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第1篇：人工智能科研課題范文

機器和人類、現實和科幻、邪惡和美好的分界從來沒有像今天這樣如此模糊。眺望未來30年，智能革命的壯闊波瀾，將改寫人類社會對智商的理解和定義。

從AlphaGo說起：Have to win

關于這場圍棋大賽，先引用一段博士老板Alan Yuille教授(美國頂級機器智能科學家，霍金理論物理學博士)的判斷：

Go is a complex game but still it is finite so with enough computer power，and clever algorithm，the computers will have to win(if not this year，then next year)。(圍棋是一套復雜但有內在邏輯和明確計算量的游戲，所以只要計算機遵循圍棋的推演路徑并擁有充裕的運算能力就必然能夠贏得人類、取得勝利，AlphaGo的勝利對于計算機而言只不過是時間問題。)

AlphaGo戰勝人類，美國學術界早有準備

伴隨著摩爾定律的不斷實現和幾十年來人工智能的軟硬件技術積累，人工智能其實已經悄然改變了我們生活中的許多方面，當我們還在感慨電影中各種AI的強大時，未來已經悄然而來，AlphaGo只是這場人工智能大浪潮中的一朵璀璨浪花。

在過去的5年里，人工智能已經在語音識別、計算機視覺、語言理解、醫療健康等領域取得了巨大進展，并在某些領域里超過了人類，比如語音識別、人臉識別等等方面。

以計算機視覺為例，人工智能已經發展出了突破肉眼精度的圖像識別技術并已被廣泛的應用于公安、金融、信息安全等領域，產生了巨大的價值。而這些進展之所以沒有引起社會轟動，是因為社會中大部分非專業人員會通過直覺和自身感受而推論出機器識別“人臉”、識別“蘋果”等圖像信息是一件容易的任務，是一件不同年齡、不同教育背景、不同文化背景的人都能勝任的任務，在這其中體現不出人工智能的“智能”來。

但站在人工智能發展的角度，從圍棋和圖像識別的復雜性和不確定型來說，圖像的變化比棋盤的變化要大得多。

圍棋是有可遵循的邏輯、可衡量的計算量的游戲，對于人類大腦的難度在于龐大的計算量和對棋盤宏觀形勢的敏感度；而圖像識別則會在信息抓取和邏輯分析層面呈現出更廣泛意義上的隨機性和不確定性。

通過機器學習將圖像中的信息進行分類解析、最終提取有價值的結構化數據是極難的科研課題，從學術界到工業界的轉化耗費了幾十年的時光。

然而相比于計算機視覺、語言語音理解等其他的進步，AlphaGo的劃時代意義在于它不僅僅縮短了機器與人的智能距離，還將顛覆人與人智商差異的感知。

未來人與人的智商差距不再會是不可彌補的先天差距，而將成為一種可以通過工具而后天獲取的能力，這帶來的會是人類自我價值評估的一次大顛覆，智商對于人的意義將會在一定程度上有所下降。這就像從前算術不好的，現在用計算器就能補上；未來下棋不好的，可能只是加個AlphaGo就能補上?！爸巧獭边@個詞的定義可能會被迫從形容人和動物差異，變成由人和機器的差異所定義。

第一個十年的變化：The rich get richer(富人更富，強者更強)

從短期來看，讓我們暢想一下在這場大浪潮中，誰會成為最大的受益者呢？

當我們回顧推動人工智能發展的關鍵因素時，有三個要素極為重要：數據、算法和計算。

AlphaGo這次在全社會范圍內對人工智能進行了一場大面積的認知普及，會使得擁有成熟商業模式和海量數據優勢的BAT等巨頭重金投入這片市場，彼此間的互相追趕將在市場中形成像google收購deep mind一樣的并購風潮。

同時伴隨著計算能力的不斷提升和算法的持續優化，這將帶來人工智能史上的第一次大規模應用實踐，各巨頭的業務將因為人工智能帶來的效率提升而加速拓展，他們相較其它競爭者的優勢也會因此不斷加大，這就正如今天的google相對于其他公司一樣。

當資本成為這場競逐游戲的驅動力時，獲得先發優勢的公司雪球也必將越滾越大，優勢將在成長中愈發明顯，The rich get richer。

未來的思考：人類將重新理解知識、智慧、人性

從遠期來看，人工智能的進步將改寫人類對自我、知識和教育的理解。

倘若，90%的醫生、律師、教師、程序員能被機器所代替，人們將需要重新開始討論“人”的自我定義和“知識”的新時代價值。

當舊時代下的知識已成為機器人僅需拷貝和執行的簡單命令，而“為什么要學法律、學編程等”的疑問及背后對自我價值的疑惑就必將引發社會教育結構的變革。

過往人與人之間通過知識組合的不同而形成的差異將被人工智能抹平，“高考”等考試測評手段作為廣義上的游戲(game)，就像圍棋一樣，將不再能作為準確評價智慧和學識的方式而被修正。

當在體力勞動和腦力勞動里獨立的人類相對于機器都不再具備經濟優勢時，人的存在形態、存在價值和機器的交互融合將成為未來前沿學術研究的重要課題，這會是一次人類社會的集體迷思、也會是人類價值的再次追尋。

人類的希望？

有人曾說，機器和人的差異是藝術的創作和欣賞。但這對于人工智能而言，已經并不是什么特別難的事情，大概在10年前就已有成熟的學術成果來用計算機創作梵高風格的作品，在這背后的藝術風格提煉、學習和再造并不是什么新鮮的技術。

也有人說，機器和人的差異是情感。但我不確定現今的人類社會對情感的定義是否像對智商一樣，有著廣泛的共識而能成為人類獨特性的特征。情感誕生于本能和動物性，只是在人身上閃爍出了更加多彩的光芒，悲歡喜樂、嬉笑怒罵，這本就是人性中最難以捉摸而妙不可言的部分。

所以，機器和人的區別最終會是什么呢？在這個恐怕哲學家也難以回答的終極問題下，我想起了最近讀到的這樣一句話，“如果機器認為這場戰斗必敗，那么機器會選擇投降；如果人認為這場戰斗必敗，那么有人會選擇義無反顧的戰斗，直至戰死為止?！?/p>

或許，這句話里已經輕輕道出了我們與機器的區別。

第2篇：人工智能科研課題范文

Abstract： This design uses Sunplus SPCE061A microcontroller to control four-phase stepper motor， complete the rod drive of smart car front wheel， then drive front wheel steering； through microcontroller to control power amplifier circuit， drive rear wheel shaft of the DC motor， complete forward rewind function； the various traveling control are accomplished by voice recognition， including forward， backward， stop， turn left， turn right. In front of the car is equipped with two intelligent light sensor， which can identify whether will collide an obstacle in front through the changes of left and right lights， and then fed back to the microcontroller for steering control， complete the function of avoiding obstacles.

關鍵詞： SPCE061A單片機；步進電機；語音小車

Key words： SPCE061A microcontroller；stepper motor；voice car

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）14-0040-02

0 引言

隨著電子工業的蓬勃發展，各種電子產品和智能設備層出不窮，在人工智能的領域里單片機的應用有著不可忽視的作用，其硬件結構與計算機軟件的完美結合，使嵌入式開發得以實現，C語言和匯編語言的相互配合使得軟硬件的開發有了更深層次的理念。單片機以其良好的嵌入性能，結構的簡易，及低廉的價格在電子市場上占有一席之地。

對于智能小車的開發和應用早已成為一項多層次多角度的啟發性科研課題，其可以完成的任務有很多，大則航空登月的探索采集任務，小則完成尋跡智能聲控等工程及娛樂任務。

1.3 功率放大電路 由于單片機的輸出端功率遠遠不夠，帶不動直流電機，所以只能做使能端，做電機的控制引腳。L293就是典型的功率放大芯片，由兩個輸入端的正反相高低電平作為輸入，分別控制直流電機的正轉和反轉，而兩個輸出端直接接在電機的兩個引腳上，實現功率放大的功能。本設計就是利用L293功率放大芯片，放大功率，以完成單片機對直流電機的控制。

1.4 電源電路 本設計電源采用集成7805穩壓電路，1腳接12伏電壓并需要10歐電阻分壓，且電阻兩端分別需要兩個并聯電容100uf 和0.1uf 做瞬時電流緩沖電容

2 軟件部分

本設計的關鍵就是利用1k時基中斷的調用，編寫一個可控頻率和可控個數的脈沖，以此來控制步進電機的左轉和右轉的turn函數。再把turn函數加入語音識別中，完成聲控小車轉向；同理加入傳感器程序，把turn函數作為判斷到傳感器的觸發信號之后的動作函數，完成小車遇到障礙物的躲避功能。

3 結束語

小車的機械連動部分還不是十分穩定，齒輪的咬合偶爾還會出現打滑的現象；輪子和軸的固定都是用手鉆打孔，水平精度不是很高，連桿的傳動軸也是手工打的孔，用螺絲固定作軸，摩擦力較大，還需要進一步調試和改進。

參考文獻：

[1]李映波.集成電流反饋放大器的應用設計[J].電子技術，1997.

[2]雷思孝.凌陽16位單片機原理及應用[M].西安電子科技大學出版社，2004.

第3篇：人工智能科研課題范文

關鍵詞：智能化；信息處理技術；人工智能；神經網絡

近年來，智能信息處理技術獲得了突飛猛進的發展，該技術有機融合了控制技術、電子技術、計算機技術等多種先進技術，能夠高效實現信息的采集和處理任務。開展信息的智能化處理技術研究具有非常重要的意義，能夠全方位的了解和掌握智能信息處理技術的發展及運用狀況，并發揮該技術的優勢和作用，為今后的研究提供依據。

1信息的智能化處理技術的產生與發展

1.1信息的智能化處理技術的產生

早在1930年就產生了信息的智能化處理技術，然而因為運算功能強大的工具，致使智能化信息處理技術的功能無法得到全面體現，這在一定程度上限制了信息的智能化處理技術的發展和成熟。計算機技術的廣泛應用為信息的智能化處理技術的進一步發展提供了堅實的基礎保障，研發出多種智能信息處理產品，在人們的工作和生活中得到了大規模的應用，為人們提供了極大的便利，同時也產生了較大的社會及經濟效益。針對當前醫學領域中的GT機而言，該機器充分運用了智能化信息處理技術的優勢[1]；同時美國科學家J.W.Coolev領導多位研究人員共同研制出先進的FFT算法，極大地推動了科學研究領域的創新發展。隨后硬件電路就借助FFT算法對智能監測儀器進行開發研究，推出多種自動化和智能化程度較高的檢測設施，獲得了很大的成功[2]?？茖W技術的實時發展使信息的智能化處理技術也不斷更新，科技水平逐步提升，智能化信息處理技術在信息處理系統中發揮的作用越發重要。

1.2信息的智能化處理技術的發展

信息處理技術順應著通信技術、計算機技術的發展潮流，已經進入到一個全新的發展階段，不僅更新了傳統的發展理論及方式，在研究領域方面也獲得了進一步的拓展，構建出全新的研究理論及方法。在信息處理技術最初發展階段，線性、最小相位及因果等系統是幾大關鍵研究內容，在不斷的發展過程中已經逐漸轉向非最小相位、非因果和非線性等研究領域，能夠結合信息的變化開展針對性的處理工作。能夠處理可靠性和穩定性較差的信息是智能化信息處理技術最顯著的特征，能夠使其轉變為可靠和確定的信息。在智能化信息處理技術的支撐下，能夠在確定性較差的信息內獲取相對精確的結果，能夠對信息進行有效、充分的利用，顯著改善了信息的整體利用率。構建具有良好判斷能力、理解能力和學習能力的人工智能系統是開展智能化信息技術研究的根本目標，信息的智能化處理技術主要借助不同算法對信息進行采集和利用，最終達到智能化管控的效果。由此得知，信息的智能化處理技術主要研究內容為：1）環境、機器同人的彼此智能化交互協作。該技術能夠對語音或文字開展自動識別研究，并嘗試理解自然語言，對圖像、視覺信息進行自主化的加工和處理，確保環境、機器同人三者能夠實現信息的互動溝通、交流[3]；2）將有價值、有效信息從數據庫內進行提取，并總結基本規律。智能化信息處理技術的根本研究內容為機器學習及簡約數據，需要借助已經掌握的模式識別理論、知識，針對數據信息進行簡化處理，通過可閱讀的方式將信息呈獻給決策人員，便于制定出科學的決策。也能夠自動化的學習多種數據，進而進行數據的評價和分類處理工作，對結果進行準確的預測；3）合理規劃和優化智能系統，發揮系統的協作、決策功能。應對計算機決策系統、輔助規劃系統進行構建，參考優化指標改善社會及經濟效益。還應對系統建模內容進行探究，對智能決策、規劃、體系協作的基礎理論和方式進行進一步的優化。

2信息的智能化處理技術理論及方法

信息的智能化處理技術涵蓋多個研究領域，融合了通信技術、控制技術和計算機技術等先進技術，涉及多個信息科學技術學科。綜合當前的研究及發展情況，可以將信息的智能化處理技術歸為以下幾類：

2.1模糊理論

若需要對無法確定對現象進行探究和分析，就必須要借助模糊理論來實現。由于事物本身擁有不確定的特性，同數學理論下的二元性原則沒有直接關系，屬于對象差異的中間過渡狀態，無法進行準確的劃分，從而不能明確對象類型。模糊系統具有模糊性特征，能夠結合模糊理論發揮模糊信息處理功能，是一種動態化的模型。一般在模糊系統內，輸入、輸出彼此對應，能夠將其視為連續函數的通用逼近器，主要包括模糊推理機、反模糊化器、模糊產生器及模糊規則庫[4]。建立在神經網絡、模糊系統之上的模糊神經網絡，有效整合了模糊系統機理、神經網絡，將二者的優勢進行了整合，同時也融合了多種理論，包括動力學、邏輯計算、處理方式及語言等。模糊神經網絡不僅具有較強的聯想能力、識別能力和學習能力，同時還擁有良好的模糊信息處理性能。在普通神經網絡內，對模糊輸入信號、權值進行添加是模糊神經網絡的核心所在，在優勢互補的原理下，能夠使神經網絡、模糊系統的優勢和功能充分展示出來，同時也彌補了二者各自的弊端和不足。構建的模糊神經網絡使信息的智能化處理技術發展邁向一個全新的發展層面，具有非常重要的意義。

2.2人工神經網絡法

網絡模型、數學模型是構建人工神經網絡的關鍵，基于網絡模型內，基礎構成就是人工神經元，需要結合特定結構對其進行組合，最終打造出完整的模型；而在數學模型內，依據大腦神經元構建的人工神經是處理信息的單元體，借助組合而成的人工神經元，能夠形成神經網絡結構。獨立人工神經元、神經元間的基本連接結構就是神經網絡結構。就信息的智能化處理技術發展研究結果進行分析，當前已經成功研制出多達十幾種的人工神經元網絡模型，依據信息流動方向、連接途徑，能夠將人工神經元網絡模型劃分為多種不同的種類[5]。相互結合型（反饋型）網絡、前向型網絡是構成人工神經元網絡模型的兩大類，前者具有反饋信息的功能，而后者無法對信息進行反饋處理。

2.3進化算法

依據生物界遺傳定律、自選選擇定律，形成了進化算法，該算法在機器學習、優化等研究方面發揮著極其重要的作用。進化算法的基本原理即為通過對生物遺傳模型進行模擬的方式，優化索索全局，獲取最佳的結果。進化算法的適用范圍較廣，運用方式簡便，能夠并行開展信息處理工作，其主要對象為個體，能夠實施變異、交叉及選擇等處理任務，明顯優于傳統算法，具有其特有的特征。在長期的鉆研和探究過程中，進化算法不斷完善，當前在機器學習、識別圖像和自動化管控等領域占據著極高的地位，該算法在信息的智能化處理技術中有著普遍的運用。

2.4信息融合技術

信息融合技術的關鍵研究對象為：怎樣加工處理、運用不同的信息，達到信息互補的效果，確保最終獲取信息的精確性和真實性。信息融合技術建立在多傳感器系統的基礎上，能夠準確監測目標，對無法明確的信息進行排除，有效提升了信息的可靠程度。通過分析、模擬人類大腦對信息進行綜合性處理的功能，形成了信息融合技術的基礎工作原理。大量傳感器存在于系統內，傳感器所發信息具有一定的差異，基于多傳感器的信息融合系統能夠根據大腦處理信息的方式開展相應的信息處理工作。多傳感器信息融合系統能夠綜合性的處理多種不同的信息資源，并整合大量信息，并科學支配、運用這些信息，系統還可以高效組合冗余信息，顯著改善了信息的準確性和可靠性[6]。在上述工作原理下，由多個子集組成的信息系統具有非常強大的功能，性能更加優越。低層次處理、高層次處理是信息融合技術的兩大關鍵類型，其中前者主要指的是數據的預先處理工作，包括數據分類、檢測目標等；而后者主要指的是集威脅估計、態勢和全部融合過程為一體的提取處理。功能型模型、數據型模型是當前信息融合模型的兩大關鍵種類，在實際運用中發揮著重要作用。

3信息的智能化處理技術的應用及發展趨勢

在實踐生活中，信息的智能化處理技術有著較高的運用價值和實用性：1）智能化信息處理技術能夠提高工作效率，能夠開展自動化和智能化的處理工作，有效減輕了人們的腦力勞動任務；2）智能化信息處理技術能夠針對不同的對象進行識別，包括影像、語音及文字等，借助機器能夠進行翻譯和分析等操作；3）當前互聯網覆蓋范圍非常廣闊，借助路由器，信息的智能化處理技術能夠分析數據傳輸途徑，獲取優化路徑，有效處理網路堵塞等故障[7]；4）目前實踐生產中計算機技術已經實現了普遍運用，計算機技術發展速度日益加快，存儲量也逐漸擴大，大大節約了成本資源，在智能化信息處理技術不斷發展的過程中會進一步加快計算機技術的發展進程。從模擬數字到人工神經網絡的發展轉向，信息的智能化處理技術對混沌理論、小波分析理論、遺傳算法及模糊數學理論進行了有效的整合，不斷研發和創新出全新的智能化信息處理思路、算法及理論。信息的智能化發展技術擁有非常廣闊的發展前景，迎合了未來信息時代的發展需求，這就要求必須要強化對智能信息處理技術的研發力度，提高對技術研發的重視度。在推動智能化信息處理技術發展的過程中，應將其發展與實踐運用和科研課題進行綜合，運用創新思想整合多種不同的信息處理技術，滿足更加復雜的運用需求，使智能化信息處理技術與其它領域密切結合起來，促進信息學科的發展。

4結束語

綜上所述，信息的智能化處理技術經過不斷地發展日趨成熟，然而將該技術運用到實踐生活中時仍然會出現一系列的問題，還需要加大研發力度，使智能化信息處理技術更加完善。在今后的發展過程中，要將科技前沿同信息的智能化處理技術進行整合，創新研發思路及方式，結合實踐運用需求來總結智能化信息處理技術的理論。同時，為了迎合信息的智能化處理技術的復雜化發展趨勢，還應將該技術與多種信息處理方式進行緊密結合，有效推動智能化信息處理技術的快速發展。

參考文獻：

[1]張曉孿.基于語義的智能信息處理技術的研究[J].微型電腦應用,2014(11).

[2]宋偉,霍廣明.智能信息處理技術的現狀及發展[J].科技信息,1998(12).

[3]齊小剛,楊永安.智能信息處理技術在衛星測控領域的應用研究[J].系統工程與電子技術,2000(01).

[4]杜亞軍.智能信息處理及其在搜索引擎中的應用[J].西華大學學報(自然科學版),2007(02).

[5]徐汀榮,曹順良.智能信息處理系統的信息呈現技術[J].微電子學與計算機,2001(01).

[6]黃莉.智能信息與網絡處理探究[J].電腦知識與技術,2010(18).

第4篇：人工智能科研課題范文

     中醫醫家師承授受,師者言傳身教,因材施教,學者體悟心會,成為古代中醫藥人才培養的主要模式,使中醫中藥在漫漫歷史長河中得以延續、發展。然而,千年傳承,百年困惑,當古文化與新文明發生了對接,當元陰元陽碰撞了0和1代碼,中醫藥學的教育傳承如何從原始的手工作坊體系走向機器化批量生產道路,古代自然哲學式、思辨式的中醫論述如何換裝為強大的現代科學體系,變成用現代科學語言表達的唯象理論,便成為一直以來的核心論題。

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1  現代中醫教育體系及思維模式

目前,中醫教育以學院教育為主,采用基礎教育、專業教育、臨床實習三段式教學模式,以及理性思維為主導的思維導向,以系統性、完整性的學科分科教育為基礎,突出了課堂、教師、教材的中心地位?，F代中醫已經實現了從師承教育到學院教育的轉變,重視教育目標和培養模式的共性,注重學生扎實的理論基礎和自主學習的能力,以及辨證論治理論思想的培養,使得現代中醫師的培養走向規?；?/p>

然而,審視規模化教育體制下的教育模式,并不能讓我們高枕無憂,因為,我們所期待的“秀才學醫,如籠抓雞”并沒有出現,取而代之的則是枯燥、抽象,甚至晦澀難懂的尷尬處境,很多想往中醫的初學者,才觸皮毛,便生退卻之心,因為“不協調”,玄妙晦澀的理論論述與人工智能化的機器識別,浩如煙海的古籍與海量數據便捷檢索的自動化體系,古代自然哲學式的思辨方式與現代嚴謹縝密的邏輯推理,加之系統化微觀化高精密儀器化的西醫學導向的醫療體制體系與整體性宏觀性四診合參式的中醫輔助醫療地位,讓很多學子望而卻步,而即使高學歷中醫學子,無論在臨床治療水平與中醫學術造詣上也很少有人能望老中醫項背。2  全腦思維契合中醫教育傳承模式探索2.1  全腦開發的理論基石

1981年美國加州理工學院羅杰·史培利博士提出了左右腦理論,并因此獲得諾貝爾醫學獎。這項理論將大腦分為左半球和右半球,認為左右腦有著不同的智能。左腦操縱語言,偏重概念思維,具有邏輯思維功能；右腦知覺空間關系,欣賞音樂繪畫,偏重直覺思維,具有形象思維功能。哈佛大學心理學博士詹姆斯·懷特研究發現,一般人只用了大腦潛能的10%,甚至更低；而95%的人荒廢了右腦,即僅僅使用一半的大腦,另一半的大腦被閑置起來。如果我們能夠充分地運用左右腦,則會產生意想不到的效果。

全腦學習就是充分調動左右腦多元智能參與學習活動,雙管齊下,平衡發展,最大限度發揮大腦潛能。全腦學習由知識、方法技能的學習和情感態度的學習3個方面構成,讓學習者左右腦互動,音樂、圖像等于大腦互動,學習者與知識互動。

2.2  當前的教育大環境需要全腦教育

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我們國家所實行的應試教育所開發的是左腦,實際上大腦左半腦是輔助的,右半腦是主要的,深層次的思考,深層次的創意,深層次永久性的記憶靠右腦,而我們恰恰忽視了右腦的開發,目前國家所倡導的素質教育,就是要我們開發右腦,多用右腦,多訓練右腦可以事半功倍,甚至可以提高幾百倍。英國哈莫爾曾說過：“右腦的圖像思維能力是驚人的,調動右腦思維的積極性是科學思維的關鍵所在?！本痛蟛糠痔觳艁碚f,他們能夠很有效地使用大腦,取得杰出的成就,原因是他們大多能夠充分協調、合理地使用大腦。愛因斯坦就曾說過：“我思考問題時,不是用語言進行思考,而是用活動的跳躍的形象進行思考。”此外,瓦特看到火爐上的水燒開后壺蓋不停地動,發明了蒸汽機；魯班被草劃破了手,發明了鋸；世界著名畫家達·芬奇從畫雞蛋開始,成為一代巨匠等,均是左右腦協調發展的典范。

2.3  古代中醫教育傳承體系中的全腦式教育

就全腦式教育而言,我國有先天的優勢,因為漢字是象形文字,而運用象形文字本身就是用的右腦。此外,在傳統中醫教育中,我們意外發現全腦式教育竟然無處不在。首先,在古代特定的社會同構體中,傳統的中醫藥學以其特定的思維方式,即形象思維為主導,采用形象思維下的形象比較、倒果求因、類比推理等思維方法,成為當時社會的主導；其次,傳統中醫藥的望、聞、問、切四診合參以及經絡銅人等多感官、多知覺體驗式的醫療、傳承手段,不僅強化了感性認識,而且不自覺地早已運用、挖掘了右腦潛能；第三,古代中醫是古代自然科學與中國傳統文化相結合的產物,具有多學科的特點,因此,歷代名醫多博覽群書、吸納百家,通曉佛、道、儒等學說,這種文理兼通的多元思維模式使得中醫理論在形成之初就成為形象思維與邏輯思維完美結合的經典之作；第四,古代中醫師承教育的最大特點是強調教學的實踐性,重視臨床能力的培養。而將課堂與臨床合二為一,理論學習與臨證實踐融為一體,恰恰又是抽象思維與形象思維、左腦與右腦的有效契合。

2.4  現代互聯網高速經濟時代下的全腦思維新模式

1989年,美國率先推出了全國性的腦科學計劃,把1990－2000年命名為“腦的十年”,并制定了以開發右腦為目的的“零點工程”。之后,國際腦研究組織(IBRO)和許多國家的相應學術組織紛紛響應。歐洲出臺了“歐洲腦的十年”計劃,日本啟動了為期20年的“腦科學時代”計劃和“腦科學與教育”研究項目,全腦教育已經呈現出“全民普及”的態勢。

在現代互聯網高速經濟時代,中醫教育更應抓住這次革命性、全球性腦風暴的機遇,綜合應用數據挖掘、人工智能、虛擬仿真等現代多媒體、數字信息技術,增加內在知覺體驗,平衡開發大腦潛能,將整體思維嵌入機器代碼,將臨床搬進課堂。

2.4.1  音樂冥想

音樂誘導具有集中注意力、提高記憶力、增強想象力、開發智力等多種效應。接受這種有節奏的聲波振蕩,可以使人體各部分本能地、協調一致地按照規定的節奏、旋律、情感進行細微振蕩,促使細胞正常分裂,加強新陳代謝,使人的心跳、血流、肌肉收縮、腸胃蠕動得到最好的、最統一的節奏調整。右腦被稱為“音樂腦”,經常進行音樂誘導,能改變右腦的劣勢地位,轉換腦的能量平衡,從而使腦電波發生變化,達到使右腦活化的目的[1]。因此,基于中醫五行理論開發五行音樂,將成為身體平衡與右腦活化的高效粘合劑。

2.4.2  多感官、多知覺體驗

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迄今為止,許多人沒有意識到自己還有其他5種知覺可以用來想象。時常練習用多種知覺來想象,可以增加圖像的清晰度和鮮明度,從而刺激右腦思維活性。不管你的目的是什么,能運用越多的感官來引起強烈的圖像,成功的機會就越大。能夠運用越多知覺創造一個鮮麗的內在經驗,你的想象就會變得越有意義,收獲也就越多。

2.4.3  虛擬化、智能化體驗式傳承體系

國際著名傳播學家、教育新秩序的倡導者余也魯教授指出：“文字發明前,人類多用右腦；文字普遍使用后,我們多用左腦……現在電視出現,重心又移到右腦,這會引發一些什么變革呢？”這里實際上提出了一個平衡用腦,運用全腦學習的問題。天津普教系統就曾進行過一個頗具影響的教學科研課題,即運用多媒體教學,提供形象教材,引導學生交替使用左右腦,從而使形象思維與抽象思維的交織上升為靈感思維與創造思維,達到平衡用腦目的[2]。

中醫理論的形成并不是從實驗中來的,而是象控制論的黑箱論那樣,通過無數的信息反饋得出的[3],而這種反饋信息就是各種知覺信息構成的形象素材,并結合邏輯思維判斷所形成的階段式螺旋上升式的思維創造。因此,應運用虛擬化、智能化的輔助手段實現多感官、多知覺的信息體驗,建立虛擬課堂、虛擬實驗、虛擬臨床,甚至虛擬“藥物園”、虛擬針灸銅人等仿真交互環境,加強感性認識,增加辨證施治方法、藥物性味歸經以及方劑組成等理論的理解、記憶和運用,以虛擬醫院為實驗室,以虛擬患者或病歷作為實驗課的素材,進行完全虛擬化的臨床科研設計、臨床診療、臨床觀察及臨床總結。

此外,可以利用情感暗示教學調動大腦無意識領域潛能,以培養學生的直覺思維、發散思維,以及對知識接受的自覺性；利用情景聯想、腦力激蕩、靈感捕捉來培養創造思維等等。

這種全新的多感官、多知覺體驗式教學模式,一方面寓教于樂,化抽象為形象,化復雜為簡潔,融知、情、意、趣與一體,以有效調動學生主體性學習熱情,充分體現“教師主導,學生主體”的雙邊作用；另一方面,形象思維與抽象思維反復交替印證的過程,也即思維啟發、靈感創造的過程,虛擬化整體教學實現了課堂教學與臨床教學的實時交互,溫故而知新,繼承后創新,更使因材施教、差異教學成為主體選擇下的水到之渠。在此,主體性、交互性、啟發性、創造性、差異性的教育教學新模式得到綜合體現。

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3  結語

全腦思維,新模式古用,既是新時代傳統教育的活性劑,也可以說是傳統中醫思維的復古?；ヂ摼W時代經濟、現代思維節奏決定了中醫教育現代化步伐,抽象思維與形象思維,情景教學與實戰演練,多感官刺激與全腦學習,師承教育與規?；F代化學院教育的全方位結合,將為中醫的教育傳承事業搭建起一座傳統與現代、現代與未來的教育橋梁。

【參考文獻】

  [1] 王世群.全腦學習勢在必行[J].山東教育,2001,14(2)：7－8.

第5篇：人工智能科研課題范文

關鍵詞：對射式紅外光束感煙探測器；空氣采樣火災探測器；光截面圖像感煙探測器

中圖分類號：O572.21+2 文獻標識碼：A

1大空間火災探測器適用性分析

對于大空間可備選的方案有：吸氣式感煙火災探測系統、對射式紅外光束感煙探測器、光截面圖像型感煙火災探測系統和圖像火焰探測系統等，其各自特點如下表：

可應用于大空間建筑的火災探測系統比較

探測器 傳感

機理 探測

距離 控制面積 抗震性 熱障

影響 安裝

方式

吸氣式感煙探測器 接觸式吸氣感煙 吸氣孔參照點式感煙探測器 依據吸氣孔 好 有 頂棚吸氣管

對射式紅外光束感煙探測器 減光式光電感煙 100M 1400㎡ 差 有 壁裝、吊裝，需準直

光截面圖像火災探測器 圖像式感煙 100M >1400㎡ 好 無 壁裝、吊裝，無需準直

雙波段圖像火災探測器 圖像式感火焰 100M 2000㎡ 好 無 壁裝、吊裝

上表中前三種探測器為感煙探測器，最后一種為火焰探測器。根據大空間火災不確定性的特點，結合《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98第7.2.10條“裝有聯動裝置、自動滅火系統以及用單一探測器不能有效確認火災的場合，宜采用感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器（同類型或不同類型）的組合”。因此像式感火焰探測器不可缺少。

在夏季，建筑物頂棚長時間在太陽的直射下，由于熱傳導和熱輻射的作用，其頂棚附近的空氣會達到40～50℃的高溫，在發生小尺度火災時會存在熱障效應。吸氣式感煙探測由于熱障效應的出現，因此在頂棚附近按照的吸氣式感煙報警系統在夏天將不適用。普通紅外光束對射在安裝時需要準直，震動對其影響較大，所以在很多場合已不再采用此產品。

2各種火災探測器的性能比較

2.1對射式紅外光束感煙探測器

對射式紅外光束感煙探測器是基于煙粒子吸收或散射紅外光束，使紅外光束的光強度減弱的原理來判斷有煙霧存在且要在煙霧濃度蓄積到一定程度，實現火災報警。它由發射器和接收器組成，發射器與接收器必須較精確的對準，否則接收器接收不到發射器發來的紅外光線便產生誤報，所以安裝精度較高，且抗震性能差。發射器是由一只發射管組成，發射管的老化，會導致紅外線衰減，當達到一定程度時，系統會發生誤報，這時必須調整其靈敏度來糾正它，使其恢復正常工作。當使用到一定程度時，發光管報廢，導致設備的更新。在使用過程中，由于建筑物的不穩定性，會導致原本對正的接收器和發射器光路發生偏移，也同樣會導致系統的誤報。系統維護相對工作量較大。所以采用國產對射式紅外光束感煙探測器，工程造價雖低，但是系統穩定性差；采用進口對射式紅外光束感煙探測器價格高，維護成本高且不能回避產品本身的缺點。

2.2空氣采樣火災探測器

它是利用伸向被保護區內的管網，由偵測腔內的抽氣泵經由空氣采樣管路不斷地抽取防護區域內的空氣樣品進行檢測，經過濾器將空氣中的大的固體顆粒去掉，在進入偵測腔。激光源所發出的光經過聚焦后在偵測腔的正中聚焦，當煙粒子經過偵測腔時，產生光散射，散射光被光接收器接收，經過光電變換輸出一個電信號，對電信號進行處理后就可以知道煙霧的存在，并發出火災報警工作。由于其安裝方式為頂棚安裝吸氣管受熱障效應影響，以致于無法正常工作。所以空氣采樣感煙火災探測器雖然是不錯的產品（更適合應用于潔凈場所），但并不適合在此場合安裝。此外，下列問題也值得重視：大顆?；覊m容易堵塞采樣孔和過濾網，若不及時維護可能產生漏報，造成無法挽回的損失。此外系統施工、日常維護工作量大。

2.3光截面圖像感煙探測器

這是一種智能型感煙火災探測器，通過獲取被監測現場的煙霧圖像信息，經系統主機進行分析處理和智能判定后，自動進行火警預報；是國家863科技項目中所確立的填補和改進大空間火災早期探測的科研課題，是取代對射產品在現代大空間建筑中早期探測的不足和缺點的新一代產品，其技術核心已取得國際專利。適用于大空間和其它特殊空間的感煙火災探測器。它可對被保護空間實施任意曲面式覆蓋，具有分辨發射光源與干擾光源的能力。光截面火災探測器由光截面發射器和光截面接收器兩部分組成，每只接收器可對應接收多只發射器來的光信號，發射器的數量根據現場情況決定。探測器為防護罩內安裝，對環境適應能力強（灰塵，潮濕，溫度，一般腐蝕性氣體等）；根據不同場所得要求，報警靈敏度可現場編程、靈活設定。當其中一個發射器損壞，接收器在報出損壞發射器的故障，但接收器仍能正常接收其它發射器發射的光束，此時發生火災仍能正常報警，當接收器損壞時系統報這個探測點故障。光截面火災探測器從探測原理及產品結構上徹底解決了再大空間領域遇到的問題，因此得到廣泛的應用。

2.4雙波段圖像型火災探測器

雙波段圖像型火災探測技術針對大空間建筑火災中普遍存在的技術難題，即火災的誤報、漏報和報警延誤，遠距離火災探測以及火災的空間定位，通過對火災的熱、色、形、光譜及運動特性的研究，在色度模型、穩定性模型、增長趨勢模型的基礎上，發展了紋理模型、立體視角模型、基于紅外影像的頻域紋理模型、閃爍模型，提出了基于彩色影像和紅外影像的雙波段火災識別模型，采用了圖像處理、計算機視覺、人工智能等多項高新技術，實現了大空間建筑早期火災的探測和空間定位。

結語

綜上所述，根據產品本身的特點結合使用場所的實際情況等因素，大空間選用光截面圖像感煙探測器與雙波段圖像火災探測器進行復合探測為最佳方案。

參考文獻

[1]GB50116-98 ，《火災自動報警系統設計規范[S].

第6篇：人工智能科研課題范文

分析了我國高校目前培養創新型人才過程中存在的問題與不足，從課程改革、創新競賽體系、師資隊伍建設、實踐培養體系，產學研聯盟構建等方面探討了基于協同創新的創新人才培養模式，對高校土建類創新人才培養提供理論借鑒。

關鍵詞：

協同創新；土建；人才培養

一、概述

當前，隨著知識經濟的發展，科技創新已經成為經濟發展的主要驅動力，大數據分析、云計算、物聯網、人工智能，3D打印……，各行各業不斷推陳出新新技術，社會經濟發展中出現大量復雜綜合性的問題，需要各學科知識人才協同合作，共同創新，為了在激烈的國際競爭立于不敗之地，必須提高本國創新能力，具有創新思維和創新能力的高層次人才是國家不斷創新的源泉，然而，創新人才的培養需要與生產實踐相結合，創新人才也需要企業高校相互協作、協同創新，特別是土建這類與工程實踐聯系相當緊密的專業[1-5]，當前我國高校人才培養中理論教育與工程實踐聯系不夠緊密。文章根據土建類專業特點，探討建立高校、科研院及企業協同創新的土建類人才培養模式。

二、創新人才培養中的問題

協同創新注重創新活動中主體之間的協同意識、角色定位能力和協同溝通能力，通過團隊合作相互啟發的方式實現科技創新。其本質是指企業、大學、科研院所通過技術協作，共同投入各自的優勢資源和能力，在政府、科技服務等中介機構協同支持下，共同進行技術開發的協同創新活動。一直以來，我國教育模式比較注重應試教育，高校在培養學生獨立思考，發散性思維方面存在不足，高校在創新人才培養中存在一些問題。

（一）高校行政化過濃，民主開放的學術自由精神缺乏

高校評價方式以應試教育為主，主要看期末考試分數，學生學習死記硬背，缺乏時間也缺乏興趣進一步開展更具創新性的學習。對教師的考核也是計算各種考核分數，教師忙于爭各種分數，追求數量，沒有更好的環境和精力開展創新性的研究。

（二）社會風氣比較浮躁

過于，注重經濟效益，忽視社會、科技、環境等其他方面，急功近利，不利于創新力的培養。反映高校人才培養時，注重理論教學，忽視動手動腦，創新能力的培養。

（三）過分看重學歷和出身

用人單位看學生的學歷和學校的名氣，高校招聘教師也看教師本科研究生博士階段的畢業學校，是否重點或211，985高校甚至是海外學歷。因此，如何改進培養模式提高創新人才的培養是一個重要的研究課題。

三、創新人才培養模式

協同創新機制下創新人才培養需要學校、科研機構、企業的協同運作，產學研結合，充分發揮培養體系各子體系的作用。文章在以下一些方面進行了探討。

（一）進行課程教學改革

首先，調整專業整體的培養方案，建立“寬專業視野”和“大工程實踐”的復合型人才培養體系。教師提升自身的知識水準，多查閱最新的文獻資料，緊跟學科發展的步伐，給學生補充介紹最前沿的專業技術，改革課程教學，注重實習等實踐教學，加強學生理論聯系實際，利用專業知識動手動腦解決工程中面臨的實際問題，提高學生的實踐和科研創新能力。其次，在專業培養方案中增加教學評價內容。例如企業用人單位的對畢業生的評價，學生及家長對學校的評價，社會及市場對學校的評價，通過這些反饋信息正確合理的評價教學質量。第三，加強對學生創新能力的訓練。采用案例教學法，已實際工程背景問題設計教學案例，布置相關場景，引導學生自主探索，分組合作，理論聯系實際，動手尋求創新性的解決方案，鍛煉自身的創新能力。最后，要改進課程考核方式，將以掌握知識點為主的考核方式轉變為對學生理論知識、創新能力、工程應用能力等綜合素質的考核，考核評分時鼓勵對創新性解決問題的嘗試，同時增加學生對自身學習情況的評價。

（二）構建課外創新競賽體系

建立課外創新競賽體系，如“互聯網+”創新創業大賽、挑戰杯創業計劃大賽，結構設計競賽、數學建模大賽、工業設計大賽等。競賽以自主選題和命題相結合，內容上與專業知識緊密相連，形式上不斷推陳出新，以賽促學、以賽促建。

（三）師資隊伍建設

當前我校的大部分教師是高校博士畢業后直接進校當教師，他們自身工程實踐經驗相對缺乏，因此，可以考慮與企業合作，鼓勵青年教師到工程現場進行鍛煉學習，參與實際的工程項目，同時可以聘請具有豐富工程經驗和專業技術水平的高級工程師、專家和研究人員等到學校講學交流，擔任兼職導師，合作指導學生，使學生能近距離接觸行業的最新技術，了解工程中面臨的實際問題和解決方法，同時教師也在跟專家交流的過程中進行學習，提高自身工程實踐經驗。

（四）建立工程實踐培養體系

土建專業是與實踐結合非常強的專業，課堂理論教學跟工程實際情況有一定差距，因此需要大力開展對學生的工程實踐能力培養，由于經費和課時的限制，以及施工單位基于工期與安全的考慮，不愿過度接手學生現場學習，因此需要高校積極與地方政府和企業建立密切的聯系，為創新型工程技術人才培養提供高質量便利的實踐條件，努力把學生送到企業和科研機構直接培養，實現學校和企業在資源人才等多方面地緊密對接。如將部分學生直接送到企業，以實際工程任務，企業急需解決的關鍵技術問題作為畢業設計或研究論文的課題，對學生實行企業導師和學校教師雙導師指導制度，培養學生的創新能力。

（五）構建產學研聯盟，與企業共建創新研發中心

聯合研發關鍵科學課題，將高校和企業額人才、基地和項目捆綁在一起，發揮學科交叉優勢，有組織計劃地進行聯合攻關研究，讓學生在參與建設過程中學習知識、增長才干。同時與國內外著名高校，研究所，知名企業一起開展產學研結合，共建創新研發中心，培養創新人才。如我校與中建三局，中鐵大橋局集團等大型企業進行合作，開展課題研究，協同創新，吸收學生參與到實際工程項目、實際科研課題中去，實現高校與企業的無縫對接，高校與企業之間相互共享有限資源，達到互利共贏。我院與法國里昂大學建立合作研發中心，與東方雨虹防水技術股份有限公司合作成立“東方雨虹班”，開創校企合作新模式，為企業培養企業創新技術人才。

四、結束語

我國正在建設創新型國家，創新型人才的培養是高的學校的重要任務和社會責任。協同創新是高校、科研院所和企業充分協作，優勢互補共同創新的合作機制，對于土建類人才，高校需要考慮土建專業的特點，結合學校自身的實際情況，利用協同創新的平臺，探索基于協同創新的人才培養模式，提高人才創新能力，為社會培養更多創新型土建專業人才。

參考文獻：

[1]李雪華，楊湘東，朱光.土建類專業人才實踐能力培養模式研究[J].高等建筑教育，2009，18（3）：35-38.

[2]程曉紅，徐娟，張利.基于協同創新的復合型人才培養研究[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2013，27（4）：108-112.

[3]王純旭.基于協同創新平臺的我國高校創新人才培養研究[D].哈爾濱，2013.

[4]沈璐，王志云，上官子昌.土建類工程人才培養模式建設實踐[J].實驗科學與技術，2014，12（6）：155-168.

第7篇：人工智能科研課題范文

摘要：本文綜合分析了本科應用型人才的特點和計算機本科應用型人才的社會需求，提出了“以社會需求為導向，與企業結合，依托實習實訓基地，按照“2+1+1”的教學模式，以能力為本位，培養具有全面素質、理論基礎扎實、知識面寬、實際動手能力強的復合性應用型IT人才。

關鍵詞：人才培養模式；應用型人才；課程體系；計算機本科

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1引言

21世紀是信息的時代，軟件應用觸及社會每一個角落。金融、電信、電子商務、歐美及對日軟件外包等行業和領域的迅猛發展，毋庸置疑會帶來專業軟件開發人才需求數量的大幅增長。然而，事實上，IT企業對軟件人才的招聘并沒有降低要求，相反，由于行業細分程度的不斷提高，對軟件開發者也提出了更高的要求。湖南工業大學計算機與通信學院在軟件人才培養上，按照一切以社會為導向的基礎，與企業結合，依托實習實訓基地，按照“2+1+1”(四年本科教學中，兩年基礎理論知識學習，1年專業知識學習，1年校內外專業技能實習實訓)的教學模式，以能力為本位，培養具有全面素質、理論基礎扎實、知識面寬、實際動手能力強的復合性應用型IT人才。在人才培養過程中，采用項目驅動的方法進行大量項目實戰，這些項目大多來自教師的科研課題和軟件公司，具有真正的市場價值，絕非簡單案例的演練。同時，學院也非常注重學生的職業素質培養，開設專門的職業素質培養課程，強調開發技能和職業素質的共同提升。整個過程完全企業化管理，讓學生在大量實際項目開發過程中迅速累積項目經驗，在潛移默化中形成軟件工程師必備的思維模式和行為模式，成為企業需要的標準化軟件人才。

2IT人才培養新模式的構建

2.1以社會需求為導向

以社會需求為導向就是以市場為導向，以就業為導向。在應用型IT人才本科教育中，以社會需求為導向主要表現在以下幾個方面：第一，要面向區域和地方(行業)經濟社會發展；第二，培養目標定位在社會需求量大、就業面廣的高級應用型人才。作為計算機本科應用型人才首先應該能夠成為普通基層編程人員，通過一定時間的鍛煉使他們成為軟件開發工程師、軟件系統測試工程師、數據庫開發工程師等。

2.2以應用能力為核心

重點培養學生的分析問題和解決實際問題的能力。強化實驗能力和工程實踐能力。一方面要求對于實際問題能夠進行整體把握進行系統分析；另一方面要求學生對于實際問題能夠進行抽象，通過實驗建立相關的概念模型、物理模型、數學模型或原型模型等，以準確地描述具體的實際問題；此外還要求學生能夠應用系統工程的方法，特別是軟件工程方法，進行準確地設計和開發。

在新的人才培養模式中，要建立好支持應用能力培養的公共基礎和專業基礎課程平臺，將應用能力培養貫穿于教學全過程，按理論與實踐相融合的應用性課程設計好專業課程。

2.3以IT素質教育為重要方面

當前，人才是困擾IT企業發展的第一大問題，企業之間的競爭正在變成人才的競爭。 任何一個企業，都要求員工不僅具備過硬的技術能力，更希望員工具備良好的職業道德，有積極的工作態度、良好的溝通能力和主動學習進取的能力，這就是我們常說的職業素養。為了使我院計算機專業學生的職業經驗實現與企業無縫對接，學院在整個教學過程中注重對學生職業素質的培養，通過溝通技巧、團隊合作、職場禮儀、商務文檔寫作等課程，著重培養學生良好的職業習慣。并提供行業手冊，使學生能充分將行業及領域知識與開發任務有機地連接在一起，使之具備敏捷的思維、創新的意識和工作的主觀能動性，快速成長為標準職業人。

3計算機本科應用型人才培養目標

3.1應用型IT人才培養的目標

應用是計算機科學與技術發展的動力、源泉和歸宿，計算機本科應用型人才培養目標應該是理論夠用和適用、有一定的系統級認識能力和抽象能力、具備很強的設計能力和工程實踐能力的應用型人才。

3.2知識、能力、素質協調發展的教學指導思想

要求學生掌握下面知識領域的知識：離散結構；模擬電路和數字電路；程序設計基礎；算法與復雜性(數據結構)；計算機組織與體系結構；操作系統；計算機網絡技術；程序設計語言(面向對象技術)；圖形學和可視化計算(計算機圖形學)；智能系統(人工智能)；信息系統；軟件工程；數字信號處理。

要求學生掌握一項核心能力。在大學四年的學習過程中，學生將在老師的帶領下建立自己的團隊組織結構，完成建立工作計劃、把控工作進度、管理工作團隊、解決關鍵技術問題等一系列任務。通過這種教學與學習模式，將使學生充分發揮個人的能動性，提升自主面對困難、解決困難的能力。

素質是非常抽象的概念，除了包含精神品質以外，素質還是知識和能力的升華，高素質可使知識和能力更好地發揮作用，還可促使知識和能力得到不斷的擴展和增強。計算機本科應用型人才主要面向企業從事軟件項目設計，都會涉及到團隊開發以及與客戶溝通的問題，因此口頭和書面的交流能力、協同工作的能力、人際交往的能力協調以及項目管理管理的能力也非常重要。

4計算機本科應用型人才培養新模式

4.1學制采用“三階段雙分流”式的培養模式

采用“三段式雙分流”創新人才培養模式：第一階段為本科一、二學年，以公共基礎課程、學科大類通識課程和跨院系、跨專業選修課程為主，拓寬基礎知識，將科學教育和人文素質教育相結合，培養學生各方面的素質。第二階段為本科第三學年，在前兩學年學習的基礎上，進行第一次分流，即專業分流，以專業課程為主，分專業進行培養，進一步拓寬學生專業知識面(目前計算機科學與技術專業主要方向有：計算機應用、軟件工程、網絡工程、信息安全)。第三階段為第四學年，學生在主修專業內自由選擇專業方向，進行第二次分流，即專業方向分流，以專業方向課程為主，按照專業方向進行培養。根據普通本科院校的特點和學生畢業時考研和直接就業兩條線，分成理論研究型和工程技術型兩個大的培養方向。

4.2調整和優化課程體系

針對新的人才培養模式，全面規劃課程體系，其框架體系如圖1所示：

在新的人才培養模式下，我們堅持：

(1) 以動態和發展的原則設置課程體系。IT技術的快速發展要求我們將新的知識單元及時引進到教學中來，課程體系的設置要有超前和發展的眼光，始終保持教學計劃的動態性、前瞻性。

(2) 以開放性原則設置課程體系。在課程體系設置、教學方法、教材編寫等諸多方面，充分學習、借鑒和吸收發達國家計算機教育教學的先進經驗。

(3) 堅持理論教學和實踐訓練并重的原則設置課程體系。聘請企業界的技術人員參與教學大綱、教材內容的討論和審定，使教學內容緊跟世界IT發展的前沿，緊密聯系實際，注重實用。

4.3采用新的教學模式

新的人才培養模式有別于傳統的本科學歷教育和應試型教育，通過三個階段學習、循序漸進的啟發式多媒體教學，理論、上機、在線訓練相結合的快樂學習法使學生可以輕松掌握軟件開發的主要技能和主流技術。新的應用型本科教育每一階段的課程，都分為理論、上機、在線學習和指導學習四個步驟，使理論充分聯系實際，注重培養學員的學習能力和運用實際技能解決問題的能力。

(1) 理論：教師講授基本概念和理論知識，引導學生在理解的基礎上學習。

(2) 上機：學生在機房上實踐課，通過實踐課理解概念和理論知識，達到理論與實踐的完美結合。

(3) 在線學習：學生通過計算機在線課進行自學、自問、自解、自判等過程，充分培養自己發現問題、分析問題和解決問題的能力。

(4) 指導學習：學生提出整個學習過程中遇到的問題，教師組織討論和解答，并引導學生深入理解，達到總結提高的目的。

4.4構建新的實踐教學體系，加強實踐教學環節

實踐教學環節包括基本實驗、課程設計、綜合課程實踐、開放實驗、大學生創新實驗、項目開發、畢業實習和畢業設計等多方面的內容。實踐教學環節是能否實現計算機本科應用型人才培養目標的關鍵，應該突出實踐教學的重要性，制定系統的實踐教學計劃。要求主干課程和專業基礎課程安排課程設計，利用寒暑假時間組織高年級學生開展項目研究，通過系統的實踐環節訓練，提高學生的實踐能力。

(1) 全項目實戰式實踐教學模式

在新的人才培養模式中，要求為學生提供大約30個軟件開發項目，這些項目來自于教師的科研課題和企業的真實開發項目。在每一門課程中，都采用一個實際的開發案例來組織技術內容，理論課上老師會通過一個案例、小項目的講解來引出技術內容，而上機課要求學生自己逐步完成一個類似的項目，確保學生有大量的實戰經驗。

在實踐教學過程中，實現教育觀念的轉變：計算機專業教師轉化為項目經理；教材轉化為企業的實際應用項目；上課轉化為學生做項目。

(2) 加強實習實訓

在建立校內實習基地的同時，大力發展和加強校外實習基地建設并扎扎實實地落到實處，充分發揮生產企業在人才培養中的作用，爭取實現產學合作，校企雙贏。目前我院已在長沙牛耳軟件園、株洲硬質合金集團有限公司、思達電腦公司、株洲南方公司、株洲電力機車研究、株時代電子技術有限公司等建立了實習基地，這種合作方式不僅為學生提供了實習的場所，而且對提高學生綜合素質和職業技術能力具有很大的促進作用，同時也為學生的就業搭建了平臺。

(3) 增設綜合課程實踐內容

加強學生的技術應用能力的培養, 增加綜合課程實踐的內容。綜合課程實踐開在本科二年級下學期(綜合課程實踐1)、三年級下學期(綜合課程實踐2)，設計時間是1到2周，而且選題是與本學期所學課程有關，是本學期所學課程的綜合應用。綜合課程實踐指導老師也應該是本學期所授課程的主要教師。在設計實踐課程題目時，應根據學生學習程度的差異和興趣愛好的不同，設計不同難度、不同內容的課題，增加學生的學習興趣，激發學生創造能力。

計算機程序設計的教學是計算機教學內容的一大部分，二年級下學期學完面向過程的程序設計、面向對象的C++程序設計、數據結構、數據庫原理等課程后，可開設一個VC++開發的綜合課程實踐或是基于C/S結構的面向對象的綜合課程設計(可以是VB或Delphi的數據庫應用)。三年級學完計算機網絡、JAVA、WEB技術后，可開設基于網絡編程綜合課程設計(SOCKET編程)，或關于網絡方案設計的綜合課程設計，或基于B/S結構的面向對象的綜合課程實踐，使學生掌握在Internet環境下，用ASP、JAVA等完成交互式的網頁制作及數據庫的應用。

(4) 學生創新實驗

創新意識的培養已成為教育改革和實施“科教興國”戰略的重大舉措，教育部和各高校一直重視學生創新意識的培養，各高校也紛紛提出了自己的大學生創新計劃。對學生創造能力的培養，可從第二課堂教學開始，主要落實在創新實驗上。我?！按髮W生創新實驗項目”、“ACM程序設計大賽”、“計算機作品大賽”等大學生課外科技活動，應該大力提倡，學校應為學生提供創新實踐的平臺。

5結束語

幾年來，我們對計算機應用型本科人才培養的模式與途徑，從人才培養方案、培養模式、課程體系、教學模式，實踐環節等幾個方面進行了探索和實踐，促進了應用型本科院校計算機教學質量的提高。從招生情況看，第一志愿的錄取比例大大提高，一舉扭轉了過去招不滿的尷尬局面，畢業分配達到了91%以上，人才培養的質量有了很大的提高。

參 考 文 獻

[1] 鮑潔, 梁燕. 應用性本科教育人才培養模式的探索與研究[J]. 中國高教研究,2008,(5):47-50.

[2] 楊繼昌. 提升內涵凝練特色力促本科教學上新臺階[J]. 中國高等教育,2006,(11):43-47.

[3] 郭霄朋. 整體優化創新人才培養過程[J]. 中國高等教育,2006,(11):68-71.

[4] 朱艷輝,陽愛民,朱文球. 計算機學科創新人才培養模式的研究[J]. 株洲工學院學報2006,(2):139-141.

第8篇：人工智能科研課題范文

醫學信息學是伴隨著計算機技術在生物醫學領域的應用而產生和發展起來的。其最初的標志可追溯到國際信息處理聯合會(InternarionalFederationforInfonllationprocessing，IFll〕)在1967年成立的與衛生有關的技術委員會(technicalC~ttee4，TC4)。經過10年的不斷發展，于1978年成立了國際醫學信息學學會(玩tennationalMedicalh】fo~‘iesAsseiati朋，IM認)。IM認是國際醫學衛生信息學領域內公認的領導，也是世界衛生組織(WHO)認可的非政府組織。目前，IMIA已擁有45個以上的國家級和相當于國家級的團體成員以及4個地區性聯合會。在美國，作為國家衛生服務研究和發展中心的胡RQ(TheAgencvforHealtheareRecearchandQuality)在1%8一1999年提供醫學信息學研究基金的過程可謂是全球醫學信息學發展歷史的一個縮影。從30年間AHRQ提供資助的130個醫學信息研究課題看，大致可分為3個方面(表l)川。

由此可見，國際醫學信息學的研究是伴隨著信息科學技術的發展而迅速崛起的。在早期，由于醫學知識面廣量大、醫療數據復雜多變，大多數的醫生和醫院是依賴手工在書刊、病歷、圖片等各種文獻中去查找數據，以便作出正確決策和解決問題。當時的研究者認識到計算機在數據存儲、檢索和建立信息系統方面有著巨大的能量，并開展了醫學信息系統的研究和開發。在20世紀70年代初，Mo幣sCollen等人已經成功建立了“可集成、可擴展、變長和可變格式”的包含1百萬病人記錄的數據庫川。F瀏吐St~:等人建立了計算機化冠狀動脈樹的幾何結構，且成功應用于心臟疾病的分類鬧。當初開發成功的COSTAR(eo呷uterstoredanll〕ulato巧record)、STDR(sullllnarytinle一oriented，eo記)、RMIS(托羅nsrriefmedical11示〕nnationsystelns)等優良系統，不但有力推進了計算機在臨床及其實驗室、影像科和危重病人處理中的應用，而且至今仍對醫學信息系統的開發和研究產生影響〔7一9了。

幫助臨床醫生進行醫學決策的第一代系統出現于20世紀50年代的后期，而真正應用人工智能技術最早開發成功的臨床決策支持系統是Stanf(耐大學的Feigenbaum所領導的研究小組于1976年完成的MYCIN專家系統，用于抗生素藥物治療。其間，研究人員開發了眾多不同類型的臨床決策支持系統，如DeDorlU〕al’s急腹痛診斷系統、IN兀RNIST內科疾病診斷治療系統等:’，’0二。與此同時，應用信息學方法進行診療質量控制也是AHRQ基金資助的一個重要方面，如早期的ACMAD(出11bulato叮comedie欲auditdemonstration)、CSP(eomplieationssereeningpro-91翅lu刀)，直至90年代后期“weh一即abled”臨床信息系統，充分顯示了計算機系統在幫助醫生改善醫療質量方面的重要作用〔’‘一ls]。

建立一個基于知識的電子病案(electroniCmedi-eal二ords，EMR或eo哪uter-based娜tientoe耐s，CPR)及其整合信息系統一直是關系到如何有效地檢索病人醫療數據并綜合利用醫學知識來改進醫療處理過程的重點和難點課題。早在1971一1974年間，Elcalmno醫院最先獲得了AHRQ的基金資助，研究成功了在醫院內具有管理和臨床功能的醫學信息系統(technieonmediealinformationsystem)，使其護理費用減少5%，平均住院時間縮短4.7%，醫院成本全面下降仁21。隨著醫學信息學研究的不斷深人，醫學信息標準化的重要性亦日益突出，并逐步成為成為醫學信息交流和通訊的基礎。到90年代的中后期，AHRQ與美國國立醫學圖書館合作資助了l力INe(一ogie習山seoationidentifiernamesande閉es)標準的研究，并開展了與包括150廠rCZ巧(inielnatonalstand耐s)衛尹nization’5technie習。~ttee215)在內的多方合作研究，取得了較為豐碩的成果仁’4，’5·2。

二、當前狀況

在Intemet上，用于提供醫學信息檢索服務的計算機系統種類很多。除了基于文件名和目錄名檢索的An{hie、基于關鍵詞檢索的WA巧、基于菜單檢索的Gophe:外，當前最主要且最常用的網絡醫學信息檢索工具是基于超文本的搜索引擎(seaohingen-gines)。搜索引擎可以是一個獨立的網站，也可以是附屬在其他類型網站或主頁上的一個搜索工具。它具有信息檢索服務的開放性、超文本的多鏈接性和操作簡易性的特點。近年來，由于以超文本技術建立起來的雙jeb已成為網絡信息資源的主流形式，而且Web檢索工具既以Web形式提供服務，又以Weh資源為主要檢索對象，檢索范圍還涉及到其他網絡資源形式，如usenet沃孫，herJl?等。因此，基于超文本的搜索引擎已顯得格外重要，已成為人們獲取網絡醫學信息資源的主要檢索工具，也幾乎成了網絡檢索工具的代名詞。

醫院信息系統(hosnitalin五〕m拍tionsystem，HIS)是利用計算機及其網絡通信設備和技術，對醫院內外的相關信息進行自動收集、處理、存儲、傳輸和利用，為臨床、教學、科研和管理服務的應用信息系統，主要由以病人為中心的臨床信息系統(clinicalinfo卜matio。system，cls)、以醫院為中心的管理信J息、系統(hospitalman卿mentinfonllationsystem，HMIS)和以知識為中心的醫學文獻服務信息系統組成仁’“〕。在美國和歐洲，不乏應用功能完整的HIS的成功范例。美國Regellstrief研究所的一個小組研究結果表明，在使用CIS之后，醫院的開支可減少12.6%，產生了明顯的經濟效益川。在中國，Hls的建設已有十多年，以人、財、物管理為基礎的HMIS取得了長足的進展，但對提高醫療質量和臨床工作效率的CIS卻在近兩年才有少數的有識之士開始關注，以致國內現有的HIS基本上多呈只有1MIS而沒有CIS的跋腿現象。特別是在今年春天的SARS考驗面前，暴露出不少的弊端。其主要有:①HIS的應用范圍和普及程度還很不夠，幾乎沒有哪個醫院實現了完整的病人信息管理;②醫院之間由于缺乏標準化而無法實現病人信息的交換和共享;③醫院與衛生管理部門和疾病控制部門之間缺乏有效的電子化信息傳遞手段川;。

EMR是以病人為中心建立的一個完整的、終身的、縱向的、多媒體的、包含所有重要臨床信息的記錄。電子病案是CIS的核心，應該同時具有輔助臨床決策功能。近年來，EMR已經成為醫院信息化討淪的熱點，其優點越來越被人們所認識。HI刀(healthleve17，計算機之間通信的醫療衛生標準)中cDA(Chnical奴~nt，hitectu此)定義的EMR標準格式也逐漸被世界各國醫學信息學界所公認，成為EMR建設的重要依據。EMR數據的作用主要有:①直接面向病人的醫療和護理;②醫療保健質量的評估;③管理和計劃支持;④研究和教育田。當前的應用主要集中在建設醫生工作站、處理臨床用藥、診療信息和病人的部分臨床記錄。香港醫院管理局計劃到2(X科年底建成初步的EMR系統，包括病人醫囑信息處理、病人檢查和檢驗信息處理、并集成用藥咨詢和臨床數據分析的系統;而一個完整的、帶有決策支持功能的EMR系統正在一個更長遠的規劃之中。醫學信息學作為一個新的學科在美國、歐洲和中國經歷了不同的發展過程。

美國NLM早在1972年就開始支持醫學信息學研究生培訓計劃，現在不但建立了醫學信息學系、規范的學位教育，而且有了較為專門的研究中心和公認的學術單位。歐洲的許多醫學院校在如年代初也設立了醫學信息學專業，荷蘭鹿特丹的E璐mus大學同時有醫學信息學的醫學博士和哲學博士課程。我國在80年代就有4所醫學院校開辦了圖書情報專業，至今約有30所高校設有醫學信息學方向的專業，而教育部在2(X)3年才將“醫學信息學”正式列為高等教育專業目錄外專業。

三、面臨的挑戰

1.提高醫療衛生質量:通過醫學信息學的方法來改善和提高醫療衛生的質量，是醫學信息學界人士面臨的最大挑戰。如現在尚無一個基于標準的、完整的、帶有臨床決策支持功能的電子病案系統;如何將大量的醫學經驗抽象成為方便和容易使用的形式，為臨床工作提供方便和可靠的決策信息，并符合倫理和法律的要求[ls，l0]。

2.完善醫學信息系統:除了進一步改進和完善以CIS為重點的HIS、網絡化的全文文獻檢索系統外，公共衛生信息系統的建設已被一場突如其來的SARS疫情推上了議事日程。我國衛生部2(X)3年9月公布的《國家公共衛生信息系統建設方案》(草案)明確指出要用3年的時間初步完成國家公共衛生信息系統的基礎建設，力圖改變當前信息網絡覆蓋面小、醫療救治系統信息不靈、疫情報告和疾病監測時效性差、衛生執法監督信息系統建設滯后、信息整合能力落后的嚴重局面。

3、經費、人才、技術和標準:醫學信息學是一個特殊的領域，由有著不同背景和訓練水平的個體組成。我國的醫學信息機構正經歷著經費和人員改革的挑戰，留下的是否真正的醫學信息學人才?他們能夠更好地理解資料、信息及知識結構嗎?專業教育機構的課程設置是否適應國際醫學信息學發展的需要?安全保密和標準的確立與應用能否適合實際的需求工’8，，9]?

四、未來與對策

醫學信息學的未來很難預測。但它必將成為各個國家醫療衛生建設的重要組成部分。S恤而rd大學的MllsenMA教授稱醫學信息學正面臨它的青春期，而它并沒有像青春期少年般的奢侈，沒有考慮為何世界會對他們不公平，他們需要進一步明確自己的目的并制定未來可達到的目標[’8]。根據當前國際醫學信息學發展的現狀，在此擬就我國未來的醫學信息學建設策略做一簡要探討。

1.加快專業人才的培養:醫學信息學研究的徘徊不前，已讓許多醫療衛生機構開始對他們在信息學中作出的投資價值產生懷疑〔‘6，’9]。究其原因，仍然是高素質的專業研究人才的嚴重匾乏。這種現象在我國顯得尤為突出。例如，現有崗位上的人員知識結構層次低，專業綜合素質差，幾乎沒有真正意義上的醫學信息系統開發和維護的專業人員。因此，加快專業人才的培養已經成為醫學信息學界的當務之急。筆者認為，不但要加快建立健全醫學信息學專業的規范教育體系，培養高素質的醫學信息學專「l人才;而且要盡快改變醫學信息學研究機構的現有用人體制，吸引有志于醫學信息學的復合人才;同時還要加強在崗人員培訓和進修，盡快適應我國醫學信息學發展的需要。

第9篇：人工智能科研課題范文

【關鍵詞】教學改革;課程建設;計算機控制技術;專業特色

【中圖分類號】G420【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2009)08―0117―03

引言

計算機控制系統是以計算機為工具實現的控制系統,培養控制系統的系統觀念是課程的核心,但是實現方法不同于連續時間控制系統。因此,這門課程仍應以離散控制理論為線索,以離散控制理論如何采用軟、硬件實現為主要內容,與連續控制系統對比的方式進行教學,以認清因手段不同而產生的系統實現方式的變化以及由此而產生的其它一系列問題,如采樣周期、振鈴現象等。有的教師在講授這門課程時,主要是在微機原理及應用課程的基礎上增加一些通道和微機系統設計及其工業控制方面的應用,側重點在微機系統設計。而對離散控制理論則只講述一些基本定理和PID 等較為直觀的基本算法,對這些算法的導出不做系統介紹。對于微機與控制的結合,除了講述采樣程序外,重點介紹常用數據處理程序,而對數據處理的依據以及人對信號的影響則不涉及。從教學目的看,客觀上這種方式直接向學生傳授了許多具體問題的實際處理方法,使學生在畢業設計及畢業后的工作中能很快進入角色。但這種方式也有很明顯的弊病,對很多問題及方法,學生知其然不知其所以然,基本理論的欠缺使學生在進一步的學習和提高中顯現出先天不足,底子虛,后勁不大。學生難以理解控制理論與計算機的結合點,掌握不住這門課程的精髓,只當作《微機原理》的應用篇去學習。

一課程教學改革的設計思路

《計算機控制技術》有其自身的理論基礎和實踐技巧。數字控制器設計是計算機測控的核心,軟硬件技術是計算機控制技術手段,現場總路線是其連接擴展的方式。數字控制器的核心是數字信號分析與處理,基礎是拉氏變換和Z變換,主要內容是數字PID、數字濾波、最少拍無差系統、Simth算法和達林算法等,擴展后可涉及模糊控制、神經網絡等內容。這部分內容理論性較強,在實踐應用中需要Matlab作為輔助設計手段,在教學中也需要用Matlab仿真檢驗數字控制器的效果。因此如果能在課前開設Matlab課程,本課程中輔助加入一些Matlab輔助控制器設計內容,能有效提高本課程學習的效率。而AD和DA原理及芯片的使用,開關量的輸入與輸出,顯示器、鍵盤與電機的接口等內容則面向實踐,分成軟件編程和硬件接口兩個方面,軟件編程通常用匯編或者C語言,硬件接口與數字電路和接口技術相關,強調動手操作?，F場總線則偏重于應用。因此,這門課程的內容看似蕪雜,其實自成體系,教學內容豐富而且彈性極大。電類專業開設的這門課程以微型計算機(單片機等)系統為主線,以微機應用于控制系統的方法及軟、硬件實現為形式,了解與掌握應用為其主要目的;而計算機應用專業開設這門課程,其主體應為計算機實現控制的原理與方法、用于控制系統的高可靠性計算機的硬件及接口設計、實時操作系統軟件的特點與編制原則,并以適量課時用于應用與實例介紹。機械自動化專業的本門課程教學,應根據教學目的而采用合適的教材,針對兩個系統進行教學,開設以“系統”為特征的綜合實驗。

如果課程以數字控制理論為主體,在理論的應用中介紹微機控制方式及其具體實現,涉及到微機的內容重點介紹在微機原理及應用等課程中所未講授的,形式上則以應用控制系統出現。這種方式為學生打下了較堅實的理論基礎,特別是應用日益廣泛的離散控制理論的基礎,但對于應用類專業學生,同時也表現出它的一些缺陷。最為明顯的是由于減少了微機方面的比重而使學生在具體應用中很難適應,特別在系統設計時更是如此。這種情況在畢業設計過程中就可以表現出來。授課內容側重離散控制理論,學生在面對實際問題時,如果沒有良好的微機原理基礎就很難掌握系統的設計與應用。

二具體的教學改革內容

1 有機自專業特色的控制類課程教學體系

《計算機控制技術》課程從應用角度出發,密切結合工業自動化實踐, 是機械工程及自動化專業的主干課程之一,以在《自動控制原理》課程中沒涉及到的、計算機相關的控制技術為主要內容。它的主要任務是通過各個教學環節運用各種教學手段和方法,使學生掌握數字控制器的基礎知識、基本應用技術;掌握計算機控制系統的硬件、軟件的選擇、組織、配置和設計;了解現場總線技術的基本概念,掌握一至二種典型應用系統;貫徹理論聯系實際的原則,把硬件和軟件結合、控制原理和典型應用結合,以利學生掌握計算機控制原理和應用技術的完整知識。

提高《計算機控制技術》的教學效果,要求學生熟練掌握的專業知識較多,包括《電工電子學》、《控制理論》、《網絡技術》、《單片機原理》等專業課程。所以《計算機控制技術》課程的開課時間應晚于上述課程。這樣,《計算機控制技術》理論講解的重點可放在控制系統的離散化理論、控制系統總體的工業控制系統原理和設計上,大大減少理論講授所需的時間。而《PLC技術》、《電機與拖動》和《傳感器技術》等課程可以同時開設,也可以在之前或者之后都沒有太大的關系。

《計算機控制技術》以經典控制理論和現代控制理論為基礎,總線式工業控制機為控制工具,微機硬件技術和軟件技術為手段,系統的工程實現為目的,從而做到理論、技術與實際應用相結合,理論與實踐并重,綜合性較強,應該后續開設《計算機控制技術》課程設計,綜合應用所學知識,鞏固教學效果[1]。

2 有機自專業特色的課程內容設定

與內容豐富、綜合性強、對學生要求較高相反,課時逐年減少。對于機械電子專業,筆者擬定的教學內容時只能把大量的外延擴展內容放在課外,課內教學內容濃縮,大致如下:

(1) 輸入/輸出通道接口技術(8學時)

本門課程之前,開設了《電工電子學》和《單片機原理》,講授最基本的數字電路和單片機軟硬知識,但沒有接觸過由器件搭配接口及用程序控制生產,開始時學生都有些不適應。這部分內容講解如何使用器件實現某個功能,以典型常用的硬件,如ADC0809、鍵盤、觸摸屏、DAC0832、LED、開關量輸入輸出接口等作為例子介紹工作原理、使用方法和技術細節問題。有了這種訓練以后,學生以后可以通過查閱用戶手冊的方法在較短時間內熟悉其它硬件的使用。

(2) 順序控制與數字程序控制(5學時)

順序控制在《PLC技術》中有詳細的講解,在此部分側重于綜合介紹順序控制的特點、種類、思路和應用場合。數字程序控制是數控技術的基礎,學生在以前的學習或者生活中對數控機床接觸得很多,這部分的內容容易引發學生的學習興趣,并且會自覺地把理論和實際聯系起來。

(3) 數字控制器的設計(16學時)

這部分在講授在數字信號采樣和處理的基礎知識后,主要學習實際生產過程中廣泛應用的控制算法,如數字PID 算法、最少拍控制算法等。對于理論性較強,而實際生產過程中使用較少的算法,如Dahlin算法、Smith 預估控制等,則只做簡單介紹,使學生對其有一個初步的認識即可。

(4) 先進控制技術(8學時)

對于近年應用于實際生產過程的智能控制算法如模糊控制、現場總路線等內容,作為次重點講授,以提升學生對新技術的興趣,引導其入門。

(5) 計算機控制系統的設計(7學時)

抗干擾是生產現場必須要注意的一個重要事項,是本課程實用性的一個體現。本章重點有二個,一是抗干擾技術,二是如何從設計要求搭建系統滿足生產需要,包括器件選型、控制器設計、接口制作和程序設計?？垢蓴_技術包括光電隔離、濾波、屏蔽、接地、軟件陷阱、看門狗等方面,是其它課程教學中沒有涉及到的,或者沒有系統講解的內容。

3 關于輔助控制系統設計工具MATLAB的教學安排

在工程實際中,控制系統的結構往往很復雜,如果不借助專用的系統建模軟件,則很難準確地把一個控制系統的復雜模型輸入計算機,對其進行進一步的分析與仿真。與計算機輔助機械設計的CAD軟件已經是機械工程師不可缺少的基本技能一樣,輔助設計和仿真的手段已成為系統分析、研究、設計及人員訓練的不可缺少的重要手段。借助于控制方面廣泛應用的MATLAB系統和系統仿真技術,結合《計算機控制技術》課程的教學環境、要求以及工程實際,開設《MATLAB輔助設計和仿真》課程。該課程可使學生根據系統的工藝和控制要求設計數字控制器、選擇控制參數以及編制控制軟件,并在計算機模擬實驗系統上進行實驗,觀察控制效果,提高課程的教學質量,增強學生解決實際工程問題能力。對于目前環節性實驗過重、系統性實驗沒條件開展的情況,系統仿真是一個有效的教學方式,也能節省大量實驗設備的投資。

但是如果把MATLAB放入《計算機控制技術》課程內的話,在目前教學內容已經十分豐富、課時量逐步減少的情況下比較困難。如果把MATLAB的內容單獨開設為選修課程,與《計算機控制技術》同學期進行,也可以取得較好的效果。

4 結合專業方向的擴展課堂教學

在教學改革中,結合機自類專業人才培養目標,面向科學技術前沿、面向未來,將教學內容分重點、次重點、理解、了解、延伸擴展、實踐動手等層次,把基礎的、必須的內容放在課堂內,將延伸擴展的教學內容、實踐動手的指導手冊放在課外。延伸擴展的教學內容包括相關的最新科學技術,如LCD、觸摸屏神經網絡、人工智能等。將匯編程序設計、MATLAB輔助數字系統分析和設計等一部分設計成課件,放在實踐動手部分;一部分作為擴展材料供學生課外閱讀。編寫《計算機控制技術》實驗臺的實驗指導書和實驗報告書。編寫課外實踐動手指導手冊,內容分成電路設計制作、器件識別使用、程序編寫調試三個部分。將理論部分、器件部分和實踐部分合理搭配,將理論部分的掌握內容、了解內容、擴展閱讀內容合理分布,選擇較新、常用、有代表性的器件進行介紹,淘汰市場上已經很少出現的器件的說明,將配套的實踐指導內容適當地分配在教案、課件、實驗指導書和課外實踐動手指導手冊上,給學生以更寬松的環境、更大的自由柔性空間,既讓學生有主次地掌握課程內容,又給學生的自由發展作了一定指導。

5 注重實踐的教學改革

《計算機控制技術》是門實踐性很強的課程,完成課程后學生應當具有系統性的綜合實踐能力。本課程無論是理論部分還是實踐部分,都不應僅作為純理論知識來講授,而應強調應用為目的,應該注意與生產生活實際相結合,與學生已接觸到的一些設備或者現象為案例。例如,結合數控機床的計算機控制系統分析與設計的實例,對于前向通道,可以完成傳感與檢測、濾波與放大、模數轉換以及開關量輸入等內容教學;對于后向通道,結合模擬量與數字量的輸出、隔離與驅動,可以使學生學習到從簡單的開關量控制(如閥組、接觸器等)到復雜的模擬控制(如速度、位置與伺服系統等);而通過對整個系統的分析與設計,可以使學生學習到傳遞函數離散化、控制算法設計、計算機硬件與軟件的實現等內容[2]。此外,如工業機器人、物料傳輸系統、汽車的各種微機控制系統等都是本門課程的實例典范。這樣不但讓學生對某一方面有比較深入的理解,還體現了課程間的連貫性。

在其它工科院校以及本校以前的教學中,《計算機控制技術》課程一般采用課堂教學和實驗這兩種傳統方式進行教學,課堂教學傳授基礎知識,實驗幫助學生認知、有助于理解和提高應用能力。實驗課一般一次課兩個課時,一次課檢驗和掌握一到二個主要知識點,偏向于環節性、檢驗性的簡單內容,對于鍛煉創新意識,提高工程實踐能力,掌握創新設計方法,是不夠的。尤其針對于《計算機控制技術》這種以搭建系統為目的的課程,設計、制作一個案例不可能在二至四個課時內完成,實驗課難以達到目標。如果能給學生提供第二課堂,開展課外設計制作活動,引導學生申報學生課題,積極參與教師的科研課題,鼓勵學生動手制作實物,對工廠企業、展覽會或者日常生活的機電設備進行調研、原理動作分析和仿制,開展科技小發明活動,則能充分發揮學生的創造性,提高學生的綜合素質。改革學習效果評價手段也要相應地變化。允許學生用自制實物、調研報告、設計制作報告,甚至創意作為課程學習效果的評價手段。這樣可以突破以往的封閉式教學方法,使機自類專業的學生自己動手掌握相關的機電一體化知識,經歷從機電一體化系統裝置的設計到制作,完成整個過程,培養了創新能力、想象力和科學技能[3][4]。