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“复杂系统与不确定性”的教学实践: 热度 2 liuyu2205 2016-2-5 21:17; 我一直希望尝试“不确定性问题理论（NP理论）”的教学，目的是启发学生，让他们意识到学校大量课程其实是属于P（确定性问题）性质的，即所学的知识、所做练习题，其陈述明确且有确定答案，然而这只是“树木”，后面却是NP（不确定性问题）的大森林，避免在认知上不知不觉地被误导到P＝NP的错误方向，给学生提供了一个更广阔的学术视野，一方面有利于对理论课程的理解，与实际问题联系起来，更重要的是希望学生结束学业走入公司企业，面对NP森林感到要“从头学起”的困境时心里有所准备，。。。我任教大四一门课：“研究入门”，课时26小时。此课比较特别，没有固定的教学程序，内容由授课老师自定，目的是引导学生发现和体会什么是研究，此课的自由度恰好给了我尝试NP理论教学的机会，希望对现在的计算机理论基础的教学能有所改进。 “研究”不同于“学习”的地方就在于确立自己作为研究者的主动性地位，所以我的目的不是让“学生”去“学习‘研究’”，而是让一个“学者”通过寻找研究目标而确立真正属于自己的研究，第一步就要让他们知道，对“树木”的“学习”是学生达到“森林”的必要道路，但作为一个真正的学者则是面对复杂的“森林”去确定自己的研究方向。NP理论是“复杂性”这个概念在理论上的一种严格研究，是我们研究领域中的“森林”。去年，我讲授“复杂系统”，让学生二人一组做课题设计：自选一个复杂系统研究，阅读相关文献，结合上课的内容，分析和理解此系统的“复杂性”，从开阔学生眼界的角度，授课的效果还不错，但是学生的课题设计限于文献研读，缺乏实际体验。今年，我继续讲授“复杂系统”，仍然让学生二人一组自选一个复杂系统研究，但是把重点放在借助复杂系统来认知NP上，为此要求学生必须做系统的模拟实验，模拟所需要的工具来自开源软件。学生们对此课题设计表现出难得的积极性，所作课题设计内容丰富，答辩刚刚结束，我将此课的实践初步整理与大家分享如下：一，课程设计课程主题：复杂系统与不确定性。课程结构：课堂讲授，学生作自选的课题，课题答辩。每次二小时的课，我先给学生讲解“复杂性与不确定性”相关的内容，然后让作学生自己的课题。学期中间，学生需交“第一阶段报告”，报告他们的选题和课题初步进展情况；学期结束，学生需交“正式报告”、答辩PPT文件。二，课堂讲授－“复杂性与不确定性”的背景－“P versus NP” －判定问题－复杂性理论和不确定性理论－案例分析示范：生命游戏三，课题指南学生的课题设计分二部分：文献研读和案例研究 1，文献研读－阅读与“复杂系统与不确定性“相关的文献 2，案例研究－介绍自选的复杂系统，其背景知识－系统的结构和功能分析－系统的行为模拟实验－分析模拟实验结果，讨论系统的不确定性－结论我特别强调为什么需要做系统的行为模拟实验，让他们将之与熟悉的学习经验相比较。四，学生自选的一些课题－三维游戏“当个创世神（Minecraft）”的地盘生成－博弈论中的“智猪博弈” －博弈论中的“囚徒困境” －人工智能中的医学机器人－天气预报－生物世界－蚂蚁算法－SAT问题与密码分析－背包问题与密码分析－股票市场－量子物理的波粒二象性－量子计算在此课程的最初阶段，学生普遍感到困惑：不知我到底要他们做什么，学生的困难曾一度让自己怀疑此教学尝试的可行性，但是随着我逐渐阐释“复杂性”和“不确定性”，并用“生命游戏”和别的例子帮助解释，学生们慢慢进入了课题，后面的进展就相对容易了，。。。在讲授“复杂性理论和不确定性理论”时，我从经典的系统论开始，讲到当代有代表性的埃德加·莫兰(Edgar Morin)的复杂性思维，最后讲到中国思想的“阴阳原理”，学生都能比较自然的接受。总之，此教学过程本身就是充满“不确定性”的探索过程，虽然只是一个开端，却具有启发性、鼓励性的意义，。。。; 个人分类: 不确定性问题和算法讨论|4436 次阅读|4 个评论

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