“線上—線下”教學(xué)模式下大數(shù)據(jù)專業(yè)機(jī)器學(xué)習(xí)金課建設(shè)研究

鄧 欣，孫開偉，王 進(jìn)，杜雨露，段小林，張 浩

（重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，重慶 400065）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的思維、生產(chǎn)和生活方式正在發(fā)生著深刻改變。大數(shù)據(jù)技術(shù)與各行業(yè)深度融合，在社會(huì)生活的各方面得以廣泛應(yīng)用并起到了重要作用，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和商業(yè)價(jià)值。近幾年來，我國大數(shù)據(jù)市場營收規(guī)模不斷增加，大數(shù)據(jù)相關(guān)的各類市場前景非常廣闊，社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的需求顯得尤為迫切［1］。同時(shí)，大數(shù)據(jù)行業(yè)的應(yīng)用在不斷變化，企業(yè)所需求的人才種類也隨著市場的變化不斷演變，因此各行各業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)提出了更高要求。此外，《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》明確指出要培養(yǎng)和提升交叉學(xué)科人才，尤其是在信息技術(shù)、生物技術(shù)、大數(shù)據(jù)智能和能源資源等領(lǐng)域中培養(yǎng)出既精通數(shù)學(xué)理論知識(shí)，又掌握信息技術(shù)并能熟練應(yīng)用的復(fù)合型人才。由此可見，大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)已納入國家人才發(fā)展規(guī)劃。

近年來，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)（本文簡稱為“大數(shù)據(jù)專業(yè)”）發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2016-2021 年五年間全國691 所本科院校獲批新增大數(shù)據(jù)專業(yè)［2-3］。大數(shù)據(jù)專業(yè)是融合了統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)3 個(gè)學(xué)科的交叉專業(yè)，如何讓學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)與核心技術(shù)以解決大數(shù)據(jù)相關(guān)理論和工程實(shí)際問題是培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的關(guān)鍵。因此，對(duì)于大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)，就是要根據(jù)其多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的理論功底和實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)能力。這些能力正是當(dāng)下以及未來社會(huì)發(fā)展對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的要求，這是高校在制定人才培養(yǎng)方案時(shí)必須充分考慮的問題。因此，要根據(jù)社會(huì)需求設(shè)定專業(yè)要求，根據(jù)專業(yè)要求培養(yǎng)學(xué)生的理論功底和實(shí)踐能力。

在大數(shù)據(jù)專業(yè)的眾多核心課程中，機(jī)器學(xué)習(xí)課程所講授內(nèi)容是數(shù)據(jù)分析的核心技術(shù)，該課程不僅是該專業(yè)的必修課程，而且越來越多的高校將其作為本科計(jì)算機(jī)學(xué)科下其他專業(yè)的限選或選修課［4-6］。但是該課程難度較大，本科生要熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)和重要算法編程，他們與研究生相比有一定欠缺。同時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)課是一門融合了多個(gè)學(xué)科且理論性較強(qiáng)的專業(yè)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課之前必須學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、概率與統(tǒng)計(jì)、矩陣論、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)等多門先修課程，對(duì)學(xué)生的知識(shí)廣度、深度和實(shí)際應(yīng)用能力要求較高。因此，對(duì)本科生進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)課程的理論講解和實(shí)踐指導(dǎo)具有很大挑戰(zhàn)性。針對(duì)本科生的理論知識(shí)和動(dòng)手能力，如何將數(shù)學(xué)理論知識(shí)和編程實(shí)踐能力結(jié)合在一起，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，是目前該門課程教學(xué)中需要解決的問題。

針對(duì)以上教學(xué)中面臨的實(shí)際問題，本文首先分析機(jī)器學(xué)習(xí)課程教學(xué)現(xiàn)狀，列舉出當(dāng)前教學(xué)方式和考核方式等方面存在的不足；其次，針對(duì)該課程的一些薄弱環(huán)節(jié)提出新的建設(shè)內(nèi)容，包括“線上”“線下”融合的教學(xué)模式、以賽促學(xué)教學(xué)模式等；再次，根據(jù)所提出的建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，從而將所提出的方法應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)；最后，對(duì)實(shí)際教學(xué)效果進(jìn)行總結(jié)，證明本文所提出的教學(xué)方法在實(shí)踐中的有效性。

1 機(jī)器學(xué)習(xí)課程教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)器學(xué)習(xí)課作為一門較新的課程，近幾年受到了廣泛關(guān)注，越來越多的專業(yè)開設(shè)了這門課。該課程是一門多學(xué)科交叉課程，包含了概率、統(tǒng)計(jì)、凸優(yōu)化方法、數(shù)學(xué)建模和程序設(shè)計(jì)等多學(xué)科知識(shí)。其教學(xué)目的首先是使學(xué)生理解和掌握機(jī)器學(xué)習(xí)算法的思想和基本原理；其次，使學(xué)生能根據(jù)算法模型進(jìn)行編程并實(shí)現(xiàn)；最后，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題采用合適的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行工程實(shí)踐。該門課對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和編程能力非常重要，但在實(shí)際教學(xué)過程中卻面臨諸多不足，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）教學(xué)方式較為傳統(tǒng)。該門課目前主要的教學(xué)方式是教師作為教學(xué)的主體，即教師臺(tái)上“廣播式”地講，學(xué)生在座位上被動(dòng)地聽，也即傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)［7］。由于機(jī)器學(xué)習(xí)這門課所涉及的概念、定義和公式較多，學(xué)生聽課時(shí)很容易感到枯燥和厭煩，甚至聽久了有排斥心理，導(dǎo)致其集中精力的時(shí)間不長，容易分心走神，在很大程度上降低了教學(xué)效果。此外，該門課的算法涉及大量的理論公式，容易導(dǎo)致學(xué)生雖然能理解其原理，但是卻不知道如何在實(shí)際中加以應(yīng)用［8-9］。因此，如果學(xué)習(xí)時(shí)間長，學(xué)生容易對(duì)該門課的理論缺乏興趣，失去學(xué)習(xí)熱情。此外，教師在課堂上大多使用電子課件進(jìn)行講授，容量大、速度快，使得學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容記憶不深刻，對(duì)該門課程的認(rèn)識(shí)不到位，對(duì)于課程能否有助于學(xué)生的后續(xù)發(fā)展有所疑慮，從而導(dǎo)致學(xué)生的抵觸情緒。

（2）課程考核方式較為單一。目前，該課程考核主要以期末理論考試為主，因此多數(shù)學(xué)生平時(shí)在課后很少復(fù)習(xí)理論知識(shí)，等到了期末時(shí)再花半個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)以應(yīng)付考試。在實(shí)踐方面，雖然該門課在課后題配有上機(jī)實(shí)驗(yàn)練習(xí)題，但是時(shí)常發(fā)生相互抄襲的現(xiàn)象。此外，由于該門課的實(shí)驗(yàn)課是安排在理論課之后，主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)基本算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱蠖嗍且詥蝹€(gè)學(xué)生為主，學(xué)生不組成團(tuán)隊(duì)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和有效的學(xué)術(shù)溝通能力，與計(jì)算機(jī)學(xué)科類的工程專業(yè)認(rèn)證所要求的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決復(fù)雜工程能力的培養(yǎng)要求不相符。該課程實(shí)驗(yàn)課所涉及的內(nèi)容相對(duì)較簡單，學(xué)生常常以調(diào)用程序得到結(jié)果為目標(biāo)，不能讓學(xué)生看到近年來所學(xué)內(nèi)容廣泛的應(yīng)用場景和未來廣闊的應(yīng)用前景。

（3）基礎(chǔ)知識(shí)容易被遺忘。大多學(xué)校針對(duì)本科三年級(jí)學(xué)生開設(shè)，而一些基礎(chǔ)知識(shí)，如高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)課程在一、二年級(jí)已經(jīng)學(xué)完。在學(xué)習(xí)該門課時(shí)，很多基礎(chǔ)知識(shí)已被學(xué)生遺忘，學(xué)生需要花一定量的時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)，降低了學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在之前學(xué)習(xí)編程語言時(shí)掌握的熟練程度不一樣，導(dǎo)致較差的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)無法自如編寫程序完成實(shí)驗(yàn)，特別是涉及凸優(yōu)化方法和矩陣運(yùn)算時(shí)，學(xué)生在理論理解和編程上比較吃力，加劇了學(xué)生的抵觸情緒，也容易導(dǎo)致代碼抄襲現(xiàn)象發(fā)生。

（4）教學(xué)內(nèi)容多且難度大。機(jī)器學(xué)習(xí)課程主要講述各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，包括線性回歸、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、貝葉斯方法、KNN、K-Means 等，其中每一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法都是大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)中必不可少的基礎(chǔ)［10］。在課堂講授過程中，一般只講授必學(xué)單元的基本知識(shí)點(diǎn)和公式的推導(dǎo)過程。由于內(nèi)容多、學(xué)時(shí)相對(duì)有限，對(duì)于各知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用與拓展，難以有足夠的時(shí)間進(jìn)行講解，常常導(dǎo)致與工程型人才培養(yǎng)目標(biāo)有較大差距。

2 課程建設(shè)內(nèi)容

針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)課程教學(xué)現(xiàn)狀的不足，為提高教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校對(duì)該門課程進(jìn)行了“線上—線下”混合式金課建設(shè)。課程的金課建設(shè)采用了多種教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合其特點(diǎn)融入“課程思政”的內(nèi)容，在教學(xué)過程中著力體現(xiàn)教學(xué)方式的靈活性。通過“線上—線下”混合式的教學(xué)模式，使學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用方面擁有全新的認(rèn)知。通過對(duì)教學(xué)方式的不斷改進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容逐步完善，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解、掌握和實(shí)踐應(yīng)用。首先，通過線上資源學(xué)習(xí)、線下課堂授課方式營造活躍的線上線下學(xué)習(xí)氛圍；其次，采用線上線下同步實(shí)踐教學(xué)方式，提高學(xué)生應(yīng)用能力；再次，鼓勵(lì)學(xué)生參加各種實(shí)踐活動(dòng)，例如參加計(jì)算機(jī)行業(yè)認(rèn)證、大數(shù)據(jù)競賽等，讓學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，鍛煉其解決復(fù)雜問題的綜合能力。課程內(nèi)容建設(shè)主要為以下幾方面：

（1）線下金課教學(xué)。機(jī)器學(xué)習(xí)課是大數(shù)據(jù)專業(yè)的重要課程之一，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)理論知識(shí)。在教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式主要是教師講解，學(xué)生被動(dòng)接受，難以讓學(xué)生體驗(yàn)到課程的趣味性，較容易使學(xué)生分心而跟不上授課節(jié)奏，從而產(chǎn)生畏難情緒以至于失去興趣和信心。為了避免這種情況的發(fā)生，在線下教學(xué)活動(dòng)中增加了師生互動(dòng)環(huán)節(jié)?；?dòng)環(huán)節(jié)的增加，需要教師在課前投入更多的精力備課，設(shè)計(jì)合適的互動(dòng)議題；需要教師在授課過程中對(duì)課堂的掌控游刃有余，在適當(dāng)時(shí)使用嚴(yán)肅或者幽默的語言、在黑板上進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)，采用肢體語言等方式吸引學(xué)生注意力；需要教師采用啟發(fā)式教學(xué)方法，在課堂上以學(xué)生為中心，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中參與教學(xué)，成為教學(xué)的主人翁，達(dá)到和教師默契配合的效果。課后要留充足的時(shí)間給學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和思考。因此，打造線下金課教學(xué)模式，有助于提高課程授課質(zhì)量，促進(jìn)師生間的溝通。

（2）線上金課教學(xué)。機(jī)器學(xué)習(xí)課是一門新興的課程，其所對(duì)應(yīng)的配套教材較為匱乏。可采用當(dāng)前較為流行的慕課等線上學(xué)習(xí)資源，讓其作為“線上—線下”教學(xué)的主要形式之一，對(duì)推動(dòng)課程改革起到關(guān)鍵作用［11-13］。授課教師可以充分借鑒和學(xué)習(xí)慕課所提供的在線教學(xué)資源，熟悉相關(guān)教學(xué)情況，不斷完善和提升教案與教學(xué)內(nèi)容，不斷夯實(shí)自身教學(xué)水平。在教學(xué)中增設(shè)慕課等在線教學(xué)內(nèi)容，可以使有限的教學(xué)資源更加豐富，使學(xué)生在課前和課后更加靈活地安排學(xué)習(xí)時(shí)間，便于他們更好地進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課程教學(xué)質(zhì)量。因此，要熟練使用慕課等線上資源，就需要教師利用更多的時(shí)間去研究教學(xué)各環(huán)節(jié)，了解和關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的狀態(tài)，才能更好地打造線上金課。課程資源建設(shè)分為線下資源建設(shè)和線上資源建設(shè)。線下資源建設(shè)主要由教師備好理論課講授內(nèi)容，包括PPT、視頻、教案、綜合實(shí)踐項(xiàng)目等；線上資源建設(shè)要求教師尋找合適的慕課平臺(tái)，熟悉線下內(nèi)容的缺失部分，將線上內(nèi)容當(dāng)作線下內(nèi)容的補(bǔ)充，利用線上資源作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)的材料和課后復(fù)習(xí)鞏固的資料等。除現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)公開課外（慕課、網(wǎng)易公開課、國內(nèi)外著名高校公開課），本項(xiàng)目還將針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)建設(shè)自己的線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，并在以下3 個(gè)網(wǎng)站上線：www.educoder.net（頭歌科技）、www.4paradigm.com（第四范式）、www.kesci.com（和鯨科技）。其中，為培訓(xùn)學(xué)生參加大數(shù)據(jù)競賽而建設(shè)的在線課程體系的在線資源在“頭歌科技”網(wǎng)站上已經(jīng)使用了兩年，學(xué)生可通過該平臺(tái)進(jìn)行課下的線上理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐編程。通過在該平臺(tái)上練習(xí)，學(xué)生在以后的競賽和工程項(xiàng)目表現(xiàn)上較為突出，取得了良好效果，該平臺(tái)的線上學(xué)習(xí)內(nèi)容如表1 所示。

Table 1 Learning material on online platform表1 線上平臺(tái)學(xué)習(xí)內(nèi)容

（3）以賽促學(xué)的金課教學(xué)。機(jī)器學(xué)習(xí)課是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，除理論學(xué)習(xí)外還要鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種競賽和科創(chuàng)活動(dòng)，接觸來自于實(shí)際生產(chǎn)生活中的最新技術(shù)和前沿問題，引導(dǎo)學(xué)生激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)理論知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。作為一個(gè)較為有效的教學(xué)手段，以賽促學(xué)是要積極組織學(xué)生參與競賽。為了使學(xué)生踴躍參加競賽，需要有一定的競賽激勵(lì)機(jī)制鼓勵(lì)其積極報(bào)名［14］。在實(shí)施過程中，將與專業(yè)契合度高的知名大數(shù)據(jù)競賽成績作為一部分實(shí)踐課程考核成績，學(xué)生可以用獲獎(jiǎng)（國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)）或者競賽排名（前2%以上）抵扣一部分實(shí)踐學(xué)分。在學(xué)習(xí)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課的同時(shí)參加各種競賽，進(jìn)一步提高學(xué)生主動(dòng)探究、分析和解決問題的能動(dòng)性、實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。此外，鼓勵(lì)學(xué)生參與的競賽要規(guī)模大、知名度高、獎(jiǎng)金金額較高、組織保障到位，從而保證學(xué)生有良好的參賽體驗(yàn)，讓其在參賽中有所收獲，從而提高學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的競爭力及職業(yè)素養(yǎng)。

3 教學(xué)實(shí)施

按照金課要求，課程教學(xué)要以學(xué)生為中心，充分體現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。機(jī)器學(xué)習(xí)課程采用大班授課，案例式教學(xué)。實(shí)際案例要針對(duì)理論知識(shí)選擇難度適中的案例。根據(jù)實(shí)際情況，從Sklearn 自帶的簡單數(shù)據(jù)集，例如鳶尾花、乳腺癌、糖尿病、波士頓房價(jià)數(shù)據(jù)集等開始，鼓勵(lì)學(xué)生組成2～3 人的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行算法驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析，要求學(xué)生持續(xù)記錄開發(fā)進(jìn)程，記錄不同機(jī)器學(xué)習(xí)算法所得到的結(jié)果。學(xué)生可以使用現(xiàn)有的開源軟件機(jī)器學(xué)習(xí)工具，例如Keras、PyTorch 等。使用這些工具可以減少學(xué)生代碼書寫量，學(xué)生只需要調(diào)用相應(yīng)的工具包便能實(shí)現(xiàn)，可以使學(xué)生將更多的時(shí)間投入到對(duì)問題解決思路的思考中去。授課內(nèi)容較簡單的部分可以采用翻轉(zhuǎn)課堂方式，教師在課堂上負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生，而學(xué)生作為教學(xué)的主體把控整個(gè)課堂教學(xué)過程。這樣更能調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性、發(fā)揮學(xué)生的想象力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。本門課所采用的教學(xué)方法可表現(xiàn)為以下幾方面：

（1）案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，就是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解通過實(shí)際例子引入從而歸納出相應(yīng)的概念和觀點(diǎn)。教師在課堂上主要講解各理論的數(shù)學(xué)原理，教會(huì)學(xué)生梳理各算法思想和計(jì)算過程，抓住算法的優(yōu)劣等性質(zhì)，掌握其實(shí)際應(yīng)用場景。例如，在對(duì)樸素貝葉斯分類器進(jìn)行講解時(shí)，教師首先給出垃圾郵件檢測案例，在該案例中，首先通過人工標(biāo)注每封郵件是否為垃圾郵件，然后通過這些標(biāo)注好的郵件對(duì)樸素貝葉斯模型進(jìn)行訓(xùn)練，最后對(duì)新來的郵件進(jìn)行預(yù)測。該案例中，學(xué)生可以分析垃圾郵件的特點(diǎn)，圍繞機(jī)器學(xué)習(xí)處理該問題的步驟以學(xué)習(xí)特征的權(quán)重，并引出課堂教學(xué)內(nèi)容。

（2）討論式教學(xué)。教學(xué)過程要顛覆傳統(tǒng)的“填鴨式”灌輸知識(shí)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。分析問題時(shí)，可以讓學(xué)生嘗試?yán)靡延兄R(shí)提出解決方案，組織學(xué)生討論方法的可行性等。例如，對(duì)于決策樹分類器，讓學(xué)生嘗試不同的劃分選擇方法，進(jìn)而掌握“信息增益”“增益率”和“基尼指數(shù)”的區(qū)別，并針對(duì)不同的“減枝方法”分析“預(yù)減枝”和“后減枝”的分類效果，進(jìn)一步理解決策樹的各種參數(shù)設(shè)定對(duì)分類效果的影響。

（3）教學(xué)全過程考核。單一的期末考試不能真實(shí)反映學(xué)生系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)效果，因而將這門課的考核貫穿到教學(xué)全過程，從而對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行考察。除期末考試外，綜合考慮學(xué)生在課堂教學(xué)中的積極性，將平時(shí)課堂討論納入平時(shí)成績，細(xì)化課后實(shí)踐，將課后項(xiàng)目成果也納入總分。最終，學(xué)生成績包括多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的綜合評(píng)定，如表2 所示。

Table 2 Methods for score evaluation表2 學(xué)生成績評(píng)定方式

（4）基礎(chǔ)知識(shí)強(qiáng)化。針對(duì)學(xué)生對(duì)一、二年級(jí)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有所遺忘的現(xiàn)象，對(duì)于難度較小的知識(shí)，教師可以在課前布置需要復(fù)習(xí)的內(nèi)容；對(duì)于難度較大的知識(shí)，需要教師在課堂上進(jìn)行講解復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生理解和消化。此外，教師可以通過QQ、微信等通信工具創(chuàng)建學(xué)習(xí)群，可以將相關(guān)文字和視頻資料上傳供學(xué)生下載學(xué)習(xí)。教師可在群中針對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答，這樣學(xué)生便不會(huì)因?yàn)閱栴}不斷積累卻得不到及時(shí)解答從而喪失學(xué)習(xí)興趣，最終放棄該門課的學(xué)習(xí)。

4 教學(xué)成果

學(xué)生通過“線上—線下”教學(xué)模式對(duì)該課程進(jìn)行學(xué)習(xí)后，加以競賽和項(xiàng)目實(shí)踐，達(dá)到“程序設(shè)計(jì)+軟件開發(fā)+數(shù)據(jù)工程”的教學(xué)目的，使學(xué)生掌聲理論知識(shí)并擁有實(shí)踐能力。同時(shí)，學(xué)院組織實(shí)施了“CSA 云行”工作室進(jìn)行課外計(jì)算機(jī)能力訓(xùn)練，將“CCF CSP”認(rèn)證列入專業(yè)培養(yǎng)方案，將學(xué)科競賽納入實(shí)踐課程“多選一”考核范圍等措施，形成了“課內(nèi)教學(xué)+課外訓(xùn)練+學(xué)科競賽”三位一體的實(shí)踐教學(xué)模式，課內(nèi)外協(xié)同，全方面、多維度強(qiáng)化學(xué)生工程能力培養(yǎng)。此外，學(xué)院也協(xié)同學(xué)校學(xué)工部門開展課外工程能力訓(xùn)練、學(xué)科競賽指導(dǎo)，建立了專業(yè)教師技術(shù)負(fù)責(zé)、輔導(dǎo)員流程管控、研究生及高年級(jí)學(xué)長助教團(tuán)隊(duì)分組指導(dǎo)的課外訓(xùn)練項(xiàng)目運(yùn)行管理機(jī)制，保證了5～8 人的小組互動(dòng)研討式課外實(shí)踐教學(xué)模式有效落地，探索出了一條工程實(shí)踐教學(xué)改革新路，走在了全國高校前列。

在教學(xué)中，推行實(shí)踐教學(xué)全過程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，交流效果、線上測評(píng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、技術(shù)答辯、帶隊(duì)成效等多維度考核手段并重。針對(duì)課程項(xiàng)目獨(dú)立制訂查重扣分標(biāo)準(zhǔn)和查重代碼庫，全面引入MOSS 系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目代碼查重；在“數(shù)據(jù)工程”方向的實(shí)踐課程群全面引入阿里云天池、Data-Fountain 等國內(nèi)權(quán)威大數(shù)據(jù)競賽平臺(tái)線上測評(píng)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生實(shí)踐課程學(xué)習(xí)效果的客觀指標(biāo)評(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)體系上保障了“科賽一體”實(shí)踐教學(xué)的全面開展。

在教學(xué)中，堅(jiān)持“程序設(shè)計(jì)+軟件開發(fā)+數(shù)據(jù)工程”領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生專業(yè)競賽超過100 余人次，在代表國內(nèi)高校最高水平的大數(shù)據(jù)算法競賽“中國高校計(jì)算機(jī)大賽——大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)賽”中，獲得冠軍2 次（蟬聯(lián)2019年、2020 年冠軍）、季軍1 次，在國內(nèi)大數(shù)據(jù)與人工智能領(lǐng)域最具影響力的賽事“CCF 大數(shù)據(jù)與計(jì)算智能大賽”中獲得冠軍3 次、亞軍2 次、季軍2 次，大數(shù)據(jù)算法競賽水平位居全國前列。學(xué)生積極參與教師科研和工程課題，20 余項(xiàng)成果被多家企事業(yè)單位采用，產(chǎn)生了良好效益。并且，教學(xué)成果多次受各種媒體報(bào)到。2020 年9 月，重慶日?qǐng)?bào)、新華網(wǎng)、重慶市教委官網(wǎng)、南岸區(qū)人民政府相續(xù)報(bào)道了重慶郵電大學(xué)蟬聯(lián)“中國高校計(jì)算機(jī)大賽——大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)賽”冠軍的情況；2020 年11 月19 日，重慶日?qǐng)?bào)報(bào)道重慶郵電大學(xué)獲得“2020 華為云重慶軟件創(chuàng)新大賽”唯一的一等獎(jiǎng)；2021 年4月24 日，騰訊網(wǎng)、搜狐新聞、上游新聞等媒體報(bào)道了“2021華為開發(fā)者大會(huì)”，指出與華為合作打造的“智能基座”產(chǎn)教融合協(xié)同育人基地在大數(shù)據(jù)智能創(chuàng)新研究和人才培養(yǎng)方面一直走在國家前列。

5 結(jié)語

本文針對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)機(jī)器學(xué)習(xí)校級(jí)金課建設(shè)，分析了該門課當(dāng)前教學(xué)方式方法上的不足之處，針對(duì)不足提出了新的課程建設(shè)內(nèi)容，即構(gòu)建線上實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，通過線下講理論、線上實(shí)踐練習(xí)、課后課賽結(jié)合的方式對(duì)該門課進(jìn)行建設(shè)。實(shí)際教學(xué)效果表明，依托線上實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生不僅能對(duì)理論課上所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行更深入的理解，還能對(duì)各種理論算法加以實(shí)際應(yīng)用，并在實(shí)踐過程中進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，從而達(dá)到了使學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手又動(dòng)口的學(xué)習(xí)效果。通過該門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅在學(xué)業(yè)考試上取得好成績，在參加與機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的各類競賽上非常踴躍，并且大量獲獎(jiǎng)。這充分說明依托線上實(shí)踐平臺(tái)打造機(jī)器學(xué)習(xí)金課能充分激發(fā)學(xué)生的興趣與積極性，真正使學(xué)生在教學(xué)中占主體地位。