摘 要：“以學(xué)生為中心”的教育理念可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。中醫(yī)藥院校開設(shè)的“模式識別與計算機視覺”課程所具備的內(nèi)容新、實踐要求高、中醫(yī)藥與現(xiàn)代技術(shù)交叉的學(xué)科特點決定了“以學(xué)生為中心”的教育理念更適用于本門課程的學(xué)習(xí)，有利于顯著提升學(xué)習(xí)效果?；谠摾砟睿疚耐ㄟ^對課程教學(xué)模式的探討，思考并設(shè)計了知識講授、案例驅(qū)動和創(chuàng)新應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計，以及多元評價和分級拓展的考核評價方式。

關(guān)鍵詞：“以學(xué)生為中心”；“模式識別與計算機視覺”課程教學(xué)模式；考核評價方式

“模式識別與計算機視覺”課程具有高度的專業(yè)性和技術(shù)性，涉及圖像處理、特征提取、計算機視覺任務(wù)等多方面內(nèi)容。這些內(nèi)容要求學(xué)生不僅要掌握基礎(chǔ)理論知識，還要具備實際操作能力，能夠?qū)⒗碚搼?yīng)用于解決實際問題。在中醫(yī)藥院校開設(shè)“模式識別與計算機視覺”課程，需要結(jié)合中醫(yī)藥領(lǐng)域的內(nèi)容，注重跨學(xué)科融合，讓學(xué)生能夠?qū)嶋H應(yīng)用專業(yè)知識解決中醫(yī)藥領(lǐng)域的問題。而在課程教學(xué)過程中，運用“以學(xué)生為中心”的教育理念是十分必要的。“以學(xué)生為中心”的教育理念強調(diào)個性化學(xué)習(xí)能夠滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。同時，結(jié)合實際項目和實驗操作，學(xué)生能夠?qū)⒗碚搼?yīng)用于實際操作問題，增強對課程內(nèi)容的理解和掌握。該理念的實施將有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，不斷提升學(xué)生的知識和技能，也有助于高校培養(yǎng)中醫(yī)藥兼現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)合型人才。

一、“以學(xué)生為中心”的教育理念的背景與必要性

高等教育的發(fā)展對國家和社會的進步起著至關(guān)重要的作用。1995年，羅伯·巴爾（Rob·Barr）和約翰·泰格（John·Tagg）提出高等教育的使命不是單純地教學(xué)，而是應(yīng)該以最好的方式與每個學(xué)生一起學(xué)習(xí)，這也促使了高等教育從“教的范式”到“學(xué)的范式”的轉(zhuǎn)變。［1］1998年，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）指出“以學(xué)生為中心”的新教育理念必將對高等教育產(chǎn)生深遠的影響。我國高等教育領(lǐng)域也在適應(yīng)時代的要求，積極推進這一變革。

當(dāng)前在“模式識別與計算機視覺”課程中，由于知識更新迭代較快，教師往往更關(guān)注對學(xué)科前沿知識的掌握和傳授，而在教育教學(xué)改革方面的探索相對較少。中醫(yī)藥院校的“模式識別與計算機視覺”課程通常涉及中醫(yī)藥與現(xiàn)代技術(shù)的交叉，課程內(nèi)容豐富多樣。與此同時，學(xué)生在該門課程中的學(xué)習(xí)需求也因個人興趣、文化背景和學(xué)習(xí)風(fēng)格而有所不同。因此，本文深入探究了將中醫(yī)藥院?！耙詫W(xué)生為中心”的教育理念融入“模式識別與計算機視覺”這一前沿課程之中。此教育理念的踐行，旨在深刻洞察并精準對接學(xué)生群體的多元化學(xué)習(xí)需求，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣與內(nèi)在動力，更致力于創(chuàng)設(shè)鼓勵學(xué)生獨立思考、勇于實踐、敢于創(chuàng)新的新的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過對“以學(xué)生為中心”的教育理念在“模式識別與計算機視覺”課程中的探討，中醫(yī)藥院校可以建立切實、合理、可行的“以學(xué)生為中心”的課堂新模式。這不僅有助于推動課程教學(xué)改革，提升課程的質(zhì)量水平，更能夠培養(yǎng)學(xué)生跨領(lǐng)域合作的能力。

二、“以學(xué)生為中心”的教育理念下課程教學(xué)設(shè)計與實施

本文基于“以學(xué)生為中心”的教育理念，以中醫(yī)藥院校課程專業(yè)特色為基礎(chǔ)，探索和構(gòu)建體系完整的“模式識別與計算機視覺”課程教學(xué)新模式。

（一）教學(xué)目標的設(shè)計

在“模式識別與計算機視覺”課程中，教學(xué)目標應(yīng)注重從知識掌握、技能培養(yǎng)、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、團隊合作與溝通能力以及自主學(xué)習(xí)能力等方面進行設(shè)計。

“模式識別與計算機視覺”課程是中醫(yī)藥院校面向人工智能專業(yè)高年級本科學(xué)生開設(shè)的專業(yè)課程。課程主要介紹模式識別與計算機視覺的基本理論與方法，其中重點涉及圖像分類與分割、目標檢測與跟蹤，以及圖像生成等計算機視覺任務(wù)的操作步驟與方法流程。

為了更好地服務(wù)中醫(yī)藥領(lǐng)域，課程要求學(xué)生調(diào)研和思考不同視覺任務(wù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用情況。教師通過對中醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)嵺`案例和中草藥識別的綜合設(shè)計，讓學(xué)生熟悉深度學(xué)習(xí)框架的應(yīng)用，掌握用Python語言實現(xiàn)視覺處理任務(wù)的方法與流程，提升學(xué)生分析和解決計算機視覺任務(wù)的能力。

在“以學(xué)生為中心”的教育理念下，“模式識別與計算機視覺”課程的教學(xué)目標設(shè)計應(yīng)注重學(xué)生的個性化發(fā)展和實踐能力的培養(yǎng)。教學(xué)目標應(yīng)涵蓋從理論基礎(chǔ)到實際應(yīng)用的全方位知識，可從掌握基本理論與方法、培養(yǎng)設(shè)計與開發(fā)能力、提升實踐與應(yīng)用能力三個方面著手，如強調(diào)理論與實踐的結(jié)合以及評估與反饋的重要性。同時，課程應(yīng)融入最新的行業(yè)發(fā)展動態(tài)和研究成果，提供多樣化的學(xué)習(xí)材料并鼓勵學(xué)生進行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，以滿足中醫(yī)藥院校的教學(xué)目標和學(xué)生的個性化需求，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維，為學(xué)生的未來生活奠定堅實的基礎(chǔ)。

1. 基本理論與方法的掌握

基本理論與方法的掌握旨在確保學(xué)生全面理解“模式識別與計算機視覺”課程的核心理論，熟悉模式識別的系統(tǒng)構(gòu)建方法，以及完成圖像理解與分析的計算機視覺的基本任務(wù)，如圖像處理、特征提取、目標分類、目標檢測，圖像生成等［2］；熟悉并能夠?qū)崿F(xiàn)常用的算法，如K近鄰、支持向量機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等；實現(xiàn)計算機視覺任務(wù)，了解領(lǐng)域內(nèi)最新的研究成果和技術(shù)進展，如深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)和生成對抗網(wǎng)絡(luò)等在計算機視覺中的應(yīng)用。教師通過系統(tǒng)的講授理論、編程作業(yè)、實驗課程等多種方式進行教學(xué)，使學(xué)生能夠建立扎實的知識體系，為后續(xù)的實踐和應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

2. 設(shè)計與開發(fā)能力的培養(yǎng)

設(shè)計與開發(fā)能力的培養(yǎng)旨在提高學(xué)生使用編程語言實現(xiàn)模式識別與計算機視覺算法的能力。教學(xué)重點在于Python語言的使用，并涵蓋TensorFlow、Keras和OpenCV（跨平臺計算機視覺庫）等框架和工具的應(yīng)用。［3］教師可通過編程作業(yè)、在線編程平臺、編程競賽等方式對學(xué)生進行訓(xùn)練，提高學(xué)生設(shè)計與開發(fā)完整計算機視覺系統(tǒng)的能力。這要求學(xué)生能夠應(yīng)用模式識別與計算機視覺的相關(guān)理論，關(guān)注和理解如何用深度學(xué)習(xí)等方法解決圖像理解與分析方面的問題。

3. 實踐與應(yīng)用能力的提升

實踐與應(yīng)用能力的提升旨在提高學(xué)生應(yīng)用模式識別與計算機視覺技術(shù)來解決實際問題的能力，特別是與中醫(yī)藥領(lǐng)域相關(guān)的問題，如中藥材圖像的分類和中醫(yī)診斷圖像的分析。通過案例教學(xué)、問題驅(qū)動等方式，教師可指導(dǎo)學(xué)生進行實驗方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與處理、結(jié)果分析與報告，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和研究能力，鼓勵自主創(chuàng)新和科研探索。［4］

（二）教學(xué)實施過程的設(shè)計

為達成“模式識別與計算機視覺”課程的教學(xué)目標，教學(xué)設(shè)計應(yīng)遵循“以學(xué)生為中心”的教育理念［5，6］，探索教育教學(xué)方法，從學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和體驗學(xué)習(xí)等方面強調(diào)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的主體作用。值得注意的是，“以學(xué)生為中心”并不僅僅是一種關(guān)于學(xué)生的課堂體驗與實踐，而是提供一個多維度視角，聚焦師生之間的互動以及所處的學(xué)習(xí)環(huán)境。從這個角度來看，“以學(xué)生為中心”并不意味著放棄講授，而是強調(diào)要針對不同的內(nèi)容組織合適的教學(xué)模式，強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和責(zé)任意識。

在“以學(xué)生為中心”的教育理念下，教學(xué)設(shè)計應(yīng)從學(xué)生需求分析、學(xué)習(xí)目標設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法與策略及評估與反饋等方面進行思考。教學(xué)設(shè)計應(yīng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)背景和學(xué)習(xí)動機，設(shè)定明確且具個性化的學(xué)習(xí)目標；應(yīng)按照由淺入深、循序漸進的原則，選擇與實際應(yīng)用密切相關(guān)的內(nèi)容，結(jié)合中醫(yī)藥領(lǐng)域的實際案例與問題，采用講授、討論、案例分析、實驗操作及項目驅(qū)動等多樣化和互動性的教學(xué)方法，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求；還應(yīng)重視包括平時作業(yè)、實驗報告、項目成果等多元化的過程評估，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度和進步情況，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在本課程的教學(xué)設(shè)計中，本文針對課程目標，結(jié)合課程內(nèi)容采用不同的教學(xué)設(shè)計策略，總體方案如圖1所示。

“以學(xué)生為中心”的教育理念下課程教學(xué)設(shè)計方案

針對基本理論與方法，本課程采用知識講授的方法，但與傳統(tǒng)講授方法相比，“以學(xué)生為中心”的教育理念下課程更加注重學(xué)生的參與度、學(xué)習(xí)活動的多樣化設(shè)計以及對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核和評價。知識講授的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識，建立扎實的理論基礎(chǔ)，如圖像分類、圖像分割、目標檢測、圖像生成等基本理論知識。但在這個過程中，教師仍需要設(shè)計合理的互動參與方式，鼓勵學(xué)生提出問題、分享觀點，并與教師和同學(xué)共同進行討論。

“以學(xué)生為中心”的教育理念強調(diào)從教向?qū)W的轉(zhuǎn)變。［7］在這種教育理念下，教師傳授知識與技能的過程也將更注重對學(xué)生參與的引導(dǎo)。案例驅(qū)動教學(xué)法的引入，可使學(xué)生在解決實際問題的過程中學(xué)習(xí)和掌握知識。這種方法強調(diào)學(xué)生的主動性和實踐能力，使學(xué)生能夠在實際情境中進行學(xué)習(xí)。結(jié)合中醫(yī)藥院校特色，本課程可結(jié)合“細胞圖像分割”“中醫(yī)舌像邊緣檢測”和“糖尿病視網(wǎng)膜圖像病變檢測”等醫(yī)學(xué)案例，對案例進行逐層分解并融入計算機視覺中的分類、識別、分割、檢測等具體知識和實踐方法，讓學(xué)生在解決案例問題的過程中，能夠更好地理解和掌握知識，提高問題分析和解決能力。

創(chuàng)新應(yīng)用環(huán)節(jié)則是引導(dǎo)學(xué)生完成需求分析、數(shù)據(jù)準備、模型訓(xùn)練和測試應(yīng)用的過程。這種實踐活動使得抽象的理論知識得以具象化，讓學(xué)生學(xué)會運用所學(xué)知識解決具體的問題，并能通過實驗對比分析得出有效的結(jié)論。此外，教師可鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗中所反映出的問題進行迭代優(yōu)化，并進一步思考與創(chuàng)新。這不僅能夠提高學(xué)生分析問題的能力，同時還能夠促進其實踐能力和創(chuàng)新思維的提高。

（三）考核與評價的設(shè)計

課程考核與評價是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。［8］在“以學(xué)生為中心”的教育理念下，教師應(yīng)注重多元化和過程導(dǎo)向的整個學(xué)習(xí)過程，觀察和評估學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的積極性，以及學(xué)生在實踐中的問題分析和解決能力以及合作與溝通能力等。

考核與評價的設(shè)計原則應(yīng)以學(xué)生為中心，運用多元化的考核方式，綜合過程導(dǎo)向評估、個性化評估以及綜合能力等評估方法，包括作業(yè)、實驗、項目和考試等，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。過程導(dǎo)向評估側(cè)重關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和態(tài)度，如通過學(xué)習(xí)日志、階段性評估和自評與互評等手段，持續(xù)跟蹤和指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展。個性化評估則關(guān)注學(xué)生的個人發(fā)展需求，根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格，設(shè)計差異化作業(yè)和項目。綜合能力的評估注重評價學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力，通過實踐項目、團隊合作和綜合素質(zhì)評價，全面反映學(xué)生的綜合能力和發(fā)展水平。

為了更全面地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，本課程采用多樣化的評價方法，不僅關(guān)注學(xué)生對知識的掌握情況，還關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣以及其他能力的發(fā)展，更加全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，體現(xiàn)對學(xué)生個性發(fā)展的尊重，考核評價項目設(shè)定如表1所示。

課程考核與評價由平時過程性考核和期末綜合性考核共同構(gòu)成。平時過程性考核關(guān)注學(xué)生日常學(xué)習(xí)、作業(yè)和實驗情況三部分組成。日常學(xué)習(xí)情況由課堂表現(xiàn)、提問互動和演講匯報構(gòu)成；作業(yè)由調(diào)研、思考、練習(xí)和拓展構(gòu)成；實驗則依據(jù)目標和內(nèi)容分為基本任務(wù)和遞進任務(wù)。為適應(yīng)不同學(xué)生的需求，課程考核與評價采用分級拓展的考核方式。如教師可在實驗中設(shè)計基本內(nèi)容和拓展內(nèi)容，從而滿足不同層次的學(xué)生對于課程的需求，并鼓勵有能力的學(xué)生進行更高層次的提升。例如，在圖像分割實驗中，基本任務(wù)要求學(xué)生能夠完成某類目標的分割與標注，遞進任務(wù)則限定分割準確率、MIoU（平均交并比）和F-Score（F值）的要求，更高層次任務(wù)則進一步要求關(guān)注對小目標的檢測與分割。綜合性考核通過學(xué)生分組協(xié)作完成綜合設(shè)計任務(wù)來進行考查，評價根據(jù)完成整個設(shè)計流程的工程實踐與創(chuàng)新應(yīng)用能力、實驗報告書寫和成果匯報等方面分別通過組內(nèi)自評、組間互評和教師評價進行加權(quán)評分。這種全過程、多元化的評價方式是根據(jù)學(xué)生的不同水平進行的差異化考核與評價，既激發(fā)了學(xué)生的主動性，又滿足了學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求，進一步體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教育理念。

三、結(jié)語

“以學(xué)生為中心”的教育理念，有效促進了學(xué)生對“模式識別與計算機視覺”課程的理解，提高了學(xué)生的實踐能力，展現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的教學(xué)成效。在后續(xù)的教學(xué)過程中，教師應(yīng)繼續(xù)秉持“以學(xué)生為中心”的教育理念，定期收集相關(guān)專家和學(xué)生的建議與反饋，不斷優(yōu)化教學(xué)模式，力求教學(xué)成效的進一步提升。

持續(xù)地改進和創(chuàng)新課程有助于為學(xué)生鋪設(shè)通往卓越的道路，更助力他們在學(xué)術(shù)探索和職業(yè)發(fā)展中取得更大的成就。

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