導(dǎo)語：畢業(yè)設(shè)計(jì)培育學(xué)生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(duì)“雙一流”背景下培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的需求，積極落實(shí)《江蘇教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)首先總結(jié)了目前畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題，然后探索了依托畢業(yè)設(shè)計(jì)培育大學(xué)生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)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(jìn)行差異性選題，加強(qiáng)線上指導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)，適當(dāng)考核學(xué)生創(chuàng)新能力等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：雙一流；畢業(yè)設(shè)計(jì)；機(jī)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(jì)課題的新穎性有待進(jìn)一步提高

受學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備、經(jīng)費(fèi)和管理評(píng)價(jià)機(jī)制及指導(dǎo)教師隊(duì)伍規(guī)模等多方面因素的影響，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目往往過于陳舊，重復(fù)率較高，嚴(yán)重影響到學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的鍛煉與提升。如果指導(dǎo)教師能夠借鑒科研項(xiàng)目和一些新興技術(shù)設(shè)計(jì)新穎實(shí)用的畢設(shè)課題，則便于提升學(xué)生解決實(shí)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(jìn)一步提升

學(xué)生對(duì)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性沒有明確的認(rèn)識(shí)，致使一部分學(xué)生對(duì)課題資料分析不夠仔細(xì)深入，對(duì)畢設(shè)實(shí)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(dòng)地聽，學(xué)生之間也沒有互動(dòng)。這種方式不利于學(xué)生思考和觀點(diǎn)碰撞。為了通過畢業(yè)設(shè)計(jì)提升學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，其積極主動(dòng)性有待進(jìn)一步提高。

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

在畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)于研究的創(chuàng)新性和學(xué)生的創(chuàng)新能力考查不足，評(píng)分上對(duì)創(chuàng)新性沒有足夠的優(yōu)勢(shì)。

2依托畢業(yè)設(shè)計(jì)培育大學(xué)生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)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(guó)高等教育的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和話語權(quán)。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是提高我國(guó)綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(shí)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(qiáng)創(chuàng)新教育，大力推進(jìn)以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)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(píng)價(jià)體系，激勵(lì)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(huì)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(shí)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(jìn)行本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(jìn)行科研訓(xùn)練。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)由指導(dǎo)老師下達(dá)課題任務(wù)書，學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成開題報(bào)告、翻譯、仿真實(shí)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(shí)解決問題能力和創(chuàng)新能力。為了依托畢業(yè)設(shè)計(jì)培育創(chuàng)新人才，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前指導(dǎo)老師需要積極探索、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制作和使用融入新知識(shí)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(gè)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(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。筆者團(tuán)隊(duì)近幾年主要從創(chuàng)新課題設(shè)計(jì)、差異選題調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)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(qiáng)國(guó)，了解科技動(dòng)態(tài)和應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)融入機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)的畢設(shè)課題

在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)課題，下達(dá)任務(wù)書。學(xué)生根據(jù)課題要求進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，在教師指導(dǎo)下確定實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)方案，并撰寫開題報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。由此可見，課題設(shè)計(jì)是提升學(xué)生創(chuàng)新能力，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。筆者團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師關(guān)注學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)，以科技動(dòng)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(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)設(shè)計(jì)新穎實(shí)用的畢設(shè)課題，使得本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容更接近科學(xué)研究前沿和實(shí)際應(yīng)用，從而保證課題和論文在創(chuàng)新性、科學(xué)價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用等方面具有鮮明的特色。同時(shí)，目前我校的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)需要對(duì)論文進(jìn)行以杜絕過度引用或抄襲。從科技動(dòng)態(tài)、應(yīng)用需求和科研項(xiàng)目中設(shè)計(jì)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(jì)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(tuán)隊(duì)致力于機(jī)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(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的更新，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)作為人工智能研究領(lǐng)域的一個(gè)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(jī)器變得“聰明”，并且具備類似于人腦的智能。機(jī)器學(xué)習(xí)側(cè)重讓機(jī)器學(xué)會(huì)思考并自己學(xué)習(xí)。目前，機(jī)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(dòng)人工智能快速向前發(fā)展。機(jī)器學(xué)習(xí)算法有聚類、決策樹和貝葉斯分類等等。機(jī)器學(xué)習(xí)就是機(jī)器基于這些算法對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析推理，從而對(duì)事物進(jìn)行檢測(cè)、分析和判別。機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)廣泛應(yīng)用于實(shí)際生活中的人臉識(shí)別，行人檢測(cè)，車牌識(shí)別，目標(biāo)跟蹤，目標(biāo)匹配、重建、分割等等。機(jī)器學(xué)習(xí)給我們的生活帶來了便捷。谷歌自動(dòng)駕駛項(xiàng)目是最典型的機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)例，通過計(jì)算機(jī)駕駛汽車，實(shí)現(xiàn)無人駕駛。我們網(wǎng)上購(gòu)物時(shí)，商家提供的推薦信息就是根據(jù)我們過去的購(gòu)物和瀏覽記錄，利用決策模型為用戶提供的購(gòu)買建議，便于用戶快速有效購(gòu)物。特別是肺炎疫情期間，基于機(jī)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(duì)患者病例、社交媒體、健康衛(wèi)生數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)進(jìn)行人臉識(shí)別、測(cè)體溫等；機(jī)器人對(duì)肺炎患者做超聲檢查、測(cè)體溫、送餐、收垃圾等等；基于機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)小學(xué)生進(jìn)行口語測(cè)評(píng)，及時(shí)評(píng)價(jià)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(shí)際例子，基于這些實(shí)例設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)、人臉識(shí)別、語音語調(diào)識(shí)別等等。學(xué)生非常感興趣，主動(dòng)積極探索，自然也就調(diào)動(dòng)了其積極性，同時(shí)也通過畢設(shè)培育了大學(xué)生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)。當(dāng)然根據(jù)科研課題和實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)課題時(shí)要注意工作量和難易程度要適當(dāng)。一定要考慮本科生的知識(shí)積累情況和接受能力。選題太難，可能會(huì)打擊甚至挫傷學(xué)生的科研積極性。選題太簡(jiǎn)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(dāng)?shù)刂笇?dǎo)能夠獨(dú)立完成。在過去五年的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，筆者科研團(tuán)隊(duì)以指導(dǎo)教師科研課題為載體，積極探索、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制作和使用融入機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)的綜合性、多視角解決問題的畢設(shè)課題，加強(qiáng)培育電子信息類專業(yè)本科生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)和創(chuàng)新能力，取得了較好的效果。

2.3進(jìn)行差異性畢設(shè)選題

筆者主持在研的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目是基于機(jī)器學(xué)習(xí)理論的語音圖像視頻等信號(hào)的應(yīng)用，近年來團(tuán)隊(duì)成員緊密結(jié)合科研新動(dòng)向和生產(chǎn)實(shí)際，把機(jī)器學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用引入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，保證了課題的新穎性，學(xué)生對(duì)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(jìn)行差異性畢設(shè)選題。就業(yè)的同學(xué)選擇機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用研究的課題，考研的同學(xué)選擇機(jī)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(duì)30名本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(tuán)隊(duì)共同選做同一個(gè)比較大的課題，每個(gè)學(xué)生各自獨(dú)立完成一個(gè)子任務(wù)的工作。因?yàn)槊棵究粕漠厴I(yè)設(shè)計(jì)研究?jī)?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(dāng)、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)方案是否可行，以及開題報(bào)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(jìn)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(xiàng)目和電子設(shè)計(jì)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(jì)從拿到任務(wù)書到做仿真寫論文一共只有四到五個(gè)月的時(shí)間，指導(dǎo)教師還需要在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生克服畏難心理，堅(jiān)持不懈的品質(zhì)。使得學(xué)生既做到設(shè)計(jì)方案有獨(dú)到的見解、有創(chuàng)意，又完美的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案。在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，此30名學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題恰當(dāng)，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，順利通過學(xué)校的選題審核。同時(shí)，這些選題通過基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法解決實(shí)際問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際復(fù)雜工程問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2.4加強(qiáng)畢設(shè)線上指導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)

受疫情影響，今年本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)環(huán)節(jié)不能以面對(duì)面形式進(jìn)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(rèn)識(shí)，以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，全面落實(shí)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(shí)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(jì)指導(dǎo)工作落到實(shí)處，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xiàn)查閱等相關(guān)開題準(zhǔn)備和論文撰寫工作。我們團(tuán)隊(duì)老師借助ZOOM、騰訊課堂、騰訊會(huì)議、釘釘、QQ、微信等平臺(tái)指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。采用直播、錄播、討論多種形式，進(jìn)行在線小組指導(dǎo)和一對(duì)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(tuán)隊(duì)之力完成畢設(shè)。線上畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)中，指導(dǎo)教師可以組織一些專題討論。例如針對(duì)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(cuò)別字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等基礎(chǔ)性低級(jí)問題。其次，強(qiáng)調(diào)在論文整體框架上要下功夫，思路清晰、重點(diǎn)突出，重點(diǎn)章節(jié)既要具體又要有深度。還強(qiáng)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(jì)團(tuán)隊(duì)，有助于培養(yǎng)本科生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。我們團(tuán)隊(duì)基于Matlab和Python仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在確保一人一題的前提下，對(duì)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(tuán)隊(duì)。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(huì)議，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)以組會(huì)的形式進(jìn)行。讓每個(gè)學(xué)生屏幕共享介紹自己做的東西，這樣每個(gè)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(tuán)隊(duì)內(nèi)要進(jìn)行匯報(bào)，學(xué)生準(zhǔn)備得更加認(rèn)真，個(gè)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(jì)對(duì)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(lì)指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性的課題，甚至可以通過獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制加以引導(dǎo)。指導(dǎo)老師可以每個(gè)月對(duì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)學(xué)生的階段性成果進(jìn)行考核，督促同學(xué)間互相學(xué)習(xí)，加強(qiáng)創(chuàng)新比拼，從而促進(jìn)學(xué)生加快畢設(shè)創(chuàng)新的步伐。學(xué)院組織專家對(duì)畢設(shè)題目嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)對(duì)課題創(chuàng)新性的考核；中期檢查不能流于形式，加強(qiáng)考核畢設(shè)前期為創(chuàng)新所做的準(zhǔn)備工作是否達(dá)到要求；答辯時(shí)不僅要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確回答問題，還需適當(dāng)增加對(duì)學(xué)生畢設(shè)創(chuàng)新能力的考核，對(duì)于有一定創(chuàng)新性并且完成得好的課題，評(píng)分上適當(dāng)傾斜。

3結(jié)束語

本文以畢業(yè)設(shè)計(jì)中培育大學(xué)生機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)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(jì)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(jì)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(jì)、制作和使用融入新知識(shí)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(jìn)行差異性畢設(shè)選題；加強(qiáng)畢設(shè)線上指導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)，培養(yǎng)本科生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；適當(dāng)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(jìn)信息教育和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的融合創(chuàng)新發(fā)展，從而為“雙一流”建設(shè)提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]李恒業(yè),邢曉平,奚新國(guó).基于科研素養(yǎng)構(gòu)建研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的研究[J].教育教學(xué)論壇,2020(38):79-80.

[2]李雅,裴剛,羅堃,等.“雙一流”背景下中藥學(xué)類專業(yè)本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索[J].高教學(xué)刊,2020(07):46-48.

[3]孫穎穎,郭贛林,蘇振霞,等.以教師科研課題為載體進(jìn)行本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)加強(qiáng)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].文教資料,2017(14):102-103.

[4]黃紅蘭,鄭賢紅,趙春燕,等.基于科研課題的本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式[J].臨床醫(yī)藥文獻(xiàn)電子雜志,2017,4(13):2563,2568.

[5]羅曉慧.人工智能背后的機(jī)器學(xué)習(xí)[J].電子世界,2019(14).

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