自动化专业文献检索课实践教学

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摘 要 :根据大学生信息能力和信息素养培养的要求和发展趋势,对北京理工大学自动化学院的文献检索课程进行了改革.课程采取与自动化专业紧密结合、由专业教师授课、以案例教学为主要教学方法的教学模式.就自动化专业文献检索课程的案例教学进行了探讨,介绍了来源于专业课、科研项目、工作的教学案例,并分析了案例教学法的重要作用.

关 键 词 :自动化;文献检索;案例教学;信息素养

作者简介:张佳(1980-),女,北京人,北京理工大学自动化学院,实验师.(北京 100081)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0068-02

近年来,信息技术的迅速发展彻底改变了人们的工作、学习和生活方式.信息素质的重要性已经广为人知,但要在不同形式的教育中予以实施却并非易事.[1]自国家教育部1984年印发《关于在高等学校开设<文献检索课程与利用>课的意见》以来,我国各高校陆续开设了文献检索课程,至今已有二十多年.有些高校将文献检索课作为必修课面向全体本科生开设,有些高校则将本课程作为全校的公共选修课.文检课的发展趋势必然是从传统的文献课转为信息素质教育的一个重要组成部分.[2]

文献检索课是培养学生信息能力和信息素养的课程.但是信息素质教育是不能脱离学生专业实际而独立培养的,学生的专业学习与信息素质的培养应是相辅相成的.[3]文献检索课是一门实践性很强的课程,只有与学生的专业有机结合,不断激发学生的专业信息需求,才能够吸引学生、调动学生学习的积极性和主动性,这样才能真正体现出这门课程的地位与作用.因此,近年来该课程的发展方向之一是与专业课相结合,使用与专业相关的教学案例,增强课程的实效性,在专业上给予学生切实的帮助.


一、自动化专业的文献检索课程

目前,文献检索课程大致分为科技文献检索、社会科学文献检索和医学文献检索三大类.由于各种医学数据库的不断成熟与完善,医学文献检索是与专业结合最紧密、最成熟的文献检索课.许多高校的教师对医学文献检索课程进行深入研究,并对不同专业医学文献检索的教学[4]进行了探讨.而理工科学生的文献检索课程均统称为科技文献检索,专业上并没有具体的划分.针对这种情况,北京理工大学自动化学院率先进行改革,为自动化和电气工程自动化专业三年级学生专门开设了“科技文献检索”小学期实践课程,并由本学院的专业教师进行授课,结合自动化专业的案例介绍北京理工大学图书馆的资源以及与本专业相关的数据库,旨在提高学生获取专业知识的能力,使学生成为能够独立驾驭信息的能手.

二、案例教学法实践探索

为了达到文献检索课与专业课的紧密结合,自动化专业的文献检索课程主要采用案例教学法进行授课.案例教学能达到迅速内化知识、增强学生实践能力的目的,因而特别适合于重在能力训练和素质培养的各种应用型学科教学.案例是来源于现实的典型,案例教学强调理论联系实际,学以致用,让学生有机会感受复杂的现实问题,设身处事地做出反应,从而将教学过程从单纯的理论知识学习转向多层面、多角度的能力训练上来,这样就更容易达到文检课的教学目标.[5]在教学之前,教师应广泛搜集课程所用的教学案例,授课时穿插各种与专业相关的案例,通过案例引出各种数据库的讲授.案例设计可以来源于几种途径.

1.结合专业课知识

由于本课程是由自动化专业的教师进行授课,因此教师对自动化专业的课程比较熟悉,一方面可以根据自己掌握的专业知识或自己讲授的专业课程拟定检索案例,另一方面也可以与自动化专业的其他教师联系,掌握其他专业课程的教学内容,从中选择一些热点问题、重要的知识点或专业的最新进展进行总结、归纳,提炼出检索案例.所涉及的专业课包括“自动控制理论”、“智能控制基础”、“模式识别”、“传感器与检测技术”、“电气传动与控制基础”、“信息媒体工程”、“机器人控制基础”等.

以“智能控制基础”为例,可以以经典的旅行商问题(TSP问题)作为案例为学生讲授中国知网的中国学术期刊网络出版总库.

检索案例:如果毕业设计题目是“旅行商问题”,应该如何查找文献?通过分析文献决定解决这个问题所用的方法.

第一步,使用中国学术期刊网络出版总库的标准检索,在篇名字段中检索“旅行商”,得到342条检索结果.大致浏览一下检索结果,发现检索结果中有一些与专业无关,但题目中包含“旅行商”的文献,如《杭州:世博体验之旅受旅行商热捧》等.因此虽然“问题”这个词语通常不作为检索词,但是在本检索题目中还是需要加入,因此调整检索词改为在篇名字段搜索“旅行商问题”,得到329条结果,都是与检索课题相关的.

第二步,在上述检索结果界面中任意打开一篇文献,如《用粒子群优化算法求解旅行商问题综述》,阅读摘 要 及关 键 词 ,从中得知旅行商问题也叫做TSP问题,这一点可以通过百度搜索得到证实.因此,为了能够全面检索文献、提高查全率,增加检索词及检索字段.调整检索策略为:篇名等于(旅行商问题 或含TSP问题)或者 关 键 词 等于(旅行商问题 或含 关TSP问题),得到1444条检索结果.

第三步,第二步得到的检索结果比较多也比较全面.因为科技文献的时效性比较强,因此为了得到与“旅行商问题”相关的最新进展及成果,应限制文献的发表时间为近五年.在第二步的结果中采用二次检索,限制期刊年期为2008~2012年,得到770条检索结果,也就是说这些结果都是与旅行商问题相关的近5年文献,参考价值比较高.

第四步,此时相关文献已经都检索出来了,应从这些文献中了解一下旅行商问题,包括问题描述、常用的解决方法等,以便加深对课题的了解.因此在第四步的结果中选择篇名字段为“综述”的文献,得到4条检索结果.打开《求解TSP问题算法综述》这篇文献,从中可知旅行商问题(Treling Salean Problem,简称TSP)是一个易于描述但难于解决的著名难题.TSP问题可描述为:已知n个城市及各城市间的距离,某一旅行商从某个城市出发访问每个城市一次且仅一次,最后回到出发城市,怎样安排才使其所走路线最短.这个问题的求解方法包括传统的确定性算法(动态规划法、分枝界限法)、现代流行的智能算法(遗传算法、郭涛算法、人工神经网络算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群优化算法)等等. 第五步,因为假设这是一个毕业设计题目,学生需要根据目前旅行商问题各种解决方法的研究情况来选择所采用的解决方法,因此对各种解决方法进行了大致了解.在第三步的检索结果中继续检索.选择关 键 词 字段为“动态规划”,得到3条检索结果;选择关 键 词 字段为“遗传算法”,得到240条检索结果;选择关 键 词 字段为“神经网络”,得到10条检索结果;选择关 键 词 字段为“模拟退火”,得到23条检索结果;选择关 键 词 字段为“粒子群”或关 键 词 为“PSO”,得到16条检索结果.对上述检索结果进行简单分析,用遗传算法解决旅行商问题的文献最多,说明大家对这个问题研究的比较多,比较透彻.而用粒子群算法解决旅行商问题的文献年代最新,说明这种方法是近年来才用来解决旅行商问题的,应该是目前的热点所在.通过对检索到的文献进行分析,进而根据自己的兴趣、掌握的知识以及目前这个问题的研究趋势确定选用的方法.

文检课是一门“授人与渔”的方法课,以培养学生信息意识和能力作为主要目标.[5]通过上述教学案例,一方面以自动化专业的问题引出了对中国学术期刊网络出版总库的学习,用生动的案例代替了枯燥的知识库讲解;另一方面该案例教学潜移默化地传授了一些重要的检索策略,让学生了解到要善于利用检索结果,它在检索过程中也发挥着重要作用.除此之外,学习文献检索的一个重要作用是为学生今后的毕业设计、课题研究奠定基础.该案例可以帮助学生了解到选择研究课题的方法.

2.结合科研项目

北京理工大学自动化学院除了承担教学任务外,还承担了大量国家级、省部级科研项目,包括预先研究、国家自然科学基金、生产、863、973等多种类型,因此可以以承担的科研项目为基础,在知识层面上将项目化整为零,选择其中与自动化专业知识相关的内容凝练为检索课题,结合检索工具进行案例讲解.这样,既可以达到传授文献检索的目的,也可以让学生了解自动化专业知识的具体应用.

以自动化学院的承担的北京市教育委员会共建项目“复杂动态环境下多智能体协同与控制及其应用研究”为例,根据这个项目的研究内容可以抽取出如下的检索课题:复杂背景的目标识别、机器人全区域覆盖路径规划、多智能体系统的协同机制、基于多目标决策的多智能体协作探索、多智能体任务指派、移动机器人环境探测与地图构建等.这些检索课题与机器人的研究问题联系紧密,是目前全世界范围的一个研究热点,因此也能够引起学生的学习兴趣,把教师布置的被动检索转变为由需求驱动的主动检索.

结合科研项目设计检索案例,可以将专业课理论与实际结合,对这些检索课题的学习能够帮助学生了解理论知识在实际中的应用情况,学生具有较高的参与热情.这些寓意深刻的案例可以增强学生的信息意识、科研意识,有助于提高其创造能力、观察能力和想象能力.[6]另外,教师也能够通过讲述案例的环节,加深对科研项目内涵的理解,从检索结果中不经意地获得一些灵感,有助于科研项目的进展.这实际上是一个互惠互利的方法.

3.结合工作

部分本科生毕业后直接参加工作,为了吸引学生的学习热情,可以以自动化专业学生的就业问题作为检索课题.万方数据知识服务平台中有一个“机构”资源,其中收录了国内外企业机构、科研机构、教育机构、信息机构的各类信息.下面结合万方数据库的教学以及自动化学生今后的工作设计了以下检索案例:

检索案例:一名学生应聘,他想找上海生产电动机的企业,但对生产电动机配件的企业不感兴趣.请列出符合该生意愿的企业名称.

案例分析:根据检索课题确定的检索词有上海、电动机、电动机配件,另外是在企业中进行检索.学生最初构成的检索式通常是“电动机 not 电动机配件”,但经过试检发现检出的记录存在两个问题.其一,电动机的同义词有多种,还可以叫做马达、电机等,仅用电动机作为检索词会造成漏检;其二,虽然产品关 键 词 中包含了“电动机”,但仍有不少不符合课题要求的结果.例如有的是生产“电动机油”的企业,有的是生产“发动机组”的企业.另外,在数据库相关字段中产品关 键 词 “电动机配件”的表达也各异,如“发动机滑环”、“电动机整流子”等等,导致检索结果中有很多实际上仍然是生产电动机配件的企业.面对形式多样的电动机配件的表达方法,如果用常用的逻辑“非”,一是很难穷尽关于电动机配件的各种表达方法,无法将“电动机配件”从检索结果中彻底排除;二是在一个检索式中检索算符过多,系统不一定能正确执行运算.进一步对生产电动机企业的记录进行解剖发现,专业生产电动机整机的企业的记录中通常都有一个相同的字段“产品GBM:3521”,从中猜测3521这个国标码就是电动机产品的国标代码.根据这个线索再次调整检索式进行检索就能够得到比较满意的检索结果.

通过讲述上述案例不仅完成了万方数据库内容的教学,还为学生今后寻找工作提供了一种新的途径,增强了学生学习文献检索课程的兴趣.另外,该实例也说明文献检索并不是一门简单的课程,检索文献时不能只看检索课题的表面,要不断深入,从课题、检索结果中挖掘出潜在的信息并加以利用.

三、结论

文献检索课程可以让学生掌握获取知识信息必不可少的方法、技能和意识.[7]通过案例教学法,以专业需求为驱动、结合专业实际开展文献检索课的教学,能够有效帮助学生解决专业学习中的问题,提高学生的学习兴趣,使课程始终充满生机和活力.经过一年来的教学改革,自动化专业文献检索课程得到了学生的广泛认同,获得了良好的教学效果.

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[3]李著.结合专业实际,深化文献检索课教学[A].信息社会与信息素养——2010年全国高校文献检索教学研讨会论文集[C].华东理工大学出版社,2010.

[4]李小平,马佳,袁怡.不同专业医学文献检索教学研究与改革探讨[J].医学信息,2009,22(11).

[5]伍雪梅.案例教学应用于文献检索课的实践探索[J].教育与职业,2010,(8).

[6]汤凝.《科技信息检索》教学新模式的研究[J].江苏技术师范学院学报,2011,17(7).

[7]曹学艳,胡文静.提高文献检索课教学兴趣性和主动性的几点思考[J].四川图书馆学报,2009,(3).

(责任编辑:李杰)

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