“脑机接口研究”课程考核改革探索

田银　赵德春　王岫鑫　王伟　李章勇

【摘 要】脑机接口是当前新兴的一门学科，近年来已经成为具有国际前沿特性的学科。目前考试多采用已有的统一考试制度，其过于单一不利于考核研究生课程学习效果。因此在本课程中拟采取灵活的考核方式，提高研究生学习积极性和提升学生科研素质，探索适应新时期研究生培养和教学改革的教学运行管理机制，实现当前人才培养模式创新为主的综合改革实践目标。

【关键词】脑机接口；考核改革；交叉融合

0 引言

脑机接口研究是一门脑科学前沿性科学相关的课程，为提高研究生在本课程学习中的自主学习的能力，突出其实践创新能力，充分调动学习积极性，积极探索其在研究生教育中的课程考试改革势在必行。因此，本文将从该课程的考核内容，考核方案和预期效果等方面进行探讨。通过更新传统模式下集中试卷命题模式，建立一套适合新时期的脑科学创新性人才培养模式，期望通过采取自主灵活的考核方法，最大化激发研究生主动学习，提升分析解决问题的能力，充分提高研究生的应用能力和创新能力，真正成为具有高层次水平的创新型人才。

1 考核方案探索

脑机接口（Brain and Computer Interface， 简称BCI），其涉及到人脑结构、脑功能与认知科学、神经科学及其交互作用等方面。从BCI出现以来，其已经成为当前最具有挑战性和最为活跃的前沿学科之一，已成为全球性的共同研究热点。BCI通常意义上是指在个体大脑和个体计算机或其他相关电子设备之间建立通过大脑意志传到大脑信息输出通路（包括外周神经和其相关的肌肉组织）的全新通讯模式和大脑控技术。然而，脑机接口从其出现到现在已经40多年，迄今为止还没有系统讲授该学科的教材。因此，本研究生课程根据授课组教师在该领域多年的科研经验，并结合国内外相关学校的教学和科研要求，对脑机接口BCI研究所涉及到的理论知识和科研进展进行系统的数理，形成了一套比较完善的知识体系和授课框架，在此基础上来探索改革该课程的考核模式。授课组从考核内容和考核预期结果进行了初步的规划和探索。

1.1 脑机接口课程考核内容探索

本课程的考核内容主要由三部分组成：大脑的基本结构、认知科学、和认知计算及系统。脑结构是在脑科学中的主要内容，为脑的基本构造，脑科学知识的应用和人工脑构成；在认知科学部分的主要内容为：注意、感知觉、学习/记忆、情感/情绪、意识和思维等；在认知计算机系统部分主要涉及到不同的认知计算和智能认知系统构建等；最后利用人脑的各种生理信号（如：脑电信号、磁共振信号和脑磁信号）控制个体计算机。

脑机接口技术的研究手段涉及到以脑电信号和磁共振信号为主的认知动态过程成像，包括成像原理（比如：Fmri、EEG、和PET等）和成像功能等。脑科学所涉及的内容多为基本的生理现象包括脑解剖结构，脑认知和生理功能。此外，特别注重对认知加工过程的信号变化进行信号处理和功能成像处理。同时为了让研究生对脑机接口有直观的感受和认识，进行了多个实验的演示和动手能力锻炼。因此，本课程考核内容要求能体现出：

——紧跟脑学科前沿技术，反映脑机接口最新的研究成果和趋势。考核命题的内容及形式根据国内外该领域最新的研究成果进行，测试研究生对本领域的国际前沿掌握程度，形成自主学习的能力和创新性探索的科研能力；

——特别注重体现出脑机接口所涉及到的多学科交叉融合特点。 脑机接口是脑科学（或神经科学）与工程实践（信息科学）交叉学科，是心理学、神经科学、语言学、人类学、人工智能以及自然哲学等学科交叉发展融合创新的结果。 因此该课程的考核测试原则上强调选取上述各学科门类的相互交叉、相互联系的部分，科学地将这些知识进行融合和贯通；

——强调具有实用性并将知识引入到人们的生活实践生活中，使研究生能够科学理解生活中与此相关的某些现象，具有较强的实用性（比如，临床神经康复和工程脑控智能小车）；能体现现代信息整合和工程应用结合的特性，符合理工科专业高层次研究的需求，并汇集大脑或认知加工过程模型，以及对其进行数据分析处理和系统平台搭建。

1.2 脑机接口课程考核方式改革

传统的考试模式多为集中试卷命题，而该课程具有较强的科研针对性和专业特性，不适用于该考试方式。 因此将现有的集中卷面命题模块化考试方式，改革为充分体现研究生学习课程的主观能动性，凸显个体能力创新得到发挥的课程研究报告。考核命题可考虑教学组根据研究生能力和研究兴趣，选取脑机接口相关的各个学科门类相互交叉联系的部分，科学地将这些知识进行融合并结合工程实际应用，充分体现研究生独立的研究思维能力，又能调动主动学习和调研文献的能力，提高学习积极性，使学生提升科研和创新能力。采用课程报告模式，课题组首先针对不同学生指导性给与题目，然后研究生根据题目可进行课题调研，查阅文献和实际操作。该方式灵活性在于不同的学生题目不同，又要在总体上体现可比性，这就要求学生在报告上具有新颖性，要能体现自我的科研能力。因此，考核的课程报告强调新颖性和创新性，也是考核的重要衡量部分。

1.3 脑机接口课程考核成绩构成改革

本课程的总体考核评价成绩，仍然包括平时成绩和期末考试成绩，计算模式为：课程总成绩=平时成绩*40% +期末考试成绩*60% 。课堂出勤率一直是一个令人头疼的问题，为了鼓励研究生坚持到课堂上课，因此在平时成绩的设计上比原有30%增加了10%即占总分数的40%，以增加学生到课率，提高学生学习的积极性。

平时成绩40分=理论课成绩*40%。其中，理论课成绩包括：作业（30分）和理论课出勤（70分），为了提高研究生上课的主观能动性，作业部分的课堂讨论由所有参加课堂讨论的学生和老师共同打分。理论课作业全部完成且皆为A以上得30分否则扣10分，缺一次作业扣10分；理论课堂出勤中，全勤满分70分。缺勤（包括病事假，旷课）扣分原则：缺全课程的1/4或6次，则平时成绩只能计为60分；缺勤1/6或4次，扣20分；缺勤1/12或2次，扣10分。

期末考试成绩即课程报告成绩，占总成绩的60%。课程报告的评分标准要按照国际杂志论文撰写的基本模式所包含的五部分，包括摘要、引言、正文、今后的发展方向 和参考文献，并且满足报告的基本要求即可获得90分，如语句通顺符合当前研究发展方向，逻辑清楚即可获得1-5分的加分，有一定的创新性可酌情加分，但不能超过满分（100分），两部分内容共计最高100分。

2 考核方案改革预期结果

脑机接口是研究脑结构、脑功能以及脑的动态加工过程及工程应用的重要手段。使研究生结合相关教学要求，对脑机接口知识进行系统的梳理，形成一套比较完善的知识体系，对脑机接口有直观的感受和认识，使学生熟练掌握所学的基本知识，熟练掌握和运用基本理论和方法，有助于加强学生利用所学知识解决实际问题的能力，同时，通过该考核模式，可是学生的个性化发展得到提升，可极大提升学生的科研能动性和创新性，提升高层次人才的培养。

3 考核方案改革小结

总之，我们希望通过本课程考核改革的探索，积累科学研究新形势下多变特性的经验，获取最佳的课程评定标准，确实保证在公平竞争的基础上最大化提升研究生科研适应能力和创新能力。

致谢

感谢重庆邮电大学教改项目（#YKC2015007、#XJG1519），重庆市重点教改项目（#1202014、#yjg122001）对本教改研究的支持。

[责任编辑：王伟平]