電子信息導(dǎo)論論文

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電子信息導(dǎo)論論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：大類模式；電子信息類“專業(yè)導(dǎo)論”課程；教學(xué)模式

作者簡介：李鋒（1970-），男，陜西商洛人，江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院，副教授；田雨波（1971-），男，滿族，遼寧鐵嶺人，江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院，教授。（江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0099-02

作為社會信息化的支撐和依托，電子信息技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)迎來了高速發(fā)展的21世紀(jì)，并以前所未有的速度全方位地向社會的各個領(lǐng)域滲透。相應(yīng)地，電子信息相關(guān)學(xué)科知識領(lǐng)域更新與增長越來越快，與其他學(xué)科之間的交叉與融合越來越緊密。伴隨著學(xué)科發(fā)展方向不斷分化、細(xì)化的同時，電子信息各學(xué)科、專業(yè)或方向之間的交叉基礎(chǔ)知識更加多，專業(yè)界限越來越模糊。與此同時，市場經(jīng)濟(jì)對人才的需求呈現(xiàn)變化快、多元化的趨勢。在這種形勢下，實(shí)現(xiàn)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)已成為高校教育教學(xué)改革的熱點(diǎn)和共識。大類培養(yǎng)模式提倡按大類招生，實(shí)施厚基礎(chǔ)、寬口徑的通識教育，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分流培養(yǎng)，學(xué)生結(jié)合自身興趣特點(diǎn)做出合理的選擇。事實(shí)說明，大類培養(yǎng)利于提高辦學(xué)效益，優(yōu)化教學(xué)資源，促進(jìn)學(xué)科之間的交叉和滲透，實(shí)現(xiàn)更廣泛的通才教育，滿足市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及社會生活多元化對人才的需求。

一、開設(shè)“專業(yè)導(dǎo)論”課程的意義和目標(biāo)

在大類培養(yǎng)模式下，學(xué)生在大一、大二期間主要是學(xué)習(xí)公共課和大類基礎(chǔ)課，大三期間學(xué)習(xí)技術(shù)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課，大四期間學(xué)習(xí)專業(yè)課程和接受綜合實(shí)踐訓(xùn)練。但是在專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，盡管大類培養(yǎng)適應(yīng)了學(xué)科專業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求，但要更好地發(fā)揮大類培養(yǎng)的優(yōu)勢，還必須加強(qiáng)大類學(xué)習(xí)到專業(yè)培養(yǎng)之間的銜接，否則將直接影響培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.開設(shè)“專業(yè)導(dǎo)論”課程的意義

在大類培養(yǎng)階段，本科低年級學(xué)生對電子信息學(xué)科、專業(yè)缺乏整體認(rèn)識，不了解自己的專業(yè)方向，不了解專業(yè)課程設(shè)置，不了解專業(yè)課程與基礎(chǔ)通識課程的關(guān)系；在思想上準(zhǔn)備不足，不知為何要學(xué)習(xí)這些課程，不知道這些課程對于專業(yè)學(xué)習(xí)和未來所從事的工作的作用，沒有自己的專業(yè)目標(biāo)和努力方向，缺少明晰的學(xué)業(yè)規(guī)劃，甚至有不少高年級學(xué)生到了選擇專業(yè)方向的時候?qū)ψ约旱膶I(yè)都不甚了解。針對大學(xué)一、二年級學(xué)生展開的問卷調(diào)查及座談會結(jié)果表明，在開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課程之前學(xué)生普遍存在迷茫情緒，找不到發(fā)展方向，不能心平氣和、扎扎實(shí)實(shí)地學(xué)習(xí)，甚至出現(xiàn)了所謂“大一放松，大二打工，大三租房，大四求生”的情況。

大學(xué)階段是青年人渴望自主成長的時期，抓好大類教育與專業(yè)教育的銜接可以縮短他們對大學(xué)生活的適應(yīng)期，引導(dǎo)大學(xué)生做好學(xué)業(yè)規(guī)劃，為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、提升培養(yǎng)質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“專業(yè)導(dǎo)論”作為專業(yè)啟蒙課程，將學(xué)科專業(yè)教育、思想教育、就業(yè)教育等融為一體，旨在幫助學(xué)生認(rèn)識就讀的學(xué)科與專業(yè)，加深對所學(xué)專業(yè)的感情，激發(fā)學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和學(xué)習(xí)動力，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)課程做鋪墊；同時引導(dǎo)學(xué)生做好學(xué)業(yè)規(guī)劃，選擇適合自己的發(fā)展方向。

2.“專業(yè)導(dǎo)論”課程的目標(biāo)

在這種情況下，選擇在第二學(xué)年下學(xué)期和第三學(xué)年的上學(xué)期開設(shè)“專業(yè)導(dǎo)論”課程——電子信息技術(shù)導(dǎo)論更加符合教學(xué)實(shí)際。該課程的目標(biāo)是：介紹電子信息技術(shù)的基本概念、學(xué)科知識體系、技術(shù)發(fā)展歷程、當(dāng)前的技術(shù)狀況及發(fā)展走向、前沿領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣，激發(fā)部分學(xué)生對某些研究領(lǐng)域的興趣；介紹本專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、專業(yè)特色、課程設(shè)置、進(jìn)度安排、實(shí)踐環(huán)節(jié)等；對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生做好學(xué)涯規(guī)劃和人生職業(yè)規(guī)劃。

二、“專業(yè)導(dǎo)論”教學(xué)模式探索

由于“專業(yè)導(dǎo)論”課程的特殊性，為使該課程教學(xué)效果更加明顯，應(yīng)從課程安排、教學(xué)內(nèi)容、任課教師、考核方式等方面入手，探索合適的教學(xué)模式。

1.課程安排

在大類培養(yǎng)機(jī)制下，大學(xué)一年級學(xué)生在專業(yè)方面接觸的主要是大類基礎(chǔ)課，對專業(yè)的認(rèn)識比較膚淺，對于專業(yè)領(lǐng)域的知識理解能力非常有限。大學(xué)二年級開始，學(xué)生通過各種途徑對專業(yè)的認(rèn)識不斷深化，了解專業(yè)的愿望也更加強(qiáng)烈。到了大學(xué)三年級，學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)的某個領(lǐng)域已經(jīng)有了較為深入的了解，但還存在著一定的片面性和盲目性，不知道如何進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃及選擇自己的發(fā)展方向。因此，學(xué)校選擇在大學(xué)二年級下學(xué)期初和大學(xué)三年級上學(xué)期初各開設(shè)16學(xué)時的“專業(yè)導(dǎo)論”課程。

2.教學(xué)內(nèi)容

在大學(xué)二年級下學(xué)期初，針對即將進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)生，著重介紹專業(yè)特色、專業(yè)課程及專業(yè)知識體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)；介紹電子信息技術(shù)的基本概念、專業(yè)技術(shù)發(fā)展歷程、當(dāng)前的技術(shù)狀況及發(fā)展走向、前沿研究課題等；介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的主要領(lǐng)域及與學(xué)科之間的關(guān)系，電子信息產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，強(qiáng)調(diào)電子信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)，讓學(xué)生對自己所選專業(yè)產(chǎn)生認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣。

在大學(xué)三年級上學(xué)期，分若干模塊介紹信息科學(xué)的各個學(xué)科各分支的研究內(nèi)容及發(fā)展動態(tài)，如：電磁場與無線技術(shù)模塊，通信技術(shù)與通信網(wǎng)模塊，計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息安全模塊，微電子、集成電路及其應(yīng)用模塊，控制科學(xué)與工程模塊，數(shù)字信號處理、圖像、語音處理模塊，光電信息技術(shù)等。介紹各模塊所涉及的知識領(lǐng)域基本框架，與其他學(xué)科之間的關(guān)系等，使學(xué)生初步體會信息科學(xué)所涉及的領(lǐng)域范疇，相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和方法，達(dá)到拓展學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的目的。

3.任課教師安排

為達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，采用課程教學(xué)小組的形式安排任課教師。小組長為課程的總負(fù)責(zé)教師，由主管教學(xué)的副院長或系主任擔(dān)任，小組成員為專業(yè)骨干教師，根據(jù)每個教師的專長負(fù)責(zé)不同的模塊。小組長負(fù)責(zé)介紹課程總體概況，包括主要學(xué)科領(lǐng)域、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、前沿課題等，突出介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性作用；其他任課教師分別向?qū)W生介紹各模塊的基本理論、技術(shù)及發(fā)展動態(tài)等。課程教學(xué)小組經(jīng)常針對專業(yè)導(dǎo)論課進(jìn)行教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)內(nèi)容、方式、方法及教學(xué)效果等方面的交流、探討和研究。

4.課程考核

課程考核由課程組長負(fù)責(zé)，采用作業(yè)小論文+課程大論文的形式。每位教師根據(jù)自己負(fù)責(zé)的模塊擬出若干題目讓學(xué)生選擇，最后課程組長綜合各任課教師的評分給出本課程的總成績。

作業(yè)小論文：若干題目自選，如電子信息技術(shù)可分為哪些產(chǎn)業(yè)，電子信息技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)及工業(yè)信息化之間的關(guān)系，電子信息技術(shù)各個學(xué)科與產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系，感興趣的產(chǎn)業(yè)或領(lǐng)域，某領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，大學(xué)期間專業(yè)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)之間的關(guān)系等。

課程大論文：要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完專業(yè)導(dǎo)論的基礎(chǔ)上，通過調(diào)研對大學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)及今后的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃，形成課程學(xué)習(xí)報告。包括各自特長和愛好是什么，自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣、喜歡的職業(yè)，該領(lǐng)域當(dāng)前的社會需求是什么，本科階段應(yīng)培養(yǎng)的能力有哪些，大學(xué)剩下的時間準(zhǔn)備做哪些事情，畢業(yè)后的發(fā)展規(guī)劃是什么，準(zhǔn)備采取哪些措施去實(shí)施你的計(jì)劃等。

三、對“專業(yè)導(dǎo)論”課程教學(xué)效果的思考

通過學(xué)生座談會和問卷等形式對本課程教學(xué)效果進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，在本課程之前，很多學(xué)生都存在對所學(xué)專業(yè)不了解、學(xué)習(xí)動力不足等問題。這部分學(xué)生不知道如何規(guī)劃大學(xué)期間的專業(yè)學(xué)習(xí)，對學(xué)業(yè)生涯定位模糊，對基礎(chǔ)課不重視。以電子信息工程專業(yè)為例，該專業(yè)2009級學(xué)生在開課之前認(rèn)為自己了解該專業(yè)的僅占14.3%，了解一點(diǎn)的占50.8%，認(rèn)為自己對專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)業(yè)了解的僅占9.5%，認(rèn)為自己有明確專業(yè)愛好的僅占8%左右，不少學(xué)生渴望對專業(yè)有更深入的了解。經(jīng)過課程學(xué)習(xí)之后，有70%左右的學(xué)生對自己大學(xué)階段學(xué)習(xí)及今后專業(yè)發(fā)展提出了較為明確的規(guī)劃。教學(xué)座談會反饋結(jié)果表明學(xué)生和學(xué)生管理部門也對該課程持肯定態(tài)度。

由于“專業(yè)導(dǎo)論”課程的開設(shè)時間較短，在教學(xué)過程中還存在不少問題，如教學(xué)形式較為單一、與工程實(shí)際聯(lián)系偏少、部分學(xué)生對課程的重視程度不夠、教學(xué)時間安排不盡合理等。為進(jìn)一步提高教學(xué)效果，針對存在的問題提出以下建議：

1.課程時間安排

“專業(yè)導(dǎo)論”作為大類招生專業(yè)的專業(yè)先導(dǎo)課程，具有教育和引導(dǎo)的多重功能，在低年級開設(shè)更有利于學(xué)生盡早了解專業(yè)，建立對專業(yè)的認(rèn)同感，并盡早確立今后繼續(xù)深造所要涉及的發(fā)展方向，減少專業(yè)上迷茫、學(xué)習(xí)精力分散等情況的發(fā)生；在中高年級開設(shè)有利于學(xué)生深入了解學(xué)科不同分支，并結(jié)合自身愛好特長對學(xué)業(yè)和今后發(fā)展方向做出合理規(guī)劃。因此建議將“專業(yè)導(dǎo)論”課程的兩部分內(nèi)容分別安排在低年級和中高年級開設(shè)。

2.改革教學(xué)內(nèi)容

密切跟蹤學(xué)科發(fā)展，充分發(fā)揮不同研究方向教師的優(yōu)勢，充分把握學(xué)科及其分支的發(fā)展動態(tài)，把本學(xué)科最新的發(fā)展情況介紹給學(xué)生，幫助學(xué)生從不同角度了解專業(yè)內(nèi)容及發(fā)展方向，并適當(dāng)結(jié)合學(xué)校特色，構(gòu)建特色化的教學(xué)內(nèi)容。

3.重視條件建設(shè)，注重多種教學(xué)方法相結(jié)合

條件建設(shè)是課程建設(shè)的重要保證。進(jìn)一步加強(qiáng)該課程的建設(shè)，包括教材、多媒體課件的制作、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的建設(shè)；積極利用實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)等條件開展實(shí)踐教學(xué)；努力實(shí)現(xiàn)專題教學(xué)、多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等有機(jī)結(jié)合。

四、結(jié)語

在大類培養(yǎng)體制下，電子信息類“專業(yè)導(dǎo)論”課程在整個專業(yè)的課程體系中具有承上啟下的重要作用。加強(qiáng)“專業(yè)導(dǎo)論”課程的教學(xué)研究，不斷改進(jìn)教學(xué)模式，充分發(fā)揮其引領(lǐng)、規(guī)劃和導(dǎo)向作用，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識專業(yè)、規(guī)劃未來，對提高教學(xué)質(zhì)量乃至專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量都具有重要的實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉光明，于斐，周雅，等.大學(xué)低年級課程中開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課的探索[J].高教論壇，2007.2（1）：37-39.

[2]彭熙偉，廖曉鐘，鄒凌.“自動化專業(yè)導(dǎo)論”課的教學(xué)實(shí)踐與探索[J].中國電力教育，2011，（1）：74-75.

電子信息導(dǎo)論論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）；課程設(shè)置體系；學(xué)科前沿；團(tuán)隊(duì)

作者簡介：李春先（1977-），女，湖北黃岡人，長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，講師；王成志（1974-），男，山東濰坊人，長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410114）

基金項(xiàng)目：本文系湖南省教改課題“探索物理學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）教學(xué)新模式，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”（批準(zhǔn)號：湘教通[2011]308號）的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0177-02

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）（以下簡稱“畢業(yè)論文”）是學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)完本專業(yè)的基礎(chǔ)課后，按照科學(xué)的思維方法和規(guī)范化的研究進(jìn)程，系統(tǒng)完成一項(xiàng)具有綜合性和創(chuàng)新性的科研活動。它是本科教育的最后一個環(huán)節(jié)，其目的是總結(jié)、消化在校期間的學(xué)習(xí)成果，使學(xué)生能夠初步掌握運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的方法以及學(xué)會科學(xué)研究的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。畢業(yè)論文要求具有一定的創(chuàng)見性，能夠較好地解決學(xué)科領(lǐng)域中不太復(fù)雜的問題，立論要科學(xué)，觀點(diǎn)要創(chuàng)新，論據(jù)要翔實(shí)嚴(yán)密。由此可見，畢業(yè)論文是本科教育中很重要的一個實(shí)踐環(huán)節(jié)，但近年來高校本科畢業(yè)論文的質(zhì)量受到諸多因素的影響，出現(xiàn)了一定的下滑，并引起了學(xué)術(shù)界關(guān)于畢業(yè)論文是否有必要存在的爭議。因此分析影響本科畢業(yè)論文質(zhì)量的因素，探索提高畢業(yè)論文質(zhì)量的有效方法與措施，確保畢業(yè)論文的質(zhì)量，應(yīng)是當(dāng)前高校教學(xué)研究工作中的重要課題之一。[1]近幾年，畢業(yè)論文課題組把畢業(yè)論文的改革與課程設(shè)置體系的改革有機(jī)地結(jié)合起來，對如何提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量進(jìn)行了有益探索，取得了較好的效果。近幾屆本科畢業(yè)論文的質(zhì)量顯著提高，在學(xué)校檢查中名列前茅，并且取得了一系列學(xué)術(shù)成果，本科生以第一作者分別在《物理學(xué)報》[2-5]等權(quán)威期刊上發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。這些成果不僅為學(xué)生進(jìn)一步科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，同時也說明只要改革得當(dāng)，研究的質(zhì)量會顯著提高，產(chǎn)生高水平的成果是可能的。以物理學(xué)專業(yè)為例，下面對提高畢業(yè)論文質(zhì)量的做法和體會進(jìn)行闡述。

一、 改革課程設(shè)置體系，大力開設(shè)前沿選修課是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的前提

根據(jù)教師科研方向，把教師劃分為六個科研團(tuán)隊(duì)：分子器件科研團(tuán)隊(duì)、光電信息物理科研團(tuán)隊(duì)、凝聚態(tài)物理科研團(tuán)隊(duì)、空間物理科研團(tuán)隊(duì)、量子光學(xué)和量子信息科研團(tuán)隊(duì)、電子信息技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)。在傳統(tǒng)必修基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，大力增加前沿選修課，規(guī)定每個科研團(tuán)隊(duì)開展1～2門具有前沿性且與科研相結(jié)合的選修課，例如“石墨烯分子器件物理基礎(chǔ)”、“光電檢測技術(shù)”、“太陽能電池”、“光信息處理”、“凝聚態(tài)物理前沿專題”、“空間物理現(xiàn)象的物理基礎(chǔ)”、“量子光學(xué)導(dǎo)論”、“量子信息基礎(chǔ)”、“電子設(shè)計(jì)和制作”等選修課，一般為48個課時。由于選修課具有新穎性和前沿性，因此深受學(xué)生的歡迎。

對于這些選修課，在教學(xué)方法上與傳統(tǒng)基礎(chǔ)課不同，采取討論和探索式教學(xué)的方式，手段靈活多樣，不拘一格。針對物理課概念性強(qiáng)的特點(diǎn)，在討論中加深了對課程內(nèi)容的理解和基本方法的掌握，形成了“勤于思考，樂于探討”的學(xué)術(shù)氛圍。在課堂上教師只講解要點(diǎn)，其他內(nèi)容和相關(guān)問題留給學(xué)生。把學(xué)生分成幾個組，給予每組相應(yīng)的內(nèi)容和問題，幾個人一組通過查找文獻(xiàn)完成給定的任務(wù)，然后教師要求學(xué)生在課堂上展示自己的答案。另外，課程的內(nèi)容和要求要與該課程的相關(guān)科研手段和方法匹配，這樣學(xué)生不但學(xué)到了基礎(chǔ)知識和基本技能，而且學(xué)到了與該課程相關(guān)的科研方法和手段，為今后的畢業(yè)論文奠定了基礎(chǔ)。因此，在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業(yè)論文題目，不但具有可行性、前沿性、新穎性和專業(yè)性，而且有利于鍛煉學(xué)生利用知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，這正是畢業(yè)論文的目的所在。

二、選題是提高畢業(yè)論文的基礎(chǔ)

選題就是指導(dǎo)教師確定畢業(yè)論文的研究內(nèi)容。一個好的選題，要充分鍛煉學(xué)生利用本專業(yè)知識理論解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。選題是畢業(yè)論文的第一個環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。課題組可從以下幾個方面進(jìn)行選題：

第一，與本專業(yè)相結(jié)合，即在本專業(yè)范圍內(nèi)選題。

第二，與科研結(jié)合，與學(xué)科前沿結(jié)合，做到選題新穎。將本學(xué)科的前沿、熱點(diǎn)問題融于畢業(yè)論文之中，把科研中遇到的問題轉(zhuǎn)化為畢業(yè)論文的課題。只有題目新，才能有創(chuàng)新的空間，只有內(nèi)容新，才能有新的結(jié)果和結(jié)論。從學(xué)生選題來看，學(xué)生對科研型題目的選擇熱情逐年增高，使得這些題目具有較好的需求基礎(chǔ)。特別是計(jì)劃考研的學(xué)生很愿意接受一次科研訓(xùn)練，從而為以后從事科研工作提供一定的基礎(chǔ)。

第三，可行性。選題難度要適中，既要考慮學(xué)生的學(xué)識水平，又要考慮學(xué)生潛能的最大發(fā)揮。前沿選修課為學(xué)生提供了一定的基礎(chǔ)，只要選題得當(dāng)，本科生同樣能對學(xué)科前沿問題進(jìn)行深入研究。例如，量子相干態(tài)兩個正交分量在相空間的幾何表示是橢圓，但教材和文獻(xiàn)上沒有給出系統(tǒng)的證明，但是只要理解了《量子光學(xué)基礎(chǔ)》的一些定義和物理意義就可以利用學(xué)過的數(shù)學(xué)知識給出完整的證明。

第四，實(shí)行雙向選擇。指導(dǎo)教師把題目放在網(wǎng)上，實(shí)行雙向選擇。在過去，選題方式一般由教師給學(xué)生單方面定題，學(xué)生缺乏主動性，限制了學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生對導(dǎo)師的研究方向和進(jìn)行的課題缺乏了解，在選題方面存在被動接受的情況；在選題過程中，留給學(xué)生選題的時間過少，普遍存在著“指導(dǎo)教師報題隨意、學(xué)生選題盲目”等問題。目前教師把題目、內(nèi)容和要求詳細(xì)顯示在網(wǎng)絡(luò)上，給出足夠的時間讓學(xué)生選。在選題的過程中，師生可以通過網(wǎng)絡(luò)充分交流使學(xué)生對課題有充分的了解。在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)上學(xué)生確定題目，然后出題教師與選定該題目的學(xué)生進(jìn)行面試或者交流，雙方滿意即可確定指導(dǎo)和被指導(dǎo)的關(guān)系。這樣既避免了選題的盲目性，也有利于因材施教。

三、指導(dǎo)方式是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的關(guān)鍵

為了加強(qiáng)對畢業(yè)論文的指導(dǎo)可實(shí)行團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)。如前所述，有六個科研團(tuán)隊(duì)，研究方向相同的學(xué)生歸到相應(yīng)的團(tuán)隊(duì)內(nèi)，實(shí)行分類指導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)。團(tuán)隊(duì)內(nèi)的資源共同利用，學(xué)生統(tǒng)一管理，集體答疑，定期對學(xué)生畢業(yè)論文進(jìn)行答疑和檢查，了解和解決學(xué)生遇到的困難，提出每一階段的要求和任務(wù)，確保論文的質(zhì)量和進(jìn)度。共同組織針對選題的學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)交流會和論文寫作交流會，組團(tuán)可大大提高指導(dǎo)效率，節(jié)約成本。指導(dǎo)教師之間密切協(xié)作，充分利用了教師資源，大大提高了指導(dǎo)效率，節(jié)約了資源。團(tuán)隊(duì)內(nèi)的學(xué)生各有所長，共同討論問題，發(fā)現(xiàn)對方的長處，取長補(bǔ)短，還可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的精神。

四、學(xué)院和教研室強(qiáng)有力的管理與監(jiān)管是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的保障

根據(jù)學(xué)校的有關(guān)精神，實(shí)行學(xué)院、教研室兩級管理，學(xué)院制定制度和措施，教研室負(fù)責(zé)具體執(zhí)行。

1.成立院畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組及答辯領(lǐng)導(dǎo)小組

院畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)全院畢業(yè)論文工作的領(lǐng)導(dǎo)和指導(dǎo)，包括擬訂畢業(yè)論文工作計(jì)劃、向全院教師布置畢業(yè)論文任務(wù)、選配畢業(yè)論文指導(dǎo)教師、組織畢業(yè)論文題目的審定并報學(xué)校審批。

2.物理學(xué)專業(yè)教研室成立畢業(yè)論文指導(dǎo)小組

畢業(yè)論文指導(dǎo)小組負(fù)責(zé)畢業(yè)論文的具體工作，包括組織畢業(yè)論文題目審查、確定畢業(yè)論文指導(dǎo)教師，并報院審核；組織學(xué)生選題；組織畢業(yè)論文指導(dǎo)教師向?qū)W生下達(dá)任務(wù)書；負(fù)責(zé)畢業(yè)論文進(jìn)行過程的管理、檢查并及時整理有關(guān)材料；設(shè)立畢業(yè)論文答辯小組，具體負(fù)責(zé)各組的論文審查、論文答辯。

3.課題實(shí)行兩級審評制度，嚴(yán)把課題關(guān)

物理學(xué)教研室組織指導(dǎo)畢業(yè)論文豐富的教師對所報題目進(jìn)行審批，不符合學(xué)校和學(xué)院要求的題目要撤掉，或者通知出題者進(jìn)行修改，直到滿足要求為止。教研室把評審符合要求的題目匯總，交給學(xué)院畢業(yè)論文指導(dǎo)小組評審，檢查是否有不符合要求的課題，合格的課題方可進(jìn)入選題系統(tǒng)供學(xué)生選擇。

4.對畢業(yè)論文的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查和監(jiān)控

組織指導(dǎo)教師開會，明確指導(dǎo)教師的任務(wù)。指導(dǎo)教師需提出論文應(yīng)達(dá)到的目的與要求；介紹主要參考文獻(xiàn)；指導(dǎo)學(xué)生制訂論文撰寫計(jì)劃；檢查學(xué)生論文撰寫的進(jìn)度質(zhì)量，并給予及時指導(dǎo)幫助；指導(dǎo)學(xué)生修改論文初稿；審閱畢業(yè)論文并提出論文答辯資格及給出成績評定建議；參加論文答辯；撰寫指導(dǎo)總結(jié)。在論文指導(dǎo)過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)注重對學(xué)生勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神的培養(yǎng)。教研室在整個畢業(yè)論文期間擔(dān)負(fù)著管理和監(jiān)督的職責(zé)，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格管理，組織畢業(yè)論文中期檢查或抽查，并對檢查工作進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)。

五、結(jié)束語

近幾年采取把畢業(yè)論文的改革和課程設(shè)置體系的改革有機(jī)結(jié)合、把科研前沿融入畢業(yè)論文中、團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)、強(qiáng)有力的行政監(jiān)管等措施對如何提高畢業(yè)論文進(jìn)行了初步改革和探索，取得了較好的效果，學(xué)生和教師的積極性提高了，論文質(zhì)量大幅提高，學(xué)生的創(chuàng)造性得到了增強(qiáng)，不僅使本科生取得了一系列學(xué)術(shù)成果，發(fā)表了一些有價值的學(xué)術(shù)論文，而且得到了學(xué)校主管部門與學(xué)生的一致好評。

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電子信息導(dǎo)論論文范文第3篇

關(guān)鍵詞:算法設(shè)計(jì)與分析;教學(xué)研究;教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1引言

“算法設(shè)計(jì)與分析”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,學(xué)好算法課是必要且是必須的。“算法設(shè)計(jì)與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計(jì)算領(lǐng)域中不同問題的標(biāo)準(zhǔn)算法,更重要的是分析其算法復(fù)雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認(rèn)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)就是算法的研究”,他主持設(shè)計(jì)的TeX排版系統(tǒng)被譽(yù)為是“不存在Bug的系統(tǒng)”,這是以大師嚴(yán)密的算法設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為保證的。前微軟高級副總裁李開復(fù)博士認(rèn)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)質(zhì)是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學(xué)。計(jì)算機(jī)算法的應(yīng)用已經(jīng)遍及人類社會的各個領(lǐng)域,包括計(jì)算機(jī)軟硬件機(jī)器學(xué)習(xí)、電信及互聯(lián)網(wǎng)、一般制造業(yè)、經(jīng)濟(jì)與金融業(yè)等。算法技術(shù)不僅在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,而且在其它理工及社會科學(xué)領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設(shè)計(jì)原則,在筆者執(zhí)教的學(xué)校,數(shù)學(xué)和信息安全兩個非計(jì)算機(jī)專業(yè)已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設(shè)計(jì)與分析”課程教學(xué)水平有著極其深遠(yuǎn)的意義和重要的作用。

2教材選擇

近年來,國內(nèi)引進(jìn)了一些優(yōu)秀的國外教材,其中的《算法導(dǎo)論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學(xué)期的教學(xué)課程,因此難以將該教材系統(tǒng)地用于學(xué)時有限的本科教學(xué);《算法設(shè)計(jì)與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優(yōu)秀教材,該書的目的是將算法領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究結(jié)果進(jìn)行綜合,重點(diǎn)在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和具體的編程技巧。但是該書內(nèi)容和習(xí)題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內(nèi)的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優(yōu)秀。這些教材都被我們重點(diǎn)推薦給學(xué)生作為參考書。

出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學(xué)者M(jìn).H.Alsuwaiyel所著的《算法設(shè)計(jì)技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統(tǒng)算法設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內(nèi)容,這些內(nèi)容在傳統(tǒng)教材中并不多見,是一些高端算法經(jīng)常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統(tǒng)名校教材,但作者在南加州大學(xué)攻讀獲得碩士和博士學(xué)位,因此該書吸收了歐美優(yōu)秀教材的風(fēng)格,且文筆簡潔流暢。該書的內(nèi)容及習(xí)題難度適中,便于課堂教學(xué)及自學(xué),是一本適合本科教學(xué)的好書。

如果一個本科生能夠?qū)W好本教材,并在后面的碩士階段,學(xué)好UIIman的《算法設(shè)計(jì)與分析》,之后再將《算法導(dǎo)論》學(xué)習(xí)好,則必將打下堅(jiān)實(shí)的算法理論基礎(chǔ),為終身的職業(yè)生涯所受用。

3興趣培養(yǎng)

本課程的教學(xué)對象是大學(xué)理工科三年級學(xué)生,要求他們不僅具備數(shù)學(xué)分析、概率及線性代數(shù)的基礎(chǔ),而且具備離散數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識。很多學(xué)生剛學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實(shí)有部分章節(jié)如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,圖的遍歷等取材于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程。因此會有些學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高,認(rèn)為是在學(xué)習(xí)重復(fù)的課程。

針對這一情況,首先我們會教育學(xué)生兩課程的目的是不一樣的。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的是教會學(xué)生如果對現(xiàn)實(shí)世界中的事物及對其信息處理過程建立數(shù)據(jù)模型;而算法設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時間復(fù)雜度,主要論述如何運(yùn)用算法技術(shù)改進(jìn)已有一些算法的效率,或者對復(fù)雜問題進(jìn)行求解。

近年來,計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)發(fā)展迅速,CPU、外存、內(nèi)存的性能在持續(xù)提高,價格卻大幅度下跌。因此有很多人認(rèn)為,軟件的效率已經(jīng)不再重要了,只要提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置就足夠了。這種觀點(diǎn)顯然是錯誤的。

我們在第一節(jié)的緒論課中引用《算法導(dǎo)論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設(shè)有兩個排序算法:其一是插入排序,時間復(fù)雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數(shù);其二是歸并排序,時間復(fù)雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數(shù),一般情況下c1< c2。n是待排序數(shù)列的長度。對于這兩個實(shí)質(zhì)上屬于不同數(shù)量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優(yōu)化多少,甚至當(dāng)n較小時,插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認(rèn)識到,當(dāng)n逐漸增大到一定數(shù)值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上排序結(jié)果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計(jì)算機(jī)A(10億指令/秒)上運(yùn)行插入排序,而在低速計(jì)算機(jī)B(1千萬指令/秒)上運(yùn)行歸并排序。此時硬件條件是機(jī)器A比機(jī)器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數(shù)據(jù)集的規(guī)模n為100萬。

計(jì)算得到:

機(jī)器A運(yùn)行時間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒

機(jī)器B運(yùn)行時間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒

結(jié)果是驚人的,用了快100倍的機(jī)器處理相同的數(shù)據(jù)集,反而慢幾乎20倍。如果數(shù)據(jù)集大10倍為1000萬,那么機(jī)器A要算2.3天,機(jī)器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。

事實(shí)上,算法技術(shù)的發(fā)展沒能跟上硬件的發(fā)展,其發(fā)展空間還很大,盲目崇尚硬件建設(shè)而忽視算法技術(shù)的觀點(diǎn)是錯誤的。

在電信應(yīng)用中,雖然硬件和軟件技術(shù)發(fā)展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網(wǎng)內(nèi)就可能有成百萬實(shí)時在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發(fā)生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當(dāng)一臺內(nèi)存中存放近百萬用戶資料,則浪費(fèi)16個字節(jié)就是浪費(fèi)16M空間。如果記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及處理算法設(shè)計(jì)不合理,則內(nèi)存很容易不夠用,大量工作任務(wù)會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構(gòu)建軟件,必須對每個字節(jié)空間、每個計(jì)算機(jī)指令的使用優(yōu)化到位。否則,即便有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一般的軟件技術(shù)是無法承受高性能、高容量計(jì)算的需要的。算法技術(shù)能支持開發(fā)人員在軟件設(shè)計(jì)階段從理論層面保障系統(tǒng)的效率達(dá)到最優(yōu)。

經(jīng)首次引論性教學(xué),絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)識了算法課程重要性,明確了學(xué)習(xí)目的,獲得了較好的教學(xué)效果。

4理論教學(xué)

課程教學(xué)組在教材內(nèi)容上選擇了以下內(nèi)容:

(1) 算法分析基本概念,數(shù)學(xué)預(yù)備知識。這些都是本課程工具性方法。

(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(3) 歸納法、分治、動態(tài)規(guī)劃。介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)中十分重要的遞歸為主題的設(shè)計(jì)技術(shù),遞歸要求能夠?qū)⒋鈫栴}抽象為遞推表達(dá)式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復(fù)雜問題化解為嵌套的簡單問題。

(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優(yōu)化問題。

(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機(jī)在P時間內(nèi)能解決的問題,這類論題對于培養(yǎng)學(xué)生將來思考問題復(fù)雜度是個導(dǎo)論。

(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經(jīng)典問題。

(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發(fā)展的領(lǐng)域,以擴(kuò)展學(xué)生知識面,但不做考核要求。

其他內(nèi)容如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖遍歷等是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖論課的內(nèi)容,本課程內(nèi)不做講解,供學(xué)生預(yù)習(xí)課程時選讀;對于域指定問題的迭代改進(jìn)和計(jì)算幾何技術(shù)等高級課題,推薦學(xué)生根據(jù)興趣自學(xué)。

近年,越來越多的國內(nèi)高校主張雙語教學(xué)。我們也有這樣的規(guī)劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運(yùn)用還有限,為此達(dá)到最好的教學(xué)效果,在教學(xué)中先采用中文教學(xué)。但是我們鼓勵學(xué)生同步閱讀英文版教材,以更好地適應(yīng)未來科研和國際化軟件研發(fā)的需要。

5科研方法及實(shí)踐能力培養(yǎng)

科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學(xué)、中國科技大學(xué)等名校就對高年級學(xué)生講授研究生課程,并進(jìn)行導(dǎo)師制研教結(jié)合型教學(xué),使得很多學(xué)生讀研時就能取得優(yōu)秀的成果。作者所執(zhí)教的是重點(diǎn)工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學(xué):一是有超過60%的學(xué)生主觀上有本科畢業(yè)后繼續(xù)深造的愿望;二是學(xué)校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優(yōu)秀電子數(shù)據(jù)庫。在教學(xué)中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實(shí)用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學(xué)生,并將自己研究生階段的學(xué)習(xí)方法介紹給學(xué)生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學(xué)生讀一些高端的雜志,例如計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的四大學(xué)報,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點(diǎn)好處:這些刊物審稿嚴(yán)格,文章無論是學(xué)術(shù)性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關(guān)的其它刊物或會議文章。引導(dǎo)學(xué)有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材中大部分章節(jié)內(nèi)容其實(shí)也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學(xué)術(shù)期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內(nèi)容的比例最高。現(xiàn)在的一些學(xué)術(shù)期刊中刊出的優(yōu)秀算法,過幾年就會被大量的引用或?qū)嶋H應(yīng)用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。

我們認(rèn)為,在本科高年級展開研究式教學(xué)對學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展有好處。對打算深造的同學(xué),可以潛移默化地引導(dǎo)他們思索自己未來的發(fā)展方向,有很多成功的學(xué)者就是在大學(xué)受到某門課程老師的影響而走上科研道路的。科學(xué)研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學(xué)習(xí)到第三、四年后才開始發(fā)表一級論文,很多碩士生畢業(yè)前才急忙撰寫可發(fā)表成果。而同時有些博士生入學(xué)兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養(yǎng)了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準(zhǔn)備。如果本科階段就培養(yǎng)研究型學(xué)習(xí)方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養(yǎng)學(xué)生良好的研究習(xí)慣,正是我們教師要不斷探索的論題。

重視理論而實(shí)踐不足,是我國高校普遍存在的問題。

在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創(chuàng)。所以我們要更加重視培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實(shí)驗(yàn),鼓勵學(xué)生用不同的編程語言實(shí)現(xiàn),不僅僅是單純的算法實(shí)現(xiàn),最好能夠編制出實(shí)用美觀的界面,將算法更友好地呈現(xiàn)出來。無論以后的工作或者深造,目標(biāo)是可應(yīng)用或者可發(fā)表的成果,都需要研發(fā)者具有較高的實(shí)踐能力。我們認(rèn)為實(shí)踐與理論教育是并重的。

6結(jié)束語

通過四年的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對此課程實(shí)踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進(jìn),學(xué)生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發(fā)引導(dǎo)式教育,很多同學(xué)開始萌發(fā)研究型思維,課余經(jīng)常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學(xué)的碩士生中,不少同學(xué)反映受益于此課,有些同學(xué)讀研究生后不久就在一級學(xué)報上發(fā)表了算法類論文,這也正是我們當(dāng)初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進(jìn)課堂,提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

教學(xué)中,還發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,數(shù)學(xué)系的學(xué)生比計(jì)算機(jī)系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強(qiáng),如何因材施教,改進(jìn)教學(xué)方法及增強(qiáng)工科學(xué)生學(xué)習(xí)本課程能力,是我們課程教學(xué)組今后要探索與研究的方向。

參考文獻(xiàn):

[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法設(shè)計(jì)技巧與分析[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2004.

電子信息導(dǎo)論論文范文第4篇

1962年――1992年，在中國科學(xué)院國家天文臺主要從事天體物理設(shè)備研制。如天體物理探測設(shè)備的研制，如天文電子照相機(jī)的研制、軍用微光探測系統(tǒng)的研制、天文CCD系統(tǒng)、天體物理光導(dǎo)纖維系統(tǒng)的研制、光電成像器件的研制、高真空及超高真空系統(tǒng)的研制、光導(dǎo)纖維及光導(dǎo)纖維傳像束的研制、工程測繪及橋梁、筑路工程等。自1985開始，主持我國最大的2.16米天文望遠(yuǎn)鏡終端探測系統(tǒng)，即光纖與CCD課題的研究工作。1986年赴英國Durham 大學(xué)工作，1987年獲中國科學(xué)院高級研究職稱，1989年赴美國國立光學(xué)天文臺（NOAO）工作，均從事天文纖維光學(xué)系統(tǒng)的研制工作；1991年赴澳大利亞悉尼參加世界天文纖維光學(xué)應(yīng)用研究的進(jìn)展會議，在會上報告了我國在這個領(lǐng)域內(nèi)的研究成就，受到國際、國內(nèi)同行專家的贊揚(yáng)和好評。發(fā)表研究論文20多篇，獲得光導(dǎo)纖維應(yīng)用與研制系統(tǒng)國家專利1項(xiàng)。

1993年直今，從事信息技術(shù)（IT行業(yè)）工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施工作，親自主持規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施的工程多項(xiàng)，并撰寫了《體育場館智能化系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)論》專著，發(fā)表了《中國智能交通信息系統(tǒng)大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領(lǐng)域的內(nèi)涵》等論文。一句話，總結(jié)我一生整整50年的科技工作，均沒有離開《信息》，只不過工作在不同領(lǐng)域的信息和不同的信息環(huán)節(jié)上，所以至今《信息論導(dǎo)論》論文的發(fā)表，是水到渠成的結(jié)果。現(xiàn)任同方數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)本部顧問。

【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義；解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關(guān)系；提出了信息的6+1理論；分析了智能化、信息化，以及它們之間的關(guān)系；明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標(biāo)準(zhǔn)及其內(nèi)涵，例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統(tǒng)智能化/信息化的規(guī)劃與實(shí)施工程圖解；指出了目前最熱門的與信息化有關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)，及與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，以及它在信息論中的地位等問題。

【關(guān)鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫(yī)院裝備

[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more，this article also give the specific standard in Intellectual Earth，Intellectual city, Intellectual community，Intellectual architecture， Intellectual transportation，Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.

[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment

引言

在我國“2006-2020國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”中明確提出，“信息化是當(dāng)今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經(jīng)濟(jì)社會變革的重要力量”，在十二五規(guī)劃中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推動經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域信息化”。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發(fā)生，就其原因而言，從已報道的資料看，恰巧問題就出在信息設(shè)施（硬件）與信息管理平臺（軟件及活件）上，這里指的活件就是操作硬件設(shè)備和管理軟件的人。教訓(xùn)是深刻的，這讓我們又一次認(rèn)識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要！說信息是軌道交通和一切交通系統(tǒng)的靈魂完全不為夸張！

信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領(lǐng)域追求的目標(biāo)，或是目的，總而言之，信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導(dǎo)、靈魂，這個論斷的重要性和迫切性已經(jīng)是無可置疑的了。但更為理性地認(rèn)識智能化/信息化的理論方面，還有待進(jìn)一步地探討這個當(dāng)今世界人們都甚為關(guān)注的問題。本文既然定名為“信息論導(dǎo)論”，自然就不是針對其細(xì)節(jié)進(jìn)行討論，而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的，但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系問題，從而可以給業(yè)內(nèi)人士在規(guī)劃自己本部門，或自己工作方面的信息化工作時，有一個明確的目標(biāo)和途徑，不為當(dāng)前一些商業(yè)炒作而夸大某些還不夠?qū)嶋H的東西而迷惑，是本文的目的。

信 息 的 定 義

談到信息，當(dāng)今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊，但到底什么是信息，其定義是什么，恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學(xué)名詞，到目前為止，信息這個名詞還沒有一個權(quán)威的準(zhǔn)確的定義，這當(dāng)中最具代表性的就是所謂“香農(nóng)”理論，這個理論說，信息就是“確定性的增加”，這個定義是使人費(fèi)解的，至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義，是狹義的，這個定義是香農(nóng)在貝爾研究所任職時針對通信行業(yè)而下的定義。

有關(guān)“信息”的定義，不下N種，太多版本了，這種局面，本身就反映了人們在認(rèn)識“信息”概念方面的不確定性，不夠有把握，不能一針見血地說清楚，才造成各種解釋都有！有點(diǎn)象在天文學(xué)中出現(xiàn)的宇宙是怎么形成的？人類有史以來有各種版本的宇宙起源學(xué)說，如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學(xué)說，不斷被天文學(xué)家用新的觀測事實(shí)所否定，然后又出現(xiàn)新的理論來解釋宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理論”，仍然還有解釋上的矛盾之處，需要科學(xué)家繼續(xù)去進(jìn)一步地探索之；“癌癥是怎么產(chǎn)生的？自癌癥這個詞出現(xiàn)以來，也有各種解釋癌癥產(chǎn)生的原因的版本，但都還未見到權(quán)威性解釋的報道，所以才出現(xiàn)人們對癌癥恐慌癥，才在人們中流傳著這也致癌，那也致癌，其實(shí)可能就是還沒有找到真正的致癌病因，才會出現(xiàn)這種局面；“光的本質(zhì)是什么？人們開始認(rèn)識光的時候，只知道光是直線傳播的，產(chǎn)生了基于光是直線傳播的幾何光學(xué)理論，但隨著不斷地發(fā)現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)和觀測事實(shí)，又才明白，光還具有波動性，和衍射性”等等，這樣的例子，舉不勝舉。其實(shí)這些重大的科學(xué)問題，人們認(rèn)識它，的確有一個認(rèn)識過程，要求從一開始就有一個確切無誤的定義，那是脫離人類認(rèn)識自然規(guī)律的，只有當(dāng)人類累計(jì)了大量的觀測事實(shí)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后，不斷地從認(rèn)識，到否定，再認(rèn)識，再否定，直到得到一個比較接近于真實(shí)的那樣一個定義或解釋，才是比較全面而肯定的結(jié)果。

盡管如此，到目前為止，作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是：信息就是可被主體感知的附著于各種客體（載體）上的自然界物質(zhì)或能量存在的一種形式及其運(yùn)動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，例如通過感覺通道（如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體）的神經(jīng)系統(tǒng)能感知的某種物質(zhì)或能量存在的形式或其運(yùn)動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，我們稱這種“存在形式或狀態(tài)”就是一種信息。

信 息 的 6+1 理 論

信息論要研究的內(nèi)容就是這些可被感知的物質(zhì)或能量存在的形式及其變化狀態(tài)的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環(huán)節(jié)的一切手段和范疇。如圖1所示：

智能化是現(xiàn)代人類對任何物質(zhì)或能量的存在形式及其變化狀態(tài)的前6個環(huán)節(jié)（側(cè)重技術(shù)層面）在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化層面在規(guī)模上做到了最大化，也可以這樣認(rèn)為，智能化就是這6個環(huán)節(jié)的最優(yōu)的技術(shù)狀態(tài)，所以說智能化是信息化的技術(shù)基礎(chǔ)，技術(shù)支撐，就是這個意思；而信息化則是現(xiàn)代人類對任何物質(zhì)或能量的存在形式及其變化狀態(tài)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化層面在利用上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的狀態(tài)。從這個意義上講，智能化與信息化的辯證關(guān)系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環(huán)節(jié)而已，我們稱之為信息的6+1理論！

物質(zhì)、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質(zhì)是什么，物質(zhì)就是人類能夠感知的實(shí)體東西（小到組成物質(zhì)的分子；大到組成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量則是使物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動的原因，是力的一種表現(xiàn)形式，是人類能夠感知但不是實(shí)體的東西；信息既不是物質(zhì)，又不是能量，而是反應(yīng)這兩者的存在形式和它們發(fā)生變化的狀態(tài)。這三者不是一個概念，但又是有內(nèi)在聯(lián)系的組成自然界的三大基本要素。

當(dāng)了解了信息的意義及其重要性之后，我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的，是根本。但為了利用信息的目的，則首先要做好信息的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術(shù)環(huán)節(jié)。所以我們可以總結(jié)為1個使用目的和實(shí)現(xiàn)該目的的6個技術(shù)環(huán)節(jié)。根據(jù)信息的6+1理論，智能化是為信息化服務(wù)的，那么如果智能化系統(tǒng)做得很好，而由于利用它的人為因素，我們可以稱之為“活件”，如政治原因、人的操作技術(shù)水平、組織管理水平等原因，使得智能化所具備的優(yōu)異功能沒有得到應(yīng)有的充分發(fā)揮，打了折扣，我們就可以認(rèn)為信息化不盡人意，這是“利用”環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區(qū)，小區(qū)的中心控制機(jī)房，即智能化的集成中心，它的技術(shù)含量是相對比較高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技術(shù)水平較低的保安人員來操作管理，其結(jié)果是事過不久，由于操作不當(dāng)，造成軟件的丟失，硬件的損壞，致使其功能不能做到應(yīng)有的發(fā)揮，這種例子在許多智能建筑領(lǐng)域，不在少數(shù)；“7.23”勇溫線特大軌道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題；反過來，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求來勢兇猛，要求甚為迫切，在資金和人力都具備良好的條件下，那么也將是推動智能化發(fā)展的積極動力。

各行各業(yè)都有自己的信息6+1理論，但其中傳輸、處理、存儲、等4個環(huán)節(jié)在當(dāng)今技術(shù)水平下有大致的共同點(diǎn)，做法差異也不大，所以撰寫成書本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中，多以此4個環(huán)節(jié)來描述，很少提及信息的產(chǎn)生、采集、利用這三個環(huán)節(jié)的內(nèi)容，其原因就在于此。當(dāng)然在同一個行業(yè)或領(lǐng)域的《信息化》專著中，會將信息論的7個環(huán)節(jié)都要涉及到，才能成為一本實(shí)用的著作。然而對于信息的產(chǎn)生、采集和利用，在人類社會的各行各業(yè)中的差異就太大了！內(nèi)容也太多了！可以說，對于人類社會的每一個行業(yè)來說，這三個環(huán)節(jié)，都可以寫一套專著，成為一個領(lǐng)域！就以信息采集這個環(huán)節(jié)舉例而言，天體物理研究中，我國1991年落成了直徑為2.16米的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，配備了自制的光導(dǎo)纖維分光系統(tǒng)來收集來自天體的光譜信息，以供進(jìn)一步處理來解密天體演化的本質(zhì)；2010年又建成了世界最大的以光導(dǎo)纖維為引導(dǎo)的6米級的大天區(qū)多目標(biāo)光譜施米特望遠(yuǎn)鏡；目前世界多個國家（包括中國、美國、日本、歐共體等）正在討論將聯(lián)合建造一臺直徑30米的巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠(yuǎn)鏡等，用來探索來自宇宙的更多信息的秘密；而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關(guān)光導(dǎo)纖維束作成的多種內(nèi)窺鏡（如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等）被廣泛用來采集人體內(nèi)不同器官的各種醫(yī)學(xué)上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內(nèi)部導(dǎo)致疾病的微生物或病菌的信息；高倍顯微技術(shù)用于科研等等領(lǐng)域的例子，也是舉不勝舉；人類在智能建筑領(lǐng)域，樓宇自控系統(tǒng)中安裝在樓宇機(jī)電設(shè)備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內(nèi)部各種機(jī)電設(shè)備的工作信息，以保證其安全正常地運(yùn)行；在平安城市領(lǐng)域，在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集安全圖象信息，傳至公安部門的各級指揮中心，用以保證整個城市的安全；在新聞領(lǐng)域，各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發(fā)生新聞的現(xiàn)場，用攝像機(jī)、拾音設(shè)備采集各種新聞信息發(fā)回自己的電視臺或廣播電臺，進(jìn)行報道；在自然界和人類社會的各個方面、領(lǐng)域，均已產(chǎn)生或正在產(chǎn)生著各種不同的信息，從宏觀世界到微觀世界，都需要我們?nèi)ゲ杉瓦@一個信息環(huán)節(jié)，就可以寫成一部百科全書；還有信息的產(chǎn)生和利用這兩個環(huán)節(jié)，也如同采集環(huán)節(jié)一樣的，其內(nèi)容之多之廣，不計(jì)其數(shù)。真是太豐富了，內(nèi)容太多了！

因此在已發(fā)表的有關(guān)《信息論》專著或教材中，很少去觸動這三個環(huán)節(jié)（信息產(chǎn)生、采集、利用）的大內(nèi)容，過去那些《信息論》專著也好，還是教材也好，都具有很大的狹義性和局限性！

智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標(biāo) 準(zhǔn) 和 內(nèi) 涵

智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務(wù)等的判斷標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)涵是什么？其實(shí)對于上述這些智能/信息化領(lǐng)域，簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標(biāo)準(zhǔn)，即只要做到安全、舒適、高效、節(jié)能、環(huán)保這10字標(biāo)準(zhǔn)就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求，用這10字標(biāo)準(zhǔn)可以解釋一切智能領(lǐng)域的功能要求，這10字標(biāo)準(zhǔn)本來是起源于給智能建筑定的標(biāo)準(zhǔn)，可是仔細(xì)想一想，它又何嘗不是其他智能/信息化領(lǐng)域的判斷標(biāo)準(zhǔn)呢！標(biāo)準(zhǔn)定了，那么用什么技術(shù)手段（即內(nèi)涵）來保證這些標(biāo)準(zhǔn)的的實(shí)現(xiàn)呢，那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在軟、硬件的配置上能保證在該智能領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動化、辦公自動化、通信自動化（BA、OA、CA）等功能，就談得上實(shí)現(xiàn)10字標(biāo)準(zhǔn)了。如圖2所示：

這10字標(biāo)準(zhǔn)里，我們把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含義的，只有在一切為了安全的前提下，才談得上后面的8字標(biāo)準(zhǔn)，如果人都沒了，大樓被燒了，鐵路火車撞車了，城市被炸了，還談什么高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保！？。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故，車毀人亡，再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發(fā)的動車降速措施，就是以人的安全為本，在重視安全的前提下，腳踏實(shí)地地發(fā)展我國干線軌道交通的正確舉措。

為了保證這些內(nèi)涵功能的實(shí)現(xiàn)，我們舉幾個實(shí)例參考說明一下：

圖3A、3B是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療系統(tǒng)智能化/信息化功能的姊妹圖，是互為補(bǔ)充的圖解。從圖3A看到，這是所述領(lǐng)域智能化/信息化的總體規(guī)劃圖，對于不同的智能化/信息化領(lǐng)域，圖中綜合電子信息系統(tǒng)（CEIS）的內(nèi)容是有所差別的；而圖3B則是前者的細(xì)化內(nèi)容，一目了然！以此類推，任何智能化/信息化系統(tǒng)均可按此方式進(jìn)行規(guī)劃，和細(xì)化，只不過改變其中的專業(yè)設(shè)施和應(yīng)用信息軟件系統(tǒng)就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式，高度總結(jié)和概括了業(yè)內(nèi)智能化/信息化各領(lǐng)域內(nèi)，各系統(tǒng)之間的關(guān)系和功能定位，具有很強(qiáng)的普遍性和實(shí)用性，是業(yè)內(nèi)可以為之借鑒參考的實(shí)用圖解格式。

1、醫(yī)院是人類社會保障生命安全的救護(hù)、醫(yī)治、保健的場所，隨著信息科技的發(fā)展，使得醫(yī)院的裝備更加現(xiàn)代化，這些裝備可以使得醫(yī)務(wù)人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確的治療方案；時間就是生命，遠(yuǎn)程視頻會診，使得更多的患者能夠不出遠(yuǎn)門，就地享受到眾多國際、國內(nèi)著名醫(yī)學(xué)專家的會診，得到更好的正確的治療措施；網(wǎng)上預(yù)約掛號、中國人口重多的龐大醫(yī)療保障體系的管理等，均需要具有智能化/信息化的醫(yī)療管理平臺，所有這些涉及與人類生命、健康的問題，無不與醫(yī)院智能化/信息化有關(guān)。

2、在智能建筑中，體育場館的智能/信息化系統(tǒng)建設(shè)是甚為復(fù)雜的，我們以它為例，看看怎么來實(shí)施，下面圖4A、4B是一對實(shí)現(xiàn)體育場館智能/信息化系統(tǒng)的姊妹圖，是互為補(bǔ)充的圖解：

軌道交通系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中的一個非常重要的子系統(tǒng)，圖6B是更加細(xì)化了的軌道交通系統(tǒng)的可能工程內(nèi)容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統(tǒng)的宏偉概念圖和一個真實(shí)的指揮調(diào)度中心實(shí)例圖（北京城市軌道交通指揮調(diào)度中心）。

物 聯(lián) 網(wǎng) 的 實(shí) 質(zhì) 及 在 信 息 論 中 的 地 位

當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)把信息的產(chǎn)生和采集這兩個環(huán)節(jié)發(fā)揮到了極值。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是什么，其實(shí)就是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它的核心內(nèi)涵（與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別）就是采用了所謂RFID（射頻認(rèn)證）的芯片感知技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的產(chǎn)生和采集，均可通過RFID感知芯片和無線（或有線）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到，余下的環(huán)節(jié)就可以交給互聯(lián)網(wǎng)來承擔(dān)了，所以說它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是它的基礎(chǔ)，它離不開互聯(lián)網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)RFID芯片產(chǎn)生的無限多個信息的認(rèn)證和處理，隨之而來的就是要發(fā)展IPV6的無限網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證技術(shù)和超大規(guī)模的云計(jì)算處理、存儲技術(shù)。這是物聯(lián)網(wǎng)時代交給互聯(lián)網(wǎng)需要解決的重大技術(shù)問題。物聯(lián)網(wǎng)是我們?nèi)祟愒谛畔⒓夹g(shù)方面的又一次革命，但要清醒地認(rèn)識到，它的特點(diǎn)也僅僅是前面所提及的6個信息環(huán)節(jié)中的頭兩個，即在信息的產(chǎn)生和采集上與互聯(lián)網(wǎng)相比，有著更大的規(guī)模罷了！物聯(lián)網(wǎng)不是我們的目的，而是我們?nèi)祟愒趯?shí)現(xiàn)信息化過程中使用的更為廣泛、更大規(guī)模的信息產(chǎn)生和采集技術(shù)手段罷了！但是商家看好這個環(huán)節(jié)，做了比較大的商業(yè)炒作，人們應(yīng)該腳踏實(shí)地地去促進(jìn)這個領(lǐng)域的健康發(fā)展，防止一哄而上形成的泡沫經(jīng)濟(jì)。

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【5】王順德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中國科學(xué)院國家天文臺；

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電子信息導(dǎo)論論文范文第5篇

關(guān)鍵詞:智能;決策系統(tǒng);教學(xué)方法

隨著信息技術(shù)的應(yīng)用和普及,“智能化”成為信息化后續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。在決策領(lǐng)域,20世紀(jì)80年代,一種以計(jì)算機(jī)為工具、應(yīng)用決策科學(xué)及有關(guān)學(xué)科的理論與方法、以人機(jī)交互方式輔助決策者決策的決策支持系統(tǒng)(DSS)應(yīng)運(yùn)而生。但是,DSS只能輔助和支持決策者決策,其貢獻(xiàn)局限于對可選方案的評價,只能對有量化特性的問題使用數(shù)據(jù)模型和數(shù)值計(jì)算方法來輔助決策,不具有表示復(fù)雜決策過程的能力,因此,促使人們提出將DSS與專家系統(tǒng)(ES)相結(jié)合,以分別發(fā)揮DSS的數(shù)值分析和ES的符號處理優(yōu)勢,從而將定性分析和定量分析有機(jī)結(jié)合起來,以既能進(jìn)行知識處理,又能有效地解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題,這就是智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)的產(chǎn)生背景。

隨著人工智能和智能技術(shù)的發(fā)展,IDSS在廣泛的工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)科學(xué)等諸多領(lǐng)域,得到廣泛應(yīng)用。了解、掌握智能決策的基本知識和技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能科學(xué)類專業(yè)大學(xué)生的基本要求,因此,智能決策類課程應(yīng)運(yùn)而生,并逐漸發(fā)展成為計(jì)算機(jī)、自動化、管理科學(xué)與工程和智能科學(xué)技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)課之一[1-4]。

在我校,智能決策系統(tǒng)課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和其他電子信息類專業(yè)的專業(yè)限選或選修課程。目前,該課程的教學(xué)內(nèi)容存在如下問題:一是教學(xué)內(nèi)容繁,二是技術(shù)更新快,三是涉及的專業(yè)知識深,對學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(特別是數(shù)學(xué)知識、計(jì)算機(jī)技術(shù))要求極高,教學(xué)難度大。因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不得要領(lǐng),抓不住課程的核心,只見樹木、不見森林,從而影響學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果。本文就是在這樣背景下,提出并開展教學(xué)研究的。

1教學(xué)內(nèi)容改革

智能決策系統(tǒng)是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)、人工智能和應(yīng)用數(shù)學(xué)交叉的新興專業(yè)課程,其學(xué)分通常為2～2.5學(xué)分,即32～40學(xué)時,其中包括0.5學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程(8學(xué)時)。因此,如何在有限學(xué)時中容納下本課程教學(xué)內(nèi)容,完成本課程的教學(xué)目標(biāo),就成為首要問題。

通過實(shí)踐和教學(xué)改革,我校本課程的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括下列6個知識單元。

1) 決策理論概述。主要內(nèi)容有決策的概念、類型、基礎(chǔ)、流程和目標(biāo)。理論課時數(shù)4學(xué)時。

2) 決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有決策支持系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、功能、主要部件與設(shè)計(jì)要點(diǎn)。理論課時數(shù)控制在6學(xué)時。

3) 決策模型。主要內(nèi)容有數(shù)據(jù)倉庫、知識管理、數(shù)據(jù)挖掘、智能算法和數(shù)據(jù)處理。理論課時數(shù)控制在6學(xué)時。

4) 智能決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有計(jì)算智能基礎(chǔ)、專家系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)、智能決策系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)、智能決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。理論課時數(shù)控制在8學(xué)時。

5) 群體決策系統(tǒng)。主要內(nèi)容有協(xié)同計(jì)算概述,群體決策系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、功能、群體決策過程與建模和實(shí)現(xiàn)方法。理論課時數(shù)控制在6學(xué)時。

6)智能決策系統(tǒng)的發(fā)展。主要包括基于網(wǎng)絡(luò)的決策系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與基于Agent的決策系統(tǒng),智慧地球與智能化企業(yè)。理論課時數(shù)控制在2學(xué)時。

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括4個實(shí)驗(yàn),學(xué)時總數(shù)為8學(xué)時,其教學(xué)內(nèi)容設(shè)置見本文§3。

2教學(xué)方法改革

教學(xué)方法是為完成一定的教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)所采取的教學(xué)途徑或教學(xué)程序,是以解決教學(xué)任務(wù)為目的、師生共同進(jìn)行認(rèn)識和實(shí)踐的方法體系。其方法體系主要包含多個基本要素,比如教、學(xué)、信息傳輸載體(包含文字、圖形、圖像、肢體語言、表情、感知等)和教學(xué)輔助設(shè)備等。教學(xué)過程就是要充分利用具有信息優(yōu)勢、知識優(yōu)勢的教師,將信息、知識、技能、技巧,系統(tǒng)集成地傳輸給暫時處于低信息狀態(tài)的學(xué)生。決定這個傳輸過程順利進(jìn)行的至關(guān)重要因素有:教師的積極性與責(zé)任心和學(xué)生的求知欲與基礎(chǔ)知識及其結(jié)構(gòu)。從教育學(xué)和心理學(xué)角度看,課程教學(xué)方法改革就是圍繞這兩個因素展開[5],限于篇幅,本文的討論僅從如何調(diào)動學(xué)生的求知欲著手。

2.1探索式教學(xué)方法

經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐,本文實(shí)踐了“探索式教學(xué)法”,此法強(qiáng)調(diào)因材施教,在教學(xué)全過程創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。所謂探索式教學(xué)方法是指在教學(xué)過程中,在教師的啟發(fā)、誘導(dǎo)下,學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作討論,以學(xué)習(xí)課程知識和科學(xué)問題為探索目標(biāo),以學(xué)生熟悉和能接觸到生活原型為研究對象,為學(xué)生提供自由表達(dá)、質(zhì)疑、探索、討論問題的環(huán)境,學(xué)生通過個體、小組、團(tuán)隊(duì)等多種形式完成解難、釋疑、嘗試學(xué)習(xí)活動,將學(xué)生自己所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)程序。探索式教學(xué)方法重視發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學(xué)能力,力圖通過自我探索引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和初步掌握科學(xué)研究方法[6],培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)獲取與加工能力、信息分析與加工利用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力、語言表達(dá)與寫作能力,和創(chuàng)新精神。為其終身學(xué)習(xí)和工作奠定良好基礎(chǔ)。

盡管探索式教學(xué)法能夠給教師的教學(xué)提供思想、理念指導(dǎo),但是,針對不同教學(xué)對象和不同課程內(nèi)容,其實(shí)際應(yīng)用方法也會存在差異,這就是所謂的教無定法之說。本文以智能決策系統(tǒng)課程第1知識單元課外作業(yè)為例,嘗試說明該法的具體應(yīng)用方法,為保證該方法的實(shí)施效果,本文擬定了如下的教師操作流程:

1) 制定論文目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生綜合利用參考文獻(xiàn)和學(xué)會表達(dá)的能力。首先,要求學(xué)生學(xué)會獲取、理解、過濾和分析信息;其次,要求學(xué)生掌握撰寫科技論文的基本技巧;最后,要求學(xué)生在觀眾面前表達(dá)自己觀點(diǎn),學(xué)習(xí)說服聽眾、推銷自己觀點(diǎn)的技巧。

2) 論文基本要求:①圍繞“關(guān)于信息技術(shù)對決策影響”的主題,學(xué)生自擬題目;②2周時間內(nèi),學(xué)生完成1 000字左右(2頁A4幅面)的論文,其中內(nèi)容需要包括摘要,關(guān)鍵詞,問題或觀點(diǎn)概述,目前發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)論或結(jié)語;③制作演示幻燈片。

3) 提供信息查閱途徑:通過網(wǎng)絡(luò)教師自己已經(jīng)掌握的文獻(xiàn)資源和網(wǎng)絡(luò)地址資源,指出查詢方法和基本技巧。

4) 抽查式演講:①使用幻燈片;②介紹主要內(nèi)容;③結(jié)論;④點(diǎn)評、提問與回答。

5) 評價標(biāo)準(zhǔn):①文檔編制能力;②問題發(fā)現(xiàn)與分析能力;③表達(dá)與陳述能力。

在實(shí)施中,要防止出現(xiàn)如下情況:①題目太難或太容易,以免挫傷學(xué)生積極性;②提前告示和監(jiān)督,防止學(xué)生偷懶或拷貝;③靈活掌握考評手段,鼓勵創(chuàng)新,保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

2.2案例教學(xué)方法

案例教學(xué)法是在教師指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,創(chuàng)設(shè)學(xué)生身臨案例場境的教學(xué)氛圍,使用案例來組織學(xué)生的學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐等活動的教學(xué)方法。本課程利用該方法,加強(qiáng)了理論與實(shí)際的結(jié)合,為學(xué)生學(xué)習(xí)提供模仿案例,提高了學(xué)生對理論知識的理解和實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。案例教學(xué)法需要掌握好2個重要環(huán)節(jié):

1) 案例選編。必須選擇學(xué)生容易理解、常見的例子,案例選編必須圍繞課程某個具體的教學(xué)目標(biāo),要適當(dāng)加工,剔除與課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)性小的內(nèi)容和技術(shù),降低難度,方便學(xué)生理解。同時,案例必須來自于實(shí)際,并且問題明確。

2) 案例講解與分析。案例本身只是對實(shí)例的某些情況描述,表面上平鋪直敘,但是,其中必須隱藏著多個問題,要引導(dǎo)學(xué)生積極思考、深入分析,以發(fā)現(xiàn)其中隱藏的問題,并找出問題產(chǎn)生的原因,提出解決方案。在思考和分析過程中,既要培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生智力,又要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識的能力。案例分析不能苛求解決問題的結(jié)果如何,而應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)分析過程是否正確、方法是否恰當(dāng),案例講解和分析的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和邏輯思維等能力,通常解決問題的能力正是課程后續(xù)需要實(shí)施的教學(xué)目標(biāo)。

本文在第4知識單元中,以6子棋計(jì)算機(jī)博弈系統(tǒng)為例,通過對6子棋計(jì)算機(jī)博弈平臺的仿真實(shí)驗(yàn),選擇不同的博弈策略,比如不同的估值函數(shù)、不同的搜索策略等,獲得不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對戰(zhàn)、機(jī)-機(jī)對戰(zhàn),讓學(xué)生切實(shí)體會到機(jī)器智能的魔力及其智能系統(tǒng)的構(gòu)造方法,有力地促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的理解,并激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

實(shí)驗(yàn)課是智能決策系統(tǒng)課程的重要環(huán)節(jié),由于總課時有限,實(shí)驗(yàn)課時也就不多。但是,本校在專業(yè)課程中,仍然堅(jiān)持設(shè)置了0.5學(xué)分的實(shí)驗(yàn),以使學(xué)生能將理論知識與實(shí)踐聯(lián)系起來,使抽象的理論不再是深奧,提高學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力。本課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時為8學(xué)時,主要設(shè)置了表1中的3個實(shí)驗(yàn)。

3.2實(shí)驗(yàn)課的操作

為提高學(xué)生對課程理論知識的理解和應(yīng)用設(shè)計(jì)能力,針對課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時少和實(shí)驗(yàn)復(fù)雜特點(diǎn),需要注意以下幾點(diǎn)。

1) 簡化平臺、降低實(shí)驗(yàn)難度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程重在是一個訓(xùn)練學(xué)生動手、動眼和動腦的過程,旨在培養(yǎng)學(xué)生好奇心和操作技能,以及觀察問題、分析問題和解決問題能力。因此,在實(shí)驗(yàn)中,要盡量將實(shí)驗(yàn)平臺簡化,以將學(xué)生注意力集中于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,保證實(shí)驗(yàn)效果。比如實(shí)驗(yàn)2,提供給學(xué)生智能交通燈控仿真平臺,它實(shí)際上是一個軟件模擬平臺,能實(shí)現(xiàn)固定交管模式的全部功能,學(xué)生能通過標(biāo)準(zhǔn)接口建立自己設(shè)計(jì)的智能交通管理模式;又如實(shí)驗(yàn)3,以FIRA機(jī)器人足球5vs5比賽項(xiàng)目的仿真平臺為實(shí)驗(yàn)平臺,利用平臺已設(shè)置的運(yùn)球、傳球、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)動等命令,學(xué)生能通過這些命令建立足球機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避障策略。

2) 科學(xué)分組、培養(yǎng)協(xié)作能力。由于實(shí)驗(yàn)3工作量比較大,需要多人協(xié)作完成,發(fā)揮集體智慧作用,因此,在實(shí)驗(yàn)3中,按照3～5人/組,實(shí)行組長負(fù)責(zé)制。組長監(jiān)督、管理、協(xié)調(diào)本組實(shí)驗(yàn)過程,每個組員都有明確的任務(wù),并對組長負(fù)責(zé),組長對教師負(fù)責(zé)。實(shí)驗(yàn)3的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)置4學(xué)時/2次,學(xué)時主要在課外完成實(shí)驗(yàn)3,歷時1個月。

3) 設(shè)計(jì)算法、培養(yǎng)智能意識。引導(dǎo)學(xué)生,模仿人類智能,設(shè)計(jì)智能算法,實(shí)現(xiàn)簡單的智能決策。由于課時有限,必須注意控制算法的簡潔、實(shí)效,以使學(xué)生能在短時間內(nèi)模擬實(shí)現(xiàn)簡單的智能行為,著重引導(dǎo)學(xué)生分析業(yè)務(wù)行為,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)流程,構(gòu)造智能算法,以此培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)信息系統(tǒng)的智能意識。

4結(jié)語

智能決策系統(tǒng)是人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動控制科學(xué)交叉結(jié)合的一門新興專業(yè)課程,對推動信息化向智能化方向發(fā)展具有重要意義。該課程作為在校主要面對電子信息、計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,通過該課程學(xué)習(xí),學(xué)生反映加深了對智能的理解,提高了對計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識深度,培養(yǎng)了學(xué)生的智能化設(shè)計(jì)意識,激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能決策系統(tǒng)課程,但是,對其他信息技術(shù)課程,也具有積極的借鑒意義。

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Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

(School of Computer Science, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)