摘要:论述北京大学智能科学系在本科生培养体系的建设过程中,重点关注招生、教学、育人三个环节,在“计划指导,自愿优先,排名调剂,加强疏导”的原则指导下,把好分流关,吸引真正对智能科学感兴趣的学生选择智能科学专业;在教学环节,建立了一套将基础课程、以机器感知和机器智能为核心的选修课与研究基金项目相结合的创新课程体系;同时,建立了一支“高素质,高稳定,高标准,精致化”本科生导师队伍,使本科生的学业得到综合指导,本科生培养水平全面提高。
关键词:智能科学与技术;培养体系;本科生
北大是“常为新”的,特别是在信息科学这样一个引领着时代最前沿科技发展的学科领域里。上世纪八十年代中期,北京大学一批具有长远发展眼光的有识之士倡议建立一个多学科交叉研究中心,以数学系、无线电(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,宗旨是在信息科学领域开展多学科交叉研究,充分发挥北大的综合优势。中心的建立牢牢把握住了时代发展的方向,获得了快速的发展。很快,北大在中心的基础上建立了第一个国家实验室,并取得了丰硕的成果。2002年9月,在信息中心和国家重点实验室的基础上,北京大学智能科学系组建完成,并与次年并入北京大学最大的学院——信息科学技术学院,翻开了发展进程中崭新的一页[1]。
智能科学系的诞生是改革和创新的产物,它的发展也是与时俱进的。智能科学与技术被认为是当今信息科学领域最重要的创新点和增长点之一,它正在成为关系到国民经济发展,国家安全稳定的新兴领域。正是在这样的大背景之下,智能科学系的老师们深入调研,精心准备,于2003年向教育部申报“智能科学与技术”本科专业,并获得了教育部的批准,于次年开始招收本科生,这也开了全国智能科学本科教育的先河。目前,已经有4届智能科学系本科生顺利完成了他们的本科学业,迈入了新的人生阶段。我们也在不断探索和尝试中,初步建立了一套适合北大学生成长成才的智能科学系本科生培养体系。
1北大智能科学系本科生培养体系概述
在培养智能科学系本科生的过程中,我们的老师始终坚持“以学生为本”的原则,多方面关注学生发展,把握智能科学技术的新兴前沿领域,面向国家建设重大需求,确立具有创新精神和实践能力的多层次复合人才的培养格局。为了实现这样的培养目标,我们在本科生培养过程中牢牢抓住招生、教学、育人这三个重点环节,充分尊重学生的个性化发展,因材施教,力争将学生培养成为具有国际视野的行业领军人才,具体为具有原创能力的研究型人才,具有集成能力的工程型人才和具有组织能力的管理型人才。在我们的主要培养思路如下[2]。
1) 把好分流关,吸引真正对智能科学感兴趣的学生选择智能科学专业。
2) 创新课程体系,优化课程内容,建立和完善智能科学技术学科体系。
3) 完善本科生导师制,加强课外引导,建立全方位的培养体系。
2智能科学专业分流
从2004年开始,在北京大学“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”这一原则的指导下,信息科学技术学院开始按照大类招生,即本科一年级学生在进入学校后不分具体专业,统一学习信息学科基础课程。在一年级下半学期期末,按照“计划指导,自愿优先,排名调剂,加强疏导”的方针,由学生自主选择专业。
与学院其他3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,智能科学系创立时间短,基础条件薄弱,缺乏毕业生记录的宣传说明,所以,分流过程中并无优势可言。为了吸引优秀的学生选择智能科学系,我们充分利用学院在专业分流前期安排的宣传引导工作阶段,通过制作专业手册、举办专场讲座、举行网络讨论、安排导师专场指导等方式向大一学生宣传智能科学系;在学院统一的开放日里,我们将自己最引以为傲的科研成果通过通俗易懂的形式展现给学生,并且安排资深研究人员现场咨询,帮助同学们了解智能科学系的特点。通过这些扎扎实实的工作和细致有效的宣传,同学们逐渐领略到了智能科学的魅力,越来越多的人选择智能科学。图1为智能科学系分流人数的趋势图。
从图1中可以看出,2004级至2009级,信息学院大一学生中选择智能科学系的学生数量逐年上升。另外,需要特别指出的是,2008年学院第一届智能科学本科生顺利毕业,并且取得了良好的成绩。2008届智能科学系本科生全班学习成绩在学校综合评估中优良率达到了93%,34名同学中有22名继续保送本校读研,4 名同学获得了大型国有企业和知名外企的工作机会,8 名同学获得出国深造机会,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)。表1所示为2004级—2006级智能科学系本科毕业生去向。
良好的成绩使智能科学系在学院内部和北大校园内的影响力不断扩大,北大其他学院的优秀学生也开始申请转到智能科学系学习。2008年,北大最好的元培计划实验班有4名学生选择了智能科学专业,医学部和光华管理学院也有学生申请转入智能科学系。
但是,需要看到的是,2010级本科生分流时只有34名学生选择了智能科学系,相对前几年来讲是明显偏少的。在这一年,学院有一半的大一学生选择了计算机专业。学院针对专业分流的问卷统计显示,超过70%的学生在入学前对各个专业了解程度很低,即使经过一年的学习,绝大部分学生对于各个专业也只停留在基本了解的程度。同时在高考前已经考虑好专业选择的学生中有71%选择的专业是计算机专业,近60%的受访学生将兴趣作为选择专业的第一决定因素。从这样的统计数据可以看出,作为信息技术的老牌专业,计算机专业在学生入学前的被认知程度远远高于智能科学。同样作为偏“软”的专业,智能科学由于建立时间短,被公众认知程度低,在专业分流时难免会有些“吃亏”。这就要求我们进一步加强对智能科学的宣传,让更多的人,特别是对信息科学有兴趣的学生了解智能科学的内涵和主要研究特点,以吸引高素质的人才加入到智能科学的研究队伍中来。
3本科生课程体系创新
3.1指导原则
作为一所综合性大学,北京大学特别注重对学生的通识教育,注重学生综合素质的培养,要求学生广泛学习不同领域的知识,学习不同学科的研究方法。北大人才培养的基本原则可以归纳为“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”。
智能科学作为一个新兴的,多学科交叉的领域,我们在培养学生的时候,不仅要求学生具有坚实的数学、物理、计算机和信息处理的基础知识以及心理生理等认知和生命科学的多学科交叉知识,更要求学生系统地掌握智能科学技术的基础理论、基础知识和基本技能与方法,同时侧重科学思维、科学实验和初步科学研究的训练,以使得学生在毕业时具备智能信息处理、智能行为交互和智能系统集成方面研究和开发的基本能力。
3.2课程体系创新
在进行本科生培养的时候,我们充分利用了北京大学丰富的教学资源,在第一年主要配合学院的整体培养方案进行教学。一年级的课程安排主要是帮助学生夯实数学、物理和信息类的基础(如数学分析、高等代数及计算概论等课程),并在学院公共课的平台(信息科学技术概论课程)上以讲座的性质向新生介绍智能科学系的主要研究内容。从二年级开始,我们为学生安排了进行研究工作所必须的专业基础课程(包括离散数学、概率统计等数学类课程及信息论、人工智能、脑认知科学等智能科学特色课程)。在进行这些基础课程训练的同时,我们以机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构,为学生开设了不同方向的选修课程,以进一步提高学生对于智能科学的认识和进行科学研究的能力。智能科学系本科生培养课程体系如图2所示。
为了培养学生利用所学知识解决实际问题的能力,我们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、莙政基金、泰兆基金、校长基金)和各个实验室承担的项目,吸引学生参与到市级的科研工作中来,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。从统计数据可以看出,绝大多数智能科学系毕业生都会在本系继续学习,这样的安排无疑起到了积极作用,保持了学科教育的连贯性。
3.3教学团队
教学质量的好坏直接取决于教学团队的水平。为了保证本科生教学质量,我们始终保持着一支高水平的教学队伍。北京大学智能科学系现有任课教师32 人,其中教授11 人(中国工程院院士1 人、教育部长江学者奖励计划特聘教授1 人),副教授11 人,讲师10 人。这是一支治学严谨,学术造诣深,职称、年龄、学历结构合理,教学水平高的师资队伍,正是由于他们兢兢业业的工作,才使得智能科学系的毕业生质量始终保持在学院前列。
4本科生导师体系建设
大学教育,教书与育人同等重要。为了办好智能科学专业,系里专门挑选经验丰富的教授担任智能本科班的班主任。本文作者之一谢昆青老师作为智能科学专业课程的主要设计者,担任了第一届智能本科班的班主任。这一做法取得了明显的效果,不仅受到了同学们的普遍欢迎,为更好的管理班级打下了坚实的基础,也拉近了老师与同学们的距离,让这样一个新兴的专业获得更多宝贵的第一手资料。
后来,这一做法在学院获得推广,并发展成为覆盖全院的本科生导师制。智能科学系也借此机会,建立起了一支由全部由教授组成的,“高素质、高稳定、高标准、精致化”的本科生导师队伍。
在一年级,智能的本科生导师参与到学院的新生导师服务中去,采用一对一交流的形式,与刚刚走入大学校园的处于“后高中时代”的青年学子分享他们的人生经验和学习方法,并在大一下半年的专业分流过程中为他们提供详细的咨询。在二年级,智能的导师们根据每个人的特点及学习兴趣,帮助刚刚进入智能科学系的学生进行专业方向和课程的选择。这时,导师们的主要精力会放在帮助那些学习有困难的同学身上,同时推荐学有余力的同学进入实验室进行初步的科研工作。到了三年级,导师与学生已经有了一年到两年的接触,对于每一位同学都有了比较全面的了解,此时智能的导师们会根据每一位学生的特点,推荐他们到相应的实验室,在科研导师的指导下进行本科生科研训练。到了四年级,每一位智能的学生都会有一位科研导师对其进行指导,完成本科毕业论文。
本科生导师体系自2009年实行以来,对本科生的培养工作起到了极大的促进作用。从学院的角度看,新生角色变换顺利,适应能力明显增强。从智能科学系的角度看,导师与学生的交流机会明显增加,对学生的了解也更多,这带来的最大好处是本科生能够获得更好的指导,综合素质显著提高且越来越多的
高年级本科生加入到实验室的科研项目中来,在国内外一流学术会议和杂志发表的论文数目明显提升。
5总结及展望
北京大学智能科学系已经走过了8个年头,却仍然是一个非常年轻的专业。在这8年的时间里,在相关部门和学校的大力支持下,在每一位老师和同学的不懈努力下,北京大学智能科学与技术本科专业的建设取得了一些成绩。同时,我们必须看到的是,我们仍然离世界一流大学的一流智能科学专业有着一定的差距,而这样的差距,向我们指明了努力的方向。智能科学仍然是一门新兴的科学,在建设相应的本科生培训体系的过程中,我们仍有很多可以努力的方向:相对于传统的信息科学,智能科学仍然没有被大众所广泛认知,适当的宣传能够吸引更多的人才投身于这样一个前景广阔的领域;相对于传统的信息科学,智能科学的课程建设仍不完善,仍需要探索适合当前学生特点和科研方向的多层次课程体系;相对于传统的信息科学,智能科学仍然缺少全方位的培养体系,我们需要更多的导师通过潜移默化的影响,为智能科学的前沿领域输送具有更高综合素质的人才。
参考文献:
[1] 邓志鸿,谢昆青,谭少华,等. 智能科学与技术专业建设探索[J]. 计算机教育,2010(19):48-50.
[2] 谢昆青. 第一个智能科学技术专业[J]. 计算机教育,2010(11):16-20.
An Inquiry into Training System for Undergraduates in Department of
Intelligence Science and Technology in Peking University
LIN Sicong, DENG Zhihong, XIE Kunqing, LIU Hong
(Department of Machine Intelligence, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China)
Abstract: In the process of establishing the training system for undergraduates in Department of Intelligence Science and Technology in Peking University, we focus on the admission, teaching and education. We in the principle of “planning guiding, voluntary priority, ranking adjusting, enhancing persuasion”, attract the students who are really interested in intelligence science and technology to choose our department. We innovates a curriculum system combined with basic math and computer science courses, elective courses in machine perception and machine intelligence, and Research Fund project for undergraduates when teaching. Therefore, we also establish a team of undergraduate tutors of “High-quality, high stability, high standard, personality” which plays an important role in comprehensive guidance for undergraduates and improved the level of undergraduates’ training.
Key words: Intelligent Science and Technology; talents training system; undergraduates
(编辑:姚彦如)