《人工智能基础》线上线下结合教学的尝试

罗晓

摘要：人工智能基础课程内容广泛，具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性，能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，为学生提供一种新的思维方法和问题求解手段。本课程的教学学时是32学时，但是所包含的教学内容和教学难点较多，为了能够较好地实现教学目标，采用了课内课外相结合，线上线下相结合的教学方式，增加了学生的有效学习时间，与单纯的线下教学相比，教学效果有显著提高。

关键词：人工智能基础，线上线下教学，教学效果

1.引言

人工智能基础课程是电子电气工程学院的平台课，其知识点具有不可替代的重要作用。该课程内容广泛，具有很强的综合性、应用性、创新性和挑战性，其开设能够更好地培养学生的创新思维和技术创新能力，为学生提供一种新的思维方法和问题求解手段。同时，本课程能够培养学生对计算机前沿技术的前瞻性，提高他们的科技素质和学术水平。

本课程的教学学时是32学时，但是所包含的教学内容和教学难点较多，为了能够较好地实现教学目标，我们采用了课内课外相结合，线上线下相结合的教学方式，增加了学生的有效学习时间，与单纯的线下教学相比，教学效果有显著提高。

2.教学目标的确定

1）把育人目标融入教学中

在教学中融入育人目标，引导学生思考我国在人工智能的哪些领域做出贡献，和国外的研究相比有哪些优势和不足，让学生具有名族自豪感，同时也体会到自己肩负的责任。当学生清楚地知道“为什么而学”，就会更加有学习动力，从而有更好的学习效果。

2）优化教学内容

教学内容的确定是课程的首要任务。如何选好教学内容，使学生既能了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件比较困难的事。因此，首先要对教学内容进行优化。教学内容除了包含基础理论外，还应该反映人工智能领域的新发展和新动态，跟上学科发展的步伐。本课程初设定的教学内容分基础部分和扩展应用部分。基础部分主要包括人工智能的定义和发展、知识的表示以及推理，而扩展应用部分主要包括专家系统、机器学习、机器规划、机器视觉等。

在教学内容上，除了讲解教材的内容，最重要给学生提出相应的前沿科学问题，让学生思考和查找学习资料，从而让学生尽快接触科学前沿问题。

3.教学方法的创新

在课程的建设和改革探索中，采用以激发学生兴趣、培养创新能力为目标，探索新的教学方法。通过学习国内外先进教学经验和方法，采用翻转课堂、课堂演示、课堂辩论、课堂互动等一系列教学新模式。为提高学生的动手能力和理论水平，鼓励学生申请创新项目，参与科研课题，将理论与实际相结合，为学生毕业后的工作和继续学习打下良好基础。

采用多种教学方法和手段。采用线上线下结合的教学模式，丰富教学内容。

1）建设课程网站，电子课件和视频在网上公开，要求学生在上课前对响应的章节进行预习，回答问题。上课时，对重点和难点进行讲解，增加翻转课堂和课堂讨论，提高学生的学习兴趣。由于课程学时较少，为了让学生能够掌握所学内容，每次上课后，都布置线上作业，要求学生2天内提交。教师批改时，对每位学生作业中出现的问题都给出评语，方便学生改正作业中的错误。对普遍存在的问题可以在上课时进行讲解，这样学生就能把问题及时解决。在教学过程中，增加2次线上测试，每次1小时，安排在周末。通过测试，发现掌握较差的同学，可以对他们进行单独的辅导答疑。

2）增加课外的仿真作业。学生可以自由组合成3-4人的小组，仿真作业主要是主觀贝叶斯和机器学习的题目，分为难度不同的三档，学生可以自行选择合适难度的题目。最简单的一档，系数是1，中等难度的仿真，系数是1.1，较难的仿真，系数是1.2。对于编程语言不做限制，学生可以选择自己熟悉的语言进行编程。学生完成仿真后，需在期末提交报告，报告要写设计思路，主要程序，仿真结果和分析。

3）增加翻转课堂和课堂讨论。选择一些难度相对较小的章节，让学生看视频预习后，上课进行讲述。翻转课堂也是以组为单位进行，学生预习后，根据自己的理解，准备ppt，上课时给同学们进行讲述。由于课时关系，并不能让所有组同学都上台讲述，但是要求每一组同学都要准备ppt。对于课外完成的仿真，如果想获得90分以上的高分，也需要在课堂上讲述思路、关键程序和仿真结果。

人工智能作为一门高度融合的交叉科学，其发展速度迅速，不断有新理论、新问题涌现出来。我们的人工智能教学既要注重基础理论知识，又要紧跟学科发展的步伐，势必要求对课程内容进行不断更新，对教学方法进行不断创新，这对我们的教学资源和教师素质都提出了更高的要求。

4.考核方式的改变

成绩通常由平时成绩和期末成绩组成。传统的考核方式中，平时成绩占30%-40%，主要包括考勤、作业和课堂表现等，期末成绩是笔试成绩。在线上线下结合的授课方式中，平时成绩所占的比例提高了，可以占50%以上，充分体现了平时学习的重要性。平时成绩包含的内容也增加了，主要由线上学习时间、任务点完成情况、线上作业得分、问题讨论、课堂互动表现、线上测试成绩等组成。同时，平时成绩还包括育人目标的要求，例如如果有学生抄袭别人的作业，那么他就是不诚信，除了这次作业得零分，育人目标得分也要减少。目前，育人目标得考核仍然在初步尝试中，还需要进一步完善。

5.结束语

我们开设的人工智能基础课程，由于课时较少，课程内容较多，线下教学感觉时间不够用，学生掌握程度不理想。去年进行了线上线下结合的教学后，学生可以提前预习，课后还可以看视频，把没有完全掌握的内容再进行复习。学生线上提交作业，老师通过线上批改，并增加评语，有利于学生把每个教学内容都及时掌握。教学效果有了很大的提高。今后考虑可以把重要的习题讲解也录制视频放到网站上，方便学生复习。

通过线上线下结合的教学方式，学生的有效学习时间增加了，学习效果有了保证。不过，在今后的教学中，作业形式和考核方式还需要进一步完善，更好地培养学生的创新思维和技术创新能力。

参考文献

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