制定的分配计划是:电子学系120人、计算机系110人、微电子系70人、智能科学系30人,允许有10%的调整。分流工作在大一下学期(每年4月份)进行,包括全院动员、四个系专题介绍宣传、开放日参观咨询等几个步骤,可谓热闹非凡,同学们可以充分了解了四个系的专业特色。 为了克服盲目性引发的偏差,我们建立了一个网上分流系统,在正式填报专业前,增加了摸底预填报的环节, 及时反馈群体意向的分布信息,指导学生们的选择,也便于学院掌握动向,调整措施。这种大类招生、进来一段时间后再分专业的举措体现了北大的人文关怀。智能专业初办,基础条件差,缺乏毕业生记录的宣传说明,与学院其他三个老牌系(电子学系50年历史、计算机和微电子系30年历史)相比较并无优势可言,但是我们通过扎扎实实的工作和细致有效的改进,使这个新方向日益显现出魅力。随着智能专业的成熟,特别是有了第一届毕业生后,就愈加受到更多学生的喜爱。 选择智能专业的人数逐年上升,2004级34人、2005级36人、2006级39人、2007级43人,目前正在进行的2008级分流达到45人。除了在信息学院内部的影响力不断扩大,北京大学其他学院的转系情况也开始有了可喜的变化。北大最好的元培计划实验班今年第一次有4名学生选择智能专业,医学部和光华管理学院也有申请者(本文成稿时这项工作还在进行),2008级学生肯定突破50名,我们在第五年就达到了创办智能科学专业的规划目标。 5 首届生・班主任 在新办专业中,有一项由教授担任智能本科专业班主任的举措。这是利用教授的学识、经验和责任心来更好地管理呵护自己的学生,避免了年轻教师因职称晋升等压力可能出现的疏漏。这一做法取得明显效果,不仅受到同学们的普遍欢迎,信息学院也开始考虑推行。笔者担任了智能专业的第一任班主任。首届学生(2004级)有34名,他们进入北大后毅然选择全新的智能专业是很有勇气的,全班有11名来自北京的学生,5名女同学,这个比例迥异于整个信息学院的总体分布。 该班学生的年龄恰与我自己的孩子相同,我天然地熟悉他们的一般特点,也理解家长们的想法。北大信息学院的淘汰率平均是7%,每年都有20多人退学。这班学生在大一时的成绩并不占优,其中有几人处在边缘位置,因此,我立下的最低目标就是确保所有同学不掉队。我首先通过全班民主选举任命了一个5人组成的班委会,这个5人机构在随后的几年中发挥了重要作用:其次走访宿舍,了解每个人的情况,为了消除代沟,我努力融入同学当中,学习熟悉他们的语境和思维想法。我同多数同学家长有过接触,从中更深入地掌握学生的性格特点,也包括寻求家长的必要配合。我与所有同学做过不止一次的个人交谈,经常是在晚间,很多时候是他们主动找我,谈遇到的各种困惑、自己的想法、志向等,我利用这些机会及时解决了具体问题。在学习上,我组织全班同学开展互帮互学,尤其对几门有难度的专业课程进行“联合攻关”。全班的“数据结构与算法”课程成绩甚至超过了计算机系。 几年来,全班团结互助,像一个大家庭,班委会也一再连任,得到全体拥护。到毕业时全部合格,实现了我的愿望。不仅如此,全班的学习成绩在学校的综合评估中优良率达93‰毕业设计都在良以上,有14人获优秀,更有三名同学的毕业论文被评为学院“十佳”论文。学院的第一、三名也都出自我班。34名同学中有22名继续保送本校读研(其中20人仍在本系),4名同学去了大的国企和知名外企工作,8名同学出国深造,在欧、美一些名校攻读博士,其中有一名学生同时拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在内的著名大学的全额奖学金(最后选择MIT)。第一届智能专业学生的良好成绩极大鼓舞了我们,增强了我们办智能专业的信心,也为以后的几届同学做出榜样。 几年班主任的经历让我深深地体会到,进入二十一世纪的大学,教书、育人同等重要。要适应新时代年轻人的特点,保持我们民族的优良传统,把人格培养放在首位。能够进入北大的学生都是各地的尖子,当他们聚集在这所著名学府时,首先要调整原来俯视周围的习惯,学会平视甚至仰视其他同学,平和自己的心态,开阔胸怀,树立人生抱负和刻苦努力的决心,这样才能正确对待困难和挫折,才有所作为。班主任的工作往往细致入微,其实是把70%的精力用到30%的人上面。一些学生掉队是否可以避免,关键看班主任的工作是否到位。 6 培养体系・本研贯通 北大是(文)理科性质的学校,“智能科学与技术”专业也是按理学设置,尽管它更强调学科交叉。从智能科学的内涵来看,我们设立的培养方向更多地是继承自身传统和学校的综合优势,突出“以人为本”的脑认知和与心理生理结合,开展机器感知(视、听、触)和数据转换信息,进而发现知识的机器智能两个方面的研究。同时,我们配合学院的教学指导规划设置课程计划,除了全校的公共必修课程(外语、政治和体育),还有学院的公共平台课。第一年主要是夯实数学、物理和信息类的基础,后三年的专业课程安排是以必修的专业基础和机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构。为了强调学生的动手能力,还重点建设了两门实验课程。此外,还利用学校的各种本科科研基金项目(包括大学生创新基金、著政基金、泰兆基金、校长基金)和各个实验室承担的项目来吸引学生,培养他们思考问题的能力,提高他们的研究兴趣,为日后进一步深造打基础。由于绝大多数学生都将读研,这样的安排无疑起到了积极作用,并成为撰写毕业论文的基础。我们还打通了本科高年级与研究生一年级的课程,利用各种机会举办研究讲座,如龙星计划、专题报告、国际人工智能远程教学等活动,开阔学生的视野,引导研究方向,调动学生的潜质。从专业特点来看,我们的智能学科更偏向于“软”的一侧,因此也充分利用信息学院,特别是计算机系的各类教学资源来帮助扶持新办专业的成长。 我们原有的博士、硕士点是计算机应用技术和信号与信息处理两个方向,为了让我们的培养体系更加系统,我们进行了两年的精心准备。2007年底,我们正式向北大研究生院申请增列“智能科学与技术”硕士和博士点。经过必要的论证,最终获得批准,及时衔接第一届本科毕业生升研。至此,本、硕、博一以贯通,作为计算机科学与技术下的二级学科,一个完整的智能科学技术专业培养体系建立起来,从培养体制上保证了新兴智能专业的顺利发展。 7 特色专业・教学团队 五年来,北京大学智能科学技术本科专业从酝酿到创办,可谓初见成效,走过了颇具挑战的历程。除了确定具有特色的培养目标和方向外,还需要扎扎实实落实每一个环节,并在实践中检验。本科教学迥异于研究生培养,它的计划性、按部就班执行的严格性以及每堂课程的内容安排和效果评估必须一丝不苟。 信息学院秉承了北大的优良传统,对这个新办的专业给予了巨大支持和关怀,使我们能迅速成长起来。我们从一开始就有一套严格的课程设置审核程序、教案检查制度和新教师上岗准入的试讲考核手续。学院有一支由经验丰富的退休教师组成的督导组,随堂听课评估每一位教师的讲课内容、方式和教学效果,及时纠正问题。作业批改和试卷出题也都有严格规定。在课程体系的建设方面,信息学院打通了一年级的公共部分,深化和夯实了数理基础。 在专业课程上,智能科学系提炼了三个课程群,并组织教师进行重点建设。此外还加强对学生动手能力和独立思考解决问题能力的培养。 除了在专业上实施分流培养外,我们还针对北大学生的特点,在基础课采用实验班的A、B分级组合方式,满足不同专业对各自基础培养的要求。在专业课程群中,也允许不同兴趣的组合选择,充分发挥和提升学生的能力。为了更好地关怀学生顺利成长,我们除规定教授担任班主任外,还设立了本科生学术导师制,加强对学生的各种指导。智能科学系也注重师资队伍建设,引进了一大批(半数以上)优秀的年轻教师,其中信息学院中从国外回来的教师比例是最高的,为这一新兴学科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教师时,教学需求和能力成为评价的重要指标。 2007年,我们接受了教育部的学科评估,新办专业得到好评。学校开始关注我们的进步,在随后的一年中,我们一再从学校的竞争中脱颖而出,陆续获得了国家一类特色专业、北京市一类特色专业和北京市优秀教学团队等称号,2008年又获得国家级教学团队称号。我们的培养体系和人工智能双语教学也分获北京大学的教学一、二等奖。 8 结语・致谢 尽管北大年轻的“智能科学与技术”本科专业建设初见成效,但征程是漫长的,我们还会面临更多的挑战和问题。然而,智能科学这个本科专业方向是很有希望的,它不仅吸引了大学的新生,也在高考人群中产生着愈加重要的影响,它的健康发展需要大家共同的努力和精心培植。每所大学都有不同的特点,我们应该从学校、师资、方向、生源以及学科培养性质和目标等条件出发来建设新兴专业。以上是笔者对北京大学第一个“智能科学与技术”本科专业创建历程的回顾,希望与同行共享。 在专业建设过程中,许多人给予了热情帮助和支持。这里要特别感谢北大信息学院陈徐宗教授,感谢中国人工智能学会涂序彦和王万森教授。 最后引龚定庵一句名言:“但开风气不为师”。 4 总结与展望 本文介绍了厦门大学智能科学与技术系在学科发展、科学研究和人才培养方面的基本建设情况。我们希望这些初步的工作总结能对目前正积极筹办本专业的兄弟院校起到一定的借鉴作用。 “智能科学与技术”专业在我国的发展尚属初级阶段。尽管近几年得到了国内部分高校的重视,但其发展并不是很快,且进一步发展也存在一些障碍。比如,从专业配置来看,目前智能科学与技术并非一级学科,多数学校的“智能科学与技术”专业博士培养都是依附于其他相关专业。从长远来看,这并不利于整个学科的发展。希望通过各相关高校的广泛交流和积极配合,“智能科学与技术”专业在国内的发展能更上一层楼。 智能科学技术论文:“智能科学技术导论”课程教学模式新思考 摘要:本文探讨了“智能科学技术导论”课程的教学重点和教学模式,指出本课程作为“智能科学与技术”专业的重要基础课程,应以专业特点和要求为出发点,建立新型的教学模式,培养学生的独立思考能力、创新能力和实践能力。 关键词:智能科学技术;课程;教学 1 引言 随着智能科学技术在人类生活各个领域的不断渗透,它所带动的智能技术浪潮正在不断地扩大,并对社会、文化、教育的发展发挥了巨大的作用。 “智能科学与技术”本科专业作为一门刚刚起步的新专业,具有广阔的发展前景和巨大的应用需求。它是一门综合交叉性学科,旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法学的基本理论知识,掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理的基本技能,综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题,具有较强的自学能力和创新能力的高级复合型人才。 “智能科学技术导论”课程是“智能科学与技术”专业的基础课程,作为本专业的“敲门砖”,可以帮助学生对“智能科学与技术”专业有一个整体上的认识,对智能科学领域有一个初步的了解。 2 课程概述 对于刚刚迈进大学校园的青少年来说,他们面临着许许多多的新问题,其中最重要的一项,就是“专业”问题。自己将要学习的专业究竟是怎样的?它的前景如何?怎样才能学好它?“智能科学技术导论”课程是学生接触到的第一门涉及本专业知识的课程,它针对学生的实际需要,系统、科学地解答了学生各种各样的专业问题,为本专业的新同学们提供适时和恰当的“专业引导”,使他们很快进入环境,成为一批积极主动、方向明确、方法正确的新型学习者。 本课程具有以下特点: (1)从宏观上介绍智能科学技术领域的相关内容,综合性强。 课程整体地介绍了智能科学技术以及智能科学领域的基本概念、学术思想、知识体系、学术特色,使学生对“智能科学技术”由完全陌生的状态变为能够对它的基本模型和基本问题建立一个初步、宏观的,然而又是准确和科学的认识。 课程剖析了智能科学技术与相关学科之间的关系,使学生明了智能科学技术、信息科学技术、控制科学技术和计算机科学技术各有各的独立研究领域,各有各的独特作用,不能互相替代,但是又互相交叉、互相作用、互相促进。 通过回顾和展望,本课程揭示了智能科学技术的精彩发展前沿技术与巨大的创新机遇,指明当代智能科学与脑科学、神经科学、认知科学的结合将开辟极其广阔的发展空间,同时也指出智能科学技术面临着科学研究方法论的深刻变革。 (2)解析专业课程结构框架,指引学生采用正确的学习方法开展本专业的课程学习。 科学的学习方法是受多因素制约的多层次、多序列的复杂的动态体系。从微观上说,怎样读书,怎样上课,怎样实验,怎样实践,怎样做笔记,怎样记忆,怎样运用学习时间等都是方法问题;从宏观上看,怎样制定学习战略,怎样选择治学途径,怎样不断优化知识结构,如何确立学习观和学习原则等也都包含着“方法”问题。 本课程通过阐述智能科学与技术专业的知识结构,并对其进行深入分析,帮助学生认识整个专业的知识体系,明晰本专业课程的组成、每门课程的作用以及课程之间的逻辑关系,指引学生采用正确得当的学习方法开展本专业的课程学习。 (3)激发学生热情,培养学生兴趣。 本课程从根本上阐明了智能科学技术必然在现今时代崛起并迅速登上现代科学技术舞台的内在缘由,启示学习智能科学技术的必要性和重要性,启发学生的历史责任感和崇高使命感,使他们认识到能够学习“智能科学与技术”专业是他们这一代人的幸运。同时,通过分析和案例介绍,说明智能科学技术对于经济发展和社会进步的巨大作用,认识到信息化必须走向智能化才能建成现代化国家,从而有效地增强学生学习智能科学技术的自觉性、自豪感。 通过介绍一些典型的智能系统,使学生初步建立起智能科学技术的直观形象和感性认识,相当于进行了一次“智能科学技术的认识实习”,以此激发学生的学习热情。 3 课程教学的认识与思考 3.1 着重实际应用,激发学生兴趣 智能科学是一个不断发展的学科,它的技术成果、研究动向更新地很快。教师应及时地介绍智能科学技术领域的最新科技成果,将其引入课程教学,增加操作环节,可由教师进行演示,或由学生自己在实验室进行运行。 通过操作加深感悟,是学生参与知识形成过程的关键。通过亲手执行包含智能技术的应用系统,使学生获得关于智能科学技术更为深刻的体验,大大拉近学生与智能科学技术之间的距离,使他们感觉到“智能科学技术就在自己身边”。这样,既增强了学生对本课程的兴趣,又使学生及时掌握了本学科领域发展的最新动态,扩大了知识面。 3.2 组建研究小组,鼓励创新思维 智能科学技术本身处在创新发展时期,特别需要培养具有创新精神的人才。智能科学技术是一个高度综合又非常深邃的学科,依靠常规的学习方法很难把握,同时,它又是一门研究思维规律的学科,思维规律之中最重要的是创新思维。所以,培养智能科学与技术专业的高层次人才,一定要着重创新思维的建立。 教师可综合考虑课程侧重点与学生兴趣,指定几个研究方向,组建研究小组。鼓励学生通过查阅资料、调查实践等方式解答问题,提出自己的新想法。整个活动以互动的形式开展,教师引导学生积极思考问题,通过师生的交流和探讨使学生获得对同一问题的多种思考结果,学生可依照自己的新思路将研究逐步深入,最终,以组为单位向教师和全体学生做专题介绍。这种参与式教学模式使学生在“教”的同时,巩固提高了对知识的理解,并锻炼了学生的逻辑表达能力和心理素质,给学生一个展现自我的平台。 3.3 采用灵活考评方式,建立综合考评体系 传统的单纯以期末考试成绩作为考量的考评方式过于片面,同时也容易束缚学生的思维。综合考虑智能科学技术专业的培养计划以及智能科学技术导论的课程特点,笔者认为,应采用灵活的考评方式,建立综合的考评体系。 本课程考评体系可分为三部分:期末考卷、调研表现、小论文。期末考卷只要基于本课程教材的基本理论、基础知识、课堂内容进行测试。调研即3.2节中所提到的组建研究小组,每个小组就自己的研究方向进行调研,参阅书籍、查找资料、深入探讨,以PPT的形式向教师和全体学生进行总结汇报。小论文指学生以自己的调研方向为题目,撰写专题论文。这种考评方式是以书本为平台,培养学生主动系统地获得新知识、新技术的能力,主要包括基本学习能力、自学能力、实践操作能力和表达能力,鼓励学生勇于创新的精神。同时,也调动了学生查阅资料,自主思考问题的积极性,扩展了知识面。 3.4 参观实验室,了解领域研究现状 智能科学技术学科的大学毕业生,应该既可以从事智能理论和智能系统的研究、智能科学技术相关专业的教学,又可以从事实际与智能技术相关的工程开发工作。而对于刚刚接触这个专业的学生来说,很难从书本中明了自己今后的究竟能做些什么,也很难将书面知识与实际应用相结合。通过参观与专业相关的实验室,进行现场教学,帮助学生将课本上的抽象理论与具体实践结合起来,让学生了解将来可能会从事的工作,了解学科领域的研究现状,亲身感受实验室的学术氛围,激发学生对专业领域高水平研究的向往。 同时,还可以组织本专业博士、硕士研究生开展系列讲座,讲座内容可包括本科课程学习、专业学习方法、实验室在研项目、领域前沿技术等等。在介绍专业知识的同时,向本科新生传授自己的学习经验,引导他们在智能科学与技术专业的这条道路上稳步前行。 4 结束语 本文介绍了“智能科学技术导论”课程的整体内容和主要特点,从“智能科学与技术”专业的专业特点、专业要求、培养目标入手,给出了对于本课程教学模式的新思考。“智能科学技术导论”作为一门开展不久的课程,它的教学模式有待进一步地探讨和摸索,只有不断地进行总结,才能找到更适合、更有效的教学模式,培养出具有独立思考能力、创新能力和实践能力的新型学习者,成为我国智能科学技术领域朝气蓬勃的后备大军。 智能科学技术论文:智能科学技术导论课程的教学策略探讨 摘要:文章从智能科学技术导论课程特点及对专业本科生的教学目的出发,在分析该课程起不到其应有作用的具体表现和相关因素的基础上,从课程安排、教学内容、教学方式、考核方式、实验课开设和师资队伍等方面进行策略探讨,以促进其发挥应有的导向作用。 关键词:智能科学技术导论;导向作用;教学策略 智能科学与技术是形成于生命科学、控制科学、信息科学、计算机技术以及通信技术等学科与技术交叉基础上的新兴专业与研究方向[1],旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法学的基本理论知识,掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理的基本技能,综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题,具有较强的自学能力和创新能力的高级复合型人才[2]。智能科学与技术本科专业从2004年设立至今,全国只有17所大学开办该本科专业,目前一级学科和二级学科还没有完全建立,培养方案的理论体系和实验体系还有待进一步探索和完善[3-4]。在该专业的课程体系中,智能科学技术导论作为一门专业的基础课程,针对的是学生实际需要,科学、系统地解答了学生各种专业问题[2],可以帮助学生对本专业有一个整体认识,对智能科学领域有初步的了解,以发挥其对专业及专业基础课学习的良好导向作用。研究和探讨如何讲授该门课程具有重要的现实意义。 1智能科学技术导论教学现状 1.1具体表现 对专业认识较少是不少新生入学时找不到学习方向和目标的一个重要原因。在进入高等学校学习之前,绝大部分学生并不知道“智能科学与技术”指的是什么,涉及哪些知识,应用在哪些领域,影响有多大,他们只是凭专业名称、简单的介绍对该专业有个初步、直观的了解,而在进校后一般都是学习基础课程(如英语、线性代数、电路理论等),到大二甚至大三才开始进行专业课的学习。学生在此之前由于不了解专业方向的学习和研究内容,很难想象他们在专业基础课学习上会有浓厚的兴趣,更不谈学习主动性的提升。智能科学技术导论在低年级开设,目的是让学生逐步认识、了解该专业的概况,达到激发学生学习专业课程、参与科学研究的兴趣,帮助他们对大学学习和生活进行规划和定位。然而,这一门课程并没有起到其应有的作用,具体表现如下。 1) 导论学习与专业学习存在断层。智能科学与技术的专业课程一般安排在大三、大四,而导论一般安排在大一学期,此时,由于知识结构和认知能力的缺失,新生难以将过深的学科形态、专业教学抽象成整体概念,对导论所涉及知识的掌握程度有限,在开始接触大量专业课时,他们已基本忘记了这一门入学时开设的从整体上介绍本专业的课程。 2) 学生专业学习的积极性不高。笔者在对高年级学生讲授专业课的过程中发现,很多学生对本应在大一就具备的专业思想、所涉及的智能科学技术领域的宏观知识、正确的学习方法等缺乏足够的认识,甚至是处于完全陌生的状态,因此对相关专业课的学习毫无兴趣,一味地认为进入该专业学习是自己的不幸,转而要求换专业甚至退学。 3) 继续从事本专业领域的研究或工作的兴趣低。根据调查发现,很多本专业的学生对毕业去向不持乐观态度,部分打算继续深造的学生考虑的是其他专业,而要进入社会的毕业生则表示找到专业对口的工作很难,他们大部分认为这是从一开始就没有对大学学习和生活做好规划和定位所导致。 1.2相关因素 通过与其他教师的交流以及与学生的座谈,笔者发现智能科学技术导论这门课程没有起到其应有作用的原因主要在于以下几个方面。 1) 教学内容缺乏针对性。智能科学与技术汇集多种边缘学科与技术,诸如信号与信息处理、信息论与信息通信、模式识别、图像处理、柔性决策与系统科学等内容,因此,课程所涉及的研究领域及内容十分丰富、教学知识结构较为庞大,涵盖范围广,课堂内容庞杂,热点分支多,知识点相对独立,联系不够紧密。正因为如此,在短短的课时教学中,教师的课堂讲述往往宽泛化,缺乏针对性。 2) 授课对象缺乏相关知识。在实际教学活动中,由于智能科学技术导论课程一般开设在入学之初,学生不仅缺乏相关基础知识,而且处于高中到大学的过渡期,他们的学习认知行为、学习方法、学习要求和学习内容的组织形式难以适应教师所授内容。如果课程内容涉及的专业知识过多,学生学习起来就费劲;如果偏重理论,教学会显得过于枯燥;如果过于注重工艺的讲解,又会给学生造成轻视专业基础知识的倾向[5]。如此种种,导致教师在讲课过程中处于两难境地,而学生则难以建立系统、完整的知识体系,在有限的时间里所能掌握、吸收并内化的智能科学基础知识很少,从而不利于今后专业课的深入学习。 3) 教学方式落后。目前,讲授智能科学技术导论这一课程采取的教学方式更多是传统的教学方式――课堂教学,而其课程特点是知识面广而不深。因此,传统教学方式的缺陷更为凸显出来,学生知识结构的延伸无法完成,对后续专业课教学产生不利影响。 2教学策略的提出 2.1课程的全程化 作为一门基础专业课,智能科学技术导论应以学生在专业领域的发展为主线,贯穿本科四年的学习中,根据不同年级学生的特点,有针对性地开课或开设学习指导性讲座,如大一阶段应以初步认识、了解专业本身,建立对本专业的信心,激发对专业的兴趣为目的而设置课程内容;大二阶段则为提高对专业的认识、巩固专业信心、学习专业方法、制定专业目标的阶段;大三阶段则是深入掌握专业学习方法、系统学习专业知识的阶段;大四阶段则是走向职场、实践运用专业知识的阶段。通过这4个阶段的递进关系,最终促进学生螺旋化地构建专业知识。 2.2教学方式的革新 把科学研究引入教学过程,使教学活动具有科研性,这是大学教学过程突出的特点[6],因此,授课内容不应完全局限于教材,而应融入教师的科研、工程项目、实践经验以及学科知识。开设智能科学技术导论课程的目的是让学生初步从整体上接触专业基本知识,通过列举专业知识在实际生产中的应用以及专业基础知识在今后学习、科研工作中的重要性,为专业学习提供一个良好的导向。为此,除了传统的课堂教学外,还可考虑采取讲座方式提供相关信息、讲授相关知识。如选择智能科学与技术专业不同研究方向的老师,就其所研究领域的知识、学科发展最新概况、智能科学前沿技术及最新科技成果、专业学习方法、实验室在研项目等进行系列专题讲座,这样的讲座一方面更加具有针对性,另一方面能够充分发挥不同研究方向老师的优势。在此基础上进行讲解和讨论,学生可以从不同来源、不同角度了解该专业的内容、研究方法、前沿技术及发展方向,从而引导他们在智能科学与技术专业这条道路上稳步前行。 2.3调整与优化教学内容 作为一门“入门”课程,智能科学技术导论的讲授切忌涉及太多的理论,这会使学生失去学习的信心;同时,也不允许对课程内容进行重复性的讲授,这会使学生失去学习兴趣。鉴于此,在教学内容的组织上要做到内容难度适中,选择适合学生接受能力且对后续专业课学习有帮助的内容来授课。此外,智能科学是一个不断发展的学科,其技术成果、研究动向更新快,教师应及时介绍智能科学技术领域的最新科技成果,引导学生关注本专业的知识应用,拉近学生与智能科学技术之间的距离,使他们及时掌握本学科领域发展的最新动态,扩大知识面,为今后专业课的学习以及就业做铺垫。 2.4运用灵活的考核方式 一般专业课的学习效果比较显著,只要努力,课程结束后,学生一般也就掌握并内化了相关的专业知识。和这些一般的专业课程不同,智能科学技术导论课程的学习效果只能在后续专业学习中逐步体现,也正是由于该课程的教学内容、教学目的和教学要求等方面所具有的特殊性,其学习效果仅仅通过传统的测试很难检验出来,同时也容易束缚学生的思维,不利于其应有作用的发挥,因此,可考虑多样化的考核方式,如提交通过思考和查阅资料等手段完成的小论文、根据实验报告中的实验步骤写实验体会、要求学生推荐他认为本专业最新科技成果或参考书等。 2.5积极开展实验课 智能科学技术导论是一门从宏观上介绍智能科学领域相关内容的专业基础课,其重要任务是介绍专业教学安排和专业学习方法,并没有深入具体地介绍某一知识点。由于导论课程的特殊性,实验的开设可以参观性、演示性、模拟性为主,如组织新生参观学校组织的电子设计竞赛的作品,在参观过程中,从专业的角度为新生讲解各参赛作品的设计意义和原理。 此外,智能科学与技术覆盖面很广,工程性与实践性很强,现有市场上已存在涉及很大一部分相关知识的技术成果,因此,可进行反求工程式的实验课。如本院实验室拥有的机器人涉及到机械、计算机软硬件、人工智能、智能系统集成等众多先进技术,学生从中可逐渐认识、理解、学习掌握智能科学知识,这种反求工程式的实验课不仅可以提高学生对学习本专业知识的兴趣,也为后续专业学习奠定了基础。 2.6培养高素质的师资队伍 智能科学技术导论作为智能科学与技术专业学生的入门课程,对授课教师提出了很高的素质、能力要求。授课教师应具有深厚的基础理论知识、宽广的专业知识、丰富的科研与工程实践经历、高水平的教学能力以及大学生思想教育的经验[7]。 3结语 智能科学技术导论这一课程对稳定学生初期迷茫的专业思想动态、激发学生浓厚的参与意识和兴趣、提高学生学习后续专业课程的热情和解决实际问题的能力等有重大影响。在没有现成经验可借鉴的情况下,只有不断地实践总结,才能发挥其作为智能科学与技术专业“敲门砖”的作用。 智能科学技术论文:时代召唤智能科学技术人才大军 摘要:论述信息科学技术和智能科学技术的基本概念以及信息科学技术必须提升到智能科学技术的原因,指出这种提升已经水到渠成,提出培育智能科学技术人才大军已经迫在眉睫。最后分析了培育智能科学与技术人才大军的要求、措施和方法。 关键词:信息科学技术;智能科学技术;现代化;人才培养 无论人们是否已经清醒地意识到,理论分析与社会实践都已清楚表明,信息化走向智能化的时代已经来临。这就是为什么当今社会如此频繁地出现各种各样的“智能”前缀:智能交通、智能电网、智能城市、智能农业、智能建筑、智能仪器、智能计算、智能控制、智能机器人、智能通信、智能服务、智能防务、智能互联网、智能物联网、智能信息处理等。 那么,什么是信息化?什么是智能化?它们有什么联系与区别? 信息化的基本任务,是利用信息技术向社会提供便捷的信息共享服务,智能化的基本任务,是在此基础上利用智能技术,向社会提供智能化的生产方式、工作方式、服务方式、交流方式和生活方式。智能化是信息化发展的高级阶段。毫无疑问,能否根据社会 的实际需求,不失时机地推进智能化,将直接影响我国现代化的进程。 高等学校应当建设和发展什么样的学科和专业,需要考虑众多因素,但最重要的是社会需求。笔者旨在阐明,尽管我国当前面临多元化的社会需求,但是其中最具本质意义和关键地位的社会需求是信息化必须走向智能化。这是振兴民族大业、建设小康社会、建设创新型国家、建设资源节约型社会和环境友好型社会、应对全球气候异常变化、保障可持续发展的根本举措。为此,大力发展智能科学与技术本科专业,努力建设研究生学科,精心培养各层次智能科学技术人才大军,就成为我国高等学校的重要任务。 1信息化与智能化:基本内涵及相互关系 简要地说,信息化,就是在人类活动的各个可能领域充分利用信息技术来提高人类活动的质量和效率的过程;而智能化,则是在此基础上,进一步在人类活动的各个可能领域充分利用智能技术来提高人类活动的质量、效率和创新能力的过程。 可见,为了准确理解信息化与智能化的含义,需要了解“信息技术”和“智能技术”的概念,以及它们之间的联系与差别。为此,我们有必要考察一下人类认识问题和解决问题(也可以抽象为认识世界和改造世界)这一典型活动的抽象模型[1],如图1所示。 该模型的含义是:为了处理现实世界的实际问题,人们必须首先通过自己的感觉器官获取与问题相关的信息,并通过传导神经系统把获得的信息传到思维器官,在这里使用古旧皮层对这些信息进行预处理,使信息更加便于利用;在此基础上,通过新皮层把信息转换为知识,并进而转换为解决问题的智能策略,再通过传导神经系统把智能策略传到效应器官,后者把智能策略转换为智能行为,作用于面对的问题,使问题的状态转变为期望的目标状态。这就是人们认识问题和解决问题的一个基本回合。 之所以说是一个基本回合,是因为获得的信息可能不够充分,导致生成的知识不够完善,制定的策略不够合理。因此,当把这样产生的智能行为作用于问题时,问题的状态不一定能够完全转变到预期的目标状态。这时,就要把偏离目标状态的“误差”作为新的信息,经由感觉器官反馈到思维器官,通过学习来修正和优化策略,以期更好地接近目标。通常,这种“反馈―学习―优化―控制”的过程可能要进行多次,逐次逼近预期目标。也就是说,人类认识问题和解决问题的过程是一个充满反馈、学习和优化的过程。 通过进一步的分析,我们还可以发现,从功能性质上看,图1所示的人类“认识问题和解决问题”的过程,实际上包含相互联系、相互作用而又相辅相成的两个相继阶段,具体内容如下。 1) 获取信息的感觉器官和它的技术延长物传感系统、传递信息的传导神经系统和它的技术延长物通信系统以及处理信息的大脑古旧皮层和它的技术延长物计算系统,都是直接与“信息”打交道的器官和技术系统。 2) 生成知识和制定智能策略的大脑新皮层和它的技术延长物人工智能系统、其后传递智能策略的传导神经和它的技术延长物通信系统以及执行智能策略的效应器官和它的技术延长物控制系统则是与“知识和智能策略”打交道的器官和技术系统。 既然过程1)是与信息打交道的过程,因而就称为“信息过程”;而过程2)是与知识和智能策略打交道的过程,因而就称为“知识与智能过程”,后者也可以更简洁地称为“智能过程”。不过,“生成知识”的过程也可以看做是“理解信息”的过程,“制定策略”的过程则可以看做是“再生策略信息”的过程(策略可以看做是人类大脑再生出来的一种指示“如何解决问题”的高级信息),而“传递和执行策略”的过程也可以看做是“传递和执行策略信息”的过程。因此,在这种意义之下,过程2)也可以称为“信息过程”。为了体现这两个信息过程之间的联系与区别,过程1)可以称为“基本信息过程”,过程2)则可以称为“高级信息过程”。于是,技术范畴的传感技术、通信技术、计算技术就可以称为“基本信息技术”,人工智能技术和控制技术就称为“高级信息技术”。 这样,人们就可以更确切地说,信息化,就是在人类活动的各个可能领域充分利用传感、通信和计算这类“基本信息技术”,来提高人类活动的质量和效率的过程;而智能化,则是在此基础上,进一步在人类活动的各个领域充分利用智能和控制这类“高级信息技术”,来提高人类活动的质量、效率和创新能力的过程。 颇为有趣的是,在图1所示的模型中,如果只考虑通信系统的功能,这当然就是“电信网络(和电视网络)”的模型;在此基础上,如果把计算系统的功能增加进来,它就演变成了“互联网”的模型;进一步,如果再把传感系统和控制系统的功能也增加进来,它就演变成了当前人们正在热切关注的“物联网”模型。而如果再加上智能系统的功能,它就会演变成为“智能信息网络”的模型。 显而易见,物联网和智能信息网络的根本区别,就在于有没有“智能”。也可以说,智能信息网络就是智能化了的物联网。当然,目前的物联网还处在发展的起始阶段,它的基本形态还只是互联网与传感系统的结合,连控制系统的作用也还远远没有充分考虑,更不要说是智能信息网络了。 值得注意的是,我国当前阶段的“信息化”,主要只利用了通信技术和计算技术,还没有完全利用到全部的“基本信息技术”。只是到了最近,人们开始关注“物联网”的时候,才把传感技术与通信技术和计算技术联系起来。 所以,基于通信技术和计算技术的“信息化”的主要作用,是利用通信的传递能力和计算技术的处理能力,为社会提供便捷的信息共享服务,使社会的各种供需关系得到及时的沟通。人们在获得这些供需信息后,就可以调整自己的产品方向和生产计划,提高社会整体的运行效率。但是,产品方向和生产计划的调整都需要通过人类管理者和劳动者自己的实践来实现,基本信息技术本身对此无能为力。 原因很显然,信息所表现的是事物的现象,只告诉“是什么(What)”;知识所反映的则是事物的本质,可以告诉“为什么(Why)”;智能所体现的才是解决问题的策略,因此可以告诉“怎样做(How)”。仅仅利用通信和计算技术的“信息化”工具,不能直接改变生产过程本身,因此就只有依靠人类工作者自己来实际调整产品方向和生产规模。 发展到“物联网”阶段以后,网络中的信息比互联网的信息更丰富了,因为在原有的“人类输入的信息”基础上,增加了不计其数的“物”的信息。不过,如果物联网没有智能技术和控制技术的支持,它的功能仍然还是“信息共享”,只不过信息的来源更加丰富了而已。 然而,采用智能技术之后,由于生产工具自身具有相应的知识和智能,它就不仅可以根据供需信息自主调整产品方向和生产计划,还可以自主地改善生产过程,提高产品质量,增加新的产品品种,来适应社会需求,甚至可以预测社会需求的走向,创造全新的产品,引领社会的需求。 马克思曾经预言,随着大工业的充分发展,劳动者不再是生产流程的一个环节,而是站在生产流程的旁边,对生产流程进行监督和管理。我们知道,农业时代的人力工具和工业时代的动力工具都不可能实现马克思所预见的社会生产方式,基于通信与计算技术的信息化工具和没有智能技术的物联网工具也不可能实现马克思所预见的社会生产方式。这是因为,农业时代的生产工具(人力工具)、工业时代的生产工具(动力工具)以及信息化阶段的生产工具(基本信息技术工具)不具备智能,劳动者不得不成为“生产流程的一个环节”,只有智能化的生产工具,才有可能使劳动者“不再成为生产流程的一个环节”,从而能够“站在生产流程的旁边对生产流程进行管理和监督”,使马克思预言的社会生产方式变为真正的现实[2]。 可见,智能化的生产工具可以使社会生产方式得到根本的改变:由被动跟踪的生产变为主动引领的生产,由人力承担的生产变为机器自主的生产,使劳动者可以站在生产流程的旁边,对生产流程进行管理和监督。这就是“由工业时代的社会生产方式转变到了智能时代的社会生产方式”。显然,这种转变将使社会劳动生产力水平得到质的提高。 这就是信息化、智能化以及它们的联系与区别。 2信息化走向智能化:社会需求与历史必然 信息化必须走向智能化,这是人类社会追求进步的内在和固有要求。反之,如果信息化不能适时地走向智能化,社会的进步就会延缓甚至停顿下来。 根据“科学技术拟人律”的启示[3],信息化走向智能化这种内在和固有的要求可以从人类自身的进化过程中得到直接启发。 考察人类进化的历史就知道,当人类的感觉器官、传导神经系统、人脑古旧皮层系统和效应器官的功能发展起来之后,人脑新皮层功能的强化就成了人类整体能力进化的焦点;可以看出,只有完成了新皮层功能的强化,人类才进化成了完全意义上的现代人类。反之,如果没有新皮层功能的强化,人类的进化就可能依旧停留在“猿猴”阶段,不能成为真正的现代人类。 与此相应,当今时代,传感技术、通信技术、计算技术、控制技术都获得了长足进步。因此,智能技术的强化就成了整个技术能力进步的焦点。同样,只有当智能技术发展起来,人类的智力能力才能得到有效的扩展。反之,如果智能技术不能获得充分的发展和应用,信息技术就会停留在“信息共享”这个初级的发展阶段。 因此,为了适应社会不断发展的需要,为了不断改善人们生存的条件,信息化必须走向智能化。只有这样,人类“认识世界和改造世界”的活动才能得到现代科学技术的全面支持,人类的充分解放才能成为现实。 事实上,人们可以举出无数的事例来说明信息化为什么必须走向智能化,以及如果信息化不走向智能化就不能真正解决问题的原因。不过,限于篇幅,这里只能择要略述一二。 1) 例1:物联网研究与应用。 如上所述,目前人们所研究的物联网,其实只是增加了传感器的互联网而已,不要说还没有考虑智能技术的作用,就连控制技术的因素也考虑得很不充分。可是,没有智能技术的物联网又有什么意义呢?一般来说,智能技术在物联网中至少有如下几个重要作用:第一,不同传感器获得的信息之间的智能融合;第二,把这样得到的形式化信息转换为“能够显示内容和价值因素”的信息(称为“全信息”);第三,从这些信息中提炼相应的知识;第四,以这些知识为基础,在目标的引导下生成解决问题的智能策略。 试想,如果得不到“正确融合起来的信息”,也得不到能够显示内容和价值因素的“全信息”,得不到相应的“知识”,也得不到解决问题的“智能策略”。一句话,如果没有智能技术的支持,这样的网联网能够发挥多大作用呢? 可见,物联网的研究与应用必须由“基本信息技术”的层次进入到“智能技术”(高级信息技术)的层次。舍此,不可能解决问题。 2) 例2:转变经济发展方式。 转变经济发展方式的核心是“转变社会生产方式”,其中一个最受关注的问题是“节能减排”,即节约能源消耗和减少废弃物排放。考察当前的社会生产,主流的生产方式是工业时代遗留下来的产物。工业时代生产系统设计的通用理念是“按照最恶劣条件下的资源需求来提供高倍资源备份,以保证在任何条件下生产系统的连续运转”。正是基于这个理念,导致了所有工业生产系统的“资源高投入”:材料的高投入、能源的高投入、人力的高投入、资金的高投入。“高投入”则导致“高排放”和“高污染”。所以,“三高”是工业时代生产方式固有的本质特征。 怎样才能转变以“三高”为本质特征的工业时代生产方式呢? 肯定的回答是:仅仅运用信息技术不足以解决问题,必须在此基础上运用智能技术,也就是“高级信息技术”(即图1所示的全部技术)才能达到目的。 道理很明显,要想真正转变以“三高”为特征的工业时代生产方式,必须从这种生产方式的初始源头――设计理念――进行彻底变革。这就是用“智能设计”的理念取代原有的“以高投入保障可靠生产”的设计理念。只有设计理念革新了,才能从源头上消除“三高”,达到节能减排和转变经济发展方式的目的。 智能设计的理念是:通过智能技术的“自主学习与自主优化”策略,使生产系统的资源投入和产品产出实现动态的优化配置,从而消除“高倍资源备份”。可见,没有智能技术的应用,就不可能从源头上转变以“三高”为特征的工业时代生产方式。 总之,只有智能技术的普遍应用(即“智能化”),才能使“物联网”走向智能化,发挥应有的作用;只有智能技术的普遍应用,才能使工业时代遗留下来的社会生产方式得到根本转变;同样,也只有智能技术的普遍应用,才能使整个国民经济、社会文明、大众民生和国家安全获得蓬勃的发展,朝着21世纪意义下的现代化目标不断前进。 需要特别指出的是,物联网的智能化也好,经济发展方式转变也好,应对全球气候异常变化也好,维护世界和平与国家安全也好,种种迹象都表明,“审时度势,把信息化推向智能化”已经是摆在我国人民和世界人民面前的紧迫任务。 3智能化人才大军:特有的素质 为了推进智能化,需要在各个领域大力发展和普遍应用智能科学技术。但是,人是社会生产力的第一要素。发展和应用智能科学技术,需要一支规模宏大、结构合理、训练有素的智能科学技术人才大军。 所谓“规模宏大”,主要是指智能科学技术人才大军在数量上要能适应国民经济、社会文明、大众民生、国家安全智能化的规模要求。智能无处不需,智能化是全社会的需要,不是个别领域、个别部门和个别地区的需求。因此,规模必然相当宏大。 所谓“结构合理”,主要是指培养这支人才大军的教育系统应当具有博士、硕士、学士的合理层次结构。智能科学技术是新兴的、快速发展的,而且体现了当代最先进、最复杂、最前沿的科学技术,没有这样一支结构合理的人才大军,就不可能适应智能化的需求。 所谓“训练有素”,主要是指国家应当设置面向智能科学与技术学科和专业的高等学校人才培养的专门体系,按照智能科学与技术学科的知识结构和能力结构进行系统培养与训练,而不宜由其他学科的培养体系来代行兼顾。 图1的模型表明,在学科关系上,智能科学与技术的前端与计算机科学与技术学科相衔接,后端则通过信息与通信工程学科和控制科学与工程学科相沟通。其中,计算机学科定位于“信息处理”;它输出的是经过处理便于应用的信息,正好提供给智能科学与技术学科,支持“生成知识”,并在此基础上“制定策略”;后者通过信息与通信工程学科的“策略传递”功能传递给控制科学与工程,支持“策略执行”。可见,它们的功能定位分别是“信息处理”、“知识生成与策略制定”、“策略传递”和“策略执行”,它们各就各位,各司其职,互相衔接,互相合作,形成和谐的流程,但不能互相取代。 那么,智能科学与技术学科人才大军应当具备怎样的整体素质呢? 由于篇幅所限,这里不可能细致地展开讨论。考虑到我国目前已经有众多学校制订了详尽的智能科学与技术学科的人才培养计划,这里将着重指出:除了其他科学技术学科人才必须具备的共性素质之外,智能科学技术学科人才大军应具备的特殊素质。 3.1智能科学与技术本科专业的特殊知识结构 众所周知,智能是由信息资源加工出来的最高级产物。因此,智能科学技术是信息科学技术的核心、前沿和制高点,智能也是人类一切能力的最高级体现。因此,智能科学技术也是生命科学技术最为精彩的篇章。因此,智能科学技术是信息科学技术与生命科学技术两者的交叉学科,应当按照这样的学科性质设计学生的知识结构和能力结构。 基于这样的特点,智能科学与技术本科专业的知识结构(课程设置)应当形成如下最基本的连贯的标志性核心知识体系。 第一学期,智能科学与技术导论(人文基础)。 第二学期,智能科学史与科学方法论(人文基础)。 第三学期,脑与认知科学基础(专业基础)。 第四学期,智能数学(数理逻辑与模糊逻辑)(专业基础)。 第五学期,机器智能通论(核心课程)。 第六学期,机器学习(核心课程)。 第七学期,智能机器人(应用基础)。 第一学期必须开设“导论”。这是因为新生刚从中学走进大学,需要通过“导论”引导学生快速了解什么是智能科学与技术,为什么要学习它,它的发展前景是什么,它对经济发展与社会进步的意义是什么,它的知识结构和能力结构是什么,它与相邻学科的关系是什么,怎样才能学好智能科学与技术(包括大学与中学的学习方法和学习规律有何异同)。 第二学期必须开设“方法论”。这是因为新的正确的方法论对于理解和发展智能科学与技术具有特别重要的意义,而传统科学方法论会妨碍学生理解和把握智能科学与技术。“工欲善其事,必先利其器”,方法论的教育必须走在前头。 第三学期必须开设“脑与认知科学基础”。这是因为人工智能的最佳原型就是大脑结构及其支持的认知能力。没有这个基础,我们培养的人才大军就会基础浅薄,缺乏创新的功力,他们在智能科学与技术发展的道路上就走不远。所以,要在二年级一开始就学好这个基础。 第四学期必须开设“智能数学”。学生要着重学好集合论、数理逻辑、模糊逻辑和算法理论,这是智能科学与技术对数学知识的特殊需要,也是学习后续课程必须具备的数学基础。必须在第四学期完成这个准备。 第五学期必须开设“机器智能”。这是本专业的核心课程。考虑到历史上“人工智能”与“计算智能”和“行为智能”长期处于鼎足三分的状态,而事实上,只有它们三者结合在一起,才能覆盖基本的智能技术,因此需要设置统一阐述这个“三位一体”的新的课程,称之为“机器智能”。 第六学期必须开设“机器学习”。这是因为上述三种智能技术的共同要害都是“学习”,因此有必要开设“机器学习”来深化智能的核心技术。 第七学期应当开设“智能机器人”。这是因为智能机器人是智能技术实际应用的最典型和最普遍形态,应当让学生在进入毕业设计之前对智能机器人做“解剖麻雀”式的学习和掌握。 其他课程的设置可以、也完全应该结合各个学校的特点自行选择。 还要强调的是,整个培养过程要努力贯彻理论与实践相结合、已有进展与存在问题相依托、启发式和教学双方互动等原则,使学生不仅高度热爱本专业,而且具备很强的创新精神和实践能力。 3.2智能科学技术学科研究生的知识结构 同样,由于篇幅所限,这里仅指出:鉴于智能科学与技术的内涵非常丰富,应用又无处不在,智能科学与技术研究生一级学科不宜按照应用领域设置二级学科。分析表明,按照学科的层次结构设置如下三个二级学科比较适宜。 1) 智能理论。 2) 智能技术。 3) 智能应用。 当然,这些二级学科名称的具体表述方法还有待继续论证和优化。 4结语 今天,无数的事实(智能A、智能B……智能Z)告诉我们,社会对于“智能”的需求已经不止是母腹中躁动的婴儿,也已经不止是大海平面上依稀可见的航船桅杆,而是已如初升的太阳普照大地,如大潮的奔涌席卷四方。 面对时代的召唤和社会的需求,高等学校的教育和科研工作者义不容辞,责无旁贷。让我们一起努力,共同推进智能科学与技术本科专业和研究生学科的建设,为我国和世界智能科学技术的发展,作出无愧于时代、无愧于华夏学人的积极贡献! 智能科学技术论文:对智能科学技术教学的几点认识 摘要:结合我院在智能科学技术相关课程中开展的教学实践活动,就教学理念、教师素质培养及创新实践教学方法应用三方面阐述了作者的一些体会。 关键词:智能科学技术;教学理念;素质培养;创新实践 智能科学技术是数学、物理、电子、计算机和信息处理以及哲学、生命科学等多学科交叉的综合性学科。智能科学技术课程的教学目标是培养具有信息科学、智能科学、脑与认知科学、现代科学方法学基本理论知识,掌握计算机、人工智能系统、信息网络、信息处理、自动控制、系统优化专业知识和综合技能的高级复合型人才。 在一定程度上,智能科学与技术代表着信息技术的前沿,其理论研究与应用开发对我国现行的教育与教学理念提出了挑战。在现有的教育体系中增加智能理论和智能技术教学,对全面培养学生的信息素养、创新的思维方式,激发他们对信息技术的追求具有积极意义。因此,为适应社会对从事智能化产品研发人员的迫切需求,同济大学电子与信息工程学院近年来率先提出并建设智能科学与技术课程链,包括计算机控制系统、机器人与人工智能、智能技术等,力图建成各环节有机联系、具有较宽覆盖面的“课程链”。 在实际教学中,为了适应快速的技术发展趋势,更好地利用有限的教学资源、实验资源和课时约束,近年来,我们对智能科学与技术相关的各门课程进行了整合,对课程的教学理念与内容、教师素质培养、教学方法与手段等方面进行了全方位的研究与实践。 1师生共同实现自我 叶澜教授指出:“教师应该具有与时代精神相通的教育观念[1]。”智能科学技术相关的课程涉及大量前沿科学,我们必须跟上甚至超越先进国家的研究步伐。根据研究型大学创新人才培养的目标定位,吸收现代先进教育观念,我们树立了师生共同实现自我的教学理念。 教学主体应同时包括学生和教师,成功的教学有赖于建立和谐的师生关系[2]。一直以来,以学生为中心已成为大家的共识,学生既是大学的服务对象又是大学品牌的建设者和传播者,社会对大学的认可正是基于毕业生服务社会的能力和表现,因此教学必须从学生的长远利益出发,创造学生价值[3]。智能科学技术具有快速的发展趋势和交叉的学科特性,因此要求师生共同把握潮流脉动。学生要积极地、主动地、有目的地学习并创新,也就是“学会学习”,同时带给教师最现代、最崭新的观点与视野。譬如在今年的计算机控制系统课程设计中,几名学生针对春运火车票实名制运行中因人工进行身份核对造成的大负荷工作量、检票时间过长等新问题,大胆提出了火车票实名制电子客票系统的设计方案,以及利用已经商品化的身份证检测装置进行智能检票原型机开发的设想。这让我们惊喜地认识到教育已经不再是简单的知识灌输,而应能够启发学生自主地寻找问题、发现问题,从而解决问题。 面对智能化发展趋势,教师不再是一部百科全书,而应变成向导、顾问及合作伙伴,帮助学生在独立思考的道路上加速前进,引导学生发现新问题,掌握新知识,使学生将理论与实践有机结合,具备合作与解决问题的能力[4]。而教师也在教学过程中不断提升自己,强化专业水平,师生共同进步,实现自我。在机器人与人工智能课程中,讲授实际机器人受到各种不同约束,只用理论公式讲解不仅枯燥而且不易理解。在和学生答疑讨论的过程中,我们发现将这种约束用动画表示出来,学生很感兴趣并且易于掌握各种约束的实质。动画的制作本身就体现了智能技术的发展,学生在这方面的技能往往比教师更新潮、更先进,教师在此时也从学生处获得更多技巧,丰富自我。通过师生间的高频互动,实现教学相长,提高了教师的教学与学术能力。 2加强教师素质培养 智能科学技术的知识更新速度很快,自20世纪70年代末开始,智能技术应用的基础――处理器已经更新换代了好几代,相应的高校实验课程也随之调整。进入21世纪,技术发展更快,此时在教学中仅依赖个别老教师就显得力不从心。较其他学科,智能科学技术教学对教师提出了更高的要求,更应加强教师梯队尤其是青年教师的培养工作。为此,我院始终坚持制订并实施人才培养计划,推荐和选派中青年骨干教师出国开展教学科研学术交流,及时把握国外顶尖知名大学的专业与学科建设动态信息。在与国际知名企业合作的同时,多次派教师赴企业进行实地参观学习,在引进先进技术的同时也学习其先进的管理观念,使教师具有更合理的能力结构。 另外,我们也借助学校平台开展教师队伍的自身培训工作,通过青年教师讲课竞赛、老教师教学经验讲座以及邀请国内外专家来校交流等形式,进行教学理念和教学方法的交流;发挥新老教师在教学经验、知识面和智能技术应用能力等方面的特长,组织各种教学业务活动,积极推动新老教师之间的相互交流和学习。 教材建设和课件建设是培养青年教师的重要载体。在参编教材过程中,青年教师加深了对课程理论体系、相关技术发展及如何将科研成果运用到教学当中的了解。相比美、欧、日等发达国家,我国的智能科学技术较落后,因此青年教师应充分发挥外语好的优势,直接从外文文献中获得最新资讯,传递给学生。 同时,我们也对双语教学乃至全英语教学进行了有益探索,对青年教师提高专业素质和职业素质起到了良好的推动作用。 教育是一个使教育者和受教育者都变得更完善的职业。只有当教育者自觉地完善自己时,才能更有利于学生的完善与发展[5]。 3科研与教学结合、学习与创新结合 实践是新世纪人才培养的关键环节[6]。智能科学技术与实际相结合才能得到持续的发展。教师的科研与教学相结合、学生的学习与创新实践相结合,是智能科学技术教学的一个有益探索与尝试。在教学过程中,教师将最新科研成果融入教学过程,利用科研方面的优势,教学相长,形成科研与教学的良性互动。学生在学习过程中能够不断跟踪国际研究的前沿,掌握和了解该学科的成就和发展状况,有利于提高专业素质,拓宽知识面,强化超前意识。 通过将科研项目与课程建设相融合,如国家863高技术项目、国家自然科学基金项目、国际合作项目、省部级科研项目等,使得本科教学与实践创新过程和科研项目息息相关,成为智能科学技术实践教学的重要延伸。近几年,我校以国家级科研项目和科技竞赛为背景设立主题研学项目,如机器人技术研究小组、智能小车技术研究小组、嵌入式系统研究小组等,产生了一大批学生创新成果和竞赛佳绩,在全国大学生电子设计竞赛、RoboCup(机器人世界杯赛)、飞思卡尔智能车大赛、嵌入式系统等连续获得30余个重要奖项。在2009年的RoboCup类人组足球赛中,我校借助科研项目对双足移动机器人的研究成果,成功地将视觉处理、基因算法在步态学习中的应用以及基于生物诱导机制的步态产生运用到NAO上,克服了时间短、经验少等问题,成功取得决赛权并进入了16强。 在智能科学技术课堂教学的同时,我们借助校计算机与信息技术国家实验教学示范中心、大学生电子信息科技创新基地、实验中心及大学生创新计划,为课内综合性教学、课外实验选修课、实验研讨课、自主研学等提供了广阔的选择空间,极大地促进了学生创新意识的培养和实践能力的提高。 4结语 智能科学技术在未来人类社会将起到越来越重要的作用。相比其他学科,该学科具有发展速度快、知识面宽、综合性强等特点,因此在教学中必须针对这一特性做出必要的改革和创新。改革要兼顾知识的传授、能力的培养和素质教育,必须是教师和学生同时作为主体的自我提升过程,从而实现培养具创新意识、思维、能力的21世纪适应型人才的目标。 智能科学技术论文:把握智能科学技术学科及教育的正确发展方向 摘要:介绍我国智能科技教育特别是课程教学的概况,探讨中国人工智能水平及其评价问题,着重研究我国人工智能的发展方向,指出必须重视人工智能是一门具有较强理论基础的新兴技术学科这一基本属性。 关键词:人工智能;智能科学技术;学科;教育;发展方向 0引言 人工智能(Artificial Intelligence,AI),又称为机器智能或计算机智能,是计算机科学或智能科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。人工智能近期的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能,而远期目标是用自动机模仿人类的思维活动和智力功能。 1来之不易的大好机遇 比起国际上人工智能的发展情况,我国的人工智能研究起步较晚,发展道路曲折坎坷,经过质疑、批判甚至压制的艰难发展历程。直到20世纪80年代初期,中国的人工智能研究才开始活跃起来,但由于当时社会上把“人工智能”与“特异功能”混为一谈,对两者一起批判,并一并斥之为“伪科学”,使中国人工智能经历过一段弯路。 中国人工智能学会于1981年在长沙成立后,长期得不到中国科学技术协会和国内科技界的认同,只能挂靠到中国社会科学院哲学研究所,直到2004年,才得以挂靠到中国科学技术协会。这足以表明中国人工智能学会成立后经历的20多年岁月是多么艰辛。因此,在这个时期内,有比较多的中国人工智能学者研究人工智能哲学问题是有历史原因的。 直到改革开放之后,我国的人工智能才逐渐走上发展之路。近两年来,国家领导人对人工智能高度评价,并对我国人工智能的发展提出重要指示,有关部门了《中国制造2025》《机器人产业发展规划(2016―2020年)》《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》。这些文件体现了我国已把人工智能技术提升到国家发展战略的高度,为中国人工智能的发展创造了前所未有的优良环境,也赋予人工智能艰巨而光荣的历史使命。 2016年4月,中国人工智能学会联合20余家国家一级学会,在北京举行“2016全球人工智能技术大会暨人工智能60周年纪念活动启动仪式”。这次活动恰逢国际人工智能诞辰60周年,谷歌Alpha Go与世界围棋冠军李世石上演“世纪人机大战”,将人工智能的关注度推到了前所未有的高度。启动仪式共同庆祝国际人工智能诞辰60周年,传承和弘扬人工智能的科学精神,开启智能化时代的新征程。 2大力发展智能科学与技术教育 包括人工智能教育在内的智能科学技术教育是智能科技和智能产业赖以发展的强化剂和推动力,也是高素质智能科技人才培养及智能科技与产业可持续发展的根本保证。我国的智能科技教育已初步形成学科教育与课程教学体系,并在大学计算机、智能科学与技术、电子信息、自动化等专业开设不同层次的人工智能类课程。中国智能科技的进一步发展和人工智能的基础建设问题,都与智能科技人才培养密不可分。只有培养足够多的高素质智能科技人才,才能保证我国智能科技的顺利发展,进而攀登国际智能科技的高峰。 智能科技教育和人才培养是智能科技学科发展的重要基础。我国自20世纪80年代中期开始在少数高校开设各种人工智能类课程以来,经过推广与提高,30年前的人工智能星星之火如今已形成燎原之势,数以百计的高校开设了各种层次的人工智能类课程,有些课程已成为我国高校教育园地上的名花。例如,中南大学的人工智能课程已成为首批国家级精品课程、教育部新世纪优秀网络课程、国家级全国双语示范课程、首批国家级精品视频公开课和国家级资源共享课程。全国已有20门智能类课程入选国家级质量工程。尽管为数不多,但这些智能类课程在改革中不断发展壮大,已为国家培养了成千上万的智能科技专门人才。虽然这些课程只占数以千计的国家级质量工程课程的冰山一角,但也表明智能科技课程仍然占有一席之地,并具有不可替代的作用,产生了非常大的影响。 全国智能科学与技术教育暨教学学术研讨会是我国人工智能教育与教学领域具有特色的最权威的学术盛会,自2002年起已成功举办了13次,对于智能科技及其相关学科的教育教学、学科建设和人才培养发挥了十分重要的作用。 2004年在北京大学开设的智能科学与技术专业,已发展到全国近30所大学,仅这些大学的“智能”专业每年就培养大约2 000名人工智能专业人才。据估计,近30年来,全国高校已培养人工智能及其相关学科的硕士和博士数以千计,本科毕业生数以万计。这些高层次的人工智能专门人才是我国发展人工智能的最为宝贵的财富。这些年轻的智能人有幸遇上千载难逢的人工智能大好发展机遇,必将成为我国智能科技跨越式发展的中坚力量。 3客观评价我国人工智能科技水平 无论是智能科技学科建设或是智能科技类课程建设,都离不开对我国人工智能水平与国际先进水平差距的深刻认识。 有些学者或企业家认为,我国的人工智能科技水平已经与美国不相上下。我们需要科学客观地评估已有成绩,既不要妄自菲薄,又不能夜郎自大,既要充分肯定成绩,又要深刻认识差距。过高地估计我国现有人工智能成果既不实事求是,又不利于人工智能学科与产业的健康发展。 美国是世界上人工智能科技整体水平最高的国家。分析中美两国在人工智能方面的差距,有助于我们保持清醒的认识。许多人工智能界内专家指出:我们在人工智能方面一直跟踪美国的理论,然后应用并在一些地方有所创新,应用上的追赶很快,但是,在基础理论研究方面和美国还是差距很大的。国内做人工智能基础理论研究的人很少,这是学术环境问题造成的。例如,美国把脑科学和类脑科学排在研究的最前面,而我国在这方面的自主研发能力却比较薄弱,在突破和创新上也有所差距。又如,国内在深度学习方面发表了不少论文,但真正有理论创新或具备重要应用价值的研究并不多。 美国人已经在构思下一个人工智能是什么,而我们这里还没有动静,这是我们面临的最大挑战。这个难题牵涉面很广,不是一两个团队投入进去就能解决的。这种差距在很大程度上源于我们学术评价体系以及以实际应用为导向有关。我们可能要通过10~20年的努力才能在人工智能方面全面赶上美国。 许多有识之士认为,我国当前的人工智能基础研究和应用开发与国际先进水平存在很大差距,国际影响力有待提高。然而,国内有一部分人工智能研究与开发人员却过高地估计成绩,认为我国的人工智能已经在很多方面甚至全面超过国际先进水平。评价一门学科是否达到或超过国际先进水平,不但要有客观标准和国际同行普遍认可,而且要有一批令人信服的标志性成果。这里笔者不准备具体讨论或争论这个问题,而是试图从以国际人工智能之父图灵命名的国际计算机学科科技最高奖图灵奖的获奖情况来说明我国人工智能的发展水平。 自1969年以来,美国计算机学会先后举行过48届图灵奖评审与颁奖,图灵奖得主共计64位。其中,美籍华裔计算机科学家姚期智2000年获得图灵奖,他是图灵奖设立48年以来获得该奖项的唯一华裔学者。在64位图灵奖得主中,有12位杰出人工智能专家获此殊荣,但当中没有一个是中国人。 4坚持人工智能研究及教育的正确方向 国际人工智能在过去60年历程里,取得举世瞩目的进展和公认成果,但其发展也是极其曲折与坎坷的。之所以艰难前行,除了由于科学发展的必然性外,社会上对人工智能的误解与偏见及人工智能内部的偏激争论,特别是在人工智能哲学与方法论方面的争论都是不争的事实。人工智能三大不同学派之间势不两立的争论持续了约30年,直到本世纪初才平静下来。人工智能学界已形成共识,即面对现代社会科技、经济和人民生活的重大问题,任何一种人工智能方法,无论是符号主义、连接主义或行为主义,均不可能单枪匹马打天下,而需要各个学派之间携手合作,走综合集成、优势互补、共同发展的康庄大道。尤其是今天的中国,人工智能面对大数据、机器人、“互联网+”等国家重大战略所带来的机遇与挑战,探索大规模深度学习、类脑神经计算、智能机器人、智能互联网、智能物联网、智能移动终端、产业智能化升级等重大理论和技术问题,推进社会智能化进程,提升社会文明程度,才是人工智能研究与发展的主流,至于学派和方法之争已不是人工智能研究的关键。 在人工智能与哲学的关系方面,应该说人工智能有哲学和方法论问题需要研究,但人工智能不属于哲学。有一些人从信息哲学或人工智能哲学角度进行人工智能研究,既是需要的,也是值得支持的,但不应该过分夸大哲学和方法论问题对人工智能的作用,必须强调智能实现理论、方法、技术在人工智能研究中的核心地位,必须注重人工智能是一门具有较强理论基础的新兴技术学科的这一基本属性。 人工智能作为一门新兴技术学科,特别需要就其发展和应用中的一系列重大理论和技术问题进行踏踏实实的研究。吴文俊先生曾经语重心长地告诫我们:“我们真正的意图绝不在于口舌之争,在字面上夸夸其谈。真正应该做的事是实干巧干,借计算机时代来临的大好契机,率先在全世界推行脑力劳动机械化,以具体成就和我们的成功来向世人表明我们的主张。” 前面提到,人工智能诞生60年走过了极其曲折与坎坷的历程,但我们不愿意更多地回忆与评论国内外人工智能发展过程中的种种艰难往事,只是希望大家能记住历史教训。过激的、势不两立的学派争论和过于浓厚的哲学色彩都不利于人工智能学科全面与健康的发展。今天,在进行人工智能/智能科技研究与教育时,一定要把握人工智能作为一门自然科学新兴学科的方向,从获得国际人工智能学界认同和经受应用检验两个角度,创造中国人工智能的新成果和新品牌。 智能科学与技术专业抓住教材建设和师资队伍建设作为专业建设的突破口,这是非常正确的,尤其是教材,作为课程教学环节的重要资源,不仅是专业建设和教学活动的重要载体,而且对学生的课程认知和能力培养都具有十分重要的导向和启迪作用,因此需要用十分严谨和科学的态度去对待。实际上,入选普通高等教育“十二五”国家级规划教材的4本人工智能教材中,有3本书的作者为现有智能科学与技术专业的教授,这至少从一个侧面说明,智能科学与技术专业还是有着较好的人工智能教材基础的。 当然,由于智能科学与技术本科专业在开设人工智能课程之前,一般会有智能科学技术导论和脑与认知基础这两门前导课程,因此作为智能科学与技术专业的人工智能教材,应在结构和内容上有别于其他信息类专业的同类教材。但作为人工智能的主流理论、方法和技术,仍然应该是该教材应该坚持的基本架构和内容主线,而不应该偏离。 在当前国内外人工智能空前大好的发展形势下,作为人工智能教育工作者,我们应该创新进取、谦虚谨慎、求真务实,用科学态度对待人工智能科学和智能科学技术问题,为国内外人工智能的健康发展,为我国智能科技人才的培养做出新的贡献。 5结语 国际人工智能已经走过60年的光辉历程,我国的智能科学与技术专业也迎来了她的第二个10年。进一步发展人工智能和智能科技需要办好智能科技教育,我们要再接再厉,争取在人工智能和智能科技教育方面做出更多更好的创新性成果。进一步发展人工智能和智能科技同样需要把握人工智能和智能科技学科的正确发展方向,把握人工智能教育的正确方向。做到这一点,我们的智能科学与技术学科与专业就大有希望! 智能科学技术论文:智能科学技术导论教学目的及策略 摘要:针对智能科学技术导论作为智能科学与技术专业学生的专业基础课开设的必要性和重要性问题,分析现在的教学情况,从课程讲授目的出发,深入探讨整个课程结构设置并提出在教学策略上的改进意见。 关键词:智能科学技术导论;教学目标;教学策略 1课程概述 21世纪信息科技席卷全球,给人类的生产和生活方式带来深刻的变革,信息产业已经逐渐成为推动整个国家经济发展的主导产业之一。作为现代科学技术核心之一的智能科学技术正在迅猛发展,并以迅雷不及掩耳之势融入人们生活的各个领域,拥有非常广阔的前景和应用需求。在高校中推进智能科学技术专业教育,重点培养高水平的智能科技人才显得尤为重要。 智能科学与技术概括地讲是研究智能现象及其运用规律的科学技术,严格地讲是研究智能的本质和扩展人类智力功能的原理和方法的科学技术(图1所示为智能系统模型),旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学和现代科学方法学的基本理论知识,掌握计算机、智能系统、信息网络和信息处理的基本技能,综合运用所学知识与技能分析和解决实际问题,具有较强自学能力和创新能力的高级复合型人才。 智能科学技术导论作为智能科学与技术的一门专业基础课程,应该充分发挥良好的“敲门砖”作用,帮助学生对智能科学领域有一个初步了解以及整体宏观认识,对其以后能够更加深入学习专业课具有很强的指导意义,因此研究和探讨如何讲授该门课程具有重要的现实意义。 2课程整体设计及目标 良好的开端是成功的一半,智能科学技术导论这门课程开设在大一新生入学的第一学期,面对的是还处在“考试模式”向“自主学习”过渡的学生,怎样将他们成功地领进“智能的大门”,为学生以后几年的学习奠定良好基础,更为以后的工作打下扎实基础,应该引起高度重视。 首先,智能科学技术导论应该对学生起到专业引导的作用。智能科学技术导论概括介绍智能技术发展的起源和重要性、现状和应用、未来广阔的前景等,使学生在宏观上掌握专业方向,帮助学生了解以后的课程设置和专业培养目标,引导学生从高中时代的填鸭式教学中走出来,掌握好本专业知识学习的方法和技巧,减少学生专业学习的盲目性,培养其专业意识,树立正确的专业思想和学习观,为学好本专业打下良好基础。 其次,智能科学技术导论应该向学生普及智能科学技术专业的基础知识,带领学生进入智能科学的广袤森林;将引导学生掌握智能科学的基本概念、原理和知识结构,揭开智能科学的神秘面纱,在此基础上了解智能科学技术与相关学科的交叉关系及应用,不仅仅从理论上,更从实际出发认识到智能科学技术对经济发展和社会进步的巨大贡献。教师应当充分激发学生的学习兴趣,从而培养出高质量、高水平的智能人才。 最后,通过实践帮助学生对智能科学技术有更加深刻直观的理解,从实际出发介绍智能信息网络,通过演示智能机器人、谷歌无人驾驶汽车、专家系统等实际案例,说明智能科学技术给经济发展和社会进步带来的巨大贡献,带领学生进入智能科学的天下;以实际应用作为理论的辅助,使学生更加深刻地感受智能科学的魅力。 3课程教学存在的问题及思考改进 3.1改革教学模式 教师须摒弃纯理论教学和枯燥的说教模式,采用多种方式并存的教学模式;在基础知识讲解的过程中引入科研项目,通过举例将专业基本原理运用在实际工程中,使学生对理论知识有一个更加直观和清晰的认识,与此同时为了激发学生的学习兴趣,可以请智能专业不同研究方向的教师,就其研究领域的研究动态、最新研究成果和在研项目进行专题讲座,解答学生的各种疑惑,使学生可以从不同来源和不同角度了解该专业的内容、研究方法、前沿技术及发展方向。 3.2采取课堂与实验室结合教学 教师可充分发挥实验室的作用,大一乃至大四的学生都可以小组为单位或者根据自己的兴趣爱好,在导师的指导帮助下参与实验室的实际科研工作,如每个小组根据具体的科研要求制订一个学期目标,于固定的时间点到实验室进行小组讨论以及与老师交流,做一些辅助性的工作。这样有助于学生将书本上的知识与实际应用结合起来,对所学知识有更直观和深入的认识,也可以更好地了解专业现状、领域成果以及以后的发展方向,更重要的是可以从学长身上汲取一些学习方法和经验,对以后的专业课深入学习会有很大帮助。另外,实验室中高年级的研究生甚至博士生可以在整个学习过程中解答学生的各种疑惑,在整体上提高学习效率。 3.3建立多样化、全方位的考评模式 仅仅以卷面成绩评判学生能力的方法在根本上存在弊端,束缚了学生的独立思考能力和创新能力,有悖于智能科学技术导论这门课的初衷。我们采用多样化的考评方式:①小组讨论答辩。在课程教学进行过程中,以学习兴趣小组为单位选择智能科学技术的题材作为学习主题,进行资料查询和小组探讨,最后以报告的形式进行课堂答辩;②实践创新。根据教师以及学长演示的智能系统,撰写一篇小论文,提出自己的看法、疑惑以及创新点,有兴趣的学生可以参与智能系统的开发中;③期末仍然进行卷面考试,主要考查学生对基本概念和基本原理的掌握情况,只有根基打稳才能更上一层楼。 4结语 为了更好地落实智能科学技术导论课程的方针,实现该课程的教学目标,笔者结合当前教学过程中存在的问题,提出了改革教学模式、采取课堂与实验室结合、建立全面多样的考评模式3项改革措施,期望智能科学技术导论这门课能够对学生起到指引性作用,帮助学生拨开智能科学技术的神秘面纱,激发其学习研究兴趣,为后续专业课学习打下良好根基。只有不断地从实践中总结经验,才能更好地帮助学生在智能科学领域开一个好头。 智能科学技术论文:智能科学技术在计量科学中的应用 摘要:针对传统的测量技术不能满足日益发展的计量科学研究的问题,在分析计量科学研究前沿的基础上,提出将智能科学技术引入到科学计量中,发挥各自的优势提高计量的准确度,并结合质量计量过程中使用的智能质量测量仪器的实例,指出进行高准确度质量计量研究必须依靠智能科学技术的观点。 关键词:计量科学;智能科学与技术;人工智能;机器人;质量计量 0 引言 人类发展的历史离不开计量科学,这门科学是伴随着物品的交换活动而诞生和发展的。随着人类的进步和生产的社会分工,一个产品的通用和互换属性越来越高,我们所熟悉的古代“度量衡”逐步发展为现在的计量科学技术。 测量仪器测量的到底准不准,只有经过计量校准后方能判断,否则给出的测量值是不可靠的,进而在物品交换中导致不信任的行为及结果,即所有的测量值只有在给出的测量不确定度范围内溯源到计量单位上才可靠。 随着现代科学技术的飞速发展,在航空航天、国防军工、绿色能源、生命科学等世界尖端科学领域中的科技成果向世人展示出“科技要发展,计量须先行”的理念。可以说,计量科学是一切测量技术的科学基础。它首先是建立在最新物理学理论和效应的基础上,利用最现代化的技术手段来研究物理量与化学量及其测试方法的一门学科。然而,当代的计量科学正处于变更和更新时期,通常的测量方法已经不能满足更高准确度的测量要求,单一的测量技术和某一门学科无法满足计量科学的要求,因此要求综合各门学科来为计量科学进行服务,这也是笔者所提出的智能科学技术在计量科学中的应用和实践。 1 计量科学的研究前沿 随着高新技术产业的逐步成熟以及可持续发展战略方针的确立,计量科学不再服务于传统科学领域,还形成了诸如材料计量、能源计量、生物与医学计量、环境计量等前沿研究点。2012年3月,全球领先的计量科学研究机构——英国物理技术研究院(National Physical Laboratory,NPL)了《2020年计量愿景规划》,其中的一个重要内容就是“智能和互联式测量”,这一重要主题是指将大量智能技术与智能传感器与互联网结合起来,集成到一个全球性的信息网络中形成物联网,每个物体中将被装入可进行智能测量的传感器,通过互联网和数据融合技术实现网络化校准。 国际上机器人学的研究和机器人技术发展开始于20世纪60年代。美国是工业机器人的发源地,早在1959年就制造出世界上首台工业机器人。20世纪60年代末,高速发展的日本经济面临劳动力严重不足的问题,工业机器人无疑为日本解决了燃眉之急。日本1967年从美国引进机器人及其技术,并于次年试制成日本第一台工业机器人。经过十几年的发展,日本一跃成为“机器人王国”,其工业机器人年产量、国内机器人装机台数和机器人出口量均处于国际绝对领先地位。此外,德国、法国、意大利、英国、瑞典、韩国和前苏联等国的工业机器人都得到了较快发展。在国际计量界,德国PTB是智能质量计量顶尖水平的代表。为了完成质量量值传递,PTB专门设计了适用于质量计量的自动加载卸载装置。 发达国家在计量科学研究中大量使用机器人先进技术,一方面提高了从事计量检定校准服务人员的工作效率,另一方面也提高了计量科学研究中的准确度,并从大量数据中提取有效的信息作为科学研究的参考。在质量计量的过程中,由于计算机技术的广泛应用,信息采集和传感器数据处理更加自动化,而且正向着实时化、精细化控制和智能化方向发展,也使计量校准朝着动态、综合、多参数和多功能方面发展。在国际先进的质量基准实验室中,均采用智能质量测量系统进行质量标准的测量。 此外,智能传感器技术也是测试技术与仪器领域中比较重要的创新技术,它们在该领域得到广泛应用。智能传感器与传统的模拟传感器输出模拟原始信号不同。首先,智能传感器输出的是数字信号,并进一步与虚拟仪器中的主要硬件——计算机交换信息;其次,智能仪器技术提供了强大的网络化平台,在此基础上可以组建远程智能测量系统。分散在不同地理位置、不同功能的测量设备可以组成一个网络测控系统,使测量仪器的智能化程度大大提高。 2 智能机器人在质量计量中的现状 人类进人21世纪,计量科学和智能机器人技术都各自发展到了一定的高度,两者与现代科学的每一个分支都有密切联系,也综合了很多领域的知识,尤其与机械设计制造、机械电子工程、自动化、智能科学技术、智能传感器等领域有着高度重合和相似的内容,更涉及多个专业之间的相互通融与支撑。学科交叉是当代科学技术发展的主要特征,智能机器人需要进一步扩大服务范围,计量科学研究领域也需要进一步提高科研中测量的准确度和效率,这意味着两个广泛的科研分支需要开展更广泛的学科交叉研究与开发和更全面的渗透与合作。然而,我国的智能机器人与计量科学的相互结合和提高还没有到达一定的高度。 质量是目前唯一使用实物作为基标准的物理量。砝码是复现质量值的实物量具,其量值传递溯源到国际公斤原器。砝码的质量及相关参数(体积、磁化率)的精密测量,以及准确、快速的砝码量值传递体系,有助于提高对各个行业的校准测试水平和计量服务能力。然而,我国的自动化质量测量系统的水平相当于发达国家20世纪90代中期水平,与发达国家相比尚存在着不少的差距。例如,在数量上我国电子衡器所占比例仅为6.6%,其中工业用电子衡器为40.8%。商用电子衡器为6.4%,而发达国家工业衡器为80%—90%,商用衡器为50%—60%。其次,我国测量衡器品种尚少、功能不齐全、动态称量准确度低、产品稳定性和可靠性还比较差,产品好的厂家所用的关键配套件还得依赖于进口。 在国际先进公司中,目前广泛使用智能加载卸载设备进行质量计量,如瑞士梅特勒一托里多公司的自动加载设备、德国赛多利斯公司的系列质量比较仪等。从开发市场角度考虑,具有自主知识产权的新型高精度微克级称重及智能化测量系统有很大的发展前途。目前,为了发展具有自主知识产权的产品,我国微克质量、超微质量的研究集中于高精度的微质量测量仪器的设计,以打破国外产品和相关技术的垄断。 在质量计量科学研究中,为避免人为因素干扰和空气流动等环境因素的影响,需采用智能质量测量系统,如日本国家计量院采用a1000,a100和a5的自动化质量测量系统,在2002年日本做主导实验室的CCM.M-K5国际关键比对中,均采用了这些质量测量系统。在研究智能质量测量系统的基础上,瑞士、法国、奥地利、韩国等国家还着手进行了砝码自动检定校准装置的研制,这是因为智能测量系统不仅要保证系统中每台仪器设备都是合格完好、正常工作的,而且要保证整个系统动作一致、量值统一,所以对于这种多参数、多变量的测量控制系统,智能科学技术的支持校准是必不可少的。质量的自动测量已经成为先进国家计量研究机构的必备测量装置。 中国计量科学研究院负责我国最高等级质量量值的传递和溯源,并进行质量单位的复现和各种准确度等级质量标准的量值传递。经过长期的发展和建设,中国计量科学研究院已经建立起一套较为完备的质量基\标准体系,特别是在1mg~20kg范围,我国质量量值的测量能力通过国际比对、国际质量最佳校准能力(CMC)的评审等确认达到了国际先进水平。2005年,中国计量科学研究院引进了世界上准确度最高的质量比较仪M-one,其天平带有6个转盘位置,可以自动完成6个砝码之间的比对测量。由于完全采用了真空质量测量,其测量结果比在恒压条件下的测量好的多,而且该智能测量系统的内部转动不会引起空气的扰动,确保了测量结果的准确性、可靠性。此后,计量院引入了世界上最先进的AX64004大质量比较仪(50kg)、a2000全自动比较仪(20kg)、CCL1007真空质量比较仪(1kg)以及CCR10质量比较仪(1mg—10g),并开展了基于智能测量的质量计量相关研究。如图1所示,20kg自动加载质量测量系统a20000中的质量比较仪最大秤量能力为26100g,读数能力为1mg,可以适用于F1等级1-20kg砝码质量的自动测量,并能在7天内完成F1等级250块20kg砝码质量量值传递,大大提升了工作效率。图2为CCR10砝码自动化质量测量系统,图3为50kg砝码大质量智能比较仪Ax64004。 这些新建立的自动化质量测量装置极大地提高了质量测量过程的自动化水平,避免了测量过程中人员因素的影响,提高了测量结果的可靠性和测量效率。结合智能科学技术,计量院先后获得了多项重大课题,包括国家科技支撑计划课题和国家重大科学仪器设备开发专项。在接受和吸收世界最先进的科技成果之外,我们无不希望能将智能科学技术引人到计量科学中去,提高我国计量科研的水平和实力。 3 结语 以人工智能和认知科学为基础而建立和发展起来的智能科学技术学科,其基础课程、专业基础课程和专业课程都属于智能科学技术课程,该前沿学科课程群完全涵盖了科学计量过程中所需要使用的关键技术。经过长期坚持不懈和艰辛努力,我国的智能科学技术分别在教学、教改和理论应用中取得许多骄人的成果,全国范围内也建成了很多国家级的教学团队,多门人工智能系列课程已经建设成为国家级的精品课程,多部人工智能系列教材和著作已获得出版甚至多次再版,为推进我国人工智能课程的发展做出了积极有益的贡献。在这种大形势下,我们应该继续坚持与时俱进的时代精神,理论联系实际,拓展智能科学在我国计量科学中的应用。