人工智能導(dǎo)論線上線下混合式教學(xué)改革探索

邢 勝，左樹萍，王曉蘭

(1.滄州師范學(xué)院 計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，河北 滄州 061001；2.滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，河北 滄州 061001)

通過人工智能導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生了解人工智能的發(fā)展概況，掌握人工智能的基本原理及主要技術(shù)應(yīng)用，能夠針對小型問題進(jìn)行分析和求解，培養(yǎng)學(xué)生的知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力。

1 人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)面臨的問題

課程前期知識儲備較多，研究性強[1]，傳統(tǒng)線下教學(xué)模式主要以教師教授為主，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與度不高。前沿知識探索較少，傳統(tǒng)教學(xué)主要圍繞基本內(nèi)容進(jìn)行講授。學(xué)生的評價區(qū)分度不高，組內(nèi)成員評價較為集中。實踐創(chuàng)新能力不足，學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力較弱，主動創(chuàng)新驅(qū)動力不足。課程思政沒有圍繞教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生特點形成系統(tǒng)性的建設(shè)方案。

2 人工智能導(dǎo)論課程線上線下混合式教學(xué)改革目標(biāo)

通過線上教學(xué)提高學(xué)生的參與性和互動性。增加線上過程性考核，采用新評價指標(biāo)將不同能力的學(xué)生加以區(qū)分。讓學(xué)生通過團(tuán)隊合作及線上線下自主學(xué)習(xí)模式掌握科技前沿知識，進(jìn)行成果展示。讓學(xué)生能夠?qū)⑷斯ぶ悄芾碚搼?yīng)用于實際。完成課程思政的系統(tǒng)方案建設(shè)。

3 人工智能導(dǎo)論課程線上線下混合式教學(xué)劃分

線上學(xué)習(xí)：對緒論、知識表示等較容易的章節(jié)以線上學(xué)習(xí)為主，線下為輔，可通過翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生對掌握的知識進(jìn)行分享。線下學(xué)習(xí)：搜索策略、關(guān)聯(lián)規(guī)則、決策樹、貝葉斯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類等有一定難度的知識點以線下學(xué)習(xí)為主，線上預(yù)習(xí)為輔。課上，需要學(xué)生進(jìn)行小組討論，發(fā)言講解算法的步驟，由教師進(jìn)行糾正和評價[2]。線上作業(yè)評測：對預(yù)習(xí)內(nèi)容和課堂知識進(jìn)行在線答題評測或在線討論。線下成果匯報：定期抽查小組學(xué)習(xí)情況，每個小組都選取了一個感興趣的課題，圍繞課題查找資料[3]。要鼓勵學(xué)生將算法實現(xiàn)，并參加創(chuàng)新比賽進(jìn)行成果展示。

4 人工智能導(dǎo)論線上線下混合式教學(xué)方案

教材選用的是蔡自興、徐光祐編寫的《人工智能及其應(yīng)用》[4]，內(nèi)容較多，難度較高，有必要對課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。調(diào)整后的內(nèi)容主要包括緒論、知識表示、搜索策略、關(guān)聯(lián)規(guī)則、決策樹、貝葉斯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類等。

4.1 重構(gòu)教學(xué)活動

重構(gòu)后分為課前、課堂和課后三部分。學(xué)生在課前通過MOOC、學(xué)習(xí)通等平臺完成課程知識的自主學(xué)習(xí)[5]，引入線上資源預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。要對學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢測，分析學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地進(jìn)行講解。課堂變成了師生之間和學(xué)生之間的互動場所，包括討論、答疑解惑、知識運用等，通過探究性、啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)方法達(dá)到更好的教學(xué)效果[6]。還可以讓學(xué)生按照感興趣的人工智能研究方向自由結(jié)組選擇課題，定期進(jìn)行小組匯報，提高學(xué)生的參與性，直觀掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。課后，學(xué)生可以通過在線測試鞏固所學(xué)知識。

4.2 采用多元評價體系

可通過課前預(yù)習(xí)情況、課堂互動情況、小組討論情況、成果匯報情況等方面綜合評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。應(yīng)增加過程性考核，即課堂表現(xiàn)(20%)+線上成績(20%)+小組學(xué)習(xí)(20%)+期末成績(課程設(shè)計、40%)。課堂表現(xiàn)包括上課回答問題的情況、參與討論的情況以及課堂展示環(huán)節(jié)的表現(xiàn)情況等。線上成績組成為MOOC、學(xué)習(xí)通等平臺的視頻學(xué)習(xí)(40%)+課后線上作業(yè)和實驗(30%)+課堂自主學(xué)習(xí)在線測試(30%)[7]。小組匯報為學(xué)生研究項目的學(xué)習(xí)成績。期末成績?yōu)檎n程設(shè)計的成績。在小組匯報環(huán)節(jié)，除了教師打分，各小組也要進(jìn)行互評，選出小組的能力之星[8]。

4.3 增設(shè)實踐興趣小組

實踐興趣小組主要包括游戲 AI、圖像識別、語音識別、數(shù)據(jù)智能分析、智能機(jī)器人等方面[9]。各小組可選擇不同的研究項目，了解最新的科研動態(tài)。教師和學(xué)生要定期組織研討活動，跟蹤研究進(jìn)展，主要分為間斷性研究報告、最終成果展示等環(huán)節(jié)[10]。

4.4 解決實際問題

可通過布置實驗作業(yè)的形式讓學(xué)生將人工智能的理論算法融入實際生活中[11]，解決生活中的問題，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。實驗作業(yè)的內(nèi)容要貼近生活，使學(xué)生有興趣，有代入感。

4.5 開展課程思政

結(jié)合最新科研成果及課程內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，養(yǎng)成吃苦耐勞、精益求精、勇攀科學(xué)高峰的精神品質(zhì)。深入挖掘課程所蘊含的思政教育元素，增強學(xué)生的責(zé)任感和使命感，將專業(yè)精神、職業(yè)倫理融入教學(xué)中，構(gòu)建思政元素資料庫。