袁開(kāi)國(guó)，徐天嶺，李小勇

（北京郵電大學(xué) a.網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院；b.研究生院，北京 100876）

研究生課程學(xué)習(xí)是研究生教育的重要組成部分，在研究生培養(yǎng)過(guò)程有著重要的作用。教育部2014年印發(fā)的《關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見(jiàn)》明確提出：“課程學(xué)習(xí)是我國(guó)學(xué)位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)，在研究生成長(zhǎng)成才中具有全面、綜合和基礎(chǔ)性作用?！保?］

課程學(xué)習(xí)是研究生培養(yǎng)過(guò)程的必備環(huán)節(jié)，課程教學(xué)模式直接影響研究生培養(yǎng)質(zhì)量。教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部于2020年印發(fā)的《關(guān)于加快新時(shí)代研究生教育改革發(fā)展的意見(jiàn)》明確提出：“加強(qiáng)課程教材建設(shè)，提升研究生課程教學(xué)質(zhì)量。培養(yǎng)單位要緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，完善課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容的審批機(jī)制，優(yōu)化課程體系，加強(qiáng)教材建設(shè)，創(chuàng)新教學(xué)方式，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，加強(qiáng)體育美育和勞動(dòng)實(shí)踐教育。”［2］因此，完善研究生課程設(shè)置及創(chuàng)新課程教學(xué)方式，是提升研究生教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。研究生課程設(shè)置應(yīng)面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。人工智能是世界科技前沿的重要領(lǐng)域，本文以“人工智能安全與實(shí)踐”課程為例，闡述了傳統(tǒng)教學(xué)模式的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套能夠激發(fā)研究生學(xué)習(xí)探索的主動(dòng)性、鍛煉其批判性思維、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的教學(xué)方式，以期提升研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，推動(dòng)研究生教育對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的支持服務(wù)作用。

一、研究生課程教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)框架既定，教學(xué)內(nèi)容陳舊

當(dāng)今世界正處于百年未有之大變局，正在經(jīng)歷一場(chǎng)更大范圍、更深層次的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革?！按髷?shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)不斷取得突破，新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)層出不窮”［3］。所以，研究生課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊跟時(shí)代的發(fā)展，不斷地變化和更新。原有的教學(xué)大綱、教授方式，更多的是單純考慮學(xué)科特點(diǎn)，注重課程知識(shí)的輸出傳遞，教學(xué)模式既定，教學(xué)內(nèi)容陳舊，而且與本科課程教學(xué)區(qū)分度不夠?？傮w來(lái)說(shuō)，作為研究生專業(yè)課教師，如果教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)發(fā)展需求相脫節(jié)，就是對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需要的認(rèn)識(shí)不足、站位不高。

（二）缺乏對(duì)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

大部分研究生課程的教學(xué)模式與本科生課程教學(xué)模式相似，仍主要是知識(shí)點(diǎn)的灌輸，教師是知識(shí)傳輸?shù)闹黧w，研究生是被動(dòng)接收信息的客體，缺乏師生互動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，以灌輸和接收的方式進(jìn)行教學(xué)，容易讓研究生誤認(rèn)為教師傳遞的知識(shí)就是學(xué)習(xí)的天花板，缺乏自主學(xué)習(xí)以及批判思維?！把芯可跓o(wú)條件地接受教師灌輸?shù)倪^(guò)程中，容易產(chǎn)生逆反心理，與教師產(chǎn)生情感對(duì)立”［4］。另外，共同上課的研究生之間缺乏互動(dòng)。傳統(tǒng)的上課教室大多是并排的座椅，授課模式主要是教師講、學(xué)生聽(tīng)，學(xué)生之間的交流機(jī)會(huì)很少，缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作、共同探討的環(huán)境。

（三）學(xué)習(xí)效果考核單一，學(xué)習(xí)效果反饋周期長(zhǎng)

學(xué)習(xí)效果考核不僅是檢驗(yàn)研究生學(xué)習(xí)成效的手段，也是激勵(lì)研究生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的有效方式。原有的教學(xué)考核成績(jī)大多僅通過(guò)期末考試或期末作業(yè)一次決定，教師作為唯一評(píng)判主體確定成績(jī)，研究生沒(méi)有參與到學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)之中，缺乏研究生之間學(xué)術(shù)研討的氛圍。另外，學(xué)習(xí)效果考核是激勵(lì)研究生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的方式，且最能激發(fā)研究生產(chǎn)生學(xué)習(xí)內(nèi)部動(dòng)力的是在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷獲得成功的愉悅體驗(yàn)［5］，但是通過(guò)期末考試或期末作業(yè)來(lái)反饋研究生的學(xué)習(xí)效果，反饋周期太長(zhǎng)，研究生不能及時(shí)看到自己的研究成效，對(duì)自己研究上取得的進(jìn)步和付出沒(méi)有獲得明確的反饋，無(wú)法很好地起到激勵(lì)作用。

研究生教育作為國(guó)民教育的頂端，是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的主要渠道，在新時(shí)代背景下，社會(huì)對(duì)研究生教育提出了新要求。傳統(tǒng)教學(xué)模式下的人才培養(yǎng)方式，不利于培養(yǎng)國(guó)家需要的拔尖創(chuàng)新人才。目前，國(guó)內(nèi)有不少關(guān)于研究生教學(xué)模式改革案例的研究，其中文獻(xiàn)［4］提出，基于問(wèn)題的教學(xué)模式（PBL），從教師的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的“學(xué)”，但是仍存在一定的局限性，比如對(duì)學(xué)生“學(xué)”的內(nèi)生動(dòng)力激勵(lì)。研究生教學(xué)是研究生培養(yǎng)的必備環(huán)節(jié)，改革研究生教學(xué)模式和創(chuàng)新研究生教學(xué)方式是新時(shí)代研究生任課教師義不容辭的責(zé)任。

二、創(chuàng)新教學(xué)模式研究

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程存在的問(wèn)題，本文從師生關(guān)系、生生關(guān)系、即時(shí)反饋、創(chuàng)新訓(xùn)練和內(nèi)容增長(zhǎng)等方面開(kāi)展研究。

（一）注重研究生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)研究生學(xué)習(xí)探索主動(dòng)性

研究生的學(xué)習(xí)狀態(tài)可分為主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)和被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)。從心理學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)能起到事半功倍的效果，同時(shí)是挖掘自身潛能的主要途徑。“從本質(zhì)上講，自主學(xué)習(xí)是一種深度學(xué)習(xí)，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新”［6］。本文提出的分組學(xué)習(xí)課堂組織方式，從以下幾個(gè)方面激發(fā)了研究生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力：一是從注重教師的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅匮芯可摹皩W(xué)”，讓研究生深度參與課堂，真正成為課堂的“主人”。作為一門前沿實(shí)踐課程，“人工智能安全與實(shí)踐”課程鼓勵(lì)研究生選擇其感興趣研讀和驗(yàn)證的前沿論文，尊重研究生的學(xué)習(xí)興趣，由教師引導(dǎo)，師生之間展開(kāi)充分的討論，教學(xué)相長(zhǎng)，大大增加研究生的學(xué)習(xí)自主性。二是組成學(xué)習(xí)小組增加研究生之間的交流以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，增加學(xué)習(xí)的互動(dòng)性和協(xié)作性。組內(nèi)成員之間要相互幫助，一起探索解決問(wèn)題，不僅可以增加學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)能夠增加刻苦鉆研的內(nèi)部動(dòng)力。三是每一次分組學(xué)習(xí)都要進(jìn)行學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)，不能僅到期末考試才獲得課程學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，及時(shí)的評(píng)價(jià)反饋能持續(xù)增加研究生繼續(xù)保持自主學(xué)習(xí)探索的動(dòng)力。

（二）加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作，培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力實(shí)際上就是一種創(chuàng)造力，“創(chuàng)造力的認(rèn)知心理學(xué)研究取向認(rèn)為，創(chuàng)造是每個(gè)人能經(jīng)歷的基本的認(rèn)知加工過(guò)程，它關(guān)注個(gè)體在創(chuàng)造性認(rèn)知過(guò)程中的心理機(jī)制”［6］。分組學(xué)習(xí)+自由選擇研讀文獻(xiàn)，再進(jìn)行文獻(xiàn)驗(yàn)證研討的方式，給研究生創(chuàng)造了寬松的探索學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅有利于研究生了解、記住知識(shí)點(diǎn)，而且可以一步步引導(dǎo)研究生探索，從文獻(xiàn)研讀（理解）到文獻(xiàn)驗(yàn)證（應(yīng)用），再到找出缺陷（發(fā)現(xiàn)不足）、提出解決方案（創(chuàng)新），幫助研究生養(yǎng)成良好的探索學(xué)習(xí)習(xí)慣，不斷鍛煉研究生的批判性思維，為培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力提供重要的心理準(zhǔn)備。同時(shí)，通過(guò)組建學(xué)習(xí)小組的方式合作完成論文的研讀、驗(yàn)證，提出更優(yōu)解決方案，充分調(diào)動(dòng)小組成員的學(xué)習(xí)探索積極性，因?yàn)槌蓡T的學(xué)習(xí)效果直接影響著小組的成績(jī)。“在合作創(chuàng)造中會(huì)產(chǎn)生責(zé)任動(dòng)機(jī)或聯(lián)合動(dòng)機(jī)，責(zé)任動(dòng)機(jī)能督促合作者之間自覺(jué)地承擔(dān)自己的責(zé)任，提高了合作者的內(nèi)部動(dòng)機(jī)”［7］。另外，學(xué)習(xí)小組成員可能性別不同、導(dǎo)師不同、專業(yè)不同、省份不同，能激發(fā)不同視角、不同學(xué)科之間的探討，開(kāi)闊研究生的創(chuàng)新視野并拓展思維。

（三）精心設(shè)計(jì)課堂組織流程，確保學(xué)習(xí)效果

國(guó)內(nèi)關(guān)于研究生教學(xué)方法的研究不少，主要包括案例式教學(xué)、研討式教學(xué)、基于問(wèn)題提出的教學(xué)等，都是對(duì)傳統(tǒng)授課教學(xué)方法的改進(jìn)，讓研究生更多地參與課堂中，發(fā)揮研究生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。課堂組織有序，研究生自主學(xué)習(xí)，不是教師放任不管，而是教師更注重課堂的組織和引導(dǎo)，避免教學(xué)組織形式流于表面?！叭斯ぶ悄馨踩c實(shí)踐”課程制定了完善的課程組織程序，包括考勤管理、文獻(xiàn)閱讀搶注、文獻(xiàn)驗(yàn)證搶注、小組流動(dòng)紅旗等；加強(qiáng)了成績(jī)規(guī)則的設(shè)計(jì)、前沿課程的教學(xué)，學(xué)習(xí)考核注重平時(shí)課堂的學(xué)習(xí)情況，期末考核成績(jī)占比較小。在平時(shí)成績(jī)打分時(shí)，作為評(píng)議組的學(xué)習(xí)小組，按評(píng)議維度評(píng)議文獻(xiàn)閱讀組和文獻(xiàn)驗(yàn)證組，根據(jù)評(píng)議維度分值打分；教師作為各學(xué)習(xí)小組的協(xié)調(diào)者，需要監(jiān)督評(píng)議組，根據(jù)打分規(guī)則給評(píng)議組打分。通過(guò)精心設(shè)計(jì)課堂組織程序及成績(jī)規(guī)則，激勵(lì)小組成員在課前自主探索學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)中的深層次問(wèn)題，課堂專心投入，確保每一堂課的學(xué)習(xí)效果。

三、基于分組學(xué)習(xí)的研究生前沿課程教學(xué)模式實(shí)踐——以“人工智能安全與實(shí)踐”課程為例

人工智能作為第四次工業(yè)革命的重要組成部分，對(duì)人類的進(jìn)步與發(fā)展有著舉足輕重的作用，大力發(fā)展人工智能技術(shù)已然是全球共識(shí)。然而，人工智能的安全問(wèn)題給人工智能技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，研究人工智能安全對(duì)保障技術(shù)發(fā)展的意義不言而喻。

（一）內(nèi)容規(guī)劃

人工智能安全有三種不同的解釋：一是人工智能自身存在的安全風(fēng)險(xiǎn)；二人工智能造成的安全風(fēng)險(xiǎn)；三是人工智能用于解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題?！叭斯ぶ悄馨踩c實(shí)踐”課程聚焦于人工智能自身存在的安全問(wèn)題，圍繞人工智能在模型訓(xùn)練、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型應(yīng)用和結(jié)果輸出等各個(gè)階段面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)和解決方案開(kāi)展教學(xué)。

由于人工智能安全在全球范圍內(nèi)還處于理論研究階段，在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用較少，尚未形成完備的理論體系和實(shí)踐框架，因此，還沒(méi)有較為權(quán)威的教材和參考書供教學(xué)使用?！叭斯ぶ悄馨踩c實(shí)踐”課程在教學(xué)大綱的框架下，由教師和學(xué)生共同挑選前沿論文作為教學(xué)素材。

（二）組織框架

整個(gè)課程分為兩個(gè)階段：前4次課為講解階段，以教師PPT講解為主；后12次課為分組討論課，以學(xué)生分組討論為主。

在前4次課中，教師首先介紹在第四次工業(yè)革命處于領(lǐng)先地位對(duì)于國(guó)家和民族的重要意義，以及在這樣的歷史背景下開(kāi)展人工智能安全研究的價(jià)值所在。之后介紹網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)的主要法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、典型產(chǎn)品，以及人工智能平臺(tái)在現(xiàn)有條件下的防護(hù)方法，以及有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

在后12次課中，每堂課開(kāi)始，教師首先介紹一下本次課相關(guān)內(nèi)容的研究現(xiàn)狀和最新成果，然后開(kāi)展論文驗(yàn)證講解、驗(yàn)證評(píng)議以及教師分析，接著進(jìn)行論文閱讀講解、驗(yàn)證評(píng)議以及教師分析，之后組織全班集體討論本次課程中可能存在的創(chuàng)新，最后教師總結(jié)課堂內(nèi)容，給出課堂相關(guān)內(nèi)容的創(chuàng)新方向和具體要點(diǎn)，供學(xué)生繼續(xù)研究或論文編寫。

（三）教學(xué)開(kāi)展

為了讓教學(xué)過(guò)程充分激發(fā)學(xué)生的活力，組織學(xué)生在多元化原則下自行分組：一是每組學(xué)生4～5人；二是同寢室的學(xué)生不能同組；三是同省份的學(xué)生不能同組；四是同組必有不同性別；五是同組必須有博士研究生和碩士研究生。

為了讓同一小組內(nèi)的學(xué)生之間充分合作，每次課程結(jié)束前，教師從自己選擇和學(xué)生建議的論文中，挑選2篇論文作為下次課大家共享閱讀和研討的對(duì)象，并給出每篇論文的閱讀難度系數(shù)；在教師公布論文名稱之后，由最先搶到報(bào)名資格的兩個(gè)小組承擔(dān)論文閱讀、講解任務(wù)。與此同時(shí)，每個(gè)小組設(shè)立一名組長(zhǎng)，小組獲得的成績(jī)?yōu)榻M長(zhǎng)成績(jī)，組員成績(jī)由組長(zhǎng)根據(jù)組員的貢獻(xiàn)全權(quán)自主決定（不高于小組成績(jī)）。

為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和認(rèn)識(shí)深度，在每篇論文閱讀講解結(jié)束后，教師給出該論文的驗(yàn)證難度系數(shù)，由搶到報(bào)名資格的一個(gè)小組對(duì)論文進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)，并在下次課上向大家展示驗(yàn)證的效果，講解驗(yàn)證過(guò)程，提出改進(jìn)建議，并將論文驗(yàn)證的代碼免費(fèi)開(kāi)源。

為了讓教學(xué)過(guò)程充滿競(jìng)爭(zhēng)性，可以采取以下措施：一是在每篇論文的驗(yàn)證講解和閱讀講解結(jié)束后，最先搶到報(bào)名資格的兩個(gè)小組可以對(duì)論文驗(yàn)證講解和閱讀講解進(jìn)行同行評(píng)議和打分，該打分即為論文閱讀小組的最終成績(jī)；二是為了保證論文評(píng)議小組客觀、理性地打分，評(píng)議結(jié)束后，教師要分析評(píng)議的合理性，并給評(píng)議小組打分，作為評(píng)議小組的最終成績(jī)；三是在每次課堂結(jié)束后，給當(dāng)堂課得分最高的小組頒發(fā)流動(dòng)紅旗，并給予成績(jī)獎(jiǎng)勵(lì)。

四、教學(xué)效果及后續(xù)改進(jìn)

基于分組學(xué)習(xí)的研究生前沿課程教學(xué)模式，在課堂組織程序、成績(jī)規(guī)則設(shè)計(jì)、課堂管理方式等一系列措施之下，以團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)展分組學(xué)習(xí)，有助于提高研究生的自主學(xué)習(xí)能力，在這種課堂模式下，教師的作用主要是引導(dǎo)，不斷激勵(lì)研究生深度探索，鍛煉研究生的批判性思維，訓(xùn)練研究生的創(chuàng)新能力，養(yǎng)成研究生的創(chuàng)新思維習(xí)慣，為研究生成為拔尖創(chuàng)新人才做好前期準(zhǔn)備。

分組學(xué)習(xí)教學(xué)模式在前沿課程“人工智能安全與實(shí)踐”中已經(jīng)試運(yùn)行一學(xué)期，選課博士研究生和碩士研究生共36人。對(duì)課程的滿意度問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，超過(guò)90%的研究生對(duì)該課程的教師模式和課堂組織方式非常滿意，并反饋這門課對(duì)科研素養(yǎng)的訓(xùn)練很有效，對(duì)提高學(xué)術(shù)水平與創(chuàng)新能力有很大的幫助和啟發(fā)。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，“人工智能安全與實(shí)踐”課程組教師將不斷優(yōu)化課堂組織，充分考慮選課研究生的培養(yǎng)層次以及專業(yè)背景，將已參加過(guò)這門課程學(xué)習(xí)的高年級(jí)研究生加入同行評(píng)議，激勵(lì)研究生自主學(xué)習(xí)，鍛煉其批評(píng)性思維，同時(shí)要加強(qiáng)多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)，發(fā)揮來(lái)自不同學(xué)科的團(tuán)隊(duì)力量，提升研究生的創(chuàng)新能力，營(yíng)造學(xué)術(shù)科研創(chuàng)新的氛圍。