公安技术专业“模式识别”课程教学改革研究

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[摘           要]  结合公安院校人才培养目标，针对模式识别课程在教学中呈现的问题，提出对公安技术专业模式识别课程进行教学改革和实践，以服务公安实战为主旨，以培养综合人才为目标，采用线上线下混合式教学模式，通过对线上教学问题和任务点的优化设计，引入案例式、问题式、启发式的教学方法，进行线上线下混合式教学，引导学生自主学习，提升学生解决公安工作实践问题的能力。

[关    键   词]  模式识别;线上线下混合式教学;启发式培养

[中图分类号]  G642              [文献标志码]  A            [文章編号]  2096-0603（2020）14-0065-03

近些年，模式识别技术得到迅猛发展，已经遍及多个学科，广泛应用于人工智能、系统控制、目标识别、图像处理、医学工程等领域[1]。模式识别课程的综合性较强，涵盖知识点较多，对实验实训要求较高，本科学生普遍感觉学习困难，没有吸引力，令其望而生畏。这种情况在公安院校尤为明显，由于公安院校多以培养应用型警务人才为主，对模式识别这类理论性过强的课程重视程度不够，导致学生的学习兴趣不高。但是，公安院校的公安技术专业开设模式识别课程是十分必要的，因为公安警务正处在新的发展时期，即智慧公安时代，急迫需要物联网、云技术、数据挖掘等新一代信息技术作支撑，进行公安信息的感知、分析、整合，需要运用这些技术为公安执法提供有力支持，而模式识别课程内容正好为新一代信息技术提供了理论依据，也为后续专业课程学习奠定了基础。本文以公安技术专业的模式识别课程建设为研究主线，提出线上线下混合式教学方法，采用问题式、启发式、互动式的教学方式对模式识别课程进行改革探索，为了提高学生的实践能力，将公安实战案例融入课程之中，通过基础类实验和综合类实验锻炼学生的操作能力，培养学生的模式识别专业技能，提升警务化工作效能。

一、模式识别课程建设的必要性

《公安高等教育发展规划纲要（2015—2020）》和《关于公安院校公安专业人才招录培养制度改革的意见》[2]等文件要求：全面加强实验室、校内外实习基地建设，坚持突出专业、贴近实战;加强教材和课程建设，促进学生养成良好学风，着力培养高素质综合性人才。正是在国家大力推进教育教学改革的背景下，本文提出了面向公安技术专业的模式识别课程的改革，研究该课程的改革有助于优化公安技术专业课程体系，利于优化专业结构，便于开展警务专业课程建设。

众所周知，模式识别技术可以应用到很多公安领域，如网络安全与执法、视频图像侦查以及智慧交通领域等都有广泛应用。以交通警察为例，除了应掌握交通管理与指挥、视频图像侦查的知识外，还要具备对卡口视频中人、车、物等违法行为进行分类识别的能力，才能更好地为侦查取证提供有效的技术依据，而上述部分技术是依托于模式识别技术的，因此在警校阶段提前开设适合公安工作的模式课程十分重要。本文通过对线上线下课程的优化设计，将模式识别课程与培养综合技术人才进行有机结合，搭建适合公安技术专业人才培养的课程体系，并形成一整套完整的课程改革方法。通过课程改革与实践，为培养优秀的公安人才奠定良好的课程基础。

二、模式识别课程现状分析

模式识别课程具有跨学科、较抽象、难理解的特点，其主要以数学方法与计算机为工具，对获取的信息进行分类、理解、处理。其课程涉及数学内容较多，比如概率论与数理统计、线性代数等内容，想要学好这门课程，除了要掌握上述基础理论课程以外，还必须具备较强的实践能力，并且需要掌握至少一门编程语言，通过编程来验证理论课程内容，提升动手操作能力。

为了能够客观反映学生对模式识别课程的学习情况，在教学结束后对2016级视听侦察班的41名学生进行问卷调查，调查反馈情况如下表所示。从表中可以简单计算出学生对课程学习目标的达成率大约是0.8225（不符合数量占总数的比例），这个数值反映了学生对知识的掌握情况基本达到预期效果，但是详细分析表格数据可以发现，学生对纯理论的掌握普遍差一些，对设计和实验类的内容掌握明显好一些，可见现有的课程教学模式已经不适合这门课程的教学，急需对课程进行改进，如何将晦涩难懂的理论知识与实践相融合，怎样才能提高学生学习的兴趣，这些问题就是本文要重点解决的课程改革难点。

三、面向公安技术专业的模式课程改革

根据公安院校的教育培养理念，为适应公安技术专业培养实战型应用人才的需要，积极推进模式识别课程改革。传统的模式识别课程采用课件+板书进行教学，该方式已经不能满足现代教学的需要，为了更好地提升课程教学效果，引入新形式教学势在必行。本文采用线上线下混合式教学，以解决传统模式识别课程的弊端。采用线上课程的优点是学习方式比较灵活，便于开展教学设计、实验实训、课程评价等内容;线下课程较为常规，但是便于与学生进行交流沟通。通过教师精心设置课程问题和任务点，将线上和线下课程贯通起来，再通过分析学生的评价与问题反馈，进行有针对性的课程讲解，达到有效提高教学效率及质量，优化教学课程的目的。

（一）搭建线上课程，优化教学内容

公安院校以培养应用型人才为主要目标，大多数警校的培养方案中基础课的内容较多，课时较少，学生很难牢固掌握教学内容，特别是优化理论、线性代数、概率论与数理统计等内容，导致学生学习模式识别等专业课程较为吃力。为了更好地解决这个问题，我们在超星学习通平台上建设模式识别线上课程，课程以贴近公安实战为建设理念，以模式识别前期基础课程、预修课程、前沿技术和实验实训为主要讲授内容，为基础薄弱学生提供了良好的学习平台，为打算拓展、拔高的学生提供了优质线上学习资源。此外，还根据培养方案精心设计和优化课程内容，确保学生能够自主学习。由于传统模式识别课程主要讲授模式识别基础理论—分类—特征选择与优化—聚类等内容，任课教师一般采用课件+板书的课堂讲授方式，教学内容和教学方法比较单一，不能与时俱进，未能达到较好的教学效果。为了提高教学效果，必须对教学内容进行完善和优化，对数学等基础类前导课，引入线上教学的方式，将课程内容中的核心以视频+电子白板讲解的方式呈现出来，并提供配套的课程讲义，以提高学生的学习效率，也便于反复学习，巩固知识;对基础课以外的内容，必须贴近实战，需要与前沿技术相融合，与公安工作相契合，如将字符识别、语音识别、车牌识别、人脸识别[3]等内容引入公安实际案例中进行讲解，激发学生的学习兴趣。

（二）采用混合式教学，改进教学方法

传统讲授模式识别普遍存在讲授多、研讨少，理论多、实践少的通病。针对上述问题，引入线上线下混合式教学法，对线上课程提前规划教学设计，提出教学问题和任务点，引入案例式、启发式[4-5]的教学方法，进行有效教学，重点启发学生思考，引导学生自主学习。在线上教学平台定期发布教学任务点，学生以闯关模式完成所有任务点，经过对完成率等数据的分析，掌握学生的学习进度。教师主要负责督促学生完成知识点，对共性问题进行指导，并在线下课程中进行新增知识点和解决问题技巧的总结讲解。线上线下混合式教学能够取得良好的教学效果的主要原因有两个：一方面是因为线上学习的时间比较灵活，不受地点限制，增加了学生自主有效的学习时间，学生线上课程访问统计如图1所示。另一方面，教师为了建设线上课程需要提高自身的信息化水平，需要设计教学问题和教学任务点，需要不断地思考和提高。此外，依靠线上平台管理课程非常便捷，平台能够统计学生的学习情况，通过对统计数据的分析，能够准确掌握学生的学习成果，学生成绩统计如图2所示。为了不断地完善线上线下课程，我们增加了课程的过程性评价，教师在课中、课后通过学习通平台进行线上教学的过程性评价，既要求学生对教师进行评价，又要求学生自我评价，还组织课题组教师进行线上听课指导评价，促进授课教师提高线上教学质量。

（三）完善实验实训教学，培养学生的创新能力

模式识别课程是实践性很强的专业课，在公安技术专业中通常设置为32学时，其中8学时为实验实训教学，因此在有限的课时内实现高质量实践教学势在必行。模式识别课程的实验实训内容大多停留在对基础理论的验证上，对学生动手操作能力的提高作用不明显。为了更好地解决这个问题，可以将模式识别的实验实训内容分成两个层次：第一个层次为基础类实验实训。教师以公安实战案例为主要素材，设计好实验实训内容，提前发布在线上供学生预习和课后复习。这类实验以培养学生的基本实验实训素养，锻炼学生基础操作的能力，重點掌握模式识别基础理论的验证方法，熟练使用Matlab进行编程。第二个层次为综合类实验实训，学生有一定的基础实验能力后，需要选做教师设计的综合实验实训，并采用分组形式进行，学生自行设计实验方案，独立进行实验，分析实验结果，最终写出实验报告，期间教师给予必要的启发性提示。实验结束以后，教师需要对实验进行点评、分析、总结，并演示正确的实验方法，将操作过程录像后发布到线上，便于学生课后复习。通过对上述两个阶段的锻炼，能够培养学生的创新能力，有效提高了学生解决模式识别实际问题的能力。

四、总结

本文详细阐述了公安技术专业开设模式识别课程的必要性，分析了目前模式识别课程存在的一些弊端，并通过对学生的调研反馈，找出学生学习的难点和痛点，并提出线上线下混合式教学方法，以解决传统的模式识别授课过程中出现的问题。线上课程的使用能够增加学生自主学习的时间，有效提高学生的学习效率。教师再通过线下有针对性的讲解，达到事半功倍的效果。模式识别课程的实践性很强，本文提出通过基础类实验实训夯实学生的实验基础，通过选做综合性实验，达到开阔学生眼界、锻炼学生实际操作能力的目的。

参考文献：

[1]袁立，阎群.基于工程实例导入的模式识别课程教学改革探索与实践[J].教育现代化，2019，6（24）：65-67，71.

[2]米佳.公安本科院校转型发展的理论分析与实践探索[J].辽宁警察学院学报，2017，19（6）：1-7.

[3]马家君，张利，谢泉.基于大数据技术的模式识别课程教学改革[J].教育文化论坛，2019，11（4）：137-140.

[4]付荣荣，时培明，潘钊，等.工程教育背景下“模式识别”课程教学研究[J].电气电子教学学报，2018，40（4）：46-48，53.

[5]杜春，伍江江，李军，等.“模式识别新技术研讨课”教学探索思考[J].教育现代化，2018，5（45）：45-46，49.

编辑 冯永霞