數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生協(xié)同學(xué)習(xí)方法研究與實(shí)踐

王 祎, 樊 鑫, 賈 棋, 劉 斌, 李曉芳

(大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院, 遼寧 大連 116600)

數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生協(xié)同學(xué)習(xí)方法研究與實(shí)踐

王 祎, 樊 鑫, 賈 棋, 劉 斌, 李曉芳

(大連理工大學(xué) 軟件學(xué)院, 遼寧 大連 116600)

協(xié)同學(xué)習(xí)作為一種新的學(xué)習(xí)技術(shù)框架,滿足知識(shí)時(shí)代的學(xué)習(xí)建構(gòu)和革新的需要。根據(jù)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)藝術(shù)輔助技術(shù)注重創(chuàng)新和實(shí)踐的特點(diǎn),探索適合該專業(yè)本科生的協(xié)同學(xué)習(xí)策略和實(shí)施方法,提出了基于聚類的自動(dòng)分組方法和自組織式協(xié)同學(xué)習(xí)方法。實(shí)踐表明該方法有助于提高數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生的綜合素質(zhì),對(duì)達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)具有積極的推動(dòng)作用。

協(xié)同學(xué)習(xí)； 數(shù)字媒體技術(shù)； 創(chuàng)新思維； 思維導(dǎo)圖

數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)是以技術(shù)為主、藝術(shù)為輔的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域新興專業(yè)。如何培養(yǎng)出不但能扎實(shí)掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù),而且具有一定的藝術(shù)審美能力、創(chuàng)造性思維、現(xiàn)代意識(shí)等人文素質(zhì)的復(fù)合型高級(jí)技術(shù)人才，是數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生培養(yǎng)的主要目標(biāo)[1]。

當(dāng)今各學(xué)科的交叉、融合成為信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題,個(gè)體的作用在下降,團(tuán)隊(duì)的作用在上升,而團(tuán)隊(duì)的合作方式是決定團(tuán)隊(duì)合作是否能成功的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)群體智能(swarm intelligence)研究表明[2]:群居生物通過(guò)合作形成宏觀智能的行為,如蟻群、蜂群、魚(yú)群等在沒(méi)有領(lǐng)導(dǎo)、沒(méi)有組織者的情況下,能夠分工有序地尋食、避險(xiǎn)等。而在人類社會(huì),團(tuán)隊(duì)合作方式一般采用“中心制”、“集權(quán)制”,由領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。雖然這種方式能使團(tuán)隊(duì)意志統(tǒng)一、便于指揮,但一旦領(lǐng)導(dǎo)者決策失誤或分工不合理,往往導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)合作的失敗。對(duì)于由大學(xué)本科生組成的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),組員知識(shí)水平接近,對(duì)于任務(wù)的把握與分配,組長(zhǎng)往往缺乏經(jīng)驗(yàn),所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由組長(zhǎng)一個(gè)人完成任務(wù),其他組員“打醬油”的情況。從提高組隊(duì)的參與感與積極性目的出發(fā),探索具有群體智能的團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)方式,對(duì)于大學(xué)本科生培養(yǎng)更具實(shí)際意義。

本文在對(duì)協(xié)同學(xué)習(xí)(synergism learning)[3]理論與應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合大連理工大學(xué)軟件學(xué)院數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生的教育教學(xué)實(shí)踐,提出了基于聚類的自動(dòng)分組方法和自組織式協(xié)同學(xué)習(xí)方法。實(shí)踐表明，該方法有助于提高數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作能力。該方法也可推廣到其他本科專業(yè)。

1 協(xié)同學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介

協(xié)同學(xué)習(xí)是上個(gè)世紀(jì)90年代,由我國(guó)祝智庭教授最早研究提出的學(xué)習(xí)理念[3]。該學(xué)習(xí)方法可使具有不同智力水平、思維方式、認(rèn)知風(fēng)格、知識(shí)結(jié)構(gòu)的成員,通過(guò)相互合作、共同奮斗,共同提高。文獻(xiàn)[3]中將協(xié)同學(xué)習(xí)的基本原理歸納為“深度互動(dòng),信息匯聚,集體思維,合作建構(gòu),多場(chǎng)協(xié)調(diào)”。這種學(xué)習(xí)方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造性思維、提高學(xué)生的溝通能力、包容力以及社會(huì)責(zé)任感和自尊心。

協(xié)同學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)(collaborative learning)作為目前盛行的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式的相同之處都是通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員互相幫助和共同努力完成一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)。協(xié)作學(xué)習(xí)中團(tuán)隊(duì)成員一般各司其職,有主有次,次要成員需協(xié)助主要成員完成任務(wù)[4]。而協(xié)同學(xué)習(xí)以團(tuán)隊(duì)成員之間的異質(zhì)性、多樣性為前提,更強(qiáng)調(diào)“同”,成員需步調(diào)一致,互相借鑒、互相學(xué)習(xí),最終每個(gè)成員都能完成整項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)[5]。所以，在本科生培養(yǎng)過(guò)程中,協(xié)同學(xué)習(xí)是一種不可或缺的團(tuán)隊(duì)合作方式。

2 基于聚類的自動(dòng)分組

不論協(xié)作學(xué)習(xí)還是協(xié)同學(xué)習(xí),都是以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行的,需要事先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。最常見(jiàn)的分組方式有自由式和指派式。這兩種方式或以熟悉度或以成績(jī)?yōu)槌霭l(fā)點(diǎn),都對(duì)學(xué)生的能力考慮不全。小組中往往設(shè)組長(zhǎng)一職,由小組成員推選,或由教師指派。這種分組方式中,組長(zhǎng)是否具有團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)管理能力、向心力,分配任務(wù)是否合理等因素都對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)能否順利進(jìn)行有著重要的影響。因此,科學(xué)的、客觀的、自動(dòng)的分組策略成為協(xié)同學(xué)習(xí)成敗的重要前提條件[6-7]。我們從協(xié)同學(xué)習(xí)“異質(zhì)互惠”的特點(diǎn)出發(fā),設(shè)計(jì)了一種基于KFCM(kernel fuzzy c-means,基于核函數(shù)的模糊C均值算法)[8-9]的團(tuán)隊(duì)自動(dòng)分組方法。

2.1 KFCM自動(dòng)分組方法過(guò)程

KFCM自動(dòng)分組法過(guò)程為:先初始化幾個(gè)聚類中心,然后將所有樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊劃分,把從樣本到歸屬聚類中心的核函數(shù)距離總和最小作為優(yōu)化的目標(biāo),然后通過(guò)求極值的方法得到更新規(guī)則,再逐步迭代,找到最優(yōu)的聚類方案。該算法因?yàn)楹撕瘮?shù)引入距離計(jì)算,能夠克服邊緣成員弱類問(wèn)題。KFCM應(yīng)用到協(xié)同學(xué)習(xí)分組中,關(guān)鍵在于學(xué)生屬性特征庫(kù)的建立和如何結(jié)合實(shí)際問(wèn)題設(shè)置相關(guān)參數(shù),下面從2個(gè)方面給出具體實(shí)施方案。

首先確定學(xué)生樣本的屬性,形成學(xué)生屬性特征庫(kù)。我們?cè)O(shè)計(jì)的協(xié)同學(xué)習(xí)屬性庫(kù)中,每個(gè)學(xué)生主要有4類屬性特征:

(1) 已修課程類屬性{G1,G2,…,Gn}。主要由學(xué)生已經(jīng)修過(guò)的課程組成,其中Gi為每門課的考試或考核成績(jī)。

(2) 學(xué)習(xí)風(fēng)格類屬性{IP,SS,II,CU}。采用所羅門(Barbara A. Soloman)學(xué)習(xí)風(fēng)格模型[7],分為4個(gè)組對(duì):信息加工方式(IP)(沉思型或活躍型)、感知事物方式(SS)(感悟型或直覺(jué)型)、信息輸入方式(II)(視覺(jué)優(yōu)勢(shì)型或語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)型)、內(nèi)容理解方式(CU)(序列型或綜合型)。學(xué)習(xí)風(fēng)格數(shù)據(jù)可通過(guò)讓學(xué)生填寫(xiě)經(jīng)典的所羅門學(xué)習(xí)風(fēng)格自測(cè)問(wèn)卷表進(jìn)行搜集。

(3) 技術(shù)能力類{T1,T2,…,Tn}。由常用的編程語(yǔ)言、多媒體編輯軟件、影視后期處理軟件、游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)等組成。

(4) 興趣視野類{W1,W2,…,Wn}。由學(xué)生參加過(guò)的各種社團(tuán)、興趣小組和比賽組成，如ACM組、數(shù)模組、游戲組,天文社、攝影社、電影社、繪畫(huà)社等。

在面對(duì)實(shí)際協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí),教師還可根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)增加或刪除某些屬性特征。對(duì)于各種屬性的數(shù)值,除了興趣視野類屬性值為1(參加過(guò))或0(沒(méi)參加過(guò))外,其他屬性都標(biāo)準(zhǔn)化到[0～1]區(qū)間。

自動(dòng)分組法的原則是使組內(nèi)成員屬性差異盡量最大,而組間差異盡量最小。這與基本KFCM算法的類內(nèi)差異小、類間差異大的原則相反。因此,我們首先利用KFCM算法對(duì)學(xué)生進(jìn)行“同質(zhì)”聚類,然后采用多類別抽調(diào)的方法形成最后分組。

2.2 KFCM自動(dòng)分組方法步驟

基于KFCM自動(dòng)分組方法的步驟為:

(1) 初始化聚類中心。首先確定類別數(shù)目,因?yàn)樽詈笠鶕?jù)這些類別進(jìn)行選取小組成員,所以聚類的數(shù)目適宜就設(shè)為小組成員數(shù)目。對(duì)于一般的協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)來(lái)說(shuō)以4～6人為宜。聚類中心可隨機(jī)選取,也可采用屬性加權(quán)均值排序后,按均勻間隔選取。

(2) 迭代求解。首選設(shè)計(jì)聚類的價(jià)值函數(shù),如公式(1):

(1)

其中C為初始聚類中心數(shù)目,M為總樣本數(shù)目,uij為第j個(gè)樣本屬于第i個(gè)聚類的模糊隸屬度,成員屬于所有類別的隸屬度之和為1。?()為非線性映射核函數(shù)(可采用高斯核函數(shù)),xj為成員特征向量(可加權(quán)選擇全部或部分屬性),cj為每類中心。

然后采用拉格朗日成數(shù)法求得使評(píng)價(jià)函數(shù)達(dá)到最小值的參數(shù)迭代公式。之后,在初始化聚類中心和隸屬度矩陣之后,逐次迭代,如果價(jià)值函數(shù)J的值小于某個(gè)確定的閥值,或它相對(duì)上次價(jià)值函數(shù)值的改變量小于某個(gè)閥值,則算法停止。否則修正聚類中心,再重新迭代計(jì)算。

(3) 組員選取。在已經(jīng)聚類后的每個(gè)集合中隨機(jī)選出一個(gè)樣本,共C個(gè)組成一組輸出。然后從原來(lái)的類別中刪除這些樣本,再在每個(gè)集合的剩余樣本中隨機(jī)選取一個(gè)樣本,組成第二個(gè)小組,以此類推,直到某個(gè)集合選空。則把剩余樣本取出作為新的樣本集,調(diào)用步驟(2),重新按C組聚類,然后再進(jìn)行選擇,直到剩余總樣本數(shù)目小于C,則再隨機(jī)分配剩余樣本到已經(jīng)分好的組中。

按照該算法我們以一個(gè)班級(jí)62個(gè)學(xué)生的屬性數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。初始每組按5人進(jìn)行聚類。特征向量選取已修課程成績(jī)(15門)、學(xué)習(xí)風(fēng)格(4類),技術(shù)(4項(xiàng)),視野(3項(xiàng)),共26維。該算法中初始中心的選擇對(duì)聚類的結(jié)果有很大影響,組員選取是隨機(jī)進(jìn)行的,但經(jīng)過(guò)10次實(shí)驗(yàn),分組后每組的學(xué)生雖然都不完全相同,但組內(nèi)方差與組間方差都合理,證實(shí)了該分組方法的有效性,也說(shuō)明了該分組問(wèn)題的解的不唯一性。

3 協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)

協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)不同一般合作任務(wù),不是“按崗定員”,而是“全員完成”。所以在設(shè)計(jì)任務(wù)、組織團(tuán)隊(duì)以及制定學(xué)習(xí)策略時(shí),都要考慮該特點(diǎn)。對(duì)于數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)來(lái)說(shuō),定位為“教學(xué)型、應(yīng)用型”,不僅重視較寬厚的基礎(chǔ)理論知識(shí)的教授,而且更重視學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題、探索未知,進(jìn)行創(chuàng)意能力培養(yǎng)[10]。因此,我們把協(xié)同學(xué)習(xí)主要應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),可作為一門課的期末綜合大作業(yè)、小學(xué)期的實(shí)踐項(xiàng)目、教師組織的科研項(xiàng)目等。按類型分為算法實(shí)踐、創(chuàng)意應(yīng)用和就業(yè)預(yù)練3個(gè)類型。

(1) 算法實(shí)踐類協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)。主要在學(xué)生掌握“圖像處理基礎(chǔ)”、“計(jì)算機(jī)視覺(jué)”、“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”、“信號(hào)處理”、“多媒體技術(shù)導(dǎo)論”等專業(yè)課程知識(shí)基礎(chǔ)上,由教師結(jié)合自己的科研項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)題目,需難度適中,既有一定的理論深度又有一定的實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值,如人像美容軟件、車輛檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)、動(dòng)植分類檢索系統(tǒng)等。該類協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)主要目的為讓學(xué)生充分了解并實(shí)踐科研工作的基本流程,掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能，如熟練使用Matlab和OpenCV等編程工具等,鍛煉學(xué)生的科研思維和實(shí)踐能力。

(2) 創(chuàng)意應(yīng)用類協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)。主要針對(duì)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用”、“多媒體交互設(shè)計(jì)”、“繪畫(huà)原理”、“游戲創(chuàng)意與設(shè)計(jì)”、“影視后期處理”等創(chuàng)意應(yīng)用型課程。協(xié)同學(xué)習(xí)題目可由教師布置或由小組成員自擬,類型可為游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、動(dòng)畫(huà)短片、影視廣告等。創(chuàng)意創(chuàng)造是復(fù)雜、艱巨的精神勞動(dòng),需要學(xué)生具備一定的生活積累、嫻熟創(chuàng)作技能以及強(qiáng)大不怕挫折的內(nèi)心。該類協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)旨在幫助學(xué)生擺脫個(gè)體思維的局限性、個(gè)人創(chuàng)作的孤立感,通過(guò)成員之間的互助學(xué)習(xí)、深度交流,鍛煉學(xué)生的推理、感知、想象、聯(lián)想、直覺(jué)、理解等思維活動(dòng),從而達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)意創(chuàng)造能力的目的。

(3) 就業(yè)預(yù)練類協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)。主要通過(guò)聘請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師到學(xué)院來(lái)指導(dǎo)，一般在大三學(xué)期末暑假前的5周小學(xué)期進(jìn)行,根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目為學(xué)生設(shè)計(jì)協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)。首先企業(yè)導(dǎo)師需講授1～2個(gè)新的軟硬件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言或平臺(tái),然后再給出一些企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)實(shí)例,讓學(xué)生進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)完成任務(wù)。該類項(xiàng)目可幫助學(xué)生了解企業(yè)項(xiàng)目的運(yùn)作流程,為到企業(yè)實(shí)習(xí)或就業(yè)做好心里準(zhǔn)備和技術(shù)儲(chǔ)備。

4 自組織式協(xié)同學(xué)習(xí)方法

自組織協(xié)同學(xué)習(xí)方法,主要核心為群體智能的“自組織增效”思想,當(dāng)分組之后,并不指派組長(zhǎng)角色,團(tuán)隊(duì)任務(wù)由大家共同協(xié)商分派完成。為了增加團(tuán)組的凝聚力和責(zé)任感,可采用“名字策略”,讓每個(gè)學(xué)習(xí)小組都自行起一個(gè)有意義的名稱,如“元音”,每個(gè)人都是一個(gè)英文元音,同等重要。

自組織協(xié)同學(xué)習(xí)對(duì)于以上3個(gè)類型的學(xué)習(xí)任務(wù),都可按如下步驟進(jìn)行:(1)組隊(duì)；(2) 明確學(xué)習(xí)任務(wù),分析任務(wù)的學(xué)習(xí)需求,確定學(xué)習(xí)目標(biāo)；(3)收集資源,匯總資源；(4)學(xué)習(xí)環(huán)境搭建:包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、資源環(huán)境、協(xié)同學(xué)習(xí)平臺(tái)等；(5)共享思維,互動(dòng)交流；(6)評(píng)價(jià)與總結(jié)。這些步驟中的難點(diǎn)在于如何共享思維。

思維作為一個(gè)人解決問(wèn)題的一個(gè)大腦活動(dòng),無(wú)影無(wú)形,如果想要共享思維,必須采用某種載體對(duì)思維進(jìn)行記錄,思維導(dǎo)圖(mind map)正是這樣的工具[11]。思維導(dǎo)圖也譯為腦圖,是上世紀(jì) 70 年代由英國(guó)教育家托尼·博贊于提出的。它綜合運(yùn)用了圖形、色彩、文字、符號(hào)等為思維提供描述和可視化的載體,并充分考慮認(rèn)知心理學(xué)、腦科學(xué)、信息論、思維學(xué),通過(guò)遞增樹(shù)形和網(wǎng)絡(luò)模式模擬思維的建立、歸納、聯(lián)想等過(guò)程,以此提高使用者的記憶力、創(chuàng)造力與組織力,其被譽(yù)為21世紀(jì)全球性的思維工具[12-13]。

思維導(dǎo)圖的生理學(xué)基礎(chǔ)就是通過(guò)圖形圖像激發(fā)人類右腦的功能。人類左腦又名為抽象腦、學(xué)術(shù)腦,管理著人類邏輯、語(yǔ)言、數(shù)學(xué)、文字、推理、分析等功能；而右腦又名為藝術(shù)腦、創(chuàng)造腦,管理人類圖畫(huà)、音樂(lè)、音律、情感、想象、創(chuàng)意等功能。數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的設(shè)置初衷之一就是通過(guò)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)這類需要數(shù)學(xué)邏輯思維較強(qiáng)專業(yè)課程中,引入與多媒體、藝術(shù)相關(guān)的課程,提高學(xué)生的形象思維能力,以促進(jìn)大腦的全面發(fā)展,最終培養(yǎng)出具有交叉知識(shí)和創(chuàng)造性思維的綜合素質(zhì)技術(shù)人才。鑒于此,我們?cè)诒究贫昙?jí)上半學(xué)期的時(shí)候就開(kāi)展“繪畫(huà)基礎(chǔ)”、“設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等有助于開(kāi)發(fā)形象思維的課程。組織學(xué)生在課后學(xué)習(xí) iMindMap、Mind Manager、The Brain等思維導(dǎo)圖工具并給出樣例和指導(dǎo)。同時(shí),提出一些簡(jiǎn)單的練習(xí)任務(wù),如在學(xué)習(xí)“線性代數(shù)”、“軟件工程”等課程同時(shí)完成該課程的知識(shí)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖,逐步培養(yǎng)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。

當(dāng)學(xué)生基本掌握思維導(dǎo)圖使用方法和開(kāi)發(fā)工具之后。上述協(xié)同學(xué)習(xí)步驟中的“思維共享”,就可以通過(guò)“并行獨(dú)立,階段聚合”的方式由小組成員共同制作和維護(hù)一個(gè)思維導(dǎo)圖來(lái)實(shí)現(xiàn),具體步驟如下:

(1) 首先由小組成員并行獨(dú)立地搜集任務(wù)相關(guān)材料,并畫(huà)出搜集資料過(guò)程中所涉及的知識(shí)、概念與自己的想法的個(gè)人思維導(dǎo)圖。

(2) 個(gè)人學(xué)習(xí)時(shí)間到達(dá)后,提交、匯總個(gè)人思維導(dǎo)圖?？刹捎妹鎸?duì)面或借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)共同在線的形式進(jìn)行集體討論,查看其他組員的思維導(dǎo)圖,思考不同之處,提出問(wèn)題,再互相解答和講解。通過(guò)交流、聯(lián)想激發(fā)出新的想法，再把討論結(jié)果匯總到一個(gè)共同的思維導(dǎo)圖中。

(3) 指導(dǎo)教師可評(píng)價(jià)該思維導(dǎo)圖,指出錯(cuò)誤或不足。在圖中一旦有思路結(jié)點(diǎn)進(jìn)行不下去的時(shí)候,由教師來(lái)輔助線路、提供知識(shí)、幫助解答。小組成員再根據(jù)教師指導(dǎo),互相討論、優(yōu)化當(dāng)前小組思維導(dǎo)圖,并作為階段思維導(dǎo)圖保存。

(4) 以階段思維導(dǎo)圖為基礎(chǔ),組員再進(jìn)行下一輪的探索,重復(fù)步驟(1)、(2)、(3),如此反復(fù),直到學(xué)習(xí)任務(wù)全部完成。步驟(3)可省略或者降低頻次。

(5) 對(duì)協(xié)同學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià),可由指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)習(xí)的完成度、創(chuàng)新性等的評(píng)分結(jié)合小組成員對(duì)本小組學(xué)習(xí)結(jié)果滿意度打分,以及小組互評(píng)的分?jǐn)?shù)作為最后總分。

5 實(shí)踐成果

近3年來(lái),該方法已經(jīng)在大連理工大學(xué)軟件學(xué)院數(shù)字媒體技術(shù)系得到初步應(yīng)用,完成協(xié)同學(xué)習(xí)項(xiàng)目20余項(xiàng)。其中,在科研類較為突出的有:2011年，名為“X-Men”的小組,完成了一個(gè)“虛擬人序列化彩色圖像自動(dòng)分割系統(tǒng)”在“第二屆邁瑞杯醫(yī)療器械設(shè)計(jì)大賽”和“第二屆中科杯全國(guó)軟件設(shè)計(jì)大賽”中都獲得了優(yōu)秀作品獎(jiǎng)；2012年,名為“Five-Fingers”的小組完成了一個(gè)“基于單目攝像機(jī)的人手姿態(tài)估計(jì)系統(tǒng)”并形成論文,發(fā)表在EI檢索的國(guó)際會(huì)議上；2013該小組還完成了一個(gè)“基于手勢(shì)的漢字交互輸入與識(shí)別系統(tǒng)”,于2014年獲得國(guó)家發(fā)明型專利,所形成論文被SCI檢索的國(guó)際期刊錄取發(fā)表；在創(chuàng)意應(yīng)用方面,由 “元音”小組制作的有“雞”世界，在2011年首屆“大學(xué)生綠色網(wǎng)絡(luò)游戲動(dòng)漫設(shè)計(jì)大賽獲得Flash游戲類最高獎(jiǎng)——“綠色火炬獎(jiǎng)”(特等獎(jiǎng))，同時(shí)，“漫音沙華”小組制作的同名游戲“漫音沙華”在該比賽中獲得了游戲策劃案類二等獎(jiǎng)；2013年“Sissi”小組制作的游戲“小火車歷險(xiǎn)”又獲得了該獎(jiǎng)項(xiàng)flash游戲類的一等獎(jiǎng)；2014年“馨爽”小組制作的手機(jī)游戲“Egg C rash”獲得大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)實(shí)踐,提出的自動(dòng)分組方法和自組織的協(xié)同學(xué)習(xí)方法，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、與學(xué)習(xí)伙伴的合作共處能力,對(duì)實(shí)現(xiàn)新世紀(jì)需要的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)進(jìn)行了一次有益的探索。

References)

[1] 劉斌,梁文新,樊鑫,等. 數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀的調(diào)研與分析[G]//大連理工大學(xué)教育與教學(xué)研究論文集.大連理工大學(xué)軟件學(xué)院,2010(23):36-42.

[2] James Kennedy,Russell C. Eberhart,Yuhui Shi. Swarm Intelligence [M]. USA Burlington:Morgan Kaufmann,2001.

[3] 祝智庭,王佑鎂,顧小清. 協(xié)同學(xué)習(xí):面向知識(shí)時(shí)代的學(xué)習(xí)技術(shù)系統(tǒng)框架[J].中國(guó)電化教育:2006(4):5-9.

[4] 錢冬明.協(xié)同學(xué)習(xí)的實(shí)用研究:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工具開(kāi)發(fā)和實(shí)踐分析[D].上海:華東師范大學(xué),2011.

[5] 王佑鎂,祝智庭. 協(xié)同學(xué)習(xí)技術(shù)系統(tǒng)及其多場(chǎng)效果研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2009(12):35-41.

[6] 湯宗健,梁革英. 協(xié)同學(xué)習(xí)分組策略分析[J]. 高教論壇,2012(7):40-42.

[7] 夏艷輝.基于聚類分析的協(xié)同學(xué)習(xí)小組分組方法[J].價(jià)值工程,2012(18):219-220.

[8] Ferreira M R P,De Carvalho F D A T. Kernel fuzzy c-means with automatic variable weighting [J]. Fuzzy Sets and Systems,2014(237):1-46.

[9] Lin K P A. Novel Evolutionary Kernel Intuitionistic Fuzzy C-means Clustering Algorithm [J]. Fuzzy Systems,IEEE Transactions on,2014,22(5):1074-1087.

[10] 張忠福. 建立以能力培養(yǎng)為中心的實(shí)踐教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,28(2):11-14.

[11] 張海森.2001—2010 年中外思維導(dǎo)圖教育應(yīng)用研究綜述[J].中國(guó)電化教育,2011(8)：120-124.

[12] Knowledge Cartography:software tools and mapping techniques [M]. USA New York:Springer,2014.

[13] 詹志娟,謝淑敏. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于教學(xué)設(shè)計(jì)的研究綜述[J]. 軟件導(dǎo)刊：教育技術(shù),2014,13(09):89-91.

Research and practice on cooperation learning method for undergraduates of digital media technology specialty

Wang Yi, Fan Xin, Jia Qi, Liu Bin, Li Xiaofang

(School of Software,Dalian University of Technology,Dalian 116620,China)

Cooperation learning as a kind of new technical framework meets the needs of learning construction and innovation in the era of knowledge. According to the digital media technology professional characteristics which make art assist technology and attach great importance to the innovation and practice, the cooperation learning strategies and implementation methods are explored. And an automatic grouping method based on clustering and self-organizing approaches for cooperation learning is also presented. Practice shows that the proposed methods are helpful for students to improve the comprehensive qualities, and have an active role in achieving the education target of the digital media technology profession.

cooperation learning; digital media technology; innovation thinking; thinking map

2015- 02- 12 修改日期：2015- 04- 10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61402072)；2013年大連理工大學(xué)教學(xué)改革基金項(xiàng)目“基于Web3D的數(shù)字媒體專業(yè)互動(dòng)協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)”成果之一

王祎(1980—),女,遼寧沈陽(yáng),博士,講師,主要研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)、圖像處理.

E-mail：dlutwangyi@dlut.edu.cn

G642.0

A

1002-4956(2015)10- 0025- 04