時(shí)間：2023-09-11 09:18:35
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【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2008）13―0018―03
人工智能是一門綜合的交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能，其長(zhǎng)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人類水平的人工智能。[1]從腦神經(jīng)生理學(xué)的角度來(lái)看，人類智能的本質(zhì)可以說(shuō)是通過(guò)后天的自適應(yīng)訓(xùn)練或?qū)W習(xí)而建立起來(lái)的種種錯(cuò)綜復(fù)雜的條件反射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路的活動(dòng)。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個(gè)可以模仿人腦行為的系統(tǒng)。這一研究一旦有突破，不僅給學(xué)習(xí)科學(xué)以技術(shù)支撐，而且能反過(guò)來(lái)促使人腦的學(xué)習(xí)規(guī)律研究更加清晰，從而提供更加切實(shí)有效的方法論。[3]人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，使人工智能不僅成為學(xué)校教育的內(nèi)容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用，并取得了良好的效果，成為教育技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容。
人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的，其主要研究領(lǐng)域有：專家系統(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、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應(yīng)用較為廣泛與活躍的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能，下面就這些領(lǐng)域進(jìn)行闡述。
一 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它使用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域中一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過(guò)程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問(wèn)題。[5]專家系統(tǒng)主要組成部分為：知識(shí)庫(kù)，用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識(shí)；綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)領(lǐng)域或問(wèn)題的初始數(shù)據(jù)和推理過(guò)程中得到的中間數(shù)據(jù)或信息；推理機(jī)，用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為；接口，使用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話。近幾十年來(lái)，專家系統(tǒng)迅速發(fā)展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域，廣泛用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、軍事、石油化工、文化教育等領(lǐng)域。
目前，專家系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用最為廣泛與活躍。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)通常表現(xiàn)為計(jì)劃系統(tǒng)或診斷系統(tǒng)。計(jì)劃系統(tǒng)往前走，從一個(gè)給定系統(tǒng)狀態(tài)指向最終狀態(tài)。如計(jì)劃系統(tǒng)中可以輸入有關(guān)的課堂目標(biāo)和學(xué)科內(nèi)容，它可以制定出一個(gè)課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開(kāi)發(fā)一堂樣板課，而診斷系統(tǒng)是往后走，從一個(gè)給定系統(tǒng)陳述查找原因或?qū)ζ溥M(jìn)行分析，例如，一個(gè)診斷系統(tǒng)可能以一堂CBI（基于計(jì)算機(jī)的教學(xué)，computer-based instruction）課為例，輸入學(xué)生課堂表現(xiàn)資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開(kāi)發(fā)專家計(jì)劃系統(tǒng)支持教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)（ISD）程序的領(lǐng)域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學(xué)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（ID Expert）。[6]
教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)（如知識(shí)水平、性格等），以最合適的教案和教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。其特點(diǎn)為：同時(shí)具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機(jī)界面。已經(jīng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的教學(xué)專家系統(tǒng)有美國(guó)麻省理工學(xué)院的MACSYMA符號(hào)積分與定理證明系統(tǒng)，我國(guó)一些大學(xué)開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、物理智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語(yǔ)言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。[7]
目前，在教育中，專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用更多的集中于遠(yuǎn)程教育，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的智能化提供了有力的技術(shù)支撐。基于專家系統(tǒng)構(gòu)造的智能化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的功能：具備某學(xué)科或領(lǐng)域的專門知識(shí)，能生成自己的提問(wèn)和應(yīng)答； 能夠分析學(xué)生的特征，評(píng)價(jià)和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的錯(cuò)誤并進(jìn)行補(bǔ)救教學(xué)；可以選擇不同的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的個(gè)別化教學(xué)。[8]目前應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的專家系統(tǒng)有智能決策專家系統(tǒng)、智能答疑專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源專家系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)等。
二 機(jī)器人學(xué)
機(jī)器人學(xué)是人工智能研究是一個(gè)分支，其主要內(nèi)容包括機(jī)器人基礎(chǔ)理論與方法、機(jī)器人設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、機(jī)器人仿生學(xué)、機(jī)器人系統(tǒng)理論與技術(shù)、機(jī)器人操作和移動(dòng)理論與技術(shù)、微機(jī)器人學(xué)。[9]機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代機(jī)器人是以 “示教―再現(xiàn)”方式進(jìn)行工作；第二代機(jī)器人具有一定的感覺(jué)裝置，表現(xiàn)出低級(jí)智能；第三代機(jī)器人是具有高度適應(yīng)性的自治機(jī)器人，即智能機(jī)器人。目前開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的機(jī)器人大多是智能機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類的生活和社會(huì)都產(chǎn)生了重要影響，其研究和應(yīng)用逐漸由工業(yè)生產(chǎn)向教育、環(huán)境、社會(huì)服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)展。
機(jī)器人技術(shù)涉及多門科學(xué)，是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志，因此，機(jī)器人技術(shù)是世界強(qiáng)國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)，也是世界公認(rèn)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，很多國(guó)家已經(jīng)將機(jī)器人學(xué)教育列為學(xué)校的科技教育課程，在孩子中普及機(jī)器人學(xué)知識(shí)，從可持續(xù)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度，為本國(guó)培養(yǎng)機(jī)器人研發(fā)人才。[10]在機(jī)器人競(jìng)賽的推動(dòng)下，機(jī)器人教育逐漸從大學(xué)延伸到中小學(xué)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家例如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本等已把機(jī)器人教育納入中小學(xué)教育之中，我國(guó)許多有條件的中小學(xué)也開(kāi)展了機(jī)器人教育。
機(jī)器人在作為教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也為教育提供了有力的技術(shù)支撐，成為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新的載體與平臺(tái)，大大豐富了教學(xué)資源。多年來(lái)，我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)教育的主要載體是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，教學(xué)資源單一，缺乏前瞻性。教學(xué)機(jī)器人的引入，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為教學(xué)提供了豐富的、先進(jìn)的教學(xué)資源。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)機(jī)器人種類越來(lái)越多，目前在中小學(xué)較為常用的教學(xué)機(jī)器人有：能力風(fēng)暴機(jī)器人、通用機(jī)器人、未來(lái)之星機(jī)器人、樂(lè)高機(jī)器人、納英特機(jī)器人、中鳴機(jī)器人等。
三 機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)是要使計(jì)算機(jī)能夠模仿人的學(xué)習(xí)行為，自動(dòng)通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)獲取知識(shí)和技巧，[11]其研究綜合應(yīng)用了心理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)的方法與技術(shù)有機(jī)械學(xué)習(xí)、示教學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)等，近年來(lái)，知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)展最快的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)（自動(dòng)獲取新的事實(shí)及新的推理算法）是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的研究有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機(jī)理和揭示人腦的奧秘。[12]
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)器學(xué)習(xí)研究的深入，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能大大提高，各種學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，例如將連接學(xué)習(xí)用于圖文識(shí)別，歸納學(xué)習(xí)、分析學(xué)習(xí)用于專家系統(tǒng)等，大大推動(dòng)了在教育中的應(yīng)用，例如在建構(gòu)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中，用機(jī)器學(xué)習(xí)與樸素的貝葉斯分類器動(dòng)態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，有較高的準(zhǔn)確率[13]?；诎咐耐评恚╟ase-based reasoning，CBR）是一種新興的機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法，其核心思想是重用過(guò)去人們解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)解決新問(wèn)題，在計(jì)算機(jī)輔助教育方面，已經(jīng)出現(xiàn)了基于CBR的圖形仿真教育系統(tǒng)，并且，針對(duì)個(gè)體特征的教育教學(xué)方法研究也有所突破。[14]另外，數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)、金融管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，不僅給機(jī)器學(xué)習(xí)注入新的生機(jī)，也為機(jī)器學(xué)習(xí)在教育中的應(yīng)用提供了新的前景。
四 自然語(yǔ)言理解
自然語(yǔ)言理解就是研究如何讓計(jì)算機(jī)理解人類的自然語(yǔ)言，以實(shí)現(xiàn)用自然語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)之間的交流。一個(gè)能夠理解自然語(yǔ)言信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看起來(lái)就像一個(gè)人一樣需要有上下文知識(shí)以及根據(jù)這些上下文知識(shí)和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過(guò)程。[15]自然語(yǔ)言理解包括口語(yǔ)理解和書(shū)面理解兩大任務(wù)，其功能為：回答問(wèn)題，計(jì)算機(jī)能正確地回答用自然語(yǔ)言提出的問(wèn)題；文摘生成，計(jì)算機(jī)能根據(jù)輸入的文本產(chǎn)生摘要；釋義，計(jì)算機(jī)能用不同的詞語(yǔ)和句型來(lái)復(fù)述輸入的自然語(yǔ)言信息；翻譯，計(jì)算機(jī)能把一種語(yǔ)言翻譯成另外一種語(yǔ)言。由于創(chuàng)造和使用自然語(yǔ)言是人類高度智能的表現(xiàn)，因此對(duì)自然語(yǔ)言處理的研究也有助于揭開(kāi)人類高度智能的奧秘，深化對(duì)語(yǔ)言能力和思維本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。[16]
自然語(yǔ)言理解最早的研究領(lǐng)域是機(jī)器翻譯，隨著應(yīng)用研究的廣泛開(kāi)展，也為機(jī)器人和專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機(jī)器人的自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)SHRDLU就可以接收自然語(yǔ)言，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，回答關(guān)于桌面上積木世界中的各種問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)自然語(yǔ)言理解的研究也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言教學(xué)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言設(shè)計(jì)等方面的發(fā)展，例如“希賽可”網(wǎng)絡(luò)智能英語(yǔ)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)”語(yǔ)境的建立，突破了普通英語(yǔ)教師和傳統(tǒng)的單機(jī)的多媒體教學(xué)軟件所能具備能力限制，也比建立于網(wǎng)絡(luò)的“人-人”語(yǔ)境更具靈活性，可以為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者提供良好的英語(yǔ)學(xué)習(xí)支持，在國(guó)內(nèi)第一次系統(tǒng)地將用自然語(yǔ)言進(jìn)行的人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助外語(yǔ)教學(xué)上，在國(guó)際上也是一種創(chuàng)新。[17]
五 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對(duì)大腦的生理研究的基礎(chǔ)上，用模擬生物神經(jīng)元的某些基本功能的元件（即人工神經(jīng)元），按各種不同的聯(lián)結(jié)方式組織起來(lái)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其目的在于模擬大腦的某些機(jī)理與機(jī)制，實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面的功能，例如可以用于模仿視覺(jué)、模式識(shí)別、聲音信號(hào)處理、控制、故障診斷等領(lǐng)域，人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元。[18]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本結(jié)構(gòu)：遞歸（反饋）網(wǎng)絡(luò)和多層（前饋）網(wǎng)絡(luò)，兩種主要學(xué)習(xí)算法：有指導(dǎo)式學(xué)習(xí)和非指導(dǎo)式學(xué)習(xí)。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為出發(fā)，具有大規(guī)模并行、分布式存儲(chǔ)和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適合于處理需要同時(shí)考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問(wèn)題，[19]這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更大的發(fā)展?jié)撃?，目前已?jīng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有30多種。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用大多是與教學(xué)專家系統(tǒng)相結(jié)合，以此來(lái)改進(jìn)教學(xué)專家系統(tǒng)的性能，提高智能性，使其在教學(xué)過(guò)程中對(duì)突發(fā)問(wèn)題具有更好的應(yīng)對(duì)能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校管理中也得到應(yīng)用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應(yīng)用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)
分布式人工智能是分布式計(jì)算與人工智能結(jié)合的結(jié)果，研究目標(biāo)是要?jiǎng)?chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的精確概念模型，主要研究問(wèn)題是各Agent之間的合作與對(duì)話，包括分布式問(wèn)題求解和多Agent系統(tǒng)兩個(gè)領(lǐng)域。[20]分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個(gè)Agent組成，每個(gè)Agent又是一個(gè)半自治系統(tǒng)，Agent之間及Agent與環(huán)境之間進(jìn)行并發(fā)活動(dòng)并進(jìn)行交互來(lái)完成問(wèn)題求解。[21]由于分布式人工智能系統(tǒng)具有并行、分布、開(kāi)放、協(xié)作和容錯(cuò)等優(yōu)點(diǎn)，在資源、時(shí)空和功能上克服了單智能系統(tǒng)的局限性，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在教學(xué)中引入Agent可以有效地提高教學(xué)系統(tǒng)的智能性，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，并能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行個(gè)性化教育。目前，Agent和多Agent技術(shù)多用于遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)利用其分布性、自主性和社會(huì)性等特點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能性，使教學(xué)資源得到充分利用，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，為學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)創(chuàng)造合作性的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中應(yīng)用Agent技術(shù)的一個(gè)典型是美國(guó)南加利福尼亞大學(xué)（USC）開(kāi)發(fā)的教學(xué)Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中取得的良好效果，促進(jìn)了研究者對(duì)分布式人工智能在教育中的應(yīng)用研究。
綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。從人工智能的應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)看，人工智能在教育中應(yīng)用的擴(kuò)展可以通過(guò)以下三個(gè)方面進(jìn)行：一是人工智能與其他先進(jìn)信息技術(shù)結(jié)合。人工智能已經(jīng)與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等有效的融合，為提高學(xué)習(xí)效率和效度提供了有力的技術(shù)支持，而引起教育技術(shù)界廣泛關(guān)注。[23]例如人工智能技術(shù)通過(guò)與多媒體技術(shù)相結(jié)合，可以提高智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果；與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，可以提高和改進(jìn)遠(yuǎn)程教育的智能性。二是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域間的集成。人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域之間并不是彼此獨(dú)立，而是相互促進(jìn)，相互完善，它們可以通過(guò)集成擴(kuò)展彼此的功能和應(yīng)用能力。例如自然語(yǔ)言理解與專家系統(tǒng)、機(jī)器人的集成，為專家系統(tǒng)和機(jī)器人提供了新的知識(shí)獲取途徑。三是人工智能的研究和應(yīng)用出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域，它們是傳統(tǒng)人工智能的延伸與擴(kuò)展，這些新領(lǐng)域有分布式人工智能與Agent、計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)以及人工生命等[24]，這些發(fā)展與應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大潛能，必將對(duì)教育產(chǎn)生重要的影響。
技術(shù)發(fā)展不斷發(fā)揮著引導(dǎo)教育技術(shù)研究的作用，一種新興技術(shù)的出現(xiàn)總是會(huì)掀起相應(yīng)的研究熱潮, 引發(fā)對(duì)技術(shù)在教育中應(yīng)用的探討、評(píng)價(jià)以及與傳統(tǒng)技術(shù)的對(duì)比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學(xué)科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭(zhēng)論，但從其研究成果與應(yīng)用效果來(lái)看，有著廣闊的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和利用。
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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。基于人工智能為教育信息化帶來(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，以內(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?；诋?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)。
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)
一、網(wǎng)站的構(gòu)建
1.網(wǎng)站框架設(shè)計(jì)
我國(guó)高中階段人工智能教育還處于起步階段，據(jù)調(diào)查，全國(guó)已開(kāi)設(shè)人工智能課程的中學(xué)不超過(guò)十所。事實(shí)上，對(duì)于人工智能這一前沿學(xué)科，大部分信息技術(shù)教師還缺乏足夠的了解，因此對(duì)于該課程的開(kāi)設(shè)也一直處于觀望狀態(tài)?？紤]到人工智能教育的實(shí)際情況以及網(wǎng)站的主要對(duì)象，我們以高中信息技術(shù)選修課教材《人工智能初步》為基礎(chǔ)，按教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和劃分欄目，同時(shí)又圍繞“學(xué)人工智能、教人工智能、用人工智能、機(jī)器人專題”四大專題進(jìn)行內(nèi)容重組。當(dāng)然，網(wǎng)站的基本架構(gòu)并非一成不變，它需要在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行檢驗(yàn)與修正，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的完美架構(gòu)。依據(jù)上述思路建構(gòu)的網(wǎng)站基本框架如圖1所示。
2.網(wǎng)站的欄目設(shè)計(jì)
新聞欄目以圖文的形式人工智能發(fā)展的最新情況，這是激發(fā)并維持廣大師生關(guān)注人工智能的基礎(chǔ)，也是師生獲取最新信息的窗口。子欄目“中國(guó)動(dòng)態(tài)”“歐美動(dòng)態(tài)”等分別介紹了各地區(qū)最新的人工智能信息，尤其是機(jī)器人產(chǎn)品的新聞。子欄目“會(huì)議論壇”，“比賽通知”為師生、參與比賽提供服務(wù)。
論文欄目是作為資源型網(wǎng)站的基礎(chǔ)。子欄目“教學(xué)研究”主要面向從事人工智能教育的研究者和教師，探討教學(xué)方法、分析教學(xué)案例、推薦教材和參考書(shū)，為更好的開(kāi)展人工智能教學(xué)提供理論依據(jù)。子欄目“學(xué)習(xí)樂(lè)園”主要面向?qū)W生，展示活動(dòng)實(shí)錄、闡述學(xué)習(xí)感受，聆聽(tīng)專家意見(jiàn)，為更好的學(xué)習(xí)人工智能提供事實(shí)參考，教師也通過(guò)“學(xué)習(xí)樂(lè)園”來(lái)了解學(xué)生的所思所感所想。子欄目“賽事規(guī)則”介紹了各個(gè)地區(qū)和各級(jí)機(jī)器人比賽的一些規(guī)則，有利于師生更好的進(jìn)行人工智能的教與學(xué)。
資源、視頻、圖庫(kù)、酷站：這四個(gè)欄目是資源型網(wǎng)站的核心。尤其是資源模塊中的子欄目“電子書(shū)刊”“教學(xué)課件”“人工智能軟件”分別以不同的文件格式向師生提供教與學(xué)的資源，使其能快速準(zhǔn)確地獲取符合需求的資源，免去了在因特網(wǎng)上盲目搜索出現(xiàn)大量冗余信息的麻煩。網(wǎng)站整合了文本、視頻、圖片等多媒體信息，以豐富多彩的形式呈現(xiàn)資源，增強(qiáng)了網(wǎng)站的吸引力和信息的可閱讀性。
愛(ài)問(wèn)欄目是作為學(xué)習(xí)型網(wǎng)站的基礎(chǔ)，也是本網(wǎng)站的一大特色。“愛(ài)問(wèn)”是采用了模仿“百度知道系統(tǒng)”的程序設(shè)計(jì)，更注重知識(shí)的答疑解惑。我們將此欄目劃分為“學(xué)人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“機(jī)器人問(wèn)題”四個(gè)子欄目，師生可根據(jù)各自的需要進(jìn)行提問(wèn)、回答問(wèn)題、搜索問(wèn)題等操作。同時(shí)，設(shè)立了積分制，激發(fā)師生提問(wèn)和回答問(wèn)題的熱情。
用戶中心欄目是學(xué)習(xí)型網(wǎng)站的核心。作為一個(gè)專題網(wǎng)站，必然要十分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的功能。子欄目“網(wǎng)絡(luò)書(shū)簽”的功能可以使學(xué)習(xí)者記錄自己所瀏覽過(guò)的或所感興趣的網(wǎng)頁(yè)，便于在下次登陸后繼續(xù)學(xué)習(xí)。在子欄目“信息”功能中，學(xué)習(xí)者可以新聞、論文、資源、愛(ài)問(wèn)等信息，待管理員審核通過(guò)后即可在網(wǎng)站中顯示出來(lái)。另外，教師也可在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)此模塊要求學(xué)生提交作業(yè)，便于教師隨時(shí)隨地的批改作業(yè)。
二、網(wǎng)站的訪問(wèn)數(shù)據(jù)分析
人工智能教育專題網(wǎng)站從開(kāi)設(shè)至今將近8個(gè)月的時(shí)間，已經(jīng)有超過(guò)1萬(wàn)的獨(dú)立訪客訪問(wèn)了本站，我們選取了最近訪問(wèn)的2000位獨(dú)立訪客進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)地域、被檢索方式、受訪頁(yè)面及回頭率的分析，可為網(wǎng)站下一步的改進(jìn)與完善提供依據(jù)，為其他人工智能教育類網(wǎng)站的建設(shè)，在網(wǎng)站的用戶類型，網(wǎng)站的內(nèi)容選擇與更新，網(wǎng)站的推介宣傳等方面提供參考與借鑒。
1.地域分析
在統(tǒng)計(jì)到的訪問(wèn)該網(wǎng)站的地域中，國(guó)外共有12個(gè)國(guó)家訪問(wèn)了本網(wǎng)站。國(guó)內(nèi)除西藏、澳門之外，其他省份、直轄市、特別行政區(qū)都有訪問(wèn)過(guò)本網(wǎng)站，這為我們今后在高中普及人工智能教育提供了有力的依據(jù)。但是，通過(guò)圖2的數(shù)據(jù)我們也可看到，各個(gè)地區(qū)間的訪問(wèn)量差距較大，并且訪問(wèn)量靠前的幾個(gè)省份基本上是沿海地區(qū)，而中部和西部地區(qū)的訪問(wèn)量比較少，所以在今后的工作中不僅要加強(qiáng)網(wǎng)站本身的建設(shè)和宣傳，更要把人工智能教育的理念推廣到中部和西部地區(qū)，使那里的中小學(xué)師生也接觸人工智能的知識(shí)，激發(fā)他們對(duì)信息技術(shù)美好前景的向往。
2.被檢索方式分析
搜索引擎是網(wǎng)絡(luò)上最常用的獲取資源的方式。掌握用戶使用搜索引擎的情況，有助于了解網(wǎng)站的被檢索方式。統(tǒng)計(jì)搜索關(guān)鍵字的次數(shù)，有助于了解網(wǎng)站被檢索訪問(wèn)的原因。在專題網(wǎng)站建設(shè)完成后，向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系統(tǒng)提交收錄網(wǎng)頁(yè)申請(qǐng)是極其必要的，它有利于提高網(wǎng)站的知名度和訪問(wèn)量。而在網(wǎng)站中增加“人工智能”，“prolog 源程序”等文字內(nèi)容，將會(huì)有利于用戶在盲目搜索時(shí)能訪問(wèn)到該專題網(wǎng)站。
3.受訪頁(yè)面分析
受訪頁(yè)面是指用戶訪問(wèn)該專題網(wǎng)站時(shí)所停留的頁(yè)面。通過(guò)對(duì)受訪頁(yè)面的統(tǒng)計(jì)，使我們能夠掌握用戶相對(duì)較為關(guān)注網(wǎng)站的哪些內(nèi)容。表1數(shù)據(jù)中“學(xué)人工智能”占23.82%，“資源下載”占了16.32%，表明用戶對(duì)人工智能的知識(shí)還不是很了解，對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)還停留在“學(xué)”的層面，遠(yuǎn)未達(dá)到“教”的程度。人工智能教育類網(wǎng)站在建設(shè)中，如果能提供大量的人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)以及豐富的可下載資源，將會(huì)顯著提高網(wǎng)站的受歡迎度以及用戶的認(rèn)可度。
4.回頭率分析
在網(wǎng)站訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)中，通常將距離上次訪問(wèn)超過(guò)12小時(shí)的再次訪問(wèn)記錄為一次回頭。通過(guò)對(duì)回頭率的統(tǒng)計(jì)（表略）看出該專題網(wǎng)站的粘性不是很高，尤其是3次回訪以上的用戶還不多。通過(guò)對(duì)部分用戶訪談后了解到，網(wǎng)站的更新速度慢，資源較少，內(nèi)容偏難是其不愿進(jìn)行多次回訪的主要原因。所以，人工智能教育類網(wǎng)站在維護(hù)期間要注意內(nèi)容的時(shí)效性、豐富性、通俗性才能保證網(wǎng)站訪問(wèn)的可持續(xù)性。
三、網(wǎng)站建設(shè)的若干思考
目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)人工智能的專題網(wǎng)站不多，針對(duì)人工智能教育的網(wǎng)站更少。在可供借鑒的成熟案例較少、研究又處于剛起步階段的情況下，有必要對(duì)我們的工作進(jìn)行反思總結(jié)。通過(guò)上述訪問(wèn)數(shù)據(jù)的分析，以及在人工智能教育專題網(wǎng)站建設(shè)的準(zhǔn)備階段，實(shí)施階段及運(yùn)行階段的實(shí)踐，我們認(rèn)為在建設(shè)人工智能教育類網(wǎng)站時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
1. 充分關(guān)注用戶信息
訪問(wèn)量是綜合類或門戶類網(wǎng)站的生命線，應(yīng)當(dāng)盡可能地拓寬訪問(wèn)者的類型與層次。但人工智能作為一門新興學(xué)科，其專題網(wǎng)站的學(xué)科性特點(diǎn)甚至比普通的專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站還要突出，因此單從訪問(wèn)量上來(lái)說(shuō)，它是無(wú)法和門戶類網(wǎng)站相比的。所以在建設(shè)的初期首先就要考慮的網(wǎng)站的對(duì)象問(wèn)題，也就是要關(guān)注哪類人訪問(wèn)了網(wǎng)站。只有準(zhǔn)確的掌握了用戶的信息才能更好提供用戶需要的資源。
在這里，人工智能教育專題網(wǎng)站是通過(guò)以下三種手段來(lái)獲取用戶信息的。
第一，用戶必須注冊(cè)才能訪問(wèn)網(wǎng)站，注冊(cè)的內(nèi)容包括年齡、身份、學(xué)歷，電子郵件等內(nèi)容。
第二，在網(wǎng)站中設(shè)立“網(wǎng)站調(diào)查”欄目，可以對(duì)“你是如何知道本站的”，“你覺(jué)得本站建設(shè)的如何”等內(nèi)容教學(xué)在線調(diào)查。
第三，通過(guò)“中國(guó)站長(zhǎng)站”等專業(yè)的數(shù)據(jù)收集程序來(lái)獲取用戶基本信息，可收集到用戶地域、受訪問(wèn)頁(yè)面、用戶回頭率等信息。只有掌握了準(zhǔn)確的用戶信息，才能更好的為用戶提供服務(wù)。
2.與用戶攜手共建網(wǎng)上資源
人工智能的子學(xué)科門類眾多，僅高中教材《人工智能初步》中就有知識(shí)及其表達(dá)、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語(yǔ)言與問(wèn)題求解等多個(gè)主題。而且我國(guó)的人工智能研究相對(duì)薄弱，很多資料都是外文的。任何一個(gè)人要很熟練的掌握人工智能的各個(gè)內(nèi)容是很困難也是不現(xiàn)實(shí)的。我們通過(guò)一年多的實(shí)踐也體會(huì)到，僅僅依靠課題組成員很難保證網(wǎng)站資源庫(kù)內(nèi)容的全面性和針對(duì)性。所以在網(wǎng)站最新一次改版中，我們?cè)黾恿擞脩舻男畔⒐δ?，使得用戶自己可以新聞、添加文章，上傳資源，只要經(jīng)過(guò)管理員審核即可在網(wǎng)站中顯示。
另外，在人工智能教學(xué)過(guò)程中，我們也充分利用學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，要求學(xué)生以作業(yè)的形式提交文本和視頻資源，并將作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量作為考察學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)指標(biāo)。這些舉措保證了網(wǎng)站內(nèi)容更新的時(shí)效性和內(nèi)容的針對(duì)性。用戶所的就是用戶所關(guān)注的，用戶所關(guān)注的就是網(wǎng)站所要收集的。
3.通過(guò)多種形式充分發(fā)揮網(wǎng)站作用
目前，全國(guó)高中開(kāi)設(shè)了“人工智能初步”選修課的學(xué)校極少，教師手頭上可供選擇的教材也只有5套。從專題網(wǎng)站上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，雖然網(wǎng)站目前的用戶主要是教師，但“學(xué)人工智能”頁(yè)面訪問(wèn)量卻遠(yuǎn)多于“教人工智能”。從這些情況看，單靠幾個(gè)人工智能教育類的專題網(wǎng)站無(wú)法從根本上解決高中人工智能教育現(xiàn)階段所面臨的窘境。所以，在條件允許的情況下，可以通過(guò)研修班、會(huì)議論壇等形式組織教師進(jìn)行面對(duì)面的交流。
例如，我們就在2007年5月25日至27日在浙江師范大學(xué)舉辦了全國(guó)首屆“高中人工智能課程研修班”，來(lái)自全國(guó)十個(gè)省市的70余位信息技術(shù)教師及教研員參加了研修班的學(xué)習(xí)。在研修活動(dòng)中，教師不僅學(xué)習(xí)了人工智能的知識(shí)，也對(duì)人工智能教育的現(xiàn)狀及發(fā)展過(guò)程中遇到的問(wèn)題做了充分了探討和交流。本次研修活動(dòng)結(jié)束后，人工智能教育專題網(wǎng)站則成了學(xué)員們交換信息、交流體會(huì)、共享資源的有效平臺(tái)。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之，借助專題網(wǎng)站的平臺(tái)作用開(kāi)展各種活動(dòng)，不僅彌補(bǔ)了人工智能教育網(wǎng)站缺乏面對(duì)面交流和互動(dòng)的缺點(diǎn)，也為把網(wǎng)站資源建設(shè)的更具針對(duì)性提供了有效幫助。
參考文獻(xiàn)：
[1]張劍平. 關(guān)于人工智能教育的思考[J] .電化教育研究.2003，（1）.
人工智能概念是20世紀(jì)五六十年代正式提出的，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能已成為一門新的技術(shù)科學(xué)。時(shí)至今日，人工智能技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了人工智能起步期、專家系統(tǒng)推廣期和深度學(xué)習(xí)期等階段，而在應(yīng)用領(lǐng)域也取得了重大突破，如Google的無(wú)人駕駛技術(shù)和運(yùn)用深度學(xué)習(xí)算法的AlphaGo戰(zhàn)勝圍棋冠軍等。除此之外，人工智能已被日益廣泛地應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域亦是如此。2018年教育部就印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，要求進(jìn)一步提升高校人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和服務(wù)國(guó)家需求的能力。因此，人工智能必將不斷被融合到教育領(lǐng)域，并為大學(xué)教育變革提供新方式?；谌斯ぶ悄艿臋C(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)交互與知識(shí)圖譜等技術(shù)方法，可以為大學(xué)英語(yǔ)教師在課堂教學(xué)、備課與教學(xué)研究等多個(gè)方面提供支撐；可以為大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)管理與治理提供決策支持；可以為大學(xué)生英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)和教師備課提供智能推薦支撐。目前，學(xué)者們已對(duì)人工智能對(duì)英語(yǔ)教育的影響進(jìn)行了相關(guān)的研究。如高華偉分析了外語(yǔ)作文智能評(píng)閱與形成性評(píng)價(jià)融合策略；劉洋針對(duì)人工智能技術(shù)與高校英語(yǔ)教學(xué)的相互關(guān)系，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷和訪談等方式，分析了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言學(xué)習(xí)軟件和系統(tǒng)的不足，并提出了相應(yīng)的解決策略；張艷璐對(duì)人工智能在給英語(yǔ)教學(xué)帶來(lái)機(jī)遇的基礎(chǔ)上，探究了人工智能在大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用；趙生學(xué)分析了人工智能時(shí)代大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)的變革與策略；嚴(yán)燕分析了人工智能時(shí)代英語(yǔ)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的路徑。在人工智能時(shí)代，人工智能技術(shù)必將對(duì)大學(xué)英語(yǔ)教育領(lǐng)域各個(gè)方面產(chǎn)生重大影響，如大學(xué)英語(yǔ)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)策略、教學(xué)模式、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系與英語(yǔ)領(lǐng)域科研等方面。針對(duì)此，本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從教師和學(xué)生兩個(gè)層面分析人工智能對(duì)大學(xué)英語(yǔ)教育的積極影響和消極影響，并提出相關(guān)建議，以期為大學(xué)英語(yǔ)教師教學(xué)與大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)提供參考。
一、人工智能的積極影響
人工智能技術(shù)在大學(xué)英語(yǔ)教育領(lǐng)域的應(yīng)用，將對(duì)大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)資源、教學(xué)模式與大學(xué)生二語(yǔ)習(xí)得等方面產(chǎn)生積極作用，主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
（一）豐富了大學(xué)英語(yǔ)教與學(xué)資源人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為大學(xué)英語(yǔ)教與學(xué)提供了豐富的資源。如互聯(lián)網(wǎng)上含有豐富的英語(yǔ)視頻與圖片等資源；在線教育平臺(tái)也提供了大量的英語(yǔ)課程資源，如中國(guó)大學(xué)生慕課、雨課堂等，它們各具特色，可為教師與學(xué)生提供多樣化選擇。因此，人工智能技術(shù)一方面可為大學(xué)英語(yǔ)教師提供豐富的教學(xué)素材，同時(shí)還可根據(jù)大學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)習(xí)慣等為其英語(yǔ)學(xué)習(xí)提供豐富的課外資料。同時(shí)，很多網(wǎng)絡(luò)資源可下載或者回放，這樣可以使得大學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)不再受到時(shí)間與空間的限制。特別是對(duì)于教育資源缺乏的地區(qū)而言尤為重要，可以在很大程度上解決教育資源不平衡問(wèn)題。其中，百度教育大腦的智能備課系統(tǒng)便是典型應(yīng)用案例。其依托百度人工智能、大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，整合了豐富的優(yōu)質(zhì)資源。對(duì)于教師而言，此平臺(tái)可按照教學(xué)進(jìn)度為教師提供經(jīng)過(guò)篩選的教學(xué)素材，節(jié)省教師的備課時(shí)間，提高其工作效率。
（二）豐富了大學(xué)英語(yǔ)的教學(xué)方式傳統(tǒng)的大學(xué)英語(yǔ)授課往往以線下課堂教學(xué)方式為主，而人工智能技術(shù)的使用豐富了大學(xué)英語(yǔ)單一的教學(xué)方式?？衫镁W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，如雨課堂、慕課平臺(tái)等，開(kāi)展大學(xué)英語(yǔ)線上教學(xué)模式或者線上線下混合教學(xué)模式。新的教學(xué)模式有利于教師在大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中采用不同的教學(xué)策略。使用新的教學(xué)模式和不同的教學(xué)策略可以提高大學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣，進(jìn)而有助于提高大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得的效率。
（三）提高了大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得的效率由于英語(yǔ)習(xí)得是一個(gè)復(fù)雜的心理過(guò)程，與大學(xué)生的情感因素、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等密切相關(guān)。采用人工智能技術(shù)的大學(xué)英語(yǔ)線上教學(xué)方式，使得教師與學(xué)生之間不是面對(duì)面的交流互動(dòng)，可以在一定程度上緩解學(xué)生焦慮、害怕等情緒，有利于學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)。動(dòng)機(jī)是英語(yǔ)習(xí)得中重要的非智力因素，也是影響大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得效率的重要內(nèi)在因素之一。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與使用另一種語(yǔ)言的興趣密切相關(guān)。而人工智能技術(shù)采用豐富的英語(yǔ)學(xué)習(xí)資源以及英語(yǔ)教學(xué)方式的多樣化，這些有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)英語(yǔ)的動(dòng)力。
（四）形成了大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得分析數(shù)據(jù)庫(kù)人工智能技術(shù)是以大數(shù)據(jù)為依托，可以跟蹤和記錄大學(xué)生英語(yǔ)課堂學(xué)習(xí)和課后學(xué)習(xí)等各種信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而可形成大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得數(shù)據(jù)庫(kù)。基于大數(shù)據(jù)分析與人工智能技術(shù)方法，如數(shù)據(jù)挖掘、關(guān)聯(lián)性分析和回歸預(yù)測(cè)等，可以挖掘大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)背后的規(guī)律特征，了解到每個(gè)學(xué)生的具體情況。進(jìn)而構(gòu)建每個(gè)學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)畫像，如學(xué)生的線上學(xué)習(xí)狀態(tài)、課程作業(yè)完成情況、測(cè)試成績(jī)和學(xué)習(xí)方式等?？蔀榻處熜纬煽梢暬膶W(xué)生個(gè)體和班級(jí)整體的學(xué)情分析報(bào)告。因此該數(shù)據(jù)庫(kù)有利于教師掌握每位學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)狀態(tài)，掌握學(xué)生個(gè)體差異，為調(diào)整教學(xué)方式、教學(xué)方法與策略提供支撐。同時(shí)，上述數(shù)據(jù)為大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)與大學(xué)生英語(yǔ)習(xí)得的研究也提供了數(shù)據(jù)支撐。
二、人工智能的消極影響
人工智能在大學(xué)英語(yǔ)教育領(lǐng)域?qū)處熍c學(xué)生發(fā)揮著積極的作用，同時(shí)對(duì)他們也產(chǎn)生了一些消極的影響，主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
（一）對(duì)教師的消極影響由于大學(xué)英語(yǔ)課堂教學(xué)存在一定的缺陷，往往需要改進(jìn)此教學(xué)方式。而人工智能技術(shù)的應(yīng)用，雖有助于大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)改革，但還需要教師熟練掌握人工智能相關(guān)技術(shù)的使用，會(huì)給信息技術(shù)能力比較薄弱的教師造成壓力。借助人工智能平臺(tái)，大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)不受時(shí)間、空間和學(xué)生人數(shù)等影響，勢(shì)必會(huì)減少大學(xué)英語(yǔ)教師的需求，造成大學(xué)英語(yǔ)教師面臨失業(yè)的壓力。進(jìn)而影響大學(xué)英語(yǔ)教師的工作積極性，以及大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量。
（二）對(duì)學(xué)生的消極影響根據(jù)語(yǔ)言資本理論與期望價(jià)值理論，大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的期望價(jià)值主要是經(jīng)濟(jì)期望價(jià)值。而大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的期望價(jià)值與學(xué)習(xí)目的和行為密切相關(guān)。比如大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)期望價(jià)值主要體現(xiàn)為學(xué)習(xí)英語(yǔ)對(duì)未來(lái)找工作很重要，可以增加經(jīng)濟(jì)收入。而人工智能技術(shù)在語(yǔ)言領(lǐng)域的應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)影響大學(xué)生對(duì)英語(yǔ)學(xué)習(xí)的期望價(jià)值。如人工智能翻譯機(jī)的出現(xiàn)，使得各種語(yǔ)言之間翻譯非常容易。即使不懂英語(yǔ)，也可使用它進(jìn)行英語(yǔ)交流。因此，人工智能技術(shù)在英語(yǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用，將降低大學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的期望值，進(jìn)而影響他們英語(yǔ)學(xué)習(xí)的興趣與目的。
中圖分類號(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)能力的專家系統(tǒng)得到研制。人工智能技術(shù)與專家系統(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)模擬人類專家或“人類智能”，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)姆答仯皇呛?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、增刪、修改及查詢等操作。
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)題的類型和次數(shù)；學(xué)生本次練習(xí)出錯(cuò)次數(shù)。
(3)專家決策模塊
CAI中的專家決策系統(tǒng)可以看作專家系統(tǒng)中的推理機(jī)。專家系統(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)，模擬人類專家求解問(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)入類專家的水平。計(jì)算機(jī)中存有人類專家的知識(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)、決策等要靠人類專家才能完成的任務(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)：
2 人工智能的發(fā)展概述
50年代，人工智能的概念首先提出后，相繼出現(xiàn)了一批顯著的成果，如機(jī)器定理證明、跳棋程序、求解程序、USP表處理語(yǔ)言等，在這一階段，人工智能專家重視問(wèn)題求解的方法，忽視了知識(shí)的重要性，導(dǎo)致在機(jī)器翻譯等方面出現(xiàn)了失敗，使人工智能走入了低谷。從60年代末到70年代，專家系統(tǒng)的出現(xiàn)，使人工智能研究出現(xiàn)了新。隨著第五代計(jì)算機(jī)的研制，人工智能得到了很大的發(fā)展，這一時(shí)期人工智能的主要方向就是制造智能機(jī)器人。80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和技術(shù)得到飛速發(fā)展。到90年代，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能開(kāi)始由單個(gè)智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能體的研究，另一方面因?yàn)橛?jì)算機(jī)速度的不斷提高、存儲(chǔ)容量的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)的硬件有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，許多原來(lái)無(wú)法完成的工作都能實(shí)現(xiàn)，因此，人工智能出現(xiàn)新的。其中有些技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，人工智能深入到社會(huì)上生活的各個(gè)領(lǐng)域。
3 英語(yǔ)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析
隨著大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)水平及大學(xué)新生英語(yǔ)水平的不斷提高，教育部對(duì)大學(xué)教學(xué)大綱有了新的規(guī)定，對(duì)大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)有了新的要求，對(duì)非英語(yǔ)專業(yè)學(xué)生有了更高的要求， 在這種情況下，有多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持的計(jì)算機(jī)輔助的大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)迅速發(fā)展，這種教學(xué)方式旨在將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)課程和傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但是，目前的英語(yǔ)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)存在著種種問(wèn)題，主要表現(xiàn)一下幾個(gè)方面：
（1）師資不足問(wèn)題。學(xué)生增多及英語(yǔ)小班化教學(xué)引起了師資短缺，英語(yǔ)教師精力不足，要從根本上解決這個(gè)問(wèn)題就是要在有限師資下，提高教學(xué)質(zhì)量，有針對(duì)性教學(xué)。
（2）學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不牢固問(wèn)題。在大學(xué)教學(xué)改革下，英語(yǔ)教學(xué)的重點(diǎn)己經(jīng)有了轉(zhuǎn)移，教師沒(méi)有多余的時(shí)間和精力給學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，比如詞匯、語(yǔ)法，基礎(chǔ)知識(shí)在一定程度上阻礙了學(xué)生英語(yǔ)水平的提高，因此，要高效率幫學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。
（3）學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)不足問(wèn)題。自主學(xué)習(xí)包含自我監(jiān)控、自我指導(dǎo)、自我強(qiáng)化三個(gè)過(guò)程，要采取有計(jì)劃的或已經(jīng)熟練達(dá)到自動(dòng)化程度學(xué)習(xí)的方法，督促學(xué)生定時(shí)有效的安排學(xué)習(xí)時(shí)間，使學(xué)生通過(guò)自我監(jiān)控、反饋和調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。
4 英語(yǔ)教學(xué)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析
本系統(tǒng)采用B/S模式（瀏覽器/服務(wù)器）的體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建基于internet的網(wǎng)上教學(xué)輔助系統(tǒng)。系統(tǒng)包括兩個(gè)兩個(gè)模塊：大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)輔助專家系統(tǒng)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)包括四種用戶：領(lǐng)域?qū)＜?、英語(yǔ)教師、學(xué)生、系統(tǒng)管理員。用戶登錄時(shí)，根據(jù)不同的身份擁有不同的模塊操作權(quán)限。
系統(tǒng)管理員：主要是指系統(tǒng)擁有者指定的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)的人員，主要權(quán)限包括用戶管理（對(duì)教師用戶、學(xué)生用戶、領(lǐng)域?qū)＜矣脩暨M(jìn)行查詢、增加、刪除、修改）、題庫(kù)管理（添加、查詢、修改、刪除）、修改密碼等。
領(lǐng)域?qū)＜遥褐妇哂卸嗄杲虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)的資深英語(yǔ)教師，能夠透徹分析英語(yǔ)試題中所涉及到的知識(shí)點(diǎn)、程度、確定度，能給出訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所需要的既定格式的樣本。主要權(quán)限包括知識(shí)庫(kù)維護(hù)（對(duì)靜態(tài)知識(shí)庫(kù)和動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行添加、查詢、修改、刪除）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本維護(hù)（添加、查詢、修改、刪除）、密碼修改等。
教師：指普通英語(yǔ)教師，每個(gè)英語(yǔ)教師都有指定的班級(jí)和學(xué)生，主要權(quán)限有組織考試、上傳考試結(jié)果、分析指定學(xué)生群體的知識(shí)點(diǎn)掌握情況等。
一、人工智能的定義
人工智能也稱機(jī)器智能，它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)角度來(lái)看，人工智能是研究如何制造出智能機(jī)器或智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模擬人類智能活動(dòng)的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。人工智能是一門交叉科學(xué)，逐漸形成一門涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維可循、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和生物學(xué)科等多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科。
二、計(jì)算輔助教學(xué)體系和現(xiàn)狀
計(jì)算救助教學(xué)是利用多媒體計(jì)算機(jī)的功能與特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助教師完成各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)之間的交互活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，幫助學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)。實(shí)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，有利于認(rèn)識(shí)主體作用的發(fā)揮，它所提供的圖像、聲音、動(dòng)畫等信息由利于學(xué)生知識(shí)的獲得與保持，達(dá)到提高教學(xué)教學(xué)的目的。
目前為止，所實(shí)用的絕大多數(shù)傳統(tǒng)以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，以提高其智能性和實(shí)用性。早期絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)將全部教學(xué)信息以編程方式預(yù)置于課件中，這樣的以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，以提高其智能性和實(shí)用性。因此現(xiàn)有的以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，以提高其智能性和實(shí)用性。早期絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)面臨許多挑戰(zhàn)，它主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的閉塞性
不具有開(kāi)放性是目前以及理論證明等均被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，以提高其智能性和實(shí)用性。其弊端在于固定內(nèi)容的局限性使課件的適用面狹窄，而且設(shè)定的運(yùn)行路線使授課缺乏自主性;授課的針對(duì)性不強(qiáng);無(wú)法利用新出現(xiàn)的資源在較高起點(diǎn)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
2.智能性的欠缺
現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)智能輔助課件系統(tǒng)不能對(duì)不同何曾度的學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的教育，學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)的，不能由系統(tǒng)自動(dòng)提供助學(xué)信息而使學(xué)生有選擇地學(xué)習(xí)。。
3.人機(jī)交互能力較弱
現(xiàn)有計(jì)算機(jī)智能輔助大多以光盤作為信息的載體，將材料中的內(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)者，學(xué)習(xí)者使用計(jì)算機(jī)智能輔助課件學(xué)習(xí)是完全被動(dòng)的。
4.教師與學(xué)生的互動(dòng)在教學(xué)中的缺乏
現(xiàn)有計(jì)算機(jī)智能輔助課件在學(xué)生自學(xué)以及進(jìn)行操作使用時(shí)，如何學(xué)習(xí)都是學(xué)生自己的事。教師不能全完了解學(xué)習(xí)者的情況，學(xué)生在蹦到問(wèn)題時(shí)不能向教師求教，師生之間互相封閉，談不上師生互動(dòng)，因此課件所起的效果大打折扣。
5.課程特點(diǎn)沒(méi)有突出
各門課程在教學(xué)上有不同的要求，但現(xiàn)有課件對(duì)于這些不同要求完全不予理會(huì)。例如很多課程都要涉及到大量的曲線或曲面，對(duì)有些課程來(lái)說(shuō)，將這些曲線或曲面給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的展示就足夠了，而有些課程這樣的展示不能達(dá)到教學(xué)目的的要求。
6.教學(xué)計(jì)劃的欠缺
在課件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中實(shí)際上離不開(kāi)教學(xué)策略的設(shè)計(jì)，但課件的制作者往往并未意識(shí)到這一點(diǎn)。例如:現(xiàn)有的絕大多數(shù)課件都是單一的展播式，這樣的可見(jiàn)制作“精美”，但它不可逆、不能互動(dòng)。實(shí)際上運(yùn)用課件教學(xué)只是手段而不是目的，應(yīng)該在教學(xué)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下講求課件的實(shí)效性，著眼點(diǎn)在于學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新技術(shù)、培養(yǎng)各種能力有幫助，而不是表面上的制作“精美”。
綜上所述，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)智能輔助存在許多問(wèn)題，隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，這些問(wèn)題將使計(jì)算機(jī)智能輔助越來(lái)越不能適應(yīng)新的要求。因此以智能計(jì)算機(jī)智能輔助為代表的心的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)將成為教育技術(shù)上需要不斷探求、努力實(shí)現(xiàn)的發(fā)展方向。 轉(zhuǎn)貼于
三、智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)
智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(Intelligent ComputerAided Instruction)，簡(jiǎn)稱ICAI。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的教與學(xué)的思維過(guò)程，它需要教師以專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，經(jīng)過(guò)吸取、講解、推理、示例、綜合等多個(gè)步驟才能較好地完成。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)實(shí)際上是一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助教師進(jìn)行教學(xué)以及學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)并得以實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。在智能ICAI中，教學(xué)思想、方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容可用知識(shí)形式表示，如何解決知識(shí)的形式化表示以及知識(shí)的訪問(wèn)與調(diào)用問(wèn)題，是人工智能的核心技術(shù)之一，也是將ICAI引入教育技術(shù)領(lǐng)域中所要面臨的一個(gè)問(wèn)題。知識(shí)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理與專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)，可以用知識(shí)庫(kù)作為智能ICAI的構(gòu)建環(huán)境。在知識(shí)庫(kù)中，教學(xué)內(nèi)容等的有關(guān)知識(shí)可以用事實(shí)與規(guī)則表示，并存儲(chǔ)于知識(shí)庫(kù)內(nèi)，教學(xué)與學(xué)習(xí)過(guò)程既是對(duì)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)進(jìn)行推理，并最終得出所需結(jié)果的過(guò)程。ICAI系統(tǒng)的一般包括以下幾個(gè)模塊:
1.知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)是關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的模塊，解決“教什么”問(wèn)題。知識(shí)庫(kù)中的教學(xué)內(nèi)容有待于教學(xué)與控制模塊和學(xué)生模塊進(jìn)行選取、調(diào)用。
2.學(xué)生模塊。學(xué)生模塊是用于記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)信息進(jìn)行搜集，以便系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估，提出具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)建議和個(gè)別化的輔導(dǎo)。學(xué)生模塊描述學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解、掌握的程度，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生模塊的具體情況調(diào)整教學(xué)策略并提供適當(dāng)?shù)姆答仭?/p>
3.用戶接口模塊。這是系統(tǒng)與用戶交流的界面。整個(gè)系統(tǒng)依靠用戶接口模塊把教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶、接受用戶輸入的信息、并向用戶提供反饋。
4.教學(xué)與控制模塊。這是教學(xué)過(guò)程與整個(gè)系統(tǒng)的控制模塊，涉及到“如何教”的問(wèn)題。它具有領(lǐng)域知識(shí)、教學(xué)策略和人機(jī)對(duì)話等方面的知識(shí)。根據(jù)學(xué)生模型提供的學(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，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。
新世紀(jì)的教學(xué)將是以智能化的ICAI為主線，是多學(xué)科、多方位發(fā)展的新技術(shù)的體現(xiàn)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的成效將更加明顯。
人工智能技術(shù)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)日新月異發(fā)展的進(jìn)程中一大成果，由于其智能、高效、優(yōu)化的強(qiáng)大功能，為許多研究者所重視。部分教育領(lǐng)域的研究者，將人工智能技術(shù)引入教育行業(yè)，探討人工智能如何融入教育，促進(jìn)教育深度發(fā)展。研究者們將人工智能與職業(yè)教育、繼續(xù)教育、遠(yuǎn)程教育及教育技術(shù)結(jié)合，進(jìn)行探討，提出了一些很好的建議。農(nóng)村遠(yuǎn)程教育雖然也屬于遠(yuǎn)程教育范疇，但由于其自身具有許多特殊性，因此有必要單獨(dú)將其應(yīng)用于農(nóng)村遠(yuǎn)程教育進(jìn)行探討。
1 我國(guó)當(dāng)前農(nóng)村遠(yuǎn)程教育發(fā)展面臨的困境
我國(guó)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育是伴隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展而在廣大農(nóng)村出現(xiàn)的一種新的教育模式。隨著上世紀(jì)70年代末，以廣播電視大學(xué)為代表的遠(yuǎn)程教育的興起，為我國(guó)教育的發(fā)展寫下了濃重的一筆，由于其不受時(shí)間、空間、學(xué)習(xí)者等要素的影響，充分體現(xiàn)了“時(shí)時(shí)能學(xué)、處處可學(xué)、人人皆學(xué)”的巨大優(yōu)勢(shì)。因此，本世紀(jì)初，國(guó)家將遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式引入廣大農(nóng)村，于2003年推出了“農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育”、“農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程”，于2004年依托廣播電視大學(xué)體統(tǒng)推出了“一村一名大學(xué)生”工程，這些遠(yuǎn)程教育工程對(duì)推進(jìn)農(nóng)村教育起到了舉足輕重的作用。但其發(fā)展也遇到了困難，具體說(shuō)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.1 師資力量短缺
由于受我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)的城鄉(xiāng)二元制經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的影響，導(dǎo)致城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，直接造成了城鄉(xiāng)教育發(fā)展失衡。在農(nóng)村教育中，首先表現(xiàn)在教師配置上，由于農(nóng)村教育經(jīng)費(fèi)投、教師工資水平均低于城市，造成了長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)村教育師資力量短缺，遠(yuǎn)程教育更是如此。據(jù)相關(guān)研究表明，現(xiàn)我國(guó)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育由于缺少懂計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專業(yè)人才，往往用不相關(guān)專業(yè)的人才作為替代，且大都為兼職人員。這就造成了對(duì)遠(yuǎn)程教育設(shè)備的維護(hù)、遠(yuǎn)程教育資源的管理及遠(yuǎn)程教育教學(xué)輔導(dǎo)等方面出現(xiàn)問(wèn)題。以廣播電視大學(xué)系統(tǒng)為例，自2004年廣播電視大學(xué)開(kāi)始招收“一村一名大學(xué)生”學(xué)員，雖然學(xué)員增長(zhǎng)速度很快，但其教學(xué)點(diǎn)僅延伸至縣城，招收的學(xué)員往往為縣城周邊農(nóng)村的農(nóng)民，而廣大較偏遠(yuǎn)地區(qū)正真渴望接受教育的農(nóng)民缺少受教育機(jī)會(huì)，之所以沒(méi)有延伸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)及行政村，根本原因是缺少師資力量。
1.2 資源建設(shè)不足
由于農(nóng)村遠(yuǎn)程教育是本世紀(jì)初才在農(nóng)村興起的一種新的教育模式，屬于新生事物，因此缺少前期的積累，主要體現(xiàn)在教學(xué)資源的積累上。我們知道，是否擁有豐富優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是關(guān)乎遠(yuǎn)程教育成敗的關(guān)鍵。而長(zhǎng)期以來(lái)，我們主要注重城市遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，現(xiàn)城市遠(yuǎn)程教育已相當(dāng)成熟，擁有一大批優(yōu)質(zhì)的教育資源，吸引了大批學(xué)習(xí)者。但由于農(nóng)村遠(yuǎn)程教育與城市遠(yuǎn)程教育相比有其特殊性，廣大農(nóng)村學(xué)員需要掌握的不僅僅是理論知識(shí)，他們最迫切學(xué)習(xí)的是農(nóng)業(yè)實(shí)用新技術(shù)及掌握能夠改變自己生活現(xiàn)狀的一技之長(zhǎng)，而這些課程資源在城市遠(yuǎn)程教育中設(shè)計(jì)不多。因此我們沒(méi)有現(xiàn)成的教育資源可供使用，需要另起爐灶進(jìn)行建設(shè)。但由于投入農(nóng)村遠(yuǎn)程教育的經(jīng)費(fèi)有限，用于資源建設(shè)的經(jīng)費(fèi)也不足。造成了現(xiàn)階段農(nóng)村遠(yuǎn)程教育資源依然短缺的現(xiàn)實(shí)。這不利于農(nóng)村遠(yuǎn)程教育進(jìn)一步發(fā)展。
1.3 課程設(shè)置不合理
如上所述，廣大農(nóng)村學(xué)員渴望學(xué)習(xí)的是改善自身生活的實(shí)用農(nóng)業(yè)新技術(shù)及一技之長(zhǎng)，同時(shí)廣大農(nóng)村也需要培養(yǎng)一批懂管理的鄉(xiāng)村干部。因此在專業(yè)和課程設(shè)置上，客觀上要求向這些方面靠攏。雖然現(xiàn)在農(nóng)村遠(yuǎn)程教育在專業(yè)設(shè)置上慢慢轉(zhuǎn)向適合農(nóng)村學(xué)員的涉農(nóng)專業(yè)，但在課程設(shè)置上還是不盡如人意，往往只根據(jù)自己師資情況及資源情況來(lái)設(shè)置課程，這樣往往造成農(nóng)民學(xué)員需要的課程沒(méi)有涉及，而農(nóng)民學(xué)員缺乏興趣的理論課程所占比重過(guò)大的問(wèn)題。這樣會(huì)嚴(yán)重挫傷廣大農(nóng)村學(xué)員學(xué)習(xí)積極性，對(duì)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育發(fā)展極為不利。
1.4 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)存在不足
我國(guó)現(xiàn)階段遠(yuǎn)程教育的網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)教學(xué)平臺(tái)現(xiàn)階段的形勢(shì)往往通過(guò)QQ對(duì)話、Email郵件、BBS及一些音頻、視頻系統(tǒng)進(jìn)行。這些方式當(dāng)然是有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，但存在問(wèn)題也是十分明顯的，最主要問(wèn)題在于如果沒(méi)有提前聯(lián)系，教師就不會(huì)及時(shí)回復(fù)學(xué)生提出的問(wèn)題，缺少師生互動(dòng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)大打折扣。
2 人工智能應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的優(yōu)勢(shì)
2.1 人工智能的概念
人工智能是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)分支，是一門研究計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性科學(xué)，部分研究者將其定義為：一個(gè)電腦系統(tǒng)具有人類的知識(shí)和行為，具有學(xué)習(xí)、推理判斷來(lái)解決問(wèn)題、記憶知識(shí)和了解人類自然語(yǔ)言的能力。人工智能的產(chǎn)生過(guò)程：對(duì)于人類因問(wèn)題和事物而引起的刺激和反應(yīng)，以及因此而引發(fā)的推理、解決問(wèn)題及思考決策等過(guò)程，將這些過(guò)程分解成一些步驟，再通過(guò)程序設(shè)計(jì)，將這些人類解決問(wèn)題的過(guò)程模擬化或公式化，使電腦能有一個(gè)系統(tǒng)的方法來(lái)設(shè)計(jì)或應(yīng)付更復(fù)雜的問(wèn)題，這套能夠應(yīng)付問(wèn)題的軟件系統(tǒng)，稱之為人工智能。
2.2 人工智能切合了遠(yuǎn)程教育的要求
有研究者指出：人工智能是研究如何構(gòu)造智能機(jī)器（智能計(jì)算機(jī)）或智能系統(tǒng)，使其模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。人工智能在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的最直接結(jié)果就是誕生了智能教學(xué)系統(tǒng)。而所謂的智能教學(xué)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)為基礎(chǔ)而興起的，它是以學(xué)生為中心，以計(jì)算機(jī)為媒介，利用計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)專家的思維過(guò)程而形成的開(kāi)放式人機(jī)交流系統(tǒng)。由于它綜合了知識(shí)專家、教師、學(xué)生三者的活動(dòng)，因此，與之相對(duì)應(yīng)，智能教學(xué)系統(tǒng)一般分為知識(shí)庫(kù)、教學(xué)策略和學(xué)生模型三個(gè)基本模塊，再加上自然語(yǔ)言智能接口。人工智能的這些功能和模塊剛好切合了遠(yuǎn)程教育的特點(diǎn)及要求。我們開(kāi)展的遠(yuǎn)程教育一直以來(lái)就強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生自學(xué)為主，教師輔導(dǎo)為輔，教師通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)輔導(dǎo)，以此來(lái)完成學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。因此人工智能適合應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育教學(xué)過(guò)程。
2.3 人工智能能夠有效加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的管理，提高學(xué)習(xí)效率
長(zhǎng)期以來(lái)遠(yuǎn)程教育為社會(huì)詬病的是，由于缺少師生間直接交流的機(jī)會(huì)，造成教師對(duì)學(xué)生的組織和管理方面的困難。如果我們僅僅依據(jù)學(xué)生登錄次數(shù)、登錄時(shí)間等方面來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，這樣往往造成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的錯(cuò)誤評(píng)價(jià)，但對(duì)遠(yuǎn)程教育的教師來(lái)說(shuō)也只能做到這些。但如果我們將人工智能引入遠(yuǎn)程教育，它可以依據(jù)自己強(qiáng)大的功能，通過(guò)對(duì)學(xué)生情況的數(shù)據(jù)分析，科學(xué)提供學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知特點(diǎn)及當(dāng)前的知識(shí)水平。更為重要的是，通過(guò)對(duì)這些信息的分析，它能為每位學(xué)習(xí)者制定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，這是我們遠(yuǎn)程教育所倡導(dǎo)的最佳服務(wù)的效果。
2.4 人工智能可以從某方面解決農(nóng)村遠(yuǎn)程教育師資力量
如上所述，由于城鄉(xiāng)間經(jīng)濟(jì)差距，造成了長(zhǎng)期以來(lái)城鄉(xiāng)教育發(fā)展失衡，廣大農(nóng)村地區(qū)師資力量較為薄弱，特別是遠(yuǎn)程教育方面。這一問(wèn)題解決的根本途徑在于縮小城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)差距，但這并非一朝一夕就能解決的問(wèn)題。因此農(nóng)村師資力量特別是遠(yuǎn)程教育師資力量的解決，需要一個(gè)過(guò)程。而人工智能技術(shù)利用了計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)專家的思維過(guò)程而形成的開(kāi)放式人機(jī)交流系統(tǒng)，它集知識(shí)專家和教師于一身。廣大學(xué)員可以通過(guò)自然語(yǔ)言系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正真意義上的人機(jī)對(duì)話，完成適時(shí)的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)過(guò)程，這從某種程度上解決了師資短缺的問(wèn)題，為農(nóng)村遠(yuǎn)程教育的發(fā)展提供了一條新的發(fā)展思路。
2.5 人工智能能夠有效解決農(nóng)村遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)問(wèn)題
目前我國(guó)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育在資源方面存在的問(wèn)題除了數(shù)量較少，質(zhì)量也不高，許多網(wǎng)絡(luò)課程資源僅僅是課本的翻版，雖然資源制作者利用現(xiàn)代資源制作手段，以文字、視頻及圖片等手段來(lái)展現(xiàn)知識(shí)，但知識(shí)之間的邏輯聯(lián)系性方面存在不足。這給學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)帶來(lái)極大不便，影響了學(xué)習(xí)效果。而人工智能技術(shù)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課程資源進(jìn)行智能加工，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新構(gòu)建，對(duì)知識(shí)間的層次性、邏輯性進(jìn)行重新編排，為學(xué)習(xí)者展示學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)，切實(shí)提高學(xué)習(xí)效率。使資源更加優(yōu)質(zhì)高效。
2.6 人工智能能夠提供實(shí)時(shí)交流，解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的不足
由于人工智能集知識(shí)專家、教師與一身，可以通過(guò)自然語(yǔ)言系統(tǒng)，開(kāi)展人機(jī)對(duì)話，通過(guò)討論解決學(xué)生遇到的問(wèn)題。能改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)缺乏及時(shí)交互性的問(wèn)題。能夠解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的不足。促進(jìn)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。
3 結(jié)語(yǔ)
人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的成果之一，它具有智能、高效、優(yōu)化的強(qiáng)大功能，許多行業(yè)都利用人工智能技術(shù)提高效率。對(duì)我國(guó)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育而言，如果能將人工智能引入，能從某種程度解決因?yàn)橘Y金問(wèn)題造成的師資力量缺乏問(wèn)題；提高對(duì)遠(yuǎn)程教育學(xué)生的管理，為他們提供個(gè)性化的高效遠(yuǎn)程教育服務(wù)；能夠利用它強(qiáng)大的功能重新編輯網(wǎng)絡(luò)資源，讓它更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)；同時(shí)人工智能還能提供自然語(yǔ)言接口，打破以往網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的弊端。相信通過(guò)引入人工智能技術(shù)，我國(guó)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科,對(duì)它的研究涉及控制論、信息論、系統(tǒng)論、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等諸多的學(xué)科及領(lǐng)域,是一門綜合性的交叉學(xué)科[1]。
人工智能的研究、應(yīng)用和發(fā)展,在一定程度上代表著信息技術(shù)的發(fā)展方向,同時(shí)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了迫切的需求。今天,人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語(yǔ)言理解、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機(jī)器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中,并對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響[2]。
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在大學(xué)教育中是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是提高人才素質(zhì)與能力的重要途徑。人工智能課程除了具有較強(qiáng)的專業(yè)性之外,還具有突出的實(shí)踐性,為了能深入理解和掌握所學(xué)內(nèi)容,必須把講授和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。本文結(jié)合該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué),將研究型教學(xué)的理念引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué),并對(duì)教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題加以初步的總結(jié)。
1研究型教學(xué)模式背景
研究型教學(xué)是相對(duì)于以單向性知識(shí)傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)提出的,是指教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和能力,自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題,在研究中積累知識(shí)、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式。研究性教學(xué)是對(duì)現(xiàn)有的大學(xué)課堂教學(xué)模式的突破。有利于開(kāi)發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需要的創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力,充分展現(xiàn)現(xiàn)代大學(xué)培養(yǎng)人才、發(fā)展科學(xué)、服務(wù)社會(huì)的三大基本職能[3]。
19世紀(jì)初,德國(guó)著名教育家洪堡最早提出了教學(xué)與科研相統(tǒng)一的原則,為研究型教學(xué)模式的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50、60年代,美國(guó)著名教育心理學(xué)家布魯納提出了著名的“發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式”[4],成為后來(lái)探究性學(xué)習(xí)和研究型教學(xué)的先導(dǎo)。20世紀(jì)70年代,美國(guó)研究教學(xué)專家薩奇曼正式提出了研究訓(xùn)練教學(xué)模式。他認(rèn)為學(xué)生會(huì)本能地對(duì)周圍新奇事物發(fā)生興趣,并想方設(shè)法弄清這些新奇事物背后究竟發(fā)生了什么,這是一種進(jìn)行科學(xué)研究的可貴的動(dòng)力。
自此,研究型教學(xué)理念開(kāi)始廣泛使用。現(xiàn)在,哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)等世界著名大學(xué),都非常注重學(xué)生能力的培養(yǎng),普遍采取了研究型教學(xué)模式。以美國(guó)高校為例,雖然美國(guó)高校83%的教師在課堂教學(xué)中主要采用講授法進(jìn)行教學(xué),但在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都滲透著研究型教學(xué)的方法,如積極引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程,開(kāi)設(shè)研究性課程,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與科研活動(dòng)等。我國(guó)自20世紀(jì)90年代初推出211工程建設(shè)以來(lái),清華大學(xué)、北京大學(xué)、人民大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)等一些重點(diǎn)大學(xué)都提出了建設(shè)世界一流的綜合性研究型大學(xué)的目標(biāo)。這些高校在實(shí)現(xiàn)從單向知識(shí)傳授的傳統(tǒng)型教學(xué)向關(guān)注創(chuàng)新性教育的研究型教學(xué)轉(zhuǎn)變方面進(jìn)行了許多有益的嘗試。
2研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)
本科教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,還要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科研素質(zhì)。大學(xué)是培養(yǎng)未來(lái)一線創(chuàng)新人才的主要基地,必須從本科教學(xué)人手,深入探索研究型教學(xué)的手段和方法,才能滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的需要,才能符合建設(shè)研究型大學(xué)的需要。特別是近幾年來(lái)我國(guó)對(duì)科研的投入不斷增加,研究生招生規(guī)模逐年增大,本科高年級(jí)學(xué)生打算繼續(xù)讀研的也不在少數(shù)。而人工智能是計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科非?；钴S的研究課題,其涵蓋的分支非常廣泛,如模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等,都是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)熱門的研究方向。
人工智能課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占據(jù)著重要的位置。在專業(yè)理論方面,它承續(xù)了離散數(shù)學(xué)中的邏輯知識(shí);在專業(yè)方法方面,是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)的繼續(xù);在專業(yè)工具方面,是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的生動(dòng)實(shí)例。并且人工智能的每一部分內(nèi)容都可以作為一個(gè)深入的研究課題,課堂上講解的內(nèi)容不可能面面俱到,學(xué)生們也不可能對(duì)人工智能的每一領(lǐng)域都做很深入的學(xué)習(xí)。并且人工智能涉及很多的數(shù)理邏輯知識(shí),有些顯得難以理解,并且往往讓學(xué)生感到比較枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就漸漸淡薄,學(xué)生往往被動(dòng)“聽(tīng)講”,難以獲得預(yù)期的教學(xué)效果。
針對(duì)這一特點(diǎn),在人工智能教學(xué)中,如何引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)人工智能的知識(shí)、激發(fā)學(xué)生的研究興趣,樹(shù)立目標(biāo)意識(shí)找準(zhǔn)研究方向,為未來(lái)的科研工作打下基礎(chǔ),研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)就成為了人工智能課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和必然選擇。
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的研究導(dǎo)向
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果照搬一些教材中的例子或習(xí)題教學(xué),一方面學(xué)生們會(huì)缺乏興趣,另一方面學(xué)生對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)缺乏全面的了解。應(yīng)不斷提出一些學(xué)生們感興趣的開(kāi)放性課題,比如基于支持向量機(jī)的人臉識(shí)別、基于膚色的人臉檢測(cè),基于內(nèi)容的圖像檢索等,培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生們逐漸深入的學(xué)習(xí)某一領(lǐng)域的知識(shí)。比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在模式識(shí)別、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等眾多領(lǐng)域都取得過(guò)成功應(yīng)用,是一種具有強(qiáng)大的非線性學(xué)習(xí)能力的計(jì)算智能技術(shù)。然而B(niǎo)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自身也存在著一些缺點(diǎn),如會(huì)有局部最小解、解受初值影響較大、理論解釋不完善等,而支持向量機(jī)在這些方面具有顯著優(yōu)點(diǎn)。我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)人臉識(shí)別的實(shí)驗(yàn),用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)分別實(shí)現(xiàn),并作以比較。讓學(xué)生們?cè)诹私馊斯ぶ悄苄录夹g(shù)的同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生們?nèi)绾畏治鰡?wèn)題、解決問(wèn)題的科研能力。
2.2人工智能課程實(shí)驗(yàn)
該課程是一門對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有較高要求的課程,對(duì)于基本原理和方法的實(shí)現(xiàn),要求學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算機(jī)專業(yè)技能訓(xùn)練和培養(yǎng)良好的科研工作作風(fēng)。因此對(duì)課程中的技能及技術(shù)性內(nèi)容,除單獨(dú)進(jìn)行必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練外,還融入到綜合和研究型試驗(yàn)中,通過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)練習(xí),達(dá)到牢固掌握人工智能原理和人工智能的問(wèn)題求解技術(shù)的目的。
該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是實(shí)踐項(xiàng)目,由具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的任課教師和助教負(fù)責(zé),學(xué)生可在全天候開(kāi)放的專用機(jī)房完成。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上,我們嘗試把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度,安排相應(yīng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn),開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)以科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)為主。并在課程的教學(xué)過(guò)程中,不斷深化和擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和本院老師的最新研究成果,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行更新。
課程主要設(shè)置三種層次的實(shí)驗(yàn):1)基本原理和算法編程,測(cè)試?yán)O(shè)計(jì)及程序測(cè)試實(shí)驗(yàn);2)分析綜合實(shí)驗(yàn);3)研究型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)包括課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、結(jié)果討論、總結(jié)提高等六個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于綜合性和研究型實(shí)驗(yàn),把學(xué)生分成5個(gè)人一小組,每小組選做其中的一個(gè)。學(xué)生從指導(dǎo)老師處了解到實(shí)驗(yàn)課題后,即著手查資料,研讀文獻(xiàn),鉆研有關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生先提出實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)與老師討論后,即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)研究。
3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建
民族關(guān)系問(wèn)題對(duì)被訪對(duì)象,特別對(duì)少數(shù)民族被訪對(duì)象是非常敏感的問(wèn)題,對(duì)民族關(guān)系的評(píng)價(jià)又存在個(gè)體層面、群體層面、不同階層人群之間的差異,因此,僅僅以傳統(tǒng)的文獻(xiàn)分析、問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)觀察等民族學(xué)方法來(lái)進(jìn)行調(diào)查,得到的數(shù)據(jù)會(huì)存在較多誤差。
因此結(jié)合本校的民族特色和民族學(xué)領(lǐng)域獨(dú)特的研究?jī)?yōu)勢(shì),將信息認(rèn)知技術(shù)引入民族關(guān)系研究,運(yùn)用圖像、心電和腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將分析的結(jié)果和心理場(chǎng)景測(cè)試及民族學(xué)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行相互印證和參數(shù)修正,從而獲得盡可能客觀的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將有助于建立一個(gè)客觀、完備、科學(xué)的民族關(guān)系監(jiān)測(cè)體系,并真實(shí)全面地評(píng)估民族關(guān)系,從而使決策機(jī)構(gòu)及時(shí)做出正確的決策?；诙嘈畔⑷诤系拿褡尻P(guān)系監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。
目前該平臺(tái)已經(jīng)搭建,由北京市公共安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)、北京市公共安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究、基于多源信息融合的民族信任研究等多個(gè)重大項(xiàng)目支撐。在這個(gè)平臺(tái)的下面,涉及到人臉識(shí)別、表情識(shí)別,視頻監(jiān)控、認(rèn)識(shí)等領(lǐng)域,小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、模糊數(shù)學(xué)、信息融合等人工智能知識(shí)得到了具體的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好,自愿參加到該平臺(tái)下的某一項(xiàng)目,切實(shí)對(duì)自己所學(xué)知識(shí)有一個(gè)深刻的理解和掌握。
4結(jié)語(yǔ)
研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不但使學(xué)生更好地掌握了人工智能的基本概念、基本理論和基本技術(shù),也切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和編程能力。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)踐過(guò)程中還有以下問(wèn)題需要改進(jìn):
1) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念很難普及。很多教師對(duì)研究型教學(xué)模式的內(nèi)涵未能準(zhǔn)確把握,把研究型教學(xué)模式等同于學(xué)生實(shí)習(xí)或者寫論文。
2) 研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔導(dǎo)老師素養(yǎng)需要提高。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為體現(xiàn)創(chuàng)新教育要求的現(xiàn)代教學(xué)模式,需要的不是知識(shí)傳授型的教師,而是高素質(zhì)的研究型教師。教師不僅是單一的教者,更應(yīng)該成為一個(gè)學(xué)者,教師不僅要有研究型教學(xué)的教育觀念、快速接受新知識(shí)的能力和高超的教學(xué)技能,要能夠合理地規(guī)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
3) 需要建立一套合理的學(xué)生學(xué)業(yè)和教師績(jī)效的評(píng)價(jià)體系。
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Exploration and Practice of the Research Experiment on Artificial Intelligence
ZHANG Ting, YANG Guo-sheng
根據(jù)《朗曼應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)詞典》中的定義,雙語(yǔ)教學(xué)(Bilingual Teaching)指的是用兩種語(yǔ)言作為教學(xué)媒介語(yǔ),通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)來(lái)達(dá)到掌握第二語(yǔ)言的目的。雙語(yǔ)教學(xué)作為學(xué)科教學(xué)延伸,不是簡(jiǎn)單的母語(yǔ)加第二語(yǔ)言,而是將第二種語(yǔ)言融進(jìn)學(xué)科知識(shí),通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)科專業(yè)知識(shí)提高學(xué)生第二語(yǔ)言的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫綜合能力,培養(yǎng)學(xué)生用第二語(yǔ)言思考、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)、復(fù)合型人才,以適應(yīng)信息時(shí)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。人工智能的主要目標(biāo)是讓機(jī)器具有應(yīng)用符號(hào)邏輯的方法模擬人的問(wèn)題求解、推理、學(xué)習(xí)等方面的能力,能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種任務(wù),比如水下作業(yè)、輸油管道、森林救火等。人工智能的發(fā)展,不僅代表計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平,也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。這對(duì)高校的教育提出了新的挑戰(zhàn)。因此,選擇人工智能課程的雙語(yǔ)教學(xué)模式是非常必要的。
1人工智能課程分析
人工智能是一門多學(xué)科交叉的課程,特別涉及控制論、信息論、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科[1-2]。學(xué)習(xí)該課程需要具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力,大多教師、學(xué)生在教、學(xué)的過(guò)程中都顯得比較吃力。如何結(jié)合課程的特點(diǎn),幫助學(xué)生找到好的學(xué)習(xí)方法,使他們能充分發(fā)揮自己的能力,提高學(xué)習(xí)興趣成為教學(xué)研究過(guò)程中的首要目標(biāo)。在目前高校提倡雙語(yǔ)教學(xué)的環(huán)境下,我校已將人工智能立項(xiàng)為雙語(yǔ)教學(xué)示范課程。人工智能課程具有如下特點(diǎn):
(1) 是一門非常前沿的學(xué)科。
計(jì)算機(jī)最初是用來(lái)做科學(xué)計(jì)算的,但隨著計(jì)算機(jī)科技的迅猛發(fā)展,人們開(kāi)始考慮計(jì)算機(jī)還可以做些什么,能不能像人一樣學(xué)習(xí)、思考,然后解決問(wèn)題?這就是基于人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),用符號(hào)推理的辦法讓計(jì)算機(jī)來(lái)做事情,是人工智能最早的研究成果。但是,知識(shí)并不都能用符號(hào)表示為規(guī)則,智能也不都是基于知識(shí)的。人們相信,自然智能的物質(zhì)機(jī)構(gòu)――神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能是基于結(jié)構(gòu)演化的。因此,20世紀(jì)80年代在人工智能理論發(fā)展出現(xiàn)停頓時(shí),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論出現(xiàn)新的突破,基于結(jié)構(gòu)演化的人工智能迅速成為人工智能研究的新方向。事實(shí)上,智能問(wèn)題無(wú)論從廣度還是深度,都遠(yuǎn)比人們想象的要復(fù)雜得多。因此,我們一刻也不能放棄鉆研,并且要時(shí)刻關(guān)注該領(lǐng)域發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。在高校開(kāi)展人工智能課程的雙語(yǔ)教學(xué),可以促使學(xué)生了解該領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域,如模式識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)、智能檢索、人工生命等發(fā)展的最新動(dòng)態(tài),掌握大量的專業(yè)詞匯,鍛煉理解問(wèn)題、解決問(wèn)題、了解領(lǐng)域文化等實(shí)際能力,對(duì)培養(yǎng)國(guó)際化、工程化、實(shí)用化的復(fù)合型人才等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
(2) 涉及面寬、難度大。
人工智能是一門多學(xué)科交叉的、極富挑戰(zhàn)性的前沿學(xué)科,它幾乎涉及于社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)的每個(gè)領(lǐng)域。人工智能課程是一門理論性非常強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)比較分散、知識(shí)更新快的課程,它以編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、概率統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)以及編譯原理等前趨課程為基礎(chǔ),還涉及到控制論、信息論、通信原理、圖像處理、模式識(shí)別等課程。因此,人工智能課程的知識(shí)點(diǎn)難度較大。通過(guò)該課程的雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程,學(xué)生不但學(xué)習(xí)了課程的專業(yè)知識(shí),而且還學(xué)習(xí)了相關(guān)理論課程的第二語(yǔ)言表示方法及應(yīng)用情況,對(duì)于培養(yǎng)具有個(gè)性化的多層次人才具有重要的價(jià)值。
人工智能課程的特點(diǎn)決定了它的雙語(yǔ)教學(xué)也具有很大的難度。根據(jù)普通高校的實(shí)際情況,我們組織了人工智能的雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu),教學(xué)實(shí)踐表明,該模式行之有效。
2人工智能雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
要達(dá)到雙語(yǔ)教學(xué)的目的,就必須將傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)模式改變?yōu)樾滦偷摹耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)模式。然而,這種“以學(xué)生為中心”的雙語(yǔ)教學(xué)模式是多樣化的,其教學(xué)過(guò)程是復(fù)雜的,在我國(guó)還處于探索階段[3-5]。在人工智能課程的教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,我們采用課堂教學(xué)多樣化、基于CDIO理念的實(shí)踐教學(xué),不斷地探索研究,形成高校人工智能雙語(yǔ)教學(xué)體系結(jié)構(gòu),如圖1所示。
計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)的正常開(kāi)展,必須依托優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)外語(yǔ)教科書(shū)和教學(xué)參考用書(shū)。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,我們采用了Nils J.Nilsson教授編著的《Artificial Intelligence A New Synthesis》,該教材是美國(guó)斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科教材,不僅內(nèi)容豐富、取材新穎,更重要的是內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,便于學(xué)生學(xué)習(xí)、理解。參考書(shū)主要選用了蔡自興、徐光v老師的《人工智能》。
3雙語(yǔ)教學(xué)方法
由于人工智能是一門非常前沿、涉及知識(shí)面寬、應(yīng)用范圍廣的學(xué)科,因而在教學(xué)的具體過(guò)程中,我們多種教學(xué)手段并用,主要采取理論聯(lián)系實(shí)際的案例驅(qū)動(dòng)講授、CDIO實(shí)踐模式、綜合考證等講授方法。
3.1理論教學(xué)
(1) 修改教學(xué)大綱和課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)大綱。參考吸收國(guó)外先進(jìn)教材中的內(nèi)容,結(jié)合普通高校的實(shí)際情況,形成有針對(duì)性的、合理的教學(xué)體系。
(2) 采用多種教學(xué)方法和手段。設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)潔、易懂的英文電子教學(xué)課件,采用多媒體教學(xué)手段,豐富教學(xué)內(nèi)容。建設(shè)課程網(wǎng)站,電子課件在網(wǎng)上公開(kāi),幫助學(xué)生預(yù)習(xí)專業(yè)詞匯、了解教師講解線索和重點(diǎn)內(nèi)容,降低學(xué)習(xí)難度。
(3) 課堂提問(wèn)。提問(wèn)一些重要內(nèi)容,鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,既能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)課程知識(shí)的理解,也有利于其英文表達(dá)能力的提高。
(4) 案例驅(qū)動(dòng)法。將有意義的案例貫穿在教學(xué)過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的興趣,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;
(5) 課后小組討論。每6～8位同學(xué)分為一組,實(shí)行小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,組織學(xué)生討論和解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題,交流學(xué)習(xí)心得,一方面起到溫故而知新的作用,同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
3.2實(shí)踐教學(xué)
由于學(xué)生的英語(yǔ)水平、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及知識(shí)面都有差別,因此教師必須因材施教,培養(yǎng)學(xué)生的興趣。實(shí)踐課題來(lái)源于實(shí)際工程,將CDIO理念貫穿于實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,提高學(xué)生綜合創(chuàng)新能力與團(tuán)體協(xié)作精神。
(1) 實(shí)驗(yàn)題目多樣化。學(xué)生可以選擇,也可以根據(jù)老師的要求自己構(gòu)思,以培養(yǎng)學(xué)生的興趣與查閱資料的能力。
(2) 分工與合作。來(lái)源于工程實(shí)踐的題目,學(xué)生通常很難在短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成,因而需要分工合作,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。
(3) 整體設(shè)計(jì)方案的靈活性。學(xué)生領(lǐng)會(huì)題目本意,自主設(shè)計(jì)解決方案,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合創(chuàng)新能力。
(4) 編程實(shí)現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,形成科學(xué)的編程風(fēng)格。
3.3考核方式
(1) 多種形式的平時(shí)測(cè)試(30%)。主要包括平時(shí)測(cè)驗(yàn)、討論、作業(yè)等。主要考察學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握,英文表達(dá)能力以及知識(shí)面的拓寬等。
(2) 實(shí)踐教學(xué)(30%)。主要考察學(xué)生對(duì)實(shí)踐題目的理解、整體方案的設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)間的協(xié)作精神以及實(shí)現(xiàn)結(jié)果等。
(3) 期末考試(50%)。試題全部用英文形式出現(xiàn),鼓勵(lì)學(xué)生用英文作答。
人工智能課程采用雙語(yǔ)教學(xué),可以使學(xué)生最準(zhǔn)確地理解專業(yè)知識(shí),又可以使英語(yǔ)和專業(yè)課的學(xué)習(xí)相互促進(jìn)。
4教學(xué)效果分析
課程結(jié)束后,我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)效果討論與調(diào)查,結(jié)果如表1所示。
從本課程討論和調(diào)查的結(jié)果以及其他普通高等院校的雙語(yǔ)教學(xué)調(diào)查結(jié)果可以看出,雙語(yǔ)教學(xué)效果基本上達(dá)到了要求。但也存在一些值得思考的問(wèn)題:不適應(yīng)的人數(shù)比例偏高,專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果一般,甚至有學(xué)生因?yàn)楦簧线M(jìn)度放棄專業(yè)課的學(xué)習(xí)。為此,提出以下的建議:
(1) 加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)。學(xué)生必須從思想上認(rèn)識(shí)到人工智能雙語(yǔ)教學(xué)的重要性,克服教學(xué)過(guò)程中的種種困難、持之以恒,主動(dòng)與同學(xué)、老師進(jìn)行討論,密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)。
(2) 提高實(shí)施條件。雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生是主體,教師是關(guān)鍵。因此,要求老師要有較高的專業(yè)知識(shí)和英語(yǔ)水平,學(xué)生要有較好英語(yǔ)基礎(chǔ)。
(3) 完善教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。雙語(yǔ)教學(xué)在我國(guó)還處在探索階段,因而必須在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中不斷地改進(jìn)完善雙語(yǔ)教學(xué)的體系結(jié)構(gòu)。
只有解決好這些問(wèn)題,才能培養(yǎng)出更高素質(zhì)的復(fù)合型人才,適應(yīng)國(guó)內(nèi)外科學(xué)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
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Exploration and Practice on Bilingual Teaching Architecture for Artificial Intelligence Course
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