敬 超，鄭榮華

（1.桂林理工大學信息科學與工程學院 廣西 桂林 541004；2.廣西師范大學外國語學院 廣西 桂林 541004）

距離1956年人工智能（Artificial Intelligence，AI）概念的首次提出至今已經(jīng)60多年。隨著人們對人工智能研究的深入，人工智能技術逐漸發(fā)展，從最初起步階段，到以IBM深藍為代表的專家系統(tǒng)，再到現(xiàn)在以深度學習技術為代表的新一代人工智能階段，其應用領域越來越廣泛，特別是2016年谷歌Deep Mind公司以深度學習為基礎的Alpha Go戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍李世石的人工智能大事件，標志著新一代人工智能技術取得了新的突破，已經(jīng)發(fā)展成為一門廣泛的交叉和前沿學科。新一代人工智能是當前信息技術領域的熱點方向，市場對人工智能人才的需求也會不斷增加。

良好的教學體系是支撐高質(zhì)量人才培養(yǎng)的有力保障。目前，國內(nèi)大部分院校仍然采用傳統(tǒng)的教學模式，在教學過程中關注的是教學內(nèi)容輸入，以教為主，將教師教學進程作為核心驅(qū)動力，忽略了個性化教學與評價反饋的重要性，導致教學知識結(jié)構(gòu)孤立，忽視學生個體間的差異性，忽視了培養(yǎng)學生獨立思考、主動學習的能力。成果導向教育（Outcomesbased Education，OBE）理念可以很好地解決這些問題。

OBE（Outcome based education，OBE）教育理念，又稱為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育。OBE教育理念是一種以成果為目標導向，以學生為本，采用逆向思維的方式進行課程體系建設，是一種先進的教育理念。

在OBE理念中，教學設計與教學實施目標是學生通過教育過程取得學習成果，通過某一階段的學習后可達到的最大能力。與傳統(tǒng)的輸入式教育不同，OBE教育理念強調(diào)的主要問題包括以下幾方面：①學習成果確定，即培養(yǎng)目標定位問題。要清楚期望學生取得的學習成果是什么，這些學習成果應能清楚表述或測評。②教育需求分析。學習成果的確定需充分考慮專業(yè)人才接收者或關注群體的要求與期望，包括政府、行業(yè)和用人單位，同時也包括學校、學生和家長等。③教學實施。根據(jù)學習成果構(gòu)建課程體系，采用成果導向的教育方式，使學生完成課程體系學習后可具備預期的學習成果。④教學評價。基于OBE的教學評價不是體現(xiàn)在教學內(nèi)容上，而是關注學生是否達到預期學習成果。

因此，將OBE理念融入處于建設階段的人工智能專業(yè)教學課程體系中是一個值得探索和研究的問題。通過OBE理念的指引，將有助于促進人工智能專業(yè)課程的建設及改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 融合OBE理念的課程體系研究現(xiàn)狀

為了培養(yǎng)出適合中國國情的新一代人工智能人才，我國高度重視并出臺了一系列的政策和措施：2016年8月國務院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，2017年7月國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，2017年12月工信部印發(fā)《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動規(guī)劃（2018-2020年）》，教育部于2018年4月印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，2020年3月教育部公布了2019年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果，新增人工智能專業(yè)的高校達到了180所，明確指出面對新一代人工智能發(fā)展的機遇，高校要進一步強化基礎研究、學科發(fā)展和人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢。這些新的戰(zhàn)略規(guī)劃多次提到要重視人工智能，重視人工智能與其他領域相結(jié)合，對信息技術產(chǎn)業(yè)和高校人工智能人才培養(yǎng)提出了更高層次的要求。

在現(xiàn)有的人工智能專業(yè)教學過程中，人工智能教學體系仍采用傳統(tǒng)的教學模式，而沒有以學生為主體進行教學內(nèi)容的差異化設計，且教學方式不夠靈活，以教師講課為主，學生對課程不感興趣，人工智能課程實驗平臺尚未完全建立，無法進行持續(xù)改進。同時單一的課程考核評估方式，難以全面、有效地評估學生的學習效果，特別是學生解決實際工程問題方面的能力。而且教學模式缺乏持續(xù)改進，很少針對以往的課程考核評估分析結(jié)果和學生學習目標達成度的不同而進行反思和總結(jié)，以優(yōu)化后續(xù)的教學設計，并通過持續(xù)改進的方法提升教學效果。

針對這些問題，國內(nèi)很多學者也從不同的角度嘗試對人工智能專業(yè)課程進行改革，其中2019年中國礦業(yè)大學的王新等人[1]將計算思維和人工智能相互融合構(gòu)建“計算思維與人工智能基礎”的新課程體系，之后為了培養(yǎng)非計算機專業(yè)學生的計算思維和AI思維，張瑾等人[2]探討了從計算思維到人工智能思維的漸進教學模式，形成了形象化的教學和啟發(fā)式的教學案例，設計了多元考核方式保障課程目標的實現(xiàn)。2020年根據(jù)“新工科”背景下人才培養(yǎng)的需求，結(jié)合人工智能創(chuàng)新行動，太原理工大學的趙靜麗[3]積極探索了“人工智能+X”的創(chuàng)新教學模式。將理論聯(lián)系實際應用，培養(yǎng)學生的工程能力及創(chuàng)新能力。同時為了推進國家新工科建設和人工智能的發(fā)展，北京交通大學的鮑鵬等人[4]對人工智能實踐類課程的教學體系建設現(xiàn)狀進行了分析，提出了人工智能實踐類課程教學改革方案，并詳細闡述了如何將工程培養(yǎng)目標與實踐類課程教學相融合，以達到最佳效果?；贠BE理念陳濱等人[5]針對人工智能程序設計類課程，提出了一種基于OBE理念的人工智能程序設計類課程教改方案，2021年許瑩等人[6]為激發(fā)學生的學習興趣，針對教學團隊中的“人工智能應用技術”這門課程采用OBE理念制訂課程目標和內(nèi)容，通過項目驅(qū)動，采用自主式、探索式、團隊式等多種教學方式進行教學實踐，培養(yǎng)學生的理解能力、應用能力、實際操作能力。

綜上所述可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外對于新一代人工智能人才的培養(yǎng)都極其重視，然而具體課程體系模式還處于初級階段，雖然有的學者探討了基于OBE理念的教學模式，但是他們大多僅從某一門課程的角度出發(fā)進行改革，沒有真正地將OBE理念融入教學體系中，因此本項目針對傳統(tǒng)教學模式上的不足，面向人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系需求，提出面向OBE教育理念的人工智能專業(yè)課程體系建設方案，這個教學體系中最終目的是以培養(yǎng)學生應該具備的能力為導向，通過綜合考慮人工智能課程的性質(zhì)，以學生為中心確定培養(yǎng)目的，基于成果導向的教育理念反向構(gòu)建和設計新一代人工智能理論和實踐課程體系，同時形成一種以多元考核指標為基礎的，強調(diào)學生個性化差異的評價方式和以偏差修正的持續(xù)改進機制。

2 專業(yè)建設措施

全面開展人工智能相關專業(yè)的教學課程體系建設，主要包括核心課程目標，評價制度及持續(xù)改進，其中核心課程包括理論課程Python程序設計、機器學習、人工智能導論，圖像處理及機器視覺等，實踐課程包括機器學習實習以及人工智能系統(tǒng)實習等，結(jié)合OBE理念設計教學目標，同時形成多元化的考核指標，對學生差異化的評價制度，并持續(xù)改進，從而形成一套完整的基于OBE理念的人工智能專業(yè)課程教學體系，培養(yǎng)新時代下新一代的人工智能人才，擬采取的措施包括：

①結(jié)合OBE教育核心理念以學生為中心建立以能力為導向的人工智能專業(yè)課程理論體系。由于人工智能的專業(yè)課程與計算機科學有所不同，它對數(shù)學尤其是統(tǒng)計學的知識要求更多，照搬計算機科學相關的專業(yè)課程體系無法適應人工智能專業(yè)課程的需求，制訂課程目標時，需要考慮學生的差異。

②結(jié)合人工智能教學實踐平臺的實踐教學研究。人工智能教學實踐經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成了多種實驗平臺，與傳統(tǒng)的計算機科學實驗教學相比，人工智能實驗平臺對于軟硬件的要求更高，可以有效促進學生對知識的學習，應以學生為中心，選擇和利用好現(xiàn)有的實踐教學平臺，將課程從課堂引入課外，達到課程目標。

③融合多元化考核、評價機制及持續(xù)改進教學理念的課程體系研究。與傳統(tǒng)的輸入式教學不同，OBE教育理念的另一個特點就是多元化考核、評價及持續(xù)改進，多元化考核是從多個角度考察學生的學習情況，評價則是以學生個體達成情況進行自我參考評價，持續(xù)改進通過改進功能、分析產(chǎn)生這些偏差的原因并進行改進。所以如何基于OBE教育理念實現(xiàn)和形成考核-評價-持續(xù)改進形成一套完整的體系值得教師深入思考。

3 創(chuàng)新點及預期成果

3.1 創(chuàng)新點

3.1.1 提出了基于OBE教育理念的人工智能專業(yè)課程教學建設方案

該方法的創(chuàng)新之處在于結(jié)合了OBE教育理念，以學生為中心，通過反向思維設計教學目標，通過多種教學法如任務驅(qū)動、直觀演示法、討論法設計教學過程，并且通過講授法、練習法及現(xiàn)場教學法幫助學生學習，最后通過多元考核指標如考試成績、實驗、溝通及使用現(xiàn)代工具等能力綜合評價學生的學習情況。

3.1.2 設計了一種以人工智能教學平臺為核心的實踐教學方法

該方法的優(yōu)點是利用了多樣化的人工智能教學平臺，開展課外教學讓學生學以致用，既可以減輕教師繁重的教學工作，又可以使得學生依據(jù)興趣選擇實驗項目，增強學習的趣味性；同時依托中國機器人及人工智能大賽，廣西大學生人工智能設計大賽，“以賽促學，以賽代練”，更加有利于人工智能相關實踐課程教學的開展。

3.1.3 在多元考核指標基礎上建立一種考慮個體化差異的評價及注重持續(xù)改進的機制

該機制的創(chuàng)新之處在于，制訂達成目標的時候，考慮了學生個體之間的差異性，同時改變了過去以監(jiān)督為主的教學模式，通過建立有效的持續(xù)改進機制對教學過程中所產(chǎn)生的偏差進行改進，這種機制是OBE教育理念與其他教育理念所不同的地方。

3.2 預期成果

表1中列出了預期的成果包括建設方案、相關課程的大綱、多元考核及可持續(xù)機制和受益人群：系統(tǒng)提出一套面向OBE理念的人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)教學體系建設方案；基于OBE教學理念開展人工智能核心課程的建設，按課程建設要求形成新的教學大綱，主要包括理論和實踐實習課程；形成多元化的考核方式，同時根據(jù)學生個體差異形成評價指標及持續(xù)改進機制；受益學生：計劃在計算機大類專業(yè)（計算機科學與技術、網(wǎng)絡工程、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、人工智能）進行試驗。受益學生達2000余人。

表1 預期成果

4 結(jié)論

本文首先對現(xiàn)有的人工智能課程體系進行了闡述，指出了現(xiàn)有課程存在的問題，之后通過引入OBE教育核心理念，說明了OBE教育理念在課程改革體系中的重要性，分別提出了以學生為中心建立以能力為導向的人工智能專業(yè)課程理論體系；結(jié)合人工智能教學實踐平臺改革；多元化考核、評價機制及持續(xù)改進等理念融入現(xiàn)有課程體系等措施。最后梳理了課程體系改革的創(chuàng)新點并取得了預期的研究成果。