王會(huì)珍+張?zhí)斐?鮑玉斌

摘 要：針對(duì)文本智能處理技術(shù)課程的特點(diǎn)及實(shí)際教學(xué)狀況，分析選修課教學(xué)的困境及需要達(dá)到的目標(biāo)，提出教學(xué)內(nèi)容應(yīng)貼近前沿、形象生動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生好奇心。應(yīng)用“做中學(xué)”以及“學(xué)中做”的教學(xué)方法，說(shuō)明如何采用重過(guò)程、輕結(jié)果的素質(zhì)評(píng)價(jià)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：文本智能處理技術(shù)；選修課教學(xué)；做中學(xué)；學(xué)中做；重過(guò)程輕結(jié)果

文章編號(hào)：1672-5913（2017）05-0096-03

中圖分類號(hào)：G642

0 引 言

近年來(lái)，不論在學(xué)術(shù)界還是產(chǎn)業(yè)界，人工智能都成了最熱門的技術(shù)，研究者和創(chuàng)業(yè)者紛紛看好人工智能的前景。自然語(yǔ)言處理是人工智能方向一個(gè)很重要的分支，隨著IBM研發(fā)的Waston打敗人類選手，自動(dòng)問(wèn)答技術(shù)重新成為最熱門的研究方向。目前，很多高校和研究院所在碩士階段開設(shè)了相關(guān)課程，比如清華大學(xué)的計(jì)算語(yǔ)言學(xué)課程、北京大學(xué)的計(jì)算語(yǔ)言學(xué)及語(yǔ)義計(jì)算與知識(shí)檢索課程、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的統(tǒng)計(jì)自然語(yǔ)言處理和命名實(shí)體識(shí)別與信息抽取課程。東北大學(xué)自然語(yǔ)言處理（NLP）實(shí)驗(yàn)室自1980年成立至今，在自然語(yǔ)言處理方向做了很多細(xì)致深入的研究工作。為了讓計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生盡早接觸和了解NLP這個(gè)方向，開闊學(xué)術(shù)視野，東北大學(xué)從2006年開始在本科階段開設(shè)文本智能處理技術(shù)選修課程。該課程是本科生自然語(yǔ)言處理方向的入門課程，主要涉及如何讓計(jì)算機(jī)理解人類語(yǔ)言并進(jìn)行進(jìn)一步處理。課程內(nèi)容涵蓋自然語(yǔ)言處理學(xué)科的基本理論，以講解最具挑戰(zhàn)的問(wèn)答系統(tǒng)為主軸，介紹文本處理的主要技術(shù)。課程的目標(biāo)是通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握處理自然語(yǔ)言的基本理論，了解文本智能處理的常用模型和算法，初步具備從事該領(lǐng)域相關(guān)工作的能力。

專業(yè)選修課是必修課的重要補(bǔ)充，該部分教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新與突破是學(xué)生全方位發(fā)展的關(guān)鍵[1]。為了提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)團(tuán)隊(duì)每年進(jìn)行學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求及對(duì)該課程教學(xué)的意見和建議。經(jīng)過(guò)近10年的不斷摸索，在收集整理學(xué)生建議以及分析學(xué)習(xí)效果的基礎(chǔ)上，學(xué)校不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，得到學(xué)生的充分認(rèn)可。

1 增加課程趣味性，激發(fā)學(xué)生好奇心

由于本門課程是選修課，學(xué)生在選擇課程的時(shí)候懷著不同目的：有的是了解和喜歡這門課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，有的僅僅為了獲得學(xué)分，有的持觀望態(tài)度，先上著看看。因此，如何在課程的開始抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)愿望是很重要的事情[2]。在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)非常重視第一次課的教學(xué)及效果。在第一次課上，教師將日常生活中使用的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與課程內(nèi)容掛鉤，比如百度后臺(tái)的搜索技術(shù)、淘寶購(gòu)物時(shí)的自動(dòng)推薦技術(shù)、Google和搜狗拼音輸入法、門戶網(wǎng)站的新聞自動(dòng)分類、垃圾郵件過(guò)濾技術(shù)等，讓學(xué)生們對(duì)將要學(xué)習(xí)的技術(shù)有直觀的了解。同時(shí)，挑選有趣味性的、簡(jiǎn)單易理解的、與課程相關(guān)的視頻供學(xué)生觀看。比如用百度的“百度更懂中文”引導(dǎo)學(xué)生對(duì)中文分詞的認(rèn)識(shí)和興趣，用電影《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中大白的行動(dòng)及對(duì)話引出課程的主體教學(xué)內(nèi)容——自動(dòng)問(wèn)答系統(tǒng)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方式讓學(xué)生們思考：制造一個(gè)這樣的機(jī)器人需要哪些技術(shù)？是否能夠?qū)崿F(xiàn)？如果你設(shè)計(jì)制造一個(gè)類似的機(jī)器人，你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)？在2015年，筆者對(duì)144名選課學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果見表1。該結(jié)果也用來(lái)支撐2015年自然語(yǔ)言處理青年學(xué)者研討會(huì)上Panel的主題討論。

學(xué)生在思考的過(guò)程中，可以認(rèn)識(shí)到自己欠缺哪些知識(shí)。在后期的課程教學(xué)過(guò)程中，教師講解更有針對(duì)性，學(xué)生也知道具體的知識(shí)點(diǎn)和技術(shù)的實(shí)用性，做到目標(biāo)清晰明確，學(xué)習(xí)熱情高漲。

另外，教師在課程內(nèi)容設(shè)置方面緊跟自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域的最新研究發(fā)展方向、研究熱點(diǎn)以及應(yīng)用需求，充分激發(fā)學(xué)生的求知欲，因此課程的教學(xué)課件每年都會(huì)更新。這樣，學(xué)生不會(huì)覺得學(xué)到的東西是過(guò)時(shí)的、無(wú)用的，間接提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2 “做中學(xué)”和“學(xué)中做”的教學(xué)方法

2.1 “做中學(xué)”的教學(xué)方法實(shí)踐

做中學(xué)是美國(guó)教育家杜威提出的一種教育思想，側(cè)重做，將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)[3]。課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真設(shè)計(jì)了每次課的講授內(nèi)容，以設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)面向醫(yī)療領(lǐng)域的自動(dòng)問(wèn)答系統(tǒng)為目標(biāo)，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)將龐大的系統(tǒng)分解為能夠在一周左右完成的小任務(wù)。在需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、算法選擇、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)上加強(qiáng)指導(dǎo)。

1）加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備。

為了更好地實(shí)施做中學(xué)，筆者給學(xué)生增加了Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的講解與指導(dǎo)，讓學(xué)生接觸不同操作系統(tǒng)下設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不同點(diǎn)以及各系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)；增加了Python腳本語(yǔ)言的講解與實(shí)驗(yàn)，該語(yǔ)言因其龐大的自然語(yǔ)言處理庫(kù)而成為本方向最熱門的編程語(yǔ)言之一；在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及編程技術(shù)儲(chǔ)備準(zhǔn)備好之后，給學(xué)生提供目前較好的問(wèn)答系統(tǒng)開源工具DeepQA；通過(guò)演示與課后自行操作，讓學(xué)生了解問(wèn)答系統(tǒng)各個(gè)模塊執(zhí)行的結(jié)果，對(duì)該新技術(shù)有直觀的了解，進(jìn)而思考設(shè)計(jì)自己的問(wèn)答系統(tǒng)。

2）提倡團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

由于問(wèn)答系統(tǒng)很龐大，一個(gè)學(xué)生在10周左右很難完成全部?jī)?nèi)容。另一方面，為了鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，采取團(tuán)隊(duì)形式來(lái)布置任務(wù)。在具體的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，要求3～5人組成一個(gè)小組完成所有的系統(tǒng)開發(fā)內(nèi)容。

3）改進(jìn)指導(dǎo)方式。

在課堂上主要講解文本智能處理技術(shù)的來(lái)源方法，并分析問(wèn)題；課下通過(guò)BlackBoard教學(xué)平臺(tái)以及QQ群等方式，做到隨時(shí)溝通和指導(dǎo)。由于任課教師的精力有限，不可能面面俱到，而在QQ群里大家可以看到其他學(xué)生的問(wèn)題與解答，這樣充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，也減輕了任課教師的負(fù)擔(dān)。

2.2 “學(xué)中做”的教學(xué)方法實(shí)踐

學(xué)中做主要以講授為主，以做為輔[4]。理論知識(shí)算法以示例形式展示給學(xué)生。比如講解分詞技術(shù)時(shí)，提前準(zhǔn)備一段文字發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)自己頭腦中的知識(shí)和對(duì)母語(yǔ)的本能認(rèn)識(shí)，完成對(duì)文字的分詞，然后將人工分詞的過(guò)程總結(jié)成算法記錄下來(lái)。在此過(guò)程中，授課教師會(huì)查看學(xué)生的思路，總結(jié)人工分詞過(guò)程中存在的問(wèn)題。通常，學(xué)生在手工分詞的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，比如分詞的粒度怎么把握、機(jī)器怎么區(qū)分詞的邊界等。帶著這些問(wèn)題，教師會(huì)從基于詞典的最大匹配分詞講起，直到將分詞問(wèn)題轉(zhuǎn)換為序列標(biāo)注問(wèn)題，采用條件隨機(jī)場(chǎng)來(lái)解決分詞問(wèn)題。這樣逐步引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上講解最新的理論知識(shí)。通過(guò)這種“學(xué)中做”教學(xué)方法，學(xué)生從問(wèn)題出發(fā)，自覺尋求相應(yīng)理論解決問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)力。課程團(tuán)隊(duì)還將理論知識(shí)與研究領(lǐng)域熱點(diǎn)方向和熱門應(yīng)用相結(jié)合，既傳授了先進(jìn)的理論知識(shí)，又讓學(xué)生將理論與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，做到學(xué)有所用。endprint

3 素質(zhì)評(píng)價(jià)，重過(guò)程輕結(jié)果的考核方式

選修課的考核通常采用考試、寫大論文等方式。針對(duì)本課程采用的教學(xué)方式，筆者棄用了傳統(tǒng)的考核辦法，通過(guò)多元化的素質(zhì)評(píng)價(jià)方式給學(xué)生打分。

1）日常課堂表現(xiàn)。

日常課堂表現(xiàn)是學(xué)生學(xué)好功課的基礎(chǔ)。因此，對(duì)學(xué)生每次課程的課堂表現(xiàn)進(jìn)行打分，包括對(duì)問(wèn)題思考的方法、過(guò)程、結(jié)果，對(duì)某一問(wèn)題的解決方案等。

2）系統(tǒng)完成情況。

學(xué)生設(shè)計(jì)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和完成情況，一般來(lái)說(shuō)可以反映學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的深度以及學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。教師根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能、每部分模塊的性能、選用算法的復(fù)雜度、程序?qū)崿F(xiàn)的完整性、解決方法的創(chuàng)新性等方面打分。

3）文檔的規(guī)范性。

撰寫系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔以及說(shuō)明文檔，對(duì)于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套完整的系統(tǒng)是不可或缺的。在課程教學(xué)過(guò)程中，特別是系統(tǒng)總結(jié)環(huán)節(jié)，教師會(huì)教授學(xué)生一些撰寫文檔的方法，要求學(xué)生不僅能夠解決問(wèn)題，同時(shí)善于撰寫符合科學(xué)規(guī)范的文檔。因此，在總結(jié)階段，教師對(duì)學(xué)生撰寫系統(tǒng)文檔的完整性、科學(xué)性和規(guī)范性打分。

4）系統(tǒng)演講能力。

演講能力是目前大多數(shù)本科生缺乏的能力，也是科技研發(fā)人員必須具備的重要能力。本課程要求每組學(xué)生準(zhǔn)備5～10分鐘的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與總結(jié)演講。教學(xué)團(tuán)隊(duì)從演講內(nèi)容的取舍到幻燈片的制作方面進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生制作的演講稿進(jìn)行把關(guān)，通過(guò)后才允許學(xué)生上臺(tái)演講。在最后一次課上，每組都要進(jìn)行演講并回答臺(tái)下教師和學(xué)生的提問(wèn)。任課教師根據(jù)演講的流暢性、合理性以及回答問(wèn)題的正確性和完整性進(jìn)行打分。

4 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合具體教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，教師從激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性等方面提高教學(xué)質(zhì)量。從目前的教學(xué)效果來(lái)看，取得了一定成效。每年有一些學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)該門課程，選擇了自然語(yǔ)言處理方向作為繼續(xù)深造的研究方向；有的學(xué)生在工作中反饋這門課程對(duì)自己的正面影響。當(dāng)然，在實(shí)際教學(xué)中還存在一些不足，比如選課人數(shù)過(guò)多時(shí)，教師的指導(dǎo)量非常大，只有一兩個(gè)人的教學(xué)團(tuán)隊(duì)往往不能及時(shí)指導(dǎo)所有學(xué)生，影響學(xué)習(xí)效果。今后，筆者還會(huì)在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置以及教學(xué)方式上進(jìn)一步思考，爭(zhēng)取取得更好的教學(xué)效果。

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（編輯：孫怡銘）endprint