基于CBL教学法的《人工智能导论》课程研究型教学改革与实践

余磊 汪弋鸢 周瑜晗

【摘要】根据《人工智能导论》课程的特点，提出了一种“以案例为先导，以问题为基础，以学生为主体，以教师为主导”的研究型教学模式。通过将教学科研相结合，以教学促科研，以科研成果丰富教学内容，构建了完善的研究型教学模式。实践结果表明，该教学模式提升了学生的专业素养和研究能力；为高校提升教学质量，培养国际化高素质人才提供了有益的借鉴。

【关键词】人工智能导论 研究型教学 CBL教学法

【Abstract】A research-based teaching model featuring case study and student centered learning is proposed based on the characteristics of “Introduction to Artificial Intelligence”. This model is established by applying research results to the teaching process. The results of practice show that students professionalism and research ability are improved due to the application of this model， which provides further reference to the practice of improving the quality of teaching and fostering intellects.

【Key words】Introduction to Artificial Intelligence； Research-Based teaching； CBL Teaching Method

【基金项目】本文系“江西省学位与研究生教育教学改革研究项目”（项目编号：JXYJG-2015-122）和“江西省教育科学‘十三五规划课题”（项目编号：16YB090）的研究成果。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）37-0226-02

一、引言

以案例为基础的学习（Case-Based learning， CBL）教学法是一种以具体案例为导向，以学生为主体，以教师为主导的启发式教学模式[1]。它在20世纪80年代初时引入我国，并被广泛应用于高等教育的教学中[2，3，4]。

《人工智能导论》是人工智能方向重要的专业基础课程。本课程涉及知识表示、机器学习、逻辑规划等人工智能领域的各个方面，内容丰富，案例详实，为研究型教学的课程开发提供了广阔的空间[5]。因此，对其进行改革，实施以案例为基础的研究型教学是非常必要的。

二、研究方案

首先，修订适用于研究型教学的《人工智能导论》课程教学大纲；其次，开发与之配套的交互式平台；最后，通过对比教学进行实践研究，从而检验研究成果。

三、典型案例选择

选择合适的案例，设置适宜难度的问题是CBL教学法的基本要求；典型案例的筛选无疑是实施CBL教学法的前提和基础[6]。在挑选案例时，我们将主持的科研课题与课堂教學紧密结合。例如：在讲解博弈搜索问题时，我们基于主持的国家自然科学基金项目“基于约束蒙特卡洛树搜索的大视场摄像机标定算法研究”，介绍如何使用信心上限搜索树（UCT）来引导蒙特卡洛规划（MCT）的搜索方向，从而提高搜索效率；在讲解监督学习时，我们基于主持的航空科学基金项目“运动过程中共轴双旋翼直升机上下旋翼桨尖高度差测量技术研究”，介绍如何权衡偏置与方差，从而获得较好的学习结果；在讲解神经网络时，我们基于主持的横向课题“基于多故障信息源的自动倾斜器轴承神经网络故障诊断及预测算法研究”，介绍如何通过设置合理的步长，提高神经网络的迭代效率。

四、教学效果

从2016年至今，我们选择本校计算机和电子信息类专业的硕士研究生作为授课和调查对象，并将其分为对照组（采用传统的以教师为主的“满灌讲授法”进行教学）和观察组（采用基于CBL教学法的研究型教学模式进行教学）。两组同学均由同一位老师任课，统一进行考试，考试中使用同样的试卷，以此比较两种教学方法的差异。

从表1可以看出：通过研究型教学模式改革，学生们的学习成绩有了显著提升；学生对教师教学的质量评价也有了明显提高。

五、结论

通过研究、实践，我们根据《人工智能导论》课程的特点和规律，从教师和学生两方面入手，以传授方法和培养能力为目标，构建基于CBL教学法的《人工智能导论》研究型教学模式。通过采用案例教学和启发式课堂教学方法，提高学生的学习兴趣；通过自主开发、设计课程配套网站以及实例教学演示软件，全面提升学生的专业素养和研究能力。

参考文献：

[1]李洋，吴江， 刘婷， 杨岚，石志红.PCCM教学中基于微信的CBL教学模式的探讨及分析[J].中国继续医学教育， 2017（21）：1-2.

[2]张浒，蒙俊，何建超，陶杰，白向锋.CBL教学法在医学研究生专业英语教学中的应用[J].中国继续医学教育，2017（9）：17-19.

[3]朱亚利，童方丽.CBL教学法结合口腔临床摄像示教系统在口腔修复学教学中的应用研究[J].中国高等医学教育， 2018（2）：124-125.

[4]高思海，李平.CBL教学法在心胸外科临床见习教学中的应用[J].教育进展，2017（6）：343-347.

[5]王飞跃.如何培养人工智能人才：从平行教学到智慧教育[J].科技导报，2018（11）：9-12.

[6]郭大英，郑晓妮.PBL教学法与CBL教学法的联合应用研究[J].课程教育研究，2017（28）：255.

作者简介：

余磊（1984-），男，四川自贡人，南昌航空大学信息工程学院，副教授。