智能計算全英文課程教學探索

程適+胡文娣

摘要：人工智能和數據分析技術是目前計算機研究和工業界的熱點領域，通過智能計算課程來教授學生智能科學知識，鍛煉學生的解決問題能力就尤為重要。如何在傳授智能計算理論知識的同時，培養學生解決問題的能力，培養學生對智能科學研究的興趣，是擺在計算機科學學院智能學科教育面前的一道難題。本文以陜西師范大學智能計算全英文教程教學為例，針對教學過程中的現實問題，通過分析學生的學習情況，有針對性地設置了課程的實踐方案，并說明教學實踐情況和取得的效果。

關鍵詞：智能計算；全英文課程；課程實踐；教學探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）49-0267-02

一、引言

人工智能和數據分析技術是當前計算機研究的熱點，在工業界也取得了廣泛的應用。在李克強總理所作的2017年《政府工作報告》中明確提出：“要應用大數據、云計算、物聯網等技術加快改造提升傳統產業，把發展智能制造作為主攻方向。”為了適應企業和學術界的需求，陜西師范大學計算機科學學院為計算機科學和軟件工程專業本科四年級學生開設了全英文授課的群體智能專業選修課。

二、需要注意的問題

（一）全英文課程特點

設立智能計算課程的目的，不僅僅是讓學生掌握到智能學科的基礎算法，熟悉算法的代碼實現，還要讓學生了解當前最前沿的智能科學知識。而這些知識的呈現形式，往往是最新的學術期刊、會議論文，且大部分為英文文獻。通過全英文課程的學習，可以使學生與前沿研究“無縫對接”[1，2，3]，為學生下一步的研究生學習或者工作奠定基礎。

（二）學生的興趣

學生的興趣是學生學習的最大動力，在全英文教學過程中，需要積極地調動學生的主動性，讓學生多動手，更多地參與到課程中去[4，5]。通過參與具體的項目，學生可以克服對復雜算法的畏難心理。當算法一步一步應用于實際問題，既加深了學生對算法的理解，又增強了學生的興趣，形成良好的正反饋，從而達到改善教學效果的目的。

（三）學生的外語能力

學生的外語能力是全英文課程的設計者必須考慮的一個重要問題。這種專業英語的學習，可以通過課前預習的方式展開，例如，將復雜詞匯做成單詞卡片[4]，可以有效地降低在授課過程中出現生僻詞匯的頻率。還可以在授課的過程中，通過視頻或者雜志論文的形式，以生動活潑的案例為導引，圖文互動，加深學生對詞匯的理解，達到讓學生主動地使用英語進行學習的目的。

（四）理論與實踐結合

智能科學理論是一門實踐性很強的學科，在學習的過程中，學生不但要掌握基本算法、算法的適用范圍，更重要的是還要將算法應用到實際的問題中。在教學的過程中，需要根據學生的興趣和認知模式，來引導學生的學習[6]，圖1給出了智能計算法在求解問題時的基本步驟，即首先對實際問題進行抽象建模，然后根據問題的特征，選擇適合的算法，對問題進行求解。

為了將理論與實踐結合，提高學生應用算法的能力。本課程采用了Kilobot群體機器人編隊問題，作為智能計算算法學習的切入點。圖2給出了Kilobot群體機器人如何進行編隊的簡單圖示。Kilobot機器人是一種簡單的可編程控制進行群組協作的群組機器人，具有單個機器人控制簡單、群組協作功能強大的特點。課程可以通過將學生劃分為不同的小組，在教師的指導下協同將算法應用于機器人的控制工作，完成特定的任務。在這個過程中，既鍛煉了學生的動手能力，又加深了學生對于算法的理解，有利于將興趣轉化為學習的動力。

三、教學資源建設

（一）教學內容選擇

智能計算的學習涉及的知識點很多，如何合理地選擇內容，既要使學生了解智能計算的全貌，又要避免“蜻蜓點水”式的淺嘗輒止，是一個難點。對應到課程的設計上，課程以演化計算的各種算法為重點，兼顧人工神經網絡、模糊計算系統，同時對深度學習和機器學習知識進行簡要介紹。

（二）教材選擇

智能科學的發展迅速，僅僅依靠一兩本教材很難覆蓋當前此學科的發展前沿，而過度依靠新出版的前沿文獻又難以為學生打下堅實基礎。同時，全英文課程的教材還需考慮中英文術語的不同，以及中英文表達方式的某些差異。為此，課程采用了英文原版教材為主，中文教材為輔，加入前沿期刊、雜志、會議材料的方式進行補充地綜合性教學。

（三）網絡資源的使用

隨著互聯網的發展，網絡上存在大量本課程可利用的資源，這些資源包括教學視頻、算法源代碼、個人博客等。對不同類型的網絡資源，也需要結合使用。本課程采用了智能科學相關公開課視頻與中英文網絡資料結合的方式，其中，中文資料部分主要來自北京大學譚營教授實驗室主頁，英文資料部分來自英國伯明翰Xin Yao教授主頁。學生的課余時間，可以通過手機、個人電腦等設備方便快捷地獲取這些信息。通過網絡資料自主學習的形式，學生可以對某一算法進行深入了解，適合學生的個性化發展。

四、結論

智能科學是目前學術界和工業界的熱點領域，陜西師范大學計算機科學學院全英文智能計算課程的教學，為學生奠定了智能科學的知識基礎，提高了學生的研究興趣。通過學習本課程，學生不僅可以掌握智能科學的基本算法，還能了解當前學科的前沿動態，對于學生下一階段的研究或工作大有裨益。文章討論了全英文課程的教學資源建設問題，并提出了某些注意事項，這對于其他院校的計算機類全英文課程建設也有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]李穎.全英文授課模式的動因論——超學科分析的視角[J].中國外語版，2013，（1）：47-53.

[2]王華書.西部高校本科雙語教學實踐的調查與分析——以農業經濟管理專業為例[J].高等農業教育，2008，（8）：67-70.

[3]馬吉平.專業課全英文教學探討[J].湖北第二師范學院學報，2014，31（3）：120-122.

[4]黃昭，徐涵.高校計算機專業全英文授課之問題與教學方法探析[J].計算機教育，2016，（3）：124-126.

[5]何宏.關于大學工科非留學生全英文教學中現存問題的幾點思考[J].教育教學論壇，2016，（35）：162-163.

[6]于汪洋，黃昭，胡曦明.基于認知互換的計算機公共課教學模式探索[J].教育教學論壇2006，（3）：144-145.endprint