我長期以來對教育學感興趣，多年來，我作為一名學生接受了教育，但同時受到現有教育組織的騷擾和拖延，思考如何改進它。 最近，我越來越有機會在實務中檢驗一些想法。 特別是，今年春天我有機會在理工大學（SPBPU）教授「訊號處理」課程。 它的組織，特別是報告的組織，是第一次嘗試，其結果在我看來是有些成功的，在這篇文章中我想談談這門課程的組織。
我仍然不清楚在這個名稱的課程中應該閱讀什麼內容，但總的來說，這是一門關於如何以及如何自動處理圖像、聲音、文本、視頻和其他自然和自然的例子的課程。人工產生的信號。 根據之前讀到的最有用的內容，這是解決輸入訊號與人們想要從中理解的內容之間的語義差距問題。 本文不是關於課程的內容 - 即使是俄語，也有很多類似主題的優秀課程的錄影。
但如果內容有趣的話
至少在不久的將來，這是課程演示的工作鏈接，該鏈接位於 。 其中大部分內容取自 Anton Konushin、csc 的課程以及最相關的各種網路文章。 然而，在某些地方，有些東西我沒有找到明確的描述，並試圖提出自己的描述；在某些地方，我只能用英語找到一些東西的俄語描述 - 這尤其適用於聚類，例如，到mcl 演算法。
文章的大綱大致如下：首先，簡要描述我所選擇的課程組織，然後是一個關於我認為有助於解決的問題的故事，然後是我在閱讀“信號”時如何嘗試做到這一點的故事。處理」課程以及我如何評估結果，我看到了什麼問題，你對解決這些問題有什麼想法？ 以上僅是我的想法和想法，非常歡迎批評、反對和更多想法！ 此外，寫這一切主要是希望收到您的想法和評論。 此外，也許本文將幫助人們找到對優質教學的興趣，儘管他們周圍發生了一切。
課程組織總體方案
本課程有兩個組成部分：理論和實踐。 這兩部分都非常重要：理論部分對現有演算法及其設計思想進行了全面概述，以解決具有語義差距的問題； 實用的應該至少對現有庫進行一些概述，並訓練建立自己的演算法的技能。 因此，這兩部分都需要刺激他們學習的報告，設定學生工作的主線。
像往常一樣，理論部分由講座組成。 每次講座結束後，學生都會收到一系列關於講座的問題，包括有關所講內容細節的常規問題，以及有關如何以及在什麼情況下改進某些想法的創造性問題，以及它們在哪裡可以改進。可以在要求學生提出自己的問題之前使用。根據講座（你也可以回答他們）。 所有問題都發佈在 VKontakte 組的帖子中，答案必須寫在評論中：您可以回答任何人尚未提出的問題，或者評論/添加到已有的答案，包括做出的答案由另一名學生。 在我看來，與該主題密切相關的創造力範圍是巨大的！
問題答案的補充應該是排名：在截止日期之後，學生必須透過電子郵件將回答者的姓名發送給我，並根據他們應得的成績進行排名。 也歡迎對排名發表評論。 經過這一切，我終於給這次講座打了分數。 根據這些分數的結果和一些額外的好處，包括從課程的實作部分中獲得的好處，分配了該學期的成績。 持異議者和偷懶者可能會試圖在嚴酷的考試中提高自己的成績（絕對可以使用任何東西，但我嚴格要求理解）。
理論部分的整體訊息是這樣的：我試圖提供大量的材料，希望所有學生都能從中發現很多新的有用的東西。 同時，我也不要求他們什麼都鑽研，他們可以選擇自己感興趣/有用的時刻深入鑽研，或是什麼都做一點。 我認為這次考試更多的是對那些在學期中表現不佳的人的懲罰，而不是一種常態。
實踐部分包括
- 三個迷你實驗室，學生必須運行現成的程式碼，積極使用不同的庫，並選擇運作良好或較差的數據，
- 要求學生獨立解決具有語義差距的問題的課程作業。 他們可以從建議的任務中接受初始任務，也可以自己選擇並同意我的觀點。 然後他們必須提出一個解決方案，對其進行編碼，看看它第一次是否有效，是否有效，然後在他們和我的建議的指導下嘗試改進它。 理想的情況是達到真正好的質量，讓學生相信在這個領域，耐心和朝著正確方向努力就能解決一切，但是，當然，這並不總是令人希望的。
所有這一切都必須為了信用而完成。 工作品質和花費的精力可能會大不相同。 只要付出更大的努力，就有可能獲得除了講座之外更多的額外學分。
這件事發生在四年級春季學期，由於本科學習，學期提前了一個多月結束。 也就是說，我大約有 4-10 週的時間。
我還有一位內部人士，她是一位姐姐，她在我講課的兩個小組之一中學習。 我姐姐有時可以用一些故事來阻止我的瘋狂想法，這些故事講述了她對小組中真實情況的看法以及她在其他科目上的工作量。 再加上成功的課程主題，命運確實比以往任何時候都更青睞實驗！
對你想要解決的問題的思考
在本節中，我試圖討論導致我形成所描述的課程結構的問題和反思。 這些問題主要與兩個事實有關：
- 有創意和活躍的學生，他們能夠按照自己真正需要的方向獨立地組織學習。 透過將每個人都推向平均水平，大學現有的教育體係常常為這些學生創造困難、緊張和毫無意義的條件。
- 不幸的是，許多教師對其工作品質不感興趣。 這種不感興趣通常是對學生失望的結果。 但學生成績不佳不能不是教師成績不佳的結果。 如果高品質的工作有利於教師本身，而不僅僅是學生，那麼情況就會有所改善。
當然，還有很多與第一或第二個都沒有太大關係的問題。 例如，對於那些無法自行組織的學生呢？ 或是那些看似努力卻仍無能為力的人？
與所描述的兩個事實相關的問題是我遇到的最嚴重的問題，我對它們的解決方案進行了很多思考。 在我看來，同時還有一個「銀彈」可以解決這些問題：如果聰明的學生處於舒適的條件下，那麼他們可以為老師帶來巨大的好處。
教師動機
我們先從老師的動機說起。 當然，好的課程是必須的。 因此，透過教授課程，教師可以獲得：
- 樂趣。
- 錢。 就我們而言，它們通常是像徵性的。 而且，對於那些IT教得好的人來說，這筆錢完全是可笑的。 一般來說，這些人在另一份工作中的收入或可以高出許多倍。 而他們絕對不可能只為了工資而教好書。
- 讓自己沉浸在材料中的動力明顯更好。 我非常擔心我的講座受歡迎程度。 而我，至少現在，我非常害怕學生們評判的目光和他們的負面意見：「這又是一個除了強迫我們把時間浪費在某種他自己不能或沒有做的廢話上之外無事可做的人。”認為沒有必要處理。”
- 學生沉浸在材料中的結果。 可以營造一種鼓勵學生在講座期間提出聰明問題的氛圍。 這樣的問題可以大大幫助老師：指出一些錯誤和缺點，鼓勵你從不同的角度看待事物，甚至可能迫使你理解新的東西。
- 激發學生的活動是有可能超越課堂上閱讀的材料的。 然後他們可以收集大量新資訊並至少以某種經過處理的形式產生結果。 是的，還是很難理解，以後再查。 但正是在這樣的檢查過程中，一個人的視野得以開闊。 還有另一個好處：如果有什麼不清楚，有時你可以問學生，而不是自己弄清楚。 這個問題也將測試學生的理解程度。
- 訓練與人溝通。 評估人員的培訓，了解對他們的期望，包括取決於自己的行為。 你可以嘗試提前評估哪個學生能很好地按時完成任務，哪個學生做得不好，哪個學生會做需要的事情，但會持續很長時間。 訓練不同的管理方法（提醒等）。 了解這有多容易，以及學生（可能不僅僅是他們）如何準確地操縱你。 實驗的空間是巨大的。 實驗結果可以相對快速地看到。
- 練習有效的思想表達、講座演講和其他演講技巧。 訓練理解學生提出的錯誤的答案和問題（有時所有這些都必須即時完成 - 您可以訓練自己的反應）。
- 用學生的雙手在實踐中測試簡單想法的結果。 測試你自己的想法的結果和學生想到的想法都可能有用。 如果你發現一個學生真正感興趣的問題，那麼學生很有可能會產生好的想法並很好地測試它們。
- 「免費」使用，供學生解決實際問題。
人們普遍認為這是教師受益最多的地方。 我很長一段時間都相信這一點，但隨著隨後的每一次實驗，我對它的信心都在減弱。 到目前為止，我只有一名學生，透過與他的合作，我最終按時得到了我想要的東西，確實節省了我的時間。 我可能比其他人更好地教這個學生。 確實，這裡也是如此，後來，在專案期間，事實證明我需要以稍微不同的形式解決這個問題，但這絕對是我的錯。
我遇到的所有其他學生都必須不斷地被追趕，提醒他們他們的科學工作，並向他們解釋同樣的事情好幾次。 最後，我從他們那裡收到了一些非常奇怪的東西，而且常常是在我已經自己解決了這個問題的時候。 我不明白這種格式對他們來說有多大用處（看起來他們正在訓練做某事，但不知何故質量很差）。 對我來說，這個過程消耗了大量的精力和時間。 唯一的優點：有時，在討論過程中，我的注意力會被我以前沒有註意到的問題的一些細節所吸引。
- 名聲、威望－優質教學
- 您的活動結果的可見性和感激的學生。 確實，這裡的真相往往很難理解；學生常常對錯誤的事情心存感激。
- 認識您所在領域的未來專家。 最好了解他們，了解新一代的生活方式。 您可以突出顯示您喜歡的人，然後邀請您一起工作。
這就是我設法收集到的全部。 就我自己而言，我試著盡可能清楚地了解，除了快樂和聲望之外，我到底希望從教授這門課程中獲得什麼。 我必須怎樣才能願意為此付出整個學期的時間？ 如果沒有這種理解，就很難相信有能力教授好一門課。 在思考課程結構時，必須考慮到您自己的動機。
為高級學生提供舒適的條件
課程結構要求的第二部分針對的是有創造力、活躍、清楚自己需要什麼的學生。 儘管許多老師自信地否認這種學生存在的可能性，但在高等大學裡，他們確實存在。 到了高年級，他們的數量顯著增加，尤其是在高品質的培訓之後。 聰明的學生是祖國和科學的希望。
在幾乎所有大學中，訓練都沒有達到應有的效果。 在講座中，學生經常被告知一些可能有趣但又奇怪的事情：如果有必要的話，那是在一些學生尚未長大理解的世界中。 經常發生的情況是，高年級學生已經聽過或讀過這些東西，理解了它們，然後就忘記了——現在他們被迫再聽。 通常，學生必須完成老師提出的奇怪的實際任務，只是因為他認為學生需要承擔一些東西。 撰寫並糾正報告，老師通常不會第一次接受這些報告，因為這對他們來說似乎有失尊嚴，而你至少必須教一些東西。
如果這一切都落在那些本來什麼都不做的人身上，那可能並不是一件壞事。 實踐表明，培訓結束後，這些人都了解了一些東西，他們中的大多數人都非常適合他們的專業工作。
但碰巧這樣的系統適用於已經有自己的行動計畫、自己的工作、自己對去向的理解的高級學生。 而且，這種認識大致上是正確的，稍加修正就能讓作品大受歡迎。 因此，這些學生面臨著抽象理論材料的講座、考慮不周的實踐作業和需要無休止地撰寫和糾正的報告的轟炸。 即使這都是必要的，但將其與學生的科學興趣聯繫起來會更有效。 以便他了解這些資訊將如何幫助他實踐。
否則，如果學生聽不懂，就只能學到一小部分。 如果不在其他課程中密切使用，它很快就會被遺忘。 只剩下一個整體想法。 以及來自非核心、無趣的學校科目或對任何事物都不感興趣的學生。 可能仍然了解去哪裡解決這個問題。
但學生需要花費大量的個人時間來獲取這些資訊。 許多高年級學生都能很好地利用它。 這些人幾乎可以隨時以驚人的效率吸收所需的知識，尤其是在高年級。
是的，也許你的課程正是高年級學生所缺乏的。 而他，可憐的傢伙，不懂。 但抽象的理論講座不太可能對他有幫助。 如果你了解了他感興趣的某些工作的本質，並建議他至少將你所提供的知識的一小部分應用到正確的地方，學生肯定會理解並欣賞它。 特別是如果您的改進建議將有助於實現品質更好的結果。
當然，實際上，一切都有些複雜。 並非所有有用的知識都可以應用於學生感興趣的領域。 然後，特別是如果這種情況發生在高年級，最好嘗試了解什麼對學生更有用：做你認為必要的事情，或者他自己認為對自己來說必要的事情。 並按其行事。
在這門課程中我幾乎沒有遇到這樣的問題：解決語義差距問題的課程在我看來是無處不在的，對每個人都有用。 本質上，這是一門關於在複雜情況下設計演算法和模型的課程。 我認為讓每個人都了解它的存在以及它如何運作（至少在頂層）是有用的。 該課程還很好地訓練了建模技能以及解決許多問題的合理方法。
我更害怕只講述許多學生已經知道的事情。 我不想強迫他們解決那些不會教他們任何東西的任務。 我希望高年級的學生不要為了獲得通過而被迫做展示作業。
為此，你需要了解優秀的學生，了解他們所知道的以及他們努力的目標。 訪問他們，了解他們的意見，看看他們的工作成果，並從他們身上了解一些東西。 確保學生不怕我。 我們不害怕回答錯誤的問題。 他們不害怕批評我的路線。
但你不但不能害怕，而且要求很高。 即使對於高年級學生，合理的要求也能幫助他們成長。 分配給完成任務的時間可以幫助您了解選擇哪條路徑、深入研究以及何時尋求協助。 結果要求可協助您了解要專注的內容。 它可以組織一切，有助於在堆積如山的事情之間確定優先順序。
對老師來說，做到不令人生畏、要求嚴格絕非易事。 特別是如果有很多學生。 對懶人來說，要求更重要。 和他們在一起，你將在每個具體案件中受到公平的折磨。 對於高級學生來說，情況恰恰相反。 他們比其他人更害怕老師的暴政。 因為他們的利害關係更大，更多的取決於分級和保級。 第一個無理要求讓人產生懷疑：「老師合理嗎？ 他會對我的批評做出充分回應嗎？” 隨後的每一個疑慮都會增強，學生眼中的老師就變成了一個需要花盡可能少的時間取悅他人的瘋子。
看來只有合理、嚴格的舉報制度才能解決問題。 預先考慮好的，學期內不會改變。 遵守這個制度應該比老師的意見更重要，無論這聽起來多麼奇怪。 這對原有系統的合理性提出了很高的要求。 顯然，不可能預見一切，而且你不想浪費時間。 因此，可以明確指出界限，超出界限教師可以自行決定。 例如，一個在截止日期後提交的實驗室將在何時被檢查未知，而兩個實驗室未按時提交後，後果可能難以預測。 然後，根據導致這種情況的原因，您可以赦免或懲罰。 但是，如果所做的事情滿足了要求，老師就必須做到他所承諾的。
因此，有必要製定一套嚴格、合理的報告製度。 她需要對講道理的學生更加忠誠。 她積極地考慮了所有可能想到的、與課程相關的有用資訊。 但她沒有給任何事情打好分，反而鼓勵我做高品質的工作。
人們信任報告系統並對其感到滿意也很重要。 使學生在學期開始時就為自己設定好每件事的任務，取得成績，心情平靜。 不要害怕老師在學期中期會想：「他做得太好了。 也許，你可以給出更複雜的任務，並根據它們進行評估。”
此外，如上一節所述，報告製度應考慮教師的意願。 事實證明，許多要求已經被考慮在內：它們與忠誠於合理學生和高品質工作的要求相一致。 如果高級學生可以自由提問，老師不懂的事情他們也會問。 如果你能超越課程，他們就會出去尋找新的資訊。 如果他們了解自己在做什麼以及為什麼這樣做，他們就會有效率地完成任務。 有關此類實驗結果的資訊自然會拓寬教師的視野。 也許不是馬上，但遲早會有一些新的、對他有用的東西。
一個滿意的聰明學生意味著一個滿意的老師！
評估問題
如果不對學生的表現進行合理的評估，問責制就無法激勵學生。 如何根據學期成績來評估哪些學生應該獲得較高的成績，哪些學生應該獲得較低的成績？
我們最常用的標準是考試成績。 老師試圖透過一些交流或根據所寫的內容來了解學生在通過考試時對主題的理解程度。 這本身就很難。 通常，幾乎所有知識都懂，但膽怯、不會說話的學生，其成績比不懂該學科但足智多謀、傲慢的學生要低。 筆試減少了學生可以使用的無禮行為。 但交互性喪失了：無法了解學生是否理解他未完成的內容（甚至他寫的內容）。 另一個問題是作弊。 我認識一些教育大師，他們的成績與學生的知識水平成反比：作業涵蓋了大量的材料，即使是那些準備充分的人也無法以正常的成績通過。 但那些作弊的人得到了 5 分，老師根據他們的結論自信地得出結論：如果你做好準備，這是可以應付的。
解決這些問題的想法是存在的。 但即使這些問題能夠解決，仍然無法評估學生的剩餘知識。
如果知識不僅在考試時而且在課程的大部分時間都在學生的頭腦中，那麼增加剩餘知識量的可能性就會增加。 如果知識也得到實踐活動的支持，它肯定會保留下來。 事實證明，每學期對學生的知識進行幾次評估是有好處的。 最後，如果學生在學期中表現良好，則自動評分。 但這失去了學生在準備考試時應該接受的課程的整體概述。
問題不止於此：所有的學生都是不同的，有時有些事情對一個人來說是顯而易見的，而另一個人則需要思考很長時間。 也許不僅要評估他們最終的知識，還要評估所付出的努力是公平的？ 如何評價他們？ 高估學生還是低估學生，哪個比較好？ 在評估學生時，是否建議將他們的程度與小組/流的程度進行比較？ 一方面，似乎是的：如果整個流程出現問題，就表示老師做得不好。 另一方面，降低門檻又會導致學生水準的下降。
在某些系統中，學生最初被置於依賴其他學生的狀態：例如，據我了解，在類似主題的 CSC 課程中，所有學生的分數都被聚類，學生根據以下標準獲得分數：他的分數屬於哪個簇。 這種方法可以提高競爭力，但會帶來不確定性，這會進一步給學生帶來壓力，也會阻礙團隊合作。
這一切都是那麼的正常，讓我無法思考。 作為一個剛上大學的人，在我看來，最重要的是確保一個人能夠透過學期的努力獲得更好的成績——他想要的成績。 應該有很多方法來獲得這種評估：用於實踐和各種形式的理論。 但是，如果課程很重要，那麼只有學生確實做得很好並取得了很大進步，或者初步了解了老師水平的課程，才能取得好成績。 這大致上就是我試圖想出來的那種系統。
總的來說，我試圖讓這門課程盡可能舒適和有用，主要是針對勤奮的學生。 我期待他們提出的問題和資訊能進一步擴展我的知識。 但如何不忘記其他人的問題當然也很重要。 這裡的情況很不利：我知道，由於多種原因，到了第四年，許多小組都處於一種非常混亂的狀態：大多數學生仍在完成上學期的課程； 有些人再也無法讓自己按時完成學習中的幾乎所有事情，而且多年來一直逍遙法外。 及時的回饋對老師來說非常重要：你可以及時改變主意。
詳細的課程組織圖
當我上五年級時，我開始積極思考解決上述問題的老師可能的報告和行為模式。 我已經嘗試過測試其中的一些，但有很多原因導致我無法獲得相關評估。 考慮到所有這些，我整理了一個課程並告訴您到底發生了什麼事。
第一個問題：我想從這門課得到什麼？ 首先，我有興趣在實踐中嘗試我的想法，並且真的希望從中產生一些好的結果。 第二個最重要的論點是個人知識的提高，但總的來說，在某種程度上，上面列出的所有老師的目標，從快樂到聲望，都實現了。
另外，為了提高知識，我希望學生不要害怕我，能夠自由地提出問題，並公開表達對所發生的事情的不滿，這對我來說都是很好的激勵。 我還想從他們那裡獲得知識——我想激勵他們共同擴展他們收到的訊息，而不是限制他們的活動範圍。 盡量避免在他們的活動中輕率地重複。
因此，出現了這樣的想法：學生應該回答有關課程的各種問題（包括創造性的問題和我不知道答案的問題），查看彼此的答案並補充它們。 但不要複製——這樣，我就不必弄清楚誰複製了誰沒有複製，對於學生來說，就有了一個額外的理由來擴展他們的知識，超越課堂上已經講過和寫下的內容由同學。 還需要了解前人所寫的內容。 這也有助於激發早期反應：最初，可能問題的選擇稍微多一點。
創建了一個 VKontakte 小組，每次講座結束後，都會發布編號問題（大約 15 個，相當長）。 學生們在評論中做出了回應，並互相補充了答案。
問題主要是：
- 重複一下講座中所說的內容。 有時，此類問題的答案可以直接在講座的演示中找到，並在學生閱讀後提供給學生。
- 提出使用所講內容的實際例子。
- 找出講座中所描述的演算法中所提出的問題。 也要思考解決講座中發現的問題的演算法。 據了解，學生可以從其他來源取得演算法，也可以發明自己的演算法。
- 評估所描述演算法的有效性 - 包括更好地理解演算法本身。
- 比較解決類似問題的演算法。
- 關於一些使用或相關事實的數學證明（例如，卷積定理、科捷爾尼科夫定理）。
必須要說的是，在講座中我幾乎沒有談論形式證明；我更多地使用了帶有大量近似和簡化的“動手”證明。 首先，因為我自己在實際生活中並沒有真正使用形式證明，因此我不太理解它們； 其次，我認為第四年的重點應該是實踐理解，而不是理論，沒有理論你一般都可以生活。 - 另一個原因：我觀看的關於這個主題的講座課程，提供了大量的理論和數學定義和證明，在我看來，要么很難一下子理解所有內容，要么涵蓋的信息太少——現在沉浸在其中對我來說就像是把自己埋在幾乎不存在、無法利用的東西裡。
- 上一堂課後對課程的個人印像以及改進課程的想法。
還可以聰明地將學生的回答和我的評論總結成一個可讀的文檔——這也被評分。 該文件本身隨後對我和學生都有用。
讓我困惑的主要問題是：好吧，每個人都會真正喜歡它，他們會真正開始寫很多東西並且寫得很好。 但隨後必須有人檢查這一切——我有足夠的時間嗎？ 除了講課之外，我還有一份主要工作，研究生+研究工作，然而，這學期我幾乎放棄了。 似乎這個問題可以透過一個方案來解決，該方案允許至少部分測試從教師轉移給學生。 除了讓老師的工作變得更輕鬆之外，無可否認，它對學生也很有用：透過發現錯誤和與他人交流，通常會產生明顯更好的理解。 有些學生也對這種「阿拉教學」活動感興趣。
在目前的情況下，我決定讓學生對結果進行排名：
有一種假設認為，學生比較兩部作品比給出具體分數更容易。
（來自線上教育研究，例如 Waters, A. E.、Tinapple, D. 和 Baraniuk, R. G.：“BayesRank：一種貝葉斯排名同行評分方法”，2015 年）
排名對我有很大幫助。 因此，在回覆截止日期之後，學生必須向我發送他們同事的排名名單，並且歡迎對這些名單發表評論。 原則上我不強求排名，只是推薦，誰要什麼都可以發。 課程結束時，事實證明，經過全面排名後，最常見的答案形式是寫出最有用答案的前 k 名。
課程的語意組織
下一個重要部分是課程的語意內容。 課程理論部分的計劃如下：
- 零課 - 介紹，課程內容，我要強調的重點 + 報告（它的規則非常龐大，我幾乎花了一半的時間來談論它們）
- 1-3 場講座，介紹機器學習出現之前影像處理問題通常是如何解決的。 用於搜尋強度差異和平滑的捲積、精明、形態影像處理、在不同空間中查看影像（傅立葉變換/小波）、ransac、霍夫/羅丹變換、奇異點檢測器、斑點、描述符、識別演算法的建構。
- 2-3 個講座（根據需要數量），內容涉及機器學習的想法、基本原理以及機器學習如何幫助解決發明演算法的問題。 自動枚舉參數值、條件、它們的順序、可以對資料做什麼以及應該擔心什麼、哪些模型更適合作為基礎、降維、網路逼近資料、聚類。 我計劃很快地講述第一部分（在其他課程中也可以找到），更詳細地介紹聚類（為什麼使用它們是危險的，選擇哪種演算法以及您不應該忘記什麼）。
- 討論實際問題範例的講座（至少包括臉部辨識和視訊串流處理，並且根據可用時間，也許學生會有想法或渴望講述自己的事情）。 採用半研討會的形式，我們首先嘗試提出一個問題，然後將學生的想法帶給解決問題的人，然後繼續討論實際使用的但他們尚未猜測到的方法。 例如，在從圖像中識別人臉的任務中，使用了PCA和LDA（Fisher度量）的思想，這是很難想出的，至少在講座中是如此。
實踐部分應該說明理論部分的某些方面，向學生介紹圖書館並迫使他們自己解決複雜的問題。 因此，存在三個迷你實驗室，您必須在其中獲取一組現成的腳本並運行它們，並在此過程中實現各種目標：
- 安裝python、pycharm和各種函式庫。 要運行的腳本是最簡單的：載入圖片、按顏色和像素位置進行一些簡單的過濾。
- 一組腳本說明了第 1-3 課中所講內容的一部分；學生必須選擇腳本效果良好或效果不佳的圖片，並解釋原因。 確實，我沒有足夠的腳本供這個實驗室使用，而且結果證明它們非常少。
- 對於機器學習：我必須選擇兩個庫之一：catboost 或tensorflow，並查看它們在簡單任務上的表現（任務和資料集幾乎是從範例庫中獲取的，幾乎沒有任何更改，我也沒有足夠的時間）。 起初我想把兩個庫放在一起，但後來看來這可能會花太多時間。
我嘗試選擇所有三個實驗，以便可以在 3 小時內（一個晚上）完成它們。 實驗室的結果要么是選定的圖片集及其處理結果，要么是腳本中庫函數的參數值。 所有實驗都是必需的，但這可能會做得很有效，也可能很糟糕；為了高品質地完成實驗和完成實驗室的特殊作業，你可以獲得額外的分數，從而提高你的學期成績。
學生可以自己選擇一項困難的任務：例如，選擇與他們的學士學位或工作相關的內容，或從建議的內容中選擇一些內容。 重要的是，該任務是語義間隙任務。 解決問題不需要大量編程，這一點很重要。 難度並不是很重要──我相信不好的結果也會是結果。 任務有 5 個階段的工作，每個階段的結果都必須與我達成一致。
- 任務選擇
- 資料選擇：一個重要的階段，在此期間，通常會形成對問題更現實的想法，並誕生解決問題的演算法的假設。
- 制定第一個近似值：一種至少能以某種方式解決問題的演算法，人們可以在此基礎上進一步改進它。
- 問題解決方案的迭代改進。
- 一份非正式報告，描述產生的演算法以及為獲得該演算法而對原始演算法進行的演算法修改。
這項任務本身，就像迷你實驗室一樣，是強制性的； 由於其高品質的實施，人們可以獲得許多額外的分數。
大約在測試前一周，我添加了該問題的另一個版本，其解決方案最多可達 4k：我採用複雜的數學函數描述的信號，並為學生生成用於訓練/測試的數據。 他們的任務是用任何東西來近似訊號。 透過這種方式，他們避免了資料收集步驟並解決了人為問題。
評估
關於上面的幾點，我寫了很多，現在是時候解釋他們給的內容了。
有幾個活動領域可以獲得積分。 最後，將所有領域的分數相乘併計算「1/<學期授課次數>」次方。 路線：
- 每個講座都是一個單獨的方向
- 迷你實驗室
- 大型（綜合）實驗室
- 組織方面
這包括幫助組織課程的建議和工作要點，例如客觀地指出某些內容缺失、某些內容做得不好，或嘗試重寫報告描述以使其更具可讀性。 點數的多少由我自行決定，取決於有用性、相關性、措詞的清晰度等。
- 與課程主題相關的所有其他內容
例如，如果一個學生想接觸我沒有談到的訊號處理方面，那麼重點就會放在這裡。 例如，您可以透過準備有關該主題的講座片段來觸及某些內容； 根據所做工作的品質和一段時間內的情況，我可能會或可能不會允許在講座期間這樣做，但無論如何我會至少給出一些觀點並寫下一些出現的評論 - 學生將有機會進行下一個迭代，加深知識並帶來新的觀點。
最初，學生每個方向都有 1 分（這樣相乘時一定不會得到 0）。 來聽講座（與本次講座對應的方向）還可以再獲得1分，但沒那麼容易──講座是早上8點。 我從來無法系統化我在其他所有事情上獲得的分數，所以我自行決定，顯然經常犯錯。 只有一個大概的圖景，根據這個圖，完全理解講座的學生可以得到25分，理解良好的學生可以得到10分，理解還可以的學生可以得到5分，至少聽懂的學生可以得到更少的分數。某物。 當然，在評估的時候，我只能依靠學生寫的東西，雖然更多的時候他可能是懶惰或其他什麼原因，導致他真正的知識沒有傳到我那裡。
寫下截止日期很重要。 講座每週二上午 8 點進行。 首先，講課的截止日期定在下週日，排名的截止日期定在周日後的下週四。 然後學生們清楚地表達了我自己在前幾堂課的想法：我需要寫下對答案的回饋，然後建議給學生們糾正自己的機會。 同時，也開始有人認為5天的答覆時間太短了。 結果，儘管其他學生表達了擔憂，我還是增加了一周的時間來回答問題，並開始對第一個週日之前的答案進行評論。 這個決定肯定是錯的：他們不再回答了，而且在增加的時間裡，又舉辦了新的講座，連我都搞不清楚什麼屬於什麼。 但他沒有改變任何事情：他認為已經發生了很多變化。
學期末，獲得實習學分的學生所獲得的分數與最終課程成績相對應。 這個成績可以透過考試提高，考試應該是這樣的：
針對不同主題給了四個難題以供理解（我將自行選擇主題）。 問題可以包括講座中所說的或 VK 小組中所說的所有內容。 完整閱讀問題的答案+1 分（如果一個人只理解問題的一部分，則該問題無論是哪一部分都給 0 分）。 你可以使用任何你想要的東西，但問題會非常困難 - 需要深入理解。
禁止在考試中使用材料常常會導致學生死記硬背或抄襲而不是理解。
我看到學期中獲得分數的動態是這樣的：高級學生在大約前 5-6 個講座中將獲得足夠的 7 個自動分數。 也就是說，在三月底的某個時候，我將講述基本資訊並轉向設定和解決實際問題的範例。 透過實踐，我希望勤奮的人也能在四月或最多中旬之前弄清楚，如果它的優先順序因其他課程的要求而降低。 我自己評估了一下：我想，當我還是四年級的時候，如果不出意外的話，我大概會在規定的時間內通過這樣的課程。 對於不太先進的學生，我預計他們中的許多人會對這些問題感興趣，至少作為獲得機關槍的機會，他們會閱讀同事的答案和講座演示的片段。 話題一般都很有趣，也許這樣的學生會著迷，他們會試著更深入地理解。
我想對方向之間所選的點的乘法組合做出評論，而不是加法（乘積的根，而不是除以某個數字的總和）。 這對應於在大致相同的水平上處理大量方向的需要； 如果學生缺乏其他領域的知識，即使在幾個領域擁有非常非常深厚的知識，也無法為該課程提供良好的成績。 例如，乘法性透過向我轟炸改進課程組織的建議來防止獲得 5 分的可能性：每個後續提案與前一個提案的分數相同，對最終成績的貢獻會越來越小。
該系統最明顯的缺點之一是其複雜性。 但是，由於課程本身相當複雜，解決語義差距問題需要建立和理解複雜的演算法，我相信學生應該能夠輕鬆理解這一點。 此外，這個報告系統本身有點類似於解決語義差距問題：課程模型中出現了一些問題，選擇了最重要的問題，並尋求近似值來解決它們。
該系統的另一個缺點是它實際上對學生來說可能很耗時。 所以我嘗試了一個老想法：邀請那些沒有參加課程但熟悉材料的學生，或認為自己忙於更重要的事情的學生在第一個月與我聯繫。 我準備好與他們交談，並根據他們的知識水平和取代我的課程的原因，為他們提供一種自動或簡化的通過課程的方法，並針對他們進行調整。 第一個月後，該優惠將被撤回——否則，那些無法讓自己做某事但可能願意做某事的弱學生可以在學期結束時使用該優惠。
這一點在第一堂課的時候就給學生們做了大致的解釋。 接下來，我向自己保證不會改變它，即使我看到它效果不佳並且學生的表現明顯低於或差於預期。 課程開始了。
Результаты
儘管許多希望是合理的，但結果卻比我的預期要糟糕得多。 我記得在介紹性講座列出第一道問題後，我憂心忡忡地等待著：是否會出現任何答案以及它們是否有意義。 現在，終於，第一個答案開始出現，評論中甚至開始了某種討論，儘管是關於哲學話題。 然後，隨著學期的進展，學生們繼續回應； 然而，通常情況下，有一些占主導地位的學生貢獻了所寫內容的 70% 左右。
到學期結束時，活動明顯減少；倒數第二堂課結束後，他們給我發了一份由一個名字組成的排名名單——唯一至少回答了有關該堂課的一些問題的人。 我認為，造成這種情況的原因可能是普遍疲勞，也許是某種失望，評估不充分，截止日期更改不成功，導致需要等待三週才能收到講座的最終結果，其他方面的工作量增加科目。
我對答案的品質也越來越失望：似乎很多東西都是在不理解的情況下從某個地方被盜用的，而且新想法的數量也沒有我預期的那麼多。 甚至學生也表示，目前的系統至少激發了一些答案； 分數不太取決於學生理解的深度。 但肯定有人理解。
由於沒有人符合我列出的評分計劃，這威脅到除了少數人之外的所有人都必須參加考試，我開始嘗試設定更高的分數。 我開始似乎誇大了那些只回答範例問題的人的分數，而這些答案與那些真正努力嘗試的人之間的差異太小了。 學期快結束時，我越來越感到不知所措，因為有許多學生幾乎聽不懂所講的內容，儘管他們的成績相對可以接受。 這種感覺在上一堂課上更加強烈，當我開始嘗試連續問大家，希望能更好地理解最後的關卡，並為回答正確的人加分——結果發現很多人都不懂基本的東西，例如，什麼是神經網路或影像中的特殊點。
排名的希望也沒有得到很大滿足：排名清單中的評論很少，最後完全消失了。 通常，他們似乎是在視覺上進行評估，而不是仔細閱讀。 然而，我記得至少有幾次排名確實有幫助，我根據它調整了我的評分。 但它對我來說毫無疑問。 評估的時間比較長，但我可以在去地鐵的路上做，最後我比學生更容易得到及時的答案。
另一個令人失望的事情是在實踐中，雖然這是預料之中的，也是由現有情況引起的，而且我幾乎沒有考慮到這種情況。
即使在四月份，也沒有人通過大型實驗室測試。 我真的不明白它是否很複雜，或者他們是否無法完成它，我不知道是否需要改變某些東西，以及如何改變，最終要求什麼。 我想出了一個最大4的問題，但這並沒有改變情況。 最好的情況是，到四月底，學生們已經選擇了任務並發送了數據。 坦白說，一些選定的問題在學生目前的知識水平下是無法解決的。 例如，一名學生想要識別癌性腫瘤，但同時他不明白它們究竟有何不同 - 我自然無法提供任何幫助。
迷你實驗室的情況要好得多；許多人按時通過了前兩項，或者沒有落後太多； 幾乎每個人都通過了第三關，但都是在最後。 有些人做得很好，而且比我預期的還要好。 但我想把主要的實際重點放在大型實驗室。
我認為我在組織實踐時的另一個錯誤是，當我已經在講座中提出了構建演算法的大部分想法時，我最初計劃了下半學期的複雜問題的主要工作重點。
課堂上沒有教過的知識能否在實踐中向學生提出要求，這一問題令我認識的許多老師感到擔憂。 看來正式的正確答案是：當然不是——畢竟，這意味著首先要佔用學生額外的時間來獨立學習後面要講的內容，然後再告訴他們已經理解的內容。 但現在我認為這種正式立場的危害要大得多：在實務上不再能夠及時嘗試最困難的事情。 同時，很明顯，學生需要獨立理解材料，並且可以以原創的方式重複材料，例如，邀請一位理解良好的學生仔細準備並閱讀該材料的這個片段。自己講課。
最後，這樣的系統是否比例如有考試的經典系統提供更多？ 問題比較複雜，希望是這樣，畢竟材料很多，準備考試的時候，即使是好學生也一定會漏掉一些。 雖然答案中對課程的補充並沒有我希望的那麼多。
我想補充一點，學生不怕老師的情況的可悲之處。
它與所發生的事情有關，奇蹟發生了，老師設法教導學生一些全球性的新知識。 例如，在我眼前，一名學生開始更聰明地解決存在語義差距的問題。 他採取的步驟大致上是正確的，得到了可以接受的結果，但不知道如何解釋。 而我，一名老師，正試圖弄清楚他做了什麼。 他解釋得難以理解——我問了很多奇怪的問題，做出了奇怪的假設，最後才把學生的術語搞清楚了。 作為一個已經了解問題的學生，我提供改進建議，有時是不好的建議。 然後我得到了與平常類似的反應：“你為什麼還需要這樣做？” 從「我不需要你的建議」到「沒有你我也能把一切做好」。
當它開始這樣的事情時，這一點會表現得尤其強烈：一個學生最初提出了他自信且考慮不周的建議來解決“在這裡你只需要使用一個神經網絡並訓練它”的形式的問題。 你說不能就那麼做，你至少還得想很多，一般來說這個問題最好不要用神經網路來解決。 一個學生有時會仔細思考，遭受痛苦，但是，幹得好，他真正理解了它，並提出了一個基於神經網絡的深思熟慮的解決方案，從他的外表來看，他說：“如果沒有你的建議，我也會這樣做。”第一名。” 我向那些不這樣做的學生道歉，你們存在，而且我認識你們中的一些人，謝謝你們。 然而，這樣忘恩負義的學生是存在的，不幸的是，我自己也不只一次有這樣的行為。
許多老師表達這種忘恩負義的問題很容易從強勢地位得到解決：你可以強加你的解決方案，如果學生說了你不想聽的話，就打斷他，等等。 這可能是有效的，尤其是對差生來說，但它剝奪了好學生思考和認識到他們的想法、假設的錯誤的機會，以及獲得真正被記住的經驗的機會。 在此類學科中，在沒有明確解釋的情況下解決問題的過分的最後通牒要求會導致拒絕；學生的主要任務變成取悅老師，而不是獲取知識或解決問題。 忠誠導致懶惰的學生做事不多，有的還得罪了老師。
這個特點我以前就注意到了，但是這個學期之後我不知何故更多地感受到了它，體會到了它。 也許是因為它確實教會了一些學生。 這種忘恩負義顯然源自於這些學生內心的驕傲、他們的情結，以及他們想在一個幾乎落後於他們水平的老師面前炫耀自己的慾望。 除了使教育過程的組織變得複雜之外，這種行為和賣弄的忘恩負義常常會激怒學生：他們迫切希望以某種方式清楚地向學生表明他已經越界了。 同時，你心裡明白，學生基本上已經明白了，評估應該是正面的。 你發現自己陷入了幾乎絕望的境地，你所能做的就是用幽默的眼光看待這件事，並將一切歸咎於學生的愚蠢，但這很難。 我做得很差並且被冒犯了。
因此，學生的忘恩負義常常會損害教導他們知識的老師的情緒。 可能有很多類似的事情會破壞情緒。 如果老師希望從教導這些學生中得到的只是快樂，那麼他們尤其感到噁心。 這種情況再次堅定了我的信心，光靠快樂是不可能讀完整門課程的，你需要期待得到別的東西，至少是一個夢想。
我確信的是，這門課程在提升和系統化我的知識方面非常成功。 當然，我所說的大部分都是我的想像，但很多事情我都感覺更深刻。 我知道存在甚至使用過一些演算法，但我並不完全理解它們是如何運作的，不知道很多替代方案，或只知道它們的名稱。 在準備課程時，我被迫研究這個問題。 我還注意到一些新事物，顯然是受到學生的影響，例如自動編碼器。 我獲得了很多知識，也許不經常使用，但對於在該學科領域進行良好的定位絕對是必要的。 我認為知識的進步甚至已經影響了我在工作中透過演算法思考時所做的一些決定，我希望情況會更好。 當然，閱讀課程也為我帶來了快樂，但同時也為我帶來了悲傷和失望。
延期
可能我有機會再次教授這門課程，例如明年。 我沒有解決所有問題的想法，但對於某些問題我有，我會嘗試描述它們。
- 我認為我可以解決主要問題：透過在研討會上討論其他任務的類似片段以及在截止日期很短的時間內明確作業，複雜任務缺乏及時進展。 每個作業任務都需要完成一個大型實驗室的一個小片段，例如起草問題陳述、首次選擇數據、思考品質標準……按時完成的每個片段都會獲得積分。 如果學生落後了，他就必須趕上才能開始接收。
- 我還計劃在不同的背景下更清晰、更頻繁地闡明課程的主要想法。 儘管我不確定這是否有幫助：通常，當你說同樣的話時，相反，它開始引起拒絕。 其主要思想（如果有的話）是，解決問題的技巧不是盲目地搜尋各種配置中的各種 ML 模型，而是使用適合該任務的現有模型以合理的方式手動建立單一模型。修改。 由於某種原因，許多人要么不理解這一點，要么小心翼翼地假裝這樣做。 也許有些人甚至只能透過實踐，透過成熟的錐體才能實現這個想法。
- 我還打算不再給每一個來聽講座的人打1分； 並預設設定得小得多，例如 0,1。 為了獲得更多積分，您需要在講座當天向我發送或展示講座要點的錄音或照片。 幾乎任何東西都可以寫，格式和數量我沒興趣。 但對於好的筆記，我準備給予遠遠超過 1 分的分數。
我想補充這一點，是為了進一步鼓勵學生去聽課，而不是睡覺去管自己的事。 許多人對自己寫下的內容記得更清楚。 創建此類筆記的智力負擔並不是非常必要。 這似乎也不會給那些不做太多筆記的學生帶來負擔；那些做筆記的學生只需提供筆記即可。
確實，所有受訪的學生都是這個想法的批評者。 他們特別指出，在講座結束時從鄰居那裡抄寫這些筆記或簡單地從幻燈片上寫下一些內容而不用真正關注講座並不那麼困難。 此外，對某些人來說，寫作的需要可能會分散理解力。
所以也許以某種方式改變形狀會很好。 但總的來說，我喜歡這種形式的報告，例如，它被用在 CSC 的數學統計課程中：在實驗室當天，你需要發送一個小型的完整實驗室 - 在我看來，這個鼓勵許多學生立即坐下來完成它。 當然，也有人說當天晚上做不到，處於劣勢。 在我看來，另一個想法可以有所幫助：讓每個學生每學期都有機會將截止日期推遲幾天。 - 有一個想法是用木結構代替問題答案的平面結構。 因此，所有問題的答案不會出現在連續的列表中，而是至少有兩級：那麼一個問題的答案將在附近，並且不會與其他問題的答案混合。 例如，Facebook 支援貼文評論的兩級結構。 但人們訪問它的頻率要低得多，我不想讓它成為主要的交流方式。 同時經營兩個群組：VKontakte 和 Facebook，這很奇怪。 如果有人推薦其他解決方案，我會很高興。
有很多問題我還不知道如何解決，我也不知道這是否可能。 主要關注點：
- 學生對我的問題的回答太簡單
- 對答案的評價不佳：我的評估並不總是與現實相關
- 排名，這幾乎沒有幫助：距離學生自己檢查學生答案還很遙遠
總的來說，我絕對不認為準備和講授課程所花費的時間是浪費的； 至少對我來說它非常有用。
此時一切似乎都變得過於超載了。
基本圖片取自：
我要感謝：
- 供審查：我的母親 Margarita Melikyan（同學，現在莫斯科國立大學研究生）、Andrey Serebro（同學，現在 Yandex 員工）
- 所有參與並完成調查/撰寫評論的學生
- 以及所有教過我任何好東西的人
來源： www.habr.com