《人工智能基礎》線上線下結合教學的嘗試

羅曉

摘要：人工智能基礎課程內容廣泛，具有很強的綜合性、應用性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，能夠更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力，為學生提供一種新的思維方法和問題求解手段。本課程的教學學時是32學時，但是所包含的教學內容和教學難點較多，為了能夠較好地實現(xiàn)教學目標，采用了課內課外相結合，線上線下相結合的教學方式，增加了學生的有效學習時間，與單純的線下教學相比，教學效果有顯著提高。

關鍵詞：人工智能基礎，線上線下教學，教學效果

1.引言

人工智能基礎課程是電子電氣工程學院的平臺課，其知識點具有不可替代的重要作用。該課程內容廣泛，具有很強的綜合性、應用性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，其開設能夠更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力，為學生提供一種新的思維方法和問題求解手段。同時，本課程能夠培養(yǎng)學生對計算機前沿技術的前瞻性，提高他們的科技素質和學術水平。

本課程的教學學時是32學時，但是所包含的教學內容和教學難點較多，為了能夠較好地實現(xiàn)教學目標，我們采用了課內課外相結合，線上線下相結合的教學方式，增加了學生的有效學習時間，與單純的線下教學相比，教學效果有顯著提高。

2.教學目標的確定

1）把育人目標融入教學中

在教學中融入育人目標，引導學生思考我國在人工智能的哪些領域做出貢獻，和國外的研究相比有哪些優(yōu)勢和不足，讓學生具有名族自豪感，同時也體會到自己肩負的責任。當學生清楚地知道“為什么而學”，就會更加有學習動力，從而有更好的學習效果。

2）優(yōu)化教學內容

教學內容的確定是課程的首要任務。如何選好教學內容，使學生既能了解本領域的概貌，又能適合學生的基礎，便于他們在有限的時間完成學習任務，是一件比較困難的事。因此，首先要對教學內容進行優(yōu)化。教學內容除了包含基礎理論外，還應該反映人工智能領域的新發(fā)展和新動態(tài)，跟上學科發(fā)展的步伐。本課程初設定的教學內容分基礎部分和擴展應用部分。基礎部分主要包括人工智能的定義和發(fā)展、知識的表示以及推理，而擴展應用部分主要包括專家系統(tǒng)、機器學習、機器規(guī)劃、機器視覺等。

在教學內容上，除了講解教材的內容，最重要給學生提出相應的前沿科學問題，讓學生思考和查找學習資料，從而讓學生盡快接觸科學前沿問題。

3.教學方法的創(chuàng)新

在課程的建設和改革探索中，采用以激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標，探索新的教學方法。通過學習國內外先進教學經驗和方法，采用翻轉課堂、課堂演示、課堂辯論、課堂互動等一系列教學新模式。為提高學生的動手能力和理論水平，鼓勵學生申請創(chuàng)新項目，參與科研課題，將理論與實際相結合，為學生畢業(yè)后的工作和繼續(xù)學習打下良好基礎。

采用多種教學方法和手段。采用線上線下結合的教學模式，豐富教學內容。

1）建設課程網(wǎng)站，電子課件和視頻在網(wǎng)上公開，要求學生在上課前對響應的章節(jié)進行預習，回答問題。上課時，對重點和難點進行講解，增加翻轉課堂和課堂討論，提高學生的學習興趣。由于課程學時較少，為了讓學生能夠掌握所學內容，每次上課后，都布置線上作業(yè)，要求學生2天內提交。教師批改時，對每位學生作業(yè)中出現(xiàn)的問題都給出評語，方便學生改正作業(yè)中的錯誤。對普遍存在的問題可以在上課時進行講解，這樣學生就能把問題及時解決。在教學過程中，增加2次線上測試，每次1小時，安排在周末。通過測試，發(fā)現(xiàn)掌握較差的同學，可以對他們進行單獨的輔導答疑。

2）增加課外的仿真作業(yè)。學生可以自由組合成3-4人的小組，仿真作業(yè)主要是主觀貝葉斯和機器學習的題目，分為難度不同的三檔，學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，學生可以選擇自己熟悉的語言進行編程。學生完成仿真后，需在期末提交報告，報告要寫設計思路，主要程序，仿真結果和分析。

3）增加翻轉課堂和課堂討論。選擇一些難度相對較小的章節(jié)，讓學生看視頻預習后，上課進行講述。翻轉課堂也是以組為單位進行，學生預習后，根據(jù)自己的理解，準備ppt，上課時給同學們進行講述。由于課時關系，并不能讓所有組同學都上臺講述，但是要求每一組同學都要準備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、關鍵程序和仿真結果。

人工智能作為一門高度融合的交叉科學，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既要注重基礎理論知識，又要緊跟學科發(fā)展的步伐，勢必要求對課程內容進行不斷更新，對教學方法進行不斷創(chuàng)新，這對我們的教學資源和教師素質都提出了更高的要求。

4.考核方式的改變

成績通常由平時成績和期末成績組成。傳統(tǒng)的考核方式中，平時成績占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。在線上線下結合的授課方式中，平時成績所占的比例提高了，可以占50%以上，充分體現(xiàn)了平時學習的重要性。平時成績包含的內容也增加了，主要由線上學習時間、任務點完成情況、線上作業(yè)得分、問題討論、課堂互動表現(xiàn)、線上測試成績等組成。同時，平時成績還包括育人目標的要求，例如如果有學生抄襲別人的作業(yè)，那么他就是不誠信，除了這次作業(yè)得零分，育人目標得分也要減少。目前，育人目標得考核仍然在初步嘗試中，還需要進一步完善。

5.結束語

我們開設的人工智能基礎課程，由于課時較少，課程內容較多，線下教學感覺時間不夠用，學生掌握程度不理想。去年進行了線上線下結合的教學后，學生可以提前預習，課后還可以看視頻，把沒有完全掌握的內容再進行復習。學生線上提交作業(yè)，老師通過線上批改，并增加評語，有利于學生把每個教學內容都及時掌握。教學效果有了很大的提高。今后考慮可以把重要的習題講解也錄制視頻放到網(wǎng)站上，方便學生復習。

通過線上線下結合的教學方式，學生的有效學習時間增加了，學習效果有了保證。不過，在今后的教學中，作業(yè)形式和考核方式還需要進一步完善，更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和技術創(chuàng)新能力。

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