“智能信息處理”課程群教學(xué)改革模式研究

于化龍　左欣　高尚　秦斌

摘要：“智能信息處理”課程群是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要組成部分。本文以該課程群課程的相關(guān)性與綜合性為基礎(chǔ)，分析了該課程群在實(shí)際教學(xué)中所存在的問題，并從教學(xué)工作安排、知識(shí)點(diǎn)銜接、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置以及課程群教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)等五方面對(duì)該課程群的教學(xué)改革模式進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智能信息處理；課程群；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）15-0082-02

一、引言

目前，伴隨著智能技術(shù)與信息技術(shù)的快速發(fā)展，人類正在逐步步入智能化時(shí)代與大數(shù)據(jù)時(shí)代，故國家對(duì)智能信息處理方面人才的需求也在急劇增大，這就為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式提出了更高的要求，那就是要保證有相當(dāng)規(guī)模的畢業(yè)生在走出校門時(shí)，即能勝任此類工作。由此可見，對(duì)《智能信息處理》課程群的教學(xué)模式進(jìn)行全方位改革，已成為當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系改革工作中的重中之重[1]。

所謂課程群，即是由三門以上的性質(zhì)相關(guān)或相近的單門課程所組成的一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、層次清晰，課程間相互連接、相互配合、相互照應(yīng)的連環(huán)式的課程群體[2]。智能信息處理類的相關(guān)課程便存在這種相互依賴的邏輯關(guān)系，故其可構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的課程群。該課程群主要由以下幾門課程組成：《人工智能》、《模式識(shí)別》、《機(jī)器學(xué)習(xí)》、《數(shù)字圖像處理》以及《Matlab程序設(shè)計(jì)》。筆者以江蘇科技大學(xué)及幾所周邊高校為例，深入分析了目前高校在《智能信息處理》課程群建設(shè)方面所普遍存在的問題，并分別從教學(xué)工作安排、知識(shí)點(diǎn)銜接、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置以及教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)等五方面對(duì)該課程群的教學(xué)改革模式進(jìn)行了探討。

二、存在的問題

筆者通過對(duì)江蘇科技大學(xué)及幾所周邊高校智能信息處理類相關(guān)課程的教學(xué)模式進(jìn)行走訪調(diào)研，主要發(fā)現(xiàn)了如下幾點(diǎn)共性問題：

1.課程教學(xué)次序安排不夠合理。眾所周知，同一體系下的課程之間通常是有銜接關(guān)系的，即當(dāng)學(xué)習(xí)一門課程時(shí)，往往需要以另外一門或幾門課程的知識(shí)為基礎(chǔ)。《智能信息處理》課程群作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的課程體系，也不例外。在該課程群下，《Matlab程序設(shè)計(jì)》即需作為其他課程的先導(dǎo)課程，而《人工智能》作為總論課程，亦應(yīng)先于其他幾門課程開設(shè)。但目前高校的普遍做法卻是將上述幾門課程作為選修課統(tǒng)一在大四上學(xué)期開設(shè)，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，由于缺乏先導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致其難以建立起對(duì)整個(gè)課程體系的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，知識(shí)點(diǎn)往往掌握得支離破碎。

2.課程相對(duì)獨(dú)立、知識(shí)點(diǎn)缺乏銜接。如上所述，在同一課程群下，課程與課程之間往往存在著緊密的聯(lián)系，若對(duì)不同課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，通常可以將其組成一個(gè)廣泛互聯(lián)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。然而，目前在該課程群的教學(xué)活動(dòng)中，卻幾乎沒有體現(xiàn)出這種知識(shí)的承接與流動(dòng)過程，教學(xué)改革活動(dòng)也往往是圍繞某一門具體課程的教學(xué)內(nèi)容而展開的[3]。這種將相互承接的知識(shí)點(diǎn)硬性割裂開的做法必然會(huì)對(duì)最終的教學(xué)效果起負(fù)面作用。

3.授課教師缺乏對(duì)該課程群的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，教師團(tuán)隊(duì)的配置缺乏合理性。通過走訪調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)：在眾多高校中，該課程群所配置的教師團(tuán)隊(duì)都存在一定程度上的不合理性。具體表現(xiàn)為：各門課程的授課教師僅關(guān)注于自己所講授的某門具體課程的教學(xué)內(nèi)容，而缺乏對(duì)整個(gè)課程群知識(shí)結(jié)構(gòu)的宏觀認(rèn)識(shí)。此外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)往往組織松散，在授課前教師間也缺乏必要的組織與溝通。上述問題會(huì)在極大程度上影響到教學(xué)的最終效果。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排不夠合理，缺乏對(duì)學(xué)生《智能信息處理》綜合能力的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)中的重要組成部分，其主要關(guān)注于對(duì)學(xué)生理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際的能力以及知識(shí)綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。目前，在《智能信息處理》課程群下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置往往過于陳舊，缺乏貼近實(shí)用化的綜合性實(shí)驗(yàn)，而這往往在很大程度上限制了對(duì)學(xué)生知識(shí)綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，從而影響到了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

5.課外教學(xué)資源匱乏，精品課程群教學(xué)網(wǎng)站缺失。眾所周知，《智能信息處理》課程群中所涵蓋的課程均存在一個(gè)共同的特點(diǎn)，即知識(shí)的更新速度極快，這就要求教師在授課過程中，要不斷更新并傳遞新知識(shí)、新技術(shù)。然而，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，要同時(shí)保證對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和大量新知識(shí)進(jìn)行傳遞是不現(xiàn)實(shí)的。此時(shí)，建設(shè)精品課程群教學(xué)網(wǎng)站將是用于解決上述問題的一個(gè)有效手段。然而，目前的精品教學(xué)網(wǎng)站往往都是建立于一門獨(dú)立課程之上的，而缺乏對(duì)課程群的關(guān)注。此外，對(duì)于課程群網(wǎng)站應(yīng)如何建設(shè)以及相較精品課程網(wǎng)站，其應(yīng)包含哪些獨(dú)有的特色欄目等問題，現(xiàn)有研究也缺乏有創(chuàng)建的探討和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)[4]。

三、教學(xué)模式改革方案

通過對(duì)上述幾個(gè)問題進(jìn)行分析研究，同時(shí)借鑒其他較成熟課程群的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，筆者給出了以下五條具有針對(duì)性的教學(xué)改革建議：

1.梳理課程相關(guān)性，完善課程教學(xué)次序。課程群教學(xué)次序的安排工作應(yīng)在充分調(diào)研課程間相關(guān)性的前提下展開。這就要求要首先梳理好課程間的承接關(guān)系，找到課程群中的先導(dǎo)課程、總論課程、承接課程以及前沿綜合課程。在《智能信息處理》課程群下，按照上述課程分類進(jìn)行劃分：《Matlab程序設(shè)計(jì)》應(yīng)歸屬于先導(dǎo)課程，《人工智能》可作為總論課程，《數(shù)字圖像處理》應(yīng)劃分為承接課程，而《模式識(shí)別》及《機(jī)器學(xué)習(xí)》則歸屬于前沿綜合課程?；凇跋葘?dǎo)課程先于總論課程，總論課程先于承接課程，承接課程先于前沿綜合課程”的原則，應(yīng)將該課程群的教學(xué)工作按照教學(xué)次序安排于連續(xù)的3～4個(gè)學(xué)期進(jìn)行。合理的教學(xué)次序安排將直接關(guān)系到最終教學(xué)效果的好壞與教學(xué)目標(biāo)的成敗。

2.構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建完整的課程群教學(xué)體系。對(duì)于一個(gè)課程群而言，不同課程間的知識(shí)點(diǎn)具有廣泛的相關(guān)性與承接性是其重要標(biāo)志之一，《智能信息處理》課程群也不例外。以《數(shù)字圖像處理》中的圖像分割技術(shù)為例，里面就需要用到《模式識(shí)別》中的聚類技術(shù)及《機(jī)器學(xué)習(xí)》中的非監(jiān)督機(jī)學(xué)習(xí)技術(shù)。為了提高教學(xué)效果，使學(xué)生在授課結(jié)束時(shí)能建立起對(duì)課程體系的完整認(rèn)識(shí)，就要求教師必須要在開課前預(yù)先構(gòu)造出課程群相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)來制訂教學(xué)大綱。構(gòu)造知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的目的是要體現(xiàn)出知識(shí)的流動(dòng)性與承接性，從而進(jìn)一步體現(xiàn)出課程群的綜合性與緊致性。

3.建立教師的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，打造合理的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)也是影響課程群教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要因素。為打造精品的課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)，應(yīng)遵循以下三條原則：“老中青結(jié)合”原則、“科研相關(guān)性”原則以及“知識(shí)點(diǎn)通識(shí)”原則。所謂“老中青結(jié)合”原則，即要求教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的年齡及職稱構(gòu)成比例需合理，既要兼顧教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，又要保持活力。“科研相關(guān)性”原則是希望教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的成員盡可能從從事相關(guān)科研方向的教師中選取。其原因在于，此類教師在日常工作中往往會(huì)接觸到大量的該領(lǐng)域前沿知識(shí)，因此唯有他們才能將領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果傳遞給學(xué)生?！爸R(shí)點(diǎn)通識(shí)”原則則要求教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的每一位教師都能對(duì)課程群的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)有較為深刻的認(rèn)識(shí)，而不是拘泥于自己所講授的某一門課程。

4.設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)題目，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)應(yīng)突出對(duì)學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，這就要求實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)置既要兼顧每門課程的獨(dú)特性又要考慮課程間的相關(guān)性。一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程走下來，學(xué)生不但能溫故，而且可知新，對(duì)開發(fā)一個(gè)綜合性的智能系統(tǒng)將有更為深入的認(rèn)識(shí)。如實(shí)驗(yàn)大綱設(shè)置的合理，則可做到在不增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的前提下，最大限度提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，而這種能力的培養(yǎng)將極大提升學(xué)生在就業(yè)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5.打通線上學(xué)習(xí)與交流通道，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。眾所周知，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)生獲取信息與知識(shí)的渠道明顯增多，他們也更愿意在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行學(xué)習(xí)與知識(shí)擴(kuò)展。此外，由于課堂教學(xué)時(shí)數(shù)較短，教師無法與學(xué)生一一進(jìn)行交流，這便會(huì)極大地影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。針對(duì)上述現(xiàn)象，創(chuàng)建相關(guān)的課程教學(xué)網(wǎng)站，從而打通線上學(xué)習(xí)與交流的通道，就顯得尤為必要。筆者認(rèn)為：《智能信息處理》課程群有其獨(dú)特性，即知識(shí)相關(guān)性與綜合性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)更新較快，這就需要為該課程群創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的教學(xué)網(wǎng)站，而不應(yīng)將每門課程割裂開來。與獨(dú)立的精品課程網(wǎng)站相比，該網(wǎng)站除應(yīng)保留一些常見的基本欄目外，還應(yīng)重點(diǎn)突出課程群的綜合性與知識(shí)的前沿性，即需增加知識(shí)點(diǎn)相關(guān)性解讀與分析欄目以及課外學(xué)習(xí)資料下載欄目，其中后者應(yīng)提供大量最新的科普及科研文獻(xiàn)、算法代碼以及學(xué)習(xí)資源鏈接的下載功能，使學(xué)生能在瀏覽網(wǎng)站的過程中受益，從而提升其學(xué)習(xí)相關(guān)課程的熱情。線上交流渠道的打開，也將有助于集思廣益，任一師生均可拋出問題，從其他人那里獲得有創(chuàng)見性及參考性的建議。

四、結(jié)語

《智能信息處理》課程群是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系中的重要組成部分與關(guān)鍵一環(huán)，該課程群建設(shè)的好壞將直接影響到計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的培養(yǎng)質(zhì)量，因此不能等閑視之。本文分別從教學(xué)工作安排、知識(shí)點(diǎn)銜接、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置以及課程群教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)等五方面對(duì)該課程群教學(xué)工作中所存在的問題進(jìn)行了剖析，并逐一提出了相應(yīng)的改革建議。希望通過上述措施的引入，能提升該課程群的教學(xué)質(zhì)量，從而為我國提供更多合格的智能信息處理方面的人才。

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