劉袁緣 方 芳 王 瑜 周順平

（中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地理與信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430000）

1 機(jī)器學(xué)習(xí)課程群建設(shè)的必要性

1.1 時(shí)代發(fā)展的需求

新時(shí)期的國家對(duì)計(jì)算機(jī)人才提出了新的需求，為了培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型計(jì)算機(jī)人才，廣大高校都在積極探索相關(guān)課程群教學(xué)的新模式和新體系[1]。隨著人工智能技術(shù)在高等教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)迅速發(fā)展。國內(nèi)許多研究者開始積極探討機(jī)器學(xué)習(xí)課程群及其資源的建設(shè)，聚焦于如何利用課程群建設(shè)，營造共享的理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，提升教學(xué)效果和人才培養(yǎng)。一方面，利用課程群關(guān)聯(lián)課程的硬件支持，構(gòu)建相關(guān)課程群的綜合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境；另一方面，利用信息技術(shù)提供的軟件支撐，構(gòu)建計(jì)算機(jī)大類課程群的教學(xué)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享、交流和交互等[2]。

新工科背景下計(jì)算機(jī)大類專業(yè)機(jī)器學(xué)習(xí)類課程群建設(shè)研究，旨在創(chuàng)新緊密耦合的智能軟件開發(fā)課程群教學(xué)模式及教學(xué)體系，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，可以進(jìn)一步提升“人工智能+”人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)科技人才與科技企業(yè)的無縫鏈接，培養(yǎng)一批具有人工智能素養(yǎng)的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)人才，更好地滿足企業(yè)對(duì)人才的需求。

1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)課程發(fā)展需求

機(jī)器學(xué)習(xí)作為智能科學(xué)和計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中最具理論研究價(jià)值和應(yīng)用前景的技術(shù)之一，在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，是眾多高校的計(jì)算機(jī)大類專業(yè)的重點(diǎn)課程之一[3]。機(jī)器學(xué)習(xí)是概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、逼近論、凸分析、算法復(fù)雜度理論等多個(gè)學(xué)科交叉的產(chǎn)物。又與“算法設(shè)計(jì)”“人工智能”“模式識(shí)別”“數(shù)據(jù)挖掘”等課程相輔相成，他們?cè)谡n程內(nèi)容上也會(huì)有不同程度的交叉。如何將相關(guān)的課程知識(shí)有效融合，建立一個(gè)科學(xué)合理的課程群教學(xué)內(nèi)容體系，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通和合理應(yīng)用，以達(dá)到企業(yè)對(duì)“人工智能+”人才的培養(yǎng)要求是急需解決的問題[4]。

因此，需要針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)課程特點(diǎn)及現(xiàn)有相關(guān)課程建立課程群，探索課程群實(shí)施新方案，設(shè)計(jì)課程群的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容以及考核模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及分析解決問題的能力。

2 機(jī)器學(xué)習(xí)課程群建設(shè)的基本原則

機(jī)器學(xué)習(xí)課程群建設(shè)，如圖1所示，是以機(jī)器學(xué)習(xí)課程為核心的課程群，為了打破課程內(nèi)容的歸屬性，弱化課程的獨(dú)立性，增強(qiáng)課程之間的關(guān)聯(lián)性，突出其為共同技能服務(wù)的特點(diǎn)，我們應(yīng)該在教學(xué)計(jì)劃中重新組織相關(guān)課程，形成一個(gè)完整的教學(xué)內(nèi)容體系，構(gòu)建一個(gè)內(nèi)容密切相關(guān)、內(nèi)在邏輯性強(qiáng)、與課程群屬于同一訓(xùn)練技能范疇的課程群，使其在更高層次上具有連貫性，從何實(shí)現(xiàn)課程的有機(jī)集成。為了更好地建設(shè)機(jī)器學(xué)習(xí)課程群，需要滿足以下幾個(gè)原則。

圖1 以機(jī)器學(xué)習(xí)為核心的課程群建設(shè)

2.1 交互原則

高質(zhì)量的交互是進(jìn)行高質(zhì)量教學(xué)的保證，是教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[5]。機(jī)器學(xué)習(xí)課程群的交互性為可以包括課堂上的交互和課堂外的交互。在課程群建設(shè)中，課程群的教學(xué)效果受制于課堂交互性設(shè)計(jì)的合理性。課堂外交互由于可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)師生之間、生生交互，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育思想。兩種交互以實(shí)現(xiàn)對(duì)課程群知識(shí)的構(gòu)建和學(xué)習(xí)。因此，在教學(xué)過程中，加強(qiáng)課堂參與者的信息交流是提高機(jī)器學(xué)習(xí)課程群教學(xué)效果的重要途徑。

2.2 協(xié)同原則

課程群建設(shè)是集體智慧的結(jié)晶，是教學(xué)團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果[6]。如圖1所示，課程群建設(shè)往往由團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，每個(gè)隊(duì)員既分工明確又相互協(xié)作。由于教師的學(xué)科知識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可能存在局限性，只有通過合作，取長補(bǔ)短，課程群的建設(shè)才能更加豐富和全面。為了實(shí)現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)是以項(xiàng)目為導(dǎo)向的，課程群建設(shè)的參與者彼此相輔相成，只有充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，從整體上把握課程群建設(shè)的理念和質(zhì)量，才能超越自我認(rèn)知。

2.3 自主原則

立足于本專業(yè)實(shí)際情況，遵循自主性原則，是建設(shè)機(jī)器學(xué)習(xí)課程群之根本[7]，課程群建設(shè)既要體現(xiàn)專業(yè)特色又要體現(xiàn)各課程特征。以實(shí)踐為導(dǎo)向，各課程都要從自身的實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用科學(xué)的方法和手段創(chuàng)建自己的特色模塊，使之在滿足自身發(fā)展需要的同時(shí)，又能推動(dòng)課程群的綜合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)人才的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。

3 機(jī)器學(xué)習(xí)課程群建設(shè)的意義

3.1 人才培養(yǎng)方面

機(jī)器學(xué)習(xí)課程群圍繞教學(xué)目標(biāo)，有效整合多個(gè)相關(guān)課程，基于項(xiàng)目案例深入開發(fā)專業(yè)課程資源，更好地形成系統(tǒng)化、多樣化的課程體系。在建設(shè)過程中不斷拓寬學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生提供更全面的理論和參考，拓寬學(xué)生視野，從而提高學(xué)生對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。機(jī)器學(xué)習(xí)課程群建設(shè)以實(shí)踐案例項(xiàng)目為核心，整個(gè)教學(xué)過程圍繞具體實(shí)踐案例，將理論教學(xué)融入實(shí)踐體系，將工程思想滲透到專業(yè)課程教學(xué)中，逐步培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目技能，全面提高新型計(jì)算機(jī)人才的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，有助于進(jìn)行提升課程與產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐融合程度，更好地服務(wù)于新工科以及工程認(rèn)證人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

3.2 專業(yè)建設(shè)方面

以機(jī)器學(xué)習(xí)為核心的課程群建設(shè)將課程體系中的各個(gè)構(gòu)成要素排列組合，按照課程之間的銜接和工程開發(fā)的知識(shí)來組織教學(xué)內(nèi)容，使所有課程在動(dòng)態(tài)過程中統(tǒng)一指向要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)——建設(shè)新工科背景下的“人工智能+計(jì)算機(jī)”交叉專業(yè)建設(shè)。為了建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)容先進(jìn)的課程體系，各課程的教學(xué)內(nèi)容被不斷整合、更新和擴(kuò)充。這突破了單門網(wǎng)絡(luò)課程界限分明、互不聯(lián)通的弊端，將不同課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法橫向交叉滲透[8，9]，有助于計(jì)算機(jī)大類專業(yè)探索教學(xué)模式創(chuàng)新，提高專業(yè)和學(xué)科建設(shè)水平，與國際一流高校建設(shè)目標(biāo)接軌。

4 結(jié)語

結(jié)合本校機(jī)器學(xué)習(xí)課程設(shè)置，通過建設(shè)具有院校特色的課程群，將相關(guān)課程進(jìn)行統(tǒng)籌和優(yōu)化，有利于雙一流學(xué)科建設(shè)，以及提升“人工智能+”計(jì)算機(jī)大類人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)科技人才與科技企業(yè)的無縫鏈接，培養(yǎng)一批具有人工智能素養(yǎng)的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)人才，更好地滿足企業(yè)對(duì)人才的需求。