“五位一體” 人工智能課程實(shí)踐教學(xué)模式探索

摘要：為解決當(dāng)前人工智能課程實(shí)踐教學(xué)中資源、師資、內(nèi)容、評(píng)價(jià)等方面的不足，該研究提出一種“五位一體”的實(shí)踐教學(xué)模式。該模式融合了資源豐富化、師資專業(yè)化、內(nèi)容前沿化、評(píng)價(jià)精準(zhǔn)化和教學(xué)互動(dòng)化五個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)踐結(jié)果表明，該模式有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，為人工智能課程實(shí)踐教學(xué)開辟了新途徑。

關(guān)鍵詞：工智能課程；實(shí)踐教學(xué)；“五位一體”模式；項(xiàng)目實(shí)踐；學(xué)習(xí)模式

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）35-0143-04開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

0引言

在信息化與智能化時(shí)代背景下，人工智能技術(shù)已成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵力量，深刻影響著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化各領(lǐng)域[1]。面對(duì)這一變革，高等教育界承擔(dān)著培養(yǎng)掌握人工智能基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才的重要使命。教育部強(qiáng)調(diào)，應(yīng)以“高水平科學(xué)研究”為基石，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力的提升[2]。在此背景下，人工智能課程被置于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力與思維能力的核心位置，其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力及激發(fā)創(chuàng)新潛能具有重要意義。然而，隨著人工智能領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨挑戰(zhàn)，高等教育需要探索高效、系統(tǒng)的路徑以培育學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，確保他們能在未來社會(huì)中實(shí)現(xiàn)全面可持續(xù)發(fā)展[3]。盡管以學(xué)生為中心的教育理念已獲廣泛認(rèn)同，但在實(shí)際教學(xué)中仍待充分實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、課堂參與度及學(xué)習(xí)成效需進(jìn)一步提升[4]。

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，眾多學(xué)者展開了積極探索。李艷紅等人[5]提出了融合個(gè)性化教學(xué)設(shè)計(jì)、案例驅(qū)動(dòng)、分享研討及多元評(píng)價(jià)的教學(xué)體系，有效提升了學(xué)生專業(yè)技能與創(chuàng)新力。孫金萍等人[6]則針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程中的系統(tǒng)思維不足，構(gòu)建了“一中心五保障”的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)體系、分層指導(dǎo)和多維評(píng)價(jià)，展現(xiàn)新工科教育特色。陳飛等人[7]提出的“能力導(dǎo)向+問題驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，以及朱金秀等人[8]在“物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐”課程中的改革，均聚焦于提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。本研究在此基礎(chǔ)上，探索實(shí)施“五位一體”的教學(xué)模式，旨在進(jìn)一步提升人工智能課程實(shí)踐教學(xué)的效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與內(nèi)驅(qū)力，并著重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考與問題解決能力，以滿足人工智能課程實(shí)踐教學(xué)的核心需求，為學(xué)生提供更為有效和針對(duì)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

1人工智能課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)眾多高校已將人工智能課程列為計(jì)算機(jī)類本科生和研究生的核心課程，教學(xué)內(nèi)容兼顧理論深度和實(shí)踐應(yīng)用。為提升學(xué)生的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力，高校采用多樣化的教學(xué)模式[9]，如項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂和線上線下混合教學(xué)等。據(jù)文獻(xiàn)表明[10]，這些創(chuàng)新方法有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐技能。此外，高校還引進(jìn)了Coursera、edX、頭歌等先進(jìn)教學(xué)平臺(tái)，這些平臺(tái)提供豐富資源、自動(dòng)化評(píng)估和即時(shí)反饋，顯著提高了教學(xué)效果。

人工智能課程逐漸加強(qiáng)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的融合，使學(xué)生能夠全面理解和掌握人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。然而，在實(shí)際教學(xué)中仍存在以下挑戰(zhàn)：

1）實(shí)踐教學(xué)資源有限：人工智能具有顯著的實(shí)踐性，其應(yīng)用高度依賴高性能計(jì)算資源、大規(guī)模數(shù)據(jù)集以及專業(yè)的軟件平臺(tái)，但由于成本和資源分配問題，部分高校難以提供充足的實(shí)踐資源，限制了學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)和對(duì)理論知識(shí)的深入理解。

2）實(shí)踐教學(xué)師資短缺：人工智能領(lǐng)域的發(fā)展迅猛，授課教師需要具備深厚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。然而，一些教師缺乏相應(yīng)的實(shí)踐背景和技術(shù)認(rèn)知，難以充分指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)，影響了學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用。

3）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更新滯后：人工智能作為多學(xué)科交叉融合典范，展現(xiàn)強(qiáng)大活力，但高校實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊。知識(shí)體系過時(shí)使學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力受限，教師教學(xué)內(nèi)容滯后則難以激發(fā)學(xué)生熱情，影響教學(xué)質(zhì)量，制約師生共同成長(zhǎng)。

4）實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系不完善：部分教師在評(píng)價(jià)體系中過于注重理論知識(shí)考核，忽略了實(shí)踐能力的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。此外，評(píng)價(jià)過程單一，缺乏學(xué)生自評(píng)和同學(xué)互評(píng)，無法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力，有些教師只關(guān)注結(jié)果，忽視了學(xué)生的努力和過程。

本研究旨在優(yōu)化人工智能課程的實(shí)踐教學(xué)模式，通過引入“五位一體”實(shí)踐教學(xué)模式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和應(yīng)用能力。核心是構(gòu)建一個(gè)促進(jìn)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的在線實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，融合課堂與實(shí)踐教學(xué)，打造全方位、高效能的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，使學(xué)生在實(shí)踐中提升操作能力和創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

2構(gòu)建“五位一體”實(shí)踐教學(xué)模式

本研究以計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)師范專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向，探索和實(shí)踐人工智能實(shí)踐教學(xué)模式。通過有機(jī)融合“資源豐富化、師資專業(yè)化、內(nèi)容前沿化、評(píng)價(jià)精準(zhǔn)化、教學(xué)互動(dòng)化”五大核心環(huán)節(jié)，構(gòu)建了一套完整的教學(xué)體系（見圖1）。該體系以長(zhǎng)江雨課堂和頭歌實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)為核心，輔以大學(xué)慕課、學(xué)堂在線等多平臺(tái)資源，并結(jié)合微信、QQ、釘釘?shù)韧ㄐ殴ぞ?，共同搭建了一個(gè)全面、高效、便捷的信息化教學(xué)框架。此教學(xué)模式的設(shè)計(jì)遵循人工智能課程特性與人才培養(yǎng)目標(biāo)，旨在增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，通過整合豐富資源和前沿內(nèi)容，構(gòu)建專業(yè)化師資團(tuán)隊(duì)和精準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生在動(dòng)手操作和創(chuàng)新思維方面的全面發(fā)展。

2.1多元化資源促進(jìn)實(shí)踐深度

基于任務(wù)型學(xué)習(xí)理論與建構(gòu)主義，本研究構(gòu)建了一套綜合性實(shí)踐教學(xué)資源策略，整合國(guó)內(nèi)AI領(lǐng)域的前沿技術(shù)與應(yīng)用案例，依托頭歌、九天畢昇等平臺(tái)，使學(xué)生直觀感受行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。研究匯聚慕課、視頻教程等在線資源，為學(xué)生提供多元化學(xué)習(xí)路徑。典型課程包括大學(xué)慕課的“JS實(shí)現(xiàn)人機(jī)大戰(zhàn)之五子棋（AI篇）”和學(xué)堂在線的“Python基礎(chǔ)與案例教程”。通過這些資源，學(xué)生可課前自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，課堂討論答疑，課后通過頭歌平臺(tái)實(shí)訓(xùn)鞏固，提升理解和應(yīng)用能力。

研究注重學(xué)生視野的拓展與實(shí)踐能力的提升，鼓勵(lì)學(xué)生參與GitHub項(xiàng)目、Kaggle競(jìng)賽等，培養(yǎng)創(chuàng)新與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。課堂上，教師利用長(zhǎng)江雨課堂進(jìn)行預(yù)習(xí)與鞏固，結(jié)合頭歌平臺(tái)實(shí)現(xiàn)“課上學(xué)做結(jié)合”。學(xué)生課后可通過頭歌平臺(tái)深化項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)訓(xùn)資源加強(qiáng)知識(shí)應(yīng)用，并享受QQ、微信等在線答疑服務(wù)。通過Kaggle和智能車競(jìng)賽等，學(xué)生能將課堂知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目，提升解決問題能力。這種多元化教學(xué)資源整合，不僅提升了人工智能實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，也有效培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維和實(shí)際應(yīng)用能力，為學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2專業(yè)師資引領(lǐng)實(shí)踐創(chuàng)新

在人工智能課程的實(shí)踐教學(xué)中，擁有專業(yè)背景的師資力量扮演著無可替代的關(guān)鍵角色。這些師資不僅是提升教學(xué)質(zhì)量的堅(jiān)實(shí)基石，還是引領(lǐng)學(xué)生深入人工智能領(lǐng)域、激發(fā)其探索熱情的核心動(dòng)力。從社會(huì)認(rèn)知理論視角分析，他們?yōu)閷W(xué)生提供了豐富的行業(yè)真實(shí)案例和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生樹立了榜樣，并極大地推動(dòng)了實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新。這些教師緊跟領(lǐng)域動(dòng)態(tài)，將人工智能技術(shù)的前沿知識(shí)融入日常教學(xué)中，確保課程內(nèi)容的前沿性和時(shí)效性。此外，他們不斷更新教學(xué)手段，有效激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生積極投入學(xué)習(xí)。

在實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)上，本研究授課團(tuán)隊(duì)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。通過挑戰(zhàn)性項(xiàng)目如基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別系統(tǒng)和自然語(yǔ)言處理應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生自主探索、解決問題，并鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。團(tuán)隊(duì)將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，提升科研素養(yǎng)。同時(shí)，跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)構(gòu)建鼓勵(lì)學(xué)生知識(shí)交叉與創(chuàng)新。與人工智能企業(yè)合作，提供行業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，將課堂知識(shí)轉(zhuǎn)化為工作技能，顯著提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力和職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。這些方法和案例展示了專業(yè)師資在引領(lǐng)實(shí)踐創(chuàng)新方面的卓越能力。

2.3前沿內(nèi)容涵蓋激發(fā)實(shí)踐創(chuàng)新

在人工智能課程實(shí)踐教學(xué)中，本研究不斷更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，引入最新的研究成果和技術(shù)進(jìn)展。根據(jù)課程教學(xué)論中的“理論與實(shí)踐相結(jié)合”的原則，學(xué)生通過參與人工智能技術(shù)的前沿技術(shù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和項(xiàng)目，可以學(xué)習(xí)到不同的思維方式和解決問題的方法，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索。

為了保持教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性和創(chuàng)新性，本研究結(jié)合前沿內(nèi)容，設(shè)計(jì)了富有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的項(xiàng)目。同時(shí)，成立了人工智能技術(shù)前沿研究小組，該小組由具備跨學(xué)科背景的實(shí)踐授課教師組成。研究小組通過深入研讀人工智能各領(lǐng)域的最新文獻(xiàn)，追蹤技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，并將這些信息及時(shí)反饋給實(shí)踐授課教師，確保最新的知識(shí)和技術(shù)能夠迅速融入實(shí)踐教學(xué)之中。這種機(jī)制不僅讓學(xué)生接觸到最前沿的人工智能知識(shí)和技術(shù)，還通過跨學(xué)科的研究與交流，加強(qiáng)了教學(xué)的深度和廣度。

2.4精準(zhǔn)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)成效

本研究借助頭歌實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)效果。授課教師構(gòu)建分層實(shí)訓(xùn)試題庫(kù)，通過趣味闖關(guān)鼓勵(lì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)與實(shí)踐，這不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性，還促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)參與。平臺(tái)配備了智能評(píng)測(cè)系統(tǒng)，即時(shí)反饋學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績(jī)、耗時(shí)、測(cè)評(píng)頻次及綜合評(píng)價(jià)結(jié)果；系統(tǒng)記錄學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)軌跡，并生成實(shí)訓(xùn)分析報(bào)告，為授課師生提供直觀、客觀的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。這一創(chuàng)新變革不僅摒棄了實(shí)踐課程的主觀評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)考核，還極大提高了教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為學(xué)生全面發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在評(píng)價(jià)過程中，本研究采用了多元化和分層評(píng)價(jià)方法。通過課堂觀察、作業(yè)分析、項(xiàng)目實(shí)踐和口頭表達(dá)等方式，授課教師能全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。這種評(píng)價(jià)方法不僅準(zhǔn)確反映學(xué)生的真實(shí)水平，還避免了單一評(píng)價(jià)的片面性。設(shè)定不同層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)，使教師能更準(zhǔn)確地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并提供有針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)。通過精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)反饋機(jī)制，教師能敏銳捕捉教學(xué)中的問題，靈活調(diào)整教學(xué)策略，以更好地滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，提升學(xué)習(xí)成效。同時(shí)，學(xué)生通過評(píng)價(jià)結(jié)果能更清晰地認(rèn)識(shí)自己的學(xué)習(xí)狀況，發(fā)現(xiàn)不足，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

2.5互動(dòng)教學(xué)激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力

行為主義學(xué)習(xí)論強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)成效源自外部刺激與強(qiáng)化的雙重作用。在互動(dòng)性強(qiáng)烈的教學(xué)情境中，學(xué)生與教師、同伴間的密切交流猶如源源不斷的外部動(dòng)力源，其中熱烈的討論、積極的問答以及緊密的合作等活動(dòng)，共同編織成一張密集的外部刺激網(wǎng)絡(luò)，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)過程的深化與拓展。這些刺激不僅鞏固了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，更在無形中激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與內(nèi)在動(dòng)力。特別是在人工智能課程實(shí)踐教學(xué)中，互動(dòng)教學(xué)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它通過搭建師生間溝通的橋梁，促進(jìn)了知識(shí)的傳遞與共享，從而有效激發(fā)了學(xué)生的內(nèi)在潛力。

在人工智能課程實(shí)踐教學(xué)中，授課教師通過微信、QQ、釘釘?shù)韧ㄐ殴ぞ?，與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)、在線問答等，確保學(xué)生能夠快速地得到教師的有效指導(dǎo)和幫助。授課教師在微信、QQ、釘釘?shù)壬戏窒砣斯ぶ悄苷n程實(shí)踐教學(xué)資源和學(xué)習(xí)材料，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。此外，授課教師將學(xué)生隨機(jī)分成不同的小組，每個(gè)小組認(rèn)領(lǐng)一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)或項(xiàng)目，學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作的方式完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

3人工智能課程實(shí)踐教學(xué)流程設(shè)計(jì)

在本研究中，本研究基于多種教學(xué)平臺(tái)、課程平臺(tái)以及通信工具，開展了人工智能課程的實(shí)踐教學(xué)。如圖2所示，具體的實(shí)踐教學(xué)流程包含三個(gè)關(guān)鍵階段課前實(shí)踐任務(wù)推送，課堂互動(dòng)，課后在線討論與答疑。此教學(xué)模式將教師與學(xué)生視為兩大核心要素，通過緊密聯(lián)結(jié)與相互作用的機(jī)制，共同推動(dòng)教學(xué)進(jìn)程的深入發(fā)展。它不僅確保了從課前預(yù)習(xí)到課后鞏固的全程無縫銜接，更通過師生間的多維度交互，打造了一個(gè)高效、實(shí)效顯著的人工智能課程實(shí)踐教學(xué)流程。

3.1課前實(shí)踐任務(wù)推送

課前，授課教師首先需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生水平，選取合適的實(shí)際案例，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。然后，為每個(gè)案例提供詳細(xì)的背景介紹，包括案例來源、目的和應(yīng)用場(chǎng)景等，并設(shè)計(jì)一系列具有挑戰(zhàn)性和遞進(jìn)性的實(shí)踐任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握相關(guān)知識(shí)和技能。設(shè)定清晰的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估學(xué)生對(duì)實(shí)踐任務(wù)完成情況；整理和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)資料（PPT、案例代碼、數(shù)據(jù)集等），上傳至長(zhǎng)江雨課堂便于學(xué)生獲??；通過長(zhǎng)江雨課堂和課程群通知學(xué)生實(shí)踐任務(wù)，確保信息及時(shí)傳達(dá)。

課前，學(xué)生須課前下載并預(yù)習(xí)教師推送的課程資料，復(fù)習(xí)人工智能理論知識(shí)，初步了解實(shí)踐案例的背景、目標(biāo)、要求及技術(shù)點(diǎn)。對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)踐任務(wù)，學(xué)生可以選擇組建學(xué)習(xí)小組，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作來共同完成。在預(yù)習(xí)和實(shí)踐環(huán)境準(zhǔn)備過程中，學(xué)生及時(shí)記錄遇到一些問題或疑惑，并在課堂上向教師或同學(xué)請(qǐng)教。

3.2課中實(shí)踐教學(xué)互動(dòng)

課中，授課教師負(fù)責(zé)解析人工智能課程實(shí)踐任務(wù)目標(biāo)、要求和難點(diǎn)，并提供相關(guān)知識(shí)和理論。他們演示操作流程，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐，鼓勵(lì)交流合作，組織代碼討論并提出改進(jìn)意見。學(xué)生則需理解人工智能課程的實(shí)踐任務(wù)，進(jìn)行編碼、運(yùn)行、調(diào)整等實(shí)踐操作，積極參與討論，記錄知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，勇于提問反饋，并在小組合作中明確分工，共同解決問題，以提升實(shí)踐能力。在人工智能課程的實(shí)踐教學(xué)過程中，授課教師和學(xué)生在課堂上的互動(dòng)過程如表1所示。

3.3課后在線討論與答疑

課后，授課教師需要對(duì)學(xué)生的實(shí)踐作業(yè)進(jìn)行全面評(píng)估，評(píng)價(jià)維度包括功能實(shí)現(xiàn)效果、代碼質(zhì)量、問題解決策略、創(chuàng)新性以及團(tuán)隊(duì)合作等方面，并結(jié)合實(shí)際操作過程、最終成果和課堂表現(xiàn)，給予客觀、公正的評(píng)分和反饋。教師還會(huì)推送與實(shí)踐案例相關(guān)的拓展任務(wù)，涉及更深入的技術(shù)應(yīng)用和更具挑戰(zhàn)性的實(shí)際問題，并利用在線平臺(tái)和通信工具組織討論和答疑，積極參與、及時(shí)解答問題。學(xué)生需要對(duì)完成的實(shí)踐任務(wù)進(jìn)行總結(jié)和反思，回顧挑戰(zhàn)、方法、實(shí)現(xiàn)功能及成果，分析優(yōu)缺點(diǎn)，尋找優(yōu)化點(diǎn)。完成基礎(chǔ)學(xué)習(xí)后，學(xué)生將挑戰(zhàn)更高層次的任務(wù)，探索新技術(shù)，鞏固知識(shí)，提升解決問題的能力，并積極參與在線討論，交流經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)溝通與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。本階段，授課教師和學(xué)生在課堂上的互動(dòng)過程如表2所示。

4教學(xué)實(shí)施效果

“五位一體”人工智能實(shí)踐教學(xué)模式在2020級(jí)和2021級(jí)共13個(gè)教學(xué)班、近500名學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用。根據(jù)頭歌實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，學(xué)生共完成了33個(gè)人工智能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，平均每位學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)上投入的時(shí)間高長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)23分鐘22秒，這一數(shù)據(jù)顯著超越了往屆學(xué)生在相同課程中的實(shí)踐時(shí)長(zhǎng)。相較于傳統(tǒng)模式，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均時(shí)間增加了45分鐘，顯示出學(xué)生更深入的投入。平臺(tái)的游戲闖關(guān)模式、智能評(píng)價(jià)和即時(shí)反饋功能，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)能力。該模式轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)考核方式，更加注重過程和動(dòng)態(tài)考核，激發(fā)了學(xué)生的參與熱情，綜合成績(jī)平均提高12%，實(shí)踐報(bào)告優(yōu)秀率超過80%。

在“第十五屆藍(lán)橋杯大賽”個(gè)人賽省賽中，采用該模式學(xué)習(xí)的學(xué)生取得了優(yōu)異的成績(jī)，獲得一等獎(jiǎng)8項(xiàng)、二等獎(jiǎng)38項(xiàng)、三等獎(jiǎng)43項(xiàng)，獲獎(jiǎng)比例達(dá)到17%。這些成就體現(xiàn)了該模式在促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力和理論知識(shí)理解方面的顯著效果。進(jìn)一步調(diào)查顯示，學(xué)生對(duì)該模式的滿意度達(dá)到了90%以上，并且有85%的學(xué)生表示該模式增強(qiáng)了他們對(duì)人工智能課程的興趣和參與度。

5結(jié)束語(yǔ)

本文探討了一種基于“五位一體”的人工智能課程實(shí)踐教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐資源對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)實(shí)踐能力的重要性。通過整合國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的人工智能領(lǐng)域最新技術(shù)和應(yīng)用案例，為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)廣闊的學(xué)習(xí)平臺(tái)，使學(xué)生能夠直接接觸并應(yīng)用前沿知識(shí)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。此外，通過鼓勵(lì)學(xué)生積極參與在線社區(qū)和競(jìng)賽，拓寬學(xué)生的視野和交流平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。研究結(jié)果表明，“五位一體”的人工智能課程實(shí)踐教學(xué)模式取得了積極的教學(xué)效果。未來將繼續(xù)深化研究與實(shí)踐，不斷優(yōu)化教學(xué)資源，推動(dòng)人工智能實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：王力】

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：62162061）；新疆師范大學(xué)青年拔尖人才項(xiàng)目（XJNUQB2022-21）；新疆師范大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（XJNUBS2115）