教育部产学合作协同育人教学内容和课程体系改革项目申报书—新工科背景下机器学习课程教学创新实践探索.docx

2023 年美丽软件科技有限公司 教育部产学合作协同育人项目申请书 项目名称：新工科背景下机器学习课程教学创新实践探索负 责 人： 联系电话： 工作邮箱： 学校名称： 通信地址： 申请时间： 二○二三年七月制 填 表 说 明 1. 申报资格： (1) 全日制本科高校在职教师或在校学生； (2) 原则上不接受之前已获得过同类项目资助的重复申报。 2.有关项目内容、具体要求和说明请参考项目申报指南。 3.项目负责人填写的内容由所在单位负责审核，所填内容必须真实、可靠。 4. 申请书由项目负责人填写并手写签名，报送所在高校主管部门审查、签署意见并盖章后，将扫描文件上传到项目平台 () 。 项 目 概 况 项目名称 大数据分析技术师资培训 项目类型 (单选) R 教学内容和课程体系改革项目 □ 创新创业教育改革项目 □ 师资培训项目 □ 实践条件和实践基地建设项目 起止年月 2023 年 8 月至 2025 年 8 月 项 目 负 责 人 姓名 性别 出生年月 职称及所在院系 最终学位 职务及所在部门 教师个人简介 (主要教学及科研工作) 从事计科软件专业教学多年，一直承担计算机导论和操作系统教学任务；指导学生获得蓝桥杯软件设计大赛省赛二等奖；参与多个教育部产学合作协同育人项目；曾发表论文三篇。 近五年教 育教学研 究领域及 成果 起止时间 项目名称 项目级别 2019.11- 2020.10 操作系统慕课设计和制作的探究 院级 2022.6- 2024.6 疫情下教师在线教学能力提升的探究 院级 项 目 主 要 成 员 ( 不 含 项 目 负 责人) 姓名 职称 主要任务 签名 项目调研策划 组织项目实施 组织项目实施 课程建设 课程建设 课程建设 基础调研 基础调研 基础调研 组织项目研发活动 组织项目研发活动 组织项目研发活动 项目相关背景和基础介绍 近年来，随着“复旦共识”“天大行动”“北京指南”的陆续推出，新工科成为了教育圈的热词?[1]。教育部多次发文要求推进新工科建设并指出：新工科建设应当主动应对新一轮科技革命与产业变革的战略行动，提升国家硬实力和国际竞争力。另一方面，随着人工智能时代的到来，教育部强调应重视人工智能与计算机、控制、数学、统计学、等学科专业教育的交叉融合，构筑复合专业培养新模式?[2-3]。机器学习作为人工智能的核心课程，应当在新工科背景下，顺应科技变革的趋势，把握好新工科建设的内涵，统筹考虑“新的工科专业、工科的新要求”。新工科呼唤着新的机器学习课程教学模式，如何运用新工科理念、引导课程创新改革是当前机器学习课程面临的主要挑战。 1 新形势下的课程痛点 目前，高校本科生机器学习课程的创新实践仍然处于起步摸索阶段?[4]，课程由于其自身难度以及新工科背景对于人工智能相关专业建设提出的挑战，课程在新形势下面临着一系列痛点。 1）课程涉及知识面宽、难度较大。 机器学习隶属于多领域交叉学科，涵盖概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法理论等交叉知识点?[5]。近年来高校本科生机器学习课程普遍采用的教材、课件、辅导材料以及授课内容中，均包含机器学习算法相关的大量数学公式、复杂的模型原理介绍，但尚缺乏对于这些公式和原理的相关数学背景知识特别是交叉学科知识点的阐释。正因如此，很多学生特别是未先修相关课程的学生在学的过程中感到困难，既看不懂公式、无法推导公式，也难以将枯燥的公式和实际问题对应起来。此外，教师在教的过程中往往过多注重公式、模型本身，没有生动有效地结合实际应用问题讲解公式的来源、形式、推导过程，没有透彻地诠释公式、理论模型背后的原理方法。 2）课程案例陈旧、实战性偏弱。 当前随着工业 4.0 时代的到来，以人工智能为代表的各类型应用产品如智慧医疗、智能交通、智能家居等已经深入到人们的日常生活。机器学习是人工智能的核心，因此高校机器学习课程应强调学生学习的产出效果，具备较强的“实战性”。目前，高校机器学习课程的教学案例和实践案例相比新技术较为滞后，部分教材仅注重理论部分，甚至缺乏实践案例的相关内容?[6]。学生在学的过程中，无法将机器学习算法适应于新形势下的就业趋势需求、实践新特点，无法掌握具有实践特点的复合型知识体系。教师在教的过程中，尚无法有效将机器学习的原理和方法与新工科倡导的“新技术、新产业、新业态和