計算機科學技術前沿精選(九篇)
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第1篇：計算機科學技術前沿范文
關鍵詞：計算機基礎課程 數字化教學 研究 實踐
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0212-01
1 大學計算機基礎課程
目前，在我國高等院校中，計算機基礎課程是非計算機專業的重要公共課程。在計算機基礎課中，大學生們學習的重點分為理論和實踐操作兩部分，理論部分主要讓學生掌握現代信息技術和計算機的基礎理論知識，實踐操作部分則是讓學生掌握一些計算機實際應用，讓學生將理論知識轉化為實踐。
在高等院校的計算機基礎課程中，數字化教學能夠很好地幫助教師進行教學，提高教學有效性，同時幫助學生提高學習效率。通過數字化教學平臺的應用，教師既可以減輕教學負擔，也可以在一定程度簡化學生的學習程序，減輕學生學習負擔。
2 大學計算機基礎課程的數字化教學
高校計算機基礎課程的數字化教學可以分為考試系統數字化、作業系統數字化、評價系統數字化和輔導系統數字化四大部分。通過這四個部分構建成一個整體的數字化教學平臺，由此促進高校計算機基礎課程提高教學有效性，減輕教師和學生負擔。
2.1 考試系統
目前，我國絕大部分高等院校都已經實現了考試系統的數字化。通過建立數字化考試系統平臺，一個高校不同校區和專業的學生能夠實現同時在線考試，系統能夠根據學生提交的試卷進行后臺分數計算，直接給出考試得分，減輕了教師批卷負擔。我國的數字化考試系統可以分為兩部分，即理論考試部分和實踐操作部分，由于理論課程和實踐操作的教學目標和教學內容不同，建立兩套相對獨立的考試系統能夠很好地保障每一部分教學目標的實現。
（1）理論考試，在目前的計算機基礎課程理論考試中，基于Internet的數字化考試系統能夠實現多校區高校同時考試，滿足高校的考試需求。在理論考試中，試卷多以題庫的方式出現，根據各個高校根據不同專業的需求構建包括Visual FoxPro程序設計、Visual C++程序設計、Visual Basic程序設計、JAVA語言程序、當代信息技術等多門課程的題庫，在幾千道考題的題庫中實現試卷隨即抽取，避免出現作弊、押題等現象，促使學生在平時認真學習備考。數字化理論考試系統支持多種視頻、音頻、圖片格式，支持填空、選擇、問答等多種題型，完美的簡化的傳統試卷考試的程序，學生只需要一臺能夠連接網絡的電腦就能夠實現在線答題，即節省資源也能夠節省時間。
從技術上來看，數字化理論考試系統的特點主要有以下四種：支持大型題庫隨機抽題、支持后臺批卷和多人流水式閱卷、有效地防止作弊系統、實現封閉式閱卷。
（2）實踐操作考試，實踐操作考試系統是數字化考試系統中非常重要的一部分。由于現在越來越多的學校重視學生的實際操作能力，高效的數字化實踐操作系統能夠很好的檢驗學生的學習效果，幫助他們進步和提高。在高校中，根據課程設置的不同，實踐操作考試可以分為兩部分，一部分是當代信息技術，包括word、excel、ppt等軟件操作，在師范類院校或專業還會進行課件制作的實踐操作考試，另一部分是程序設計編程，根據各校開展的課程不同，也可以分為Visual FoxPro程序設計、Visual C++程序設計、Visual Basic程序設計、JAVA語言程序等程序編程操作考試。實際操作考試系統也可以建立題庫，從中隨機抽取試題進行考試，根據實踐操作考試的課程內容不同，采取不同的閱卷方式，對于當代信息技術，一般根據學生最終提交結果進行評閱，而編程操作則對學生的具體編程程序進行評閱。
在實踐操作考試中，一般考察學生處理相關文件、制作文檔的能力和簡單編程能力，通過數字化考試平臺能夠有效的指出學生學習中存在的問題，一般來說，學生可以在提交考卷的之后馬上看到自己的成績和錯誤，從而在一定程度上給予學生學習和思考的動力。
2.2 作業系統
由于計算機課程的特殊性，計算機作業系統數字化能夠極大減輕教師和學生的負擔。教師可以通過作業系統直接在網上公布作業，學生則通過此系統按時提交自己作業，此系統能夠幫助教師了解學生完成作業情況，便于教師掌握學生情況，學生也可以通過這個系統及時了解教師所布置的作業和自己需要完成的時間和內容。
數字化作業系統的優勢除了可以節省教師和學生的時間，便于教師和學生掌握課業完成情況，從另一方面來說，也能夠便于教師對學生的學習進行監督和管理。數字化作業系統一般采用一個學生一個賬號的形式，每個學生只有通過自己單獨的賬號才能進入到系統中，而教師可以在該系統中一些共享資源，學生將自己的作用通過自己賬號提交到系統中，教師就可以對學生的學習情況有一個直觀的了解。
2.3 輔導系統
由于一些高校學生數量眾多，校區分布比較廣，一些學生在學習計算機基礎課程時發現問題不能及時找到教師咨詢，這時，數字化輔導系統就可以很好地解決這個問題。數字化輔導系統是指學生運用自己的賬號在系統中將問題提交給教師，教師則直接在系統中給予學生指導和解答，同時，在系統中可以將常見的問題進行匯總，方便學生學習和掌握。
3 結語
大學計算機基礎課數字化教學是計算機基礎課程發展的必經之路，通過建立數字化平臺，能夠幫助教師及時掌握學生學習動態，學生也能夠通過這個平臺不斷學習，同時，數字化教學平臺對于節省師生時間、提高教學效率方面都有突出貢獻。不久的將來，數字化教學不單單只應用于計算機基礎課程，還應該應用在大學的其他課程教學中，從而提高大學的整體教學效率，節省教學時間。
參考文獻
[1] 陳松.大學計算機基礎課程教學改革探討[J].濱州職業學院學報，200，5（6）：12-14.
第2篇：計算機科學技術前沿范文
關鍵詞:數據庫課程;個體差異;分類教學實踐模式
同濟大學計算機科學與技術專業作為國家教育部第三批高等學校特色專業建設點,秉承“夯實基礎、面向應用、培養創新、國際接軌”的辦學宗旨,在創造性的“一體兩翼”人才培養模式下,完善了本科教育課程體系,完成了學科方向布局、分類分層培養課程體系建設[1]。基于總的學科發展與各級各類專業人才培養規劃的目標,我們對主干課程之一的數據庫課程進行了教學模式的研究與探索。
數據庫技術是計算機信息系統中的核心和基礎,是應用最廣泛的技術之一,也是計算機科學技術發展最快的領域之一。數據庫課程不僅是計算機科學與技術專業、信息安全專業、信息管理專業等的必修課程,也是大部分非計算機專業的選修課程。通過數據庫課程的教學,學生應掌握數據庫系統的基礎理論、基本技術與實踐技能。在同濟大學計算機系的本科專業必修課數據庫課程的教學實踐中,一方面由于學科發展和分類分層培養目標的確立,使得該課程的教學實踐模式與體系需要進行新的規劃與設計;另一方面,數據庫課程相關的教學和實踐環節中,學生所表現出來的學習興趣、知識背景、創新能力以及未來的就業取向等多方面的差異,也對于傳統的課堂教學模式提出了新的挑戰和研究課題。要取得好的教學與實踐效果,讓學生更好地發揮所長,需要不斷的研究與探索課程的教學實踐模式。
基于計算機系學科發展與專業人才培養總體規劃,根據數據庫課程自身的特點、數據庫相關研究和應用技術的發展,并參考國際、國內一些主要大學數據庫課程的教學資源和科研文獻,我們提出一種數據庫課程分類分層教學模式:根據培養目標、學習興趣、知識背景和創新能力的不同將學生分為3種類型,有針對性地調整和完善課程的教學內容和實踐環節,對不同類型的學生采用不同的教學方式,側重不同的教學與實踐內容,更好地體現該課程教學的基礎性、科學性、先進性與實用性。
1課程的教學對象分類
計算機科學與技術本科專業的培養目標為:培養具備良好的科學素養,系統地掌握計算機科學與技術,包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法,能在科研部門、教育單位、企業、事業、技術和行政管理部門從事計算機教學、科學研究和應用的計算機科學與技術學科的高級專門人才[2]。
但是,同一年級同一專業學生的學習興趣、知識背景和創新能力并不完全相同,如有的學生數學基礎好、擅長理論分析,有的學生編程能力強、喜歡軟件開發,有的學生則傾向于計算機應用系統的管理。因此,基于計算機科學與技術專業和信息安全專業的人才培養總體規劃,根據學生的個體差異,我們將數據庫課程的教學對象與培養目標分為以下3種類型:
1) 理論強化型。學生通過課程學習將具備堅實深入的數據庫理論知識,掌握扎實的實驗技能,具有良好的科學素養和較強的創新能力,能獨立開展科研和實際工作。
2) 工程研發型。學生通過課程學習將掌握數據庫基礎理論和主流數據庫軟件產品,以及數據庫系統分析和設計方法,具備較扎實的研究與開發數據庫應用系統的技能,成為國內乃至國際認可的高級研發型工程技術人才。
3) 應用管理型。學生通過課程學習將掌握數據庫系統基礎理論,以及數據庫系統開發與管理的基本方法,熟悉主流數據庫軟件產品,能較好地設計、管理與評估數據庫項目方案。
目前,國內已有許多高校,以不同形式的實驗班或培訓課程,對不同類型的學生分別培養。如清華大學的“計算機科學實驗班”、北京大學的“元培計劃實驗班”、同濟大學的“圖靈班”和“卓越工程師班”等。在數據庫課程分類教學與實踐模式研究探索中,我們把計算機系特色教學的“圖靈班”、“卓越工程師班”和其他學生分別作為數據庫課程教學的理論強化型、工程研發型和應用管理型對象。
2課程的分類教學與實踐模式
對于上述3種不同培養目標的學生,我們在數據庫課程的教學總綱基礎上,有針對性地設計不同的教學方案,調整課堂授課內容的廣度和深度,選用不同教材,安排不同的課程實驗與課程設計,開展不同的課后活動,引導學生研究與解決不同的開放思考問題,盡量充分調動不同類型學生的學習積極性和主動性,使學生能根據自身的發展目標、研發能力和學習興趣等在各自擅長和需要拓展的領域內得到更充分的發展。
2.1分類調整授課內容
數據庫課程的基本教學內容主要包括:數據庫基本概念、關系數據庫基礎理論、關系數據庫標準語言SQL、數據庫安全性、數據庫完整性、關系查詢處理和查詢優化、數據庫恢復技術、并發控制、數據庫設計與實現以及數據庫技術的新進展等。對于不同類型的學生,我們有針對性地拓展和加強不同部分的知識。
1) 對于理論強化型學生,拓展和加強關系數據庫理論知識,強化數據庫管理系統(DBMS)原理與相關算法實現,如存儲、索引、查詢處理及其優化、事務處理、并發控制、數據庫恢復等的機制與主要算法。教材上傾向于國外原版教材,即《Database System Concepts》[3] 輔之以《Database Management Systems》[4]和《Database Systems: The Complete Book》[5]。
2) 對于工程研發型學生,在關系數據庫理論知識基礎上,強化DBMS的底層算法實現與數據庫系統工程設計方法,介紹基于一種主流數據庫產品的應用系統設計與實現。教材上使用國內經典教材結合國外原版教材,即《數據庫系統概論》[6] 輔之以《Database System Concepts》[3]和《Database: Principles, Program- ming, and Performance》[7]。
3) 對于應用管理型學生,則在關系數據庫理論知識基礎上,強化關系數據庫的查詢優化技術、數據庫事務處理技術、數據恢復和并發控制技術、DBMS的安全技術和完整性檢查技術,介紹基于主流數據庫產品的應用系統設計、開發與管理技術。教材上使用國內經典教材,即《數據庫系統概論》[6]輔之以《Database System Concepts》[3]和《數據庫系統原理》[8]。
2.2分類安排課程實驗
數據庫課程的實驗內容主要包括:數據庫安裝與配置、數據庫使用、SQL語言使用、數據庫安全性、數據庫完整性和數據庫編程等。對于不同類型的學生,我們在課程實驗中有針對性地安排了不同的內容。
1) 對于理論強化型學生,課程實驗將完成6～8個DBMS底層算法的研究與實現,主要包括存儲、索引、查詢處理、查詢優化、事務處理、并發控制、數據庫恢復等算法,另外還有一個理論方法探索或實際應用系統研發的綜合大作業。
2) 對于工程研發型學生,課程實驗將完成4～5個DBMS底層算法的實現,如存儲、索引、查詢處理與優化等的算法,完成1～2個通過ODBC訪問數據庫、數據庫設計與應用開發實驗,一個實際系統工程研發相關的綜合大作業。
3) 對于應用管理型學生,課程實驗將完成6～8個數據庫應用系統設計與管理相關的部分實驗,主要包括安裝了解DBMS、SQL數據定義與查詢、SQL更新與視圖,數據庫事務處理、數據恢復與并發控制、數據安全性與完整性以及一個實際應用開發管理相關的綜合大作業。
2.3分類進行課程設計
數據庫課程設計的目的是讓學生加深對數據庫系統基礎理論知識的理解,提高數據庫應用系統設計與開發的實踐能力,全面拓展數據庫原理課程相關的綜合研發能力。通過課程設計實現一個實際的數據庫應用系統,熟悉并能靈活運用所學基礎理論,掌握數據庫應用系統的設計方法、開發技術,提高分析問題和解決問題的能力,強化動手能力,進一步了解和研究分析DBMS的體系結構與主要技術,并在一定程度上把握課程相關的理論技術發展與前沿動態。數據庫課程設計的主要內容包括3個方面。
1) 數據庫應用系統的研發:綜合運用數據庫理論與技術方法設計一個較完善的有實際意義的數據庫;掌握流行數據庫管理系統SQL Server/ORACLE/ DB2等的應用與開發技術;利用高級語言開發完整的數據庫應用系統。
2)DBMS研究分析以及功能實現與擴展:以開源代碼的DBMS為基礎熟悉并研究分析DBMS的體系結構、基本功能及其實現,完成一些系統功能的實現和進行相應的可擴展性研發,形成系統分析報告、算法實現軟件包和技術文檔。
3) 領域研究綜述與熱點問題研究探討:跟蹤數據庫相關領域的理論與技術發展,完成相關的前沿研究或技術問題的綜述,對領域熱點問題開展研究探討,形成綜述報告、技術報告或研究論文。
對于不同類型的學生,我們開展不同主題的課程設計,有不同的考查側重:
1) 對于理論強化型學生,課程設計更強調在開源代碼的數據庫系統如Postgres上,針對DBMS底層實現做進一步研究與擴展,以3～5人的課題小組為單位,分析開源DBMS的體系結構和主要的技術方法,并對其中某方面進行重點研究與擴展實現;此外,強調對領域前沿的了解,對某方面理論與技術研究的綜合把握與研究分析,并能對一些領域熱點問題展開研究探討,完成領域某方面的綜述報告和研究論文。
2) 對于工程研發型學生,課程設計強調在Oracle或SQL Server等數據庫產品基礎上,以實際應用為背景,以3～5人的課題小組為單位,設計一個中等規模的數據庫應用系統,并要求對系統研發過程中的各個設計與技術實現環節能夠有較全面的把握;此外,強調對領域技術動態的了解,并能對領域技術和應用有較全面的認識和分析,對實際系統研發能形成有效的技術方案和分析報告。
3) 對于應用管理型學生,課程設計將以3～5人的課題小組為單位,在Oracle或SQL Server等數據庫產品基礎上,構建一個實用的數據庫系統,強調數據庫的設計方法和過程的全面把握,以及對項目研發過程中各個實踐環節的全面調度與管理;此外,強調對領域研究與技術動態的了解,對系統開發與應用相關的知識體系和管理模式有較全面的認識和分析,能對實際項目開發與管理形成有效的方案和分析評估報告。
2.4分類開展課后活動
數據庫課程以各種形式的課后活動,培養不同類型學生對課程的學習興趣,是對課堂教學的有益補充。
1) 對于理論強化型學生,增加一些相關的領域研究現狀和動態的介紹,提出一些開放思考問題,引導學生更深入、廣泛地了解相關理論與技術的研究和發展現狀,培養學生對本學科的學術前沿的研究熱情和研究能力。由教師引導學生去找尋一些課程相關的理論與技術熱點或難點問題,主要追蹤數據庫領域的重要國際會議與國際期刊,國際會議如SIGMOD/PODS、VLDB、ICDE等,國際期刊如ACM Transactions on Database Systems (TODS)、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)、VLDB Journal等,以及追蹤國際國內一些著名的數據庫研究小組,學生以自由組合小組形式展開針對某個主題的研究探討,完成領域綜述以及研究論文,并在討論課上做口頭報告;更進一步鼓勵學生加盟數據庫相關領域導師的實驗室和課題組,參與相關的實際科研項目的研究。
2) 對于工程研發型學生,增強數據庫前沿理論研究與應用技術的介紹,培養學生對本學科的理論與技術前沿的研究探索熱情和研發能力,由教師或企業研發人士引導學生去探討一些相關的理論與技術熱點問題,完成領域技術分析報告以及研究或技術型論文,并在實驗課上做口頭報告;鼓勵學生參與相關導師的實驗室和課題組,具體開展一些相關實際課題的研發;引導學生在小學期的企業實習期間有效地參與和完成實踐項目的調研和分析設計與實現工作。
3) 對于應用管理型學生,加強數據庫軟件產品和應用案例的介紹,培養學生對本學科技術前沿的研究探索熱情和應用管理能力,邀請企業數據庫工程師舉行講座,引導學生去思考一些相關的技術熱點問題,完成領域綜述以及數據庫系統開發案例分析報告,并在實驗課上做口頭報告;鼓勵學生參與相關導師的實際項目研發;引導學生在小學期的企業實習期間有效地參與相關企業項目的研發與管理實踐的調研分析。
3結語
數據庫課程分類教學與實踐模式是計算機本科專業課程教學的一種新模式的探索,通過對學生個體
差異的分析,有針對性地分類采用不同的教學內容、集中實驗以及課程設計和課外輔導,因材施教。在數據庫課程教學研究與實踐中,我們針對計算機科學與技術專業和信息安全專業的本科生探索和逐步應用分類教學和實踐模式,在課堂教學、實驗教學、課程設計、課外實踐等多方面進行了探索,從學生們的課程作業、實驗報告、技術分析報告、應用系統設計、DBMS分析報告、領域綜述報告、研究或技術論文、參與相關導師的研討班與課題工作、期中和期末考試等情況來看,分類教學和實踐模式在較大程度上激發了學生的學習和研究的熱情與潛力,大部分同學取得了較好的學習和實踐效果。當然,我們還需要不斷研究數據庫課程教學與實踐各個環節,特別是課程自身的體系與數據庫日益發展的相關領域的研究與技術應用間的關聯,以探索更合理、更優化的教學實踐模式。
參考文獻:
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[8] 李建中,王珊. 數據庫系統原理[M]. 2版. 北京:電子工業出版社,2004.
Classified Teaching and Its Practice Model for Database System Course
GUAN Ji-hong1, WEI Qing-ting1, 2
(1.Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China;
2.School of Software, Nanchang University, Nanchang 330046, China)
第3篇：計算機科學技術前沿范文
關鍵詞：智能科學與技術；專業建設；科研建設；人才培養
1背景介紹
智能科學與技術專業是一門新興的交叉型學科[1]。隨著信息化的進一步深入以及IBM“智慧地球”、我國“感知中國”等戰略的實施，智能科學技術正在成為關系國民經濟、社會發展和國家安全的一個重要領域。因此，智能科學與技術相關專業的建設也引起了國內外高校的重視。國外許多著名高校都設立了人工智能專業，并授予智能科學專業學位；世界多數知名理工類院校都設立有人工智能研究所或實驗室，進行智能科學專業的科學研究和人才培養。
相對而言，國內智能科學與技術專業的起步較晚。2004年，北京大學信息科學技術學院經教育部正式批準設立了全國第一個智能科學與技術本科專業。之后，國內許多高校也相繼設立了這一專業，有些高校還成立了相應的系。現在智能科學與技術專業已經從計劃外專業變成計劃內專業，標志著該專業的建設在國內已逐漸形成氣候。
廈門大學是國內較早設立智能科學與技術系的高校之一。基于在智能科學與技術領域多年的研究積累和師資儲備，廈門大學于2006向教育部申請并獲批設立了智能科學與技術本科專業，之后又于2007年6月6日成立了智能科學與技術系[2]。建系以來，廈門大學智能科學與技術系一直堅持以“科研帶動教學、教學促進科研”的辦學理念。一方面，我們以系里的科研實力、科研特色為基礎，在人才培養過程中發揮優勢，為人才培養服務，更好地完成專業培養的目標；另一方面，優秀人才的培養也為我系的科研提供了有生力量和儲備力量，反過來促進系里的科研發展。
從2007年成立至今，我系完成了首屆本科生完整的一輪培養，因此我們希望能將4年來的專業建設的情況做一次梳理，為下一步的工作提供參考。作為一個新興專業，各高校對于智能科學與技術專業的建設也都處在探索階段，因此我們也希望這些工作梳理能對其他院校的專業建設起到參考作用。
我們對專業建設的梳理從兩個方面展開：一是科研與學科建設的進展情況；二是教學與人才培養的進展情況。
2科研與學科建設進展
2007年以來，我系科研與學科建設取得了很大進展，下面從凝練科研方向和科研平臺與學科點建設兩個方面來介紹。
2.1凝練科研方向
在智能科學與技術系成立之前，廈門大學在人工智能領域已經有了不少積累，在心腦計算、藝術認知和自然語言處理等領域形成了一定的優勢。
2007年建系以后，我們結合自身研究特色和學術發展前沿，進一步凝練了研究方向，基本上確定了四個重點發展的方向，并成立相應的研究室。
1) 藝術認知與計算方向。
主要圍繞人類藝術活動的腦機制，特別是有關詩歌、音樂與舞蹈的審美與創作方面，開展相關的認知與計算研究工作。
2) 智能多媒體方向。
主要從事有關多媒體信息處理方面的關鍵技術研究和應用系統的研發，涉及視頻圖像處理與運動目標檢測、基于內容的多媒體信息檢索、智能中醫信息處理等方面的研究。
3) 自然語言處理方向。
主要從事機器翻譯、實體關系抽取、跨語言信息檢索、語音識別與合成等方面的理論研究和相關應用系統開發。
4) 仿腦智能計算方向。
主要開展有關機器人認知計算引擎的基礎性研究工作，目標是開發一個具有普適性的認知推理引擎，并將其嵌入到機器人中，使機器人具有綜合的意識、視覺、語言和動作能力。
方向的凝練很好地促進了我系研究隊伍的整合，也使系里的人才引進工作有了更好的針對性。經過四年的建設，以上四個方向均逐步形成了一支結構合理的研究團隊，如表1所示，科學研究也相應的取得了一些進展。2007-2010年間，我系教師承擔國家自然科學基金項目、國家863計劃項目、省級課題、企業委托橫項課題等各類科研課題近50項，每年新立項的項目數量如表2所示。同時，我們在《Neuroscience Letters》、《Journal of Vision》、《Computational Intelligence》、《中國科學》、《軟件學報》及《電子學報》等國內外重要學術期刊和國際會議上發表學術論文200余篇，其中EI/SCI檢索論文150余篇。這些方向的發展為我們的人才培養奠定了良好的科研基礎。
2.2科研平臺與學科點建設
科研平臺是學科發展的重要載體，是科技創新的重要源頭，是聚集和培養高層次人才的重要場所。因此，科研平臺建設是學科建設的重要內容。
一直以來，我們就很重視科研平臺的建設，也形
成了較好的基礎。2003年，我們建立了一個跨專業的校內科研平臺――廈門大學語言技術中心；2005年，我們獲批建設了“智能信息技術福建省高校重點實驗室”。依托這兩個平臺，并基于我們對科研方向的進一步凝練，我們最終于2009年獲批建設“仿腦智能計算福建省重點實驗室”。該重點實驗室的建設以人工大腦研究為中心，并包含仿腦計算、智能語言處理、視聽感知和機器人及其行為控制等方面的研究，更有利于我系進一步整合和優化科研結構。
學科點建設也是學科建設的重要內容之一。擁有學科點一方面反映了相關領域的學科建設水平，另一方面又能為高層次人才培養提供必要保障。
智能科學與技術至今還未被列為一級學科，因此智能科學與技術專業的研究生目前只能依托其他相關專業進行招生和培養。建系之前，我們已經依托廈門大學“數學”一級學科，自主設立了“人工智能基礎”二級學科博士點，具有了培養本專業博士層次研究生的基本保證。2010年，我系與廈門大學計算機系、廈門大學軟件學院共同合作成功申報了“計算機科學與技術”一級學科博士點，在此一級學科下設的10個方向中，我系將負責建設其中的數字媒體藝術、信息安全技術、自然語言處理以及模式識別與智能計算等4個方向。該博士學位授予點將于2012年正式招生，這為我們在博士層次上培養智能科學與技術專業人才奠定了更好的基礎。
3教學與人才培養進展
下面從本科生和研究生兩個層次的學生培養介紹我系教學與人才培養的進展情況。
3.1本科生培養
在本科生方面，廈門大學智能科學與技術系的目標是培養有效和系統地掌握本學科的理論基礎，比較深入地理解智能科學與技術理論；具有一定的分析、綜合和創新能力，能夠承當智能信息系統設計、開發和智能科學與技術學科教學任務的，德、智、體全面發展的科學技術工作者。為了實現這一目標，我們遵循“寬口徑、厚基礎、抓關鍵、重實踐”四項基本原則，制定了較合理的教學計劃，并特別注重學生實踐能力的培養，采取了增設實用技術類課程、增設本科生進研究室參與課題研究的“課題實踐”環節、組織學生參加企業實習等若干措施，加強學生的實踐能力培養[3]。
目前，我系在本科生培養方面已經初具成效，具體體現在兩個方面。
1) 多組本科生團隊獲批立項大學生創新性實驗項目。
2009年，我系本科學生組成的創新實驗團隊中的3支獲得了國家級創新性實驗項目資助；1支獲得了校級創新性實驗項目資助；今年的創新性實驗項目初評中，我系本科生團隊又有3支入選。
2) 首屆學生就業形式喜人。
2007級本科生是我系的首屆學生，共計31人，其中2/3的學生入學都是經專業調劑的，因此學生入學之初對本專業多是不了解甚至是不感興趣的。經過4年的學習，他們都能很好地完成學業，多數學生逐漸喜歡上了本專業，部分學生更是將本專業作為其未來進一步學習和工作的方向。今年7月，我系2007級本科生畢業，畢業率和就業率均為100%，畢業去向情況如圖1所示。
圖1廈門大學智能科學與技術系2007級本科畢業生去向
其中，11名學生進一步升學攻讀研究生；4名學生選擇了到美國、中國香港的高校深造；其他16名學生則進入企業就業。
3.2研究生培養
我系的研究生培養以加強創新能力的培養為核心，以加強基礎課、專業課、實驗實踐教學、論文創新寫作、促進理論與實踐相結合為重點，包含碩士研究生和博士研究生兩個層次。在碩士研究生方面，有3個學術型碩士學位授予專業(人工智能基礎、模式識別與智能系統、計算機應用技術)和1個“計算機技術”工程碩士培養方向(智能工程及網絡安全方向)；在博士研究生方面，目前有1個二級學科博士學位授予專業(人工智能基礎)。
為了培養研究生的創新能力，我們主要依托系里所承擔的科研項目，特別是國家級科研課題。學生們參與到課題研討中，接觸最新的學術前沿問題，并在不斷討論、實驗過程中逐步提高獨立科研能力。
為了促進學生將理論與實踐相結合，我們積極加強與企業的聯系，建立聯合實驗室或聯合培養基地，例如，我們與深圳名人公司建立了機器翻譯聯合實驗室，與北京德威特電力系統自動化有限公司建立了電力自動化軟件聯合實驗室，與廈門中資源有限公司建立了智能反垃圾郵件聯合研究中心，與廈門東南融通系統工程有限公司建立了計算機軟件與理論研究生教育創新基地等。這些基地的建立使學生能夠參與企業的實際課題，在提高實踐能力的同時也促進了就業。
目前，我系的研究生培養也取得了一些可喜的成果。學生們參加各種競賽或展示均取得了優異的成績。例如，2010年，仿腦智能系統方向研究生研發的社交機器人――“文博之星NAO”項目獲得第三屆海峽兩岸(廈門)文化產業博覽交易會最佳創意產品銅獎；自然語言處理方向研究生研發的漢語句法分析器和漢語人名消歧系統分別參加2009中文信息學會句法分析評測(CIPS-ParsEval-2009)和2010中文信
息學會與SIGHAN聯合會議(CIPS-SIGHAN 2010)的人名消歧評測，均榮獲第二名。
4反思
智能科學與技術專業作為一個新興專業，雖然得到國內許多高校的重視并有良好的發展勢頭，但目前仍存在一些發展的制約因素。第一，智能科學與技術未能被列為一級學科，因此各高校的智能科學與技術學科建設只能依附于其他相關專業，導致該專業的發展缺少必要的學科保障，高層次人才(博士層次)的培養也受到嚴重制約；第二，智能科學與技術在國內尚未形成明顯的產業群，因此該專業畢業生就業的行業特色不明顯，目前各高校智能科學與技術專業畢業生的就業行業與計算機科學與技術、自動化、電子科學與技術等相關專業學生的就業領域基本相近，這導致該專業的特色無法被正確理解，也影響了專業招生。
在這種狀況下，我們認為智能科學與技術專業要大力發展，應突出兩點。首先，要加強智能科學與技術的科學研究，這一方面可以促進人才培養，另一方面也能通過展現高水平成果進一步擴大專業的學科影響力；其次，要加強智能科學與技術專業學生的實踐能力培養，以此提高專業學生的就業競爭力，進而增強專業的吸引力。
參考文獻：
[1] 鐘義信. 設置“智能科學與技術”博士學位一級學科：必要性、可行性、緊迫性[J]. 計算機教育,2009(11):5-9.
[2] 東,李紹滋, 潘偉. 廈門大學“智能科學與技術”專業建設介紹[J]. 計算機教育,2009(11):46-48.
[3] 東,李紹滋. 智能科學與技術專業學生實踐能力培養若干探索[J]. 計算機教育,2010(19):61-63.
Specialty Construction of Cognitive Science in Xiamen University
CHEN Yidong, LI Shaozi, PAN Wei
(Department of Cognitive Science, School of Information Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China)
第4篇：計算機科學技術前沿范文
【關鍵詞】空間信息技術；3S；礦山測量
0 前言
空間信息技術是20世紀80年展起來的，其核心和主體是“3S”技術，即遙感、全球定位系統、地理信息系統，作為一項綜合性的技術已構成當代高技術的一個重要組成部分。與傳統的對地觀測手段相比，它的優勢在于能夠提供全球或大區域精確定位的高頻度宏觀影像 ，擴大了人類的視野，加深了對地球及其變化的了解。目前，空間信息技術已在全球與區域通信、導航定位、資源調查、災害和環境的動態監測、區域和城市規劃等領域得到了廣泛應用[1]。
近年來，中國空間信息技術發展取得一系列重要進展，其中，遙感信息技術方面，已建立資源衛星數據服務體系，形成一定市場規模，相應遙感數據生產加工市場潛力巨大，相關企業也正在迅速發展與壯大。此外，衛星定位技術方面已得到廣泛應用，并形成相當規模的產業群體[2]。礦山測量應用于礦區生產與管理的各個環節，礦山測量技術經過幾十年的發展，在理論和技術上基本能夠滿足礦山開采生產的要求，但信息時代的礦山測量面臨的是新的任務和要求，近十幾年來空間信息技術在礦山測量界取得了較大進展，其理論研究和實際應用不斷發展和完善，這些先進技術已經在一些礦區得到廣泛應用，并取得了顯著的經濟效益。
1 空間信息技術在礦山測量中的應用
以“3S”集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學（Geoinformatics或Geomatics）新的技術體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。以空間信息技術為技術支撐，現代測繪儀器、技術正處于快速的發展之中。空間信息技術是礦山測量實現其現代任務的重要的技術支撐和保證，以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區資料環境信息系統就是空間信息技術在礦山測量中應用的綜合性成果[1]。
1.1 遙感及其在礦山測量中的應用
遙感依據不同的物體的電磁波特性不同來探測地表物體對電磁波的反射和發射，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型（DTM）進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。
遙感科技正在走向定量化 、自動化與實用化。遙感觀測技術向多傳感器、多平臺、多角度和三高（高分辨率、高光譜、高時相）的方向發展；1m及更高空間分辨率的多光譜遙感數據已商品化；具有幾十、上百個光譜段的高光譜遙感正在從航空向航天平臺邁進，它能夠鑒定礦物巖石的成分及土壤的物化性質；合成孔徑雷達圖像處理與應用發展喜人；無地面控制遙感影像定位技術，國際上已達到15m甚至更高的精度[3]。
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持，在進行找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面也已得到應用。合成孔徑雷達干涉（InSAR）測量技術是近年來微波遙感發展的一個重要方向，InSAR 利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息，可以測量地面點的高程變化，是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術，由于它可以獲得全球高精度的（毫米級）、高可靠性的（全天時、全天候）地表變化信息，因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。
1.2 全球定位系統及其在礦山測量中的應用
全球定位系統（GPS）是20世紀70年代由美國國防部批準，陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。全球定位系統共三部分構成：空間部分、地面控制部分、用戶裝置部分等。GPS的主要特點是全天候、全球覆蓋、三位定速定時高精度、快速省時高效率及應用廣泛。未來幾年中，GPS和俄國研制的GLONASS兩個衛星導航定位系統的技術水平、精度和抗干擾能力將會大幅度提高。有中國參與的歐洲Galileo 衛星導航定位系統 2005年已進入實質建設階段，將于 2010年前后建成，其精度和性能將大大優于目前的 GPS系統，從而打破美國GPS在全球的壟斷局面[2]。
GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術，在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導航方面發揮著重要的作用。由于GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優點，而且與傳統的測量技術相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優點，在外業測量模式、誤差來源和數據處理方面是對傳統測繪觀念的革命性轉變。
目前，在礦山測量中，主要應用GPS技術建立區域性或局域性的大地測量GPS控制網，進行礦區地表移動監測等等。其中，定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK實時載波相位差分技術，以其高精度、全天候、高效率等優勢，在大地測量和工程測量中，顯示出巨大的潛力和廣闊的前景。傳統的定位和施工放樣，不僅儀器種類繁多，需要人員多，而且精度容易受施工作業現場影響。GPS-RTK 綜合了其他測量儀器的功能，提高了作業效率，對于圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用，利用 GPS-RTK 測量手段可以得到每一個測點的三維坐標，并采用數據、圖形和位置等不同的表現形式反映到不同的應用環境中，解決了圖形不能統一到國家坐標系中這一問題。GPS-RTK 在礦山測量中的應用，使得代表著當今尖端科學水平的3S技術在礦山測量中成功實現突破[3]。
1.3 地理信息系統及其在礦山測量中的應用
GIS是近20年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析與輸出地理圖形及其屬性數據。這樣，就可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶，便于使用。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。GIS正在向地理信息科學或空間信息科學的方向發展，并與計算機技術、信息技術相互借鑒、滲透，將成為一門獨特的影響廣泛的空間信息科學技術。
地理信息系統在地質、礦產領域的應用可以概括為三個方向：GIS技術建立多源數據找礦模型、礦山地理信息系統（Mine GIS，MGIS）和三維礦山[4]。目前雖然在我國礦山資源勘查、開發和生產管理中已經有多種GIS軟件系統發揮了作用，但是由于許多原因如地下礦產資源數據獲取不易性、不完整性及礦山地下采掘空間動態性等等，使得這些軟件在礦山不完全實用，因此致力于研發適宜礦山特點的礦山地理信息系統是十分必要的，十幾年來國內外的科技人員特別是礦業界的科技人員在MGIS的基本理論、技術體系、方法及實用軟件開發方面做了大量的工作，取得了可喜的成果；三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述， 通過三維礦山的建設，地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界，了解不同礦體分布的三維形態，準確地解譯和圈定地下地質體，借以指導礦業開發和深部找礦預測，現在三維礦山已成為地學與信息科學的交叉技術前沿和熱點。
2 結語
隨著計算機技術、空間信息技術的發展，平面模型在向空間模型轉化，數值記錄在向數字模型轉化 ，測繪科學也正逐步發展為內涵更為豐富的地球空間信息學，以“3S”集成技術為主導的空間信息技術雖然還在起步階段，但其對于礦山測量的發展所起到的促進作用是不可估量的，在空間信息技術技術的推動下，礦山測量學正在演繹著深刻的變革，朝著“礦山空間信息學”的方向前進。
【參考文獻】
[1]3snews中國地理空間產業門戶網站[OL].http：///.
[2]郭達志.論“礦山空間信息學”：礦山測量的現展[J].測繪工程，2006，15（3）.
第5篇：計算機科學技術前沿范文
1、生物技術在農業生產中具體應用
現代生物技術是一門集多項頂尖技術與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現代生物技術主要包括以下七項技術：基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術、生物芯片技術。上述七項技術彼此之間是相互聯系，相互滲透的。其中基因工程是核心技術，它能帶動其他技術的發展。因此本研究以基因工程在農業中具體應用為例進行系統研究。
（1）基因工程在植物遺傳改良中的應用
我國基因工程在植物遺傳改良中的應用現狀主要包括抗逆作物育種、品質改良育種和固氮育種等。例如在轉基因水稻新品種培育、轉基因玉米新品種培育和轉基因棉花的研究與產業化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現代農業生物技術的發展，以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續培育并成功推廣種植了一些轉基因抗病毒作物、轉基因抗細菌及真菌作物、轉基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面，劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉入植物，獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉基因株系；在抗旱作物方面，我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉入番茄，得到轉基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面，可以說我國處于世界領先地位。
（2）基因工程在利用農作物生產食品中的應用
利用基因工程技術作用于農作物生產食品和食品添加劑主要包括三方面：改進食品原料的品質、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發新型功能性食品。利用基因工程技術可對植物的蛋白質、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質性狀進行改良，也可延長果實儲存期和改良食品風味。
2、生物技術在農業生產應用中存在的問題
（1）生物技術研究方面存在的問題
首先，基礎研究比較薄弱。其主要原因：一是由于基礎研究的直接性和可見性成果不是很顯著，所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎理論的研究；二是由于絕大多數人都沒有認識到基礎研究的重要性、基礎性和長遠性，所以我國在基礎研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關政策體制都存在很多問題。其次，應用研究還很欠缺。一方面是由于基礎理論研究的薄弱決定了基礎應用研究的緩慢發展。同時基礎應用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題：分離植物目的基因困難，導入外源基因的過程及其控制較為復雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術各分支領域的結合度不高。第三，某些前沿領域的研究相對滯后。雖然我國在轉基因抗蟲棉、轉基因水稻及家蠶基因方面處于國際領先地位，也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產權保護的專項領域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術前沿領域研究較美歐等發達國家相對滯后。比如說在生物固氮領域研究得不夠深入，影響轉基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破，特別是生物技術與信息技術、神經科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。
（2）生物技術應用所導致的一些問題
首先，對生態的負面影響。現代生物技術的發展和廣泛應用，為我們解決了許多重大的環保問題，同時也研發出了不少的新型高效環保產品。但是不可否認，由于其技術本身的發展歷程和科學技術在大自然面前的卑微，生物技術的應用也可能引發一些新的環境問題。此外隨著全球未來人口數量的繼續增加，利用抗逆作物轉基因品種擴大農業耕地面積的同時，氮素等農業資源的使用量也隨之加大，造成氮素等礦質營養物質生物化學循環的改變，對水體的富營養化可能具有潛在的促進效應，產生不利于人類和動植物生存和可持續發展的不利后果。可見，生物技術在農業生產中的應用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結構、污染環境等導致生態失衡的一系列問題。其次，對食物安全的影響。轉基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現在三方面：一是轉基因食品的毒性問題。在這方面，目前只有一些相關的試驗報道，尚無人體的研究報告。研究者用轉基因食物喂養大鼠，結果有的試驗顯示大鼠的免疫系統受到破壞，有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉基因食品的過敏反應問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產生過敏的過敏源，那么將此作物的基因轉移到其他作物，這種轉基因作物便具有引發過敏的能力。三是轉基因食品中的標記基因對抗生素的抵抗作用問題。在這方面，相關研究顯示可能性是比較小的，但是我們也不容忽視。
（3）人才緊缺
根據孟弘等人在《對我國生物技術人才問題的幾點思考》一文中介紹據2012年統計，我國設生物科學、生物技術和生物工程三大專業的高校已從2011年的978所上升至1058所，招生人數在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業在校生總人數不低于45萬，每年畢業的人數5—7萬。估計到2020年，我國培養的生物專業大學畢業生總數不少于40萬，我國生物技術發展已經具有了很好的技術人才儲備。可知我國生物技術方面人才的儲備還是很充足。可是仍然存在以下問題：一方面人才培養的速度遠遠跟不上人才的需求量；另一方面從國外引進的農業生物技術高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國，培養既懂科研技術，也知道生產和市場動向的復合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養方案和模式的構建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術人才的儲備已經很充足了，但是這些從高校培養出來的生物技術人才其畢業后從事農業生物技術方面工作的人占整個生物技術領域的比重比較小。
二、改進生物技術在農業生產應用中采取的措施
1、加強農業生物技術的研究
（1）加強生物技術的基礎研究
由于現代生物技術涉及的領域廣、范圍寬。所以，針對我國在農業生物技術基礎理論研究方面的薄弱，我們應該繼續加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎理論的研究，同時也要加強與生物技術緊密相關的化學、化學工程學、數學、微電子技術、計算機科學等基礎理論的研究。
（2）注重生物技術的應用研究
在生物技術領域，基礎理論研究的目的是為了更好的服務于基礎應用的研究。所以我們必須將基礎理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術的基礎應用研究相結合，進行緊密而系統的研究。進而將這些基礎理論與基礎應用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術等相結合而后應用于生物技術育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發等農業生物技術重大領域的研發。從基因組測序的研究轉向基因功能探測和蛋白質功能探測的研究。例如，在生物固氮方面，在我國農區的布局上，氮含量高的區域實行豆、禾、經濟作物間套輪作，可緩解和排除氨阻遏的障礙，發揮根瘤菌的固氮作用，實現兩種作物互惠和高產；在有條件的草地發展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。
2、采取措施避免應用生物技術所導致的負面影響
（1）現代性與傳統性相結合
除了加強生物技術本身的研究、完善相關體制與法規、加大人才培養和資金投入以解決生物技術在農業生產應用中所帶來的一些不良后果、環境問題等，我們還應該把農業生物技術的應用與生態學相結合，把生物技術育種與傳統育種相結合，把生物技術作物種植、養殖與傳統作物種植、養殖相結合。做到充分利用現代高科技術的同時，又順應大自然本身的發展規律。
（2）建立健全轉基因食品安全評估體系
針對轉基因食品對我們人體健康的影響是潛在的和隱性的，我國應建立健全轉基因食品安全評估體系。為此，我們要確立科學客觀的評價原則，既不能以偏概全，夸大威脅，也不能漠然視之，回避轉基因產品可能存在的潛在危險。應投專款、定專人，將安全性問題設立為一項重要課題。從食品安全、生態安全著手，實事求是地個案評估，作出科學的評價，盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規體系。使轉基因食品的安全評估落到實處，使老百姓對轉基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應用生物技術，建立健全相應的法律、法規體系和管理機構，加強轉基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳，提高全民對轉基因食品的安全意識。
3、加大人才的培養
第6篇：計算機科學技術前沿范文
近半個世紀以來，隨著人類知識的增長、信息交流的便利，以及科學共同體的開放態度，使得交叉學科(或跨學科)的研究越來越呈現出加速發展的趨勢。與此同時，關于交叉學科或跨學科觀念、理論和方法方面的研究也日益受到學術界的普遍關注。特別是對交叉學科研究的認識論基礎和方法論問題的探討，更是幾成顯學。對于以人文學科、社會科學為中心的交叉學科的認識論與自然科學、技術科學和人文社會科學間的相互作用的認識論的理解構成了本文的主題，文中的討論將在科學哲學和知識社會學的范圍內進行。
一、交叉學科的本質及研究意義
在剖析交叉學科現象的本質之前，有必要先界定一下交叉學科的定義。按照我國著名科學家、交叉學科研究的倡導者路甬祥的說法:所謂交叉學科，就是指兩門或兩門以上學科融合而形成的一種“新的綜合理論或系統學問”［1］。應該說明的是，這種學科之間的交叉或融合并非簡單機械地拼湊，而是依據學科間存在的內在邏輯關系而聯結和滲透的結果。一言以蔽之，是各個學科間“有機的融合”。一般說來，學科交叉過程中的諸學科都是要納入到特定的社會化的科學結構里的。現代科學結構包含了傳統的基礎科學(如物理學可分為原子核物理、高能物理、凝聚態物理、等離子體物理等)、綜合科學(如哈爾濱工業大學的優勢學科———空間科學、材料科學、能源科學、資源與環境科學、建筑科學、災害科學等及其衍生科學)、橫斷科學(如控制論、信息論、復雜性科學等)和在上述三類科學基礎上形成的交叉科學。通常交叉學科有不同的分類標準。但大體上可分為“大交叉”和“小交叉”兩大類:前者指學科親緣關系較遠的學科之間的交叉，比如人文科學、社會科學與自然科學、技術科學之間的交叉;后者是指學科親緣關系較近的學科之間的交叉，如自然科學內部、技術科學內部或是人文科學內部、社會科學內部各學科之間的交叉。當然，這都是相對而言的，在歸納時切不可過于拘泥學科的性質。著名刊物《第歐根尼》中所選論文就屬于人文科學、社會科學間的學科交叉，以及人文學科、社會科學與自然科學、技術科學間的研究(涉及哲學、經濟學、歷史學、文學、社會學、心理學、管理學與生態學、地理學、建筑學、環境科學、交通科學、計算機科學、醫學、計量學等傳統學科及相應的交叉學科)。具體說來，當代學術界的交叉學科群落既包括諸如文學哲學、文學人類學、歷史社會學、哲學社會學、社會人類學、城市美學、犯罪心理學、開放經濟政治學、政治哲學、政治經濟學、中國少數民族美學、文藝法學、知識管理學、虛擬人類學、國際經濟學、技術經濟學等“小交叉”研究的論文，也包括像經濟物理學、時間經濟學、視覺人類學、工程法學、社會工程學、科學社會學、工業設計、環境藝術、城市生態學、空間法學、媒體藝術、生態行政學、知識計量學、計量經濟學、社會運籌學、網絡社會學、航天醫學工程學、電子政務學、交通美學、古生物考古學、神經語言學、認知心理學、石油金融學、世界睡眠醫學、藥物經濟學、技術管理學、社會統計學、環境社會學、市政工程學、生物信息學、水文社會史等具有“大交叉”特征的邊緣研究。如此等等，不一而足。可以毫不夸張地說，在科學發展高度分化和整合的今天，交叉學科如“雨后春筍”般涌現出來。這種因交叉學科或交叉學科群的衍生而導致的學科進化的趨勢里，包含著深刻的科學意蘊和時代精神。從本質上說，學科交叉現象的背后隱藏著一個規律性的問題。那就是世界萬物是相互融合、相互作用的。而這種事物的演進過程中，還存在著動態性的“無序”或“涌現”現象。科學哲學家勞丹認為，科學或學科發展的“無序”性是普遍的、永恒的，有序是暫時的、個別的。“無序”的根源就在于科學研究“從本質上是解決問題的活動”［2］。換句話說，這些問題的解決不僅依賴于單一學科的研究，而且更寄希望于交叉學科或邊緣學科的學者的共同努力和學術突破。學科的界限并不重要，關鍵是問題的提出和解決的過程是否具有原創性和富有成果。因此，這就是科學自主發展的內在動力和外部動力所在［3］。交叉學科或邊緣學科的研究領域的劃分，在很大程度上關乎學者所采用的研究路徑。美國科學學專家夏皮爾提出的“域”理論模式對于我們理解交叉學科的性質很有助益。夏皮爾認為，三個世紀以來，我們的科學研究的主要路向就是將特定的對象孤立起來加以考察。他把這種特定的、孤立的研究專題稱之為“域”(domain)。這種“域”大體相當于學科研究的領域或跨學科的領域和研究課題。因而，所謂的科學發展就表現在各個學科領域的增加減少或刪除合并的變化上。領域的變化往往會引發學科交叉現象的產生。科學也由此被內在地劃出大小不等的界限來［4］。科學史上的范式革命也常常產生在交叉學科叢生的科學領域里。這一點已得到了證實。通過對百余年來諾貝爾獎的分析發現，該獎普遍存在著學科交叉現象。如果以二級交叉、三級交叉為標準的話，那么，幾乎所有的物理學、化學、生理或醫學獎都是學科交叉的產物［5］。這些原創性的重大成果大都集中于量子力學、基因工程、超導物質與理論、化學熱力學、電化學、化學動力學、生物化學、分子生物學、遺傳工程學等跨學科的領域及相關的基礎學科中。可以說，未來的中國科學界和教育界在參與國際競爭過程中也必須將發展交叉學科視為國家和一流大學發展的戰略。時至今日，交叉學科研究的意義已無須贅言。
二、人文—社會認識論
眾所周知，人類的認識歷程是跟人類知識的發生與增長的過程相應的。從中國的先秦思想家(如孔子、老子、墨子、公孫龍子等)、古希臘哲學家(如泰勒斯、柏拉圖、亞里士多德、畢達哥拉斯等)直至西方近代以來的思想家(康德、休謨、笛卡爾、培根、盧梭、孟德斯鳩、孔德、斯賓塞、馬克思、涂爾干、韋伯、維特根斯坦、海德格爾等)，都曾經為提出和完善古典認識論做出了不可磨滅的貢獻。進入20世紀以來，卡爾•波普爾、托馬斯•庫恩、保羅•費耶阿本德、漢斯•萊辛巴哈，以及狄爾泰、伽達默爾、舍勒、曼海姆、舒茨、卡爾納普、德里達、巴恩斯、布魯爾等人則為認識論做出了新的智力工作。應該說，他們的認識理論在試圖解決現代知識增長問題和科學精確化以及跨學科研究等方面都是非常有價值的。因此，批判地考察上述認識論理論資源和成果將是有意義的，同時也對我們深化認識交叉學科的本質不無益處。所謂“人文—社會認識論”是指在人文科學與社會科學領域內的認識論取向。它對解釋和理解在人文學科與人文學科間、人文學科與社會科學間、社會科學與社會科學間的三組跨學科研究的認識過程及其本質，具有預設的認識論價值。這是一個筆者首次提出的將人文認識和狹義的社會認識融合或整合起來的一個新概念，比以往的“社會認識論”提法更接近于人文社會的事實，具有更突出的人文性和社會性的二元合一特質。從學科發生和發展的規律及知識點的分布來看，諸如文學批評、藝術理論、歷史學、文化研究、元哲學、人類學、語言學等人文學科都存在著不同于一般社會科學學科的特質。但是，長期以來或者不很認同人文學科的科學性，或者將其簡單地歸并于社會科學范圍之內。實踐表明，這樣做的結果一定有助于人文與社會科學的邊緣研究。瑞士兒童心理學家皮亞杰，曾經在《人文科學認識論》一書中提出了“人文科學認識論”的概念，并指出人類和社會科學研究將出現融合發展的趨勢。他對于人文(社會)科學認識論所做的思考，直到現在對我們還很有啟發意義。當然，以其發生認識論為理論基礎、拓展其整個認識論的邏輯，也有其明顯的局限性。他反對在“社會科學”與“人文科學”之間做出本質的區分，因為在他看來，一切社會現象都取決于人類的生理、心理和社會過程。這種看法帶有強烈的發生心理學的味道。為此，他將人文科學簡單地分成四種類型:一是“正題法則科學”(即探索“規律”的科學，如科學心理學、社會學、人種學、語言學、經濟學、人口統計學等);二是“人文歷史科學”(主要是以重現和理解時間長河中展開的人類社會發展史、生活史為中心的歷史科學);三是法律科學;四是哲學學科［6］。以人類學為例，它也必須遵循人文科學認識論。比如，人種學和認知人類學以及文化技術學都可以視為特定意義上的人類認知領域的學問［7］。盡管在一般人看來，屬于比較認識論的范疇。人文科學還必須具有一種能把科學領域的理論與關于理論的知識聯系起來的主題意識，這一點不容忽視。毫無疑問，社會認識論的主題意識乃是指向社會認知過程的。它的核心議題是根據某些社會科學學科和社會認知科學而分析出的社會文化語境中的社會知識與經驗。俄羅斯科學院哲學研究所社會認識論研究室主任伊利亞•卡薩文教授認為，現代社會認識論植根于康德、恩格斯、卡爾納普等人的認識論思想，其知識要素是由社會客體、社會主體和社會認知條件三者所決定的。每一個因素都具有社會知識來源的作用。古典認識論突出了社會客體，將知識置于研究的重點。相反，對來自于主體的知識或者視為一種阻礙，或者視為主體的基礎［8］。誠然，作為一種社會決定的現象的知識問題，其在人文與社會科學及其交叉學科的發展過程中的意義是顯而易見的。在文化與人類學、傳播與符號學、社會與制度等社會文化語境的社會認知模式中，都存在著強烈的人類社會本質的影響。其中，也包含了知識社會學和社會建構理論所關注的意涵。這一切在維特根斯坦、巴赫金、曼海姆、舍勒、米德、默頓、普里查曼、格爾茨、加芬克爾和盧曼等人的相關人文社會科學的跨學科研究中，都有全面的展現。
三、科學—技術認識論
這里的科學—技術認識論，是將科學哲學界的科學認識論和技術認識論融合或整合起來的結果。一方面，可以避免筆者不喜歡使用的“科技”一語;另一方面，則可以將技術納入到科學的“大家庭”里，以及將科學視為一種技術的“物化”過程的科學基礎。其實，從本質上來說，科學只有一個，就是“科學”。科學是科學，技術也是科學。我們發現，諾貝爾科學獎中有90%以上的獎項授予了基礎理論方面的重大創新科學成就，而極少給予技術產品的發明人。比如，世界著名的卡文迪什實驗室之所以不斷獲獎就是因為它始終處于分子生物學的基礎理論研究的國際學術前沿位置上，并在此基礎上將生物學、物理學、化學、醫學、數學和工程學緊密地結合起來的多學科研究結果。學科交叉的絕對性和現代性，使學術研究呈現出“去單一化”的態勢。交叉性、邊緣性已成為科學難以拒絕的選擇。“元科學”與交叉學科的融通，已變成學者的一種基本責任。縱觀20世紀以來的科學技術哲學，我們很容易看到，它正是科學認識、技術認識變革的理論基礎，是人們認識世界的方法論變革的前提和基本路向。科學認識論，可以說是始于古希臘哲學家、科學家亞里士多德的歸納解釋法和英國哲學家休謨的懷疑主義的［9］。但歸根結底，我們了解到的科學認識論的基礎就是歸納法和演繹法。這一點幾乎是不容置疑的科學和技術認識論的鐵律。應該說，人類對科學技術的認識過程是十分漫長的。近代科學技術興起至今，已經歷了至少五個世紀的時間。直到波普爾、庫恩、費耶阿本德和海德格爾等人為止，才算是有了一個比較清晰的認識圖景。根據波普爾的觀點，科學知識表現為某種關于世界、世界的秩序、規律和規律的理論或描述。在他看來，只有理論知識才能發現真理，才能實現對世界(即客觀物質世界、主觀意識世界和客觀知識世界3個世界)的具有真正價值的猜測。然而，理論知識永遠不可能被證實或確認是真實的，盡管它可以接受嚴格的批判性檢驗。科學發現的邏輯就是，科學發現始終得到理論的指導，而理論卻不是由于觀察而得到的發現。說起來這似乎像是一個科學認識的怪圈，但事實上科學發現的過程的確是異常復雜的，對其本質的認識也不可能是一蹴而就的。與波普爾不同，庫恩則認為，科學知識的作用是在一種總的觀點即一種世界觀的范圍內形成一種觀點，這種觀點知道我們如何看待現實，各種理論可以接受或摒棄的標準是什么，或者什么時候可以認為理論是可以被證偽的。科學界的這種觀點是由各種實例和各個學科間的矩陣形成的。前者是被科學界視為范式的解決各種問題的具體方法;后者則是“科學共同體”的“普世”基礎或共同義務、信念和價值的觀念［10］。按照庫恩的思想，科學的變化過程基本上是革命的和不連續性的，會帶來深遠的認識論后果。由此，他將科學分成正常的科學和特殊的科學。交叉學科很類似于這種可以隨心所欲地研究的特殊科學，它不需要受到更多的學科矩陣的約束。在科學認識論和技術認識論上，費耶阿本德和海德格爾分別強調“怎么都行的”科學經驗主義及技術異化論。人類科學技術史表明，科學(基礎科學)理論的提出和完善對技術發明及應用往往會產生基石的作用。沒有基礎科學理論的突破，就談不上普遍的技術進步。反之，如果一直缺乏技術上的支撐，也不會進一步為基礎科學理論的創新提供“人工物”或技術實踐上的驗證。這是現代科學技術認識論的本質特征的體現和互動規律。理論化知識和技術性知識的相互作用，不僅可以避免科學進步的停滯不前，而且也可以促進新穎、創新的方法論的被采用，從而有助于實現破舊立新和建立科學技術新秩序的根本目標。科學技術的跨學科研究作為一種知識增長的方法論選擇，其合理性也將隱藏于上述目標之中。
