蔡倩華

摘要：目前，朋輩教育已經(jīng)廣泛應用于思政、體育等多個方面，并取得了不錯的效果。本文以朋輩教育為理念，以“模式識別與機器學習”課程的朋輩教育實踐為例，探討了朋輩教育模式在工科專業(yè)課程中的應用。朋輩教育作為一種補充教育模式，可以通過助學團為專業(yè)課程學習上有困難的學生提供個性化指導；通過以賽促練，讓助學團成員和有自主學習意識的學生互相學習，相互促進，共同提升工程實踐能力和科研能力。

關鍵詞：朋輩教育；自主學習；助學團

引言

“模式識別與機器學習”是人工智能方向的專業(yè)核心課程之一。當前，我國政府正積極推動以人工智能為核心的科技領域發(fā)展，并將其視為國家發(fā)展的關鍵方向之一。2017年的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)明確了人工智能在我國未來發(fā)展中的重要地位和作用[1]。機器學習作為人工智能的重要分支和人工智能發(fā)展浪潮的關鍵技術，其思想和算法已經(jīng)滲透到信息處理的各個方面。在此背景下，希望畢業(yè)后成為新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展合格人才的大學生有必要系統(tǒng)學習和掌握機器學習的理論和方法。

1. 朋輩教育提出的背景

1.1 朋輩教育的起源及發(fā)展

朋輩教育也稱同伴教育、朋輩指導等，一般是指具有相同背景或經(jīng)歷、年齡相似的伙伴或群體，共同分享知識、觀念或技能的教育形式[2]。

在大學教育模式下，不同專業(yè)的本科生和研究生長期學習和生活在同一個時空，互相影響、互相促進，是展開朋輩教育的絕佳時機。朋輩教育已經(jīng)在不少學校的思政、體育等方面展開，取得了不錯的效果。調(diào)查結果表明，當面臨生活中的困擾、學習壓力或職業(yè)規(guī)劃等挑戰(zhàn)時，超過七成的學生傾向于首先尋求同齡人的建議，其次是咨詢老師或者父母，最后才可能通過互聯(lián)網(wǎng)尋找答案[3]?？梢姡筝吺菍W生心中比家長、網(wǎng)絡等更值得信賴的群體。

1.2 “模式識別與機器學習”課程開展朋輩教育的背景

通過高考進入大學校園的大學生，起點和素質接近，但是進入大學生活后，逐漸開始分化。有學習規(guī)劃和目標明確，持續(xù)拼搏的；也有渾渾噩噩，不思進取的。而傳統(tǒng)的大學課堂只能兼顧大多數(shù)學生，無法做到個性化教育。朋輩教育作為正式教育外的一種重要補充，為個性化教育和自主學習提供了機會。

“模式識別與機器學習”課程專業(yè)性很強，是人工智能承上啟下的重要課程。在本課程的學習過程中，將運用到高級數(shù)學、線性代數(shù)、概率論及數(shù)理統(tǒng)計等相關預備學科的基礎概念，以支撐各種算法的分析。而針對人工智能驅動的集成電路設計、通信系統(tǒng)的構建、智能化機器人的關鍵組件、特定的傳感設備、硬體連接規(guī)范、車輛網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)技術的應用、顯示器的研發(fā)等方面，都需要本課程的相關理論作為基礎。朋輩教育在本專業(yè)課程中實施，有利于擴大朋輩間良性互動的影響力，形成積極向學的校園氛圍，特別是在帶動缺乏毅力和行動力、不擅長學習規(guī)劃的同學重獲學習動力和信心方面能夠取得很好的效果。

2. “模式識別與機器學習”課程教學痛點

2.1 課堂教學難以有效實施

如何把本課程中的基礎理論、重難點知識系統(tǒng)地傳授給學生是困擾教師團隊的難題。本課程涉及算法多、數(shù)理推導多，大部分學生反映基礎理論部分枯燥難懂，缺乏毅力和行動力的本科生容易產(chǎn)生畏難情緒，課堂理論教學難以有效實施。

為與企業(yè)需求掛鉤，本課程設置的多個基礎算法實驗和案例學習，使用目前流行的Python語言進行編程，學生需要快速學習這門新的編程語言然后運用，部分編程能力弱的本科生在這個環(huán)節(jié)開始頻頻求助。因此，Python編程語言的學習也需要朋輩教育的幫扶。

2.2 教學手段比較單一

目前的“模式識別與機器學習”課程教學手段主要包括課堂教學、實驗室訓練及課程大作業(yè)。其中，課堂教學占據(jù)主體地位，課內(nèi)外的實驗室算法訓練和實訓是輔助，課程大作業(yè)由學生單獨或建立小組課后完成。這種教學手段過度依賴于傳統(tǒng)的教師面授，沒有充分利用優(yōu)質的網(wǎng)絡資源和方便的網(wǎng)絡手段，已難以適應當前社會的快速發(fā)展。如何有效融入優(yōu)秀的網(wǎng)絡教學資源和教學手段成為問題。

2.3 與前沿科學研究脫節(jié)

機器學習作為人工智能學科和行業(yè)創(chuàng)新的研究熱點，涉及的教學內(nèi)容與行業(yè)應用、學術前沿都有比較密切的聯(lián)系。而傳統(tǒng)講授的理論知識大部分為基礎知識和經(jīng)典方法，學生的課程實踐也主要針對基礎典型算法的模式進行，并不適應科研現(xiàn)狀，需要改革現(xiàn)有的課程體系，增加前沿科學熱點理論知識，如對各種深度學習模型的學習。

2.4 產(chǎn)學研缺乏深度融合

隨著新一代人工智能的高速發(fā)展，人工智能技術廣泛應用于各種場景中。自然語言處理工具ChatGPT就是由人工智能技術所驅動。這將使得一些職位不斷與人工智能技術相結合，從而形成了新經(jīng)濟環(huán)境下的新職位。企業(yè)對人工智能應用型專業(yè)人才的需求也呈指數(shù)級增加。然而，根據(jù)公司的反饋，在新的工科環(huán)境中，由于學校和企業(yè)之間的有效協(xié)作不足，以及產(chǎn)學研之間的深度融合不足，對于新一代人工智能人才的培養(yǎng)達不到要求[4]。

3. “模式識別與機器學習”課程朋輩學習的實施路徑

3.1 電信學院助學團的成立

為了培養(yǎng)具備深厚數(shù)學及專業(yè)技術基礎、擅長實際操作并能融會貫通的新一代人工智能領域專門人才，華南師范大學電信學院致力于構建全面的教育支援系統(tǒng)，秉持朋輩教育的理念，創(chuàng)建了電信學院助學團，旨在對有學習困擾的同學給予個性化輔導，同時也為優(yōu)秀同學提供一個提高自身能力的舞臺。

3.2 助學能力培訓提升機制

在助學團隊中，本課程教師團隊作為指導老師，在研究生和本科生中選拔助學隊員，形成助學網(wǎng)絡。為了提升學生助學的幫扶能力，召開了多場線上或線下研討會，對課程重點、難點、易錯點進行梳理。利用朋輩學習的理論，助學團整合線上線下的學習資源，學習Python編程知識和各種實訓案例，總結幫扶過程中的經(jīng)驗教訓。教師團隊也積極參與助學，并對助學隊員進行點評、指導和評分。

3.3 針對不同需求的能力提升機制

助學團隊希望讓不同階段、不同需要的同學們都獲得有效幫扶，提出了通過一對一輔導、討論組、大課堂以及定期座談交流等多種形式，實現(xiàn)教育幫助與技能提高，這些形式的幫扶滿足了學習者的不同學習需要。缺乏毅力和行動力的學習者，本身能力不差，差的是自信心和職業(yè)規(guī)劃，少的是學習主動性。通過朋輩教育的幫扶和領航，本科生通過完善補充基礎知識短板－算法編程實驗學習－實訓實驗室進行實戰(zhàn)能力和項目經(jīng)驗培養(yǎng)的螺旋式學習，逐一實現(xiàn)既定的學習目標，獲得了學習動力與信心。

在助學過程中提供海量線上線下的視頻授課資源，讓愿意自主學習的本科生實現(xiàn)個性化學習。而助教團隊也將統(tǒng)籌保存、整合各種學業(yè)資源：學生筆記、講義、助學過程同學們出現(xiàn)的各種疑問和解答的完整記錄、線上教學資源和實訓模塊資源、助學團隊和教師團隊對重難點、易錯點的講解錄像和教學交流會等，并保存在云盤，方便同學們查詢和學習。這些資源也是留給以后的學弟學妹們“傳幫帶”的重要資源。

3.4 以賽促練的能力提升機制

朋輩的互相學習和互相支持，讓本科生不僅夯實了數(shù)理和專業(yè)理論基礎知識，而且通過基于Python編程的案例學習提升了能力，助學團的隊員們也在幫扶和交流過程中提升了自身的理論和科研水平。為了讓本科生將所學理論知識和相關實際項目關聯(lián)起來、學以致用，本課程以賽促練，通過朋輩教育的幫扶，引導助學團的隊員和大量本科生組隊參加全國數(shù)模競賽組委會“泰迪杯”數(shù)據(jù)挖掘挑戰(zhàn)賽。

在比賽過程中，利用現(xiàn)有教學平臺和相關的線上線下多個項目實訓資源的實訓實驗室，密集地開展競賽培訓和實訓案例的線上線下交流會，幫助本科生掌握工程實踐能力，培養(yǎng)他們的科研、創(chuàng)新能力以及團隊精神。通過以賽促練，本科生增強了自信，感受到逐一實現(xiàn)原本遙不可及的目標的快感，激發(fā)出強烈的學習熱情。不少本科生在課程結束后主動跟隨導師一直進行新一代人工智能相關領域的國際前沿研究，畢業(yè)后在相關企業(yè)工作或者繼續(xù)深造。

4. “模式識別與機器學習”課程引入朋輩學習的主要成效

根據(jù)本課程的經(jīng)驗，使用朋輩教育進行專業(yè)學習有以下優(yōu)點：

4.1 完善課程教學模式，強化學生自主學習能力

朋輩教育將傳統(tǒng)講授式教學模式轉變?yōu)橐詫W生為中心的教學模式，從知識傳授轉為引導學生思考、分析、解惑、評價，使學生成為課堂主角，自主投入課堂教學活動中。借助自主學習與小組交流的方式，學生的個人及團隊潛力得以充分展現(xiàn)，獨立學習的技能也得到了實踐的機會。而對那些經(jīng)過自學和討論仍無法解答的問題則可以進行深入講解，讓學生更有效地掌握解決問題的方法，同時完善了課程教學模式。采用朋輩教育進行助學后，提高了課程幫扶輸出效率，強化學生自主學習能力，取得了可喜成果，2021年和2022年本課程的及格率比2020年分別提高了13.4%、15.6%。

4.2 營造平等、高效、互助、共享的學習氛圍，促進共同進步

朋輩之間年齡相差不大，經(jīng)歷有一定相似性，時間、空間經(jīng)常重疊，溝通更多，心理距離更近。良好的情感交流可以營造出舒適的學習氛圍和學習環(huán)境，增加學習的興趣和積極性?！?0后”本科生不迷信權威，喜歡討論而不是傳統(tǒng)的老師教、學生學模式，更喜歡朋輩學習這種以達者為師、互相學習、互相影響的模式。本課程教學過程中，經(jīng)常是老師或者同學就某個知識點拋出問題，大家紛紛發(fā)言，給出多種解題思路，碰撞出思想的火花，高效地解決了問題。一些缺乏毅力和行動力的或者是沒有學習目標的本科生更容易被帶動起來，達到共同進步。

4.3 打造新型校企合作模式，提升學生的科研能力

本課程在朋輩學習過程中，打造新型校企合作模式，積極鼓勵學生以團隊為單位參加各種競賽，引入高新企業(yè)的各種獎勵任務進行學習，取得可喜成果。2022年，本專業(yè)組隊參加廣東省第九屆“泰迪杯”數(shù)據(jù)挖掘挑戰(zhàn)賽獲得了很好的成績。

通過以賽促學，幫助本科生快速提升工程實踐能力、科研能力以及團隊精神，也讓新一代人工智能企業(yè)清楚地看到本科生的實力。很多獲獎本科生獲得了進入知名人工智能企業(yè)實習或工作的機會，不少優(yōu)秀本科生持續(xù)地進行人工智能相關領域的國際前沿研究。2022～2023年，學生完成本課程學習后，發(fā)表了多篇相關領域SCI級別論文。接受了朋輩教育的優(yōu)秀本科生參與的項目“非接觸式心率呼吸檢測關鍵技術與應用”獲得2022年度廣東省技術發(fā)明二等獎。

結語

朋輩教育作為新的正式教育外一種重要的補充教育模式，越來越引起大家的關注。以“模式識別與機器學習”課程為例，朋輩教育應用到專業(yè)課程中，能夠讓經(jīng)歷、興趣相近的群體聚合一起，互相幫助、互相影響，互相激勵，進行交流與共享，形成一個平等、高效、互助、共享的學習環(huán)境。但是朋輩教育發(fā)展還處于初步階段，需要繼續(xù)完善。特別是如何選拔和考核朋輩助學團成員，如何減少負面朋輩影響等方面，還需要做進一步的努力。

參考文獻：

[1]國務院.新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].（2017-7-8）[2023-10-20].https：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/ 20/content_5211996.htm.

[2]王小莉.朋輩輔導視角下大學新生社會主義核心價值觀培育研究[J].思想政治課研究，2016（1）：20-23，27.

[3]肖亞喬，薛達.朋輩教育視域下大學生職業(yè)生涯規(guī)劃教育的實踐模式探索[J].開封教育學院學報，2019，39（10）：98-99.

[4]何東曉，金弟，王英奎.新工科背景下的新型人工智能課程體系構建[J].軟件導刊，2023，22（6）：1-6.

作者簡介：蔡倩華，碩士研究生，研究方向：新一代人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、文字情感分析。