人工智能的教育方式范文
時間：2023-08-23 16:11:59
導語：如何才能寫好一篇人工智能的教育方式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
一、提升醫學生人文素養的必要性
人文素質教育就是將人類優秀的文化成果通過知識傳授、環境熏陶以及自身實踐，使其內化為人格、氣質、修養，成為人的相對穩定的內在品質。[1]醫學是與人打交道的學科，它要求醫學教育必須要提高醫學生的人文素質，把他們培養成為尊重人、尊重生命，有高尚職業道德情操的人類健康守護者。因此，對醫學生進行人文素質教育便成為提高未來醫務人員素質水平的客觀要求。大量案例表明，在醫療衛生行業中，醫技與醫德相輔相成，缺一不可。再者，醫學模式已由傳統的生物醫學模式向生物--心理--社會醫學模式轉變，由社會因素、心理因素、環境因素誘發的病癥已經大大改變著現代人類的疾病譜。這對醫藥衛生人才整體素質尤其是人文素質提出了新的要求。由此醫學教育應順應醫學模式的轉變，加強醫學生的人文素質教育，回歸醫學人文關懷之本位。
二、醫學院校官方微信公眾平臺的人文素養教育功能
首先，微信公眾平臺是一個開放的平臺，文字、視頻、圖片等多樣的傳播元素，廣受用戶青睞。在醫學院校官方微信公眾平臺上，可以實現醫學生人文素質教育傳播內容的針對性和時效性，為人文素質教育提供了便利的傳播平臺。其次，作為接受群體為本校全體師生的醫學院校官方微信公眾平臺，其推送內容的豐富性，增加了人文素質教育的內涵、深度和廣度，是醫學院校拓展人文素質教育的重要手段。最后，醫學院校官方微信公眾平臺信息推送類型多樣，能夠多元化的傳播人文素質教育信息，增強學習的趣味性，提升師生互動參與的體驗感，為人文素質教育提供大量的教育資源。
三、醫學院校官方微信公眾平臺的人文素養教育功能實現途徑
1、打造特色傳播內容。“使用與滿足理論”認為，受眾的媒介接觸是基于自己的需求對媒介內容進行選擇的活動。在醫學院校官方微信公眾平臺上推送一些輕松、活波的醫學名家軼事、醫學趣聞、醫患感人故事、醫學生實習等內容，對醫學生的人文素養知識是有益填充。另一方面，可以設立一些品牌欄目，如設立【醫學Q課堂?電影扒扒樂】等欄目，整合一些反映醫患和諧關系的電影，對影片的劇情、臺詞、人物角色設定、音樂等元素進行分析，讓醫學生在娛樂中感受到醫患和諧所帶來的職業榮譽感，在潛移默化中提升醫學生的人文素養。
2、綜合運用多種傳播元素。微信主打的語音、圖文、視頻等信息功能，讓信息的形式更加多樣化、新穎化。靈活多樣的傳播形式為醫學院校人文素養的培養提升帶來了極大機遇，把握運用好這一機遇，可以優化醫學院校官方微信公眾平臺的人文素養教育功能，擴展傳播途徑。此外，還可以靈活運用微信漂流瓶、掃一掃等功能，讓官方微信公眾平臺更貼近學生生活，加強與學生的互動交流，對提升醫學生人文素養也大有裨益。
3、培養微信公眾平臺建設的主力軍。要提升醫學院校微信公眾平臺人文素養功能水平，必須高度重視隊伍建設，全力打造微信公眾平臺建設的主力軍。要在強化責任意識上下功夫，建立起學校宣傳主管部門負總責、各部門密切配合、全體師生員工積極參與的大宣傳格局，充分挖掘廣大師生的資源價值，形成人人自覺投身微信平臺人文素養功能充分發揮的實踐氛圍。
篇2
一、網站的構建
1.網站框架設計
我國高中階段人工智能教育還處于起步階段，據調查，全國已開設人工智能課程的中學不超過十所。事實上，對于人工智能這一前沿學科，大部分信息技術教師還缺乏足夠的了解，因此對于該課程的開設也一直處于觀望狀態。考慮到人工智能教育的實際情況以及網站的主要對象，我們以高中信息技術選修課教材《人工智能初步》為基礎，按教學內容設置和劃分欄目，同時又圍繞“學人工智能、教人工智能、用人工智能、機器人專題”四大專題進行內容重組。當然，網站的基本架構并非一成不變，它需要在實際應用中進行檢驗與修正，最終實現網站的完美架構。依據上述思路建構的網站基本框架如圖1所示。
2.網站的欄目設計
新聞欄目以圖文的形式人工智能發展的最新情況，這是激發并維持廣大師生關注人工智能的基礎，也是師生獲取最新信息的窗口。子欄目“中國動態”“歐美動態”等分別介紹了各地區最新的人工智能信息，尤其是機器人產品的新聞。子欄目“會議論壇”，“比賽通知”為師生、參與比賽提供服務。
論文欄目是作為資源型網站的基礎。子欄目“教學研究”主要面向從事人工智能教育的研究者和教師，探討教學方法、分析教學案例、推薦教材和參考書，為更好的開展人工智能教學提供理論依據。子欄目“學習樂園”主要面向學生，展示活動實錄、闡述學習感受，聆聽專家意見，為更好的學習人工智能提供事實參考，教師也通過“學習樂園”來了解學生的所思所感所想。子欄目“賽事規則”介紹了各個地區和各級機器人比賽的一些規則，有利于師生更好的進行人工智能的教與學。
資源、視頻、圖庫、酷站：這四個欄目是資源型網站的核心。尤其是資源模塊中的子欄目“電子書刊”“教學課件”“人工智能軟件”分別以不同的文件格式向師生提供教與學的資源，使其能快速準確地獲取符合需求的資源，免去了在因特網上盲目搜索出現大量冗余信息的麻煩。網站整合了文本、視頻、圖片等多媒體信息，以豐富多彩的形式呈現資源，增強了網站的吸引力和信息的可閱讀性。
愛問欄目是作為學習型網站的基礎，也是本網站的一大特色。“愛問”是采用了模仿“百度知道系統”的程序設計，更注重知識的答疑解惑。我們將此欄目劃分為“學人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“機器人問題”四個子欄目，師生可根據各自的需要進行提問、回答問題、搜索問題等操作。同時，設立了積分制，激發師生提問和回答問題的熱情。
用戶中心欄目是學習型網站的核心。作為一個專題網站，必然要十分強調學習的功能。子欄目“網絡書簽”的功能可以使學習者記錄自己所瀏覽過的或所感興趣的網頁，便于在下次登陸后繼續學習。在子欄目“信息”功能中，學習者可以新聞、論文、資源、愛問等信息，待管理員審核通過后即可在網站中顯示出來。另外，教師也可在教學過程中通過此模塊要求學生提交作業，便于教師隨時隨地的批改作業。
二、網站的訪問數據分析
人工智能教育專題網站從開設至今將近8個月的時間，已經有超過1萬的獨立訪客訪問了本站，我們選取了最近訪問的2000位獨立訪客進行研究。通過對地域、被檢索方式、受訪頁面及回頭率的分析，可為網站下一步的改進與完善提供依據，為其他人工智能教育類網站的建設，在網站的用戶類型，網站的內容選擇與更新，網站的推介宣傳等方面提供參考與借鑒。
1.地域分析
在統計到的訪問該網站的地域中，國外共有12個國家訪問了本網站。國內除西藏、澳門之外，其他省份、直轄市、特別行政區都有訪問過本網站，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。但是，通過圖2的數據我們也可看到，各個地區間的訪問量差距較大，并且訪問量靠前的幾個省份基本上是沿海地區，而中部和西部地區的訪問量比較少，所以在今后的工作中不僅要加強網站本身的建設和宣傳，更要把人工智能教育的理念推廣到中部和西部地區，使那里的中小學師生也接觸人工智能的知識，激發他們對信息技術美好前景的向往。
2.被檢索方式分析
搜索引擎是網絡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，有助于了解網站的被檢索方式。統計搜索關鍵字的次數，有助于了解網站被檢索訪問的原因。在專題網站建設完成后，向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系統提交收錄網頁申請是極其必要的，它有利于提高網站的知名度和訪問量。而在網站中增加“人工智能”，“prolog 源程序”等文字內容，將會有利于用戶在盲目搜索時能訪問到該專題網站。
3.受訪頁面分析
受訪頁面是指用戶訪問該專題網站時所停留的頁面。通過對受訪頁面的統計，使我們能夠掌握用戶相對較為關注網站的哪些內容。表1數據中“學人工智能”占23.82%，“資源下載”占了16.32%，表明用戶對人工智能的知識還不是很了解，對人工智能的認識還停留在“學”的層面，遠未達到“教”的程度。人工智能教育類網站在建設中，如果能提供大量的人工智能的基礎知識以及豐富的可下載資源，將會顯著提高網站的受歡迎度以及用戶的認可度。
4.回頭率分析
在網站訪問統計中，通常將距離上次訪問超過12小時的再次訪問記錄為一次回頭。通過對回頭率的統計（表略）看出該專題網站的粘性不是很高，尤其是3次回訪以上的用戶還不多。通過對部分用戶訪談后了解到，網站的更新速度慢，資源較少，內容偏難是其不愿進行多次回訪的主要原因。所以，人工智能教育類網站在維護期間要注意內容的時效性、豐富性、通俗性才能保證網站訪問的可持續性。
三、網站建設的若干思考
目前國內外有關人工智能的專題網站不多，針對人工智能教育的網站更少。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，有必要對我們的工作進行反思總結。通過上述訪問數據的分析，以及在人工智能教育專題網站建設的準備階段，實施階段及運行階段的實踐，我們認為在建設人工智能教育類網站時應當注意以下幾個問題。
1. 充分關注用戶信息
訪問量是綜合類或門戶類網站的生命線，應當盡可能地拓寬訪問者的類型與層次。但人工智能作為一門新興學科，其專題網站的學科性特點甚至比普通的專題學習網站還要突出，因此單從訪問量上來說，它是無法和門戶類網站相比的。所以在建設的初期首先就要考慮的網站的對象問題，也就是要關注哪類人訪問了網站。只有準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站是通過以下三種手段來獲取用戶信息的。
第一，用戶必須注冊才能訪問網站，注冊的內容包括年齡、身份、學歷，電子郵件等內容。
第二，在網站中設立“網站調查”欄目，可以對“你是如何知道本站的”，“你覺得本站建設的如何”等內容教學在線調查。
第三，通過“中國站長站”等專業的數據收集程序來獲取用戶基本信息，可收集到用戶地域、受訪問頁面、用戶回頭率等信息。只有掌握了準確的用戶信息，才能更好的為用戶提供服務。
2.與用戶攜手共建網上資源
人工智能的子學科門類眾多，僅高中教材《人工智能初步》中就有知識及其表達、推理與專家系統、人工智能語言與問題求解等多個主題。而且我國的人工智能研究相對薄弱，很多資料都是外文的。任何一個人要很熟練的掌握人工智能的各個內容是很困難也是不現實的。我們通過一年多的實踐也體會到，僅僅依靠課題組成員很難保證網站資源庫內容的全面性和針對性。所以在網站最新一次改版中，我們增加了用戶的信息功能，使得用戶自己可以新聞、添加文章，上傳資源，只要經過管理員審核即可在網站中顯示。
另外，在人工智能教學過程中，我們也充分利用學生的優勢，要求學生以作業的形式提交文本和視頻資源，并將作業的數量和質量作為考察學生學習效果的一個指標。這些舉措保證了網站內容更新的時效性和內容的針對性。用戶所的就是用戶所關注的，用戶所關注的就是網站所要收集的。
3.通過多種形式充分發揮網站作用
目前，全國高中開設了“人工智能初步”選修課的學校極少，教師手頭上可供選擇的教材也只有5套。從專題網站上統計的數據來看，雖然網站目前的用戶主要是教師，但“學人工智能”頁面訪問量卻遠多于“教人工智能”。從這些情況看，單靠幾個人工智能教育類的專題網站無法從根本上解決高中人工智能教育現階段所面臨的窘境。所以，在條件允許的情況下，可以通過研修班、會議論壇等形式組織教師進行面對面的交流。
例如，我們就在2007年5月25日至27日在浙江師范大學舉辦了全國首屆“高中人工智能課程研修班”，來自全國十個省市的70余位信息技術教師及教研員參加了研修班的學習。在研修活動中，教師不僅學習了人工智能的知識，也對人工智能教育的現狀及發展過程中遇到的問題做了充分了探討和交流。本次研修活動結束后，人工智能教育專題網站則成了學員們交換信息、交流體會、共享資源的有效平臺。
四、結束語
總之，借助專題網站的平臺作用開展各種活動，不僅彌補了人工智能教育網站缺乏面對面交流和互動的缺點，也為把網站資源建設的更具針對性提供了有效幫助。
參考文獻：
[1]張劍平. 關于人工智能教育的思考[J] .電化教育研究.2003，（1）.
[2]曹瑞敏. “中國海”學生專題學習網站應用[J] .中國電化教育.2005，（5）.
篇3
【關鍵詞】 人工智能 農村遠程教育 高效
人工智能技術是在計算機科學日新月異發展的進程中一大成果，由于其智能、高效、優化的強大功能，為許多研究者所重視。部分教育領域的研究者，將人工智能技術引入教育行業，探討人工智能如何融入教育，促進教育深度發展。研究者們將人工智能與職業教育、繼續教育、遠程教育及教育技術結合，進行探討，提出了一些很好的建議。農村遠程教育雖然也屬于遠程教育范疇，但由于其自身具有許多特殊性，因此有必要單獨將其應用于農村遠程教育進行探討。
1 我國當前農村遠程教育發展面臨的困境
我國農村遠程教育是伴隨著現代通訊技術的發展而在廣大農村出現的一種新的教育模式。隨著上世紀70年代末，以廣播電視大學為代表的遠程教育的興起，為我國教育的發展寫下了濃重的一筆，由于其不受時間、空間、學習者等要素的影響，充分體現了“時時能學、處處可學、人人皆學”的巨大優勢。因此，本世紀初，國家將遠程教育教學模式引入廣大農村，于2003年推出了“農村黨員干部現代遠程教育”、“農村中小學現代遠程教育工程”，于2004年依托廣播電視大學體統推出了“一村一名大學生”工程，這些遠程教育工程對推進農村教育起到了舉足輕重的作用。但其發展也遇到了困難，具體說主要體現在以下幾個方面：
1.1 師資力量短缺
由于受我國長期以來的城鄉二元制經濟發展模式的影響，導致城鄉經濟發展不均衡，直接造成了城鄉教育發展失衡。在農村教育中，首先表現在教師配置上，由于農村教育經費投、教師工資水平均低于城市，造成了長期以來農村教育師資力量短缺，遠程教育更是如此。據相關研究表明，現我國農村遠程教育由于缺少懂計算機或網絡技術的專業人才，往往用不相關專業的人才作為替代，且大都為兼職人員。這就造成了對遠程教育設備的維護、遠程教育資源的管理及遠程教育教學輔導等方面出現問題。以廣播電視大學系統為例，自2004年廣播電視大學開始招收“一村一名大學生”學員，雖然學員增長速度很快，但其教學點僅延伸至縣城，招收的學員往往為縣城周邊農村的農民，而廣大較偏遠地區正真渴望接受教育的農民缺少受教育機會，之所以沒有延伸至鄉鎮及行政村，根本原因是缺少師資力量。
1.2 資源建設不足
由于農村遠程教育是本世紀初才在農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，主要體現在教學資源的積累上。我們知道，是否擁有豐富優質的教學資源是關乎遠程教育成敗的關鍵。而長期以來，我們主要注重城市遠程教育的發展，現城市遠程教育已相當成熟，擁有一大批優質的教育資源，吸引了大批學習者。但由于農村遠程教育與城市遠程教育相比有其特殊性，廣大農村學員需要掌握的不僅僅是理論知識，他們最迫切學習的是農業實用新技術及掌握能夠改變自己生活現狀的一技之長，而這些課程資源在城市遠程教育中設計不多。因此我們沒有現成的教育資源可供使用，需要另起爐灶進行建設。但由于投入農村遠程教育的經費有限，用于資源建設的經費也不足。造成了現階段農村遠程教育資源依然短缺的現實。這不利于農村遠程教育進一步發展。
1.3 課程設置不合理
如上所述，廣大農村學員渴望學習的是改善自身生活的實用農業新技術及一技之長，同時廣大農村也需要培養一批懂管理的鄉村干部。因此在專業和課程設置上，客觀上要求向這些方面靠攏。雖然現在農村遠程教育在專業設置上慢慢轉向適合農村學員的涉農專業，但在課程設置上還是不盡如人意，往往只根據自己師資情況及資源情況來設置課程，這樣往往造成農民學員需要的課程沒有涉及，而農民學員缺乏興趣的理論課程所占比重過大的問題。這樣會嚴重挫傷廣大農村學員學習積極性，對農村遠程教育發展極為不利。
1.4 網絡教學平臺存在不足
我國現階段遠程教育的網絡輔導教學平臺現階段的形勢往往通過QQ對話、Email郵件、BBS及一些音頻、視頻系統進行。這些方式當然是有效的網絡教學方式，但存在問題也是十分明顯的，最主要問題在于如果沒有提前聯系，教師就不會及時回復學生提出的問題，缺少師生互動。學生的學習效果會大打折扣。
2 人工智能應用于遠程教育的優勢
2.1 人工智能的概念
人工智能是計算機學科的一個分支，是一門研究計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性科學，部分研究者將其定義為：一個電腦系統具有人類的知識和行為，具有學習、推理判斷來解決問題、記憶知識和了解人類自然語言的能力。人工智能的產生過程：對于人類因問題和事物而引起的刺激和反應，以及因此而引發的推理、解決問題及思考決策等過程，將這些過程分解成一些步驟，再通過程序設計，將這些人類解決問題的過程模擬化或公式化，使電腦能有一個系統的方法來設計或應付更復雜的問題，這套能夠應付問題的軟件系統，稱之為人工智能。
2.2 人工智能切合了遠程教育的要求
有研究者指出：人工智能是研究如何構造智能機器（智能計算機）或智能系統，使其模擬、延伸、擴展人類智能的學科。人工智能在教學領域應用的最直接結果就是誕生了智能教學系統。而所謂的智能教學系統是以計算機輔助教學為基礎而興起的，它是以學生為中心，以計算機為媒介，利用計算機模擬教學專家的思維過程而形成的開放式人機交流系統。由于它綜合了知識專家、教師、學生三者的活動，因此，與之相對應，智能教學系統一般分為知識庫、教學策略和學生模型三個基本模塊，再加上自然語言智能接口。人工智能的這些功能和模塊剛好切合了遠程教育的特點及要求。我們開展的遠程教育一直以來就強調以學生為中心，以學生自學為主，教師輔導為輔，教師通過計算機網絡系統對學生進行實時和非實時輔導，以此來完成學生的學習過程。因此人工智能適合應用于遠程教育教學過程。
2.3 人工智能能夠有效加強對學生的管理，提高學習效率
長期以來遠程教育為社會詬病的是，由于缺少師生間直接交流的機會，造成教師對學生的組織和管理方面的困難。如果我們僅僅依據學生登錄次數、登錄時間等方面來評價學生學習情況，這樣往往造成對學生學習的錯誤評價，但對遠程教育的教師來說也只能做到這些。但如果我們將人工智能引入遠程教育，它可以依據自己強大的功能，通過對學生情況的數據分析，科學提供學生的學習能力、認知特點及當前的知識水平。更為重要的是，通過對這些信息的分析，它能為每位學習者制定適當的教學內容和教學方法，為學生提供個性化的學習服務，切實提高學生的學習效率，這是我們遠程教育所倡導的最佳服務的效果。
2.4 人工智能可以從某方面解決農村遠程教育師資力量
如上所述，由于城鄉間經濟差距，造成了長期以來城鄉教育發展失衡，廣大農村地區師資力量較為薄弱，特別是遠程教育方面。這一問題解決的根本途徑在于縮小城鄉經濟差距，但這并非一朝一夕就能解決的問題。因此農村師資力量特別是遠程教育師資力量的解決，需要一個過程。而人工智能技術利用了計算機模擬教學專家的思維過程而形成的開放式人機交流系統，它集知識專家和教師于一身。廣大學員可以通過自然語言系統，實現正真意義上的人機對話，完成適時的學習輔導過程，這從某種程度上解決了師資短缺的問題，為農村遠程教育的發展提供了一條新的發展思路。
2.5 人工智能能夠有效解決農村遠程教育資源建設問題
目前我國農村遠程教育在資源方面存在的問題除了數量較少，質量也不高，許多網絡課程資源僅僅是課本的翻版，雖然資源制作者利用現代資源制作手段，以文字、視頻及圖片等手段來展現知識，但知識之間的邏輯聯系性方面存在不足。這給學習者有效學習帶來極大不便，影響了學習效果。而人工智能技術，能夠對現有的網絡課程資源進行智能加工，對知識結構進行重新構建，對知識間的層次性、邏輯性進行重新編排，為學習者展示學習重點、難點，切實提高學習效率。使資源更加優質高效。
2.6 人工智能能夠提供實時交流，解決網絡教學平臺的不足
由于人工智能集知識專家、教師與一身，可以通過自然語言系統，開展人機對話，通過討論解決學生遇到的問題。能改變傳統網絡教學平臺缺乏及時交互性的問題。能夠解決網絡教學平臺的不足。促進農村遠程教育的發展。
3 結語
人工智能技術是計算機科學發展的成果之一，它具有智能、高效、優化的強大功能，許多行業都利用人工智能技術提高效率。對我國農村遠程教育而言，如果能將人工智能引入，能從某種程度解決因為資金問題造成的師資力量缺乏問題；提高對遠程教育學生的管理，為他們提供個性化的高效遠程教育服務；能夠利用它強大的功能重新編輯網絡資源，讓它更有利于學生學習；同時人工智能還能提供自然語言接口，打破以往網絡教學平臺的弊端。相信通過引入人工智能技術，我國農村遠程教育會迎來新的發展。
參考文獻
[1]張震，王文發.人工智能原理在人類學習中的應用[J].吉首大學學報，2006（1）：39-41.
[2]武晶晶.關于人工智能教育應用的幾個問題[J].教育教學論壇，2012（9）：159-160.
[3]張.人工智能與教育技術[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2005（6）：228-230.
[4]張小永.陜西農村現代遠程教育資源建設初探[J].陜西農業科學，2011（4）：228-230.
篇4
【關鍵詞】計算機 人工智能技術 系統
人工智能（Artificial Intelligence）是研究使計算機模擬人的學習、推理、思考、規劃等思維過程和智能行為的學科，用過對計算機實現智能的原理的研究，制造出類似于人腦智能的計算機，使計算機實現更高層次的應用。隨著信息技術的發展和網絡的廣泛普及，人們教育觀念正在悄然改變，新型的教育模式正在成形，計算機網絡遠程教育迅速發展，然而由于計算機網絡遠程教育發展尚不成熟，實際應用過程中存在諸多問題，而人工智能的引入，則使計算機網絡教育水平提升到一個全新的發展臺階，并展現了其廣闊的發展前景[1]。
一、人工智能技術概況
人工智能是通過研究人的智慧機理和思維過程，利用計算機體現和模擬人的智能行為。人工智能自其正式提出至今短短幾十年內取得飛速的發展，已經成為一種成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧，在進行信息分析處理時可以采取語音識別，實現人機對話，所以其應用范圍自其發展以來逐步向諸多領域擴展，如醫學、建筑學、地質學、機械等，而其研究課題也不斷深入，如專家系統、機器人、自然語言處理系統、博弈等。人工智能具有理解經驗并從中學習、辨別模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地對新環境做出反應、在解決問題時使用推理進行有效的推導、能處理復雜的情況、應用知識控制環境等諸多能力。人工智能是一個知識信息系統，知識在人工智能中占據重要的地位，計算機的智能只有通過對知識的發現、儲存、學習、推理和決策才能展現出來。人工智能主要有以下優勢：首先，由于知識儲存與計算機系統中，為人們知識傳播和復制帶來了極大的便利，計算機網絡技術的發展，使知識的傳播和復制突破時間和空間的限制，為人們帶來無限的知識共享。其次，人工智能系統拓展了知識信息獲取渠道，同時在某些任務處理的質量和速度上，人工智能展現的能力驚人的能力，遠非人類所能及[2]。
二、人工智能技術在計算機網絡教育中的應用
（一）智能決策支持系統
智能決策支持系統（IntelligentDecision Support System）是由決策支持系統與人工智能結合的產物，在網絡教育領域的應用展現出廣闊的發展前景。智能決策支持系統在數字圖書館中的應用，則使得決策目標和進行問題的識別更加明確，幫助決策者建立起完善的決策模型，提供多種備選方案，同時對各種備選方案進行選擇、優化、比較、分析，從而使決策者的決策更加準確、有效[3]。
（二）智能教學專家系統
智能教學專家系統ITES（Intelligent Teaching Expert System）是傳統CAI系統轉向的主要方向，是一種開放式交互教學系統，通過智能教學專家系統利用計算機對專家教授教學思維的模擬，從而為教學提供一個良好的智能環境。一方面，學生可以通過智能專家系統獲取知識，另一方面，智能教學專家系統能根據學生的具體實際情況（包括知識儲備、能力、學習方式等）進行知識傳授，從而使教學效果大大提升。在智能教學專家系統中，智能計算機輔助教學占據重要地位，具有以下智能：首先，自動生成各種問題和練習，并在教學內容理解的基礎上，形成問題解決方案，同時還能自動生成和理解自然語言；其次，能根據學生的自身實際情況，對學生的學習內容和教學進度進行合理調整，并對教學內容具有解釋咨詢的能力；再次，能對學生的錯誤進行判斷，評價學生學習行為，并幫助學生糾正錯誤，同時使自身教學策略得到完善。
（三）智能導學系統
智能導學系統（Intelligent Induct-learning System）是現代繼續安吉網絡教育系統的重要組成部分，是實現計算機網絡教育項目的保障。通過智能導學系統，能為學生提供一個良好的學習環境，并能快速地獲取其所需要的各種資源，從而使學習者獲得學習的全方位服務，進而達到學習的成功。智能Agent技術的智能導學系統，可根據學生的具體情況制定符合學生實際的導學策略，并為學生提供個性化、針對性的服務。在這種導學策略下，系統不僅能自動生成各種問題和解決方案，并且能合理規劃、調整學習內容和進度，同時能針對信息反饋內容及時修正導學策略，使導學策略更加合理科學[4]。除了上述3各種系統在計算教學中的應用，還有智能仿真技術（Intelligent Simulation Technology）、智能硬件網絡IHN（Intelligent Hardware Network）、智能網絡組卷系統INES （Intelligent Network Examine System）、智能信息檢索引擎 （Intelligence Information Retrieval Engine）等系統在計算機網絡教學中應用，這些人工智能在計算機網絡教學中的應用，共同推進了計算機網絡教學的發展。
三、結語
計算機網絡教育中加強對人工智能技術的引入，使我國現代計算機網絡教育呈現蓬勃發展的態勢，通過多種智能系統的應用，使計算機網絡教育的學習環境得到極大的改善，計算機網絡教育的時空制約進一步突破，大大延伸了計算機網絡教育的服務領域。隨著人工智能技術在計算機網絡教育中應用的深入研究和發展，未來計算機網絡教育的個性化將會更加突出，遠程教育也將實現更好的發展。
參考文獻：
[1]潘瑞玲，余輪.具有Agent功能的遠程教育系統的設計[J]. 福州大學學報（自然科學版）. 2012（03）：105-106.
[2]何丕廉，蘇成君，郝禎亮.網上虛擬教室中筆記系統的設計與實現[J]. 計算機工程與應用. 2011（18）：239-241.
篇5
關鍵詞:HPS教育;小學科學;人工智能
隨著我國教育的迅猛發展，作為科學教育重中之重的小學科學教育逐漸開始被大眾所關注，所以探索小學科學教育的新思路已成為教育改革的關鍵之一。多年來，我國不斷借鑒發達國家的教育改革理念與經驗，并進行本土化研究，促進我國教育發展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論，引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念，憑借著自身優勢在中國教育課程改革中占據了一席之地，也為中國科學教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學內部對科學反思和科學外部人員對科學本質認識的思考。最初，HPS指的是科學史(HistoryofScience)和科學哲學(PhilosophyofScience)兩大學科領域，但在20世紀90年代科學建構論流行后，科學社會學與科學知識社會學被引入科學教育，HPS逐漸演化成科學史(HistoryofScience)、科學哲學(PhilosophyofScience)和科學社會學(SociologyofScience)三者的統稱［1］:科學史即研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史;科學哲學則是對科學本性的理性分析，以及對科學概念、科學話語的哲學思辨，比如科學這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學社會學則討論科學處在社會大系統中，社會種種因素在科學發展過程中的地位和作用，這包括了政治、經濟、文化、技術、信仰等因素［2］。在國外，德國科學家和史學家馬赫最早提倡HPS教育，突出強調哲學與歷史應用至科學教學中的作用。我國HPS相關研究開始晚且研究規模較小，首都師范大學的丁邦平教授認為HPS融入科學課程與教學是培養學生理解科學本質的一個重要途徑［3］。
(二)HPS教育理念融入小學科學課程的必要性
運用科學史、科學哲學等進行教學是目前國際上小學科學教育改革的一種新趨勢。2017年，教育部頒布的《義務教育小學科學課程標準》標志著我國科學教育步入了新階段，其不僅要求達成科學知識、科學探究的相應目標，也要養成相應的科學態度，思考科學、技術、社會與環境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學技術的研究與應用中，需要考慮倫理和道德的價值取向，提倡熱愛自然、珍愛生命，提高保護環境意識和社會責任感”。HPS教育與小學科學課程的結合是教學內容由知識到能力再到素養的過程，是小學科學教育的新維度，改變了小學科學課程的教學環境。將科學課程中融入HPS教育的內容，可以幫助學生理解科學本質，研究科學知識是如何產生的，科學對社會的多方面影響以及科學和科學方法的優、缺點等。當《小學課程標準》將科學態度和價值觀視為科學教育的有機組成部分時，小學科學課程就有望成為HPS教育的天然載體，同時為小學科學課程滲透HPS教育提出了挑戰。目前，我國小學科學課程雖已有部分設計融入了HPS教育理念，但該融入過程仍停留在表面，融入程度低，融入方式單一。所以，研究HPS教育理念融入小學科學課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學科學課程的可行性
縱觀國內外已有的研究，將HPS教育融入小學科學課程可分為基于傳統課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學機構等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學技術大學先進技術研究院新媒體研究院、中國科學技術大學出版社三方通力合作、聯合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發行八萬套，在安徽省多個市區的小學得以應用，是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套，涵蓋了16個人工智能前沿研究領域知識點，每一節課都設有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本，以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學生的興趣，不僅可作為學校科學課讀本，也可以應用于課外場景。本文則以小學《人工智能讀本》為例，對HPS教育進行初步摸索與實踐，以期對小學科學教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學科學的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學科學實踐的典型案例，側重引導學生多維度、科學辯證地認識人工智能，內容包括機器學習、決策職能和類腦智能，以及人工智能的不同發展階段，帶領學生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰，培養學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”為例，分析HPS教育理念融入小學科學的實踐。
(一)科學史:提升課程趣味性
小學科學教育作為培養具有科學素養公眾的重要步驟，提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統的小學科學教育注重知識的傳遞而忽略了學習過程，填鴨式教學導致學生失去對科學的興趣與探索欲，不利于公民科學素養的整體提高。而科學史作為研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史，已經逐漸滲透到科學教育中來。科學史常常介紹科學家的事跡，某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程，而將科學史融入課程可以帶學生重回知識誕生的時刻，切身體會科學。讀本作為在小學科學教育中不可或缺的工具，利用科學史內容，以敘事方式可以將科學哲學與科學社會學的思想融入教學過程中，在讀本中融入歷史，可以提升課程趣味性，幫助學生更加容易探求科學本質，感受科學家不懈努力、敢于質疑的精神，提升科學素養。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”引入部分即以時間順序展開，介紹人工智能的發展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結婚的故事不僅為本章節提供了豐富的內容，提升了課程的趣味性，而且還融入了科學與哲學，引發讀者對于人工智能的思考。
(二)科學社會學:提升課程社會性
科學社會學是研究一切科學與社會之間的聯系與影響，包含科學對社會的影響和社會對科學的影響。科學是一種社會活動，同時也受到政治、經濟、文化等多方面影響，比如蒸汽機的誕生表明科學促進社會的發展。在科學教育的課堂中融入科學社會學不僅可以幫助學生理解科學問題，還可以通過介紹科學與社會之間的復雜關系，培養學生靈活、批判看待科學問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中，在介紹個人與技術的基礎上引入了政府和環境這兩個要素，使學生在更宏觀的背景下，獲得這樣一種認知:環境與技術之間有一把“雙刃劍”，個人與技術、政府與技術之間是相互促進的主客體關系。《人工智能讀本》并不全是說教性質的文字，在“試一試”中的辯論賽環節讓同學通過親身實踐，更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解，同學們可以更好地將學習知識與社會的背景聯系在一起，深刻體會科學中的人文素養，增強社會責任感。
(三)科學哲學:提升課程思辨性
以往研究發現，國內學科教材中關于科學史和科學社會學內容較多而且呈顯性，而對于科學哲學的融入內容不夠，且不鮮明。［3］科學哲學融入科學教育無疑可以提升學生的思辨性，幫助學生建立起對于科學正確而全面的認識。例如，《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中，引入人工智能倫理，通過介紹人工智能面對的挑戰、人工智能的具體應對策略，讓小學生了解人工智能技術發展的同時也要重視可能引發的法律和倫理道德問題，明白人與人工智能之間的關系以及處理這些關系的準則。通過“讀一讀”先讓學生明白倫理概念，再用一幅畫讓學生思考在算法的發展下，人類與機器人的關系如何定義，向學生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術倫理觀。通過這種方式，可以幫助學生逐步建立完整的科學觀，全面且思辨地看待科學，提升學生思辨性，進而提升科學素養。
三、HPS教育理念融入小學科學課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結合，具有知識性與趣味性的兒童科普讀物，著重引導小學生培養科學創新意識，提升人工智能素養，產生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學科學課程的初始，仍存在教育資源不充分、內容結合較淺等不足，為了將HPS教育更好融入小學科學課程，可從以下三方面加以改進。
(一)開發HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛，無論是學生的現實生活，還是歷史資料，都可以提供契機和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關的故事和現實案例，都可以作為教育資源，從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代，進行HPS教育資源開發時，應當注意借助最新的信息與通信技術增強資源的互動性，如互動多媒體技術、虛擬現實技術、增強現實技術、科學可視化技術等。在傳統的科學課堂教學中，主要是通過圖片文字講解，實驗演示及互動來開展。這種形式對于現實中能接觸到的實驗內容，如常見的動植物、可操作的物理化學實驗等，比較容易開展。而對于地球與宇宙科學領域的知識，或者一些已經不存在的動植物，則只能通過圖片視頻進行展示，不容易進行實驗展示。通過虛擬現實技術、增強現實技術等，則可以虛擬出世界萬物，如不易操作的物理化學實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現實的手段得以呈現。這些技術或能使教學內容變得生動形象，或通過營造沉浸感以使學生有更佳的情境體驗，或讓學生與教學資源進行交互從而自定義內容，服務于學生科學素養提升的終極目的。
(二)對小學科學教師進行培訓
HPS教育的關鍵是從社會、歷史、哲學等角度對自然科學內容進行重新編排，并不是將大量的內容或學科知識簡單相加，這對教師能力也提出了更高要求。目前，人工智能教學領域常常出現“學生不會學、老師不會教”的狀況，《人工智能讀本》作為內容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時，也需要提升教師的教學能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學人物，所有的學生主體也是歷史中的主體，他們也身處于社會中，并且對于生活中的各種科學現象有著自己的思考。所以教師身為引導者，需要注意到學生的思考，深入挖掘，鼓勵他們對所思內容進行反思并付諸實踐。科學史和科學哲學應當成為科學教師教育項目中的一部分，這能讓科學教師更好地理解他們的社會責任。為此，對職業科學教師進行HPS培訓便是必要的。
(三)多場景開展小學科學教育
科學素養不是空洞的，它來自學生的認識體驗，并從中獲得生動、具體的理解和收獲。《人工智能讀本》作為方便攜帶的讀本，不僅可以在小學科學課堂中作為教材使用，也可以應用在其他場景，如研學旅行、科技館等場所。課堂學習只是小學科學教育中的一個環節，家庭、科技館等也可以進行科學教育。例如，科技館與博物館可以以科學家和歷史科學儀器為主題舉辦展覽，展覽中融入HPS教育理念，學生在參觀和學習過程中學習有關科學內容。一些歷史上大型的科學實驗，學校教室或實驗室無法滿足條件，但在大型的場館中可以實現。例如，研學旅行作為目前科學教育中最受歡迎的方式之一，已被納入學校教育教學計劃，列為中小學生的“必修課”，正逐漸成為學生獲得科學知識的另一個途徑。研學旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式，通常伴隨著知識教育的過程，包括科學知識的普及，所以也是開展小學科學教育的重要場所。在該場景下，運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學教育往往取得事半功倍的效果。
結語
目前，HPS教育理念已經積極嘗試運用到小學科學教育中，包括學校內的正式學習以及學校外如科技館、博物館、研學旅游中的非正式學習之中。其中，科技史以時間維度為線索創造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學社會學以科學與社會之間的相互關系幫助學生理解科學本質，提升科學素養;科學哲學則以哲學的視域審視科學的誕生提升學生思辨能力。未來，HPS教育結合小學科學則需要更深入，在資源開發、教師培訓以及應用場景等方面加以改進，為提升國民科學素養做出努力。
參考文獻:
［1］袁維新．國外科學史融入科學課程的研究綜述［J］．比較教育研究，2005，26(10):62-67．
［2］張晶．HPS(科學史，科學哲學與科學社會學):一種新的科學教育范式［J］．自然辯證法研究，2008，24(9):83-87．
［3］丁邦平．HPS教育與科學課程改革［J］．比較教育研究，2000(06):6-12．
篇6
蘇霍姆林斯基在《教育藝術》中認為，“在人的心靈深處有一種根深蒂固的需要，就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中，這種需要特別強烈”。我們要敢于打破傳統的教學模式，運用現代教育技術培養真正適應于經濟社會發展的創新型和國際化人才。現代教育技術是伴隨現代科技的發展，特別是電子、通訊、計算機的飛速發展而產生的，也是現代教育理論發展到一定階段的產物。
作為新一輪科技革命的代表，人工智能（AI）技術已經或正在顛覆性地改變著許多行業和領域，而教育就是其中之一。來自谷歌的世界頂尖的人工智能專家團隊將AI的智能l展劃分成了三級：第一級是“弱人工智能”，只能夠專注在一個特定領域，如下圍棋；第二級是“強人工智能”，能夠達到或超過人類水準；第三級是比人類聰明1000萬倍的人工智能。
目前，“弱人工智能”已經滲透到我們生活的方方面面：搜索引擎、實時在線地圖、手機語音助手、智能客服等都運用了人工智能技術。盡管人工智能要從感知、行為和認知三個維度全面模擬甚至超越人類，還有很長的路要走，但目前的AI憑借強大的計算能力、存儲能力和大數據處理能力，已經改變著傳統教育模式與教育形式，在破解教育資源不均、提高教育效率和教學質量、提供個性化精準化教學、優化教育評價系統等方面將發揮重要作用。
浙江西湖高等研究院人工智能研究室主任于長斌認為，人工智能下一步應用可能是遠程教育、自我強化教育，甚至是教育領域的機器換人。從人工智能現階段研究成果來看，機器人做數學題、英語題完全沒有問題，有科學家還成功用人工智能自動生成科研和學術論文，其中有一些甚至被期刊錄用。
高考機器人
在今年6月7日的“高考”中，人工智能機器人AI-Maths在數學科目的兩套試題考試中分別取得了105分和100分的成績。整個答題過程中，機器人不聯網、不連接題庫、無人工參與，全由機器人獨立完成解答。研究人員表示，由于AI-Maths在識別自然語言時遇到了一些困難，導致部分考題失分。
AI-Maths先后解答了2017年數學科目高考的北京文科卷和全國Ⅱ卷的試題，分別用時22分鐘和10分鐘，北京文科卷得分105分，全國Ⅱ卷（數學）得分100分。對這臺機器人來說，解答一道題目的時間最快不到一秒。此前總共做了不到500套試卷，大約12000道數學題。而一個中國學生，按照每天10道數學題估算，到高考前已經做了大約30000道數學題。
考試結果顯示，這臺高考解題機器人在不依賴大數據的前提下，邏輯分析能力遠超人類，但在文意理解、多樣性思維上要比人類遜色得多。參與閱卷的資深數學老師表示，AI-Maths相當于中等成績水平的高中畢業生，失分主要是因為“讀不懂題目”，遇到一些人類語言（而非數學語言）時，無法理解。
專家指出，這次機器人不得高分的原因較多，首先這個機器人并沒有代表機器人的最高水平，其次機器人沒有聯網，不能夠聯想自己的知識，這樣得低分也是理所當然的了。經過更多的訓練和學習以后，未來AI-Maths會取得更好的成績。
該機器人是由成都準星云學科技有限公司研發的一款以自動解題技術為核心的人工智能系統，誕生于2014年。該公司參與了科技部的863“超腦計劃”。
同時進行的另一場機器人高考測試中，學霸君的Aidam首次與6名高考理科狀元在北京同臺PK，解答2017年高考文科數學試題。Aidam的成績為134分，6名狀元的平均分為135分。Aidam答題耗時9分47秒。為了展示，Aidam當天答題放慢了六倍速度，平時每道題完成時間應該在7-15秒。
從2014年開始，國內人工智能引領者科大訊飛就聯合了包括北大、清華等在內的超過30家科研院校和企業，共同開啟了一項隸屬國家863計劃的“高考機器人”項目，他們希望通過這個項目的實施，研制出能夠參加高考并在2020年考上北大、清華的智能機器人。“超腦計劃”匯集了國內近60%的人工智能專家，其重點就是要研究突破機器的知識表達、邏輯推理和在線學習能力。
目前，高考機器人在英語學習方面也取得階段性成果：一是翻譯，已經能夠讓翻譯能力達到高考入門水平。二是在廣東地區的英語高考、中考場景中，在發音準不準、填空題選擇題，判斷你懂不懂知識上，機器已經超過人工。三是口語作文實現突破。比如給學生一個題目《My Mother》，現在AI機器的評測打分已經比人類打分更精準。
有人提出了一個十分滑稽的問題，那就是人工智能要是通過高考考上大學，是不是意味著我們的教育培養出來的就是考試的機器？這個問題的邏輯不一定嚴密，但巧妙地折射出了現行教育體制的一些問題。如果以應試為主的教育方式不改變，智能機器取代老師幾乎是必然。更可怕的是，這樣的教育培養出的人也將被智能機器淘汰。
AI閱卷批改作業
面對龐大的考生規模和多種多樣的考試，專家和老師閱卷成為一個獨特的景觀。從傳統的紙筆閱卷到網上閱卷，再到今天的機器智能閱卷，AI可以輕松解決繁重復雜的閱卷難題，大大提高閱卷的效率和質量。
通過對試卷進行數字化掃描、格式化處理，轉換成機器可識別的信號，機器就能按閱卷專家的評判標準，進行自動化閱卷，還可以自動檢測出空白卷、異常卷，并給出最終的評閱報告及考試分析報告。原來三個月的工作，現在一周就能完成，而且更準確、公正。
中國教育部考試中心對“超腦計劃”的閱卷工作進行了驗證，結果是，在“與專家評分一致率、相關度”等多項指標中，機器均優于現場人工評分。
除了代替人工閱卷，人工智能還可以幫老師做批改作業、備課等重復枯燥的工作，不僅節省大量時間，還可以減少工作量。
語音識別和語義分析技術的進步，使得自動批改作業成為可能，對于簡單的文義語法，機器可以自動識別糾錯，甚至是提出修改意見，這將會大大提高老師的教學效率。
今年兩會期間，科大訊飛董事長劉慶峰在提案中提到，科大訊飛的英語口語自動測評、手寫文字識別、機器翻譯、作文自動評閱技術等已通過教育部鑒定并應用于全國多個省市的高考、中考、學業水平的口語和作文自動閱卷。而基于國家“十三五”863“基于大數據的類人智能關鍵技術與系統”階段性成果構建的“訊飛教育超腦”已在全國 70% 地市、1 萬多所學校應用。
國外也有多個智能測評公司和實踐案例。GradeScope是美國加州伯克利大學一個邊緣性的產品，它旨在簡化批改流程，使老師們更專注于教學反饋。目前有超過150家知名學校采用該產品。MathodiX是美國實時數學學習效果評測網站，算法會對每一步驟都進行檢查、反饋。
美國教育考試服務中心（ETS）是世界上最大的私營非盈利教育考試及評估機構，已經成功將AI引入SAT和GRE論文批改，同人類一起扮演評卷人角色。
計算機科學家喬納森研發了一款可進行英語語法糾錯的軟件，不同于其他同類型軟件的是，它能夠聯系上下文去理解全文，然后做出判斷，例如各種英語時態的主謂一致，單復數等。它將提高英語翻譯軟件或程序翻譯的準確性，解決不同國家之間的交流問題。
雖然人工智能可以閱卷、批改作業，但誠如《信息時報》刊發的《推廣“機器人老師”可為廣大教師減壓》一文所言：教育需要尊重“異質思維”，同樣的問題，學生會給出差異化、個性化的答案；目前“機器人老師”在閱卷、批改作業的時候會有明顯的局限性，可能更適用于客觀題卻不適用于主觀題。
不可否認，最初機器是用來輔助人工教學的，未來的趨勢則是人輔助機器，而這個過程會一次次重塑考、學、教、管的服務流程。未來，當進入強人工智能和超人工智能時代，機器人更像是老甚至在許多方面超越老師。
機器人當老師
城鄉、區域教育鴻溝，擇校問題，學區房問題，都是教育教學資源不均衡導致的，歸根到底是優秀教師的稀缺，而智能教育機器人則是解決這一問題的有力工具。“機器人老師”不僅有助于解決師資不足和師資結構不合理等難題，還能大大緩解社會矛盾，促進教育公平。
目前國內已涌現出像魔力學院這樣的創業公司。幾年前魔力學院創始人張海霞從北大畢業時，她的畢業論文是國內最早對人工智能教學進行研究的學術論文，同時在上大學期間，她就已經是新東方出國留學部最好的英語老師。這種雄厚的技術和教學背景，讓她成為國內最早一批人工智能領域的創業者。
“與大多數互聯網教育領域的產品不同，魔力學院從一開始，我們要解決的問題就是用人工智能機器替代老師進行講課。曾經有很多投資人建議我們妥協一下，暫時用真人老師講課，后面再一步步地進化到人工智能老師，但我們從來沒有妥協。”張海霞說。
直到2016年3月，魔力學院第一個商業化的版本上線，企業開始有了第一筆收入，成為全球在人工智能老師這個領域第一家產品上線的創業公司，也是第一家實現了持續收入和盈利的創業公司。至今，在人工智能老師這個領域，魔力學院的相關產品仍然是惟一能從教、學、練、測各個維度提供人工智能老師教學的公司。
目前在新東方也開始這樣的實驗，教室里沒有人類老師上課，機器人將重要知識點經過搜集和教學設計后，用非常幽默的方式向學生傳授，從課堂效果來看，“學生很愿意聽”。
新東方教育集團董事長俞敏洪認為，未來10年內，教師七成教學內容一定會被機器取代。不過，缺少人類老師的教學必然不完整，因為課堂教學不光是把知識點告訴學生，更需要對學生開展知識融合、創造性思維、批判性思維等能力訓練。對于這些思維方式的訓練教學，機器人老師還無法勝任。“未來的課堂將是機器人智能教學、老師情感和創新能力的發揮及學生學習的三者結合。”
除了民辦教育在積極引入機器人老師，我國的“福州造”教育機器人已在部分城市的學校開始“內測”，今后有望向全國中小學推廣。這款教育機器人除了幫助老師朗誦課文、批改作業、課間巡視之外，還能通過功能強大的傳感器靈敏地感知學生的生理反應，扮演“測謊高手”角色。一旦和“學生機”綁定，可更清楚地了解學生對各個知識點的掌握情況。
對于機器人老師，國外早有應用。2009年，日本東京理科大學小林宏教授就按照一位女大學生的模樣塑造出機器人“薩亞”老師。“薩亞”皮膚白皙、面龐清秀，皮膚后藏有18臺微型電機，可以使面部呈現出6種表情。她會講大約300個短語，700個單詞，可以對一些詞語和問題做出回應，還可以學會講各種語言。“薩亞”給一班10歲左右的五年級學生講課，受到新奇興奮的孩子們的極大歡迎。
教育是塑造靈魂的特殊職業，教師是人類靈魂的工程師，面對的都是活生生的具有不同個性情感的學生，在價值觀塑造和創新思維啟發方面，“機器人老師”有著明顯的局限性。盡管機器人老師不知疲倦，知識淵博，能平等地對待學生，加上它的特殊身份能激發學生的學習興趣和動力，然而機器人永遠無法完全替代“真正的人類教師”。
當老師們從繁重的重復性工作中解放出來，實際上可以將更多的時間和精力花在富有創造性的工作上。比如培養學生的素質和情商，激發學生對學習的熱情，鼓勵學生獨立思考，形成自己的價值觀和思想體系，成為有美好人格和創新能力的個體。
實際上，老師充當的是一個引導者、啟發者的角色，老師做的應該是“準備環境-引導孩子-觀察-改進環境-再引導-退出-再觀察”。極少干預和不斷引導，讓孩子能最大限度地擁有獨立性、專注度和創造力。
機器人進課堂是大勢所趨。不久的將來，人類老師將負責進行情感、心理、人品、人格上的健康教育和品德教育，以及各類知識的融會貫通、學習方法的引導、創新能力的培養。而知識教育這部分，將會以“機器換人”的形式讓渡給人工智能。這將對老師提出更高的要求，因為除知識教育外的這些教學內容，需要由真正有能力的老師來傳授。“老師要避免被機器取代，就要先避免自己成為機器。”
可見，教師需要快速適應現代化教學需要，熟練使用各類領先科技產品，提升綜合素質，這將決定教師本人的去與留，更是教育希望與未來的關鍵所在。
個性化教育
因材施教在我國已有2000多年歷史，但在我國應試教育大環境下，根據學生不同的認知水平、學習能力以及自身素質來制定個性化學習方案，真是說易行難。當傳統思想與尖端科技相結合，因材施教的可行性有了大幅提高。人工智能介入后，個性化教育有兩條實現途徑。
一是構建知識圖譜。構建和優化內容模型，建立知識圖譜，讓學生可以更容易地、更準確地發現適合自己的內容。國外這方面的典型應用是分級閱讀平臺，推薦給學生適宜的閱讀材料，并將閱讀與教學聯系在一起，文后帶有小測驗，并生成相關閱讀數據報告，老師得以隨時掌握學生閱讀情況。
Newsela將新聞與英語學習融為一體。通過科學算法衡量讀者英語水平，抓取來自《彭博社》《華盛頓郵報》等主流媒體的內容，由專人改寫成不同難度系數的版本。LightSail也是相同應用，不過它的閱讀材料是出版書籍，它收集了適合K12學生閱讀的來自400多個出版商的8萬多本圖書。
2015年底Newsela用戶量超過400萬，LightSail和紐約市教育局、芝加哥公立學校、丹佛公立學校等機構達成了合作，而目前我國沒有如此規模、與官方達成合作的個性化閱讀學習平臺。
二是自適應學習。人工智能可以從大量的學生中收集數據，預測學生未來表現，智能化推薦最適合學生的內容，最終高效、顯著地提升學習效果。當一個學生閱讀材料并回答題時，系統會根據學生對知識的掌握情況給出相關資料。系統知道應該考學生什么問題，什么樣的方式學生更容易接受。系統還會在盡可能長的時間內保留學生信息，以便未來能給學生帶來更多的幫助。
在美國喬治計算機學院，有一門課叫“人工智能概論”。這門課是艾薩克?格爾教授創建的。他有一個教學助理叫吉爾。這個課程的特點是以問答方式授課，學生提問，老師和助教回答。第一年就有大約1000多名學生參與，提出了超過1萬個問題，其中40%的問題是由助教吉爾回答的。讓學生驚奇的是，吉爾竟然是一個機器人，而且教了他們整整一個學期。格爾教授采用IBM沃森界面，創建了這個AI驅動的BOT交互系統，也開發了整個課程的內容和形式。
篇7
>> 研究生人工智能系列課程教學改革 研究生人工智能課程教學探索 研究生“人工智能”課程教學改革探索 人工智能實驗課教學改革研究 人工智能課程全英文教學改革 創新型人工智能教學改革與實踐 《人工智能》碩士課程教學改革的研究與實踐 落實科學發展觀,深化“人工智能”課程的教學改革 面向人工智能的信息管理與信息系統專業教學改革 人工智能課程教學方法研究 人工智能的應用研究 日本巨資扶持人工智能研究 人工智能系列課程研究 高中人工智能教學初探 《人工智能》雙語教學初索 人工智能雙語教學建設 人工智能實驗教學探討 “人工智能”之父 人工智能 AI人工智能 常見問題解答 當前所在位置：l(美國人工智能協會)、caiac.ca/(加拿大人工智能協會)等，它們包括了學科前沿動態、討論交流及大量的代碼資源等。通過使用這些資源，學員可及時了解人工智能最新發展動態，進行人工智能程序設計的交流及對一些問題進行較為深入的探討。
2教學方法研究
研究生教學應更突出學生的主體地位，注重發揮其學習的主動性和自覺性，為此，課程組結合課程特點，在教學方法進行了如下探索。
2.1加強教學設計
教學設計就是對教學活動進行系統計劃的過程, 是教什么(課程內容)及怎么教(組織、方法、策略、手段及其他傳媒工具的使用等)的過程[2]。在教學過程中，每節課授課前，堅持集體備課的原則，由課程組集體討論選定授課內容，補充閱讀文獻，根據授課對象與課程內容特點，確定課堂組織方式，采用的授課方式以研討式教學為主，給合講授、實驗、自學等。
2.2抓好課堂教學環節
教學方法與教學手段是保證課堂教學效果的關鍵。本課程授課對象主要為碩士研究生，他們的接受能力較強，有一定的求知欲。由于學員人數較少，授課方式可靈活組織。教室有完備的多媒體設備，基本的軟件實驗環境，教學過程可采用靈活教學方法、多種教學手段，提高教學效率，保證授課質量。
1) 以研討式為主的教學方式。研究生教學應堅持學術研究為導向，發揮學員在學習過程中的主動性和自覺性。由于研究生學員有一定的學習基礎與自學能力，教員可以在課前給學員布置預習內容，學員通過查閱資料、分析整理進而形成自己的觀點，使在課堂教學中師生互動交流成為可能，改變傳統的教員講，學員聽的灌輸式教學方式。研討式教學也有力于培養學員積極思考、創新思維的習慣與能力。
2) 教學手段的信息化。人工智能原理教學一個突出矛盾是知識點多、內容抽象、理論性強，但學時較少，因此，必須發揮現代教學手段的作用，提高教學效率。為此，課程組對每節課都精心設計了教學課件，課堂教學中以課件為主，輔以板書，充分利用多媒體信息量大、直觀等優點，改善教學效果；引入教學聲像資料，便于學員課下學習；設計演示程序，使部分比較抽象、不易于理解的內容，如子句歸結、搜索策略更形象直觀，易于學習和掌握。
3注重培養學員學術研究能力
學術能力是指專門對某一學問進行系統的哲理或理論研究的能力，它不僅包括思辨的方面，還包括實踐及感性的敏感力等方面。研究生階段學習的一個突出特點是要求學習的主體――研究生必須具備研究的能力[3]。論文寫作是培養、鍛煉、提高研究生的學術能力的重要途徑，在教學實施過程中，要求每個專題學習結束后，都要提交一份格式符合期刊發表要求的總結報告，題目可自行選定，也可由教員指定；內容既可以是人工智能該專題某一算法的實現，也可以是對某一問題的進一步研究，或者是對該專題最新研究進展的綜述。教員重點在以下幾個方面予以指導。
1) 選題準確。要求選題不能過于宏大，應以小題目反映大問題，具有一定的可研究性為宜。
2) 研究內容。研究目標明確，方法恰當，能夠提出自己的見解，所提觀點正確。
3) 論文結構。結構清晰、完整，論述嚴謹，表達規范。
4) 占有文獻豐富。撰寫過程中要有意識培養學員查閱科技文獻的能力，要求查閱反映最新研究成果的權威文獻。
4加強實驗環節教學
人工智能教學在進行各種理論知識講授的同時，還應重視實踐教學，把抽象的知識轉化為形象、直觀的實驗，讓學員真正理解人工智能的概念、本質、研究目標，從而提高學員多角度思維的能力和邏輯推理能力，進一步了解信息技術、計算機技術發展的前沿，培養他們對人工智能研究的興趣，激發對人工智能技術未來的追求。為此，課程組借鑒國內外知名大學人工智能實驗教學經驗，編寫了《人工智能原理實驗指導書》，圍繞問題表示、經典邏輯推理、不確定推理、搜索策略及簡單專家系統實現等教學內容提供了7組實驗供學員選擇。
例如，在狀態空間搜索一節教學過程中，先完成理論部分的教學，使學員對狀態空間基本概念、問題表示及求解方法有一個準確的認識，然后進行實驗教學。由學員自主完成重排九宮問題求解的程序，初始狀態和目標狀態如圖1所示，調整的規則是，每次只能將與空格(左、上、下、右)相鄰的一個數字平移到空格中[4]。實驗過程重點指導學員掌握狀態空間進行問題求解的關鍵步驟：問題表示和搜索策略。問題表示就是要確定該問題的基本信息及程序實現的數據結構，基本信息有初始狀態集合、操作符集合、目標檢測及路徑費用函數，數據結構可采用向量、鏈表等形式；搜索策略可分為盲目式搜索和啟發式搜索，可按照先易后難的原則，先實現盲目搜索中的廣度優先及深度優先搜索，在此基礎上再定義估價函數實現啟發式搜索。而在啟發式搜索實現過程中，又可以通過定義不同的啟發函數：如某狀態格局與目標節點格局不相同的牌數、不在目標位置的牌距目標位置的距離之和等加以比較，準確理解啟發函數的意義。通過實驗，學員加深了對課堂講授的理論知識的理解，能夠熟練地將狀態空間法運用于實際問題的求解，提高了工程實踐能力。
實驗教學組織方式可根據具體的實驗內容特點，采用上機編程實驗、演示程序驗證、模擬平臺開發、分組討論等多種形式進行。
5適度開展雙語教學
研究生的英語基礎普遍較好，基本都通過了國家公共英語四級考試，部分學員通過了六級考試，加之在本科階段還開設了專業英語課程，因此，在培養研究生人工智能知識的同時，我們要提高學員閱讀原版英文資料、用英語進行簡單科技寫作及對外學術交流的能力，適度開展雙語教學，對此，我們可采取以下基本方式。
1) 專業術語全部用英語表示。
在教學過程中用英語表達人工智能原理中的專業術語和主要概念，如Knowledge Representation(知識表示)、Depth-First Search(深度優先搜索)、Breadth- First Search(廣度優先搜索)等。
2) 以英文原版教材為教學參考書。
選定機械工業出版社出版的《Artificial Intelligence Structures and Strategies for Complex Problem Solving》為參考書，該書“是人工智能課程的完美補充。它既能給讀者以歷史的觀點，又給出所有技術的實用指南[5]。”
3) 加強英文文獻的閱讀。
在課程論文撰寫時，要求閱讀一定數量的外文文獻；在討論課中，鼓勵學員使用英語進行討論。
經過課程學習，學員都能準確掌握人工智能學科專業詞匯，英文運用能力得到一定提高，能較自如地閱讀原版英文專業資料，為進一步用英文進行學術交流及學術論文寫作打下基礎。
6考試與成績評定改革
考核方式采用傳統的試卷與課程論文、實踐環節等三部分組成，全面考查學員對基礎理論知識掌握情況以及理論聯系實際的能力，其中試卷占70%，課程論文占10%，實踐環節占20%。課程論文題目不作限制，由學員在課程學習階段結合某一專題選定題目，課程論文以選題意義、研究內容、論文結構、參考文獻及撰寫規范等指標為評價依據；實驗成績采用實驗過程考查、實驗結果驗收和實驗報告評閱相結合的考核方法，綜合評定。這樣做不但考核了學員人工智能基本理論掌握情況，也反映了學員的學術研究能力和工程實踐能力。同時，考核結合實際教學進程，改變了單一課終總結性考核的弊端。
7結語
經過課程組近兩年的教學方法研究與教學實踐，研究生人工智能原理課程教學收到較好的效果，但仍存在一些問題，如在課堂討論環節，個別學員準備不充分、討論不夠深入；課程論文撰寫選題隨意，文獻綜述不夠全面、準確，論文格式不夠規范等。在今后的授課中，課程組將根據授課研究生人數較少的特點，采取明確每名學員預習重點、加強課程論文交流等方式予以改進，力求取得更好的教學效果。同時，進一步充分利用便利的校園網平臺，開展“人工智能原理”網絡課程建設，購買或自主開發網絡教學資源，引導學員利用網絡資源進行個性化自主學習，增強教學過程的信息化程度。
參考文獻：
[1] 王永慶. 人工智能原理與方法[M]. 西安:西安交通大學出版社,2002:1.
[2] 李志厚. 國外教學設計研究現狀與發展趨勢[J]. 外國教育研究,1998(1):6-10.
[3] 肖川,胡樂樂. 論研究生學術能力的培養[J]. 學位與研究生教育,2006(9):1-5.
[4] 周金海. 人工智能學習輔導與實驗指導[M]. 北京:清華大學出版社,2008:204.
[5] George F.Luger.Artificial Intelligence Structures and Strategies for Complex Problem Solving[M].北京:機械工業出版社,2009:754.
Reform on Postgradrates Artificial Intelligence Course Teaching
TAN Yuehui, QI Jianfeng, WANG Hongsheng, LI Xiongwei
(Department of Computer Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)
篇8
關鍵詞：人工智能；研究生教學；教學方法
人工智能是一門研究機器智能的學科，是在研究人類智能行為規律的基礎上，利用人工的方法和技術，研制智能機器或智能系統來模仿、延伸和擴展人的智能，實現智能行為。在知識經濟向智能經濟高度發展的今天，人工智能具有重要的理論意義和社會價值。人工智能理論已經滲透到各個領域，人工智能技術也得到廣泛應用，許多研究成果已經進入人們的生活。
人工智能課程是一門多學科交叉的課程，具有很強前沿性，涉及哲學、認知科學、行為科學、腦科學、生理學、心理學、語言學、邏輯學、物理學、數學等眾多領域；涉及面寬，內容廣泛，更新快。人工智能課程的開設能夠更好地培養學生的創新思維和技術創新能力，培養學生對計算機前沿技術的前瞻性，提高他們的科技素質和學術水平[1]。
人工智能課程內容的廣泛性、前沿性和應用性特點決定了授課方法的多樣性。與本科生相比，研究生在教育目標和身心特征方面都有較大的區別。筆者多年從事研究生人工智能課程教學工作，現總結多年教學經驗如下。
1研究生培養目標及其教學特點
研究生教育階段的教育目標是使研究生形成具有個性化的研究品格、研究定向和研究視野，以具有獨立思考并獲得獨創研究成果的能力[2]。從這一意義上講，個性化是研究生教育培養目標的構成主體。尤其隨著我國經濟持續高速增長，社會對知識創新、新經濟生長點的期望值增大，這就要求我國研究生教育在其培養目標的定位上不僅要重視人才培養的高層次性，更要重視創新能力、實踐能力和創業精神的培養。并且，研究生身心發展已較成熟，具有較穩定的個性特征，思維力強，具有較高的專業性思維意識和創造力，為獨立地進行專業研究活動提供了心理上和智力上的保證。而且，研究生已具備了基礎理論和專業知識，特別是有一定工作經歷的研究生，他們不僅有本科教育階段的知識積累，也有應用這些知識的經驗，對于擴大其專業知識領域并進行研究有著積極主動的態度。總之，從年齡構成及身心特征上講，研究生適應高層次、跨學科知識領域的學習和研究。
研究生的特征及其教育目標決定了研究生教學不應該是由教師講授已定論的知識，而應是以教學為基本依托，通過教學提出具有研究性、探索性、未確定性甚至是尚存爭議性的課題，激勵研究生獨立思考和質疑，讓他們在思考和質疑的過程中提出問題，培育他們發現問題、提出質疑的科學批判精神，訓練并提高其創新能力、實踐能力和創新精神。創新精神和創新能力主要表現在具有健全的人格、強烈的責任感、開放的心態、團結合作的精神、嚴謹科學的思維能力和創新思維方式。
個性是創新的源泉，研究生課程體系的設置應該具有一定的靈活性，依據研究生不同的知識基礎和研究定向，設置具有彈性化的課程，使研究生的個性化得以凸顯。另外，為提高研究生專業研究和創新能力，在課程教學中，也應凸顯教學的研究性和專業性，重視專業領域背景知識和研究方法的講授，開展跨學科、非專業知識的教學，教學內容應涵蓋專業領域的研究熱點、難點、爭議問題和最新研究動態，還應包括交叉學科、邊緣學科的研究趨勢，以擴展學生的視野[3]。也就是說，研究生教學既要凸顯研究生的個性化特點，又要凸顯內容的學術性和研究的指向性。
2人工智能課程的特點
2.1多學科交叉，具有很強的前沿性
人工智能是一門多學科交叉的課程。課程內容的理解需要運用多學科知識和較強的邏輯思維能力，多學科的知識相互聯系、相互交叉，融合形成新的知識，成為新的思維方法和綜合能力的萌發點。通過課程學習，學生可以通過不同學科知識的融合來達到對原有知識的超越，用一種全新的思維方法來思考所遇到的問題，提出新的解決辦法。這也是創造力的迸發和智能的飛躍。具有了知識的廣度和深度才具有融會貫通、創新的可能，人工智能課程的開設能夠更好地培養學生的創新思維和技術創新能力，為學生提供一種新的思維方法和問題求解手段。
2.2涉及面寬，內容廣泛，更新快
人工智能課程是一門知識點較多的課程，它以概率統計、離散數學、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等課程為基礎，涵蓋了模式識別、機器學習、數據挖掘、計算智能、自然語言理解、專家系統等眾多研究方向，內容涉及面廣，概念抽象，不易理解。并且，人工智能課程內容更新快，近年來人工智能科學的快速發展，涌現出了大批新方法，研究熱點問題也從符號計算發展到智能計算和Agent等。其中，計算智能主要涉及神經計算、模糊計算、進化計算和人工生命等領域，在模式識別、圖像處理、自動控制、通信網絡等很多領域都得到了成功應用；Agent最早來自分布式人工智能，隨著并行計算和分布式處理等技術的發展而逐漸成為熱點。
在互聯網上有大量最新的與課程內容相關的研究論文，為學生提供了很好的查閱文獻的環境，使學生能夠根據所學習的內容和所在課題組的研究方向閱讀相應文獻，提高學生的學習興趣和獨立提出問題、解決問題的能力。
2.3應用性強
人工智能理論已經滲透到科學的各個領域，當前，幾乎所有的科學與技術分支都在共享著人工智能領域所提供的理論和技術。例如，自第一個專家系統DENDRAL研制成功以來，專家系統已成功地應用于數學、物理、化學、醫學、地質、氣象、農業、法律、教育、交通運輸、軍事、經濟等幾乎所有領域；數據挖掘技術是以一種更自動化的方式對具有大量數據的商業活動進行分析和預測，在市場營銷、銀行、制造業、保險業、計算機安全、醫藥、交通、電信等領域已有許多案例；語義Web讓Web上的信息能夠被機器所理解，實現Web信息的自動處理，成功地將人工智能的研究成果應用到互聯網。另外，在機器視覺、自然語言理解、智能控制與智能制造等方面，人工智能技術也得到廣泛的應用，有許多研究成果已經進入人們的生活。目前，從理論到技術，從產品到工程，從家庭到社會，智能無處不在，人工智能廣泛的應用性給學生提供了大量的現實案例，使得人工智能不再是高深莫測的理論，而是現實中可以觸及的內容。
人工智能課程的多學科交叉性、內容廣泛性、概念抽象、不易理解以及前沿性和應用性特點決定了在該課程的講授過程中應該采用多種授課方法。多種授課方法的采用一方面便于授課內容的理解，另一方面也能夠更好地培養學生的創新思維和技術創新能力，提高他們的科技素質和學術水平。
3人工智能課程教學方法
3.1基于問題的啟發式教學法
蘇霍姆林斯基說：“喚起人實行自我教育，乃是一種真正的教育。”基于問題的啟發式教學法是教師在深入了解學生心理特點和學習規律的基礎上，設計適合教學的啟發式問題，并采取靈活多樣、生動活潑的啟發方式，充分調動學生的學習興趣，激發、引導學生進行科學思維，培養學生獨立思考問題、提出問題和解決問題的能力。該教學方法強調的是過程，教師的主要任務是提出問題，依據舉一反三的思路引導學生展開邏輯推理，通過逐層分析深入思考問題，最后綜合學生觀點闡述相關理論。
在課程教學中，有許多內容適合于采用啟發式教學方法。例如，在知識表示方法的學習過程中，教師首先提出問題：“你是怎樣進行數學定理證明的？”并在學生的回答過程中，引導學生認識到知識及其表示的重要性；隨后，提出問題：“在計算機中如何表示知識？”引導學生逐步總結出不同知識表示方法在知識表達能力、推理效率、可實現性、可組織性、可維護性方面的區別。另外，在確定性推理的教學過程中，教師可以利用“某處發生盜竊案，公安局派出5個偵查員去調查，研究案情時，5個偵查員各給出了一句可信的結論，據此判斷誰是盜竊犯”的問題[4]，讓學生進行判斷和討論，引導學生認識到推理過程中可以使用多條規則進行推理，并且推理路線也可能存在多條，從而引出推理的兩大基本問題：解決沖突消解等問題的推理策略，以及解決推理線路等問題的搜索策略。
啟發式教學法的要點是設計適當的啟發式問題和啟發方式、安排能調動學生積極性的討論環境、鼓勵學生發表個性化觀點。教師不僅用問題引發學生思考，更要鼓勵學生讓思維自由馳騁，主動提出問題，討論問題，尋求問題解決方案。在探討、研究問題中，不要以現有的結論和固定的程式束縛思想，鼓勵學生的個性化觀點。啟發式教學是一種民主、科學的教學方法，其中包含諸多具體的教學方法，如激疑啟發法、比喻啟發法、類比啟發法、聯系啟發法，等等。啟發式教學在傳授知識的同時，更注重的是對創新的孕育、萌芽、生成和壯大，它能促使學生自己獲取知識、思考問題、提出問題、分析問題、解決問題，培養學生的自學能力。以問題為基礎的啟發式教學，利用問題引導學生學習，全方位深層次發展學生的創新思維和探究性學習能力。問題可以誘發出學生的求知欲，激發、喚醒了學生的主體意識；問題往往是面向生活世界的實踐活動的，它使教學活動從以傳授知識為中心轉化為傳授知識與培養能力并重，理論與實踐相結合，提高了學生分析、綜合、觀察、想象等思維能力。
3.2基于案例的探究式教學法
基于案例的探究式教學法要求教師能夠根據學生的認知水平和能力，創設引導學生進行探究活動的案例，以激發學生探究問題的興趣，促進學生質疑、探求的創造性學習動機，通過選擇與確定問題、討論與提出設想、實踐與尋求結果、驗證與得出結論，發展學生的創造性思維，培養學生獨立探究、研究能力和創新能力。探究式教學強調學生的積極參與，強調師生互動。對教師來說，必須轉變傳統的“傳道”觀念，以平等的心態與學生交流探討。在課堂上，要努力營造民主、寬松、和諧的教學氛圍，積極引導學生大膽設想，大膽探索。使學生樹立研究型學習的觀念，消除依附心理，養成勤于思考、善于思考的良好學習習慣，通過積極參與研討培養學生自己獲取新知、探求未知的能力，以及團隊意識和合作精神。
我們在本課程神經網絡部分的教學中，將基于BP神經網絡的維吾爾文手寫字母識別作為案例開展了探究式教學活動。在介紹了前饋多層感知器及標準BP算法之后，教師將科研項目中基于標準BP算法的維吾爾文手寫字母識別實驗及其結果詳細地在課堂上進行演示，引導學生對實驗提出質疑。在教學實踐中，學生提出了大量問題，例如，輸出層神經元個數如何確定，為什么輸出層神經元個數對識別率會有影響？網絡訓練過程中出現震蕩的原因是什么？如何解決？為什么有時誤差較大，權值的調整量反而很小？等等。在教師事先準備好的實驗演示的基礎上，開展學生進行課堂討論，讓學生提出解決問題的各種方法，并現場通過實驗進行驗證，逐步讓學生理解BP網絡結構設計、輸入輸出數據的預處理、初始權值設計的必要性及其實現方法。課堂授課實踐表明，這種方法極大地激發了學生的學習興趣，使學生能夠大膽設想，大膽探索，增加了學生的自信心和創新精神。本次課堂討論結束后，教師根據學生的討論以及實驗結果演示，總結標準BP算法的局限性，例如，“易形成局部極小”，“訓練次數多，學習效率低”，“訓練時有學習新樣本遺忘舊樣本的趨勢”等，并要求學生通過查資料、搜集必要的信息、積極地思索和實驗驗證提出解決上述問題的方法，將學生分組，讓學生展開討論，為下次討論課作好準備。
傳統教學方法是告訴學生怎么去做，在一定程度上損害了學生的積極性。而案例教學要求學生自己去思考、去創造，使得枯燥乏味的內容變得生動活潑，并且案例教學中，通過學生之間的交流既可以使學生取長補短、促進人際交流能力，也可以引導學生變注重知識為注重能力。
案例教學法的關鍵是案例的選擇。案例是為教學目標服務的，因此它應該具有典型性，且應該與所對應的理論知識有直接的聯系。案例最好是經過深入調查研究。來源于實踐，不能只是一堆數據的羅列。教科書的編寫應采用圖片、表格、曲線等方式讓學生看到算法的實驗結果，啟發學生思考。另外，案例應該只有情況沒有結果，有激烈的矛盾沖突，沒有處理辦法和結論，由學生對案例提出質疑，從這個意義上講，案例的情況越復雜，越多樣性，越有價值。
案例教學法能夠實現教學相長。教學中，教師不僅是教師而且也是學員。一方面，教師是整個教學的主導者，掌握著教學進程，引導學生思考、組織討論研究，進行總結、歸納。另一方面，在教學中通過共同研討，教師不但可以發現自己的弱點，而且從學生那里可以了解到大量感性材料。另外，案例教學法能夠調動學生學習主動性。教學中，由于不斷變換教學形式，學生大腦興奮不斷轉移，注意力能夠得到及時調節，有利于學生精神始終維持最佳狀態。案例教學的最大特點是它的真實性。由于教學內容是具體的實例，加之采用是形象、直觀、生動的形式，給人以身臨其境之感，易于學習和理解。最后，案例教學法能夠集思廣益。教師在課堂上不是“獨唱”，而是和大家一起討論思考，學生在課堂上也不是忙于記筆記，而是共同探討問題。由于調動集體的智慧和力量，容易開闊思路，收到良好的效果。
3.3加強研討
鑒于研究生的培養目標和人工智能課程研究范疇的寬泛性、應用性、創新性和前沿性，根據我校計算機系碩士生指導教師的研究領域，我們在課堂教學中為計算智能、機器學習算法、機器視覺、自然語言理解部分增加了研討會，要求學生上網進行文獻檢索、閱讀和學術研討，根據個人的研究興趣和研究設想上臺作報告。另外，我們還邀請相應專家和成果突出的各屆研究生為學生做報告，介紹他們的研究實踐、研究成果和心得體會。例如，在自然語言理解部分的課堂教學中，在介紹完自然語言理解的基本概念與原理之后，我們要求將來做這個領域的研究生在通過查資料了解所在研究小組工作的基礎上，上臺作報告。機器翻譯研究組的同學在學習自然語言理解部分的內容之后，對其所在小組目前的工作及采用的技術、存在的問題做了分析，并通過閱讀文獻，提出了初步的解決問題的設想。與自己所在研究小組的科研相結合，開展文獻檢索和學術研討，一方面讓學生開闊了眼界，另一方面也提高了學生查閱文獻、主動獲取知識、獨立思考的科研能力。
4結語
人工智能理論已經滲透到科學的各個領域，人工智能技術也得到了廣泛的應用。人工智能課程具有多學科交叉、內容廣泛、前沿性和應用性強等特點，課程開設能夠很好地培養學生的創新思維和技術創新能力。教與學是教師與學生雙方互動的過程，教學中要根據學生身心特征的實際情況采用相應的教學方法，并結合本校科研隊伍的研究領域，不斷地探索和提高，才能使教學工作更上一層樓，切實為國家、為社會培養具有創新能力、實踐能力和創業精神的高層次人才。
參考文獻：
[1] 陳白帆,蔡自興,劉麗玨. 人工智能精品課程的創新性教學探索[J]. 計算機教育,2010(19):27-31.
[2] 謝安邦. 構建合理的研究生教育課程體系[J]. 高等教育研究,2003,24(5):68-72.
[3] 教育部研究生工作辦公室,國務院學位委員會辦公室. 高層次人才培養的研究與探索[M]. 北京:高等教育出版社,2000.
[4] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用[M]. 4版. 北京:清華大學出版社,2010:113.
Exploration of Artificial Intelligence Course Teaching of Graduate Students
ZHAO Hui1, JIA Zhenhong1, WANG Weiqing2
(1.School of Information Engineering, Xinjiang University, Urumuchi 830046, China;
2.Graduate School, Xinjiang University, Urumuchi 830046, China)
篇9
【關鍵詞】人工智能計算機網絡技術
一、關于人工智能
1．人工智能的發展
人工智能技術的發展起始于1956年，一直發展至今，經歷了三個重要階段，在第一階段中，人類實現了讓機器人代替人完成計算工作，運用計算機編程，實現了智能的邏輯問題處理工作。第二階段是人工智能運用到交流系統中，通過計算機將外界的事物變化以及分析外界不可確定因素，傳輸到邏輯思維分析系統，從而與外界實現交流。第三階段就是利用人工智能系統強大的處理能力，在很多復雜項目當中進行應用。
2．人工智能的含義
人工智能也可以被稱之為機器智能，它是通過計算機網絡的模擬技術，賦予機器設備人類的思維方式和語言行為，目的是為了代替人類完成一些難度較大的工作，有助于節省時間和人力資源，提高工作質量和效率。由于人工智能技術的應用非常廣范，無論是計算機編程設計，還是智能化程序研究，都可以看到人工智能的參與痕跡，這樣的發展不僅能為相關行業創造巨大的經濟效益，還會推動產業結構的進一步改變。
3．人工智能的優勢
從目前人工智能的應用來看，人工智能具有強大的學習能力不僅能順利模擬人類的語言行為，完成既定的工作任務，還能夠準確篩選和處理復雜的信息數據，盡可能的減少資源損耗，提高網絡的運行速度。除此之外，人工智能還具有較強的協作能力，在計算機網絡管理方面，人工智能技術與計算機網絡技術的聯合運用，方便協調網絡的管理工作，提高管理效率，減少弊端。
二、人工智能在計算機網絡技術應用中存在的問題
1．網絡安全問題對人們的正常生活造成威脅
隨著互聯網的快速發展，越來越多的信息被投放在互聯網上，人們隨時可以拿出智能手機、平板電腦等終端設備搜索和下載自己所需要的網絡信息。但是，這是一個“信息爆炸”的時代，普通的防火墻工作效率較低，數據處理不及時，一些被植入了騷擾病毒和木馬程序的頁面經過偽裝，在用戶搜索時自動彈出，不但會造成一定的使用困擾，而且容易引發計算機故障，泄露用戶信息，難以保障人們的正常生活和信息安全。
2．良莠不齊的海量信息難以保障信息有效
信息技術普及以后，互聯網就像一個蘊含著巨大能源的寶藏，在互聯網上，用戶都能夠輕松獲取到海量的信息資源。由于不加甄別和篩選，在這些信息當中，還包含著大量的垃圾信息和廣告推送，真正有用的信息卻是少之又少。網絡信息質量的參差不齊，對信息的有效搜索和利用帶來了諸多困難。
3．為不法分子提供了作案工具
近幾年來，人工智能的普及范圍越加廣泛，網絡購物、無紙化辦公的出現為人們的便利生活創造出了新的可能。與此同時，網絡也成為了一些不法分子實施詐騙、勒索的作案工具。在虛擬的網絡世界，各類網絡攻擊和網絡犯罪現象層出不窮，難以遏制。犯罪分子通過計算機網絡的強大功能，破壞了網絡安全，利用網絡的缺陷和漏洞，輕松盜取了用戶的詳細信息，然后對網絡系統、數據資料等進行篡改，實施網絡犯罪。網上犯罪的作案時間短，手段隱蔽，不會在第一時間被受害者和網警發現，再加上互聯網具有無國界性，難以追蹤網絡犯罪組織的真實IP，給案件偵破和審理帶來了極大的困難。
三、人工智能在計算機網絡技術中的應用
由于人們對于計算機網絡的要求越來越高，為了更好地提升技術水平，安全、高校的人工智能技術必將被應用于人類生活和生產的各個領域。
1．人工智能在網絡安全方面的應用
在過去的計算機網絡管理工作中，確實存在著很多不穩定的因素，這些因素擾亂了網絡環境的運行秩序，造成了一些不良的用戶體驗。但是，人工智能技術的應用，能夠凈化網絡環境，輕松解決網絡安全問題。在過去，由于數據計算量較大，網絡中的防火墻工作效率比較低下，很容易被一些“化過妝”的頁面蒙蔽，造成用戶信息泄露、盜用等問題。但是，由于人工智能技術的介入，現在的智能防火墻系統可以通過記憶、統計，或者概率的方法，對大量的運行數據加以處理和分析，能夠快速判斷出某一頁面是否存在病毒捆綁的問題。智能化識別惡意網站，將這些頁面進行過濾，防止造成用戶信息泄露，全面提升計算機安全運行的程度。
2．人工智能在信息管理方面的應用
針對人類生活的不同需求，人工智能技術提供了越來越多的智能化、多元化的計算機網絡服務，如在互聯網信息搜索方面。過去的信息搜索就如大浪淘沙，雖然整體來看搜索到了很多的信息資源，但是真正能用的信息卻是鳳毛麟角。在人工智能技術應用以后，不但改變了以往的信息搜索方式，還能通過關鍵詞的查詢，實現信息的精準定位。除此以外，還可以根據用戶的個人喜好、生活習慣等個性因素，優先推送一些用戶可能感興趣的信息。在信息管理方面做出這樣的改變，不僅提高了信息搜索的準確率，節省了搜索時間，同時還有效提升計算機網絡的工作效率和質量。
3．人工智能在打擊犯罪方面的應用
隨著科學技術的不斷發展，網絡犯罪的大量出現已經成為了不可逆轉的趨勢。據相關數據顯示，目前，網絡犯罪已經成為了我國最多的犯罪類型。保護用戶的網絡信息安全，提高計算機網絡的防護性能，有效打擊犯罪已經是勢在必行。人工智能技術在計算機網絡中的應用，有助于構建智能化管理系統，在數據信息自動化采集的過程中，及時發現和處理計算機網絡中的系統漏洞和不安全因素，預防數據資料被惡意篡改，有效提升安全運營中心的運營效率和網絡的管理水平，為打擊網絡犯罪做出了巨大貢獻。
篇10
關鍵詞：信管專業 人工智能 案例教學法
1.引言
信息管理與信息系統專業是管理科學與工程學科的一個重要組成部分，是由信息技術、管理科學和系統科學交叉形成的前沿學科，它運用管理學、運籌學、系統科學和經濟學的知識和方法，通過以計算機為基礎的信息系統實現各種管理活動和信息處理業務。該專業培養的人才在信息化建設中主要承擔信息系統運行管理和伴隨企業成長而不斷更新信息系統的使命，人才的就業崗位歸屬于各種組織（企業）的信息中心或管理行政部門。在信息系統中，人工智能知識和技術的應用隨處可見：專家系統、智能監控、智能信息檢索、組合優化、分布式計算、智能管理和智能決策等。
人工智能課程是一門研究運用計算機模擬并延伸人腦功能，綜合邏輯學和認知科學的綜合性學科，其研究領域廣泛，如自然語言理解、模式識別、機器學習、數據挖掘、智能檢索、機器人技術、人工神經網絡等都走在了信息技術的前沿，有許多研究成果不僅在工業、商業和軍事上使用，而且不同程度地進入了人們的生活、學習和工作中，并對人類的發展產生了重要影響。在信息管理專業中教授人工智能課程的過程，與計算機專業的研究型教學不同，根據課程專業特色更應強調人工智能方法在實際信息管理系統中的應用。由于課程內容涉及大量抽象知識和復雜算法，信管專業學生往往在聽課過程中不能及時消化，甚至認為難以理解而影響學習積極性，本文將在經濟管理類課程中使用的案例教學法引入到人工智能課程教學中。
2.人工智能課程中的案例教學方法應用
案例教學是20世紀初由哈佛大學創造的圍繞一定培訓的目的把實際中真實的情景加以典型化處理，形成供學生思考分析和決斷的教學形式，通過獨立研究和相互討論的方式，提高學生的分析問題和解決問題能力的一種方法。案例教學方法具有明確的目的性、較強的綜合性、突出實踐性、學生主體性、過程動態性、結果多元化等特點。在人工智能課程中，結合案例教學方法，對學生學習理解抽象知識有很大作用。
2.1“智能”概念中的案例選擇
興趣是最好的老師，在學生剛剛進入新課程學習時，能否有效激發其學習興趣，將直接關系到整個課程的教學過程順利與否，學生是否發揮學習主動性和對課程知識的掌握程度的高低。因此，在第一章中引出“人工智能”的基本概念時，我選擇每位同學在兒時的玩具――魔方，將魔方恢復過程轉化為在人工智能搜索原理平臺上的啟發式搜索模型，令學生從兒時簡單地無序轉動魔方的玩法中，體會到魔方模型在搜索運算過程中應該考慮到的問題：衍生出來的節點應盡可能少，又要保持魔方各面在旋轉中顏色屬性的相應變換。同時輔以視頻和實物的演示，使學生對人工智能課程有了初步認識，并對問題建模和搜索策略產生濃厚的興趣。
2.2“知識表示”中案例選擇
知識表示是人工智能研究內容的基礎部分，涉及狀態空間表示法、問題規約法、謂詞邏輯法、產生式法、語義網絡法和框架表示法，為了充分發揮學生的聯想能力，案例選擇語義網絡法的圖形表示案例。語義網絡是一種采用網絡形式表示人類知識的方法。在語義網絡知識表示中，結點一般劃分為實例結點和類結點兩種類型。結點之間帶有標識的有向弧表示結點之間的語義聯系，是語義網絡組織知識的關鍵。在“連接詞在語義網絡的表示方法”內容中，選擇帶有蘊含關系的命題：“如果車庫起火，那么用CO2或沙來滅火。”的案例，首先構造簡單的語義網絡，抽取出蘊含連接詞前件“車庫起火”和結論“用CO2或沙來滅火”兩個命題。再抽取出前件命題事件結點“起火”和地點“車庫”；結論命題事件結點“滅火”和事件工具屬性“CO2”和“沙”，且兩工具間是“或”的關系。學生可以在課堂上及時地應用剛學到的知識表示出此語義網絡，我在此基礎上擴展，對具體事件進行聯想，可以得到失火事件的實例聯系后的復雜語義網絡。再輔以其他負責命題的語義網絡表示練習題，讓學生體會理解并及時掌握語義網絡知識表示法。
2.3“專家系統”中案例選擇
專家系統是一類包含知識和推理的智能計算機程序，是可以根據人們在專業領域內的知識、經驗和技術求解問題并做出決策的計算機軟件系統。專家系統已廣泛應用于醫療診斷、地質勘探、石油化工、軍事、文化教育等各方面。在講授此部分內容時，選擇“營養配餐系統”給學生演示，同時輔以講解，邀請學生參與系統操作，讓他們為自己量身設計一套科學營養的菜單，在完成任務的過程中，掌握專家系統的基本結構與工作原理；了解專家系統正向、反向推理和不精確推理的基本原理；了解專家系統解釋機制的基本概念。在案例教學后，利用Visual Prolog工具，完成簡單的專家系統的設計。
3.結語
本文介紹了在信息管理專業中人工智能課程的教學內容，運用案例教學方法對課程中抽象內容講解并激發學生學習興趣，在案例教學過程中注意和學生的互動，將他們帶入到學習環境中，誘發他們的發散聯想思維，同時又參與到案例的應用中。實踐證明，將案例式的教學方法引入到非計算機專業的人工智能課程中，能取得良好的教學效果。
參考文獻
