提升应用型本科人工智能双语教学质量的探索与实践

黄岚

摘要：结合应用型本科的培养特点，介绍了该院开设人工智能双语教学课程建设的情况。针对人工智能课程的特点，通过明确双语教学的意义和挑战、加强英语教学、丰富双语教学资源和采用以小组项目为主的多样化考核方式，提升双语课程教学质量。

关键词：人工智能；双语教学；应用型本科

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）22-0168-02

近年来，以AlphaGo为代表的智能技术的成功应用使得人工智能成为了媒体、研究界和工业界的关注焦点。人工智能涵盖知识表示、推理证明、机器学习、规划控制等内容，集成交叉了多个学科。随着人工智能技术的广泛应用，掌握人工智能基础原理和方法已逐渐成为现阶段信息技术领域人才的基本要求。为了提升人才培养质量，深化教学改革，长江大学计算机科学学院在原有课程的基础上，于2014年开设了面向计算机科学与技术和物联网两个专业的《人工智能基础》双语课程。我们针对院校应用型本科的人才培养定位，通过几轮教学，从几个方面对提高该课程的教学质量进行了探索和实践。

1明确双语教学的意义和挑战

双语教学一般是指在非语言类课程教学中，用第二语言进行各门学科的教学。在我国，双语教学一般是指用英语讲授为主、中文解释为辅的教学方式，是大学教育国际化的重要举措。2006年教育部启动了双语教学示范课程建设项目，在2007-2010年期间，从全国范围高等学校本科课程中评选出500门双语教学示范课程，迅速推进了高校双语教学的发展。

双语教学的主要目的在于培养学生使用英语从事专业工作和专业研究的能力。英语对于计算机科学非常重要，大量学科研究和技术应用发展前沿的资源都是先以英语形式出现。然而，与传统的纯中文教学相比，双语教学的挑战性主要体现在：缺乏合适的双语教学材料；对教师和学生的英语水平要求较高；对教师的教学能力和专业知识掌握水平要求较高；对学生学风的要求较高。

针对双语教学的目的和挑战，在大力提升教师英语水平和教学能力的同时，也从教学模式创新、教学资源建设等方面进行了探索。

2加强英语教学

我们加强英语教学的探索分为以下三个方面。首先，采用优秀英文教材。我们采用Stuart Russell和Peter Norvig编写的《Artificial Intelligence：A Modem Approach》（2009年第3版）一书作为主要教材。该书内容全面，有较多的教学案例，已被国内外1300多所高校广泛采用。然而，目前大多数本科人工智能课程都安排在40个学时左右，因此教学过程中应根据教学大纲对教材内容进行筛选，精讲其中基本原理和基础方法部分。同时，将蔡自兴教授编写的《人工智能及其应用》（第4版）作为主要的中文教材。同时，针对机器学习在现代人工智能中日益突出的重要地位，将IanWitten和Eibe Frank等著的《DataMining：Practical Machine Learning rr00ls and Techniques》（第4版）和周志华教授编写的《机器学习》作为机器学习部分的参考教材。

第二，课件、作业和上机手册全部采用英文书写。为了降低双语教学的难度，每章课件都由五部分组成：学习目标、重点词汇和表达、教学内容、本章小结、作业和扩展阅读。在讲解每章内容之前，特别安排了本章重点词汇和表达的讲解，帮助学生克服畏难情绪。每章结束后布置英文作业，要求学生用英语完成。本科课程中一般包含6-8学时的上机实验，我们设计了四次共8学时的上机实验，分别为搜索方法比较和实现、PRO—LOG程序设计、决策树构建和测评、BP神经网络学习。上机手册用英语撰写，主要包含三个部分：背景阅读（即参考资料）、学习目标和操作步骤。教学实践中我们发现学生刚拿到手册时会有畏难情绪，大多因为之前没有接触过全英文的上机手册。为了提升教学效果，上机手册以步骤操作为主，很少涉及原理性讲解内容，同时在用语上采用简单的词汇和句子结构，降低理解难度。实践中，大多数同学在完成一次上机后学习信心都会增强。总之，通过编写全英文课件、作业和上机手册，尽量创造完整的英语教学环境。

第三，在教学过程中尽量采用英文讲授。在讲述难度较大的内容时，采用中文辅助讲解。我们发现，除了专业知识之外，教师也要掌握课堂教学中的常用英语，学生对英语教学的体验会更加完整。每节课在讲授新知识之前，用英语提问、英文板书和全英文讲述的方式，回顾上一节课的知识。在讲授过程中，再将新知识中的重点添加到板书中。讲授过程中遇到重要词汇时，也会以板书的形式写出，确保学生掌握正确的单词，既避免跳转回词汇界面，也加深了学生印象。通过结合英文讲解和英文板书，增强了学生对专业英语和专业知识的理解，提升了教学效果。

3丰富双语教学资源

丰富有趣的教学资源能有效改善教学效果。我们对教学资源的设计和选择也分为三方面。首先，采用教材配套教学资源网站上的素材。这些资源不仅质量较高，且与教学内容的契合程度也高。英文教材的配套教学资源网站（http：//aima.cs.berkeley.edu/）上提供了算法伪代码、演示程序、其他人工智能资源的链接，并新增了配套MOOC课程的链接，为双语教学内容的建设提供了丰富素材。中南大学《人工智能》精品课程网站（http：//netclass.csu.edu.cn/jpkc2003/rengo ngzhineng/Index.htm）上也提供了与教材配套的课件、习题、上机实验等资源。

第二方面是在教學中穿插与教学内容相关的TED主题演讲。TED演讲是目前展示前沿技术的主要平台之一，演讲质量高，内容新颖，涵盖学科范围非常广泛，且有多语种字幕。许多演讲都是人工智能的直接应用，比如仿生肢体、协作飞行、算法的力量、物联网应用、信息检索、医学图像处理等等。在教学过程中，通过播放相关的TED演讲并讲解其与课程内容的联系，既提升了学生的学习兴趣，也让学生对人工智能理论知识如何联系生产社会实际有了直观认识。

第三方面是选用英文开源软件作为教学演示软件和上机实验软件。比如在讲授机器学习章节时，采用Weka数据挖掘平台来演示各种机器学习算法，并结合前期实践教学资源建设的工作，基于Weka设计了两次上机实验：决策树构建和评测、BP神经网络学习。在讲授PROLOG程序设计时，采用SWI-PROLOG平台来构建知识库，实现知识推理，并设计了对应的上机实验。目前人工智能应用领域中的软件大多是英文软件，有汉化文档和界面的软件很少。通过双语教学，特别是英文上机指导手册，也能从一定程度上帮助学生掌握软件文档的一般用语，提升学生使用英文软件的能力。

4以小组项目为主导的多样化考核方式

人工智能课程课堂教学内容大多理论性较强，需要与实践相结合。为了突出实践的重要性，在课程考核方面采用了项目加考试的多样化考核方式。课程鼓励学生选择项目作为考核方式，即学生自选主题自组团队合作开发一个小型演示项目并进行展示。这种考核方式适用于实践能较力、编程能力较强的学生。同时，“任务型教学”也是比较好的双语教学方式，通过实际问题的解决，让学生切实感受到通过英语能提升其应用人工智能理论知识的能力。在几轮教学中，学生开发出了搜索算法比较、八皇后问题求解、TSP问题求解等项目，利用各种开源架构开发了演示项目，包括基于OpenCV的人脸识别演示、基于讯飞SDK的语音识别演示、基于TensorFlow的中文古诗词生成演示、基于Unity3D的演示游戏等，以及九宫格、黑白棋、五子棋等小游戏程序。基于课程项目，发展出湖北省大学生创新创业项目，并由学生作为第一作者发表了三篇科研论文。

除了项目型考核之外，也提供笔试的考核方式，并采用全英文试卷和开卷考试的形式。实践能力弱一些的学生一般会选择这种考核方式。通过提供多样化的考核方式，学生可以根据自身水平选择最合适的一种考核形式。

5总结

双语教学一直是高校教学改革的重要方向之一。本文介绍了我们在应用型本科人工智能课程的双语教学中对提升教学效果的探索和实践。在今后教学中，我们将继续完善教学内容，丰富各种教学资源、案例和演示程序，不断更新人工智能研究和应用前沿动态，努力改善教学效果和提升人才培养质量。endprint