線上線下混合式教學在模式識別技術課程中的探索

（中國人民公安大學偵查學院，北京 100038）

摘要：模式識別技術已成為刑事科學技術專業碩士研究生的重要專業基礎課。然而受課程理論性強、學生基礎弱等問題的制約，傳統線下面授或者單一線上教學的模式無法滿足該門課程的人才培養需求。文章在分析刑事科學技術專業碩士研究生模式識別技術課程現狀的基礎上，積極探索線上線下混合教學模式，激發學生學習自主性，調動學生學習積極性，提升教學效果。

關鍵詞：模式識別;線上線下;混合式教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）18-0115-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

近年來，隨著移動互聯網進程的深入推進，線上線下混合式教學模式成為教學改革的主流方向[1]。線上線下混合式教學是線上學生自主學習和線下教師面授相結合的新型教學模式，可最大限度發揮傳統面授和信息化教學的優勢。本文以中國人民公安大學刑事科學技術專業碩士研究生課程《模式識別技術》為研究對象，針對學生基礎弱，課堂學時有限等問題，開展線上線下混合式教學探索。

1 模式識別技術課程概述

刑事科學技術是以訴訟中可能成為物證的各種物質、物品、痕跡、影像為研究對象，研究應用自然科學技術手段與方法，解決犯罪現場勘查取證與分析重建、物證信息檢索與分析以及相關物證專門性問題的學科[2-4]。21世紀以來，以人工智能代表的信息技術迅猛發展，“人工智能+”時代已到來。在這一時代背景下，刑事科學技術專業內涵也正在發生深刻變化，以人工智能為核心的信息技術正發展成為刑事科學技術學科的重要理論基礎。中國人民公安大學于2013年開始面向刑事技術專業研究生開設《模式識別技術》課程，主要講授模式識別的基本概念、模式分類基本模型和方法，及其在公安工作中的應用模式，重點培養學生運用模式識別技術方法解決公安實戰應用需求的能力。

經過7輪教學實踐，該門課程已經形成了較成熟的教學內容、教學方法和教學模式，但仍然存在如下問題：一是課程內容理論性強，而學生基礎弱。模式識別技術是一門理論性較強的學科，其前置課程有高等數學、線性代數、概率統計、程序設計、數字圖像處理等等。刑事科學技術是一門綜合性較強的應用型學科，考入刑事科學技術專業的碩士研究生大多在高等數學和線性代數方面具備一定基礎，然而在概率統計、數字圖像處理和程序設計方面幾乎是零基礎。二是，課程內容多，而課時有限。模式識別的模型方法眾多，然而該門課程的學時僅為32學時。在有限的面授學時內，只能學習并實踐在刑事科學技術領域具備較強應用前景的經典特征提取和模式分類模型。三是，傳統課堂面授的教學方法，課堂效果并不理想。研究生課程一般按照4學時/次的模式排課。在連續的四學時內，如果全部以授課教師為主，學生被動聽課，那么學生在前兩學時可能還跟得上老師的思維，后兩學時的課堂效果往往是較差的。

針對上述三個問題，按照中國人民公安大學刑事科學技術專業高素質應用型刑事執法人才的培養目標[5]、以及“教、學、練、戰”一體化的人才培養模式[6]，課程組采用線上線下混合式教學模式對《模式識別技術》課程進行教學改革，充分挖掘學生學習自主性，調動學生學習積極性。

2線上線下混合式教學特點

當前的主流教學模式主要有傳統課堂面授模式、借助信息化手段的線上教學模式和線上線下混合教學模式。傳統課堂面授模式具有面對面交流充分、學生學習情況反饋實時等優點;但在教師為主的灌輸式講解下，面臨學生學習的積極性不高、主動性不強等問題。線上教學模式是互聯網技術與教育教學行業融合的產物，具有學習自由度大、課程形式豐富的特點。2020年春季，突如其來的新冠疫情使得廣大學子無法按時返校上課，線上教學模式成了當時唯一能夠實施的教學模式。然而，隨著線上教學模式的廣泛深入推廣應用，其弊端日益突顯：課堂學習氛圍不足、缺乏對學生的有效管控、教學效果得不到保證、課堂互動難以開展等等。線上線下混合教學模式是對傳統課堂面授和線上教學模式有機融合，它既具備傳統課堂面授和線上教學模式的優點[7]，又較好地互補了這兩種教學模式的缺點。從現有應用效果看[8-10]，混合教學模式具備線上教學的靈活授課方式，且教學收益要高于傳統課堂的面授模式。

3 模式識別技術線上線下混合式教學設計

線上線下混合式教學與傳統課堂面授模式、線上教學模式有著較大區別，在教學設計方面需做好線上線下教學內容拆分、線上教學資源建設和課程考核體系構建三方面工作。

3.1 線上線下教學內容拆分

線上線下混合教學模式下，教學活動被劃分為課前學生線上自學、課上講授及研討、課后完成線上作業三部分。在進行線上線下混合教學設計時，首先需明確學生課前線上自學的內容和課上講授及研討的內容。相比刑事科學技術專業其他課程，模式識別是一門理論性較強的課程，而授課對象的基礎較薄弱。根據這一特性，本文將模式識別的基本概念、公安實戰應用情況等基礎知識劃撥為線上自學內容，例如模式的定義、模式識別的定義、模式識別的技術流程、二分類問題的定義、性能評價指標、生物特征識別技術定義、生物特征識別基本技術流程、人臉識別簡介、人臉識別的公安應用情況等。這些內容不涉及較深的數學知識，學生可通過線上教學平臺自學，初步掌握。學生自學后，完成相應測試題。教師根據學生答題情況安排基礎知識的講解和研討重點。課堂講授除了完成對基礎知識的查漏補缺，還需講解理論性較強的模式識別理論方法，包括人臉識別算法原理、指紋識別算法原理、虹膜識別算法原理、貝葉斯決策理論、深度學習原理等。經過線上線下教學內容拆分后，學生通過線上教學平臺學習并初步掌握模式識別相關基礎知識，然后經過課堂教師的講解和研討牢固掌握相關教學知識點。

3.2 線上教學資源及平臺建設

線上教學資源及平臺是實施線上線下混合式教學的重要支撐。線上教學資源應包括課程大綱、基礎知識點微課及教材資料、自學測試題和單元作業題等。課程大綱應包括線上學習大綱和線下教學大綱，讓學生從宏觀上把握線上學什么、線下課堂學生的問題。基礎知識點微課及教材資料是學生開展線上自學的基礎，需以線上學習大綱為主線，錄制各知識點微課，并配套相關知識點的圖文資料。自學測試和單元作業是檢驗學生線上自學和線下課堂教學效果的重要手段，需圍繞每個單元的基礎知識設計線上自學測試題，圍繞重點與難點設計單元作業題。線上教學平臺是學生開展線上自主學習的載體。隨著線上教學的縱深發展，成熟好用的商業化的線上教學平臺較多，如學堂在線、智慧樹、中國大學MOOC等[11]。本文采用學堂在線構建了模式識別技術線上教學平臺。

3.3 課程考核體系構建

課程考核是學生學習的重要指揮棒[12]，要充分發揮線上線下混合教學的模式優勢，就必須構建科學公平的過程化課程考核體系，正向引導學生積極參與線上自主學習和線下課堂學習。如前所述，課前線上自主學習和課堂交流學習都是混合式教學的必要環節，缺一不可。因此課程考核體系必須覆蓋線上自主學習和線下課堂學習這兩個環節，不宜采用期末考試成績為主平時成績為輔的考核方式。圖1所示為本文針對模式識別技術課程設計課程過程化考核體系示意圖。過程性考核共占總成績的70%，期末考核占30%。其中過程性考核內容包括線下課堂學習情況、線上自主學習情況和實訓情況[13]。線下課堂學習情況主要評價指標為出勤情況、作業完成情況和課堂匯報演講情況;線上自主學習情況主要評價指標為學習時長、線上測試情況和互動討論情況;實訓完成情況的評價指標主要包括實訓過程情況和實訓結果。

4 模式識別技術線上線下混合式教學實施

模式識別技術線上線下混合式教學的實施主要包括課前準備、課堂教學和課后鞏固三個環節：

課前準備。按照教學計劃，提前一周在線上教學平臺上發布線上自主學習任務。學生通過平臺微課、電子教材以及互聯網課程資源自主學習課程知識點，并完成線上測試。根據學生線上測試情況動態調整線下課堂面授的重點和難點。

課堂教學。在基礎知識點方面，重點講解學生課前線上自主學習掌握得不好的基礎知識點。進而圍繞單元難點開展理論或者實踐教學。

課后鞏固。完成線下課堂面授后，教師在線上教學平臺上發布課堂作業，并通過線上教學平臺與學生交流互動答疑。學生完成作業后，通過教學平臺提交作業。教師批改作業，并將批改情況反饋給學生。

5 結束語

隨著信息技術與教育教學的深度融合，線上線下混合教學已成為高等院校開展教育教學工作的新模式。中國人民公安大學模式識別技術課程組針對課程內容理論性強、學生基礎弱等問題，開展了線上線下混合式教學模式實踐與探索，以期充分激發學生學習自主性，提升教學效果。經過一輪線上線下混合教學實踐，我們發現原本需在線下課堂講解的基本知識點，學生可通過線上自主學習掌握，線下課堂學時少的壓力明顯減少。線下課堂采用案例教學、研討式教學等多種教學法，學生深入參與課堂互動的積極性、教學效果明顯提升。但也發現了一個問題：學期中期及以后，學生科研及其他事務性工作變多，課前線上自主學習的時間得不到保證，部分同學無法完成課前線上自主學習任務。可建立線上自主學習督學機制，如每次線下課堂上對線上自主學習情況進行逐一點評，以此監督學生及時改正。

參考文獻：

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【通聯編輯：王力】