摘  要：培养创新复合型人才是国家民族长远发展的大计。小规模高校由于学科建设单一且科研平台相对匮乏，创新复合型人才培养体系构建面临诸多挑战。本文基于在该类院校工科专业课程“人工智能导论”教学实践中探索与反思，提出将科研素质与创新思维培养融入前沿专业课程体系的构想，并从教学内容、教学方法、教学工具、教学评价四个方面展开多项教学改革创新;同时结合当下“全方位育人”与“四新建设”的时代背景，提出了“范例思政”与“工文交叉”的人才培养模式。通过多角度印证，以上教学创新成果取得了良好育人效果，其教学模式设计与实践方法亦可为同类高校相似专业课程教学活动提供参考。

关键词：小规模院校;创新复合型人才;人工智能导论;教学实践

中图分类号：G420    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2022）17-0189-04

新时代背景下，国家对创新型人才的需求不断增加，国际竞争力的提高依赖于高素质创新人才的培养。2021年5月28日，习近平总书记在两院院士大会暨中国科协全国代表大会上指出，“培养创新型人才是国家、民族长远发展的大计”，广大教育工作者需要“让更多的青少年心怀科学梦想、树立创新志向”。一直以来，本科教育对人才培养至关重要。早在2018年，教育部就印发了《关于加快建设高水平本科教育 全面提高人才培养能力的意见》，提出科教协同理念，并指出：“推动国家级、省部级科研基地向本科生开放，为本科生参与科研创造条件，推动学生早进课题、早进实验室、早进团队。”为培养新时代具备高水平创新能力的复合型人才，2019年教育部联合有关部门大力推进新工科、新医科、新农科、新文科（简称“四新”） 建设。截至目前，众多高校陆续开展了大量有益的探索。其中规模较大的综合性大学借助其相对完善的学科建设和科研平台优势，大批改革试点学院成功落地并形成日益完善的基于科研引导的创新型人才培养体系[1]。

然而，在一些不具备较大科研平台支持且学科建设相对单一的行业特色院校，相关教育创新体系构建依然存在明显短板。因此，如何在这类院校中寻求更加合理的创新复合型人才培养并逐渐形成有效的运行机制，成为提高小规模院校本科生创新能力的关键。国际关系学院作为一所“小而精”的行业特色院校，始终以培养具有国际视野、人文精神、创新能力的复合型卓越人才为己任。在“四新建设”的时代洪流中，该校网络空间安全学院成功获批数据科学与大数据技术专业并顺利招收首届学生。作为新工科建设的先锋，该专业承担为国家培养信息时代下各行业数据科学人才的重任。本文结合笔者在该类院校的教学工作，以提升学生综合专业素养为指导思想，以培养兼具“家国情怀”与“跨领域”创新能力的复合型人才为目标开展教学活动，从教学内容、教学方法、教学环境、教学评价四个方面对“人工智能导论”课程开展多项教学改革创新，同时结合当下“全方位育人”与“四新建设”的时代背景及国际关系学科体系特色，提出了“范例思政”与“工文交叉”的人才培养模式并在日常教学活动中加以实践。特别以教学环节作为突破口从本科教学实践中不断实验、反思与总结，探索出基于科研引导的本科生创新思维培养三步走模式：激发科研兴趣、提升科研素养、培养创新思维。结合学校的政策环境支持与相应配套管理机制，引导学生在科研实践中树立正确的科研观，最终形成创新复合型人才培养体系闭环。

一、不断更新教学内容，激发学生科研兴趣[2]

人工智能是新兴的科学与工程领域之一，范围从通用领域，如学习和感知，到专门领域，如下棋、自动驾驶和诊断疾病。近年来，人工智能作为一门前沿学科发展迅速，相关应用不断涌现。“人工智能导论”在教学内容的安排上既要包含基础理论，又要兼顾前沿进展。为了解决学科高速发展與教学内容相对陈旧的问题，要求在教学内容的安排上既要考虑到基础理论，又要考虑学科的前沿发展，紧跟时代发展的步伐。因此，在参考国外经典教材的基础上[3]，还需要通过结合自身的科研工作随时跟踪相关顶级会议最新科技文献，更新自身知识体系并通过编写PPT课件的方式在每个新的教学周期更新补充学科发展的最新成果。在这一过程中，选取最新前沿科技动态并制作精品PPT课件是激发学生科研兴趣的重要一环。同时，选取兼具时效性与生活性的前沿科技动态作为示例引导学生进入理论部分的学习，是激发学生的学习兴趣的关键。此外，在课后作业设计环节布置兼具理论性与实用性的题目亦是引导学生进行自主学习的重要补充。

二、寻求新型教学方法，提升学生科研素养

传统的教学模式是以教师教授中文教材为主，学生记住基本概念与算法流程，对其科研素养与创新思维培养起到的作用微乎其微。培养学生创新思维的首要环节是开阔学生视野，提高其获取该领域前沿最新科研成果的能力。考虑到人工智能最新科研成果都是以英文形式发表在相关顶级会议，因此帮助学生消除英文专业词汇带来的语言障碍势在必行。尽管双语教学模式是解决这一问题最简单直接的方法，但考虑到“人工智能导论”课程基础理论性强、算法晦涩难懂的特点，直接应用传统的双语教学模式，会使大部分学生因为语言障碍无法紧跟老师讲授思路[4]。因此，需要寻求新型双语教学方法，需要寻求新型双语教学方法，在保证学生学习掌握基本原理的同时，使其熟悉相关概念的英文表达，为前沿科技文献阅读打下良好基础。

通过在教学过程中不断总结与反思，本文探索出一种合理的双语教学模式。具体为参考经典原版教材制作精品英文PPT课件，对课件主要以中文的方式讲授，并在解释专业单词含义的同时穿插有关知识点的教学，使学生在课堂上以“看英听汉”的方式高效获取人工智能领域理论知识的同时，熟悉并掌握相关英文表达，配合英文形式的课后作业进一步巩固课堂所学。在此过程中，同步配合教学内容的兴趣激励与考核方式的行为引导，培养学生查阅最新科技文献的习惯，在“兴趣—阅读—思考”的过程中反复熟练知识体系并磨炼创新思维，为创新复合型人才培养打下牢固基础。通过对这一过程的不断强化还可以培养学生养成随时随地查阅最新计算机顶级国际会议科技文献的习惯，避免在未来创新工作中的“跟随式重复性”科研，养成良好的科研习惯。

三、设计相关科研案例，培养学生创新思维

任何创新思维都无法凭空而来，往往需要在亲自动手实践，并从失败中总结经验教训和反思现有方法不足的过程中迸发而来[5]。人工智能导论是理论与实践相结合的课程，学生可以通过这门课程打开科学研究的大门，因此需要通过具体科研案例的设计，让学生真正参与到前沿科学研究实践中，在动手实践与反思中实现完整的科研训练过程，并在这一过程中实现对学生创新思维的培养。

利用现代化信息技术搭建教学实训平台是实现这一过程的有效途径之一。通过与行业内有关公司联合申请教育部产学合作协同育人项目的方式建立合作[6]，购买机器人硬件设备，组建机器人兴趣小组，为学有余力的学生开启新的大门，满足不同学生需求的同时进一步探求创新复合型人才培养模式。

四、多元课程考核方式，体现学生综合素养

人工智能导论这门课程重点在于对学生的科研素养和创新思维的培养，提高学生分析解决新问题的能力。传统单一的考核方式很难全面客观地体现学生对知识的掌握程度及解决实际问题的能力，因此需要构建多元化的考核手段，形成正确的学习导向[7]。具体从以下两方面实施：

（一）课后作业引入自我评估机制并计入平时成绩。在每次作业提交截止日期后，立即向学生公布作业正确答案，并要求学生对做错的题目自行分析并撰写错题分析报告，该报告与作业一同计入学生平时成绩。学生通过自我评估过程，可以有效地对自身掌握的知识体系进行修正，激发学生主动求知的潜能。

（二）加大最新前沿科技文獻阅读与案例实践分数的权重，引导学生积极参与创新能力培养环节。同时，为验证新型双语教学效果，期末试卷采用与平时作业题目形式类似的英文试卷及半开卷考核方式。具体为：授课教师提前向学生发放两张特定A4纸，学生可自行撰写内容，考场除这两张A4纸外其他资料一律不准携带。这种考核方式既可以引导学生在复习过程中重新梳理所学知识，亦避免了学生把大量时间花费在毫无意义的死记硬背上。考核结果显示，这种考核模式的初步探索取得了较好的效果，大部分学生能够在这种考核模式下取得满意的成绩。

五、设计“范例思政”案例，塑造学生正确价值观

创新复合型人才培养过程对价值观的塑造尤为重要。在“人工智能导论”课程建设与课堂教学过程中，不仅需要帮助学生掌握人工智能的科学原理，更需要引导学生树立正确的价值观，用所学知识回报社会。如何在授课环节中把知识传授与价值观传递相结合并融入教学改革实践中，一直是当下研究的热点问题。

早期课程思政环节仅将“人工智能课程”简单作为一门计算机科学领域的专业课程，从科技强国的角度激励学生努力学习科学知识并唤起学生爱国爱党的意识。虽然在一定程度上增强了对学生的民族认同教育，但由于思政环节与日常生活联系不够紧密，仅凭相对生硬空洞的灌输很难让学生产生共鸣。本文经过反思总结并结合人工智能学科应用性强的特点，探索出一种将“范例”作为“知识传授”与“价值塑造”联系纽带的创新课程思政建设模式，即“范例思政”，如图1所示。该模式的实施路径：选取兼具实时性与生活性范例，利用范例中的系统应用引出相关知识体系，利用范例中的内容教育实现对学生的价值塑造，从而把思政教育有机融入课程教学全过程中，潜移默化地让学生接受思政教育，做到润物无声。

例如，模式识别是“人工智能导论”课程的重要内容之一。相关章节讲授过程中，通过引入时下热播剧《暴风眼》中的天眼系统作为切入点，激发学生的好奇心和求知欲，逐步揭示天眼系统的理论本质是模式识别技术。知识传授过程注重结合范例培养学生用技术手段改变生活方式的思维习惯。《暴风眼》讲述了国安干警为国为民无私奉献不怕牺牲的感人事迹，是非常好的爱国主义教育题材，可以培养学生为大国崛起而读书的志向与胸怀天下济世安民的家国情怀[8]，实现对学生社会主义核心价值观的塑造。

六、结合本校的特色学科，构建 “工文交叉”体系

国际关系学院是一所在国际关系、国家安全领域特色突出的文科类院校。让理工科学生能够同样享受学校优势学科发展的红利，是培养创新复合型人才的重要捷径。

在“人工智能导论”课程中，自然语言处理作为人工智能应用章节的重要内容，是研究如何利用计算机技术对语言文本（句子、篇章或话语等）进行处理和加工的技术。为实现培养具有创新能力的复合型人才的教学目标，在具体实践过程中以强化实验环节作为突破口，结合本校特色与相关学科同时开展合作并设计交叉学科实验内容，扩充“工文交叉”教学示例。通过与国际政治、国际金融、法律、公共管理等学科的融合，不仅为理工科学生开阔了视野，同时也进一步丰富学校新文科相关专业的教学手段和教学内容。

具体教学案例设计中，在“工文交叉”的同时亦注重课堂思政对学生核心价值观的引导。例如利用中文分词技术对中共中央党代会报告、政府工作报告、习近平总书记“七一”重要讲话等重要文件进行分析，形成词云统计。让学生在实践的过程中有效挖掘出不同时间段政府工作的关键词，通过对比发现社会的进步，培养学生树立正确的价值观。同时，部分实验成果也可以引导学生与其他相关文科专业学生进一步开展深度合作，为学校文科相关专业培养复合型人才提供平台，为新文科建设添砖加瓦。

七、追踪学生后续反馈，探求成果辐射效应

在结课后对学生后续学习状况持续追踪，并以此作为重要证据进行教学总结与反思，是保障教学改革创新持续发展的动力源泉。目前学校出台了“本科生学术支持计划”，鼓励本科生进行科研创新活动并给予相应的经费支持。结合该计划对“人工智能导论”选课学生进行后续科研成效追踪发现，绝大部分学生都可以在教师指导下较高质量地完成学术支持计划。学生普遍表示对前沿科技文献的理解能力和动手实践能力均通过“人工智能导论”课程得到了很大程度的提高。这些成绩的取得完全得益于以上教学创新成果。通过对该成果的进一步凝练，总结出以下六点具有较强辐射推广价值的教学新方法与新模式：

一是对于发展较快的专业课程，授课教师自身的科研工作是保障教学内容与时俱进的基础;二是对于较为前沿的专业课程，合理的双语教学模式是培养学生创新能力的重要手段;三是对于理论较强的专业课程，运用现代化信息手段搭建教学环境是提升教学效果的技术保障;四是对于专业核心的基础课程，多元化的课程考核方式是提升学生综合素养的方向指引;五是对于应用性强的专业课程，“范例思政”是将思政教育和价值观塑造融入课程教学中的优化方案;六是在小规模行业特色高校中，学科交叉融合是培养具有创新能力的复合型人才的重要捷径。

作为一门在文科院校的理工类核心专业课程，“人工智能导论”在后续教学实践中还需持续不断地总结反思，探索该教学成果在同类型高校及相关专业课程中的辐射效应，开展广泛合作，取长补短，进一步完善课程设计与教学方法。

八、结语

习近平总書记在两院院士大会暨中国科协全国代表大会上指出：“我国教育是能够培养出大师来的，我们要有这个自信！”这既是广大教育工作者为之奋斗终身的目标，也是前行的动力。高校作为输出人才的通道，引领学生走向科学技术的前沿并培养自己的学术大师责无旁贷。本文以“人工智能导论”为例，通过引入以上一些教学设计与教学改革，结合学校自身特色实现了专业课程教学与创新复合型人才培养的有机结合。但这些改革措施还远远不够，还需要广大教师与时俱进、不断反思、总结、提高，一起协同努力，在教学模式上积极创新，探索出一条通过前沿学科课程教育教学提升本科生创新能力的新途径，为小规模院校加快发展、树立品牌添砖加瓦，为国家培养高素质创新复合型人才贡献力量。

参考文献：

[1] 申亚云. 本研衔接教育中本科生科研能力的培养路径研究——基于中美比较的视角[J]. 试题与研究，2021（13）：145-146.

[2] 杨利英. 人工智能导论课程的兴趣教学法[J]. 计算机教育，2011（12）：55-58.

[3] 徐洁磐，周海燕. 《人工智能导论》教材编写探讨[J]. 计算机教育，2021（01）：177-180.

[4] 宋宛亭，王艺蓓. 学生视角下高校新工科双语课程的问题及对策[J]. 文教资料，2021（07）：204-206.

[5] 刘金江，李贺，马晓普，等. 面向新工科的人工智能导论实践教学模式初探[J]. 计算机时代，2021（05）：91-93.

[6] 王振华，徐新黎，孙磊. 研产教融合引导的“人工智能导论”教学案例设计[J]. 现代信息科技，2020，4（09）：176-178+181.

[7] 戴华，王勇智，周小强. 人工智能导论课程的综合教学改革方法探索[J]. 课程教育研究，2018（43）：250.

[8] 顾然，冯国昌. “新工科”背景下人工智能专业“课程思政”教育研究——以“人工智能导论”课程为例[J]. 黑龙江教育（理论与实践），2020（10）：6-7.

（荐稿人：李斌阳，国际关系学院网络空间安全学院教授）

基金项目：国际关系学院校级教改创新项目“基于科研能力培养的前沿学科专业课程教学模式研究与实践”;国际关系学院校级教改创新项目“新工科背景下人工智能导论课程思政教学研究与实践”。

作者简介：李岩（1983—），男，博士，国际关系学院网络空间安全学院讲师，研究方向为机器学习、模式识别与计算机视觉。