小規(guī)模院校本科創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)教學(xué)實踐與研究

摘? 要：培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型人才是國家民族長遠發(fā)展的大計。小規(guī)模高校由于學(xué)科建設(shè)單一且科研平臺相對匱乏，創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建面臨諸多挑戰(zhàn)。本文基于在該類院校工科專業(yè)課程“人工智能導(dǎo)論”教學(xué)實踐中探索與反思，提出將科研素質(zhì)與創(chuàng)新思維培養(yǎng)融入前沿專業(yè)課程體系的構(gòu)想，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)工具、教學(xué)評價四個方面展開多項教學(xué)改革創(chuàng)新;同時結(jié)合當(dāng)下“全方位育人”與“四新建設(shè)”的時代背景，提出了“范例思政”與“工文交叉”的人才培養(yǎng)模式。通過多角度印證，以上教學(xué)創(chuàng)新成果取得了良好育人效果，其教學(xué)模式設(shè)計與實踐方法亦可為同類高校相似專業(yè)課程教學(xué)活動提供參考。

關(guān)鍵詞：小規(guī)模院校;創(chuàng)新復(fù)合型人才;人工智能導(dǎo)論;教學(xué)實踐

中圖分類號：G420? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）17-0189-04

新時代背景下，國家對創(chuàng)新型人才的需求不斷增加，國際競爭力的提高依賴于高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。2021年5月28日，習(xí)近平總書記在兩院院士大會暨中國科協(xié)全國代表大會上指出，“培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是國家、民族長遠發(fā)展的大計”，廣大教育工作者需要“讓更多的青少年心懷科學(xué)夢想、樹立創(chuàng)新志向”。一直以來，本科教育對人才培養(yǎng)至關(guān)重要。早在2018年，教育部就印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，提出科教協(xié)同理念，并指出：“推動國家級、省部級科研基地向本科生開放，為本科生參與科研創(chuàng)造條件，推動學(xué)生早進課題、早進實驗室、早進團隊?！睘榕囵B(yǎng)新時代具備高水平創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，2019年教育部聯(lián)合有關(guān)部門大力推進新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科（簡稱“四新”） 建設(shè)。截至目前，眾多高校陸續(xù)開展了大量有益的探索。其中規(guī)模較大的綜合性大學(xué)借助其相對完善的學(xué)科建設(shè)和科研平臺優(yōu)勢，大批改革試點學(xué)院成功落地并形成日益完善的基于科研引導(dǎo)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系[1]。

然而，在一些不具備較大科研平臺支持且學(xué)科建設(shè)相對單一的行業(yè)特色院校，相關(guān)教育創(chuàng)新體系構(gòu)建依然存在明顯短板。因此，如何在這類院校中尋求更加合理的創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)并逐漸形成有效的運行機制，成為提高小規(guī)模院校本科生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。國際關(guān)系學(xué)院作為一所“小而精”的行業(yè)特色院校，始終以培養(yǎng)具有國際視野、人文精神、創(chuàng)新能力的復(fù)合型卓越人才為己任。在“四新建設(shè)”的時代洪流中，該校網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院成功獲批數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)并順利招收首屆學(xué)生。作為新工科建設(shè)的先鋒，該專業(yè)承擔(dān)為國家培養(yǎng)信息時代下各行業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)人才的重任。本文結(jié)合筆者在該類院校的教學(xué)工作，以提升學(xué)生綜合專業(yè)素養(yǎng)為指導(dǎo)思想，以培養(yǎng)兼具“家國情懷”與“跨領(lǐng)域”創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才為目標(biāo)開展教學(xué)活動，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)評價四個方面對“人工智能導(dǎo)論”課程開展多項教學(xué)改革創(chuàng)新，同時結(jié)合當(dāng)下“全方位育人”與“四新建設(shè)”的時代背景及國際關(guān)系學(xué)科體系特色，提出了“范例思政”與“工文交叉”的人才培養(yǎng)模式并在日常教學(xué)活動中加以實踐。特別以教學(xué)環(huán)節(jié)作為突破口從本科教學(xué)實踐中不斷實驗、反思與總結(jié)，探索出基于科研引導(dǎo)的本科生創(chuàng)新思維培養(yǎng)三步走模式：激發(fā)科研興趣、提升科研素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維。結(jié)合學(xué)校的政策環(huán)境支持與相應(yīng)配套管理機制，引導(dǎo)學(xué)生在科研實踐中樹立正確的科研觀，最終形成創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系閉環(huán)。

一、不斷更新教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生科研興趣[2]

人工智能是新興的科學(xué)與工程領(lǐng)域之一，范圍從通用領(lǐng)域，如學(xué)習(xí)和感知，到專門領(lǐng)域，如下棋、自動駕駛和診斷疾病。近年來，人工智能作為一門前沿學(xué)科發(fā)展迅速，相關(guān)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)?！叭斯ぶ悄軐?dǎo)論”在教學(xué)內(nèi)容的安排上既要包含基礎(chǔ)理論，又要兼顧前沿進展。為了解決學(xué)科高速發(fā)展與教學(xué)內(nèi)容相對陳舊的問題，要求在教學(xué)內(nèi)容的安排上既要考慮到基礎(chǔ)理論，又要考慮學(xué)科的前沿發(fā)展，緊跟時代發(fā)展的步伐。因此，在參考國外經(jīng)典教材的基礎(chǔ)上[3]，還需要通過結(jié)合自身的科研工作隨時跟蹤相關(guān)頂級會議最新科技文獻，更新自身知識體系并通過編寫PPT課件的方式在每個新的教學(xué)周期更新補充學(xué)科發(fā)展的最新成果。在這一過程中，選取最新前沿科技動態(tài)并制作精品PPT課件是激發(fā)學(xué)生科研興趣的重要一環(huán)。同時，選取兼具時效性與生活性的前沿科技動態(tài)作為示例引導(dǎo)學(xué)生進入理論部分的學(xué)習(xí)，是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵。此外，在課后作業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)布置兼具理論性與實用性的題目亦是引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)的重要補充。

二、尋求新型教學(xué)方法，提升學(xué)生科研素養(yǎng)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師教授中文教材為主，學(xué)生記住基本概念與算法流程，對其科研素養(yǎng)與創(chuàng)新思維培養(yǎng)起到的作用微乎其微。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的首要環(huán)節(jié)是開闊學(xué)生視野，提高其獲取該領(lǐng)域前沿最新科研成果的能力?？紤]到人工智能最新科研成果都是以英文形式發(fā)表在相關(guān)頂級會議，因此幫助學(xué)生消除英文專業(yè)詞匯帶來的語言障礙勢在必行。盡管雙語教學(xué)模式是解決這一問題最簡單直接的方法，但考慮到“人工智能導(dǎo)論”課程基礎(chǔ)理論性強、算法晦澀難懂的特點，直接應(yīng)用傳統(tǒng)的雙語教學(xué)模式，會使大部分學(xué)生因為語言障礙無法緊跟老師講授思路[4]。因此，需要尋求新型雙語教學(xué)方法，需要尋求新型雙語教學(xué)方法，在保證學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基本原理的同時，使其熟悉相關(guān)概念的英文表達，為前沿科技文獻閱讀打下良好基礎(chǔ)。

通過在教學(xué)過程中不斷總結(jié)與反思，本文探索出一種合理的雙語教學(xué)模式。具體為參考經(jīng)典原版教材制作精品英文PPT課件，對課件主要以中文的方式講授，并在解釋專業(yè)單詞含義的同時穿插有關(guān)知識點的教學(xué)，使學(xué)生在課堂上以“看英聽漢”的方式高效獲取人工智能領(lǐng)域理論知識的同時，熟悉并掌握相關(guān)英文表達，配合英文形式的課后作業(yè)進一步鞏固課堂所學(xué)。在此過程中，同步配合教學(xué)內(nèi)容的興趣激勵與考核方式的行為引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生查閱最新科技文獻的習(xí)慣，在“興趣—閱讀—思考”的過程中反復(fù)熟練知識體系并磨煉創(chuàng)新思維，為創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)打下牢固基礎(chǔ)。通過對這一過程的不斷強化還可以培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成隨時隨地查閱最新計算機頂級國際會議科技文獻的習(xí)慣，避免在未來創(chuàng)新工作中的“跟隨式重復(fù)性”科研，養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。

三、設(shè)計相關(guān)科研案例，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

任何創(chuàng)新思維都無法憑空而來，往往需要在親自動手實踐，并從失敗中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)和反思現(xiàn)有方法不足的過程中迸發(fā)而來[5]。人工智能導(dǎo)論是理論與實踐相結(jié)合的課程，學(xué)生可以通過這門課程打開科學(xué)研究的大門，因此需要通過具體科研案例的設(shè)計，讓學(xué)生真正參與到前沿科學(xué)研究實踐中，在動手實踐與反思中實現(xiàn)完整的科研訓(xùn)練過程，并在這一過程中實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

利用現(xiàn)代化信息技術(shù)搭建教學(xué)實訓(xùn)平臺是實現(xiàn)這一過程的有效途徑之一。通過與行業(yè)內(nèi)有關(guān)公司聯(lián)合申請教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目的方式建立合作[6]，購買機器人硬件設(shè)備，組建機器人興趣小組，為學(xué)有余力的學(xué)生開啟新的大門，滿足不同學(xué)生需求的同時進一步探求創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。

四、多元課程考核方式，體現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)

人工智能導(dǎo)論這門課程重點在于對學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析解決新問題的能力。傳統(tǒng)單一的考核方式很難全面客觀地體現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握程度及解決實際問題的能力，因此需要構(gòu)建多元化的考核手段，形成正確的學(xué)習(xí)導(dǎo)向[7]。具體從以下兩方面實施：

（一）課后作業(yè)引入自我評估機制并計入平時成績。在每次作業(yè)提交截止日期后，立即向?qū)W生公布作業(yè)正確答案，并要求學(xué)生對做錯的題目自行分析并撰寫錯題分析報告，該報告與作業(yè)一同計入學(xué)生平時成績。學(xué)生通過自我評估過程，可以有效地對自身掌握的知識體系進行修正，激發(fā)學(xué)生主動求知的潛能。

（二）加大最新前沿科技文獻閱讀與案例實踐分?jǐn)?shù)的權(quán)重，引導(dǎo)學(xué)生積極參與創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)。同時，為驗證新型雙語教學(xué)效果，期末試卷采用與平時作業(yè)題目形式類似的英文試卷及半開卷考核方式。具體為：授課教師提前向?qū)W生發(fā)放兩張?zhí)囟ˋ4紙，學(xué)生可自行撰寫內(nèi)容，考場除這兩張A4紙外其他資料一律不準(zhǔn)攜帶。這種考核方式既可以引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中重新梳理所學(xué)知識，亦避免了學(xué)生把大量時間花費在毫無意義的死記硬背上?？己私Y(jié)果顯示，這種考核模式的初步探索取得了較好的效果，大部分學(xué)生能夠在這種考核模式下取得滿意的成績。

五、設(shè)計“范例思政”案例，塑造學(xué)生正確價值觀

創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)過程對價值觀的塑造尤為重要。在“人工智能導(dǎo)論”課程建設(shè)與課堂教學(xué)過程中，不僅需要幫助學(xué)生掌握人工智能的科學(xué)原理，更需要引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀，用所學(xué)知識回報社會。如何在授課環(huán)節(jié)中把知識傳授與價值觀傳遞相結(jié)合并融入教學(xué)改革實踐中，一直是當(dāng)下研究的熱點問題。

早期課程思政環(huán)節(jié)僅將“人工智能課程”簡單作為一門計算機科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)課程，從科技強國的角度激勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識并喚起學(xué)生愛國愛黨的意識。雖然在一定程度上增強了對學(xué)生的民族認(rèn)同教育，但由于思政環(huán)節(jié)與日常生活聯(lián)系不夠緊密，僅憑相對生硬空洞的灌輸很難讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴。本文經(jīng)過反思總結(jié)并結(jié)合人工智能學(xué)科應(yīng)用性強的特點，探索出一種將“范例”作為“知識傳授”與“價值塑造”聯(lián)系紐帶的創(chuàng)新課程思政建設(shè)模式，即“范例思政”，如圖1所示。該模式的實施路徑：選取兼具實時性與生活性范例，利用范例中的系統(tǒng)應(yīng)用引出相關(guān)知識體系，利用范例中的內(nèi)容教育實現(xiàn)對學(xué)生的價值塑造，從而把思政教育有機融入課程教學(xué)全過程中，潛移默化地讓學(xué)生接受思政教育，做到潤物無聲。

例如，模式識別是“人工智能導(dǎo)論”課程的重要內(nèi)容之一。相關(guān)章節(jié)講授過程中，通過引入時下熱播劇《暴風(fēng)眼》中的天眼系統(tǒng)作為切入點，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，逐步揭示天眼系統(tǒng)的理論本質(zhì)是模式識別技術(shù)。知識傳授過程注重結(jié)合范例培養(yǎng)學(xué)生用技術(shù)手段改變生活方式的思維習(xí)慣?！侗╋L(fēng)眼》講述了國安干警為國為民無私奉獻不怕犧牲的感人事跡，是非常好的愛國主義教育題材，可以培養(yǎng)學(xué)生為大國崛起而讀書的志向與胸懷天下濟世安民的家國情懷[8]，實現(xiàn)對學(xué)生社會主義核心價值觀的塑造。

六、結(jié)合本校的特色學(xué)科，構(gòu)建 “工文交叉”體系

國際關(guān)系學(xué)院是一所在國際關(guān)系、國家安全領(lǐng)域特色突出的文科類院校。讓理工科學(xué)生能夠同樣享受學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展的紅利，是培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型人才的重要捷徑。

在“人工智能導(dǎo)論”課程中，自然語言處理作為人工智能應(yīng)用章節(jié)的重要內(nèi)容，是研究如何利用計算機技術(shù)對語言文本（句子、篇章或話語等）進行處理和加工的技術(shù)。為實現(xiàn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)目標(biāo)，在具體實踐過程中以強化實驗環(huán)節(jié)作為突破口，結(jié)合本校特色與相關(guān)學(xué)科同時開展合作并設(shè)計交叉學(xué)科實驗內(nèi)容，擴充“工文交叉”教學(xué)示例。通過與國際政治、國際金融、法律、公共管理等學(xué)科的融合，不僅為理工科學(xué)生開闊了視野，同時也進一步豐富學(xué)校新文科相關(guān)專業(yè)的教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容。

具體教學(xué)案例設(shè)計中，在“工文交叉”的同時亦注重課堂思政對學(xué)生核心價值觀的引導(dǎo)。例如利用中文分詞技術(shù)對中共中央黨代會報告、政府工作報告、習(xí)近平總書記“七一”重要講話等重要文件進行分析，形成詞云統(tǒng)計。讓學(xué)生在實踐的過程中有效挖掘出不同時間段政府工作的關(guān)鍵詞，通過對比發(fā)現(xiàn)社會的進步，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的價值觀。同時，部分實驗成果也可以引導(dǎo)學(xué)生與其他相關(guān)文科專業(yè)學(xué)生進一步開展深度合作，為學(xué)校文科相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型人才提供平臺，為新文科建設(shè)添磚加瓦。

七、追蹤學(xué)生后續(xù)反饋，探求成果輻射效應(yīng)

在結(jié)課后對學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)狀況持續(xù)追蹤，并以此作為重要證據(jù)進行教學(xué)總結(jié)與反思，是保障教學(xué)改革創(chuàng)新持續(xù)發(fā)展的動力源泉。目前學(xué)校出臺了“本科生學(xué)術(shù)支持計劃”，鼓勵本科生進行科研創(chuàng)新活動并給予相應(yīng)的經(jīng)費支持。結(jié)合該計劃對“人工智能導(dǎo)論”選課學(xué)生進行后續(xù)科研成效追蹤發(fā)現(xiàn)，絕大部分學(xué)生都可以在教師指導(dǎo)下較高質(zhì)量地完成學(xué)術(shù)支持計劃。學(xué)生普遍表示對前沿科技文獻的理解能力和動手實踐能力均通過“人工智能導(dǎo)論”課程得到了很大程度的提高。這些成績的取得完全得益于以上教學(xué)創(chuàng)新成果。通過對該成果的進一步凝練，總結(jié)出以下六點具有較強輻射推廣價值的教學(xué)新方法與新模式：

一是對于發(fā)展較快的專業(yè)課程，授課教師自身的科研工作是保障教學(xué)內(nèi)容與時俱進的基礎(chǔ);二是對于較為前沿的專業(yè)課程，合理的雙語教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段;三是對于理論較強的專業(yè)課程，運用現(xiàn)代化信息手段搭建教學(xué)環(huán)境是提升教學(xué)效果的技術(shù)保障;四是對于專業(yè)核心的基礎(chǔ)課程，多元化的課程考核方式是提升學(xué)生綜合素養(yǎng)的方向指引;五是對于應(yīng)用性強的專業(yè)課程，“范例思政”是將思政教育和價值觀塑造融入課程教學(xué)中的優(yōu)化方案;六是在小規(guī)模行業(yè)特色高校中，學(xué)科交叉融合是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的重要捷徑。

作為一門在文科院校的理工類核心專業(yè)課程，“人工智能導(dǎo)論”在后續(xù)教學(xué)實踐中還需持續(xù)不斷地總結(jié)反思，探索該教學(xué)成果在同類型高校及相關(guān)專業(yè)課程中的輻射效應(yīng)，開展廣泛合作，取長補短，進一步完善課程設(shè)計與教學(xué)方法。

八、結(jié)語

習(xí)近平總書記在兩院院士大會暨中國科協(xié)全國代表大會上指出：“我國教育是能夠培養(yǎng)出大師來的，我們要有這個自信！”這既是廣大教育工作者為之奮斗終身的目標(biāo)，也是前行的動力。高校作為輸出人才的通道，引領(lǐng)學(xué)生走向科學(xué)技術(shù)的前沿并培養(yǎng)自己的學(xué)術(shù)大師責(zé)無旁貸。本文以“人工智能導(dǎo)論”為例，通過引入以上一些教學(xué)設(shè)計與教學(xué)改革，結(jié)合學(xué)校自身特色實現(xiàn)了專業(yè)課程教學(xué)與創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)的有機結(jié)合。但這些改革措施還遠遠不夠，還需要廣大教師與時俱進、不斷反思、總結(jié)、提高，一起協(xié)同努力，在教學(xué)模式上積極創(chuàng)新，探索出一條通過前沿學(xué)科課程教育教學(xué)提升本科生創(chuàng)新能力的新途徑，為小規(guī)模院校加快發(fā)展、樹立品牌添磚加瓦，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新復(fù)合型人才貢獻力量。

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（薦稿人：李斌陽，國際關(guān)系學(xué)院網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院教授）

基金項目：國際關(guān)系學(xué)院校級教改創(chuàng)新項目“基于科研能力培養(yǎng)的前沿學(xué)科專業(yè)課程教學(xué)模式研究與實踐”;國際關(guān)系學(xué)院校級教改創(chuàng)新項目“新工科背景下人工智能導(dǎo)論課程思政教學(xué)研究與實踐”。

作者簡介：李巖（1983—），男，博士，國際關(guān)系學(xué)院網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院講師，研究方向為機器學(xué)習(xí)、模式識別與計算機視覺。