公安技術專業“模式識別”課程教學改革研究

谷學匯

[摘? ? ? ? ? ?要]? 結合公安院校人才培養目標，針對模式識別課程在教學中呈現的問題，提出對公安技術專業模式識別課程進行教學改革和實踐，以服務公安實戰為主旨，以培養綜合人才為目標，采用線上線下混合式教學模式，通過對線上教學問題和任務點的優化設計，引入案例式、問題式、啟發式的教學方法，進行線上線下混合式教學，引導學生自主學習，提升學生解決公安工作實踐問題的能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 模式識別;線上線下混合式教學;啟發式培養

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）14-0065-03

近些年，模式識別技術得到迅猛發展，已經遍及多個學科，廣泛應用于人工智能、系統控制、目標識別、圖像處理、醫學工程等領域[1]。模式識別課程的綜合性較強，涵蓋知識點較多，對實驗實訓要求較高，本科學生普遍感覺學習困難，沒有吸引力，令其望而生畏。這種情況在公安院校尤為明顯，由于公安院校多以培養應用型警務人才為主，對模式識別這類理論性過強的課程重視程度不夠，導致學生的學習興趣不高。但是，公安院校的公安技術專業開設模式識別課程是十分必要的，因為公安警務正處在新的發展時期，即智慧公安時代，急迫需要物聯網、云技術、數據挖掘等新一代信息技術作支撐，進行公安信息的感知、分析、整合，需要運用這些技術為公安執法提供有力支持，而模式識別課程內容正好為新一代信息技術提供了理論依據，也為后續專業課程學習奠定了基礎。本文以公安技術專業的模式識別課程建設為研究主線，提出線上線下混合式教學方法，采用問題式、啟發式、互動式的教學方式對模式識別課程進行改革探索，為了提高學生的實踐能力，將公安實戰案例融入課程之中，通過基礎類實驗和綜合類實驗鍛煉學生的操作能力，培養學生的模式識別專業技能，提升警務化工作效能。

一、模式識別課程建設的必要性

《公安高等教育發展規劃綱要（2015—2020）》和《關于公安院校公安專業人才招錄培養制度改革的意見》[2]等文件要求：全面加強實驗室、校內外實習基地建設，堅持突出專業、貼近實戰;加強教材和課程建設，促進學生養成良好學風，著力培養高素質綜合性人才。正是在國家大力推進教育教學改革的背景下，本文提出了面向公安技術專業的模式識別課程的改革，研究該課程的改革有助于優化公安技術專業課程體系，利于優化專業結構，便于開展警務專業課程建設。

眾所周知，模式識別技術可以應用到很多公安領域，如網絡安全與執法、視頻圖像偵查以及智慧交通領域等都有廣泛應用。以交通警察為例，除了應掌握交通管理與指揮、視頻圖像偵查的知識外，還要具備對卡口視頻中人、車、物等違法行為進行分類識別的能力，才能更好地為偵查取證提供有效的技術依據，而上述部分技術是依托于模式識別技術的，因此在警校階段提前開設適合公安工作的模式課程十分重要。本文通過對線上線下課程的優化設計，將模式識別課程與培養綜合技術人才進行有機結合，搭建適合公安技術專業人才培養的課程體系，并形成一整套完整的課程改革方法。通過課程改革與實踐，為培養優秀的公安人才奠定良好的課程基礎。

二、模式識別課程現狀分析

模式識別課程具有跨學科、較抽象、難理解的特點，其主要以數學方法與計算機為工具，對獲取的信息進行分類、理解、處理。其課程涉及數學內容較多，比如概率論與數理統計、線性代數等內容，想要學好這門課程，除了要掌握上述基礎理論課程以外，還必須具備較強的實踐能力，并且需要掌握至少一門編程語言，通過編程來驗證理論課程內容，提升動手操作能力。

為了能夠客觀反映學生對模式識別課程的學習情況，在教學結束后對2016級視聽偵察班的41名學生進行問卷調查，調查反饋情況如下表所示。從表中可以簡單計算出學生對課程學習目標的達成率大約是0.8225（不符合數量占總數的比例），這個數值反映了學生對知識的掌握情況基本達到預期效果，但是詳細分析表格數據可以發現，學生對純理論的掌握普遍差一些，對設計和實驗類的內容掌握明顯好一些，可見現有的課程教學模式已經不適合這門課程的教學，急需對課程進行改進，如何將晦澀難懂的理論知識與實踐相融合，怎樣才能提高學生學習的興趣，這些問題就是本文要重點解決的課程改革難點。

三、面向公安技術專業的模式課程改革

根據公安院校的教育培養理念，為適應公安技術專業培養實戰型應用人才的需要，積極推進模式識別課程改革。傳統的模式識別課程采用課件+板書進行教學，該方式已經不能滿足現代教學的需要，為了更好地提升課程教學效果，引入新形式教學勢在必行。本文采用線上線下混合式教學，以解決傳統模式識別課程的弊端。采用線上課程的優點是學習方式比較靈活，便于開展教學設計、實驗實訓、課程評價等內容;線下課程較為常規，但是便于與學生進行交流溝通。通過教師精心設置課程問題和任務點，將線上和線下課程貫通起來，再通過分析學生的評價與問題反饋，進行有針對性的課程講解，達到有效提高教學效率及質量，優化教學課程的目的。

（一）搭建線上課程，優化教學內容

公安院校以培養應用型人才為主要目標，大多數警校的培養方案中基礎課的內容較多，課時較少，學生很難牢固掌握教學內容，特別是優化理論、線性代數、概率論與數理統計等內容，導致學生學習模式識別等專業課程較為吃力。為了更好地解決這個問題，我們在超星學習通平臺上建設模式識別線上課程，課程以貼近公安實戰為建設理念，以模式識別前期基礎課程、預修課程、前沿技術和實驗實訓為主要講授內容，為基礎薄弱學生提供了良好的學習平臺，為打算拓展、拔高的學生提供了優質線上學習資源。此外，還根據培養方案精心設計和優化課程內容，確保學生能夠自主學習。由于傳統模式識別課程主要講授模式識別基礎理論—分類—特征選擇與優化—聚類等內容，任課教師一般采用課件+板書的課堂講授方式，教學內容和教學方法比較單一，不能與時俱進，未能達到較好的教學效果。為了提高教學效果，必須對教學內容進行完善和優化，對數學等基礎類前導課，引入線上教學的方式，將課程內容中的核心以視頻+電子白板講解的方式呈現出來，并提供配套的課程講義，以提高學生的學習效率，也便于反復學習，鞏固知識;對基礎課以外的內容，必須貼近實戰，需要與前沿技術相融合，與公安工作相契合，如將字符識別、語音識別、車牌識別、人臉識別[3]等內容引入公安實際案例中進行講解，激發學生的學習興趣。

（二）采用混合式教學，改進教學方法

傳統講授模式識別普遍存在講授多、研討少，理論多、實踐少的通病。針對上述問題，引入線上線下混合式教學法，對線上課程提前規劃教學設計，提出教學問題和任務點，引入案例式、啟發式[4-5]的教學方法，進行有效教學，重點啟發學生思考，引導學生自主學習。在線上教學平臺定期發布教學任務點，學生以闖關模式完成所有任務點，經過對完成率等數據的分析，掌握學生的學習進度。教師主要負責督促學生完成知識點，對共性問題進行指導，并在線下課程中進行新增知識點和解決問題技巧的總結講解。線上線下混合式教學能夠取得良好的教學效果的主要原因有兩個：一方面是因為線上學習的時間比較靈活，不受地點限制，增加了學生自主有效的學習時間，學生線上課程訪問統計如圖1所示。另一方面，教師為了建設線上課程需要提高自身的信息化水平，需要設計教學問題和教學任務點，需要不斷地思考和提高。此外，依靠線上平臺管理課程非常便捷，平臺能夠統計學生的學習情況，通過對統計數據的分析，能夠準確掌握學生的學習成果，學生成績統計如圖2所示。為了不斷地完善線上線下課程，我們增加了課程的過程性評價，教師在課中、課后通過學習通平臺進行線上教學的過程性評價，既要求學生對教師進行評價，又要求學生自我評價，還組織課題組教師進行線上聽課指導評價，促進授課教師提高線上教學質量。

（三）完善實驗實訓教學，培養學生的創新能力

模式識別課程是實踐性很強的專業課，在公安技術專業中通常設置為32學時，其中8學時為實驗實訓教學，因此在有限的課時內實現高質量實踐教學勢在必行。模式識別課程的實驗實訓內容大多停留在對基礎理論的驗證上，對學生動手操作能力的提高作用不明顯。為了更好地解決這個問題，可以將模式識別的實驗實訓內容分成兩個層次：第一個層次為基礎類實驗實訓。教師以公安實戰案例為主要素材，設計好實驗實訓內容，提前發布在線上供學生預習和課后復習。這類實驗以培養學生的基本實驗實訓素養，鍛煉學生基礎操作的能力，重點掌握模式識別基礎理論的驗證方法，熟練使用Matlab進行編程。第二個層次為綜合類實驗實訓，學生有一定的基礎實驗能力后，需要選做教師設計的綜合實驗實訓，并采用分組形式進行，學生自行設計實驗方案，獨立進行實驗，分析實驗結果，最終寫出實驗報告，期間教師給予必要的啟發性提示。實驗結束以后，教師需要對實驗進行點評、分析、總結，并演示正確的實驗方法，將操作過程錄像后發布到線上，便于學生課后復習。通過對上述兩個階段的鍛煉，能夠培養學生的創新能力，有效提高了學生解決模式識別實際問題的能力。

四、總結

本文詳細闡述了公安技術專業開設模式識別課程的必要性，分析了目前模式識別課程存在的一些弊端，并通過對學生的調研反饋，找出學生學習的難點和痛點，并提出線上線下混合式教學方法，以解決傳統的模式識別授課過程中出現的問題。線上課程的使用能夠增加學生自主學習的時間，有效提高學生的學習效率。教師再通過線下有針對性的講解，達到事半功倍的效果。模式識別課程的實踐性很強，本文提出通過基礎類實驗實訓夯實學生的實驗基礎，通過選做綜合性實驗，達到開闊學生眼界、鍛煉學生實際操作能力的目的。

參考文獻：

[1]袁立，閻群.基于工程實例導入的模式識別課程教學改革探索與實踐[J].教育現代化，2019，6（24）：65-67，71.

[2]米佳.公安本科院校轉型發展的理論分析與實踐探索[J].遼寧警察學院學報，2017，19（6）：1-7.

[3]馬家君，張利，謝泉.基于大數據技術的模式識別課程教學改革[J].教育文化論壇，2019，11（4）：137-140.

[4]付榮榮，時培明，潘釗，等.工程教育背景下“模式識別”課程教學研究[J].電氣電子教學學報，2018，40（4）：46-48，53.

[5]杜春，伍江江，李軍，等.“模式識別新技術研討課”教學探索思考[J].教育現代化，2018，5（45）：45-46，49.

編輯 馮永霞