“模式识别”课程线上线下混合教学模式探索_陈浩.pdf
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1、第 45 卷第 3 期2023 年 6 月电气电子教学学报Journal of Electrical and Electronic EducationVol 45No 3Jun 2023收稿日期:2021-10-27;修回日期:2022-03-20基金项目:国防科技大学研究生教育教学改革研究课题(yjsy2019016,yjsy2021009);国防科技大学本科和任职教育教学研究课题(u2021203,u2019104)第一作者:陈浩(1982),男,博士,教授,主要从事人工智能在教育教学中的应用和研究工作,E-mail:hchen nudt edu cn通信作者:杜春(1983),男,博士,
2、副教授,主要从事机器学习、模式识别及应用的研究工作,E-mail:duchun nudt edu cn“模式识别”课程线上线下混合教学模式探索陈浩李沛秦熊伟杜春(国防科技大学 电子科学学院,长沙 410073)摘要:在“模式识别”课程教学中,针对传统线下课程短板,开展线上与线下相结合的混合教学模式教学改革探索。阐述了该课程教学改革的教学环节设计、教学实施方法、考核方式等,以思维导图和综合案例串联庞杂知识点,采用多样化手段,加强对学生创新思维和能力的培养。教学实践证明,该课程教学改革调动了学生主动性,培育了其创新能力与科学精神,丰富了线上线下混合教学改革的理论研究。关键词:线上线下混合;模式识别
3、课程;教学案例;任务驱动教学法中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:1008-0686(2023)03-0056-04Exploration of Online and Offline Mixed Teaching Mode for Patternecognition CourseCHEN HaoLI PeiqinXIONG WeiDU Chun(College of Electronic Science and Technology,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)Abstract:Towa
4、rds the disadvantages of traditional offline Pattern ecognition course,the exploration and practice of teaching re-form of online and offline mixed teaching mode is carried out This paper elaborates the teaching design,implementation and as-sessment methods Complex knowledge points are connected bas
5、ed on mind map and comprehensive teaching cases Multipleteaching methods are employed to enhance the cultivation of students innovative thinking and ability Teaching practice hasproved that the teaching reform has improved the students participation and initiative,cultivated their innovative ability
6、 and scien-tific spirit,and enriched the theoretical research on the online and offline mixed teaching modeKeywords:online and offline mixed teaching;pattern recognition course;teaching cases;task-driven teaching method国防科技大学是军队唯一的“双一流”大学,立足“高素质新型军事人才培养和国防科技自主创新高地”的办学定位,培养通用专业人才和联合作战保障人才。“模式识别”课程是国防
7、科技大学信息工程专业必修课,通信工程、电子信息工程的专业选修课。其先修课包括:“离散数学”“概率论与数理统计”“数据结构与算法”等;后续还将“学习信息系统原理与应用”“大数据技术基础”“认知网络技术”等。研究生课程“模式识别与机器学习”是该课程的延伸与发展 1。随着人工智能以及大数据时代的到来和新工科建设的推行与实施,社会对高校本科人才培养提出了新要求2 3。本校开设的“模式识别”课程预期目标分为知识目标、能力目标、素质目标等三个层面。在知识目标层面,要求学生熟悉人工智能与模式识别领域的发展历史和新进展、新方向,掌握基本概念、重要思想和典型模型算法;在能力目标层面,要求学生具备发现问题、形式化
8、表示问题,建立模型并智能化计算分析问题的能力,通过研讨、实验与课程设计,初步具备综合运用所学模型算法解决复杂问题的能力;在素质目标层面,要求学生具有良好的人文精神、科学精神、创新精神,增强社会责任感,形成运用所学科技知识为祖国服务的意识。“模式识别”课程发展历程为:1981 年,国防科技大学在全国率先开设本科“模式识别”课程,后经多次教学改革,2009 年获评国家精品课程和湖南省精品课程;2013 年获评国家精品资源共享课程,并在爱课程平台上线;2018 年,为适应新的培养模式,启动了对线上线下混合式教学模式的改革和探索。1改革前教学中存在的问题改革前,“模式识别”课程采用传统的线下教学方式,
9、线上教学资源仅作为“可有可无”的补充资源。笔者发现,教学过程中主要存在以下问题。1)一头热在传统的线下教学中,本课程以教师讲授为主,学生参与度不高,互动手段不多。虽然要求学生课前预习,课后复习,但缺乏检查和效果评估机制。本门课的开课为大三秋季学期,学生在该学期课业压力较大,开课门数和学时数都较多,以至于学生学习本门课程主动性不足,疲于应付,且碎片化时间利用率低。2)知识散本课程自身的特点在于知识点庞杂,涉及到统计学、人工神经网络、界面域法等多个联系较弱的知识点,教师讲解相对孤立,没有设计一种能够贯穿庞杂知识点的机制,导致学生只见树木不见森林,难以融会贯通。3)实践弱本课程传统的教学过程重理论,
10、轻实践,侧重于讲清楚数学模型背后的机理,但对于如何使用该模型和方法却讲解不够,缺少运用模型解决实际问题的专题研讨,且与军事应用结合不够紧密,对学生的创新能力训练不足。4)追溯难考核方式单一,侧重于期末终结性考试,且教学过程数据收集不全面,对教学持续改进支撑力度不够。鉴于在教学过程中出现的上述问题,借鉴线上线下混合教学的思路,进行“模式识别”课程混合式教学新模式改革的探索与实践。2教学改革整体设计思路线上线下混合式教学,兼具线上教学和线下教学的特点与优势,是一种新兴的教学方式4 6。上一节讨论了“模式识别”课程中传统教学存在的问题。本节将介绍本课程教学改革的整体设计思路,如图 1 所示。在“以学
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