课程教学中提升研究生综合素养的探索与实践

彭进业 冯晓毅 蒋晓悦 夏召强

摘要培养造就一大批德才兼备的高层次人才，是新时代研究生教育改革发展的核心任务。研究生课程教学是研究生培养的关键环节，必须不断优化研究生课程教学内容，改革教学模式和教学方法，加强课程教学中对研究生综合能力和综合素质的培养。本文以“基于内容的视觉信息检索”课程为例，对研究生专业课程教学中实施研究型教学模式进行了探索和实践，提出并实施了从教学思路、内容安排设计和教学方法改革等方面教学改革措施，加强坚持德育、智育、体育、美育、劳育“五育”并举，培养拔尖创新人才。

关键词 课程教学 自主学习 综合素养

中图分类号：G643文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.14.013

Exploration and Practice of Improving Graduate Students’ Comprehensive Quality in Course Teaching

PENG Jinye[1]， FENG Xiaoyi[2]， JIANG Xiaoyue[2]， XIA Zhaoqiang[2]

（[1]School of Information Science & Technology， Northwest University， Xi’an， Shaanxi 710127；[2]School of Electronics and Information， Northwestern Polytechnical University， Xi’an， Shaanxi 710072）

AbstractItisthecoretaskofthereformanddevelopmentofgraduateeducationtotrainalargenumberofhigh-leveltalents with both moral and talent. Postgraduate course teaching is the key link of postgraduate training， and it is necessary to optimize the teaching content， reform the teaching mode and methods， and strengthen the cultivation of the comprehensive abilityandqualityofpostgraduates.Takingthecourseofcontent-basedvisualinformationretrievalasanexample，thispaper explores and practices the implementation of research-based teaching mode in the teaching of postgraduate professional courses， puts forward andimplementsthe teachingreform measuresfrom the aspectsof teachingideas， content arrangement design and teaching method reform， to strength the "five educations" of moral education， intellectual education， physical education， aestheticeducation and labor education， and cultivate top-notch innovative talents.

Keywordscourse teaching； autonomous learning； comprehensive quality

2020年9月，教育部等三部门联合发布《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》，意见指出研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命，是国家发展、社会进步的重要基石，是应对全球人才竞争的基础布局，要坚持育人为本，以研究生德智体美劳全面发展为中心，把立德树人成效作为检验研究生教育工作的根本标准。因此，高等学校迫切需要在课程教学、科研实践等人才培养的各个环节，德智体美劳五育并举，着力加强研究生综合素质教育，培养拔尖创新人才。

目前，我国研究生课程教学主要是以传承知识为重点的传授型教学模式，对专业理论的实践多是阶段性、验证性实验，缺乏专业技术的完整和系统深入研究。这种教学模式下，教师仍是教学主体，学生处于被动接受的地位，学生的自主学习、科研创新的积极性难以得到激发，思想品德和人文素质方面的培养也明显不足，远远满足不了新时代对研究生综合素质和综合能力的高要求。

“基于内容的视觉信息检索”课程是人工智能领域研究生教育的重要课程之一，在文化、教育、軍事、医学、商业、娱乐等各个领域广泛应用。结合新时代我国研究生综合能力和综合素质培养的新要求，本课程在教学中将传统的教学模式改为“以学生为中心”的研究型教学模式，并以“激发学生自主学习，注重德智体美劳五育并举”为指导思想，开展教学内容、教学组织、考核方式等多方面改革，加强教学案例设计，通过课程教学提升研究生综合素质。

1研究生专业课程教学的改革思路

1.1以学生为中心的研究型教学

教育部在2014年发布的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》中就已经指出，要高度重视课程学习在研究生培养中的重要作用，立足研究生能力培养和长远发展，加强课程建设。因此，研究生课程教学应以学生知识积累、能力培养和素质提高为教学目标，坚持知识学习与能力提升并重，坚持教学和科研融合。

研究型教学模式的核心是在“教”和“学”的全过程都贯穿着研究性的特征。在该模式下，学生成为在学习过程中的主体，教师从知识的灌输者转变为为学生主动学习和能力素质培养而服务的组织者、指导者、帮助者和促进者，课程学习过程转变为教师引导学生主动构建知识的过程，提高其科研创新能力和综合素质的过程。

1.2以综合素质和能力培养为主要目标

2018年9月，习近平总书记在全国教育大会上强调，要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系，形成更高水平的人才培养体系。

因此，研究生教学过程以学生综合素质和能力培养为目标，德智体美劳五育并举。但结合具体课程特点，五育并举并非五育并重，结合工科研究生专业课程特点，在专业课程教学中更适合侧重德育和智育培养，加强美育培养，兼顾体育和劳育素质培养。如在课程教学中需要梳理课程的思想元素，通过潜移默化地引入思想政治教育内容，加强学生的德育素质培养，如道德意识、责任意识、团队精神、进取精神等。

2教学内容安排和教学设计

“基于内容的视觉信息检索”课程的课堂学时是40学时，结合课程特点和课程内容，制定了模块化教学模式，设计了研究课题，通过学生自己对课题的研究、讨论、写作及答辩等环节，使学生参与教和学的全过程并成为教学主体。

在本课程教学中，除了概述（2个课时）外，我们将该课程的内容分为5个模块：基于手工特征提取（颜色特征、纹理特征、形状特征、多特征融合）的图像检索（10个课时）、基于相关反馈的图像检索（4个课时）、基于手工特征提取的视频检索（8个课时）、基于文本和内容相结合的图像/视频检索（8个课时）、基于深度学习的图像/视频检索（10个课时）。

每个模块的教学安排如下：首先利用2课时到4课时的时间进行基本理论和经典方法研讨，然后结合学生的不同研究方向和研究兴趣，安排与课程内容相关的不同课题任务作为课程的课后实践工作。对每个课题任务，学生首先选择某种感兴趣的主流方法并进行实现，然后进行实验分析，根据实验结果提出改进思路和实现改进方法，最终写出技术报告，包括不同方法及实验结果比较、方法的改进等。在每个模块的教学过程中，课题任务的具体实现是在课后进行的，课堂的内容主要是学生的理论知识研讨和研究工作分享、对学生研究工作及存在问题的讨论和指导，以及学生的课题研究互动。

以基于手工特征提取的图像检索为例，考虑到课程内容比较多，而且是首个教学模块，安排了5个学习单元（每个单元2课时）。第一个单元开始前，将本模块要探讨的问题发布给学生，并将课程PPT和相关参考文献（经典教材内容、研究论文等）提供给学生，供学习课前自学预习。第一单元课堂上利用探讨方式集中学习典型的颜色特征及基于颜色特征的图像检索方法，然后引导学生根据个人研究兴趣确定相关研究课题并据此将学生分为不同课题组，各课题组分别采用不同的颜色特征提取方法，在课后进行相关文献检索，开展图像检索研究（给学生提供红花、大海、草原三种数据库）；第二单元是方法和实验的分享和讨论，每个课题组首先用5分钟左右时间进行实验方法和结果的分享，以及存在的问题及下一步改进思路，然后教师组织其他同学进行提问、讨论和建议，然后教师进一步进行存在的问题的分析和解决思路的指导互动，师生初步确定每个课题组下一步的方法改进方向，并对各课题组的结果及方法进行比较分析，最后，每个课题组课后进行改进方法的实现，并完成研究报告；第三单元各课题组首先分享改进方法的实现结果并进行简单讨论，至此结束基于颜色特征的图像检索研究性教学，然后开始典型的纹理特征和形状特征的理论教学，并继续将学生分为不同课题组，分配基于不同的纹理和形状特征提取方法的图像检索课题任务（给学生提供数据库），学生课后完成相关工作并丰富研究报告；第四单元首先是组织不同课题组进行方法和实验的分享和讨论，以及三种图像检索方法结果的比较，然后教师引导学生总结出基于颜色特征、纹理特征、形状特征的图像检索方法各自的应用优势方向，并进一步安排学生进一步开展基于三种颜色特征融合的图像检索方法及研究工作。第五单元是擂台赛，各课题组展示自己的研究结果并分享研究报告正文，最后师生评选出最佳研究课题小组。

考虑到不同学生的研究基础差异，为了使学生集中本课程内容的研究，在课程初期为学生提供matlab和QC两种版本的程序框架，学生可以选择基于该框架进行方法的研发，也可以自己全部研发。

3教学方法改革

“基于内容的视觉信息检索”课程的特点是既有前沿理论，但最终又服务于实际应用，因此，其本身技术理论的发展就是围绕实际应用中的问题而来的。对于研究生而言，不管是研究生阶段的论文工作还是毕业后的科研工作，一个最基本最重要的能力就是发现问题并解决问题。因此，在每个专题的理论教学中，始终贯穿着问题的提出、问题的解决、解决方法的不足（新的问题的提出）、进一步的解决思路等，引导学生去发现问题并思考如何解决问题。如在第一个教学模块开始，给学生展示一个包含大量红花、大海、草原的图片库以及商标、树叶、轮胎的数据库，然后发布问题，让学生思考如何检索出所有大海的图片，引导学生从颜色的角度进行三类图片的区分，进而引入基于颜色特征提取的图像检索方法，在学生课后課题研究结果分析的基础上，引导学生对颜色特征进行图像检索的优缺点进行深刻理解，并引出基于纹理特征和形状特征的图像检索。在问题驱动教学模式下，学生的理论知识得到有效构建和关联，科学探索的兴趣得到激发和培养。

为了进一步通过课程教学提升学生的科研能力和科研素质，“基于内容的视觉信息检索”课程同时采用了研讨式教学方式，注重以学生为教学主体，强化师生之间、生生之间的互动。通过研讨式教学，既强调教师不可或缺的指导作用，保证知识体系传递的效率，也充分发挥学生的主动性，从而促使学生进行个性化的深度学习和创造性学习。学生课下进行资料调研、团队沟通、方法实现，课堂上展现自己、师生讨论，同时锻炼能力、增长知识，实现自我价值，从被动学到主动学，到自我展示，再到主动讲解，经过艰苦且系统的锻炼，最终全面提升学生主动学习、思考、沟通和创新等方面的能力。

在课程教学中，还注重学生的科研素质培养。一方面，在分组完成专题任务过程中，学生充分进行交流研讨、密切合作，培养团队协作精神；另一方面，学生任务不断完善和汇报过程中，逐步树立责任感和追求卓越的精神。

在课程教学中，还注重对照课程技术知识点，不断挖掘相关思政资源，并有机融入课程互动中。例如在引导学生完成对基于颜色的图像检索方法进行改进后，提出大到国家、小到个人，都需要不断面对问题并积极解决问题，才能越来越走向发展、走向成功，鼓励学生坦然接受面临的问题和困难，并积极寻求解决方法，引导学生锲而不舍，追求卓越，要具备发现问题的敏锐性、分析问题的深度和逻辑和解决问题的精准性；在对研究结果存在问题的分析过程中，引导学生培养凡事要透过问题的表面看本质，并力求抓住关键问题的素质等；在开展“基于多特征融合的图像检索”部分研讨教学中，潜移默化引入“多角度看问题”问题，引导学生在日常生活中处理问题时也要学会转换角度、转换领域，多方面多视角地解决问题，当遇到困难时，往往换个思路去思考，就会柳暗花明又一村了。

在课程教学中，还注重通过课题任务设计，兼顾对研究生美育素质的培养。比如在基于多特征融合的图像检索课题任务中，引导学生开展艺术画类型的自动识别和检索、油画风格和作画年代的自动识别和检索等研究，促进学生提升美学素养、审美能力，强化对于形象思维、对美的把握能力，进一步发展个性、升华情感；在基于形状特征的典型建筑物图像检索课题分析讨论中，精心选择精美的建筑物图片，实用和美学兼顾的建筑图片，引导学生感受中国传统建筑的对称之美，以及现代建筑的不对称之美，激发学生发现美追求美创造美的热情，培养学生的审美观。

为了全面考核学生在德智体美劳五育方面的收获和进步，将学生在各课题研究的实现质量（包括任务的难度、工作量、创新性，以及研究报告质量）、课堂讨论情况、科研创新能力、综合能力提升、綜合素质表现等都纳入课程的平时学习情况考核中，占总成绩的80%。整个课程学习的总结报告占总成绩的20%。为了激励学生向优秀看齐，不断积极进取，每位学生每个课题任务的实现质量包括教师评价、学生自我评价、其他学生评价三部分，促使学生在学和评中发现问题并反馈解决，肯定点滴进步并总结经验。

考核方法在课程学习的开始告知学生，以促进学生在课程学习中注重全面能力提升和素质培养。

4结论

作为研究生专业课程，“基于内容的视觉信息检索”课程在教学思路、教学内容组织和教学模式等方面开展了积极探索。以综合素质和能力培养为主要目标，以学生为教学主体，通过课程内容的模块化组织和研究探讨性教学模式相结合，在引导研究生主动学习相关基本理论和技术的基础上，培养研究生的德育、智育、美育等素质。本文所讨论的研究型教学方法，其教学实践已初见成效，学生评价和教学效果证明该改革有效实现了学生的知识、能力、素养提升。

参考文献

[1]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202009/t20200921_489271.html

[2]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/201412/t20141205_182992.html

[3]赵红，王宁，郭晨，等.“双一流”建设背景下研究生课程教学改革与实践——以“智能控制理论与应用”课程为例[J].航海教育研究， 2019，36（2）：80-86.

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[5]龙洲.对研究生课程教学改革的几点思考[J].现代职业教育，2019（19）：30-31.