秦傳東　孔翔宇

摘要：文章從民族高校的智能計算的教學(xué)現(xiàn)實(shí)和特點(diǎn)出發(fā)，從教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計和評價方法等方面對智能計算這門專業(yè)課提出了教學(xué)改革的基本思路。實(shí)踐證明這種研討式教學(xué)的探討效果良好。

關(guān)鍵詞：研討式教學(xué) 智能計算 教學(xué)改革

自20世紀(jì)60年代以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開始試圖用模仿生物進(jìn)化過程而發(fā)展出隨機(jī)優(yōu)化技術(shù)來解決傳統(tǒng)的優(yōu)化算法中難以解決的復(fù)雜問題。如通過模擬生物界優(yōu)勝劣汰的遺傳算法；借用生物學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；基于生物遺傳規(guī)律的DNA智能算法。我們把通過學(xué)習(xí)自然界各類生物的進(jìn)化特點(diǎn)，創(chuàng)造和構(gòu)建的求解優(yōu)化問題的各種方法合稱為智能優(yōu)化算法（簡稱智能算法），它是目前求解優(yōu)化問題的主流方法。

一、國內(nèi)高校關(guān)于智能計算的教學(xué)現(xiàn)狀

《智能計算》是涉及到高等數(shù)學(xué)、高等代數(shù)、統(tǒng)計學(xué)及編程語言的一門數(shù)學(xué)類專業(yè)課。這樣無論是數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生還是非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生大都認(rèn)為《智能計算》是一門比較抽象、難以理解、難于應(yīng)用的一門學(xué)科。從而導(dǎo)致一系列的問題。目前智能計算的教學(xué)現(xiàn)狀如下：

（一）理論和實(shí)驗(yàn)的課時比較緊，實(shí)驗(yàn)場地不足

很多高校多把《智能計算》做為一門高年級的選修課。由于高年級學(xué)生面臨畢業(yè)找工作，考研等原因，大部分學(xué)生不會去認(rèn)真學(xué)它，只是把它當(dāng)做湊夠?qū)W分的手段。況且學(xué)好該課程需要掌握的知識比較多，這些給教學(xué)帶來很大的難度。另外，多數(shù)高校存在教學(xué)用的實(shí)驗(yàn)室場地不夠，教學(xué)軟件缺乏的現(xiàn)象。這些導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性普遍不高，得過且過的心態(tài)較多，沒有真正把它作為一種敲開就業(yè)大門的一種有效手段來學(xué)習(xí)。

（二）專職實(shí)驗(yàn)教師缺乏

多數(shù)院校的實(shí)驗(yàn)室沒有專職的實(shí)驗(yàn)員，而是由專任教師兼任。這與《智能計算》這門課要求多做編程實(shí)驗(yàn)，多與實(shí)際生活中的優(yōu)化問題聯(lián)系起來不相稱。

（三）缺乏高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)案例教程

不少學(xué)校存在忽視學(xué)生關(guān)于《智能計算》在處理優(yōu)化問題方面的演練。綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)簡單地編制一些小程序，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，不能很好地緊跟現(xiàn)代企業(yè)的需求，致使畢業(yè)生找工作時，即使遇到一些好的現(xiàn)代企業(yè)，因?yàn)閯邮帜芰μ?，不能適應(yīng)企業(yè)的要求。

二、對《智能計算》的理論與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)的必要性

民族高校的學(xué)生由于地域和文化的差異性，他們的基礎(chǔ)參差不齊，專業(yè)基礎(chǔ)課掌握不扎實(shí)，知識比較零散。這些導(dǎo)致較多學(xué)生的動手能力較差，不能獨(dú)自勝任編制算法程序，即使能夠?qū)懗龀绦?，也將耗費(fèi)大量的時間，給學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性造成傷害。而研討式學(xué)習(xí)可以充分利用集體的智慧和力量，對書中比較復(fù)雜的算法進(jìn)行共同學(xué)習(xí)，在討論、研究中清楚每種智能算法的基本原理，提高編制智能算法程序的能力，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、研討式學(xué)習(xí)智能計算的優(yōu)勢及可行性

研討式學(xué)習(xí)可以克服學(xué)習(xí)中遇到的一些困難，它具有下列優(yōu)勢：

（一）可突破時間限制

改變《智能計算》只能在規(guī)定的教室完成的傳統(tǒng)觀念。學(xué)生在校園內(nèi)可以充分利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)和課余時間，隨時、隨地完成多個智能算法的理論和實(shí)驗(yàn)工作，可避免實(shí)驗(yàn)室軟硬件不足、場地小等限制，極大提高學(xué)習(xí)的效率。

（二）可有效增加智能計算的種類

學(xué)生可以根據(jù)自己對多種智能算法的掌握情況，可選擇一個或者幾個算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甚至可以走出校園參與企業(yè)優(yōu)化設(shè)計或大學(xué)生建模大賽，從根本上解決實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、實(shí)驗(yàn)效果難以保證的問題。

（三）可解決實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師師資力量薄弱的問題

通過研討式學(xué)習(xí)，教學(xué)相長，在交流中實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?/p>

（四）可節(jié)約實(shí)驗(yàn)的成本

研討式學(xué)習(xí)可以在課堂、宿舍、圖書館里實(shí)施，可減少實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)費(fèi)用。解決數(shù)學(xué)類學(xué)生在選修課或者任選課以理論課為主、實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以進(jìn)行的瓶頸問題。也可適當(dāng)?shù)亻_放實(shí)驗(yàn)室，更好地服務(wù)于教學(xué)。

四、研討式學(xué)習(xí)智能計算的實(shí)施要點(diǎn)

（一）研討式學(xué)習(xí)的主要思路和步驟

1.將共同研究學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到《智能計算》的理論教學(xué)中，逐步研究學(xué)習(xí)智能算法中的每一個算法，搞清每個算法的基本理論。

2.將大學(xué)生建模大賽的共同攻克難關(guān)的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到《智能計算》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，既可控制智能算法實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程、保證實(shí)驗(yàn)的效果，還可以讓學(xué)生在校內(nèi)通過相互交流，相互學(xué)習(xí)自主參與積累豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生盡快就業(yè)做好知識上和能力上的準(zhǔn)備。

3.跨專業(yè)、跨學(xué)校組建專業(yè)的QQ交流群，集思廣益，共同提高。

（二）主要步驟

1.明確《智能計算》的教學(xué)目標(biāo)，將選修的學(xué)生分為多個學(xué)習(xí)小組，在教學(xué)過程中進(jìn)行分組自主學(xué)習(xí)為主，教師當(dāng)場輔導(dǎo)的方式，逐步學(xué)習(xí)智能計算中的每一個算法，不求內(nèi)容的廣度，追求對其中的一個算法或者多個算法進(jìn)行掌握的深度，先從理論上突破。

2.準(zhǔn)備智能計算實(shí)驗(yàn)所用到的文字相關(guān)資料。如：我們事先根據(jù)《智能計算》編寫了課程的教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)采用電子版或紙質(zhì)的均可。同時，還將準(zhǔn)備好的課程相關(guān)參考資料、重要的初級編譯程序和上機(jī)作業(yè)題等上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或者組建的QQ群。供學(xué)生自己按自己掌握知識的多少進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.組建班級《智能計算》QQ群，要求每個學(xué)生要參與其中。推薦智能優(yōu)化領(lǐng)域比較著名的網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)論壇，鼓勵學(xué)生加入。

4.根據(jù)理論課的教學(xué)進(jìn)度、通過適時發(fā)布《智能計算》中的每一個算法的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。針對《智能計算》的教學(xué)特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生對算法的理論和實(shí)驗(yàn)的掌握情況，分多個小塊，如：遺傳算法、粒子群算法、禁忌搜算法等制定最終的分散學(xué)分評價機(jī)制。

研討式學(xué)習(xí)自古有之，俗話說“三人行，必有我?guī)煛?。針對我們這樣的一所民族高校的實(shí)際情況，開展研討式學(xué)習(xí)確實(shí)有它的必要性。實(shí)踐證明，這樣的研討式教學(xué)在師生互動、學(xué)生間相互學(xué)習(xí)、同行間相互交流創(chuàng)造了較好平臺，教學(xué)效果得到了良好的體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢敏平，龔光魯.從數(shù)學(xué)角度看計算智能[J].科學(xué)通報，1998（16）.

[2]周永權(quán).“智能計算”研究生課程教學(xué)方法與實(shí)踐[J].計算機(jī)教育，2011（3）.

[3]董昊悅，高傳喜.建構(gòu)主義教學(xué)模式理論與實(shí)踐[J].教學(xué)與管理：理論版，2008（10）.

[4]王凌.智能優(yōu)化算法及其應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2001.

（責(zé)編 金 東）