“腦機接口研究”課程考核改革探索

田銀　趙德春　王岫鑫　王偉　李章勇

【摘 要】腦機接口是當前新興的一門學科，近年來已經成為具有國際前沿特性的學科。目前考試多采用已有的統一考試制度，其過于單一不利于考核研究生課程學習效果。因此在本課程中擬采取靈活的考核方式，提高研究生學習積極性和提升學生科研素質，探索適應新時期研究生培養和教學改革的教學運行管理機制，實現當前人才培養模式創新為主的綜合改革實踐目標。

【關鍵詞】腦機接口；考核改革；交叉融合

0 引言

腦機接口研究是一門腦科學前沿性科學相關的課程，為提高研究生在本課程學習中的自主學習的能力，突出其實踐創新能力，充分調動學習積極性，積極探索其在研究生教育中的課程考試改革勢在必行。因此，本文將從該課程的考核內容，考核方案和預期效果等方面進行探討。通過更新傳統模式下集中試卷命題模式，建立一套適合新時期的腦科學創新性人才培養模式，期望通過采取自主靈活的考核方法，最大化激發研究生主動學習，提升分析解決問題的能力，充分提高研究生的應用能力和創新能力，真正成為具有高層次水平的創新型人才。

1 考核方案探索

腦機接口（Brain and Computer Interface， 簡稱BCI），其涉及到人腦結構、腦功能與認知科學、神經科學及其交互作用等方面。從BCI出現以來，其已經成為當前最具有挑戰性和最為活躍的前沿學科之一，已成為全球性的共同研究熱點。BCI通常意義上是指在個體大腦和個體計算機或其他相關電子設備之間建立通過大腦意志傳到大腦信息輸出通路（包括外周神經和其相關的肌肉組織）的全新通訊模式和大腦控技術。然而，腦機接口從其出現到現在已經40多年，迄今為止還沒有系統講授該學科的教材。因此，本研究生課程根據授課組教師在該領域多年的科研經驗，并結合國內外相關學校的教學和科研要求，對腦機接口BCI研究所涉及到的理論知識和科研進展進行系統的數理，形成了一套比較完善的知識體系和授課框架，在此基礎上來探索改革該課程的考核模式。授課組從考核內容和考核預期結果進行了初步的規劃和探索。

1.1 腦機接口課程考核內容探索

本課程的考核內容主要由三部分組成：大腦的基本結構、認知科學、和認知計算及系統。腦結構是在腦科學中的主要內容，為腦的基本構造，腦科學知識的應用和人工腦構成；在認知科學部分的主要內容為：注意、感知覺、學習/記憶、情感/情緒、意識和思維等；在認知計算機系統部分主要涉及到不同的認知計算和智能認知系統構建等；最后利用人腦的各種生理信號（如：腦電信號、磁共振信號和腦磁信號）控制個體計算機。

腦機接口技術的研究手段涉及到以腦電信號和磁共振信號為主的認知動態過程成像，包括成像原理（比如：Fmri、EEG、和PET等）和成像功能等。腦科學所涉及的內容多為基本的生理現象包括腦解剖結構，腦認知和生理功能。此外，特別注重對認知加工過程的信號變化進行信號處理和功能成像處理。同時為了讓研究生對腦機接口有直觀的感受和認識，進行了多個實驗的演示和動手能力鍛煉。因此，本課程考核內容要求能體現出：

——緊跟腦學科前沿技術，反映腦機接口最新的研究成果和趨勢。考核命題的內容及形式根據國內外該領域最新的研究成果進行，測試研究生對本領域的國際前沿掌握程度，形成自主學習的能力和創新性探索的科研能力；

——特別注重體現出腦機接口所涉及到的多學科交叉融合特點。 腦機接口是腦科學（或神經科學）與工程實踐（信息科學）交叉學科，是心理學、神經科學、語言學、人類學、人工智能以及自然哲學等學科交叉發展融合創新的結果。 因此該課程的考核測試原則上強調選取上述各學科門類的相互交叉、相互聯系的部分，科學地將這些知識進行融合和貫通；

——強調具有實用性并將知識引入到人們的生活實踐生活中，使研究生能夠科學理解生活中與此相關的某些現象，具有較強的實用性（比如，臨床神經康復和工程腦控智能小車）；能體現現代信息整合和工程應用結合的特性，符合理工科專業高層次研究的需求，并匯集大腦或認知加工過程模型，以及對其進行數據分析處理和系統平臺搭建。

1.2 腦機接口課程考核方式改革

傳統的考試模式多為集中試卷命題，而該課程具有較強的科研針對性和專業特性，不適用于該考試方式。 因此將現有的集中卷面命題模塊化考試方式，改革為充分體現研究生學習課程的主觀能動性，凸顯個體能力創新得到發揮的課程研究報告?？己嗣}可考慮教學組根據研究生能力和研究興趣，選取腦機接口相關的各個學科門類相互交叉聯系的部分，科學地將這些知識進行融合并結合工程實際應用，充分體現研究生獨立的研究思維能力，又能調動主動學習和調研文獻的能力，提高學習積極性，使學生提升科研和創新能力。采用課程報告模式，課題組首先針對不同學生指導性給與題目，然后研究生根據題目可進行課題調研，查閱文獻和實際操作。該方式靈活性在于不同的學生題目不同，又要在總體上體現可比性，這就要求學生在報告上具有新穎性，要能體現自我的科研能力。因此，考核的課程報告強調新穎性和創新性，也是考核的重要衡量部分。

1.3 腦機接口課程考核成績構成改革

本課程的總體考核評價成績，仍然包括平時成績和期末考試成績，計算模式為：課程總成績=平時成績*40% +期末考試成績*60% 。課堂出勤率一直是一個令人頭疼的問題，為了鼓勵研究生堅持到課堂上課，因此在平時成績的設計上比原有30%增加了10%即占總分數的40%，以增加學生到課率，提高學生學習的積極性。

平時成績40分=理論課成績*40%。其中，理論課成績包括：作業（30分）和理論課出勤（70分），為了提高研究生上課的主觀能動性，作業部分的課堂討論由所有參加課堂討論的學生和老師共同打分。理論課作業全部完成且皆為A以上得30分否則扣10分，缺一次作業扣10分；理論課堂出勤中，全勤滿分70分。缺勤（包括病事假，曠課）扣分原則：缺全課程的1/4或6次，則平時成績只能計為60分；缺勤1/6或4次，扣20分；缺勤1/12或2次，扣10分。

期末考試成績即課程報告成績，占總成績的60%。課程報告的評分標準要按照國際雜志論文撰寫的基本模式所包含的五部分，包括摘要、引言、正文、今后的發展方向 和參考文獻，并且滿足報告的基本要求即可獲得90分，如語句通順符合當前研究發展方向，邏輯清楚即可獲得1-5分的加分，有一定的創新性可酌情加分，但不能超過滿分（100分），兩部分內容共計最高100分。

2 考核方案改革預期結果

腦機接口是研究腦結構、腦功能以及腦的動態加工過程及工程應用的重要手段。使研究生結合相關教學要求，對腦機接口知識進行系統的梳理，形成一套比較完善的知識體系，對腦機接口有直觀的感受和認識，使學生熟練掌握所學的基本知識，熟練掌握和運用基本理論和方法，有助于加強學生利用所學知識解決實際問題的能力，同時，通過該考核模式，可是學生的個性化發展得到提升，可極大提升學生的科研能動性和創新性，提升高層次人才的培養。

3 考核方案改革小結

總之，我們希望通過本課程考核改革的探索，積累科學研究新形勢下多變特性的經驗，獲取最佳的課程評定標準，確實保證在公平競爭的基礎上最大化提升研究生科研適應能力和創新能力。

致謝

感謝重慶郵電大學教改項目（#YKC2015007、#XJG1519），重慶市重點教改項目（#1202014、#yjg122001）對本教改研究的支持。

[責任編輯：王偉平]