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時(shí)間：2023-09-04 09:27:16
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近年來(lái)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)飛速發(fā)展，人工智能在一些特殊領(lǐng)域（如圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言等）不斷取得突破性進(jìn)展。人工智能作為新的技術(shù)驅(qū)動(dòng)力正引發(fā)第四次工業(yè)革命，為醫(yī)療、教育、能源、環(huán)境等關(guān)鍵領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。人工智能專(zhuān)家預(yù)測(cè)，人工智能在通用技術(shù)領(lǐng)域可能尚不能替代人類(lèi)，但在一些特殊領(lǐng)域，人工智能將會(huì)淘汰現(xiàn)有的勞動(dòng)力。在國(guó)外，許多國(guó)家紛紛把人工智能作為國(guó)家發(fā)展的重要競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略，我國(guó)學(xué)者也密切關(guān)注著人工智能的最新理論進(jìn)展和實(shí)踐應(yīng)用，國(guó)務(wù)院于2017年7月頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確人工智能發(fā)展的重點(diǎn)策略。“人工智能變革教育”的潮流，引發(fā)了教育研究領(lǐng)域的“人工智能熱”。當(dāng)前全球范圍內(nèi)，人工智能在教育領(lǐng)域的大量研究和應(yīng)用催發(fā)形成了教育人工智能概念。目前梳理學(xué)術(shù)上關(guān)于研究人工智能與教育的文獻(xiàn)主要集中于：
（一）教育理念的革新?！叭藱C(jī)一體”將成為未來(lái)新的教育方式[1]，由新技術(shù)和新手段的出現(xiàn)所應(yīng)運(yùn)而生的智慧教育[2]，將對(duì)原有教育進(jìn)行改進(jìn)和完善。智能技術(shù)在改變教育的手段和環(huán)境的同時(shí)，還有利于構(gòu)建出系統(tǒng)解決教育問(wèn)題的教育新體系，從而真正觸及教育的根本[3]。
（二）關(guān)注技術(shù)的革新。機(jī)器深度學(xué)習(xí)、智能學(xué)習(xí)的算法、視覺(jué)識(shí)別以及智能語(yǔ)言識(shí)別這些基礎(chǔ)技術(shù)的突破，為人工智能的教育應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。
（三）探究教育的應(yīng)用。人工智能在學(xué)校教育中的學(xué)業(yè)測(cè)評(píng)、交叉學(xué)科、角色變化等應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大潛力，教師角色內(nèi)涵也將在與人工智能的協(xié)同共存中發(fā)生改變。AI監(jiān)課系統(tǒng)能夠數(shù)據(jù)化、可視化評(píng)估教師的授課情況，將人工智能技術(shù)的運(yùn)用滲透到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師可以根據(jù)評(píng)分實(shí)時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容，以促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而提升教學(xué)效果。教育深受技術(shù)發(fā)展的影響，新技術(shù)融入教育并促進(jìn)教育方式的轉(zhuǎn)變已成為必然趨勢(shì)。一方面技術(shù)為教育提供了新的、更加廣闊的可能性；另一方面技術(shù)具有變革人類(lèi)的教育方式與學(xué)習(xí)方式的能力。然而，技術(shù)是一把“雙刃劍”，如何獲取或?qū)崿F(xiàn)以人工智能為代表的新興信息技術(shù)所擁有的特征、優(yōu)勢(shì)與功能，使其在教育中最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值呢？人工智能技術(shù)如何繼續(xù)被安全使用到教育領(lǐng)域？如何通過(guò)教育變革來(lái)促進(jìn)新興信息技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛與深入應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)教育深層次革命等問(wèn)題，是目前需要關(guān)注和探討的主要問(wèn)題。
1人工智能時(shí)代下教育變革的背景
1.1人工智能的內(nèi)涵及具備的強(qiáng)大能力
人工智能最早由美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院于1956年提出，其研究主要包括機(jī)器人、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等，實(shí)質(zhì)是一種自動(dòng)感知、學(xué)習(xí)思考并做出判斷的程序。人工智能具有自主學(xué)習(xí)、推斷與革新的能力，推動(dòng)了圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等方面的技術(shù)突破。人工智能同時(shí)具有理性判斷力、超強(qiáng)的工作力，只要電力供應(yīng)不斷，幾乎可以無(wú)限制地工作下去，而且適應(yīng)不需要情感投入的工作。它的超強(qiáng)能力，源于三個(gè)重要的技術(shù)：深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)和強(qiáng)算力。
1.2人工智能時(shí)代的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
人工智能在精力、記憶力、計(jì)算力、感知力以及進(jìn)化力等方面與人類(lèi)相比，具有突出優(yōu)勢(shì)。在醫(yī)藥領(lǐng)域，人工智能的出現(xiàn)使普通民眾可以享受更為高效、稀缺的醫(yī)療資源，解決醫(yī)療診斷領(lǐng)域診斷質(zhì)量不均衡、醫(yī)生資源不足等問(wèn)題。在教育領(lǐng)域，人工智能促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提升、教師角色多樣化、學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升；為教育研究提供新技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐；極大拓展了教育研究新視域；使教育在立德樹(shù)人方面、教育方法創(chuàng)新方面、教育手段和環(huán)境方面以及教育服務(wù)供給方式方面均發(fā)生改變。然而，看到人工智能以其強(qiáng)大的處理能力帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也需要正視人工智能帶來(lái)的新挑戰(zhàn)。在人工智能浪潮沖擊下，如何借助人工智能發(fā)展的機(jī)遇推進(jìn)教育的變革與創(chuàng)新？人工智能技術(shù)如何繼續(xù)被安全使用？首先，人工智能專(zhuān)家大都認(rèn)為，人工智能將會(huì)淘汰大量現(xiàn)有的依靠非腦力勞動(dòng)為生的勞動(dòng)力，需要培養(yǎng)人工智能時(shí)代的新型勞動(dòng)力。而且，人工智能技術(shù)本身的不太成熟使很多人工智能技術(shù)只是應(yīng)用在兒童教育領(lǐng)域，再者，人工智能潛在的道德倫理問(wèn)題缺乏法律制度規(guī)范。除此之外，人工智能時(shí)代將對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)以及人的地位構(gòu)成挑戰(zhàn)。綜上所述，人工智能時(shí)代所帶來(lái)的機(jī)遇是大于挑戰(zhàn)的。教育需適應(yīng)人工智能技術(shù)所帶來(lái)的突破和飛躍，不斷調(diào)整和更新教育的方向和目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)育人成人的發(fā)展目標(biāo)。
2人工智能與教育變革
2.1人工智能與教育目的的變革
人工智能帶來(lái)的巨變不僅影響人類(lèi)未來(lái)如何發(fā)展，而且極大釋放了人類(lèi)的生產(chǎn)力，這些在一定程度上使得人類(lèi)需要重新思考教育是何目的。人工智能影響教育目的的變革主要表現(xiàn)在：第一，人工智能可能會(huì)使人類(lèi)陷入精神危機(jī)。這源于兩方面的結(jié)果：一方面，人工智能將取代大部分人的工作崗位，工作的喪失將會(huì)導(dǎo)致人的價(jià)值和尊嚴(yán)喪失。另一方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展將可能導(dǎo)致所有基于自由主義的想法破產(chǎn)，轉(zhuǎn)而人類(lèi)所擁有的價(jià)值和尊嚴(yán)可能轉(zhuǎn)化為一種“算法”，人工智能帶來(lái)的職業(yè)替代風(fēng)險(xiǎn)在教育領(lǐng)域同樣存在，主要是對(duì)教師角色的挑戰(zhàn)。第二，人工智能有利于培養(yǎng)人的學(xué)習(xí)能力。從某種角度上講，人工智能剝奪人的就業(yè)機(jī)會(huì)，但同時(shí)，人工智能助教機(jī)器人將協(xié)助教師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化指導(dǎo)，從而有利于將學(xué)習(xí)的過(guò)程視為尋求自我價(jià)值和意義的過(guò)程。除此之外，人工智能有利于使教育注重培養(yǎng)人的精神能力，這種精神能力大致包括實(shí)踐動(dòng)手能力、價(jià)值追求能力以及創(chuàng)造能力，從而有利于學(xué)生知識(shí)以便于更好地完善自我、豐富自我，使教育跳脫“知識(shí)為本”的陷阱，發(fā)揮“立德樹(shù)人”的正向作用。
2.2人工智能與學(xué)習(xí)方式的變革
第一，深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)也稱(chēng)為深度結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)或者深度機(jī)器學(xué)習(xí)，是一類(lèi)算法的集合。深度學(xué)習(xí)概念的提出，一方面尊重了教學(xué)規(guī)律，另一方面也是應(yīng)對(duì)人工智能時(shí)代下的挑戰(zhàn)。深度學(xué)習(xí)在機(jī)器學(xué)習(xí)、專(zhuān)家系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域取得了顯著成就，提倡學(xué)教并重、認(rèn)知重構(gòu)、反思教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。第二，個(gè)性化學(xué)習(xí)。個(gè)性化學(xué)習(xí)區(qū)別以往傳統(tǒng)班級(jí)課堂授課，尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，因材施教。人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用有利于學(xué)生享受個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，可提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可視化分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，快速提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。第三，自適應(yīng)學(xué)習(xí)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)是指人工智能基于對(duì)個(gè)體學(xué)習(xí)進(jìn)行快速反饋的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)習(xí)者特征，為其推薦個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑，從而最大程度上適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的重要手段。人工智能技術(shù)有利于快捷、科學(xué)地判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)行學(xué)習(xí)反饋；持續(xù)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，其中包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容；高效地為學(xué)生提供海量的學(xué)習(xí)資源。
2.3人工智能與學(xué)習(xí)環(huán)境的變革
首先，有利于搭建靈活創(chuàng)新的學(xué)校環(huán)境。不僅可以使空間規(guī)劃更具彈性，而且可以調(diào)節(jié)性增強(qiáng)物理環(huán)境。其次，人工智能時(shí)代的教育區(qū)別于以往傳統(tǒng)教育強(qiáng)調(diào)的統(tǒng)一秩序，更注重個(gè)體的用戶體驗(yàn)。創(chuàng)客空間、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等學(xué)習(xí)環(huán)境的不斷增加以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，個(gè)性化的空間環(huán)境與學(xué)習(xí)支持將改變目前學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)空間環(huán)境。除此之外，隨著對(duì)話交互技術(shù)的逐漸成熟與不斷普及，有利于實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的立體化實(shí)時(shí)交互。VR、AR等技術(shù)的同步協(xié)作也有利于搭建新的學(xué)習(xí)環(huán)境，滿足學(xué)習(xí)者的一系列要求。腦機(jī)互動(dòng)技術(shù)的突破有利于實(shí)現(xiàn)將人工智能植入人腦，從而改變?nèi)祟?lèi)自然語(yǔ)言的交流方式。最后，人工智能通過(guò)即時(shí)、準(zhǔn)確、高效的大數(shù)據(jù)分析有利于進(jìn)行精準(zhǔn)且個(gè)性的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)與反饋。人工智能將綜合收集所有同學(xué)的學(xué)習(xí)記錄，互相比對(duì)、優(yōu)化，從而進(jìn)行綜合提升。更為重要的是，人工智能的人臉識(shí)別以及語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)可以運(yùn)用到教師的教學(xué)過(guò)程中，進(jìn)行學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒感知，學(xué)習(xí)狀況的了解，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的科學(xué)化；智慧校園、智慧圖書(shū)館等的出現(xiàn)，為教學(xué)環(huán)境的建設(shè)提供重要參考。
3人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用
新課改要求教學(xué)應(yīng)當(dāng)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，其中，對(duì)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)尤為重視。初中階段如何科學(xué)、有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力是每一個(gè)教育者需要思考和研究的問(wèn)題。
一、創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng)
1.創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的重要性
每個(gè)人都擁有創(chuàng)造能力，這種能力是可以開(kāi)發(fā)的，并對(duì)學(xué)生人生發(fā)展起重要作用，如何科學(xué)開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力，離不開(kāi)對(duì)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)該有意識(shí)的發(fā)現(xiàn)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，多鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高他們的實(shí)踐能力，為學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)造做準(zhǔn)備。
2.培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的途徑
培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的途徑有很多，初中階段學(xué)校的數(shù)學(xué)課、自然科學(xué)課、社會(huì)實(shí)踐課、信息技術(shù)課等課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的有效途徑。其中以人工智能教育為重點(diǎn)的信息技術(shù)課可以利用編程技術(shù)、信息化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí)，高效、系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，科學(xué)地提升學(xué)生的實(shí)踐能力。
二、人工智能教育與信息技術(shù)課的融合
當(dāng)前，人工智能技術(shù)發(fā)展得如火如荼，語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器翻譯、計(jì)算機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器閱讀識(shí)別等技術(shù)的突破，向我們展示了人工智能的優(yōu)越性和未來(lái)前景，很多地區(qū)和學(xué)校也已將人工智能教育，如編程、信息處理，作為必修內(nèi)容納入了學(xué)校的教學(xué)大綱之中。人工智能教育包含編程、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，中學(xué)階段可以利用信息技術(shù)課將人工智能教育的相關(guān)內(nèi)容融入教學(xué)中，例如：Python編程、APP制作、機(jī)器人教育。
在初中信息技術(shù)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)向?qū)W生傳授編程的相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)編程、了解編程常識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編寫(xiě)代碼。利用現(xiàn)代教學(xué)思路和教學(xué)創(chuàng)新激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生信息技術(shù)課學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力。為學(xué)生打造智能化、個(gè)性化，富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
三、人工智能教育的實(shí)踐要求
在信息技術(shù)課程的教學(xué)過(guò)程中融入編程等人工智能知識(shí)，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野，增加學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)也能有效激發(fā)學(xué)生興趣，滿足學(xué)生好奇心，轉(zhuǎn)化為實(shí)踐、創(chuàng)新的動(dòng)力。但是在實(shí)施人工智能教育的過(guò)程中，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題，以信息技術(shù)課中編程教學(xué)為例：
1. 要考慮學(xué)生的接受度，體現(xiàn)量力性教學(xué)原則，不超綱不越級(jí)。
2. 要注重環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，打造輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生熱情，幫助激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)機(jī)。
3. 要注重編程常識(shí)的普及和實(shí)踐引導(dǎo)，給學(xué)生充足的思維空間和操作機(jī)會(huì)。
4. 要注重教學(xué)的系統(tǒng)性和連貫性，加強(qiáng)編程技術(shù)同信息技術(shù)知識(shí)、其他人工智能技術(shù)的關(guān)聯(lián)，為學(xué)習(xí)的水平、順向遷移打好基礎(chǔ)。
只有明確教學(xué)目標(biāo)，不斷地優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，監(jiān)控各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)與學(xué)生溝通，積極開(kāi)發(fā)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，才能將人工智能教育的效果最大化，從而不斷提高人工智能教育的教學(xué)質(zhì)量。
四、人工智能教育存在的問(wèn)題
自新課改提出了信息化教育后，我國(guó)不少地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始探索人工智能教育問(wèn)題，尤其在義務(wù)教育階段，開(kāi)展了各種形式的人工智能教育，但是由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，教育基礎(chǔ)、教學(xué)水平和資源條件不同，正面臨著諸多問(wèn)題。
目前在我國(guó)中學(xué)階段，人工智能教育發(fā)展水平整體較低，存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問(wèn)題，需要人力物力財(cái)力的持續(xù)投入，優(yōu)化人工智能教育平臺(tái)，完善人工智能教育基礎(chǔ)設(shè)施，讓人工智能教育更規(guī)范。同時(shí)，教育工作者也需要不斷研究、調(diào)整教學(xué)模式，更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高實(shí)踐能力。
五、結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)中學(xué)生信息技術(shù)課和人工智能教育的結(jié)合，淺談人工智能教育與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力的關(guān)系。人工智能教育的實(shí)施有利于中學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)新思維，提升動(dòng)手能力，可以和多學(xué)科聯(lián)動(dòng)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。目前在我國(guó)中學(xué)階段，人工智能教育發(fā)展水平整體較低，存在著地區(qū)不均衡、教育資源不均衡、教學(xué)水平不均衡、學(xué)生學(xué)習(xí)程度不均衡等多方面問(wèn)題，仍需教育工作者不斷研究改進(jìn)，讓人工智能教育更規(guī)范，更好地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn)
教師在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)中在運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要對(duì)人工智能技術(shù)的含義和特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析和研究，并且還要了解電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的育人目標(biāo)和教學(xué)要求，將人工智能和電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的融合，為學(xué)生打造全新的教學(xué)課堂，從而使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力能夠在人工智能的運(yùn)用下得到有效的提高，為學(xué)生后續(xù)的發(fā)展提供更多的可能性。
一、人工智能時(shí)代的概述
人工智能（ArtificialIntelligence，縮寫(xiě)為AI）亦稱(chēng)智械、機(jī)器智能，指由人制造出來(lái)的機(jī)器所表現(xiàn)出來(lái)的智能。通常人工智能是指通過(guò)普通計(jì)算機(jī)程序來(lái)呈現(xiàn)人類(lèi)智能的技術(shù)。該詞也指出研究這樣的智能系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，以及如何實(shí)現(xiàn)。人工智能于一般教材中的定義領(lǐng)域是“智能主體（intelligentagent）的研究與設(shè)計(jì)”，智能主體指一個(gè)可以觀察周遭環(huán)境并作出行動(dòng)以達(dá)致目標(biāo)的系統(tǒng)。約翰麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程”。安德里亞斯卡普蘭（AndreasKaplan）和邁克爾海恩萊因（MichaelHaenlein）將人工智能定義為“系統(tǒng)正確解釋外部數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并利用這些知識(shí)通過(guò)靈活適應(yīng)實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)和任務(wù)的能力”。人工智能的研究是高度技術(shù)性和專(zhuān)業(yè)的，各分支領(lǐng)域都是深入且各不相通的，因而涉及范圍極廣。人工智能是研究使用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類(lèi)似于人腦智能的計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。人工智能是十分廣泛的科學(xué)，它由不同的領(lǐng)域組成，它是哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、控制論、不定性論、仿生學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。在人工智能時(shí)代下進(jìn)行電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育改革的過(guò)程中，需要對(duì)人工智能時(shí)代的含義和發(fā)展背景進(jìn)行深入的分析和研究，這樣才可以給電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育改革指明一個(gè)正確的方向，保證后續(xù)工作的科學(xué)性和有效性。在2016年的世界經(jīng)濟(jì)報(bào)告中，人工智能被預(yù)測(cè)為第4次工業(yè)革命的主要技術(shù)代表，人工智能的發(fā)展將從宏觀到微觀的各個(gè)角度進(jìn)行相互的滲透以及融合，從而符合各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谥悄芑夹g(shù)的新要求和新需求。在人工智能技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的新技術(shù)和新產(chǎn)品，也形成了新的產(chǎn)業(yè)核心的發(fā)展模式[1]。我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在人工智能時(shí)代下發(fā)生了重大的變革，由于人工智能技術(shù)獨(dú)特的技術(shù)形式和技術(shù)模式，深刻地改變著人們的生活方式和生活模式。在一定程度上不僅可以推動(dòng)我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力的提高，還有助于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)水平逐漸朝著智能化和數(shù)字化的方向而發(fā)展，從中可以看出人工智能技術(shù)的發(fā)展是時(shí)展的必然趨勢(shì)，并且發(fā)展前景是比較廣闊的。人工智能技術(shù)主要是指將多個(gè)學(xué)科技術(shù)進(jìn)行有效的整合，其中涵蓋了計(jì)算機(jī)學(xué)科、語(yǔ)言學(xué)科和心理學(xué)科，智能化特征是比較明顯的。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，由于融合了各種尖端的技術(shù)，能夠?qū)⒓夹g(shù)能力和技術(shù)思維進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，模仿人的工作行為和思維，在當(dāng)前時(shí)代下人工智能技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，但是人工智能技術(shù)的發(fā)展也需要一定的時(shí)間和精力。首先，在實(shí)際用的過(guò)程中相關(guān)工作人員進(jìn)行了機(jī)器人的研發(fā)，機(jī)器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中對(duì)信息進(jìn)行有效的替代和處理，模仿人類(lèi)的思維進(jìn)行日常的工作。在后續(xù)工作的過(guò)程中，相關(guān)工作人員進(jìn)行了數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以自動(dòng)化和智能化的對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理以及分析，在較短時(shí)間內(nèi)提取出有效的信息，完成整個(gè)工作流程[1]。隨著我國(guó)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些工作人員紛紛加強(qiáng)了對(duì)人工智能技術(shù)的研發(fā)力度和開(kāi)發(fā)力度，不僅可以提高計(jì)算機(jī)的使用效果，還可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)日常運(yùn)行過(guò)程中所存在的故障。在當(dāng)前時(shí)代下人工智能技術(shù)的使用范圍在不斷的擴(kuò)展，并且人工智能技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中發(fā)揮著獨(dú)特性的作用和決定性的重要影響的作用。
其次，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)和各行各業(yè)進(jìn)行了相互的滲透以及融合。在當(dāng)前電氣信息專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中人工智能技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際工作的過(guò)程中對(duì)原有的工作模式進(jìn)行了有效的改進(jìn)和創(chuàng)新。一些工作人員在實(shí)際工作的過(guò)程中構(gòu)建了自動(dòng)化的工作模式和工作平臺(tái)，將人工智能技術(shù)完美的融入電氣信息領(lǐng)域中，不僅為我國(guó)電氣信息領(lǐng)域指明了一個(gè)正確的方向，也在一定程度上提高了人工智能技術(shù)的水平。最后，人工智能技術(shù)的發(fā)展，在電氣信息領(lǐng)域中的影響是迅速擴(kuò)大的，人工智能的使用會(huì)對(duì)電氣信息行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生深刻的影響，甚至是革命性的變化。人工智能的應(yīng)用不僅僅停留于行業(yè)的技術(shù)層面，更加重要的是在人工智能時(shí)代下一些新的工作思維和發(fā)展理念。作為電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的工作人員在人工智能的時(shí)代下要提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)水平，根據(jù)人工智能時(shí)代的特點(diǎn)以及發(fā)展方向，對(duì)原有的工作模式和工作理念進(jìn)行深入的改革以及創(chuàng)新，并且還要掌握有關(guān)人工智能方面的新技能，從而使得電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)影響力能夠得到有效的提高。但是從側(cè)面來(lái)看人工智能技術(shù)的發(fā)展對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)2本刊特稿科學(xué)咨詢(xún)/教育科研2021年第24期(總第745期)來(lái)說(shuō)是把雙刃劍，給實(shí)際工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，一些工作人員不得不提高自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，掌握更多的人工智能技術(shù)。在當(dāng)前時(shí)代下這種影響和變革已經(jīng)被普遍認(rèn)可，因此使我國(guó)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)行業(yè)能夠得到良好的發(fā)展。高校要對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母镆约皠?chuàng)新，根據(jù)當(dāng)前人工智能時(shí)代的發(fā)展方向和對(duì)人才的要求，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力進(jìn)行良好的培育，從而使學(xué)生能夠充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的水平和質(zhì)量，再一次加深人工智能和電氣信息行業(yè)的融合力度。相關(guān)負(fù)責(zé)教師要加強(qiáng)對(duì)這一問(wèn)題的理解，對(duì)原有人才培養(yǎng)模式和課程教育重點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母锖蛣?chuàng)新，根據(jù)人工智能時(shí)代和電氣信息領(lǐng)域融合的背景，提高課堂教學(xué)的科學(xué)性和針對(duì)性，從而使學(xué)生在畢業(yè)之后能夠獲得良好的發(fā)展。
二、人工智能對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才需求的影響分析
人工智能主要是利用計(jì)算機(jī)對(duì)人腦功能進(jìn)行模擬，具備一定程度的人類(lèi)認(rèn)知和分析問(wèn)題的能力，人工智能是人類(lèi)所制造的智能化技術(shù)，也是機(jī)器智能化發(fā)展的主要載體。在人工智能發(fā)展的過(guò)程中，由于是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)分支，所以在人工智能研究的過(guò)程中，涉及有關(guān)語(yǔ)言識(shí)別和圖像識(shí)別方面的功能。在當(dāng)前時(shí)代下，人工智能所形成的熱點(diǎn)效應(yīng)是比較廣闊的，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，使得各行各業(yè)朝著智能化的方向而發(fā)展，對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才需求來(lái)說(shuō)，也逐漸朝著智能化的方向而發(fā)展。電氣信息類(lèi)的教學(xué)，主要是為了讓學(xué)生能夠在班級(jí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，將理論和實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和操作能力，實(shí)踐性是比較強(qiáng)的。在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中各種新興的技術(shù)被應(yīng)用其中，擴(kuò)展了電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展實(shí)力，并且人工智能和電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了有機(jī)的融合和滲透。人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)思維的影響下已經(jīng)形成了互聯(lián)網(wǎng)思維的發(fā)展理念，隨著人工智能技術(shù)的廣泛運(yùn)用再加上云技術(shù)和算法技術(shù)的普遍化，這又給電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展提供了重要的支撐。在相互融合的技術(shù)背景下，電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)也即將進(jìn)入到人工智能發(fā)展的領(lǐng)域中[2]。因此對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)行業(yè)的工作人員來(lái)說(shuō)，要了解人工智能時(shí)代下先進(jìn)的信息技術(shù)，并且還要結(jié)合電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)在人工智能背景下的新特點(diǎn)，樹(shù)立新的工作模式和工作理念，從而使得電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)能夠在人工智能技術(shù)背景下得到廣泛的發(fā)展。對(duì)于人才需求方面，要求高校要對(duì)原有課堂教學(xué)模式和課程教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行深入的改革和創(chuàng)新，融入人工智能方面的內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)能力進(jìn)行良好的培育，高校要正確地理解人工智能對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的影響，從而使得電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)能夠朝著生態(tài)化和持續(xù)性的方向而發(fā)展。
三、人工智能給電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)提供的機(jī)遇
在人工智能技術(shù)中，所涵蓋的技術(shù)內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)是較為豐富的，這在一定程度上有助于提高電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。從中可以看出在當(dāng)前時(shí)代下的電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)中，教師要充分地把握人工智能技術(shù)所帶來(lái)的機(jī)遇，從而提高課堂教學(xué)的效果和質(zhì)量。在人工智能技術(shù)中包含著語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)和圖像辨認(rèn)技術(shù)，也可以對(duì)一些語(yǔ)言進(jìn)行有效的處理和研究。在課堂教學(xué)的過(guò)程中，教師要充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生了解當(dāng)前電氣信息領(lǐng)域的發(fā)展方向和主要的發(fā)展特點(diǎn)[3]。由于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)所涵蓋的內(nèi)容是相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜的，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)的過(guò)程中，需要進(jìn)行多個(gè)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，這給學(xué)生日常學(xué)習(xí)和教師的課堂教學(xué)帶來(lái)了諸多的挑戰(zhàn)，教師要結(jié)合課程教學(xué)的內(nèi)容，對(duì)課堂教學(xué)模式和流程進(jìn)行精心的安排。在實(shí)際工作過(guò)程中，要以計(jì)算機(jī)作為主要的輔助手段兼容，并且充分利用其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)來(lái)開(kāi)展日常的教學(xué)。在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師要充分的利用人工智能技術(shù)，對(duì)原有課堂教學(xué)模式進(jìn)行深入的改革以及研究，并且結(jié)合新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的這一大背景，對(duì)原有課程教育模式進(jìn)行創(chuàng)新和調(diào)整，從而給學(xué)生提供更加廣闊的發(fā)展空間。首先，在實(shí)際工作的過(guò)程中，人工智能技術(shù)重新構(gòu)造了電氣信息專(zhuān)業(yè)的課程，由于電氣信息類(lèi)的實(shí)用性是比較強(qiáng)的，在人工智能的技術(shù)下能夠取得不一樣的教學(xué)效果。將語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)和圖像辨認(rèn)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，教師可以充分發(fā)揮這些專(zhuān)業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高課堂教學(xué)的效果。另外在課堂教學(xué)情景中，教師可以利用人工智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)，并且為學(xué)生打造智能化的工廠開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)室，從而對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和操作水平進(jìn)行良好的培育。其次，在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)鹘y(tǒng)課程教育模式進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。在以往課程教學(xué)中，由于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)所涉及的知識(shí)學(xué)科是相對(duì)來(lái)說(shuō)較為豐富的，這給教師的日常教學(xué)帶來(lái)了諸多的問(wèn)題。比如在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)課程的有效統(tǒng)一，也無(wú)法為學(xué)生打造標(biāo)準(zhǔn)化的課程教育體系，在進(jìn)行個(gè)性化和獨(dú)特性課程教學(xué)方面的力度還是不足的，甚至也沒(méi)有完善的教育體系進(jìn)行主要的支撐，這給實(shí)際的教學(xué)工作帶來(lái)了諸多的問(wèn)題。隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，在課程教育的過(guò)程中，教師可以充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行有效的總結(jié)和收集。從而為學(xué)生打造個(gè)性化的教學(xué)課堂，并且運(yùn)用人工智能技術(shù)，還可以對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行分析和研究，提高課堂教學(xué)的針對(duì)性，從而使學(xué)生可以更加積極地進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)快樂(lè)學(xué)習(xí)的效果[4]。在專(zhuān)業(yè)教育中教師要充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高人工智能技術(shù)的應(yīng)用性效果，對(duì)學(xué)生的知識(shí)需求進(jìn)行深入的挖掘以及研究，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量能夠得到有效的提高。與此同時(shí)，在課程教育的過(guò)程中，教師還可以進(jìn)行課堂情景的構(gòu)建，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)為學(xué)生再現(xiàn)一些生活中的真實(shí)案例，為學(xué)生全面素質(zhì)的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、人工智能技術(shù)在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用路徑
（一）轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)在人工智能時(shí)代下的電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中，由于原有的教育重點(diǎn)和人才培養(yǎng)模式已經(jīng)無(wú)法順應(yīng)人工智能時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)和對(duì)人才的需求了，所以在實(shí)際工作的過(guò)程中，要對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育進(jìn)行有效的改革，幫助學(xué)生在畢業(yè)之后能夠獲得穩(wěn)定的發(fā)展。首先，在對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育進(jìn)行改革時(shí)，要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的目標(biāo)，這主要是由于人工智能技術(shù)在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)行業(yè)中的運(yùn)用對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)都產(chǎn)生了非常深刻的影響，并且電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)對(duì)于人才的需求發(fā)生了很大的變化。比如，對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)技能方面都和傳統(tǒng)發(fā)現(xiàn)模式有所不同，在電氣信息處理的過(guò)程中提出了諸多的要求。相關(guān)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)從業(yè)者不僅要具備完善的理論知識(shí)，還要具備創(chuàng)新性的思維能力，能夠面對(duì)當(dāng)前變化多端的人工智能時(shí)代，具備新的技術(shù)和新的思維，靈活地運(yùn)用在實(shí)際工作中所存在的問(wèn)題。因此對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育來(lái)說(shuō)，要對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)良好的變革。其次，電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)要著眼于當(dāng)前國(guó)際發(fā)展方向和新業(yè)務(wù)的特征，了解有關(guān)業(yè)態(tài)產(chǎn)品和專(zhuān)業(yè)能力方面的內(nèi)容。從這些問(wèn)題入手提出正確的人才培養(yǎng)目標(biāo)，并且對(duì)原有課程教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，從而促進(jìn)學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)的過(guò)程中加深對(duì)人工智能技術(shù)的了解，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
（二）升級(jí)人才培養(yǎng)模式在人工智能背景下對(duì)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育進(jìn)行改革時(shí)，要在原有育人模式的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效的升級(jí)，改變傳統(tǒng)的課程教學(xué)設(shè)置。當(dāng)前大部分電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)院校還是采用之前偏理論的課程來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的講授，雖然這些理論知識(shí)是學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間必須要掌握的內(nèi)容，但是假如仍然向?qū)W生講述這些課程的話，也沒(méi)有將理論和實(shí)踐進(jìn)行相互的結(jié)合，使得學(xué)生無(wú)法在人工智能時(shí)代下得到良好的發(fā)展，因此相關(guān)負(fù)責(zé)教師在實(shí)際教育工作中要對(duì)原有人才培養(yǎng)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)型和升級(jí)。電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教師要根據(jù)當(dāng)前電氣信息行業(yè)的發(fā)展和對(duì)人才的要求，對(duì)課程教育內(nèi)容進(jìn)行重新的調(diào)整。首先，在實(shí)際教育的過(guò)程中要向?qū)W生全面地展示先進(jìn)的人工智能技術(shù)，技術(shù)是推進(jìn)電氣信息專(zhuān)業(yè)前進(jìn)的動(dòng)力之一。但是在原有的電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中，教育技術(shù)的實(shí)施和教學(xué)并沒(méi)有受到相關(guān)負(fù)責(zé)教師的重視，教師在班級(jí)教學(xué)的過(guò)程中，也沒(méi)有為學(xué)生融入當(dāng)前先進(jìn)的人工智能技術(shù)和運(yùn)用案例，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。在人工智能時(shí)代下，人機(jī)協(xié)作是當(dāng)前主要的工作模式和發(fā)展模式，因此對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育來(lái)說(shuō)，要對(duì)人才培養(yǎng)課程結(jié)構(gòu)和課程重點(diǎn)進(jìn)行有效的調(diào)整和創(chuàng)新。教師在教學(xué)中不僅要加入有關(guān)以往課程的教育內(nèi)容，還要對(duì)課程進(jìn)行有效的擴(kuò)展，融入新媒體和人工智能技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的課程。比如教師可以立足于教材中的內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多樣化的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)和實(shí)踐操作平臺(tái)，在學(xué)生實(shí)踐的過(guò)程中要融入先進(jìn)的人工智能技術(shù)，這些教學(xué)模式的運(yùn)用不僅可以讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，還可以多方位的鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。所以相關(guān)高校要適當(dāng)?shù)慕梃b這一教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高課程教學(xué)的針對(duì)性。其次，在育人模式中還要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和操作能力的培養(yǎng)，在人工智能背景下，電氣信息的發(fā)展模式和主要的發(fā)展方向都發(fā)生了一定的改變。在當(dāng)前電氣信息領(lǐng)域發(fā)展的過(guò)程中，為了使自身能夠在人工智能背景下得到有效的發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新和創(chuàng)意的人才，并且要求這部分人才能夠掌握先進(jìn)的人工智能技術(shù)，根據(jù)電氣信息發(fā)展的實(shí)際需求和人們對(duì)電氣信息的要求，從而生產(chǎn)出個(gè)性化和特色化的產(chǎn)品。在育人模式升級(jí)中，教師要將專(zhuān)業(yè)和特色進(jìn)行有機(jī)的融合，構(gòu)建新的教育思路，過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)才是人才升級(jí)的重要基礎(chǔ)。在人工智能時(shí)代下，信息的來(lái)源和途徑逐漸朝著多樣化的方向發(fā)展，在這些繁雜的信息中既有重要的信息也有多余的信息，所以要使學(xué)生能夠?qū)@些信息進(jìn)行有效的辨別。高校在制定人才培養(yǎng)模式中，要專(zhuān)業(yè)性的鍛煉學(xué)生的工作能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，從而使學(xué)生能夠在這些大量的信息中提取有用的信息，提高電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的有效性。
（三）引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆谌斯ぶ悄鼙尘跋聦?duì)院校電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師要在保留原有學(xué)習(xí)項(xiàng)目的同時(shí)，立足于學(xué)生當(dāng)前的理解能力，開(kāi)發(fā)新的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中教師要求學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立性的思考，并且教師還要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)以及啟發(fā)，使學(xué)生可以運(yùn)用課堂中所學(xué)到的知識(shí)內(nèi)容靈活的解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所存在的問(wèn)題。教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用不同的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽的設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證。教師在班級(jí)教學(xué)的過(guò)程中，可以為學(xué)生引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式任務(wù)，驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式主要是以學(xué)生為中心，教師要立足于教材中的內(nèi)容和課堂教學(xué)的目標(biāo)為學(xué)生布置相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)綜合性的學(xué)習(xí)效果。在為學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，要融入當(dāng)前先進(jìn)的人工智能技術(shù)，讓學(xué)生充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)完成教師所布置的任務(wù)。教師要在任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式中增加一些設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型的學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生直接深入到實(shí)踐學(xué)習(xí)中進(jìn)行方案的設(shè)定以及驗(yàn)證，并且對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多方位的分析以及討論。在班級(jí)教學(xué)的過(guò)程中，教師要讓學(xué)生圍繞著一個(gè)教學(xué)目標(biāo)來(lái)開(kāi)展日常的學(xué)習(xí)，并且學(xué)生在學(xué)習(xí)和驗(yàn)證的過(guò)程中，教師還要加強(qiáng)和學(xué)生之間的互動(dòng)和交流，從而對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方向和實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行有效的引導(dǎo)，使學(xué)生可以在強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行自主性的探索以及學(xué)習(xí)，并且也可以在班級(jí)中形成良好的互動(dòng)。
（四）利用人工智能技術(shù)進(jìn)行輔的教學(xué)在電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)課堂中，教師在利用人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要在原有課程的基礎(chǔ)上充分地發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)實(shí)際教學(xué)起到一個(gè)良好的輔助作用。比如，在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，教師需要將理論知識(shí)和學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)進(jìn)行相互的結(jié)合，提高課堂教學(xué)的真實(shí)性和有效性，在課程內(nèi)容中要圍繞著各種企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目來(lái)讓學(xué)生進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師要利用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為學(xué)生展現(xiàn)真實(shí)的一線工作現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生全面的感受工作的環(huán)境，不僅有助于提高課堂教學(xué)的效果，還可以讓一些抽象的理論知識(shí)變得生動(dòng)和直觀，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。
我校是青島市人工智能實(shí)驗(yàn)學(xué)校。在工作中我們借助教研、教學(xué)平臺(tái)，積極推動(dòng)人工智能課程開(kāi)展和教師教研、集備工作，根據(jù)興趣導(dǎo)向、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，學(xué)用結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐的原則，組建了實(shí)驗(yàn)班，按照上級(jí)對(duì)于高中段開(kāi)課部署每?jī)芍荛_(kāi)設(shè)1課時(shí)，開(kāi)展人工智能教育教學(xué)工作。
在課堂上組織實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生觀看了人工智能的《開(kāi)學(xué)第一課》，主要是“什么是人工智能”、“如何制造人工智能？、“New Google AI Can Have Real Life Conversations With Strangers”等內(nèi)容，很有收獲。但是在觀看過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多的人工智能相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，比如JAVA、大數(shù)據(jù)、Python、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、H5/WEB前端、嵌入式、Linux、C語(yǔ)言、單片機(jī)、C++等解根本看不懂，發(fā)現(xiàn)自己的很多方面都需要補(bǔ)課，不然每次培訓(xùn)老師講解的專(zhuān)業(yè)東西還是理解不了，這對(duì)于我們教師和學(xué)生都是一個(gè)難點(diǎn)。也斷斷續(xù)續(xù)參加了各種形式的培訓(xùn)，和同仁們交流起來(lái)總體感覺(jué)是沒(méi)有系統(tǒng)化，特別是參加了祁榮斌博士組織的磨課，和同事們討論起來(lái)感覺(jué)層次太高，有些內(nèi)容也是理解不了！學(xué)生和學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境比較起來(lái)也存在地域差異性導(dǎo)致了學(xué)生接受人工智能相關(guān)教育程度深淺不一，而且面向高中生的課本難度很大，很希望能有個(gè)機(jī)會(huì)從零基礎(chǔ)開(kāi)始系統(tǒng)化學(xué)習(xí)人工智能，這樣才能更好的教好學(xué)生，這一點(diǎn)線下交流的時(shí)候是很多老師的心聲，期望能在領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家的引領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)。
1 人工智能定義和發(fā)展階段
人工智能的英文是Artificial Intelligence, 簡(jiǎn)稱(chēng)AI, 人工智能的內(nèi)容不斷豐富和發(fā)展, 至今還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。比較權(quán)威的說(shuō)法認(rèn)為[3]:人工智能是關(guān)于人造物的智能行為, 主要包括知覺(jué)、推理、學(xué)習(xí)、交流和在復(fù)雜環(huán)境中的行為。人工智能的長(zhǎng)期目標(biāo)是發(fā)明出可以像人類(lèi)一樣或能更好地完成以上行為的機(jī)器, 短期目標(biāo)是理解這種智能行為是否存在于機(jī)器、人類(lèi)或其他動(dòng)物中, 所以它包含了科學(xué)和工程雙重目標(biāo)。根據(jù)其功能強(qiáng)弱, 人工智能分為三類(lèi), 即弱人工智能、強(qiáng)人工智能還有超級(jí)人工智能。人工智能的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段, 第一階段是20世紀(jì)50~60年代, 提出人工智能的概念。主要以命題邏輯、謂詞邏輯等知識(shí)表達(dá)和啟發(fā)式搜索算法為代表;第二階段是20世紀(jì)70~80年代, 提出了專(zhuān)家系統(tǒng), 同時(shí)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法研究發(fā)展迅猛, 伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)計(jì)算硬件能力的逐步提高, 人工智能逐漸開(kāi)始突破;第三階段是自20世紀(jì)末以來(lái), 尤其是2006年開(kāi)始進(jìn)入了大數(shù)據(jù)和自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知智能時(shí)代。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展, 人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景也開(kāi)始增多, 特別是深度學(xué)習(xí)算法在語(yǔ)音和視覺(jué)識(shí)別上實(shí)現(xiàn)了巨大的突破[4,5]。人工智能的技術(shù)體系主要分為四個(gè)方面, 即機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別以及人機(jī)交互等。當(dāng)今擊敗世界圍棋冠軍李世石的Alpha GO主要應(yīng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)中的深度學(xué)習(xí)算法。
2 人工智能應(yīng)用狀況與反思
2017年, 阿里的無(wú)人超市落地杭州, 進(jìn)店、挑選商品、付款支付一氣呵成, 消費(fèi)者幾乎在完全自主的狀態(tài)下完成購(gòu)物。與此類(lèi)似, 昆山富士康公司裁員6萬(wàn)名工人, 全用機(jī)器人代替。京東、淘寶引入的智能機(jī)器人替代了原來(lái)的倉(cāng)庫(kù)管理、人工客服等崗位。因此有學(xué)者悲觀地?cái)嘌?在人工智能時(shí)代, 因?yàn)楹芏嗦殬I(yè)崗位或技能將被智能機(jī)器人所代替, 職業(yè)院校畢業(yè)生很有可能面臨畢業(yè)就失業(yè)的窘境。筆者認(rèn)為, 我們不應(yīng)該重蹈歷史上英國(guó)制定的限制汽車(chē)推廣使用的《紅旗法案》的悲劇。正是這個(gè)在今天看來(lái)毫無(wú)道理的, 但卻持續(xù)了三十年的法案讓德國(guó)和美國(guó)的汽車(chē)工業(yè)完全趕上來(lái), 最終遠(yuǎn)超英國(guó)。人工智能應(yīng)用必將淘汰或替代很多現(xiàn)有就業(yè)崗位, 但同時(shí)又會(huì)創(chuàng)造新的就業(yè)崗位, 這是一個(gè)伴隨著產(chǎn)業(yè)智能升級(jí)的、長(zhǎng)期的艱難過(guò)程, 對(duì)于職業(yè)教育來(lái)說(shuō), 這既是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn), 也是一個(gè)難得的機(jī)遇。
3 人工智能時(shí)代職業(yè)教育的發(fā)展策略
為了更積極地適應(yīng)人工智能時(shí)代, 除了國(guó)家層面的統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)指導(dǎo)和政策、經(jīng)費(fèi)支持之外, 建議還要做好以下幾個(gè)方面的發(fā)展規(guī)劃。
3.1 解放思想, 更新理念與制度
中國(guó)工程院院士潘云鶴提出, 人工智能走向2.0階段的真正原因是世界正從原來(lái)由人類(lèi)社會(huì)與物理空間構(gòu)成的二元空間, 向著由物理空間、人類(lèi)社會(huì)與信息空間構(gòu)成的新三元空間演變[6]。因此, 職業(yè)教育在教學(xué)和管理過(guò)程中應(yīng)該加入人工智能等相關(guān)理念和技術(shù), 同時(shí)其辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)方案、專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程內(nèi)容、考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面都需要做出相應(yīng)的改進(jìn)。比如當(dāng)前大多數(shù)職業(yè)院校非計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程安排中, 信息技術(shù)類(lèi)課程課時(shí)偏少, 數(shù)據(jù)處理、編程類(lèi)或人工智能課程幾乎沒(méi)有, 這樣的安排不利于提升學(xué)生的信息素養(yǎng), 必須做出相應(yīng)的調(diào)整, 同時(shí)適當(dāng)減少將來(lái)可被人工智能應(yīng)用替代的技能課程的課時(shí), 比如電算會(huì)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
3.2 善用人工智能, 提升教學(xué)與管理
在人工智能背景下, 教師們現(xiàn)有的重復(fù)性工作和大量數(shù)據(jù)積淀的教學(xué)任務(wù), 比如批改作業(yè)或閱卷或課堂考勤都可能被人工智能取代, 因此, 教師能騰出更多的時(shí)間, 更充分地關(guān)注學(xué)生的個(gè)性差異, 從而為學(xué)習(xí)者提供更精確的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù), 教師也能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和手段, 優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)方式, 補(bǔ)充教學(xué)資源, 減少備課重復(fù)性工作, 提升教學(xué)效率, 真正地做得因材施教, 同時(shí)學(xué)生們的學(xué)習(xí)方法和方式將不同程度地得到重構(gòu), 基于大數(shù)據(jù)的智能在線學(xué)習(xí)平臺(tái)大量出現(xiàn), 不同的學(xué)校、學(xué)科及專(zhuān)業(yè)課程不再封閉, 學(xué)習(xí)時(shí)時(shí)處處都可以進(jìn)行, 碎片化與個(gè)性化學(xué)習(xí)將日益普遍。教師能完整地跟蹤學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程, 比如學(xué)生上課是否睡覺(jué)、是否玩手機(jī)、是否在教室里與其他同學(xué)合作學(xué)習(xí)等, 都能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能解析, 有利于更有效、更全面地對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)。大部分課程考試將全部自動(dòng)化, 考生資格審查利用人臉識(shí)別、監(jiān)考與閱卷都由智能機(jī)器來(lái)完成。上述人工智能給教學(xué)帶來(lái)的這些變化既需要網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施和相關(guān)軟件系統(tǒng)來(lái)支撐, 更需要職業(yè)教育的教師們繼續(xù)提升信息技能、深化和加強(qiáng)信息素養(yǎng)。
3.3 深化產(chǎn)教融合、優(yōu)化實(shí)訓(xùn)筑牢就業(yè)
在人工智能時(shí)代, 職業(yè)院校應(yīng)與相關(guān)行業(yè)統(tǒng)籌發(fā)展, 深化產(chǎn)教融合, 拓寬企業(yè)參與的途徑, 深化引企入教改革, 支持引導(dǎo)企業(yè)深度參與職業(yè)院校的教育教學(xué)改革, 多種方式參與學(xué)校專(zhuān)業(yè)規(guī)劃、教材開(kāi)發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程設(shè)置、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn), 促進(jìn)企業(yè)需求融入人才培養(yǎng)環(huán)節(jié);鼓勵(lì)以引企駐校、引校進(jìn)企、校企一體等方式吸引優(yōu)勢(shì)企業(yè)與學(xué)校共建共享生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地;全面推行現(xiàn)代學(xué)徒制和企業(yè)新型學(xué)徒制, 推動(dòng)學(xué)校就業(yè)與企業(yè)招工無(wú)縫銜接。比如職業(yè)教育將出現(xiàn)新師徒制, 行業(yè)領(lǐng)域的行家里手將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以VR或者AR技術(shù)言傳身教的方式, 帶領(lǐng)規(guī)模龐大的徒弟用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)與實(shí)踐。
3.4 完善終身學(xué)習(xí)的職業(yè)教育體系
隨著人工智能應(yīng)用的深入推廣, 職業(yè)院校培養(yǎng)的技能型人才所掌握的技能如果不及時(shí)進(jìn)行充電升級(jí), 中低端的重復(fù)性強(qiáng)的工作將面臨被智能機(jī)器人不同程度進(jìn)行替代的危險(xiǎn)。所以對(duì)于不少技能崗位, 守著一門(mén)技術(shù)吃一輩子老本的時(shí)代將一去不復(fù)返。因此, 職業(yè)教育要繼續(xù)完善終身教育體系, 為職業(yè)教育學(xué)生的充電升級(jí)鋪就一條縱深的通道。
3.5 人文教育為道, 智能教育為用
在人工智能的幫助下, 簡(jiǎn)單重復(fù)性的工作將被機(jī)器替代, 人們將從重復(fù)繁瑣的事務(wù)中解脫出來(lái), 轉(zhuǎn)去從事更具有創(chuàng)造性、創(chuàng)新性或者更具有情感類(lèi)的工作, 這些工作需要人與人之間的合作與溝通, 因此, 職業(yè)教育更需要注重學(xué)生思想道德水平、人文綜合素質(zhì)的培養(yǎng), 這是做人之道, 在此基礎(chǔ)之上激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造力, 促進(jìn)跨界思維的形成, 更好地掌握人工智能時(shí)代的相關(guān)職業(yè)崗位知識(shí)和相應(yīng)的智能技能。著名理論物理學(xué)家霍金曾說(shuō):完全人工智能的研發(fā)可能意味著人類(lèi)的末日。Tesla汽車(chē)和Space X公司創(chuàng)始人馬斯克說(shuō):我們必須非常小心人工智能。如果必須預(yù)測(cè)我們面臨的最大現(xiàn)實(shí)威脅, 恐怕就是人工智能了[7]。一群沒(méi)有良好道德水平的, 但掌握了智能技術(shù)或設(shè)備的人們是危險(xiǎn)的, 所以職業(yè)教育應(yīng)該從學(xué)生入學(xué)起就開(kāi)始, 不斷提升學(xué)生的思想道德水平, 熱愛(ài)社會(huì)、熱愛(ài)生活、樂(lè)于助人、與人為善。只有這樣, 人工智能應(yīng)用才能更好地服務(wù)人們、造福社會(huì)。
4 結(jié)論
人工智能正在快速又深刻地改變我們的教學(xué)、生活和工作方式, 也對(duì)職業(yè)教育提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn), 同時(shí)也是一個(gè)巨大的機(jī)遇。職業(yè)教育在面對(duì)人工智能時(shí)代的變革時(shí), 須要從國(guó)家政策、理念與制度、教學(xué)管理、產(chǎn)教融合、終身學(xué)習(xí)等方面做好應(yīng)對(duì), 切實(shí)地把握人文教育之道對(duì)智能教育之用的統(tǒng)領(lǐng)原則, 培養(yǎng)能很好地掌控人工智能技術(shù)和應(yīng)用的人才。
參考文獻(xiàn)
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教育是著眼于未來(lái)的事業(yè)，教育的首要任務(wù)就是為未來(lái)社會(huì)培養(yǎng)相適應(yīng)的合格人才。隨著人工智能的誕生和發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域，并顯示出人工智能對(duì)于彌補(bǔ)當(dāng)前教育存在的種種缺陷和不足，推動(dòng)教學(xué)現(xiàn)代化和教育發(fā)展改革進(jìn)程起著越來(lái)越重要的作用。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展中，工程科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)不斷融合，相互進(jìn)步。近幾年，隨著人工智能技術(shù)，機(jī)器人技術(shù)，虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)不斷的融合發(fā)展，衍生出一系列的醫(yī)學(xué)診療技術(shù)，儀器，大大推進(jìn)了醫(yī)學(xué)發(fā)展。從2013年到2017年，國(guó)務(wù)院、發(fā)改委、FAD連續(xù)發(fā)文，多次提及醫(yī)療走智能化、云化的趨勢(shì)，為推動(dòng)智能醫(yī)療領(lǐng)域保駕護(hù)航。智能與醫(yī)學(xué)的結(jié)合已經(jīng)是大勢(shì)所趨，因此，為培養(yǎng)大量智能醫(yī)學(xué)人才極有必要對(duì)智能醫(yī)學(xué)教育新模式進(jìn)行深入研究。
一、目前醫(yī)學(xué)教育以及醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)狀況
智能醫(yī)學(xué)工程是一門(mén)將人工智能、傳感技術(shù)等高科技手段綜合運(yùn)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興交叉學(xué)科，研究?jī)?nèi)容包括智能藥物研發(fā)、醫(yī)療機(jī)器人、智能診療、智能影像識(shí)別、智能健康數(shù)據(jù)管理等。
智能醫(yī)學(xué)工程的畢業(yè)生掌握了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)理論，對(duì)智慧醫(yī)院、區(qū)域醫(yī)療中心、家庭自助健康監(jiān)護(hù)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的醫(yī)學(xué)現(xiàn)象、醫(yī)學(xué)問(wèn)題和醫(yī)療模式有較深入的理解，能熟練地將電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)，應(yīng)用于醫(yī)療信息大數(shù)據(jù)的智能采集、智能分析、智能診療、臨床實(shí)踐等各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是融合型創(chuàng)新人才的最好培養(yǎng)方式。智能醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)需要各學(xué)科間的相互交融更為緊密，學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力才能得到更好的培養(yǎng)。與此同時(shí)，由于絕大部分醫(yī)工結(jié)合的專(zhuān)業(yè)大部分歸屬與工科學(xué)院下，缺乏必要的臨床經(jīng)驗(yàn)，因而學(xué)生不能很好的把握新技術(shù)的應(yīng)用。
而國(guó)內(nèi)相關(guān)人才缺口還非常大，目前，國(guó)內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。但是囿于培養(yǎng)時(shí)間與培養(yǎng)模式，他們往往只能針對(duì)具體某一方向，并且目前的培養(yǎng)體系還多著重于工學(xué)技術(shù)的研究，缺乏臨床實(shí)踐。
二、智能+醫(yī)學(xué)教育的必要性探究
2.1技術(shù)進(jìn)步對(duì)醫(yī)療人員的診療幫助
以癌癥的治療為例，由于針對(duì)癌癥藥物的研究何藥物數(shù)量非常巨大，對(duì)于普通醫(yī)生在短時(shí)間內(nèi)難以進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷針對(duì)癌癥的研究和藥物數(shù)量非常巨大，具體來(lái)說(shuō)，目前已有800多種藥物和疫苗用于治療癌癥。但是，這對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)卻有負(fù)面的影響，因?yàn)橛刑喾N選擇可供選擇，使得為病人選擇合適的抗癌藥物變的更加困難。同樣，精確醫(yī)學(xué)的進(jìn)步也是非常困難的，因?yàn)榛蛞?guī)模的知識(shí)和推理成為決定癌癥和其他復(fù)雜疾病的最終瓶頸。今天，許多受過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)研究員需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間來(lái)檢查一個(gè)病人的基因組數(shù)據(jù)并作出治療決定。
上述問(wèn)題在擁有工學(xué)、醫(yī)學(xué)雙背景的醫(yī)生手中已經(jīng)不是問(wèn)題，通過(guò)目前日漸成熟的AI技術(shù)，對(duì)于大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，通過(guò)可靠的編程手段，通過(guò)人工智能技術(shù)，建立完備的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫(kù)，幫助醫(yī)生進(jìn)行診療。據(jù)調(diào)查，美國(guó)微軟公司已經(jīng)研制出幫助醫(yī)生治療癌癥的人工智能機(jī)器，其原理是對(duì)于所有關(guān)于癌癥的論文進(jìn)行檢索，并提出對(duì)于病人治療最有效的參考方案，它可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)幫助醫(yī)生找到最有效，最個(gè)性化的癌癥治療方案，同時(shí)提供可視化的研究數(shù)據(jù)。
2.2智能醫(yī)學(xué)對(duì)于新時(shí)代醫(yī)生培養(yǎng)的影響
人工智能通過(guò)計(jì)算機(jī)可為學(xué)生提供圖文并茂的豐富信息和數(shù)據(jù)，一方面加強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，人工智能可幫助教師完成繁雜的、需適應(yīng)各種教學(xué)的教學(xué)課程、課件等設(shè)計(jì)，使教師將更多的精力專(zhuān)注于學(xué)與教的行為和過(guò)程，從而提高教學(xué)效率。正如前面所述例子，智能網(wǎng)絡(luò)模塊化學(xué)習(xí)平臺(tái)可使教學(xué)擺脫以往對(duì)于示教病例的依賴(lài)，拓展了學(xué)生們的學(xué)習(xí)空間和時(shí)間，可極大地提高醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。
教育與人工智能相結(jié)合將會(huì)創(chuàng)新教育方式和理念。北京師范大學(xué)何克抗教授在《當(dāng)代教育技術(shù)的研究?jī)?nèi)容與發(fā)展趨勢(shì)》中提到當(dāng)代教育技術(shù)的五大發(fā)展趨勢(shì)之一就是“愈來(lái)愈重視人工智能在教育中應(yīng)用的研究”。結(jié)合上述人工結(jié)合上述人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的創(chuàng)新作用，下面就人工智能結(jié)合醫(yī)學(xué)學(xué)教育新模式提出一些構(gòu)想。
三、交叉醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)
3.1建立智能醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系的必要性
目前智能醫(yī)學(xué)的研發(fā)和臨床還存在隔閡，臨床醫(yī)生并沒(méi)有很好地理解人工智能，無(wú)法從實(shí)踐出發(fā)提出人工智能能夠解決的方向，而人工智能的產(chǎn)業(yè)界熱情高漲，卻未必能踩準(zhǔn)點(diǎn)，所以產(chǎn)業(yè)界需要和臨床深度溝通融合，才能真正解決看病難、看病貴的問(wèn)題，緩解醫(yī)療資源緊張。目前，國(guó)內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。
3.2醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系初步構(gòu)想
人工智能技術(shù)作為社會(huì)媒介化發(fā)展的特殊產(chǎn)物，不僅能夠建構(gòu)起智能媒介化的信息社會(huì)，更能深入到傳媒研究領(lǐng)域，引導(dǎo)影視傳媒研究朝著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的方向發(fā)展。當(dāng)前影視傳媒教育正面臨重要的轉(zhuǎn)型階段，如何通過(guò)媒介信息技術(shù)調(diào)整現(xiàn)有的理論學(xué)習(xí)模式和教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，已經(jīng)成為影視教育進(jìn)行改革創(chuàng)新的突破口?；谌斯ぶ悄転榻逃畔⒒瘞?lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，影視教育正致力于從“刀切教育”邁向“精準(zhǔn)教育”，從“課堂缺席”轉(zhuǎn)為“課堂在場(chǎng)”，從人才培養(yǎng)模式到教育信息平臺(tái)搭建，都在不斷強(qiáng)化智能教育培養(yǎng)，力求為影視傳媒教育的智能化改革和實(shí)踐提供決策依據(jù)。
一、影視教育智能化發(fā)展的應(yīng)用價(jià)值
智能化影視傳媒研究是教育信息化極為重要的應(yīng)用場(chǎng)景，人工智能技術(shù)不僅拓寬了影視傳媒教育的研究方向，同時(shí)也在技術(shù)手段、渠道搭建、傳媒倫理等層面發(fā)揮著重要作用。
1.消除數(shù)據(jù)鴻溝，發(fā)揮智能傳媒教育技術(shù)賦能和知識(shí)平權(quán)的雙重功能。影視傳媒研究是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的理論性教學(xué)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才為教育目標(biāo)。教育學(xué)者是影視文化傳播的驅(qū)動(dòng)者，因個(gè)體間存在傳播技能、信息儲(chǔ)備和交往行為方面的差異，造成影視傳媒教育具有嚴(yán)重的知識(shí)鴻溝。在影視研究學(xué)者步入算法教育的重要階段，智能教育平臺(tái)可通過(guò)讀取人的反饋改變?cè)械慕虒W(xué)模式，調(diào)整每一位受教育者的天賦類(lèi)型。與此同時(shí)，教育學(xué)者能夠充分利用算法技術(shù)和人工智能手段，獲取定制化的影視資源和學(xué)習(xí)條件，以技術(shù)邏輯引導(dǎo)學(xué)習(xí)流程，用分析框架提高教學(xué)模式的理論性和可操作性，通過(guò)強(qiáng)化教與學(xué)的變革場(chǎng)景，激活文化創(chuàng)作的想象力和邏輯性思維，使科技創(chuàng)新在理性與感性、理論與實(shí)踐的引導(dǎo)作用下，從一般的理論教學(xué)形成智能媒介化的信息教學(xué)模式，從單向傳授轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動(dòng)的學(xué)習(xí)教育模式。
2.拓寬學(xué)習(xí)渠道，推動(dòng)教育形態(tài)從理論課堂到智能媒體教育課堂的變革。人工智能技術(shù)與影視教育教學(xué)的深度融合，正引發(fā)起一場(chǎng)新的教學(xué)革命。從教育手段和學(xué)習(xí)途徑上來(lái)看，原有的課堂教學(xué)已無(wú)法滿足理論和實(shí)踐的雙重需求，大數(shù)據(jù)催生出的智能化影視教育，在虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界間搭建起新的算法課堂，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化理論教學(xué)的概念，又通過(guò)具有超強(qiáng)運(yùn)算能力和通訊能力的技術(shù)手段協(xié)助實(shí)踐操作。例如，人工智能照相機(jī)作為輔助型的教學(xué)工具，被運(yùn)用于智慧課堂的攝影實(shí)踐教學(xué)中，借助云端技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，可以幫助不懂?dāng)z影技術(shù)的學(xué)習(xí)新手盡快了解電影拍攝的理論框架和基本技能，推動(dòng)教學(xué)場(chǎng)景從應(yīng)用性教學(xué)到智慧型課堂的氛圍建構(gòu)。人工智能與影視教學(xué)的跨界融合，成為智能傳媒教育進(jìn)行顛覆式創(chuàng)新的重要表現(xiàn)形式，教育形態(tài)正逐漸從智慧課堂過(guò)渡到智慧校園，從傳統(tǒng)的理論范式過(guò)渡到智慧媒體的應(yīng)用型范式，幫助構(gòu)建起新的學(xué)科話語(yǔ)體系。
3.重視傳媒倫理，推動(dòng)智能化影視傳媒教育價(jià)值觀和技術(shù)性的生成。人工智能是以追求效益為初心的理性工具，在技能研發(fā)階段尚未對(duì)倫理規(guī)范提出強(qiáng)制要求，技術(shù)倫理向來(lái)是人工智能難以逾越的一道鴻溝；影視傳媒教育則是以培養(yǎng)學(xué)生的倫理觀和價(jià)值觀為出發(fā)點(diǎn)，重視以道德審美為核心的理性意識(shí)。智能化傳媒教育將信息技術(shù)和影視教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，使得理性工具得以同理性意識(shí)深度融合，人文關(guān)懷建立在技術(shù)作用之上，這既是培養(yǎng)受教育者核心價(jià)值觀的時(shí)代需要，亦是強(qiáng)化人工智能技術(shù)倫理的有效途徑。人工智能時(shí)代，強(qiáng)調(diào)智能化影視傳媒教育技術(shù)性和價(jià)值觀的生成，與其說(shuō)是建立在影視教育應(yīng)用場(chǎng)景上的技術(shù)倫理規(guī)范，不如說(shuō)是借信息技術(shù)完成對(duì)傳媒倫理和受教育者價(jià)值觀的理性建構(gòu)，讓人工智能發(fā)展緊密聯(lián)系意識(shí)形態(tài)和倫理道德問(wèn)題，加深技術(shù)手段和教育學(xué)習(xí)的彼此作用，從而獲得傳媒教學(xué)在倫理層面的共識(shí)。隨著傳媒影響力的逐步擴(kuò)大，以?xún)?nèi)容為載體的影視教學(xué)活動(dòng)意味著要擔(dān)負(fù)起更重要的教學(xué)責(zé)任，學(xué)科研究核心價(jià)值觀的建設(shè)必須以注重傳媒倫理和技術(shù)倫理為教學(xué)基礎(chǔ)，重新建構(gòu)現(xiàn)有的倫理道德觀念，為人工智能技術(shù)注入價(jià)值觀的活的靈魂。
二、影視教育智能化發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題
人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，賦予影視傳媒教育極大的應(yīng)用價(jià)值，與此同時(shí)也面臨著潛在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。
1.灌輸式教育仍占據(jù)主流，智能化影視教學(xué)陷入價(jià)值認(rèn)知困境。在人工智能技術(shù)出現(xiàn)以前，理論+實(shí)踐的教學(xué)策略已經(jīng)成為一種固定的形態(tài)存在于傳統(tǒng)影視教學(xué)工作中，受教育者根據(jù)統(tǒng)一的培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)方式，包括影視創(chuàng)作及影視理論等相關(guān)課程都按照相同的培養(yǎng)模式進(jìn)行。由于教育主體對(duì)人工智能的認(rèn)知存在兩極分化的現(xiàn)象，過(guò)往只能夠通灌輸式對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)制教育，智能化影視教學(xué)則是處于小范圍內(nèi)的實(shí)踐和創(chuàng)新。對(duì)影視教育而言，理論與實(shí)踐是學(xué)習(xí)的內(nèi)容，繼承與創(chuàng)新才是研究的實(shí)質(zhì)。明確人工智能教育的價(jià)值認(rèn)知，從灌輸教育逐步邁向定制化教育，為高校的人才培養(yǎng)提供重要的智力支持，應(yīng)當(dāng)是影視教育智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的著力點(diǎn)。
2.智能教育應(yīng)用場(chǎng)景缺乏思考，其深度和廣度有待進(jìn)一步挖掘。當(dāng)前，智慧課堂、智慧校園的出現(xiàn)奠定了智能傳媒教育的基本雛形，依靠大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)支撐的智能傳媒教育，在平臺(tái)搭建層面已出現(xiàn)顯著性成果，但對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的深度和廣度挖掘還存在明顯問(wèn)題。影視教育智能化應(yīng)當(dāng)以追求個(gè)性化和定制化教育為目標(biāo)，崇尚的是終身學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，不應(yīng)當(dāng)將人工智能技術(shù)僅局限于傳統(tǒng)的教學(xué)課堂，除了要從“線下”走向“線上”，還需要考慮到以人機(jī)交互為主要形態(tài)的教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景，挖掘人工智能教育更多的應(yīng)用情境和展現(xiàn)方式，從而對(duì)影視課堂的理論與實(shí)踐教學(xué)價(jià)值提供合理的在場(chǎng)性證明。
3.專(zhuān)業(yè)壁壘依然存在，智能化教學(xué)成果馬太效應(yīng)極為明顯。智能教育世界要求培養(yǎng)更加多元化的應(yīng)用型人才，但人工智能的馬太效應(yīng)逐漸滲透到影視傳媒教育工作中，也會(huì)導(dǎo)致教學(xué)成果受到出現(xiàn)嚴(yán)重的失衡現(xiàn)象，難以滿足高校對(duì)人才培養(yǎng)的多元化需求。作為藝術(shù)研究的影視教學(xué)活動(dòng)，其科學(xué)精神和創(chuàng)新實(shí)踐同樣重要。尤其在媒介融合背景下，要想推進(jìn)受教育者從“影視學(xué)者”逐漸過(guò)渡到“影視作者”，人工智能不僅需要滿足師生的定制化教學(xué)任務(wù)，還應(yīng)當(dāng)破除專(zhuān)業(yè)和行業(yè)的壁壘，對(duì)其相關(guān)聯(lián)的學(xué)科和傳媒領(lǐng)域進(jìn)行合作，才能夠改變當(dāng)前智能化影視教育在教學(xué)模式上面臨的不足，不斷為社會(huì)輸送更多的應(yīng)用型人才。
三、影視教育智能化發(fā)展的轉(zhuǎn)型實(shí)踐
面對(duì)智能傳媒教育的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，影視專(zhuān)業(yè)更應(yīng)當(dāng)立足于自身的教育發(fā)展特色，從人才培養(yǎng)模式、應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)、教育資源整合等方面，推進(jìn)影視教育智能化發(fā)展的轉(zhuǎn)型實(shí)踐。
1.從“灌輸教育”走向“精準(zhǔn)教育”，創(chuàng)建新的人才培養(yǎng)模式。智能傳媒教育范式的自主性建構(gòu)，應(yīng)當(dāng)立足于對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)效率和人才培養(yǎng)模式的顛覆。基于當(dāng)前影視傳媒智能化發(fā)展在人才培養(yǎng)模式層面的不足，其轉(zhuǎn)型實(shí)踐需要從受教育者的個(gè)性化需求出發(fā)，在師生、家長(zhǎng)和社會(huì)的通力合作下，創(chuàng)建新的人才培養(yǎng)模式，利用碎片化學(xué)習(xí)完成系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)過(guò)程，逐漸從“灌輸式教育”走向“精準(zhǔn)化教育”。例如，人工智能時(shí)代對(duì)影視學(xué)生的培養(yǎng)更趨向于“以個(gè)人為導(dǎo)向的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)”，通過(guò)前期對(duì)受教育者的大數(shù)據(jù)整理，對(duì)每一位同學(xué)的邏輯性、想象力、創(chuàng)造性和溝通能力等進(jìn)行分析，從影視理論和影視創(chuàng)作兩大方向出發(fā)對(duì)受教育者形成定制化的學(xué)生畫(huà)像，并提供針對(duì)性的智慧作業(yè)，幫助教師采集學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的信息管理?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，智能傳媒時(shí)代，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”學(xué)習(xí)模式的生成，在推動(dòng)知識(shí)平權(quán)化等方面發(fā)揮重要價(jià)值，成為影視教育智能化追求的重要轉(zhuǎn)型路徑。
2.從“課堂缺席”走向“課堂在場(chǎng)”，打造新的傳媒教育平臺(tái)。人工智能不僅要改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，同樣也應(yīng)當(dāng)提供更加多元化的學(xué)習(xí)應(yīng)用場(chǎng)景。過(guò)去的影視研究多局限于單一的課堂場(chǎng)景，采用課上理論和課下實(shí)踐的方式進(jìn)行授課，完成影視教學(xué)的閉環(huán)。人工智能時(shí)代，影視傳媒教育應(yīng)當(dāng)調(diào)整原有的受教育模式，通過(guò)搭建合理的人工智能應(yīng)用平臺(tái)，可以巧妙地將課堂場(chǎng)景與智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為受教育者提供更加多樣性的教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)成長(zhǎng)課堂的“在場(chǎng)共生”。例如，人工智能可以帶動(dòng)影視制作的推陳出新，通過(guò)搭建智慧超媒體系統(tǒng)，將電影屏幕從影院搬到校園，自動(dòng)生成無(wú)窮界面。與此同時(shí)，影視傳媒的智能化還可以幫助教師自動(dòng)生成電影梗概，將理論性教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬蜗?，使電影理論同定制化的影像人物之間建立匹配關(guān)聯(lián)，讓教育場(chǎng)景從線下逐步延伸到線上，為影視研究提供重要的云服務(wù)。
高職教育強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用技能，其中重要的一點(diǎn)是要培養(yǎng)學(xué)生把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的能力。然而在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生普遍反映由于人工智能課程理論性強(qiáng)，難于從課本理論聯(lián)系到實(shí)際的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用上，這樣對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高技能應(yīng)用水平是不利的。
實(shí)際上，人工智能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，其中在專(zhuān)家系統(tǒng)、模式識(shí)別、智能控制、數(shù)據(jù)挖掘、自然語(yǔ)言理解等方面尤為突出，每一種應(yīng)用都能夠很好地體現(xiàn)出人工智能學(xué)科的基本理論方法特點(diǎn)。因此，在課程學(xué)習(xí)的開(kāi)始階段，應(yīng)讓學(xué)生按照個(gè)人興趣自行選定某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，在一定的提示和引導(dǎo)下通過(guò)檢索有關(guān)文獻(xiàn)，訪問(wèn)相關(guān)的科研院校網(wǎng)站等方式獲取資料，了解當(dāng)前該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和具體產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用情況，最后在課程的結(jié)束階段以學(xué)習(xí)報(bào)告的形式在課堂上加以演示和共同討論，這樣可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能課程的主觀能動(dòng)性，開(kāi)闊學(xué)生的知識(shí)視野。資料的收集閱讀與思考是知識(shí)應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的知識(shí)應(yīng)用技能很有幫助。（二）安排學(xué)生對(duì)經(jīng)典算法程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
與普通高等教育相比，高職教育更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)的重要性。從實(shí)踐中學(xué)習(xí)和理解理論知識(shí)，并且把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，這是高職教育的重要特點(diǎn)。人工智能課程內(nèi)容抽象而概念性強(qiáng)，單純的理論講解學(xué)生難以從中得到啟發(fā)，也難以體現(xiàn)出高職教育突出實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，為此需要安排學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，從實(shí)踐中理解人工智能科學(xué)的理論原理和應(yīng)用途徑。
在人工智能科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，先后提出了一些經(jīng)典的優(yōu)秀算法程序，如A*算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BP學(xué)習(xí)算法等，在科研和工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)踐教學(xué)中同樣有著重要價(jià)值。根據(jù)教學(xué)要求和實(shí)際情況，學(xué)生并不需要自行設(shè)計(jì)關(guān)于這些算法的具體程序，在提倡開(kāi)放和共享源代碼的今天，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠獲得大量相關(guān)的程序代碼資源。同時(shí)，一些軟件平臺(tái)也集成了一些工具箱，如遺傳算法工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱等，只需設(shè)定相關(guān)輸入?yún)?shù)和數(shù)據(jù)，便可通過(guò)調(diào)用工具箱函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法，極為簡(jiǎn)便而易于理解。
學(xué)生應(yīng)通過(guò)對(duì)這些程序作驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)理解所學(xué)內(nèi)容。為安排學(xué)生有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)結(jié)合當(dāng)前階段所講授的內(nèi)容準(zhǔn)備相應(yīng)的算法程序，當(dāng)該部分內(nèi)容結(jié)束后在課堂上講解和演示算法程序的運(yùn)行方法。學(xué)生獲得該算法程序以及具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)后在課后完成實(shí)驗(yàn)并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
例如，在講授啟發(fā)式搜索時(shí)，可向?qū)W生提供A*算法求解八數(shù)碼難題的算法程序，并對(duì)某個(gè)學(xué)生給定某個(gè)初始棋盤(pán)狀態(tài)，要求學(xué)生動(dòng)手運(yùn)行程序并記錄由算法擴(kuò)展所得的每個(gè)棋盤(pán)狀態(tài)的估價(jià)函數(shù)計(jì)算結(jié)果，以及相應(yīng)的OPEN表和CLOSED表的變化情況，從中理解A*算法的原理特點(diǎn)。又如，在講授BP學(xué)習(xí)算法時(shí)，可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，強(qiáng)調(diào)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值，而對(duì)BP算法的基本原理只作簡(jiǎn)單介紹。向?qū)W生提供利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)特定目標(biāo)函數(shù)的MATLAB程序代碼后，要求學(xué)生動(dòng)手運(yùn)行該程序，并且記錄和對(duì)比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練前后對(duì)目標(biāo)函數(shù)的逼近效果。
（三）啟發(fā)學(xué)生引入人工智能理論方法對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)加以創(chuàng)新
中圖分類(lèi)號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2007)12-21667-02
The Application of Artificial Intelligence in Education
HU Ji-li,YIN Yun-xia
( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)
Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.
Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base
1 引言
人工智能作為當(dāng)今世界三大尖端技術(shù)(空間技術(shù)、能源技術(shù)和人工智能技術(shù))之一，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它的目標(biāo)是構(gòu)造能表現(xiàn)出一定智能行為的。人工智能是一門(mén)極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項(xiàng)工作的人必須懂得計(jì)算機(jī)知識(shí)、心理學(xué)和哲學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等?？偟恼f(shuō)來(lái)，人工智能的目的就是讓計(jì)算機(jī)這臺(tái)機(jī)器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的，主要研究領(lǐng)域有專(zhuān)家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決定支持系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它總的來(lái)說(shuō)是面向應(yīng)用的，隨著人工智能的誕生和發(fā)展， 人們開(kāi)始把計(jì)算機(jī)用于教學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)， 自七十年代以來(lái)， 有教學(xué)能力的專(zhuān)家系統(tǒng)得到研制。人工智能技術(shù)與專(zhuān)家系統(tǒng)的成就， 促使人們把問(wèn)題求解、知識(shí)表示這些技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI) ， 這便是智能型計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)。
近幾十年來(lái)， 隨著人工智能技術(shù)的日漸成熟， 它的一些研究成果被陸續(xù)應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域， 推進(jìn)了教育發(fā)展改革和教學(xué)現(xiàn)代化進(jìn)程。人工智能在教學(xué)系統(tǒng)的重要性也已形成共識(shí)。
2 人工智能在教育中的作用
目前在教育技術(shù)中涉及到AI的主要有以下領(lǐng)域：
2.1 知識(shí)的表示與訪問(wèn)
基于人工智能的知識(shí)表示是以知識(shí)為對(duì)象，以計(jì)算機(jī)的軟硬件和計(jì)算機(jī)科學(xué)及人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)為工具，以哲學(xué)、心理學(xué)和邏輯學(xué)等為方法和指導(dǎo)，將知識(shí)表達(dá)成計(jì)算機(jī)可以直接處理的“知識(shí)庫(kù)”，使用“計(jì)算機(jī)的智能”來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家或“人類(lèi)智能”，對(duì)知識(shí)進(jìn)行快速、精確、自動(dòng)、科學(xué)的處理。它不屬于通常的“數(shù)據(jù)管理或信息管理”的“數(shù)據(jù)”層次，而是屬于“知識(shí)處理”或“知識(shí)”的智能化層次。其主要內(nèi)容是對(duì)于知識(shí)進(jìn)行形式化的表示、自動(dòng)化的推理，智能化的教學(xué)或創(chuàng)造。計(jì)算機(jī)輔助教育是其中重要的組成部分。
2.2 符號(hào)計(jì)算
符號(hào)計(jì)算包括數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算和函數(shù)作圖。其代表軟件是Mathematica，當(dāng)該軟件在1988年第一次，對(duì)科技及很多其他領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)使用方式產(chǎn)生了深刻的影響。Mathematica 1.0時(shí)，商業(yè)周報(bào)將其列入當(dāng)年最重要的十大新產(chǎn)品名單。這標(biāo)志著現(xiàn)代科技計(jì)算的開(kāi)始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的課程，從高中課程到研究生課程用它作基礎(chǔ)。隨著各種學(xué)生版的，Mathematica也已成為全世界各種不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要工具。
2.3 對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的自動(dòng)診斷
采用人工智能技術(shù)，使得教學(xué)過(guò)程中系統(tǒng)可以自動(dòng)診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，不僅能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯(cuò)誤，而且能指出學(xué)生錯(cuò)誤的根源，從而做出有針對(duì)性的輔導(dǎo)或?qū)W習(xí)建議。而且根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)自動(dòng)選擇教學(xué)內(nèi)容，自動(dòng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，自動(dòng)選擇教學(xué)策略與方法。
2.4 實(shí)現(xiàn)智能性超媒體教學(xué)系統(tǒng)
超媒體系統(tǒng)有理想的教學(xué)環(huán)境，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，但不能保證達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目的，而且由于不了解所要教的對(duì)象，所以不能做到有針對(duì)性的指導(dǎo)，不能因材施教。智能輔助教學(xué)系統(tǒng)正好與此相反。將二者結(jié)合起來(lái)，就可實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)，從而研究制出新一代高性能的智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)。
3 人工智能應(yīng)用于教育的新方向：ICAI
3.1 傳統(tǒng)CAI的不足
傳統(tǒng)的CAI由于其集成性、交互性、多媒體性等特點(diǎn)，在教學(xué)中可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。但在使用過(guò)程中，CAI的一些弱點(diǎn)也逐漸暴露出來(lái)。主要表現(xiàn)有:
(1)缺乏人機(jī)交互能力
現(xiàn)有CAI 大多以光盤(pán)作為信息的載體， 將教材中的內(nèi)容以多媒體的形式展現(xiàn)出來(lái)， 教學(xué)信息是按預(yù)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供給學(xué)生的， 學(xué)生接受起來(lái)很被動(dòng)。而且在課堂教學(xué)中， 一般也只能通過(guò)教師按預(yù)定的課件流程進(jìn)行操作， 無(wú)論學(xué)生還是教師都不能很好地參與教與學(xué)的過(guò)程， 因此人機(jī)交互沒(méi)有很好地實(shí)現(xiàn)。
(2)缺乏教師與學(xué)生的互動(dòng)
現(xiàn)有的CAI 課件在學(xué)生自學(xué)、進(jìn)行操作使用時(shí)，如何學(xué)習(xí)都是學(xué)生自己的事。教師不能完全了解學(xué)生的情況，學(xué)生在碰到問(wèn)題時(shí)，也不能向教師求助，師生之間是互相封閉的，軟件所起的積極效果大打折扣。同時(shí)由于缺乏網(wǎng)絡(luò)支持，現(xiàn)有的絕大多數(shù)CAI 課件是在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行的，它們無(wú)法利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)使知識(shí)內(nèi)容快速更新，也更無(wú)法提供便捷的學(xué)習(xí)討論空間、隨時(shí)隨地的師生交流方式以及遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)現(xiàn)的條件。
(3)缺乏智能性
要想面對(duì)不同情況的學(xué)生進(jìn)行不同程度的教學(xué)過(guò)程， 使學(xué)生的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)， 并能由系統(tǒng)自動(dòng)地提供助學(xué)信息而有選擇地學(xué)習(xí)，要想使教師的教學(xué)能積極地參與進(jìn)去并根據(jù)系統(tǒng)提供的信息按照學(xué)生的認(rèn)知模型為其準(zhǔn)備最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容， 給予不同方式的教學(xué)模式與方法， 沒(méi)有智能性的CAI 課件系統(tǒng)， 是很難實(shí)現(xiàn)以上目的并達(dá)到良好教學(xué)效果的。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的CAI 隨著人們要求的提高， 已經(jīng)不能盡如人意。因此以智能CAI 為代表的新的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)將是教師在教育技術(shù)上需要不斷探求、努力實(shí)現(xiàn)的發(fā)展方向索。
3.2 ICAI－人工智能與多媒體技術(shù)的結(jié)合
為了克服傳統(tǒng)CAI的缺點(diǎn)，需要在知識(shí)表示、推理方法和自然語(yǔ)言理解等方面應(yīng)用人工智能原理。因此很多專(zhuān)家提出了智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ICAI)，智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Intelligence Computer Assisted Instruction－ICAI)以認(rèn)知學(xué)為理論基礎(chǔ)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于CAI，是智能化的CAI。在ICAI系統(tǒng)中，允許學(xué)生與計(jì)算機(jī)進(jìn)行較自由的對(duì)話，學(xué)生的應(yīng)答不限于數(shù)字或簡(jiǎn)單的短語(yǔ)。系統(tǒng)能夠判定學(xué)生應(yīng)答的正確程度，并給予適當(dāng)?shù)姆答?，而不是?jiǎn)單地說(shuō)“對(duì)”或“錯(cuò)”。ICAI的宗旨在于利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)較好的人工智能，模仿人類(lèi)的交互方式、思維習(xí)慣及情緒流動(dòng)，修飾和掩蓋計(jì)算機(jī)的缺陷。
3.3 ICAI的優(yōu)點(diǎn)
(1)將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略分開(kāi)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知模型提供的信息，通過(guò)智能系統(tǒng)的搜索與推理，動(dòng)態(tài)生成適合于個(gè)別化教學(xué)的內(nèi)容與策略。
(2)通過(guò)智能診斷機(jī)制判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，分析學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因，同時(shí)向?qū)W生提出更改建議、以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)內(nèi)容的建議。
(3)通過(guò)對(duì)全體學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤分布統(tǒng)計(jì)，智能診斷機(jī)制將向教師提供教學(xué)重點(diǎn)、方式、測(cè)試重點(diǎn)、題型的建議。
(4)為教師提供友好的教學(xué)內(nèi)容、測(cè)試內(nèi)容維護(hù)界面，無(wú)需改變軟件的結(jié)構(gòu)即可調(diào)整教學(xué)策略。
(5)通過(guò)對(duì)學(xué)生認(rèn)知模型、教學(xué)內(nèi)容、測(cè)試結(jié)果的智能分析，向教學(xué)督導(dǎo)人員提供對(duì)任課教師教學(xué)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的參考意見(jiàn)?？梢哉f(shuō)，一個(gè)理想、完美的ICAI系統(tǒng)就是一個(gè)自主、優(yōu)秀的“教師”。
3.4 ICAI的標(biāo)準(zhǔn)
以現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平而言，短時(shí)期內(nèi)顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)具備上述全部功能的ICAI系統(tǒng)。一般認(rèn)為，只要具有下列一個(gè)或幾個(gè)特征的CAI系統(tǒng)就可以稱(chēng)之為ICAI系統(tǒng)。
(1)能自動(dòng)生成各種問(wèn)題與練習(xí)。
(2)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與學(xué)習(xí)情況選擇與調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度。
(3)在了解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自動(dòng)解決問(wèn)題，生成解答。
(4)具有自然語(yǔ)言生成與理解能力，以便實(shí)現(xiàn)比較自由的教學(xué)問(wèn)答系統(tǒng)，提高人機(jī)交互的主動(dòng)性。
(5)對(duì)教學(xué)內(nèi)容有解釋咨詢(xún)能力。
(6)能診斷學(xué)生錯(cuò)誤，分析原因并采取糾正措施。
(7)能評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。
(8)能評(píng)價(jià)教師的教學(xué)行為。
不難看出，ICAI與傳統(tǒng)的CAI相比，更加符合教育教學(xué)的規(guī)律，切合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣，具有明顯的優(yōu)越性。
3.5 ICAI的結(jié)構(gòu)
ICAI主要由三個(gè)模塊組成:專(zhuān)家系統(tǒng)模塊、教師模塊和學(xué)生模塊。
(1)知識(shí)庫(kù)
知識(shí)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理與專(zhuān)家系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而建造知識(shí)庫(kù)的前提則是要解決知識(shí)的形式化，人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用表示以及知識(shí)的訪問(wèn)與調(diào)用問(wèn)題。因此，知識(shí)的表示與訪問(wèn)是人工智能的核心技術(shù)之一，也是將AI引入教育領(lǐng)域必須首先解決的一個(gè)難題。
ICAI中的資源庫(kù)應(yīng)該包括以下一些內(nèi)容:
①多媒體素材庫(kù):包括所要呈現(xiàn)的知識(shí)的一些素材，包括:文本、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)及數(shù)字影象等多媒體教學(xué)資源。這些用于多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理，便于分類(lèi)、增刪、修改及查詢(xún)等操作。
②教學(xué)內(nèi)容庫(kù):教學(xué)內(nèi)容庫(kù)用于存放教學(xué)內(nèi)容，包括領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)(含輔助知識(shí)庫(kù)、提示幫助庫(kù)、練習(xí)題庫(kù)，和測(cè)試題庫(kù))。這些教學(xué)內(nèi)容，包括習(xí)題和試題分章、節(jié)、課及知識(shí)點(diǎn)等有序存貯。供專(zhuān)家決策系統(tǒng)調(diào)用。
(2)學(xué)生模塊
學(xué)生模塊主要包括以下三個(gè)模塊:學(xué)生登陸模塊、學(xué)生水平評(píng)價(jià)模塊和學(xué)生監(jiān)督模塊。
①學(xué)生登陸模塊:利用該模塊主要用于學(xué)生使用ICAI時(shí)登錄，第一次登錄時(shí)學(xué)生輸人姓名、性別、年齡、學(xué)歷等相關(guān)信息，然后對(duì)學(xué)生進(jìn)行詢(xún)問(wèn)，選擇合適的測(cè)驗(yàn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行初測(cè)推薦學(xué)習(xí)計(jì)劃。當(dāng)再次登錄時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)保存的信息安排合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
②學(xué)生水平評(píng)價(jià)模塊:學(xué)生水平測(cè)試模塊用于評(píng)價(jià)某一教學(xué)單元學(xué)習(xí)完后測(cè)試成績(jī)。通過(guò)測(cè)試等因素分析，可以比較確切地了解學(xué)生的具體情況，從而制定出合理的教學(xué)策略和教學(xué)過(guò)程
③學(xué)習(xí)監(jiān)測(cè)模塊:學(xué)習(xí)檢側(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)記錄學(xué)生的日常學(xué)習(xí)情況，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)某教學(xué)單元時(shí)的參數(shù)值，并記錄在學(xué)生檔案中。包括:學(xué)生目前學(xué)習(xí)單元號(hào)；學(xué)習(xí)方式；正常學(xué)習(xí)、練習(xí)、提前瀏覽、學(xué)后復(fù)習(xí)；學(xué)習(xí)時(shí)間；學(xué)生提示問(wèn)題的類(lèi)型和次數(shù)；學(xué)生本次練習(xí)出錯(cuò)次數(shù)。
(3)專(zhuān)家決策模塊
CAI中的專(zhuān)家決策系統(tǒng)可以看作專(zhuān)家系統(tǒng)中的推理機(jī)。專(zhuān)家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域，它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，模擬人類(lèi)專(zhuān)家求解問(wèn)題的思維過(guò)程求解領(lǐng)域內(nèi)的各種問(wèn)題，其水平可以達(dá)到甚至超過(guò)入類(lèi)專(zhuān)家的水平。計(jì)算機(jī)中存有人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)并具有推理能力，從而可解決診斷、規(guī)劃、調(diào)度、預(yù)報(bào)、決策等要靠人類(lèi)專(zhuān)家才能完成的任務(wù)。
成功的例子如:① DENDRL系統(tǒng)的性能已超過(guò)一般專(zhuān)家的水平，可供數(shù)百人在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析方面的使用;②MYCIN系統(tǒng)可以對(duì)血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢(xún)意見(jiàn)經(jīng)正式鑒定結(jié)果，對(duì)患有細(xì)菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過(guò)了這方面的專(zhuān)家。
ICAI根據(jù)學(xué)生模塊提供的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，通過(guò)智能系統(tǒng)的搜索與推理，得出智能化的教學(xué)方法與教學(xué)策略，能夠較科學(xué)地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，還可以通過(guò)分析學(xué)生以往的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣，預(yù)測(cè)學(xué)生的知識(shí)需求和常犯錯(cuò)誤，動(dòng)態(tài)地將不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法與不同的學(xué)生匹配，智能地分析學(xué)生錯(cuò)誤的原因，進(jìn)而有針對(duì)地提出合理的教學(xué)建議、學(xué)習(xí)建議以及改進(jìn)方法，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的滿意度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也對(duì)教師教學(xué)提供了客觀的依據(jù)和科學(xué)的方法。
4 結(jié)束語(yǔ)
由此可見(jiàn)人工智能技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的關(guān)系。人工智能技術(shù)的發(fā)展也必將會(huì)對(duì)ICAI 的發(fā)展起到巨大推動(dòng)作用。近幾年來(lái)，人工智能的研究者們嘗試著使學(xué)生脫離“輔導(dǎo)學(xué)習(xí)”的過(guò)程來(lái)接受新知識(shí)，而采用“通過(guò)活動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)”的方式。在教學(xué)的其他方面，人工智能技術(shù)還可以建立人類(lèi)推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運(yùn)用， 展示出越來(lái)越好的實(shí)用性。隨著Internet 的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用， ICAI 也將得到進(jìn)一步的完善。21 世紀(jì)的教育教學(xué)手段將是以智能化CAI 為主線，多學(xué)科、多方位發(fā)展的新技術(shù)的體現(xiàn)。這種手段產(chǎn)生了人機(jī)交互、人機(jī)共生等全新概念，使人類(lèi)擴(kuò)展了自己的能力，促進(jìn)了教育領(lǐng)域方方面面的改革。
參考文獻(xiàn)：
一、引言
第四次工業(yè)革命的到來(lái)，人工智能作為一項(xiàng)主要的技術(shù)，必將鞭策整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的轉(zhuǎn)型。很多國(guó)家制訂了戰(zhàn)略規(guī)劃，在2017年我國(guó)也了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》和《新一代人工智能產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020)》，人工智能產(chǎn)業(yè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。近年來(lái)，在人工智能涉及的領(lǐng)域中，藝術(shù)與技術(shù)結(jié)合，升華到與人工智能的結(jié)合且越來(lái)越受到重視。阿里智能AI“魯班”已經(jīng)掌握了上百萬(wàn)個(gè)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意內(nèi)容，雙11期間制作1.7億張海報(bào)，沒(méi)有一張是重復(fù)的，而這些工作如果人工制作的話需要100個(gè)設(shè)計(jì)師工作300年；央視節(jié)目中“魯班”P(pán)K資深設(shè)計(jì)師取勝等等這些新聞，無(wú)不極大地震撼了整個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)。設(shè)計(jì)師會(huì)失業(yè)嗎？高校的設(shè)計(jì)教育面對(duì)AI的挑戰(zhàn)與機(jī)遇如何制定培養(yǎng)目標(biāo)？如何在新的競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)先機(jī)？未來(lái)已來(lái)，智能藝術(shù)設(shè)計(jì)的路在何方?
二、設(shè)計(jì)行業(yè)面對(duì)四大挑戰(zhàn)
（一）驚人的數(shù)字
馬云在一次報(bào)告中說(shuō)未來(lái)30年人類(lèi)只工作4個(gè)小時(shí)，大量的工作崗位會(huì)被人工智能搶走；根據(jù)白宮的人工智能報(bào)告預(yù)測(cè)，在未來(lái)10-20年間，人工智能技術(shù)有可能取代47%現(xiàn)有工作。麥肯錫的預(yù)測(cè)是49%，盛產(chǎn)勞動(dòng)力的中國(guó)和印度的影響最大。Siri之父、人工智能專(zhuān)家溫那（Winarsky）的預(yù)測(cè)是70%的工作將被取代。不得不說(shuō)，AI是人類(lèi)智慧的結(jié)晶，正在高速顛覆著人們的生活。
（二）AI設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)
AI最容易取代的是簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)：如LOGO、UI界面、海報(bào)招貼、網(wǎng)站網(wǎng)頁(yè)、產(chǎn)品造型、室內(nèi)家裝、產(chǎn)品包裝……原本這種理想的設(shè)計(jì)工作不再能提供人生的庇護(hù)所，但凡是明確、簡(jiǎn)單、重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則的美術(shù)設(shè)計(jì)與制作工作，未來(lái)都容易被取代，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)行業(yè)將會(huì)萎縮乃至可能逐漸消失。
（三）設(shè)計(jì)環(huán)境惡劣
設(shè)計(jì)創(chuàng)意無(wú)法保護(hù)，設(shè)計(jì)法規(guī)沒(méi)有限定，設(shè)計(jì)競(jìng)價(jià)無(wú)序，商家廠家缺乏契約精神，設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)無(wú)法保護(hù)契約，新設(shè)計(jì)新技術(shù)缺乏情趣，設(shè)計(jì)同質(zhì)化嚴(yán)重……（四）設(shè)計(jì)教育落后現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式傳統(tǒng)、設(shè)計(jì)教育落后，設(shè)計(jì)知識(shí)體系缺乏更新、進(jìn)化，知識(shí)性重復(fù)訓(xùn)練、模仿性傳統(tǒng)方法制約了學(xué)生創(chuàng)造性情感思維的發(fā)展，設(shè)計(jì)師終身教育觀念的缺失阻礙了設(shè)計(jì)師的可持續(xù)發(fā)展，設(shè)計(jì)知識(shí)與設(shè)計(jì)人才近親繁殖、代際傳遞的情況嚴(yán)重。
三、AIDesign發(fā)展迅猛
目前傳統(tǒng)藝術(shù)設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)生智變，使設(shè)計(jì)更美更快更簡(jiǎn)單。人工智能藝術(shù)與設(shè)計(jì)已經(jīng)一定高水平，如果設(shè)計(jì)師仍停留在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，就會(huì)受到來(lái)自機(jī)器的“威脅”。但也不全會(huì)，除了“創(chuàng)意”部分讓機(jī)器無(wú)可奈何，人類(lèi)設(shè)計(jì)師與機(jī)器的競(jìng)合中，我們要轉(zhuǎn)變方向注重?cái)?shù)字移動(dòng)媒體策劃與設(shè)計(jì)、移動(dòng)媒體用戶需求挖掘、數(shù)字移動(dòng)媒體需求文檔的撰寫(xiě)、數(shù)字移動(dòng)媒體優(yōu)化、數(shù)字移動(dòng)媒體UI界面設(shè)計(jì)、H5設(shè)計(jì)、App設(shè)計(jì)、UE用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)、虛擬移動(dòng)媒體設(shè)計(jì)、信息交互設(shè)計(jì)等媒體智能設(shè)計(jì)新技術(shù)。高品質(zhì)藝術(shù)、設(shè)計(jì)依賴(lài)于混合增強(qiáng)智能技術(shù)。AdobeMax“SneakPeeks”將迎來(lái)Adobe全家桶的諸多全新功能，如圖片變視頻、靜態(tài)變動(dòng)態(tài)、一鍵設(shè)計(jì)字體、視頻扣剪、紙盒自動(dòng)生成、AR呈現(xiàn)、AE一鍵去馬、Ru跨平臺(tái)制作（剪輯、混音、調(diào)色）、跨平臺(tái)同步改稿、人工智能排版等十大看似很科幻但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的AI功能。華為Mate20手機(jī)3D掃描防生建模與成像，以及AI手勢(shì)動(dòng)作捕捉的體感游戲功能，更為我們提供了解放設(shè)計(jì)生產(chǎn)力的前景。同時(shí)MIT研發(fā)的工業(yè)產(chǎn)品AI設(shè)計(jì)系統(tǒng)即將面世。主要產(chǎn)品體現(xiàn)如下：
（一）AIVD人工智能視覺(jué)設(shè)計(jì)
AI集成化的成熟產(chǎn)品，比如Adobe系列的產(chǎn)品，軟件低層融入AI技術(shù)，更好更快地創(chuàng)作文字和圖像、影音等元素。如AdobeSensei：人工智能做設(shè)計(jì)的底層技術(shù)，集成在Adobe系列軟件中，有字體匹配方案、自動(dòng)配色方案、基于線稿自動(dòng)上色、自動(dòng)校正手繪圖形等。
（二）AIPD人工智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)
Adobe人工智能鞋包設(shè)計(jì)、IBMWatson智能設(shè)計(jì)服裝、Autodesk智能設(shè)計(jì)汽車(chē)等。
（三）AISD人工智能空間設(shè)計(jì)
Prisma智能風(fēng)格化設(shè)計(jì)、Autodesk建筑智能生成設(shè)計(jì)、ZahaHadid參數(shù)化設(shè)計(jì)等產(chǎn)品。
四、設(shè)計(jì)人工智能教育的發(fā)展動(dòng)向
未來(lái)，人工智能教育會(huì)加速發(fā)展，老師不會(huì)被AI取代，但不用AI的老師一定會(huì)被取代；未來(lái)，老師不是簡(jiǎn)單地傳授知識(shí)，而是通過(guò)言傳身教的溝通交流，對(duì)學(xué)生進(jìn)行激勵(lì)、鼓舞，成為人類(lèi)靈魂的設(shè)計(jì)師；未來(lái)，AI將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；蛡€(gè)性化間的平衡，帶來(lái)了一種學(xué)生易學(xué)、教師易教的解決方案；未來(lái)，老師作為教學(xué)過(guò)程中始終核心地位，推陳出新積極善于運(yùn)用AI技術(shù)進(jìn)一步提高師生教與學(xué)的體驗(yàn)和教學(xué)效率。當(dāng)務(wù)之急，要讓更多的老師正視人工智能的快速發(fā)展，通過(guò)學(xué)習(xí)AI技術(shù)了解人工智能的發(fā)展情況，從而改變老師的教育教學(xué)觀念和教學(xué)方法，引領(lǐng)高品質(zhì)教育的未來(lái)。在未來(lái)教育中，教師的角色有三種觀念：1.取代說(shuō)，2.不可取代說(shuō)，3.人機(jī)協(xié)同說(shuō)大多數(shù)觀點(diǎn)是：未來(lái)，教師將與人工智能協(xié)同共存。未來(lái)知識(shí)傳授功能會(huì)逐步被人工智能取代，而人類(lèi)教師則應(yīng)偏重于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。正如雷克利福德所言，“科技不能取代教師，但是使用科技的教師卻能取代不使用科技的教師”。如今，拋開(kāi)先天財(cái)富的不同，人與人之間的差距主要來(lái)自學(xué)習(xí)能力的不同。這種差異會(huì)加劇不平等，在未來(lái)，這種趨勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。應(yīng)對(duì)人工智能時(shí)代，教師除更新教育教學(xué)觀念、轉(zhuǎn)變角色、改革教學(xué)模式和方法外，必須堅(jiān)持終身學(xué)習(xí)，教師的終身學(xué)習(xí)，不僅要學(xué)習(xí)Python之類(lèi)的AI編程技術(shù)，更需要增強(qiáng)對(duì)，限于時(shí)間和精力有限，分別將有關(guān)AI知識(shí)技能分為三類(lèi)，以適應(yīng)設(shè)計(jì)人工智能的技術(shù)更迭和“一專(zhuān)多能”。
2.2面向研究的情境創(chuàng)設(shè)
蘇霍姆林斯基認(rèn)為,研究型教學(xué)法應(yīng)該充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣和成就動(dòng)機(jī)[4]。人工智能課程中包含了大量的前沿問(wèn)題,研究型課題比比皆是,如何平衡這些研究課題與興趣、實(shí)用的關(guān)系,是教學(xué)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。
下面以“規(guī)劃”中的路徑規(guī)劃內(nèi)容為例,詳細(xì)分析以研究為導(dǎo)向的情境創(chuàng)設(shè)過(guò)程。表2給出了整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)。
綜合幾次研究課題完成情況,班級(jí)中有1/3的學(xué)生通過(guò)廣泛查閱資料和多次與教師討論,提交了質(zhì)量尚可的標(biāo)準(zhǔn)格式論文,并因此獲得了學(xué)院的科研學(xué)分。除此之外,教師還組織這部分具備一定科研潛力的學(xué)生參加科研項(xiàng)目,進(jìn)一步磨練科研技能,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。
3DBR驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過(guò)程
人工智能課程各單元內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,難以形成統(tǒng)一的聯(lián)系,怎樣驗(yàn)證各單元的學(xué)習(xí)效果?從提出問(wèn)題到任務(wù)解決,每個(gè)單元的學(xué)習(xí)通常要跨越幾節(jié)課甚至幾周,怎樣在此期間保持學(xué)生的興趣和關(guān)注?
DBR是情境設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)、再設(shè)計(jì)、理論形成等環(huán)節(jié)多次迭代循環(huán)的過(guò)程,柯林斯稱(chēng)之為“不斷進(jìn)步的修正”(Progressive Refinement),以檢測(cè)設(shè)計(jì)的價(jià)值。因此,評(píng)價(jià)是教學(xué)過(guò)程中非常重要的一環(huán)。本課程教學(xué)主要做好兩個(gè)環(huán)節(jié),以驅(qū)動(dòng)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的推進(jìn)。
1) 實(shí)踐環(huán)節(jié)。
通常的實(shí)踐環(huán)節(jié)是課程結(jié)束后固定時(shí)間的實(shí)際任務(wù),而本課程的實(shí)踐卻貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程,是單元教學(xué)、教師、學(xué)生之間的粘合劑。實(shí)踐包括應(yīng)用型實(shí)踐和研究型實(shí)踐,一般在每個(gè)單元教學(xué)開(kāi)始,提出問(wèn)題后,實(shí)踐任務(wù)就被布置下去,例如前面所述的“黑白棋”、“路徑規(guī)劃算法研究”等。學(xué)生接受任務(wù)后,帶著問(wèn)題搜索解決途徑,在此期間需要教師提供方法指導(dǎo)及答疑(既可固定時(shí)間,也可通過(guò)E-mail等形式)。及時(shí)地交流,特別是針對(duì)實(shí)際問(wèn)題的交流,不僅有效率,而且便于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。
2) 教學(xué)評(píng)價(jià)。
除了課程考核以外,每個(gè)教學(xué)單元結(jié)束時(shí)都有反饋和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)方式包括單元測(cè)試、編寫(xiě)軟件測(cè)試、研討會(huì)等。具體采用何種形式,要根據(jù)前一階段的反饋信息決定。這些來(lái)自學(xué)生反饋信息包括前一階段學(xué)習(xí)的接受情況、興趣點(diǎn)、其他課業(yè)繁忙情況等。在學(xué)期的不同時(shí)間點(diǎn)采用合適的評(píng)價(jià)方式,有助于加強(qiáng)學(xué)習(xí)刺激,總結(jié)和發(fā)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,及時(shí)調(diào)整。
通過(guò)上述兩個(gè)環(huán)節(jié)的推動(dòng),精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容得以順利實(shí)施并被學(xué)生欣然接受。2/3的學(xué)生在整個(gè)學(xué)期教學(xué)中都保持了積極的態(tài)度和充分的關(guān)注度,確實(shí)感受到人工智能的魅力,并能夠從技術(shù)角度看待人工智能,消除了未學(xué)或初學(xué)時(shí)的神秘感。
4教學(xué)實(shí)施效果分析
1) 正效果分析。
中原工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院作為普通工科院校,以培養(yǎng)實(shí)用型人才為主,人工智能并非主干課程,學(xué)生重視程度不足。兩年來(lái),經(jīng)過(guò)教師與學(xué)生的共同努力,教學(xué)改革成果逐步體現(xiàn)。人工智能類(lèi)學(xué)生人數(shù)從過(guò)去的5%上升到15%,科研論文數(shù)量從1%上升到20%。有20%的學(xué)生接觸過(guò)或正在從事人工智能類(lèi)項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā),考研選擇人工智能科目的學(xué)生比例從0上升到15%,考研成功人數(shù)占畢業(yè)生總?cè)藬?shù)的20%。
人工智能教學(xué)中采用的應(yīng)用型與研究型情境創(chuàng)設(shè),不僅促進(jìn)了學(xué)生理解接受知識(shí),而且鍛煉提高了學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題及開(kāi)發(fā)能力。學(xué)習(xí)也不再局限于課堂,而是拓展到圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)等更廣闊的空間。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間保持了高度的關(guān)注,充分發(fā)揮了主動(dòng)性和主體意識(shí),為持續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
2) 不足分析。
DBR的方法論能夠促使教師在教學(xué)過(guò)程中不斷完善教學(xué)設(shè)計(jì),融合先進(jìn)的教學(xué)理論及工具,逐步加深學(xué)習(xí)的理解和設(shè)計(jì)的提升,切實(shí)提高教學(xué)效果。然而,仍然存在一些DBR無(wú)法解決或完善的問(wèn)題。具體表現(xiàn)在:
(1) 缺乏合適的教材。目前大多數(shù)教材的示例以解答式或推證式為主,設(shè)計(jì)型或?qū)嶋H項(xiàng)目案例較少。
(2) 投入時(shí)間限制。盡管上述教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過(guò)程都經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備與實(shí)施,但是要取得好的成效,還需要教師和學(xué)生都投入大量時(shí)間交流、研究或開(kāi)發(fā)。而學(xué)生課業(yè)繁忙造成了實(shí)施的瓶頸。
這些不足制約了上述教學(xué)方法的實(shí)際實(shí)施效果,需要今后不斷改進(jìn)。
5小結(jié)
本文針對(duì)普通工科院校學(xué)生特點(diǎn),將DBR研究成果應(yīng)用于人工智能課程。教學(xué)效果表明,精心設(shè)計(jì)的應(yīng)用型與研究型情境有助于維持學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)注度、主動(dòng)性和興趣;強(qiáng)調(diào)基于評(píng)價(jià)的修正使教學(xué)過(guò)程可調(diào)節(jié),學(xué)生的學(xué)習(xí)效果更可靠。希望本文研究能夠?qū)θ斯ぶ悄芙虒W(xué)及學(xué)生培養(yǎng)起到一定的參考作用,下一階段的主要工作是進(jìn)行適合的教材建設(shè)。
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DBR Utilized Teaching Method for Artificial Intelligence
WANG Lu, LU Xiao-xia
