摘要：在授課過程中教師應(yīng)當(dāng)了解學(xué)生在模式識別課程中的滿意程度，針對難點加以解析，并分析學(xué)生難以理解的主要原因。本文主要在大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上，對模式識別課程教學(xué)進行分析，闡述教學(xué)方法與課程調(diào)整、改革，不斷提升教學(xué)質(zhì)量，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);模式識別;教學(xué)改革

前言：模式識別即通過計算機收集原始數(shù)據(jù)，并對其進行預(yù)處理、特征提取、分類器等設(shè)計，以保證分類錯誤率較低，符合物理對象的基本特征。在教學(xué)過程中，很多學(xué)生難以理解模式識別課程的數(shù)學(xué)思想，教學(xué)質(zhì)量一時間難以突破。近幾年，采用的大數(shù)據(jù)技術(shù)從課程內(nèi)容與教學(xué)模式上進行了改革，具有重要意義。

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)的模式識別課程分析

在長期的實踐教學(xué)中，在課程理論難易程度、實驗課程重要性、課程滿意程度、課程設(shè)計合理性等方面，對學(xué)生進行了長期的詢問與意見征集。在授課過程中，利用監(jiān)控視頻獲取學(xué)生聽課狀態(tài)的數(shù)據(jù)，在學(xué)生作業(yè)完成情況方面也進行了數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。

結(jié)果表明，75%以上的學(xué)生都認為模式識別課程較難，但能夠認可課程的設(shè)計，能夠意識到該門課程的重要性。認為教師在授課體系的創(chuàng)新方面還需要進一步提升，且缺乏相關(guān)工程訓(xùn)練項目。可見，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的背景下，模式識別課程教學(xué)還應(yīng)當(dāng)進一步提升大數(shù)據(jù)相關(guān)核心的課程，以促使學(xué)科與技術(shù)的融合[1]。

二、教育改革路徑分析

（一）理論與學(xué)術(shù)并重

扎實的理論是課程改革的前提，是加深學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)。在確定教學(xué)內(nèi)容的過程中，應(yīng)當(dāng)將重點落實在教材的選擇與參考書的選擇方面。在模式識別課程的教學(xué)過程中，多選擇《模式識別》第三版教材，該書由清華大學(xué)的張學(xué)工教授編寫，對模式識別領(lǐng)域的相關(guān)知識進行全面且系統(tǒng)的概括與表述，且其中還引進了很多較為新穎的理論，內(nèi)容循序漸進，由淺入深，值得推薦。同時，配合該本教材，可結(jié)合《Pattern Recognition and Machine Learning》和《機器學(xué)習(xí)》等書，與教材之間形成密切的補充，加深課程內(nèi)容的深度，拓展課程內(nèi)容的廣度。

同時，在教學(xué)過程中要積極引入研究領(lǐng)域的前沿信息，在扎實的理論基礎(chǔ)之上，結(jié)合學(xué)術(shù)界正在探討的前沿問題，使得課程與實際研究的內(nèi)容完美契合，保證學(xué)生在具備扎實理論的基礎(chǔ)上，可以掌握這些理論的實踐方式，在日后的學(xué)習(xí)中具備良好學(xué)習(xí)思路與科研思路。利用研究前沿帶動學(xué)生創(chuàng)新能力，也是一種重要的教學(xué)模式，符合當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的方向。在實踐教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前研究的熱點問題主要包括以下幾種類型，將研究的問題與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，采取課前給出參考資料進行預(yù)習(xí)、課中探討與課后分析總結(jié)的教學(xué)方式，以不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，可以起到良好的教學(xué)效果。具體類型如下：

背景重構(gòu)、圖像檢索、人臉識別、魯棒特征選擇、車牌照識別、生物特征識別六種技術(shù)。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對參數(shù)與非參數(shù)概率密度估計的相關(guān)知識理解起來有一定的難度，認為該知識較為抽象，學(xué)習(xí)起來較為困難。但在背景重構(gòu)技術(shù)中，對以上兩技術(shù)的應(yīng)用有非常生動的案例，且還在繼續(xù)研究與探討的過程中，適合在課堂中進行研究與探討。在探討的過程中，引導(dǎo)學(xué)生對上述兩知識點的理解，使得學(xué)生了解到理論與實際問題聯(lián)系起來的學(xué)習(xí)方法，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。在模式識別課程中，特征選擇與提取學(xué)習(xí)起來較為困難，尤其在表述時存在一定難度。因此，在學(xué)習(xí)過程中利用圖像檢索技術(shù)來分析，利用魯棒特征選擇技術(shù)加以探討，展示，學(xué)習(xí)如何利用處理方法來發(fā)現(xiàn)更好的特征表達。在教學(xué)過程中，針對遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多個知識點，都可以采取結(jié)合研究領(lǐng)域的前沿知識進行講解。

（二）創(chuàng)新授課方式

在授課過程中，利用視頻的形式來演示模式識別相關(guān)應(yīng)用，如人臉識別、指紋識別、ETC等相關(guān)方面。通過視頻的方式能夠更直觀的將所有知識展現(xiàn)在學(xué)生面前，利用與生活實際貼近的案例，讓學(xué)生了解到模式識別與生活之間的聯(lián)系。從心理上接受模式識別課程，從而在學(xué)習(xí)過程中不斷建立起理論與實踐結(jié)合的學(xué)習(xí)理念，加強對抽象知識的理解能力。在講授K均值聚類分析時，可以將圖像分割與理論知識結(jié)合在一起，利用編程演示均值算法的圖像分割過程，將分割結(jié)果分步驟呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生深入理解該算法的基本原理。

同時，在授課時，要充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)的優(yōu)勢，改善授課質(zhì)量，吸引學(xué)生興趣。傳統(tǒng)板書教學(xué)已經(jīng)無法適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，甚至?xí)驂簩W(xué)生積極性。因此，多引入媒體教學(xué)，以改善壓抑、無趣的課堂氛圍。其中，PPT的使用有明顯優(yōu)勢，在課件中嵌入鏈接，加入動畫，以動態(tài)的形式來吸引學(xué)生興趣，理解理論知識。例如：在制作ppt時，將視頻鏈接加入其中，通過視頻將當(dāng)前研究領(lǐng)域中較為熱門的技術(shù)展示給學(xué)生，以提升其對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，并激發(fā)學(xué)生對科研成果的研究意識。而后，采用，ATLAB軟件搭建各種識別界面，分成步驟依次演示給學(xué)生，以幫助其將抽象的識別算法變?yōu)榫呦?，印在自己的腦海中，將課堂上枯燥的知識點變得更加生動、有趣[2]。

（三）加強實踐操作

在模式識別教學(xué)過程中，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)十分重要，能夠鍛煉學(xué)生的編程能力，以及利用相關(guān)理論知識解決實際問題的能力。當(dāng)前，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中需要增加教學(xué)時長，并選擇合適的實驗教學(xué)內(nèi)容。

通常情況下，模式識別教學(xué)的時長為36學(xué)時，但其中30個學(xué)時都用在了課堂理論知識教學(xué)過程中，只有6個學(xué)時作為實踐教學(xué)，學(xué)生很難將所學(xué)知識運用在實踐中，也無法實現(xiàn)熟能生巧的目的。因此，在實踐教學(xué)中應(yīng)當(dāng)將實驗課集中起來，并利用課余時間來增加實踐學(xué)習(xí)的時長。另外，在課堂上所學(xué)的理論知識，可以結(jié)合真實案例展開教學(xué)，以節(jié)省實踐教學(xué)原理知識的講解時間。

而在實踐內(nèi)容選擇方面中，不僅要選擇人臉識別等經(jīng)典的案例課題，還要選擇與大數(shù)據(jù)相關(guān)的，科技前沿的課題。如利用MapReduce思想，編寫的車牌識別程序。結(jié)合城市監(jiān)控圖片對車牌識別的真實案例，展開實踐教學(xué)。這樣，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到模式識別理論知識，更能夠了解到理論與實踐結(jié)合的方法，久而久之將樹立這種學(xué)習(xí)理念，并將其運用在日常學(xué)習(xí)中。在教學(xué)過程中，還應(yīng)當(dāng)在案例基礎(chǔ)上進一步的延伸與深入，如利用應(yīng)學(xué)習(xí)的相關(guān)知識，完成車牌統(tǒng)計、套牌識別相關(guān)實踐的操作，最后在云計算服務(wù)器上展開。同時，可采用編程的方式，學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、矩陣求特征值、矩陣求逆等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，凸顯出模式識別與實踐教學(xué)之間的特有關(guān)聯(lián)性。

結(jié)論：綜上所述，在大數(shù)據(jù)技術(shù)背景下，模式識別課程的改革與創(chuàng)新要從理論技術(shù)、科研領(lǐng)域、授課方式、實踐教學(xué)幾個方面展開，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)理解理論知識的能力，提升學(xué)生利用理論知識展開操作，進行實踐的能力。最終，實現(xiàn)模式識別課程的創(chuàng)新與改革，提升授課質(zhì)量。

參考文獻：

[1]李二珠，康建榮，張蓮蓬.衛(wèi)星+AI時代遙感專業(yè)模式識別課程的教學(xué)實踐與改革[J].測繪通報，2021（02）：157-160.

[2]周雪，姜書艷，凡時財，等.基于圖像的“模式識別”課程創(chuàng)新實踐教學(xué)改革與探究[J].工業(yè)和信息化教育，2020（08）：42-46.

作者簡介：

姓名：鐘閏祿，出生年月：1979.06，性別：男，民族：漢，籍貫：廣東海豐，工作單位：廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院，職稱：講師，研究方向：模式識別、區(qū)塊鏈。