王 朗，蔡衛(wèi)明

（浙大寧波理工學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 寧波 315100）

1 引言

中國社會(huì)正在進(jìn)入一個(gè)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新智能經(jīng)濟(jì)時(shí)代。各省市相繼大力推進(jìn)人工智能與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，圍繞智慧產(chǎn)業(yè)集群、數(shù)字工程以及新型智慧型城市開展建設(shè)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)急需智慧產(chǎn)業(yè)人才，但目前普通高校在人才培養(yǎng)定位、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建、教學(xué)模式開展等多方面無法滿足智能產(chǎn)業(yè)人才需求，因此探索行之有效的人才培養(yǎng)模式具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

2 研究背景

如果人工智能賦予機(jī)器能夠像人類一樣思考、處理事情的能力，機(jī)器視覺就是一門研究如何使機(jī)器“看”的科學(xué)，是人工智能的重要分支。機(jī)器視覺類課程是模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、圖像通信、多媒體技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)，是高等院校電信專業(yè)重要專業(yè)課程，主要包括“數(shù)字成像技術(shù)”“視覺測(cè)量技術(shù)”“機(jī)器視覺”“機(jī)器人實(shí)訓(xùn)”等課程。為智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展輸送人才，將“人才培養(yǎng)應(yīng)用型、科研開發(fā)支撐型、社會(huì)服務(wù)區(qū)域型”作為專業(yè)發(fā)展定位，克服重“學(xué)”輕“術(shù)”，積極探索新形勢(shì)下的工科人才培養(yǎng)模式勢(shì)在必行。因此，機(jī)器視覺類課程建設(shè)面向智慧產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，回歸“以本為本”，順應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)趨勢(shì)，探索教學(xué)新范式，讓學(xué)生學(xué)有所得、學(xué)有所樂、學(xué)有所用。

人工智能發(fā)展背景下，產(chǎn)業(yè)技術(shù)智能化、一體化、商業(yè)模式復(fù)雜化和動(dòng)態(tài)化成為新時(shí)代從業(yè)者的全新工作場(chǎng)景。判斷能力、批判性思維能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及數(shù)據(jù)分析能力等成為勝任新場(chǎng)景的關(guān)鍵核心要素[1]。但當(dāng)前地方應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)定位、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建、課程教學(xué)模式不利于新型人才的有效培養(yǎng)。

首先，相對(duì)滯后的人才培養(yǎng)定位帶來的教學(xué)內(nèi)容組織形式僵化。目前應(yīng)用型本科院校電信人才培養(yǎng)多定位于側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生剛性的崗位能力，追求和崗位的無縫對(duì)接，難以適應(yīng)地方產(chǎn)業(yè)融合、動(dòng)態(tài)多變的新情境下的工作要求，亟須對(duì)人才培養(yǎng)的具體規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)以及內(nèi)容作出系統(tǒng)的適應(yīng)性調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)內(nèi)容與新人工智能產(chǎn)業(yè)人才需求動(dòng)態(tài)耦合。

其次，現(xiàn)行的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系相對(duì)封閉，以校內(nèi)課程實(shí)驗(yàn)為主，對(duì)前沿生動(dòng)實(shí)景的行業(yè)知識(shí)資源利用嚴(yán)重不足，產(chǎn)教協(xié)同性差，難以滿足學(xué)生較高層次創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)需要。

再次，知識(shí)灌輸型主導(dǎo)的課程教學(xué)模式，無法充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。這種課堂教學(xué)模式忽視學(xué)生批判性思維能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，偏重對(duì)產(chǎn)業(yè)流程的闡釋，滿足于學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的熟記、理解，忽視學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生難以形成較強(qiáng)的職業(yè)判斷能力。

最后，單一的課程評(píng)價(jià)手段，無法充分激發(fā)課程活力，無法激勵(lì)師生科研開發(fā)、社會(huì)服務(wù)。

3 研究?jī)?nèi)容

3.1 重構(gòu)機(jī)器視覺類課程的教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)機(jī)器視覺類課程“章節(jié)”型的大粒度、大單元知識(shí)的組織形式已不能適應(yīng)學(xué)生課程學(xué)習(xí)模式的變化，需要對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行微型化、模塊化重構(gòu)。

3.2 課程教學(xué)方式改革

課堂教學(xué)應(yīng)隨之變革，通過引入案例化教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式，對(duì)碎片化知識(shí)進(jìn)行組裝，使知識(shí)碎片凝聚結(jié)構(gòu)化、主題化，讓學(xué)生在學(xué)有所悟中獲得樂趣。

3.3 變被動(dòng)為主動(dòng)，形成多維評(píng)價(jià)體系

探索“變被動(dòng)為主動(dòng)”的作業(yè)評(píng)閱機(jī)制，同時(shí)加入社會(huì)效益評(píng)價(jià)，形成多維度的評(píng)價(jià)體系，導(dǎo)師引領(lǐng)，評(píng)定其學(xué)生成果產(chǎn)出的價(jià)值，保證課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成。引入企業(yè)和社會(huì)服務(wù)評(píng)價(jià)，讓學(xué)生在學(xué)有所用中成長(zhǎng)。

4 實(shí)施途徑

4.1 重構(gòu)機(jī)器視覺類課程的教學(xué)內(nèi)容

課程內(nèi)容模塊化，模塊內(nèi)容層次化（原理、方法、應(yīng)用）。通過對(duì)“機(jī)器視覺”類基礎(chǔ)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃的討論、設(shè)計(jì)、整合和優(yōu)化，在課程間進(jìn)行合理有效地融合和分解，壓縮或去除課程間相互交叉重疊部分；教學(xué)內(nèi)容從“知識(shí)領(lǐng)域→知識(shí)單元→知識(shí)點(diǎn)”三個(gè)層次，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行分層分類。對(duì)智慧產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，出現(xiàn)的新的知識(shí)單元，能從知識(shí)模塊中排列組合形成新的知識(shí)點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)。理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)及課內(nèi)實(shí)驗(yàn)（基礎(chǔ)知識(shí)能力）、課程設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)應(yīng)用能力）、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐動(dòng)手能力），從而形成課堂和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三種實(shí)踐環(huán)節(jié)有序配合，基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)應(yīng)用以及實(shí)踐動(dòng)手三個(gè)能力遞進(jìn)式培養(yǎng)的課程群教學(xué)環(huán)節(jié)，形成課程群的教學(xué)特色，使學(xué)生達(dá)到專業(yè)畢業(yè)能力要求。內(nèi)容體系的模塊化改造如圖1。

圖1 課程內(nèi)容體系模塊化示意圖

4.2 課程教學(xué)方式改革，體現(xiàn)互動(dòng)和“知行合一”的教學(xué)方法

注重工程意識(shí)的培養(yǎng)，面向應(yīng)用場(chǎng)景，以案例式教學(xué)為主導(dǎo)，以數(shù)字化模型為輔助，以學(xué)科競(jìng)賽為創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)載體，分層次分類型，啟發(fā)學(xué)生思維?；诠こ痰谋磉_(dá)和理解，采用“設(shè)問”和“埋伏”并存的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步去思考。

構(gòu)建“助學(xué)”與“助教”相結(jié)合的機(jī)器視覺教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)[2]。整合大量?jī)?yōu)秀教學(xué)資源，以教學(xué)課件、教學(xué)資源庫為載體，建設(shè)二維數(shù)字建模習(xí)題庫、三維視覺測(cè)量資源庫、大賽素材資源庫、虛擬仿真交互學(xué)習(xí)軟件庫、競(jìng)賽微視頻庫等資源，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

將工程項(xiàng)目理念引入在線課堂教學(xué)[3]。通過引入工程設(shè)計(jì)過程與方法，在課程傳統(tǒng)內(nèi)容中不斷融入工程學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、以及生產(chǎn)流程概念等相關(guān)內(nèi)容；將機(jī)器視覺與機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、流程工藝等多學(xué)科知識(shí)融合，深化學(xué)生對(duì)本課程、對(duì)用戶需求功能、對(duì)工程表達(dá)等全方位的理解，啟發(fā)學(xué)生多向思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，最終實(shí)現(xiàn)知行合一。實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自我管理，線上或線下解答課程中一些疑難點(diǎn)，通過后臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生作業(yè)或創(chuàng)新作品的管理和綜合評(píng)價(jià)[4]。

強(qiáng)化以學(xué)科競(jìng)賽為載體的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。緊緊圍繞人才培養(yǎng)方案，系統(tǒng)地開展課內(nèi)、課外創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，形成低門檻、多方位、全參與的競(jìng)賽體系，以賽學(xué)、賽練、賽訓(xùn)、賽孵、賽創(chuàng)培養(yǎng)智慧產(chǎn)業(yè)所需人才及培育成果。以競(jìng)賽為載體，設(shè)置特色主題實(shí)驗(yàn)室群[5]，相互補(bǔ)充、合理銜接，如圖2所示。打造低門檻、鏈條式、遞進(jìn)式、多節(jié)點(diǎn)、全員參與的實(shí)踐平臺(tái)，如圖3所示。積極參與智慧城市、人工智能、航空航天、集成電路、能源體系、公共管理等重要領(lǐng)域的11項(xiàng)主題賽事，與行業(yè)協(xié)同發(fā)展，為在校學(xué)生提供創(chuàng)新、交流、展示和就業(yè)的平臺(tái)。

圖2 分層次、開放型、線上指導(dǎo)、線下落腳的特色創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室群布局圖

圖3 鏈條式、遞進(jìn)式學(xué)科競(jìng)賽實(shí)踐平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

4.3 變被動(dòng)為主動(dòng)，形成多維評(píng)價(jià)體系

“變被動(dòng)為主動(dòng)”的作業(yè)批改模式。學(xué)生主動(dòng)參與，教師定向批改。采用學(xué)生主動(dòng)、定向批改的方法來實(shí)現(xiàn)作業(yè)批改模式上的轉(zhuǎn)變。在課堂固定環(huán)節(jié)，先由教師進(jìn)行習(xí)題難點(diǎn)講解，然后兩個(gè)同學(xué)互為一組，相互交換作業(yè)，作業(yè)只批不改，但需要標(biāo)注出錯(cuò)誤之處，打出成績(jī)并簽名，然后學(xué)生依據(jù)作業(yè)批改進(jìn)行自我訂正，最后，統(tǒng)一交由教師審閱。適時(shí)面批，個(gè)性輔導(dǎo)。課程作業(yè)以項(xiàng)目實(shí)例為驅(qū)動(dòng)，對(duì)學(xué)生無法互評(píng)的環(huán)節(jié)，及時(shí)當(dāng)面指出不足之處，并且建立跟蹤機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性輔導(dǎo)。

向外延伸課程空間。思政引領(lǐng)人生觀、世界觀、價(jià)值觀塑造，引入社會(huì)效益評(píng)價(jià)，包括論文、科研、學(xué)科競(jìng)賽等成果，評(píng)定其學(xué)習(xí)價(jià)值。提升學(xué)生解決實(shí)踐問題的能力以及創(chuàng)新能力，保證課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成。引入企業(yè)和社會(huì)服務(wù)效益評(píng)價(jià)，讓學(xué)生“學(xué)有所得，學(xué)有所享”，工程應(yīng)用能力得到提升。

5 結(jié)語

該教學(xué)模式全面應(yīng)用于我校電子大類專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)用之中。學(xué)生通過課程平臺(tái)學(xué)習(xí)，教師通過后臺(tái)系統(tǒng)全面掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，因材施教。突出“面向產(chǎn)業(yè)、導(dǎo)師引領(lǐng)、應(yīng)用型培養(yǎng)”的教學(xué)理念，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，解決了“教什么”“學(xué)什么”“如何學(xué)”的根本問題，為專業(yè)建設(shè)提供了有力支撐。

經(jīng)過數(shù)年的教育實(shí)踐探索，課程的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)標(biāo)志性成果增加明顯。學(xué)生參與科研、學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)明顯增長(zhǎng)，學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目相比同期高出50%；國家創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)、互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)業(yè)大賽等獲獎(jiǎng)數(shù)量同比高出一倍以上，人才培養(yǎng)質(zhì)量獲得社會(huì)認(rèn)可。