电子科学技术导论范文

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(一)基础理论为根本，思维培养为目标

电子电路系列课程是电子科学与技术学科中电路与系统等多个学科方向的核心基础课程，其最大的特点即为“基础性”。但基础并不意味着“一成不变”，当前，半导体集成工艺的发展迅猛，但已趋极限，各种新工艺、新器件亟待研究，各类新的思维方式亟需提倡。鉴于这样一种背景，此次2012方案中，我们在参照清华大学电子工程系在09本科培养方案［3］和MIT电气工程与计算机科学系［4］等多所国内外著名高校课程设置方案的基础上，结合目前电子技术发展的新技术、新工艺，对09方案中原有“微电子导论”课程内容进行整合更新，新增了“电子器件导论”这门限选课程，以使学生了解半导体及各种新型器件的基本工作原理、技术参数、主要应用领域和发展趋势，为将来从事科学装备的研制、应用和管理提供理论指导和技术支撑。课程前四章引入了对半导体器件物理、PN结和晶体二极管、双极型晶体管、MOS场效应管等内容的讲解，这些知识模块在原电路系列核心课程“电路分析基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子线路”等课程中均有讲解，但内容分散，部分内容多门课程重复讲述。由于缺乏系统性，学生总无法很好地理解，建立正确的概念，现将这四章内容组成核心章节进行连续讲解，不但可以形成系统概念，而且通过统一对比可以让学生充分理解知识点，为后续电路课程的学习奠定坚实的基础;课程后四章从集成角度和MEMS(微电子机械系统)、生物芯片、量子器件、纳米电子器件等新型电子器件技术角度对课程进行了较深的拓展，具有很强的前沿性和启发性。总之，课程从“分立元件”到“集成器件”，从半导体工艺到新型工艺，形成了一张完整的底层器件MAP图，具有很好的系统性，从而可以更好的完善电子科学与技术学科的知识体系。

(二)着眼系统讲技术，围绕功能讲原理

2012培养方案制定过程中，我们提出了“着眼系统讲技术、围绕功能讲原理、注重创新强实践”的总体指导思想，其中“着眼系统讲技术”在“射频电子线路”课程中得到了重要体现。该课程将结合典型的雷达系统或通信系统，按系统模块来组织教学，分章节讲解各模块中包含的技术，如:收发前端技术、频率变换技术、频率合成技术、高速AD/DA技术、数字调制解调技术、宽带高功率放大器;与这些技术相对应的模块或器件讲解包括:射频前端匹配电路、低噪放、混频器、锁相环、高速AD(DA)器件;与这些技术相对应的算法讲解包括:数字变频、数字滤波;与实际应用紧密相关的一些重要概念讲解包括:如噪声抑制、高稳定度时钟产生和分配、同步、频率基准等。从内容安排不难看出，“射频电子线路”课程经过这样的改革，不仅融合了原高频、微波、通信、信号等多方面的知识，有利于学生建立系统工程的概念，同时也可做到“学以致用”，知道这些知识模块可以用在哪些实际系统中，有利于培养学生的工程素养，提高学生的学习兴趣，真正掌握课程知识。

(三)教学实践相融合，能力培养为牵引

此次12方案制定过程中，特别突出了能力培养和实践教学的重要性，具体体现在:首先，对“电子线路基础”和“数字逻辑设计”等核心课程的实验进行单独设课，由原来与理论课程捆绑分离成两门课程，且实验内容由先期的“基础型”、“验证型”转变到“课程设计”、“综合实验”及大型设计与制作，以期加强学生综合实践能力的培养。其次，增设了“电子设计与制作”课程，鼓励全校学有余力、对电子技术很感兴趣的同学选修该门课程，以提升学生的实际应用和工程创新能力。此次实验教学改革，我们在强调学生参与的同时，也摒弃了教师在实验教学中仅仅充当“管理员”的陈旧印象，加大了教师在实验环节的指导作用，具体体现在“现代电子器件与应用电路”选修课程的增设上。该课程结合现代传感器、功率输出、强电输出等器件，分专题重点讲解多种实用性非常强的电子电路和接口电路的工作原理与具体电路，内容涉及信号处理、通信和电子等多学科，与电子科学与技术学科科研背景和实际装备研制结合非常紧密，为学生架构了理论学习与实际工程实践的有力桥梁，突显了教师在实验教学中的指导地位。

二、方案实施建议

此次2012方案的改革思路好，力度大，但如果不能有效实施，无非是“纸上谈兵”而已。下面提出以下几点实施建议:

(一)积极合理安排课程，确保系列课程的体系性

此次2012电子电路系列培养方案最大特点是体系性相当强，体现在理论由基础到核心，实验由基本到综合，层层深入，环环相扣，因而课程安排方面不能有一丝疏漏，而且部分课程的并行性被加强，如大一选修“电子器件导论”课程后，“电子线路基础”和“数字逻辑电路”课程可在大二同一学期进行开设，这不但可使同学们尽早掌握基础知识体系，而且两门课程同时学习，对比增强，有助于对课程内容的深入理解，因而在课程编排时可充分考虑课程的总体体系性，并行实施。

(二)理论课程与实践课程分离，确保实践课程的独立

有效2012电子电路系列培养方案中部分核心基础课程的实验教学由09方案的嵌入理论课程中实施变为单独设课，不但实验课时大幅增加，相对集中，而且实验的综合性大大增强，实验内容设置取材于平时的科研任务和历届大学生电子设计竞赛试题，实验平台也由MSI芯片集成向EDA、单片机、嵌入式系统等前沿专业设计平台过渡，这就要求实践教学管理严谨有序，保障有力，能切实为学生提供丰富的设计资源和强大的设计工具，真正为学生实践能力和创新能力的培养提供有利条件。

(三)大胆改革课程评价机制，注重学生综合素质的培养

在09方案中，系列课程中各主干课程的考核仍以理论考试为主，部分课程虽加强了实验考核的比例，并规定实验课程不合格整门考试即不合格［5］，但在具体操作时基本流于形式。12方案中，我们拟对各门课程的考核进行更为深入的改革，加大研讨和平时表现的分值比，尤其对独立设课的实验课程，我们将按照“项目式管理”的方式，依据项目选题、方案制定、项目实施、项目验收和项目总结等环节依次计分，强调学生综合素质的培养，以切实培养学生严谨踏实的科研作风和高超扎实的科研技能。

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1背景

智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域，智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度，这正是当代科学技术发展的大趋势，对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识，具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养，具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向，能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。

高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育，夯实本科教育基础并积极创造条件，大力开展创新教学，努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力，使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能，良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。

2教学计划与教学管理分析

智能科学与技术属于计算机类专业，其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识，尤其是大类专业招生教学的院校，通识课程主要是数学、物理文化基础，强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程，专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等；专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。

2.1学分

本科培养计划的学分中，国内外大学学分总数趋势是逐步减少，追求少而精。国内院校一般在130～190学分之间，如北京大学为150学分，清华大学为1 70学分，东南大学与浙江大学均为160学分，还有16学时为1学分的，也有18学时为1学分的。

中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分，其中必修课程须达76学分（共同必修58学分+资工组核心须达分+（资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分）），专业选修本系课程须达12学分，其他选修课程须达12学分，通识课程须达28学分（含外语课程必修8学分）。台湾“中央大学”为136学分，台湾“清华大学”为136学分，其中必修和必选学分126，其他与导师商量决定。

美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制，其中加州大学伯克利分校为120学分，麻省理工大学为90学分，加州大学洛杉矶分校为186学分，斯坦福大学为180学分。

2.2教学管理

在教学管理上，斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外，本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业，并且选择专业后允许更改，只要毕业时满足专业培养方案即可。

国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一，分为大类培养、专业培养和特殊培养3类，前两年不分专业，按学科分类集中培养。

台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程，再分小专业完成各学程，包括基础课、核心课和进阶课。

教学分组是现在的主流课程架构，也是体现专业方向的主要形式，分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学；台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式，台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。

2.3实验与实践教学

计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学，而目前课程该如何进行教学？这不仅是实验问题，如何以工程教育专业论证为目标，怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式，尤其是美国的大学，大作业体现的是实验与理论教学的结合，是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识，还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如，斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点，每1～2周有一次大作业，针对不同的任务，要求学生用不同的语言实现，使学生加深理解各类编程语言的应用场合；麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程，再修3门或4门核心课程，最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。

3智能科学与技术课程体系分析

智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上，需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究，主要包括感知技术和信息融合技术；自然语言处理与理解技术；知识处理（认识）技术，包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等；机器学习技术，特别是统计与规则相结合的学习技术；决策技术，即知识演绎技术特别是不确定推理技术等；策略执行技术，即控制与调节技术；智能机器人技术，特别是面向专门领域的智能机器人技术；智能机器人之间的合作技术；基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术；智能信息网络技术。

国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学，西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中，专业必修课程（2分）包括：①专业数学/理论基础（15学分）：算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑；②硬件与系统基础（分）：数字逻辑设计、微机原理和信号与系统；③智能基础（5学分）：脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程（15学分）包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程（29～32学分）：学生按照自己的兴趣，参考智能的2个专业方向推荐专业课组合，自行选择，至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他：①公共核心课程（分）：智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理；②专业方向课程（11～15学分）：机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。

西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。

建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求，设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”，湖南大学偏重“智能系统”，但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类，更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS；其次是专业，计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主，湖南大学的智能科学与技术专业强调系统，因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课，然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等；研究学位课程包括模式识别、人工智能等，主要体现为智能科学与技术基础（人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别）、核心（智能控制导论、智能数据挖掘）和应用（机器人学）。

4结语

（1）在课程计划实施过程中，教师需要遵循课程的时序图，即描述课程的进阶关系，从本科直到研究生，同时还可以实行一定的修课限制，如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论，若数据结构不及格不能修算法设计课程等。

（2）程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件，如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”，湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。

（3）鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动，如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT（student research training）计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。

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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2012）06－0063－02

一、引 言

物联网（Internet of Things，IOT）又称传感网，指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、视频监控系统和“外在使能”的各种资产、携带智能终端的个人与车辆等，通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通，从而提供安全可控乃至个性化的实时监控、定位溯源、报警联动、远程控制、安全防范等管理和服务功能，实现任何智能物体间的“管、控、营”一体化。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。并且随着科学技术的不断发展，物联网技术将催生新的产业，形成新的经济增长点，其发展前景十分可观。鉴于此，2010年8月，教育部审批通过了35所高校获批开设物联网相关专业，新设专业将自2011年开始招生。在2011年，又有27所高校设置的“物联网”专业通过了教育部的审批。

二、教学实践与教学方法的初步探索

笔者所在的大学还未申报物联网专业，但与物联网技术相关的支撑专业门类比较齐全，如信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术、控制工程及测控技术及仪器等专业。基于此，笔者在2011年连续两个学期开设了物联网技术导论的公选课，学生选课非常踊跃，170人的选课规模每次都爆满，从这可以看出当前本科生对物联网等新生技术具有非常强的学习欲望。针对物联网技术的特点，在现有教学技术的基础上，对教学方案进行了初步探索。

1．合理选择教材

笔者结合选课学生的特点：不仅有理工科学生，还有社会科学类学生，选择了周洪波博士所编写的《物联网技术、应用、标准和商业模式》一书。此书以通俗易懂的方式，指导学生了解物联网世界，且不需要较强的专业背景，适应不同专业的学生。

2．严格修订教学大纲，合理安排教学内容。

教学大纲不仅是进行教学内容及进度的依据，也是考试考查的依据，更是教学质量评估的依据。一个好的教学大纲，非常有利于教学质量的提高。在教学内容上，首先讲述物联网产业的发展与机遇，让同学们明白物联网技术无论是在经济、生活以及国家战略上都有非常重要的前景。让同学们掌握互联网、物联网以及它们的区别与联系，并了解基于四大技术的物联网支柱产业群，分别为RFID从业人员、传感网从业人员、M2M人群以及工业信息化人群；其次，着重讲述物联网产业链，即Device、Connect以及Manage（DCM）三层系统，或者也可称之为感知层、网络层和应用层。让学生了解物联网的通讯与连接，包括短距离无线通讯技术、长距离无线通讯技术、短距离有线通讯技术和长距离有线通讯技术。在物联网应用方面，通过物联网在城市市政管理、农业园林、医疗保健、智能楼宇和交通运输等方面和同学们进行交流和探讨。并通过介绍各种传感器的原理与技术，让同学们对整个物联网系统有更进一步的了解。

3．教学方法和教学互动

物联网是个实用性很强、发展前景很广的技术。将来物联网会发展到什么程度，对人类的科技和生活会产生什么影响，都是一个未知数。因而在教学过程中，笔者非常注意和学生互动，让同学们发挥自己的想象力，尽量去描绘50年，甚至100年后因物联网的存在，人们的生活所发生的翻天覆地的变化。在上课过程中，笔者既有讲述的环节，有和学生互动的环节，更有让学生分组讨论的环节。笔者希望此课程是个开放的课程，学生不仅能学到知识，更能发挥自己的主观能动性。同时，通过运用多媒体等途径来呈现物联网所存在的问题和发展前景，请同学们利用已有知识，并发挥自己的想象尝试提出解决方案，设置悬念，然后抓住重点、热点作深入分析，最后上升为理论知识。从而使课程生动形象，对错分明，环环相扣，印象深刻，气氛活跃。当然，这种讲课方式有一个前提，那就是建立在师生间平等、相互理解的基础上。这种授课方式，就是师生间的相互沟通，实现这种沟通，理解是基础，也即心灵交融，才能实现交往、沟通。

4．考核方式

为了适应物联网技术应用型人才培养目标的要求，笔者在考核方式上突出强调学生对物联网技术的基本概念掌握和发展前景设想，同时考查学生的论文写作能力，从而实现对学习过程的督促与考核，客观完整地评价学生的学习效果。在考核的评价标准上学生的成绩由学生上课过程中的讨论报告、出勤率和最终课程论文三个部分组成。其中讨论报告占20%，出勤率占20%，最终课程论文占60%。这种考核方式既能让学生进一步了解物联网技术，又能发挥学生的想象力和主动性，并能让学生初步掌握科技论文的写作格式和写作方法。

三、结束语

物联网是一个新兴的产业和技术，笔者依据物联网专业的特点，结合我校应用型人才的培养目标，从物联网专业设置的现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了初步的探讨。经过几个学期的教学探索，摸清了教学规律，优化了教学过程，改进了教学方法，使学生具有合理的知识结构，理论与实践相结合，从而具有解决实际问题的能力、开放的思维和协作能力，能够畅想未来，把握经济、社会和科学发展的大趋势，以适应社会经济和本科生教育信息化发展的需要，成为能够适应21世纪新挑战的复合型高端人才。

参考文献

1 周洪波.物联网技术、应用、标准和商业模式［M］.北京：电子工业出版社，2010

2 康晓慧、罗霄凤、张梅等.植物病理学方向研究生教学改革与探索［J］.安徽农业科学，2012（2）：1225～1227

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1.引言

随着科学技术近年来突飞猛进的发展，计算机及相关智能化应用在各个领域中占据了越来越重要的地位。无论是日常生活、工业领域还是军事领域，使用计算机的场合越来越多，而且不仅仅局限于最初的科学计算。在这种前提下，人工智能的概念应运而生。人工智能是20世纪中叶科学技术所取得的重大成果之一。它的诞生与发展对人类文明产生了巨大的影响和效益，同时，人类是否最终成为机器人的奴隶，人类社会会被计算机取代等等问题也被人提出并广泛讨论，这也就引起了哲学意识与人工智能的理论探讨。

2.人工智能的诞生

人工智能是20世纪中叶科学技术所取得的重大成果之一。人工智能是相对于人类智能而言的。它是指用机械和电子装置来模拟和代替人类的某些智能。人工智能也称“机器智能”或“智能模拟”。当今人工智能主要是利用电子技术成果和仿生学方法，从大脑的结构方面模拟人脑的活动，即结构模拟。

人脑是智能活动的物质基础，是由上百亿个神经元组成的复杂系统。结构模拟是从单个神经元入手的，先用电子元件制成神经元模型，然后把神经元模型连接成神经网络(脑模型)，以完成某种功能，模拟人的某些智能。如1957年美国康乃尔大学罗森布莱特等人设计的“感知机”，1975年日本的福岛设计的“认知机”（自组织多层神经网络)等。

电子计算机是智能模拟的物质技术工具。它是一种自动、高速处理信息的电子机器。它采用五个与大脑功能相似的部件组成了电脑，来模拟人脑的相应功能。这五个部件是：(1)输入设备，模拟人的感受器(眼、耳、鼻等)，用以接受外来的信息。人通过输入设备将需要计算机完成的任务、课题、运算步骤和原始数据采用机器所能接受的形式告诉计算机，并经输入设备把这些存放到存贮器中。(2)存贮器，模拟人脑的记忆功能，将输入的信息存储起来，供随时提取使用，是电子计算机的记忆装置。(3)运算器，模拟人脑的计算、判断和选择功能，能进行加减乘除等算术运算和逻辑运算。(4)控制器，人脑的分析综合活动以及通过思维活动对各个协调工作的控制功能，根据存贮器内的程序，控制计算机的各个部分协调工作。它是电脑的神经中枢。(5)输出设备，模拟人脑的思维结果和对外界刺激的反映，把计算的结果报告给操作人员或与外部设备联系，指挥别的机器动作。

以上五部分组成的电脑是电子模拟计算机的基本部分，称为硬件。只有硬件还不能有效地模拟和代替人脑的某些功能，还必须有相应的软件或软设备。所谓软件就是一套又一套事先编好的程序系统。

人工智能的产生是人类科学技术进步的结果，是机器进化的结果。人类的发展史是人们利用各种生产工具有目的地改造第一自然(自然造成的环境，如江河湖海、山脉森林等)，创造第二自然(即人化自然，如人造房屋、车辆机器等)的历史。人类为了解决生理机能与劳动对象之间的矛盾，生产更多的财富，就要使其生产工具不断向前发展。人工智能，是随着科学技术的发展，在人们创造了各种复杂的机器设备，大大延伸了自己的手脚功能之后，为了解决迫切要延伸思维器官和放大智力功能的要求而产生和发展起来的。

从哲学上看，物质世界不仅在本原上是统一的，而且在规律上也是相通的。不论是机器、动物和人，都存在着共同的信息与控制规律，都是信息转换系统，其活动都表现为一定信息输入与信息输出。人们认识世界与在实践中获取和处理信息的过程相联系，改造世界与依据已有的信息对外界对象进行控制的过程相联系。总之，一切系统都能通过信息交换与反馈进行自我调节，以抵抗干扰和保持自身的稳定。因此，可以由电子计算机运用信息与控制原理来模拟人的某些智能活动。

从其它科学上来说，控制论与信息论就是运用系统方法，从功能上揭示了机器、动物、人等不同系统所具有的共同规律。以此把实际的描述形式化，即为现象和行为建立一个数学模型；把求解问题的方式机械化，即根据数学模型，制定某种算法和规则，以便机械地执行；把解决问题的过程自动化，即用符号语言把算法和规则编成程序，交给知识智能机器执行某种任务，使电子计算机模拟人的某些思维活动。所以，控制论、信息论是“智能模拟”的科学依据，“智能模拟”是控制论、信息论在实践中的最重要的实践结果。

3.人工智能与人类智能的区别

人工智能是人类智能的必要补充，但是人工智能与人类智能仍存在着本质的区别：

（1）人工智能是机械的物理过程，不是生物过程。它不具备世界观、人生观、情感、意志、兴趣、爱好等心理活动所构成的主观世界。而人类智能则是在人脑生理活动基础上产生的心理活动，使人形成一个主观世界。因此，电脑与人脑虽然在信息的输入和输出的行为和功能上有共同之处，但在这方面两者的差别是十分明显的。从信息的输入看，同一件事，对于两个智能机具有相同的信息量，而对于两个不同的人从中获取的信息量却大不相同。“行家看门道，外行看热闹”就是这个道理。从信息的输出方面看，两台机器输出的同一信息，其信息量相等。而同一句话，对于饱经风霜的老人和天真幼稚的儿童，所说的意义却大不相同。

（2）人工智能在解决问题时，不会意识到这是什么问题，它有什么意义，会带来什么后果。电脑没有自觉性，是靠人的操作完成其机械的运行机能；而人脑智能，人的意识都有目的性，可控性，人脑的思维活动是自觉的，能动的。

（3）电脑必须接受人脑的指令，按预定的程序进行工作。它不能输出未经输入的任何东西。所谓结论，只不过是输入程序和输入数据的逻辑结果。它不能自主地提出问题，创造性地解决问题，在遇到没有列入程序的“意外”情况时，就束手无策或中断工作。人工智能没有创造性。而人脑功能则能在反映规律的基础上，提出新概念，做出新判断，创造新表象，具有丰富的想象力和创造性。

（4）人工机器没有社会性。作为社会存在物的人，其脑功能是适应社会生活的需要而产生和发展的。人们的社会需要远远超出了直接生理需要的有限目的，是由社会的物质文明与精神文明的发展程序所决定的。因此，作为人脑功能的思维能力，是通过社会的教育和训练，通过对历史上积累下来的文化的吸收逐渐形成的。人的内心世界之所以丰富多彩，是由于人的社会联系是丰富的和多方面的，人类智能具有社会性。所以要把人脑功能全面模拟下来，就需要再现人的思想发展的整个历史逻辑。这是无论多么“聪明”的电脑都做不到的。随着科学技术的发展，思维模拟范围的不断扩大，电脑在功能上会不断向人脑接近。但从本质上看，它们之间只能是一条渐近线，它们之间的界限是不会清除的。模拟是近似而不能是等同。

4.总结

从以上分析不难看出，人工智能与人脑在功能上是局部超过，而整体上不及。由于人工智能是由人造机器而产生的，因此，人工智能永远也不会赶上和超过人类智能。所谓“机器人将超过人奴役人”、“人将成为计算机思想家的或害虫，……保存在将来的动物园”的“预言”是不能成立的。因为，它抹煞了人与机器的本质差别与根本界限。然而，在现代科学认识活动中，没有人工智能，就不会有人类认识能力的突破性发展和认识范围的不断扩大。不仅电脑依赖于人，人也依赖于电脑。这就使得对人工智能的探讨以及对人机互补的关系的探讨成为一个新的课题。

参考文献

[1]王万森.人工智能原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[2]王文杰,叶世伟.人工智能原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[3]韦涛.未来与发展[N].2006(2).

[4]史忠植.高级人工智能[M].北京:科学出版社,1998.

[5]李陶深.人工智能[M].重庆:重庆大学出版社,2002.

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[中图分类号] G642；TN929.5-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）03-0037-02

实践教学培养是本科院校高等工程教育体系中不可或缺的重要环节，是影响物联网工程专业人才创新实践能力的主要因素。福州大学物联网工程专业是全国首家校企联盟的物联网教学单位。本文结合福州大学物联网工程专业办学实践情况，分析物联网工程专业实践教学培养准备，以物联网工程人才的素质培养为基础，构筑高层次物联网工程技术人才培养新体系。

一、物联网工程人才实践教学培养体系研究

（一）物联网工程人才实践能力培养标准

物联网不但可以提高经济效益，节约生产成本，培育新兴产业，而且还可以推动传统产业升级，促进信息化和工业化深度融合。因此，综合工程实践素质培养是物联网工程专业人才培育的重点。根据国家教指委出台的相关文件精神，一般认为物联网人才实践能力主要包含三个方面：1.具有综合运用掌握的物联网知识、方法和技术解决实际问题的能力；2.具有运用掌握的现代信息技术学习新技术、新知识的能力；3.具有技术创新和产品创新的初步能力。

（二）物联网工程专业实践教学培养现状

福州大学的物联网工程专业于2011年开始筹建，并于2012年开始正式招生。在近四年的发展过程中，福州大学陆续投入了大量的人力、物力、财力，根据物联网人才实践教学培养的标准，建设物联网专业实验室，完善实践教学体系。然而，任何的一个学科建设都不是一蹴而就的，对于物联网工程专业来说更是如此。在目前的教育环境下，福州大学的物联网工程专业的实践教学培养既存在其他高等院校的共性问题，也存在一些个性问题。这些问题主要包括以下几个方面。

1.课程之间缺乏整合，专业实验课程衔接不畅。而初生的物联网工程专业无法在短期内融合电子、通信、计算机、自动化控制等相关传统学科所示内容，因此在物联网工程专业课程群建设缺乏规划的情况下，专业实践课程衔接不够，相对孤立。最终导致实践教学知识跨度大，学生接受程度低。

2.教学模式封闭单一，教学课程与学生动手实践活动衔接不畅。福州大学的物联网工程专业依托于物理与信息工程学院，实践教学培养主要参照传统的电子信息类专业，也承接了现有电子信息类专业实践教学的共性问题，其中专业实践教学环节的学时比重不足30%。造成这一现象的原因，一方面是物联网技术第二课堂还未完善，另一方面是与合作企业的衔接还不流畅。

3.师资队伍工程经验不足，培养过程与工程实际的衔接不畅。作为福建省211重点院校，在经过多年的发展后，福州大学基本已形成了知名教授领导，海外知名院校、重点985院校毕业优秀博士为主力的师资队伍。然而，本科院校多年普遍重理论研究，轻工程实践，教师普遍工程经验较少，因此在培养过程中不可避免地出现实践环节与工程实践衔接不畅的问题。

二、物联网工程专业实践教学体系建设思路

为了加强物联网工程教师队伍的工程实践经验，加快在校学生融入物联网企业的脚步，福州大学在筹建物联网工程专业的初期就与物联网龙头企业新大陆科技集团、三鑫隆、欣创摩尔等福建省内物联网新兴企业开始了紧密的合作。根据福州大学的实际办学情况，福州大学确立了以下建设思路。

1.充分发挥校企合作协同创新在学生实践能力与综合素质培养中的关键作用，构建“合作重实质、功能重实用、培养重实效”的物联网工程专业培养新模式。

2.密切与行业和企业的联系，建立稳定的校外实践基地，加强和推进校外实践的力度。在与企业签订协议的基础上，进一步加强内涵建设，邀请其工程技术人员全程参与人才培养过程，共同开展项目课程开发和实践，保证学生实践质量。

3.建立健全长效机制，完善管理制度和考核办法，使企业、学校、学生三方受益，使校企合作、工学结合具有可持续发展能力。

4.加强实践教学、实践基地与大学生“预就业”相结合的建设，推广大学生在实践基地“预就业”，以获得实际工作的机会，了解用人单位的用工需求，提高自身能力和素质，让学生充分发挥“预就业”的优势找到理想的工作。

三、实践教学体系构建

福州大学物联网工程专业课题组在经过三年多的探索后，初步构建了多层次的物联网实践教学体系。高等工程教学体系是由工程教学设施、工程教育教师队伍两大部分组成。福州大学物信学院根据高等工程教学体系的基本组成部分，着眼于物联网工程校企合作办学特色专业建设，以提高电子类、信息类、通信类本科生、研究生的工程实践能力、科研创新能力为目标，构建一个包含软硬件的高等工程教育交叉学科“校企合作”实践教学体系，培养复合型、创新型的多元人才。

（一）数字化多层次物联网工程创新实践教学平台建设

物联网是通信网络和计算机网络的拓展应用和网络延伸，是感知技术、传输技术、智能信息处理和控制技术等方面的有机融合。物联网工程专业是一个典型的交叉学科，教学内容覆盖电路分析、传感器与检测、信号与系统、通信原理等方面的基本知识，科研创新包含低功耗微小器件、绿色能源、智能信息处理、3D立体显示等研究方向。项目建设拟坚持优化组合、资源共享、高效运转的原则，围绕理论教学、实践教学、科学研究三位一体的教学模式，分层次建成面向全院电子与科学技术、信息与通信信息系统学科的特色实验室、适应高素质创新人才培养的综合技术实验室、本研共享的学科研究实验平台。

1.以“提升学生创新能力”为指导，建设物联网感知与控制创新能力培养平台。物联网工程是一个典型的交叉学科。它与电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信息系统、电子信息工程等学科均有交叉，是一个既涵盖基础元器件又包括应用系统和信息互联等众多应用的平台。在该平台上，我们将整合福州大学物信学院光电信息显示、电子科学技术等专业的实验教学资源，充分发挥学生的创新能力，建设信息传感、传输、显示、存储、分析识别及智能互动的物联网信息处理综合实验平台，不断提高学生创业创新能力。

2.以“学以致用、协作创新”为指导，建设物联网软件与服务应用工程能力培养平台。服务区域经济，建设物联网工程专业是本项目的建设目标之一。物信学院通过与先进的物联网企业合作，根据行业发展的主要特色，在实践基地为电子类、信息类、通信类、计算机类、物流类、电气工程类等相关专业本科生、研究生提供各种真实情景的工程教学科研实训环境，建设物联网软件与服务应用工程能力培养实践平台。以“校科合作”为平台，通过“专业课程认识实习专业课程实验专业课程项目实训专业综合实训专业科研毕业实习”的系统化实践教学体系建设，进一步深化人才培养模式改革、构建突出职业岗位能力的课程体系，建立规范的课程标准，提升师资水平。

（二）高层次工程教育教师队伍建设

为了确保教师队伍能满足高校发展的现实需求，汇聚、培养优秀创新人才，促进物联网工程专业的内涵式发展，项目建设拟从以下方面开展教师队伍建设――校企合作“内外双修”教师培训计划。具体的建设计划如下所述。

1.采用进修深造和项目培养两种模式，提高现任在职教师的业务水平。在学校和学院的支持下，继续支持教师通过短期职业培训、校外进修、研修结合等形式逐步提高自己的综合素质。此外，在项目建设中，还将依托实践基地与新大陆、欣创摩尔等企业开展深入的科研合作，融技术研究、工程开发、技术转移和人才培养为一体，通过合作立项，促进教师由理论走向实际，逐步加强实践创新的能力。

2.积极聘任企业高级工程技术人才为专职教师。根据专业设置、课程安排、学生实训等方面的需求，有计划地面向企事业单位，择优选聘工程人才，担任专业课或实习指导兼职教师。定期或不定期为学生系统讲授课程、开展专业知识讲座。2012年12月，学院就积极邀请新大陆科技集团总裁王晶在物联网工程专业的学科导论课程中为大学生讲授物联网的产业发展状况，该次课程收到了良好的效果。在今后的专业建设中，学院将积极探索校企合作兼职教师交流制度，建立教师交流平台。

总之，物联网工程专业是一个全新的专业，且跨多种专业门类，具有很强的实践性，福州大学物信学院多层次的物联网实践教学体系是否能为地方经济发展培养优秀的物联网工程专业人才，还要继续探索和完善。