信息科學(xué)技術(shù)與高等理工教育之一些思考

1、信息科學(xué)技術(shù)與高等理工教育信息科學(xué)技術(shù)與高等理工教育之一些思考之一些思考北京理工大學(xué)北京理工大學(xué) 王越王越 2004.82004.8全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育1、人類進(jìn)化是以社會(huì)發(fā)展進(jìn)步為表征、人類進(jìn)化是以社會(huì)發(fā)展進(jìn)步為表征社會(huì)發(fā)展可概括為文化發(fā)展為表征社會(huì)發(fā)展可概括為文化發(fā)展為表征 人類社會(huì)作為極其復(fù)雜開(kāi)放之巨系統(tǒng)其發(fā)人類社會(huì)作為極其復(fù)雜開(kāi)放之巨系統(tǒng)其發(fā)展是曲折起伏，在主觀和客觀結(jié)合探索前進(jìn)，展是曲折起伏，在主觀和客觀結(jié)合探索前進(jìn)，應(yīng)設(shè)在文化發(fā)展進(jìn)程之曲折起伏的探索過(guò)程。應(yīng)設(shè)在文化發(fā)展進(jìn)程之曲折起伏的探索過(guò)程。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)

2、計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育 人類社會(huì)作為一個(gè)整體而言必人類社會(huì)作為一個(gè)整體而言必定遵守定遵守“宏觀有序宏觀有序”“”“通過(guò)漲落達(dá)通過(guò)漲落達(dá)到新的動(dòng)態(tài)有序到新的動(dòng)態(tài)有序”，“大小宇宙共大小宇宙共同進(jìn)化，進(jìn)化機(jī)制進(jìn)化同進(jìn)化，進(jìn)化機(jī)制進(jìn)化”之系統(tǒng)理之系統(tǒng)理論之規(guī)律。論之規(guī)律。 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育 具體社會(huì)（作為人類社會(huì)整體之一具體社會(huì)（作為人類社會(huì)整體之一子系統(tǒng)）而言，除了上述規(guī)律外，增加子系統(tǒng)）而言，除了上述規(guī)律外，增加適者生存規(guī)律（適者生存規(guī)律（“適適”指社會(huì)與社會(huì)，指社會(huì)

3、與社會(huì)，社會(huì)與自然（大宇宙）間之共同進(jìn)化），社會(huì)與自然（大宇宙）間之共同進(jìn)化），表現(xiàn)對(duì)應(yīng)文化領(lǐng)域發(fā)展生存之相同規(guī)律。表現(xiàn)對(duì)應(yīng)文化領(lǐng)域發(fā)展生存之相同規(guī)律。 社會(huì)發(fā)展之基本機(jī)制是社會(huì)發(fā)展之基本機(jī)制是“合作與競(jìng)爭(zhēng)之合作與競(jìng)爭(zhēng)之對(duì)立統(tǒng)一，文化發(fā)展之機(jī)制也相同。對(duì)立統(tǒng)一，文化發(fā)展之機(jī)制也相同。 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育 2、人類文化之延承與發(fā)展之基礎(chǔ)、人類文化之延承與發(fā)展之基礎(chǔ)激勵(lì)在于教育發(fā)展（高等教育是其重要激勵(lì)在于教育發(fā)展（高等教育是其重要環(huán)節(jié)）環(huán)節(jié)） 沒(méi)有教育之發(fā)展支持文化發(fā)展，則文化沒(méi)有教育之發(fā)展支持文化發(fā)展，則文化發(fā)展很可能在

4、原地踏步或很少發(fā)展。發(fā)展很可能在原地踏步或很少發(fā)展。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育高等教育發(fā)展有很大難點(diǎn)高等教育發(fā)展有很大難點(diǎn)： 基本特征是面對(duì)未來(lái)，面對(duì)基本特征是面對(duì)未來(lái)，面對(duì)未知，精確未來(lái)需求，發(fā)展內(nèi)容未知，精確未來(lái)需求，發(fā)展內(nèi)容永遠(yuǎn)具有未知性和不確定性永遠(yuǎn)具有未知性和不確定性。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年一、人類進(jìn)化與教育一、人類進(jìn)化與教育發(fā)展具有很大難度：發(fā)展具有很大難度：新內(nèi)容與學(xué)生教師治理能力與實(shí)踐矛盾新內(nèi)容與學(xué)生教師治理能力與實(shí)踐矛盾交叉融合與專門(mén)深入永恒矛盾。交叉融合與專門(mén)深入永恒矛盾。教

5、育內(nèi)容落后于實(shí)際發(fā)展教育內(nèi)容落后于實(shí)際發(fā)展能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)社會(huì)往往對(duì)教育基礎(chǔ)性發(fā)展往往不夠重視社會(huì)往往對(duì)教育基礎(chǔ)性發(fā)展往往不夠重視偏偏重現(xiàn)實(shí)而對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)忽視。重現(xiàn)實(shí)而對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)忽視。教育改革是教育領(lǐng)域內(nèi)永恒主題之一。教育改革是教育領(lǐng)域內(nèi)永恒主題之一。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一1、人類認(rèn)識(shí)能力、實(shí)踐能力之發(fā)展離不、人類認(rèn)識(shí)能力、實(shí)踐能力之發(fā)展離不開(kāi)信息。開(kāi)信息?！靶畔⑿畔ⅰ笔强陀^事物運(yùn)動(dòng)狀之表征和描是客觀事物運(yùn)動(dòng)狀之表征和描述述人類認(rèn)識(shí)人類認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)”

6、認(rèn)識(shí)規(guī)律必須以認(rèn)識(shí)規(guī)律必須以“信信息息”為媒介。為媒介。人類實(shí)踐過(guò)程成功之取得必以信息為媒人類實(shí)踐過(guò)程成功之取得必以信息為媒介。介。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一2、信息系統(tǒng)、信息科技之嵌入特性、信息系統(tǒng)、信息科技之嵌入特性（嵌入更大之系統(tǒng)）起增強(qiáng)劑和催化（嵌入更大之系統(tǒng)）起增強(qiáng)劑和催化劑的作用劑的作用 信息系統(tǒng)是人類現(xiàn)實(shí)發(fā)展之一大類工具信息系統(tǒng)是人類現(xiàn)實(shí)發(fā)展之一大類工具全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育二、

7、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一3、“信息信息”作為開(kāi)放系統(tǒng)生存發(fā)展作為開(kāi)放系統(tǒng)生存發(fā)展三要素之一，構(gòu)成系統(tǒng)自組織生三要素之一，構(gòu)成系統(tǒng)自組織生存動(dòng)態(tài)發(fā)展（物質(zhì)、能量、信息）存動(dòng)態(tài)發(fā)展（物質(zhì)、能量、信息）全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育二、信息科學(xué)技術(shù)是人類文化，教育發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一發(fā)展永恒之重要內(nèi)容之一4、信息科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)在應(yīng)用中所必、信息科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)在應(yīng)用中所必定具有之正反向作用，融入社會(huì)中定具有之正反向作用，融入社會(huì)中必產(chǎn)生社會(huì)矛盾必產(chǎn)生社會(huì)矛盾(雙刃劍作用雙刃劍作用)，也，也是一種發(fā)展

8、動(dòng)力，只有依靠動(dòng)態(tài)發(fā)是一種發(fā)展動(dòng)力，只有依靠動(dòng)態(tài)發(fā)展解決表矛盾（又產(chǎn)生新矛盾）使展解決表矛盾（又產(chǎn)生新矛盾）使社會(huì)動(dòng)態(tài)發(fā)展。社會(huì)動(dòng)態(tài)發(fā)展。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年三、五彩紛飛之現(xiàn)實(shí)信息科技領(lǐng)域三、五彩紛飛之現(xiàn)實(shí)信息科技領(lǐng)域以某世界頂級(jí)大學(xué)本科生教育信息以某世界頂級(jí)大學(xué)本科生教育信息學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明。學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年Environmental StudiesMaterials Science&EngineeringEngineering PhysicsEngineering&Mana

9、gement SystemsSignal&Image ProcessingInformation&SystemTelecomnunications&NetworksElectrical Engineering UndergraduateIntelligent SystemElectronic Computer-Aided DesignMicroelect.&Integrated CircuitsSolid State PhysicsSolid State DevicesElectronic&Optoelectronic MaterialsOptical

10、Communication&fiber OpticsOptical Optoelectronic EngineeringEngineering BiologyThe World of Electrical EngineeringSchool of Engineering and Applied ScienceDepartment of Electrical Engineering全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年Computer DesignReal Time ComputingDigital Video &GraphicsRobotics&Con

11、trolSignal&Image ProcessingInformation&SystemTelecomnunications&NetworksWoodrow Wilson CertificateComputer system& SoftwareComputer ArchitectureElectronic Computer-Aided DesignMicroelect.&Integrated CircuitsSolid State PhysicsSolid State DevicesElectronic&Optoelectronic Mater

12、ialsOptical Communication&fiber OpticsOptical Optoelectronic EngineeringRobotics&Intelligent SystemsEnviromential StudiesMaterials Science&EngineeringEngineering PhysicsEngineering BiologyEngineering&Management SystemsThe World of Electrical EngineeringComputer Engineering/ScienceCom

13、unications Signal Processing and ControlSolid State ElectronicsOptical Engineering全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。1、復(fù)雜性科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)相結(jié)合的認(rèn)識(shí)發(fā)展、復(fù)雜性科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)相結(jié)合的認(rèn)識(shí)發(fā)展 事物運(yùn)動(dòng)，客觀存在都呈具系統(tǒng)特性，尤其事物運(yùn)動(dòng)，客觀存在都呈具系統(tǒng)特性，尤其是現(xiàn)代社會(huì)大型人工系統(tǒng)都具有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特是現(xiàn)代社會(huì)大型人工系統(tǒng)都具有系

14、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特性。性。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。復(fù)雜性問(wèn)題是自然尚給人類一個(gè)嚴(yán)重的難題，復(fù)雜性問(wèn)題是自然尚給人類一個(gè)嚴(yán)重的難題，至今尚無(wú)根本之認(rèn)識(shí)。至今尚無(wú)根本之認(rèn)識(shí)。 這兩問(wèn)相互制約相反相成對(duì)人類認(rèn)識(shí)實(shí)踐發(fā)展這兩問(wèn)相互制約相反相成對(duì)人類認(rèn)識(shí)實(shí)踐發(fā)展影響有待不斷認(rèn)識(shí)解決。影響有待不斷認(rèn)識(shí)解決。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定

15、量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。2、與量子世界科學(xué)相結(jié)合深化微觀、與量子世界科學(xué)相結(jié)合深化微觀層次與宏觀層次相結(jié)合，發(fā)展信息層次與宏觀層次相結(jié)合，發(fā)展信息科技具有誘人前景同時(shí)面臨一系列科技具有誘人前景同時(shí)面臨一系列困難。困難。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。信息領(lǐng)域信息領(lǐng)域（經(jīng)典比特）極限：0，1布爾代數(shù)限制：系統(tǒng)總體上串行運(yùn)算光子領(lǐng)域光子領(lǐng)域極限：衍射班限制：通

16、信容量微電子領(lǐng)域微電子領(lǐng)域極限：集成度、線寬限制：運(yùn)算速度現(xiàn)在科技宏觀與微觀相結(jié)合調(diào)控狀態(tài)現(xiàn)在科技宏觀與微觀相結(jié)合調(diào)控狀態(tài)全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。量子信息科學(xué)量子信息科學(xué)|特點(diǎn)：量子態(tài)作信息單元性能：并行運(yùn)算分子分子/納米電子納米電子|特點(diǎn)：自組裝性能：突破集成度限制納米光子學(xué)納米光子學(xué)|特點(diǎn)：近場(chǎng)光學(xué)性能：突破衍射極限未來(lái)量子世界未來(lái)量子世界更深入量子調(diào)控更深入量子調(diào)控全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生

17、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。3、信息理論領(lǐng)域、信息理論領(lǐng)域 現(xiàn)在基礎(chǔ)是仙農(nóng)信息論（熵概現(xiàn)在基礎(chǔ)是仙農(nóng)信息論（熵概念）為基礎(chǔ)，一方面含蓋范圍較窄，念）為基礎(chǔ)，一方面含蓋范圍較窄，另一方面微觀深入細(xì)致描述不夠。另一方面微觀深入細(xì)致描述不夠。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。有待發(fā)

18、展信息理論同時(shí)加寬加深宏微有待發(fā)展信息理論同時(shí)加寬加深宏微觀相結(jié)合之內(nèi)容（相當(dāng)困難，有待觀相結(jié)合之內(nèi)容（相當(dāng)困難，有待基本理念之突破）基本理念之突破）量子學(xué)（如量子比特概念）與系統(tǒng)科量子學(xué)（如量子比特概念）與系統(tǒng)科學(xué)相結(jié)合奠定一種新型信息理論是學(xué)相結(jié)合奠定一種新型信息理論是一個(gè)值得注意的方向。一個(gè)值得注意的方向。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽十周年四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定四、進(jìn)一步深化宏觀與微觀世界，定性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展性與定量相結(jié)合發(fā)展是信息科技發(fā)展一條主要途徑。一條主要途徑。4、思維科學(xué)（認(rèn)知科學(xué)）與信息科、思維科學(xué)（認(rèn)知科學(xué)）與信息科學(xué)相結(jié)合學(xué)相結(jié)合 在信息處理，儀器系統(tǒng)控制與管在信息處理，儀器系統(tǒng)控制與管理等信息科學(xué)技術(shù)瓶頸部分加以根理等信息科學(xué)技術(shù)瓶頸部分加以根本性突破是一個(gè)艱巨長(zhǎng)期之科學(xué)技本性突破是一個(gè)艱巨長(zhǎng)期之科學(xué)技術(shù)任