《人工智能基礎(chǔ)》線上線下結(jié)合教學(xué)的嘗試

羅曉

摘要：人工智能基礎(chǔ)課程內(nèi)容廣泛，具有很強(qiáng)的綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，為學(xué)生提供一種新的思維方法和問題求解手段。本課程的教學(xué)學(xué)時(shí)是32學(xué)時(shí)，但是所包含的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難點(diǎn)較多，為了能夠較好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，采用了課內(nèi)課外相結(jié)合，線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，增加了學(xué)生的有效學(xué)習(xí)時(shí)間，與單純的線下教學(xué)相比，教學(xué)效果有顯著提高。

關(guān)鍵詞：人工智能基礎(chǔ)，線上線下教學(xué)，教學(xué)效果

1.引言

人工智能基礎(chǔ)課程是電子電氣工程學(xué)院的平臺(tái)課，其知識(shí)點(diǎn)具有不可替代的重要作用。該課程內(nèi)容廣泛，具有很強(qiáng)的綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，其開設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，為學(xué)生提供一種新的思維方法和問題求解手段。同時(shí)，本課程能夠培養(yǎng)學(xué)生對計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)的前瞻性，提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平。

本課程的教學(xué)學(xué)時(shí)是32學(xué)時(shí)，但是所包含的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難點(diǎn)較多，為了能夠較好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，我們采用了課內(nèi)課外相結(jié)合，線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，增加了學(xué)生的有效學(xué)習(xí)時(shí)間，與單純的線下教學(xué)相比，教學(xué)效果有顯著提高。

2.教學(xué)目標(biāo)的確定

1）把育人目標(biāo)融入教學(xué)中

在教學(xué)中融入育人目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生思考我國在人工智能的哪些領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)，和國外的研究相比有哪些優(yōu)勢和不足，讓學(xué)生具有名族自豪感，同時(shí)也體會(huì)到自己肩負(fù)的責(zé)任。當(dāng)學(xué)生清楚地知道“為什么而學(xué)”，就會(huì)更加有學(xué)習(xí)動(dòng)力，從而有更好的學(xué)習(xí)效果。

2）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的確定是課程的首要任務(wù)。如何選好教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生既能了解本領(lǐng)域的概貌，又能適合學(xué)生的基礎(chǔ)，便于他們在有限的時(shí)間完成學(xué)習(xí)任務(wù)，是一件比較困難的事。因此，首先要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。教學(xué)內(nèi)容除了包含基礎(chǔ)理論外，還應(yīng)該反映人工智能領(lǐng)域的新發(fā)展和新動(dòng)態(tài)，跟上學(xué)科發(fā)展的步伐。本課程初設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容分基礎(chǔ)部分和擴(kuò)展應(yīng)用部分?；A(chǔ)部分主要包括人工智能的定義和發(fā)展、知識(shí)的表示以及推理，而擴(kuò)展應(yīng)用部分主要包括專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器規(guī)劃、機(jī)器視覺等。

在教學(xué)內(nèi)容上，除了講解教材的內(nèi)容，最重要給學(xué)生提出相應(yīng)的前沿科學(xué)問題，讓學(xué)生思考和查找學(xué)習(xí)資料，從而讓學(xué)生盡快接觸科學(xué)前沿問題。

3.教學(xué)方法的創(chuàng)新

在課程的建設(shè)和改革探索中，采用以激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探索新的教學(xué)方法。通過學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法，采用翻轉(zhuǎn)課堂、課堂演示、課堂辯論、課堂互動(dòng)等一系列教學(xué)新模式。為提高學(xué)生的動(dòng)手能力和理論水平，鼓勵(lì)學(xué)生申請創(chuàng)新項(xiàng)目，參與科研課題，將理論與實(shí)際相結(jié)合，為學(xué)生畢業(yè)后的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

采用多種教學(xué)方法和手段。采用線上線下結(jié)合的教學(xué)模式，豐富教學(xué)內(nèi)容。

1）建設(shè)課程網(wǎng)站，電子課件和視頻在網(wǎng)上公開，要求學(xué)生在上課前對響應(yīng)的章節(jié)進(jìn)行預(yù)習(xí)，回答問題。上課時(shí)，對重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解，增加翻轉(zhuǎn)課堂和課堂討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于課程學(xué)時(shí)較少，為了讓學(xué)生能夠掌握所學(xué)內(nèi)容，每次上課后，都布置線上作業(yè)，要求學(xué)生2天內(nèi)提交。教師批改時(shí)，對每位學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問題都給出評語，方便學(xué)生改正作業(yè)中的錯(cuò)誤。對普遍存在的問題可以在上課時(shí)進(jìn)行講解，這樣學(xué)生就能把問題及時(shí)解決。在教學(xué)過程中，增加2次線上測試，每次1小時(shí)，安排在周末。通過測試，發(fā)現(xiàn)掌握較差的同學(xué)，可以對他們進(jìn)行單獨(dú)的輔導(dǎo)答疑。

2）增加課外的仿真作業(yè)。學(xué)生可以自由組合成3-4人的小組，仿真作業(yè)主要是主觀貝葉斯和機(jī)器學(xué)習(xí)的題目，分為難度不同的三檔，學(xué)生可以自行選擇合適難度的題目。最簡單的一檔，系數(shù)是1，中等難度的仿真，系數(shù)是1.1，較難的仿真，系數(shù)是1.2。對于編程語言不做限制，學(xué)生可以選擇自己熟悉的語言進(jìn)行編程。學(xué)生完成仿真后，需在期末提交報(bào)告，報(bào)告要寫設(shè)計(jì)思路，主要程序，仿真結(jié)果和分析。

3）增加翻轉(zhuǎn)課堂和課堂討論。選擇一些難度相對較小的章節(jié)，讓學(xué)生看視頻預(yù)習(xí)后，上課進(jìn)行講述。翻轉(zhuǎn)課堂也是以組為單位進(jìn)行，學(xué)生預(yù)習(xí)后，根據(jù)自己的理解，準(zhǔn)備ppt，上課時(shí)給同學(xué)們進(jìn)行講述。由于課時(shí)關(guān)系，并不能讓所有組同學(xué)都上臺(tái)講述，但是要求每一組同學(xué)都要準(zhǔn)備ppt。對于課外完成的仿真，如果想獲得90分以上的高分，也需要在課堂上講述思路、關(guān)鍵程序和仿真結(jié)果。

人工智能作為一門高度融合的交叉科學(xué)，其發(fā)展速度迅速，不斷有新理論、新問題涌現(xiàn)出來。我們的人工智能教學(xué)既要注重基礎(chǔ)理論知識(shí)，又要緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，勢必要求對課程內(nèi)容進(jìn)行不斷更新，對教學(xué)方法進(jìn)行不斷創(chuàng)新，這對我們的教學(xué)資源和教師素質(zhì)都提出了更高的要求。

4.考核方式的改變

成績通常由平時(shí)成績和期末成績組成。傳統(tǒng)的考核方式中，平時(shí)成績占30%-40%，主要包括考勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)等，期末成績是筆試成績。在線上線下結(jié)合的授課方式中，平時(shí)成績所占的比例提高了，可以占50%以上，充分體現(xiàn)了平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性。平時(shí)成績包含的內(nèi)容也增加了，主要由線上學(xué)習(xí)時(shí)間、任務(wù)點(diǎn)完成情況、線上作業(yè)得分、問題討論、課堂互動(dòng)表現(xiàn)、線上測試成績等組成。同時(shí)，平時(shí)成績還包括育人目標(biāo)的要求，例如如果有學(xué)生抄襲別人的作業(yè)，那么他就是不誠信，除了這次作業(yè)得零分，育人目標(biāo)得分也要減少。目前，育人目標(biāo)得考核仍然在初步嘗試中，還需要進(jìn)一步完善。

5.結(jié)束語

我們開設(shè)的人工智能基礎(chǔ)課程，由于課時(shí)較少，課程內(nèi)容較多，線下教學(xué)感覺時(shí)間不夠用，學(xué)生掌握程度不理想。去年進(jìn)行了線上線下結(jié)合的教學(xué)后，學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)，課后還可以看視頻，把沒有完全掌握的內(nèi)容再進(jìn)行復(fù)習(xí)。學(xué)生線上提交作業(yè)，老師通過線上批改，并增加評語，有利于學(xué)生把每個(gè)教學(xué)內(nèi)容都及時(shí)掌握。教學(xué)效果有了很大的提高。今后考慮可以把重要的習(xí)題講解也錄制視頻放到網(wǎng)站上，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。

通過線上線下結(jié)合的教學(xué)方式，學(xué)生的有效學(xué)習(xí)時(shí)間增加了，學(xué)習(xí)效果有了保證。不過，在今后的教學(xué)中，作業(yè)形式和考核方式還需要進(jìn)一步完善，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力。

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