線上線下混合式教學在模式識別技術(shù)課程中的探索

（中國人民公安大學偵查學院，北京 100038）

摘要：模式識別技術(shù)已成為刑事科學技術(shù)專業(yè)碩士研究生的重要專業(yè)基礎課。然而受課程理論性強、學生基礎弱等問題的制約，傳統(tǒng)線下面授或者單一線上教學的模式無法滿足該門課程的人才培養(yǎng)需求。文章在分析刑事科學技術(shù)專業(yè)碩士研究生模式識別技術(shù)課程現(xiàn)狀的基礎上，積極探索線上線下混合教學模式，激發(fā)學生學習自主性，調(diào)動學生學習積極性，提升教學效果。

關(guān)鍵詞：模式識別;線上線下;混合式教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）18-0115-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)進程的深入推進，線上線下混合式教學模式成為教學改革的主流方向[1]。線上線下混合式教學是線上學生自主學習和線下教師面授相結(jié)合的新型教學模式，可最大限度發(fā)揮傳統(tǒng)面授和信息化教學的優(yōu)勢。本文以中國人民公安大學刑事科學技術(shù)專業(yè)碩士研究生課程《模式識別技術(shù)》為研究對象，針對學生基礎弱，課堂學時有限等問題，開展線上線下混合式教學探索。

1 模式識別技術(shù)課程概述

刑事科學技術(shù)是以訴訟中可能成為物證的各種物質(zhì)、物品、痕跡、影像為研究對象，研究應用自然科學技術(shù)手段與方法，解決犯罪現(xiàn)場勘查取證與分析重建、物證信息檢索與分析以及相關(guān)物證專門性問題的學科[2-4]。21世紀以來，以人工智能代表的信息技術(shù)迅猛發(fā)展，“人工智能+”時代已到來。在這一時代背景下，刑事科學技術(shù)專業(yè)內(nèi)涵也正在發(fā)生深刻變化，以人工智能為核心的信息技術(shù)正發(fā)展成為刑事科學技術(shù)學科的重要理論基礎。中國人民公安大學于2013年開始面向刑事技術(shù)專業(yè)研究生開設《模式識別技術(shù)》課程，主要講授模式識別的基本概念、模式分類基本模型和方法，及其在公安工作中的應用模式，重點培養(yǎng)學生運用模式識別技術(shù)方法解決公安實戰(zhàn)應用需求的能力。

經(jīng)過7輪教學實踐，該門課程已經(jīng)形成了較成熟的教學內(nèi)容、教學方法和教學模式，但仍然存在如下問題：一是課程內(nèi)容理論性強，而學生基礎弱。模式識別技術(shù)是一門理論性較強的學科，其前置課程有高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、程序設計、數(shù)字圖像處理等等。刑事科學技術(shù)是一門綜合性較強的應用型學科，考入刑事科學技術(shù)專業(yè)的碩士研究生大多在高等數(shù)學和線性代數(shù)方面具備一定基礎，然而在概率統(tǒng)計、數(shù)字圖像處理和程序設計方面幾乎是零基礎。二是，課程內(nèi)容多，而課時有限。模式識別的模型方法眾多，然而該門課程的學時僅為32學時。在有限的面授學時內(nèi)，只能學習并實踐在刑事科學技術(shù)領(lǐng)域具備較強應用前景的經(jīng)典特征提取和模式分類模型。三是，傳統(tǒng)課堂面授的教學方法，課堂效果并不理想。研究生課程一般按照4學時/次的模式排課。在連續(xù)的四學時內(nèi)，如果全部以授課教師為主，學生被動聽課，那么學生在前兩學時可能還跟得上老師的思維，后兩學時的課堂效果往往是較差的。

針對上述三個問題，按照中國人民公安大學刑事科學技術(shù)專業(yè)高素質(zhì)應用型刑事執(zhí)法人才的培養(yǎng)目標[5]、以及“教、學、練、戰(zhàn)”一體化的人才培養(yǎng)模式[6]，課程組采用線上線下混合式教學模式對《模式識別技術(shù)》課程進行教學改革，充分挖掘?qū)W生學習自主性，調(diào)動學生學習積極性。

2線上線下混合式教學特點

當前的主流教學模式主要有傳統(tǒng)課堂面授模式、借助信息化手段的線上教學模式和線上線下混合教學模式。傳統(tǒng)課堂面授模式具有面對面交流充分、學生學習情況反饋實時等優(yōu)點;但在教師為主的灌輸式講解下，面臨學生學習的積極性不高、主動性不強等問題。線上教學模式是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與教育教學行業(yè)融合的產(chǎn)物，具有學習自由度大、課程形式豐富的特點。2020年春季，突如其來的新冠疫情使得廣大學子無法按時返校上課，線上教學模式成了當時唯一能夠?qū)嵤┑慕虒W模式。然而，隨著線上教學模式的廣泛深入推廣應用，其弊端日益突顯：課堂學習氛圍不足、缺乏對學生的有效管控、教學效果得不到保證、課堂互動難以開展等等。線上線下混合教學模式是對傳統(tǒng)課堂面授和線上教學模式有機融合，它既具備傳統(tǒng)課堂面授和線上教學模式的優(yōu)點[7]，又較好地互補了這兩種教學模式的缺點。從現(xiàn)有應用效果看[8-10]，混合教學模式具備線上教學的靈活授課方式，且教學收益要高于傳統(tǒng)課堂的面授模式。

3 模式識別技術(shù)線上線下混合式教學設計

線上線下混合式教學與傳統(tǒng)課堂面授模式、線上教學模式有著較大區(qū)別，在教學設計方面需做好線上線下教學內(nèi)容拆分、線上教學資源建設和課程考核體系構(gòu)建三方面工作。

3.1 線上線下教學內(nèi)容拆分

線上線下混合教學模式下，教學活動被劃分為課前學生線上自學、課上講授及研討、課后完成線上作業(yè)三部分。在進行線上線下混合教學設計時，首先需明確學生課前線上自學的內(nèi)容和課上講授及研討的內(nèi)容。相比刑事科學技術(shù)專業(yè)其他課程，模式識別是一門理論性較強的課程，而授課對象的基礎較薄弱。根據(jù)這一特性，本文將模式識別的基本概念、公安實戰(zhàn)應用情況等基礎知識劃撥為線上自學內(nèi)容，例如模式的定義、模式識別的定義、模式識別的技術(shù)流程、二分類問題的定義、性能評價指標、生物特征識別技術(shù)定義、生物特征識別基本技術(shù)流程、人臉識別簡介、人臉識別的公安應用情況等。這些內(nèi)容不涉及較深的數(shù)學知識，學生可通過線上教學平臺自學，初步掌握。學生自學后，完成相應測試題。教師根據(jù)學生答題情況安排基礎知識的講解和研討重點。課堂講授除了完成對基礎知識的查漏補缺，還需講解理論性較強的模式識別理論方法，包括人臉識別算法原理、指紋識別算法原理、虹膜識別算法原理、貝葉斯決策理論、深度學習原理等。經(jīng)過線上線下教學內(nèi)容拆分后，學生通過線上教學平臺學習并初步掌握模式識別相關(guān)基礎知識，然后經(jīng)過課堂教師的講解和研討牢固掌握相關(guān)教學知識點。

3.2 線上教學資源及平臺建設

線上教學資源及平臺是實施線上線下混合式教學的重要支撐。線上教學資源應包括課程大綱、基礎知識點微課及教材資料、自學測試題和單元作業(yè)題等。課程大綱應包括線上學習大綱和線下教學大綱，讓學生從宏觀上把握線上學什么、線下課堂學生的問題?；A知識點微課及教材資料是學生開展線上自學的基礎，需以線上學習大綱為主線，錄制各知識點微課，并配套相關(guān)知識點的圖文資料。自學測試和單元作業(yè)是檢驗學生線上自學和線下課堂教學效果的重要手段，需圍繞每個單元的基礎知識設計線上自學測試題，圍繞重點與難點設計單元作業(yè)題。線上教學平臺是學生開展線上自主學習的載體。隨著線上教學的縱深發(fā)展，成熟好用的商業(yè)化的線上教學平臺較多，如學堂在線、智慧樹、中國大學MOOC等[11]。本文采用學堂在線構(gòu)建了模式識別技術(shù)線上教學平臺。

3.3 課程考核體系構(gòu)建

課程考核是學生學習的重要指揮棒[12]，要充分發(fā)揮線上線下混合教學的模式優(yōu)勢，就必須構(gòu)建科學公平的過程化課程考核體系，正向引導學生積極參與線上自主學習和線下課堂學習。如前所述，課前線上自主學習和課堂交流學習都是混合式教學的必要環(huán)節(jié)，缺一不可。因此課程考核體系必須覆蓋線上自主學習和線下課堂學習這兩個環(huán)節(jié)，不宜采用期末考試成績?yōu)橹髌綍r成績?yōu)檩o的考核方式。圖1所示為本文針對模式識別技術(shù)課程設計課程過程化考核體系示意圖。過程性考核共占總成績的70%，期末考核占30%。其中過程性考核內(nèi)容包括線下課堂學習情況、線上自主學習情況和實訓情況[13]。線下課堂學習情況主要評價指標為出勤情況、作業(yè)完成情況和課堂匯報演講情況;線上自主學習情況主要評價指標為學習時長、線上測試情況和互動討論情況;實訓完成情況的評價指標主要包括實訓過程情況和實訓結(jié)果。

4 模式識別技術(shù)線上線下混合式教學實施

模式識別技術(shù)線上線下混合式教學的實施主要包括課前準備、課堂教學和課后鞏固三個環(huán)節(jié)：

課前準備。按照教學計劃，提前一周在線上教學平臺上發(fā)布線上自主學習任務。學生通過平臺微課、電子教材以及互聯(lián)網(wǎng)課程資源自主學習課程知識點，并完成線上測試。根據(jù)學生線上測試情況動態(tài)調(diào)整線下課堂面授的重點和難點。

課堂教學。在基礎知識點方面，重點講解學生課前線上自主學習掌握得不好的基礎知識點。進而圍繞單元難點開展理論或者實踐教學。

課后鞏固。完成線下課堂面授后，教師在線上教學平臺上發(fā)布課堂作業(yè)，并通過線上教學平臺與學生交流互動答疑。學生完成作業(yè)后，通過教學平臺提交作業(yè)。教師批改作業(yè)，并將批改情況反饋給學生。

5 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)與教育教學的深度融合，線上線下混合教學已成為高等院校開展教育教學工作的新模式。中國人民公安大學模式識別技術(shù)課程組針對課程內(nèi)容理論性強、學生基礎弱等問題，開展了線上線下混合式教學模式實踐與探索，以期充分激發(fā)學生學習自主性，提升教學效果。經(jīng)過一輪線上線下混合教學實踐，我們發(fā)現(xiàn)原本需在線下課堂講解的基本知識點，學生可通過線上自主學習掌握，線下課堂學時少的壓力明顯減少。線下課堂采用案例教學、研討式教學等多種教學法，學生深入?yún)⑴c課堂互動的積極性、教學效果明顯提升。但也發(fā)現(xiàn)了一個問題：學期中期及以后，學生科研及其他事務性工作變多，課前線上自主學習的時間得不到保證，部分同學無法完成課前線上自主學習任務?？山⒕€上自主學習督學機制，如每次線下課堂上對線上自主學習情況進行逐一點評，以此監(jiān)督學生及時改正。

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【通聯(lián)編輯：王力】