時間：2023-06-07 15:58:00
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21世紀被公認為是生命科學的世紀,生命科學在農業可持續發展、能源開發、人類健康、生態平衡等領域發揮著重要的作用。近年來生命科學成為科學大系統里最有競爭力的帶頭學科,引領著世界科技經濟的快速發展。因此，世界主要國家都把發展生物科學和生物技術作為基本國策。21世紀世界各國在高科技領域的競爭歸根到底是高素質人才的爭奪和競爭，在這一歷史時期，高校非生物專業開設生命科學課程是新世紀高等教育發展的需要，是歷史的必然。作為21世紀的大學生,如果不懂得一點生物學的知識,成為所謂的“生物盲”,將無法適應以生命科學和信息科學為特征的知識經濟飛速發展的要求。加強生命科學教育,普及生命科學知識,有利于個人形成正確的人生觀、世界觀,有利于樹立良好的健康觀念,提高環保意識,增強學生的社會責任感，促進社會的發展與穩定。因此，在民航院校開設《生命科學概論》對民航人才的培養模式具有重要意義。高等教育應該是在更高層次上的以整體素質教育為主,有一定專業方向的高層次整體素質教育。《生命科學概論》是一門融合基礎知識與前沿進展相結合的綜合性課程，是當今高校進行素質教育的重要內容。世界著名大學，如哈佛、劍橋和斯坦福等，早在20世紀80年代就在全校開設類似生物學課程，1995年以來，清華、北大、上海交大等重點理工科大學也陸續把《生命科學概論》列為非生物類專業的限選或必修課程，北京航空航天大學和南京航空航天大學近年來也面向非生物專業開設《生命科學導論》的公修課。隨著航空航天事業的飛速發展，生命科學技術在航空航天領域的應用越來越廣泛。為發揮航空器整個系統的效率，提高其安全性和可靠性，利用生命科學技術開展航空人因工程研究，開展在航空環境下飛行員的行為及作業工效研究，弄清飛行員與航空器在航空飛行環境下的相互作用與相互關系，提出航空器飛行器的適人性設計要求、安全救生與防護措施、評價方法以及人員的選拔與訓練方法等，使人、航空器及其所處的飛行環境有機協調與配合，探討航空環境對航空人員健康的影響機制及對抗措施，為航空工程提供理論基礎和技術支撐，這些將大大促進民航事業的快速發展。因此，在民航院校開設《生命科學概論》，增加了學生對生命科學知識的了解,尤其是對人體自身的了解，將有利于學生發展仿生的設計思路,落實“以人為本”的根本原則；有利于拓寬學生知識面，改善知識結構，提高學生綜合素質，將來更好地為民航服務。
二、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學內容
中國民航大學是一所以工為主，理工結合，集管理學、經濟學和法學等學科全面發展的綜合性行業院校，在校學生均為非生物專業。學校利用航空醫學研究所的師資力量從2006年開始給全校本科生開設自然科學類公共選修課《生命科學概論》，深受學生歡迎，每學年選課人數達到800人。向非生物學專業學生開設《生命科學概論》課程的教學內容定位于“基礎性、系統性、趣味性和學科交叉性”，從介紹生命科學基礎知識的物質基礎入門，衍射到生命活動的基本單位———細胞，從細胞到細胞工程；從生物物質代謝深入到生物遺傳的本質———基因，從基因到基因工程，直至現代的分子生物學技術，從分子水平上闡述生物的奧秘；同時還從動物、植物、微生物等不同的生物類群上描述生物的多樣性以及生物與環境的關系，通過科學性、趣味性、學科交叉性和貼近生活性的內容介紹生命科學領域的最新進展以及與我們人類自身生存和健康方面的相關知識，使學生的生命科學素質得到提高。講授內容在注重系統性的基礎上包含了最新的科技前沿、最廣泛運用的生物學技術手段、最熱點的人類疾病、最新的交叉學科等等。我們密切關注科技最新動態，把其中反映生命科學和生物技術最新進展的內容及時移植到我們的教學中去。例如：在“遺傳”部分介紹癌癥、糖尿病、高血壓等現代慢性疾病在遺傳方面的研究近況；在“病毒”部分介紹SARS、H7N9等疾病的致病機理、防治途徑和治療方法；在“免疫系統”介紹艾滋病的基本知識及預防；在“環境”部分介紹日本福島第一核電站泄漏等。這些“時尚”新內容很受學生歡迎，讓學生了解生命科學，激發對生命科學的興趣。
三、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學方法
1.采用多媒體教學手段加強學生的感性認識
《生命科學概論》教學內容龐雜、信息量大、知識難點多。所謂“百聞不如一見”,直觀的東西更易于接受、理解和記憶。利用多媒體教學,通過圖文聲像并茂的組合方式講授課程，將書本知識化靜為動，化虛為實，化抽象為直觀,不僅增加了課堂的教學信息量，提高了學生學習效率，而且增強了學生對知識的理解及方法的運用。另外，可在課堂上利用多媒體設備播放一些生物學相關影像資料，給學生更為直接的視覺感受。例如播放科教片《人類消失之后》，讓學生充分理解人類和大自然和諧相處的重要性。
2.開展課堂主題演講激發學生的學習興趣
為了激發學生學習的主動性,提高課堂教學的參與度,了解生命科學的研究進展,我們組織開展了課堂專題演講的研究性學習活動。教師初步確定當前生命科學重要前沿問題的題目,如生物芯片、基因工程、干細胞、生態與環境可持續發展、轉基因食品等,把學生按5～6人一組分組，每組確定一個主題，學生通過網絡和圖書館查閱相關文獻資料,小組討論寫成小論文,并做成幻燈片在班上交流演講。這樣增強了同學之間以及同學與老師的溝通交流，活躍了課堂氣氛，充分鍛煉了學生的文獻檢索利用、團隊協作、論文寫作和口頭表達等綜合能力,收到了良好的效果。
3.引入社會熱點問題，開展辯論賽，提高學生理論聯系實際的能力
科技是一把雙刃劍，生物高科技的發展給人們的生活帶來舒適快樂，同時也給人們帶來了很多的困惑甚至危機。人們在開發利用生物技術時，有可能出現意想不到的安全問題，生物技術的誤用以及生物技術的非道德應用也可能帶來很大的安全隱患。這些與生命科學有關的熱點問題具有鮮明的時代性和綜合性,學生對這些熱點問題的探討有利于增強他們的科學敏感性和社會責任感,以培養他們捕捉信息、分析事物的能力。首先，教師初步確定當前生命科學具有爭議性的熱點社會問題,如食品添加劑的利與弊、克隆人的利與弊、轉基因食品的利與弊、垃圾焚燒的利與弊、安樂死是否應該合法化等。學生通過分組每10個人一組，每2組自由選擇一個辯論主題作為正方和反方進行辯論，每個班級推舉一名主持人來主持辯論賽。通過辯論賽，增強了學生之間的團結、合作、競爭、進取的意識，為學生提供了一個思考和展現自我的平臺，并讓學生對科學研究有了更進一步的認識，大大提高了學生理論聯系實際的能力。
4.多元化的考核方式
學生的課程成績由平時成績和考試成績組成，其計算方式為：最終成績=平時成績（占30%）+期末開卷考試成績（占70%），其中平時成績的考核主要由課堂出勤（占10％）、課后作業（占10％）以及課堂小論文（占10％）三部分內容構成，期末考試成績采用撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式。這種多元化考核方式不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量，又考查了學生對知識的了解和掌握程度，同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣，減輕了學生的思想壓力，且避免了少數學生平時不學習，通過考前突擊準備獲得較高分數，導致課程成績不合理的情況發生。
四、思考與建議
一、我國航空法學職業化實踐教育培養模式提出的背景
目前，我國正處于由民航大國向民航強國發展的過程中，民航產業的做大做強，對民航人才需求不斷加強，而能夠服務民航的航空法學實務人才更是促進民航由大到強轉變的重要影響因素之一。但由于目前我國民航院校的法學教育培養模式存在問題，沒有形成以航空法為特色的法學教學體系，導致我國航空法學人才并不能滿足現實需求，人才數量與質量均與民航強國戰略不太適應，不僅在微觀上影響民航院校法學學生的就業及航空法學的發展前途，而且在宏觀上影響民航強國戰略的實施。為此，民航院校的法學必須改革現有的教育培養模式，在遵循教育外部關系規律的前提下，主動適應民航經濟的發展，重新定位辦學目標、教學培養模式等，形成系統的綜合的職業化實踐性教育培養模式，以促進民航工科院校法科學生的就業，同時也促進民航強國發展戰略的實施。
二、我國航空法學教育培養模式存在的問題
1.學科專業體系缺乏特色性。目前，全國共有近600所院校設置了法學專業，其中將近一半以上的工科院校也設置了法學專業。民航院校屬于典型的行業特色工科院校，不僅工科專業較多，而且立足于特色民航專業。這樣院校中的法學專業，相比較政法類專業院校和綜合性大學中的法學專業，在辦學規模、師資力量和學生生源等方面確實存在一定劣勢，不具備其他綜合性院校和法學專業院校培養的法學本科生的就業優勢，缺乏較強的競爭能力。我國高校中專門的航空類院校僅限于中國民航大學、中國民航管理干部學院、四川廣漢飛行學院、廣州民航職業技術學院、北京航空航天大學、南京航空航天大學、沈陽航空航天大學，但專門設置法學院的只有中國民航大學和北京航空航天大學。wWW.133229.CoM目前我國民航院校的法學專業人才培養計劃或方案中普遍沒有區分專業方向、特色課程，沒有充分發揮民航行業與法學相結合的優勢，沒有形成以航空法學為特色的完備學科體系。
2.教育培養模式缺乏實踐性。目前的民航院校法學專業由于受人才傳統培養模式、辦學客觀條件等因素的影響，沒有重視教育教學的實踐性主旨，忽視了將法律運用到民航生產工作一線的要求，導致培養的法科學生只懂法學理論，不懂民航實踐，這種教育培養模式將嚴重影響法科畢業生的實踐操作能力，危及就業。
3.教育培養方式單一化。在市場經濟條件下，教育培養的學生必須符合企業的需求，適應市場的需求，這就需要產學研的通力合作。而目前民航院校的法學教育培養方式單一，缺乏與民航行政機關、企業的合作，挖掘利用多種教育資源不夠。一方面不能體現航空的行業特色；另一方面也不能發揮民航企事業單位實踐的優勢為教學所用，培養出來的法學學生不能很快地融入和適應民航企事業單位。
4.教學體系不能切合民航實際的需求。第一，課程設置。課程設置主要圍繞國家統一的法學十四門核心課程，缺乏航空法學系統課程體系。雖然目前有些民航院校的航空法學專業安排了部分航空法課程，但缺乏航空法學的法律實務實訓等技術性課程。第二，教學方法。只有改革教學方法，才能吸引學生的注意力，更好地教授課程內容。我國目前的航空法學教育缺乏調動學生主動性、思考性和動手性的教學方法，培養出來的學生一旦接觸到實務便束手無策，一籌莫展。第三，考核與評價機制。當前的航空法學教育對學生的考核一般以書面的試卷考試為主，缺乏對學生航空法律掌握能力的分析評價，沒有形成綜合的實踐考核與評價機制。
三、我國航空法學職業化實踐教育培養模式的構建
航空法學職業化實踐教育本文由收集整理培養模式改革是一個系統工程，需要結合民航強國戰略精心設計，從基本框架、培養方式、課程設置、教學方法、考核評價等各個方面進行合理構建。
1.基本框架。為了構建具有明確目標性、系統性和特色性的航空法學職業化實踐教育模式，我們提出“四個一”工程。具體是指：“強化一個重點，即建設民航強國為重點；發展一個專業，即建設與發展具有行業特色的航空法學專業；夯實一個平臺，即打造航空法學職業化實踐教學平臺；培養一批人才，即培養大規模的服務民航的航空法學人才。
2.培養方式。積極加強與民航實務部門的聯系，進行校企等聯合培養，以拓展教學資源，共享教學成果。民航企業和民航院校共同構建基于行業標準的教師與學生培養平臺：一方面選派教師到航空企事業單位學習，打造具有行業認可、理論實踐結合的“雙師”素質航空法學專業教學團隊；另一方面，選派優秀學生到航空企事業單位學習實習，加強產學合作，滿足市場需求的航空法實務技能人才，實現“雙贏”。目前，中國民航大學法學院研究生導師遴選實行“雙導師”制，研究生可在“二導”所在單位實訓，參加他們的課題或案件。
3.教學體系。法學具有的先天職業背景決定了法學教育是一門應用性學科，具有較強的社會性和實踐性特點；而民航業更是一門實踐性學科，所以航空法學天生具有職業化、實踐性的特點。因此，在教學體系上必須滿足航空法學的職業化性質和民航的實踐性本質。具體表現在：
第一，課程設置。課程設置上既要強調學術性，更要強調實踐性。具體包括兩大模塊：第一模塊是民航與法學基本理論知識，第二模塊是航空法理論與實踐課程。第一模塊以民航概論和法學十四門必修課為導航課，具體包括民用航空基礎、航空器基礎知識、空中交通管理、機場及空港、航空運輸及運營、航空運輸安全及監管、法理、憲法、民商法、刑法、訴訟法、國際法等。第二模塊的航空法理論課主要分為航空法概論、航空法律文獻檢索、航空公法、航空私法，在此基礎上根據不同院校的優勢和特色細分為航空商業與法律、航空運輸法律和政策、航空保險法、航空電子信息服務法律、航空航天知識產權法、航空器事故調查與法律，航空刑法、航空犯罪與預防、航空保安法、衛星通訊與法律，民航行政監管、國際航空法、比較航空法、航空航天法、外層空間法、國際航空法等。
第二，教學方法。航空法學不僅僅是給學生傳授航空法學理論，而且還要讓學生運用相關理論解決航空運輸生產實踐中碰到的法律問題，這就需要充分運用各種教學方法，從聽說讀寫四個方面鍛煉學生的實際能力和素養。聽是指聽教師傳授各部門法的課程；說指通過辯論法、情境模擬法、案例教學法、探討教學法等鍛煉學生的語言功能，將之用于民航法律的實務中；讀是指大量閱讀在法律文獻課程中查找到的文獻書籍、法院判例等，深入了解民航與法律知識；寫是通過學年論文、畢業論文、讀書報告、案例分析報告、實習報告、模擬法庭法律文書等鍛煉學生的動手能力。總之，運用這些教學方法增強學生對航空法學的感性認識，激發學習的興趣，最大限度地調動和提升他們的應用能力與實踐能力。
第三，考核與評價體制。航空法學人才的考核與評價體制要脫離傳統的單一考核方式和評價體系，不再單純以“分數”論英雄。而是設計一套合理的、綜合的評測體系。首先，制定考評標準。針對不同的理論課程與實踐課程設計不同的標準。理論課程注重理解與分析，實踐課程注重操作與運用，所以應有不同的標準。其次，考評主體應多元化。為了發揮學生的主動性能力，在考評過程中應采用以教師考評為主，學生自助互評和實習單位考評為輔的考評方式。最后，考核方式多樣化。學習內容的豐富多樣決定了考評形式的多樣化，不限于傳統的筆試，還可以采取口試、實踐報告、現場答辯等。考評方法不僅重學習結果，更重學習過程，對于評價學生的綜合素質，特別是實踐能力具有重要意義，能夠反映出學生的航空法學實踐能力與理論功底。
【關鍵詞】機器人教學;能力培養;教學內容;教學方法
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)03―0144―03
引言
20世紀是人類科學技術迅速發展的輝煌100年,綜合諸多前沿學科和技術的機器人的誕生和機器人學(Robotics)的建立是上世紀科學技術所取得的重大成就的代表之一。從1962年美國萬能自動化(Unimation)公司的第一臺機器人的投入使用到現在,短短40多年的時間,機器人已從無到有,現在已擁有“百萬大軍”,在世界各個領域和人民生活的諸多方面忠誠地為人類服務,做出了不可磨滅的貢獻。隨著機器人技術的蓬勃發展,目前全國的許多高校甚至中小學都開設了機器人教學的相關課程,而且學生的人數在逐年增多。以北京航空航天大學(簡稱北航)為例,現在每年選修機器人課程的學生都在上百人左右。機器人是一門多學科高度交叉的前沿學科,包括機械學、生物學、人類學、計算機科學與工程、控制論與控制工程學、電子工程學、人工智能、社會學等,無論在基礎理論方面還是在實踐應用方面其發展速度都十分驚人。為了進一步更新教學理念,優化教學策略,保持與國內外機器人教學同步提高,筆者對國內外十幾所著名高校的機器人教學情況,就教學大綱、成績考核等方面進行了調查研究與分析,在此基礎上對筆者從事的機器人教學課程進行了改革和探索,提出了一些建議和改革措施,并在近三年北航的《機器人學》教學過程中進行了實踐,取得了不錯的教學效果。
一 國內外機器人教學的調研
美國是機器人技術的發源地,開展機器人教學的高校比較多,而且教學水平和教學質量在國際上都是首屈一指的。調研的美國高校包括MIT[1]、Stanford[2]、CMU[3]、UC-Berkeley[4]、CIT[5]五所高校,國內高校包括清華大學[6]、上海交通大學[7]、哈爾濱工業大學[8,9]、吉林大學[10]、天津大學[11]、北航六所高校。調研的方式主要是收集各高校網站相關教學信息,包括教學大綱、成績考核等,通過分析比較,總結經驗。
就所調研的國內外高校而言,國內外高校機器人教學特點可概括如下(參見表1和表2):
1 美國高校的機器人啟蒙課程或機器人導論等開設在本科,使本科學生對機器人有個普遍的了解,以“講解+實驗+討論”的形式,利于形象化理解;研究生階段開設《高級機器人學》等更深層次的課程,進行分方向研究。開設的專業較廣,涉及機械工程、電子工程、航空航天、計算機科學等專業,而國內高校本科開設機器人課程的相對較少。
2 國內的機器人課程主要開設在碩士第一學期,部分學校在本科階段開設《機器人概論》課程,現有將《機器人學》從碩士提到本科的傾向。開設方式多樣,如必修、專業選修、全校選修等。國內高校選擇教材較集中,選用蔡自興《機器人學》、熊有倫《機器人學》的居多,部分高校的課外參考書為國外原版教材。
3 美國高校的機器人實驗與課堂講解的學時比例基本上在1:1.5左右,而國內高校的實驗學時數相對較少(實驗與講解的比例最高為1: 3.2),半數以上高校的實驗課時數為零。例如,MIT的課堂教學學時數與北航的差不多,但實驗的學時數已經達到了22學時,而北航的實驗學時數為零。
4 就考核方式而言,美國高校的機器人課程都有期中考核,國內高校基本上沒有期中考核。此外,美國高校的機器人課程作業考核占的比重比較大,比如CMU的作業考核占到了總成績的60%。
二 北航機器人教學現狀
以北航機器人所為全校研究生開設的《機器人學》這門課程為例,我們的機器人教學還有較多不合理之處:
1 教學內容陳舊。課程的教學大綱是九十年代制定的,十幾年了沒有什么變化,遠遠落后于機器人技術的發展。而教師在授課時基本按照教學大綱來執行,對教學內容的更新不多。課程設置的大多還是一些傳統基礎內容,而從學生的反饋來看他們對該學科的前沿進展和最新成果更加感興趣,因此需要從興趣方面引導學生積極地自主學習,在該學科上不但具有扎實的基礎同時具有寬廣的知識面。
2 教學環節上也存在諸多不合理之處,過多偏重于教師的講授,學生獨立思考、實踐的課程根本沒有。而實踐環節是檢驗學生創新思維能力的最佳方法, 是鍛煉學生對信息的采集、分析、處理和應用等必不可少的重要環節。
為了全面提高機器人教學的質量和學生的培養質量,使學生能真正學到系統深入的機器人知識并具有較強的實際運用能力,為他們在后續的工程實踐和研究過程中創造出創新性的研究成果奠定基礎,有必要針對上述問題進行《機器人學》課程教學的改革,制定合理的課程內容和教學方案。
三 改革措施與實踐效果
針對《機器人學》這門課程存在的問題,基于“能力培養”的主導思想,對該課程進行了改革和探索。
1 教學內容方面的改革
教學內容方面的改革主要包括兩方面:
(1)在教學內容上增加了入門介紹的內容。針對我校的大部分研究生在本科階段未上過機器人相關課程的情況,借鑒國外本科機器人教學的內容和方式,把緒論部分的學時從原來的1學時增加到了2學時,并采用視頻、圖片、動畫、參觀等直觀形象的方式為學生較系統地介紹機器人的發展歷史、分類、用途、研究方向等,讓學生在2學時的時間內對機器人這個學科有一個基本的認識,避免了過去緒論時間短,學生還未弄明白學習對象的情況下就開始專業知識的學習。此外,在緒論里面每年都增加新的機器人的研究進展,學生們既了解了歷史又開闊了眼界。在過去三年的實踐中,上述教學改革得到了學生的好評。
(2)在教學內容上注重了“深度”與“廣度”的結合。在以前的機器人教學內容中偏重于知識的深度而忽略了知識的廣度,例如偏重于機器人運動學和動力學,機器人控制和運動規劃都不講,這存在一個弊端,即如果有的學生在后期的研究中要進行機器人控制方面的工作,相關的知識是沒有學過的,還要重新自學。因此在教學內容上我們降低了機器人運動學和動力學的講解深度,增加了機器人控制和機器人規劃方面的內容,力求通過該課程的學習讓學生們既比較深入地掌握了機器人運動學和動力學的基礎知識,同時對于其他相關的理論也有一個基本基礎和認識。
2 教學方法方面的改革
(1)在教學方式上增加了課堂討論的環節。以前的機器人教學,主要采用老師講、學生聽的方式,學生與老師之間沒有交互的機會,課堂氣氛比較沉悶,學生比較容易游離于教學環節之外。為了調動學生學習的積極性,讓他們參與到機器人的學習過程中,我們在每章的教學內容中都設置了討論的問題,讓學生自己來表述解題的方法、對問題的看法,并讓他們之間進行互相的辯論,老師是作為一個仲裁者的身份進行討論的組織和總結。在該方式最初試行的時候,由于中國學生天生的內向性格,參入的學生比較少,但在后續的討論中,越來越多的學生敢于發表自己的觀點,并積極地參與辯論。在辯論中學生們都感覺收獲很大,對于一些深奧或難理解的問題理解地比較清楚明了了。
(2)在教學方式上增加了現場講解環節。為了讓學生們能夠更好地理解和掌握機器人運動學的知識,我們把部分課堂環節改在實驗室進行,以真實的機器人為例,講解機器人的關節、坐標系、D-H建模、正運動學和逆運動學的知識,如圖1所示。這種教學方式避免了以往學生學習運動學的知識只是面對機器人簡圖、缺乏真實案例的弊端,讓學生們的學習做到了理論與實際的結合。
(3)在教學方式上增加了專題作業論文的環節。專題作業論文是為了能夠擴展學生的知識面,同時把課堂學習的機器人知識與自己未來的研究方向結合起來,選題的內容由學生跟自己的導師商量,格式按照標準的期刊論文的格式來寫,必須把一個與學習內容相關的專題內容論述清楚。比如,往屆學生有寫輪式移動機器人機構的、機器人視覺的、機器人優化控制的,如圖2所示。這種專題作業論文既讓學生練習了專業論文的寫作格式,同時又結合某個專題擴展了學生們的知識面。
(4)在教學方式上增加了實驗環節。受我校機器人實驗的條件限制,我們一直未能正式地開展機器人的實驗課程,但是機器人實驗對于鍛煉學生的實際操作能力是很重要的。在08年秋季,通過整合部分機器人資源,為學生開設了機器人實驗。實驗內容是編程控制機器人按自設定的軌跡運動,采用的機器人是ABB的1440。由于學生多機器人少,我們采用了四個學生一個組的方式,大家按組輪流來做實驗。盡管學生們在實驗中出現了各種各樣的錯誤,但學生們的興致很高,一直操作到每組許可的時間結束。學生們反映這個實驗對于他們鍛煉的價值很大,因為把理論和實際之間的這層窗戶紙給打通了,讓學生們對于這門機器人的課程有了一個系統的認識和理解。
四 結語
機器人課程在各高校中變得越來越普遍,如何結合機器人技術的發展搞好機器人的教學工作是許多機器人教育者關心的問題。筆者通過對國內外部分高校的機器人教學進行調研,并結合我校機器人教學的實際情況,對《機器人學》這門研究生課程進行了改革與探索,在過去三年的改革與實踐過程中,取得了不錯的教學效果。
本論文得到了北京航空航天大學研究生教育與發展研究專項基金的資助,在此表示感謝。
參考文獻
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Research and Practice in Teaching of a Robotics Lesson
ZHAN Qiang YAN Cai-xia CAI Yao
(Robotics Institute, Beihang University, Beijing 100191, China)
中國科學院空間應用工程與技術中心高揚研究員用這樣一個關于古羅馬諺語的典故闡述了他自己的研究工作。他還展示了一幅人類未來的太空飛行圖景：人類居于木星系統，欲前往水星探險，他們駕駛等離子推進飛船，一路經過地球、金星、小行星，最終到達水星。（見右圖）
人生路：拉開太空探索新征程
20世紀中葉，世界上第一顆人造地球衛星在蘇聯發射升空，人類邁出了太空征程的第一步，此后美國“阿波羅號”、中國神舟五號等各國載人飛船、地球衛星以及深空探測器相繼發射升空。浩瀚宇宙里總有一幅壯錦吸引人類不停地去探索。受人類航天事業發展所鼓舞，從最初對航天懵懵懂懂的愛好，到成為深度探索通向太空道路的研究員，靠著探尋宇宙空間奧妙執著的熱愛和堅持，高揚的太空探索人生之路就這樣展開。
高揚，1997年7月畢業于北京航空航天大學自動控制系，獲學士學位；2000年7月獲中國科學院中國遙感衛星地面站（現為中國科學院對地觀測與數字地球科學中心）碩士學位。千禧之年，懷抱著對世界航天知識強烈的求知欲，年輕的高揚隨著國內涌起的留跨出了國門，在美國密蘇里大學機械與宇航工程系全額獎學金的資助下攻讀博士學位，并在畢業后留校1年從事博士后研究。在國外深造的五年（2000-2005）時間里，他有機會廣泛而深入地接觸國際前沿航天技術知識，為之后回國繼續從事相關領域研究奠定了基礎。
2005年，高揚踏上了回國征程，成為中國科學院光電研究院/中國科學院空間科學與應用總體部（掛靠光電研究院）副研究員。2006年起，他在中國科學院研究生院（現為中國科學院大學）兼職授課。2011年，高揚受聘為中國科學院空間應用工程與技術中心（原中國科學院空間科學與應用總體部）研究員，同年起被聘為宇航動力學國家重點實驗室兼職研究員、中國載人航天工程應用系統主任設計師。肩負著科研、工程與教學的多重任務，高揚開啟了他太空探索的另一段嶄新征程。
科研路：電推進飛船尋找“行走太空”最佳軌道
回國后，高揚踏上了獨立自主的科研路。他承擔了國家自然科學基金、中國科學院國防創新基金、中國科學院知識創新工程、國家“863”計劃、載人航天工程資助的若干科研項目，開展的研究工作包括深空軌道優化設計、電推進衛星平臺的導航、制導與控制、航天器精密定軌、衛星編隊軌道控制、空間新型推進方式以及基于光電載荷的軌道姿態確定等。他的系列研究成果發表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力學學報等航天飛行動力學領域國內外核心期刊上，他也因此獲得2008年度首屆中國科學院盧嘉錫青年人才獎，入選中國科學院青年創新促進會，并在2009年首屆、2011年第三屆全國深空軌道設計競賽中獲得冠軍。
高揚的研究工作是從連續小推力空間最佳飛行軌道的探索開始的，該問題至今仍是極具挑戰的課題，而這又與電推進（或稱等離子推進）技術的發展與應用密切相關。電推進與目前傳統的化學推進不同，它利用電能將推進工質電離形成等離子體，并產生電磁場加速等離子體使其高速噴射從而獲得推力。電推進的效率高出化學推進一個量級，相比之下可以節省大量推進工質，成為各航天大國21世紀重點發展的航天技術。早在2001年，高揚在美國深造期間就曾系統地開展了連續小推力軌道優化和電推進任務設計的研究工作。2005年高揚回國時，我國在電推進技術應用方面的研究與美國還有較大差距，還沒有電推進航天器的發展計劃。作為剛畢業不久的博士，高揚一度難以獲得科研基金支持。但他始終認為，電推進代表了先進的可以長期連續推進的工作方式，隨著電推進技術本身的不斷發展以及空間電源技術的突破，尤其是大功率太陽能與核能電源甚至有望成為太陽系載人飛行推進技術的唯一選擇。正是這種觀點一直激勵著他堅持這方面研究。高揚說：“實際上，錢學森先生早在1963年出版《星際航行概論》一書中就預言電推進能夠承載更多有效載荷，并指出電推進產生的連續低推力軌道的計算比大推力軌道要復雜。”為了紀念錢學森先生誕辰一百周年，他受《力學學報》編輯部的邀請，攥寫了綜述論文《電火箭星際航行：技術進展、軌道設計與綜合優化》（發表在2011年第43卷第6期），旨在較為全面地介紹電推進技術應用于星際航行的基本內容與實現途徑以及應用于載人深空飛行的設想。
電推進技術應用的核心問題之一是空間軌道優化設計。為了推動我國空間軌道設計的研究工作，高揚與中國力學學會以及國內同行一起為全國空間軌道設計競賽（2012年前為深空軌道設計競賽）付出了諸多努力。該競賽旨在尋找空間飛行全局最優方案，而且可以非常有效地檢驗各種優化方法的合理性與實用性。2009年第一屆全國空間軌道設計競賽由清華大學主辦并負責命題，之后每屆競賽由上屆競賽獲得冠軍的團隊命題。截至今年，在已舉辦的四次競賽中，高揚帶領的團隊獲得兩屆冠軍，因此他也成為了2010年第二屆、2012年第四屆全國空間軌道設計競賽命題的主要技術負責人。他說：“希望通過競賽不斷提升我國空間軌道設計能力，也希望我國這方面的研究工作在國際上可以逐漸摸索出自己的研究思路，并逐步獲得原始創新的研究成果。”
高揚說：“對于空間軌道（特別是連續小推力軌道）優化設計問題的研究讓我更為深刻地理解了多方面知識，比如最優控制理論、常微分方程數值解法、動力系統理論、非線性規劃、同倫延拓、動態規劃、微分幾何、組合優化等概念。這些知識的積累也讓我逐步具備了觸類旁通的能力，并將研究內容逐步拓展到電推進航天器導航、制導與控制、航天器軌道確定技術、洛侖茲力編隊飛行等。”然而，他也坦言：“從2005年回國一路走到現在并非一帆風順，遇到過很多挫折，也曾屢敗屢戰，但幸運的是一直沒有放棄，所以現在逐漸開始領悟到通往太空‘羅馬城’的條條大路”。
未來路：奔向太空羅馬城
對于下一步的計劃和安排，高揚表示首先要腳踏實地做好目前正在承擔的本職工作。與此同時，“我希望在空間軌道研究領域繼續工作，包括系統地建立空間脈沖或連續推力轉移軌道優化設計的通用方法體系，并應用于深空飛行軌道、人造地球衛星軌道、衛星相對運動控制等具體問題中去。同時，我希望有機會參與我國電推進深空探測的科研項目。”
當談到如何開展研究的話題時，高揚特別強調：“研究工作需要注重理論聯系實踐，要堅持發展自己的研究思路，不斷開拓與創新，參考國外文獻，但不盲從；另外，研究工作不能為了滿足各種定量指標而開展，做科研應追求淡泊以明志，寧靜以致遠！”
關鍵詞：材料科學與工程專業；設置；專業方向；學生就業
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0180-02
貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來，隨著先進制造業引進涌入，對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而，貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主，與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式，與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向，制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外，貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業，使得本地區材料學科畢業生數猛增，就業壓力增加，就業渠道必須拓展。
為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢，以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準，面向就業市場，以學生為本，靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系，教學內容，教學方法、手段改革，加強師資隊伍建設，堅持知識、能力及素質協調發展，有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神，強化學生多樣化、個性化發展，拓寬就業渠道。
一、特色專業方向課程設置
廣泛進行調研，重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養，確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群，為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長，自主選擇專業方向，以滿足學多樣化、個性化發展需求。
通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程，重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分，緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置，是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊，整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》，構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。
專業方向課程群體與社會需求密切聯系，有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。
二、專業方向實踐教學設置
材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重，更加注重實踐教學，偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式，認識實習圍繞實習基地的制備（壓力加工）-檢測-裝配流程組織展開，學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向，身臨其境，與社會溝通，培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來，本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備，構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺，為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材，以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制，采取自主挑選導師、過程互動的方式，激發學生研究創新的興趣，理論聯系實踐，培養學生的實踐認知和創新能力，保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。
激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座，讓學生了解專業方向前沿發展動態，新成果、新理論、新技術、新產品和新理念，拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題，
自主設計方案，申報大學生創新實驗項目。在導師指導下，獨立完成制備（加工）、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽，提高學生主動學習興趣，并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項，國家級節能大賽獲獎3項。
三、教學方法、手段改革
課堂教學中重視以學生為主體的教學原則，采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法，將繁雜的概念、原理，產品制備過程，微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式，逐步深入，側重向各專業方向學生講授，利于提高學生學習的主動性和興趣，以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學，學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高，有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中，材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢，拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學，材料科學與工程專業各方向選派1～2名優秀學生到該校學習，這將進一步探索出國際國內合作辦學之路，給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。
四、加強師資隊伍建設
貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設，儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年，經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業，以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設，采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式，建立了一支教學、科研兼容，結構合理，愛崗敬業，勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職，掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護，為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制，以解決不同性質的企業生產問題為契機，與培養學生并舉，為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件，目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作，鼓勵教師教學與科研并重。目前，本專業教師發表相關教研論文30余篇，出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程，《材料力學性能》獲評校級精品課程，帶動了本專業方向課程的建設。
五、結論
與時俱進，貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求，及時調整專業特色培養方向，不斷深化構建特色培養方向課程體系，改革教學方法、手段，加強師資隊伍建設等措施，逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一，不僅彌補了現有專業培養模式的不足，而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求，提升了學生就業市場競爭力。最近幾年，材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅，獲得2011―2013年全校就業率一等獎，已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。
參考文獻：
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【關鍵詞】應用型 汽車服務工程 人才培養 課程體系
近年來，在高等教育大眾化、多樣化的背景下，部分新建本科院校將學校定位于應用型本科教育，以服務地方為己任，培養適應社會需求的高層次應用型人才為目標，走以“應用化、特色化、地方化”為特點的發展道路。作為新升格的本科院校，桂林航天工業學院以培養應用型本科人才為核心任務，努力加強師資隊伍建設、教學質量建設和實驗實訓基地建設。
隨著我國汽車產業的高速發展，汽車服務業已發展成為一個極具發展空間和潛力且要求越來越高的技術服務性行業，但高素質、高層次汽車服務人才的嚴重缺乏已成為制約國內汽車服務業持續快速發展的瓶頸。出于培養廣西地方經濟發展急需的高層次應用型汽車服務人才的目的，桂林航天工業學院在首批申報的6個本科專業中申請設置汽車服務工程專業，經教育部批準，從2012年開始招生，由此成為廣西第二所舉辦該專業的高等院校。為了達到人才培養目標，我們進行了許多有益的探索。
一、明確汽車服務工程專業應用型人才培養目標和基本要求
（一）汽車服務工程專業應用型人才培養目標和規格
確定汽車服務工程專業的人才培養目標應該以舉辦該專業的宗旨及專業特點為出發點，同時也要根據汽車服務工程專業的發展趨勢、區域經濟對人才需求及地方性高校生源構成情況等諸多因素來決定。
桂林航天工業學院作為地方應用型本科高校，主要承擔培養應用型人才的任務。按照學院“產學融合、異科融合、工學融合”的教學方針，汽車服務工程專業遵循以現代汽車服務技術為主線，堅持實施融汽車技術應用、電子技術和計算機科學于一體的寬口徑、厚基礎教育， 以培養德智體美全面發展、理論基礎扎實、工程素質高、動手能力強、具有創新精神的面向汽車服務業生產、建設、管理、服務第一線的高素質的應用型人才培養為主要目標。其規格為：培養具有扎實的汽車產品知識及技術基礎， 掌握必要的工商管理方面的理論、汽車市場營銷、汽車維修服務、國際汽車貿易和一定的現代信息技術和網絡技術等方面的知識，具備“懂技術、擅經營、會服務”的綜合素質， 能夠從事汽車產品設計服務、汽車生產服務、汽車銷售服務、汽車技術服務、汽車運輸服務等領域工作的高級應用型復合人才。
（二）汽車服務工程專業應用型人才的基本要求
1.知識結構要求
掌握人文社會科學、基礎知識和自然科學基礎知識；掌握本專業領域所必需的機械工程基礎理論知識和汽車專業理論知識；能熟練閱讀外文專業資料，有一定的外語交流能力；了解本專業學科的發展現狀和發展趨勢，并具有本專業前沿技術、新能源、節能環保等方面先進的科學知識。
2.素質要求
本專業畢業生應具備良好的公民道德和汽車服務職業道德；具備積極進取的工作態度、求真務實的工作作風；具有良好的心理素質，良好的工作適應能力和團隊合作精神；身體素質達到國家規定的體育鍛煉標準。
3.能力要求
作為應用型人才，學生的能力體現在基本能力、專業能力和綜合能力三個方面。基本能力是指學生應具備良好的語言文字溝通能力以及文獻檢索、資料查詢以及計算機綜合應用能力。專業能力是學生應具備汽車市場調查和營銷管理能力；具有汽車電氣、電子控制技術分析能力；具有汽車技術狀況測試與評估，汽車故障檢測、診斷及排除等工程技術能力；具有汽車運用管理、汽車服務企業管理能力。綜合能力是指學生應具備良好的學習能力與創新能力，發現、分析和解決綜合性復雜技術問題的能力；具備獲取新知識、不斷開發自身潛能和適應知識經濟、技術進步及崗位要求變更的能力。
4.職業資格證書要求
用人單位普遍注重應聘者的職業能力和相應的職業資格證書。因此，作為應用型本科院校汽車服務工程專業的學生在學習基礎通用知識和專業知識的同時， 還應接受專業技能的培訓，畢業時具備汽車維修工（高級）、二手車鑒定評估師、汽車營銷師、汽車碰撞估損師、汽車保險公估師等職業技能素質，我們鼓勵學生考取一個或多個與本專業相近的職業資格證書， 以提高學生的技術應用能力和就業競爭力。
二、建立“本科教育+職業技能素養，3.5+0.5”的人才培養模式
人才培養模式一般是指為實現人才培養目標而采取的培養過程的構造樣式和運行方式。一所地方應用型高校能否形成特色，關鍵在于其人才培養模式是否具有特色，能否培養出適應地方社會需要的高素質應用型高級人才。筆者所在的桂林航天工業學院針對汽車服務工程專業提出了“本科教育+職業技能素養，3.5+0.5”的培養模式，該培養模式將4年的專業理論課和專業實踐課壓縮為三年半完成，最后一學期學生到企事業單位實習同時完成畢業設計（論文）。
在人才培養過程中，圍繞培養汽車服務市場需求的高素質應用型人才這一目標，堅持專業改革與企業需求相適應，培養目標與用人標準相一致，教學計劃與職業生涯相結合，技能訓練與崗位要求相協調的原則。以培養和提高汽車服務工程專業學生的實際工作技術應用能力和就業競爭力為主線，以全方位能力培養為根本，以校企合作為依托，以工學結合為平臺，課程改革為根本，職業考證為入口，將職業素質教育貫穿人才培養全過程。以“用人要求課程設置專業理論教育實踐環節教育師資建設”為工學結合人才培養邏輯建設主線，重實踐建設強師資隊伍，促進資源保障條件建設。將職業素質教育貫穿人才培養全過程。根據職業崗位需要的“基本技能”“專業能力”和“綜合能力”，按照技術領域和職業崗位的實際要求，在加強專業理論知識教育的基礎上，以培養專業技術應用能力和綜合技能為本位，理論聯系實際，使學生通過校內環境下的實習和校外實訓基地的具體實踐，獲得最為直接、有效的職業崗位經驗，完成從學校到社會、從理論到實踐、從模擬崗位到實際工作崗位的對接。
三 構建模塊化汽車服務工程專業課程體系
模塊化課程體系的最大特點是具有較強的動態特征和極大的柔性特征， 能在保證汽車服務工程專業大學生基本素質培養和專業理論教育的基礎上充分發掘大學生的個性特點并加以引導， 提高汽車服務工程專業大學生的創新能力和實踐能力。
桂林航天工業學院根據汽車服務工程專業的人才培養目標以及學生應具備的知識、能力和素質要求，將課程體系劃分為通識教育、理論教育和實踐教育三大模塊，本專業畢業要求達到的最低總學分為200學分。其中通識教育模塊的學分數為32學分（必修27學分，選修5學分），占總學分數的16%，包括《基本原理》《職業發展與就業指導》《大學體育》《航天概論》《文學欣賞》等主要課程；理論教育模塊的學分數為85學分（必修66學分，選修1分）占總學分數的42.5%，包括《大學英語》《高等數學》《機械制圖與CAD》《機械設計》《汽車構造》《汽車理論》《汽車營銷與策劃》《汽車服務工程》等主要課程；實踐教育模塊的學分數為83學分（課內實踐36學分，集中實踐47學分），占總學分數的41.5%，主要包括《金工實習》《機械設計課程設計》《汽車拆裝實習》《汽車故障檢測診斷實訓》《汽車營銷實訓》《駕駛實習》《汽車維修工培訓及考證》《汽車營銷師培訓及考證》《畢業實習》《畢業設計》等主要實踐教學內容。該課程體系完全突破了高校傳統的以學科為本位的學術化課程結構，充分的體現了培養高級應用型人才所需的“厚基礎，多方向，重實踐，強能力”的課程結構特點。
四、結語
具有創新精神和實踐能力的高素質汽車服務工程專業高級應用型人才培養是一項復雜的系統工程，需要不斷探索， 開拓創新。只有不斷推進教學改革，積極探尋和完善人才培養模式、構建合理的課程體系、加大師資隊伍建設和實驗實訓基地建設力度，才能保證專業人才的培養質量滿足社會市場需求。
【參考文獻】
依稀記得小學時。英語老師讓我們在作業本上寫出自己的理想，我歪歪斜斜地寫上了“doctor”一詞，老師微笑著說我要做博士，志向遠大。其實，當時的我會用英文寫出這一個職業，僅僅是因為它的“醫生”這一個詞義。
后來，我真的走進了北京協和醫學院，離“醫生”和“博士”兩個夢想都非常接近。多少次夢見大學城秀美的校園，真正走進協和。卻感受到了大學的另一種內涵。協和醫學院的校園很小，幾乎位于北京市中心，在東單三條，距王府井非常近。在這樣的鬧市當中，協和醫學院卻算是個非常安靜的地方。在這片不大的校園里，處處可以看見學生夾著書本匆匆走過的身影。我喜歡走在寧謐的校園里，看著大家奮斗的身影。
協和醫學院有悠久的歷史，由美國洛克菲勒基金會于1917年創辦，是我國最早設置八年制臨床醫學專業和護理本科教育的重點醫學院校。同時，她與中國醫學科學院實行院校合一的管理體制，為學校提供了雄厚的師資力量和科研條件。此外，協和還與清華保持著緊密的聯合辦學關系，協和醫學院臨床醫學專業的學生和研究生畢業證書、學位證書會蓋上“清華大學”和“北京協和醫學院一清華大學醫學部”兩個公章。
回首近百年校史。多位醫學大家從協和走出，成為各個專科領域的棟梁。黃家駟、吳階平、巴德年、林巧稚……一個個輝煌的名字書寫著協和的歷史，而年輕的我們，將帶上青春的熱忱與醫者的責任，在醫學史上寫下新的一筆。
中國地質大學 屈霜琳
中國地質大學為教育部和國土資源部共建，以地質、資源、環境、地學工程技術為強勢專業，是一所理、工、文、管、經、法多學科共同發展的“211工程”重點大學。
仍然清晰地記得接到地大通知書的那天，喜悅之外，還感到了一種壓力。地質相關專業畢業生就業時普遍被認為將從事比較艱苦，常年外出的工作。作為女生，我的壓力尤其大。好在，后來幾年的大學生活改變了我原有的想法。
其實，在地大像我這樣的女生并不少，有些在文科院系，當然也有典型的工科女。而我們，并沒有太多地去想將要面對怎樣的艱難旅程，更多是抓住現在的夢想。我在大二的時候決定了要考研，并希望將來能從事礦物學的科研工作。而每年，也都有很多畢業生去到國內外各大科研機構和高校，在地質科研領域走得更遠。
中國地質大學(北京)成立于建國后的1952年，現有中國地質大學(武漢)和中國地質大學(北京)兩個獨立的辦學實體。地大(北京)有博士生導師135名，中國科學院院士7名，俄羅斯外籍院士4名。他們作為學科帶頭人，為地質事業培養了大批人才，使得各個實驗室的實力日益雄厚。目前，學校擁有一個國家重點實驗室――地質過程與礦產資源實驗室。兩個國家級專業實驗室――礦物巖石材料開發與應用實驗、地質超深鉆探技術實驗室，以及兩個教育部重點實驗室和四個國土資源部開放實驗室等，這些并不僅僅是榮譽的光環，更體現了學校雄厚的科研實力。
轉眼，我在地大已經度過了四年的時光，未來的三年，我仍然會在地大延續我的夢想。作為地道的地大人，總理提出的“艱苦樸素，求真務實”的校訓將時刻鞭策我們，走向更遠的未來，更努力地去追求我的夢想。
北京航空航天大學 陳卓
喜歡在初夏溫暖的早晨，拿上一本外語書，在晨讀園的一個角落里讀課文，陽光灑在身上，那一刻，我是幸福的。喜歡和同學坐在湖邊，談談現在，還有未來，看著眼前秀美的校園，那一刻，你會覺得過去所有的努力都值得。喜歡一個人坐在籃球場邊，看男孩們賣力地打球，汗水浸透了他們的衣服，那些帥氣的臉龐綻放出年輕的光彩，那一刻，恍若回到了中學時代。
在北航，帥氣的男生是一道風景，從圖書館、教學樓到體育場、航空館，處處都有他們的風采。作為國內航空航天領域的最高學府，北航每年都是報考熱門，承載著一代代年輕學子的夢想。
北航現隸屬于工業和信息化部。是國家“211工程”和“985工程”建設的重點高校。自1952年建校以來，北航一直是國家重點建設大學，為國家航空行業發展培養了大批人才。
學校現有在校本科生1.3萬人，共有26個學院，54個本科專業。144個碩士學位授權點。49個博士學位授權點，研究生教學質量居國內前列。為有志于從事學術研究的學生提供了廣闊的發展空間。
作為以航空航天為特色的大學，材料科學與工程學院、電子信息工程學院、自動化科學與電氣工程學院、能源與動力工程學院、航空科學與工程學院等吸引了無數學子的目光，分數線年年居高不下。
如果你有邀游藍天的夢想，北航一定是你的最佳選擇。1993年，北航飛行學院成立并第一屆招生。飛行學院由北航與中國南方航空股份有限公司聯合創辦，旨在培養高素質民航飛機駕駛人才。學生在校期間不僅要參加飛機構造、發動機、航空氣象等專業理論課學習，還要赴澳大利亞南航西澳飛行學院進行為期12個月的實際飛行訓練，在高年級返回北航進行畢業論文設計和理論執照考試，之后再到南方航空公司各分公司進行實習。
作為工科見長的大學，北航學生的業余生活也毫不遜色。我們不僅努力學習專業知識，同時積極參加各種社團活動。學校現有一百余個學生社團，緊張的學習之余，我們奔波于各個社團之間。不僅充分發揮自己的特長，還結識了一群志同道合的朋友。作為曾經的文學小青年。我加入了凌云文學社，在北航的校報上留下了自己的青春記憶。
這就是我的母校――北京航空航天大學，在這里，夢想起航。
北京化工大學 丁健東
仍然記得去年入學時的興高采烈，是的，我終于來北京了。
走在北化的校園，第一次體會到了真實的成就感。這一年，我十九歲，考上了夢寐以求的北京化工大學。聽學長說，在北化的四年，我們要在兩個校區生活，大一大二在北校區，位于昌平東關，離市里較遠，這里遠離都市的喧囂，環境不錯，交通也比較便利。清靜的環境非常容易使剛剛進人大學的我們靜下心，開始大學的專業基礎學習。大三大四和研究生則住在東校區，處于東城區與朝陽區的交接處，校門口就有地鐵，交通十分便利。
在北化這一年，我對北化人勤奮刻苦的精神有了越來越深的體會。從早上的晨讀，到晚自習圖書館的奮筆疾書，校園里處處都有我們奮斗的身影。
北京化工大學建校于1958年，是教育部直屬的“211工程”大學。學校的工科實力十分突出，文、法、管、經濟等人文學科也獨具特色。學校設有化學工程學院、材料科學與工程學院、機電工程學院、信息科學與技術學院等11個學院，涵蓋42個本科專業。化學工程與技術、材料學和化工過程機械作為3國家級重點學科，學術水平處于國內一流，國際前列。
學校在人才培養方面。也有人性化與多樣化的特征。考生入學時按大類招生，方便后期學生了解自己的興趣，做好專業選擇。此外。學校還建立了優秀生重點培養模式。優秀學生可自主選擇專業并實習導師制，享受優秀生獎學金。
大學之大，還在于大師。北化現有博士學位教師484人，兩院院士9人，他們中的多人從北化走出，如今又將汗水灑在這片熱土。他們書寫了北化的歷史篇章，而未來，還需要我們這代年輕學子去拼搏。
北京印刷學院 李薇
如今。國內以傳媒見長的大學并不少，而將印刷作為特色的高校，北京印刷學院則是唯一一家。這正是我選擇她的原因――地處北京這個文化中心，專業設置獨樹一幟。
北京印刷學院是由新聞出版總署與北京市政府共建、以北京市管理為主的全日制普通高等學校。學校前身是1958年文化部所屬文化學院印刷系，可見其良好的歷史傳統。如今的北印，工、文、管、藝多學科齊頭并進，為印刷、包裝、出版等媒體與傳播業培養了無數應用型高級專門人才。
>> 引入深度學習的人工智能類課程 中西合璧的人工智能課程雙語教學模式 可調戲的人工智能 生活中的人工智能 不斷超越的人工智能 逐漸靠近的人工智能 正在落地的人工智能 2035年的人工智能 航天類專業“人工智能”課程的教學探索 林業院校人工智能課程教學的思考 人工智能導論課程的興趣教學法 人工智能概論課程的教學思考 “人工智能”課程教學的實踐與探索 游戲開發應用中的“人工智能”課程教學方法探討 人工智能的應用研究 人工智能的日常應用 人工智能的應用和發展 淺析電氣自動化控制中的人工智能應用 分析繼電保護中的人工智能技術及其應用 電氣自動化控制中的人工智能應用分析 常見問題解答 當前所在位置：l)。在情境創設時,教師根據學生特點提出了多種應用需求,例如化妝品銷售咨詢等。學生利用該工具,興趣盎然地開發了自己的小型專家系統,不僅理解了專家系統的特點、作用、運行方式等,還具有強烈的成就感。
2.2面向研究的情境創設
蘇霍姆林斯基認為,研究型教學法應該充分體現學生的主體地位,激勵、引導和幫助學生去主動發現問題、分析問題和解決問題,激發學生學習的內在興趣和成就動機[4]。人工智能課程中包含了大量的前沿問題,研究型課題比比皆是,如何平衡這些研究課題與興趣、實用的關系,是教學設計中重點考慮的內容。
下面以“規劃”中的路徑規劃內容為例,詳細分析以研究為導向的情境創設過程。表2給出了整個教學設計。
綜合幾次研究課題完成情況,班級中有1/3的學生通過廣泛查閱資料和多次與教師討論,提交了質量尚可的標準格式論文,并因此獲得了學院的科研學分。除此之外,教師還組織這部分具備一定科研潛力的學生參加科研項目,進一步磨練科研技能,極大提高了學生的學習興趣和能力。
3DBR驅動的教學過程
人工智能課程各單元內容相對獨立,難以形成統一的聯系,怎樣驗證各單元的學習效果?從提出問題到任務解決,每個單元的學習通常要跨越幾節課甚至幾周,怎樣在此期間保持學生的興趣和關注?
DBR是情境設計、實施、評價、再設計、理論形成等環節多次迭代循環的過程,柯林斯稱之為“不斷進步的修正”(Progressive Refinement),以檢測設計的價值。因此,評價是教學過程中非常重要的一環。本課程教學主要做好兩個環節,以驅動整個教學過程的推進。
1) 實踐環節。
通常的實踐環節是課程結束后固定時間的實際任務,而本課程的實踐卻貫穿整個教學過程,是單元教學、教師、學生之間的粘合劑。實踐包括應用型實踐和研究型實踐,一般在每個單元教學開始,提出問題后,實踐任務就被布置下去,例如前面所述的“黑白棋”、“路徑規劃算法研究”等。學生接受任務后,帶著問題搜索解決途徑,在此期間需要教師提供方法指導及答疑(既可固定時間,也可通過E-mail等形式)。及時地交流,特別是針對實際問題的交流,不僅有效率,而且便于教師及時調整教學設計。
2) 教學評價。
除了課程考核以外,每個教學單元結束時都有反饋和評價環節。評價方式包括單元測試、編寫軟件測試、研討會等。具體采用何種形式,要根據前一階段的反饋信息決定。這些來自學生反饋信息包括前一階段學習的接受情況、興趣點、其他課業繁忙情況等。在學期的不同時間點采用合適的評價方式,有助于加強學習刺激,總結和發現教學設計中的問題,及時調整。
通過上述兩個環節的推動,精心設計的教學內容得以順利實施并被學生欣然接受。2/3的學生在整個學期教學中都保持了積極的態度和充分的關注度,確實感受到人工智能的魅力,并能夠從技術角度看待人工智能,消除了未學或初學時的神秘感。
4教學實施效果分析
1) 正效果分析。
中原工學院計算機學院作為普通工科院校,以培養實用型人才為主,人工智能并非主干課程,學生重視程度不足。兩年來,經過教師與學生的共同努力,教學改革成果逐步體現。人工智能類學生人數從過去的5%上升到15%,科研論文數量從1%上升到20%。有20%的學生接觸過或正在從事人工智能類項目的研究與開發,考研選擇人工智能科目的學生比例從0上升到15%,考研成功人數占畢業生總人數的20%。
人工智能教學中采用的應用型與研究型情境創設,不僅促進了學生理解接受知識,而且鍛煉提高了學生獨立分析、解決問題及開發能力。學習也不再局限于課堂,而是拓展到圖書館、互聯網等更廣闊的空間。學生在學習期間保持了高度的關注,充分發揮了主動性和主體意識,為持續發展奠定了良好的基礎。
2) 不足分析。
DBR的方法論能夠促使教師在教學過程中不斷完善教學設計,融合先進的教學理論及工具,逐步加深學習的理解和設計的提升,切實提高教學效果。然而,仍然存在一些DBR無法解決或完善的問題。具體表現在:
(1) 缺乏合適的教材。目前大多數教材的示例以解答式或推證式為主,設計型或實際項目案例較少。
(2) 投入時間限制。盡管上述教學設計和教學過程都經過精心準備與實施,但是要取得好的成效,還需要教師和學生都投入大量時間交流、研究或開發。而學生課業繁忙造成了實施的瓶頸。
這些不足制約了上述教學方法的實際實施效果,需要今后不斷改進。
5小結
本文針對普通工科院校學生特點,將DBR研究成果應用于人工智能課程。教學效果表明,精心設計的應用型與研究型情境有助于維持學生長時間的關注度、主動性和興趣;強調基于評價的修正使教學過程可調節,學生的學習效果更可靠。希望本文研究能夠對人工智能教學及學生培養起到一定的參考作用,下一階段的主要工作是進行適合的教材建設。
參考文獻:
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DBR Utilized Teaching Method for Artificial Intelligence
WANG Lu, LU Xiao-xia
(School of Computer, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)
關鍵詞： 遙感； 實踐教學； 改革
中圖分類號： G642文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）03-0105-01
遙感（Remote Sensing，RS）是當代空間信息科學的核心技術之一，是信息獲取與更新的重要技術手段，在經濟建設及社會發展中的作用日趨重要[1]。同時遙感也是一門實踐性很強的技術，遙感應用技術素質已成為地理信息系統、測繪、城鄉規劃、地質等專業工作人員的基本要求。遙感技術作為現代前沿科學技術之一，隨著航空航天技術的發展不斷在提高與完善，這就要求教學不斷調整內容與方法，做到與時俱進。分析國內外遙感技術的發展需求及遙感課程教學，發現課程教學并未很好地適應社會對遙感應用型人才的需求，其中尤以實踐教學環節薄弱的問題突出。針對當前現狀，本文詳細分析了遙感課程實踐教學中存在的具體問題，并探討了相應的改革措施，以期為遙感課程的教學改革，培養社會應用型、創新型人才提供參考。
一、目前遙感課程實踐教學中存在的問題
1.缺乏合適的理論和實踐課程教材
理論教學是實踐教學的基礎，選取合適的理論課教材，對確保教學內容合理，培養社會應用型人才至關重要。選取教材的原則是“理論與應用的結合；基礎知識與前沿技術兼顧”[2]。近年來，國內先后出版了一些可作為大學本科遙感課程理論內容教材的書籍，但并不能滿足遙感技術發展的需求。《遙感導論》、《遙感概論》和《遙感技術導論》出版時間較早，內容有些陳舊；《現代遙感導論》在應用方面涉及較少；《遙感原理與應用》在理論和應用方面都兼顧，而且在2009年出版了第二版，但此書內容相對較深，需要學生具備攝影測量、電磁場理論、模式識別等課程的基礎。
目前，國內尚未見到普適性較強的遙感實踐課程教材。與《遙感導論》配套的上機教材，未采用國際主流軟件，無法滿足實踐教學的需要。《ERDAS IMAGINE遙感圖像處理教程》、《ENVI遙感圖像處理方法》等書，內容系統，但受學時限制，不適合作實踐教學的指導書。
2.實踐教學薄弱
遙感課程一門實踐性較強的課程。遙感實踐教學是理論教學的深化和補充，是學生通過理論與實踐的相結合來感悟抽象的理論知識的學習過程[2]。課程實踐教學環節包括兩個大的方面，一個是課內實踐，另一個是綜合實習。目前，國內大多院校的課內實踐學時偏少[3]，而且多以教師演示教學為主，學生實踐能力得不到提高。“3S”（RS、GIS和GPS）技術集成，是空間信息科學發展的趨勢，有必要加強學生的“3S”綜合應用能力，然而這種多學科的綜合實習普遍較少。另外，數據類型單一、內容陳舊，也使實踐教學滯后，缺乏時代性和現時性。
3.考核方法不合理
課程考核，考察的不僅是學生對知識的記憶情況，更應該是學生對知識的綜合應用能力。然而，目前遙感課程的考核方法，多以筆試為主，對實踐能力考察的關注較少。這種考核方式不僅不能對學生進行綜合考核，而且不利于調動學生學習的主動性和綜合素質的培養。因此，有必要改進考核方法，建立考察學生全面素質的考核體系。
二、遙感課程實踐教學改革措施
1.不斷更新理論教學內容
在新技術突飛猛進的今天，具有前沿性的遙感技術發展愈加迅速，對教學內容選取提出了新的挑戰。由于教材受出版周期限制，這就要求遙感知識更新途徑除了選擇合適的新教材外，更應充分利用網絡、中、英文期刊或國際會議文獻等媒介，傳遞最新訊息，增強課程的時代性和現時性。如在講述不同衛星平臺軌道參數時，教材受出版周期限制，其內容始終與最新的遙感衛星發展有差距，備課時需要到相關網站查閱最新的參數信息，補充到課堂教學中，讓學生了解遙感衛星的最新發展動態[4]。同時，引導學生在課外通過多種途徑，查閱參考資料，培養生自主學習的能動性和積極性，有利于拓寬學生的知識面，提高綜合素質。
2.完善實踐教學體系
（1）自編符合實際的實驗課教材。目前國內尚未見到普適性較強的遙感上機實踐課教材，并且各大院校使用的實驗教材多為自編。對實踐內容進行完善和更新，從簡單的驗證性實驗向綜合性實驗以至于研究設計型實驗過渡，形成較為穩定的實驗教學內容體系；并建立和完善遙感實驗課數據庫及習題庫，及時更新和補充資料，包括案例、科研論文、學科前沿發展動態等，以拓寬學生的知識面，提升學生興趣，達到優化和豐富教學過程、提高學生實踐能力的目的。
（2）建立全方位的實驗教學模式。通過構筑包括“驗證性實驗”、“綜合性實驗”和“研究性實驗”的“三層次一體化”的實踐教學模式，將實踐教學由“有解實驗”變為“求解實驗”，由“知識積累”變為“智能開發”，為學生自主實驗營造個性化的學習環境。同時針對不同專業教學內容和方式有所側重，如對于地理信息系統專業的學生，可以適當增加遙感與地信相結合的實驗課，如“3S”集成技術，培養學生綜合能力[5]。
（3）創造實習機會。由于實踐課程受學時、實驗條件等限制，使學生的實驗機會較少、而且實驗內容單一。在教師的指導下，參加研究性學習，深入到實際科研工作中，成為鍛煉實踐能力有效途徑[6]。另外，尋找相關的實習單位，直接參與到實習單位的科研、開發、生產工作中，與實習單位建立雙導師制管理機制，可以更有效地提高學生的適應社會需求能力。
3.豐富課程考核方式
建立科學的考察學生綜合知識、綜合素質、綜合能力的實踐考核體系，采取靈活多樣的考試方式，加大讀書報告、論文考核、野外（或社會）調查、創新考核、綜合實習等的比重。同時應根據不同專業特點，做相應的調整。如對于地理信息系統專業的學生，應當適當加強3S集成等綜合性知識的考核；對于地質、環境科學等專業的學生，則應側重遙感技術在該領域新的應用等方面的知識的考核。
三、結語
通過分析目前社會發展對遙感人才的需求和遙感課程教學存在的問題，本文認為遙感課程實踐教學改革應從不斷更新理論教學內容，完善實踐教學體系及豐富課程考核方式三個方面進行。理論教學內容的不斷更新，體現了遙感技術的前沿性，使教學能夠做到與時俱進；完善實踐教學體系，體現了培養應用型人才的宗旨，適應了社會的需求；豐富課程考核方式有利于培養學生學習的主動性，全方位鍛煉學生綜合素質。綜上，加強遙感課程的實踐教學改革有利于培養社會應用型、創新型人才，這既是現實社會發展的需要，也是學生自身發展的需要。
參考文獻：
[1] 梅安新，彭望琭，秦其明，等.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 趙銀娣.課程教學改革探析[J].中國成人教育，2008（10）168-169.
[3] 黃秋燕.GIS專業遙感概論課程實驗教學改革探索[J].科技信息，2008（27）：352-353.
[4] 陳星彤，童潔，劉春紅.遙感原理在測繪專業教學改革探索[J].礦山測量，2008（2）：79-80.
