“模式識別與智能信息處理實踐”課教改模式研究

吳陳　高尚　劉鎮　王麗娟

摘要：本文以該實踐課為綜合性基礎，分析了該實踐課與相關課程的聯系，指出了該實踐課目前存在的不足，從教學團隊建設和指導、教學計劃安排、知識綜合、實驗設備配置以及該實踐課教學網站建設等方面對該實踐課教改模式進行了探討。

關鍵詞：模式識別與智能信息處理；課程建設；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0087-02

一、引言

大力發展人工智能，人工智能引領科技進步，已成為目前國家和各省的一個重要的科技戰略決策。模式識別與智能信息處理作為人工智能的支撐技術，其研究和發展顯然具有重要的意義。由此可見，對“模式識別與智能信息處理實踐”實踐課的教學模式進行探討，已成為當前高校計算機和智能信息處理及相關專業教學體系和人才培養工作中的改革重點。模式識別與智能信息處理實踐課是由模式識別和智能信息處理兩部分內容的實踐所組成的[1]。模式識別實踐的內容是明確的。而智能信息處理所涉及的內容和范圍相對要廣。通常在計算機專業碩士培養方案中，智能信息處理涵蓋除模式識別和程序設計基礎Matlab之外的高級人工智能、機器學習、數字圖像處理、模糊數學、粗集理論、知識發現與數據挖掘等課程。這些課程都具有相關性，它們組成一個相互關聯、交叉融合的智能信息處理課程群[2]。因此，模式識別與智能信息處理實踐課具有十分重要的綜合性。筆者以江蘇科技大學計算機和智能信息處理碩士專業培養計劃和實施方案為例，深入分析了目前模式識別與智能信息處理實踐建設方面所存在的不足，分別從教學計劃安排、知識綜合、實驗設備配置、教學團隊建設和指導以及該實踐課教學網站建設等方面對該實踐課教改模式進行了探討[3]。旨在加強該實踐課的建設，為社會和國家培養相關領域高層次應用性碩士棟梁人才。

二、存在的問題

通過對本校涉及本實踐課的相關專業的實際教學歷史安排調研，發現主要有如下幾點問題：

1.課程教學安排有待調整。由于目前碩士研究生普遍采用的是第一年上完所有基礎課和專業課，從第二年開始，碩士生進行專業實習和科研活動，并進行小論文和學位論文寫作，所以，在具體時間安排上僅有兩個學期可供使用。因而，授課時間安排尚不理想。

2.課程獨立性高、知識點鋪設和銜接尚不充分。由于時間限制，課程被認為具有相對高的獨立性而加以開設。但有些課程之間的確還具有很強的先后聯系。

3.涉及模式識別和智能信息處理內容知識教學的教師缺乏交流和統一認識，各自為陣，盡管都兢兢業業，一絲不茍，但對培養具有模式識別和智能信息處理能力的高水平碩士畢業生尚未形成通識。

4.實驗內容過于固定和陳舊，沒能得到及時更新，缺乏實用性和前沿性，綜合性難以得到保證，這在很大程度上不能支撐學生綜合運用智能信息處理知識解決具體問題能力的培養。

5.教學資源不足，缺乏可開放利用的電子資源網站。

三、本實踐課的教改方法

通過對本實踐課存在問題分析，得到如下針對性教改方法：

1.梳理課程內涵關系，修訂教學安排次序。首先，學生來自不同高校，甚至不同專業，例如有的高校專業已開設了Matlab，而有的未開。有的開了人工智能，有的也未開，所以，專業基礎不統一。應開設點Matlab及基本人工智能選修課。第二，數據挖掘（主要針對非數值數據處理）應該在模式識別（主要針對數值數據處理，即統計模式識別）后開設。第三，模式識別與智能信息處理實踐課可作為碩士生實踐階段的必修課，這樣，讓學生可結合實踐單位工作實際來完成，可能起到更好的效果。

2.抓知識點互聯網絡中的關鍵點，構建完整課程教學體系。模式識別與智能信息處理實踐課所涉及的課程或內容，相關于多門課程，課程之間的知識點具有很強的關聯性。那些后續課程中要使用的知識點，在先導課程中要及時開出并加以教學。例如主要針對非數值數據處理數據挖掘應該在主要針對數值數據處理的模式識別后開設。模糊數學應在模式識別之前開設，因為模糊模式識別是模式識別中的一個重要分支。做適當調整，可對教學起到事半功倍的效果。

3.建立合理的教學團隊，打造強力和高水平的教師隊伍。由于模式識別與智能信息處理實踐課涉及近6門課程的教學內容，涵蓋范圍廣，涉及課程多，所以，對學生的能力培養影響大。這就需要相關課程的任課教師經常多交流，最好形成優秀的教學團隊，打造成一支強力的教師隊伍。在實際中，可按如下辦法構成這樣的教師教學團隊：“老中青結合”、“科研教學相結合”、“知識綜合”。“老中青結合”原則就是將年齡及職稱因素考慮在內，構成既兼顧教學經驗，又保持充分活力，占比合理的教師隊伍。“科研教學相結合”則是將從事相關科研方向的教師和教學的老師結合在一起，能夠將前沿性科研內容和知識，及早教授給學生。“知識綜合”則要求教師知識掌握全面透徹，能夠具有整體知識結構，不拘泥于某一門單獨內容，具有融會貫通的能力和作用。通過頻繁溝通交流，形成合力，為取得良好培養效果起到引領作用。

4.制定本實踐課程的教學規范，提高教學效果。對模式識別與智能信息處理實踐課目前還缺乏統一的規范，其內容和學時安排以及時間安排尚無理論指導。該課程對學生培養的力度究竟如何，目前沒有有力的實證。通過制定本實踐課程的教學規范，可保障該課程的最終教學效果的實現。

5.合理設計實驗項目，提高解決實際問題能力。目前該課程在實驗教學內容上涉及模式識別、圖像處理、神經網絡、進化計算、模糊數學等，已具有了一定的將學生學習到的理論知識轉化為實際應用能力的輔助作用，但是，要實現學生綜合運用智能信息處理知識能力的培養和提高，往往需要不斷進行實驗教學內容的更新，使之更接近生產應用，做到學以致用。合理設計實驗項目，使學生產生濃厚興趣，能夠在很大程度上提高學生的學習積極性，發揮其能動性和創造性。

6.完善和建立電子資源教學網站，方便學生學習和提高。以適應內容多、涉及范圍廣、知識更新快的特點，不斷更新內容，及時發布新知識、新技術，供碩士生了解和選用，以彌補課內學時的有限性和知識內容的不足。同時加大訓練力度，保障學生可在盡量短的時間內接觸到前沿性知識。因此，建設充分的電子資源和開放利用的電子資源教學網站將能作為一個有效的手段，提高教學效果，促進學生進步。

四、結語

模式識別與智能信息處理實踐課在計算機、智能信息處理等專業碩士生能力培養體系中具有重要的綜合作用，該實踐課建設的好壞將直接影響到計算機、智能信息處理等專業畢業生的培養質量，因此需要在新形勢下，對其教學改革加以認真探討，尋求最好的培養方案。本文對目前教學工作中所存在的問題進行了一定的剖析，并提出了一些改革建議。希望通過上述思考，進一步形成一定的舉措，產生一定的效果，達到提高該實踐課的教學質量，從而為我國培養這方面的更多合格的高級專門人才。

參考文獻：

[1]吳靜，景鳳宣.智能信息處理中的模式識別[J].電腦知識與技術，2013，9（30）：79-80

[2]劉麗珍，王函石，王旭仁，王萬森，劉杰.模式識別與智能信息處理實踐精品課程群建設思考[J].計算機教育，2012，（18）：49-52.

[3]曾憲華，李偉生，于洪.模式識別與智能信息處理實踐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.