小規模院校本科創新復合型人才培養教學實踐與研究

摘? 要：培養創新復合型人才是國家民族長遠發展的大計。小規模高校由于學科建設單一且科研平臺相對匱乏，創新復合型人才培養體系構建面臨諸多挑戰。本文基于在該類院校工科專業課程“人工智能導論”教學實踐中探索與反思，提出將科研素質與創新思維培養融入前沿專業課程體系的構想，并從教學內容、教學方法、教學工具、教學評價四個方面展開多項教學改革創新;同時結合當下“全方位育人”與“四新建設”的時代背景，提出了“范例思政”與“工文交叉”的人才培養模式。通過多角度印證，以上教學創新成果取得了良好育人效果，其教學模式設計與實踐方法亦可為同類高校相似專業課程教學活動提供參考。

關鍵詞：小規模院校;創新復合型人才;人工智能導論;教學實踐

中圖分類號：G420? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）17-0189-04

新時代背景下，國家對創新型人才的需求不斷增加，國際競爭力的提高依賴于高素質創新人才的培養。2021年5月28日，習近平總書記在兩院院士大會暨中國科協全國代表大會上指出，“培養創新型人才是國家、民族長遠發展的大計”，廣大教育工作者需要“讓更多的青少年心懷科學夢想、樹立創新志向”。一直以來，本科教育對人才培養至關重要。早在2018年，教育部就印發了《關于加快建設高水平本科教育 全面提高人才培養能力的意見》，提出科教協同理念，并指出：“推動國家級、省部級科研基地向本科生開放，為本科生參與科研創造條件，推動學生早進課題、早進實驗室、早進團隊。”為培養新時代具備高水平創新能力的復合型人才，2019年教育部聯合有關部門大力推進新工科、新醫科、新農科、新文科（簡稱“四新”） 建設。截至目前，眾多高校陸續開展了大量有益的探索。其中規模較大的綜合性大學借助其相對完善的學科建設和科研平臺優勢，大批改革試點學院成功落地并形成日益完善的基于科研引導的創新型人才培養體系[1]。

然而，在一些不具備較大科研平臺支持且學科建設相對單一的行業特色院校，相關教育創新體系構建依然存在明顯短板。因此，如何在這類院校中尋求更加合理的創新復合型人才培養并逐漸形成有效的運行機制，成為提高小規模院校本科生創新能力的關鍵。國際關系學院作為一所“小而精”的行業特色院校，始終以培養具有國際視野、人文精神、創新能力的復合型卓越人才為己任。在“四新建設”的時代洪流中，該校網絡空間安全學院成功獲批數據科學與大數據技術專業并順利招收首屆學生。作為新工科建設的先鋒，該專業承擔為國家培養信息時代下各行業數據科學人才的重任。本文結合筆者在該類院校的教學工作，以提升學生綜合專業素養為指導思想，以培養兼具“家國情懷”與“跨領域”創新能力的復合型人才為目標開展教學活動，從教學內容、教學方法、教學環境、教學評價四個方面對“人工智能導論”課程開展多項教學改革創新，同時結合當下“全方位育人”與“四新建設”的時代背景及國際關系學科體系特色，提出了“范例思政”與“工文交叉”的人才培養模式并在日常教學活動中加以實踐。特別以教學環節作為突破口從本科教學實踐中不斷實驗、反思與總結，探索出基于科研引導的本科生創新思維培養三步走模式：激發科研興趣、提升科研素養、培養創新思維。結合學校的政策環境支持與相應配套管理機制，引導學生在科研實踐中樹立正確的科研觀，最終形成創新復合型人才培養體系閉環。

一、不斷更新教學內容，激發學生科研興趣[2]

人工智能是新興的科學與工程領域之一，范圍從通用領域，如學習和感知，到專門領域，如下棋、自動駕駛和診斷疾病。近年來，人工智能作為一門前沿學科發展迅速，相關應用不斷涌現。“人工智能導論”在教學內容的安排上既要包含基礎理論，又要兼顧前沿進展。為了解決學科高速發展與教學內容相對陳舊的問題，要求在教學內容的安排上既要考慮到基礎理論，又要考慮學科的前沿發展，緊跟時代發展的步伐。因此，在參考國外經典教材的基礎上[3]，還需要通過結合自身的科研工作隨時跟蹤相關頂級會議最新科技文獻，更新自身知識體系并通過編寫PPT課件的方式在每個新的教學周期更新補充學科發展的最新成果。在這一過程中，選取最新前沿科技動態并制作精品PPT課件是激發學生科研興趣的重要一環。同時，選取兼具時效性與生活性的前沿科技動態作為示例引導學生進入理論部分的學習，是激發學生的學習興趣的關鍵。此外，在課后作業設計環節布置兼具理論性與實用性的題目亦是引導學生進行自主學習的重要補充。

二、尋求新型教學方法，提升學生科研素養

傳統的教學模式是以教師教授中文教材為主，學生記住基本概念與算法流程，對其科研素養與創新思維培養起到的作用微乎其微。培養學生創新思維的首要環節是開闊學生視野，提高其獲取該領域前沿最新科研成果的能力。考慮到人工智能最新科研成果都是以英文形式發表在相關頂級會議，因此幫助學生消除英文專業詞匯帶來的語言障礙勢在必行。盡管雙語教學模式是解決這一問題最簡單直接的方法，但考慮到“人工智能導論”課程基礎理論性強、算法晦澀難懂的特點，直接應用傳統的雙語教學模式，會使大部分學生因為語言障礙無法緊跟老師講授思路[4]。因此，需要尋求新型雙語教學方法，需要尋求新型雙語教學方法，在保證學生學習掌握基本原理的同時，使其熟悉相關概念的英文表達，為前沿科技文獻閱讀打下良好基礎。

通過在教學過程中不斷總結與反思，本文探索出一種合理的雙語教學模式。具體為參考經典原版教材制作精品英文PPT課件，對課件主要以中文的方式講授，并在解釋專業單詞含義的同時穿插有關知識點的教學，使學生在課堂上以“看英聽漢”的方式高效獲取人工智能領域理論知識的同時，熟悉并掌握相關英文表達，配合英文形式的課后作業進一步鞏固課堂所學。在此過程中，同步配合教學內容的興趣激勵與考核方式的行為引導，培養學生查閱最新科技文獻的習慣，在“興趣—閱讀—思考”的過程中反復熟練知識體系并磨煉創新思維，為創新復合型人才培養打下牢固基礎。通過對這一過程的不斷強化還可以培養學生養成隨時隨地查閱最新計算機頂級國際會議科技文獻的習慣，避免在未來創新工作中的“跟隨式重復性”科研，養成良好的科研習慣。

三、設計相關科研案例，培養學生創新思維

任何創新思維都無法憑空而來，往往需要在親自動手實踐，并從失敗中總結經驗教訓和反思現有方法不足的過程中迸發而來[5]。人工智能導論是理論與實踐相結合的課程，學生可以通過這門課程打開科學研究的大門，因此需要通過具體科研案例的設計，讓學生真正參與到前沿科學研究實踐中，在動手實踐與反思中實現完整的科研訓練過程，并在這一過程中實現對學生創新思維的培養。

利用現代化信息技術搭建教學實訓平臺是實現這一過程的有效途徑之一。通過與行業內有關公司聯合申請教育部產學合作協同育人項目的方式建立合作[6]，購買機器人硬件設備，組建機器人興趣小組，為學有余力的學生開啟新的大門，滿足不同學生需求的同時進一步探求創新復合型人才培養模式。

四、多元課程考核方式，體現學生綜合素養

人工智能導論這門課程重點在于對學生的科研素養和創新思維的培養，提高學生分析解決新問題的能力。傳統單一的考核方式很難全面客觀地體現學生對知識的掌握程度及解決實際問題的能力，因此需要構建多元化的考核手段，形成正確的學習導向[7]。具體從以下兩方面實施：

（一）課后作業引入自我評估機制并計入平時成績。在每次作業提交截止日期后，立即向學生公布作業正確答案，并要求學生對做錯的題目自行分析并撰寫錯題分析報告，該報告與作業一同計入學生平時成績。學生通過自我評估過程，可以有效地對自身掌握的知識體系進行修正，激發學生主動求知的潛能。

（二）加大最新前沿科技文獻閱讀與案例實踐分數的權重，引導學生積極參與創新能力培養環節。同時，為驗證新型雙語教學效果，期末試卷采用與平時作業題目形式類似的英文試卷及半開卷考核方式。具體為：授課教師提前向學生發放兩張特定A4紙，學生可自行撰寫內容，考場除這兩張A4紙外其他資料一律不準攜帶。這種考核方式既可以引導學生在復習過程中重新梳理所學知識，亦避免了學生把大量時間花費在毫無意義的死記硬背上。考核結果顯示，這種考核模式的初步探索取得了較好的效果，大部分學生能夠在這種考核模式下取得滿意的成績。

五、設計“范例思政”案例，塑造學生正確價值觀

創新復合型人才培養過程對價值觀的塑造尤為重要。在“人工智能導論”課程建設與課堂教學過程中，不僅需要幫助學生掌握人工智能的科學原理，更需要引導學生樹立正確的價值觀，用所學知識回報社會。如何在授課環節中把知識傳授與價值觀傳遞相結合并融入教學改革實踐中，一直是當下研究的熱點問題。

早期課程思政環節僅將“人工智能課程”簡單作為一門計算機科學領域的專業課程，從科技強國的角度激勵學生努力學習科學知識并喚起學生愛國愛黨的意識。雖然在一定程度上增強了對學生的民族認同教育，但由于思政環節與日常生活聯系不夠緊密，僅憑相對生硬空洞的灌輸很難讓學生產生共鳴。本文經過反思總結并結合人工智能學科應用性強的特點，探索出一種將“范例”作為“知識傳授”與“價值塑造”聯系紐帶的創新課程思政建設模式，即“范例思政”，如圖1所示。該模式的實施路徑：選取兼具實時性與生活性范例，利用范例中的系統應用引出相關知識體系，利用范例中的內容教育實現對學生的價值塑造，從而把思政教育有機融入課程教學全過程中，潛移默化地讓學生接受思政教育，做到潤物無聲。

例如，模式識別是“人工智能導論”課程的重要內容之一。相關章節講授過程中，通過引入時下熱播劇《暴風眼》中的天眼系統作為切入點，激發學生的好奇心和求知欲，逐步揭示天眼系統的理論本質是模式識別技術。知識傳授過程注重結合范例培養學生用技術手段改變生活方式的思維習慣。《暴風眼》講述了國安干警為國為民無私奉獻不怕犧牲的感人事跡，是非常好的愛國主義教育題材，可以培養學生為大國崛起而讀書的志向與胸懷天下濟世安民的家國情懷[8]，實現對學生社會主義核心價值觀的塑造。

六、結合本校的特色學科，構建 “工文交叉”體系

國際關系學院是一所在國際關系、國家安全領域特色突出的文科類院校。讓理工科學生能夠同樣享受學校優勢學科發展的紅利，是培養創新復合型人才的重要捷徑。

在“人工智能導論”課程中，自然語言處理作為人工智能應用章節的重要內容，是研究如何利用計算機技術對語言文本（句子、篇章或話語等）進行處理和加工的技術。為實現培養具有創新能力的復合型人才的教學目標，在具體實踐過程中以強化實驗環節作為突破口，結合本校特色與相關學科同時開展合作并設計交叉學科實驗內容，擴充“工文交叉”教學示例。通過與國際政治、國際金融、法律、公共管理等學科的融合，不僅為理工科學生開闊了視野，同時也進一步豐富學校新文科相關專業的教學手段和教學內容。

具體教學案例設計中，在“工文交叉”的同時亦注重課堂思政對學生核心價值觀的引導。例如利用中文分詞技術對中共中央黨代會報告、政府工作報告、習近平總書記“七一”重要講話等重要文件進行分析，形成詞云統計。讓學生在實踐的過程中有效挖掘出不同時間段政府工作的關鍵詞，通過對比發現社會的進步，培養學生樹立正確的價值觀。同時，部分實驗成果也可以引導學生與其他相關文科專業學生進一步開展深度合作，為學校文科相關專業培養復合型人才提供平臺，為新文科建設添磚加瓦。

七、追蹤學生后續反饋，探求成果輻射效應

在結課后對學生后續學習狀況持續追蹤，并以此作為重要證據進行教學總結與反思，是保障教學改革創新持續發展的動力源泉。目前學校出臺了“本科生學術支持計劃”，鼓勵本科生進行科研創新活動并給予相應的經費支持。結合該計劃對“人工智能導論”選課學生進行后續科研成效追蹤發現，絕大部分學生都可以在教師指導下較高質量地完成學術支持計劃。學生普遍表示對前沿科技文獻的理解能力和動手實踐能力均通過“人工智能導論”課程得到了很大程度的提高。這些成績的取得完全得益于以上教學創新成果。通過對該成果的進一步凝練，總結出以下六點具有較強輻射推廣價值的教學新方法與新模式：

一是對于發展較快的專業課程，授課教師自身的科研工作是保障教學內容與時俱進的基礎;二是對于較為前沿的專業課程，合理的雙語教學模式是培養學生創新能力的重要手段;三是對于理論較強的專業課程，運用現代化信息手段搭建教學環境是提升教學效果的技術保障;四是對于專業核心的基礎課程，多元化的課程考核方式是提升學生綜合素養的方向指引;五是對于應用性強的專業課程，“范例思政”是將思政教育和價值觀塑造融入課程教學中的優化方案;六是在小規模行業特色高校中，學科交叉融合是培養具有創新能力的復合型人才的重要捷徑。

作為一門在文科院校的理工類核心專業課程，“人工智能導論”在后續教學實踐中還需持續不斷地總結反思，探索該教學成果在同類型高校及相關專業課程中的輻射效應，開展廣泛合作，取長補短，進一步完善課程設計與教學方法。

八、結語

習近平總書記在兩院院士大會暨中國科協全國代表大會上指出：“我國教育是能夠培養出大師來的，我們要有這個自信！”這既是廣大教育工作者為之奮斗終身的目標，也是前行的動力。高校作為輸出人才的通道，引領學生走向科學技術的前沿并培養自己的學術大師責無旁貸。本文以“人工智能導論”為例，通過引入以上一些教學設計與教學改革，結合學校自身特色實現了專業課程教學與創新復合型人才培養的有機結合。但這些改革措施還遠遠不夠，還需要廣大教師與時俱進、不斷反思、總結、提高，一起協同努力，在教學模式上積極創新，探索出一條通過前沿學科課程教育教學提升本科生創新能力的新途徑，為小規模院校加快發展、樹立品牌添磚加瓦，為國家培養高素質創新復合型人才貢獻力量。

參考文獻：

[1] 申亞云. 本研銜接教育中本科生科研能力的培養路徑研究——基于中美比較的視角[J]. 試題與研究，2021（13）：145-146.

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[3] 徐潔磐，周海燕. 《人工智能導論》教材編寫探討[J]. 計算機教育，2021（01）：177-180.

[4] 宋宛亭，王藝蓓. 學生視角下高校新工科雙語課程的問題及對策[J]. 文教資料，2021（07）：204-206.

[5] 劉金江，李賀，馬曉普，等. 面向新工科的人工智能導論實踐教學模式初探[J]. 計算機時代，2021（05）：91-93.

[6] 王振華，徐新黎，孫磊. 研產教融合引導的“人工智能導論”教學案例設計[J]. 現代信息科技，2020，4（09）：176-178+181.

[7] 戴華，王勇智，周小強. 人工智能導論課程的綜合教學改革方法探索[J]. 課程教育研究，2018（43）：250.

[8] 顧然，馮國昌. “新工科”背景下人工智能專業“課程思政”教育研究——以“人工智能導論”課程為例[J]. 黑龍江教育（理論與實踐），2020（10）：6-7.

（薦稿人：李斌陽，國際關系學院網絡空間安全學院教授）

基金項目：國際關系學院校級教改創新項目“基于科研能力培養的前沿學科專業課程教學模式研究與實踐”;國際關系學院校級教改創新項目“新工科背景下人工智能導論課程思政教學研究與實踐”。

作者簡介：李巖（1983—），男，博士，國際關系學院網絡空間安全學院講師，研究方向為機器學習、模式識別與計算機視覺。