民族高校研討式教學(xué)的探究

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)實和特點出發(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60年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們開始試圖用模仿生物進化過程而發(fā)展出隨機優(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化特點，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）理論和實驗的課時比較緊，實驗場地不足

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)生不會去認真學(xué)它，只是把它當做湊夠?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)用的實驗室場地不夠，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）專職實驗教師缺乏

多數(shù)院校的實驗室沒有專職的實驗員，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驗，多與實際生活中的優(yōu)化問題聯(lián)系起來不相稱。

（三）缺乏高質(zhì)量的實驗案例教程

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。綜合實驗教學(xué)簡單地編制一些小程序，實驗內(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)，因為動手能力太差，不能適應(yīng)企業(yè)的要求。

二、對《智能計算》的理論與實驗進行研討式學(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，知識比較零散。這些導(dǎo)致較多學(xué)生的動手能力較差，不能獨自勝任編制算法程序，即使能夠?qū)懗龀绦?，也將耗費大量的時間，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驗工作，可避免實驗室軟硬件不足、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行實驗，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，從根本上解決實驗內(nèi)容單一、實驗效果難以保證的問題。

（三）可解決實驗指導(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，在交流中實現(xiàn)理論和實驗?zāi)芰Φ奶嵘?/p>

（四）可節(jié)約實驗的成本

研討式學(xué)習(xí)可以在課堂、宿舍、圖書館里實施，可減少實驗室軟硬件維護費用。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、實驗教學(xué)難以進行的瓶頸問題。也可適當?shù)亻_放實驗室，更好地服務(wù)于教學(xué)。

四、研討式學(xué)習(xí)智能計算的實施要點

（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)驗運用到《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)驗運用到《智能計算》的實驗教學(xué)中，既可控制智能算法實驗的進程、保證實驗的效果，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驗經(jīng)驗，為學(xué)生盡快就業(yè)做好知識上和能力上的準備。

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，將選修的學(xué)生分為多個學(xué)習(xí)小組，在教學(xué)過程中進行分組自主學(xué)習(xí)為主，教師當場輔導(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行掌握的深度，先從理論上突破。

2.準備智能計算實驗所用到的文字相關(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、實驗指導(dǎo)書。實驗指導(dǎo)采用電子版或紙質(zhì)的均可。同時，還將準備好的課程相關(guān)參考資料、重要的初級編譯程序和上機作業(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)進度、通過適時發(fā)布《智能計算》中的每一個算法的實驗進度。針對《智能計算》的教學(xué)特點，根據(jù)學(xué)生對算法的理論和實驗的掌握情況，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際情況，開展研討式學(xué)習(xí)確實有它的必要性。實踐證明，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)。

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（責(zé)編 金 東）