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篇1
所谓人工智能，就是利用人工方法在计算机上实现智能，也可以说是人工智能在计算机上的一种模拟。人工智能广泛融合了神经学、语言学、信息论和通讯科学等众多学科和领域。目前主要存在三条人工智能研究途径：一是以生物学理论为支撑，掌握人类智能的本质规律；二是以计算机科学为支撑，通过人工神经网络进行智能模拟，实现人机互动；三是以生物学理论为支撑。
1 人工智能技术的特征
智能技术主要分为两类，人类和计算机智能，两者存在相辅相成的关系。利用人工智能技术能够实现人类智能向机器智能的转化，相反，机器智能也能够利用智能教学转化为人类智能。
1.1 人工智能的技术特征。首先，人工智能具备非常强的搜索功能。该功能是利用相关搜索搜索技术实现对海量信息的快速检索，满足个性化信息需求；其次，人工智能具备很强的知识表示能力。具体来讲，就是人工智能对信息的行为，能够像人类智能一样，对模糊的信息加以表示；最后，人工智能具有较强的语音识别和抽象功能。前者主要是为了对模糊信息加以处理。而后者主要是为了对信息重要度加以区分，以便提高信息处理效率。用户只需要智能机器提出具体要求便可，至于复杂的解决方案就交给智能程序了。
1.2 智能多媒体技术。首先，人机对话更加灵活。传统多媒体在人机对话方面极为欠缺，导致教学单调乏味，不能取得预期良好效果，但智能多媒体却不然，他能够实现人机自由对话和互动，同时还能结合学生实际对学生的问题给出不同层次的答案。其次，教学可行性更强。由于学生在认知能力和个人素养方面都存在差异，而且学习主动性也不尽相同，人工智能必须要结合学生实际学习状况，为每一位学生设计制定个性化的学习计划和学习目标，对学生进行针对性较强的教学，真正实现因材施教。再次，具有强大的创造性和纠错性。前者属于人工智能的显著特征，而后者属于人工智能的重要表现方面。最后，智能多媒体具有老师特征。在实际教学过程中，智能多媒体可以对教学双方的行为进行智能评价，以便能够及时发现教学中的薄弱点，有助于实现教学相长，全面提高教学质量和教学效果。
2 计算机网络教育的现状
随着现代科学的进步，网络信息的发达，人们的教学观念和学习观念都发生了前所未有的改变，网络时代正全面到来。为了满足现代社会对人才的实际需求，培养大量现代化优秀人才，计算机网络教学模式业已成型并不断完善。目前，高校正规教学模式依然是现代教学主流，尽管在系统传授知识和规范培养人才方面具有无可比拟的优势，但在资金投入、效益创收和时空限制等方面具有很大的弊端，灵活性不足，无法有效满足现代教育的发展要求。
计算机网络教学对传统教学形成了巨大挑战，并产生了深远影响。它不仅有效弥补了传统教学的时空限制缺陷，而且赋予了教学极大的乐趣性，吸引了越来越多的人积极投身到网络教学建设中去，任何人无论何时何地都能够通过网络课堂去学习和提高。但目前计算机网络教学发展仍处于探索期，在实际运用方面还存在许多问题：第一，计算机网络教学中的学习支持服务体系尚不健全，导学手段和答疑方法还非常落后，由于各种原因，在服务方式上缺乏针对性、策略性和积极性；第二，计算机网络实验教学中存在着空间分散、时间流动和自主性差等问题和弊端；第三，计算机网络的系统承载能力和信息查询能力还十分有限；第四，如何实现计算机网络考试的开放性，确保考试的客观性、公正性、权威性，已经成为网络教学发展的瓶颈；第五，计算机网络教学中的核心支撑系统――CAI，还无法有效满足和适应网络教学的实际需求和发展要求。
主流CAI课件主要有两种，一种是单机版的初级课件，包括简单的Authorware课件、PPT幻灯片和图文网页等。一种是高级的网络版课件。该类课件主要以静态图文和动态演示组成的网页为主，以聊天室、电子邮件和QQ群等形式为辅，实现师生互动、网络答疑的一种改进型课件。初级课件在实际教学中以操作容易、更新及时和维护方便著称，但实际上就是传统教学手段的变相挪用。还有些课件，尽管在互动性方面有着不错的效果，但是制作繁琐、更新较慢和维护复杂。因此，高级网络课件是目前网络教学中的主流课件，已经成为了计算机网络课件的固定模板。改进型的网络课件有效地解决了传统多媒体在师生互动不足的问题。上述两类课件是现在最为常见的两种CAI课件，尽管两者都有各自的优势，但作为网络教学的重要手段，仍存在许多问题和弊端：无法实现因材施教，无法开展层次教学；作为教学的一大主体，学生在个性化交互操作方面仍有很大不足；对学习过程中出现的普遍问题无法进行智能统计、分析和评价等。
3 人工智能技术在计算机网络教学中的运用
3.1 人工智能多媒体系统。（1）知识库。智能多媒体已经不再是用来进行纸质媒体数字转化的工具了，它应该具备相应完善的知识库，而知识库里的教学内容要结合教学实际和学生现状进行针对性、个性化设计。同时，要实现知识库资源的高度共享，并及时加以更新和补充，如此才能充分发挥知识库的教学服务作用。（2）教学板块。教学板块的设计主要是出于教学综合性考虑的，教学方法的创新是其关注的重点内容。该模块的实现要以掌握专业知识、教学策略和人机对话等领域的知识为前提，结合学生实际学习现状和特点，利用智能系统的现代化技术手段对知识和相关教育措施加以高效搜索。（3）学生板块。及时掌握学生心理动态和学习状况是智能网络教学的一大特征，结合学生实际状况加以智能评判，进而加以针对性指导和个性化辅导，实现因人施教和因材施教，全面提高学习效率和学习质量。（4）用户模块。用户模块是智能系统无法忽视和省略的关键模块，整个智能系统的正常运行离不开人工程序操作，用户需要通过用户终端将教学内容上传到网络教学平台，才能顺利完成教学。
3.2 人工智能多媒体教学的发展。（1）加强与网络的结合。随着网络技术的成熟，智能网络教学与网络之间的关系日益紧密，多元化、多维度网络空间日益成为一种趋势。互联网具有信息量大、更新速度快、超时空性等优势，加强与网络的结合是人工智能计算机网络教学未来发展的重要方向。（2）加强智能的应用。人机对话、机器指导的教学模式将成为未来网络教学的核心模式，传统教师的角色将逐渐被计算机取代。最为典型的就是现代智能导航系统。（3）加强系统软件的研发。系统软件的更新日新月异，旧的系统软件已经无法有效满足网络发展的时代要求，加强系统软件的研发以便充分满足网络要求，更好地帮助学生解决实际问题，进而提高学习效率和教学质量。
4 结束语
人工智能技术在计算机网络教学中的运用将为现代化教育提供新的发展思路，将全面改善网络教学环境，拓展学习服务渠道，提高计算机网络教学质量，并有可能彻底打破计算机网络教育的时空限制，全面加强网络教学的开放性，实现网络学习的个性化、人性化和智能化，充分落实以学生为本的教学理念。未来CAI技术的进一步成熟将全面提高网络教学的整体格局，我们有理由相信，智能网络教学将迎来全新的发展春天。
参考文献：
[1]刘广钟，高军，刘，李吉彬.报文分析技术在计算机网络教学中的应用[J].计算机教育，2014（01）.
篇2
一、人工智能技术概况
人工智能是通过研究人的智慧机理和思维过程，利用计算机体现和模拟人的智能行为。人工智能自其正式提出至今短短几十年内取得飞速的发展，已经成为一种成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧，在进行信息分析处理时可以采取语音识别，实现人机对话，所以其应用范围自其发展以来逐步向诸多领域扩展，如医学、建筑学、地质学、机械等，而其研究课题也不断深入，如专家系统、机器人、自然语言处理系统、博弈等。人工智能具有理解经验并从中学习、辨别模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地对新环境做出反应、在解决问题时使用推理进行有效的推导、能处理复杂的情况、应用知识控制环境等诸多能力。人工智能是一个知识信息系统，知识在人工智能中占据重要的地位，计算机的智能只有通过对知识的发现、储存、学习、推理和决策才能展现出来。人工智能主要有以下优势：首先，由于知识储存与计算机系统中，为人们知识传播和复制带来了极大的便利，计算机网络技术的发展，使知识的传播和复制突破时间和空间的限制，为人们带来无限的知识共享。其次，人工智能系统拓展了知识信息获取渠道，同时在某些任务处理的质量和速度上，人工智能展现的能力惊人的能力，远非人类所能及[2]。
二、人工智能技术在计算机网络教育中的应用
（一）智能决策支持系统
智能决策支持系统（IntelligentDecision Support System）是由决策支持系统与人工智能结合的产物，在网络教育领域的应用展现出广阔的发展前景。智能决策支持系统在数字图书馆中的应用，则使得决策目标和进行问题的识别更加明确，帮助决策者建立起完善的决策模型，提供多种备选方案，同时对各种备选方案进行选择、优化、比较、分析，从而使决策者的决策更加准确、有效[3]。
（二）智能教学专家系统
智能教学专家系统ITES（Intelligent Teaching Expert System）是传统CAI系统转向的主要方向，是一种开放式交互教学系统，通过智能教学专家系统利用计算机对专家教授教学思维的模拟，从而为教学提供一个良好的智能环境。一方面，学生可以通过智能专家系统获取知识，另一方面，智能教学专家系统能根据学生的具体实际情况（包括知识储备、能力、学习方式等）进行知识传授，从而使教学效果大大提升。在智能教学专家系统中，智能计算机辅助教学占据重要地位，具有以下智能：首先，自动生成各种问题和练习，并在教学内容理解的基础上，形成问题解决方案，同时还能自动生成和理解自然语言；其次，能根据学生的自身实际情况，对学生的学习内容和教学进度进行合理调整，并对教学内容具有解释咨询的能力；再次，能对学生的错误进行判断，评价学生学习行为，并帮助学生纠正错误，同时使自身教学策略得到完善。
（三）智能导学系统
智能导学系统（Intelligent Induct-learning System）是现代继续安吉网络教育系统的重要组成部分，是实现计算机网络教育项目的保障。通过智能导学系统，能为学生提供一个良好的学习环境，并能快速地获取其所需要的各种资源，从而使学习者获得学习的全方位服务，进而达到学习的成功。智能Agent技术的智能导学系统，可根据学生的具体情况制定符合学生实际的导学策略，并为学生提供个性化、针对性的服务。在这种导学策略下，系统不仅能自动生成各种问题和解决方案，并且能合理规划、调整学习内容和进度，同时能针对信息反馈内容及时修正导学策略，使导学策略更加合理科学[4]。除了上述3各种系统在计算教学中的应用，还有智能仿真技术（Intelligent Simulation Technology）、智能硬件网络IHN（Intelligent Hardware Network）、智能网络组卷系统INES （Intelligent Network Examine System）、智能信息检索引擎 （Intelligence Information Retrieval Engine）等系统在计算机网络教学中应用，这些人工智能在计算机网络教学中的应用，共同推进了计算机网络教学的发展。
三、结语
计算机网络教育中加强对人工智能技术的引入，使我国现代计算机网络教育呈现蓬勃发展的态势，通过多种智能系统的应用，使计算机网络教育的学习环境得到极大的改善，计算机网络教育的时空制约进一步突破，大大延伸了计算机网络教育的服务领域。随着人工智能技术在计算机网络教育中应用的深入研究和发展，未来计算机网络教育的个性化将会更加突出，远程教育也将实现更好的发展。
参考文献：
[1]潘瑞玲，余轮.具有Agent功能的远程教育系统的设计[J]. 福州大学学报（自然科学版）. 2012（03）：105-106.
篇3
一、目前医学教育以及医学人才培养状况
智能医学工程是一门将人工智能、传感技术等高科技手段综合运用于医学领域的新兴交叉学科，研究内容包括智能药物研发、医疗机器人、智能诊疗、智能影像识别、智能健康数据管理等。
智能医学工程的毕业生掌握了基础医学、临床医学的基础理论，对智慧医院、区域医疗中心、家庭自助健康监护三级网络中的医学现象、医学问题和医疗模式有较深入的理解，能熟练地将电子技术、计算机技术、网络技术、人工智能技术，应用于医疗信息大数据的智能采集、智能分析、智能诊疗、临床实践等各个环节。实验教学正是融合型创新人才的最好培养方式。智能医学人才的培养需要各学科间的相互交融更为紧密，学生的创新应用能力才能得到更好的培养。与此同时，由于绝大部分医工结合的专业大部分归属与工科学院下，缺乏必要的临床经验，因而学生不能很好的把握新技术的应用。
而国内相关人才缺口还非常大，目前，国内仅仅有生物医学工程、医学信息工程等工科专业培养医工结合人才。但是囿于培养时间与培养模式，他们往往只能针对具体某一方向，并且目前的培养体系还多着重于工学技术的研究，缺乏临床实践。
二、智能+医学教育的必要性探究
2.1技术进步对医疗人员的诊疗帮助
以癌症的治疗为例，由于针对癌症药物的研究何药物数量非常巨大，对于普通医生在短时间内难以进行准确的判断针对癌症的研究和药物数量非常巨大，具体来说，目前已有800多种药物和疫苗用于治疗癌症。但是，这对于医生来说却有负面的影响，因为有太多种选择可供选择，使得为病人选择合适的抗癌药物变的更加困难。同样，精确医学的进步也是非常困难的，因为基因规模的知识和推理成为决定癌症和其他复杂疾病的最终瓶颈。今天，许多受过专业训练的医学研究员需要数小时的时间来检查一个病人的基因组数据并作出治疗决定。
上述问题在拥有工学、医学双背景的医生手中已经不是问题，通过目前日渐成熟的AI技术，对于大量的医疗数据进行检索，通过可靠的编程手段，通过人工智能技术，建立完备的医疗数据库，帮助医生进行诊疗。据调查，美国微软公司已经研制出帮助医生治疗癌症的人工智能机器，其原理是对于所有关于癌症的论文进行检索，并提出对于病人治疗最有效的参考方案，它可以通过机器学习来帮助医生找到最有效，最个性化的癌症治疗方案，同时提供可视化的研究数据。
2.2智能医学对于新时代医生培养的影响
人工智能通过计算机可为学生提供图文并茂的丰富信息和数据，一方面加强了学生的感性认识，加强了对所学知识的理解和掌握，从而提高了教学质量。同时，人工智能可帮助教师完成繁杂的、需适应各种教学的教学课程、课件等设计，使教师将更多的精力专注于学与教的行为和过程，从而提高教学效率。正如前面所述例子，智能网络模块化学习平台可使教学摆脱以往对于示教病例的依赖，拓展了学生们的学习空间和时间，可极大地提高医学学习效率和教学质量。
教育与人工智能相结合将会创新教育方式和理念。北京师范大学何克抗教授在《当代教育技术的研究内容与发展趋势》中提到当代教育技术的五大发展趋势之一就是“愈来愈重视人工智能在教育中应用的研究”。结合上述人工结合上述人工智能在医学教育中的创新作用，下面就人工智能结合医学学教育新模式提出一些构想。
三、交叉医学人才的培养
3.1建立智能医学人才培养体系的必要性
目前智能医学的研发和临床还存在隔阂，临床医生并没有很好地理解人工智能，无法从实践出发提出人工智能能够解决的方向，而人工智能的产业界热情高涨，却未必能踩准点，所以产业界需要和临床深度沟通融合，才能真正解决看病难、看病贵的问题，缓解医疗资源紧张。目前，国内仅仅有生物医学工程、醫学信息工程等工科专业培养医工结合人才。
3.2医学人才培养体系初步构想
篇4
教学改革是课程建设和学科发展的生命线。经验告诉我们,要不断提高教学质量,就不能固步自封,吃老本,而必须不断深化教学改革,加大课程建设和教材建设力度,不断改进教学方法。
(1) 搞好精品课程建设,发挥示范作用
把人工智能国家级精品课程放在优先建设的位置,讲究教学质量,推进教学改革是本课程一直坚持的教学理念。首届国家级精品课程评选时,还很少有其他课程采用网络教学,而我们的课程就已经建设了完善的网络教学平台并被国家教育部评为优秀网络课程,这有助于充分发挥国家级精品课程的示范作用。在此后的建设过程中,我们坚持每年都对网络课程和教学课件进行改进和更新,在国内发挥了应有的示范作用。
为开拓学生眼界,追踪国际前沿研究,这几年我们加强了对双语教学的研究和实践,采用多种方式坚持汉英双语教学。经过实践我们体会到,英语教学比例要根据教学内容和学生英语水平而定,其检验标准是学生的接受程度与学习效果,并根据这一点来适时调整双语教学中英语对汉语的比例。
(2) 编著立体配套教材,为教学改革服务
根据学科和课程的发展及教学改革的需要,我们十分重视教材建设,不断更新人工智能课程教材内容,使其具有系统性、新颖性、实用性和可读性等特色,所编优秀教材处于国内领先地位。
在过去5年建设过程中,在原有的信息类本科生教材的基础上,又增加了研究生教材、网络课程教材和管理类通用教材,形成了多层次、多专业、多平台的立体配套教材共4个版本,以适应学生的不同层次要求。这些教材已为高水平课程建设和学科建设作出了重要贡献。
(2) 创新教学方法,开展多种形式教学
近年来,我们学习和推广了教学名师在长期教学实践中形成的“以趣导课、以疑启思、以法解惑、以律求知”的教学模式和教学方法,并不断摸索和实践,采取了多种形式的教学方式,包括多媒体教学、双语教学、网络教学、智能系统物理实体演示、课堂讨论会、论点辩论会、学术研讨会以及网上实验等现代化教学方法,取得了优良的教学效果。在课程讲授中尽力做到生动形象,富有启发性,从而充分激励学生的学习积极性和主动性,发挥独立思考和创新思维,多方位培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
要取得良好的教学效果,首先要培养学生的学习兴趣,使学生主动参与学习。如何充分激发学生们的学习热情,发挥其主观能动性是我们一直在探索的问题。我们在教学实践中多次开展辩论会、讨论会等活动,通过让学生自己动手查资料,分析整理,提出自己的观点,使学生全方位地接触所学课程,在此过程中培养学生的研究能力,真正实现师生互动。在课程中我们还经常请来在科研工作中担任主要任务的教师和博士生给本科生介绍最前沿的科学动态,激发学生对科学研究的兴趣。更进一步,我们在研究生教学方面通过举办学术研讨会,让学生接触学科前沿,自己查阅资料和动手写科技论文,并在研讨会上宣读讨论,培养独立研究能力,为将来的研究工作打下基础。许多本科生和研究生在讨论会上有十分突出的表现。这种课堂学术研讨活动深受广大学生欢迎。
(4) 教学与科研结合,以科研促进教学
对于高等教育来说,教学与科研始终是相互促进,不可分割的。我们认识到,要提高师资水平和教学质量,就必须鼓励教师开展科学研究,处理好教学与科研的关系。要以教学为中心,以科研促进教学。通过科研实践,提高教师的学术水平和教学起点。教师只有站得高,才能看得远;只有看得远,才能明确方向和目标。本精品课程立项后,我们每年都有意识地组织学生参观实验室,向他们介绍最新的科研进展,培养学生的科学精神和科研素质;同时吸收部分学生直接参与到科研工作中来,提高他们分析和解决实际问题的能力;本科生的毕业设计题目也直接与科研工作挂钩,让学生真正学以致用;支持青年教师参加科研和各种技术培训,不断提高他们的科研能力和教学能力,从而有力地推动了教学科研的相互促进和协调发展。
2 构建立体式教学平台,实现教学相长
(1) 建设前沿交叉学科的多类型教学资源
教学资源是教学质量的重要保证,通过多年的积累和长期努力,我们已拥有大量立体配套式的教学资源,除了针对计算机、智能科学与技术和自动化专业的系列教材外,还有面向军队的智能决策的教材,面向人工智能初学者和研究人员的工具书《人工智能辞典》。大量教参、教研论文、科研论文、多媒体课件、双语课件、网络课件、视频录像、习题库、试题库、虚拟实验室等都包含在我们的教学资源中。
(2) 开发富有特色的网络教学平台,实现个性化教学
网络教学能够拓展学生的学习空间,使学生能够在不受地域和环境限制的情况下主动学习和继续学习。我们的《人工智能网络课程》上网使用已经7年了。该网络课程具备向导学习、交互式和情景化学习、多媒体支持、学习评价、智能答疑、全文搜索、虚拟算法实验等功能。特别是在向导学习、个性化以及算法实验上,采用了人工智能技术本身来实现人工智能网络课程,具有网络化、智能化和个性化等显著的特色和先进性,得到专家和同行的认可和肯定。如今我们的网络教学平台已不断得到更新和扩展,学习内容不断完善,学生们不仅可通过网络进行学习、实验,并能通过网络提交作业和报告,与老师进行交流。网络课程的使用,促进了本课程教学改革,更好地调动了学生的学习兴趣和主动性,深受学生欢迎。
(3) 建立开放式的网络实验平台
理论联系实际永远是教学过程中不可或缺的重要部分,让学生发挥主动性,学以致用,从而加深对课堂接受知识的理解,培养学生的实践能力,使他们能够学以致用,是我们开发实验平台的目的。为此,我们在2005年开发了一个网络虚拟实验室,在这个实验室中,通过动画演示,学生能够直观地看到课堂上讲到的多种算法和方法的具体实现步骤和运行结果,还能够自己动手,创建新的实验环境和实验数据,建立自己的实验。网络实验平台中对每个实验的目的、要求、实验报告的形式内容都作出了详细的阐述和要求,网络的开放环境使得学生可以在寝室、家里、机房,甚至在机场、车站、码头随时进行实验,不受时间和地点的限制。
在实验教学内容的设计上,注重培养学生的研究能力和创新能力。首先,实验项目的开设,经过了严格的考虑,使之具备研究性和综合性。其次,实验目标有明确的设计探讨要求,要求学生带着问题和任务进行实验。再者,充分采用虚拟实验方式进行实验,大大提高了学生的兴趣,提供了分析和探讨智能算法的很好平台。
直观生动的实验演示和个性化的实验设置增加了学生对实验的兴趣,充分调动了学生的积极性和创造性。通过实验教学,学生能够理论联系实际,验证和加深对所学理论知识和概念的理解,有利于提高学生的学习兴趣和主动性。
3 构建富于创新的教学队伍
教学人才资源是教学的第一资源。坚持科学发展观和以人为本的思想,组建一支结构合理、爱岗敬业、不断创新的教学队伍是精品课程建设不断持续发展的重要保证。
(1) 名师牵头,结构合理
自精品课程立项以来,在多年的建设实践中,我们逐步建立了一支由国家级教学名师牵头,以中青年教师为骨干,学历、学位、职称和年龄结构合理的教学队伍,以保证教学和教改工作的可持续发展。此外,任课教师围绕创新型人才培养,以提高人才培养质量为核心,以促进学生的成才为目标,讨论并设定了明确、可行的课程教学改革目标。
(2) 抓好队伍建设,不断提高整体素质
建立一支爱岗敬业、富有战斗力的高素质教学队伍是出色完成教学任务和提高课程教学质量的根本保证。我们的教学队伍中,从带头人到成员,都坚持在教育第一线亲自执教,传道、授业、解惑,做好本职教学工作,都秉承热爱党的教育事业,热爱教学工作、热爱学生。教学骨干和主讲教授具有较高的学术造诣和丰富的教学经验,其他教师也有较好的教学功底和较强的教学能力,他们团结协作, 精益求精地认真做好每一环节的教学工作。
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广大高校教师对当前科技研究及发展方向有深刻理解，在整个国家人才类型需求与人才培养之间扮演着纽带角色，不但有科研能力还有教书育人的能力，因此在国家科技发展过程中的地位举足轻重。国家需要的人才是由高校教师来培养，教师对学生的培养应以国家需要为依据，而学校应以国家对人才的需求而制定相应的教学大纲和教学内容，以保证国家需要的人才与学校及教育机构培养的人才一致。国家、科技项目、教师和学生这4个环节只有保持协调一致，才能使国家科技稳步快速的向前发展。
智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点，涉及自然科学的深层奥秘，触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响，并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础，为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。
1国家科技项目中与智能相关的内容
国家每年会颁布一些科研项目指南，如863、973、国家科技重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科学研究计划等。这些项目指南中均包含大量与智能相关的内容。下面以国家科技重大专项和973计划为例加以说明：
1) 国家科技重大专项。
2011年国家科技重大专项中包含2项有关智能方面的项目，其中“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项中包含一个“智能海量数据资源中心”课题;“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中包含2个有关智能的课题：“移动互联网及业务应用研发”和“物联网及泛在网”。
2)973计划。
据不完全统计，在2008年到2011年的973计划指南中关于“智能”一词的出现频率如表1所示。
从上述统计数字可以看出，“智能”一词的出现次数由1次增加到12次;出现在一级标题的次数由1个增加到3个，出现在二级标题的次数由空白增加到4个。由此不难分析出，智能科学技术在973计划中的比例逐年增加，其重要性不言而喻。
这些项目的前期研究以及后续成果的产业化，不可避免地需要更多的智能方面的专业人才。在设立智能科学与技术一级学科的建议书中提到，智能科技人才的社会需求占整个信息领域人才需求的1/6左右，而且将不断增长。高校需要培养这方面的人才，满足国家和社会的需要。
2河北省和天津市科技项目与智能相关内容
河北工业大学隶属于河北省，坐落于天津市，形成了立足天津面向河北的发展战略，为河北省和天津市提供有力的技术支撑。
河北省当前正在实施转变经济发展方式的战略部署，充分发挥科技创新在推进传统产业技术进步和培育战略性新兴产业中的重要作用，并于2010年3月启动了光伏、风电装备、钢铁节能减排等8个支柱产业的技术路线图的编制工作，河北工业大学承担了其中“河北省风电装备产业技术路线图”的绘制工作，该路线图为全国首个关于风电的路线图，对我国风电产业的健康发展将起到积极的推动作用。
以2011年天津市科技支撑计划重点项目指南为例，该计划以促进产业技术升级和结构调整为主攻方向，以提高原始创新、集成创新和消化吸收再创新为目标，通过关键技术的突破、引进技术的消化吸收再创新、高新技术的应用及产业化，为天津市产业结构调整、社会可持续发展和提高人民生活质量提供技术支撑。2011年共安排25个专项，与“智能”相关的内容有软件专项中的创意产业关键技术和数据挖掘与信息检索技术;数字技术专项中的智能检测、监控技术研发及应用;可再生能源及能源存储转换专项中的智能电网等。
由上面的分析，可以看出智能科学技术在河北省和天津市的科技项目布局中占有重要的地位，这也对高校提出了培养高素质人才的要求。
3河北工业大学智能科学与技术专业现状
据教育部统计，自2004年北京大学自主设置“智能科学与技术”本科专业通过备案以来，先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学、北京信息科技大学、首都师范大学、武汉工程大学、西安邮电学院、北京科技大学、湖南大学、厦门大学、河北工业大学、桂林电子科技大学、重庆邮电大学、大连海事大学、中南大学和上海理工大学共17所高校建立了智能科学技术本科专业。
河北工业大学在结合自身优势和借鉴兄弟院校办学经验的基础上，智能科学与技术专业的教学体系和课程内容逐步合理化;紧跟科技发展新趋势，突出智能科学与技术专业的特色，注重学生实践能力的培养，在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才;在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向，加强该专业的学术梯队建设和人才培养，促进控制科学与工程学院整体教学科研的和谐发展。
我们努力使学生德、智、体、美全面发展，具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识，系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法，受到良好的科学思维、科学实验及初步科学研究的训练，使其具有分析问题和解决问题的能力，知识自我更新和不断创新的能力。在个人素质方面，要求学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力，并具有良好的语言和计算机运用能力。
4教学内容的思考
目前智能科学与技术专业隶属于控制科学与工程学院，本学院包括自动化、风能与动力工程和智能科学与技术3个本科专业。自动化专业作为一个成熟专业，有稳定的社会认可度，其近年的发展受到了无行业背景的限制;风能与动力工程专业是一个新兴专业，为了满足国家风力发电的强势发展需求而设立的，具有显著的行业背景，从目前情况看，学生就业前景很好;智能科学与技术专业作为新兴专业，没有固定的行业背景，因此有必要根据学校的实际情况确定1～2个背景，体现个1～2个特色，以使学生的学习落在实处。
我校的智能科学与技术专业拟将智能网络和风力发电机组控制系统作为本科生的学习指向，在相关课程的讲授中以它们作为实例讲解，筹建智能网络的平台，以及利用风能与动力工程专业的实验平台进行相关内容的操作和演示，在课外科技活动中以它们作为选题方向，激发学生的学习兴趣。
我校作为地方工科院校，结合自身特点和优势，对智能科学与技术专业的特色定位于工业过程和实际工程中的智能控制与智能决策，相对应的核心课程包括智能控制、智能信息处理、复杂系统建模、智能系统、智能机器人和智能工程。我们希望通过这些课程教学内容的规划，使培养的学生“考研考得上，分配分得出”。
1) 智能控制课程在介绍控制理论的同时，通过课内实验和单独学时的课程设计使学生对智能网络、风力发电机组等在内的实际系统先进控制方案/方法的实现有较深入了解，并侧重于硬件实现。
2) 智能信息处理课程主要介绍经典人工智能、计算智能和其他智能理论，通过方法的介绍和推导，培养学生理论素养，并通过将具体方法代码化提高学生的编程能力，其中可以将风电场数据作为研究对象。
3) 复杂系统建模课程在介绍复杂系统基本概念、理论基础以及与建模相关问题的同时，着重以复杂网络和风力发电机组为着力点，对这两大类系统的模型进行建立和分析。
4) 智能系统课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某些领域的同时，侧重分析如何应用于智能网络特别是物联网领域，以及如何应用于风力发电领域。
5) 智能机器人课程在介绍机器人基本工作原理以及控制方法的同时，加强与实际工程的结合，如自动化仓库等领域。
6) 智能工程课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某个实际工程的同时，着重考虑目前国家急待发展的工程方向。
通过上述课程的学习，并基于软硬件的结合与课内课外的配合，学生可对目前体现前沿科技的行业有所熟悉，为进一步的深造和就业打下坚实基础。
5结语
前沿性、时代性是大学课程的一大特点。20世纪以来，现代科学技术的快速发展，使知识的更新周期越来越短，大大丰富了大学的课程及其内容，也改变了课程设置的技术与方法。
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1 研究背景
Internet和WWW技术的迅猛发展给传统的网络教学、学习和答疑模式带来了新的思路和方法，基于Internet和WWW技术的教学系统已经广泛应用并且取得了良好的教学效果。然而，传统的网络教学系统存在交互手段缺乏，智能性较低，针对用户水平的个性化帮助和辅导较少的问题，难以制定针对个人的教学方法。Agent是一种网络智能算法，多Agent则是由多个Agent组成的系统，多Agent具有分散控制、并行处理等特点，适用于多用户和并发处理，适用于网络教学系统的开发。本文论述了基于多Agent的智能网络学习系统的设计和实现。
2 Agent技术概述
Agent技术也称技术，从广义上来说，包括具有智能的任何实体，如人类、智能硬件、智能软件等。Agent定义可以分为软件Agent和硬件Agent定义，其中软件Agent是指执行用户任务，具有一定的人工智能，可以与环境相互作用自主完成任务的软件程序。硬件Agent是指可以从环境中获得反映环境中所发生事件的数据，执行相关影响的行为主体。
智能Agent技术能够用户完成某项任务，并且不断积累知识和经验，提高问题处理能力。总体来说，智能Agent有以下四个方面的特性：
1）自主性：Agent具有属于自身的计算资源和行为控制机制，能够在其他Agent干涉的情况下自动运行，并且自身具有学习功能，能根据自身内部状态、感知到的外界环境信息和本身已有的经验知识决定和控制自身的状态和行为。
2）自发性：Agent的行为总是为了实现内在目标，自主的产生主动的行为对环境做出反应。
3）反应性：Agent能够探测并感知所处的外界环境，并且能对相关事件的发生自主作出反应。
4）社会性：Agent处于由多个Agent构成的社会环境中，能够与其他Agent进行交互和通讯，实现与其他Agent的合作和协调，并且共享其他Agent的知识 。
Agent一般由感知模块、执行模块、通讯模块、处理模块、控制模块、知识库和任务表组成。其中感知模块、执行模块和通讯模块与其他的Agent和外界环境交互，处理模块对感知和接收到的信息进行加工、处理和存储，控制模块对接收到的信息进行分析、推理并做出决策。
多Agent系统是指由多个Agent组成的松散的联邦，所有Agent成员的活动均是自制的和独立的，其他Agent成员也不限制他的目标和行为。每个Agent对于所要完成的任务具有不完全的信息或能力，任务的执行和计算是异步的。可以看出，单个Agent的功能并不强大，但是一旦通过适当的体系结构把Agent组织起来构成多Agent系统，系统就具有很强的求解能力，能够处理一些复杂的问题。
3 答疑系统模型
3.1 系统的主要功能
智能网络答疑系统的关键在于能够对提问用户进行个性化分析，根据个性化分析的结果搜索用户提问的答案，并且以多媒体的形式显示问题答案。系统同时具有自学习功能，可以根据用户的新问题和补充的系统的知识库，具有自学习功能。答疑系统的主要功能如下。
1）用户可以选择同步提问和异步提问等提问方式，也可选择系统自动回答，在登陆后向系统提问。
2）系统可以以多种方式回答用户问题，既可以通过知识库、问题库、课件库搜素答案并自动回答用户问题，也可通过BBS，e-mail或留言板回答用户提问。
3）系统在搜索完用户问题答案之后，在用户浏览器上显示的答案即包括多媒体形式（图文并茂）的问题解答，又包括用户应巩固复习的知识点建议、少量练习题等。
4）系统能够根据用户的提问自动生成以及维护常见数据库，保持结构良好性，同时支持教师等高级别用户的人工维护操作，比如增加、删除和修改。
3.2 智能答疑系统的组成和关系
智能答疑系统主要包括用户子系统、教师子系统、知识库子系统和答疑子系统组成，系统的基本结构图如图1所示。
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图1答疑系统结构图
各子系统的功能如下：
1）用户子系统：用户子系统搜集用户个性化信息，实现用户的智能化、个性化提问好回答。用户子系统的功能包括用户信息注册，用户个性化信息分析，用户提问整理抽象等。
2）教师子系统：教师子系统用于教师登陆实现指示库的人工维护，包括知识的增加、删除和修改等。
3）知识库子系统：知识库子系统用于系统知识库的保存，维护和扩展。知识库保存的指示分为两个方面，一方面是有关课程的内容，就是课程的知识点、重点和难点，第二个方面是典型例题，例题答案。知识库的维护和扩展是指知识库子系统可以根据用户的提问频率和提问方法不断优化调整知识库的结构，提高频繁提问知识点的权重。
4）答疑子系统：在用户登陆系统并且提问之后，该子系统一方面接受用户提出的问题，另一方接收用户Agent提供的用户子信息，根据用户信息采用对应的推理规则寻求问题的答案。同时，它还可以对问题和答案进行统计和分析，并且把统计结果传递给知识库子系统，知识库子系统可以根据答疑子系统传递过来的信息来维护和优化知识库。
5）接口子系统：接口子系统一方面多种形式接受用户的问题，处理传统的键盘输入之外，还可以通过e-mail、BBS或留言板等方式输入，并且把问题经过整理后传递到答疑子系统。并且根据答疑子系统的回答情况，以多媒体的形式显示问题答案。
3.3 知识库的设计
由于SQL语言风格统一，可以独立完成数据库中全部操作，并且集据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言等功能于一体，因此系统知识库采用SQL数据库，在系统的构建中，涉及到的知识库主要有用户信息库、知识试题库和答疑推理库。其中用户信息库用来保存用户的注册信息，存放用户名、口令字和身份信息，由于口令信息并不固定，因此调用用户的个人信息表保存登录时输入的个人信息。注册人员身份包括用户和教师，其中用户个人信息保存于用户表中，教师个人信息保存于教师表中。知识试题库用于存放试题和知识信息，其中知识信息表按照知识章节-课程等进行保存，试题信息按照章节-字符保存并建立索引，并且试题信息表根据用户的提问和教师的解答不断进行自动扩充。答疑推理库保存不同水平的用户的答疑推理需求，从而根据不同的用户制定个性化的答疑推理方法。
4 基于多Agent的网络智能系统的开发和实现
4.1 多Agent实现
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人工智能(ArtificialIntelligence)是一门研究和模拟人类智能的跨领域学科，是模拟、延伸和扩展人的智能的一门新技术。由于信息环境巨变与社会新需求的爆发，人工智能技术的日趋成熟。随着AI3.0时代的到来，大数据、云计算等新技术的应用也愈发广泛，对于管理类人才来说，加强对人工智能知识的深入学习，不断将人工智能技术与管理知识结合起来，对其未来职业生涯的发展有着重要作用。人工智能是一门前沿学科，管理学院开设人工智能课程的目的是为了更好地培养学生的技术创新思维与能力，基于其覆盖面广、包容性强、应用需求空间巨大的学科特点，通过概率统计、数据结构、计算机编程语言、数据库原理等基础课程的学习，加强学生解决实际问题的能力，为就业打下基础。本文基于社会对于人工智能领域的人才需求，结合诸多长期从事经管类专业课程教学的老师意见，针对管理类人才的人工智能课程教学内容与方法进行探讨，以期对中国高校人工智能课程教学改革研究提供帮助与借鉴。
1、教学现状与问题
作为一门综合性、实践性和应用性很强的理论技术学科，人工智能课程内容及内涵及其丰富，外延极其广泛。学习这门课程，需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。针对管理类人才，该课程在课程教学过程中存在几个较为突出的问题。(1)课堂教学氛围枯燥目前，中国大多数大学仍采用传统的课堂教学模式，在教学过程中照本宣科，忽略与学生的互动，并且缺乏能够有效引起学生学习兴趣与加深知识理解的教学环节设置，如此一来大大降低了学生自主思考的能力。在进行人工智能相关课程知识讲解时，随着章节的知识难度不断增加，单向介绍式的枯燥教学方式无法反映人工智能学科的全貌，课堂讲解难以同时给以学生感性和理性的认知，部分学生因乏味的课堂氛围渐渐无法跟上教学进度，导致学习动力不足。(2)基础课程掌握不牢管理类专业的学生大部分都会走向更加具体化的管理岗位，具有多学科的素养，但这也导致很多学生所学知识杂而不精。学生在基础不夯实的情况下去学习更高层面的知识，给学生学习与老师教学都造成了很大困扰。人工智能课程知识点较多，涵盖模式识别、机器学习、数据挖掘等众多内容，概念抽象，不易学习。一些管理类专业的学生未能熟练掌握高等数学、运筹学、数据结构、数据库技术等先修课程，缺乏一定的关联思考和研究意识，导致课程学习难度增加，产生学时不足和教学内容难点过多的问题。(3)教学与实际应用脱节当下，人工智能广泛应用于机器视觉、智能制造等各个领域，给学生提供了大量的现实案例，使得人工智能不再是高深莫测的理论，而是现实中可以触及的内容。例如，在机械学科领域，人工智能技术是电气工程、机械设计制造、车辆工程等方向的重要技术来源；在医疗领域，是医疗器械的创新生产源动力；在能动领域，是高端能源装备与新能源发展的重要驱动；在光电信息与计算机工程领域，技术的发展时刻推动着智能科学与技术核心价值的提升。然而，对于管理类专业的学生来说，现阶段的人工智能教材涵盖许多智能算法及相关理论，在教学过程中常常涉及到很多从未接触过的抽象理论和复杂算法，书本中的应用实例大多纸上谈兵，缺乏专门适用于管理类专业知识与人工智能技术相结合的教学实践，加上一些教师授课方法单一，不利于引导学生将人工智能算法应用于现实生活。另外，大学生对知识的理解能力差异很大，教师采用统一的方式教给他们，这使一些学生无法跟上和理解，教师也无法控制学生的学习状况，导致学生缺乏动力。因此，如何结合学生的现实情况，提高他们的动手能力和实践经验也是人工智能课程教学要考虑的问题。
2、管理类人才的人工智能课程教学改进策略
课程教学改革是一项提高大学教学效果和人才培养质量的重要手段。如何在时代背景下应用新技术和新思想进行实施课程教学改革是高校亟待解决的问题。对于高校的教学工作而言，教学目标、教学内容和教学方式的变化不再是课程资源的简单数字化和信息化，而是充分利用时代信息资源优势的新型教学模式。针对管理类专业人工智能课程教学过程中存在的问题，可以从教学方法改进和教学内容设置两个方面进行课程教学改进。
2.1教学方法改进
教师对学生具有引领作用，其教学方法的改进能够带动学生改进自身学习方法。(1)启发式案例教学案例教学法就是教师根据教学目标、教学内容以及教学要求，通过安排一些具体的教学案例，引导学生积极参与案例思考、分析、讨论和表达等多项活动，是一种培养学生认知问题、分析和解决问题等综合能力的行之有效的教学方法。启发式案例教学以自主、合作、探究为主要特征，调动学生的学习积极性，并紧密结合人工智能领域的相关理论与方法，有效理解知识要点及其关联性，适用于管理类专业学生的教学。具体而言，高校基于其问题启发性、教学互动性以及实践有用性等特点，可以建立基于人工智能知识体系的教学案例库，虽然这项建设将极具挑战性与耗时性，但具有很强的积极效果：培养学生较强的批判性思维能力，更多地保留课程材料，更积极地参与课堂活动，对提高教学质量、培养具有人工智能背景的管理类人才具有重要意义。例如，通过单一案例教学，让学生掌握相关基础知识原理及应用；通过一题多解的案例使学生思考如何获取最有效的解题方法；通过综合案例的设计，启发学生全方位地探索问题的解决方案。(2)研讨互动式教学研讨互动式的各个教学环节是逐渐递进、有机结合的。研讨是基于学生个体的差异性，在课堂讨论的过程中对学生做出评判，从而对不同类型的学生开展针对性的教学。互动则是在研讨的基础上，通过老师与学生、学生与学生的互动，让学生主动参与到课堂教学的过程中来。在人工智能课程教学过程中，教师通过课堂讨论了解学生对于知识点的掌握情况，可以有针对性地设计教学内容，例如，对于学校积极性不强的学生，将人工智能理论内容与学生个人兴趣范畴、社会产业发展及研究现状联系起来，能够极大程度地提高学生学习的自主能力；对于基础知识较为薄弱的学生，可以在教师的指导下查阅相关文献资料，根据自己的理解撰写心得报告，并在课堂或课外进行师生互动。像这样研讨与互动相结合的模式。有助于增强学生的探索和求知欲望，建立起浓厚的学习氛围。(3)有效激励式教学人工智能是引领未来的战略性技术，人才需求量极大，对教师的教学水平也提出了更高要求，因此，进行有效激励极为重要。在学生激励方面，可以举办各类人工智能竞赛项目，设置相应项目奖学金，吸引学生参与实践，调动学生做研究、发论文的积极性。例如，教育部主办的中国研究生人工智能创新大赛，围绕新一代人工智能创新主题，激发学生的创新意识，提高学生的创新实践能力，为人工智能领域健康发展提供人才支撑。高校也可以借鉴这种模式，在各学院乃至全校开展此类竞赛项目，激发学生的创新能力与团队合作能力，鼓舞更多学生加入到人工智能课程的学习中来，激发其学习兴趣。在教师激励方面，在教师聘任和提升过程中把参加学生课程制定、课堂与课外作业、课程项目和论文指导等看作教学任务的一部分，鼓励教师积极参与这些活动。(4)学科渗透式教学人工智能学科知识融合程度较高，学科交叉性强。基于人工智能的学科交叉性特点，增强管理类人才对学科应用的领悟，可以采取开展学科渗透式教学的方法。从2015年起，国务院和教育部先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见教育》、《高等学校人工智能创新行动计划》等文件，“互联网+”、“智能+”已经渗透到各个领域，人类进入数字经济时代，社会需求“技术+管理”的高端复合人才。例如，基于工业4.0和强国战略，人工智能技术在智能制造的应用极为广泛。上海理工大学非常重视少数民族预科班的教育质量。为增强少数民族管理类人才对该领域应用的认识，我们请机械工程、能源动力领域的相关专家以授课或讲座的形式，进行相关领域知识和发展趋势的讲解，使学生理解更为透彻。此外，在教学实践过程中，还可以用举办人工智能知识交流会、线上人工智能论坛等形式，促进不同专业间老师、学生对于人工智能知识模块的见解，相互交流、渗透和学习，从而推动人工智能课程教学的改进。
2.2教学内容设置
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基于多Agent技术的系统是指多个Agent相互通讯、彼此协调，共同完成作业任务的系统，它不仅具备一般分布式系统所具有的资源共享、易于扩张、可靠性强、灵活性强、实时性好的特点，而且各Agent能够通过相互协调解决大规模的复杂问题，使系统具有很强的鲁棒性、可靠性和自组织能力。在多Agent系统中，单个Agent是一个物理的或抽象的实体，能作用于自身和环境，操纵环境的部分表示，并与其他Agent通讯，具有感知、通讯、行动及控制和推理能力等基本功能。多Agent技术的这些特点，使得其在处理基于互联网的知识问题方面，具有广阔的应用前景。
智能网络答疑系统的功能
总体说来，智能网络答疑系统应具备四项功能。(1)学员用户能在学习过程中随时中止课件演示进程，运用自然语言进行提问，并可对提问方式进行选择（同步提问、异步提问等），也可选择系统自动回答的相关参数（如答案材料大小等）。(2)系统既能通过在常见问题库、知识点库及课件素材库中搜索答案并自动回答用户所提问题，又能通过e-mail、BBS或留言板等方式使学员用户的问题得以解答。(3)系统呈现在用户浏览器上的答案应包括两方面内容：一是多媒体形式（图文并茂）的问题解答；二是学员用户应巩固复习的知识点建议、少量练习题等。(4)系统能够自动生成和维护常见问题库（FAQ库），并保持其结构良好性，同时还应该支持专任教师用户的人工维护（增加、删除和修改等）。
智能网络答疑系统的总体结构
智能网络答疑系统的用户分三类。(1)请求解答疑问的学员用户，他们是系统的服务对象。(2)某课程的专任教师，他们负责构建课件库、知识点库，并提供对课件库、知识点库、FAQ库的不定期维护，同时负责回答系统无法自动回答的问题。(3)系统管理员，其负责整个答疑系统的安装、软硬件维护等，以维持整个网络答疑系统的良性运行。
根据设计目标及用户分析，同时结合Agent技术，我们可以将智能网络答疑系统组织成如下图所示的总体结构。
1.问题
问题是整个网络答疑系统的核心部件，绝大多数问题都由它来回答，并由它自动生成FAQ库。其基本工作过程为：当学员用户点击“提问”按钮并选择“计算机自动答疑”选项后，系统将直接启动“问题”模块。该模块首先将用户输入的自然语言问题文本切分成“关键词”的逻辑组合，然后结合用户对答疑限制条件的选择结果形成复合的全文搜索条件，对FAQ库进行搜索。如果能发现大于规定阈值的答案材料，就按权值大小返回给用户，并对知识点库也进行全文搜索，将与问题文本关键词相匹配的知识点找出，给出用户应巩固复习的知识点建议。如果在FAQ库中没有找到合适的答案材料，则先对知识点库进行全文搜索，再根据知识点库中的线索和问题文本关键词的逻辑组合对课件库进行全文搜索。如果发现权值大于规定阈值的句子序列（两个句号之间的字串为一个句子），就按权值由大到小的次序返回给用户，并把它作为参考答案。同时发出用户对该回答满意程度的选择，若用户给出“比较满意”以上的选择，问题则将该问题题目及答案记入FAQ库（可供其他用户使用），并给用户指出应复习的知识点建议；否则，就将该问题发给专任教师。专任教师解答以后，以邮件形式发给提问用户，同时将该问题及其解答加入FAQ库。
2.邮件（e-mail）
邮件是一个具有相对独立结构和功能的部件。当学员用户选择了邮件答疑方式以后，系统将直接启用邮件。该同样首先让用户对答案材料的限制条件作选择，然后让用户填写所提问题；接下来，邮件先将用户所交的提问邮件进行处理，从中提取出问题文本后，交给问题进行处理，问题即按上述方法寻找答案或加入到FAQ库或转到专任教师邮箱（由教师答疑）。这里要求邮件与Web自动答疑无隙整合。而邮件的另一任务是将网络答疑系统无法回答的问题转发给专任教师，并把专任教师的回答返回给学员用户。
3.讨论
如果学员用户选择了讨论答疑，则系统立即启用讨论模块。该模块又划分为两个子模块：实时讨论和BBS讨论。(1)实时讨论。该实质上是一个有专门任务的聊天室，方便讨论和交流。如果学员用户对某个同学的回答比较满意，就点“问题已解决”按钮。这时，系统就要求将学员满意的答案用鼠标左键拖黑并复制后粘贴到另一个指定小窗口中。这样，既能让学员用户加深印象，又便于系统将该问题及答案加入FAQ库（如发现库已有相同或权值大于规定阈值的答案，就放弃加入）。(2)BBS讨论。该展示给用户的是一个留言板，当用户输入完问题文本并点击“确定”按钮后，学员用户的问题就贴在留言板上。浏览留言后，如对某个回答比较满意，就将该回答内容复制粘贴到另一指定小窗口中，系统会自动将该内容加入到FAQ库中。
系统实施的关键技术
1.Web浏览服务与e-mail服务的统一化
要实现Web浏览，只需将智能网络答疑系统建立在Web服务器上，并将相关文件材料组织成HTML或XML（适用于IE 5.0以上浏览器）形式，同时利用FrontPage的自动转换技术将FAQ库中的答案材料转换成HTML形式。对于e-mail服务的支持，则需要在Web服务器端增加电子邮件处理，且邮件处理至少应具备三种基本功能。(1)可以接收远程邮件服务器上某个邮件账户的邮件。它包括两个方面：一是在服务器端定时执行，接收学员用户给系统专用邮件账户发送的提问邮件；二是用户可使用浏览器通过邮件来接收自己的邮件。(2)可以分析并提取邮件的组成部分，如收件人地址、发件人地址、主题、邮件正文和附件等。(3)可以发送电子邮件，可以指定收件人的邮件地址、抄送地址、主题、邮件正文、附件等。一般说来，上述功能可利用服务器扩充API（Internet Information Server的ISAPI、Netscape公司的Web服务器NSAPI等）及服务器端脚本语言（如ASP、JSP、VB Script、JavaScript和PHP3等）来实现。
2.FAQ库、知识点库和课件库的自动分词
考虑到FAQ库与知识点库是文本内容，而课件库多是HTML文档，故分词前往往需要先对课件库进行预处理，其基本过程为：将HTML文档中“BODY”的文本、“TITLE”的“标题文本”、“META”的“keywords”属性值中的“关键词”全部提取出来，并对“TITLE”和“keywords”中的文本作上特殊标记。根据网络教学系统的领域知识专业性较强的特点，本文采纳字符串匹配与频率统计相结合的方法来实现自动分词。总体说来，对FAQ库、知识点库和课件库的自动分词包括分词和加权两个基本步骤。
分词。为了识别一些本专业特有的新词，并将新词组成新词词库，进行分词操作之前，通常需要先根据标点符号、数字、英文字母等非汉语符号把全文切分成短串序列，然后再对全文字符短串各字串的出现频率进行统计。其统计思路为：(1)计算所有汉字短串的字串。(2)利用经验函数B=F×L计算出每个串的权值。其中，F为字串在全文中出现的次数，L为该字串所包含的汉字个数，B为该字串的权值。(3)把权值超过规定阈值的字串作为新词放入到新词词库中。
对FAQ库、知识点库和课件库的分词过程可描述为：首先把知识点库中已指明的关键词和课件库抽取文本中的keywords属性值中的词语序列组建成关键词库，然后把全文基于关键词库、新词词库、常用词词典（优先级依次减小）进行正向最大匹配和逆向最小匹配分词，最后选择切分段数少的方案作为分词结果。如果切分段数相同，以最小逆向匹配分词方案作为分词结果。
加权。对于知识点库和课件库中的分词结果，关键词的作用是不相同的。这里用关键词相对于全文的渗透度来标示，并采用统计的方法计算某关键词相对于全文的渗透度。由Hash表得出每个词的同现频率（设为Fi)，将知识点库中的知识点关键词的同现频率额外加上一个整数K1，将课件库的keywords属性值中出现词的同现频率额外加上一个整数K2，将课件库的TITLE标记中出现词的同现频率额外加上一个整数T；接下来将每个词的修正同现频率全部计算出来（设为Fi′)，并将所有修正同现频率相加得到总和S，则关键词的渗透度Ri=Fi′/S；最后，把渗透度大于某个规定值的关键词存入到加权关键词库，这对问题文本的分词和问题答案的形成非常重要。
3.全文搜索技术
全文搜索是智能网络答疑系统的关键技术之一。要顺利实现全文搜索之目标，必须将原始文档所有基本元素的位置信息记录在索引库中。索引库一般有基于字表和基于词表两种形式。由于答疑内容基本上是针对某学科（或某专有领域），因此本文采取词表法来组织全文索引。全文索引库的主要部分是每个关键词的词表，索引库中的词表结构如下。
其中，词语i就是被索引的、能够代表目标文档j的文本特征关键词。由于文本特征关键词可能不只在某一个文档中是关键词，故后面的文档选项则记录了对应目标的文档j的ID号。通过ID号，可以在相应文档库中查找文档j的属性信息。权值则是词语i在文档j中的权值（其计算方法在前面已叙述），位置序列则是词语i在文档j中出现的位置的数组（串号，字号）。
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Research and Implementation of Self-adaptive Distance Eduection Platform Based on Specialist System
WEN Guo-qi1, YANG Ke1,YING Guan-yi2
(1.Tianzhuang Coal Preparation Plant of Pingdingshan Tianan Coal Mining CO.,LTD, Pingdingshan 467013,China; 2. Wuyang Iron and Steel, Hebei Iron & Steel Group Co., Ltd, Pingdingshan 462500,China)
Abstract: The rapid development of the computer-centered internet and multi-media technologies is fundamentally changing our ways of work,association and life and in the meanwhile,it’s deeply influencing our education.The simple teaching mode and less intelligence are common problems in the net education, which brings contradiction between net teaching platform and students.The article introduces a self-adaptive learning platform of distance education which is based on specialist system,the aim is to achieve personal net education.
Key words: specialist system;personal net education;a self-adaptive learing platform of distance education
近十年来,科学技术的突飞猛进为人类社会带来了一系列的深刻变革。信息技术在各个领域的应用改变了人们工作、生活和学习的方式,远程教育的发展也面临着前所未有的挑战。
目前的网络教学平台主要是以“系统”为中心,没有体现以“学习者”为中心的思想。为了解决这一矛盾,在网络教学系统中引入了自适应学习概念。所谓自适应学习,就是指学习不是一个被动的接受知识的过程,而是主动发现知识的过程[1]。开发自适应远程教育平台就是要为每一个学习者提供适应其需求特点的学习资源,自动地调整系统内容以适应学习者的兴趣,真正达到“因材施教”的目的。
1 现代远程教育存在的不足
目前,基于Web的远程教学系统在国内外已有不少,但是总体来说仍存在以下一些问题:
1) 目前网上的课程内容基本上是教师的教案,教学的重点,难点,例题分析,练习和测试题等,主要是帮助学习者巩固课堂上所学的知识,很难实现真正的网上自主学习,更难进行自适应学习。
2) 不具备真正的“以学习者为中心”的网上教学管理功能。目前大多数的学习网站,除了对用户进行注册登记外,不再进行其他管理活动,不关心学习者的学习情况,而学习者也无法记录和了解自己的学习情况,整个学习活动呈无序状态。
3) 不能对学习者学习活动进行较客观的评价。尽管有些网站设有对学习者学习活动的测试、考试及评价系统,可是绝大多数只是将传统测试、考试试题电子化,并以此作为评价学习者学习能力及学习成绩的手段,没有很好的利用网络技术及人工智能技术对学习者学习能力及学习成绩做出客观、及时的评价。因此,学习者难以进行自适应学习。
由此可见,要克服目前基于网络学习中存在的问题,探讨基于网络的自适应学习系统是一项迫切而重要的工作。
2 专家系统介绍
2.1 专家系统的定义及其基本特征
什么是专家系统目前尚无统一定义的、精确的、公认的定义。但一般来说,所谓专家系统就是利用存储在计算机内的某一特定领域内人类专家的知识,来解决过去需要人类专家才能解决的现实问题的计算机系统[2]。专家系统是计算机程序系统,但与一般的程序系统不同,其知识库和程序是分开的,易于修改和增删,其有很大的灵活性,而在一般程序中,知识是以隐式方式存在的,程序完成之后就确定了,一般不易修改。与数据库不同之处在于,它与逻辑推理有联系,具有启发性,而一般的数据库只是对大量数据进行组织和管理,提供检索方法。
一个高性能的专家系统应具备如下特征[3]:
1) 具有专家水平的知识。专家系统间做的一个最重要的目标是达到一个专家在解决任务时所体现出的高水平的性能。
2) 符号处理。专家系统使用符号推理。
3) 一般问题的求解能力。
4) 复杂度与难度。
5) 具有解释功能。
6)具有获取知识的能力。
7) 知识与推机构相互独立。
2.2 专家系统的结构
专家系统的一般结构,如图1所示。该结构在目前专家系统建造中比较流行。包括六个部分[4]:知识库、推理机、综合数据库、人机接口、解释程序以及知识获取程序。
2.3 专家系统的一般设计方法
设计专家系统的关键有两大部分:一是建造知识库,二是设计推理机制与策略。一般一个专家系统的设计可按三个步骤进行[5]。
1) 初步设计。分析要求解的领域问题,在领域专家的协作下明确专家系统期望实现的目标和专家系统如何从整个问题中分离出来,又怎样与其它子系统嵌接起来;确定参与系统研制的合作专家和知识源;在领域专家的指导下,对专家系统求解的问题进行了解,通过各种知识源的知识获取和领域专家的配合,专家系统求解目标任务的主要概念、关系、假设、约束等进行图解形式的描述;选择合适的知识表示方法,把图解形式的内容形式化表达出来,并确定推理的控制方向等内容。
2) 开发原型系统。选择合适的程序设计语言或专家系统开发工具,设计推理机制或借用工具语言已具备的推理机制,把形式化表示的知识以专家系统求解目标或图解形式中的模块为单元,逐个单元地把知识转换为适合程序设计语言或工具能接受的内部编码的形式,输入知识库。在不断供给知识库新的知识的同时,要不断地对已有知识和新加入的知识的正确性及协调性进行用例测试。这种不断扩充知识库和不断测试的过程一般可以发现已形式化的知识有许多不完善之处,从而需要在领域专家的配合下不断调整。这一阶段产生出可运行的专家系统雏形,包括知识获取模块和解释机制等可交付使用[6]。
3) 知识库的维护。当开发出原系统之后,让领域专家选择一些有代表性的试验用例,在可能的情况下让领域专家用这些试验例子进行实际问题的求解,通过实际例子的运行可能出现新的问题,比如人机接口的输入输出模块,知识库中的知识不全或不精确等,甚至领域专家还会人为地需要完善知识库中的某些知识。这一阶段理想方式是在上一阶段提供一个知识获取模块和解释机制,让领域专家或未来的实际用户与知识库直接打交道。
3 专家系统在开发本系统中的具体应用
3.1 智能答疑模型的设计
本答疑模型是一个自适应性的知识库系统,分为人工答疑和自动答疑两部分,允许学习者通过浏览器在线提问、离线提问、BBS、发送E-mail等,不受时空的限制。智能答疑系统的结构图如图2所示。
当学生提出问题后,对学生提出的这些问题的知识点和语义进行分析处理,并查找所有相关问题。其中答疑知识库的构造主要是实现教学信息向智能答疑的知识转换,进行知识库的层次化和结构化处理,并通过推理机制进行教学信息的存取控制。答疑知识库主要包括教学库和问题库。教学库汇集了按特定环境和条件进行有效教学的方法和策略,这些方法和策略采用产生式规则表示。问题库中保存了在教学中遇到的问题,首先是确定问题的范围,然后通过对问题的分析,找出各个知识点的层次关系和语义联系等信息。
3.2 智能网上测试模型的设计
智能化的网上测试主要体现在智能组卷上。如何保证生成的试卷能最大程度地满足不用用户的需要,并具有随机性、科学性、合理性,是首要解决的问题。
智能组卷的智能性主要体现在组卷的过程是根据学生对知识点掌握的程度,确定测试知识点权值以及难度系数范围等参数,然后基于一种算法从题库中抽取满足要求的试卷。另外,智能组卷采用基于专家知识的表示及实现方法模拟人的思维来确定试卷题型比例等参数。因此它能充分体现组卷系统的“因材施教”的能力。
4 结束语
远程教育以其不受时空限制和独具的交互性越来越受到人们的关注,但是目前的研究开发大多数还只是将老师的课堂教学内容简单、机械地挪到网上,并没有充分利用计算机和网络在教学中交互和智能分析的优势。今后远程教育应该朝着智能化,个性化教学系统的方向发展。本人提出开发一种基于专家系统的远程教育平台,也只是某些理论在实际中的应用,相信随着人们不断的深入研究,远程教育系统将具有更为深远的发展前景。
参考文献:
[1] 朱新明,李亦菲,朱丹.人类的自适应学习――示例学习的理论与实践[M].北京:中央广播电视大学出版社,1997.
[2] 万玛宁,关永.人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究[J].微计算机信息,2006,5:257-260.
[3] 武波,马玉祥.专家系统[M].北京:北京理工大学出版社,2001.
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一、引言
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，造就了工程领域的技术革命与改造。机电一体化技术始于电子技术的发展及电子技术与机械技术的结合，尤其是大规模集成电路出现，促进机电一体化技术发展并引起广泛注意。数控机床的问世写下机电一体化技术新篇章；微电子技术为机电一体化技术带来勃勃生机；可编程序控制器“电力电子”的发展为机电一体化技术提供坚实基础；激光技术模糊技术、信息技术等高新技术的发展使机电一体化技术跃上新台阶。
二、机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。由于技术的局限性已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。机电一体化技术和产品得到了极大发展。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面进行研究和应用。但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化的技术分类
1.网络计算机信息技术。各种信息资料之间交换、运算、存储、判断和决定以及专家系统和智能网络都是计算机信息处理技术。
2.机械技术。机电一体化的基础技术就是机械技术。它和机电一体化相互促进，完成了结构和功能上的改革，同时它的重量减轻，体积相对以前更小，精度也得到了提高，它的性能指标也更加的适应人类的需要，努力地利用高科技来更新着机电一体化的概念。
3.自动化技术。自动化技术是在自动控制理论的基础上，先进性系统的设计然后再经过仿真调试，它可以进行高精度和速度的控制，还能进行自我的调制、诊断和修补。
4.系统技术。系统技术是以整体趋势和目标为基础，利用整体概念组织和各种相关的技术，利用总分的观念来将整体分成为好多有一定关联的小单元，其中的接口技术是纽扣是实现各小部分进行连接的保证。
5.感应技术。现在的感应技术在社会生活中的应用十分普遍，机电一体化也应用了感应检测技术。要想实现系统的自动控制和自动调节，传感检测技术是必不可少的，它向人类的皮肤那样，是整个系统的感受器官，而且他的功能越是强大那么系统的自动化程度就越高。
四、机电一体化的发展方向
1.智能化。人工智能在机电一体化中越来越受到人们的重视，它是在理论得以控制上，让机电一体化的产品具有一定的智能，在这其中还有人工智能、计算机学、生命科学等一些新的思想和新的方法，它虽然不能达到人类那样的水平，但也可以进行一些简单的推理判断和逻辑决策。当然，要想真正的像人一样是不可能的，它只能进行低级智能或人的部分智能。
2.模块化。模块化的工程任重而道远。实现机电一体不仅可以利用标准单元迅速开发出新产品，还可以扩大生产规模，从这一点来说不管是对于任何机电一体化化的企业，模块化将带来一个美好的前景，并且它的潜力是无穷的。
3.网络化。网络技术的发展给社会各方面的发展都带来了巨大的变革，全球化的趋势也无可阻挡，机电一体化新产品无疑会畅销全球，而且网络化可以在一定基础上促进智能化的应用，他可以以计算机为中心把一系列的家用电器连成一个系统，让人们真切的感受到现代高科技带来的便利，因此机电一体化的网络化是发展的必然结果。
4、微型化。现在社会上大多数的产品都在走向微型化，机电一体化也是顺应时代的潮流。机电一体化正在向微型精确的方面发展它在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.绿色化。绿色环保是世界的主题，现在的环境状态是资源减少，生态环境受到严重污染，于是人们呼吁保护环境资源的呼声更加高涨，时展的要求是可以设计一不污染环境的绿色化的机电一体化产品，让绿色路线在产品中一路畅通，这也就成为了机电一体化最符合人类社会发展的一个发展方向。
6.人性化。人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化的产品在具有一定完整性能的基础上，对于外观设计以及它的外观视觉也有着相应的要求，这可以让产品与外在环境更加的适应，让人们使用产品更加的贴心，更加的自然，更接近生活习惯。
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一、机电一体化的技术分类
1.网络计算机信息技术。各种信息资料之间交换、运算、存储、判断和决定以及专家系统和智能网络都是计算机信息处理技术。
2.机械技术。机电一体化的基础技术就是机械技术。它和机电一体化相互促进，完成了结构和功能上的改革，同时它的重量减轻，体积相对以前更小，精度也得到了提高，它的性能指标也更加的适应人类的需要，努力地利用高科技来更新着机电一体化的概念。
3.自动化技术。自动化技术是在自动控制理论的基础上，先进性系统的设计然后再经过仿真调试，它可以进行高精度和速度的控制，还能进行自我的调制、诊断和修补。
4.系统技术。系统技术是以整体趋势和目标为基础，利用整体概念组织和各种相关的技术，利用总分的观念来将整体分成为好多有一定关联的小单元，其中的接口技术是纽扣是实现各小部分进行连接的保证。
5.感应技术。现在的感应技术在社会生活中的应用十分普遍，机电一体化也应用了感应检测技术。要想实现系统的自动控制和自动调节，传感检测技术是必不可少的，它向人类的皮肤那样，是整个系统的感受器官，而且他的功能越是强大那么系统的自动化程度就越高。
二、机电一体化技术的特征
1.较小灵活，操作方便。机电一体化技术让工作人员可以改变原有的复杂繁琐的操作模式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，它的动作可由程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。所以体积小，重量轻，适应性强，操作更方便是机电一体化技术的一个最明显的特征。
2.精度功能强大。现在社会的科技越来越发展，其中的准确度、精确度在各个领域都要求十分严格，机电一体化也在朝着这一特征努力，机电一体化控制水平得以提高，运算速度也更加快速，可以精确按预设动作，进行自行诊断、校正、补偿功能，可以减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。
3.软件功能的应用。机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
4.产品可靠寿命长。传统机械装置由于运动部件之间产生的工作误差，会严重影响装置寿命、稳定性和可靠性。光机电一体化技术可以使装置的运动部件减少，磨损程度也会相对降低，如果没有了运动部件，那么机械磨损也将会消失。所以，装置提高了寿命，降低了故障，产品的可靠性和稳定性就会得到提高。
5.协调性提高。机电一体化是多种技术及多个部分的组合，要想让机电一体化技术及产品拥有系统性、完整性和科学性，那么各个组成部分之间就得有严格的要求，良好的配合默契，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
三、机电一体化的发展方向
1.智能化。人工智能在机电一体化中越来越受到人们的重视，它是在理论得以控制上，让机电一体化的产品具有一定的智能，在这其中还有人工智能、计算机学、生命科学等一些新的思想和新的方法，它虽然不能达到人类那样的水平，但也可以进行一些简单的推理判断和逻辑决策。当然，要想真正的像人一样是不可能的，它只能进行低级智能或人的部分智能。
2.模块化。模块化的工程任重而道远。实现机电一体不仅可以利用标准单元迅速开发出新产品，还可以扩大生产规模，从这一点来说不管是对于任何机电一体化化的企业，模块化将带来一个美好的前景，并且它的潜力是无穷的。
3.网络化。网络技术的发展给社会各方面的发展都带来了巨大的变革，全球化的趋势也无可阻挡，机电一体化新产品无疑会畅销全球，而且网络化可以在一定基础上促进智能化的应用，他可以以计算机为中心把一系列的家用电器连成一个系统，让人们真切的感受到现代高科技带来的便利，因此机电一体化的网络化是发展的必然结果。
4、微型化。现在社会上大多数的产品都在走向微型化，机电一体化也是顺应时代的潮流。机电一体化正在向微型精确的方面发展它在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.绿色化。绿色环保是世界的主题，现在的环境状态是资源减少，生态环境受到严重污染，于是人们呼吁保护环境资源的呼声更加高涨，时展的要求是可以设计一不污染环境的绿色化的机电一体化产品，让绿色路线在产品中一路畅通，这也就成为了机电一体化最符合人类社会发展的一个发展方向。
6.人性化。人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化的产品在具有一定完整性能的基础上，对于外观设计以及它的外观视觉也有着相应的要求，这可以让产品与外在环境更加的适应，让人们使用产品更加的贴心，更加的自然，更接近生活习惯。
机电一体化与电子之间深度结合，并且与各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。所以要紧紧抓住人才需求变化的大趋势，准确定位，严谨制定人才培养计划，使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势，为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才。
参考文献：
[1]金志向.光机电一体化技术特征和发展趋势[J].科技咨询导报.2007，（15）：34-35.
[2]张龙华.光机电一体化在现代技术中的应用与研究[J].科技信息.2010，（23）：499.
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关键词：课程群建设；计算机应用；教学团队；创新型应用人才；教学改革
1 从走出去到引进来，确保教学内容的先进性
1.1 走出去，拓展教育理念
在国家和军队对计算机应用人才培养需求不断提高的背景下，国防科学技术大学计算机应用教学团队主动跟踪国际计算机应用学科和教育理念的最新发展趋势，科学谋划计算机应用课程群建设方案，在两年多的建设过程中，有计划地选派优秀教员出国访学，把握前沿教育理念，促进团队的教学实力逐渐与国际接轨。近5年来，计算机应用教学团队成员出国参加了多个国际会议，包括SIGGRAPH（Asia）、ICPR2010、SIGIR2010、IJCAI2011、ICIAR2011等，及时掌握了计算机应用方向的最新进展，充实了教学内容。2011年9月教学团队成员赴韩国忠南大学参加NUDT-CNU双边交流会，加强了两校教学和学术交流，扩大了团队的国际影响。
1.2 引进来，促进自身发展
2011年1月国防科学技术大学计算机学院聘请图灵奖获得者康奈尔大学John Hopcroft教授来校讲授课程，来自全国各地的教师、学生以及本校师生共60余人聆听了课程，反响热烈。2011年7月由殷建平教授和祝恩副教授担任主席和PC委员的人工智能领域的国际会议MDAI2011在长沙召开，进一步提升了计算机应用教学团队的实力和国际声誉。
1.3 定路子，保持先进性
计算机应用教学团队拥有1名全国优秀教师、3名全军优秀教师和1名湖南省教学名师。团队建设了多门精品课程，始终结合科研优势，瞄准领域发展前沿，及时更新教学和实验内容，课堂教学强调对原理、方法、实现技术、发展趋势等方面的融会贯通，教学实践凸显综合性、设计性、自主性和创新性。分层次、多元化的培养模式成效显著，培养了大批具有高信息素养和计算机应用能力、具有较强创新意识、技术与指挥并重的高素质人才。教学团队在高性能计算方向具有国际领先的优势，在图形图像处理、智能计算、科学计算、数据处理库管理等方向承担了多项国家自然科学基金、国家863计划等高水平科研项目。
2 面向国家和军队应用需求，科学设置课程群，促进课程体系的整体优化
课程建设是对单门课程的教学内容及其结构作调整和改进，相对于整个课程体系来说是局部优化。课程群建设不仅注重课程内部的衔接和组织，更强调课程之间的关系，这有利于培养学生的贯通能力，提高综合素质。课程群建设始终参照国际国内相关课程体系，从课程内容、实验内容、教材选定等多角度人手进行改革，同时注重科学研究，确保了课程群教学内容的先进性。计算机应用课程群体系如图l所示。
2.1 依据部队实际需求，分层次培养人才，构建动态型课程群
课程群设置紧跟国家和军队信息化建设新需求，通过选派部分老师到部队讲学和体验生活、持续对历届毕业生进行追踪、听取用人单位反馈等多种途径，了解部队新军革对新型军事人才的需求，打破单一类型人才培养模式，采用分层次、多元化的思想，积极探索新型人才培养模式，为部队培养技术和指挥两类人才。前者理论功底扎实、技术操作熟练，胜任技术研发工作；后者懂需求、会技术、能管理，将成为信息系统的需求提出者、软件开发的参与者以及信息系统的维护者的技术型指挥人才。对毕业生的追踪调查结果表明，这种动态型、探索式的创新型课程群建设能够满足国防科学技术大学不同类型学生的任职需要，能够与国家和军队信息化建设的需要紧密结合，凸显学校信息技术优势。
2.2 根据教学团队的科研项目经验优化课程群科学计算在国家和军队武器装备研制与维护中有着极为广泛的应用，如军用计算机的研制、各种导弹的研制与仿真实验、航空航天设备的研发以及各种武器装备的仿真训练器的研制等。这些应用往往都是一些大型的科学工程，怎样科学合理地对科学计算课程子群进行教学改革与创新，使学员毕业后具有科学与工程计算相关方面扎实的基础以及较强的应用能力，这一直是教学团队研究的主要课题。团队教员积极参与部队导师行、武器装备试验基地调研以及武器装备预研课题等工作，努力探索国家和军队对科学计算课程子群的应用能力需求，不断积累经验，力争科学合理地对科学计算课程群进行教学改革与创新，提出课程群在本科阶段设置“数值分析”与“仿真与模拟技术”2门课程。在教学内容改革上，教学团队注重计算机科学与技术专业在数值问题和仿真建模方面有关计算思维训练的要求，较大幅度修订了课程群的授课内容和实验内容，在有限的学时内注意选择与国家和军队应用能力需求相关的核心基础以及应用较广泛的内容，包括数值建模、数值稳定及收敛分析和仿真实验。
3 在“强专业基础、重应用能力”的模式下实施课堂教学
在确定教学内容之后，我们在实际的教学过程中，从便于学生学习的角度出发，根据不同的教学内容尝试了自顶向下逐级分解法、自底向上逐级归纳抽象法、“提纲一展开一小结”法、参与式教学法、目标制导教学法、章回小说式教学法、情感教学法、交互式教学法等多种不同的教学方法和教学技巧。
从2002年开始，课程组便搭建了618因特网、AI天堂和军网多媒体网络教学环境，学生与教师可以在课外进行流畅而生动的沟通互动，教师利用这些平台指导学生开展自学活动。学校军网网络教学平台开通后，课程组精心设计和建设的数据库网络课程、大学计算机基础网络课程、人工智能网络课程等成为课堂教学的有力助手，在辅助教学和帮助学生自主学习方面发挥着巨大作用。
3.1 科学计算课程子群
科学计算首要的应用特色就是一整套解决科学问题的普适的方法论，即数值建模—数值稳定性及收敛性分析—仿真实验。课程组在教学组织上以从简到繁的案例不断强调这一方法。而这一方法在不同问题或同一问题不同环节的应用中也可以融入不同的教学方法，如导弹轨迹的数值建模（案例式）、数值求导的稳定性分析（研讨式）、插值实验扩展的稳定性调试（自主探讨式）等。
3.2 数据管理课程子群
除为本科生开设数据库相关课程外，课程组还结合科研工作建设并完善了先进数据库技术、实用数据库、数据库管理系统、数据仓库与数据挖掘、计算机信息管理系统等一系列课程。指导研究生在分布式数据库系统、海量信息处理、复杂信息系统开发等方向开展课题研究。
3.3 智能计算课程子群
课程组在对麻省理工学院和约克大学的模式识别课程的教学组织方式进行研究的基础上，将模式识别的许多应用研究问题引入课程实践环节。这些研究问题为研究生课题选题提供了依据，部分研究生针对实践环节的研究问题撰写的课程论文经过讨论修改被国际刊物录用。在研讨课程自动指纹识别技术中，介绍国内外的最新研究成果，同时引入课题组的研究成果，针对关键的开放研究问题组织学员进行研究性地学习和讨论，学员经历了查阅剖析文献、学术交流讨论的过程，为从事科学研究打下了基础。
3.4 可视计算课程子群
课程组在查阅国外多本主流教材的基础上，充分将各知识点前后贯通，综合案例式、启发式等多种教学手段，组织学员进行图形实践创作比赛，调动了学员对图形设计的兴趣。针对工程硕士、工学硕士、工学博士分别构建不同的可视计算课程，课程子群设置分层次、重继承、有深度。针对不同课程内容知识结构的特点，从经典的ISAS教学法、MCLA教学法、Workshop教学法和Project-learning教学法中选择合适的教学方法。例如，能力素质模型建立时会涉及数学思维、计算思维、编程实现、团队合作等各项能力。课程组针对不同类型研究生对可视计算技术的目标要求不同，设计相应的能力素质模型。
4 发挥实验室优势，在实践中培养能力
实践教学作为高等教育的重要组成部分，对学生创新精神和动手能力的培养具有不可替代的作用。如何提高学生的创新能力和工程实践能力是课程群体系实践环节设计的关键。实验是吸收、消化课程内容的第一实践环节，实验内容的设计既要考虑对基本知识的理解又要考虑对后续内容的铺垫；既强调知识与技能的融合，又强调创新思维能力的培养。实训是对课程内容的总结，在加强案例教学的同时，遵循学生的认知规律，合理安排实训的内容；既要考虑课程内容衔接，又要考虑加强工程化训练，把提高学生的创新能力和工程实践能力贯穿于整个实践环节的始终。
4.1 加强校企合作，获取最新实验资源
学院与国内外研究机构密切交流与合作，得到了Microsoft、Oracle等公司的技术支持，以Oracle教据库等免费资源作为教学的实验平台，多名教师获得了IBM、Oracle、Microsoft等公司数据库产品的培训合格证，实验软环境得到充分改善。教学团队在实训环节中加强与企业合作，将企业的资源优势与学校的理论知识优势充分结合，共同设计和建设课程群中的实训项目。
4.2 分层次设计递进式的实验内容
整个实验课程体系的设置涵盖技能、基本知识、设计、综合、创新5个层次。实验内容根据各类学生的特点，按演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验4个层次组织。各实验项目彼此衔接，循序渐进，便于学生掌握。实验项目选择具有灵活性，既有必做项目，也有较多的选做项目，适应不同层次的学生要求。演示性和验证性实验帮助学生掌握DBMS的一般性操作，综合性实验和设计性实验则重在培养学生的综合应用能力和创新能力，要求学生综合利用程序设计、软件工程、计算机网络、人机交互、信息安全以及数据库课程所学知识，开发一个（基于网络的）MIS系统，设计该系统的安全保障体系，同时要求提供新颖的人机交互界面和交互方式。
4.3 针对不同学生群体设置多元化实践教学方案
考虑到计算机专业与信息大类非计算机专业学生的培养方案不同，我们实施了多元化的实践教学方案。计算机专业学生的实验方案重在综合性和设计性。课程组为该类学生设计了9个实验，旨在培养DBMS的高级使用及研发能力。在2009年之前的培养方案中，学生完成这9个实验之后，还要在软件工程课程设计课程中进行数据库系统的综合设计开发，学生需要完成数据库实验和软件工程实验后，才能体验一个完整的软件开发过程。在2009年的培养方案中，根据信息化建设的需求，我们为计算机专业学生单独开设了数据库课程设计课程，强化学生的信息基础；信息大类非计算机专业学生的实验方案则偏重于验证性和综合性。我们偏向计算机专业应用方向设计了一系列的实验：SQL语句、存储过程、触发器、数据库导入、导出、备份、MIS系统的设计与开发。这些实验旨在强调DBMS一般应用能力的培养。
4.4 结合实际项目设计实训模块
教学团队结合国防科学技术大学“十一五”实验室项目“计算机技术综合实验中心”的建设任务，围绕其中的计算机应用技术方向子项目，设计了“人工智能”基础实践能力训练模块、“机器人中的智能技术”综合实践能力培养项目、“智能信息系统的军事应用”主题创新活动，同时将“人工智能”基础实践能力训练模块细化为专家系统和机器学习两个基础型实验单元以及自然语言处理和神经计算两个提高型实验单元，明确了每个实验单元的目的和内容，包括基于sics prolog的搜索实验和约束满足问题实验、基于移动机器人平台的智能agent实验等。智能计算子群和综合实验子群采用课堂教学与课外活动相结合的方法来加强实践教育，让学生在实践中掌握专业技能，教师全程参与实验指导并在实际的创新实践中培养学生的创新能力。上述一系列活动的开展取得了良好的效果，如基于LEGO机器人的创新实践活动成果在银河之光计算机文化节上和实验室项目检查中获得学校领导和专家的好评。
5 结语
通过近4年的试行，高水平计算机应用人才培养模式改革在国防科学技术大学计算机学院取得实质性成效。目前，计算机应用教学团队培养出的学员超过9000名，他们遍布军内外机关、科研院所、高等学校、部队及地方IT企业。大量调查数据表明，这些学员的综合素质、学术水平、工程实践能力、团队协作能力和创造性思维均得到明显提高，受到用人单位的好评。
参考文献：
篇13
当前，中职计算机专业网络方对学生的培养仍以知识的积累为主要目标。在这个“人才饱和”就业困难的情况下，仍出现了“技工荒”；计算机专业网络方向课程是一门不断高速发展的交叉性应用型课程，该课程的教学难度较大，现实的教学效果并不令人满意。它是中职计算机相关专业必修的重点课程，是一门理论性，实践性和应用性非常强的课程，为了使计算机专业的人才培养适应社会需求，将从计算机网络课程的主要特点、教学现状入手，讨论如何提高学生的学习兴趣，加强学生的创新能力与自主获取知识的能力。
1专业特点
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
计算机网络的发展过程大致可以分为具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统、计算机网络三个阶段。 一个计算机系统连人网络以后，具有共享资源、提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。
从80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，它以光纤通信应用于计算机网络、多媒体技术、综合业务数据网络ISDN、人工智能网络的出现和发展为主要标志。90年代至下个世纪初将是计算机网络高速发展的时期，计算机网络的应用将向更高层次发展，尤其是Internet网络的建立，推动了计算机网络的飞速发展。据预测，今后计算机网络具有以下几个特点：
（1）开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享，数据通信和分布处理的目标。
（2）向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音图像等综合。
计算机网络的智能化，多方面提高网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。
随着社会及科学技术的发展，对计算机网络的发展提出了更加有利的条件。计算机网络与通信网的结合，可以使众多的个人计算机不仅能够同时处理文字、数据、图像、声音等信息， 而且还可以使这些信息四通八达，及时地与全国乃至全世界的信息进行交换。
2当前现状
作为一门中等职业学校计算机专业的方向课程，目前课程的教学存在三个比较大的问题：
（1）教学内容方面：网络相关学科发展迅速，内容更新快，课程内容难以跟上计算机网络科学的发展变化。
（2）在教学方式上：网络课程有相当部分的内容属于基础理论知识，难度大，相对枯燥，在课堂教学方面需要适当调整，改变学生积极性调动不充分，课堂互动性不足等问题。
（3）教学目标方面：中职网络课程的教学目标主要依赖高校的经验，集中在如何完成课程的教学，传授其中的知识点，但对于学生的实践能力和创新能力没有适当的关注。与此相对的是，计算机专业的学生毕业走向工作岗位，能否有效解决有关的实际问题，对于用人单位用人的一项硬件指标。这些能力培养的忽略。对于今后学生的工作和发展非常不利。
3教改措施
3.1调整教学内容，增强基本概念和知识的学习
计算机网络课程教学内容包括通信技术、网络理论和网络应用技术，无论从软硬件、通信哪一个方面讲，都是一个复杂的系统。因此，要在有限的学时内完成教学，内容的安排非常重要。我们根据目前计算机网络的发展状况，对教学的课程结构进行优化，精选教学内容，保留基本的通信理论，略讲部分网络原理，删去一些过时的网络技术，把重点放在让学生掌握目前流行的网络技术和理解未来的发展方向上。
3.2提高教学质量，采用合适的教学方法和教学手段
（1）上课教师最好能参与本单位的校园网络建设，或者参与社会上的网络工程，积累工程经验，丰富上课内容。教师在备课过程中力求对内容高度熟练，能够深入浅出的讲授，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，使学生能掌握基本的理论、概念、技术、方法。
（2）有选择性地布置一些思考题、练习题、市场调研、专业技能训练等，使学生通过认真阅读教材和参考书，以掌握课程的基本内容以及重点和难点。教师可以将科研中企业网络系统建设的需求或已有的网络系统情况告诉学生，让学生分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，或为企业设计满足实际需求的计算机网络系统。最后由指导老师对学生提出的企业计算机网络方案进行讲评，指出其设计方案的优缺点，并提出改进意见。
（3）利用及时通信技术，如微信、QQ等手段，回答学生提出的问题；学生在网络提交作业，教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。这样不仅使学生对本课程的内容更进一步的了解，主要是加深学生对计算机网络知识应用的兴趣爱好。
