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《自然语言处理》教学大纲

课程编号英文名称：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1

H

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2

H

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3

H

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3

2

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3

3

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3

4

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3

5

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3

6

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3

7

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3

8

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3

9

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3

10

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3

11

Solr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3

2

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3

3

命名实体识别

实验内容：基于条件随机场