基于微课和雨课堂混合式的人工智能原理教学改革

李鹏华 胡向东 赵芬

【摘要】针对手机造成课堂教学“低头族”随处可见的问题，本文采用微课和雨课堂的教学模式对《人工智能原理》课程教学进行改革。通过关注雨课堂公众号，创建班级并邀请学生加入，发送微课视频二维码和课件等方式，调动学生完成预习，将手机转变为帮助学生学习的工具。

【关键词】人工智能  教学改革  微课  雨课堂

【基金项目】受重庆市高等教育教学改革研究重点课题（项目号：162022）、教育部高等学校仪器类专业教学指导委员会新工科建设项目（项目号180068）资助。

【中图分类号】G64  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）27-0229-02

人工智能原理是自动化相关专业的基础课程，课程内容广、理论性和系统性都较强。课程要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，针对网络化控制、嵌入式控制、智能仪器仪表等领域的实际复杂工程问题，通过查阅文献资料，进行识别、表达和研究分析，以获得有效结论。该课程主要讲述递阶控制系统、专家控制系统、模糊控制系统、神经控制系统、学习控制系统、进化控制系统、免疫控制系的控制机理、类型结构、设计方法和应用示例。该课程同时要求学生掌握MATLAB模糊控制工具箱，MATLAB神经网络控制工具箱。

作为一个多学科相互交叉渗透发展起来的学科，人工智能原理课程的突出特点是知识点多、理论性强、内容抽象、不易理解，对学员的数学基础和逻辑思维能力要求较高。如何把握课程特点，达到较好的教学效果，是包括研究生、本科生等各层次人工智能原理课程教学研究的热点。

随着“互联网 +”的发展，将互联网与教学深度融合是未来高校教学改革的方向。在该背景下，各种网络教学模式逐渐走进教学课堂。如何将教学模式有效融合到教学中，提高老师的教学质量和学生的学习效率，成为各大高校面临的主要问题。本研究探讨微课和雨课堂混合式教学模式在人工智能课程教学中应用的有效性及可能存在的问题[1][2]。

1.微课和雨课堂混合式教学可行性分析

1.1 微课和雨课堂功能上相互融合的可行性分析

微型视频网络课程简称为微课，针对教学中某个知识点或某个教学环节而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的在线学习方式[3]。微课与完整的在尤其是对教学课程中存在的重难点和考点。微课能用于课前，引导学生关注和思考教学重难点，还能支持课后重复观看，直到学生完全理解并掌握该知识点。微课作为课堂教学的补充，是至关重要的一环。由学堂在线和清华大学在线教育办公室一起研究开发的智慧教学工具雨课堂。老师可以选择搭配各种的功能，使课前—课上—课后有机联系在一起。与其他网络教学模式相比，雨课堂能够进行实时的信息推送和师生之间的互动，拉近了师生之间的距离，并能够对完整教学过程进行实时监测和评估。我们将微课融入雨课堂的课前和课后推送环节，学生可以在预习、复习时观看，从而合理利用和分配学习时间。因此，我们认为将微课融入雨课堂中，进行混合式教学模式，具备理论上的可行性。

1.2 教师使用微课和雨课堂教学能力分析

大学老师是一个高学历的群体，接受新事物的能力较强，而微课和雨课堂的使用方法简单，依托于微信和 Office 办公软件。因此，对于具备较强信息技术应用能力的大学老师来说，使用微课和雨课堂授课并不会太难，能够熟练应用。

1.3 学生接受微课和雨课堂授课的能力分析

不同于中小学生，大学生具有较强的自主学习能力。微课和雨课堂混合式教学模式与传统教学方法的区别在于课前预习及课下学习模式的不同，要求学生具备较强的自主学习的能力，而大学生正符合该学习模式的特点。因此，大学生接受微课、雨课堂授课的能力也为微课和雨课堂的实施提供了理论基础。

2.微课和雨课堂混合式教学模型设计

基于微课和雨课堂优势互补的特点，本研究设计了微课和雨课堂混合式教学模型，具体见图1。老师关注雨课堂公众号并创建雨课堂班级，要求班级所有同学加入雨课堂班级，课前老师通过雨课堂发送微课视频二维码和手机课件，同学观看后，按照要求完成预习任务，老师课前检查同学的预习任务完成情况。课上老师根据学生的预习情况，有针对性地进行授课，并进行课堂师生互动，完成课堂习题，对一些重难点和开放性问题进行讲授。这种授课模式能够激发学生参与到学习中的积极性，教师则可根据学生对课程内容的理解情况，实时调整授课内容的侧重点，以便学生在课堂上掌握更多知识，提高课堂学习效率。课后教师根据课堂授课情况，发送针对性的课后习题和微课视频，学生独立自主完成课后习题，观看微课视频，掌握课程要求的内容，教师根据学生的学习情况采集数据并进行分析。

通过微课和雨课堂的混合式教学，教师可以根据学生的学习情况，及时调整授课进度和侧重点，提高学生在课堂上的学习效率。

然而，微课和雨课堂的混合式教学并不是所有的授课内容都适用，它只是对传统教学方式的弥补，而非取代。而且，在人数众多的课堂教学中应用微课和雨课堂的混合式教学存在着一定的困难，如何解决好这种困难，并在有限的教学时间里，使所有的同学共同参与到教学过程非常重要。其次，部分学生自觉性差，容易被手机上的其他视频及游戏吸引，教师虽然播放着雨课堂，但实际上学生却做其他事。针对这一现象，教师还需要进一步与学生多交流，提高学生的自觉性。

3.考试与成绩评定改革

传统的教学模式中的考核，一般偏重于期末的考试成绩，平时成绩也只考虑学生的出勤和作业，有了微课和雨课堂的参与，考核要加入并偏重于学习过程的考核，特别是对教师提供的学习材料的完成情况进行评价，只有这样，才能将微课和雨课堂真正的利用起来，才能真正的解决《人工智能原理》教学中待以解决的各种问题，提升教学质量。这样做不但考核了学生对人工智能课程基本理论的掌握情况，也反映了学生在学习过程中的学术研究能力和工程实践能力。同时，考核结合实际教学进程，改变了单一课程总结性考核的弊端。

4.结语

雨课堂作为一种全新的技术手段与微课配合使用，使教师更好的了解学生，了解自己的授课情况，而且也充分利用了学生的碎片化时间，让学校教育从静态知识传授转为智能教育，适应了现代学生对知识的按需选择性和灵活应用样性。运用雨课堂及微课的混合式教学比传统教学需要教师付出更多的精力，而且教学的效果并不是立竿见影的，很大程度上需要教师的耐心与坚持，因此在提高教师的自身综合素质与积极性上还需要學校相关制度的支持，必要时教研室的其他老师可以在微课的制作或试题库的选择上进行分工合作，保证教师以热情的工作状态投入到教学工作中去。

参考文献：

[1]任静.“互联网+”环境下微课资源建设研究[J].西部素质教育，2017（11）：165-166.

[2]卢行伟，田茂毅，李庆.基于微课和雨课堂的大学计算机 混合实验教学模式[J].实验技术与管理，2018（6）.

[3]李翠兰，张晋京.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代交际，2016（16）：180-181.

作者简介：

李鹏华（1984-），男，博士，副教授，硕导。入选重庆市创新青年科技人才培养计划，主要从事神经网络理论及其在智能网联汽车中的应用研究。曾分别担任第27 届、第30届中国控制与决策会议神经网络专题分会主席，现为中国自动化学会会员、亚太地区信号与信息处理学会终身会员。近年来，以第一作者发表发表SCI/EI论文20余篇，申请国家发明专利15项，3项授权。主持国家课题2项，主持省部级课题5项。获得重庆市科技进步奖一等奖1项。

胡向东（1971-），男，博士，教授，博导，教育部高等学校仪器类专业教学指导委员会委员，主要研究方向为智能感知、网络化测量与工业控制信息安全，物联网安全智能理论与技术，复杂系统建模、仿真与优化等方向的研究工作。

赵芬（1991-）女，博士研究生，主要从事神经网络理论及其在智能网联汽车中的应用研究。