创新创业教育促进计算机智能科学课程的教学

朱卫平

（武汉大学 计算机学院，湖北 武汉 430079）

0 引 言

创新创业教育是将学生培养成具有研究革新能力和创业基本素质的一种教育方式。该教育包括意识和实践两个层面，前者包括对学生创新精神的灌输和创新思维的构建，后者则是对学生创新创业能力的培养[1]。在2015年国务院办公厅下发《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》后，创新创业教育近年来获得社会极大的关注。许多高校已经开始开设专门的创新创业基础课程和选修课程。这些课程极大促进了创新创业教育的发展，但是否需要在传统课程中进行相应的改革以及如何改革还处于探索阶段。

在计算机智能科学专业教育中，学生普遍重视本专业的课程学习，而对于包括创新创业教育在内的非专业课程存在不同程度的忽视。笔者认为，如果能在计算机专业教育中体现创新创业教育的思想,实现创新创业教育与专业教育在深度与广度上的有机融合[2]，将更有效地培养学生的相关能力，同时也能对专业教学有促进作用。

1 创新创业教育与计算机智能科学教学之间的关系

创新创业教育作为一种新的教育目标与实践，在计算机专业中与专业课程的教学有着密切的关系：对教学目标而言，创新创业教育是计算机智能科学课程教学的重要目标；在实践性上而言，创新创业教育也促进了计算机课程教学的开展。

1.1 创新创业教育是计算机智能科学课程教学的重要目标

创新创业能力已经被明确为高校课堂教学的重要目标，这同样也适用于计算机专业的学生和课程教学。与传统教学将知识传播教学目标不同，创新创业教育着重强调的是对学生进行创新创业基本能力和素质的培养。创新创业能力是近年来为大家重视和公认的学生需要具有的基本能力之一。因此，教师在教学计划的制定和教学过程的实施中，都需要把如何培养学生的创新创业能力作为重要的教学组成部分，并在课堂教学和课后的学习布置中，为创新创业教育提供适当的时间保证和充足的教学支持。

1.2 创新创业教育促进计算机智能科学课程教学的开展

1） 为智能科学课程教育提供实践动手平台。

创新创业教育倡导的是让学生进行各种项目实践甚至直接进行创业实践，同时，为了培养这些能力，国家和学校组织了众多旨在培养和提高学生创新创业的各项竞赛。此外，还有不少竞赛项目在原有基础上增加了关于创新创业能力培养的相关内容。这些项目和竞赛为学生将课程中所学的各种知识进行实践提供了平台。计算机智能科学课程教学通常讲授大量的概念、算法和应用，但缺乏一个使学生动手实践的具体机会。通过对项目的具体组织和进行，将可以有效地使学生将所学知识进行实现，从而进一步加深他们对课程知识的理解。

2） 有助于保持学生对智能科学的学习兴趣。

由于人工智能在这两年的迅速兴起，学生对于相关课程的学习抱有极大的热情，但也有部分学生在相关基础课程学习时表现出兴趣缺乏。这些如果处理不好将影响学生对于整个学科的理解和认识。创新创业教育与学生在科研创新和实践就业方面息息相关。学生如果在科研上有所创新，可以发表论文、专利、软件著作权等，将对学生今后的进修和深造有较大帮助。此外，对于就业相关能力的培养，将直接帮助学生自主创业或者在今后的企业中获得较好的职位。

3）有助于学生对学科知识体系的整理。

创新创业教育需要对多门课程所学的知识进行综合应用，这有助于学生对整个智能科学学科体系的整理。计算机智能科学是知识种类丰富的学科，既有基础理论、专业理论，也有应用知识和实践。在每个类别中，还有丰富的知识体系和门类，如在机器学习中就包含多项不同的技术思路，如基于深度学习的相关方法、基于进化算法的相关算法和基于模糊处理的相关方法等。由于计算机智能科学领域还处于迅速发展的时期，众多的理论和实践还在不断发生变化。将这些内容归纳成一个有机、完整的整体在学术界也是相当困难的事情，对学生则更困难。创新创业教育可以使学生立足于某一具体的项目或竞赛，将所学的知识形成自己独有的知识体系。这种体系在学生今后学习了更多的知识后将进一步得到扩展和更新。

2 在课堂教学中进行创新创业教育实践

在计算机智能科学课堂教学中进行创新创业教育实践有很多方式。笔者认为至少可以通过引导学生参与创新创业竞赛或项目、将竞赛与项目中的合适内容引入课程教学、在课程教学中体现创新创业教育等3种方式进行。

2.1 引导学生参与创新创业竞赛或项目

目前对于创新创业教育在国家层面和高校层面都组织了众多的竞赛，如互联网+大赛、创新创业训练计划等，以及各种专项的竞赛，如挑战杯、中国软件杯、蓝桥杯、TI杯全国大学生物联网设计竞赛、物联网应用创新大赛、英特尔杯全国大学生软件创新大赛、全国大学生人工智能创新大赛，还包括最新的产学合作协同育人项目中的创新创业联合基金项目等。学生直接参与竞赛是培养学生创新创业能力的一种直接方法。教师组织学生参与竞赛既能有效地为创新创业教育找到一个合适的落脚点，用竞赛的形式给学生一定的时间限制，激发学生参与热情，又能因为竞赛得奖对学生有较好的激励作用。

在进行这些竞赛时需要注意一些地方。笔者认为至少注意以下几点：①在竞赛选题和准备的过程中应发挥学生的积极性和独立性。这有利于从源头开始培养学生的创新创业能力。现在在有些竞赛的过程中，指导老师参与过多，如直接指定课题，把自己的科研课题作为学生的竞赛题目，或者把前几届学生的工作成果作为当前学生的题目申报。这在培养学生的能力方面不仅并无好处，反而有可能对其今后的工作学习产生不利的影响。我们需要让学生充分发挥主观能动性，在对问题不断选择、讨论、修改、再提出的这么一个过程中对自身能力进行潜移默化的提高。②在项目的组织阶段，要鼓励学生将自己的思路描述清楚，再鼓励其宣传自己的项目来吸引别的组员参与。学生在描述问题时常常容易陷入技术讨论的局部陷阱，而对于问题的宏观概念和与其他问题的联系分析较少。指导老师应该发挥自身知识面较广的优势，引导学生以从上向下的方式描述自己的项目，而不是进入到技术细节。

2.2 将竞赛与项目中合适的内容引入课程教学

指导学生参与各类竞赛和项目是一种有效的手段，但无法覆盖所有的学生，因此，教师需要将项目中部分内容带入课程教学中，使所有学生都受到创新创业教育的培养,构建“普惠性”大学生创新创业教育体系[3]。

教师可以将项目中部分内容进行适当变化引入课程教学之中，可以考虑的方面有很多。笔者列举经过实践或思考的几个想法：①将获奖项目的创意和思路嵌入到课程教学的相关部分向学生进行介绍。由于获奖项目往往在创意和思路上有独特的地方，且具有鲜明的时代特征，可以有效开拓学生的眼界，并激发学生的思考。由于获奖者都是学生的同龄人，对这些项目的介绍也会加强学生自己可以开发相关应用或提出新的想法的信心。②将项目中的部分关键技术问题进行适当的变化后作为课堂练习或者课后练习。许多竞赛中的关键技术问题都需要用到智能科学中相关方法进行解决，但是如何进行解决是需要学生思考的问题。给学生提出具体的技术问题，并在假设和数据集合上进行一定的简化，使大部分学生都可以进行思考和训练。③将多个项目之间的关联和比较作为课程讨论和思考的话题。由于竞赛众多，在学生参赛的选题中将会有许多具有类似的应用背景或者解决思路，如何将这些相关内容进行比较和关联，将有助于学生对各类所学知识的应用，同时也有利于学生提出自己的见解。

2.3 在课程教学中体现创新创业教育

创新能力的培养包含对现有现象的敏锐观察和识别的能力、对既有方法或描述的逻辑思维和分析能力、对新方法的创造性提出能力和反复质疑的能力。在课程教学中，应该体现对学生思想观念和社会意识的创新[4]。在计算机专业课程的教学中，应以专业内容为基础，针对这些能力进行培养和训练。

如在商务智能课程中，笔者以春节12306网站火车票抢票难的问题进行讨论。该问题是一项社会热点问题，也是学生熟悉的话题。通过对该问题进行开场引导，并组织学生进行分组讨论。为了培养学生独立的创新能力，教师并不对该现象预设问题，而是要求学生进行发散性思维，列出所有可能的问题并在组内进行凝练。最终学生形成了两个主要的问题，一是12306网站的扩展性不强，二是众多第三方平台甚至黄牛的技术性抢票。在此基础上，引导学生对现有的技术进行分析。对于前者，主要讨论了大交易量系统的架构以及不同云系统架构的设计与实现问题。对于后者，主要讨论了安全性问题以及如何区分正常用户和机器人登录购票的问题。该项内容学生讨论较为热烈，基本上所有学生均参加了讨论。教师此时应关注学生的讨论进程，适时提出问题促进学生的思考。如在学生进行区分正常用户和机器人登录购票的讨论时，针对学生只在概念层次的讨论，要求学生详细思考用户登录购票和机器人购票的区别，对于每一项区别再讨论该区别是否可以采用技术手段进行掩盖，以及如果掩盖的话是否会产生新的区别；诸如此类的讨论可以使学生从先前的发散性思维过渡到某一具体问题的深入思考。在此基础上，要求学生分组进行资料的查找并提出可行的解决方案。由于形成了2个问题，笔者将学生分成了2个小组，并要求其提出最终的解决方法，包括云服务器可伸缩的解决方法和针对第三方平台进行识别的方法。

3 建 议

将创新创业教育与计算机智能科学课程教学进行结合是一项不断探索和改进的过程。基于笔者的实践，至少有以下方面需要注意。

首先，创新创业教育专业教学的资源分配问题。相对于传统课堂的知识型讲授而言，进行创新创业教育实践将会减少知识内容的讲授时间，增加课堂讨论和课堂练习的时间，甚至需要进行翻转课堂等复杂的课堂实践，在课后部分学生还会进行相关竞赛。对教师而言，需要更多的时间进行相关内容的准备，并对学生竞赛进行指导。因此，无论教师和学生，对于课堂学习分配的时间将会减少。在目前教学大纲确定的情况下，将会影响部分知识内容的讲授。笔者认为，这需要一定程度的权衡，应改变以往大而全的教学大纲的传统思维，对现有内容进行进一步的精化和凝练，将内容分为核心课堂讲授内容和自学内容。如将关联规则、分类、聚类、离群点分析的一些算法作为自学内容进行；如背有关深度学习的内容在课堂上进行基础知识讲授；如将工具学习和应用作为自学内容，自学的内容也应该包含在课堂考核范围之内，从而保证自学的效果。此外，应综合计算学生的学习负担，在课程大纲中去掉部分内容保证学生所花时间不会挤占别的课程时间。

其次，不同层次学生主动性调动的问题。笔者在创新创业教育实践中发现，在项目讨论中能占据主导地位的还是成绩排名靠前的学生。这固然有这些学生具有较高的学习能力和创新思维的缘故，也有对于成绩好的学生盲从的因素。老师需要在不打击好学生积极性的基础上，一定程度上调动其他学生的积极性，并尝试让所有学生都可以与较好学生进行互动。作者的经验是首先要保证所有学生有相对平等的时间和机会发表自己的观点。由于学生普遍不愿发言，这需要创建一种人人必须发言的机制，同时保证讨论的宽松环境。其次，为保证项目的正确进行，最终可以选择成绩较好学生的项目作为基础，但要求必须融合其他学生的优点。可以鼓励学生对项目的某一些方面进行补充，同时要求成绩较好学生对该补充进行讨论和回复。由于关注的点更小，可以让更多的学生参与进来。

第三，创新创业教育效果的衡量问题。创新创业教育所涉及的是相关能力和素质，需要较长时间潜移默化地提高，因此很难在短时间内进行衡量，也很难设计出固定的技术方法进行测量。但笔者认为，持续性地自主思维和不断地动手实践是对这项教育内容的有效训练，只要不断进行这些训练，对学生相关能力的提高将是有益的。该项内容应该长时间、跨课程地对学生的相关能力进行观察。笔者认为，在一个课堂中，可以组织多次类似的讨论，循序渐进地鼓励大家进行相关的学习。在多次重复实践后，对每一次讨论的学生参与程度（如发言人数、发言时间、交互时间、交互人数、插话时间等）和内容深度（如思维发散程度、技术深度、逻辑思维严密性、模块化思维等）进行评估，进而调整相关的教学实践。依据该评估结果进行的调整应潜移默化地进行，尽量不向学生公开结果，以免引起学生的紧张。

4 结 语

创新创业教育是将学生的创新思维能力和创业基本素质作为最重要教学目标之一的一种教学思想。在近5年内，创新创业教育在高校中获得了长足的发展，但如何在专业课程之中尤其是计算机智能科学课程教学进行相关的实践还需要更多的探索。笔者认为，应着重关注在专业教学的具体知识背景下培养相关的创新创业思维和能力，尤其是鼓励更多学生养成质疑、讨论和实践的习惯。教师应为此给学生创造更多的学习时间、学习资源和教学组织上的相关环境。希望这些思考能对其他教师进行更多的实践提供一定的参考。