“智能信息處理”課程群教學改革模式研究

于化龍　左欣　高尚　秦斌

摘要：“智能信息處理”課程群是計算機科學與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要組成部分。本文以該課程群課程的相關(guān)性與綜合性為基礎(chǔ)，分析了該課程群在實際教學中所存在的問題，并從教學工作安排、知識點銜接、教學團隊建設(shè)、實驗教學設(shè)置以及課程群教學網(wǎng)站建設(shè)等五方面對該課程群的教學改革模式進行了探討。

關(guān)鍵詞：智能信息處理；課程群；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0082-02

一、引言

目前，伴隨著智能技術(shù)與信息技術(shù)的快速發(fā)展，人類正在逐步步入智能化時代與大數(shù)據(jù)時代，故國家對智能信息處理方面人才的需求也在急劇增大，這就為高等學校計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)模式提出了更高的要求，那就是要保證有相當規(guī)模的畢業(yè)生在走出校門時，即能勝任此類工作。由此可見，對《智能信息處理》課程群的教學模式進行全方位改革，已成為當前高校計算機專業(yè)教學體系改革工作中的重中之重[1]。

所謂課程群，即是由三門以上的性質(zhì)相關(guān)或相近的單門課程所組成的一個結(jié)構(gòu)合理、層次清晰，課程間相互連接、相互配合、相互照應(yīng)的連環(huán)式的課程群體[2]。智能信息處理類的相關(guān)課程便存在這種相互依賴的邏輯關(guān)系，故其可構(gòu)成一個獨立的課程群。該課程群主要由以下幾門課程組成：《人工智能》、《模式識別》、《機器學習》、《數(shù)字圖像處理》以及《Matlab程序設(shè)計》。筆者以江蘇科技大學及幾所周邊高校為例，深入分析了目前高校在《智能信息處理》課程群建設(shè)方面所普遍存在的問題，并分別從教學工作安排、知識點銜接、教學團隊建設(shè)、實驗教學設(shè)置以及教學網(wǎng)站建設(shè)等五方面對該課程群的教學改革模式進行了探討。

二、存在的問題

筆者通過對江蘇科技大學及幾所周邊高校智能信息處理類相關(guān)課程的教學模式進行走訪調(diào)研，主要發(fā)現(xiàn)了如下幾點共性問題：

1.課程教學次序安排不夠合理。眾所周知，同一體系下的課程之間通常是有銜接關(guān)系的，即當學習一門課程時，往往需要以另外一門或幾門課程的知識為基礎(chǔ)。《智能信息處理》課程群作為一個相對獨立的課程體系，也不例外。在該課程群下，《Matlab程序設(shè)計》即需作為其他課程的先導(dǎo)課程，而《人工智能》作為總論課程，亦應(yīng)先于其他幾門課程開設(shè)。但目前高校的普遍做法卻是將上述幾門課程作為選修課統(tǒng)一在大四上學期開設(shè)，以至于學生在學習時，由于缺乏先導(dǎo)課程的學習，導(dǎo)致其難以建立起對整個課程體系的統(tǒng)一認識，知識點往往掌握得支離破碎。

2.課程相對獨立、知識點缺乏銜接。如上所述，在同一課程群下，課程與課程之間往往存在著緊密的聯(lián)系，若對不同課程的知識點進行整合，通常可以將其組成一個廣泛互聯(lián)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。然而，目前在該課程群的教學活動中，卻幾乎沒有體現(xiàn)出這種知識的承接與流動過程，教學改革活動也往往是圍繞某一門具體課程的教學內(nèi)容而展開的[3]。這種將相互承接的知識點硬性割裂開的做法必然會對最終的教學效果起負面作用。

3.授課教師缺乏對該課程群的統(tǒng)一認識，教師團隊的配置缺乏合理性。通過走訪調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)：在眾多高校中，該課程群所配置的教師團隊都存在一定程度上的不合理性。具體表現(xiàn)為：各門課程的授課教師僅關(guān)注于自己所講授的某門具體課程的教學內(nèi)容，而缺乏對整個課程群知識結(jié)構(gòu)的宏觀認識。此外，教學團隊往往組織松散，在授課前教師間也缺乏必要的組織與溝通。上述問題會在極大程度上影響到教學的最終效果。

4.實驗教學內(nèi)容安排不夠合理，缺乏對學生《智能信息處理》綜合能力的訓練。實驗教學是教學活動中的重要組成部分，其主要關(guān)注于對學生理論轉(zhuǎn)化為實際的能力以及知識綜合運用能力的培養(yǎng)。目前，在《智能信息處理》課程群下，實驗教學內(nèi)容的設(shè)置往往過于陳舊，缺乏貼近實用化的綜合性實驗，而這往往在很大程度上限制了對學生知識綜合運用能力的培養(yǎng)，從而影響到了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

5.課外教學資源匱乏，精品課程群教學網(wǎng)站缺失。眾所周知，《智能信息處理》課程群中所涵蓋的課程均存在一個共同的特點，即知識的更新速度極快，這就要求教師在授課過程中，要不斷更新并傳遞新知識、新技術(shù)。然而，在有限的課堂教學時間內(nèi)，要同時保證對基礎(chǔ)知識和大量新知識進行傳遞是不現(xiàn)實的。此時，建設(shè)精品課程群教學網(wǎng)站將是用于解決上述問題的一個有效手段。然而，目前的精品教學網(wǎng)站往往都是建立于一門獨立課程之上的，而缺乏對課程群的關(guān)注。此外，對于課程群網(wǎng)站應(yīng)如何建設(shè)以及相較精品課程網(wǎng)站，其應(yīng)包含哪些獨有的特色欄目等問題，現(xiàn)有研究也缺乏有創(chuàng)建的探討和建設(shè)經(jīng)驗[4]。

三、教學模式改革方案

通過對上述幾個問題進行分析研究，同時借鑒其他較成熟課程群的建設(shè)經(jīng)驗，筆者給出了以下五條具有針對性的教學改革建議：

1.梳理課程相關(guān)性，完善課程教學次序。課程群教學次序的安排工作應(yīng)在充分調(diào)研課程間相關(guān)性的前提下展開。這就要求要首先梳理好課程間的承接關(guān)系，找到課程群中的先導(dǎo)課程、總論課程、承接課程以及前沿綜合課程。在《智能信息處理》課程群下，按照上述課程分類進行劃分：《Matlab程序設(shè)計》應(yīng)歸屬于先導(dǎo)課程，《人工智能》可作為總論課程，《數(shù)字圖像處理》應(yīng)劃分為承接課程，而《模式識別》及《機器學習》則歸屬于前沿綜合課程。基于“先導(dǎo)課程先于總論課程，總論課程先于承接課程，承接課程先于前沿綜合課程”的原則，應(yīng)將該課程群的教學工作按照教學次序安排于連續(xù)的3～4個學期進行。合理的教學次序安排將直接關(guān)系到最終教學效果的好壞與教學目標的成敗。

2.構(gòu)造知識點互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建完整的課程群教學體系。對于一個課程群而言，不同課程間的知識點具有廣泛的相關(guān)性與承接性是其重要標志之一，《智能信息處理》課程群也不例外。以《數(shù)字圖像處理》中的圖像分割技術(shù)為例，里面就需要用到《模式識別》中的聚類技術(shù)及《機器學習》中的非監(jiān)督機學習技術(shù)。為了提高教學效果，使學生在授課結(jié)束時能建立起對課程體系的完整認識，就要求教師必須要在開課前預(yù)先構(gòu)造出課程群相關(guān)知識點的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)來制訂教學大綱。構(gòu)造知識網(wǎng)絡(luò)的目的是要體現(xiàn)出知識的流動性與承接性，從而進一步體現(xiàn)出課程群的綜合性與緊致性。

3.建立教師的統(tǒng)一認識，打造合理的教學團隊。教學團隊也是影響課程群教學質(zhì)量的一個重要因素。為打造精品的課程群教學團隊，應(yīng)遵循以下三條原則：“老中青結(jié)合”原則、“科研相關(guān)性”原則以及“知識點通識”原則。所謂“老中青結(jié)合”原則，即要求教學團隊中的年齡及職稱構(gòu)成比例需合理，既要兼顧教學經(jīng)驗，又要保持活力。“科研相關(guān)性”原則是希望教學團隊中的成員盡可能從從事相關(guān)科研方向的教師中選取。其原因在于，此類教師在日常工作中往往會接觸到大量的該領(lǐng)域前沿知識，因此唯有他們才能將領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果傳遞給學生。“知識點通識”原則則要求教學團隊中的每一位教師都能對課程群的整體知識結(jié)構(gòu)有較為深刻的認識，而不是拘泥于自己所講授的某一門課程。

4.設(shè)計合理的實驗題目，提高學生解決實際問題的能力。實驗環(huán)節(jié)應(yīng)突出對學生動手解決實際問題能力的培養(yǎng)，這就要求實驗題目的設(shè)置既要兼顧每門課程的獨特性又要考慮課程間的相關(guān)性。一個實驗流程走下來，學生不但能溫故，而且可知新，對開發(fā)一個綜合性的智能系統(tǒng)將有更為深入的認識。如實驗大綱設(shè)置的合理，則可做到在不增加實驗學時的前提下，最大限度提升學生的實際動手能力，而這種能力的培養(yǎng)將極大提升學生在就業(yè)時的競爭力。

5.打通線上學習與交流通道，提升學生的學習興趣。眾所周知，在互聯(lián)網(wǎng)時代，學生獲取信息與知識的渠道明顯增多，他們也更愿意在網(wǎng)絡(luò)上進行學習與知識擴展。此外，由于課堂教學時數(shù)較短，教師無法與學生一一進行交流，這便會極大地影響到學生的學習效果。針對上述現(xiàn)象，創(chuàng)建相關(guān)的課程教學網(wǎng)站，從而打通線上學習與交流的通道，就顯得尤為必要。筆者認為：《智能信息處理》課程群有其獨特性，即知識相關(guān)性與綜合性較強，知識點更新較快，這就需要為該課程群創(chuàng)建一個統(tǒng)一的教學網(wǎng)站，而不應(yīng)將每門課程割裂開來。與獨立的精品課程網(wǎng)站相比，該網(wǎng)站除應(yīng)保留一些常見的基本欄目外，還應(yīng)重點突出課程群的綜合性與知識的前沿性，即需增加知識點相關(guān)性解讀與分析欄目以及課外學習資料下載欄目，其中后者應(yīng)提供大量最新的科普及科研文獻、算法代碼以及學習資源鏈接的下載功能，使學生能在瀏覽網(wǎng)站的過程中受益，從而提升其學習相關(guān)課程的熱情。線上交流渠道的打開，也將有助于集思廣益，任一師生均可拋出問題，從其他人那里獲得有創(chuàng)見性及參考性的建議。

四、結(jié)語

《智能信息處理》課程群是計算機專業(yè)教學體系中的重要組成部分與關(guān)鍵一環(huán)，該課程群建設(shè)的好壞將直接影響到計算機專業(yè)畢業(yè)生的培養(yǎng)質(zhì)量，因此不能等閑視之。本文分別從教學工作安排、知識點銜接、教學團隊建設(shè)、實驗教學設(shè)置以及課程群教學網(wǎng)站建設(shè)等五方面對該課程群教學工作中所存在的問題進行了剖析，并逐一提出了相應(yīng)的改革建議。希望通過上述措施的引入，能提升該課程群的教學質(zhì)量，從而為我國提供更多合格的智能信息處理方面的人才。

參考文獻：

[1]劉麗珍，王函石，王旭仁，王萬森，劉杰.智能信息處理精品課程群建設(shè)思考[J].計算機教育，2012，（18）：49-52.

[2]郭必裕.對高校課程群建設(shè)中課程內(nèi)容融合與分解的探討[J].現(xiàn)代教育科學，2005，（2）：66-68.

[3]曾憲華，李偉生，于洪.智能信息處理課程群下的機器學習課程教學改革[J].計算機教育，2014，（19）：60-62.

[4]吳傳芳，袁智誠，吳俊，趙云.高校課程網(wǎng)站建設(shè)現(xiàn)狀及對策分析[J].教育教學論壇，2015，（6）：178-179.