引论:我们为您整理了13篇人工智能教育的应用范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
篇1
人工智能是一门综合的交叉学科,涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能,其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看,人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破,不仅给学习科学以技术支撑,而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰,从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展,使人工智能不仅成为学校教育的内容之一,也为教育提供了丰富的教育资源,其研究成果已在教育领域得到应用,并取得了良好的效果,成为教育技术的重要研究内容。
人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的,其主要研究领域有:专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前,在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能,下面就这些领域进行阐述。
一 专家系统
专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统,它使用人工智能技术,根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为:知识库,用于存储某领域专家系统的专门知识;综合数据库,用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息;推理机,用于记忆所采用的规则和控制策略的程序,使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作;解释器,向用户解释专家系统的行为;接口,使用户与专家系统进行对话。近几十年来,专家系统迅速发展,是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域,广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。
目前,专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走,从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容,它可以制定出一个课堂大纲,写出一份教案,甚至有可能开发一堂样板课,而诊断系统是往后走,从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析,例如,一个诊断系统可能以一堂CBI(基于计算机的教学,computer-based instruction)课为例,输入学生课堂表现资料,分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发(ISD)程序的领域中最有名的是梅里尔(Merrill)的教学设计专家系统(ID Expert)。[6]
教学专家系统的任务是根据学生的特点(如知识水平、性格等),以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为:同时具有诊断和调试等功能;具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统,我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]
目前,在教育中,专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育,为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能:具备某学科或领域的专门知识,能生成自己的提问和应答; 能够分析学生的特征,评价和记录学生的学习情况,诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学;可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。
二 机器人学
机器人学是人工智能研究是一个分支,其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段:第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作;第二代机器人具有一定的感觉装置,表现出低级智能;第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人,即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响,其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。
机器人技术涉及多门科学,是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志,因此,机器人技术是世界强国重点发展的高技术,也是世界公认的核心竞争力之一,很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程,在孩子中普及机器人学知识,从可持续和长远发展的角度,为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下,机器人教育逐渐从大学延伸到中小学,世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中,我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。
机器人在作为教学内容的同时,也为教育提供了有力的技术支撑,成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台,大大丰富了教学资源。多年来,我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络,教学资源单一,缺乏前瞻性。教学机器人的引入,不仅激发了学生的学习兴趣,还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展,教学机器人种类越来越多,目前在中小学较为常用的教学机器人有:能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。
三 机器学习
机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为,自动通过学习来获取知识和技巧,[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等,近年来,知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习(自动获取新的事实及新的推理算法)是使计算机具有智能的根本途径,对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]
随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入,机器学习系统的性能大大提高,各种学习算法的应用范围不断扩大,例如将连接学习用于图文识别,归纳学习、分析学习用于专家系统等,大大推动了在教育中的应用,例如在建构适应性教学系统中,用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好,有较高的准确率[13]。基于案例的推理(case-based reasoning,CBR)是一种新兴的机器学习和推理方法,其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题,在计算机辅助教育方面,已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统,并且,针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外,数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用,不仅给机器学习注入新的生机,也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。
四 自然语言理解
自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言,以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务,其功能为:回答问题,计算机能正确地回答用自然语言提出的问题;文摘生成,计算机能根据输入的文本产生摘要;释义,计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息;翻译,计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现,因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘,深化对语言能力和思维本质的认识。[16]
自然语言理解最早的研究领域是机器翻译,随着应用研究的广泛开展,也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径,例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言,进行人机对话,回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时,对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展,例如“希赛可”网络智能英语学习系统,这个基于网络的“人-机”语境的建立,突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制,也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性,可以为远程学习者提供良好的英语学习支持,在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上,在国际上也是一种创新。[17]
五 人工神经网络
人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上,用模拟生物神经元的某些基本功能的元件(即人工神经元),按各种不同的联结方式组织起来的一个网络,其目的在于模拟大脑的某些机理与机制,实现某个方面的功能,例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域,人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构:递归(反馈)网络和多层(前馈)网络,两种主要学习算法:有指导式学习和非指导式学习。
人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发,具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力,特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题,[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能,目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合,以此来改进教学专家系统的性能,提高智能性,使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用,例如采用误差反传算法(BP)的多层感知器已应用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence,DAI)
分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果,研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型,主要研究问题是各Agent之间的合作与对话,包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成,每个Agent又是一个半自治系统,Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点,在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性,因此获得了广泛的应用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性,创造良好的学习情境,并能激发学习者的学习兴趣,进行个性化教育。目前,Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统,通过利用其分布性、自主性和社会性等特点,提高网络教学系统的智能性,使教学资源得到充分利用,并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪,为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学(USC)开发的教学Adele(Agent for Distance Education - Light Edition) [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果,促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。
综上所述,科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看,人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行:一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合,为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持,而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合,可以提高智能教学系统的教学效果;与网络通讯技术相结合,可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立,而是相互促进,相互完善,它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成,为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域,它们是传统人工智能的延伸与扩展,这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24],这些发展与应用蕴藏着巨大潜能,必将对教育产生重要的影响。
技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用,一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科,虽然在基本理论和方法等方面存在着争论,但从其研究成果与应用效果来看,有着广阔的应用前景,值得进一步的开发和利用。
参考文献
[1] 史忠植,王文杰.人工智能[M].北京:国防工业出版社,2007:1.
[2][11][18][19] 《计算机与信息科学十万个为什么》丛书编辑委员会,计算机与信息科学十万个为什么(8):人工智能[M].北京:清华大学出版社,1998:5,189,78-79,84.
[3] 任友群,胡航.论学习科学的本质及其学科基础[J].中国电化教育,2007,(5):1-5.
[4][21] 蔡瑞英,李长河.人工智能[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003:12-13.
[5][12][15][20][24] 蔡自兴,徐光.人工智能及其应用(第三版)――研究生用书[M].北京:清华大学出版社,2007: 12-14,19-20.
[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]诺伯特•M. 西尔,[德]弗兰兹•肖特,等.任友群,郑太年主译.教学设计的国际观第2册:解决教学设计问题[M].北京:教育科学出版社,2007:67.
[7] 任友群.技术支撑的教与学及其理论基础[M].上海:上海教育出版社,2007:42-43.
[8] 路利娟.应用专家系统提升现代远程教育的智能化[J].中国教育技术装备,2007,(12):79-80.
[9] 陈恳,杨向东,刘莉等.机器人技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2007:6.
[10] 关注机器人幼儿教育――访鲍青山博士[DB/OL].
[13] 柏宏权,韩庆年.机器学习在适应性教学系统中的应用研究[J].南京师范大学学报(工程技术版),2007,7(4):76-79.
[14] 杨健,赵秦怡.基于案例的推理技术研究进展及应用[J].计算机工程与设计,2008,29(3):710-712.
[16] 自然语言理解[DB/OL].
[17] 贾积有.人工智能技术的远程教育应用探索――“希赛可”智能型网上英语学习系统[J].现代教育技术,2006,16(2):26-29.
篇2
目前,“弱人工智能”已经渗透到我们生活的方方面面:搜索引擎、实时在线地图、手机语音助手、智能客服等都运用了人工智能技术。尽管人工智能要从感知、行为和认知三个维度全面模拟甚至超越人类,还有很长的路要走,但目前的AI凭借强大的计算能力、存储能力和大数据处理能力,已经改变着传统教育模式与教育形式,在破解教育资源不均、提高教育效率和教学质量、提供个性化精准化教学、优化教育评价系统等方面将发挥重要作用。
浙江西湖高等研究院人工智能研究室主任于长斌认为,人工智能下一步应用可能是远程教育、自我强化教育,甚至是教育领域的机器换人。从人工智能现阶段研究成果来看,机器人做数学题、英语题完全没有问题,有科学家还成功用人工智能自动生成科研和学术论文,其中有一些甚至被期刊录用。
高考机器人
在今年6月7日的“高考”中,人工智能机器人AI-Maths在数学科目的两套试题考试中分别取得了105分和100分的成绩。整个答题过程中,机器人不联网、不连接题库、无人工参与,全由机器人独立完成解答。研究人员表示,由于AI-Maths在识别自然语言时遇到了一些困难,导致部分考题失分。
AI-Maths先后解答了2017年数学科目高考的北京文科卷和全国Ⅱ卷的试题,分别用时22分钟和10分钟,北京文科卷得分105分,全国Ⅱ卷(数学)得分100分。对这台机器人来说,解答一道题目的时间最快不到一秒。此前总共做了不到500套试卷,大约12000道数学题。而一个中国学生,按照每天10道数学题估算,到高考前已经做了大约30000道数学题。
考试结果显示,这台高考解题机器人在不依赖大数据的前提下,逻辑分析能力远超人类,但在文意理解、多样性思维上要比人类逊色得多。参与阅卷的资深数学老师表示,AI-Maths相当于中等成绩水平的高中毕业生,失分主要是因为“读不懂题目”,遇到一些人类语言(而非数学语言)时,无法理解。
专家指出,这次机器人不得高分的原因较多,首先这个机器人并没有代表机器人的最高水平,其次机器人没有联网,不能够联想自己的知识,这样得低分也是理所当然的了。经过更多的训练和学习以后,未来AI-Maths会取得更好的成绩。
该机器人是由成都准星云学科技有限公司研发的一款以自动解题技术为核心的人工智能系统,诞生于2014年。该公司参与了科技部的863“超脑计划”。
同时进行的另一场机器人高考测试中,学霸君的Aidam首次与6名高考理科状元在北京同台PK,解答2017年高考文科数学试题。Aidam的成绩为134分,6名状元的平均分为135分。Aidam答题耗时9分47秒。为了展示,Aidam当天答题放慢了六倍速度,平时每道题完成时间应该在7-15秒。
从2014年开始,国内人工智能引领者科大讯飞就联合了包括北大、清华等在内的超过30家科研院校和企业,共同开启了一项隶属国家863计划的“高考机器人”项目,他们希望通过这个项目的实施,研制出能够参加高考并在2020年考上北大、清华的智能机器人。“超脑计划”汇集了国内近60%的人工智能专家,其重点就是要研究突破机器的知识表达、逻辑推理和在线学习能力。
目前,高考机器人在英语学习方面也取得阶段性成果:一是翻译,已经能够让翻译能力达到高考入门水平。二是在广东地区的英语高考、中考场景中,在发音准不准、填空题选择题,判断你懂不懂知识上,机器已经超过人工。三是口语作文实现突破。比如给学生一个题目《My Mother》,现在AI机器的评测打分已经比人类打分更精准。
有人提出了一个十分滑稽的问题,那就是人工智能要是通过高考考上大学,是不是意味着我们的教育培养出来的就是考试的机器?这个问题的逻辑不一定严密,但巧妙地折射出了现行教育体制的一些问题。如果以应试为主的教育方式不改变,智能机器取代老师几乎是必然。更可怕的是,这样的教育培养出的人也将被智能机器淘汰。
AI阅卷批改作业
面对庞大的考生规模和多种多样的考试,专家和老师阅卷成为一个独特的景观。从传统的纸笔阅卷到网上阅卷,再到今天的机器智能阅卷,AI可以轻松解决繁重复杂的阅卷难题,大大提高阅卷的效率和质量。
通过对试卷进行数字化扫描、格式化处理,转换成机器可识别的信号,机器就能按阅卷专家的评判标准,进行自动化阅卷,还可以自动检测出空白卷、异常卷,并给出最终的评阅报告及考试分析报告。原来三个月的工作,现在一周就能完成,而且更准确、公正。
中国教育部考试中心对“超脑计划”的阅卷工作进行了验证,结果是,在“与专家评分一致率、相关度”等多项指标中,机器均优于现场人工评分。
除了代替人工阅卷,人工智能还可以帮老师做批改作业、备课等重复枯燥的工作,不仅节省大量时间,还可以减少工作量。
语音识别和语义分析技术的进步,使得自动批改作业成为可能,对于简单的文义语法,机器可以自动识别纠错,甚至是提出修改意见,这将会大大提高老师的教学效率。
今年两会期间,科大讯飞董事长刘庆峰在提案中提到,科大讯飞的英语口语自动测评、手写文字识别、机器翻译、作文自动评阅技术等已通过教育部鉴定并应用于全国多个省市的高考、中考、学业水平的口语和作文自动阅卷。而基于国家“十三五”863“基于大数据的类人智能关键技术与系统”阶段性成果构建的“讯飞教育超脑”已在全国 70% 地市、1 万多所学校应用。
国外也有多个智能测评公司和实践案例。GradeScope是美国加州伯克利大学一个边缘性的产品,它旨在简化批改流程,使老师们更专注于教学反馈。目前有超过150家知名学校采用该产品。MathodiX是美国实时数学学习效果评测网站,算法会对每一步骤都进行检查、反馈。
美国教育考试服务中心(ETS)是世界上最大的私营非盈利教育考试及评估机构,已经成功将AI引入SAT和GRE论文批改,同人类一起扮演评卷人角色。
计算机科学家乔纳森研发了一款可进行英语语法纠错的软件,不同于其他同类型软件的是,它能够联系上下文去理解全文,然后做出判断,例如各种英语时态的主谓一致,单复数等。它将提高英语翻译软件或程序翻译的准确性,解决不同国家之间的交流问题。
虽然人工智能可以阅卷、批改作业,但诚如《信息时报》刊发的《推广“机器人老师”可为广大教师减压》一文所言:教育需要尊重“异质思维”,同样的问题,学生会给出差异化、个性化的答案;目前“机器人老师”在阅卷、批改作业的时候会有明显的局限性,可能更适用于客观题却不适用于主观题。
不可否认,最初机器是用来辅助人工教学的,未来的趋势则是人辅助机器,而这个过程会一次次重塑考、学、教、管的服务流程。未来,当进入强人工智能和超人工智能时代,机器人更像是老甚至在许多方面超越老师。
机器人当老师
城乡、区域教育鸿沟,择校问题,学区房问题,都是教育教学资源不均衡导致的,归根到底是优秀教师的稀缺,而智能教育机器人则是解决这一问题的有力工具。“机器人老师”不仅有助于解决师资不足和师资结构不合理等难题,还能大大缓解社会矛盾,促进教育公平。
目前国内已涌现出像魔力学院这样的创业公司。几年前魔力学院创始人张海霞从北大毕业时,她的毕业论文是国内最早对人工智能教学进行研究的学术论文,同时在上大学期间,她就已经是新东方出国留学部最好的英语老师。这种雄厚的技术和教学背景,让她成为国内最早一批人工智能领域的创业者。
“与大多数互联网教育领域的产品不同,魔力学院从一开始,我们要解决的问题就是用人工智能机器替代老师进行讲课。曾经有很多投资人建议我们妥协一下,暂时用真人老师讲课,后面再一步步地进化到人工智能老师,但我们从来没有妥协。”张海霞说。
直到2016年3月,魔力学院第一个商业化的版本上线,企业开始有了第一笔收入,成为全球在人工智能老师这个领域第一家产品上线的创业公司,也是第一家实现了持续收入和盈利的创业公司。至今,在人工智能老师这个领域,魔力学院的相关产品仍然是惟一能从教、学、练、测各个维度提供人工智能老师教学的公司。
目前在新东方也开始这样的实验,教室里没有人类老师上课,机器人将重要知识点经过搜集和教学设计后,用非常幽默的方式向学生传授,从课堂效果来看,“学生很愿意听”。
新东方教育集团董事长俞敏洪认为,未来10年内,教师七成教学内容一定会被机器取代。不过,缺少人类老师的教学必然不完整,因为课堂教学不光是把知识点告诉学生,更需要对学生开展知识融合、创造性思维、批判性思维等能力训练。对于这些思维方式的训练教学,机器人老师还无法胜任。“未来的课堂将是机器人智能教学、老师情感和创新能力的发挥及学生学习的三者结合。”
除了民办教育在积极引入机器人老师,我国的“福州造”教育机器人已在部分城市的学校开始“内测”,今后有望向全国中小学推广。这款教育机器人除了帮助老师朗诵课文、批改作业、课间巡视之外,还能通过功能强大的传感器灵敏地感知学生的生理反应,扮演“测谎高手”角色。一旦和“学生机”绑定,可更清楚地了解学生对各个知识点的掌握情况。
对于机器人老师,国外早有应用。2009年,日本东京理科大学小林宏教授就按照一位女大学生的模样塑造出机器人“萨亚”老师。“萨亚”皮肤白皙、面庞清秀,皮肤后藏有18台微型电机,可以使面部呈现出6种表情。她会讲大约300个短语,700个单词,可以对一些词语和问题做出回应,还可以学会讲各种语言。“萨亚”给一班10岁左右的五年级学生讲课,受到新奇兴奋的孩子们的极大欢迎。
教育是塑造灵魂的特殊职业,教师是人类灵魂的工程师,面对的都是活生生的具有不同个性情感的学生,在价值观塑造和创新思维启发方面,“机器人老师”有着明显的局限性。尽管机器人老师不知疲倦,知识渊博,能平等地对待学生,加上它的特殊身份能激发学生的学习兴趣和动力,然而机器人永远无法完全替代“真正的人类教师”。
当老师们从繁重的重复性工作中解放出来,实际上可以将更多的时间和精力花在富有创造性的工作上。比如培养学生的素质和情商,激发学生对学习的热情,鼓励学生独立思考,形成自己的价值观和思想体系,成为有美好人格和创新能力的个体。
实际上,老师充当的是一个引导者、启发者的角色,老师做的应该是“准备环境-引导孩子-观察-改进环境-再引导-退出-再观察”。极少干预和不断引导,让孩子能最大限度地拥有独立性、专注度和创造力。
机器人进课堂是大势所趋。不久的将来,人类老师将负责进行情感、心理、人品、人格上的健康教育和品德教育,以及各类知识的融会贯通、学习方法的引导、创新能力的培养。而知识教育这部分,将会以“机器换人”的形式让渡给人工智能。这将对老师提出更高的要求,因为除知识教育外的这些教学内容,需要由真正有能力的老师来传授。“老师要避免被机器取代,就要先避免自己成为机器。”
可见,教师需要快速适应现代化教学需要,熟练使用各类领先科技产品,提升综合素质,这将决定教师本人的去与留,更是教育希望与未来的关键所在。
个性化教育
因材施教在我国已有2000多年历史,但在我国应试教育大环境下,根据学生不同的认知水平、学习能力以及自身素质来制定个性化学习方案,真是说易行难。当传统思想与尖端科技相结合,因材施教的可行性有了大幅提高。人工智能介入后,个性化教育有两条实现途径。
一是构建知识图谱。构建和优化内容模型,建立知识图谱,让学生可以更容易地、更准确地发现适合自己的内容。国外这方面的典型应用是分级阅读平台,推荐给学生适宜的阅读材料,并将阅读与教学联系在一起,文后带有小测验,并生成相关阅读数据报告,老师得以随时掌握学生阅读情况。
Newsela将新闻与英语学习融为一体。通过科学算法衡量读者英语水平,抓取来自《彭博社》《华盛顿邮报》等主流媒体的内容,由专人改写成不同难度系数的版本。LightSail也是相同应用,不过它的阅读材料是出版书籍,它收集了适合K12学生阅读的来自400多个出版商的8万多本图书。
2015年底Newsela用户量超过400万,LightSail和纽约市教育局、芝加哥公立学校、丹佛公立学校等机构达成了合作,而目前我国没有如此规模、与官方达成合作的个性化阅读学习平台。
二是自适应学习。人工智能可以从大量的学生中收集数据,预测学生未来表现,智能化推荐最适合学生的内容,最终高效、显著地提升学习效果。当一个学生阅读材料并回答题时,系统会根据学生对知识的掌握情况给出相关资料。系统知道应该考学生什么问题,什么样的方式学生更容易接受。系统还会在尽可能长的时间内保留学生信息,以便未来能给学生带来更多的帮助。
篇3
1 网络教育模式的发展现状
1.1 网络教育的优势
网络教育模式是对传统课堂教育模式的更新与演进,传统课堂教育模式具有交流便捷、课堂管理方便的优势,但是也受到空间和时间的双重限制,需要缴纳昂贵的场地和设施费用,难以追赶新时期人们快捷的工作步伐。网络教育通过互联网远程传递,在继承和发展了传统课堂优势的同时,弥补了缺点和不足,在虚拟的网络环境,摆脱了有关时间、空间、身份等诸多限制,促进了教育手段的创新,为人们提供了更多接受教育的机会,促进了国民教育水平的提高。
1.2 网络教育存在的问题
网络教育的问题主要体现在以下方面:
1.2.1 操作平台的局限性
网络教育登录界面的首页,一般包含着课程选择、成绩查询、习题演练、师资介绍等基本内容,这容易导致众多网络教育平台具有相同的首页模板和计算机程序,不同平台、不同学科、不同专业没能充分体现出其独一无二的课程特色。操作平台具有局限性,无法充分体现人性化特色和该课程的特殊化要求。
1.2.2 教学方式的一致性
网络教学中,一般采用计算机程序设定好的流程,授课、复习、习题演练、期末考试、综合评估为基本程序,流程化操作,无法根据学生的学习特点和成绩要求制定相应的教学方式。教学评价流程过于死板,无法像教师一样考虑其他综合因素进行分析,这就容易导致考试系统的公平性、评分的合理性受到质疑,无法体现教学权威性。
1.2.3 服务系统的落后性
网络教育是以计算机的软件程序为表现载体,将教学课程和学习方式相融合。随着知识体系更新换代的不断加快,学术纠错的发生,课程及时更新也是十分重要的。但是网络教育服务系统具有一定的落后性和延时性,传递的知识和答疑手段相对落后,影响着网络教育的准确性和科学性。
2 人工智能在网络教育中的具体应用
网络教育缺陷的存在,其重要原因是教育流程系统的“刚性”无法符合学习者不同的教学需求,不懂得如何具体因人而异、因材施教;而人工智能“柔性”的工作特点,可以有综合考虑各种影响因素,并及时调节,恰好是对缺陷的补充。事实证明,人工智能在网络教育中的具体应用也取得了较好的效果,主要体现在以下方面:
2.1 专家系统的应用
专家系统是对智能教学系统、决策系统、导学系统以及先进的智能化硬件设备的总称。传统的网络教育是流程化、规范化的,智能化教学系统是对每个流程应用智能化手段,促进教学过程的科学性。
2.1.1 智能决策系统。
在课程开始之前,增设智能决策功能即智能决策系统,类似于学校的入学考试,对学生的学习能力、成绩水平、智力状况进行基本的分析和了解,以学生能力而不是教师要求为教学依据,制定合理的教学计划和学习方案;通过智能化设计,确定学习成绩分阶段测试计划、智力开发方案和考试模拟系统等,通过这些方式,实现对学生能力的充分开发。
2.1.2 智能导学系统
这是通过对学生一定时期学习环境的营造,通过对环境内各影响因素施加措施,为学生的学习提供优质条件。影响因素包括教师、学习资源、外部因素等,一旦学生学习没有达到预定的目标,教师模块就会对学生的动态行为做出科学正确的指导,并向正确的学习轨迹纠正;学生学习所需要的参考资料、试卷分析、时事热点等,会根据学生的学习进展情况及时更新资料库;学生在学习中遭遇困境,系统会根据智能化发挥引导和提醒功能。
2.1.3 智能教学系统和智能化硬件设备
智能教学系统和智能化硬件设备分别是智能学习系统的软件和硬件载体。智能教学系统是智能决策和智能导学子系统的综合,是几种不同模式的组合与搭配,最终出现适合学生自身的学习模式,并且让系统关系更加稳固;硬件系统是网络学习的基础和载体,包括传输设备中的路由器、交换机设备,终端的打印机、摄像头等。
2.2 其他人工智能系统的应用
2.2.1 语言处理系统
语言处理系统在人工智能领域是一种应用较为广泛的技术,系统内部拥有录音模块、语言识别模块、转换模块和输出模块。学生向录音系统发出声音,语言识别和转换模块将语言转化为文字显示在计算机界面上。就目前的技术来说,语言处理系统可以处理简单口语和书面语言,局限在普通话,随着语言库的升级,语言处理系统的功能会越来越强大。这一功能的出现,对学生学习语言口语和减少文字任务有很大的帮助。
2.2.2 知识库系统
知识库系统是对知识和数据的整合、汇总和储存,学生仅依靠记忆中对知识的只言片语和残损记忆,发挥知识库强大搜索功能,自动分辨出关键词,并提供完整的数据。这对学生学习记录的查找和知识的复习有很大帮助,也有助于系统的升级和完善。
3 促进人工智能在网络教育中应用的具体措施
3.1 加大资金支持
资金支持是发展新科技的坚实保证,政府和相关机构应该重视人工智能在网络教育发展中的巨大作用,提供政策的优惠和资金拨款,给予场地和设备的支持。有了资金的支持,可以吸引优秀人才开展系统研发和技术升级工作,可以为人工智能的应用提供高性能、高水平、先进的硬件设施保障。
3.2 开展教学实施
应该积极促进人工智能在网络教育中的教学实施活动,通过一线学习的监测和实验,推动新技术的普及与应用。在相关专业院校安装人工智能软件,也是促进教学实施的有效途径。
4 结束语
综上所述,人工智能是一项应用广泛,可研究性强的计算机前沿技术。通过人工智能相关技术的研究,能够解决网络教育中存在的诸多问题,提高学生的学习质量和效率,方便老师的教学管理,以及对教育教学模式将产生深刻影响。
参考文献
[1]冯佳.虚拟机技术在计算机网络课程教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2011(17).
[2]王世刚,王纪凤,尚玉莲,赵学军.计算机网络课程教学中的虚拟机技术应用[J].中国现代教育装备,2011(01).
[3]刘健.人工智能在网络教育中的应用探索[J]. 计算机光盘软件与应用,2014(06).
[4]陈建锋.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].城市建设理论研究.2015(03).
作者简介
篇4
一、人工智能技术概况
人工智能是通过研究人的智慧机理和思维过程,利用计算机体现和模拟人的智能行为。人工智能自其正式提出至今短短几十年内取得飞速的发展,已经成为一种成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧,在进行信息分析处理时可以采取语音识别,实现人机对话,所以其应用范围自其发展以来逐步向诸多领域扩展,如医学、建筑学、地质学、机械等,而其研究课题也不断深入,如专家系统、机器人、自然语言处理系统、博弈等。人工智能具有理解经验并从中学习、辨别模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地对新环境做出反应、在解决问题时使用推理进行有效的推导、能处理复杂的情况、应用知识控制环境等诸多能力。人工智能是一个知识信息系统,知识在人工智能中占据重要的地位,计算机的智能只有通过对知识的发现、储存、学习、推理和决策才能展现出来。人工智能主要有以下优势:首先,由于知识储存与计算机系统中,为人们知识传播和复制带来了极大的便利,计算机网络技术的发展,使知识的传播和复制突破时间和空间的限制,为人们带来无限的知识共享。其次,人工智能系统拓展了知识信息获取渠道,同时在某些任务处理的质量和速度上,人工智能展现的能力惊人的能力,远非人类所能及[2]。
二、人工智能技术在计算机网络教育中的应用
(一)智能决策支持系统
智能决策支持系统(IntelligentDecision Support System)是由决策支持系统与人工智能结合的产物,在网络教育领域的应用展现出广阔的发展前景。智能决策支持系统在数字图书馆中的应用,则使得决策目标和进行问题的识别更加明确,帮助决策者建立起完善的决策模型,提供多种备选方案,同时对各种备选方案进行选择、优化、比较、分析,从而使决策者的决策更加准确、有效[3]。
(二)智能教学专家系统
智能教学专家系统ITES(Intelligent Teaching Expert System)是传统CAI系统转向的主要方向,是一种开放式交互教学系统,通过智能教学专家系统利用计算机对专家教授教学思维的模拟,从而为教学提供一个良好的智能环境。一方面,学生可以通过智能专家系统获取知识,另一方面,智能教学专家系统能根据学生的具体实际情况(包括知识储备、能力、学习方式等)进行知识传授,从而使教学效果大大提升。在智能教学专家系统中,智能计算机辅助教学占据重要地位,具有以下智能:首先,自动生成各种问题和练习,并在教学内容理解的基础上,形成问题解决方案,同时还能自动生成和理解自然语言;其次,能根据学生的自身实际情况,对学生的学习内容和教学进度进行合理调整,并对教学内容具有解释咨询的能力;再次,能对学生的错误进行判断,评价学生学习行为,并帮助学生纠正错误,同时使自身教学策略得到完善。
(三)智能导学系统
智能导学系统(Intelligent Induct-learning System)是现代继续安吉网络教育系统的重要组成部分,是实现计算机网络教育项目的保障。通过智能导学系统,能为学生提供一个良好的学习环境,并能快速地获取其所需要的各种资源,从而使学习者获得学习的全方位服务,进而达到学习的成功。智能Agent技术的智能导学系统,可根据学生的具体情况制定符合学生实际的导学策略,并为学生提供个性化、针对性的服务。在这种导学策略下,系统不仅能自动生成各种问题和解决方案,并且能合理规划、调整学习内容和进度,同时能针对信息反馈内容及时修正导学策略,使导学策略更加合理科学[4]。除了上述3各种系统在计算教学中的应用,还有智能仿真技术(Intelligent Simulation Technology)、智能硬件网络IHN(Intelligent Hardware Network)、智能网络组卷系统INES (Intelligent Network Examine System)、智能信息检索引擎 (Intelligence Information Retrieval Engine)等系统在计算机网络教学中应用,这些人工智能在计算机网络教学中的应用,共同推进了计算机网络教学的发展。
三、结语
计算机网络教育中加强对人工智能技术的引入,使我国现代计算机网络教育呈现蓬勃发展的态势,通过多种智能系统的应用,使计算机网络教育的学习环境得到极大的改善,计算机网络教育的时空制约进一步突破,大大延伸了计算机网络教育的服务领域。随着人工智能技术在计算机网络教育中应用的深入研究和发展,未来计算机网络教育的个性化将会更加突出,远程教育也将实现更好的发展。
参考文献:
[1]潘瑞玲,余轮.具有Agent功能的远程教育系统的设计[J]. 福州大学学报(自然科学版). 2012(03):105-106.
篇5
关键词 人像,智能,检索,分析
中图分类号:TP391 文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.05.008
作者简介:胡竹平,男,1964 年生,硕士,工程师,主要从事及研究领域:计算机应用,Email:huzpcast@sina.com。
0 引言
近十年来,平安城市的数字化进程中,数字视频录像机(DVR)、数字视频服务器(DVS)得到了长足发展。特别是近两年,随着平安城市项目的推进,各个城市的大街小巷已经布满了摄像头。存储技术的不断更新,也为大量案件积存了海量视频信息,这给公安破案带来极大的便利。这时,如何在海量视频中快速提取有价值的线索便显得尤为重要。随着安防智能化需求越来越强烈,视频检索技术也得以快速发展。下面主要讨论智能视频检索技术在公交客流数据分析中的发展与应用。
在社会公共安全领域,视频监控系统成为维护社会治安,加强社会管理的一个重要组成部分。传统视频检索的模式下,需要从头到尾顺序播放,需要大量人员进行视频审看,实际应用过程中,视频录像存在存储数据量大,存储时间长等特点,通过录像寻找线索,获取证据传统的做法是要耗费大量人力、物力以及时间,效率极其低下,以至于错过最佳时机。因此必须在视频监控系统中,对原始视频进行处理和分析,使其可以快速浏览,锁定检索对象,能够满足用户的各种需求及应用。
视频监控检索关注的人数据以视频为主,目的是查找某一事件的起因和关联的发展过程,相关信息数据包含:发生事件的时间、发生事件的地点、相关的人和物体、相关的图像和声音等信息的一系列数据。当检索条件包含的信息越多,定位就越精准,检索的算法也就容易;反之,检索条件传递包含的信息越少,定位就越模糊,这时如要精确定位相应的检索算法的难度也就越高。不过对用户来说总是期望检索条件最简单时,定位也要能精准。
智能视频检索技术就是要满足人们的这种需求把用户从单一、繁琐的任务中解放出来。通过的智能分析预处理分析,将无序无章无逻辑的视频监控内容进行梳理,获取目标的关键信息,从而生成目标视频及索引。智能视频检索,以图像处理、图像识别、图像理解等知识为基础,利用了内容自动关联,视频结构化,视频分割、镜头检测、关键帧抽取、自动数字化、语音识别等相关技术,采用了集群方式,实现了快速分析处理,并可根据实际使用中的需要进行扩展,大大提高了计算能力,节省了锁定目标的时间。
在智能视频检索过程中,用户可以根据自己所需要的检索条件,通过智能视频分析技术,从海量视频中获取想要的关键信息。
1 智能视频检索现状
智能视频分析技术源自计算机视觉技术,是人工智能研究的分支之一,它能够在图像及图像内容描述之间建立映射关系,从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来有限理解视频画面中的内容[1]。
基于内容的图像检索是近年来的热门研究内容,涉及图像处理、计算机视觉和数据库系统等方面的学科。其中,高效实时的大规模图像库的检索是关键技术。目前的技术主要是将监控视频中的人脸进行整理聚集,通过智能分析处理以及人脸检测算法,对目标的人脸信息生成索引。有关人员通过查看人脸图示,就能快速查看视频中的所有目标,并迅速确定嫌疑目标,察看该目标在整个视频图像中的片段和轨迹,如图1。
运动目标属性包括目标的速度、幅度、轨迹及规律等因素。目标轨迹的检索是指通过在视频中选定一个特定的区域,目标进入或离开该区域、以及滞留该区域,视频检索算法可以快速关注所有时间内在该区域出现过的目标,还可以过滤目标图例或排查结果,如图2。在目标结果较多的情形下,系统还可以将目标的类型进一步分离,缩小关注范围,比如车辆、人、树木等。
在系统中输入待查询的人脸照片,选择需要检索的人脸后进行相似度等参数设置后开始检索,最后检索出的相似人脸的结果会在界面上显示出来。
2 公交视频应用需求
长期以来公交线路覆盖率低、重叠系数大、车辆运行效率不高、调度指挥全凭人力和手工、不能及时了解公共汽车在线路上的运行情况从而造成又“聋”又“瞎”(公交调度部门即不知道公交车辆行驶位置又得不到公交车辆的信息)[2],更无法实时了解客流信息。
近几年,随着车载视频设备在城市巴士、长途大巴、长途货运车辆上的应用越来越广泛,并且逐渐扩展到了火车、船舶、救护车、消防车、执法车等特种车辆领域。车载视频的普及为人民出行安全起到十分重要的保护作用,为国家平安城市建设、社会稳定和谐发展做出了重要贡献。
与此同时,随着“智慧城市”“物联网”“公交优先”“快速公交”等政策的实施,为公交车辆智能调度系统的实施也带来了契机。
根据《安全生产法》的有关要求,2011年交通运输部会同公安部、安监总局、工信部下发了《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》,要求公交客车必须安装车载视频监控装置,国内大部分大中型城市的公交车和长途运输车辆也迅速地完成了车载视频设备的安装工作。
公共交通领域的车载视频监控的发展逐步经历了以下几个阶段:
第一阶段:主要是以车辆本地录像为主,由于防震方面的原因导致存储设备以SD卡、CF卡等低容量介质为代表。受存储设备容量的限制,这一阶段的设备往往视频通道数少,视频分辨率也以标准化图像格式(CIF,320×288像素)为主,视频文件存储时间较短,由于不带显示终端,对录像资料查阅基本通过拔取存储卡至PC观看为主。此阶段的车载录像机基本完成了从无到有的过程。
第二阶段:由于大容量硬盘的价格迅速下跌以及硬盘减震技术的发展,以使用硬盘作为存储设备的车载录像机诞生了。由于存储设备容量的显著增加,导致视频分辨率从CIF向D1(720×576像素)转化,视频文件存储时间也显著延长。但由于此时的硬盘减震技术尚不成熟,导致硬盘故障率居高不下。
第三阶段:随着gps卫星定位系统与3G无线通信系统的广泛应用,具有网络化特征的车载录像机诞生了,此时的设备逐渐体现出公交行业的应用特点,初步实现视频远程传输,基本实现了平台化的远程视频监控。此阶段的车载录像机开始体现出系统化、网络化、平台化的特点,但与公交行业的调度系统尚属两套相对独立的系统,两者的融合度不高,导致部分设备出现重复投资的局面。
第四阶段:随着各个城市ITS智能公交调度管理系统的建设逐步成熟,调度管理平台初具规模,调度平台与视频监控平台进行整合势在必行,这也要求车载录像机与车载调度终端必须进行融合。但是由于车载录像机的生产厂家与车载调度终端的生产厂家众多,设备型号不一,也没有一套通用的数据交互协议,设备的整合特别是已有设备的整合显得非常困难。
随着“智慧城市”“物联网”“大数据”“云计算”等技术的发展以及4G通信的普及,未来的公共交通领域的车载视频监控设备必然向高清晰度、人脸识别、客流统计、数据高收集率、WIFI覆盖等方面发展,调度平台也必将与移动互联网进行深入融合。
目前,客流数据分析,就是基于这种需求被广泛应用到众多人流密集场所,客流量的统计分析、活动评估和安全管理预警等方面发挥了极为重要的作用。特别是商业零售业,越来越多的企业在开店前和营业后,都需要先进的客流统计系统,结合POS、erp、CRM等其他相关数据为其商业经营活动提供科学高效的决策依据。通过视频智能分析实时分析车内上下车人数,提供有力数据分析,有效的控制超载超员,为策略的制定者提供客观公正的数据。
3 公交视频应用解决方案
双目立体视觉是指通过对同一物体从不同角度获得的两幅图像来复原被摄物体的三维信息的过程。这是一种模拟人的双眼获得视觉信息的过程。摄像机标定是双目立体测量系统不可缺少的前提和基础,并且标定精度直接影响最终测量精度[3]。双目立体视觉技术主要包括图像获取,摄像机标定,特征点匹配以及三维信息复原个方面。最主要的部分是确定同一目标的两个图像中的投影点间的对应关系即特征点匹配。这两个投影点之间的距离称为视差。视差图反映了物体的深度信息。物体距离摄像机越近,视差越大;物体距离摄像机越远,视差越小。
特征匹配算法的基本原理就是通过提取图像特征的灰图信息取代图像灰图值的直接利用而进行的匹配,该算法是由的D.G.LOWE于1999年提出的,2004年进一步完善[4]。我们求取视差采用的是高效的单相匹配算法,该方法的目的是使用计算复杂度更高更有效的方法,来检测不可靠的点的深度值。主要原理是通过区域灰度相关性匹配,在左右两幅图像中寻找对应点,从而计算视差图像,获得深度信息。对应点匹配满足唯一性约束,极线约束,以及视差搜索范围的限定等。这些约束条件不仅可以减少计算量,也可以提高计算精度。在单相位匹配中,保存最好的那个匹配结果,同时抛弃剩下不好的匹配结果,在减少了计算量的同时,也保证了算法的精度。
车载客流统计系统通过分析安装在垂直于大巴进门口的视频摄像头,分析过往人数的头部特征和肩部辅助特征,通过计算运动轨迹,从而获知不同运动方向的人数,即进出车内的实时人数。通过分析统计进出人数的数据,达到控制车内乘客数量和调控车辆调度的目的。
通过对进出通道客流量的双向统计,得到每辆车上下站的客流量和客流变化的情况。通过客流量状况,可以对进出通道的设置进行优化调整。对不同时间段的客流进行统计,得到客流分布图。统计各个区域客流量大小及变化,客观决定发车密度和车辆调度安排。根据客流变化,可以有效分配管理、维护人员的配备,降低营运成本,提高服务质量和服务效率。根据客显示当前客流状态和变化趋势,实施判断当前的实际人数,预防突发安全事件发生。可通对单独安装统计摄像头或利用原有摄像头,采集客流信息,上传到相关服务器进行处理。
GPS是基于卫星技术的全球定位系统。GPS的技术基础是同时观测接收机到几颗卫星的距离。卫星的位置和GPS信号一起发播给用户,利用几个卫星的已知位置以及接收机与卫星间测得的距离,就可以确定接收机的位置。接收机位置的变化即速度也可确定。GPS最重要的应用是定位和导航[5]。经过几十年的发展,GPS已经广泛地应用于各领域,已经成为日常生活、工业、研究和教育的必需。
通过多通道双向统计功能,可以实时统计车内乘客人数。实时分析前后门进出人数,并依此分析车内滞留乘客人数。加载GPS(北斗)模块,实现普通的车辆信息管理功能。通过与车上的行车记录、GPS(北斗)设备等联动,实现视频监控平台与车辆调度管理平台的整合,构造完整的车辆视频调度指挥综合监控系统。加载无线3G网络模块,实现车辆调度管理中心对车辆的视频监控和调度管理,并可利用WLAN模块和场站布置的热点,实现对录像和多媒体文件的网络化下载管理。上下车人数视频监控,支持远程IE浏览器登录,直接查看现场的视频画面(需3G网络),查看客流数量。同时智能客流统计主机支持存储功能可保存客流视频录像。
图3是智能客流统计主机工作原理。
4 应用与实践
在公共交通行业应用人脸视频监控流量后,首先可以实现公交车辆线路调度通过车载客流统计,系统可以获得实时的车载人数,具体到每个时段,每个公交站台,对车内人数了如指掌,方便公交线路调度,以便公交资源达到优化配置。其次可以实现公交车辆票款评估,通过精准的车载客流统计系统,结合票务系统,可以评估出每天的票款数,起到票务监督的作用。第三可以实现公共车辆,校车等人员超载监管,对有明文严格限载人数的车辆,实时监控客流数据,如发现超载行为前端报警提示,后台系统同时会提醒监管单位,采取措施纠正超载行为。再有可以实现长途大巴票务监督,对于长途大巴业务,对司机和售票员中途私自载客的行为起到很好的监督作用。同时实现交管等第三方监管,车载客流统计系统对交警、交管、教育等三方监管单位,对公交车,大巴车,校车实时监控客流数据,这种创新型的技术监督手段,给公车载客安全带来极大便利。
通过双目摄像机捕捉到视频图像,分析经过图像中的所有物体的高度、形状、方向,从而精确的判断这个物体是否是人,和人的进出方向,精确的累加进出的人数,并叠加日期和时间,生成一条进出记录。双目摄像机内置的红外LED灯照明能适应任何光线环境,即使全黑的情况也能正常工作。进出人数的数据可以通过RS485、RS232、TCP/IP、USB盘进行传输。内置的独立数字I/O口可以方便的和其它设备或开关门的设备相连接。如连接DVR,则可以标记有人经过时的视频段,便于事后回放检索,可弥补计数仪的精度不足。如连接门的开关,则可设置当门关闭时,计数仪停止计数。
VPC是一款基于双目立体视觉技术的小巧、自动、非接触式的高科技智能视觉产品。能在公交车、大巴车、和建筑物的各种门/通道下进行人数统计和计数。VPC能区分进/出的人数或者是停留在某个封闭的区域内部的人数。
VPC是通过检测和分析经过双目摄像机视野下物体的高度、大小和方向,来判断出物体的移动方向是“进”还是“出”,从而将该物体的“进”“出”信息实时记录,并以时间顺序保存到VPC中的可擦写存储器,这些“进”“出”记录可以被下载和做进一步的报表分析。
双目立体视觉匹配一直是计算机视觉领域研究的热点问题,人们一直热追于物体的三维恢复,获得效果不错的视觉感受,立体视觉中立体匹配是最重要最困难的问题[6]。双目视觉的基本原理就是模拟人眼利用照像设备从不同的位置获取被测量物体的两幅图像,然后通过计算图像对应点之间的位置偏差,获取物体三维几何信息和深度信息。这两个存在距离差别的图像,即称作视差图像。双目立体视觉技术主要包括图像获取,摄像机标定,特征点匹配以及三维信息恢复几个方面。立体视觉的双目摄像机比起平面(二维)视觉的单个摄像机而言,在分析可视范围内各物体之间相对距离(深度/高度信息)上具有更高的精度,如图4。
为了能实时监看乘客上下车的情况,VPC可以通过RS485/232接口连接在随车的其它设备上,进行实时人数数据传输,如图5。采用双目视频客流统计产品,实时采集上/下车客流,并通过RS232串口与GPS报站器的通信,确定每个时间段、每个站点上/下客流,统计车内实时总人数,确定不同时段的乘客拥挤程度,向决策层提供公交行业客流分析、分布数据,最终为公交线路运力调整提供科学依据。例如嵌入式DVR或GPS/GPRS通过GPRS/3G网络实时将上下乘客数据上传到后台,便于查看。
VPC上集成的带有隔离的数字I/O接口,可连接车门开关时的信号,以保证VPC在开门时计数。
该产品目前已经在上海、广州等地区实际安装使用,准确率达到95%左右。
5 结语
智能视频检索技术已经得到了快速发展,提升了智能视频检索产品的应用准确率及效率,在完善核心算法的同时,现阶段将继续向以下几个方面努力:首先,与智能视频监控技术、云计算、物联网等新一代技术相结合,扩展更大的智能视频应用范围。其次,要立足行业用户需求,推出细分化市场服务,研发出更有针对性的产品,以符合现场环境的需求,提高产品的判别能力。第三,要加强研发力量,继续完善产品性能指标。
参考文献
[1]王睿林. 智能分析助力大数据时代视频检索技术发展. 中国安防网, 2014-10-14.
[2]张国伍. 北京市公共交通总公司, 北方交通大学. 城市公共交通运营调度管理[M]. 北京:中国铁道出版社, 2011.
[3]张鑫. 双目立体测量系统标定及精度评价. 计算机应用与软件 2014,(7):160.
篇6
文献标志码:A
文章编号:1002-0845(2007)06-0046-02
收稿日期:2006-12-12
作者简介:孙厌舒(1979-),女,山东聊城人,副教授,硕士,从事语言习得及英语教学研究。
一、隐喻的认知功能
对隐喻认知功能的研究最早可追溯至亚里士多德时代。亚氏把隐喻看做是一个概念对另一个概念的替换,并且指出,诗歌中隐喻的运用有一定的语境(Mahon,1999)。隐喻的认知功能在17和18世纪再次被Vico和Teasaoro提及,只是进入20世纪以后,隐喻的认知功能才被贬低,隐喻被当成了一种静态的形式逻辑的符号。例如Searle(1977)从语言学的观点出发,把隐喻仅仅看做是一种语用现象。为此,莱科夫和约翰逊一针见血地指出,“典型的看法都认为隐喻仅仅是一种语言特点,是语言的问题而不是思想或行为问题”(Lakoff & Johnson, 1980)。他们以《我们赖以生存的隐喻》一书大张旗鼓地提出了隐喻的认知功能,从而把对隐喻的认知功能的研究推向前所未有的高度。他们认为,隐喻的本质是通过甲事物来理解和体验乙事物,人的概念系统就是通过隐喻建构起来的,即所谓“我们的思想和行为本质上都是隐喻的” (Lakoff,1980)。自此,对隐喻的认知功能的研究逐渐发展起来。卡梅伦(1999)也指出,隐喻具有语言修辞功能、认知功能和语用功能。国内学者束定芳在《隐喻学研究》一书中,把隐喻功能划分为修辞功能、语言学功能、诗歌功能、认知功能、社会功能和文字游戏功能。其中隐喻的认知功能主要指隐喻是人类认识概念系统的基础和组织经验的工具,为人类认识世界提供了新的视角。一般认为,隐喻的认知机制主要体现为从源领域到目标域的映射,表现为人的思维中存在的系统的概念隐喻。在特定语境中,这种概念隐喻常常意味着信息的筛选和整合,而且根据Lakoff的“不变原则”,这种认知映射具有系统性特点,即源领域的结构系统映射到目标域时,原有的基本图式结构不变。
二、外语教学中隐喻的应用研究回顾
卡梅伦较早地探讨了具有认知功能的隐喻的应用。她认为,隐喻首先是一种语言使用现象,语言的认知性与社会性相互作用产生了语言行为。因为语言是一个复杂的、动态的系统,语言资源只有在特定的语境中被应用、加工,才能达到互动的目的。作为语言学者,应当揭示种种语言行为的内在过程。因此,研究隐喻,要把隐喻的社会层面和认知层面都包括进来。在此基础上,卡梅伦建构了隐喻的应用框架:1)理论层面;2)加工层面;3)神经层面(Cameron, 1999)。近年来,第一层面主要研究隐喻的认定和分类,第二层面主要指隐喻在特定文化语境下的作用和解释,第三层面研究处理隐喻时的神经活动。国外对隐喻的认知功能的应用研究已逐渐扩展到很多领域,例如Gwyn(1999)有关隐喻的认知功能在医疗中的应用研究,Clarke (1999)对儿童话语中隐喻的分析,Forceville(2000)对广告中隐喻的认知作用的研究,等等。
相比之下,在外语教学领域里,有关隐喻认知功能的应用研究要少得多,仅有零星的研究散见在认知语言学著作里。在首届全国认知语言学研讨会上,庞继贤和丁展平(2002)曾撰文讨论过隐喻的应用语言学研究,尝试把卡梅伦的三个层面应用于外语教学。王寅(2004)提出了在外语教学中培养学生的隐喻能力的问题,蔡龙权(2005)也提出了把隐喻性表达作为一项外语交际能力的设想。但是隐喻的研究成果仍未在外语教学领域里引起足够的重视。国外的相关研究亦很少,且多为母语为英语的二语习得研究。例如Cameron(2003)对英语国家课堂中出现的隐喻的分析,Cortazzi(1999)对本族语教师与学生有关“教学”、“教师”等概念的隐喻性理解和表达的研究。另外,这些研究也都没有直接探讨外语教学和隐喻的关系。
鉴于此,本文拟在前人研究的基础上探讨隐喻在外语教学中的主要应用层面,分析外语教学中隐喻应用的可能性,以期为隐喻的认知功能在外语教学中的进一步应用探索路径。
三、隐喻的认知功能在外语教学中的应用
隐喻作为一种认知模式,出现在政治、经济等各类语篇中(孙厌舒,2004)。我们的外语教材中也有大量的隐喻。隐喻在外语教学中的作用不容忽视。
基于卡梅伦的应用框架理论,在中国文化语境下,隐喻在外语教学中的应用也可分为三个层面:1)语言层面;2)交际层面;3)文化层面。语言层面主要包括隐喻的认知功能在外语教学中对各种语言现象的提炼和组织的作用。隐喻在交际层面上的应用是培养学生语言能力的重要方面,也是外语教学中经常涉及的问题。文化层面上,隐喻的认知功能在外语教学中主要涉及到文化教学与语篇理解。
1.语言层面
语言层面上,隐喻的认知功能主要表现在三个方面:(1)隐喻能有效地明确教学中的概念。Cortazzi总结隐喻的认知功能对外语教学的借鉴之处时指出,“隐喻能有效地明确教学中的概念,系统地组织概念”(Cortazzi,1999)。隐喻在从一个领域向另一个领域的投射中,一些特征在被形象化、具体化的同时也系统地被提炼。在语言学研究中,不同的隐喻用来明确不同的概念。例如,Saussure认为,Language is a game of chess.Chomsky提出 Language is growth,而Halliday则认为Language is a resource。在外语教学中,一些较抽象或较陌生的概念可以借助隐喻来明确。写作教学中的“大纲”(outline),阅读教学中的“框架”(scaffolding)等,都是利用隐喻来明确概念的。(2)隐喻性的映射可以用来解释一词多义现象,可以说明词的具体义项和抽象义项之间的联系,可以使学生了解词的演变机制,从而更好地理解、记忆词汇。认知语义学认为,支配着一词多义现象的不同意义之间关系的原则是由具体到抽象的隐喻性映射。隐喻的认知功能正是很多词汇产生多义的原因。Lakoff举过“foot”的例子:the foot of a mountain,the foot of a list中的foot正是将人们对人体的认知投射到其他事物上产生的意义。再比如通过了解表示空间概念的词,如“up”、“down”等在语义扩展中的意义就可以深刻理解英语中介词意义的多元性和抽象性(赵艳芳,2000)。(3)借助语言的隐喻本质及其隐喻概念,学生可以更好地理解教材中的隐喻性语言。特别是在文学作品阅读和欣赏中,对隐喻的正确理解和把握能有效地帮助学生提高阅读能力,理解作品的修辞及意境。教师可以通过讲解隐喻的认知模式,帮助学生理解隐喻的含义,达到举一反三的目的。例如,《新编英语教程》第6册15课“Teaching as Mountaineering”中,教师被喻为登山者。这里教学是源领域,登山为目标域。源领域和目标域之间基于相似性而成功地被映射,固然是因为两者都有艰难险阻,都能带来成功的喜悦,但更重要的原因却是,教师必须像登山者一样善于“结绳”,即帮学生串起一个个知识点,或把书本知识和学生的实际联系起来,把课堂教学和课外实践联系起来。通过对源领域和目标域的相似性的把握,教师可以比较顺利地把隐喻蕴涵的意义传达给学生,促进学生的阅读理解。
2.交际层面
① 选自Istvan Kecskes(1999)。语言的普遍隐喻化表现在词汇和语篇中,也表现在受情景制约的言语中。Lakoff(1980:4)说:“隐喻充满了我们的日常生活。”而Richards(1936:94)则指出:“我们的三句话里就有一句隐喻。”交际言语中出现大量的隐喻表达也是基于我们的隐喻认知机制。隐喻源于我们的隐喻概念系统,而这一系统又源于我们对外部世界的体验。我们可以想象,我们的祖先是从认知空间和自己开始认识世界的,所谓“远取诸物,近取诸身”。隐喻的认知基于身体体验,产生于一定的情境,并且必然受情景的制约(Lakoff & Johnson,1999:468)。例如“give me a break”①在特定情境中,它们意思并不是“让我休息一下”,而是表示一种拒绝或反对。当我们用“give me a break”表示拒绝时,所形成的并非仅仅是一个语言事实,而且是一个言语社区所共同认可的交际行为。再如,在某特定情境中,“get out of here”①的意思也许并不是“leave”,而是“don’t fool me”。可见,我们交际中使用的隐喻化表达方式不仅普遍,而且是与语境密切相关的语言现象。对外语学习者而言,隐喻化表达既是一种语言能力,也是一种交际能力。
面对交际中大量的隐喻化表达方式,我们认为,在外语教学中,培养学生的交际能力、隐喻性表达方式和思维方式是不可或缺的。但是目前我国外语教学中缺乏专门隐喻性表达的训练,外语教师甚至尚未建立起培养学生的隐喻化思维和隐喻化表达方式的意识。蔡龙权曾撰文指出,“隐喻性表达是外语交际能力的必要构成,应该把它设立为我们外语教学的一个高级性学习目标”(蔡龙权,2005)。王寅(2004)也提出在外语教学中要提高学生的“隐喻能力”。两位学者都提出要把隐喻确立为我们外语教学的一项内容,是很有见地的观点。
3.文化层面
隐喻的认知模式也有不同的文化意蕴。如上所述,隐喻产生于体验,产生于特定的文化情境,同时也是文化的组成部分。Lakoff指出,“我们所说的体验决不仅仅涉及某个个体,确切地说,每一种体验都是在一个广阔的文化背景前提下产生的……所有体验都完完全全是文化的产物”。隐喻本身的文化意蕴已是语言学界的共识。外语教学必须同时教授文化,这也已是外语工作者的共识。Swiderski(1999)详细讨论了如何通过阅读和写作来提高语言学习者的文化意识问题。
的确,讲授隐喻固有的文化意蕴是进行文化教学的一个方法。然而通过分析隐喻的认知功能,可以在更深的层面上达到文化教学的目的。通过考察隐喻的认知模式,考察隐喻对概念的整合功能和对信息的筛选作用,可以帮助学生更深刻地理解隐喻所传达的文化意蕴。
四、小结
本文讨论了隐喻的认知功能在语言层面、交际层面、文化层面上在外语教学中的应用问题。上述三个层面中,语言层面是基础,交际层面和文化层面在语言层面的基础上得以发展并与之相辅相成。
但是隐喻的认知功能并非仅限于这三个层面。外语教学中学生听、说、读、写几个方面的语言能力是相辅相成的,隐喻的认知功能对学生语言能力的影响也是多方面的。我们相信,通过提高学生对隐喻的认知功能的理解,能够提高学生的综合语言能力。在外语教学中,虽然目前尚不可能进行独立的隐喻教学,但我们可以从隐喻的认知功能这一角度对学生进行必要的训练,使学生透过表面的语言现象,捕捉其中蕴含的文化信息,逐步培养学生对隐喻的认知功能敏锐的捕捉力和隐喻化的表达能力。
参考文献:
[1]Forceville,C.Pictorial metaphor in advertising[M].London:Routledge.2000.
[2]Lakoff,G.& M.Johnson,Metaphors We Live By[M].Chicago:The University of Chicago Press.
[3]蔡龙权.隐喻理论在二语习得中的应用[J].外国语,2003(6):38~42.
[4]蔡龙权.关于把隐喻性表达作为外语交际能力的思考[J].外国语,2005(6):21~26.
篇7
Key words:Hip replacement in elderly;Epidural anesthesia;Spinal anesthesia;Cognitive function;Application Comparison
S着我国人口老龄化速度的不断加快,关爱老人已成为人民大众最为关心的问题。针对老年人群体的身体状况,在行髋关节置换手术前[1],采用科学的麻醉方法是降低患者病痛,提高抗病治疗信心,减少并发症的重要途径[2-3]。本研究旨在研究硬膜外麻醉和腰麻醉两种方式在老年人髋关节置换手术中的临床应用效果,分析麻醉方式对患者认知功能的影响,并找寻临床麻醉对安全可靠的方式,现报告如下。
1 资料与方法
1.1一般资料 选取2013年4月~2014年9月来本院接受髋关节置换手术的患者,共150例,随机分成对照组和观察组,其中对照组有男38例,女37例,患者年龄为50~74岁,平均年龄(62.5±5.5)岁;观察组男41例,女34例,患者年龄为52~78岁,平均年龄(60.5±3.5)岁。两组患者一般性资料差异不具有统计学意义(P>0.05)。所有参与研究对象均自愿入组,其中排除患有严重肾、肝、心疾病,血液系统疾病,精神系统疾病者。
1.2方法 观察方法:两组患者行手术前禁食8 h,手术开始前注射苯巴比妥钠(国药准字:H2020381,规格:0.1 g/支,天津金耀药业有限公司生产)0.1 g,阿托品(国药准字:H31021057,规格:2 ml:500 mg上海禾丰制药有限公司生产)使用0.5 g。对照组患者采用硬膜外麻醉,连续使用2%的利多卡因(国药准字:H43020263,规格:10 ml:0.2 g,湖南天鑫药业有限公司生产)10 ml,术中每间隔45 min追加1次6 mg的液;观察组采用硬膜外麻醉联合腰椎麻醉。
1.3评价方法 采用VAS(视觉疼痛评分)[4]和认知功能评分[5],认知功能正常为10分,分数越高表明认知功能无障碍。详细记录患者发生不良反应的情况。
1.4统计学分析 采用SPSS15.0统计软件分析、处理,计数资料采用χ2检验,计量资料采用t检验,P
2 结果
2.1两组患者术后不同时间段VAS评分和认知功能的评分比较 组间差异具有统计学意义,P
2.2两组患者出现不良情况几率对比 组间差异具有统计学意义,P
3 讨论
髋关节置换术[6]是治疗老年人髋关节损伤的有效方式,尤其是当前社会老龄化速度越来越快,老年人的身体抵抗力和免疫力皆差,难免在日常生活的磕碰中、锻炼不当的过程中患外伤疾病,行髋关节置换术的老年患者逐年上升[7],通过人工置换关节,缓解关节的疼痛,提高生活质量[8]。老年髋关节损伤患者常合并有高血压、冠心病、糖尿病、肺病等,这给围手术期的麻醉安全性带来了更大的风险[9],因此探寻手术麻醉的科学方式尤为关键。
将硬膜外麻醉、腰椎麻醉二者联合使用,即发挥了两种麻醉方式的优势,不仅可以在较短的时间内发挥液的效果,持续时间长[10],并且患者在手术后镇痛效果较好,这对预后水平的提高大有帮助,患者的心情保持愉悦,有助于快速康复[11-12]。
本研究中观察组患者的认知功能水平在手术后24 h后恢复明显,患者的认知水平比对照组要高出很多,这是因为采用联合麻醉的方式,给患者产生的疼痛较小,并且身体恢复状况良好,比采用硬膜外麻醉联合腰麻的方式,用量少、并发症几率低,麻醉作用见效快。采用单纯的麻醉方式的对照组,出现很多并发症和不良情况,尤其是呼吸困难患者较多,因麻醉方式不适合老年人的实际情况,手术过程中又追加麻醉液,难免影响人体正常机能的运作,因此也影响认知功能的恢复,故而对照组的评分较低。
综上所述,老年人髋关节置换手术时的麻醉方式,选择硬膜外麻醉联合腰椎麻醉镇痛作用突出,诱导量少,并发症几率低,短时间内生效快,临床效果显著,值得推广。
参考文献:
[1]彭加英,蒋涛.腰麻-硬膜外联合麻醉在老年髋关节置换术中的临床应用[J].医学理论与实践,2011,24(13):1508-1510.
[2]游弋.全麻与联合腰麻对老年髋关节置换术患者早期认知功能障碍的影响研究[J].中国卫生产业,2014,11(26):153-154.
[3]牛宣耀.老年膝髋关节置换应用罗哌卡因腰椎硬膜外联合麻醉:置换后不良反应率低[J].中国组织工程研究,2015,19(22):3477-3481.
[4]郭洪庆.罗哌卡因腰-硬联合麻醉用于老年全髋置换术的效果[J].中国医学指南,2013,11(14):278-279.
[5]王玉群.罗哌卡因腰硬联合麻醉在老年人髋关节手术的应用[J].中国实用医药,2013,8(29):132-133.
[6]云海利,张鸭鹅.轻比重罗哌卡因腰-硬联合麻醉在老年患者髋关节手术中的应用[J].医药前沿,2015,5(26):51.
[7]李蕊.罗哌卡因腰-硬联合麻醉在高龄患者髋部及下肢骨科手术中的应用[J].中华实用诊断与治疗杂志,2013,27(1):72-73.
[8]周育南.罗哌卡因腰椎硬膜外联合在老年下肢骨关节置换术中的麻醉效果分析[J].临床合理用药,2013,6(11):114-115.
[9]晋清泉,任娟,马友田.罗哌卡因复合舒芬太尼用于高龄患者髋关节置换术的最低有效剂量[J].中外医疗,2014,34(24):113-115.
篇8
二、养老服务人才培养“人工智能化”
人工智能上升为国家高级战略后,国家发展服务性制造和生产性制造,同时尽可能的通过服务业的再造和完善,改进我国经济产业结构,发挥技术、人才、产业的对接联动效应。人、机器、智能机器将共生共存,成为养老服务工具的新常态。未来的养老服务人才不是笨干、累干、苦干,而是实干+巧干,实现脑力劳动的智能机械化,尽可能地减少人力的倦怠感,提高服务效率、质量和速度。智能化,体现在养老服务人才应具备传播人工智能基础知识,客观了解人工智能,有效实现人与机器、智能机器的有效配对组合应用,充分发挥智能机器的保健医生、保姆、玩伴、老伴、子女多重功能,倡议自养老。
三、人工智能养老服务人才培养模式
(一)广播电视大学远程教育模式――音像媒体
配备养生、人工智能国内一流专家,发挥国家音像媒体的作用,将人工智能家居应用的途径、方式、手段通过网络微视频的形式进行普及。发挥社区教育指导中心、社区大学和社区教育学院、社区学校、社区学习站四级社区教育办学网络体系的作用,建立社会养老大学,使老年人自己会应用人工智能,减低对子女的时间依赖。
(二)公众号社会宣传普及模式――微媒体
国家、企业、社区应建立专题公众号进行微媒体培训。从国家层面,要建立人工智能养老服务应用技术发展历程方面的公众号;从企业层面,要建立人工智能机器人养老服务应用说明类的公众号;从社区层面,要基于一些鳏寡孤独建立社群委托服务型人工智能服务策略的公众号。
(三)职业技术学院培训模式――专题高端培训
目前,人工智能服务还不能完全普及,故而职业技术学院的后备人才首先要建立自我提升的潜意识,此外,职业技术学院自身要引进国内外的人工智能专家,进行家庭陪护、游戏娱乐、医疗、做饭、洗衣、洗漱、保健、锻炼等多重人工智能方面的高端培训。
(四)民政部门、老龄委联合推广模式――社会传媒
作为养老服务的主管部门,民政部门和老龄委要利用广播、电视、报纸、杂志等对人工智能的发展趋势、前景、作用、功能、效益、方式进行宣传。民政部门要侧重于养老服务的社区组织协调,老龄委要侧重于制度、规定、采购人工智能机器方面的政策优惠的制定。
(五)社会民间家政服务组织培养模式――养老院、福利院自组织模式
民间社会力量建立有养老院、福利院,这就对相关服务人员的素养提出了时代性的要求。其一,人的社会角色多,时间、精力、体力有限;其二,人工智能是趋势,必须适应并学会使用;其三,要加强前瞻性人才培养,解决劳动倦怠问题,即民间组织自己解决自己的问题,通过人工智能,减少雇员,降低劳动力雇佣成本。
四、人工智能养老服务人才培养对策
(一)广播电视大学养老服务人才培养对策
依托远程教育系统,发挥网络平台的作用,将人工智能的技能培训与社区教育、社会养老大学的建设并举;发挥广播电视大学的社会服务功能,与人工智能机器生产企业搭建战略伙伴关系;积极推进产培用一体化建设,形成网络平台特色模块;推出广播电视大学养老服务精品课教程,以优质教育品牌打开培训窗口。
(二)人工智能机器制造企业养老服务人才培养对策
基于居家养老的社会需求利益取向,把脉居家老人和其子女的时间要求,积极开发、完善人工智能机器的特殊功能,加大资金投入力度,特别加强对情感交互、图像识别、语音功能的完善;重点做好人工智能机器使用说明,要具有便捷实用性的操作指南,方便人们学习。
(三)职业技术学院养老服务人才培养对策
职业技术学院作为专职教育机构,首先,要提前与职业高中接轨,进行专职意向高中生的录取,为养老服务人才培养获取意向生。其次,要突出人才培养的实践应用性,购置高端智能机器,让学生能够迅速掌握技能,并且能够进行社会的二次培训,对购置的智能机器进行租赁和应用培训。
(四)民政部门、老龄委养老服务人才培养对策
民政部门和老龄委要培养高级管理人才,建立养老服务人才智库,积极推进国家、企业、社会的养老服务人才人工智能化联动培养;加大对家庭贫困并且有意向致力于养老服务的青年才俊的培养支持力度;对人工智能养老服务高端研发海归人才给予政策优待;建立城市养老服务专家群组,定期召开学术研讨会议,增进智慧交流。
(五)社区养老服务人才培养对策
社区要加强人工智能养老服务人才的典型宣传,利用宣传画的形式传播人工智能应用的优势;积极打造人工智能特色服务团队,开展社区公益性专题培训,并募集资金购置人工智能机器为特殊群体献爱心;努力构建人工智能养老社区,采用人工智能的形式鼓励老年人进行文体娱乐,增强体质。
篇9
一、人工智能的积极影响
人工智能技术在大学英语教育领域的应用,将对大学英语教学资源、教学模式与大学生二语习得等方面产生积极作用,主要体现为以下几个方面。
(一)丰富了大学英语教与学资源人工智能技术的发展与应用为大学英语教与学提供了丰富的资源。如互联网上含有丰富的英语视频与图片等资源;在线教育平台也提供了大量的英语课程资源,如中国大学生慕课、雨课堂等,它们各具特色,可为教师与学生提供多样化选择。因此,人工智能技术一方面可为大学英语教师提供丰富的教学素材,同时还可根据大学生学习目标与学习习惯等为其英语学习提供丰富的课外资料。同时,很多网络资源可下载或者回放,这样可以使得大学生的英语学习不再受到时间与空间的限制。特别是对于教育资源缺乏的地区而言尤为重要,可以在很大程度上解决教育资源不平衡问题。其中,百度教育大脑的智能备课系统便是典型应用案例。其依托百度人工智能、大数据和云平台的优势,整合了丰富的优质资源。对于教师而言,此平台可按照教学进度为教师提供经过筛选的教学素材,节省教师的备课时间,提高其工作效率。
(二)丰富了大学英语的教学方式传统的大学英语授课往往以线下课堂教学方式为主,而人工智能技术的使用丰富了大学英语单一的教学方式。可利用网络平台,如雨课堂、慕课平台等,开展大学英语线上教学模式或者线上线下混合教学模式。新的教学模式有利于教师在大学英语教学过程中采用不同的教学策略。使用新的教学模式和不同的教学策略可以提高大学生学习英语的兴趣,进而有助于提高大学生英语习得的效率。
(三)提高了大学生英语习得的效率由于英语习得是一个复杂的心理过程,与大学生的情感因素、学习动机等密切相关。采用人工智能技术的大学英语线上教学方式,使得教师与学生之间不是面对面的交流互动,可以在一定程度上缓解学生焦虑、害怕等情绪,有利于学生的英语学习。动机是英语习得中重要的非智力因素,也是影响大学生英语习得效率的重要内在因素之一。学习动机与使用另一种语言的兴趣密切相关。而人工智能技术采用丰富的英语学习资源以及英语教学方式的多样化,这些有助于提高学生学习英语的兴趣,进而增强学习英语的动力。
(四)形成了大学生英语习得分析数据库人工智能技术是以大数据为依托,可以跟踪和记录大学生英语课堂学习和课后学习等各种信息数据,进而可形成大学生英语习得数据库。基于大数据分析与人工智能技术方法,如数据挖掘、关联性分析和回归预测等,可以挖掘大学生英语学习背后的规律特征,了解到每个学生的具体情况。进而构建每个学生的英语学习画像,如学生的线上学习状态、课程作业完成情况、测试成绩和学习方式等。可为教师形成可视化的学生个体和班级整体的学情分析报告。因此该数据库有利于教师掌握每位学生的英语学习状态,掌握学生个体差异,为调整教学方式、教学方法与策略提供支撑。同时,上述数据为大学英语教学与大学生英语习得的研究也提供了数据支撑。
二、人工智能的消极影响
人工智能在大学英语教育领域对教师与学生发挥着积极的作用,同时对他们也产生了一些消极的影响,主要体现为以下几个方面:
(一)对教师的消极影响由于大学英语课堂教学存在一定的缺陷,往往需要改进此教学方式。而人工智能技术的应用,虽有助于大学英语教学改革,但还需要教师熟练掌握人工智能相关技术的使用,会给信息技术能力比较薄弱的教师造成压力。借助人工智能平台,大学英语教学不受时间、空间和学生人数等影响,势必会减少大学英语教师的需求,造成大学英语教师面临失业的压力。进而影响大学英语教师的工作积极性,以及大学英语教学质量。
(二)对学生的消极影响根据语言资本理论与期望价值理论,大学生英语学习的期望价值主要是经济期望价值。而大学生英语学习的期望价值与学习目的和行为密切相关。比如大学生英语学习经济期望价值主要体现为学习英语对未来找工作很重要,可以增加经济收入。而人工智能技术在语言领域的应用,势必会影响大学生对英语学习的期望价值。如人工智能翻译机的出现,使得各种语言之间翻译非常容易。即使不懂英语,也可使用它进行英语交流。因此,人工智能技术在英语领域的应用,将降低大学生英语学习的期望值,进而影响他们英语学习的兴趣与目的。
篇10
在课堂上组织实验班的学生观看了人工智能的《开学第一课》,主要是“什么是人工智能”、“如何制造人工智能?、“New Google AI Can Have Real Life Conversations With Strangers”等内容,很有收获。但是在观看过程中发现很多的人工智能相关联的知识,比如JAVA、大数据、Python、人工智能、物联网、数据分析、H5/WEB前端、嵌入式、Linux、C语言、单片机、C++等解根本看不懂,发现自己的很多方面都需要补课,不然每次培训老师讲解的专业东西还是理解不了,这对于我们教师和学生都是一个难点。也断断续续参加了各种形式的培训,和同仁们交流起来总体感觉是没有系统化,特别是参加了祁荣斌博士组织的磨课,和同事们讨论起来感觉层次太高,有些内容也是理解不了!学生和学生的学习和生活环境比较起来也存在地域差异性导致了学生接受人工智能相关教育程度深浅不一,而且面向高中生的课本难度很大,很希望能有个机会从零基础开始系统化学习人工智能,这样才能更好的教好学生,这一点线下交流的时候是很多老师的心声,期望能在领导和专家的引领下实现。
篇11
人工智能包含三个层次:计算智能、感知智能和认知智能,讯飞超脑计划是包含模拟人脑的知识表示与推理、类人学习机制与新知识的获取、机器加载专业知识成为专门的教育领域。讯飞超脑计划是基于全球关于人工神经网络的深度学习研究,简单来说就是希望未来讯飞超脑计划能够将人工智能从只是简单地能听会说到能够深度思考相关问题的科技转变。人工智能的不断开拓创新是为了帮助人类能够更好地生活,我们应该注重人工智能的发展推进,将其广泛合理地应用到生活的实际中去。
1 讯飞超脑计划目前取得的阶段学习研究成果
1.1 讯飞超脑计划关于我国现阶段关于高中生学习教育的人工智能成果
随着近年来教育电子多媒体设备的投入普及使用,使目前的高中老师在课堂上更习惯用电子化的教学方式来替代传统的板书课本单一枯燥的教学,与此同时,现阶段高中生也同样具备使用移动互联网的条件,这样就使得科大讯飞超脑计划的教育产品可以形成以下的模式如图1所示。
采用此智能的学习模式可以使我国的高中生接受公平的最好的教育,这就需要借助人工智能的帮助来使老师提高自身的教育水平,使高中生丰富并开阔自身的视野。课堂教学包括了在线课堂、畅言交互式多媒体教学系统以及畅言智能语音等,这种新颖的课堂教学模式使原本单一的教学方式变成了思想上任意遨游的知识海洋;智能考试包含了标准考场、英语四六级网上阅卷、普通话与英语口语测试等方面,智能考试系统从字迹工整的程度、词汇量的丰富度、语法的正确性与通顺性等多个方面来评判考试试卷,加上多年来的不断改进,人工智能的评判方法跟相关专家的人工试卷评判的相似度相差无几,很大程度地增加了试卷评判的效率性与公平性;学习产品与教育评价更是覆盖到了从低到高的各个层面的产品组织结构,更有利于高中生的学习与应试教育的公平性。
1.2 讯飞超脑计划对于提高人类生活水平的成果
随着人工智能技术在经济、教育、文化、娱乐等领域的不断应用,使人们的生活质量水平得到了很大程度的提高,人工智能带来的方便快捷对于人类的发展进化与物质文化的进步产生了不可忽视的作用。随着讯飞超脑计划的推出,一方面,可以把人类从繁重的劳动中解放出来,很大程度地提高人类生产生活的效率与质量;另一方面,人工智能的进步会极大地革新人类的思维方式,使人们能够多角度地认知世界,加深对人类对自身所处的宇宙地位的思考,利于人不断地探索奥秘,进一步推进人类社会的进步。
2 讯飞超脑计划下人工智能对于未来生活的影响及其发展趋势
2.1 讯飞超脑计划下人工智能对未来生活的影响
由于讯飞超脑计划是感知智能结合认知智能的再创新,使得未来机器将会实现高水平的感知智能,具有更多的包括语音识别、手写识别以及图像识别的更多智能感知能力与实现包括智能客服、人机交互等的取代人类脑力劳动的认知智能突破。所以说讯飞超脑计划下的人工智能在未来的教育、经济、文化、社会结构等未来生活的各个方面都会产生重大影响。在教育上,人工智能的应用优化了课堂结构,使学生能够实时接受外界的新知识以及与时俱进的教育模式改革;在经济上,人工智能的高效能与高效率会明显提高经济效益,用人工智能来进行财务管理有助于缩减不必要的人工劳务开支与相关的培训费用,利于经济的变革与提高;在文化上,人工智能对于人类语言文化与图像处理上的优势日益凸显出来,可以确定的是人工智能的发展将会深入到人类生活的各个层面中去。
2.2 讯飞超脑计划下人工智能的未来发展趋势
随着人工智能的不断演进,人工智能从最初能存会算的计算智能阶段,到后来的能听会说、能看会认的感知智能阶段,最后再到讯飞超脑计划下提出的让机器能理解、会思考的认知智能阶段,未来的人工智能在语言理解、知识表达、联想推理以及自主学习等方面都将会取得很大的进展。
3 结语
人工智能对于未来生活的影响是多方面的,在未来生活的各个方面都十分显著。与此同时,讯飞超脑计划下的人工智能不断的改革创新与发展,也将更快地推动人类的发展,人工智能与人类的生活是互相影响又相互制约的。人工智能的不断发展给人类的未来生活带来了很大程度的改变,人类在不断开拓人工智能的领域时也应不断提高自身能力与素养,以适应人工智能带来的不断创新和改变。
参考文献:
篇12
1.网站框架设计
我国高中阶段人工智能教育还处于起步阶段,据调查,全国已开设人工智能课程的中学不超过十所。事实上,对于人工智能这一前沿学科,大部分信息技术教师还缺乏足够的了解,因此对于该课程的开设也一直处于观望状态。考虑到人工智能教育的实际情况以及网站的主要对象,我们以高中信息技术选修课教材《人工智能初步》为基础,按教学内容设置和划分栏目,同时又围绕“学人工智能、教人工智能、用人工智能、机器人专题”四大专题进行内容重组。当然,网站的基本架构并非一成不变,它需要在实际应用中进行检验与修正,最终实现网站的完美架构。依据上述思路建构的网站基本框架如图1所示。
2.网站的栏目设计
新闻栏目以图文的形式人工智能发展的最新情况,这是激发并维持广大师生关注人工智能的基础,也是师生获取最新信息的窗口。子栏目“中国动态”“欧美动态”等分别介绍了各地区最新的人工智能信息,尤其是机器人产品的新闻。子栏目“会议论坛”,“比赛通知”为师生、参与比赛提供服务。
论文栏目是作为资源型网站的基础。子栏目“教学研究”主要面向从事人工智能教育的研究者和教师,探讨教学方法、分析教学案例、推荐教材和参考书,为更好的开展人工智能教学提供理论依据。子栏目“学习乐园”主要面向学生,展示活动实录、阐述学习感受,聆听专家意见,为更好的学习人工智能提供事实参考,教师也通过“学习乐园”来了解学生的所思所感所想。子栏目“赛事规则”介绍了各个地区和各级机器人比赛的一些规则,有利于师生更好的进行人工智能的教与学。
资源、视频、图库、酷站:这四个栏目是资源型网站的核心。尤其是资源模块中的子栏目“电子书刊”“教学课件”“人工智能软件”分别以不同的文件格式向师生提供教与学的资源,使其能快速准确地获取符合需求的资源,免去了在因特网上盲目搜索出现大量冗余信息的麻烦。网站整合了文本、视频、图片等多媒体信息,以丰富多彩的形式呈现资源,增强了网站的吸引力和信息的可阅读性。
爱问栏目是作为学习型网站的基础,也是本网站的一大特色。“爱问”是采用了模仿“百度知道系统”的程序设计,更注重知识的答疑解惑。我们将此栏目划分为“学人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“机器人问题”四个子栏目,师生可根据各自的需要进行提问、回答问题、搜索问题等操作。同时,设立了积分制,激发师生提问和回答问题的热情。
用户中心栏目是学习型网站的核心。作为一个专题网站,必然要十分强调学习的功能。子栏目“网络书签”的功能可以使学习者记录自己所浏览过的或所感兴趣的网页,便于在下次登陆后继续学习。在子栏目“信息”功能中,学习者可以新闻、论文、资源、爱问等信息,待管理员审核通过后即可在网站中显示出来。另外,教师也可在教学过程中通过此模块要求学生提交作业,便于教师随时随地的批改作业。
二、网站的访问数据分析
人工智能教育专题网站从开设至今将近8个月的时间,已经有超过1万的独立访客访问了本站,我们选取了最近访问的2000位独立访客进行研究。通过对地域、被检索方式、受访页面及回头率的分析,可为网站下一步的改进与完善提供依据,为其他人工智能教育类网站的建设,在网站的用户类型,网站的内容选择与更新,网站的推介宣传等方面提供参考与借鉴。
1.地域分析
在统计到的访问该网站的地域中,国外共有12个国家访问了本网站。国内除西藏、澳门之外,其他省份、直辖市、特别行政区都有访问过本网站,这为我们今后在高中普及人工智能教育提供了有力的依据。但是,通过图2的数据我们也可看到,各个地区间的访问量差距较大,并且访问量靠前的几个省份基本上是沿海地区,而中部和西部地区的访问量比较少,所以在今后的工作中不仅要加强网站本身的建设和宣传,更要把人工智能教育的理念推广到中部和西部地区,使那里的中小学师生也接触人工智能的知识,激发他们对信息技术美好前景的向往。
2.被检索方式分析
搜索引擎是网络上最常用的获取资源的方式。掌握用户使用搜索引擎的情况,有助于了解网站的被检索方式。统计搜索关键字的次数,有助于了解网站被检索访问的原因。在专题网站建设完成后,向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系统提交收录网页申请是极其必要的,它有利于提高网站的知名度和访问量。而在网站中增加“人工智能”,“prolog 源程序”等文字内容,将会有利于用户在盲目搜索时能访问到该专题网站。
3.受访页面分析
受访页面是指用户访问该专题网站时所停留的页面。通过对受访页面的统计,使我们能够掌握用户相对较为关注网站的哪些内容。表1数据中“学人工智能”占23.82%,“资源下载”占了16.32%,表明用户对人工智能的知识还不是很了解,对人工智能的认识还停留在“学”的层面,远未达到“教”的程度。人工智能教育类网站在建设中,如果能提供大量的人工智能的基础知识以及丰富的可下载资源,将会显著提高网站的受欢迎度以及用户的认可度。
4.回头率分析
在网站访问统计中,通常将距离上次访问超过12小时的再次访问记录为一次回头。通过对回头率的统计(表略)看出该专题网站的粘性不是很高,尤其是3次回访以上的用户还不多。通过对部分用户访谈后了解到,网站的更新速度慢,资源较少,内容偏难是其不愿进行多次回访的主要原因。所以,人工智能教育类网站在维护期间要注意内容的时效性、丰富性、通俗性才能保证网站访问的可持续性。
三、网站建设的若干思考
目前国内外有关人工智能的专题网站不多,针对人工智能教育的网站更少。在可供借鉴的成熟案例较少、研究又处于刚起步阶段的情况下,有必要对我们的工作进行反思总结。通过上述访问数据的分析,以及在人工智能教育专题网站建设的准备阶段,实施阶段及运行阶段的实践,我们认为在建设人工智能教育类网站时应当注意以下几个问题。
1. 充分关注用户信息
访问量是综合类或门户类网站的生命线,应当尽可能地拓宽访问者的类型与层次。但人工智能作为一门新兴学科,其专题网站的学科性特点甚至比普通的专题学习网站还要突出,因此单从访问量上来说,它是无法和门户类网站相比的。所以在建设的初期首先就要考虑的网站的对象问题,也就是要关注哪类人访问了网站。只有准确的掌握了用户的信息才能更好提供用户需要的资源。
在这里,人工智能教育专题网站是通过以下三种手段来获取用户信息的。
第一,用户必须注册才能访问网站,注册的内容包括年龄、身份、学历,电子邮件等内容。
第二,在网站中设立“网站调查”栏目,可以对“你是如何知道本站的”,“你觉得本站建设的如何”等内容教学在线调查。
第三,通过“中国站长站”等专业的数据收集程序来获取用户基本信息,可收集到用户地域、受访问页面、用户回头率等信息。只有掌握了准确的用户信息,才能更好的为用户提供服务。
2.与用户携手共建网上资源
人工智能的子学科门类众多,仅高中教材《人工智能初步》中就有知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解等多个主题。而且我国的人工智能研究相对薄弱,很多资料都是外文的。任何一个人要很熟练的掌握人工智能的各个内容是很困难也是不现实的。我们通过一年多的实践也体会到,仅仅依靠课题组成员很难保证网站资源库内容的全面性和针对性。所以在网站最新一次改版中,我们增加了用户的信息功能,使得用户自己可以新闻、添加文章,上传资源,只要经过管理员审核即可在网站中显示。
另外,在人工智能教学过程中,我们也充分利用学生的优势,要求学生以作业的形式提交文本和视频资源,并将作业的数量和质量作为考察学生学习效果的一个指标。这些举措保证了网站内容更新的时效性和内容的针对性。用户所的就是用户所关注的,用户所关注的就是网站所要收集的。
3.通过多种形式充分发挥网站作用
目前,全国高中开设了“人工智能初步”选修课的学校极少,教师手头上可供选择的教材也只有5套。从专题网站上统计的数据来看,虽然网站目前的用户主要是教师,但“学人工智能”页面访问量却远多于“教人工智能”。从这些情况看,单靠几个人工智能教育类的专题网站无法从根本上解决高中人工智能教育现阶段所面临的窘境。所以,在条件允许的情况下,可以通过研修班、会议论坛等形式组织教师进行面对面的交流。
例如,我们就在2007年5月25日至27日在浙江师范大学举办了全国首届“高中人工智能课程研修班”,来自全国十个省市的70余位信息技术教师及教研员参加了研修班的学习。在研修活动中,教师不仅学习了人工智能的知识,也对人工智能教育的现状及发展过程中遇到的问题做了充分了探讨和交流。本次研修活动结束后,人工智能教育专题网站则成了学员们交换信息、交流体会、共享资源的有效平台。
四、结束语
总之,借助专题网站的平台作用开展各种活动,不仅弥补了人工智能教育网站缺乏面对面交流和互动的缺点,也为把网站资源建设的更具针对性提供了有效帮助。
参考文献:
[1]张剑平. 关于人工智能教育的思考[J] .电化教育研究.2003,(1).
篇13
(2)为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年,人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术(ICT)课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣,使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力,而且培养了多种思维方式,获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中,将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程,人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定,人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设,教学时间为10周。?
在我国,多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目,涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月,我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块,标志着我国高中人工智能课程的正式起步。?
我国的新课程标准颁布后,教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并开发了相应的教辅材料,包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施,国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求,已为师范生开设了与此相关的选修课程。?
2 人工智能的教育及教学条件现状?
通过对本人多年的教学过程进行总结,我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点:?
(1)理论知识充裕。但与实践相脱节,特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛,而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。?
(2)同其它普通高等院校一样,在本校,人工智能技术的研究与应用尚未普及,甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。?
(3)缺乏配套实验教材,实验教学内容缺乏,无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目,才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。?
(4)对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校,我认为在对学生进行基础知识教育的基础上,要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。?
相对于教育现状,我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些,其状态如下:?
(1)教材使用国家级规划教材,此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术,适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中,也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材,如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。?
(2)为了促进学生自主学习,我们准备了多种类型的扩充性学习资料,加强学生主动学习的意识,包括:课程相关杂志和书籍目录,以及部分重要的参考文献,与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明,学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计,探讨一些问题,在课堂讨论中展示他们的收获。?
(3)校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境,能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室,为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面,全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连,这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使本课程教学质量得以明显提高。?
3 人工智能教学方法及手段的改革?
针对我们现在所采取的教学方法,我认为存在许多不足,如教学方式比较单一,教学内容偏重理论讲解等,为此,提出以下教学方法的改革:?
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲,《人工智能》作为一门前沿课程,开始学生学习兴趣很大,当开始接触到抽象理论知识及部分算法时,学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法, 激发和培养学生的学习兴趣,包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解,布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证,降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。?
(2)进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考,启发学生求解这些问题,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案,然后摆出教材中的解决方案,并与同学所提出的观点进行分析和比较,这足以加强学生学习的主动意识和参与意识,提高学生学习的积极性。?
(3)课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论,讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多,如邮件互发、QQ留言等,也可在课程网站中的互动平台进行交流。?
(4)分层次因材施教。 在授课过程中,通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估,对学生提出进一步的学习建议和指导, 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨,可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验,以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生,我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣,实行逐步引导的教学过程。?
另外,我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时,注重在课程中的关键词同时用英文表示,并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上,注重理论联系实际,将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习,从而使学生了解算法的具体运行过程, 通过参与达到知识的理解,掌握基本方法和技术。?
根据现有的条件,我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等特点,构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识,可通过动画和视频演示,通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景,做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化,通过网络课程的课堂练习和章节练习,教师可以评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议,从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像,以使学生看到初高中学生的知识范围及深度;同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果,让学生看到理论背后的实践;也可以播放科幻片,激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程,改进教学方法和手段不仅要靠教师,也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象,一目了然,这样可大大提高学生的学习效率,尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。?
4 人工智能实践教学设计的探讨?
我们可以在教学过程中,适量开设一些实验和设计,提高学生的动手能力,并加深他们对理论知识的理解,降低理论的抽象度,提升理论的实用性。在近两年的教学过程中,我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如,在讲解了“野人与传教士过河”等问题后,我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现;在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后,指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响,并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题,并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后,为解决这些问题,学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案,这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。?
参考文献:?
[1] 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1).?