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在人工智能技術(shù)應(yīng)用上,教育領(lǐng)域也深受影響,如何更好的迎合現(xiàn)實(shí)需求,對(duì)此,我認(rèn)為
一、人工智能技術(shù)要在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)理解上體現(xiàn)價(jià)值。
技術(shù)是有成本的。如果技術(shù)應(yīng)用只是提高了訓(xùn)練的效益,其價(jià)值便只在低層次認(rèn)知能力,這些成本是否值當(dāng)?人工智能技術(shù)之應(yīng)用須在促進(jìn)學(xué)生高層次認(rèn)知能力的發(fā)展上發(fā)揮作用,幫助學(xué)生從解答習(xí)題為主走向解決問(wèn)題為主。我們應(yīng)該依托人工智能技術(shù)在情境創(chuàng)設(shè)與人機(jī)互動(dòng)等方面的優(yōu)勢(shì),促使學(xué)生基于理解的學(xué)習(xí),促使學(xué)生面向應(yīng)用的學(xué)習(xí)。
二、人工智能技術(shù)要在促進(jìn)學(xué)生個(gè)別化學(xué)習(xí)中發(fā)揮作用。
人工智能技術(shù)的出現(xiàn),打破了教育的知識(shí)傳播平衡,加強(qiáng)了“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)關(guān)系,使對(duì)每一個(gè)學(xué)習(xí)個(gè)體的尊重有了可能。而這恰是當(dāng)前教育實(shí)踐的薄弱之處。因而,在學(xué)校層面應(yīng)用大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的關(guān)鍵,未必在統(tǒng)計(jì)意義的歸因,而是關(guān)于學(xué)習(xí)個(gè)體的過(guò)程信息的采集,這是促進(jìn)學(xué)生個(gè)別化學(xué)習(xí)的技術(shù)憑借。
關(guān)鍵詞:訊飛超腦計(jì)劃;人工智能;未來(lái)生活
中圖分類號(hào):TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)01-00218-01
人工智能包含三個(gè)層次:計(jì)算智能、感知智能和認(rèn)知智能,訊飛超腦計(jì)劃是包含模擬人腦的知識(shí)表示與推理、類人學(xué)習(xí)機(jī)制與新知識(shí)的獲取、機(jī)器加載專業(yè)知識(shí)成為專門的教育領(lǐng)域。訊飛超腦計(jì)劃是基于全球關(guān)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)研究,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是希望未來(lái)訊飛超腦計(jì)劃能夠?qū)⑷斯ぶ悄軓闹皇呛?jiǎn)單地能聽會(huì)說(shuō)到能夠深度思考相關(guān)問(wèn)題的科技轉(zhuǎn)變。人工智能的不斷開拓創(chuàng)新是為了幫助人類能夠更好地生活,我們應(yīng)該注重人工智能的發(fā)展推進(jìn),將其廣泛合理地應(yīng)用到生活的實(shí)際中去。
1 訊飛超腦計(jì)劃目前取得的階段學(xué)習(xí)研究成果
1.1 訊飛超腦計(jì)劃關(guān)于我國(guó)現(xiàn)階段關(guān)于高中生學(xué)習(xí)教育的人工智能成果
隨著近年來(lái)教育電子多媒體設(shè)備的投入普及使用,使目前的高中老師在課堂上更習(xí)慣用電子化的教學(xué)方式來(lái)替代傳統(tǒng)的板書課本單一枯燥的教學(xué),與此同時(shí),現(xiàn)階段高中生也同樣具備使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的條件,這樣就使得科大訊飛超腦計(jì)劃的教育產(chǎn)品可以形成以下的模式如圖1所示。
采用此智能的學(xué)習(xí)模式可以使我國(guó)的高中生接受公平的最好的教育,這就需要借助人工智能的幫助來(lái)使老師提高自身的教育水平,使高中生豐富并開闊自身的視野。課堂教學(xué)包括了在線課堂、暢言交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及暢言智能語(yǔ)音等,這種新穎的課堂教學(xué)模式使原本單一的教學(xué)方式變成了思想上任意遨游的知識(shí)海洋;智能考試包含了標(biāo)準(zhǔn)考場(chǎng)、英語(yǔ)四六級(jí)網(wǎng)上閱卷、普通話與英語(yǔ)口語(yǔ)測(cè)試等方面,智能考試系統(tǒng)從字跡工整的程度、詞匯量的豐富度、語(yǔ)法的正確性與通順性等多個(gè)方面來(lái)評(píng)判考試試卷,加上多年來(lái)的不斷改進(jìn),人工智能的評(píng)判方法跟相關(guān)專家的人工試卷評(píng)判的相似度相差無(wú)幾,很大程度地增加了試卷評(píng)判的效率性與公平性;學(xué)習(xí)產(chǎn)品與教育評(píng)價(jià)更是覆蓋到了從低到高的各個(gè)層面的產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu),更有利于高中生的學(xué)習(xí)與應(yīng)試教育的公平性。
1.2 訊飛超腦計(jì)劃對(duì)于提高人類生活水平的成果
隨著人工智能技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、教育、文化、娛樂(lè)等領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,使人們的生活質(zhì)量水平得到了很大程度的提高,人工智能帶來(lái)的方便快捷對(duì)于人類的發(fā)展進(jìn)化與物質(zhì)文化的進(jìn)步產(chǎn)生了不可忽視的作用。隨著訊飛超腦計(jì)劃的推出,一方面,可以把人類從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái),很大程度地提高人類生產(chǎn)生活的效率與質(zhì)量;另一方面,人工智能的進(jìn)步會(huì)極大地革新人類的思維方式,使人們能夠多角度地認(rèn)知世界,加深對(duì)人類對(duì)自身所處的宇宙地位的思考,利于人不斷地探索奧秘,進(jìn)一步推進(jìn)人類社會(huì)的進(jìn)步。
2 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能對(duì)于未來(lái)生活的影響及其發(fā)展趨勢(shì)
2.1 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能對(duì)未來(lái)生活的影響
由于訊飛超腦計(jì)劃是感知智能結(jié)合認(rèn)知智能的再創(chuàng)新,使得未來(lái)機(jī)器將會(huì)實(shí)現(xiàn)高水平的感知智能,具有更多的包括語(yǔ)音識(shí)別、手寫識(shí)別以及圖像識(shí)別的更多智能感知能力與實(shí)現(xiàn)包括智能客服、人機(jī)交互等的取代人類腦力勞動(dòng)的認(rèn)知智能突破。所以說(shuō)訊飛超腦計(jì)劃下的人工智能在未來(lái)的教育、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)結(jié)構(gòu)等未來(lái)生活的各個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生重大影響。在教育上,人工智能的應(yīng)用優(yōu)化了課堂結(jié)構(gòu),使學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)接受外界的新知識(shí)以及與時(shí)俱進(jìn)的教育模式改革;在經(jīng)濟(jì)上,人工智能的高效能與高效率會(huì)明顯提高經(jīng)濟(jì)效益,用人工智能來(lái)進(jìn)行財(cái)務(wù)管理有助于縮減不必要的人工勞務(wù)開支與相關(guān)的培訓(xùn)費(fèi)用,利于經(jīng)濟(jì)的變革與提高;在文化上,人工智能對(duì)于人類語(yǔ)言文化與圖像處理上的優(yōu)勢(shì)日益凸顯出來(lái),可以確定的是人工智能的發(fā)展將會(huì)深入到人類生活的各個(gè)層面中去。
2.2 訊飛超腦計(jì)劃下人工智能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
隨著人工智能的不斷演進(jìn),人工智能從最初能存會(huì)算的計(jì)算智能階段,到后來(lái)的能聽會(huì)說(shuō)、能看會(huì)認(rèn)的感知智能階段,最后再到訊飛超腦計(jì)劃下提出的讓機(jī)器能理解、會(huì)思考的認(rèn)知智能階段,未來(lái)的人工智能在語(yǔ)言理解、知識(shí)表達(dá)、聯(lián)想推理以及自主學(xué)習(xí)等方面都將會(huì)取得很大的進(jìn)展。
3 結(jié)語(yǔ)
人工智能對(duì)于未來(lái)生活的影響是多方面的,在未來(lái)生活的各個(gè)方面都十分顯著。與此同時(shí),訊飛超腦計(jì)劃下的人工智能不斷的改革創(chuàng)新與發(fā)展,也將更快地推動(dòng)人類的發(fā)展,人工智能與人類的生活是互相影響又相互制約的。人工智能的不斷發(fā)展給人類的未來(lái)生活帶來(lái)了很大程度的改變,人類在不斷開拓人工智能的領(lǐng)域時(shí)也應(yīng)不斷提高自身能力與素養(yǎng),以適應(yīng)人工智能帶來(lái)的不斷創(chuàng)新和改變。
參考文獻(xiàn):
[1]張妮,徐文尚,王文文.人工智能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究綜述[J].煤礦機(jī)械.2009,30卷(2).
【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)時(shí)代;人工智能;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
引言
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為人們生活和工作的重要組成部分。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,將人工智能與大數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,可有效解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理中安全性的問(wèn)題。然而,在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,由于人工智能技術(shù)的發(fā)展仍處在探索階段,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用還存在許多問(wèn)題?;诖耍疃忍接懭斯ぶ悄軕?yīng)用優(yōu)勢(shì),并針對(duì)人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用提出幾點(diǎn)建議,具有十分重要的意義。
1大數(shù)據(jù)時(shí)代人工智能技術(shù)的含義及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1.1大數(shù)據(jù)下的人工智能技術(shù)
人工智能作為計(jì)算機(jī)技術(shù)體系下的分支,是一門融合開發(fā)和研究為一體,主要作用于開發(fā)人類智慧所應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。在人工智能不斷發(fā)展的歷程中,對(duì)于人工智能的探索逐漸延伸至管理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科,使人工智能能夠更好地接近人類大腦,完成對(duì)社會(huì)中存在各類要素和信息的采集,并模擬出人腦對(duì)圖像和聲音出現(xiàn)的反應(yīng)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,人工智能可借助大數(shù)據(jù)內(nèi)容多和規(guī)模大的特征,替代人們完成部分工作,為人們生活和生產(chǎn)提供便利,以進(jìn)一步增強(qiáng)人們的幸福感。人工智能與大數(shù)據(jù)的配合,可將人類思考習(xí)慣進(jìn)行數(shù)字化處理,并完成對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。在未來(lái)發(fā)展中,人工智能可實(shí)現(xiàn)對(duì)人類日常生活的復(fù)制,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的自動(dòng)操作和控制。通過(guò)大數(shù)據(jù)和人工智能的相互配合,可為人類和技術(shù)的發(fā)展提供更廣闊的空間。1.2大數(shù)據(jù)時(shí)代下人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中應(yīng)用所體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在以下幾方面:①完成對(duì)信息的預(yù)測(cè),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中,要想提升運(yùn)轉(zhuǎn)速度就要及時(shí)處理系統(tǒng)中存在的模糊數(shù)據(jù),但對(duì)于這部分信息價(jià)值的辨別存在一定的難度。如依照傳統(tǒng)處理方法會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行成本,對(duì)系統(tǒng)造成影響。在大數(shù)據(jù)時(shí)代人工智能的干預(yù),可依據(jù)模糊分析理論更有效辨別信息價(jià)值,完成對(duì)信息的預(yù)見,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的提高。②增加網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管能力,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的快速發(fā)展使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管帶來(lái)難度。而人工智能的參與可實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的分類管理,不但提升管理的效果和能力,還為網(wǎng)絡(luò)營(yíng)造更加安全的環(huán)境。③人工智能強(qiáng)化數(shù)據(jù)整合,在人工智能和大數(shù)據(jù)相互協(xié)作下,對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)空間中存在的信息進(jìn)行快速整合,完成對(duì)各類資源的有效配置。還可加快資源整合的速度,減少資源的消耗,降低計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本。
2大數(shù)據(jù)時(shí)代下人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用對(duì)策
2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理中人工智能的參與
①在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全入侵檢測(cè)中應(yīng)用人工智能。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日趨復(fù)雜,各類病毒和木馬的入侵可對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成不可逆的影響。而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理中應(yīng)用人工智能,可通過(guò)對(duì)以往入侵情況的分析,建立數(shù)據(jù)集成的系統(tǒng),通過(guò)數(shù)據(jù)編碼將入侵特征進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換,在系統(tǒng)中儲(chǔ)存完整的信息。一旦計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)入侵系統(tǒng)的情況,對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全造成威脅,系統(tǒng)就可依據(jù)設(shè)定對(duì)入侵類型進(jìn)行辨別,并完成安全處理,保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的安全。②數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘主要是指將網(wǎng)絡(luò)從主機(jī)會(huì)話中分離出來(lái),并通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)計(jì)算的規(guī)范化,并將其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中,在遇到網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)就能完成數(shù)據(jù)的辨別。③人工神經(jīng)模擬。人工智能的模擬技術(shù)可模仿人類大腦的思考和處理邏輯,在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中,可對(duì)噪聲等要素進(jìn)行識(shí)別,并通過(guò)檢測(cè),完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性檢查,提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性,提升檢測(cè)的質(zhì)量。④危險(xiǎn)信息攔截和垃圾處理。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理中,人工智能可在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立智能防火墻,對(duì)部分危險(xiǎn)信息進(jìn)行識(shí)別,并完成攔截。還可在系統(tǒng)設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限,提升安全防控的效果。同時(shí),在垃圾處理方面,人工智能和大數(shù)據(jù)的相互配合,可實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)遺留數(shù)據(jù)痕跡和垃圾的檢測(cè),快速找到包含病毒的文件,并在人工智能處理模式下完成病毒的處理,消除網(wǎng)絡(luò)中存在的安全隱患。另外,人工智能可完成對(duì)系統(tǒng)資源的掃描,通過(guò)對(duì)信息的分析和處理,將數(shù)字化數(shù)據(jù)反饋給用戶,使用戶更加直接地了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況,為進(jìn)一步保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全提供幫助。
2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中人工智能的導(dǎo)入
①系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,利用人工智能技術(shù)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù),將簡(jiǎn)單內(nèi)容在變?yōu)閺?fù)雜的程序,在運(yùn)行中對(duì)其進(jìn)行不斷的優(yōu)化,找到有效的運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)對(duì)有效的管理。這種人工智能和大數(shù)據(jù)的相互配合,可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加工在內(nèi)容邏輯性方面的缺陷,并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行速度和儲(chǔ)存空間方面都得到提升。②智能問(wèn)答技術(shù)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)搜索功能中,人工智能技術(shù)的參與可使得用戶利用部分有效信息就能獲得海量的資源,提升網(wǎng)絡(luò)資源的使用效率。這種智能問(wèn)答方式主要以簡(jiǎn)單指令為核心,通過(guò)對(duì)關(guān)鍵詞的識(shí)別在海量數(shù)據(jù)中快速篩選到相關(guān)的資料,獲取到用戶需要的內(nèi)容。這種工作方式可減少搜索的時(shí)間,完成對(duì)資源的合理應(yīng)用。比如,用戶在搜索欄中輸入“流行樂(lè)”,當(dāng)下在音樂(lè)市場(chǎng)中流行的樂(lè)曲都能顯示出來(lái),并帶出“流行樂(lè)”相關(guān)的搜索標(biāo)簽,找到更多相關(guān)的信息和數(shù)據(jù),減少搜索的時(shí)間,并提升搜索的整體質(zhì)量。③智能技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可完整記錄用戶的搜索數(shù)據(jù),并從海量資源中挑選出相關(guān)內(nèi)容,完成對(duì)用戶的精準(zhǔn)推送,這種服務(wù)的機(jī)制,可減低用戶大量搜索的時(shí)間,并在短時(shí)間內(nèi)找到更有效的相關(guān)信息,提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用效果,帶給人們更多的便利和幫助。
2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中人工智能的支持
目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與行業(yè)領(lǐng)域的深度融合,奠定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展基礎(chǔ)。同時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所支持的各類平臺(tái),可為整體網(wǎng)絡(luò)管理工作的開展提供對(duì)接渠道,依托于信息傳輸機(jī)制,可有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性,進(jìn)一步為行業(yè)的發(fā)展提供保障。(1)在企業(yè)管理方面。大多數(shù)企業(yè)在運(yùn)行過(guò)程中,將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息,有價(jià)值與無(wú)價(jià)值的信息將呈現(xiàn)出同步傳輸?shù)哪J?,?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用,則是對(duì)此類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效整合與分類,為管理人員提供一定的信息決策支持。人工智能的融合,對(duì)于原有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)來(lái)講,則可有效建立起一種基于人工智能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算環(huán)境,通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的價(jià)值信息挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊網(wǎng)絡(luò)的精密算法等,可有效提高數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)能力,以此來(lái)節(jié)約企業(yè)資金成本的投入。此類人工之能的導(dǎo)入可為企業(yè)經(jīng)濟(jì)管理建立一種數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)框架,在相關(guān)信息的輸入下,可按照有序性的運(yùn)算模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析,進(jìn)而提高企業(yè)自身的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。(2)在教育教學(xué)方面。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與教育領(lǐng)域的結(jié)合,是我國(guó)教育改革的一個(gè)重要實(shí)現(xiàn)載體,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)海量資源的支持,可為學(xué)生提供更為全面的信息。例如,以人工智能技術(shù)為載體的信息分配機(jī)制,其可有效建立起一智能化數(shù)據(jù)體系,學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行作答時(shí),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分配機(jī)制可依據(jù)學(xué)生作答情況,將各類信息進(jìn)行精準(zhǔn)記錄。同時(shí),平臺(tái)本身還可依據(jù)學(xué)生的作答信息進(jìn)行學(xué)習(xí)行為方面的預(yù)期分析,然后針對(duì)某一時(shí)間點(diǎn)下數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出的異常特性來(lái)分析出學(xué)生學(xué)習(xí)行為的發(fā)展方向,并將此類信息及時(shí)反饋到系統(tǒng)中。通過(guò)此類信息的正確界定,可對(duì)教師的教學(xué)行為以及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為等進(jìn)行有效規(guī)范。人工智能的支持下,可令計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出智能化運(yùn)作的特性,對(duì)于當(dāng)前信息時(shí)代的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)講,智能化、自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)模式在行業(yè)領(lǐng)域中屬于一種必然導(dǎo)向,為此,應(yīng)針對(duì)行業(yè)本身的需求,界定出技術(shù)的應(yīng)用形式,以此來(lái)發(fā)揮出技術(shù)應(yīng)有的價(jià)值效果。
機(jī)器和人類、現(xiàn)實(shí)和科幻、邪惡和美好的分界從來(lái)沒(méi)有像今天這樣如此模糊。眺望未來(lái)30年,智能革命的壯闊波瀾,將改寫人類社會(huì)對(duì)智商的理解和定義。
從AlphaGo說(shuō)起:Have to win
關(guān)于這場(chǎng)圍棋大賽,先引用一段博士老板Alan Yuille教授(美國(guó)頂級(jí)機(jī)器智能科學(xué)家,霍金理論物理學(xué)博士)的判斷:
Go is a complex game but still it is finite so with enough computer power,and clever algorithm,the computers will have to win(if not this year,then next year)。(圍棋是一套復(fù)雜但有內(nèi)在邏輯和明確計(jì)算量的游戲,所以只要計(jì)算機(jī)遵循圍棋的推演路徑并擁有充裕的運(yùn)算能力就必然能夠贏得人類、取得勝利,AlphaGo的勝利對(duì)于計(jì)算機(jī)而言只不過(guò)是時(shí)間問(wèn)題。)
AlphaGo戰(zhàn)勝人類,美國(guó)學(xué)術(shù)界早有準(zhǔn)備
伴隨著摩爾定律的不斷實(shí)現(xiàn)和幾十年來(lái)人工智能的軟硬件技術(shù)積累,人工智能其實(shí)已經(jīng)悄然改變了我們生活中的許多方面,當(dāng)我們還在感慨電影中各種AI的強(qiáng)大時(shí),未來(lái)已經(jīng)悄然而來(lái),AlphaGo只是這場(chǎng)人工智能大浪潮中的一朵璀璨浪花。
在過(guò)去的5年里,人工智能已經(jīng)在語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)言理解、醫(yī)療健康等領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展,并在某些領(lǐng)域里超過(guò)了人類,比如語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別等等方面。
以計(jì)算機(jī)視覺(jué)為例,人工智能已經(jīng)發(fā)展出了突破肉眼精度的圖像識(shí)別技術(shù)并已被廣泛的應(yīng)用于公安、金融、信息安全等領(lǐng)域,產(chǎn)生了巨大的價(jià)值。而這些進(jìn)展之所以沒(méi)有引起社會(huì)轟動(dòng),是因?yàn)樯鐣?huì)中大部分非專業(yè)人員會(huì)通過(guò)直覺(jué)和自身感受而推論出機(jī)器識(shí)別“人臉”、識(shí)別“蘋果”等圖像信息是一件容易的任務(wù),是一件不同年齡、不同教育背景、不同文化背景的人都能勝任的任務(wù),在這其中體現(xiàn)不出人工智能的“智能”來(lái)。
但站在人工智能發(fā)展的角度,從圍棋和圖像識(shí)別的復(fù)雜性和不確定型來(lái)說(shuō),圖像的變化比棋盤的變化要大得多。
圍棋是有可遵循的邏輯、可衡量的計(jì)算量的游戲,對(duì)于人類大腦的難度在于龐大的計(jì)算量和對(duì)棋盤宏觀形勢(shì)的敏感度;而圖像識(shí)別則會(huì)在信息抓取和邏輯分析層面呈現(xiàn)出更廣泛意義上的隨機(jī)性和不確定性。
通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)將圖像中的信息進(jìn)行分類解析、最終提取有價(jià)值的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是極難的科研課題,從學(xué)術(shù)界到工業(yè)界的轉(zhuǎn)化耗費(fèi)了幾十年的時(shí)光。
然而相比于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)言語(yǔ)音理解等其他的進(jìn)步,AlphaGo的劃時(shí)代意義在于它不僅僅縮短了機(jī)器與人的智能距離,還將顛覆人與人智商差異的感知。
未來(lái)人與人的智商差距不再會(huì)是不可彌補(bǔ)的先天差距,而將成為一種可以通過(guò)工具而后天獲取的能力,這帶來(lái)的會(huì)是人類自我價(jià)值評(píng)估的一次大顛覆,智商對(duì)于人的意義將會(huì)在一定程度上有所下降。這就像從前算術(shù)不好的,現(xiàn)在用計(jì)算器就能補(bǔ)上;未來(lái)下棋不好的,可能只是加個(gè)AlphaGo就能補(bǔ)上?!爸巧獭边@個(gè)詞的定義可能會(huì)被迫從形容人和動(dòng)物差異,變成由人和機(jī)器的差異所定義。
第一個(gè)十年的變化:The rich get richer(富人更富,強(qiáng)者更強(qiáng))
從短期來(lái)看,讓我們暢想一下在這場(chǎng)大浪潮中,誰(shuí)會(huì)成為最大的受益者呢?
當(dāng)我們回顧推動(dòng)人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素時(shí),有三個(gè)要素極為重要:數(shù)據(jù)、算法和計(jì)算。
AlphaGo這次在全社會(huì)范圍內(nèi)對(duì)人工智能進(jìn)行了一場(chǎng)大面積的認(rèn)知普及,會(huì)使得擁有成熟商業(yè)模式和海量數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)的BAT等巨頭重金投入這片市場(chǎng),彼此間的互相追趕將在市場(chǎng)中形成像google收購(gòu)deep mind一樣的并購(gòu)風(fēng)潮。
同時(shí)伴隨著計(jì)算能力的不斷提升和算法的持續(xù)優(yōu)化,這將帶來(lái)人工智能史上的第一次大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐,各巨頭的業(yè)務(wù)將因?yàn)槿斯ぶ悄軒?lái)的效率提升而加速拓展,他們相較其它競(jìng)爭(zhēng)者的優(yōu)勢(shì)也會(huì)因此不斷加大,這就正如今天的google相對(duì)于其他公司一樣。
當(dāng)資本成為這場(chǎng)競(jìng)逐游戲的驅(qū)動(dòng)力時(shí),獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì)的公司雪球也必將越滾越大,優(yōu)勢(shì)將在成長(zhǎng)中愈發(fā)明顯,The rich get richer。
未來(lái)的思考:人類將重新理解知識(shí)、智慧、人性
從遠(yuǎn)期來(lái)看,人工智能的進(jìn)步將改寫人類對(duì)自我、知識(shí)和教育的理解。
倘若,90%的醫(yī)生、律師、教師、程序員能被機(jī)器所代替,人們將需要重新開始討論“人”的自我定義和“知識(shí)”的新時(shí)代價(jià)值。
當(dāng)舊時(shí)代下的知識(shí)已成為機(jī)器人僅需拷貝和執(zhí)行的簡(jiǎn)單命令,而“為什么要學(xué)法律、學(xué)編程等”的疑問(wèn)及背后對(duì)自我價(jià)值的疑惑就必將引發(fā)社會(huì)教育結(jié)構(gòu)的變革。
過(guò)往人與人之間通過(guò)知識(shí)組合的不同而形成的差異將被人工智能抹平,“高考”等考試測(cè)評(píng)手段作為廣義上的游戲(game),就像圍棋一樣,將不再能作為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)智慧和學(xué)識(shí)的方式而被修正。
當(dāng)在體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)里獨(dú)立的人類相對(duì)于機(jī)器都不再具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)時(shí),人的存在形態(tài)、存在價(jià)值和機(jī)器的交互融合將成為未來(lái)前沿學(xué)術(shù)研究的重要課題,這會(huì)是一次人類社會(huì)的集體迷思、也會(huì)是人類價(jià)值的再次追尋。
人類的希望?
有人曾說(shuō),機(jī)器和人的差異是藝術(shù)的創(chuàng)作和欣賞。但這對(duì)于人工智能而言,已經(jīng)并不是什么特別難的事情,大概在10年前就已有成熟的學(xué)術(shù)成果來(lái)用計(jì)算機(jī)創(chuàng)作梵高風(fēng)格的作品,在這背后的藝術(shù)風(fēng)格提煉、學(xué)習(xí)和再造并不是什么新鮮的技術(shù)。
也有人說(shuō),機(jī)器和人的差異是情感。但我不確定現(xiàn)今的人類社會(huì)對(duì)情感的定義是否像對(duì)智商一樣,有著廣泛的共識(shí)而能成為人類獨(dú)特性的特征。情感誕生于本能和動(dòng)物性,只是在人身上閃爍出了更加多彩的光芒,悲歡喜樂(lè)、嬉笑怒罵,這本就是人性中最難以捉摸而妙不可言的部分。
所以,機(jī)器和人的區(qū)別最終會(huì)是什么呢?在這個(gè)恐怕哲學(xué)家也難以回答的終極問(wèn)題下,我想起了最近讀到的這樣一句話,“如果機(jī)器認(rèn)為這場(chǎng)戰(zhàn)斗必?cái)?,那么機(jī)器會(huì)選擇投降;如果人認(rèn)為這場(chǎng)戰(zhàn)斗必?cái)?,那么有人?huì)選擇義無(wú)反顧的戰(zhàn)斗,直至戰(zhàn)死為止?!?/p>
或許,這句話里已經(jīng)輕輕道出了我們與機(jī)器的區(qū)別。
關(guān)鍵詞:人工智能;計(jì)算機(jī)輔助教學(xué);智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,先進(jìn)的技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并對(duì)教學(xué)過(guò)程產(chǎn)生了深刻的影響。其中,人工智能技術(shù)產(chǎn)生的影響最為深刻。它將先進(jìn)的教學(xué)手段引入教學(xué)過(guò)程,在營(yíng)造理想的學(xué)習(xí)環(huán)境、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及提高教學(xué)效率等方面起到了重要作用。
一、人工智能
1. 人工智能的定義
人工智能(Artificial Intelligence,簡(jiǎn)稱AI)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透發(fā)展起來(lái)的一門綜合性的交叉學(xué)科和前沿學(xué)科。其精確定義是:一個(gè)電腦系統(tǒng)具有人類知識(shí)和行為,并具有學(xué)習(xí)、推斷、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。
2. 人工智能的研究?jī)?nèi)容
人工智能作為一門綜合性學(xué)科,其研究?jī)?nèi)容涉及到許多方面,其中與教學(xué)實(shí)際關(guān)系較為密切的是以下四個(gè)方面:
(1) 問(wèn)題解決。問(wèn)題解決(Problem Solving)是人工智能研究初期的主要研究?jī)?nèi)容之一,也是其他內(nèi)容的研究基礎(chǔ),它主要研究計(jì)算機(jī)的知識(shí)表達(dá)和推理技術(shù)。
在教育領(lǐng)域中,研究問(wèn)題解決的實(shí)際意義在于,把人類解決問(wèn)題的基本過(guò)程賦予計(jì)算機(jī),使其能夠按照人類的思維規(guī)律進(jìn)行問(wèn)題解決,幫助學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。
(2)模式識(shí)別。模式識(shí)別(Pattern Recognition)是近三十年來(lái)在信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興科學(xué),后期它又受到了人工智能科學(xué)的影響,得到了新的發(fā)展。因此,常被作為人工智能學(xué)科的一個(gè)分支。
簡(jiǎn)單地說(shuō),模式識(shí)別就是研究用電子計(jì)算機(jī)代替人來(lái)識(shí)別事物和環(huán)境的方法。所謂模式是指那些供參照模仿用的理想化的標(biāo)本。因此,具體來(lái)說(shuō),模式識(shí)別的含義就是識(shí)別出給定的事物與哪一個(gè)標(biāo)本相同或相似。模式識(shí)別有時(shí)可以理解為模式分類,即判別給定的事物應(yīng)該屬于哪一類標(biāo)本。被識(shí)別的給定事物通常是字母、符號(hào)、漢字、圖像、聲音、語(yǔ)言、景物,也可以是統(tǒng)計(jì)數(shù)字、圖表、教授狀態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)等,應(yīng)用于教育時(shí)則稱為教育模式識(shí)別和學(xué)習(xí)模式識(shí)別。
(3)自然語(yǔ)言理解。對(duì)自然語(yǔ)言理解(Natural Language Processing,簡(jiǎn)稱NLP)的研究能為實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然語(yǔ)言直接通信提供可能,并減少軟件生產(chǎn)的負(fù)擔(dān),從而間接地推動(dòng)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,提高自動(dòng)化操作效率。因此,它已經(jīng)成為人工智能研究中最為棘手的問(wèn)題。
自然語(yǔ)言是人機(jī)對(duì)話的最方便的語(yǔ)言,其發(fā)展的最終目標(biāo)是把自然語(yǔ)言作為程序語(yǔ)言來(lái)使用,使計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行自然語(yǔ)言,不需要中間的解釋過(guò)程。
在教育領(lǐng)域中,計(jì)算機(jī)對(duì)自然語(yǔ)言的理解有助于人機(jī)對(duì)話的實(shí)現(xiàn),從而能夠增進(jìn)計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間的交互作用,把原有的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)條件下的計(jì)算機(jī)主動(dòng)變?yōu)橹悄苡?jì)算機(jī)輔助教學(xué)條件下的人機(jī)交互主動(dòng)。
(4)專家系統(tǒng)。所謂專家系統(tǒng)是指一個(gè)(或一組)能在某特定領(lǐng)域內(nèi),以人類專家的水平去解決該領(lǐng)域中困難問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其特點(diǎn)在于能把人類專家在解決問(wèn)題過(guò)程中使用的啟發(fā)性知識(shí)、判斷性知識(shí)分成事實(shí)與規(guī)則,以適當(dāng)形式存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中,建立知識(shí)庫(kù),并基于知識(shí)庫(kù)采用合適的產(chǎn)生式系統(tǒng),按輸入的原始數(shù)據(jù)選擇合適的規(guī)則進(jìn)行推理、演繹,作出判斷和決策,可起到專家的作用,因此稱為專家系統(tǒng)。
專家系統(tǒng)是人工智能中最為重要的研究?jī)?nèi)容,在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也最為廣泛與活躍。教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),以最合適的教案和教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)。
二、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
1. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的定義
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Aided Instruction,簡(jiǎn)稱CAI)是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng),以對(duì)話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。CAI能為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境。通過(guò)綜合應(yīng)用多媒體、超文本、人工智能和知識(shí)庫(kù)等計(jì)算機(jī)技術(shù),克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式上單一、片面的缺點(diǎn),有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知主體作用的發(fā)揮。同時(shí),它所提供外部刺激的多樣性有助于知識(shí)的獲取與保持。因此,使用CAI能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。
2. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀
盡管計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)要比傳統(tǒng)的教學(xué)模式先進(jìn)不少,但并不是最完善的,它還存在許多不足,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
(1) 缺乏人機(jī)交互能力。在教學(xué)過(guò)程中,CAI課件的教學(xué)信息是按預(yù)先設(shè)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供,教師只能按預(yù)定的課件流程進(jìn)行操作,學(xué)生的學(xué)習(xí)也是被動(dòng)的,不能很好地參與教學(xué)過(guò)程。因此,人機(jī)交互能力沒(méi)有很好地體現(xiàn)出來(lái)。
(2)缺乏師生互動(dòng)。學(xué)生在自學(xué)及使用現(xiàn)有的CAI課件時(shí),大多采用的是自主學(xué)習(xí)的方式。使用這種方式時(shí)鮮有師生互動(dòng),因此課件的效果會(huì)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課件都是在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行的,無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò)來(lái)快速更新知識(shí)內(nèi)容,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?,F(xiàn)有的CAI系統(tǒng)很多都沒(méi)有智能性,無(wú)法進(jìn)行有針對(duì)性的教育。學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)的,他們不能根據(jù)自身情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。對(duì)教師而言,教學(xué)參與度太低,他們不能按照學(xué)生的認(rèn)知模型為其準(zhǔn)備最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容,更不能給予不同的教學(xué)模式與方法。
(4) 缺乏廣泛性。CAI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是圍繞某一知識(shí)領(lǐng)域,對(duì)于教學(xué)內(nèi)容、問(wèn)題的設(shè)計(jì)和答案的呈現(xiàn),都必須在原設(shè)計(jì)系統(tǒng)允許范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn),無(wú)法根據(jù)具體教學(xué)、學(xué)習(xí)情況提出新的方案。
由此可見,傳統(tǒng)的CAI系統(tǒng)本身具有無(wú)法克服的缺點(diǎn)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,人工智能技術(shù)將會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用在教育領(lǐng)域。把人工智能技術(shù)引入CAI系統(tǒng),使CAI系統(tǒng)能合理安排教學(xué)內(nèi)容,變化教學(xué)方法來(lái)滿足個(gè)性化教學(xué)的需要,因此就產(chǎn)生了智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。
三、智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,將AI引入CAI中,使CAI系統(tǒng)可以理解教什么、教誰(shuí)以及如何教,因而也就能合理安排教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方法,去滿足個(gè)別教學(xué)的需要,這就是以AI技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)理論為基礎(chǔ)而形成的智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(Intelligent Computer Assisted Instruction,簡(jiǎn)稱ICAI)。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)新領(lǐng)域,代表了一種新的教學(xué)思想和教學(xué)方式。智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn),提高了教學(xué)質(zhì)量,改善了教學(xué)的效率。
1. 智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
ICAI系統(tǒng)主要是在知識(shí)表示、推理方法和自然語(yǔ)言理解等三方面應(yīng)用人工智能技術(shù)。其本質(zhì)上是一個(gè)基于知識(shí)的教學(xué)專家系統(tǒng),通常由專家模塊、學(xué)生模塊、教師模塊和智能接口模塊組成。它的組成結(jié)構(gòu)如下圖所示:
(1)專家模塊(知識(shí)庫(kù))。專家模塊是由題域知識(shí)構(gòu)成,它包括兩方面的知識(shí):一是教材內(nèi)容、提問(wèn)信息、教材重點(diǎn)、難點(diǎn)、評(píng)價(jià)等有關(guān)課程的知識(shí);二是有關(guān)應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)生成問(wèn)題,推理解題的知識(shí)。其功能有:作為系統(tǒng)全部知識(shí)的來(lái)源,為系統(tǒng)其他模塊頻繁調(diào)用,以實(shí)時(shí)完成用戶行為響應(yīng),通過(guò)知識(shí)庫(kù)知識(shí),生成相應(yīng)的問(wèn)題、任務(wù)以及解釋;通過(guò)同步問(wèn)題解答,并通過(guò)預(yù)期學(xué)生行為與實(shí)際學(xué)生行為之間的比較,評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)掌握程序以及學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)方式偏好等。這個(gè)部分相當(dāng)于一個(gè)根據(jù)事實(shí)進(jìn)行演繹推理求出解答的專家部件。
(2)學(xué)生模塊。系統(tǒng)通過(guò)學(xué)生模塊建立對(duì)學(xué)生的了解,通過(guò)比較學(xué)生行為與專家行為,對(duì)學(xué)生進(jìn)行智能模擬,包括學(xué)生的知識(shí)狀態(tài)、認(rèn)知特點(diǎn)和個(gè)性特點(diǎn)等。學(xué)生模塊用來(lái)表示學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史、當(dāng)前知識(shí)水平、解題行為等方面的知識(shí)。其任務(wù)是:表示學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度,反映學(xué)生已掌握和未掌握的部分,通過(guò)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并作出錯(cuò)誤根源的假設(shè),為進(jìn)一步指導(dǎo)提供依據(jù)。
(3)教師模塊(教學(xué)策略模塊)。在CAI 課件的交互作用中,教學(xué)策略是與教學(xué)內(nèi)容融合在一起,通過(guò)教學(xué)的分支來(lái)體現(xiàn)的。這樣做的不足是,某一教學(xué)內(nèi)容只能按某一種(或幾種)固定的教學(xué)策略來(lái)教。而在ICAI中,教學(xué)策略與教學(xué)內(nèi)容是分開的。這樣在教學(xué)過(guò)程中,系統(tǒng)可隨時(shí)根據(jù)教學(xué)的需要,選擇不同的教學(xué)策略。
教師模塊的主要任務(wù)是在一定的教學(xué)原理的指導(dǎo)下,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容,并通過(guò)接口以適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)形式,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻展示給學(xué)生。該模塊的主要功能有:為學(xué)生提供學(xué)習(xí)環(huán)境;指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng);解釋現(xiàn)象、過(guò)程和原因;為學(xué)生提供幫助和學(xué)習(xí)材料;監(jiān)視和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)。
(4) 智能接口模塊。智能接口模塊的作用是處理學(xué)生與系統(tǒng)間的信息交流。模塊要完成兩項(xiàng)任務(wù),一是在教學(xué)模塊作出教學(xué)決策后,智能接口模塊要以一定的形式把教學(xué)內(nèi)容發(fā)送出去;二是建立學(xué)生輸入信息的方式,接收學(xué)生輸入的信息。
2. 智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向
ICAI系統(tǒng)在發(fā)展中不是孤立、單一的,它是伴隨著多種技術(shù)以及人工智能在多種領(lǐng)域應(yīng)用的不斷發(fā)展而發(fā)展的。其未來(lái)的發(fā)展方向表現(xiàn)為以下幾方面:
(1)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。隨著多媒體技術(shù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,多媒體教育應(yīng)用與Internet網(wǎng)進(jìn)一步融合,CAI 不僅僅只在智能上單一發(fā)展,它不可避免地還要向多維的網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展。目前,已有不少基于Internet網(wǎng)的多媒體教育系統(tǒng)在使用,它們借助網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),完成在線學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)討論、網(wǎng)上測(cè)試等多種教學(xué)任務(wù)。將網(wǎng)絡(luò)CAI與智能CAI有機(jī)結(jié)合,互相補(bǔ)充,能構(gòu)建成一個(gè)新的系統(tǒng)工程。
(2)智能(Intelligent Agent)技術(shù)的使用。人工智能(AI)技術(shù)在ICAI中的應(yīng)用,除了體現(xiàn)在對(duì)多媒體教學(xué)系統(tǒng)中引入學(xué)生模塊和知識(shí)推理機(jī)制以外,還可以起到在“智能導(dǎo)航”瀏覽中,使用“智能”技術(shù)代替教師、學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)學(xué)習(xí)和搜索學(xué)習(xí)的作用。
在CAI中,學(xué)生學(xué)習(xí)查詢有效知識(shí)可以使用進(jìn)行搜索、導(dǎo)引,由于它自身具備的學(xué)習(xí)功能,能夠主動(dòng)、高效地從Internet中發(fā)現(xiàn)和收集用戶所需要的信息。因此,它有助于解決使用單一關(guān)鍵字匹配查詢、搜索引擎引起的大量無(wú)關(guān)信息的涌現(xiàn)、信息檢索的精確度不高等問(wèn)題。將“智能”技術(shù)引入到ICAI中,將使得教師和學(xué)生在教與學(xué)的過(guò)程中,提高知識(shí)選取效率、加強(qiáng)交互學(xué)習(xí)和自主能動(dòng)性學(xué)習(xí)。
(3)遠(yuǎn)程教學(xué)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)CAI、智能CAI以及多協(xié)作,可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程教學(xué)模式。ICAI系統(tǒng)不僅可以作為教師,為學(xué)生學(xué)習(xí)提供指導(dǎo),也可以作為學(xué)生,輔助學(xué)生學(xué)習(xí),還可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)、交流、協(xié)作過(guò)程中多方面的。因此,具有多種特性優(yōu)勢(shì)的遠(yuǎn)程教學(xué)具有廣闊的發(fā)展前景。
(4)虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)也叫人工現(xiàn)實(shí)(Artificial Reality),是由多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而生成的一種交互式人工世界。它的根本目標(biāo)就是達(dá)到真實(shí)體驗(yàn)和基于自然技能的人機(jī)交互。在教學(xué)輔助中,使用創(chuàng)建的虛擬環(huán)境,在一般人所不能親身體驗(yàn)的情景中,達(dá)到演示、操作的教學(xué)目的。目前在教學(xué)中使用的有:基于Web的火電廠的虛擬實(shí)景建構(gòu)學(xué)習(xí)、建筑設(shè)計(jì)的實(shí)景化學(xué)習(xí)、醫(yī)學(xué)內(nèi)消化道實(shí)景教學(xué)等。
四、結(jié)語(yǔ)
到目前為止,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。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的成效將更加明顯。新世紀(jì)的教學(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,大大擴(kuò)展了人類的能力,促進(jìn)了教育事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:人工智能;信息素養(yǎng);信息技術(shù)
中圖分類號(hào):TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2008)35-2417-02
Artificial Intelligence Education and Middle School Students Information Literacy
WU Wen-tie
(Mathematics and Computer Institute of Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China)
Abstract: Information Literacy in the Information Age is a national basic literacy, artificial intelligence represents a cutting-edge information technology. Based on the analysis of information quality and substance of the definition on the basis of exploring the field of artificial intelligence research, as well as in education, put forward the theory of artificial intelligence and technology courses in secondary education should be in a more systematic, comprehensive Improve the information literacy of students.
Key words: artificial intelligence; information literacy; information technology
1 信息素養(yǎng)的定義及其內(nèi)涵
“信息素養(yǎng)”一詞最早產(chǎn)生于信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó), 是隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的逐漸形成而對(duì)國(guó)民提出的一種兼跨人文和科學(xué)范疇的綜合性個(gè)人素養(yǎng)要求的描述。隨著研究的深入,人們對(duì)信息素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)也在不斷深化。
1974年美國(guó)信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)主席保羅?澤考斯基最先提出信息素養(yǎng)的概念, 他認(rèn)為信息素養(yǎng)是“利用大量的信息工具及主要信息源使問(wèn)題得到解答的技術(shù)及技能”。1992年美國(guó)圖書館協(xié)會(huì)提出:“信息素養(yǎng)是人能夠判斷何時(shí)需要信息, 并且能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行檢索、評(píng)價(jià)和有效利用的能力?!蓖? 道爾在《信息素養(yǎng)全美論壇的終結(jié)報(bào)告》中給出了一個(gè)較為全面的定義:一個(gè)具有信息素養(yǎng)的人, 他能夠認(rèn)識(shí)到精確和完整的信息是作出合理決策的基礎(chǔ), 他能夠確定對(duì)信息的需求, 能夠形成基于信息需求的問(wèn)題, 能夠確定潛在的信息源, 能夠制定成功的檢索方案, 從包括基于計(jì)算機(jī)的和其他的信息源中獲取信息、評(píng)價(jià)信息、組織信息用于實(shí)際的應(yīng)用, 將新的信息與原有的知識(shí)體系進(jìn)行融合以及在批判性思考和問(wèn)題解決過(guò)程中使用信息。
綜上所述, 雖然研究人員從不同的視角界定了信息素養(yǎng)的定義, 但可看出, 信息素養(yǎng)既包括認(rèn)知態(tài)度層面上的內(nèi)容, 也包括技術(shù)層面、操作層面和能力層面上的內(nèi)容。概括起來(lái)講, 信息素養(yǎng)主要包括信息意識(shí)、信息能力和信息道德三個(gè)方面:
1) 信息意識(shí)。信息意識(shí)是信息素養(yǎng)的首要因素, 主要指人們對(duì)信息及其交流活動(dòng)在社會(huì)中的地位、價(jià)值、功能和作用的認(rèn)識(shí), 換句話說(shuō), 就是指人們對(duì)信息的判斷、捕捉的能力。信息意識(shí)的強(qiáng)弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識(shí),才有可能有信息的需求, 進(jìn)一步去尋找信息和利用信息, 并主動(dòng)學(xué)習(xí)與信息處理有關(guān)的技術(shù)。
2) 信息能力。信息能力是信息素養(yǎng)的重要方面, 是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創(chuàng)造信息、交流信息的技術(shù)和能力。人們只有掌握一定的信息技能, 才能有效地開展各種信息活動(dòng), 有效地利用信息和創(chuàng)造信息, 充分發(fā)揮信息的價(jià)值, 變信息為動(dòng)力和優(yōu)勢(shì)。
3) 信息道德。信息道德是指人們?cè)谡麄€(gè)信息交流活動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的信息道德品質(zhì)。它是對(duì)信息生產(chǎn)者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關(guān)系的行為進(jìn)行規(guī)范的倫理準(zhǔn)則, 是信息社會(huì)每個(gè)成員都應(yīng)該自覺(jué)遵守的道德標(biāo)準(zhǔn)。
2 人工智能的研究領(lǐng)域
人工智能的研究領(lǐng)域非常廣泛, 而且涉及的學(xué)科也非常多。目前,人工智能的主要研究領(lǐng)域包括: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)、智能決策支持系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。下面主要介紹在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中常用的智能技術(shù)。
2.1 專家系統(tǒng)
所謂專家系統(tǒng)就是一種在相關(guān)領(lǐng)域中具有專家水平解題能力的智能程序系統(tǒng), 它能運(yùn)用該領(lǐng)域?qū)<叶嗄攴e累的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí), 模擬人類的思維過(guò)程,求解需要專家才能解決的困難問(wèn)題。
2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)
“學(xué)習(xí)”是一個(gè)有特定目的的知識(shí)獲取過(guò)程, 其內(nèi)在行為是獲取知識(shí)、積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律; 外部表現(xiàn)是改進(jìn)性能、適應(yīng)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我完善。所謂機(jī)器學(xué)習(xí), 就是要使計(jì)算機(jī)能模擬人的學(xué)習(xí)行為, 自動(dòng)地通過(guò)學(xué)習(xí)獲取知識(shí)和技能, 不斷改善性能, 實(shí)現(xiàn)自我完善。機(jī)器學(xué)習(xí)主要研究學(xué)習(xí)的機(jī)理、學(xué)習(xí)的方法以及針對(duì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)建立學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
2.3 模式識(shí)別
所謂模式識(shí)別,是指研究一種自動(dòng)技術(shù)。計(jì)算機(jī)通過(guò)運(yùn)用這種技術(shù),就可自動(dòng)地或者人盡可能少干預(yù)地把待識(shí)別模式歸入到相應(yīng)的模式類中去。也就是說(shuō),模式識(shí)別研究的主要內(nèi)容就是讓計(jì)算機(jī)具有自動(dòng)獲取知識(shí)的能力,能識(shí)別文字、圖形、圖像、聲音等。一般來(lái)說(shuō),模式識(shí)別需要經(jīng)歷模式信息采集、預(yù)處理、特征或基元抽取、模式分類等幾個(gè)步驟。
2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能, 運(yùn)用大量的處理部件, 由人工方式建立起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,是對(duì)腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的模擬, 具有學(xué)習(xí)能力、記憶能力、計(jì)算機(jī)能力以及智能處理功能。其中學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特征之一, 可以根據(jù)外界環(huán)境來(lái)修改自身的行為。學(xué)習(xí)的過(guò)程即是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的過(guò)程和不斷調(diào)整它的連接權(quán)值, 以使它適應(yīng)環(huán)境變化的過(guò)程。學(xué)習(xí)可分為有教師(或稱有監(jiān)督)學(xué)習(xí)與無(wú)教師(無(wú)監(jiān)督)學(xué)習(xí)兩種類型。對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究使人們對(duì)思維和智能有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí),開辟了另一條模擬人類智能的道路。
3 人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用
3.1 智能搜索引擎
隨著互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)和頁(yè)面的激增以及網(wǎng)絡(luò)用戶隊(duì)伍的不斷壯大,信息檢索成為人們利用Internet的重要途徑。但是在浩瀚的網(wǎng)頁(yè)海洋中尋找有用的信息并不容易,需要借助有力的檢索工具如搜索引擎等等。目前一些著名的搜索引擎有:GOOGLE、YAHOO、EXCITE、INFOSEEK等,他們各有特色,但仍存在不足之處,如檢索到的無(wú)關(guān)信息過(guò)多以及檢索結(jié)果排序較混亂。智能化信息檢索是信息檢索的新分支,它是人工智能和信息檢索的交叉學(xué)科。它在對(duì)內(nèi)容的分析理解、內(nèi)容表達(dá)、知識(shí)學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)檢索的智能化,這樣可以節(jié)省學(xué)習(xí)者在檢索中花費(fèi)的時(shí)間,幫助學(xué)習(xí)者提高檢索效率。智能化信息檢索所用到的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理和知識(shí)表示。
3.2 智能體(agent)
agent技術(shù)早在70年代出現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域,通過(guò)感知、學(xué)習(xí)、推理以及行動(dòng)能夠基于知識(shí)庫(kù)的訓(xùn)練模仿人類社會(huì)的行為。隨著其進(jìn)一步發(fā)展,它在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。一套完整的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng),如答疑、作業(yè)、考試、交互等等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存儲(chǔ)信息。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的智能性,可以引入智能技術(shù),把眾多子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接起來(lái),實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。通過(guò)分析這些信息,智能技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個(gè)別特征(如興趣愛好信息、點(diǎn)擊知識(shí)點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì)、交互日志等等),并根據(jù)這些特征量身訂做出適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方案,也有助于教師及時(shí)掌握學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)信息。
3.3 智能CAI(ICAI)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)已受到教育界的重視,成為學(xué)科教學(xué)改革的一種重要手段。許多學(xué)校都在開發(fā)CAI課件,但大多數(shù)CAI課件只是機(jī)械地按照教學(xué)設(shè)計(jì)者事先設(shè)計(jì)好的教學(xué)模式和內(nèi)容向?qū)W生傳授知識(shí),并沒(méi)有體現(xiàn)出個(gè)性化學(xué)習(xí),無(wú)法做到因材施教。
智能CAI是以人工智能技術(shù)為核心,使CAI系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等因素分析學(xué)生的特征,合理安排教學(xué)內(nèi)容、變化教學(xué)方法去滿足個(gè)別教學(xué)的需要。使用智能CAI進(jìn)行教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)CAI的不足,顯著提高教學(xué)效果,是CAI課件發(fā)展的趨勢(shì)。
3.4 智能教學(xué)系統(tǒng)ITS
智能教學(xué)系統(tǒng)(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)和行為科學(xué)的綜合性課題,其研究的最終目標(biāo)是由計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)起人類教育的主要責(zé)任,即賦予計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以智能,由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在一定程度上代替人類教師實(shí)現(xiàn)最佳教學(xué)。我國(guó)ITS的研究起步較晚,但近幾年隨著計(jì)算機(jī)的普及和教育軟件需求增大,ITS的發(fā)展較快。ITS按照功能分為四個(gè)模塊:專家知識(shí)模塊、學(xué)生模塊、教師模塊、人機(jī)接口模塊。
4 人工智能教育對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的作用
人工智能(ArtificialIntelligence,AI)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。換言之,它研究如何用計(jì)算機(jī)模仿人腦所從事的推理、證明、識(shí)別、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問(wèn)題求解等思維活動(dòng),來(lái)解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問(wèn)題,例如咨詢、診斷、預(yù)測(cè)、規(guī)劃等決策性問(wèn)題。人工智能也是一門涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。與一般的信息處理技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在求解策略和處理手段上都有其獨(dú)特的風(fēng)格。人工智能研究處于信息技術(shù)的前沿,它的研究、應(yīng)用和發(fā)展在一定程度上決定著計(jì)算機(jī)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)展提出了急切的需求。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。
綜上所述,作為信息技術(shù)一個(gè)不可缺少的重要組成部分,人工智能的基本內(nèi)容在中學(xué)信息技術(shù)課程中是不能不專門提及的,以往某些教材中用一兩頁(yè)篇幅作個(gè)簡(jiǎn)單介紹的方法根本不足以反映人工智能學(xué)科的全貌。因此,十分有必要在高中階段的信息技術(shù)課程中專門設(shè)立人工智能選修課。我們認(rèn)為,高中階段開設(shè)人工智能課程可以在以下幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用:
1) 多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉。
現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個(gè)層次:結(jié)構(gòu)化問(wèn)題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問(wèn)題;非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題,難以用確定的形式來(lái)描述,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)求解;半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題則介于上述兩者之間。一般說(shuō)來(lái),中學(xué)階段開設(shè)的傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)課程中所介紹的信息技術(shù),例如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、算法與程序設(shè)計(jì)等,都是求解結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的一類有效技術(shù)。
把人工智能課程引入我國(guó)現(xiàn)行的高中信息技術(shù)教育,可以讓學(xué)生在體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)人工智能知識(shí)與技術(shù)的過(guò)程中獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題解決過(guò)程的了解,從而培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式,達(dá)到提高信息素養(yǎng)的目的。通過(guò)人工智能課程的學(xué)習(xí),學(xué)生還將了解人工智能語(yǔ)言的基本特征,學(xué)到智能化問(wèn)題求解的最為基本的策略。
2) 體驗(yàn)人類專家解決復(fù)雜問(wèn)題的思路,提高學(xué)生的邏輯思維能力。
這里以人工智能學(xué)科中“專家系統(tǒng)”技術(shù)的體驗(yàn)、學(xué)習(xí)與應(yīng)用過(guò)程為例進(jìn)行說(shuō)明。在專家系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中,一個(gè)實(shí)際的專家系統(tǒng)不僅能夠?yàn)橛脩艚o出相關(guān)領(lǐng)域的專家水平建議或決策,而且能夠通過(guò)解釋機(jī)制,以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過(guò)程。學(xué)生可以向?qū)<蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……會(huì)怎么樣”等問(wèn)題,系統(tǒng)接受用戶的問(wèn)題指令后,可以根據(jù)推理的邏輯進(jìn)程,即時(shí)將答案呈現(xiàn)給用戶,整個(gè)過(guò)程如同教師與學(xué)生在進(jìn)行面對(duì)面的教學(xué)。在該過(guò)程中,學(xué)生可以充分體驗(yàn)人類專家的求解思路和推理風(fēng)格,有助于提高他們的分析、思維與判斷能力。
另一方面,在專家系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中,可以要求學(xué)生自行構(gòu)建由產(chǎn)生式規(guī)則組成的知識(shí)庫(kù),或進(jìn)一步利用工具軟件來(lái)開發(fā)簡(jiǎn)單的實(shí)用型專家系統(tǒng)。為了完成該項(xiàng)工作,學(xué)生一開始就要編制開發(fā)規(guī)劃、制定知識(shí)獲取策略,并具體付諸實(shí)施,這是一個(gè)不斷深化的過(guò)程。學(xué)生還得明確與系統(tǒng)有關(guān)的所有變量或相關(guān)的因素,并且將這些變量和因素轉(zhuǎn)化為問(wèn)題求解,得出相應(yīng)的結(jié)論。在進(jìn)行一系列問(wèn)題求解分析之后,運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)則來(lái)表示知識(shí),以此建立起來(lái)的專家系統(tǒng)還可以讓其他學(xué)生去運(yùn)用和體驗(yàn),具有一定的實(shí)用價(jià)值。
由于專家系統(tǒng)中的知識(shí)組織與推理過(guò)程是對(duì)人類專家思維方式的一種模擬,因此上述知識(shí)庫(kù)的組織和系統(tǒng)的推理過(guò)程能夠較好地體現(xiàn)學(xué)生的思維過(guò)程。在建造知識(shí)庫(kù)過(guò)程中,學(xué)生需要將原來(lái)零碎的未成型的知識(shí)概念化、形式化和條理化,從而內(nèi)化為學(xué)生自己的東西。所以,建造知識(shí)庫(kù)的過(guò)程不但能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,而且有助于學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的深層思考并有利于長(zhǎng)久記憶,同時(shí)也學(xué)會(huì)了專家系統(tǒng)的基本開發(fā)技術(shù)。正如美國(guó)著名的學(xué)習(xí)論專家Jonassen所指出的:那些自行設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的學(xué)生將會(huì)在這種活動(dòng)中受益匪淺,因?yàn)檫@是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度加工的過(guò)程。
3) 了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿,激發(fā)對(duì)信息技術(shù)未來(lái)的追求。
人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿,通過(guò)人工智能知識(shí)、技術(shù)的學(xué)習(xí)與體驗(yàn),高中學(xué)生能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)發(fā)展的前沿知識(shí)有一定程度的了解,這樣有助于他們開闊視野,培養(yǎng)興趣,激發(fā)對(duì)信息技術(shù)美好未來(lái)的追求,從而為今后進(jìn)入大學(xué)或走向社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語(yǔ)
中學(xué)生的信息素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前信息技術(shù)課的一個(gè)重要目標(biāo),而在現(xiàn)有的中學(xué)信息技術(shù)課程中,關(guān)于人工智能的知識(shí)只作了簡(jiǎn)單的介紹,學(xué)生們對(duì)于人工智能研究的廣大領(lǐng)域不能有詳細(xì)的概念,這對(duì)于中學(xué)生的信息化認(rèn)識(shí)和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠全面。因此在中學(xué)信息技術(shù)課中加大人工智能的知識(shí)介紹是信息技術(shù)課改革的重要內(nèi)容。
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關(guān)鍵詞:人工智能 計(jì)算機(jī)技術(shù)
一、人工智能的定義
“人工智能”(Artificial Intelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。人工智能是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能的發(fā)展歷史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。
人工智能理論進(jìn)入21世紀(jì),正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多更高級(jí)的智能“制品”,并使之在越來(lái)越多的領(lǐng)域超越人類智能,人工智能將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類生活做出更大貢獻(xiàn)。
二、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。在《談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用》一文中劉玉然指出把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。換句話說(shuō),就是將企業(yè)各部門的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子。
(2)智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)是人工智能與教育結(jié)合的主要形式,也是今后教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新的教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)模式的提出和不斷完善,推動(dòng)人們綜合運(yùn)用超媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和人工智能技術(shù)區(qū)開發(fā)新的教學(xué)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)就是其中的典型代表。計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)包含學(xué)生模塊、教師模塊,體現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的全部?jī)?nèi)容,擁有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)和極大的吸引力。
2.在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)是人工智能和專家系統(tǒng)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,具有極大的科研和應(yīng)用價(jià)值,它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問(wèn)題,作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。事實(shí)上,早在1982年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)的Miller就發(fā)表了著名的作為內(nèi)科醫(yī)生咨詢的Internist 2Ⅰ內(nèi)科計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的研究成果,由此,掀起了醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的。目前,醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)已通過(guò)其在醫(yī)學(xué)影像方面的重要作用,從而應(yīng)用于內(nèi)科、骨科等多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,并在不斷發(fā)展完善中。
(2)地質(zhì)勘探、石油化工等領(lǐng)域是人工智能的主要作用發(fā)揮領(lǐng)地。1978年美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)“PROSPECTOR”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工業(yè)領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過(guò)1億美元。
3.在技術(shù)研究中的應(yīng)用
(1)在超聲無(wú)損檢測(cè)(NDT)與無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)領(lǐng)域中,目前主要廣泛采用專家系統(tǒng)方法對(duì)超聲損傷(UT)中缺陷的性質(zhì)、形狀和大小進(jìn)行判斷和歸類;專家運(yùn)用超聲無(wú)損檢測(cè)儀器,以其高精度的運(yùn)算、控制和邏輯判斷力代替大量人的體力與腦力勞動(dòng),減少了任務(wù)因素造成的無(wú)擦,提高了檢測(cè)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)和評(píng)價(jià)的自動(dòng)化、智能化。
(2)人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全是我們關(guān)心的重點(diǎn),因此我們必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的AI技術(shù),開發(fā)更高級(jí)AI通用和專用語(yǔ)言,和應(yīng)用環(huán)境以及開發(fā)專用機(jī)器,而與人工智能技術(shù)則為我們提供了可能性。
三、人工智能的發(fā)展方向
1.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)。近年來(lái),在“專家系統(tǒng)”或“知識(shí)工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢(shì)。人類專家由于具有豐富的知識(shí),所以才能達(dá)到優(yōu)異的解決問(wèn)題的能力。那么計(jì)算機(jī)程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識(shí),也應(yīng)該能解決人類專家所解決的問(wèn)題,而且能幫助人類專家發(fā)現(xiàn)推理過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò),現(xiàn)在這一點(diǎn)已被證實(shí)。
2.智能信息檢索技術(shù)的飛速發(fā)展。人工智能在網(wǎng)絡(luò)信息檢索中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:(1)如何利用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)模仿、延伸與擴(kuò)展人類智能的理論、方法和技術(shù)。(2)由于網(wǎng)絡(luò)知識(shí)信息既包括規(guī)律性的知識(shí),如一般原理概念,也包括大量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)這些知識(shí)不可避免地帶有模糊性、隨機(jī)性、不可靠性等不確定性因素對(duì)其進(jìn)行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一種通用智能體系結(jié)構(gòu),其始終處在人工智能研究的前沿,已顯示出強(qiáng)大的問(wèn)題求解能力,它認(rèn)為機(jī)器人的開發(fā)是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在它的研究中突出4個(gè)概念:(1)所處的境遇機(jī)器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統(tǒng)的行為的境地。(2)具體化機(jī)器人有軀干,有直接來(lái)自周圍世界的經(jīng)驗(yàn),他們的感官起作用后會(huì)有反饋。(3)智能的來(lái)源不僅僅是限于計(jì)算裝置,也是由于與周圍進(jìn)行交互的動(dòng)態(tài)決定。(4)浮現(xiàn)從系統(tǒng)與周圍世界的交互以及有時(shí)候系統(tǒng)的部件間的交互浮現(xiàn)出智能。目前,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者都對(duì)機(jī)器人足球系統(tǒng)頗感興趣,足球機(jī)器人涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能以及人工生命、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域。足球機(jī)器人系統(tǒng)本身既是一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng),是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作自治系統(tǒng),同時(shí)又為它們的理論研究和模型測(cè)試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
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目前,人工智能的發(fā)展階段呈現(xiàn)以下三個(gè)特點(diǎn):
第一,人工智能在特定約束條件下已具備超越人腦某個(gè)方面的能力,但綜合來(lái)看僅僅相當(dāng)于蠕蟲的智能水平。近期,谷歌研發(fā)的人工智能AlphaGo圍棋程序在與世界圍棋九段李世石的對(duì)局中以4:1取勝。AlphaGo采用更為優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在規(guī)則已知和邏輯可控的棋類競(jìng)技中實(shí)現(xiàn)了對(duì)人類的超越。IBM的沃森機(jī)器人能夠在幾秒之內(nèi)篩選數(shù)十年癌癥治療史中的100多萬(wàn)份患者病例記錄,為醫(yī)生提供可供選擇的循證治療方案。但無(wú)論是AlphaGo還是沃森都需要由人類預(yù)先進(jìn)行知識(shí)分類和設(shè)計(jì)上的干預(yù),并且“智能”的高低很大程度上取決于所學(xué)習(xí)先驗(yàn)樣本的數(shù)量和準(zhǔn)確性。因此,通用意義上的人工智能依然是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程,目前能夠做到的更多是特定場(chǎng)景下人類某項(xiàng)大腦能力的延伸和對(duì)人類思維決策進(jìn)行輔助。
第二,人工智能發(fā)展可分為不同層次,目前部分技術(shù)分支在行業(yè)中的應(yīng)用已取得突破。人工智能發(fā)展層次可分為感知智能(語(yǔ)音、圖像識(shí)別,自然語(yǔ)義理解,機(jī)器翻譯,機(jī)器搜索等),認(rèn)知智能(神經(jīng)元芯片、深度學(xué)習(xí)算法、行為規(guī)劃等)和自主智能(機(jī)器推理、決策和聯(lián)想等)。感知智能方面,國(guó)外的谷歌、IBM、臉書、微軟和國(guó)內(nèi)的百度、科大訊飛等在語(yǔ)音和圖像識(shí)別、機(jī)器翻譯、大數(shù)據(jù)搜索等細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域推出了一批有顯著創(chuàng)新性的技術(shù)產(chǎn)品。認(rèn)知智能方面,對(duì)神經(jīng)元芯片、深度學(xué)習(xí)算法的開發(fā)主要集中在IBM、高通、谷歌為首的國(guó)際巨頭以及美國(guó)“類人腦芯片”(SyNAPSE)、歐洲“歐腦項(xiàng)目”納入的高校和科研機(jī)構(gòu)中。由IBM主導(dǎo)的SyNAPSE項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2016年內(nèi)能夠完成100億神經(jīng)元規(guī)模的計(jì)算機(jī)原型,但距離通用型、成熟型產(chǎn)品問(wèn)世尚需較長(zhǎng)時(shí)日。
第三,我國(guó)應(yīng)積極應(yīng)對(duì)人工智能發(fā)展新浪潮,以產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新打造國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),美歐等國(guó)家在人工智能領(lǐng)域不斷加大投入,開展專利布局,以技術(shù)和應(yīng)用為紐帶構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)。我國(guó)在人工視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)義識(shí)別等細(xì)分產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域并不落后,但從全局來(lái)看,在人工智能基礎(chǔ)理論、核心算法和產(chǎn)品成熟度、產(chǎn)業(yè)投資和人才隊(duì)伍儲(chǔ)備等方面與國(guó)外對(duì)比還存在明顯差距。國(guó)外大企業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)認(rèn)知智能和自主智能,我國(guó)企業(yè)目前多集中在感知智能的低級(jí)階段。
當(dāng)前階段,人工智能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展應(yīng)當(dāng)從以下四個(gè)方面著手改進(jìn):
一是加強(qiáng)人工智能核心技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。制定人工智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖,在客觀分析、科學(xué)研判的基礎(chǔ)上,找準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的薄弱點(diǎn)和趕超點(diǎn)。加大資金投入力度,重點(diǎn)突破自然語(yǔ)音語(yǔ)義識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能搜索等關(guān)鍵技術(shù),完善核心芯片、顯示器件、智能傳感器、開發(fā)工具與集成環(huán)境等產(chǎn)業(yè)鏈配套。
二是有效推進(jìn)人工智能行業(yè)應(yīng)用示范。加快人工智能技術(shù)在家居、汽車、無(wú)人系統(tǒng)、安防等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,提升生產(chǎn)生活的智能化服務(wù)水平。支持在制造、教育、環(huán)境、交通、商業(yè)、健康醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)安全、社會(huì)治理等重要領(lǐng)域開展人工智能應(yīng)用試點(diǎn)示范。
在大數(shù)據(jù)的“滋養(yǎng)”下,AI在越來(lái)越多的領(lǐng)域更懂人,讓擁有深度學(xué)習(xí)能力、不斷進(jìn)化的AI幫助人類探索學(xué)習(xí)規(guī)律、開拓認(rèn)知潛能,已成為人不被機(jī)器淘汰的必要之舉,根據(jù)教育部的規(guī)定,2018年秋季開學(xué)后,高中生們將要開設(shè)一門新課程:《人工智能》。
互聯(lián)網(wǎng)教育尤其是線上K12培優(yōu)項(xiàng)目一直是投資熱門,直播1對(duì)1模式風(fēng)口過(guò)后,教育圈內(nèi)最火的應(yīng)該是AI項(xiàng)目了。據(jù)億歐智庫(kù)的報(bào)告顯示,2017年人工智能教育融資額度達(dá)42.17億元,其中超80%屬于早期投資項(xiàng)目,這個(gè)賽道有望誕生多個(gè)獨(dú)角獸公司。
筆者發(fā)現(xiàn),當(dāng)前布局人工智能的在線教育大體分為三派:
教學(xué)或題庫(kù)測(cè)評(píng)類工具產(chǎn)品,比如作業(yè)盒子等;
培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用AI技術(shù),比如好未來(lái)等;
人工智能教育引擎及平臺(tái)提供商,比如高木學(xué)習(xí)等。
現(xiàn)在擺在AI教育創(chuàng)投從業(yè)者面前的問(wèn)題是:到底以技術(shù)實(shí)力論英雄的AI教育的泡沫有多大?真金不怕火煉的AI教育項(xiàng)目的核心能力在哪里?如何才能落地? 本文試做解讀。
一、為什么“自適應(yīng)”其實(shí)并非真正的AI?一位投資人朋友曾向我這樣說(shuō)道:“既懂互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)又完全懂本行業(yè)的業(yè)務(wù)的管理型人才不超過(guò)十個(gè),這是在‘互聯(lián)網(wǎng)+’雙創(chuàng)浪潮中每個(gè)垂直行業(yè)頭部項(xiàng)目就幾家能玩轉(zhuǎn)的原因?!倍J(rèn)知和技術(shù)門檻更高的“AI+”情況恐怕會(huì)更加不妙,甚至很多人把“自適應(yīng)”與“AI教育”劃等號(hào)。
自適應(yīng)學(xué)習(xí)(Adaptive Learning)的鼻祖是美國(guó)的Knewton公司,它通過(guò)評(píng)估不同學(xué)生對(duì)知識(shí)材料掌握度進(jìn)行個(gè)性化推薦,有點(diǎn)類似于今日頭條的興趣引擎。 Knewton在國(guó)內(nèi)的門徒眾多,目前大概有40多家項(xiàng)目宣布發(fā)力做“自適應(yīng)”,比如“乂學(xué)教育”(學(xué)練測(cè)自適應(yīng))、“學(xué)吧課堂”(題庫(kù)自適應(yīng))、“英語(yǔ) 流利說(shuō)”(英語(yǔ)口語(yǔ)糾正)、“一起作業(yè)”(家長(zhǎng)、老師在線監(jiān)控)等等。
嘉御基金創(chuàng)始人衛(wèi)哲說(shuō)過(guò),“90%的人工智能項(xiàng)目都是偽AI”,鑒別的依據(jù)是看項(xiàng)目“算法速度”,如果是代數(shù)級(jí)而不是幾何級(jí)計(jì)算那就不是“真AI”,以此來(lái)考驗(yàn)自適應(yīng)項(xiàng)目,得到的結(jié)論未免讓人失望。
初級(jí)的自適應(yīng)項(xiàng)目是人工預(yù)設(shè)指令或編程規(guī)則推薦,高級(jí)的自適應(yīng)是基于知識(shí)圖譜推薦,即使是高級(jí)的自適應(yīng)項(xiàng)目由于沒(méi)有按照既定的教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)有 邏輯地展開,在具體知識(shí)學(xué)習(xí)之中并不系統(tǒng)。關(guān)鍵是很多自適應(yīng)項(xiàng)目采集的是各科最優(yōu)秀特級(jí)教師的能力,導(dǎo)致其算法本身是線性的、模擬人學(xué)習(xí)而已。
自適應(yīng)的技術(shù)原理就好比AlphaGo是應(yīng)用了人類最優(yōu)秀圍棋大師的能力而非是完全迥異機(jī)器深度學(xué)習(xí)和自演化模型;自動(dòng)駕駛AI應(yīng)用了某個(gè)人類零誤 差老司機(jī)的感知能力而非是基于全網(wǎng)海量交通大數(shù)據(jù)做運(yùn)算和決策;人工智能醫(yī)生是應(yīng)用了看X片最快最準(zhǔn)的醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)而非是海量數(shù)據(jù)庫(kù)訓(xùn)練;顯然按這樣的路徑 訓(xùn)練出的機(jī)器并非是真正的AI。
“真正擁有充分教學(xué)大數(shù)據(jù)及算法速度的‘AI教師’是能輕松超越擁有30年教齡特級(jí)教師的,并且可以突破人類的知識(shí)局限,對(duì)算法模型進(jìn)行自動(dòng)演化,找到人類從未嘗試過(guò)的策略?!备吣緦W(xué)習(xí)創(chuàng)始人劉瞻這樣描述AI教師。
劉瞻是帝國(guó)理工學(xué)院科班出身,早在2015年開啟AI教育創(chuàng)業(yè),他認(rèn)為判斷真?zhèn)蜛I教育項(xiàng)目具體有三個(gè)考察維度:
(1)自適應(yīng)是基于模擬優(yōu)秀老師的知識(shí)圖譜推薦知識(shí),而真正的AI教育機(jī)器人則是泡在“教學(xué)實(shí)踐大數(shù)據(jù)”中做深度學(xué)習(xí)。
(2)自適應(yīng)主要用作知識(shí)盲點(diǎn)的統(tǒng)計(jì),但無(wú)法分析出知識(shí)體系之間的本質(zhì)聯(lián)系,用AI更重要的任務(wù)是找到行為背后的原因,比如某學(xué)生表面上二次函數(shù)是 薄弱環(huán)節(jié),既有可能是其對(duì)二次函數(shù)的各細(xì)分知識(shí)點(diǎn)掌握不牢,也有可能是前置知識(shí)點(diǎn)一次函數(shù)、函數(shù)的思想理解不透徹,還有可能是方程求解的問(wèn)題;甚至有可能 是抽象思維或計(jì)算能力的問(wèn)題,AI會(huì)根據(jù)該學(xué)生數(shù)據(jù)和“知識(shí)路徑矩陣”,找到問(wèn)題背后的原因從而匹配出最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑。
(3)人類教師的情感因素能左右學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,AI教師也應(yīng)綜合考慮學(xué)生的自信心與成就感的培育與激發(fā),從而確保學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程“知”、“情”、“意”的一體化。
二、AI教育的核心:幫助每個(gè)學(xué)生找到“元認(rèn)知能力”AI教育并不會(huì)改變“老師-學(xué)生”的二元結(jié)構(gòu),甚至人工智能教育還要在師生兩端徹底解決互聯(lián)網(wǎng)教育未完成的兩大難題:
如何幫助學(xué)生找到學(xué)習(xí)方法、提升學(xué)習(xí)效率?在中國(guó)一個(gè)普通中學(xué)生80%的學(xué)習(xí)時(shí)間是低效的。
如何幫助老師對(duì)學(xué)生更高效的“因材施教”?目前在我國(guó)師資資源依然整體短缺并且分布不均,1對(duì)1培優(yōu)成本高、小班普及率低等問(wèn)題依然突出。
AI教育的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)數(shù)據(jù)化形式分析學(xué)生自己都不清楚的“癥結(jié)”,即所謂的“懂我更懂教好我”,同時(shí)AI還能幫助老師實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的穩(wěn)定化和可控化。AI在充分收集和處理教與學(xué)兩端的大數(shù)據(jù)后,還得在具體教學(xué)場(chǎng)景之中個(gè)性化建模,最終實(shí)現(xiàn)“讓學(xué)生更會(huì)學(xué),讓老師更會(huì)教”,這是人工智能教育的目的。
陶行知先生說(shuō)過(guò),“教是為了不教”,教育本質(zhì)不是灌輸知識(shí),而是要啟發(fā)學(xué)生思考并讓學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的能力。目前很多偽AI學(xué)習(xí)神器只能“授人以 魚”但并不能“授人以漁”,我國(guó)基礎(chǔ)教育歷來(lái)缺乏方法論課程,只有極少數(shù)有天賦的學(xué)生能自主制定適合自己的學(xué)習(xí)方案,而絕大多數(shù)天資處于平均線的學(xué)生在混 沌中摸索。如果從AI的視角來(lái)看,所謂“天賦”不過(guò)是少數(shù)幸運(yùn)兒自覺(jué)不自覺(jué)的分享了“元認(rèn)知能力”。
當(dāng)人主動(dòng)設(shè)定學(xué)習(xí)計(jì)劃、自我反饋、動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)策略時(shí),就接近了“元認(rèn)知”,在大數(shù)據(jù)時(shí)代,這種元認(rèn)知能力是能被定量化分析的,AI 教育可以為學(xué)習(xí)者提供關(guān)于反復(fù)激活元認(rèn)知能力的“訓(xùn)練法”。根據(jù)劉瞻的解讀,AI教育的“訓(xùn)練法”就好比給蹣跚學(xué)步的嬰兒安上矯正走姿的“學(xué)步車”,具體 應(yīng)用什么樣“訓(xùn)練模型”則是由AI根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景化定制的,有可能是通向?qū)W習(xí)目標(biāo)所需要的“云梯”,有可能是“舟楫”,或者是“拐杖”等等,這些模型 能不斷調(diào)取和強(qiáng)化人的“元認(rèn)知能力”。
盡管市面上90%項(xiàng)目都是著眼于知識(shí)點(diǎn)和解題訓(xùn)練的自適應(yīng),真正AI教育項(xiàng)目比如高木學(xué)習(xí)的AI不僅包含自適應(yīng)的知識(shí)圖譜大數(shù)據(jù),而且還能不斷從學(xué) 生的行為數(shù)據(jù)中演化“知識(shí)路徑矩陣”即AI可根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力體系的理解定制出個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。與此同時(shí),AI讓學(xué)生在對(duì)知識(shí)的理解與記憶過(guò)程中不僅 訓(xùn)練知識(shí)掌握度,還不自覺(jué)地訓(xùn)練了元認(rèn)知能力,這套“個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎”其實(shí)是在培養(yǎng)學(xué)生“忘掉所有知識(shí)后”剩下的元認(rèn)知能力,具有普適化的特點(diǎn)。
實(shí)際上,AI教育并不需要局限在某一學(xué)習(xí)階段、某一學(xué)科的知識(shí)體系,完全可以打造一個(gè)跨學(xué)科、跨門類、跨階段使用的“通用知識(shí)學(xué)習(xí)引擎”,也就是說(shuō),除了應(yīng)用在K12領(lǐng)域外,AI教育還可以應(yīng)用在高等教育階段,甚至在輔導(dǎo)大學(xué)生時(shí)比中小學(xué)生會(huì)更為輕松,無(wú)須綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力因素等。
反過(guò)來(lái)講,如果市面上的人工智能教育項(xiàng)目只能用于某一單科或只能教K12,就不是基于大數(shù)據(jù)獲取和智能化引擎的“全才”和“通才”,基本可視為基于特定領(lǐng)域?qū)<铱偨Y(jié)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的“偽AI”。
三、為什么AI教育項(xiàng)目落地,to B模式比to C模式更容易跑通?當(dāng)前AI教育項(xiàng)目的商業(yè)化進(jìn)程走向大體分為兩大派:
一派是自建場(chǎng)景的顛覆派,試圖開發(fā)新的測(cè)試軟件以抓取學(xué)生的數(shù)據(jù),甚至引入一些把AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、MR(混合現(xiàn)實(shí))等黑科技,其目標(biāo)是以“AI教師”完全取代真人老師教學(xué),屬于“人機(jī)對(duì)抗”模式,較為典型的是乂學(xué)教育的松鼠AI。
另一派是升級(jí)現(xiàn)行教育體系、不另創(chuàng)場(chǎng)景的改良派,屬于“人機(jī)共教”模式,較為典型的是高木學(xué)習(xí)的AI Tutor。
一般走人機(jī)對(duì)抗模式最終走的是to C模式;而“人機(jī)共教”走的是to B模式。鑒于我國(guó)當(dāng)前AI教育的應(yīng)用場(chǎng)景主要為教學(xué)機(jī)構(gòu)包括全日制學(xué)校與培訓(xùn)機(jī)構(gòu),而非一個(gè)個(gè)分散的學(xué)生;只有讓AI去輔助老師備課、上課,嵌入到學(xué)生作 業(yè)和訓(xùn)練,幫助學(xué)生提分和學(xué)校提升升學(xué)率,才能幫助AI更快落地并且找到盈利模式。
從“全日制學(xué)?!睉?yīng)用AI的實(shí)踐上看, AI能讓老師“心中有數(shù)(據(jù))”,提升教學(xué)的針對(duì)性,AI教師實(shí)際上相當(dāng)于真人老師的“智能助教”,可以減輕老師50%的工作負(fù)荷量,比如AI幫老師批改 作業(yè),把數(shù)據(jù)分析的可視化呈現(xiàn)出來(lái)幫助老師定制教研方案。因此,在市場(chǎng)推廣過(guò)程中,AI教育項(xiàng)目不需要擔(dān)心基層老師的接受阻力,能讓老師擺脫“汗水老師” 的局面也是基礎(chǔ)教育機(jī)構(gòu)所希望看到的。
由于全日制學(xué)校獲取的大數(shù)據(jù)比培訓(xùn)機(jī)構(gòu)更加海量、持續(xù)、高頻,因此高木學(xué)習(xí)更看重AI在全國(guó)全日制學(xué)校場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)價(jià)值,積極在全國(guó)推行城市合伙人制度,并計(jì)劃與地方教育主管部門合作推出全國(guó)教師AI應(yīng)用能力培訓(xùn)公益活動(dòng)。
To B模式中另一大企業(yè)客戶就是體制外的培訓(xùn)機(jī)構(gòu),他們所面對(duì)的學(xué)生付費(fèi)意愿強(qiáng)、購(gòu)買力相對(duì)旺盛,是AI教育項(xiàng)目獲得穩(wěn)健現(xiàn)金流的必爭(zhēng)之地,那么當(dāng)前培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用AI教育項(xiàng)目開展“人工智能雙師班”的效果如何呢?
首先,AI教練能保持教學(xué)效果穩(wěn)定化輸出,解決原本老師教學(xué)效果不確定的弊端。
其次,AI 提升了老師的工作效率,突破了培訓(xùn)機(jī)構(gòu)因?yàn)槊麕熛∪鼻伊鲃?dòng)性大限制培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的規(guī)?;l(fā)展的瓶頸。
再次,比如高木學(xué)習(xí)的AI幫助學(xué)生發(fā)掘了“元認(rèn)知能力”增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心、提分效果明顯,幫助合作培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提升了續(xù)費(fèi)率,為招生帶來(lái)便捷。
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