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“三合双融”平台思维创新课程改革 ——《人工智能概论》课程教学为例 大数据学院 冷秀娟
发布时间:2023-11-10浏览量:2593

《人工智能概论》是全校的通识选修课,人工智能专业的专业基础课,培养学生运用AI+的思维,发现问题解决问题的能力,培养学生利用人工智能技术来解决特定产业场景中问题的能力,从而培养成适应新技术发展的创新型人才。针对课程教学中存在的“痛点”问题,课程组遵循以学生为中心、问题导向、持续改进的教育教学理念,构建了“整合教学内容、融合教学模式、混合教学形态”的“三合”平台思维创新举措,实现了人工智能与思政育人、人工智能与专业融合的创新人才培养的育人目标。实践表明,“三合双融”平台思维创新模式解决了“痛点”问题。其中,多专业互融共促的教学模式和点线结合、校企联动的混合式教学形态使AI技术深度应用于课堂教学,全面提升了学生的创新思维和实践能力。本课程被认定为校级一流课程,线上课程资源被认定为山东省社区教育优秀课程资源。

一、课程基本情况

《人工智能概论》是面向全校开设的通识课程,针对目前人工智能专业人才培养定位保守和社会对于新技术人才需求缺口大等突出问题和矛盾,围绕提高学生工程实践能力、创新应用能力以及计算机思维培养这一根本目的,顺应行业形势,利用“人工智能+”思维,实现多专业融合创新人才培养模式,培养学生运用AI+的思维发现和解决实际问题的能力,培养学生创新创业能力,培养学生科学素养。本课程自2020年建设在线学习资源,分别在学银在线、智慧树平台上线。目前已完成5轮教学实践,实现了“兴趣点起来,思维活起来,实践动起来”教学效果。

二、课程教学中的”痛点”问题

(一)理论抽象,实践与理论结合不密切

目前很多人工智能相关课程,侧重理论基础,关于算法的研究较多,对于应用型本科的学生来说,抽象学习有难度,容易降低学习兴趣,如何整合教学内容,融合实际应用场景,增加实践环节,解决身边的实际问题,关注社会热点现象,服务于实践创新?

(二)技术和专业融合不密切

《人工智能概论》是面向全校开设的通识课程,学生对人工智能技术的认知水平参差不齐,不同专业的前导、后续课程侧重不一,相关基础差别较大。需要针对性的解决不同专业领域的实际问题,拓展学生视野,弥补学生懂专业不懂技术,懂技术不懂专业的不足,使学生产生思维碰撞,培养学生跨学科的创新思维。

(三)过程监控反馈与学习效果不密切

传统课堂考核方式较单一,学生考核主要是结课考试,学习过程监控形式单一。如何使用丰富的课程资源、现代化的信息手段,对学生实行过程学习监控,建立反馈机制,保障学习效果亟待解决。

三、课程教学的创新思路及举措

针对教学中长期存在的痛点问题,课程教学团队构建了“整合教学内容、融合教学模式、混合教学形态”的“三合”平台思维的创新举措,实现了人工智能与思政育人、人工智能与专业融合的创新人才培养的育人目标,全面解决痛点问题。

(一)以培养AI产业应用型人才为导向,面向特定应用场景需求整合教学内容,实现人工智能与思政育人融合

1.打破传统的课程编排方式,将课程分为智能家居、智能建筑、智慧养老、智慧医疗4个应用场景模块,每个模块渗透不同AI技术,以实践项目提升应用能力,形成应用→技术→实践的教学模式,激发学生探索科技的兴趣,培养学生崇尚科学的精神,满足培养应用型人才的需求。

2.通过智慧医疗、智慧养老应用模块,使学生深入体会AI在养老领域的应用,引导学生对中国老年人的关爱,发扬“尊老”的中国传统美德。并以此课程为引领,学院形成工科类思政案例集。

 

(二)以平台思维做专业乘法,“AI+专业”融合教学模式,实现人工智能与专业互融共促

运用“人工智能+”思维,融合建筑、家居、医疗、养老多专业领域于课程中,拓展学生视野,弥补学生懂专业不懂技术,懂技术不懂专业的不足,使学生产生思维碰撞,培养学生跨学科的创新思维;课程以开设人工智能科普课程为手段,以参加全国大学生创新创业项目、“互联网+”创新创业竞赛为实验平台,以培养创新、实践能力为最终目标,创立完善的培养创新型人才的运作模式。课程邀请了建筑学院、护理学院的专业教师讲述了课程中的建筑、医疗模块,选课学生专业覆盖计算机科学与技术、数据科学与技术、物流管理、机电一体化、土木工程、学前教育、电子商务、动漫设计、护理学等43个本专科专业,达到了人工智能与多专业的互融共促的效果。学校学生创新创业项目申报大幅提升,在校学生参与创新创业、互联网+项目占比达80%以上,大创项目近三年获批省级以上项目379项,2021年校级以上立项586项,2022年894项,2023年1221项,逐年提升。学生根据的自己的学习效果给予《人工智能概论》课程良好评价:

 

 

(三)以学习效果评价反馈为牵引,点线结合、校企联动的混合式教学形态,保障知识点与时代同频,确保过程监控效果

课程有丰富的线上课程资源,结合学生的学习主动性,课程授课采用以见面课为点,线上学习为线结合,校内主讲教师与企业高级讲师结合的混合式教学形态。

 

 

根据平台学生学习时长、讨论发帖量、单元测试进行借助信息化技术进行数据可视化分析,建立学生学习画像,形成学生学习效果反馈,进行过程学习监控,保障学生学习效果。

 

课程每学期结束将放开学生平台评价,并针对当学期授课情况对学生进行学习需求问卷调查,根据学生的综合反馈分析,发挥校企双导师的优势,补充企业案例及时对知识点更新,确保与时代同频。

四、建立考核评价体系

本课程对学习者学习的考核(试)采用“过程考核+阶段测试+结课考试”的方式进行, 90%成绩由平台自动批阅并存储记录。题库中共包含439道试题,阶段测试和结课考试均为平台随机组卷。

课程总分100分=过程考核成绩55分+阶段测试成绩15分+结课考试成绩30分。

(一)过程考核:包括线上视频学习(30%)、线上讨论(10%)、学习活跃度(5%)、结课作业(10%),重点体现学生学习的“全程性”和“自主性”,加大学生的过程性考核比例,培养学生的自主学习能力,平台记录学生的学习过程,同时每个授课视频中设置了1—2道弹题,学生给出正确答案后,方可继续学习,调动学生的学习积极性。

为突出学生“人工智能+”的创新思维,过程考核调整增加了10%的结课作业,学生可以采用结课视频,创新创业报告的方式完成。

(二)阶段测试:包括12章内容的章节测试,随学生的在线学习进度进行,重在体现“任务驱动式”教学模式。题型为单选、多选和判断,各章卷面总分100分,学生在线完成,阶段测试占比15%。

(三)结课考试:共包括35道题目,题型为判断题、单选题和多选题,每题2—3分,学生在线完成,结课分值占比30%。

五、课程教学创新成果、推广价值及反思

本课程2020年学银平台在线开放,2021年智慧树平台在线开放,2022年7月评为校级一流课程,2023年1月评为山东省社区教育优秀课程资源。

本课程已开设5期在线教学,校外选课高校总数达30所,学银平台课程所有选课人数累积3421人,访问量440万余次,累积互动次数4.5万余次。智慧树平台选课人数累计3523人。包括天津工业大学、暨南大学、吉林大学、长春大学、合肥学院、福州大学、陕西理工大学、新疆交通职业技术学院等全国多个省、自治区和直辖市的各类高校。

课程服务社会,2022年课程视频资源被评为山东省社区教育优秀课程资源,课程主讲教师邢军通过山东科技大讲堂服务社会,为科技助力经济发展增添力量。

修读主体为本专科学生,选课学生对课程设计的系统性和条理性、教学内容的通识性和启发性、在线视频流畅度等方面予以了肯定,并表达了学习课程的收获,如通过学习该课程,了解了人工智能的应用领域、提高了对人工智能科技的学习兴趣、提升了人工智能+创新思维能力等。部分学生给予了肯定评价:

 

本课程2021年秋冬学期综合成绩合格率为77.27%、优秀率为40.91%;2022年春季学期综合成绩合格率为96.48%、优秀率为55.65%。

 

(二)学生实践创新能力提升

近几年团队教师指导学生参加数学建模、蓝桥杯、大唐杯A类等学科竞赛,获省级以上奖项145项;指导学生创新创业项目获批国家级3项,省级5项;“金德杯”第三届山东省大学生医养健康创新创业大赛省级二等奖2项。依托大赛平台,学生实践、创新能力得到大幅提升。

依托校“创新创业政策支持”优势,团队教师创建了“人工智能应用创新研究中心”,保障了人工智能课程全面助力双创实践。

(三)教师教研水平明显提高

团队教师主持或参与教学研究项目15余项,省级教改项目4项:大数据背景下基于“双平台、四对接、六融通”新型商科人才培养模式研究与实践、“校际融合、师生协同、双创导向” 的人工智能人才培养模式研究、分学分制背景下应用型高校计算机类专业“导师制+项目式”人才培养模式研究、基于跨学科教学组织变革的商务智能人才培养实践研究,教育部协同育人项目:大数据+创新复合型师资培养研究,专创融合经费重点资助项目:目标导向的应用型人工智能人才多元化培养模式研究与实践;发表教研论文20余篇,其中核心8篇;主持在线课程建设3门,参与在线课程建设4门,均学银平台上线。

AA获省青年教师多媒体课件大赛三等奖,BB获得全国高等学校电子信息类专业青年教师授课分赛区三等奖,团队教师获校级教学成果一等奖2项,教学标兵、教学能手、教书育人先进个人、师德标兵、思政示范课堂优秀教师10余人次。

六、反思

本课程经过几年“三合双融”平台思维创新模式的探索和实践,实现了从传统课堂向智慧课堂、知识课堂向能力课堂、封闭课堂向开放课堂的转变。在今后的教学过程中,要充分利用现代化信息技术,形成精准学习画像,调动学生其自主学习的积极性。借用案例进行讲授、培养学生接受AI新技术的科学素养、培养学生思辨探究能力,激发创新、创业能力,从而培养创新人才,形成AI+思维与专业融合的递进式人才培养模式。