复旦大学与阿里云合作开展课程建设项目,助力新工科人才培养
依托教育部产学合作协同育人项目,近年来,复旦大学与阿里云计算有限公司合作开展机器学习和深度学习课程建设项目,赵卫东老师担任项目负责人。
项目设计了面向机器学习、深度学习、计算机视觉等课程群的统一的递进式教学项目案例库,实现了支撑机器学习课程群递进式的项目案例库的设计方法,为新工科背景下由知识教学转向能力培养,加强学生技能提供了新的思路。
项目以新工科所要求的应用型人才培养目标和MIT项目中心课程模式为导向,以学为中心,以支撑机器学习课程群开展项目沉浸式教学案例开发为目标,培养学生较好的系统思维、工程应用的能力。这是一个多课程、多阶段理论与实践教学有机融合、递进式地培养综合应用能力的过程。在项目实施过程中,紧密围绕一个完整项目的各种知识和技能要求,按部就班地、分阶段地完成基本机器学习算法、高级算法、应用开发和综合项目管理和协调的知识学习和技能训练。其中,后一阶段需要以前序阶段学习为基础,每个阶段综合应用对应阶段的知识,逐步形成交叉融合,解决复杂工程问题的机器学习工程师。项目主要成果及创新点具体总结如下:
(1)基于逆向教学法的项目分解
逆向教学法以机器学习工程师为培养目标,从完成一个综合的数据分析项目(机器学习、深度学习、机器视觉等项目)所需的理论知识和技能出发,分析相关课程群的课程大纲和思维导图,对前期与企业合作的实战项目成果进行分解、简化和抽象(含必要的脱敏),明确课程群每门课程需要掌握的知识点以及对应的项目案例资料组成,应用OBE评价方法检验学习效果。
(2)构建递进的、面向课程群的项目案例库
面向课程群的递进式项目库是根据学生年级和能力水平的差异,对前期横向课题成果按照知识点以及难度系数,分解成不同的子案例。
为了方便学生自学,这些案例已经上传到阿里云人工智能AI天池平台,案例已在全国几十所高校推广使用。学生不需要安装软件,平台还提供了强大的计算资源。
(3)项目案例库的更新迭代
项目案例库并不是一蹴而就的,项目不断迭代,在使用中沉淀、提升,后续上线多个综合案例,并通过在课程群的反复使用,不断提升优化案例质量。另一方面,为了使案例对学生更友好,把每届学生的优秀作品,经过一定的优化不断加入案例库,方便学生对照学习,增强学生的成就感和获得感。项目库的案例中还有一些开放型的问题,便于开展探究式教学,可以鼓励学生在学习案例的过程中,对现有的方案进行优化,甚至进行创新性的修改。
项目出版了4本机器学习和深度学习理论和实战案例的教材,发表了2篇教研论文,已经有19个综合案例上线阿里天池平台,1800多师生注册成为案例库的用户,对于支撑中国大学MOOC的深度学习及其应用课程《深度学习及其应用》在线课程的案例和实验教学起到了重要的作用,案例已经被几十所全国兄弟院校共享使用。项目负责人多次在阿里技术大会和师资培训首要介绍案例开发和使用经验,推广项目建设的成果,为产学合作提升实践教学提供了参考。