《自然语言处理》教学大纲

《自然语言处理》教学大纲课程编号：13180534英文名称：NaturalLanguageProcessing学分：3学时：总学时64学时，其中理论学时32学时，实践32学时先修课程：高等数学、数据结构、程序设计基础、人工智能基础课程类别：专业方向课授课对象：计算机科学与技术专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标《自然语言处理》是一门计算机科学与技术专业选修课，属于理论类实践课程。自然语言处理是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。它研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。通过本课程的学习，学生应能掌握自然语言处理的基本原理和方法；通过实验加深学生对自然语言处理方法的认识。同时向学生介绍该学科领域近年来取得的新成果、新发展及新技术，培养学生的独立研究和思考能力。课程目标1：能够掌握自然语言处理中的基础理论及其相关方法、常用的机器学习方法的工作原理及其方法，掌握深度学习方法的工作原理及其在自然语言处理中的应用。课程目标2：具有运用传统机器学习方法进行自然语言处理的能力，具有运用深度学习方法进行自然语言处理能力。课程目标3：课程讨论环节和实验环节能够反应自主学习、终身学习以及自我完善的意识。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点3-1：掌握计算机软硬件工程设计和产品开发全周期、全流程的软硬件设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标1H指标点4-2：能够根据计算机相关领域的复杂工程问题的研究对象及其特征，制定研究方法和技术路线，设计实验方案。课程目标2H指标点12-2：能够具有了解和紧跟计算机技术发展、保持和增强自我竞争力、适应个人持续发展所需要的自主学习能力。课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1自然语言处理基础熟悉自然语言处理中的基本概念、基本术语，了解其开展历程以及与人工智能的关系。德育要求：团队精神2讲授式启发式课程目标1课程目标32自然语言处理前置技术学会搭建Python开发环境、理解正则表达式在NLP的基本应用，熟悉Numpy的基本用法。德育要求：工匠精神4讲授式启发式课程目标1课程目标33中文分词技术理解规则分词、统计分词和混合分词方法，能够借助分词实现三种分词模式。德育要求：创造精神4讲授式启发式课程目标1课程目标34词性标注与命名实体识别理解词性标注含义和规范，能借助工具软件完成词性标注，理解命名实体识别的含义，掌握基于条件随机场的命名识别方法。德育要求：工匠精神2讲授式启发式课程目标1课程目标35关键词提取算法了解关键词的目的和意义，掌握关键词提取常用算法的实现及应用。德育要求：创造精神2讲授式启发式课程目标1课程目标36句法分析了解句法分析的目的和意义，熟悉句法分析常用数据集与评测方法，掌握句法分析的常用方法。德育要求：团队精神2讲授式启发式课程目标1课程目标37文本向量化了解文本向量化的含义及在自然语言处理中所处地位，掌握文本向量化经典算法的实现及应用。德育要求：工匠精神2讲授式启发式课程目标1课程目标38情感分析技术了解情感分析的意义，理解情感分析常用方法及其用法。德育要求：团队精神2讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标39自然语言处理中用到的机器学习算法理解机器学习要素机器组成部分，掌握常用的机器学习方法及其用法，掌握分类器应用方法，掌握无监督学习的文本聚类方法。德育要求：创造精神4讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标310基于深度学习的自然语言处理算法了解神经网络体系结构和深度学习的体系结构，理解深度学习的工具原理，能使用深度学习模型进行自然语言处理德育要求：工匠精神4讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标311Solr搜索引擎了解全文检索原理，能使用Solr配置schema和管理引擎德育要求：团队精神4讲授式启发式课程目标1课程目标3合计32序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1实验环境搭建及自然语言处理前置技术实验内容：搭建Python实验平台，利用平台进行自然语言处理前置联系实验要求：必修2验证课程目标1课程目标2课程目标32高频词提取实验内容：利用中文分词技术实现高频词提取实验要求：必修2综合课程目标1课程目标2课程目标33命名实体识别实验内容：基于条件随机场的命名实体识别实验要求：必修2综合课程目标1课程目标2课程目标34提取文本关键词实验内容：实现关键词提取算法实验要求：必修2综合课程目标1课程目标2课程目标35基于PCFG的中文句法分析实验内容：使用StanfordParser的PCFG算法进行句法分析实验要求：必修2综合课程目标1课程目标2课程目标36将网页文本向量化实验内容：利用word2vec和doc2vec计算网页相似度实验要求：必修2综合课程目标1课程目标2课程目标37情感分析实验内容：利用神经网络方法进行电影评论情感分析实验要求：必修4验证课程目标1课程目标2课程目标38自然语言处理中的机器学习算法实验内容：使用传统机器学习方法进行文本分类和数据处理实验要求：必修4综合课程目标1课程目标2课程目标39基于深度学习的自然语言算法实验内容：使用一种深度学习模型进行自然语言处理实验要求：必修4综合课程目标1课程目标2课程目标310Solar实验环境搭建实验内容：搭建Solar实验环境实验要求：必修2验证课程目标1课程目标2课程目标311自然语言处理综合实验项目实验内容：将自然语言处理技术用于处理实际工程问题实验要求：必修6设计课程目标1课程目标2课程目标3合计32四、课程教学方法采用集中讲授、课堂讨论、案例分析等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、课程实验、期末综合大作业组成，均按百分制计分，其中平时作业成绩占30%、课程实验成绩占30%、期末考核成绩占40%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101010302课程实验101010303期末综合大作业10151540课程目标对应分值303535100（二）考核与评价标准1.平时作业考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，能够深入理解自然语言处理中的基础理论、机器学习方法、深度学习方法及其用法。按时完成，70%以上的作业内容齐全，能够较好地理解自然语言处理中的基础理论、相关方法及其用法。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本理解自然语言处理、相关方法及其用法。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，不理解自然语言处理中的基础理论、相关方法及其用法。2.课程实验考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程实验具有很强的运用相关方法进行自然语言处理的能力，能根据实验要求自主设计实验方案，有自己的设计理念，实验完成度高，效果好。实验报告内容完整。具有较强的运用相关方法进行自然语言处理的能力，能根据实验要求自主设计实验方案，有自己的设计理念，实验完成度较高，效果较好。实验报告比较完整。具有基本的运用相关方法进行自然语言处理的能力，能根据实验要求自主设计实验方案，实验完成度一般，效果一般。实验报告基本完整。不具有运用相关方法进行自然语言处理的能力，基本能根据实验要求自主设计实验方案，实验完成度较差，效果较差。实验报告不完整。3.期末综合大作业考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程论文大作业规范，符合课程论文写作要求；内容主题明确，符合课程教学内容，有明确的综合分析论点。叙述清楚，理论正确，结论严谨合理；文字规范。结果正确、完整，分析准确，有条理，截图清晰。总结不空洞，具体、有内涵，体现出深入的思考过程。大作业格式符合课程论文写作要求；主题明确，符合课程教学内容，具有较好的综合分析论点。叙述描述良好，理论正确，结论合理；文字较规范。结果正确、比较完整，分析比较准确，条理一般，截图清晰。总结不空洞，具体、有内涵，较好地体现出思考过程。大作业格式符合课程论文写作要求；主题基本明确，较符合课程教学内容，具有较好的综合分析论点。叙述清楚，理论正确，结论基本合理；文字一般。结果正确、比较完整，分析、条理一般，截图不清晰。总结不空洞，具体、有内涵，基本体现出思考过程。大作业格式不符合课程论文要求，仅能反映部分主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰。叙述不清楚，理论不正确，结论不合理；文字不通顺。结果不正确，分析条理不清楚，截图不清晰。总结空洞，不具体；缺乏思考过程。六、教材与参考书（一）推荐教材 《Python自然语言处理实战：核心技术算法》，涂铭，刘祥，刘树春（著），电子工业出版社，（二）参考资料1．《自然语言处理NLP从入门到项目实践：Python语言实现》，\o"艾浒"艾浒（著），北京大学出版社，2018年0