深度學(xué)習(xí)視角下高職院校機械類專業(yè)課程的教學(xué)改革思考

文/蔣小芬

在深度學(xué)習(xí)視角下，高職院校機械類專業(yè)課程教學(xué)改革面臨多個問題，包括教師專業(yè)知識儲備不足、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱、實驗設(shè)備匱乏以及課程體系與工業(yè)對接脫節(jié)等?；诖?，本文提出了包括豐富教師知識儲備、加強數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育、更新實驗設(shè)備以及將課程體系與工業(yè)需求對接等對策。這些對策旨在提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用能力，推動高職機械類專業(yè)課程教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的有機融合。

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，高職院校機械類專業(yè)課程教學(xué)改革迫在眉睫。深度學(xué)習(xí)作為一種強大的機器學(xué)習(xí)算法，已經(jīng)在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。對于機械類專業(yè)而言，深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用可以極大地增強學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，使他們能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的機械問題。因此，為了培養(yǎng)符合時代發(fā)展需求的高素質(zhì)機械類人才，高職院校機械類專業(yè)要基于深度學(xué)習(xí)開展課程教學(xué)改革。

一、相關(guān)概念介紹

（一）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是一種機器學(xué)習(xí)的分支，它通過模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能，利用多層次的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高級抽象和表達，從而實現(xiàn)對復(fù)雜模式和關(guān)系的學(xué)習(xí)與理解。深度學(xué)習(xí)算法能夠自動從大量的數(shù)據(jù)中獲取學(xué)習(xí)特征，并通過反向傳播算法來進行參數(shù)調(diào)整，從而提高模型的準確性。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計算機視覺、自然語言處理、語音識別等領(lǐng)域，為解決復(fù)雜問題和實現(xiàn)智能化提供了強大的工具和方法。

（二）高職機械類專業(yè)課程教學(xué)改革

高職機械類專業(yè)課程教學(xué)改革是指，高職院校通過引入創(chuàng)新的教學(xué)方法和內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)代機械工程的發(fā)展趨勢和需求，對傳統(tǒng)的課程體系和教學(xué)模式進行調(diào)整、優(yōu)化，以增強學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。這種改革旨在培養(yǎng)滿足時代發(fā)展需求的高素質(zhì)機械類人才，使學(xué)生能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的機械問題和挑戰(zhàn)，并具備應(yīng)用深度學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)的能力。

二、深度學(xué)習(xí)視角下高職院校機械類專業(yè)課程教學(xué)改革面臨的問題

（一）教師專業(yè)知識儲備不足

深度學(xué)習(xí)是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域，相關(guān)的新理論、新算法和新應(yīng)用層出不窮。教師需要不斷學(xué)習(xí)和更新自己的知識結(jié)構(gòu)，以跟上最新的發(fā)展趨勢。然而，由于教學(xué)工作繁忙，教師的額外學(xué)習(xí)時間不足，部分教師可能無法及時掌握最新的深度學(xué)習(xí)理論和技術(shù)。

深度學(xué)習(xí)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，如機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)等。教師只有具備豐富的跨學(xué)科知識，才能夠游刃有余地將深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到機械類專業(yè)的課程教學(xué)中。然而，部分教師由于專業(yè)背景單一，缺少跨學(xué)科的整合能力，難以將深度學(xué)習(xí)與機械類專業(yè)的實際問題進行有機結(jié)合。

（二）學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱

深度學(xué)習(xí)作為一門基于數(shù)學(xué)原理的技術(shù)，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。深度學(xué)習(xí)涉及線性代數(shù)、概率論、微積分等數(shù)學(xué)概念和方法，如矩陣運算、激活函數(shù)、優(yōu)化算法等。然而，部分學(xué)生在入學(xué)前數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，難以在短時間內(nèi)理解和應(yīng)用這些數(shù)學(xué)概念。

深度學(xué)習(xí)中的數(shù)學(xué)知識通常較為抽象和復(fù)雜，需要學(xué)生具備較強的數(shù)學(xué)思維和推理能力。然而，部分學(xué)生習(xí)慣于機械記憶和應(yīng)用規(guī)則，理解和解決抽象問題的能力相對不足。這使得學(xué)生在深度學(xué)習(xí)的理論推導(dǎo)和問題解決過程中存在較大困難。

（三）實驗設(shè)備匱乏

深度學(xué)習(xí)是一門注重實踐和應(yīng)用的學(xué)科，對實驗設(shè)備提出了較高要求。例如，在機器學(xué)習(xí)和計算機視覺領(lǐng)域，學(xué)生通常需要使用GPU 服務(wù)器、高性能計算設(shè)備以及大規(guī)模數(shù)據(jù)集等進行訓(xùn)練和實驗。然而，部分高職院校機械類專業(yè)教學(xué)實驗室的設(shè)備和資源無法滿足深度學(xué)習(xí)的教學(xué)需求，不利于學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新潛力的培養(yǎng)。

與此同時，深度學(xué)習(xí)涉及大數(shù)據(jù)處理和計算密集型任務(wù)，需要有高性能計算設(shè)備和存儲資源的支撐。然而，部分高職院校機械類專業(yè)的實驗室設(shè)備相對落后，無法滿足深度學(xué)習(xí)教學(xué)對高性能計算和大容量存儲的需求。

（四）課程體系與工業(yè)需求脫節(jié)

一方面，機械類專業(yè)課程體系相對傳統(tǒng)，缺乏深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容和應(yīng)用。隨著深度學(xué)習(xí)的快速發(fā)展，許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用該算法，而傳統(tǒng)機械類專業(yè)課程體系的發(fā)展卻相對滯后，缺乏對深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)介紹和應(yīng)用訓(xùn)練。另一方面，課程教學(xué)內(nèi)容難以匹配工業(yè)需求的快速變化。深度學(xué)習(xí)正處于不斷發(fā)展和演進的過程中，工業(yè)領(lǐng)域的需求也在不斷變化。然而，傳統(tǒng)課程體系往往較為固定且更新緩慢，無法及時跟上工業(yè)需求的變化。這就導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容與實際工業(yè)應(yīng)用的需求之間存在較大差距，進而導(dǎo)致學(xué)生的就業(yè)競爭力和崗位適應(yīng)能力受到不利影響。

三、深度學(xué)習(xí)視角下高職院校機械類專業(yè)課程教學(xué)改革的對策

（一）豐富教師專業(yè)知識儲備

其一，加強對教師的培訓(xùn)。高職院?？梢远ㄆ诮M織專門的培訓(xùn)課程和研討會，邀請機械專業(yè)領(lǐng)域的專家和學(xué)者到校開展講座和進行指導(dǎo)，幫助教師及時了解深度學(xué)習(xí)的最新進展和研究成果。此外，高職院校還可以建立在線學(xué)習(xí)平臺或提供自主學(xué)習(xí)資源，讓教師根據(jù)自身時間和興趣學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)的相關(guān)知識。

其二，促進跨學(xué)科的培訓(xùn)和交流。為了提升教師的綜合素養(yǎng)和跨學(xué)科應(yīng)用能力，高職院?？梢蚤_展跨學(xué)科培訓(xùn)課程或者組織交流活動。例如，高職院?？梢匝埰渌麑W(xué)科領(lǐng)域的教師參與深度學(xué)習(xí)課程的教學(xué)設(shè)計，以促進不同學(xué)科之間的知識融合。此外，高職院校還可以建立學(xué)科交叉研究合作平臺，促進機械類專業(yè)和計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科之間的合作與交流，從而提升教師的跨學(xué)科能力。

（二）加強數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育

高職院校應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和問題解決能力，為學(xué)生打下堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。例如，數(shù)學(xué)教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動思考和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)其抽象思維和推理能力。同時，高職院校要提供豐富的數(shù)學(xué)實踐活動和應(yīng)用場景，使學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識與實際問題相結(jié)合，增強數(shù)學(xué)運用能力。

除了在日常教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)外，高職院校還可以針對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生開設(shè)專門的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程或輔導(dǎo)班，有針對性地進行補充和強化教學(xué)。教師可以根據(jù)學(xué)生的實際情況，重點講解數(shù)學(xué)中與深度學(xué)習(xí)相關(guān)的概念和方法，幫助學(xué)生鞏固并應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識。

（三）更新實驗設(shè)備

高職院?？梢酝ㄟ^購置最新的計算機設(shè)備、高性能服務(wù)器、GPU 加速卡等，為學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)實驗和計算提供必要的工具。此外，高職院校還可以引入先進的傳感器設(shè)備、機器人平臺等，為學(xué)生提供多樣化的實驗和應(yīng)用場景，從而在滿足教學(xué)需要的同時，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

高職院校要加強與行業(yè)間的合作，建立校企合作項目，利用企業(yè)實驗室的設(shè)備資源開展深度學(xué)習(xí)實踐課程。校企合作不僅可以使學(xué)校獲得更多的實驗設(shè)備支持，還能夠加強學(xué)生與行業(yè)的聯(lián)系，提升學(xué)生的就業(yè)競爭力和實踐能力。

（四）將課程體系與工業(yè)需求對接

一是更新課程內(nèi)容，融入深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用。高職院?？山M織相關(guān)教師和業(yè)內(nèi)專家對機械類專業(yè)課程進行評估和調(diào)整，引入與深度學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容，使課程更貼近工業(yè)需求。高職院校要通過更新課程內(nèi)容，使學(xué)生了解深度學(xué)習(xí)的基本原理，掌握深度學(xué)習(xí)在機械類問題中的具體應(yīng)用。

二是與業(yè)界建立緊密的合作關(guān)系。高職院?？梢苑e極與業(yè)界展開合作，建立校企合作項目，以獲得實際應(yīng)用案例、行業(yè)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，為學(xué)生提供與業(yè)界接觸的機會，確保課程體系與工業(yè)需求的有效對接。同時，高職院?？梢匝垬I(yè)界專家參與課程設(shè)計和教學(xué)評估，提升課程的實踐性和適應(yīng)性。

四、結(jié)語

綜合來看，深度學(xué)習(xí)視角下高職院校機械類專業(yè)課程教學(xué)改革面臨多方面的挑戰(zhàn)和問題，如教師專業(yè)知識儲備不足、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱、實驗設(shè)備匱乏、課程體系與工業(yè)需求脫節(jié)等。這些問題對深度學(xué)習(xí)的教學(xué)和實踐產(chǎn)生了一定的限制和影響，高職院校必須采取一系列措施予以解決，推動課程教學(xué)改革的順利進行。