智能科学技术论文精选(九篇)
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第1篇：智能科学技术论文范文
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。
参考文献：
[1] 范军芳,苏中.“智能科学与技术”专业自动控制理论课程教学研究[J]. 理工高教研究,2010,29(3):138-140.
[2] 周延泉,张博.“智能科学技术导论”课程教学模式新思考[J]. 计算机教育,2009(11):78-80.
[3] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.
[4] 钟义信. 设置“智能科学与技术”博士学位一级学科:必要性、可行性、紧迫性[J]. 计算机教育,2009(11):5-9.
[5] 刘光明,于斐,周雅,等. 大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J]. 高教论坛,2007(1):37-39.
[6] 陈峥滢,黄圣生. 论大学教学的探究性与师生关系的定位[J]. 现代大学教育,2004(3):105-107.
[7] 彭熙伟,廖晓钟,邹凌.“自动化专业导论”课的教学实践与探索[J]. 中国电力教育,2011(1): 74-75.
Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology
LIU Zhenbing, DANG Xuanju
(School of Electronic Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)
第2篇：智能科学技术论文范文
关键词:人工智能;理论传授;实验训练;科研训练
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机科学与技术专业的一门重要专业课程,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动,并以此解决需要人类专家才能处理的复杂问题,例如咨询、诊断、预测、规划等决策性问题[1]。人工智能是一门涉及数学、计算机、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和综合学科。目前,人工智能很多研究领域,如自然语言处理、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、智能计算等都走在了信息技术的前沿,有许多研究成果已经进入并影响了人们的生活。
2003年12月5日,国内第一个“智能科学与技术”本科专业在北京大学诞生[2],它标志着我国智能科学与技术本科教育的开始,对我国智能科学技术人才培养和智能科学与技术学科建设起到极大的带动作用。目前,人工智能课程的教学存在几个问题:首先,注重讲授理论知识,实验环节滞后,这不利于培养学生的实践能力,更谈不上实践创新。其次,人工智能是交叉学科,内容比较繁杂,各种教材的内容不一样,授课没有统一的体系,学生学习时抓不住重点,不能理解人工智能的根本方法和思想。一般说来,计算机专业的其他课程,如网络技术、数据库技术、算法分析与设计等,都是求解结构化问题的基本技术,而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的有效技术。最后,人工智能科学与技术飞速发展,但目前人工智能只被视为一门专业课,课程讲授和人工智能没有作为一个研究方向结合起来,也没有把传授课本知识和引导启发创新结合起来。
适应知识经济发展的高等教育,要把培养创造精神和创新能力摆在突出的位置。创新是基础研究的生命,而高等学校的教学只有与科研紧密结合,才能在培养学生的创新精神方面有所作为。为此,针对人工智能的课程特点,我们积极开展研究型教学、研究型学习,提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的研究与实践。在教材上,我们选用了清华大学出版社出版、马少平等编写的《人工智能》。我们的教学研究与实践的主要内容包括三个方面:启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想;成体系的实验训练;以及与毕业论文,学校大学生科研项目资助计划,国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练。这三个主要方面,层层递进、环环相扣,是体系完整的创新型人工智能教学实践。下面,我们就这三个方面内容展开探讨。
1启发式传授人工智能解决问题的非结构化思想
现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次[1]:1)结构化问题,能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;2)非结构化问题,难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;3)半结构化问题,介于上述两者之间。一般说来,计算机专业的其他课程如网络技术、数据库技术、算法分析与设计等,都是求解结构化问题的基本技术。而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的有效技术。人工智能的教学可以让学生在体验、认识人工智能知识与技术的过程中获得对非结构化、半结构化问题的解决过程的了解,从而达到培养学生多角度思维的目的。
我们使用的教材主要内容包括搜索和高级搜素、谓词逻辑和归结原理、知识表示、不确定性推理方法、机器学习等。这些主要内容也可以相应地归结为若干个典型算法,如启发式A*搜索算法、 剪枝算法、元启发式算法(模拟退火,遗传算法)、谓词逻辑归结算法、贝叶斯网络、决策树、神经网络(BP算法、自组织网络和Hopfield神经网络算法)。元启发式算法是一种启发式的随机算法,是用来解决非结构化问题的典型算法,其思想和传统的决定性算法如动态规划、分支限界完全不一样。学生在刚一接触到这些元启发式算法一时难以接受和理解其机理,对算法的有效性往往半信半疑。根据非结构化、半结构化问题的特点,讲解和演示算法在解决此类问题的具体步骤和详细过程,从而让学生掌握人工智能算法的基本思想。在讲解不同的元启发式算法的时候,学生会问,是模拟退火算法强,还是遗传算法强;在讲到机器学习算法的时候,学生会问到底哪个分类算法最好,这时候我们可以把搜索(优化)领域和机器学习领域的“没有免费午餐”定理进行适当的讲解和解释,从而把具体算法实现层面之上的一些人工智能的哲学思想进行传授。
在人工智能的具体教学中,采用问题教学法和参与式教学法。在问题教学法中,围绕人工智能的知识模块,在引导学生发现各种各样问题的前提下,传授知识。教学活动中,尝试使人工智能知识围绕实际问题而展现,使问题不仅成为激发学生求知欲的前提,也成为学生期盼、理解和吸收知识的前提,以此激发学生的创造动机和创造性思维。在参与式教学中,打破人工智能算法的枯燥、沉闷的传统教学法,尝试开放式教学内容;提问式讲课;无标准答案的课程设计;查找文献,分组动手实现人工智能算法等参与式教学方法,培养和发扬学生的参与意识,通过参与式教学提高学生学习的主动性、积极性和效率,培养学生的动手能力和创新能力。
2成体系的实验训练
独立开展人工智能实验课程,开发一批新型、富有创意的实验案例库,搭建一个创新实验和虚拟学习社区平台。人工智能实验课程的特点是应用各种人工智能方法,根据问题的约束、结构、信息进行表示建模和计算机上实现,是与人工智能原理同步的实验课程。学生必须掌握的人工智能的基本原理和计算机操作技能,它对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用,在整个教学过程中占有非常重要的地位,是计算机软件、计算机应用、计算机网络、软件工程等专业的一门重要的必修专业课程。通过实验,学生得到严格的训练,能规范地掌握人工智能的基本理论和主要方法、基本问题求解技术,熟悉各种计算环境的基本使用。
在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,努力培养学生的创新意识与创新能力。为实现这一目标,在课程内容安排上采用适量基本原理与方法的实验内容为基本内容,增加一系列综合性实验和开放性创新实验问题,在实验内容方面更注重研究性实验中的创新问题。实验内容方面分为三个层次:基本原理的基础性实验、综合实验和研究性实验。在后两个层次的实验中,部分引入人工智能课程小组团队的最新科研成果,目的在于通过完成这些研究性实验,培养学生独立解决实际问题的能力,以提升学生的科研素质与创新意识。我们将这些设计实验称为新型实验案例库,它被放在人工智能课程小组网站上,以此搭建一个创新实验和虚拟学习社区平台。通过实验课程的学习和训练,学生应达到下列要求。
1) 掌握人工智能方法的优点及其在实际中的应用。
2) 学会对人工智能问题进行分析建模和应用各种计算工具实现问题求解,熟悉对实验现象的观察和记录,实验数据的获取与设计,最佳实验条件的判断和选择,实验结果的分析和讨论等一套严谨的实验方法。
3) 巩固并加深对人工智能原理课程的基本原理和概念的理解,培养学生勤奋学习,求真求实的科学品德,培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。
4) 通过完成综合研究性实验,培养学生独立解决实际问题的能力,提高学生的科研素质与创新意识。
在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,进一步培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,为学生今后从事科研、教学或企事业单位的分析检验以及新技术的研发工作打下扎实的基础。
在实验组织方面,根据各实验的目的和要求,学生分为5人1组,指定一个组长,每组选择1套实验题目。基础实验题目要求达到27学时、综合性实验题目选择1题和研究性实验题目选择1题,基础实验题目要求在规定时间内,小组独立完成实验测定、数据处理,并撰写实验报告。实验过程中, 要求学生勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据, 经教师检查,实验及其原始数据记录才有效。同时,团队作业,需要多人分工合作、相互帮助,这样可以提高人际交往和沟通能力,学会与他人合作,培养团队创新能力。
3课程学习与毕业论文,科研训练相结合
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿和未来,通过学习和体验人工智能的知识和技术,学生能够在一定程度上了解信息技术发展的前沿知识,这有助学生开阔视野、培养兴趣,为今后继续深造或走向社会奠定坚实的基础[3-4]。
人工智能的理论和方法广泛应用于数据挖掘、机器学习、模式识别、图像处理中,这些内容既是高年级的后续课程,又是现在热门的研究方向。学习和深刻理解人工智能的理论、方法和应用,对后续课程学习以及今后的研究具有重要的意义。
我院规定大学三年级的学生开始联系毕业论文指导导师,同时确定毕业论文的研究方向,提前进行科研实践,以培养实践能力和研究素质。人工智能课程正好是大三高年级开设的专业课,因此,我们把课程实验及设计与同学的兴趣相结合,引导学生,并提炼和形成学生的毕业选题和课外的科研方向,它是提高本科生研究创新能力的有效手段。
基于新的教学实践,很多学生的选题都与上述归纳的人工智能若干算法相关,如算法本身的研究和改进,或是算法在各领域,如数据挖掘、图像处理等的应用。在我们的科研能力训练计划中,一批项目和课题,如混合神经网络的研究与应用、差分演化算法研究与应用、基于协同训练的推荐系统等,分别受到国家和学校本科生科研项目立项资助。一批三四年级的本科生以第一作者身份在国内核心期刊、国际会议和期刊上发表学术论文,这激发了学生的科研兴趣,使学生体会到了创新的乐趣。
总之,课程学习与毕业论文、学校大学生科研项目资助计划、国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练,极大地提升了学生的创新能力和科研基本素质。
4结语
针对人工智能的课程特点,我们积极开展研究型教学、研究型学习,提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的研究与实践。我们的教学研究与实践主要内容包括三个方面:启发式传授人工智能解决问题的非结构化的思想;成体系的实验训练;以及与毕业论文、学校大学生科研项目资助计划、国家大学生创新性实验计划相对接的科研训练。这三个主要方面,层层递进、环环相扣,是体系完整的创新型人工智能教学实践,新的改革和实践在教学中取得了令人满意效果。
参考文献:
[1] 张剑平. 关于人工智能教育的思考[J]. 电化教育研究,2003(1):24-28.
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Reform and Practice of Innovative Teaching in Artificial Intelligence
WANG Jia-hai, YIN Jian, LING Ying-biao
(Department of Computer Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China)
第3篇：智能科学技术论文范文
关键词：数字图书馆 支撑技术 数字化
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）12-0000-00
从电子图书馆到虚拟图书馆，再由虚拟图书馆到数字图书馆，这个演变过程是具有高效的、完善的一个过程，而能够支撑起这个具有庞大功能的数字图书馆的主要技术，则是通过相关研究人员不断地探索所研究出来的，这些支撑技术包括数据的采集与导入技术、自动分类技术、检索技术、信息技术、网络与系统管理技术以及包括版权保护技术等在内的十八项支撑技术。本文将结合现代信息发展的趋势，系统完善的对数字图书馆的主要支撑技术进行分析。
1支撑数字图书馆的关键技术分析
（1）复杂科学网络计算技术。随着我国互联网技术的不断发展与应用，运用计算机进行科学计算成为重要的计算方式，也是计算机网络所应当具备的一项基本性能，这种新型的计算模式主要的计算对象是复杂的科学计算，彻底改变了传统模式的生产软件，以组件为基本单位，软件开发者可以在制造目标软件的同时在网上订购所需组件，这种计算模式把每台电脑都系统的联系到一起，其中的组件可以跨越网络、语言、程序及工具等实现统一运行，使的最终达到一个计算能力更加强大，数据分析能力得到大幅度提升的、并且可以利用计算机的闲置时间来处理问题，全面实现网络资源的共享，实现各类存储、信息与知识资源的全面共享。（2）数据库发展技术。作为现代信息科学与计算机技术发展的重要组成部分，数据库技术的发展也有着举足轻重的作用。数据库技术室计算机数据处理与管理中心的主要核心所在，通过数据库技术，可以很大程度的解决数据的有效存储与合理组织的问题，在数字图使馆的建立方面有着重要的意义，也是实现数字图书馆信息资源共享、安全合理的运行的重要保障。（3）数字化图书馆个性化服务技术。数字化图书馆个性化服务，即以用户需求为中心，利用较强的主动性、易用性、专业性以及知识性多用户的需求进行分析并最终满足用户需求，在图书馆服务系统中，个性化服务技术占据着相当重要的地位。（4）数字图书馆智能技术。在数字图图书馆不断发展的过程中，数字图书馆智能作用也成为重要的支撑技术之一。这种智能作用在工作中避免了人为的参与，可以模仿人的行为能力，并且具有主动提供信息的特殊功能。数字图书馆智能技术包含多项主要功能，包括自动探测信息的更新与变化，并自动将其下载并存储，智能技术可以参与信息库的个性化管理，在用户浏览网页时智能技术将会分析用户所感兴趣的内容，并提供良好的建议给用户。（5）数字图书馆跨库检索技术。数字图书馆的跨库选择技术也被人们称为异构检索技术、多数据库检索技术等。这种检索技术可以通过单一的检索接口，利用统一的检索方法，对所需信息进行全面的搜索。在其检索过程中，用户不仅可以检索到科学论文、期刊论文等，也可以检索到会议文本、期刊等信息载体上的具体内容，将内容丰富、信息量巨大的青苔得以展示，全面实现信息的多方位检索，极大地满足了用户的需求。（6）数字图书馆虚拟技术。数字图书馆的发展技术离不开虚拟技术的发展。所谓虚拟技术既是指通过计算机建立一个逼真的模拟现实的模型，人们通过此青苔可以与该模型进行交流与互动。这种虚拟技术已经成为目前数字图书馆的主要技术之一，它具有很强的综合性，融汇了计算机图形学、智能技术、传感技术等方面的智能科学技术，通过人的感触，对使用者的控制行为进行互动。虚拟现实技术在在数字图书馆建设过程中应用越来越广泛，参考咨询方面以及虚拟学习方面等都有广阔发展的空间。（7）数字图书馆信息安全技术。信息化时代的发展及其迅猛，网络时代带给人们更多方便的同时，我们也要注意各种安全问题。网络自身的虚拟性是我们处于一个非现实的境地，安全问题就更为突出。信息安全具有保密性、完整性、可用性以及可控性，有关技术人员已经寻求出信息安全技术的主要方面。信息安全包含私钥加密、公钥加密以及数字签名加密。
2数字图书馆的评估
为了保障数字图书馆的合理有效的运行，在数字图书馆的运行过程中，需要进行必不可少的评估过程，具体步骤及方式如图1所示：
3 结语
在数字化网络时展势头正好的时代，个性化信息服务成为提供给用户的重要服务形式，在数字化图书馆发展的过程中，资源的整合与共享是很重要的。数字化图书馆的形成是社会网络技术与计算机技术急速发展所带来的必然结果，在发展自身优势的同时，借鉴优秀的国外经验与手段，真正做到为用户提供最好的服务，有效的提高我国图书馆建设的整体水平。
参考文献
第4篇：智能科学技术论文范文
根据科学研究的一般程序,第一步就是选择科研课题。一切科学研究都是从发现问题和提出质疑开始的,因此学位论文写作和科研课题的开题都必须在这个前提下进行对科学问题的界定是科研选题的认识前提。由于科学问题是科研选题的来源和根据,因此科研选题首先需要科学问题的含义以及科学问题的发生点。
人们总是在不断地认识自然、改造自然。在此过程中,必然会发现各种问题,对其产生困惑与怀疑,进而进行科学探索,以期能加以解决的历史。只要存在着人与自然的矛盾,就会形成科学问题,旧的问题解决不了,新的问题又在孕育之中,引导着科学家不断地进行探索。人类的认识就不断走向深入,这部历史也会不断地写下去,然而,并非所有问题都可以成为科研问题,因此有必要对科学问题有一个较为清晰的认识。科学研究的过程就是不断提出问题,不断解决问题的过程。研究生刚开始还不具备独立研究的能力,参与导师的科研课题可以锻炼科研能力,学到科学的研究方法,并在课题研究中提高。在总体培养目标方面,两种类型的人才培养都应在知识、能力、素质诸方面协调发展,使学生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,培养其良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的能力,使学生能够具有分析问题和解决问题的能力,以及知识自我更新和不断创新的能力,以适应智能科学与技术的飞速发展。
一、科学问题的界定
科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的科学实践水平和知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未能得到解决的矛盾。它包含一定的求解目标和应答域,但尚无确定的答案。举个例子,老百姓见面常问的“吃了没有”,是不能算作科学问题,因为它不是“关于科学认识和科学实践中需解决而又尚未解决的问题”。而西方人爱问的“近来怎么样”(How do you do)就可能是一个科学问题了――至少是一个社会科学问题。
在人们的认识中,时常会有问题出现,可以把这些问题划分为两类:一类是简单问题,一类是科学问题。前一类问题因为缺乏相关的知识背景,不能对事物的现象进行分析,不了解或者不知道相关知识的来龙去脉,因此这种问题还不是真正的科学问题。它们对相关学科之外的人来说可能是问题,但是对本专业领域内的人来说,可能是普通的常识。这些问题随着人的认识的增加会迎刃而解。这里所说的问题属于真正的科学问题。“只有出问题,才会驱使人们去探索、去发现新的事实、去寻找产生问题的原因和解决问题的答案。而解决问题的结果,或者根据新事实修正以至现有理论(前驱理论),建立新理论(后继理论);或者修正、排除已有经验事实中的错误,使之适应现有理论;或者二者兼而有之”,科学正是在这样不断提出问题,又不断解决问题过程中发展的。科学问题的提出和解决不仅能导致科学知识的积累,使原有理论得到完善和发展,而且能导致科学的革命和新理论的建立。所以,深入分析和研究科学问题的发现途径和思维方法,对于丰富和发展科学认识论和指导具体的科学研究具有相当的意义。爱因斯坦认为,提出问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅是数学上的或实验上的技能而已;而提出问题,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想像力,它标志着科学的真正进步。
二、科学问题的来源
科学问题实质上是经验与理性之间的矛盾,包含着理论与实践、理论与事实、理论内部或理论之间的矛盾,归根到底是客观矛盾在人们头脑中的反映。因此,科学问题来自客观世界,可归纳为以下几个主要方面:
1.从社会实践的需要中产生问题
科学实践与科学理论的矛盾是自然科学发展的内在的主要的矛盾,也是科学问题的主要来源。当原有的理论不能解释新的观察和实验结果,甚至与新的科学事实发生冲突时,便产生了矛盾,也产生了需要探索的问题。这些问题经过抽象与转化,就成为科学问题。如信息技术发展导致的新兴工业发展的需要,提出了“信息高速公路”问题;由于粮食的要求,提出了杂交水稻的问题。这类应用性问题的提出,也常常要求人们应用基础研究的发展。如因为农业增产的需要,培育优良品种的农业技术研究向遗传学提出了研究问题;从研究热机效率到研究热力学基础理论的问题。
2.生产实践
生产实践是人类改造自然、解决人与自然、解决人与自然之间矛盾的最基本的实践活动。随着生产的发展会不断地向人们提出需要探索研究并给予解决的科学技术问题,因此,生产实践是科学问题产生的重要来源。
3.由新需求产生的矛盾
在社会生活中,人们的需要是多种多样的、不断发展的,如工农业生产、社会生活、医疗保健和环境保护等,都不断提出新的需求,而当原有科学理论和技术手段不能满足这种新的需求时,对这种矛盾的研究会使人们提出新的科学问题。
4.从已知理论与经验事实之间的矛盾中产生问题
任何科学理论都是在特定历史条件下实践活动的产物,都将随着事物的发展与实践的深入而进一步完善。在科学研究活动中,会不断地出现新的事实当科研中发现某种新事实或新现象,而原有理论又不能解释,甚至不能相容时,就产生了矛盾,使原有的理论面临着挑战,或暴露出它的局限,从而产生出需要探讨的问题。新的观察、实验现象同原有理论的矛盾。观察、实验是获取事实的重要方法,也是科学问题的重要来源。当观察和实验中发现了新情况、新矛盾,而原有理论无法解释时,这就给科学研究提出了新的问题。
三、理论内部或理论之间的矛盾
1.科学理论内部的逻辑矛盾中产生问题
科学理论的基本要求就是在逻辑上应该是无矛盾的,一个理论如从中推出逻辑矛盾,则说明其内部存在着需要进一步探讨的问题。当一理论内部出现了逻辑矛盾的时候,即当一个理论中可以推出两个互相对立的判断时,这个理论的基本前提中必然存在着严重缺陷。在科学体系中,逻辑结论和前提不能自洽,难以相互推理和论证,有时候从前提往往推导出和结论相悖的命题,甚至相互矛盾的命题,因而出现科学理论体系中的“悖论”,还有的把不成熟的假说当成科学结论,使得相关命题和结论经不起诘难和推理。科学理论体系中的这种矛盾和悖论凸现了理论自身存在的问题,这种问题又成为科学研究中的新问题,对这种问题的进一步研究不断地完善理论体系,有时也可能引发整个科学理论体系的大震荡或者革命性的变革。及时识别和抓住这类问题是科学理论突破的关键。其实,这种理论体系内部的矛盾很可能是科学研究的很好的起点,在进行科学研究活动的时候,如果发现理论体系内部不能自洽或者无法从前提推论出正确结论的时候,就应当大胆地怀疑理论本身的严密性和完善性,就应当以此为起点抓住新问题进行大胆研究,找出正确的结论或者更加合理的解释。理论内部逻辑矛盾的产生和解决是理论向纵深发展的普遍现象,并且往往导致科学认识的重大突破。
2.不同学科理论体系之间的矛盾
科学问题的产生不仅仅存在于本学科内部,不同学科或者理论之间也存在着矛盾。不同的理论,往往会产生不同的学派、不同学术观点的论战,这在科学史上屡见不鲜。现代科学技术纵横交错,枝繁叶茂,往往在学科的交叉地带会留下或生长出一些边缘区域。不少有远见的科学家十分注意搜索科学中的边缘区域,从中发现有意义的问题。科学史表明,到这些边缘区域去耕耘的科技工作往往会有意想不到的收获,做出开拓性的工作。当代科学发展的一个趋势即是在高度分化的基础上实现高度的综合。科学综合不仅表现为各学科间的渗透和联系加强了,还出现了许多交叉学科、横断学科、综合学科,呈现出同学科内分支学科间的交叉、不同学科间的交叉、科学与技术间的交叉、自然科学与社会科学间的交叉及数学向一切学科领域渗透等。这些学科都是在各学科领域的交叉点上生长起来的。恩格斯指出,19世纪在电与化学反应的关系问题上,物理学家宣称这是化学上事情,而化学家则宣称这是物理学研究的领地。为此恩格斯作出预言:恰恰在这样的接触点上是科学的生长点,“可以期望取得最大的成果”。在科学中尚未开发的空白区或“处女地”中发掘,提出有意义的科学问题,常常会作出开创性的研究。这些区域也成为新的科学问题的密集区域。20世纪40年代以来大量交叉学科的建立,证明了各学科之间空白区或接触点已成为科学问题的重要来源。
第5篇：智能科学技术论文范文
关键词：离散数学；教学模式；改进；创新
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0129-03
离散数学是数学的几个分支的总称，主要研究有限个或无穷个变量关系及结构的一门学科。它是计算机及相关专业的核心基础课程，[1]对培养学生抽象思维能力和逻辑思维能力有重要的作用。但这门课程具有概念多、理论性强、高度抽象[2]等特点，给教师的教学和学生的学习带来一定的困难。因此，如何提高教学水平，对计算机及相关专业的学生及教师都具有重要的意义。笔者结合离散数学课程的教学实际，从发现问题入手，着手解决实际问题，提出改进和创新离散数学教学模式的理念，以便于提高教学水平。
一、发现问题
离散数学传统的教学模式：讲―练―考。
1.讲的状况
（1）离散数学自身的特点。离散数学涵盖计算机专业的所有学科，它本质上是一门理论性较强的数学课。[3]这门课程具有内容涵盖面广，包含若干独立分支，知识点多，概念抽象，学习难度较大[4]等特点。
（2）教学内容与实际情况不统一。
1）大多数离散数学课程教材编辑的数学知识较多，大篇幅罗列数学知识，没有体现出数学知识体系结构，也没有体现运用数学方法、数学思维解决实际问题目的。
2）很多数学知识是直接拿出来的，没有讲明它的来源及应用背景，给人很突然的感觉。学生学而无趣，难接受。
3）教材中有些内容重复：先修课程已写此内容，后继课程又重提此内容。另外，教材内容深浅不当：有些内容写得过深，有些内容又过浅，一方面浪费时间，另一方面有些东西又没讲，给学生后继课程的学习带来诸多不利。
（3）教学方法单一。离散数学目前大多采用讲授型教学，而讲授型教学是一种传统的教学方法，其优点很多：能使较多的学生在较短的时间里获得大量知识；有利于发挥教师在教学中的主导作用，便于教学过程的控制。[5]但它存在不利于因材施教，不利于自学能力培养的局限性，一旦操作不好就很容易变成了填鸭式教学。课堂上，只有教师唱独角戏，学生思维不活跃，积极性不高，教学效果不好。
2.学生学状况
基于研究的需要，结合计算机科学与工程学院实际情况，笔者对计算机学院的50名同学进行了离散数学学习调查，其中男女各占一半。通过调查，笔者发现，有68%的男生有过逃课经历，而女生中有40%的人有过逃课经历。为什么会有如此之多的学生逃课呢？针对这一问题，笔者也做了调查。66%的同学埋怨学院目前开设的离散数学课程不适应社会发展；30%的同学认为学院师资力量有限，老师讲课的内容和方式过于死板和单调，不能吸引学生；4%的同学希望通过自学的渠道使自己有更多的自由时间学习，同时也认为教学内容过于简单。在提到师资力量方面的时候，52%的同学埋怨老师授课方式呆板，照本宣科；10%的同学认为老师忙于科研，不重视教学。同时，他们对减少离散数学逃课现象提出了宝贵意见。大多数的同学希望老师能够丰富课堂内容，激发学生学习兴趣。因此，只要从逃课的根源入手，阐述它的负面影响，找到解决它的有效措施，便能从根本上解决这一问题。
3.考的状况
以下是计算机学院一个年级学生的离散数学考试成绩情况：计算机科学1～2班、智能科学1～2班、计算机工程1～2班、软件工程1～2班和网络工程1～2班共10个班，参加考试人数271人。试卷成绩没有班级平均分达到期望值72分（见表1）。全体学生试卷成绩平均分为54.13分，没有达到期望值。不及格率为58.67%，优分率为0.74%（见表2）。从试卷成绩上看学生成绩不理想。
表2 计算机专业笔试成绩数据分析
考试人数 总分 均分 最低分 最高分 不及格率（%） 优分率（%） 0～
59 60～
69 70～
79 80～
89 90～
100
271 14670 54.13 4 95 58.67% 0.74% 159 53 36 21 2
二、解决问题
离散数学新的教学模式：以学生为主导―以教师为辅―结合实际问题考核。
1.提高学生认识，调动学生的积极性
学生学习的积极性不高，主要原因：学生认识存在局限性；学生对数学课程学习无兴趣。
（1）提高学生的思想认识。在教学过程中，教师要使学生摆脱认识误区，重视离散数学的学习。计算机专业的知识体系是建立在数学的基石上的，如果没有打好数学的基础，大学生很难真正理解高深的应用技术。离散数学的发展与兴起和计算机科学的发展息息相关。[6]很多计算机专家是数学家。例如，冯诺依曼就是一位有名的数学家。
高等教育层次结构不同。本科教育和职业教育是高等教育的两个不同层次结构，因而不同的教育层次结构就不能简单地和经济收入分配对应，要剔除简单的用金钱区分教育层次结构差异的思想局限性。教师要向学生讲解本科教育和职业教育的差别。本科教育侧重培养科学技术人才，而职业教育侧重培养技工型人才，培养的目标不同，培养的时间不同。国家科技的进步，国家未来的发展，需要各种类型的科学技术人才。
（2）激发学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，是学生获得知识技能的一种力量，是推动学习的动力之源。[7]教师培养学生学习离散数学兴趣应做到以下两点：
第一，注重课程重要性的介绍。在上第一次课时，教师向学生介绍该课程的重要性，提高学生的学习兴趣。例如，讲一个事实：美国的软件之所以能够领先，其关键在数学基础上，他们有很强的实力，而中国的信息技术的数学基础十分薄弱，因而难成为软件强国。摆事实能够起到激发学生学习动力的作用。
第二，注重教学技巧，增强教学的趣味性。创设悬念，学习新知。在讲解新知识时，教师要适当设问，让学生勤动脑。引用故事，激发兴趣。离散数学的发展是许多数学家共同努力的成果，在创造成果的过程中，有许多趣味横生的故事。如，欧拉的哥尼斯堡七桥问题[8]是欧拉在旅途中开创了图论的著名故事。动手操作，激发兴趣。理论课程的学习不仅仅是讲原理和思想，更重要的是运用原理和思想解决实际问题。鉴于离散数学的特点，教师可适当布置课堂作业让学生动手动脑。注重语言激励，调动学生的兴趣。根据心理学研究表明：每个人都有希望获得赞扬的心理。教学过程中，教师要适当表扬一些在课堂上表现积极的学生，激活课堂气氛。
2.创造条件，实施新的教学模式
（1）优化教学内容。教材的内容往往与实际的教学内容存在差别。根据离散数学的特点和实际情况，可作如下安排：
教学内容设置侧重点安排。离散数学的内容繁多，而授课时间偏少。这样内容面面俱到是不可能的，时间不允许。所以在教学过程中对讲授的内容设置上要有所侧重，甚至有些内容可以删除。比如，学生对集合论的许多内容在中学数学中已经有所了解，重点放在应用集合论的方法解决实际问题上等。
教学内容设置应用安排。在讲解离散数学知识时，教师可适当增加一些离散数学知识在计算机应用的例子，使理论和实践相结合。
教学内容设置知识背景安排。在讲解离散数学知识时，教师还可穿插一些知识的来源及应用背景，增强教师授课的生动性和学生学习的趣味性，达到优化课堂教学内容的目的。
实验教学内容的安排。离散数学的教学一般都是理论教学，这就导致教学形式单一，学生学得枯燥乏味。根据教学需要可安排离散数学的实验课。
（2）创设学生自学，教师辅助课堂“自学―互学―导学”。“自学―互学―导学”课堂教学模式的基本环节和具体操作方法。
1）导入环节：导入阶段的目的就是教师通过各种途径，运用各种有效的方法把学生带进自学的情景之中，激发学生学习心理，引发学生学习欲望，调动学生积极性，驱使学生主动投入到学习活动中。导入的途径和方法：课题设疑导入，相关事物导入，情景导入，操作导入。
2）自学环节：自学环节就是学生在教师导入的情境中，带着急切求知的欲望，进入完全自我学习课本知识的阶段。学生在这个阶段中的自学包括两方面的内容：一是自己初步了解、初步理解和初步消化的内容，二是自己在自学时有哪些不明白的地方。这一环节的学习效果主要是通过学生个体发言进行反馈。教师在进行这个环节的教学时，注意把握的原则就是注意使用夸赞与鼓励的语言，流露真情关爱的眼光，运用合理的评价手段，营造宽松和谐的学习气氛。特别是对待回答问题不完全正确或完全不正确的学生，教师也要肯定他们积极动脑、认真思考的学习精神，让每个学生都能感受到成功的喜悦与自豪。
3）互学环节：互学环节是通过生生之间的互学和交流，完成在自学阶段中自己没有学懂的内容。教师在进行这个环节的教学时，主要做的是：注意倾听和立刻整理来自学生的各种学习信息，弄清楚哪些知识是学生已经学懂的，哪些是学生没懂的，哪些是学生应该学懂却忽略，是课时教学任务要求但学生没有提出或没有解决的。充分发挥教师的组织作用，积极创设良好的学习共同体，为学生能够顺利进行互学和交流提供有效环境。
4）导学环节：这个环节主要完成两方面的任务。一是教师通过搭桥、启发、引导学生解决他们在自学或互学时都无法解决的问题；二是教师要根据课程的要求、根据教学的任务和目的，完成学生忽略的却是本课时应该掌握的内容。完成“导学”环节的任务，主要是围绕着以下三个方面进行，一是围绕课本的“知识方面”；二是能够达到举一反三的“学习方法”；三是完成学生健康品行的教育任务。
5）总结环节―：这个环节是组织学生对本课程学习的梳理和总结，同样要坚持“以生为本”的教学思想，教师起到组织和引导作用，让学生通过自己的努力进行知识方面、方法和技能技巧方面、情感态度方面的整理总结。
3.结合实际，设计多种方式考核
（1）课堂问答考核。教师在备课时可创设一些问题，给出问答考核的标准，在课堂上可先提一些问题，让学生在学习此章节时带着问题自学。教师要了解学生的自学情况，可让学生回答提出的问题，教师根据问题的考核标准对学生评判给分。教师根据学生回答问题的情况，也了解学生掌握知识的情况。对于学生掌握得好的地方给予表扬；对于掌握得不好的地方，教师可以补充总结，使学生对知识的学习更加全面牢固。
（2）作业形式考核。在学完一章节后，教师要布置一定的作业让学生课外完成。教师根据学生的课外作业制订考核标准。根据作业考核标准，教师给学生的作业予以考核评判。最后，根据每次作业的评判，教师最后给予综合评判。
（3）论文形式考核。教师根据后继课程的一些综合问题以小论文的形式出题目，让学生运用离散数学的知识解决相应的问题。最后根据论文的标准给学生评判。
（4）试卷形式考核。学完了离散数学后，教师出一套离散数学试卷考核学生，以便全面了解学生的离散数学的学习情况。
最后，将四种形式的考核按一定的权值取综合成绩作为离散数学课程的最终成绩。
三、结语
离散数学课程是计算机及相关专业的一门核心课程，该课程的教学地位对后续课程的教学具有重要的影响，努力提高该课程的教学水平势在必行。在以后的教学和学习中，要不断结合实际，勇于改进与创新离散数学教学模式，达到更好的教学效果。
参考文献；
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[3]申华，张胜元.浅谈离散数学中数理逻辑与集合论的数学本质[J].大学教育，2013，（14）.
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[5]冷余生，解飞厚.高等教育学[M].武汉：湖北人民出版社，2006.
[6]宋燕红.浅谈离散数学在计算机学科中的重要性[J].科学导刊，
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[7]刘华山，程刚.高等教育心理学[M].武汉：湖北人民出版社，
