تنظيم دورة جامعية في معالجة الإشارات

لطالما كان علم التربية محل اهتمام بالنسبة لي لفترة طويلة جدًا ، ولعدة سنوات ، عندما تلقيت تعليمًا ، ولكنني في الوقت نفسه ابتليت ومضايقات من قبل منظمة التدريب الحالية ، فكرت في كيفية تحسينها. في الآونة الأخيرة ، أتيحت لي الفرصة بشكل متزايد لاختبار أي من الأفكار في الممارسة. على وجه الخصوص ، أتيحت لي الفرصة هذا الربيع لقراءة دورة "معالجة الإشارات" في جامعة البوليتكنيك (SPBPU). منظمته ، ولا سيما تنظيم التقارير ، هي أول تجربة تبدو لي نتائجها ناجحة إلى حد ما ، وفي هذه المقالة أود أن أتحدث عن تنظيم هذه الدورة.


ما زلت لا أفهم بوضوح ما يجب قراءته في دورة تدريبية بهذا الاسم ، ولكن بشكل عام إنها دورة حول ما وكيف يمكنك فعله تلقائيًا بالصور والصوت والنص والفيديو وغيرها من الأمثلة على الإشارات الطبيعية والمصطنعة . من خلال ما تم قراءته سابقًا والذي سيكون مفيدًا للغاية ، هذا هو حل المشاكل مع وجود فجوة دلالية بين إشارة الإدخال وما تريد فهمه منه. هذه المقالة ليست عن محتوى الدورة - حتى في اللغة الروسية هناك عدد غير قليل من مقاطع الفيديو لدورات جيدة حول مواضيع مماثلة.


ولكن ، إذا كان المحتوى مثيرًا للاهتمام

هنا على الأقل في المستقبل القريب رابط صالح للعروض التقديمية للدورة التدريبية الموجودة على محرك جوجل الخاص بي . تمزق معظم ما هو موجود في دورات أنطون كونوشن ، و CSC ومقالات الإنترنت المختلفة التي تصل إلى أهم المقالات ذات الصلة. ومع ذلك ، في بعض الأماكن ، هناك أشياء لم أجد أوصافًا مفهومة وحاولت التوصل إلى وصفاتي ، في بعض الأماكن هناك أوصاف روسية لما يمكن أن أجده باللغة الإنجليزية فقط - وهذا ينطبق بشكل خاص على المجموعات ، على سبيل المثال ، إلى خوارزمية mcl.


مخطط المقالة تقريبًا ما يلي: أولاً ، يتم وصف منظمة الدورة التي اخترتها بإيجاز ، ثم هناك قصة عن المشاكل التي أجدها مفيدة لحلها ، ثم حول كيفية محاولتي القيام بذلك أثناء قراءة دورة "معالجة الإشارات" وكيف أقيم النتائج ، ما هي المشاكل التي أراها ما هي أفكار حلها. كل هذا ليس أكثر من أفكاري وأفكاري ، وسأكون سعيدًا جدًا للتعليقات والاعتراضات والمزيد من الأفكار! علاوة على ذلك ، كل هذا مكتوب إلى حد كبير على أمل تلقي أفكارك وتعليقاتك. ومع ذلك ، ربما ، سيساعد هذا النص شخصًا ما على الاهتمام بالتدريس عالي الجودة ، على الرغم من كل ما يحدث حوله.


الصورة

تنظيم الدورة العامة


تتكون الدورة من مكونين: النظري والعملي. كلا الجزئين مهمان للغاية: النظري يعطي نظرة عامة كبيرة على الخوارزميات والأفكار الموجودة لتصميمها لحل المشاكل مع فجوة دلالية. يجب على المرء العملي أن يعطي على الأقل لمحة عامة عن المكتبات الحالية ، بالإضافة إلى تدريب مهارات إنشاء الخوارزميات الخاصة بك. وبناءً على ذلك ، يتطلب كلا الجزأين إعداد التقارير لتحفيز دراستهم ، وتحديد الخط الرئيسي لعمل الطلاب.


كالعادة ، تألف الجزء النظري من المحاضرات. بعد كل محاضرة ، تم تزويد الطلاب بقائمة واسعة من الأسئلة حول المحاضرة في المنزل ، والتي تتكون من كل من الأسئلة الروتينية حول تفاصيل الأسئلة المروية والإبداعية حول كيف وفي أي الحالات يمكن تحسين بعض الأفكار وأين يمكن استخدامها قبل دعوة الطلاب لطرح أسئلتهم لإلقاء محاضرة (ويمكنك أيضا الإجابة عليها). تم وضع جميع الأسئلة في منشور على مجموعة فكونتاكتي ، ويجب كتابة الإجابات في التعليقات: يمكن للمرء إما الإجابة على سؤال لم يلمسه أحد بعد ، أو التعليق على / استكمال إجابة موجودة بالفعل ، بما في ذلك إجابة قدمها طالب آخر. إن مجال الإبداع المرتبط ارتباطًا وثيقًا بالموضوع ، في رأيي ، كان هائلاً!


كان من المقرر إضافة ملحق للإجابات على الأسئلة: بعد الموعد النهائي ، كان على الطلاب مراسلتي عبر البريد الإلكتروني بأسماء المستجيبين الذين تم ترتيبهم اعتمادًا على الدرجات المستحقة. كما تم الترحيب بالتعليقات على الترتيب. بعد كل هذا ، سجلت في النهاية للمحاضرة. بناءً على نتائج هذه النقاط وعدد من الإيجابيات الإضافية ، بما في ذلك تلك التي تنمو من الجزء العملي من الدورة ، تم وضع درجات الفصل الدراسي. يمكن للمعارضين والمتسكعون أن يحاولوا تحسين درجاتهم في اختبار صارم (يمكنك استخدام كل شيء على الإطلاق ، لكنني أطلب صعوبة في الفهم).


كانت الرسالة العامة للجزء النظري شيء من هذا القبيل: أحاول أن أعطي بجنون الكثير من المواد ، على أمل أن يجد جميع الطلاب فيها الكثير من الجديد والمفيد. في الوقت نفسه ، لا أطلب منهم الخوض في كل شيء ، يمكنهم إما اختيار لحظات مثيرة للاهتمام / مفيدة لأنفسهم والتعمق فيها ، أو القيام بكل شيء قليلًا. أرى أن الامتحان غرامة بالنسبة لأولئك الذين عملوا بشكل سيئ في الفصل الدراسي وليس كقاعدة.


يتكون الجزء العملي من


  • ثلاثة مختبرات صغيرة يتعين على الطلاب فيها تشغيل تعليمات برمجية جاهزة تستخدم بنشاط مكتبات مختلفة وتحديد البيانات التي تعمل عليها بشكل جيد أو سيئ ،
  • ورقة مصطلح حيث يُطلب من الطلاب حل المشكلة بشكل مستقل مع وجود فجوة دلالية. يمكنهم أن يأخذوا المهمة الأولية إما من المهام المقترحة ، أو يختاروا لأنفسهم وينسقوا معي. ثم كان عليهم التوصل إلى حل ، ترميزه ، رؤية أنه يعمل في المرة الأولى ، يعمل بشكل سيئ ثم يحاول تحسينه ، مسترشداً بنصيحتهم ونصيحتهم. سيكون الهدف المثالي هو تحقيق جودة جيدة حقًا ، وإقناع الطلاب بأن الصبر والعمل في الاتجاه الصحيح سيفشلان أيضًا ، ولكن بالطبع ، لا يمكن دائمًا أن يتم ذلك.

كل هذا يجب القيام به للتصنيف. يمكن أن تختلف نوعية العمل ومقدار الجهد المبذول بشكل كبير. بفضل الجهود الكبيرة ، كان من الممكن الحصول على المزيد من النقاط الإضافية بالإضافة إلى المحاضرة.


حدث هذا في فصل الربيع من السنة الرابعة ، عندما ينتهي الفصل الدراسي قبل أكثر من شهر بقليل بسبب المرحلة الجامعية. أي ، كان لدي حوالي 10-11 أسبوعًا.


كان لدي أيضًا شخص من الداخل على شكل أخت درست في إحدى مجموعتين ، والتي قمت بإلقاء محاضرة منها. يمكن لأختي في بعض الأحيان أن توقف أفكاري المجنونة بقصص حول رؤيتها للوضع الحقيقي في المجموعة وتحميلها في مواضيع أخرى. بالاقتران مع الموضوع الناجح للدورة ، فضل المصير إجراء التجارب كما لم يحدث من قبل!


الصورة

تأملات في المشاكل التي تريد حلها


في هذا القسم أحاول التحدث عن المشاكل ، والأفكار التي أدت بي إلى الهيكل الموصوف للدورة. ترتبط هذه المشاكل بشكل رئيسي بحقيقتين:


  • هناك طلاب مبدعون ونشطون قادرون على تنظيم دراساتهم بشكل مستقل في الاتجاه الذي يحتاجون إليه حقًا. بتعديل الجميع إلى مستوى متوسط ​​، غالبًا ما يخلق النظام التعليمي الحالي في الجامعات ظروفًا صعبة وعصبية ولا معنى لها لمثل هؤلاء الطلاب.
  • لسوء الحظ ، لا يهتم العديد من المعلمين بجودة عملهم. غالبًا ما يكون عدم الاهتمام هذا نتيجة لإحباط الطلاب. لكن العمل السيئ للطلاب لا يمكن إلا أن يكون نتيجة للعمل السيئ للمعلمين. يمكن أن يتحسن الموقف إذا كان العمل الجيد سيفيد المعلمين أنفسهم ، وليس الطلاب فقط.

بالطبع ، هناك العديد من المشاكل الأخرى التي لا ترتبط كثيرًا بكل من الأولى والثانية. على سبيل المثال ، ماذا تفعل بهؤلاء الطلاب غير القادرين على تنظيم أنفسهم بأنفسهم؟ أو أولئك الذين يبدو أنهم يحاولون ، ولكن لا يزالون لا يستطيعون فعل أي شيء؟


المشاكل المرتبطة بالوقائع الموصوفة ، عانيت أكثر ، وفكرت كثيرًا في حلها. يبدو لي أن هناك في الوقت نفسه "رصاصة فضية" تقررها: إذا كان الطلاب الأذكياء في ظروف مريحة ، فقد يكونون مفيدين جدًا للمعلمين.


دافع المعلم


لنبدأ بدافع المعلم. بطبيعة الحال ، من الضروري الحصول على دورة جيدة. لذلك ، من الدورة ، يمكن للمعلم الحصول على:


  • المتعة.
  • المال. غالبًا ما يكون لدينا رموز رمزية. هذه الأموال سخيفة خاصة بالنسبة لأولئك الذين يجيدون تكنولوجيا المعلومات. وكقاعدة عامة ، فإن هؤلاء الأشخاص لديهم أو قد يحصلون على أرباح أكثر عدة مرات في وظيفة أخرى. ومن المؤكد أنهم لا يستطيعون التدريس بشكل جيد لمجرد الراتب.
  • التحفيز أفضل بكثير للانغماس في المادة. كنت قلقة للغاية بشأن شعبية محاضراتي. وفي الوقت الحالي على الأقل ، كنت خائفة للغاية من آراء الطلاب التقديرية وآرائهم السلبية: "لا يوجد شيء آخر نفعله سوى إجبارنا على قضاء بعض الوقت في هراء لم يتمكن هو نفسه من اكتشافه أو الحاجة إليه للتعامل معه" .
  • نتائج غمر الطالب في المادة. يمكنك خلق جو يحفز أسئلة الطلاب المعقولة في المحاضرات. يمكن أن تساعد هذه الأسئلة المعلم كثيرًا: اذكر بعض الأخطاء وأوجه القصور ، وشجع على النظر إلى الأشياء من الجانب الآخر ، وربما يجعلك تفهم شيئًا جديدًا.
  • يمكن تشجيع الطلاب على تجاوز مادة المحاضرة. ثم يمكنهم جمع الكثير من المعلومات الجديدة وإعطاء نتائج في شكل تمت معالجته بالفعل بطريقة ما. نعم ، لا يزال من الصعب فهمها والتحقق منها. ولكن في سياق عمليات التفتيش هذه بالتحديد ، يتسع الأفق. وهناك مكافأة أخرى: إذا كان هناك شيء غير واضح ، يمكنك في بعض الأحيان أن تسأل الطالب بدلاً من فهمه بنفسك. مثل هذا السؤال سيكون أيضًا اختبارًا لمدى فهم الطالب.
  • التدريب على التواصل مع الناس. التدريب على تقييم الأشخاص ، وفهم ما يمكنهم توقعه منهم ، بما في ذلك اعتمادًا على أفعالهم. يمكنك محاولة التقييم المسبق للطالب الذي سيقوم بهذه المهمة بشكل جيد وفي الوقت المحدد ، أيهما سيئ ، وأي شخص سيفعل ما هو مطلوب ، ولكن لفترة طويلة جدًا. تدريب مناهج الإدارة المختلفة (التذكير ، إلخ). افهم كم هو سهل وكيف يمكن للطلاب (وربما ليس فقط) التلاعب بك. مساحة التجريب ضخمة. يمكن رؤية النتائج التجريبية بسرعة نسبيا.
  • ممارسة العرض الكفء للأفكار والمحاضرات والمهارات الخطابية الأخرى. التدريب على فهم إجابات وأسئلة الطلاب السيئة الصياغة (في بعض الأحيان يجب القيام بكل هذا بسرعة - يمكنك تدريب رد فعلك).
  • نتائج اختبار الأفكار البسيطة في الممارسة العملية من قبل الطلاب. يمكن أن تكون نتائج اختبار فكرة المرء والفكرة التي حدثت للطالب مفيدة. إذا وجدت مهمة مثيرة حقًا للطالب ، فمن المحتمل أن يولد الطالب أفكارًا جيدة ويختبرها نوعيًا.
  • استخدام "مجاني" للطلاب لحل مشاكلهم العملية.

    ويعتقد على نطاق واسع أن المعلمين يحصلون على أكبر فائدة من ذلك. لقد آمنت بهذا لبعض الوقت ، ولكن مع كل تجربة لاحقة ، فإن إيماني به يتناقص. حتى الآن ، كان لدي طالب واحد فقط ، من التعاون الذي حصلت معه في النهاية على ما أردت بالضبط ، في الوقت المحدد ، ووفرت وقتي حقًا. ربما تمكنت من تعليم هذا الطالب بشكل أفضل من الآخرين. صحيح هنا ، خلال فترة المشروع ، اتضح أنني بحاجة إلى حل لهذه المشكلة بشكل مختلف قليلاً ، ولكن هذا بالتأكيد خطأي.
    بالنسبة لجميع الطلاب الآخرين الذين التقيت بهم ، كان علي أن أركض بلا نهاية ، وأذكرهم بالعمل العلمي ، وأشرح لهم نفس الشيء عدة مرات. في النهاية ، تلقيت شيئًا غريبًا جدًا منهم ، وغالبًا في الوقت الذي قمت فيه بالفعل بحل هذه المشكلة بنفسي. لا أفهم مدى فائدة هذا التنسيق بالنسبة لهم (يبدو أنهم يتدربون على فعل شيء ما ، ولكن بطريقة ما سيئة للغاية). بالنسبة لي ، هذه العملية تأكل الكثير من الأعصاب والوقت. الزائد الوحيد: في بعض الأحيان ، أثناء المناقشات ، يوجه انتباهي إلى بعض تفاصيل المشكلة ، والتي لم ألاحظها من قبل.




  • الشهرة والمكانة - مع تعليم عالي الجودة
  • وضوح نتائج أنشطتهم وامتنانهم للطلاب. صحيح أنه غالبًا ما يكون من الصعب فهم الحقيقة هنا ، غالبًا ما يكون الطلاب شاكرين على الإطلاق لما يحتاجونه.
  • التعرف على المتخصصين المستقبليين في مجالهم. من الأفضل أن نفهمهم ونفهم كيف يعيش الجيل الجديد. يمكنك تسليط الضوء على من أعجبهم ، ثم دعوتهم للعمل.

هذا كل ما تمكنت من جمعه. بالنسبة لي ، أحاول أن أدرك بوضوح قدر الإمكان ما ، بالإضافة إلى المتعة والهيبة ، الذي آمل أن أتلقاه من قراءة الدورة. ما الذي يجب أن يكون عليه استعدادي لدفع وقتي في هذا الفصل الدراسي بأكمله؟ بدون هذا الفهم ، من الصعب أن نؤمن بالقدرة على إجراء دورة جيدة. يجب أن يؤخذ الدافع الخاص في الاعتبار عند التفكير في هيكل الدورة.


الصورة

ظروف مريحة للطلاب المتقدمين


يركز الجزء الثاني من متطلبات هيكل الدورة على الطلاب المبدعين والنشطين ، الذين لديهم فكرة جيدة عما يحتاجون إليه. على الرغم من حقيقة أن العديد من المعلمين ينكرون بثقة حتى إمكانية وجود هؤلاء الطلاب ، إلا أنهم موجودون بالتأكيد في الجامعات المتقدمة. من خلال الدورات العليا ، يزداد عددهم بشكل كبير ، خاصة مع جودة التدريب. والطلاب الأذكياء هم أمل بلادنا وعلمنا.


التدريب في جميع الجامعات تقريبًا بعيدًا عن أن يكون فعالا قدر الإمكان. في المحاضرات ، غالبًا ما يتم إخبار الطلاب بشيء قد يكون مثيرًا للاهتمام ، ولكنه غريب: إذا لزم الأمر ، ثم في نوع من العالم لم ينضج الطلاب بعد. غالبًا ما يحدث أن سمع الطلاب المتقدمون أو قرأوا عن هذه الأشياء وفهموها ثم نسيوا - الآن يضطرون للاستماع مرة أخرى. غالبًا ما يتعين على الطلاب القيام بمهام عملية غريبة ، والتي توصل إليها المعلم فقط لأنه يعتقد أن الطلاب بحاجة إلى شيء ما لتحميله. لكتابة وتصحيح التقارير التي لا يقبلها المعلمون في كثير من الأحيان في المرة الأولى ، وذلك ببساطة لأنها تبدو غير صلبة ، وعلى الأقل يجب تعلم شيء ما.


إذا كان كل هذا يقع على الأشخاص الذين لن يفعلوا أي شيء لولا ذلك - فربما لا يكون ذلك سيئًا. كما تظهر الممارسة ، في نهاية التدريب ، يفهم هؤلاء الأشخاص شيئًا ، معظمهم مناسب تمامًا للعمل في تخصصهم.


ولكن يحدث أن يتم تطبيق هذا النظام على الطلاب المتقدمين الذين لديهم بالفعل خطة عمل خاصة بهم ، وعملهم الخاص ، وفهمهم الخاص إلى أين ينتقلون. علاوة على ذلك ، هذا الفهم صحيح بشكل عام ، ويمكن القيام بالعمل كثيرًا عند الطلب ، إذا تم تصحيحه قليلاً. والمحاضرات مع المواد النظرية المجردة ، والمهام والتقارير العملية غير المدروسة التي تحتاج إلى كتابتها وتصحيحها إلى ما لا نهاية تقع على هؤلاء الطلاب. حتى إذا كان هذا هو كل ما تحتاجه ، فإن ربطه بالمصالح العلمية للطالب أكثر فاعلية. حتى يفهم كيف ستساعده هذه المعلومات في الممارسة.


خلاف ذلك ، إذا لم يفهم الطالب ، سيتم تعلم جزء صغير فقط. نعم ، سيتم نسيانه قريبًا إذا لم يتم استخدامه عن كثب في دورات أخرى. بقيت فكرة عامة فقط. وكذلك من مواد مدرسية غير مثيرة للاهتمام أو من الطلاب غير المهتمين بأي شيء. ومع ذلك ، ربما سيكون هناك فهم لمكان الجري لمعرفة ذلك.


ولكن يستغرق الطلاب الكثير من الوقت الشخصي للحصول على هذه المعلومات. يمكن للعديد من الطلاب المتقدمين استخدامها لتحقيق فائدة كبيرة. مثل هؤلاء الأشخاص على استعداد لاستيعاب المعرفة التي يحتاجونها تقريبًا وبسرعة مذهلة ، وخاصة في الدورات العليا.


نعم ، ربما تكون دورتك هي بالضبط ما يفتقر إليه الطالب المتقدم. وهو ، أيها المسكين ، لا يفهم. لكن من غير المرجح أن تساعده المحاضرات النظرية المجردة. إذا فهمت جوهر بعض الأعمال المثيرة للاهتمام ونصحك بتطبيق جزء صغير على الأقل من المعرفة التي تقدمها في المكان الصحيح ، فإن الطالب بالتأكيد سيفهمها ويقدرها. خاصة إذا كان اقتراحك للتحسين سيساعد على تحقيق نتيجة أفضل من الناحية النوعية.


في الواقع ، كل شيء ، بالطبع ، أكثر تعقيدًا إلى حد ما. لا يمكن تطبيق كل المعارف المفيدة في مجال مثير للاهتمام للطالب. بعد ذلك ، خاصة إذا حدث ذلك في السنوات الأخيرة ، سيكون من الجيد محاولة فهم ما هو أكثر فائدة للطالب: القيام بما تراه ضروريًا ، أو ما يعتبره ضروريًا لنفسه. والتصرف وفقا لهذا.


في هذه الدورة لم يكن لدي مثل هذه المشكلة تقريبًا: يبدو لي أن الدورة التدريبية حول حل المشكلات ذات الفجوة الدلالية قابلة للتطبيق في كل مكان ومفيدة للجميع. في الواقع ، هذه دورة عن تصميم الخوارزميات والنماذج في المواقف المعقدة. أعتقد أنه من المفيد للجميع أن يفهموا أن هذا موجود وكيف يعمل على الأقل في المستوى الأعلى. كما تدرب الدورة مهارات النمذجة واتباع نهج معقول لحل العديد من المشاكل.


كنت أخشى أن أقول حصريًا ما يعرفه العديد من الطلاب بالفعل. لم أرغب في إجبارهم على حل المهام التي لن تعلم أي شيء. كنت أرغب في عدم إجبار الطلاب المتقدمين على أداء مهام القراد ، فقط للحصول على الاختبار.


للقيام بذلك ، تحتاج إلى فهم الطلاب الجيدين ، وفهم ما يعرفون وما الذي تسعى جاهدة من أجله. مقابلة معهم ، والحصول على آراء ، والنظر في نتائج العمل ، وفهم شيء عنها. لا تجعل الطلاب يخافون مني. لا تخشى الإجابة على السؤال بشكل غير صحيح. لا تخشى انتقاد خطي.


ولكن يجب ألا يكون المرء مخيفًا فحسب ، بل مطالبًا أيضًا. , . , , , . , . , .


. , . . . — . , . , . : “ ? ?”. , , , .


, . , . , . . , , . , . , , . , , , , . , , , .


, . , . , . , .


, . , . , : “- . , “.


, , . , : . — , . — . , — . , , . , - , .


— !


الصورة


. , , ?


— . , . . , , , , . , . : , , ( , ). — . , : , . 5 , — .


. , , .


, , . — . , . , . , .


: , , - , . , , ? ? : ? / ? : — . .


, : , , CSC , . , , , .


. , , , — , — , . : . , , , , . .


, . , . , , . : , , 4- : ; , . feedback : .


الصورة


, , 5- . , , . , .


: ? , , , - . , - .


, , — . — . .


, ( , ), . — , , , , , . , . : .


, ( 15, ). , .


:
  • . , .
  • .
  • . , . , , .
  • — , .
  • , .
  • (, , ).
    , , “ ” . -, , , ; -, , 4- , , .
  • : , - , — , .
  • — .

— . , .


: , . - — ? , , + , , , . , , . , : . “ ” .


:


, , .

(من أبحاث التعليم عبر الإنترنت ، مثل Waters و AE و Tinapple و D. و Baraniuk ، RG: "BayesRank: A Bayesian Approach to Ranked Peer Grading"، 2015)


يمكن أن يساعدني الترتيب كثيرًا. وفقًا لذلك ، بعد الموعد النهائي للإجابات ، يجب أن يرسل لي الطلاب قوائم مرتبة من زملائهم ، من التعليقات في هذه القوائم كانت موضع ترحيب. من حيث المبدأ ، لم أصر على الترتيب ، لكنني أوصيت به فقط من أراد ما - يمكنه إرساله. وفقًا لنتائج الدورة ، اتضح أنه بعد الترتيب الكامل ، كان الشكل الأكثر شيوعًا للرد هو أفضل k الذي كتب أكثر الإجابات فائدة.
الصورة

التنظيم الدلالي للدورة

الجزء المهم التالي كان المحتوى الدلالي للدورة. كان الجزء النظري من الدورة كما يلي:


  1. محاضرة الصفر - مقدمة ، ما تدور حوله الدورة ، ما هو التركيز الذي سأفعله + إعداد التقارير (قواعدها عملاقة وكرست ما يقرب من نصف المحاضرة لقصتهم)
  2. 1-3 محاضرة عن كيفية حل مشكلات معالجة الصور بشكل عام قبل ظهور التعلم الآلي. تلافيف للبحث عن الاختلافات في الشدة والتنعيم ، والحذر ، ومعالجة الصور المورفولوجية ، وعرض الصور في مساحات مختلفة (تحويل فورييه / المويجات) ، فدية ، تحويلات هوف / رودن ، كاشفات النقاط المفردة ، النقاط ، الواصفات ، بناء خوارزمية التعرف.
  3. 2-3 محاضرات (حسب الحاجة) عن أفكار التعلم الآلي ، والمبادئ الأساسية لكيفية مساعدتها على حل مشاكل الخوارزميات المخترعة. التعداد التلقائي لقيم المعلمات ، والظروف ، وتسلسلها ، وما يمكنك القيام به مع البيانات وما تحتاج إلى الخوف منه ، ما هي النماذج الأفضل لاتخاذها كأساس ، وتقليل الأبعاد ، وتقريب بيانات الشبكة ، والتجميع. لقد خطط لإخبار الجزء الأول من هذا بسرعة كبيرة (تم العثور عليه أيضًا في دورات أخرى) ، حول التكتل بمزيد من التفاصيل (لماذا من الخطر استخدامها ، أي الخوارزمية للاختيار وما تحتاج إلى تذكره).
  4. المحاضرات التي يتم فهم أمثلة للمهام الحقيقية (على الأقل ، التعرف على الوجوه ومعالجة دفق الفيديو ، وهكذا - اعتمادًا على مقدار الوقت الكافي ، قد يكون لدى الطلاب أفكار أو رغبة في إخبار شيء خاص بهم). كان من المفترض وجود تنسيق شبه أولي ، حيث نحاول أولاً تعيين المهمة ، ثم نقل أفكار الطلاب إلى الأفكار التي تحلها ، ثم الانتقال إلى الأساليب المستخدمة بالفعل ولم يتوقعوها بعد. على سبيل المثال ، في مهمة تحديد هوية شخص من صورة ، يتم استخدام أفكار PCA و LDA (مقاييس فيشر) ، وهو أمر يصعب التفكير فيه ، على الأقل في المحاضرة.

يجب أن يوضح الجزء العملي بعض الجوانب النظرية ، ويقدم الطلاب إلى المكتبات ويجعلهم يحلون مشكلة صعبة بأنفسهم. وبناءً على ذلك ، كان هناك ثلاثة مختبرات صغيرة ، كان من الضروري فيها أخذ مجموعة من النصوص الجاهزة وتشغيلها مع تحقيق أهداف مختلفة على طول الطريق:


  1. تثبيت بيثون ، pycharm والمكتبات المختلفة. البرامج النصية التي يتم تشغيلها هي الأبسط: تحميل الصور ، وبعض التصفية البسيطة حسب اللون وموقع البكسل.
  2. مجموعة من النصوص توضح جزءًا مما قيل في المحاضرات 1-3 ، كان على الطلاب التقاط الصور التي تعمل عليها النصوص بشكل جيد أو سيئ ، واشرح لماذا. صحيح ، لم يكن لدي ما يكفي من النصوص البرمجية لهذا المختبر وتبين أنها هزيلة إلى حد ما.
  3. لتعلم الآلة: كان عليك اختيار واحدة من مكتبتين: catboost أو tensorflow ومعرفة ما يقدمونه في المهام البسيطة (تم أخذ المهام ومجموعات البيانات من مكتبات نموذجية بدون أي تغييرات تقريبًا ، كما لم يكن لدي الوقت الكافي). في البداية كنت أرغب في جمع المكتبتين معًا ، ولكن بعد ذلك بدا أن الأمر قد يستغرق الكثير من الوقت.
    حاولت اختيار جميع المختبرات الثلاثة بحيث يمكن إجراؤها في 3 ساعات - في مساء واحد. تم اختيار النتيجة المحددة للمختبر إما مجموعات من الصور ونتائج العمل عليها ، أو قيم معلمات وظائف المكتبة في البرنامج النصي. كانت جميع المختبرات مطلوبة ، ولكن يمكن القيام بذلك إما نوعيًا أو ضعيفًا ، للحصول على أداء عالي الجودة ومهام خاصة للمختبرات ، يمكنك الحصول على نقاط إضافية تزيد من درجة الفصل الدراسي.

يمكن للطلاب اختيار مهمة صعبة بأنفسهم: على سبيل المثال ، لاتخاذ شيء ما يتعلق بال البكالوريوس أو العمل ، أو من تلك المقترحة. كان من المهم أن تكون هذه المهمة مهمة ذات استراحة دلالية. كان من المهم أن حل المشكلة لا يتطلب البرمجة بأحجام كبيرة. التعقيد لم يكن مهمًا جدًا - اعتقدت أن نتيجة سيئة ستكون أيضًا نتيجة. تم تحديد خمس مراحل من العمل في المهمة ، ويجب تنسيق نتائج كل مرحلة معي.


  1. اختيار المهام
  2. اختيار البيانات: مرحلة مهمة ، يتم خلالها تكوين فكرة أكثر واقعية للمشكلة في الوقت نفسه ، كقاعدة ، تولد فرضيات الخوارزميات التي تحلها.
  3. رسم التقريب الأول: خوارزمية من شأنها حل المهمة بطريقة أو بأخرى ، والتي يمكن من خلالها دفعها وتحسينها.
  4. التحسين التكراري لحل المشكلة.
  5. تقرير غير رسمي يصف الخوارزمية النهائية وتعديلات الخوارزمية للخوارزمية الأصلية التي تم إجراؤها للحصول عليها.

كانت المهمة نفسها ، مثل المختبرات الصغيرة ، إلزامية. لأدائها عالي الجودة ، يمكنك الحصول على الكثير من النقاط الإضافية.


قبل حوالي أسبوع من الاختبار ، أضفت إصدارًا بديلاً من المشكلة ، في حل كان من الممكن الاعتماد عليه كحد أقصى 4 ك: أتخذ إشارة موصوفة بواسطة وظيفة رياضية معقدة وأولد بيانات للتدريب / الاختبار للطلاب. مهمتهم هي تقريب الإشارة بأي شيء. وبالتالي ، يتجنبون مرحلة جمع البيانات ويحلون المشكلة الاصطناعية.


الصورة

الدرجات


أعلاه كتبت الكثير عن النقاط ، حان الوقت لشرح ما أعطوه.


هناك العديد من مجالات النشاط التي يمكن الحصول على نقاط لها. في النهاية ، تم ضرب النقاط لجميع الاتجاهات ورفعها إلى درجة "1 / <عدد المحاضرات التي ألقيت في الفصل الدراسي>". الاتجاهات:


  • كل محاضرة هي اتجاه منفصل.
  • مختبر صغير
  • مختبر كبير (معقد)
  • لحظات تنظيمية

    هنا تأتي النقاط للحصول على المشورة والعمل على المساعدة في تنظيم الدورة ، على سبيل المثال ، للحصول على ملاحظة موضوعية بأن شيئًا ما مفقود ، أو شيء ما يتم بشكل سيئ أو لمحاولة إعادة كتابة وصف التقرير بحيث يصبح أكثر قابلية للقراءة. اختلف عدد النقاط حسب تقديري ، اعتمادًا على مدى فائدة الصياغة وملاءمتها ووضوحها ، وما إلى ذلك.




  • أي شيء آخر يتعلق بموضوع الدورة.

    على سبيل المثال ، إذا أراد أحد الطلاب التطرق إلى جانب معالجة الإشارات ، والذي لم أقل شيئًا عنه ، فستذهب النقاط هنا. يمكنك لمس شيء ، على سبيل المثال ، من خلال إعداد جزء من محاضرة حول هذا الموضوع. اعتمادًا على جودة العمل المنجز والوضع بمرور الوقت ، قد أسمح أو لا أسمح بهذه المحاضرة ، ولكن على أي حال سأضع بعض النقاط على الأقل وأكتب بعض التعليقات التي أثيرت - ستتاح للطالب فرصة التكرار التالي وتعميق معرفته وجلب معلومات جديدة النقاط.


    في البداية ، لكل اتجاه ، كان للطالب نقطة واحدة (لذلك عند الضرب ، لم يحصل بالتأكيد على 0). يمكن الحصول على نقطة أخرى للقدوم إلى المحاضرة (في الاتجاه المقابل لهذه المحاضرة) ، لم يكن الأمر بهذه البساطة - كانت المحاضرات في الثامنة صباحًا. لم أتمكن من تنظيم حجم النقاط المتلقاة لكل شيء آخر ، لذلك أضعها حسب تقديري ، من الواضح أنني أرتكب الأخطاء غالبًا. لم يكن هناك سوى الصورة العامة ، والتي بموجبها يمكن للطالب الضليع في المحاضرة أن يحصل على 25 نقطة ، ضليعًا - 10 نقاط ، ضليع - 5 نقاط ، تم وضع أقل لشخص قام بشيء ما. بطبيعة الحال ، عند التقييم ، كان بإمكاني الاعتماد فقط على ما كتبه الطالب ، على الرغم من أنه في كثير من الأحيان يمكن أن يكون كسولًا أو أي شيء آخر ، ونتيجة لذلك لم تصلني معرفته الحقيقية.



من المهم أن تكتب عن المواعيد النهائية. كانت المحاضرات يوم الثلاثاء الساعة 8 صباحا. أولاً ، تم تحديد الموعد النهائي للإجابات على المحاضرات يوم الأحد المقبل ، للترتيب - وهو أقرب يوم الخميس بعد الأحد. ثم ، من جانب الطلاب ، تم التعبير بوضوح عن ما جئت إليه في أول محاضرتين بنفسي: أحتاج إلى كتابة تعليق على الإجابات ، وبعد ذلك يُنصح بإعطاء الطلاب فرصة للتحسين. إلى جانب ذلك ، بدأ سماع الأصوات أنه لم يكن هناك سوى 5 أيام للإجابات. ونتيجة لذلك ، أنا ، خلافا للمخاوف التي أعرب عنها الطلاب الآخرون ، أضفت أسبوعا للإجابات على الأسئلة ، وبدأت في التعليق على الإجابات التي جاءت قبل الأحد الأول. كان القرار خاطئًا بشكل واضح: لم يعودوا يجيبون بعد الآن ، وخلال الفترة الممتدة عقدت محاضرات جديدة وحتى أنني كنت مرتبكًا بشأن ما كان يحدث وماذا يحدث. لكنه لم يغير أي شيء: قرر أن هناك الكثير من التغييرات.


في نهاية الفصل الدراسي ، بالنسبة لأولئك الذين حصلوا على الاختبار في الممارسة العملية ، فإن النقاط المكتسبة تتوافق مع الدرجة النهائية للدورة. يمكن تحسين هذا التقييم في الاختبار ، الذي كان من المفترض أن يسير على النحو التالي:


يتم تقديم أربعة أسئلة صعبة حول مواضيع مختلفة لفهمها (سأختار الموضوعات حسب تقديري). كل ما قيل في المحاضرات أو وقع في المجموعة في VK يمكن أن يطرح أسئلة. الإجابة المقروءة بالكامل على السؤال هي +1 نقطة لأولئك الذين تم تسجيلهم في الفصل الدراسي (إذا كان الشخص يفهم جزءًا من السؤال فقط ، فسيتم وضع 0 نقاط للسؤال ، بغض النظر عن أي جزء). سيكون من الممكن استخدام كل شيء مهما كان ، ولكن الأسئلة ستكون معقدة حقًا - فهم عميق.

غالبًا ما يؤدي حظر استخدام المواد في الامتحان إلى حقيقة أنه بدلاً من الفهم ، يحشر الطلاب أو يشطبون.


ديناميكيات التسجيل خلال الفصل الدراسي رأيت شيئًا مثل هذا: سيحصل الطلاب المتقدمون على ما يكفي لخمس نقاط تلقائية في المحاضرات 6-7 الأولى. أي في مكان ما بحلول نهاية شهر مارس ، عندما أخبرك بالمعلومات الأساسية وانتقل إلى أمثلة لتحديد المشكلات الحقيقية وحلها. مع الممارسة ، كنت آمل أن يقوم المجتهدون بفرزها بحلول أبريل ، على الأكثر في المنتصف ، إذا تم تخفيض أولويتها حسب متطلبات الدورات الأخرى. لقد قمت بتقييم هذا بمفردي: أعتقد أنه عندما كنت طالبًا في السنة الرابعة ، كنت سأدرس مثل هذه الدورة في الوقت المحدد تقريبًا إذا لم يحدث شيء غير متوقع. من الطلاب الأقل تقدمًا ، توقعت أن إمكانية تلقي أوتوماتون على الأقل ستثير اهتمام الكثير منهم ، وسوف يقرأون إجابات زملائهم وأجزاء من عروض المحاضرات. الموضوعات مثيرة للاهتمام بشكل عام ، وربما يتمكن هؤلاء الطلاب من فهمها ، وسيحاولون فهمها بعمق أكثر.


أود أن أدلي بملاحظة حول مجموعة الضرب المختارة للنقاط بين الاتجاهات ، وليس المجموعة المضافة (جذر المنتج ، وليس المبلغ مقسومًا على بعض الأرقام). وهذا يتوافق مع الحاجة إلى التعامل مع عدد كبير من الاتجاهات عند نفس المستوى تقريبًا ؛ حتى المعرفة العميقة جدًا في بعض الاتجاهات لن تمنح الطالب درجة جيدة للدورة في غياب معرفته في مجالات أخرى. على سبيل المثال ، يحمي التعددية من القدرة على الحصول على 5 ، ويملأني باقتراحات لتحسين تنظيم الدورة: كل جملة تالية ، جلب العديد من النقاط مثل النقطة السابقة ، ستقدم مساهمة أقل وأقل في الصف النهائي.


أحد أوجه القصور الملحوظة على الفور في هذا النظام هو تعقيده. ولكن ، بما أن الدورة نفسها معقدة للغاية ويتطلب حل المشكلات مع فجوة دلالية بناء وفهم الخوارزميات المعقدة ، أعتقد أنه يجب أن يكون الطلاب قادرين على فهم ذلك بسهولة. علاوة على ذلك ، يشبه نظام الإبلاغ هذا في حد ذاته إلى حد ما حل مشكلة مع فجوة دلالية: في نموذج الدورة ، نشأت بعض المشاكل ، تم اختيار أهمها ، تم البحث عن الحلول التقريبية لحلها.


عيب آخر في النظام: يمكن أن يستغرق الطلاب الكثير من الوقت. لذلك ، حاولت تطبيق فكرة قديمة: أن أقدم للطلاب الذين يعرفون المادة جيدًا وبدون دورة تدريبية أو الذين يعتبرون أنفسهم مشغولين بأمور أكثر أهمية للاتصال بي في الشهر الأول. أنا على استعداد للتحدث معهم ، واعتمادًا على مستوى معرفتهم وأسباب ازدحام الدورة التدريبية ، قدم لهم آلة أوتوماتيكية أو طريقة مبسطة ، معدلة لهم ، لأخذ الدورة. بعد الشهر الأول ، يتم سحب العرض - وإلا يمكن استخدامه في نهاية الفصل الدراسي من قبل الطلاب الضعفاء الذين لم يتمكنوا من إجبار أنفسهم على فعل شيء ما ، لكنهم يرغبون في ذلك.


حول هذا تم تقديمه للطلاب في المحاضرة الأولى. علاوة على ذلك ، وعدت نفسي بعدم تغيير هذا ، حتى إذا رأيت أنه يعمل بشكل سيء ويؤدي الطلاب بشكل أقل أو أسوأ بكثير من المتوقع. لقد بدأت الدورة.


الصورة

النتائج


كانت النتائج أسوأ بكثير من توقعاتي ، على الرغم من تحقق عدد من الآمال. أتذكر ، بعد القائمة الأولى من الأسئلة حول المحاضرة التمهيدية ، انتظرت في خوف: هل ستكون هناك بعض الإجابات على الأقل وما إذا كانت ذات معنى. والآن ، في البداية ، بدأت الإجابات الأولى في الظهور ، في التعليقات ، بدأ نوع من النقاش حتى ، على الرغم من أنه من المرجح أكثر حول موضوع فلسفي. علاوة على ذلك ، خلال الفصل الدراسي ، استمر الطلاب في الإجابة ؛ ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، كان هناك زوجان من الطلاب المهيمنين الذين ساهموا بنحو 70 ٪ من جميع الأشياء المفيدة التي تمت كتابتها.


بحلول نهاية الفصل الدراسي ، انخفض النشاط بشكل ملحوظ ، بعد المحاضرة قبل الأخيرة ، أرسلوا لي قائمة مرتبة تتكون من اسم أخير - الشخص الوحيد الذي أجاب على الأقل على بعض الأسئلة حول تلك المحاضرة. أعتقد أن أسباب ذلك يمكن أن تكون التعب العام ، وربما بعض خيبة الأمل ، والتقييمات غير الكافية ، والتغييرات غير الناجحة في المواعيد النهائية ، والتي أدت إلى الحاجة إلى الانتظار 3 أسابيع للحصول على النتيجة النهائية للمحاضرة ، وزيادة العبء على مواضيع أخرى.


كما أن جودة الإجابات خيبت أملي أكثر فأكثر: غالبًا ما بدا أن الكثير قد تم انتزاعه من مكان ما دون فهم ، وكان حجم الأفكار الجديدة بعيدًا عما كنت أتوقعه. كان هناك حتى تعليق من الطلاب بأن النظام الحالي يحفز على الأقل بعض الإجابات. لا تعتمد النقاط كثيرًا على درجة مدى فهم الطالب. ولكن كان هناك بالتأكيد أولئك الذين فهموا.


نظرًا لأن لا أحد يتناسب مع خططي للتسجيل وهذا يهدد بأن على الجميع باستثناء زوجين أن يخضعوا للاختبار ، فقد بدأت في محاولة وضع درجات أعلى. يبدو أنني بالغت في تقدير النقاط لأولئك الذين أجابوا فقط بأمثلة على المهام والفرق بين هؤلاء غير المشتركين والذين حاولوا كثيرًا حقًا كان قليلًا جدًا. وقرب نهاية الفصل الدراسي ، شعرت باحتضان متزايد بسبب الشعور بأن العديد من الطلاب لا يفهمون شيئًا تقريبًا عما قيل ، على الرغم من أن لديهم درجات مقبولة نسبيًا. أصبح هذا الإحساس أكبر حتى في المحاضرة الأخيرة ، عندما بدأت أحاول أن أسأل الجميع على التوالي ، على أمل فهم المستوى النهائي بشكل أفضل وإضافة نقاط إلى أولئك الذين أجابوا بشكل صحيح - اتضح أن الكثيرين لا يعرفون الأشياء الأساسية ، على سبيل المثال ، ما هي الشبكات العصبية أو النقاط الخاصة في الصورة.


لم تكن آمال الترتيب مبررة بشكل جيد: كان هناك عدد قليل جدًا من التعليقات في القوائم المصنفة ، وبحلول النهاية اختفت تمامًا. غالبًا ما يبدو أنهم يقيمون بصريًا بدلاً من القراءة بعناية. ومع ذلك ، أتذكر بضع مرات على الأقل عندما ساعد التصنيف بالفعل وعندما نظرت إليه ، قمت بتعديل درجاتي. ولكن لم يكن هناك شك في أنه سيقيم بالنسبة لي. استغرق التقييم الكثير من الوقت ، ولكن يمكنني القيام بذلك في الطريق إلى مترو الأنفاق ، ونتيجة لذلك كان من المرجح أن أحصل على إجابات في الوقت المناسب من الطلاب.


كان هناك خيبة أمل منفصلة ، على الرغم من توقعها والناجمة عن الوضع الحالي وحقيقة أنني لم تأخذ هذا الموقف في الاعتبار تقريبًا ، مع الممارسة.

لم يجتاز أحد المختبر الكبير حتى في أبريل. وأنا حقًا لم أفهم ما إذا كان الأمر صعبًا أو أنهم ما زالوا لا يستطيعون تحمله ، ولم أكن أعرف ما إذا كان من الضروري تغيير شيء ما وكيف وماذا أطلب في النهاية. خرجت بحد أقصى 4 مشكلة ، لكنها لم تغير الوضع. في أفضل الأحوال ، بحلول نهاية أبريل ، اختار الطلاب مهامهم وأرسلوا البيانات. تبين أن بعض المهام المحددة غير قابلة للحل بشكل علني على مستوى المعرفة الحالي لدى الطلاب. على سبيل المثال ، أراد أحد الطلاب التعرف على الأورام السرطانية ، لكنه في نفس الوقت لم يفهم كيف يجب أن تختلف تمامًا - بالطبع ، لم أستطع المساعدة بأي شكل من الأشكال.


كان الوضع أفضل بكثير مع المختبرات المصغرة ؛ تم تسليم المختبرين الأولين في الوقت المحدد أو لم يتم الخروج منه كثيرًا ؛ والثالث أيضًا مر تقريبًا ، ولكن في النهاية. جعلها البعض بجودة عالية وأفضل مما كنت أتوقع. لكنني أردت أن أركز بشكل رئيسي على مختبر كبير.


أعتبر خطئي الآخر في تنظيم الممارسة هو التخطيط الأولي للتركيز الرئيسي للعمل على مهمة صعبة للنصف الثاني من الفصل الدراسي ، بحلول الوقت الذي أقوله بالفعل في المحاضرات معظم الأفكار لبناء الخوارزميات.

السؤال حول ما إذا كان من الممكن أن يطلب من الطلاب في الممارسة العملية ما لم يتم إخباره بعد في المحاضرات التي تقلق عقول العديد من المعلمين الذين أعرفهم. يبدو أن الجواب الصحيح الرسمي: بالطبع لا ، لأنه يعني أولاً أخذ وقت إضافي من الطلاب للدراسة المستقلة لما سيتم إخباره لاحقًا ، ثم إخبارهم بما يفهمونه بالفعل. ولكن الآن أعتقد أن الضرر الناتج عن هذا الموقف الرسمي أكبر بكثير: لم يعد من الممكن تجربة أصعبها في الوقت المناسب من الناحية العملية. , , , , , .


, , , ? , , - , , . , .


, .

, , - . , . , , . , , , . — , , , . , , . : “ ?” “ ” “ ”.


, : “ ”. , , , , , . , , , , , , , - “ ”. , , , . , , , .


: , , , . , , , — , . , , . , , .


, - , . , , . , , , , . , : - , . , , . , , . .


, - . . , , — . , , - , .


— . , , , , . , , , , . . , , , . , , , . , , , , . , , , .


الصورة

استمرار


, , , . , , .


  1. : . , , , , , ,… . , , .
  2. . , : , , . , , , , ML , . - , . , , .
  3. 1 , ; , , , 0,1. , , . , , . 1 .

    , , . , . . , , , , — .
    , . , , , - , . , .
    , , - . , , , csc: — , , . , , . , , : .


  4. . , : , . , , facebook. . : facebook . , - - .

, , , . , :


  • :
  • الترتيب الذي لا يساعد تقريبًا: حتى التحقق من استجابات الطلاب من قبل الطلاب أنفسهم لا يزال بعيدًا جدًا

بشكل عام ، أنا بالتأكيد لا أعتبر الوقت الذي يقضيه في إعداد الدورة التدريبية وإدارتها يضيع ؛ بالنسبة لي على الأقل كانت مفيدة للغاية.


هذا كل شيء ، على ما يبدو ، وبالتالي اتضح أنه مثقل للغاية.


الصورة


أريد أن أشكر:


  • للمراجعة: والدتي ، مارجريتا ميليكيان (زميلة ، وهي الآن طالبة دراسات عليا في جامعة موسكو الحكومية) ، وأندري سيريبرو (زميلة ، وهي الآن موظفة في Yandex)
  • جميع الطلاب الذين شاركوا في هذا واجتازوا الاستبيان / كتبوا مراجعات
  • وكل من علمني أي شيء جيد

Source: https://habr.com/ru/post/ar414317/


All Articles