○楊婧 張晶 楊沛
1956年,由約翰·麥卡錫等人發(fā)起的達(dá)特茅斯會(huì)議首次提出并使用了“人工智能(Artificial Intelligence,AI)”這一術(shù)語(yǔ)。歷經(jīng)60余年的曲折探索,如今以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)在全球形成新一輪的浪潮。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,廣泛應(yīng)用于生活的方方面面,如家居、制造、金融、醫(yī)療、娛樂(lè)、安防、交通、零售、教育和物流[1]。人工智能技術(shù)呈現(xiàn)出跨界融合的新趨勢(shì),“人工智能+”為傳統(tǒng)學(xué)科和行業(yè)高速發(fā)展提供新助力[2]。
人工智能的應(yīng)用與發(fā)展離不開(kāi)人才培養(yǎng),我國(guó)不僅重視人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng),還對(duì)“人工智能+X”的復(fù)合型人才的培養(yǎng)給予了高度關(guān)注。2017年,國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出“建設(shè)人工智能學(xué)科”。其中不僅包含推動(dòng)人工智能一級(jí)學(xué)科的建設(shè),還包含形成“人工智能+X”的復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式,注重人工智能與其他學(xué)科的交叉融合[3]。2018年,教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》明確指出完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系,將人工智能的教育納入大學(xué)計(jì)算機(jī)的通識(shí)教育中,從而完善人工智能領(lǐng)域多主體協(xié)同育人機(jī)制[4]。同年,國(guó)家三部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》再次強(qiáng)調(diào)了高校要促進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科交叉融合[5]。人工智能作為當(dāng)下的前沿領(lǐng)域,可以和傳統(tǒng)理、工、農(nóng)、文類的學(xué)科交叉應(yīng)用,培育出新的學(xué)科生長(zhǎng)方向。
為了能夠更好地建設(shè)人工智能導(dǎo)論課程,服務(wù)復(fù)合型人才的培養(yǎng),本文調(diào)研國(guó)內(nèi)外一流大學(xué)人工智能類課程的情況??▋?nèi)基梅隆大學(xué)是美國(guó)第一個(gè)設(shè)置人工智能本科專業(yè)的高校,注重人才的跨界整合,重視學(xué)生的實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任[3];新加坡南洋理工大學(xué)注重探索跨學(xué)科的交叉應(yīng)用性,為學(xué)生提供了解決不同應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的機(jī)會(huì);英國(guó)的愛(ài)丁堡大學(xué)早在1983年就開(kāi)設(shè)了人工智能專業(yè)。
我國(guó)的人工智能類課程開(kāi)設(shè)最早可以追溯到20世紀(jì)80年代,經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和提高,如今凝練了許多人工智能類的國(guó)家級(jí)精品課程,如人工智能導(dǎo)論、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等,涵蓋了人工智能的核心技術(shù)和創(chuàng)新應(yīng)用。當(dāng)下的人工智能浪潮中,我國(guó)諸多高校都開(kāi)設(shè)了與人工智能相關(guān)的不同層次的課程[6]。不過(guò),這些課程大多針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè),對(duì)于沒(méi)有計(jì)算機(jī)背景但對(duì)人工智能感興趣的學(xué)生入門相對(duì)困難[7]。
在這些人工智能課程中,“人工智能導(dǎo)論”課程是人工智能入門性和引導(dǎo)性的基礎(chǔ)性課程[8]。人工智能導(dǎo)論對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),入門門檻要求最低,其目的是幫助初學(xué)者實(shí)現(xiàn)“零基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)人工智能,提高應(yīng)用人工智能理論解決工程問(wèn)題的能力。
人工智能導(dǎo)論,顧名思義,是為了給予人工智能的初學(xué)者引導(dǎo),使他們能夠初步了解人工智能的基本原理,初步學(xué)習(xí)和掌握人工智能的基本方法,幫助他們形成對(duì)人工智能一般應(yīng)用的輪廓性認(rèn)識(shí),為今后在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用人工智能方法奠定基礎(chǔ)。人工智能領(lǐng)域涵蓋的內(nèi)容多而廣,從1956年誕生至今產(chǎn)生了非常多的算法,人工智能導(dǎo)論這門課程是涵蓋整個(gè)人工智能領(lǐng)域的入門課,因而必然存在涉及面廣泛、知識(shí)點(diǎn)繁雜的特點(diǎn)。又因?yàn)槿斯ぶ悄芷鋵?shí)就是用人工的方法模擬人類的智能,其中存在著大量的抽象建模的過(guò)程。這對(duì)于邏輯思維和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)都有著較高的要求,對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)必然面臨著不易理解、內(nèi)容抽象的困境。此外,人工智能作為當(dāng)下不斷開(kāi)拓的新領(lǐng)域,新的技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn)。要想學(xué)好這門課,不僅要掌握經(jīng)典的算法原理,還要關(guān)注前沿的技術(shù),這對(duì)于學(xué)生而言是充滿創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性的[9]。
相較于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生由于沒(méi)有接受體系化的訓(xùn)練,他們的編程能力、抽象思維能力相對(duì)薄弱,但是他們對(duì)于人工智能的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情非常高[10]。在學(xué)習(xí)人工智能課程的過(guò)程中,非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生往往能夠結(jié)合其自身專業(yè)已有知識(shí)或存在的問(wèn)題,迸發(fā)出新的“腦洞”,拓寬自身專業(yè)的發(fā)展空間[11]。因而,面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人工智能導(dǎo)論課程,不應(yīng)局限于打牢人工智能教育的理論基礎(chǔ),還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新一代人工智能的發(fā)展產(chǎn)生想象,激發(fā)創(chuàng)新思維,形成學(xué)科融合的立體效應(yīng)。
目前,面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人工智能導(dǎo)論課程,教學(xué)效果不理想的核心原因之一是教學(xué)內(nèi)容與多元化非計(jì)算機(jī)專業(yè)不同背景學(xué)生相關(guān)性不高[12]?,F(xiàn)有很多大學(xué)的人工智能導(dǎo)論課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論,課堂教學(xué)內(nèi)容與非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)方向關(guān)聯(lián)性不大,課程內(nèi)容主要是知識(shí)表示、推理算法以及傳統(tǒng)搜索算法,難以激發(fā)學(xué)生的興趣和參與感。
要想上好人工智能導(dǎo)論這門入門課程,就必須重視學(xué)生的主體性地位,結(jié)合學(xué)生的專業(yè)背景,讓不同專業(yè)學(xué)生“個(gè)性化”地親身體會(huì)人工智能在各自專業(yè)的“人工智能+”實(shí)際應(yīng)用,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。培養(yǎng)學(xué)生將課堂理論人工智能知識(shí)與其他專業(yè)課知識(shí)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),借助人工智能技術(shù)去解決專業(yè)問(wèn)題。
基于課堂的傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程,一般由32學(xué)時(shí)到48學(xué)時(shí)的理論課組成,教學(xué)內(nèi)容圍繞人工智能研究的基本內(nèi)容和基本領(lǐng)域展開(kāi),主要介紹了基本知識(shí)、理論和算法[13]。這樣的授課方式優(yōu)點(diǎn)在于開(kāi)闊了學(xué)生的視野,讓學(xué)生初步形成了人工智能知識(shí)體系,但也存在相應(yīng)的缺點(diǎn),即學(xué)生沒(méi)有相應(yīng)的平臺(tái)和時(shí)間進(jìn)行實(shí)際操作,從而不清楚如何將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)際中[13]。
對(duì)于具有實(shí)踐安排的人工智能導(dǎo)論課程,主要由任課教師自己針對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)。由于任課教師自身的局限性,尤其是面對(duì)跨學(xué)科的學(xué)生,教師對(duì)學(xué)生的專業(yè)背景很難做到全面、深入的了解。因而,這種模式也存在一些問(wèn)題,如缺乏系統(tǒng)的實(shí)踐平臺(tái)、實(shí)踐內(nèi)容和學(xué)生專業(yè)背景結(jié)合度不高,以及教學(xué)內(nèi)容與業(yè)界需求聯(lián)系不緊密[14]。
傳統(tǒng)人工智能導(dǎo)論課程的教學(xué),大都采用純理論課的方式,主要是大班的課堂教學(xué),注重基本知識(shí)和理論的傳授。這樣的授課方式下,學(xué)生的主體作用被忽視,學(xué)生被動(dòng)接受教師的安排,教師也無(wú)法及時(shí)獲取學(xué)生的反饋。傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法,學(xué)生無(wú)法參與到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情沒(méi)有能被充分調(diào)動(dòng),教師也沒(méi)有辦法對(duì)不同學(xué)科背景、不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生進(jìn)行符合其需求的差異化、個(gè)性化教學(xué)。
現(xiàn)有的人工智能導(dǎo)論的課程考核評(píng)價(jià)指標(biāo)較為單一,大部分采用經(jīng)典的“一考定音”的課程考核方式,即以期末考試成績(jī)?yōu)橹?。這種考核方式下,只注重對(duì)學(xué)生基本知識(shí)理論掌握的考查,不看重學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)效果,也很難反映出學(xué)生解決問(wèn)題和實(shí)踐應(yīng)用的能力,無(wú)法滿足當(dāng)下培養(yǎng)“人工智能+X”復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求。
OBE(outcome-based education)理念是目前工程認(rèn)證所倡導(dǎo)的先進(jìn)的教育理念,其遵循的原則包括成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)[15]。結(jié)合教學(xué)實(shí)際,課題組提出以O(shè)BE理念為指導(dǎo)思想對(duì)面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人工智能導(dǎo)論課程進(jìn)行教學(xué)改革和探索,旨在解決存在的問(wèn)題。
首先,重新設(shè)計(jì)課程內(nèi)容和教學(xué)方法,教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)需要做到“以學(xué)為中心”,從“老師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生想學(xué)什么”,以確保學(xué)生能夠在課程結(jié)束時(shí)達(dá)到明確的學(xué)習(xí)成果。其次,通過(guò)引入實(shí)踐導(dǎo)向的教學(xué)方法,學(xué)生將有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)際的練習(xí)和應(yīng)用。通過(guò)案例教學(xué)法融入前沿項(xiàng)目,確保所學(xué)的知識(shí)與行業(yè)需求緊密結(jié)合。此外,采用線上線下混合式教學(xué)模式,注重教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的主體地位。最后,改進(jìn)課程考核方式,建立可持續(xù)改進(jìn)的多元育人評(píng)價(jià)體系。
發(fā)揮學(xué)生的主體作用是教育改革的主要方向。2020年,我校首屆人工智能輔修專業(yè)錄取的學(xué)生來(lái)自12個(gè)學(xué)院的17個(gè)專業(yè),如圖1所示,可以看到非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生又具有零基礎(chǔ)、專業(yè)背景復(fù)雜的實(shí)際情況。
人工智能導(dǎo)論是一門交叉很強(qiáng)的課程,基于OBE理念對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整。例如,傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程中有較多知識(shí)推理和搜索求解的內(nèi)容,由于這部分內(nèi)容對(duì)于缺乏計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)生理解相對(duì)困難,因此教師在教學(xué)內(nèi)容的安排上對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行了刪減,保留了思維性的內(nèi)容,剔除了推理的細(xì)節(jié),如對(duì)于模糊推理著重引導(dǎo)學(xué)生理解如何使用計(jì)算機(jī)模擬人的思維過(guò)程而非概率的計(jì)算。此外,傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程缺乏前沿性的知識(shí),在教學(xué)內(nèi)容的安排上對(duì)當(dāng)下熱門的如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充,采用案例教學(xué)的方式,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)和專業(yè)“個(gè)性化”自主學(xué)習(xí)和認(rèn)真思考,讓學(xué)生對(duì)新技術(shù)、新知識(shí)有了初步的感知,引導(dǎo)他們?cè)诤罄m(xù)的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步深挖。
圖1 2020級(jí)人工智能輔修專業(yè)學(xué)生分布情況
國(guó)內(nèi)外知名高校的人工智能實(shí)踐類課程已基本摒棄了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作業(yè)導(dǎo)向的教學(xué)組織方式,轉(zhuǎn)而以前沿項(xiàng)目為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)[14]。這樣的教學(xué)組織方式有助于學(xué)生更好地將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中,并培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)參與前沿項(xiàng)目,學(xué)生能夠接觸到真實(shí)的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景,與學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的專業(yè)人士進(jìn)行交流與合作,提升他們的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。在項(xiàng)目的完成過(guò)程中不僅夯實(shí)了理論基礎(chǔ),還鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力,更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作素質(zhì)。
依托學(xué)校的專業(yè)學(xué)位課程案例庫(kù)建設(shè)中人工智能課程案例庫(kù)建設(shè),充分結(jié)合我校農(nóng)林院校特色,把能夠反映人工智能新發(fā)展、新知識(shí)、新技術(shù)的農(nóng)業(yè)智能化科研成果,轉(zhuǎn)化為適合教學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)案例,如農(nóng)業(yè)知識(shí)圖譜、葡萄酒品質(zhì)檢測(cè)、基于水色圖像的水質(zhì)評(píng)價(jià)、農(nóng)作物病害智能識(shí)別、牛只圖像分割、桑蠶的生長(zhǎng)狀態(tài)識(shí)別、基于遙感圖像的農(nóng)作物分類等。每個(gè)案例的設(shè)計(jì)中包含背景介紹、算法原理、實(shí)驗(yàn)操作、總結(jié)展望,使學(xué)生懂理論、會(huì)應(yīng)用、能創(chuàng)新,夯實(shí)了理論基礎(chǔ),鍛煉了實(shí)踐技能,培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。
在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)程中采用案例教學(xué)法,把枯燥的理論知識(shí)和生動(dòng)的實(shí)操過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。如,在遺傳算法的教學(xué)過(guò)程中依托希冀平臺(tái)給學(xué)生提供可以直接觀察到種群進(jìn)化的迭代過(guò)程,不需要學(xué)生具有較高的編程基礎(chǔ)就可以完成實(shí)操,并且可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化算法。此外,在課程項(xiàng)目的完成過(guò)程中,鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合本專業(yè)的特色,進(jìn)行開(kāi)放性的自主選題。在這種教學(xué)模式下,學(xué)生展現(xiàn)出更高的主動(dòng)性和思考熱情,主動(dòng)選題和參與項(xiàng)目實(shí)踐,他們能夠結(jié)合自身專業(yè)特長(zhǎng),深入探究感興趣的領(lǐng)域,提出創(chuàng)新的解決方案。這種學(xué)生主導(dǎo)的學(xué)習(xí)過(guò)程培養(yǎng)了他們的問(wèn)題解決能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作能力。學(xué)生和教師在教學(xué)過(guò)程中相互融合、共同發(fā)展,共同構(gòu)建課程。這種合作形式為學(xué)生和教師創(chuàng)造了一個(gè)共同成長(zhǎng)和發(fā)展的環(huán)境,不斷推動(dòng)教學(xué)水平的提升和課程的創(chuàng)新發(fā)展。
線上線下混合式教學(xué)模式是當(dāng)今被廣泛認(rèn)可和接受的一種有效的教學(xué)模式[16]。在人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)中,利用超星和希冀大數(shù)據(jù)與人工智能一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了混合教學(xué)模式中“課前、課中、課后”三個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
課前,提前一周時(shí)間,教師在線上平臺(tái)開(kāi)放章節(jié)微視頻、PPT和實(shí)驗(yàn)案例等資源,引導(dǎo)學(xué)生完成預(yù)習(xí)、參加討論、提出疑問(wèn),這樣可以保證課前學(xué)生已經(jīng)對(duì)課程的內(nèi)容有整體的認(rèn)知,也可以發(fā)掘?qū)W生真正的難點(diǎn)、痛點(diǎn),便于課堂教學(xué)的高效實(shí)施。
課中,又分為理論課和實(shí)驗(yàn)課。在理論課的教學(xué)中,可以根據(jù)學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)情況,采用探究式的教學(xué)設(shè)計(jì)、組織和實(shí)施方法。在教學(xué)設(shè)計(jì)方面,教師可以設(shè)定開(kāi)放性的問(wèn)題或情境,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考和探索。通過(guò)這種探究式的學(xué)習(xí)方式,學(xué)生能夠積極參與,并從中獲得對(duì)理論知識(shí)的深入理解。在教學(xué)組織和實(shí)施方面,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論或合作項(xiàng)目,讓學(xué)生在互動(dòng)中交流彼此的觀點(diǎn)和理解。教師的角色是引導(dǎo)者和促進(jìn)者,通過(guò)提問(wèn)、鼓勵(lì)和解答疑惑來(lái)激發(fā)學(xué)生的思考和參與。在討論交流中,學(xué)生通過(guò)互相分享和討論的過(guò)程,不僅加深了對(duì)知識(shí)的理解,還培養(yǎng)了解決問(wèn)題和合作的能力。教師可以及時(shí)總結(jié)和歸納學(xué)生的觀點(diǎn)和結(jié)論,幫助他們將所學(xué)知識(shí)內(nèi)化為自己的理解,并擴(kuò)展到更廣闊的領(lǐng)域。通過(guò)這樣的教學(xué)方式,學(xué)生能夠更主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)過(guò)程,提高批判性思維、問(wèn)題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。同時(shí),他們的學(xué)習(xí)成果也更容易與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,促進(jìn)知識(shí)的深入應(yīng)用和素養(yǎng)的全面提升。在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中,對(duì)于學(xué)生不易理解的一些知識(shí)的演進(jìn)過(guò)程、算法流程或應(yīng)用意義,采用案例教學(xué)法,依托希冀平臺(tái)提供詳細(xì)的實(shí)操步驟和說(shuō)明,讓學(xué)生在實(shí)際操作中突破難點(diǎn)、激發(fā)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和主動(dòng)探究意識(shí)。
課后,在學(xué)生完成作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后,一方面,教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和回顧。這可以包括強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)、概括核心思想、強(qiáng)化關(guān)鍵技能等方面的總結(jié)。通過(guò)這樣的總結(jié),學(xué)生可以鞏固和復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí),加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶。另一方面,教師可以將學(xué)生在作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)上,與學(xué)生共享和討論。這種分享可以是以案例、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、技術(shù)教程等形式呈現(xiàn),旨在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步消化吸收所學(xué)內(nèi)容。通過(guò)上傳問(wèn)題和解決方法,學(xué)生可以互相借鑒和學(xué)習(xí),提升自己的問(wèn)題解決能力和技術(shù)水平。同時(shí),學(xué)生也能夠通過(guò)與他人的交流和討論,更深入地理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。此外,根據(jù)學(xué)生的需求不同,分別給予進(jìn)一步的指導(dǎo),如有些學(xué)生想進(jìn)一步探討模糊推理在實(shí)際中的應(yīng)用,教師這時(shí)可把相關(guān)文獻(xiàn)如基于模糊推理的圖像邊緣檢測(cè)提供給學(xué)生,進(jìn)一步培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。
為了滿足“新工科”對(duì)人工智能人才知識(shí)、能力和素質(zhì)的新要求,建立一個(gè)合理的多元育人評(píng)價(jià)機(jī)制是必要的。這個(gè)評(píng)價(jià)機(jī)制應(yīng)該包括過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià),并形成一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)體系[14]。過(guò)程性評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)和努力進(jìn)行評(píng)估。這包括學(xué)生的參與度、團(tuán)隊(duì)合作能力、問(wèn)題解決能力等方面的評(píng)價(jià)。過(guò)程性評(píng)價(jià)可以通過(guò)課堂討論、小組項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式進(jìn)行,旨在促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和自我反思。結(jié)果性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)所達(dá)到的學(xué)習(xí)成果和綜合能力。這可以通過(guò)考試、作業(yè)、項(xiàng)目報(bào)告等方式進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果性評(píng)價(jià)旨在評(píng)估學(xué)生對(duì)人工智能領(lǐng)域知識(shí)的掌握程度以及能夠應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。綜合考慮過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià),可以建立一個(gè)全面的評(píng)價(jià)體系,評(píng)估學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面的發(fā)展情況。這樣的評(píng)價(jià)體系能夠更準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,為學(xué)生提供有針對(duì)性的指導(dǎo)和反饋,幫助他們不斷提升自己在人工智能領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)。
因此,人工智能導(dǎo)論課程采用“課程作業(yè)(20分)+課程項(xiàng)目及匯報(bào)(40分)+課程考試(40分)”三位一體的課程考核方式。其中,課程作業(yè)重在引導(dǎo)學(xué)生自測(cè),讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)體系中的漏洞。課程項(xiàng)目,依托希冀大數(shù)據(jù)與人工智能一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),由三到五個(gè)學(xué)生組成一組,可以選擇教師提供的題目,也結(jié)合本專業(yè)進(jìn)行自主選題。課程項(xiàng)目的匯報(bào)展示,不僅僅要關(guān)注學(xué)生的完成情況,還應(yīng)該具有靈活性和包容性,允許學(xué)生以不同的方式展示他們的學(xué)習(xí)成果,鼓勵(lì)創(chuàng)新和多樣化的表達(dá)方式。同時(shí),評(píng)價(jià)的過(guò)程應(yīng)該透明、公正,確保評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和可信度。課程考試設(shè)置了應(yīng)用題和設(shè)計(jì)題,避免了容易死記硬背的填空題、簡(jiǎn)答題,著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用。教學(xué)實(shí)施中,組織開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)。
對(duì)本文提出的基于OBE理念的人工智能導(dǎo)論課程改革策略,在我校2021級(jí)和2022級(jí)的人工智能輔修專業(yè)學(xué)生的教學(xué)中進(jìn)行了教學(xué)改革探索,提升了課程的教學(xué)效果。根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查顯示,70%以上的學(xué)生對(duì)于新增的包涵前沿知識(shí)的深度學(xué)習(xí)初步、機(jī)器學(xué)習(xí)概述章節(jié)內(nèi)容很感興趣;80%以上的學(xué)生認(rèn)為案例教學(xué)極具實(shí)操性,能提升自身的工程實(shí)踐能力,少部分學(xué)生認(rèn)為案例難度較大,復(fù)現(xiàn)過(guò)程有困難;90%以上的學(xué)生對(duì)于線上線下的混合教學(xué)模式適應(yīng)良好,認(rèn)為“課前、課中、課后”三段式的安排提升了自身的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性;80%以上的學(xué)生對(duì)于課程的多元考核方式表示贊同,能夠積極參與課程項(xiàng)目,少部分基礎(chǔ)優(yōu)秀的學(xué)生還能結(jié)合自己本專業(yè)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目進(jìn)行匯報(bào)展示,如化工制藥專業(yè)學(xué)生的“基于人工智能技術(shù)探索高效穩(wěn)定的Ce3+、Eu2+摻雜的熒光粉”等。
總的來(lái)說(shuō),本文提出的基于OBE的面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)改革探索,達(dá)到了預(yù)期的目的,做到了成果導(dǎo)向、以學(xué)為中心,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)、多元育人,激發(fā)了學(xué)生對(duì)于新一代人工智能技術(shù)的興趣,提高了課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,為智慧類專業(yè)人工智能導(dǎo)論課程的建設(shè)提供了參考經(jīng)驗(yàn),為培養(yǎng)“人工智能+X”復(fù)合型高素質(zhì)人才和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展提供了有力支持。