基于OBE理念下的《人工智能》課程教學(xué)改革

胡 雪

（遼寧理工學(xué)院 遼寧 錦州 121000）

1.教學(xué)理念與目標(biāo)

1.1 課程性質(zhì)

《人工智能》是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，人工智能是通過電腦模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能行為來(lái)研究計(jì)算機(jī)的智能性，利用知識(shí)處理問題來(lái)模擬人類的智能行為，從而揭示人類智能的根本機(jī)制，是一門理論基礎(chǔ)完善、多學(xué)科交叉、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的前沿學(xué)科。

1.2 學(xué)情分析

我國(guó)高等教育中占據(jù)主要地位的即是高等工程教育[1]，通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生更好地掌握專業(yè)技能和知識(shí)，本校學(xué)生具有以下特點(diǎn)：

（1）有了大一課程的基礎(chǔ)，學(xué)生們基本具備一定的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)功底。

（2）大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念比較差，整體的主觀能動(dòng)性不足。

（3）本課程的理論知識(shí)量較多，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理。

1.3 期望教學(xué)目標(biāo)

希望學(xué)生通過學(xué)習(xí)本門課程，能夠掌握人工智能的基本概念以及理論方法，具備一定的實(shí)踐能力。通過該課程的有效教學(xué)能夠?qū)⒈究齐A段所學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)類相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)學(xué)、算法分析設(shè)計(jì)等進(jìn)行有效的融合，并培養(yǎng)其將所學(xué)技能應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

2.課程教學(xué)中存在的問題

《人工智能》這門課本身具有廣泛性、前沿性、時(shí)代性以及應(yīng)型性等特點(diǎn)，其相關(guān)教學(xué)不斷地涌現(xiàn)出新的理論和新的問題。在新的工科教學(xué)和轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵所在是培養(yǎng)特定領(lǐng)域的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，而進(jìn)行人才培養(yǎng)的載體之一就是教學(xué)課程改革?！度斯ぶ悄堋氛n程的教學(xué)總體存在以下幾種問題，具體包含：

2.1 課程的整體架構(gòu)內(nèi)容過分依賴教材，缺少特色與創(chuàng)新

《人工智能》要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前先學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，還需要計(jì)算機(jī)知識(shí)，如程序編程、算法分析等。相比于上述先修課程來(lái)說，此門課程的難度系數(shù)較大，尤其是原理性知識(shí)較多，實(shí)踐要求也十分高。結(jié)合本門課程教學(xué)總時(shí)長(zhǎng)要求，如何在有限的時(shí)間內(nèi)將本課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)完美結(jié)合，使學(xué)生在掌握相關(guān)知識(shí)的同時(shí)提升整體實(shí)踐能力是整體教學(xué)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的問題。

就現(xiàn)有的問題來(lái)說，很多教師過于遵從教材的整體編排，其會(huì)嚴(yán)格遵循整本教材的布局進(jìn)行課程的講解，更有甚者直接下載該本教材的相關(guān)課件資料直接復(fù)用。教師這樣的做法不僅喪失了自身的鉆研創(chuàng)新精神，也失去了課程本身的特色，未做到與時(shí)俱進(jìn)，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)也有一定盲目性，無(wú)法拓寬視野。

2.2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際問題連接過少，與理論知識(shí)融合不透徹，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

實(shí)踐課的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行問題的求解，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的開發(fā)設(shè)計(jì)能力。當(dāng)前大部分大學(xué)的課程實(shí)踐部分仍然使用傳統(tǒng)方法，甚至今年的內(nèi)容明年依然復(fù)用，實(shí)踐的課程內(nèi)容過于依賴于教材所限定的課題，反復(fù)復(fù)用無(wú)法與現(xiàn)實(shí)社會(huì)的飛速發(fā)展做完美的銜接。這樣一來(lái)就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏自我主動(dòng)性，無(wú)法掌握知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，沒有真正地將實(shí)踐課程的作用發(fā)揮出來(lái)。

初步進(jìn)入大學(xué)的本科生群體本身具有較高的好奇心，這類群體也非常具有創(chuàng)新潛力，配合著課程教師的積極引導(dǎo)才能使實(shí)踐課程發(fā)揮最大的作用。針對(duì)實(shí)踐課程中涉及的課程設(shè)計(jì)或者實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，如何進(jìn)行教學(xué)才能讓學(xué)生學(xué)到技術(shù)、提升創(chuàng)新能力無(wú)非是一種挑戰(zhàn)。縱觀大部分學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計(jì)，大多過分注重整體原理性知識(shí)介紹和講解，因此需要進(jìn)行教學(xué)改革。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)不完善不科學(xué)

對(duì)于大部分學(xué)?，F(xiàn)在的教學(xué)，教師通常將期末考試視為完成科目和評(píng)估學(xué)生成績(jī)的標(biāo)志，缺少平時(shí)成績(jī)的細(xì)化。一個(gè)合理的教學(xué)過程應(yīng)該是閉環(huán)的，要具有科學(xué)性、合理性和客觀性。良好的教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)，也彰顯了老師的教學(xué)能力，其對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著極大的促進(jìn)作用，能使成績(jī)較好的學(xué)生再接再厲，成績(jī)較弱的學(xué)生不斷的進(jìn)行“反思”。

教學(xué)評(píng)價(jià)主要側(cè)重在教師的考核方式上。近些年很多大學(xué)中提出了多元化的考核方式，即增加了過程性的考核，但仍然治標(biāo)不治本，無(wú)法恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無(wú)法知曉學(xué)生的學(xué)習(xí)效果具體達(dá)到一個(gè)怎樣的水準(zhǔn)，學(xué)生的總體能力是否達(dá)到了教師預(yù)定的預(yù)期目標(biāo)等，進(jìn)而導(dǎo)致教師無(wú)法精準(zhǔn)的去指導(dǎo)和控制整個(gè)教學(xué)過程。

3.課程教學(xué)改革舉措

3.1 課程的整體架構(gòu)改革

人工智能是一門交叉性學(xué)科，課程的內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、心理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科。在各大高校中，該門課程主要被作為智能相關(guān)專業(yè)的主修課程和其他專業(yè)的選修課程。不論課程類型的重要程度如何，最終目標(biāo)都是要培養(yǎng)具有創(chuàng)新性和高素質(zhì)的人工智能人才，為學(xué)生將來(lái)從事該方向工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文設(shè)計(jì)了基于OBE理念的《人工智能》教學(xué)改革，需要與當(dāng)前的OBE理念緊密結(jié)合。具體的結(jié)合內(nèi)容如下：

（1）通過預(yù)期的學(xué)習(xí)成果來(lái)確定該課程的整體培養(yǎng)目標(biāo)，嚴(yán)格遵守以成果為導(dǎo)向的OBE理念；

（2）需要結(jié)合現(xiàn)實(shí)社會(huì)對(duì)于人才的需求，進(jìn)而確定學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果；

（3）在教學(xué)過程中，需依據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)成果對(duì)教學(xué)實(shí)施過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的變換，做到與時(shí)俱進(jìn)；

（4）需要根據(jù)學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)來(lái)制定評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)。作為一名教師要時(shí)刻遵從“以學(xué)生為中心”的原則，因此在進(jìn)行定位教學(xué)目標(biāo)、實(shí)施教學(xué)過程、評(píng)價(jià)教學(xué)效果等工作時(shí)都要以學(xué)生為中心；

新的課程體系包含著四個(gè)不同的層級(jí)，分為整體分析、預(yù)期目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)四個(gè)部分。其中整體分析主要包含三個(gè)方面，分別為社會(huì)需求、課程性質(zhì)、學(xué)生自身水平；預(yù)期目標(biāo)主要分為課程知識(shí)與專業(yè)技能兩部分；教學(xué)實(shí)施主要包含理論指導(dǎo)與實(shí)踐指導(dǎo)兩方面；最后一個(gè)是課程的教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

課程的整體架構(gòu)要以學(xué)生為中心，一切要從學(xué)生角度出發(fā)，最終的目的是打造具有創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性、高階性的人工智能課程體系。其中“創(chuàng)新性”反映的是當(dāng)前的前沿性和時(shí)代性，整體的教學(xué)形式體現(xiàn)出教育的先進(jìn)性和師生間積極地互動(dòng)性，學(xué)習(xí)效果具有一定的探究性和個(gè)性化；“挑戰(zhàn)性”則是根據(jù)學(xué)生現(xiàn)階段的知識(shí)掌握程度和學(xué)生的興趣意向進(jìn)行設(shè)定，在掌握必要的知識(shí)基礎(chǔ)上設(shè)置更高一層的臺(tái)階，最后通過教師合理的引導(dǎo)，學(xué)生完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)?！案唠A性”則是指知識(shí)能力與自身素質(zhì)的有機(jī)融合，目的是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和提高學(xué)生思維的靈活性。有了上述的改進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容不再過分依賴于教材，整體課程具備了一定程度的特色性與創(chuàng)新性。

3.2 實(shí)踐教學(xué)手段改革與實(shí)踐

為了培養(yǎng)智能類的應(yīng)用型人才，高校的實(shí)踐教學(xué)手段必須開始逐步轉(zhuǎn)變，首先要做的就是不能與理論課程相脫節(jié)，要使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化[2]。目前大學(xué)實(shí)踐課程的安排模式都是依托于理論講解部分，在實(shí)踐過程中一味地追求為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也是一味地追求為交實(shí)驗(yàn)報(bào)告而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。部分學(xué)校甚至將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)分開進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)過程與理論教學(xué)過程嚴(yán)重脫節(jié)，致使整體實(shí)踐教學(xué)效果大打折扣。

在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先明確理論與實(shí)踐兩者之間的關(guān)系，理論教學(xué)服務(wù)于實(shí)踐教學(xué)，而實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)反而能彌補(bǔ)理論上的缺失。因此需要在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上提高實(shí)踐教學(xué)，可通過以下幾個(gè)方面：

（1）在專業(yè)理論的指導(dǎo)下開展實(shí)踐教學(xué)

首先，實(shí)踐教學(xué)總體要有方向、有計(jì)劃，切忌盲目。其次，實(shí)踐教學(xué)需要付出更多精力代價(jià)，需要結(jié)合理論課程衡量好其開展的可行性和對(duì)于學(xué)生的重要性。

（2）理論教學(xué)服務(wù)于實(shí)踐教學(xué)

專業(yè)理論要具備一定的實(shí)用性和適用性，反應(yīng)領(lǐng)域特點(diǎn)及社會(huì)需求，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力提供有力的支撐。

（3）以實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)彌補(bǔ)理論缺失

理論教學(xué)缺乏感知，實(shí)踐教學(xué)作為相對(duì)獨(dú)立的環(huán)節(jié)不容忽視，現(xiàn)代教育的趨勢(shì)是更加注重能動(dòng)性的技能。

（4）用實(shí)踐教學(xué)檢驗(yàn)理論和教學(xué)內(nèi)容

學(xué)生的知識(shí)系統(tǒng)由直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成，人工智能專業(yè)理論體系要與時(shí)俱進(jìn)，持續(xù)適應(yīng)智能領(lǐng)域的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而用實(shí)踐證實(shí)真理和發(fā)現(xiàn)真理[3]。

3.3 設(shè)計(jì)科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)

為了證明基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)真的能夠提升學(xué)生的整體能力，了解學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出和實(shí)際學(xué)習(xí)產(chǎn)出的差值，本課程設(shè)計(jì)了多維度的指標(biāo)評(píng)價(jià)方法。該方法主要包含教師評(píng)價(jià)及學(xué)生互評(píng)的評(píng)價(jià)方式，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)類型還可以進(jìn)行細(xì)化，例如進(jìn)行小組學(xué)習(xí)或者小組實(shí)踐時(shí)，可以進(jìn)行小組之間的互評(píng)或者小組成員之間的互評(píng)，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)需嚴(yán)格按照不同級(jí)別的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。注意從前導(dǎo)、中期和反思三個(gè)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，點(diǎn)面結(jié)合，對(duì)于課程內(nèi)容制作對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的評(píng)價(jià)量規(guī)，對(duì)于教學(xué)活動(dòng)和實(shí)踐項(xiàng)目制作與之配套的能力素養(yǎng)評(píng)價(jià)量規(guī)[4]。總之，評(píng)價(jià)方式要注重統(tǒng)一性與多樣化的結(jié)合。

結(jié)束語(yǔ)

OBE教學(xué)理念是一種可以提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的理念，通過社會(huì)、學(xué)校及教師的共同配合，重建教學(xué)課程體系，合理開展相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，完善各類教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)。將OBE模式應(yīng)用到人工智能課程的日常教學(xué)中，不斷地優(yōu)化理論與實(shí)踐的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，不斷優(yōu)化成績(jī)考核的標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和社會(huì)適應(yīng)能力有著極大的促進(jìn)作用。目前該方法已初見成效，其為人工智能專業(yè)的教育教學(xué)提供了可行的方法方案。