雙語課程教學(xué)過程中的策略探討

摘要：深度學(xué)習(xí)作為人工智能領(lǐng)域的核心技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并逐漸成為高等院校本科和研究生教育的重要關(guān)注點(diǎn)。《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》課程屬于南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院的專業(yè)性必修課，該門專業(yè)課程自2018年起就采用了雙語授課。深度學(xué)習(xí)具有知識(shí)點(diǎn)多、理解難度大、更新?lián)Q代等特點(diǎn)。本文簡要介紹了如何在《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》課程中開展課堂雙語教學(xué)以及雙語教學(xué)的重要意義和目標(biāo)，并且詳細(xì)討論了如何在雙語教學(xué)課程中開展面向問題解決的課堂教學(xué)方法，用以培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)思考能力、技術(shù)論文的撰寫能力和團(tuán)隊(duì)的合作能力。最后探討了在《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》課程上，存在著一些問題。并對這些問題進(jìn)行分析，提出優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用;雙語教學(xué);策略探討

為了適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)全球化及科技革命的時(shí)代挑戰(zhàn)，培養(yǎng)一批具有國際眼光的綜合創(chuàng)新型、具有國際市場競爭力的復(fù)合人才，各高校分別在人才培養(yǎng)期間建立了雙語課程。這樣的雙語課程不但可以增強(qiáng)在校大學(xué)生的國際眼光，而且可以促進(jìn)學(xué)生之間的國際學(xué)術(shù)交往能力，還可以讓大學(xué)生們更好地認(rèn)識(shí)到國際科技發(fā)展的前景和最新趨勢。加快推進(jìn)雙語教學(xué)改革對于更好地落實(shí)教育部“教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”的重大要求，將具有十分重要的促進(jìn)意義。

一、課程介紹與課程分析

1.《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》課程性質(zhì)

該門課是為自動(dòng)化學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生提供的專業(yè)性很強(qiáng)的課程。通過對這門課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生全面了解深度學(xué)習(xí)的原理和基本算法。本課程重點(diǎn)在介紹基本概念和原理，為后續(xù)機(jī)計(jì)算機(jī)視覺等方向的專業(yè)課程提供理論基礎(chǔ)。

2.《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》課程目標(biāo)

引導(dǎo)廣大學(xué)生牢固樹立中國特色社會(huì)主義為中心的價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度、獨(dú)立思維的科學(xué)精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作的創(chuàng)造性科學(xué)道德素養(yǎng)，在全面認(rèn)識(shí)深度學(xué)習(xí)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，掌握深度學(xué)習(xí)基本的原理、概念、方法及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，具備深度模型體系的應(yīng)用、開發(fā)、或者是科研等領(lǐng)域的實(shí)踐知識(shí)。能從而完成對深度學(xué)習(xí)以及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用和研究。

3.《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》教學(xué)內(nèi)容及基本要求

課程的教學(xué)內(nèi)容是深度學(xué)習(xí)的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及算法設(shè)計(jì)方法等。全面地介紹了深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)系統(tǒng)組成和涉及到的各種關(guān)鍵技術(shù)，包括深度學(xué)習(xí)模型的基本概念和網(wǎng)絡(luò)表示、深層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)的項(xiàng)目、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語言處理、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等。通過學(xué)習(xí)課程，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：掌握深度學(xué)習(xí)的基本原理，熟悉影響深度網(wǎng)絡(luò)的主要因素，初步掌握算法設(shè)計(jì)方法和性能評估手段，能夠根據(jù)特定應(yīng)用需求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行分析及操作。

4.《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》的重點(diǎn)、難點(diǎn)

本課程為雙語授課，首先面臨的就是學(xué)生的英語聽、讀、寫等能力，其次課程教學(xué)內(nèi)容中也有強(qiáng)化學(xué)習(xí)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等難點(diǎn)。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在全面掌握深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)原理和主要技術(shù)的基礎(chǔ)上，具有開展建立模型、編碼等初步的工作能力;同時(shí)培養(yǎng)較好的深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)I(yè)英語基礎(chǔ)及熟悉國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢，能夠針對具體問題開展研究、分析并表達(dá)觀點(diǎn)。課程的難點(diǎn)主要在于如何研究深度學(xué)習(xí)中熱門算法，以及其中出現(xiàn)的一些問題，例如關(guān)于深度學(xué)習(xí)中的黑盒子問題、具有理論解釋的問題等等。其次是在課程中對神經(jīng)科學(xué)、調(diào)和分析、逼近理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等知識(shí)點(diǎn)需要進(jìn)行理解。

二、雙語教學(xué)過程中的策略

1.面向問題解決的課堂教學(xué)方法

問題的解決按其心理歷程大致可以劃分為：認(rèn)知問題，表征問題，聯(lián)想和匹配，反思結(jié)論4個(gè)方面。在技術(shù)性教學(xué)中，以問題的解決方法作為技術(shù)性教學(xué)的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，尋找從問題的最初狀態(tài)走向目標(biāo)狀態(tài)的一條通路或一種應(yīng)用運(yùn)算操作，逐步地過度至目標(biāo)狀態(tài)的方法，使得學(xué)生們都可以切身體會(huì)感受到技術(shù)性教學(xué)的整個(gè)過程。課程預(yù)先為學(xué)生給出了深度學(xué)習(xí)提問的情境、指出了相關(guān)的參考文獻(xiàn)：并對其進(jìn)行了一定的提醒，讓學(xué)生清楚地了解所要做的任務(wù)區(qū)域及其實(shí)現(xiàn)方法，并指導(dǎo)學(xué)生找出自己所提問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀況之間的差異，由此為基礎(chǔ)出發(fā)點(diǎn)把目標(biāo)狀況劃分成若干個(gè)子目標(biāo)每一個(gè)子目標(biāo)，遵循“循序漸進(jìn)、由淺入深、由簡到繁”的原則，使學(xué)生一步步的了解設(shè)計(jì)模型時(shí)需要考慮的推導(dǎo)、參數(shù)設(shè)置等問題。通過面向問題求解的教學(xué)模式開展教學(xué)工作，可以有效地讓我們的學(xué)生迅速地了解如何由一個(gè)課本中的基礎(chǔ)性問題渡入至其他相關(guān)主要問題的探討，熟悉科學(xué)探索研究的內(nèi)容和思路，為今后的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.強(qiáng)化英語專業(yè)詞匯，選擇合適的雙語教材和國際化的文獻(xiàn)

針對英語的專業(yè)詞匯，課程中完善了英文課件，在這些課件中穿插一些英文專業(yè)詞匯、需要理解的內(nèi)容和小試題。在進(jìn)行授課時(shí)，教師首先清楚地列出了授課內(nèi)容中所需的重要專業(yè)性詞匯，使得學(xué)生能夠有一定的初步印象，然后對于這些專業(yè)性詞匯進(jìn)行反復(fù)強(qiáng)調(diào)。學(xué)生通過回答老師的問題，強(qiáng)化對詞匯的理解和記憶。在學(xué)習(xí)結(jié)束之后，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，再次強(qiáng)調(diào)專業(yè)詞匯的應(yīng)用。這種反復(fù)強(qiáng)化的授課方式有效地加深了大學(xué)生對于雙語深度學(xué)習(xí)課程中的專業(yè)詞匯的理解和記憶，進(jìn)而有效地幫助他們更好地認(rèn)識(shí)和掌握雙語課程的內(nèi)涵。專業(yè)單詞的學(xué)習(xí)不但極大地增長了學(xué)生們的專門知識(shí)，開拓了眼界，而且也培養(yǎng)了他們在國內(nèi)外其他領(lǐng)域中掌握前沿知識(shí)的技巧。

雙語教材的選擇是雙語教學(xué)質(zhì)量的重要保證。國外的原始版本并非完全適應(yīng)中國的課程。原版英文課本一般教學(xué)內(nèi)容很多，沒有考慮到海外學(xué)生的教學(xué)需求。由于雙語教學(xué)課程數(shù)量有限且比較其他的漢語教學(xué)進(jìn)度慢，部分原版內(nèi)容無法在課堂上詳細(xì)講解，以至于教材信息資源的浪費(fèi)。在具體的教學(xué)中，課程在充分參考了原版課本和教材的基礎(chǔ)上，有選擇性地向?qū)W生演示了教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也分析了教材所涉及到的知識(shí)面。我們在深度學(xué)習(xí)雙語教學(xué)時(shí)選用了英文原版教材“Deep Learning”第一版，該書的作者Ian Goodfellow教授是深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。書籍已被全世界100多所大學(xué)和研究所使用，是國際高校的經(jīng)典教材。該書從基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)到各類深度方法全面而又深入地描述了深度學(xué)習(xí)的各個(gè)主題，是一本皆在幫助高校學(xué)生進(jìn)入深度習(xí)領(lǐng)域的教科書，可以促進(jìn)學(xué)生對深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和前沿知識(shí)有進(jìn)一步的理解。

課程還選擇了有特色的斯坦福大學(xué)在線課程《深度學(xué)習(xí)理論》的課件作為配套參考資料，并選編了一些專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展，以突出課程的專業(yè)特色。同時(shí)可以增強(qiáng)學(xué)生的英文文獻(xiàn)翻譯閱讀技巧、提升學(xué)生參與國際交流的能力。該課程的內(nèi)容不僅結(jié)合了相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的研究與最新發(fā)展，還為學(xué)生們提供了很多的文獻(xiàn)，使得學(xué)生不但加深了對課堂所有知識(shí)點(diǎn)的理解，也掌握了科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展。在這門課程中，要求每位學(xué)生把自己所選擇的各種期刊和會(huì)議的資料進(jìn)行整理匯報(bào)，每次限20分鐘。通過學(xué)生的匯報(bào)、同學(xué)們的互評、老師總結(jié)等多種方式，去培養(yǎng)學(xué)生們思考問題、解決實(shí)際問題及與國際學(xué)者進(jìn)行溝通的能力。

3.雙語課程實(shí)驗(yàn)和考核方式

《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》是一門綜合實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的教學(xué)課程，為了進(jìn)一步培養(yǎng)和提高廣大學(xué)生的自主動(dòng)手和實(shí)踐能力，課程特別編寫了一本專用的深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，指導(dǎo)說明書內(nèi)容采用了全英文格式編寫，實(shí)驗(yàn)運(yùn)用 python軟件，使用了雙語對學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也按照要求用英文進(jìn)行撰寫。學(xué)生分組進(jìn)行基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的學(xué)情分析項(xiàng)目開發(fā)。并在學(xué)習(xí)過程中，完成實(shí)時(shí)跟進(jìn)和評測，從而讓學(xué)生對自己的學(xué)情有更客觀地評價(jià)。每個(gè)小組一般由3人，一起擔(dān)任算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，最后由2名學(xué)生使用英語匯報(bào)來完成實(shí)現(xiàn)的過程、顯示算法的結(jié)果，每次匯報(bào)10分鐘以內(nèi)。通過用大量英文單詞進(jìn)行合理布置的英文作業(yè)和用大量英文單詞來組織完成的英文作業(yè)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生正確的閱讀和口語理解能力，增進(jìn)他們的英文記憶。讓教師通過引導(dǎo)每個(gè)學(xué)生如何運(yùn)用英文進(jìn)行問題回答和動(dòng)手寫字，提高每個(gè)學(xué)生的英文書面語言能力表達(dá)。期末考試中使用全英文測試模擬題，要求每位參考學(xué)生都能夠使用英文進(jìn)行模擬答題。學(xué)生最終錄取分?jǐn)?shù)計(jì)算依據(jù)是通過以上各種成績進(jìn)行綜合的評定。

三、小節(jié)

本文針對如何開展南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院《深度學(xué)習(xí)理論和應(yīng)用》雙語課程展開了討論，對存在的一些問題，進(jìn)行了分析，并提出優(yōu)化建議。使學(xué)生在教學(xué)過程中培養(yǎng)相關(guān)技能，提高運(yùn)用專業(yè)知識(shí)滿足實(shí)際需要的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫斌，陳小惠，喻春雨.數(shù)字圖像處理雙語教學(xué)中的現(xiàn)代工程能力培養(yǎng)[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（07）：31-33.

[2]王嫄，解文霞，孔德莉，高喜平.論人工智能技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].科技與創(chuàng)新，2019（20）：18-21.

[3]陳川，陳柘，丁雙惠.深度學(xué)習(xí)發(fā)展形勢下計(jì)算機(jī)視覺教學(xué)內(nèi)容革新[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2020（06）：107-113.

作者簡介：蔡子贇（1987.3），男，漢族，江蘇徐州人，南京郵電大學(xué)，工學(xué)博士，講師，從事模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)研究。