探索智慧科學與技術課程群建設的論文
摘 要：為了改變以往課程之間各自為政、缺乏交叉融合的現象，探討智慧科學與技術的課程群構建及其教學模式，提出一種閉環控制的教學質量評價體系DIACES，以期達到培養全面知識結構、能力結構和綜合素養，切實提高人才培養質量的目的。
關鍵詞：智慧科學與技術；課程群；閉環控制
0引 言
智慧科學技術是以人工智慧和認知科學為基礎而建立和發展起來的學科[1]。智慧科學與技術專業是資訊科學的新興領域，主要培養能綜合運用計算機、自動化交叉學科知識進行智慧系統研究和設計的複合型科技人才。該專業的課程包含基礎課程、專業基礎課程和專業課程，其專業基礎課程和專業課程可按研究和應用方向分為多個課程群。中南大學國家級智慧科學課程教學團隊在智慧科學精品課程群的長期建設中，已取得突出成果[2]。重慶郵電大學、首都師範大學、中南大學等均對智慧科學與技術專業的課程群進行了相關思考[3-5]。
1智慧科學技術課程群的構建
智慧科學與技術專業課程具有交叉性和多方向性的特點。每個學校依據自身特點，開設了該專業某個或多個應用方向的專業課程。考慮到學生個體差異和學生物件的個性化特徵，利用人工智慧的.多元智慧理論以及本體論，組織專業課程的知識點，從而設計具有模組化特徵的課程體系，構建智慧科學技術的課程群，開發課程群配套的實踐環節；充分考慮課程之間的內在關係，建立全方面覆蓋通識教育、專業基礎教育、專業教育、專業素質培養以及特色課程的課程體系，並在此基礎上有意識地針對每類課程加強建設，構建從專業通識課到專業課的課程群，見圖1。
學校改變原各類課程以其自身系統性存在的獨立式課程體系和教學內容，圍繞培養解決問題的能力這一核心整合課程體系和教學內容，對課程理念進行重構，實現以學生為本的課程綜合化、實踐化和多元化；開發並利用智慧化多維免疫網路課程，為學生提供網路教材，突破地域和時域限制，實現嚮導式、情景式、個性化學習，營造創造探索性和因材施教的學習環境。例如，在建設課程群的人工智慧、智慧控制和機器人學的過程中，就在課程內容的選擇上注重形成整合式課程體系。在人工智慧中講到的基本原理如何體現在智慧控制技術，如何反映到機器人的控制上，並透過智慧系統綜合實訓環節使學生能夠學以致用，用理論指導實踐，用實踐驗證理論，達到具有多元化知識結構，能綜合運用知識的人才培養目標值得思考。中南大學自1986年以來逐一開設了包括人工智慧、智慧決策系統、智慧控制導論、智慧控制、機器人學、運籌學、智慧系統原理與應用、專家系統、大學計算機基礎、離散數學、資料結構等在內的各類不同層次的智慧科學相關課程。上述課程以智慧科學課程群為中心，涵蓋其先修課程、後繼課程以及特色課程和深化課程。
2教學模式
教學過程既是教與學的過程，也是師生之間平等互動的過程。在教學方法上，不光要進行精心的教學設計，同時要不斷調整教學活動，以激發、強化、最佳化學生的自主學習能動性。在教學內容上，既要遵循大綱內容要求，也要根據學生的需要和興趣，使內容具有動態性、開放性與靈活性，即教學預設與生成並重。特別要注重不斷捕捉、判斷、重組課堂教學和實踐教學中從學生那裡湧現出來的各種各樣的資訊。
圍繞課程群建設，形成做中學、趣導思的學生培養教學模式。應充分調動師生兩方面的主觀能動性，以學生為中心，以教師為主導，讓學生積極主動地參與各種教學活動。教師課堂重點講授基礎知識和難點問題，啟發引導學生思考並參與課堂討論。透過各種方式的互動改變被動學習為主動學習，學生透過自己的興趣和創新在教師的指導下實踐所學課程知識。
對於智慧科學與技術專業的教學，創新實踐是非常重要的一環。
（1）完善智慧科學課程群的實驗和實踐環節，注重課程群課程之間的知識點關聯以及知識點之間的層次關係，設計好從課堂實驗到課程設計、再到工程實訓的層次遞進的實驗體系，設計好演示性、驗證性和綜合性實驗。
（2）將學科競賽和科技創新專案的典型實踐案例應用到課程群的課堂教學和實踐中，達到既具備專業知識又擁有專業技能的人才培養目標。
（3）透過專案驅動教學和建立本科生導師制，結合各種創新專案及學科競賽，鼓勵學生動手，以研促教、以研促學，讓學生在實際動手“做”的過程中主動感覺到“學”的重要性。
（4）樹立良好的學習風氣和學習氛圍，形成教師與學生，學長與學弟、學妹間的良性互動；在學生中建立科研梯隊，有計劃地引導和培養學生參與科研和比賽。
3閉環控制的教學質量評價體系DIACES
教學質量是課程教學的生命線，提高教學質量、培養高素質人才一直都是筆者的努力方向。衡量教學質量的高低，不能光看學生的考試成績，在重視綜合能力的複合型人才培養中，對教學過程的嚴格控制才是科學的育人模式。在這個教學過程中，必須及時獲得學生、同行、專家等對教學過程的反饋資訊，並對教學過程進行相應調整。為此，應將控制論中的閉環控制資訊反饋和故障診斷理念引入教學質量評估過程，建立教學質量的診斷、分析與校正評價系統DIACES （DIagnosis，Analysis and Correction Evaluation System），見圖2。
學校應建立閉環控制的教學質量評價系統DIACES，監控課程教學全過程，及時發現問題與總結經驗，促進任課教師成長，保證課程群教學和人才培養質量。建立一系列的教學質量管理措施來監督和評價教學過程，分析問題並進行改進，將這個過程常態化，形成閉環控制，以促進教師授課技能和教學質量的提高。
在教學質量管理上建立的機制建議包括：
（1）建立一套學生網上評教系統，綜合授課內容、授課方式等多方面因素，對每門課程進行打分，其分數直接影響教學質量的優秀程度。
（2）建立一套教師網上評教系統，從學生的到課率、主動性、作業情況等多方面對教師自己上的每門課進行評價，並及時反映教學過程中的困難。
（3）建立教師迴圈聽課制度，定期進行輪流聽課，並反饋聽課評價表。
（4）建立專家聽課制度，委派督導專家進行聽課，並參與教學質量評優。
（5）建立試講制度，對新課、新教師實行試講，要求至少7位教師參與評分，同時反饋聽課意見。
（6）建立師生座談制度，定期召集學生代表就教學過程中的問題進行平等對話，聽取意見。
（7）建立“系”“所”並重制度，“系”的主要功能是教學，“所”的主要功能是科研；強調“系”裡每位教師都必須加入“所”，以求在科研中拓寬視野、增長見識，從而更好地服務教學。
（8）建立定期交流討論制度，教研室每位教師都必須參加，交流討論上述過程收集到的反饋資訊，分析原因，提出糾正措施，實行閉環控制。
參考文獻：
[1]蔡自興. 智慧科學技術課程教學縱橫談[J]. 計算機教育， 2010（19）： 2-6.
[2]蔡自興， 劉麗珏， 陳白帆， 等. 智慧科學精品課程群建設與體會[J]. 中國大學教學， 2013（9）： 43-44.
[3]於洪， 王國胤， 夏英. 智慧科學與技術專業課程體系及課程群建設的思考[J]. 計算機教育， 2012（18）： 44-48.
[4]劉麗珍， 王函石， 王旭仁. 智慧資訊處理精品課程群建設思考[J]. 計算機教育， 2012（18）： 49-52.
[5]高琰， 唐璡， 劉麗珏. 智慧科學與技術專業課程群建設與實踐[J]. 計算機教育， 2015（18）： 44-45.