創新創業教育促進計算機智能科學課程的教學

朱衛平

（武漢大學 計算機學院，湖北 武漢 430079）

0 引 言

創新創業教育是將學生培養成具有研究革新能力和創業基本素質的一種教育方式。該教育包括意識和實踐兩個層面，前者包括對學生創新精神的灌輸和創新思維的構建，后者則是對學生創新創業能力的培養[1]。在2015年國務院辦公廳下發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》后，創新創業教育近年來獲得社會極大的關注。許多高校已經開始開設專門的創新創業基礎課程和選修課程。這些課程極大促進了創新創業教育的發展，但是否需要在傳統課程中進行相應的改革以及如何改革還處于探索階段。

在計算機智能科學專業教育中，學生普遍重視本專業的課程學習，而對于包括創新創業教育在內的非專業課程存在不同程度的忽視。筆者認為，如果能在計算機專業教育中體現創新創業教育的思想,實現創新創業教育與專業教育在深度與廣度上的有機融合[2]，將更有效地培養學生的相關能力，同時也能對專業教學有促進作用。

1 創新創業教育與計算機智能科學教學之間的關系

創新創業教育作為一種新的教育目標與實踐，在計算機專業中與專業課程的教學有著密切的關系：對教學目標而言，創新創業教育是計算機智能科學課程教學的重要目標；在實踐性上而言，創新創業教育也促進了計算機課程教學的開展。

1.1 創新創業教育是計算機智能科學課程教學的重要目標

創新創業能力已經被明確為高校課堂教學的重要目標，這同樣也適用于計算機專業的學生和課程教學。與傳統教學將知識傳播教學目標不同，創新創業教育著重強調的是對學生進行創新創業基本能力和素質的培養。創新創業能力是近年來為大家重視和公認的學生需要具有的基本能力之一。因此，教師在教學計劃的制定和教學過程的實施中，都需要把如何培養學生的創新創業能力作為重要的教學組成部分，并在課堂教學和課后的學習布置中，為創新創業教育提供適當的時間保證和充足的教學支持。

1.2 創新創業教育促進計算機智能科學課程教學的開展

1） 為智能科學課程教育提供實踐動手平臺。

創新創業教育倡導的是讓學生進行各種項目實踐甚至直接進行創業實踐，同時，為了培養這些能力，國家和學校組織了眾多旨在培養和提高學生創新創業的各項競賽。此外，還有不少競賽項目在原有基礎上增加了關于創新創業能力培養的相關內容。這些項目和競賽為學生將課程中所學的各種知識進行實踐提供了平臺。計算機智能科學課程教學通常講授大量的概念、算法和應用，但缺乏一個使學生動手實踐的具體機會。通過對項目的具體組織和進行，將可以有效地使學生將所學知識進行實現，從而進一步加深他們對課程知識的理解。

2） 有助于保持學生對智能科學的學習興趣。

由于人工智能在這兩年的迅速興起，學生對于相關課程的學習抱有極大的熱情，但也有部分學生在相關基礎課程學習時表現出興趣缺乏。這些如果處理不好將影響學生對于整個學科的理解和認識。創新創業教育與學生在科研創新和實踐就業方面息息相關。學生如果在科研上有所創新，可以發表論文、專利、軟件著作權等，將對學生今后的進修和深造有較大幫助。此外，對于就業相關能力的培養，將直接幫助學生自主創業或者在今后的企業中獲得較好的職位。

3）有助于學生對學科知識體系的整理。

創新創業教育需要對多門課程所學的知識進行綜合應用，這有助于學生對整個智能科學學科體系的整理。計算機智能科學是知識種類豐富的學科，既有基礎理論、專業理論，也有應用知識和實踐。在每個類別中，還有豐富的知識體系和門類，如在機器學習中就包含多項不同的技術思路，如基于深度學習的相關方法、基于進化算法的相關算法和基于模糊處理的相關方法等。由于計算機智能科學領域還處于迅速發展的時期，眾多的理論和實踐還在不斷發生變化。將這些內容歸納成一個有機、完整的整體在學術界也是相當困難的事情，對學生則更困難。創新創業教育可以使學生立足于某一具體的項目或競賽，將所學的知識形成自己獨有的知識體系。這種體系在學生今后學習了更多的知識后將進一步得到擴展和更新。

2 在課堂教學中進行創新創業教育實踐

在計算機智能科學課堂教學中進行創新創業教育實踐有很多方式。筆者認為至少可以通過引導學生參與創新創業競賽或項目、將競賽與項目中的合適內容引入課程教學、在課程教學中體現創新創業教育等3種方式進行。

2.1 引導學生參與創新創業競賽或項目

目前對于創新創業教育在國家層面和高校層面都組織了眾多的競賽，如互聯網+大賽、創新創業訓練計劃等，以及各種專項的競賽，如挑戰杯、中國軟件杯、藍橋杯、TI杯全國大學生物聯網設計競賽、物聯網應用創新大賽、英特爾杯全國大學生軟件創新大賽、全國大學生人工智能創新大賽，還包括最新的產學合作協同育人項目中的創新創業聯合基金項目等。學生直接參與競賽是培養學生創新創業能力的一種直接方法。教師組織學生參與競賽既能有效地為創新創業教育找到一個合適的落腳點，用競賽的形式給學生一定的時間限制，激發學生參與熱情，又能因為競賽得獎對學生有較好的激勵作用。

在進行這些競賽時需要注意一些地方。筆者認為至少注意以下幾點：①在競賽選題和準備的過程中應發揮學生的積極性和獨立性。這有利于從源頭開始培養學生的創新創業能力?，F在在有些競賽的過程中，指導老師參與過多，如直接指定課題，把自己的科研課題作為學生的競賽題目，或者把前幾屆學生的工作成果作為當前學生的題目申報。這在培養學生的能力方面不僅并無好處，反而有可能對其今后的工作學習產生不利的影響。我們需要讓學生充分發揮主觀能動性，在對問題不斷選擇、討論、修改、再提出的這么一個過程中對自身能力進行潛移默化的提高。②在項目的組織階段，要鼓勵學生將自己的思路描述清楚，再鼓勵其宣傳自己的項目來吸引別的組員參與。學生在描述問題時常常容易陷入技術討論的局部陷阱，而對于問題的宏觀概念和與其他問題的聯系分析較少。指導老師應該發揮自身知識面較廣的優勢，引導學生以從上向下的方式描述自己的項目，而不是進入到技術細節。

2.2 將競賽與項目中合適的內容引入課程教學

指導學生參與各類競賽和項目是一種有效的手段，但無法覆蓋所有的學生，因此，教師需要將項目中部分內容帶入課程教學中，使所有學生都受到創新創業教育的培養,構建“普惠性”大學生創新創業教育體系[3]。

教師可以將項目中部分內容進行適當變化引入課程教學之中，可以考慮的方面有很多。筆者列舉經過實踐或思考的幾個想法：①將獲獎項目的創意和思路嵌入到課程教學的相關部分向學生進行介紹。由于獲獎項目往往在創意和思路上有獨特的地方，且具有鮮明的時代特征，可以有效開拓學生的眼界，并激發學生的思考。由于獲獎者都是學生的同齡人，對這些項目的介紹也會加強學生自己可以開發相關應用或提出新的想法的信心。②將項目中的部分關鍵技術問題進行適當的變化后作為課堂練習或者課后練習。許多競賽中的關鍵技術問題都需要用到智能科學中相關方法進行解決，但是如何進行解決是需要學生思考的問題。給學生提出具體的技術問題，并在假設和數據集合上進行一定的簡化，使大部分學生都可以進行思考和訓練。③將多個項目之間的關聯和比較作為課程討論和思考的話題。由于競賽眾多，在學生參賽的選題中將會有許多具有類似的應用背景或者解決思路，如何將這些相關內容進行比較和關聯，將有助于學生對各類所學知識的應用，同時也有利于學生提出自己的見解。

2.3 在課程教學中體現創新創業教育

創新能力的培養包含對現有現象的敏銳觀察和識別的能力、對既有方法或描述的邏輯思維和分析能力、對新方法的創造性提出能力和反復質疑的能力。在課程教學中，應該體現對學生思想觀念和社會意識的創新[4]。在計算機專業課程的教學中，應以專業內容為基礎，針對這些能力進行培養和訓練。

如在商務智能課程中，筆者以春節12306網站火車票搶票難的問題進行討論。該問題是一項社會熱點問題，也是學生熟悉的話題。通過對該問題進行開場引導，并組織學生進行分組討論。為了培養學生獨立的創新能力，教師并不對該現象預設問題，而是要求學生進行發散性思維，列出所有可能的問題并在組內進行凝練。最終學生形成了兩個主要的問題，一是12306網站的擴展性不強，二是眾多第三方平臺甚至黃牛的技術性搶票。在此基礎上，引導學生對現有的技術進行分析。對于前者，主要討論了大交易量系統的架構以及不同云系統架構的設計與實現問題。對于后者，主要討論了安全性問題以及如何區分正常用戶和機器人登錄購票的問題。該項內容學生討論較為熱烈，基本上所有學生均參加了討論。教師此時應關注學生的討論進程，適時提出問題促進學生的思考。如在學生進行區分正常用戶和機器人登錄購票的討論時，針對學生只在概念層次的討論，要求學生詳細思考用戶登錄購票和機器人購票的區別，對于每一項區別再討論該區別是否可以采用技術手段進行掩蓋，以及如果掩蓋的話是否會產生新的區別；諸如此類的討論可以使學生從先前的發散性思維過渡到某一具體問題的深入思考。在此基礎上，要求學生分組進行資料的查找并提出可行的解決方案。由于形成了2個問題，筆者將學生分成了2個小組，并要求其提出最終的解決方法，包括云服務器可伸縮的解決方法和針對第三方平臺進行識別的方法。

3 建 議

將創新創業教育與計算機智能科學課程教學進行結合是一項不斷探索和改進的過程?；诠P者的實踐，至少有以下方面需要注意。

首先，創新創業教育專業教學的資源分配問題。相對于傳統課堂的知識型講授而言，進行創新創業教育實踐將會減少知識內容的講授時間，增加課堂討論和課堂練習的時間，甚至需要進行翻轉課堂等復雜的課堂實踐，在課后部分學生還會進行相關競賽。對教師而言，需要更多的時間進行相關內容的準備，并對學生競賽進行指導。因此，無論教師和學生，對于課堂學習分配的時間將會減少。在目前教學大綱確定的情況下，將會影響部分知識內容的講授。筆者認為，這需要一定程度的權衡，應改變以往大而全的教學大綱的傳統思維，對現有內容進行進一步的精化和凝練，將內容分為核心課堂講授內容和自學內容。如將關聯規則、分類、聚類、離群點分析的一些算法作為自學內容進行；如背有關深度學習的內容在課堂上進行基礎知識講授；如將工具學習和應用作為自學內容，自學的內容也應該包含在課堂考核范圍之內，從而保證自學的效果。此外，應綜合計算學生的學習負擔，在課程大綱中去掉部分內容保證學生所花時間不會擠占別的課程時間。

其次，不同層次學生主動性調動的問題。筆者在創新創業教育實踐中發現，在項目討論中能占據主導地位的還是成績排名靠前的學生。這固然有這些學生具有較高的學習能力和創新思維的緣故，也有對于成績好的學生盲從的因素。老師需要在不打擊好學生積極性的基礎上，一定程度上調動其他學生的積極性，并嘗試讓所有學生都可以與較好學生進行互動。作者的經驗是首先要保證所有學生有相對平等的時間和機會發表自己的觀點。由于學生普遍不愿發言，這需要創建一種人人必須發言的機制，同時保證討論的寬松環境。其次，為保證項目的正確進行，最終可以選擇成績較好學生的項目作為基礎，但要求必須融合其他學生的優點。可以鼓勵學生對項目的某一些方面進行補充，同時要求成績較好學生對該補充進行討論和回復。由于關注的點更小，可以讓更多的學生參與進來。

第三，創新創業教育效果的衡量問題。創新創業教育所涉及的是相關能力和素質，需要較長時間潛移默化地提高，因此很難在短時間內進行衡量，也很難設計出固定的技術方法進行測量。但筆者認為，持續性地自主思維和不斷地動手實踐是對這項教育內容的有效訓練，只要不斷進行這些訓練，對學生相關能力的提高將是有益的。該項內容應該長時間、跨課程地對學生的相關能力進行觀察。筆者認為，在一個課堂中，可以組織多次類似的討論，循序漸進地鼓勵大家進行相關的學習。在多次重復實踐后，對每一次討論的學生參與程度（如發言人數、發言時間、交互時間、交互人數、插話時間等）和內容深度（如思維發散程度、技術深度、邏輯思維嚴密性、模塊化思維等）進行評估，進而調整相關的教學實踐。依據該評估結果進行的調整應潛移默化地進行，盡量不向學生公開結果，以免引起學生的緊張。

4 結 語

創新創業教育是將學生的創新思維能力和創業基本素質作為最重要教學目標之一的一種教學思想。在近5年內，創新創業教育在高校中獲得了長足的發展，但如何在專業課程之中尤其是計算機智能科學課程教學進行相關的實踐還需要更多的探索。筆者認為，應著重關注在專業教學的具體知識背景下培養相關的創新創業思維和能力，尤其是鼓勵更多學生養成質疑、討論和實踐的習慣。教師應為此給學生創造更多的學習時間、學習資源和教學組織上的相關環境。希望這些思考能對其他教師進行更多的實踐提供一定的參考。