導(dǎo)語：畢業(yè)設(shè)計培育學(xué)生機器學(xué)習(xí)知識探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為應(yīng)對“雙一流”背景下培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的需求，積極落實《江蘇教育信息化2.0行動計劃》，以南京郵電大學(xué)電子信息類專業(yè)學(xué)生為例，依據(jù)筆者實踐經(jīng)驗首先總結(jié)了目前畢業(yè)設(shè)計存在的問題，然后探索了依托畢業(yè)設(shè)計培育大學(xué)生機器學(xué)習(xí)知識和創(chuàng)新能力新模式。本文主要從提倡以學(xué)習(xí)者為中心，開發(fā)多視角解決問題的課題，進行差異性選題，加強線上指導(dǎo)和團隊建設(shè)，適當考核學(xué)生創(chuàng)新能力等方面進行了探討。

關(guān)鍵詞：雙一流；畢業(yè)設(shè)計；機器學(xué)習(xí)；創(chuàng)新能力

1本科畢設(shè)過程中存在的問題

1.1畢業(yè)設(shè)計課題的新穎性有待進一步提高

受學(xué)校實驗設(shè)備、經(jīng)費和管理評價機制及指導(dǎo)教師隊伍規(guī)模等多方面因素的影響，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目往往過于陳舊，重復(fù)率較高，嚴重影響到學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的鍛煉與提升。如果指導(dǎo)教師能夠借鑒科研項目和一些新興技術(shù)設(shè)計新穎實用的畢設(shè)課題，則便于提升學(xué)生解決實際問題的能力，為后續(xù)的繼續(xù)求學(xué)和工作提供良好的基礎(chǔ)。

1.2學(xué)生積極性有待于進一步提升

學(xué)生對于本科畢業(yè)設(shè)計的重要性沒有明確的認識，致使一部分學(xué)生對課題資料分析不夠仔細深入，對畢設(shè)實踐的完成流于形式。有些課題由于沒有應(yīng)用背景，學(xué)生理解困難，積極性不高。在畢設(shè)指導(dǎo)過程中，大多是教師在講，學(xué)生往往被動地聽，學(xué)生之間也沒有互動。這種方式不利于學(xué)生思考和觀點碰撞。為了通過畢業(yè)設(shè)計提升學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，其積極主動性有待進一步提高。

1.3學(xué)生創(chuàng)新方面的考核有待于進一步體現(xiàn)

在畢業(yè)設(shè)計考核過程中，一般集中在論文書寫格式、內(nèi)容是否符合要求，圖表公式等是否清晰，材料是否齊全，答辯時回答問題是否正確；工程性的課題與理論研究課題一視同仁，對于研究的創(chuàng)新性和學(xué)生的創(chuàng)新能力考查不足，評分上對創(chuàng)新性沒有足夠的優(yōu)勢。

2依托畢業(yè)設(shè)計培育大學(xué)生機器學(xué)習(xí)知識和創(chuàng)新能力的探索

2.1以學(xué)習(xí)者為中心的“雙一流”背景下電子信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索

“雙一流”建設(shè)的目的是提高我國高等教育的國際競爭力和話語權(quán)。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是提高我國綜合國力和國際競爭力的重要環(huán)節(jié)?！半p一流”背景下電子信息類專業(yè)需要培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，這就需要突出人才培養(yǎng)的核心地位，著力培養(yǎng)既有創(chuàng)新精神又有實踐能力的各類創(chuàng)新型優(yōu)秀人才。學(xué)校需要完善質(zhì)量保障體系，加強創(chuàng)新教育，大力推進以學(xué)習(xí)者為中心的個性化培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。另外，需要建立導(dǎo)向正確和科學(xué)有效的評價體系，激勵學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，著力將學(xué)生培養(yǎng)成才。因此“雙一流”背景下需要不斷提升高等教育的水平，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為基本原則，為社會輸送各專業(yè)的創(chuàng)新人才。大學(xué)本科期間是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵時期，而科研訓(xùn)練是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力的重要途徑之一。學(xué)生完成大學(xué)本科的課程學(xué)習(xí)后，進行本科生畢業(yè)設(shè)計，在此階段可以充分發(fā)揮學(xué)校師資力量和科研條件的作用,指導(dǎo)學(xué)生進行科研訓(xùn)練。本科畢業(yè)設(shè)計由指導(dǎo)老師下達課題任務(wù)書，學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成開題報告、翻譯、仿真實現(xiàn)和畢設(shè)論文等，通過這一系列的科研訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生利用專業(yè)知識解決問題能力和創(chuàng)新能力。為了依托畢業(yè)設(shè)計培育創(chuàng)新人才，在畢業(yè)設(shè)計開始前指導(dǎo)老師需要積極探索、開發(fā)、設(shè)計、制作和使用融入新知識的綜合性、多視角解決問題的畢設(shè)課題；通過學(xué)生自主選擇畢設(shè)課題，滿足學(xué)生的個性化發(fā)展需求；在畢設(shè)過程中需要以學(xué)習(xí)者為中心，促進學(xué)生積極主動地思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。筆者團隊近幾年主要從創(chuàng)新課題設(shè)計、差異選題調(diào)動學(xué)生積極性、加強團隊建設(shè)和創(chuàng)新考核等方面積極探索以學(xué)習(xí)者為中心的雙一流背景下的電子信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

2.2關(guān)注學(xué)習(xí)強國，了解科技動態(tài)和應(yīng)用需求，設(shè)計融入機器學(xué)習(xí)知識的畢設(shè)課題

在本科畢業(yè)設(shè)計中，指導(dǎo)教師設(shè)計課題，下達任務(wù)書。學(xué)生根據(jù)課題要求進行文獻檢索，在教師指導(dǎo)下確定實驗方法和實驗方案，并撰寫開題報告和畢業(yè)設(shè)計論文。由此可見，課題設(shè)計是提升學(xué)生創(chuàng)新能力，保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。筆者團隊指導(dǎo)老師關(guān)注學(xué)習(xí)強國，以科技動態(tài)、應(yīng)用需求和教師的科研課題為依托，結(jié)合新興的機器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)設(shè)計新穎實用的畢設(shè)課題，使得本科生的畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容更接近科學(xué)研究前沿和實際應(yīng)用，從而保證課題和論文在創(chuàng)新性、科學(xué)價值或?qū)嶋H應(yīng)用等方面具有鮮明的特色。同時，目前我校的本科畢業(yè)設(shè)計需要對論文進行以杜絕過度引用或抄襲。從科技動態(tài)、應(yīng)用需求和科研項目中設(shè)計的畢設(shè)課題具有良好的創(chuàng)新性，極大地降低了論文的重復(fù)率。本科畢業(yè)設(shè)計是理工科高等院校非常重視的教學(xué)內(nèi)容。筆者所在的科研團隊致力于機器學(xué)習(xí)應(yīng)用研究，通過指導(dǎo)學(xué)生開展相關(guān)課題研究，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。隨著計算機軟硬件的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的更新，機器學(xué)習(xí)技術(shù)作為人工智能研究領(lǐng)域的一個重要分支，在科研領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。人工智能旨在讓機器變得“聰明”，并且具備類似于人腦的智能。機器學(xué)習(xí)側(cè)重讓機器學(xué)會思考并自己學(xué)習(xí)。目前，機器學(xué)習(xí)算法與大數(shù)據(jù)挖掘、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相結(jié)合，正在推動人工智能快速向前發(fā)展。機器學(xué)習(xí)算法有聚類、決策樹和貝葉斯分類等等。機器學(xué)習(xí)就是機器基于這些算法對數(shù)據(jù)信息進行分析推理，從而對事物進行檢測、分析和判別。機器學(xué)習(xí)知識廣泛應(yīng)用于實際生活中的人臉識別，行人檢測，車牌識別，目標跟蹤，目標匹配、重建、分割等等。機器學(xué)習(xí)給我們的生活帶來了便捷。谷歌自動駕駛項目是最典型的機器學(xué)習(xí)實例，通過計算機駕駛汽車，實現(xiàn)無人駕駛。我們網(wǎng)上購物時，商家提供的推薦信息就是根據(jù)我們過去的購物和瀏覽記錄，利用決策模型為用戶提供的購買建議，便于用戶快速有效購物。特別是肺炎疫情期間，基于機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用又增加了很多。例如利用AI助力抗疫，采用自然語言處理技術(shù)對患者病例、社交媒體、健康衛(wèi)生數(shù)據(jù)進行分析，助力研究人員采取有效措施；采用虹膜技術(shù)在戴口罩時進行人臉識別、測體溫等；機器人對肺炎患者做超聲檢查、測體溫、送餐、收垃圾等等；基于機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對小學(xué)生進行口語測評，及時評價學(xué)生的英語發(fā)音和語調(diào)問題，為英語學(xué)習(xí)提供渠道。這些都是生活中應(yīng)用的實際例子，基于這些實例設(shè)計畢設(shè)課題，例如基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的文本分類的實現(xiàn)、人臉識別、語音語調(diào)識別等等。學(xué)生非常感興趣，主動積極探索，自然也就調(diào)動了其積極性，同時也通過畢設(shè)培育了大學(xué)生機器學(xué)習(xí)知識。當然根據(jù)科研課題和實際應(yīng)用設(shè)計課題時要注意工作量和難易程度要適當。一定要考慮本科生的知識積累情況和接受能力。選題太難，可能會打擊甚至挫傷學(xué)生的科研積極性。選題太簡單，學(xué)生科研能力得不到很好的鍛煉。另外需要綜合考慮創(chuàng)新與學(xué)生的完成能力，確保學(xué)生通過自學(xué)和適當?shù)刂笇?dǎo)能夠獨立完成。在過去五年的本科畢業(yè)設(shè)計中，筆者科研團隊以指導(dǎo)教師科研課題為載體，積極探索、開發(fā)、設(shè)計、制作和使用融入機器學(xué)習(xí)知識的綜合性、多視角解決問題的畢設(shè)課題，加強培育電子信息類專業(yè)本科生機器學(xué)習(xí)知識和創(chuàng)新能力，取得了較好的效果。

2.3進行差異性畢設(shè)選題

筆者主持在研的國家自然科學(xué)基金項目是基于機器學(xué)習(xí)理論的語音圖像視頻等信號的應(yīng)用，近年來團隊成員緊密結(jié)合科研新動向和生產(chǎn)實際，把機器學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用引入到畢業(yè)設(shè)計中，保證了課題的新穎性，學(xué)生對該類課題興趣極高。根據(jù)學(xué)生就業(yè)方向和考研需求，結(jié)合興趣綜合考慮來進行差異性畢設(shè)選題。就業(yè)的同學(xué)選擇機器學(xué)習(xí)應(yīng)用研究的課題，考研的同學(xué)選擇機器學(xué)習(xí)算法和理論分析的課題。近5年，我們以指導(dǎo)教師科研課題為載體，對30名本科生的畢業(yè)設(shè)計，根據(jù)學(xué)生就業(yè)還是考研，結(jié)合興趣，本科生每人選擇1題，且與往年課題不重復(fù)；多人可形成團隊共同選做同一個比較大的課題，每個學(xué)生各自獨立完成一個子任務(wù)的工作。因為每名本科生的畢業(yè)設(shè)計研究內(nèi)容都在指導(dǎo)教師的科研課題范圍內(nèi)，指導(dǎo)教師在選題是否具有創(chuàng)新性、題目是否恰當、實驗方法和實驗方案是否可行，以及開題報告的撰寫是否系統(tǒng)、合理等方面能更好地發(fā)揮指導(dǎo)作用，且學(xué)生根據(jù)自己的興趣進行選題，科研積極性很高。需要注意的是，除了部分同學(xué)參加過大學(xué)生創(chuàng)新項目和電子設(shè)計大賽外，很多本科生的科研訓(xùn)練尚處于起步階段。學(xué)生參加畢業(yè)設(shè)計從拿到任務(wù)書到做仿真寫論文一共只有四到五個月的時間，指導(dǎo)教師還需要在畢業(yè)設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生克服畏難心理，堅持不懈的品質(zhì)。使得學(xué)生既做到設(shè)計方案有獨到的見解、有創(chuàng)意，又完美的實現(xiàn)了設(shè)計方案。在本科畢業(yè)設(shè)計期間，此30名學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計選題恰當，符合專業(yè)培養(yǎng)目標，順利通過學(xué)校的選題審核。同時，這些選題通過基于機器學(xué)習(xí)方法解決實際問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決實際復(fù)雜工程問題的能力，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2.4加強畢設(shè)線上指導(dǎo)和團隊建設(shè)

受疫情影響，今年本科生的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)環(huán)節(jié)不能以面對面形式進行。因此，要求指導(dǎo)教師要盡快適應(yīng)新的教學(xué)模式，提高認識，以高度負責(zé)的態(tài)度，全面落實學(xué)?！巴Ｕn不停教，停課不停學(xué)，質(zhì)量不降低，督導(dǎo)不缺位”的要求，切實履行立德樹人根本任務(wù)和以學(xué)生為中心的教育理念，將疫情防控期間的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作落到實處，通過畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)、在線交流等方式，指導(dǎo)學(xué)生做好資料收集、文獻查閱等相關(guān)開題準備和論文撰寫工作。我們團隊老師借助ZOOM、騰訊課堂、騰訊會議、釘釘、QQ、微信等平臺指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計。采用直播、錄播、討論多種形式，進行在線小組指導(dǎo)和一對一指導(dǎo)；同學(xué)們采用在線小組討論與小組互助等形式集團隊之力完成畢設(shè)。線上畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)中，指導(dǎo)教師可以組織一些專題討論。例如針對論文書寫方面開展線上專題討論，論文寫作上不要出現(xiàn)排版格式、錯別字、標點符號等基礎(chǔ)性低級問題。其次，強調(diào)在論文整體框架上要下功夫，思路清晰、重點突出，重點章節(jié)既要具體又要有深度。還強調(diào)，內(nèi)容中出現(xiàn)的圖片、表格等，一定要注意分辨率，保證畫面的清晰程度等等。建立畢業(yè)設(shè)計團隊，有助于培養(yǎng)本科生的團隊協(xié)作精神。我們團隊基于Matlab和Python仿真實驗平臺，在確保一人一題的前提下，對2020屆12名本科畢業(yè)生分組，并引入研究生協(xié)助指導(dǎo)，建立團隊。根據(jù)采用的仿真工具相同，研究問題不同；仿真工具不同，研究問題相同等等交叉分組。采用視頻會議，本科畢業(yè)設(shè)計以組會的形式進行。讓每個學(xué)生屏幕共享介紹自己做的東西，這樣每個學(xué)生都可以充分地展示自己的研究，學(xué)生之間還可以更多地相互學(xué)習(xí)。由于團隊內(nèi)要進行匯報，學(xué)生準備得更加認真，個人能力得到很大提升。

2.5考核畢設(shè)學(xué)生創(chuàng)新能力模式探索

本科生畢業(yè)設(shè)計對培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力有很大的意義。從學(xué)校政策上積極鼓勵指導(dǎo)教師設(shè)計具有創(chuàng)新性的課題，甚至可以通過獎勵機制加以引導(dǎo)。指導(dǎo)老師可以每個月對團隊內(nèi)學(xué)生的階段性成果進行考核，督促同學(xué)間互相學(xué)習(xí)，加強創(chuàng)新比拼，從而促進學(xué)生加快畢設(shè)創(chuàng)新的步伐。學(xué)院組織專家對畢設(shè)題目嚴格把關(guān)，加強對課題創(chuàng)新性的考核；中期檢查不能流于形式，加強考核畢設(shè)前期為創(chuàng)新所做的準備工作是否達到要求；答辯時不僅要求學(xué)生能夠準確回答問題，還需適當增加對學(xué)生畢設(shè)創(chuàng)新能力的考核，對于有一定創(chuàng)新性并且完成得好的課題，評分上適當傾斜。

3結(jié)束語

本文以畢業(yè)設(shè)計中培育大學(xué)生機器學(xué)習(xí)知識和創(chuàng)新能力為例，探索了雙一流背景下依托畢業(yè)設(shè)計培育電子信息類專業(yè)創(chuàng)新人才模式。在雙一流背景下，畢業(yè)設(shè)計需要以學(xué)習(xí)者為中心，培養(yǎng)創(chuàng)新人才；指導(dǎo)老師需積極探索、開發(fā)、設(shè)計、制作和使用融入新知識的綜合性、多視角解決問題的畢設(shè)課題；根據(jù)學(xué)生就業(yè)方向和考研需求，結(jié)合興趣綜合考慮來進行差異性畢設(shè)選題；加強畢設(shè)線上指導(dǎo)和團隊建設(shè)，培養(yǎng)本科生的團隊協(xié)作精神；適當考核畢設(shè)學(xué)生創(chuàng)新能力。這幾方面聯(lián)合建設(shè)，促進信息教育和本科畢業(yè)設(shè)計的融合創(chuàng)新發(fā)展，從而為“雙一流”建設(shè)提供有力支撐。

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作者：孫林慧 李平安 單位：南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院