丁兆云 周鋆 朱先強(qiáng) 王暉 喬鳳才

摘 要 針對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的特點(diǎn)和挑戰(zhàn)，通過(guò)三年來(lái)開(kāi)設(shè)的“數(shù)據(jù)挖掘”課程，提出了一種專(zhuān)業(yè)課程-能力-知識(shí)三維結(jié)構(gòu)式研討教學(xué)模式，突出了以學(xué)生能力為中心的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和以專(zhuān)業(yè)為引領(lǐng)的研究型教學(xué)方法設(shè)計(jì)。學(xué)生數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)品質(zhì)量的提高驗(yàn)證了該教學(xué)模式的有效性。

關(guān)鍵詞 研討教學(xué) 數(shù)據(jù)挖掘 專(zhuān)業(yè)課程-能力-知識(shí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.04.054

Abstract In view of the characteristics and challenges of professional courses， this paper has put forward a three dimensional structure discussion teaching model in the course of data mining， which has been set up in three years. It highlights the design of teaching content centered on students' ability and the design of research oriented teaching method led by professional. The improvement of product quality of student data mining verifies the effectiveness of this teaching mode.

Keywords discussion teaching； data mining； special curriculum-capability-knowledge

近年來(lái)，以培養(yǎng)本科學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作研究和實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，在本科生課程教學(xué)中開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)研討課已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外高校實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授型教學(xué)模式向研究型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的重要手段之一。[1]按照 “科學(xué)文化素質(zhì)走在全國(guó)院校前列，軍事專(zhuān)業(yè)素質(zhì)走在全軍院校前列”和“2020年前使學(xué)校本科教學(xué)水平整體達(dá)到國(guó)際一流”的目標(biāo)要求，我校自2013年開(kāi)始陸續(xù)在高年級(jí)本科生課程體系中開(kāi)設(shè)了十多門(mén)專(zhuān)業(yè)研討課。筆者于2013年秋季開(kāi)始面向全校高年級(jí)本科生開(kāi)設(shè)了“數(shù)據(jù)挖掘”專(zhuān)業(yè)研討課程，通過(guò)三年面向不同背景學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合專(zhuān)業(yè)研討課的特點(diǎn)，探索出一種“專(zhuān)業(yè)課程-能力-知識(shí)”三維結(jié)構(gòu)式專(zhuān)業(yè)研討教學(xué)模式。

1 對(duì)高年級(jí)本科生專(zhuān)業(yè)研討課的認(rèn)識(shí)

1.1 專(zhuān)業(yè)研討課的開(kāi)設(shè)目的及意義

開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)研討課的目的及意義主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）通過(guò)專(zhuān)業(yè)研討課，創(chuàng)造學(xué)生在合作環(huán)境下進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生體驗(yàn)探索式的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的興趣，鍛煉學(xué)生合作交流能力與批判性思維能力，培養(yǎng)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（2）通過(guò)專(zhuān)業(yè)研討課，在教學(xué)中廣泛應(yīng)用研究式、項(xiàng)目式、案例式等教學(xué)方式，以教師引導(dǎo)、師生互動(dòng)、小組研討、探索學(xué)習(xí)為特點(diǎn)，充分發(fā)揮教師的教學(xué)創(chuàng)造性，從而推動(dòng)本科教學(xué)方式的改革和轉(zhuǎn)變。

“數(shù)據(jù)挖掘”課程的開(kāi)設(shè)目的在于培養(yǎng)本科學(xué)生的數(shù)據(jù)挖掘能力和素養(yǎng)，尤其是應(yīng)用定性與定量相結(jié)合的方法，從宏觀和微觀揭示目標(biāo)的內(nèi)在本質(zhì)和規(guī)律，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)關(guān)聯(lián)關(guān)系和異常行為，洞察甚至預(yù)測(cè)目標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)的能力。為培養(yǎng)適應(yīng)信息化條件的軍事指揮和技術(shù)人才，本課程更聚焦于學(xué)生軍事數(shù)據(jù)挖掘、研判與預(yù)測(cè)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在面對(duì)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)軍事問(wèn)題時(shí)“站得高、理得順、看得清、把得準(zhǔn)”。

1.2 專(zhuān)業(yè)研討課的特點(diǎn)與挑戰(zhàn)

專(zhuān)業(yè)研討課作為研究型教學(xué)模式的主要手段，其區(qū)別于傳統(tǒng)知識(shí)傳授型的教學(xué)模式的特點(diǎn)可以概括為“專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)、問(wèn)題為先、研討創(chuàng)新、個(gè)性激勵(lì)”。

（1）專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)。專(zhuān)業(yè)是專(zhuān)業(yè)研討課的框架結(jié)構(gòu)，好的專(zhuān)業(yè)應(yīng)該具有較為豐富的問(wèn)題空間和柔性的知識(shí)體系，能夠激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的興趣，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。

（2）問(wèn)題為先。專(zhuān)業(yè)研討課區(qū)別與傳統(tǒng)知識(shí)講授型課程的一個(gè)重要區(qū)別就是在專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)下由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題。學(xué)生提出一個(gè)好的問(wèn)題是創(chuàng)新的第一步，好的問(wèn)題能夠反映出學(xué)生的想象力、好奇心和批判性思維，這恰恰是傳統(tǒng)知識(shí)傳授型教學(xué)所缺失的。

（3）研討創(chuàng)新?；?dòng)研討是專(zhuān)業(yè)研討課的組織形式。要求教師具有豐富的領(lǐng)域知識(shí)，并具有激發(fā)學(xué)生積極思考、踴躍參與互動(dòng)的引導(dǎo)技巧。要求學(xué)生不能“空手空腦”來(lái)到課堂，課前應(yīng)積極準(zhǔn)備相關(guān)問(wèn)題及其參考材料。師生課前準(zhǔn)備越充分，研討互動(dòng)才會(huì)撞出“火花”，深度的思考、質(zhì)疑和批判才可能出現(xiàn)創(chuàng)新。而要在有限的課堂時(shí)間內(nèi)要盡量給學(xué)生充分的發(fā)言機(jī)會(huì)，通常要求專(zhuān)業(yè)研討課進(jìn)行小班教學(xué)，以20名學(xué)生以內(nèi)為佳。

（4）個(gè)性激勵(lì)。參與高年級(jí)專(zhuān)業(yè)研討課的學(xué)生有可能學(xué)科專(zhuān)業(yè)不同，即使是同一個(gè)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的也有基礎(chǔ)好壞之分。研討課教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)知識(shí)傳授型教學(xué)就是努力鼓勵(lì)和贊揚(yáng)每個(gè)學(xué)生獨(dú)立思考的結(jié)論，保護(hù)和激勵(lì)學(xué)生們所有的探索欲望和嘗試，追求多視角、批判性和個(gè)性化特質(zhì)思維。

專(zhuān)業(yè)研討課這些研究型教學(xué)模式特點(diǎn)對(duì)教師和學(xué)生都提出了全新的挑戰(zhàn)。一門(mén)優(yōu)質(zhì)的專(zhuān)業(yè)研討課，須充分發(fā)揮好教師和學(xué)生雙方的作用。從教師的角度來(lái)說(shuō)，要完成從“主導(dǎo)”到“引導(dǎo)”角色的轉(zhuǎn)變，要以學(xué)生自主探索創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心目標(biāo)，在專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個(gè)方面加強(qiáng)研究和設(shè)計(jì)。從學(xué)生的角度來(lái)說(shuō)，要完成從“被動(dòng)接受”到“主動(dòng)探索”的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，要在科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法兩個(gè)方面加強(qiáng)批判性和創(chuàng)新性思維養(yǎng)成。

2 以能力為中心的三維結(jié)構(gòu)式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

通過(guò)三屆高年級(jí)本科生“數(shù)據(jù)挖掘”專(zhuān)業(yè)研討課的教學(xué)探索，參考其他專(zhuān)業(yè)研討課的設(shè)計(jì)理念和積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，[2，3]筆者總結(jié)和設(shè)計(jì)了一種以能力為中心的三維結(jié)構(gòu)式教學(xué)模式，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)突出以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，由教師精心設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)為引領(lǐng)背景，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并在研討交互中，通過(guò)教師適時(shí)講授基礎(chǔ)理論，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)相關(guān)方法與算法，掌握相關(guān)技術(shù)工具，教師適時(shí)講解難點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，探索解決方案。

2.1 以學(xué)生能力為中心的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“數(shù)據(jù)挖掘”課程教學(xué)內(nèi)容始終圍繞學(xué)生能力培養(yǎng)為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)。這門(mén)課程課時(shí)為20學(xué)時(shí)，選課學(xué)生規(guī)模不超過(guò)30人，至今已經(jīng)面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)了三次，每次選課學(xué)生的知識(shí)背景和選課動(dòng)機(jī)總體上有所差異。前兩次選課的學(xué)生以技術(shù)類(lèi)學(xué)生為主，指揮類(lèi)學(xué)生較少，且技術(shù)類(lèi)學(xué)生主要知識(shí)背景是計(jì)算機(jī)、信息管理與信息系統(tǒng)以及電子與通信工程等專(zhuān)業(yè)，選課動(dòng)機(jī)主要想學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；后三次選課的學(xué)生類(lèi)型逐步發(fā)生了較大變化，指揮類(lèi)學(xué)生逐步增多，技術(shù)類(lèi)學(xué)生逐步減少，且指揮類(lèi)學(xué)生知識(shí)背景差別很大，選課動(dòng)機(jī)主要是想學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘流程及方法，更關(guān)注如何做出好的數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)品。針對(duì)學(xué)生總體情況變化的分析，本著總體與個(gè)體兼顧的原則，筆者在教學(xué)內(nèi)容上設(shè)計(jì)能力-知識(shí)矩陣表。能力-知識(shí)矩陣表體現(xiàn)了對(duì)指揮類(lèi)和技術(shù)類(lèi)學(xué)生能力培養(yǎng)的不同，對(duì)指揮類(lèi)學(xué)生強(qiáng)調(diào)使用工具進(jìn)行分析的能力，對(duì)技術(shù)類(lèi)學(xué)生強(qiáng)調(diào)方法與算法分析的能力。

2.2 以專(zhuān)業(yè)為引領(lǐng)的研究型教學(xué)方法設(shè)計(jì)

專(zhuān)業(yè)研討課作為研究型教學(xué)手段之一，其核心目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、勇于探索和善于創(chuàng)新的能力，專(zhuān)業(yè)如何設(shè)置十分關(guān)鍵。筆者結(jié)合軍校學(xué)生的特點(diǎn)和大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，精心設(shè)計(jì)了五個(gè)數(shù)據(jù)挖掘?qū)I(yè)，專(zhuān)業(yè)設(shè)置以典型案例為背景，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)提出數(shù)據(jù)分析問(wèn)題，通過(guò)師生互動(dòng)研討，對(duì)提出的問(wèn)題從方法和技術(shù)層面進(jìn)行分析和質(zhì)疑，以確定分析和解決問(wèn)題的基本思路。

3 總結(jié)與展望

3.1 課程教學(xué)體會(huì)

通過(guò)三年的教學(xué)實(shí)踐和探索，筆者深感要完成好一門(mén)高年級(jí)的專(zhuān)業(yè)研討課面臨諸多挑戰(zhàn)，但只要把握和完成以下幾點(diǎn)，就能夠較好地克服教學(xué)工作中遇到的難題，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

（1）對(duì)學(xué)生知識(shí)背景和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確把握是基礎(chǔ)。高年級(jí)專(zhuān)業(yè)研討課通常是面向全校高年級(jí)本科生的選修課程，學(xué)生選擇某門(mén)研討課是完全自主的。一方面，選課學(xué)生的知識(shí)背景很可能差異很大，甚至完全沒(méi)有研討課所需的前序知識(shí)，另一方面，選課學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)也可能不同，大部分學(xué)生是感興趣想學(xué)，也不排除有部分學(xué)生僅僅就是來(lái)混個(gè)學(xué)分，知難而退的。這就要求教師在開(kāi)課前或在第一堂課以問(wèn)卷的形式進(jìn)行調(diào)研分析，做到對(duì)學(xué)生的基本情況和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)備把握，只有這樣才能真正做到“因材施教”。

（2）以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。專(zhuān)業(yè)研討課的根本宗旨是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師。”因此，如何激化學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)接受為主動(dòng)求知是教學(xué)成功的關(guān)鍵。教師應(yīng)充分發(fā)揮自己積累的科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，精心設(shè)計(jì)能夠吸引學(xué)生眼球，激發(fā)學(xué)生興趣，觸動(dòng)學(xué)生思維神經(jīng)的研討專(zhuān)業(yè)，學(xué)生一旦產(chǎn)生了濃厚的興趣，就會(huì)主動(dòng)去探索、去實(shí)踐，并在求知、探索、實(shí)踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)。這樣，學(xué)生能力培養(yǎng)自然水到渠成。

（3）良好的教學(xué)資源和實(shí)踐平臺(tái)是保障。專(zhuān)業(yè)研討課的教學(xué)內(nèi)容要么是前沿技術(shù)，要么是新理論或新思想。這就要求教師結(jié)合自己所在的團(tuán)隊(duì)的前沿研究給學(xué)生提供一個(gè)良好的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，支持和鼓勵(lì)學(xué)生大膽地去摸索、去實(shí)踐，這樣才能使學(xué)生在不斷探索和實(shí)踐中提升創(chuàng)新能力。

3.2 不足與展望

專(zhuān)業(yè)課程-能力-知識(shí)三維結(jié)構(gòu)式專(zhuān)業(yè)研討教學(xué)模式是筆者三年開(kāi)展“數(shù)據(jù)挖掘”專(zhuān)業(yè)研討課教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，但在教學(xué)組織實(shí)施過(guò)程中，要求學(xué)生在開(kāi)展專(zhuān)業(yè)研討前需做足功課，包括查閱相關(guān)資料、消化歸納整理相關(guān)研討內(nèi)容、完成數(shù)據(jù)小組分配的課后任務(wù)等，這對(duì)于很多學(xué)生來(lái)說(shuō)增加了許多工作量，有些學(xué)生不能積極地完成課后任務(wù)，甚至出現(xiàn)應(yīng)付現(xiàn)象。這使得課堂上的研討互動(dòng)效果大打折扣，直接影響了教學(xué)效果和質(zhì)量。另外，在分小組實(shí)施情況下，存在由1～2人全權(quán)承包的問(wèn)題，學(xué)生中“搭順風(fēng)車(chē)”現(xiàn)象仍有存在，這些也直接影響了小班教學(xué)的整體效果。三維結(jié)構(gòu)式教學(xué)模式只是在最近一次教學(xué)實(shí)踐中初步實(shí)施，有待進(jìn)一步跟蹤學(xué)生評(píng)教情況，進(jìn)行優(yōu)化和完善。

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