序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人工智能導論論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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>> 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)

篇(2)

摘要：本文結合“計算機科學導論”課程雙語教學的實踐，探討了雙語教學在計算機本科生教學中四年不斷線的必要性和意義，分析了對雙語教學的效果懷疑的內在原因，提出了實施計算機雙語教學不斷線的課程體系。

關鍵詞：雙語教學；計算機科學導論；國際化；課程體系

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

近年來，雙語教學在全國各高等院校開展得如火如荼，同時也積累了一定的經驗。然而，我國高校雙語教學的開展也存在著很多問題，甚至有些學校對雙語教學的效果產生懷疑。本文結合“計算機科學導論”(以下簡稱“導論”)雙語教學的實踐，探討構建計算機雙語教學的課程體系的必要性和意義，提出構建計算機雙語教學課程體系的設想。

2目前雙語教學的三種模式

嚴武軍將雙語教學劃分為簡單滲透型、穿插型和全外語講授型三種模式，但他并未研究教材和授課語言在雙語教學中的作用。實踐證明，合適的教材是雙語教學實現最佳效果的一個重要因素。因此，我們根據教材和授課語言，將目前高校中的雙語教學分為以下三種模式：

中文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的簡單滲透型。國內培養的教師容易采用這種雙語教學模式，他們用英語和PowerPoint等軟件做出課件，在講課時注重概念的解釋。但這種教學很難將目前國際上的學科進展和知識更新有機地結合起來。

英文教材，英文課件，中英文混合授課。這種模式類似于上述的穿插型模式。在英語國家有一定工作和學習經歷的教師往往采用這種形式，使學生一步進入英語和漢語混合的教學環境，也彌補了現實中全英語授課學生聽不懂的缺陷。但這種雙語教學不利于學生用英語理解專業知識能力的有效提高。

英文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的全外語講授型雙語教學模式。在英語國家學習和工作多年然后回國的學者容易采用這種雙語教學模式，他們甚至將自己在國外使用的英文教材和講稿直接應用到國內的雙語教學中。在這種模式下，學生一步到位進入英語的教學環境，但由于中文在大學校園里占統治地位，學生遇到一點學習困難，聽不懂、學不會，便會開始抱怨。這可能也是雙語教學在有些高校難以為繼的一個原因。

應該指出，不管是嚴武軍的雙語教學模式還是我們提出的模式都忽略了互聯網上的信息資源對雙語教學的影響。實際上，在“導論”的雙語教學中，我們充分利用了互聯網上的信息資源來制作英文課件，將國際上“導論”的有關最新進展有機地加入到課件和雙語教學中，并深深體會到充分利用網絡上的信息資源將真正縮短我們在教學上與英語國家的差距。

3雙語教學的若干問題及探討

首先，學生聽不懂是一種正常現象，但學生必須聽下去。實際上，雙語教學課程的開設不僅要求教師更多地投入，對學生也有同樣的要求。這種投入首先要求學生有充足的時間。大一屬于從高中到大學的過渡階段，一般所開課程相對較少，學生課余時間比較寬裕；同時這一時期學生考級、考研、就業的壓力較小，相對于高年級學生有更多的精力可以投入到雙語教學課程的學習之中。

另一突出的問題是雙語教學因人而設，教學計劃制定時并沒有把雙語教學納入統一的系統發展中，雖然丁學鈞等研究了計算機專業雙語教學系統模式，并做了一定的實踐。因此，在這種因人而設的雙語教學中，學生不能系統地用雙語學習計算機科學和技術學科的相關知識，高校也不能真正有效地建立雙語教學的教師隊伍。正是如此，近兩年雙語教學正在我們校級教學改革項目的申請中逐漸消失，這也可看作人們對雙語教學效果懷疑的直接后果。同時，這也可看作是沒有建立計算機雙語教學體系的直接后果。

第三個突出的問題是原版教材和中文教材的關系。既然是雙語，那么就應該合理地同時使用原版教材和中文教材，使二者互為輔助和補充。例如，在“導論”的雙語教學中，我們以中文教材的內容體系作為選擇英文教材和通過互聯網選取國際上最新的教學資源的基礎，參考了10本原版或影印版英文教材和1本中文教材。實際上，目前我國雙語教學教材的建設還沒有形成一個完整的體系，部分課程的教材還處于探索階段。實踐證明，沒有完整的計算機雙語教學的課程體系的建立，我國雙語教學教材的建設也就很難形成一個完整的體系。

4構建計算機雙語教學課程體系的必要性和重要性

改革開放以來，我國的計算機業得到了驚人的發展。但也不得不承認，計算機的技術和知識基本上來自以英文為載體的媒介(含書籍)，我們的教材基本上是對這些媒介內容的加工和處理。同時，計算機專業的本科生在學學英語時，很少接觸大量的專業詞匯。例如，我們的一些一年級計算機專業學生不知道“Object-oriented programming”，雖然他們已學了C++ 程序設計語言。而且，大部分編程軟件都是用英語編寫的，這給學生更好的利用軟件帶來一定的困難。因此，及時實施計算機雙語教學，以便讓學生直接學習當代以英文為載體的計算機技術和知識是必要的。

英語在計算機專業中的學習和應用是一個漸進過程，學生不可能通過一門課程的雙語教學就能達到“能夠閱讀本課程所涉及的的專業知識與技能的英語文獻資料，而且能夠用英語口語和書面的形式，采用符合國際慣例的方式處理和交流與本課程有關的專業事務和信息”。從這一點來看，有必要建立計算機雙語教學課程體系，將雙語教學課程從一入學開始安排，然后每個學期逐漸展開，以形成一個初期打基礎、間接動力推動到后期高層次、直接興趣推動的連貫的、完善的雙語教學體系。

張萍等老師對生物系和物理系實施的雙語教學的調查表明，連續兩個學期開設雙語教學課程的學生的進步顯著。趙艷紅和邵定宏在探討計算機專業課程雙語教學時也注意到計算機專業雙語教學應具有連貫性，貫穿于學生的整個受教育過程，并建議“可以有計劃有選擇地從大學一年級開始，每學期開設一到兩門采用雙語教學的專業基礎課程。低年級雙語教學的重點放在英文教材的使用上，逐步實行課堂中英文講授。專業課鼓勵教師學生采用英文教材，雙語教學課程中逐步增加全英文講授比例”。他們也建議程序的開發環境應是英文的操作界面，盡可能不使用漢化后的開發工具。

5建設計算機雙語教學課程體系的構想

科學合理的雙語教學課程體系是成功實施雙語教學和培養“面向世界”人才的根本保障，也是建立一支高質量的雙語教學師資隊伍的必要條件，它還是建設雙語教學教材完整體系的必要前提。因此，討論如何科學合理的建設計算機雙語教學課程體系對于發展我國高校的計算機雙語教學是很有意義的。

一般來講，科學合理的雙語教學課程體系必須考慮其與計算機本專業其他課程的關聯性和銜接性，同時又要避免學科內容的無效重復，不能像計算機專業外語那樣。具體來說，計算機雙語教學課程體系首先應貫徹教育部2001年《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》中關于雙語教學的精神。這一文件頒布已七年了，計算機雙語教學的課程應達到所開課程的10％。這意味著計算機雙語教學課程體系至少包含4門計算機課程的雙語教學，如果在計算機本科生的四年的教學計劃中，每年能夠至少開設一門計算機課程的雙語教學，就基本上實現了“雙語教學不斷線”的思想。

目前大多計算機教學課程體系由公共必修課、專業必修課、專業選修課和公共選修課組成。因此，計算機專業雙語教學課程體系應涵蓋專業必修課和專業選修課。而且，雙語教學課程應覆蓋本科生大學四年的每個學年，我們的計算機雙語課程教學體系至少應包括在一年級開設的“計算機科學導論”，在二年級開設的一門程序設計語言，例如“Java 程序設計”，在三年級開設的“軟件工程”和在四年級開設的“人工智能”。其中兩門是必修課，兩門是選修課。

選擇上述課程作為計算機教學課程體系的一部分，不僅吸收了國內同行的雙語教學經驗，而且基于下列考慮：

(1) 凡是國內教材與國外英文原版教材具有較高內容一致性的課程；或者，課程所用的國內教材基本上是國外英文原版教材的子集，均可較容易地用于雙語教學。“Java程序設計”、“軟件工程”和“人工智能”屬于這種情況。

(2) “計算機科學導論”是計算機本科生一年級的入門性課程，計算機專業的雙語教學應從這里開始。如果說計算機的學習應該“從娃娃開始”，那么計算機專業的雙語教學應該從“導論”開始。

(3) 我們已成功地實施了“計算機科學導論”和“Java程序設計”的雙語教學。本文的第一作者曾實施“人工智能”的雙語教學。

我們還將實施“軟件工程”的雙語教學，因為“軟件工程”雙語教學的成功將有利于學生提高他們用雙語直接了解掌握最新軟件工程的原理、思想、技術和方法的能力，改善他們在軟件開發中的合作和團隊精神，促進我國軟件工業的國際化。

同時，我們的計算機雙語教學課程體系還包括“算法和數據結構”和“數據庫系統原理”兩門課程，使之達到“用雙語授課課程課時達到該課程課時的50%以上”， 因此，我們的計算機雙語教學課程體系就包括了高等學校計算機科學專業方向15門核心課程中的6門課程。

最后，我們將在本科生的四年級開設三門雙語教學選修課程“電子商務”、“數據挖掘和數據倉庫”和“Web智能和工程”，學生可選修其中一門。同時我們要求學生在做畢業論文時必須閱讀和引用1～2本英文著作，2～3篇英文期刊論文，3～5篇國際會議論文集論文。這可看作是為學生將來用英語發表研究成果所做的必要訓練。

6結束語

本文探討了目前雙語教學的三種模式，討論與構建雙語教學課程體系有關的若干問題，研究構建計算機雙語教學的課程體系的必要性和重要性，并探討了如何建設計算機雙語教學的課程體系。建立完善的計算機雙語教學的課程體系仍然是一個長期而困難的教育目標，也是一個巨大而復雜的教學系統工程，在實現這一目標的過程中，還有無數的問題等待解決。我們應加大引進所需原版教材的種類，更需建立一支能夠實施計算機雙語教學課程體系的高質量教師隊伍。

7致謝

本文得到河北師范大學校第八批教學改革項目的部分支持。作者衷心感謝河北師范大學的支持。沒有他們的支持和幫助，“計算機科學導論”的雙語教學就不能在河北師范大學順利實施。本文中的某些思想、方法和策略就不可能浮現。

參考文獻

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[14] 劉坤起,趙致琢著. 計算科學導論教學輔導[M]. 北京:科學出版社,2005.

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關鍵詞： 地方高校 數學與應用數學 應用型人才培養

地方性高校肩負著為地方經濟建設和社會發展培養應用型人才的重任，是我國大學的主要群體，其人才培養模式明顯區別于重點大學的研究型人才培養模式.屬于教學型的地方性高校，應以市場為導向，根據地方和行業人才的需求，根據學校自身的條件，形成有自己特色的應用型人才培養模式.邵陽學院數學與應用數學專業在傳統數學教育專業的基礎上，結合社會發展和高等教育改革的需要，在人才培養目標與模式的制定和實現等方面進行了一系列的探索和實踐.

1.數學與應用數學專業現狀分析

邵陽學院數學與應用數學專業最初的專業定位是為邵陽地區乃至湖南省中小學的基礎數學教育培養合格的數學教師.然而，隨著中小學教師隊伍的日漸飽和與獨生子女政策導致的初等教育學生生源減少，師范生的就業壓力逐漸增大.此外，隨著社會的不斷進步和發展，用人單位對學生的綜合素質提出了更高的要求.傳統的數學教學模式落后，教育思維單一，教師創新意識不強，只重視數學理論知識的傳授，忽略實踐教學環節，導致學生的學習目標不明確，實踐能力和解決問題能力較差，不能滿足市場對應用型人才的需求.

2.制定與時俱進的人才培養目標和模式

2.1人才培養目標.

培養掌握數學科學的基本理論和基本方法，具有運用數學知識和使用計算機解決實際問題的能力；能在科技、教育、經濟和金融等部門從事研究和教學工作，在生產、經營及管理部門從事實際應用、開發研究和管理工作，適應區域經濟和社會發展需要的基礎實、素質高、能力強、適應快的創新型和技能型的應用人才.

2.2人才培養模式.

基于培養目標定位，構建了“一個主體、兩個輔助、三個方向、四種能力”的人才培養模式，即以數學類專業課程為主體，計算機科學技術和智能優化方法為兩個輔助，分為數學教育、金融數學和考研深造三個培養方向，注重學生的專業能力、應用能力、科研能力和創新能力的發展.

3.人才培養模式的實踐

3.1深化課程體系改革，創新課程教學模式.

根據專業定位和社會需求，對課程體系構建了“四個平臺，四個模塊”，四個平臺是通識教育平臺、學科教育平臺、專業教育平臺、實踐教育平臺；四個模塊是專業基礎課程模塊、專業主干課程模塊、專業選修課程模塊和能力拓展課程模塊.其中實踐教育平臺通過校內實驗室和中小學校、企業、政府部門等實習實訓基地培養學生的實踐創新能力；專業基礎和專業主干兩個課程模塊涵蓋教育部數學與應用數學專業目錄中規定的核心課程；專業選修課程模塊分三個培養方向，數學教育方向開設中學數學教材教法、數學史、競賽數學、中學數學課件制作等課程，金融數學方向開設運籌學、數學模型、最優化方法、金融學、保險精算等課程，考研深造方向開設泛函分析、拓撲學、數學分析選講、高等代數選講等課程；能力拓展課程模塊開設MATLAB語言及其應用、面向對象程序設計、數據通訊與網絡、人工智能等課程.

在創新課程教學模式方面，靈活運用多媒體等多種教學手段講授基本理論知識；及時把教研成果和學科最新發展成果引入教學，使學生了解本學科國內外的發展動態，提升學生的學術素養；構建案例教學體系，實行案例分析、建模、優化求解的案例教學模式，結合課程實驗和課程設計，培養學生的創新思維及分析問題和解決問題的能力；準備課件、案例庫、試題庫等網絡資源，開展網絡互動教學模式，有效調動學生的學習積極性，促進學生積極思考，鞏固課堂所學知識.

3.2加強數學建模能力培養，提高學生綜合素質.

通過多種渠道加強對學生數學建模能力的培養，首先在課程教學中引入案例教學模式，貫穿數學建模的思想方法，布置與建模有關的課程小論文，并鼓勵有興趣的學生加入教師的相關科研項目，激發他們的創造性思維；其次成立數學建模協會，定期進行培訓和課外輔導答疑，將往屆的數學建模競賽題以作業的形式布置給學生完成，積極組織學生參加全國大學生數學建模大賽；最后是加強硬件建設，近年來，在學院的支持下，本專業配置了一個擁有120臺電腦的專用機房，為師生上機訓練和數學建模比賽提供了極大便利.

3.3突出實踐教學，注重學生的師范技能培訓.

通過課程實驗、課程設計、數學建模競賽、教師技能比武、參與教師科研項目、教育見習、實習、畢業實習等多種途徑，培養學生的實踐創新能力.建立包括邵陽市四中、六中、十中、十一中等學校在內的教育見習、實習基地及銀行、企業、政府部門在內的畢業實習基地.在課程設置上，以學生的認知規律為基礎，變單一的集中實習為循序漸進、形式多樣的系列實習，具體安排如表一.

3.4加強學生畢業論文的指導，引導論文選題與社會實踐相結合.

重視學生畢業論文的指導工作，嚴把兩道關：選題關、開題關.加強畢業論文題目的應用型，可以將學生的畢業論文更多地和教師的應用型科研項目結合起來，使指導教師的指導更專業，學生科研的方向更明確；鼓勵學生選擇數學建模方向的題目或者將畢業論文和實習、社會實踐等相結合.

4.結語

地方高校數學類應用型人才的培養，應結合自身特點和社會需求確立人才培養模式，將課程體系的優化、教學模式的改革和實踐教學內容的組織貫穿于教學的每個環節，這樣有利于培養適應地方和行業人才需求，服務于地方經濟的應用技術型數學人才.

參考文獻：

[1]馬曉燕，國忠金，孫利.地方本科院校應用型人才分類培養模式的研究與實踐――以泰山學院數學與應用數學專業為例[J].齊魯師范學院學報，2014，29（6）：12-15.

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關鍵詞　計算構建哲學

1 引言

計算學科的飛速發展，改變著人們的生活、工作、學習和交流方式。計算意味著什么？計算學科意味著什么？這些都成為哲學工作者和從事計算機研究、開發的人員必須面對的重大的元問題。建構計算學科根本問題的理論框架，形成計算學科的元理論――計算學科中的哲學問題就成為當務之急。“計算學科中的哲學問題”的提出是在計算機日益成為人們生活重要組成部分時，從哲學的層面對計算機文化現象與計算學科的重新定位和反思。

2 計算學科中的哲學問題提出的客觀依據

2.1 計算學科的發展要求從哲學高度對計算學科進行理論闡釋

計算學科包括算法理論、分析、設計、效率、實現和應用的系統的研究。全部計算學科的基本問題是，什么能（有效地）自動進行，什么不能（有效地）自動進行，它來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代后期。經過幾十年的發展，計算學科業已形成了一個龐大的知識體系。主要體現在三大層面：

（1）計算學科的應用層。它包括人工智能應用與系統，信息、管理與決策系統，移動計算、計算可視化、科學計算等計算機應用的各個方向。

（2）計算學科的專業基礎層。它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟件開發方法學、計算機網絡與通信技術、程序設計科學、計算機體系結構和電子計算機系統基礎。

（3）計算學科的基礎層。它包括計算的數學理論、高等邏輯等內容。

還有支撐這三個層面的理工科基礎科目，包括物理學（主要是電子技術科學）和基礎數學（含離散數學）等。

從計算學科這一龐大知識體系中不難發現，它欠缺計算學科中的哲學問題支撐。計算學科的進一步發展需要從哲學層面對計算學科中的根本問題、重大問題進行理論闡述、分析和評價。因而提出計算學科中的哲學問題就成為計算學科發展的必然趨勢。

2.2 計算教育的現狀催化計算學科中的哲學問題

ACM和IEEE/CS是美國在計算教育研究領域最有影響的組織。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》報告中，它不僅第一次規定了計算學科的定義，回答了計算學科中長期以來一直爭論的一些問題，更重要的在于它為計算教育創建了一個“新的思想方法”（a new way of thinking），這種“新的思想方法”是對計算教育科學幾十年來的概括和總結，也是美國ACM和IEEE/CS聯合發表的《Computing Curricula 1991》報告（簡稱CC91）以及《Computing Curricula 2001》報告（簡稱CC2001）的基本指導思想，其實這種“新的思想方法”的實質就是計算學科中的哲學問題的內容。

在國內是結合我國的實際情況進行研究，以ACM和IEEE/CS的報告為依據進行分析研究的。中國計算機學會教育委員會和全國高等學校計算機教育研究會組織了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研討活動，對CC2001進行跟蹤研究，并分別推出中國“計算機學科教學計劃1993”和《中國計算機科學與技術學科教程2002》，提出和完善了具有哲學性質的核心概念的思想。

然而，所有這一切關于計算學科的研究還停留在計算學科方法論層面，沒有進一步站在哲學的高度，從新的視角，實現計算機和哲學的有機結合。

3 構建計算學科中哲學問題的現實意義

3.1 計算學科中的哲學問題有助于計算學科的發展

（1）計算學科中的哲學問題有助于確立正確的思想原則，把握正確的研究方向

計算學科中的哲學問題及其方法論是在科學哲學和一般科學技術方法論的指導下建立的，它直接面對和服務于計算學科的認識過程，使人們對計算學科的認識邏輯化、程序化、理性化和具體化，它有助于我們在計算學科的研究中確立正確的思想原則，把握正確的研究方向。

（2）計算學科中的哲學問題有助于計算學科的建設和人才培養

學科建設和培養高素質人才，是一個永恒的話題。計算學科中的哲學問題有助于解決這個問題。計算學科中的哲學問題從學科的核心概念、學科的形態、學科的根本問題、學科的方法等方面出發，深刻地揭示了計算學科的本質，提升對計算學科的認識，從而有助于計算學科的建設。計算學科中的哲學問題對培養計算專業人才也有重要作用。它可以提高抽象思維能力和邏輯思維能力，培養發現問題、解決問題的素質，掌握正確的思維方法，加速其成才。

3.2 計算學科中的哲學問題提供一種獨特的研究領域和創新方法

（1）計算學科中的哲學問題代表一個獨立的研究領域

計算方法、概念、工具和技術已經開發出來了，而且在許多哲學領域得到了應用，這才是它的迷人之所在。再就是以模型為基礎的科學哲學、科學哲學的計算方法論等以闡釋科學知識的方法論為目的的領域；最后還有成為當今社會的“顯學”的計算倫理學、人工倫理學等哲學問題。

（2）計算學科中的哲學問題能為哲學話題提供一種創新的方法

計算正在改變著哲學家理解那些哲學基礎和概念的方式，計算學科中的哲學問題也為哲學提供了令人難以置信的豐富觀念，為哲學探究準備新穎的主題、方法和模式提供新的哲學范式，為傳統的哲學活動帶來了新的機遇和挑戰。

4 構建計算學科中哲學問題的基本框架

4.1 計算學科中哲學問題的定義

計算學科中的哲學問題，是個很古老的話題，但在思想史上，成為獨立的研究領域卻是非常晚的事。計算學科中的哲學問題是從哲學高度對計算學科的重要問題、根本問題進行理論分析、闡釋和評價的。它像數學哲學一樣，是一種元理論方法。它具有哲學方法論的批判功能。因而計算學科中的哲學問題可以定義為批判性研究的哲學領域，它涉及到計算的概念、本質和基本原理以及對計算學科方法論的提煉和應用，目的是為計算學科的概念基礎提供系統論證，從而建立新的理論框架。

4.2 計算學科中哲學問題的基本框架

它包括四個層次和七大方面。

（1）四個層次

①尋求統一計算理論，是計算學科中哲學問題研究綱領的“硬核”。其基本問題就是對計算本質進行反思；同時對計算學科的發展和應用進行分析、解釋和評價，重點關注計算學科發展的未來走向。

②創新。其主要目的是為各種計算理論提供哲學方法。創新是計算學科中的哲學最具特色的，也是使計算學科中的哲學問題得以在哲學殿堂確立地位的關鍵所在。

③體系。利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架。

④方法論。這一目標屬于傳統的科學哲學，它以創新為基礎，對計算學科及其相關學科中的概念、方法和理論進行系統梳理，為其提供元理論分析框架。

（2）七大方面

計算學科中的哲學問題除四大層次外，還應包括以下七大方面。

①計算學科的本質探討。包括：計算是不是一門學科？學科的本質是什么，學科的根本問題是什么？核心是什么？等等。

②計算學科的思維方式。使用計算機解決問題的過程基本上是模擬人類大腦解題的過程，因此有必要分析人類是如何解決問題的，以及在解決問題的過程中人類是如何進行思維活動的。

③計算學科的基本問題、重大問題和未來走向。基本問題是反映計算學科本質的，能對計算學科各分支領域中的核心問題所具有的共性進行高度概括。重大問題是計算學科中的重要的理論模型的瓶頸問題及其未來走向。

④計算學科的創新及其素質要求。計算學科的創新，就是要圍繞計算學科的基本問題、重大問題、走向問題、熱點問題以及阻障問題進行理性分析、深入探討和哲學評價，以期推動計算學科的可持續發展。由此就提出對從事計算職業人員的素質要求的研究。

⑤計算學科的方法論分析。計算學科方法論是關于計算領域認識和實踐過程中的一般方法的含義、性質、特點、內在聯系和變化發展的系統研究。

⑥計算學科的價值原則、倫理原則。價值原則和倫理原則是指對從事計算職業的人員的價值觀要求以及道德規范的研究。

⑦計算學科重大成果的哲學分析。如人工智能的哲學問題，現實世界與虛擬空間的哲學問題，語言與知識、信息與內容、形式語言和超文本理論的哲學問題等。

5 小結

計算學科中哲學問題的重點是計算學科的本質探討，如尋求統一的計算理論，對計算本質的理論反思等。計算學科中的哲學問題的難點是創新，是利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架以及計算學科發展中的重大問題的哲學分析等。（本文獲“2005年全國青年教師計算機教育優秀論文評比”三等獎）

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篇(5)

1.計算機本科專業教學改革趨勢及其啟示——兼談華中科技大學計算機科學與技術學院的教改經驗

2.計算機本科應用型人才專業能力培養 

3.計算機本科專業科研實踐學期的教學設計與評價 

4.中美計算機本科教育的比較與思考

5.計算機本科專業的交互設計方向課程設置問題

6.計算機本科專業學生軟件系統設計能力的培養與實踐 

7.財經類高等學校計算機本科專業人才培養模式的探索

8.地方本科院校計算機應用型人才培養模式探討

9.計算機本科教育的實踐教學模式研究 

10.從碩士研究生入學統考看高校計算機本科專業基礎課教學

11.應用型計算機本科中離散數學課程目標定位與課程改革的探討

12.對綜合性大學計算機本科專業培養目標的思考

13.貴州少數民族地區高校計算機本科專業考試評價體系的構建——以興義民族師范學院為例

14.基于CDIO模式的計算機本科專業人才培養模式

15.關于計算機本科教育的思考

16.計算機本科專業學生學習現狀調查與解決對策 

17.面向計算機本科專業的嵌入式方向教學體系的研究 

18.中國計算機本科專業發展戰略研究報告

19.應用技術型本科課程體系改革芻議——計算機科學與技術／計算機網絡應用專業

20.應用型計算機本科專業課程體系的研究 

21.工科高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索

22.校企合作培養計算機本科應用型人才的實踐研究

23.財經類高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索

24.計算機本科人才程序設計能力培養研究 

25.計算機本科教育引入微軟院校IT課程的思考

26.應用型計算機本科人才的數學素養培養研究 

27.計算機本科專業人才培養方案改革的研究與探索

28.高校計算機本科專業C語言課程教改探析

29.應用型計算機本科教育課程體系的研究與探索

30.南洋理工大學計算機本科教育介紹 

31.計算機本科雙語教學中情感因素的作用  

32.與學校學科特長相融合的計算機本科人才培養模式研究 

33.以技術應用能力培養為核心的計算機本科教學模式探討

34.計算機本科人才創新實踐能力的培養 

35.基于大類招生的地方普通大學計算機本科專業教學改革研究 

36.試論我國計算機專業本科教育現狀及發展 

37.以合作教育提升計算機本科學生就業能力的思考

38.計算機本科應用型人才的培養在C語言程序設計中的體現

39.地方性應用型高校計算機本科專業課程體系設置研究 

40.計算機本科專業軟件實習工廠的構建研究 

41.虛擬實驗室環境下計算機本科專業應用型人才培養研究 

42.計算機本科專業課程考核改革的現狀與對策

43.普通高校計算機本科專業實踐教學改革研究 

44.計算機本科應用型人才培養模式研究 

45.計算機專業本科教育改革的研究 

46.計算機本科專業開設網絡控制實驗的研究 

47.應用型計算機本科職業人才培養體系構建研究

48.地方高校計算機本科人才創新實踐能力培養模式的探索

49.本科計算機教育中數理邏輯課程改革淺析

50.計算機本科專業人才培養方案的研究與實踐  

51.從校企合作的角度研究應用型計算機本科人才的培養模式

52.計算機本科畢業論文寫作框架的設計 

53.中美高校本科計算機教育之比較

54.應用型計算機類本科專業的教育與學生就業特征分析與對策——以江蘇理工學院計算機類專業為例

55.與時俱進的計算機本科教育

56.計算機本科電子商務課程啟發實踐式教學方法

57.非計算機本科專業計算機程序設計課程的改革思考

58.工程應用型本科計算機教育模式與實踐 

59.地方院校計算機本科人才創新實踐能力培養的一種有效模式 

60.應用型本科高校計算機專業教材建設若干問題的研究

61.財經類高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索

62.基于課程地圖的計算機專業本科培養方案的制訂

63.地方本科院校計算機類專業發展的思考

64.應用型本科計算機網絡教學改革的研究與實踐

65.基于CDIO培養模式在計算機本科學生實踐教學中的改革研究

66.計算機本科專業《人工智能》課程教學探討 

67.高校本科階段計算機專業“3+1”人才培養模式探析——以江蘇技術師范學院為例

68.我校計算機本科教學中的難點與對策 

69.計算機本科專業軟件實習工廠的實踐與效果分析 

70.將并行計算納入本科教育 深化計算機學科創新人才培養

71.以評促建 提高計算機本科課程建設質量——以《計算機導論》課程為例 

72.應用型本科計算機專業模塊化教學課程體系建設的實踐

73.新升本科院校計算機專業實踐教學改革研究——以就業為導向

74.應用型本科高校《計算機網絡》課程的教學改革探索

75.本科畢業論文實踐中的計算機應用現狀與指導

76.美國高校計算機工程本科課程設置特色分析

77.以競賽為驅動的應用型本科高校計算機人才培養模式探究 

78.應用型本科高校計算機網絡實驗室的建設

79.基于應用型人才培養的計算機本科專業實習實訓管理模式研究 

80.基于Web的虛擬仿真器在《計算機體系結構》本科教學中的應用

81.應用型本科計算機基礎教學改革探索

82.計算機實踐教學在新建本科院校中的應對策略 

83.高職本科計算機專業人才培養模式構建 

84.基于教學質量國家標準的本科計算機類專業應用型人才培養思考

85.應用型本科計算機網絡教學平臺構建研究 

86.新建本科院校計算機基礎教學評價體系研究

87.關于高校計算機課程體系改革及本科教學的思考

88.認知風格對英語閱讀及寫作的影響——以計算機本科二年級學生為例

89.計算機本科教育的“華爾茲”

90.本科計算機公共基礎課程教學改革研究

91.高校計算機輔助審計本科教學探討

92.應用型本科院校計算機實驗教學改革探索

93.計算機應用型本科人才程序設計能力培養

94.地方本科高校計算機科學與技術專業應用型轉型發展的思考——以新鄉學院計算機與信息工程學院為例

95.計算機實踐教學在新建本科院校中的應對策略

96.基于應用型人才培養為導向的計算機本科課程體系設置的探討

97.應用型本科院校計算機課程雙語教學探討

98.應用型本科院校計算機導論課程教學方法研究

99.計算機專業本科畢業設計的探討 

100.應用型本科計算機圖形學教學改革初探  

101.一流計算機學科必須是一流本科教育

102.關于本科院校計算機教學中學生創新能力培養的幾點認識

103.應用型本科計算機組成原理實驗教學改革

104.非計算機專業本科學生計算機教學的研究

105.應用型本科院校計算機公共課程體系研究與實踐

106.敏捷開發模式在本科計算機科學與技術專業教學中的應用探索

107.高職設置四年制技術本科的研究與探索——以長職院計算機網絡技術專業為例

108.大學本科開設計算機視覺課程教學的探討

109.應用型本科院校計算機專業雙語教學中的“羊群效應”及規避策略——以《計算機科學導論》雙語教學為例

110.教育轉型視角下民辦本科院校計算機課程多元化教學模式的研究與實踐

111.計算機本科職業化教育引進與校企合作機制研究

112.應用性本科計算機專業設置與培養方案的改革

113.新建本科院校計算機實驗教學中心建設初探

114.應用型本科涉農院校計算機教師能力提升研究與實踐——以河南牧業經濟學院為例

115.財經類本科院校中高職計算機專業師資隊伍建設研究

116.新升本科院校計算機公共課面臨的問題及對策

117.應用型IT人才培養下的計算機本科課程體系設置的研究

118.二類本科院校計算機專業人才培養的質量保證

119.就業導向下的本科院校計算機專業教育創新模式探索

120.新建本科院校公共計算機課程體系構建及實踐

121.應用型本科土木專業計算機繪圖教學實驗

篇(6)

【關鍵詞】智能電網 新能源 原動力 智能電網技術

1 背景

隨著傳統能源的枯竭和環境的惡化，全世界逐步達成共識，要大力開發新技術，使用清潔能源。各種能源最終以電能的形式被人們使用，電力行業對于節能減排至關重要。同時人們開始思考如何提高大電網的安全性穩定性并使電網具有堅強和自愈的特性。智能電網是21世紀重大科技創新和發展趨勢，相比于傳統電網，智能電網可以提高電網效率，提高能源安全，改善電能質量，提高電網的穩定性與安全性，完善電力市場，促進社會經濟發展，實現低碳環保可持續發展。與此同時，現代通信、信息、計算機、微電子和電力電子技術的迅速發展并引入電網應用，為電網自動化提供了有力工具。

2 智能電網的概念和特點

2.1 智能電網的概念

智能電網不是一個單獨的設備、應用、系統或網絡，甚至不是一個單獨的理念。對于什么是智能電網這個問題，學術上沒有一個統一的定義。美國能源部和電力公司普遍遵循一個主題：智能電網利用通信技術和信息技術來優化從供應者到消費者的電力傳輸和配電。圖1所示為智能電網的基本概念。

天津大學余貽鑫認為：智能電網是自動的和廣泛分布的能量交換網絡，它具有電力和信息雙向流動的特點，同時它能夠監測從發電廠到用戶電器之間的所有元件，它將分布式計算和提供實時信息的通信的優越性用于電網，并使之能夠維持設備層面上即時的供需平衡。

2.2 智能電網的特點

目前國際上對智能電網的特點基本達成共識，即自愈、安全、兼容、交互、協調、高效、優質集成等。

2.2.1 堅強和智能是現代智能電網發展的本質

堅強意味著電網具有很強的安全性，穩定性，有極強的抵御風險的能力。智能意味著高度自動化和自愈能力。

2.2.2 自愈

對電網的運行狀態進行連續的在線自我評估，并采取預防性的控制手段，消除故障隱患；故障發生時，在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復。

2.2.3 互動

使電力供應商與消費者建立實時信息聯系，及時向用戶通知電價、停電消息以及其他一些服務信息，而用戶也可以將自己的用電計劃及時反饋給供應商，平衡供需關系，有力于電網穩定性。同時通過市場交易激勵電力市場主體參與電網安全管理，提升電力系統的安全運行水平。

2.2.4 優質電能供應

用戶對電能質量越來越重視。智能電網可以根據不同的電力價格提供不同等級的電能。隨著電力電子技術、測控技術和通信技術的發展，智能電網可以實現電能質量問題的快速診斷和解決方案，對于線路故障等故障引起的質量波動，它的高級組件可以使用最新的超導、儲能、電力電子等方面的研究成果提高電能質量。

2.2.5 兼容各種發電和儲能系統

智能電網不僅可以兼容大規模集中式的電廠，還將兼容不斷增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式電源和儲能。表1顯示了分布式發電與傳統發電單元的關鍵差異。

2.2.6 活躍市場

智能電網對電力市場有推進作用。智能電網實現了用戶與供電商“雙向通信”和“雙向電力傳輸”，使普通用戶參與進電力市場，甚至有部分用戶可實現自給自足。智能電網為實時電力市場提供完善的技術，發電側與用戶的互動性增強，電網的運行效率更高。可以吸引更多的電力市場參與者，分散市場風險，使電力生產、輸送、銷售等環節更高效，更公平。同時消費者通過與生產商的“雙向通信”可以獲得實時電價，制定用電計劃并反饋給供電商，使電力市場價格更合理。

3 智能電網的驅動因素

建設智能電網的價值和效益是綜合的，如圖2所示，主要包括以下方面：

（1）改善系統可靠性。

（2）改善電網可信賴性。

（3）改善電網運行的經濟性。

（4）改善電網運營效率。

3.1能源需求不斷增加

全世界正面對著人口不斷增加和不可再生能源不斷遞減的嚴峻挑戰。目前的傳統能源只夠維持幾十年到200年之間，圖3所示為不斷減少的能源。能源是經濟社會發展的保證，從國家層面上講，必須提高能源利用效率，走能源更安全，環境更友好的道路。新世紀以來電能成為越來越重要的能源，中國電能占終端能源消費的比重每提高1個百分點，單位GDP能耗可下降4%。我們必須處理好可靠的能源供給、環境的可持續發展以及經濟的不斷發展之間的矛盾。智能電網可以實現安全、高效、清潔的能源目標。

3.2 電網復雜度越來越高

隨著電力系統的范圍和復雜度的不斷增加，各個電力系統之間的互連也更加迫切。為了降低大規模電力系統發生故障的可能性，對電網的安全性，穩定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的電力系統來滿足不斷發展的電力需求。2003年美國東北地區大停電引起全世界的關注，這場停電給該區域造成了約60億美元的損失。這場停電充分反映了大規模電網的脆弱性。智能電網通過實時采集數據，經過數據優化分析完成自我診斷，采取預防性控制，極大的保證電力的可靠運行。

3.3 電力用戶的需要

電力用戶對電網的可靠性和電能質量提出越來越高的要求。建設智能電網后，電網可靠性和電能質量將會有很大的提高。智能電網的高可靠性不僅可以減小未來停電事故發生的頻率，還能使電網從事故中更快的恢復。

3.4 分布式能源（DER）的接入

智能電網將允許不同類型的發電及儲能系統接入電網，分布式發電（DER）有利于高效的連接發電側和用戶側，使雙方同時參與電力系統的優化運行，同時可以擺脫對單一能源的依賴，提高電網可靠性。風能和太陽能是目前大力發展的清潔能源，它們具有間歇性，無法預測。大規模風電和太陽發電的接入給電網安全穩定運行帶來極大的挑戰，也極大的制約了它們的并網。智能電網技術可提高電網管理大規模間接性可再生能源發電的能力，對間歇性能源發電的峰和谷作出即刻的反應，從而吸納更多的可再生能源。

4 構建智能電網的技術體系

智能電網主要由4部分構成：高級量測體系（AMI）；高級配電體系（ADO）；高級輸電體系（ATO）；高級資產管理（AAM）。智能電網4個部分之間是密切相關的，表現在以下方面：

（1） AMI同用戶建立通信聯系提供帶時標的系統信息。

（2）ADO使用AMI的通信收集配電信息改善配電運行。

（3） ATO使用ADO信息改善輸電系統運行和管理輸電阻塞，使用AMI讓用戶能夠訪問市場。

（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息與控制改善運行效率和資產使用。綜合文獻，圖4表示了智能電網技術組成。

4.1 高級量測體系（AMI）

智能電網按一定順序建設可以降低成本，減小難度。一般把AMI視為實現智能電網的第一步。AMI不是一個獨立的技術體系，它包括家庭網絡系統，智能表計，本地通信網絡，連接電力公司數據中心的通信網絡，表計數據管理系統和數據集成平臺。智能表計可將耗能情況和電網實時信息傳給本地用戶，電力公司利用AMI的歷史數據和實時數據來幫助優化電網運行。AMI通過網絡將電網、用戶、電商聯成一個整體，是用戶直接參與到電力市場的同時，也將大力提高電力企業的運行機制。

4.2 高級配電體系（ADO）

通常110kV及以下電力網絡屬于配電網絡，配電網絡直接面向用電用戶，是保證電網運行穩定，電能質量和提高運行效率的關鍵環節。我國要實現智能電網的要求，智能配電要重點研究。ADO的技術組成主要包括：高級配電自動化、智能通用變壓器、DER運行、微網運行和需求響應。ATO具有自愈和不間斷供電功能；將設備進行可視化管理，為運行人員調度決策提供技術支持；實現與用戶的雙向互動；實施狀態檢修與在線監測，延長設備壽命。

4.3 高級輸電體系（ATO）

ATO強調阻塞管理和降低大規模停運的風險，通過新型電力電子裝置和超導研發裝置研發實現優化電力系統的運行參數或網絡參數，提高交流電力系統線路的輸電能力。其技術組成主要有：（1）變電站自動化；（2）輸電的地理信息系統；（3）廣域量測系統；（4）高速信息處理；（5）高級保護與控制；（6）模擬、仿真和可視化工具；（7）高級的輸電網絡元件，如電力電子(靈活交流輸電，固態開關等)、先進的導體和超導裝置；（8）先進的區域電網運行。

4.4 高級資產管理（AAM）

AAM是智能電網主要技術之一，功能包括優化資產使用運行、輸配電網規、基于條件的維修、工程設計與建造、顧客服務、工作與資產管理及模擬仿真。實現AAM需要在系統中裝設大量可以提供系統參數和設備“健康”狀況的高級傳感器。AAM的應用使電力資產時刻處于最佳工作狀態，從而對電力資產的優化和科學管理起到積極作用。

5 智能電網的關鍵技術

實現智能電網，需要研發和應用一系列技術。綜合文獻，這些技術可以被歸納為以下5個關鍵技術領域：

（1）集成通信。

（2）傳感與測量

（3）高級電力設施

（4）高級控制方法

（5）決策支持。

5.1 集成通信

集成通信技術是5個關鍵技術中的基礎，也是整個智能電網所必須的。集成通信技術包括：（1）電力寬頻通信。（2）無線通信技術。（3）其它通信技術。

5.2 傳感與測量

5.2.1 智能電表

智能電表既可以收集，檢測信息，又可以作為連接供電側和用電側的橋梁。在智能電網架構下，要求智能電表具有實時計量的功能，以提供帶時標的電量信息，為電網高效節能管理提供了有用的實時信息，同時也要求它具有雙向通信的功能

5.2.2 廣域測量系統（WAMS）

廣域測量系統是由基于全球定位系統（GPS）的同步相量測量裝置PMU 群及其通信系統組成。它可以動態地測量和計算電力系統的運行狀態相量和發電機功角。

5.2.3 電網設備的在線監測

該技術包括電氣量以及非電氣量的監測。采用先進的傳感器通過對以上各狀態量的監視，可完成電網設備的在線診斷，為實施電網設備的狀態檢修和管理提供必要的信息。

5.3 高級電力設施

高級電力設施在電網中起著非常重要的作用，可以實現更高輸電容量、更優系統穩定性和電能質量、增強電力效率和實時的系統診斷。高級電力設施主要包括：（1）電力電子裝置；（2）超導裝置；（3）分布式發電及儲能裝置；（4）電網友好型裝置等。

5.4 高級控制方法

現代控制理論、優化理論和人工智能技術在控制領域的綜合應用形成了先進的控制技術。高級控制方法是用來分析、診斷和預測智能電網狀況的裝置和算法，并決策和采取合適正確的動作去排除、緩解或者避免電力短缺和電能質量問題。

5.5 決策支持

很多情況下，給予管理人員思考的時間是很少的。管理人員需要實時的電力設備信息和工具來快速做出決定。決策支持系統可識別和確定電網中的實時問題及發展趨勢，然后運用知識庫和科學推理方法進行分析，以提出解決問題和決策支持的方案，并將相應的系統情況、多種選擇以及每種選擇的可行性等展示給運行人員。

6 結語

智能電網在世界范圍內尚屬于新生事物，不同國家具有不同的現實情況和關注焦點，因而發展的重點也有所不同。但智能電網在世界范圍內已成為電網發展的總趨勢，同傳統電網相比智能電網具有更寬廣的安全穩定分析與控制，可以利用的信息更多更準確。它可以保證電力系統高安全、高可靠、高質量、高效率和電力價格合理，提高國家的能源安全和環境保護。

我國智能電網的發展應立足于國情需要，制定一個適合中國國情的目標，以便少走彎路，盡快實現智能電網的目標。歐美國家將重點放在發展智能配電網上，而我國在重視ATO的同時，也應對AMI、ADO和AAM予以足夠的重視。考慮到新能源發電的特點及其發展遠景, 我國也應該把新能源的利用作為我國智能電網發展的重心。

參 考 文 獻

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作者簡介

李昂（1994-），男，山東省菏澤市人。現就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。

趙彥一（1993-），男，遼寧省鞍山市人。現就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。

劉博文（1992-），男，北京市人。現就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。

篇(7)

認知科學目前的理論困境和實踐困難就在于它業已形成的圖靈意義下的算法概念只能模擬認知和智能活動中的顯序部分、形成構成論的原子抽象，或者按我們的說法叫經典的“結構信息”，它不能完全解釋人類心智活動的內在機制及其體現出的靈活性、選擇性和自涌現性。

吳學謀的泛系理論不是簡單地依靠邏輯和圖靈機算法，而是把結構信息作為要素的集合與關系的集合（交換信息：五互八籌）構成的復雜大系統來模擬人類智能，以沖破目前所做的只求系統的局部一致性的狹隘途徑；而王德奎探索用三旋生物、物理的途徑和黃展驥的放棄邏輯的人工手段尋求大邏輯的自然機制，以及周禮全先生在語境和隱涵等概念的基礎上提出了運用自然語言進行成功交際的圖式（《邏輯--正確思維和成功交際的理論》），都反映了中國學者們力圖解決認知科學的深層問題的階段性成果。我們相信，沿著這一系列探索，結合近年來人工生命、進化計算某領域的新成果，將會產生認知科學新的研究綱領。

關鍵詞：認知科學 可能世界 交換信息 新的研究綱領（信息范型）

一、引論：歷史之謎

20世紀的邏輯學家根據萊布尼茨的“可能世界”觀念，再進一步嚴格化、精確化，建立起完整的模態邏輯語義理論--可能世界語義學。使我們可以從多元的角度去看待和探討邏輯問題，也包括我們可以從認知的角度去探討邏輯問題并建立各種認知邏輯系統。

與上述過程極為相似的是，十七世紀的哲學家萊布尼茨在三百年前用兩個記號0和1的二進制算術來評注和闡述中國古代伏羲圖的意義過程中，終于發現“六十四卦圖中的64個六爻排列恰好與從0到63的二進制數字一一對應。這一發現使他異常興奮，立即用法文修改和補充1679年的文章手稿，并將這一法文文稿送交法國科學院院報。”（朱伯--主編的《國際易學研究》第5輯第201頁）在某種意義上，萊布尼茨是把易圖的“可能世界”嚴格化，精確化了。但他如何把卦變圖和爻變圖演變成二進制算術、在走向符號化的同時，又不得不丟失易圖的生生之易卻是很少為人深究的。

董光璧先生在《易學與科技》的“易卦分類原理”中指出：“易圖中的兩儀、四象、八卦……就是陰爻和陽爻兩個元素的無限重集的排列數。”（第85頁）這里對卦變圖所蘊含的卦變理論，早被萊布尼茨所揭示：“令人驚奇之處，是這種用0和1進行的算術竟然包含著一個叫做伏羲的古代的國王和哲人所作的線段的奧秘……中國人丟失了卦或伏羲的線形的意義或許已經有一千多年了；他們對（卦）作了諸多評注，卻找到了我不知道離得多遠的意義。最后它的真正解釋竟然是從歐洲人那里來的。事情是這樣的：大約兩年多前，我寫信告訴了當時住在北京的著名法國耶蘇會士、尊敬的白晉神父，我的用0和1的計算方法，他立即就看出這便是解開伏羲圖的鑰匙。于是，他于1701年11月14日寫信給我，并給我寄來了這位哲學君王的偉大圖形，一直到64；這使人對我們的解釋的真理性毫無懷疑余地，以至于可以說，這位神父借助于我們告訴他的解開了伏羲之謎。因為這些圖形或許是世界上最古老的科學豐碑，經過這么長時間后，又重新找回它們的意義，確是顯得稀奇無比。”（轉引自朱伯--主編，《國際易學研究》第5輯，第205頁）

但為什么被外國學者視為稀世瑰寶的卦變圖，卻為我國古代的一些學者視之為臆說呢？明董守諭說：“變卦之例，雜而不一者，各持師說也。愚之言變必欲與卦辭相符，此非愚臆也。”（董守諭，《卦變考略》卷上，第660頁）清胡渭認為“李、邵為先天之學”，“既失《參同》之旨，又非《彖傳》之意。”（胡渭，《易圖明辨》卷九，第778頁）。其實，董、胡的看法是透露了承接萊布尼茨思想而建立起來的現代認知邏輯系統固有弊端的征兆。

1、萊氏用0和1 的計算方法是否解開了伏羲圖的鑰匙。

伏羲圖形作為世界上最古老的科學豐碑，如果僅僅是六十四卦圖的數字結構，或者說“二元算術”（后人稱二進制數字）即數字是用0和1兩個基本符號組合去表示任意數字的方法，更具體說，它是滿2進1的數系。那么它流傳中國幾千年也就不會成為眾經之首。轉貼于

2、六十四卦可用來表征六十四種可能出現的事或物。

古代中國，人們用它去預測自己在生產活動與生活中將要發生的事情。從數學的概率論觀點說，如果64卦代表對預測事物可能出現的64個答案，而每卦又有6爻，這就又出現了六類不同答案，按照概率獨立事件出現的概率公式知，預測的命中概率應為1／64或1／64×6 = 1／384，這是近代概率論的數學理論。

3、中國宋代邵雍曾對八卦順序進行量化：“乾七子，兌六子，離五子，震四子，巽三子，坎二子，艮一子，坤全陰，故無子。”這一八卦量化順序，表明邵氏已給出了十進制與二進制的轉換方法，但沒有達到萊氏的顯化階段，更無法像萊氏那樣應用于計算機的設計，今天的高速電子計算機，以及各種自動化控制系統、機器人、人工智能理論，也許人們只想到萊氏的“可能世界”，但卻忘記了這也是間接應用和發展了《易經》中八卦進位原理。

4、萊氏解開伏羲圖的鑰匙，只打開了一個數字化的現實世界，卻留下了可能世界的歷史困惑。其實《易經》之精華還在于“道”和“陰陽”對立變化的道理。應該把《易經》看成是發現并應用相對現象與相對原理的一部古老巨著——應將六十四卦作相對表示。西方科技與精神文明中間之所以鴻溝日益加大，不能相稱，無非是缺乏相對之理，走極性思維所致。“按八卦陰陽（隱顯）之律動，即可與數位值同步作無限之延伸，（這里的數位值指的是位數排列）。然，陰（黑）陽（白）隱顯之設定，本隨心象而論，任取其一為顯，則無窮大等于無限小，且太極八卦本屬對應之零壹同位！可析可分，可背可向，可來可去，故單一邏輯，可獲得最高旁通率！宇宙時、空??無無之數，因切割而兼寓‘有、無’，此一來去自如之邏輯壁合率，稱零壹同位。”（陳子斌：《文明的生產力——河洛八卦開創新時代的新智慧》）。

這種去極性的相對觀，使卦變圖的卦變理論成為組合創新生生不息的源泉，但歷史如果沒有讓人類經歷一次數字化的現實世界，我們是不會向可能世界再作艱難的歷險的。（參見鄧球柏：爻變與卦變，組合創新《哲學研究》2003第2期）可能世界一旦以某種形式的現實世界出現時，就使我們重演歷史的困惑。

二、正論：質疑與突破之路

萊布尼茨的數理邏輯設想，是構建一種理想化的“通用語言”和“通用數學”，把所有的推理都化歸為計算，讓所有推理的錯誤都成為計算的錯誤，以至最后可以通過計算解決各種爭論的問題，經過弗雷格、羅素等幾代人的努力，直到哥德爾證明一階謂詞演算的完全性時，終于建立了“一階邏輯”的經典邏輯，部分地實現了萊布尼茨的理想。這種邏輯明顯地是以二值原則（即沒有任何命題不具有真假值）和實質蘊涵為假定的，而多值邏輯除了取真、假二值之外，還可取許多其他的值，由此，量子邏輯、模糊邏輯等都放棄了二值原則；模態邏輯則以其違反人們的常識的直覺用其它蘊涵取代了實質蘊涵。這些新的邏輯學分支就形成了與經典邏輯有別的非經典邏輯。

從語義學角度看，公理化、形式化系統的解釋經歷了從現實世界模型到可能世界模型的演變。現實世界模型亦稱單世界假定，是指把形式系統內的一切符號和公式都解釋為現實世界中的對象以及關于這些對象的命題，并認為我們能夠在形式系統中適當地談論其存在的一切都必定存在于現實世界的某處，只不過所關注的是這個世界的更為抽象和一般的方面或特性。可能世界模型亦稱多世界假定，是指形式系統的解釋框架除現實世界外，還有多個不同的可能世界，邏輯真理并不只與現實世界相關，而是與所有的可能世界相關，邏輯真就是在所有的可能世界中都真。

伴隨著語義思考從現實世界模型到可能世界模型的發展，邏輯研究的重心也經歷了從語形學（證明論）到語義學（模型論）的變化。

這在洪定國教授最近的論文（見參考文獻6）中有哲學的升華。他認為：古往今來，破碎性的人類意識產生破碎性的人類實在，——盡管這種實在又對象化的以心理的、生理的、文化的和物質的形式集蓄于每個人的大腦和一切非生命的人造物之中。從現代物理學來看，現實世界是由分離而獨立存在的粒子構成的。這種觀念充其量是一種只在一定有限領域內近似有效的抽象。由各種可能世界生成的整個宇宙，必須被理解為一個單一的不能分割的整體，在這個整體中分析（分析為獨立存在的部分）不具有基本的地位。轉貼于

故洪定國教授總結玻姆的觀點是：任何一個顯析序結構（我們稱之為結構信息）總是相對的，暫時的，它遲早會消解于隱纏序的背景（我們又稱其為交換信息的背景為廣義信息范型）之中；在更深、更廣袤的層面上這無限的實在又會拓展出新的顯析序結構來，如此無窮。如此著眼，凡由破碎性的顯析觀念去解決帶整體性的問題總是要碰壁的。

如果說持傳統觀念的思想家、科學家所代表的總是破碎性的人類意識（或曰：極性思維，它只代表部分群體的利益，或對于事物深層整體性線索的無知或不敏感）在試圖解決已表面化的種種沖突（包括人與自然的沖突）面前，老是不能吸取碰壁的教訓，那么認知科學的現狀是否把萊布尼茨的嚴格化、精確化思想推至極限，重演著——試圖由破碎性的觀念去解決帶整體性的問題呢？這是值得人們深思的。

三、余論：哲學的反思

萊布尼茨在發表《關于只用兩個記號0和1 的二進制算術的闡述和古代伏羲圖的意義的評注》（1703年5月5日）之前，已建立了自己的哲學體系：兩種實體學說。

這一學說自1686年他在《形而上學論》和致阿爾諾的信里明確提出“有形實體”（“substance corporelle”）的概念就正式出現。

而在1689年就在關于臘爾夫.庫德華斯的《真正理智體系》的讀書筆記中曾思考過“單子”概念的物質性。至遲也在1695年萊氏就在自己的嚴格哲學的意義上使用了“單子”這一術語，并明確宣布“單子”亦即“實在的單元”。我們不能因此而把突出“物體哲學”的萊布尼茨同所謂信守“單子主義”的晚年萊布尼茨對立。

正是他發表“古代伏羲圖意義”這一年——1703年，9月致阿爾諾的一封信的“邊注”上，他提出兩種物質學說的。萊氏在這封信中區分了三種意義的物質：（1）“作為有形團塊本身的物質”；（2）“次級物質”（3）“原初的被動的力”即“原初物質”。其中，第一種“物質”，是笛卡爾的，后兩種則是萊氏自己的。

而在1703年6月20日致沃爾德的信中提出著名的“實體結構”（五層面）的解釋框架，關鍵是提出“單子”即簡單實體（第三層面）同“有形實體”（第五層面）的區別與關聯，后來一直堅持，實體有“簡單實體”和“復合實體”（“有形實體”）兩種。

這里萊氏的“次級物質”學說，便自然地充當了他的“物體哲學”或“現象主義”與他的“實體哲學”或“單子主義”相互關聯的“中介”。“中介”功能表現在：“有形實體”既是“有形”的實體，又是有形“實體”：由于是“有形”實體，便勢必同具有部分析可分的有廣延的作為“現象”而存在的“物體”有內在關聯；由于是有形“實體”，便又勢必同“絕對沒有部分”的，沒有廣延的作為“本體”而存在的“構成事物的絕對的最初本原”的“單元”即“單子”或“簡單實體”有內在關聯。

看來，萊氏的兩種實體學說，實質上是五層次的實體結構的兩個層面，我們不能把“現象主義”（“物體哲學”）和單子主義（“實體哲學”）這不同層次的東西放到一個層次來，只要不從平面思想來看萊氏的兩種實體學說，就必然會得出這樣的結論：他的簡單實體或單子關涉的是他的實體學說的邏輯的和本質的層次，而他的有形實體關涉的則是他的實體學說的現實的、現象的層次。（參見：段德智、李文潮：試論萊布尼茨的現象主義與單子主義的內在關聯《哲學研究》2002.9）

縱觀西方哲學史，盡管有一系列轉換以擺脫認知困境，如：西方的實證主義、分析哲學通過維持格斯坦、哥德爾作了邏輯到哲學的轉換，西方歐陸的現象學，存在主義經海德格爾開始了從現象學的“認識論”到存在的廣義“本體論”的轉換，而庫恩晚期科學哲學的認知范式又從現象學回到了心理學，無論西方哲學整體有多么復雜的層次，源頭都在萊布尼茨的兩種實體學說——歸根在于難以完成從實體到關系的大轉換。這種未完成轉換過程的哲學阻礙了認知科學的發展，因此，認知科學的突破，無疑還需要一場哲學的大革命！

四、出路 ：拔動生命和宇宙的琴弦

認知科學不是清談，正如能生娃娃并不一定就能干；因為人類與動物不同，還講人倫，能生娃娃，但并不文明。與此相似，認知科學也存在球面與環面的界面，這是依據高能物理的空間破裂和拓撲學的環面與球面不同倫，發展出的三旋理論才揭示的。三旋理論在國內外率先提出：面旋、體旋、線旋、轉座子、類圈體等概念群，并以相關數學模型為支撐，對現今自然科學前沿、宇觀—宏觀—微觀世界的眾多科學難題給予了統一的“三旋”解，并且還將其創新概念引伸、應用于認知科學和科技哲學等領域；其成果超越了當代物理學最前沿——超旋理論探索的視野，其科學思路給予了人們以深刻的啟示。它的成功最根本之處在于其是一種新的、合理的、“能—形結合”的方法，它使傳統的歐氏幾何和拓撲學的方法有機地結合了起來，從而使它較歐幾里德幾何學更明確地回答了物質基本的空間存在形式和運動方式，彌補了自畢達哥拉斯時代以來研究物質世界所忽視了的物質“最基本的運動方式”的缺陷，這更符合唯物辯證法的基本觀點。現舉兩個撥動生命和宇宙琴弦的例子來說明：

1.在量子計算機與雙螺旋結構的三旋聯系中，它提出量子計算機是借助類圈體的三旋轉動及“受控非門”的操作，從而為中國科學家的量子點研究拓開了思路。萊布尼茨認識中國古代易學64種卦爻的二進制方法，是將認知己科學引上物化的道路，因此有后來以0和1計數的電子計算機（電腦）的出現。但0和1的二相性，僅是2的倍數方法，這太線性太不平凡了。這是認知科學處在球面階段的特征。因為取類似球體為相，只有正、反轉兩個自旋和軸向朝上朝下等兩個單共軛編碼。然而取類似圈態為相，就有62種自旋，并有單共軛、雙共軛、多共軛編碼，這為制造量子計算機打開了大門。因為一個類圈體的量子位可同時以0和1的狀態存在，構成類似電腦0與0、0與1、1與0、1與1等4種不同狀態，但量子位不需像電腦里那樣移動，而是這四種嘗試只用一步就能打開。聯系DNA雙螺旋演示鏈的弧波模擬，從而為生命是計算進行了重新的解讀。

2.弦理論的振動模式，在三旋理論的質量譜計算公式里，相應為模數、基角和參數。這是把量子力學和相對論中的波函數、幾率、量子隧道、不停歇的真空能量漲落、空間和時間的融合、同時性的相對性、時空結構的彎曲、黑洞、大爆炸等等，用一組方程式歸總起來的。有些中國學者困惑，他們講類圈體的自旋不止面旋、體旋、線旋這三種，瞎說《理論力學》教材的進動、章動、定點轉動、定軸轉動等等都是類圈體的自旋，真像的人不知道有道德和文明。當然不要以為僅是中國學者是這樣，像西方搞量子計算機理論的專家Neil Gershenfeld也沒有把類圈體和類球體自旋的進動分辨清楚。因為球面認知科學，從萊布尼茨到圖靈，到哥德爾，到蓋爾曼、霍蘭、霍金、威滕，雖然取得了長足的進展，但并不是不能打破西方科學的話語權，例如整體與破碎，沿襲西方的中國學者認為這是兩個不同的概念，其實從拓撲學上講，這種整體破碎為部分的東西，如仍是相似整體的球面，并沒有實質性的區別。易學的陰陽、泛系、序構，并不是球面的特色，而更多是誤入。宏觀中的進化與熵增正是一種不確定性。球面更多可能世界；不確定性更多與環面相聯，單值與多值都能統一在環線賽博空間中，所以盼當代認知科學早日丟掉球面的頭盔，戴上新認知的光環。

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