人工智能在教育的應(yīng)用范文
時(shí)間:2023-11-02 17:36:56
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篇1
2016年1月,美國佐治亞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院的教授AshokGoel,借助IBM的Watson人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)在線機(jī)器人JillWatson,并將其作為課程教學(xué)助理。其目的是幫助教師回答學(xué)生通過在線論壇提出的大量課程問題。通過幾個(gè)月的反復(fù)調(diào)試,JillWatson的回答已經(jīng)能夠達(dá)到97%的正確率。現(xiàn)在,機(jī)器人助教已經(jīng)可以直接與學(xué)生溝通,不需要真人助教的幫助。這項(xiàng)人工智能在教育中的使用,解決了AshokGoel教授的助教人數(shù)不夠,難以及時(shí)回答學(xué)生提問的困境,增加了學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)的興趣,提高了在線學(xué)習(xí)的留存率。
這只是人工智能在教育領(lǐng)域的小試牛刀。雖然有專家預(yù)測在未來十年內(nèi)不會看到人形機(jī)器人替代教師進(jìn)入課堂,不過地平線報(bào)告2016年基礎(chǔ)教育版和2107年高等教育版都預(yù)測未來五年內(nèi)人工智能將會在教育行業(yè)普及。
教育行業(yè)已有的人工智能研究和應(yīng)用
Woolf等人在2013年提出了人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)努力解決“五大挑戰(zhàn)”:①為每一個(gè)學(xué)習(xí)者提供虛擬導(dǎo)師:無處不在地支持用戶建模、社會仿真和知識表達(dá)的整合。②解決21世紀(jì)技能:協(xié)助學(xué)習(xí)者自我定位、自我評估、團(tuán)隊(duì)合作等。③交互數(shù)據(jù)分析:對個(gè)人學(xué)習(xí)、社會環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境、個(gè)人興趣等大量數(shù)據(jù)的匯集。④為全球課堂提供機(jī)會:增加全球教室的互聯(lián)性與可訪問性。⑤終身學(xué)習(xí)技術(shù):讓學(xué)習(xí)走出課堂,進(jìn)入社會。
過去十年,一些研究者對人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用做了大量的探索。相關(guān)的研究成果包括:①跟蹤學(xué)習(xí)者的思維步驟和解決問題的潛在目標(biāo)結(jié)構(gòu)(Anderson等,1995);②診斷誤解和評估學(xué)習(xí)者的理解域(VanLehn,1988);③提供及時(shí)的指導(dǎo)、反饋和解釋(Shute,2008);④促進(jìn)高效學(xué)習(xí)的行為,如自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控和自我解釋(Azevedo&Hadwin,2005);⑤以合適的難度水平和最適當(dāng)?shù)膬?nèi)容來規(guī)劃學(xué)習(xí)活動(VanLehn,2006)。
這些研究,基本上使用到了人工智能的每一項(xiàng)技術(shù)——自然語言處理、不確定性推理、規(guī)劃、認(rèn)知模型、案例推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等?!爸悄軐?dǎo)師系統(tǒng)”就是基于這些研究和技術(shù)而開發(fā)的人工智能教育應(yīng)用。類似的成熟產(chǎn)品包括Tabtor(hellothinkster.com)、CarnegieLearning(carnegielearning.com)和FrontRow(frontrowed.com)。2014年,加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)的一項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用智能導(dǎo)師系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者比使用其他教學(xué)方法的學(xué)習(xí)者獲得的成績更高。
人工智能在教育行業(yè)的新發(fā)展
教育行業(yè)的三種類型(內(nèi)容、平臺和評估)的服務(wù)商都在經(jīng)歷著一場變革。內(nèi)容出版商面臨紙質(zhì)印刷到數(shù)字出版和開放教育內(nèi)容的挑戰(zhàn)。學(xué)習(xí)平臺正試圖區(qū)分自適應(yīng)、個(gè)性化和數(shù)據(jù)分析的功能。評估供應(yīng)商則繼續(xù)探尋從多項(xiàng)選擇題測試轉(zhuǎn)向更具創(chuàng)新性的問題類型。人工智能將為這三種類型教育服務(wù)商帶來新的發(fā)展思路和契機(jī),同時(shí)也惠及教育生態(tài)系統(tǒng)中的所有利益相關(guān)者。學(xué)生通過即時(shí)反饋和指導(dǎo)提高學(xué)習(xí)效率,教師將獲得豐富的學(xué)習(xí)分析和個(gè)性化指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),父母能夠低成本地為孩子改進(jìn)職業(yè)前景,學(xué)校能夠規(guī)模化提高教育質(zhì)量,政府能夠提供負(fù)擔(dān)得起的教育。2017年,人工智能將在以下領(lǐng)域發(fā)揮其效益。
1.人工智能批改作業(yè)
批改作業(yè)和試卷是一件乏味的工作,這通常會占據(jù)教師大量的時(shí)間,而這些時(shí)間本可以更多地用于與學(xué)生互動、教學(xué)設(shè)計(jì)和專業(yè)發(fā)展。
目前,人工智能批改作業(yè)已經(jīng)相當(dāng)接近真人教師了,除了選擇題、填空題外,作文的批改能力已經(jīng)大幅提高。美國斯坦福大學(xué)已經(jīng)成功開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)程序,能夠批改8~10年級的作文。隨著圖像識別能力的大幅提高,手寫答案的識別也接近可能。就連占有美國標(biāo)準(zhǔn)化考試60%市場份額的全球最大教育企業(yè)——培生公司也認(rèn)為,人工智能已經(jīng)可以出現(xiàn)在教室并提供足夠可信的評估。據(jù)培生公司近期的報(bào)告IntelligenceUnleashed推測,人工智能軟件所具有的廣泛的、定制的反饋能夠最終淘汰傳統(tǒng)測試。
2.人工智能實(shí)現(xiàn)一對一輔導(dǎo)
自適應(yīng)學(xué)習(xí)軟件已經(jīng)能為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支撐。據(jù)2011年VanLehn的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),人工智能在某些特定主題和方法上比未經(jīng)訓(xùn)練的導(dǎo)師更具有效性。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),人工智能導(dǎo)師能在學(xué)生出錯(cuò)的具體步驟上給予實(shí)時(shí)干預(yù),而不是就整個(gè)問題的答案給予反饋(Corbett&Anderson,2001;Shute,2008)。
自適應(yīng)學(xué)習(xí)在拉美地區(qū)正在興起。AndréUrani市政學(xué)校的學(xué)生使用人工智能軟件Geekie觀看在線課程(視頻和練習(xí))。Geekie為學(xué)生提供每一步的實(shí)時(shí)反饋,并隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展來傳授更為精細(xì)的課程內(nèi)容。
早在1984年,本杰明·布盧姆的研究就提出一對一輔導(dǎo)能帶來更好的學(xué)習(xí)效果。而人工智能技術(shù)可以模擬一對一輔導(dǎo),以更好地跟蹤、適應(yīng)和支持個(gè)體學(xué)習(xí)者。這將是人工智能在教育中更高層次的個(gè)性化學(xué)習(xí)應(yīng)用。例如,比爾·蓋茨看好的人工智能聊天機(jī)器人或個(gè)人虛擬導(dǎo)師,能在學(xué)生面臨挑戰(zhàn)時(shí)提供強(qiáng)有力的支持,隨時(shí)隨地回答學(xué)生的提問;還可以為學(xué)生訂制學(xué)習(xí)方案和規(guī)劃職業(yè)發(fā)展路徑,并引導(dǎo)學(xué)生走向成功。更重要的是,人工智能可以匹配聊天機(jī)器人或虛擬導(dǎo)師的面孔和聲音來滿足學(xué)生個(gè)人喜好。對比網(wǎng)頁界面的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng),這才是真正做到了一人一導(dǎo)師。
3.人工智能關(guān)注學(xué)生情感
2016年地平線報(bào)告高等教育版把情感計(jì)算列為教育技術(shù)發(fā)展普及的重要方向。也就是說,人工智能不僅限于模擬人類傳遞知識,還能通過生物監(jiān)測技術(shù)(皮膚電導(dǎo)、面部表情、姿勢、聲音等)來了解學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情緒,適時(shí)調(diào)整教育方法和策略。例如,機(jī)器人導(dǎo)師捕捉到學(xué)生厭煩的面部表情時(shí),就可以立即改變教學(xué)方式努力激發(fā)他們的興趣。這種關(guān)注情感的人機(jī)交流為學(xué)生營造一個(gè)更真實(shí)的個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境,更好地維持了學(xué)習(xí)者的動機(jī)。美國匹茲堡大學(xué)開發(fā)的AttentiveLearner智能移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)就能通過手勢監(jiān)測學(xué)生的思想是否集中。突尼斯蘇斯國家工程學(xué)院的研究人員正在研究開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠識別學(xué)生在任何地方開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的面部表情,以優(yōu)化遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)過程。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),人工智能還可以關(guān)注學(xué)生的心理健康。當(dāng)前已經(jīng)有使用人工智能來為自閉癥兒童提供有效支持的案例。例如,倫敦知識實(shí)驗(yàn)室在Topcliffe小學(xué)開展試驗(yàn),讓自閉癥學(xué)生與半自動虛擬男孩安迪開展互動交流,研究人員發(fā)現(xiàn)患有自閉癥的學(xué)生在社交能力方面有進(jìn)步。
4.人工智能改進(jìn)數(shù)字出版
教科書等課程材料并非總是完美,傳統(tǒng)印刷出版讓課程的修訂變得過于緩慢。這不僅是生產(chǎn)工藝的問題,更主要的是紙質(zhì)課程材料無法快速獲取使用者的反饋來識別缺陷所在。而數(shù)字化出版在人工智能的支撐下能徹底改變這一現(xiàn)狀。
人工智能可幫助使用者快速識別課程缺陷。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程Coursera的提供者已經(jīng)將這一想法付諸實(shí)踐。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量學(xué)生的作業(yè)提交了錯(cuò)誤的答案時(shí),系統(tǒng)會提示課程材料的缺陷,進(jìn)而有助于彌補(bǔ)課程的不足。
另一項(xiàng)人工智能在數(shù)字化出版的應(yīng)用是自動化組織和編寫教材。這是基于深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)能模仿人類的行為進(jìn)行讀和寫。ScottR.Parfitt博士的內(nèi)容技術(shù)公司CTI就依據(jù)這項(xiàng)技術(shù)幫助教師定制教科書——教師導(dǎo)入教學(xué)大綱,CTI的人工智能引擎能自動填充教科書的核心內(nèi)容。
隨著自然用戶界面和自然語言處理在人工智能領(lǐng)域的成熟應(yīng)用,課程材料的數(shù)字化出版也會有更新的形態(tài)——不再局限于書本或網(wǎng)頁的形式,聊天機(jī)器人和虛擬導(dǎo)師將成為內(nèi)容表達(dá)的更好的方式。
5.人工智能作為學(xué)生
多年的研究表明,教會別人才是更好的學(xué)習(xí),即learning-by-teaching。美國斯坦福大學(xué)教育學(xué)教授DanielSchwartz正基于這一理念來開發(fā)新的人工智能產(chǎn)品。他聯(lián)合了多個(gè)領(lǐng)域的專家一起開發(fā)了人工智能應(yīng)用——貝蒂的大腦(Betty’sBrain),讓學(xué)生來教貝蒂學(xué)習(xí)生物知識。試點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn),使用這一方法來學(xué)習(xí)的學(xué)生比其他學(xué)生成績更好,且在科學(xué)推理上也更勝一籌。
類似的研究和開發(fā)還有瑞典隆德大學(xué)的TimeElf和美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的SimStudent,這兩個(gè)人工智能產(chǎn)品也是基于learning-by-teaching而開發(fā),讓學(xué)生在教會機(jī)器人知識的過程中深化對知識的理解。
另外,人工智能還推動其他教育方法和技術(shù)更好實(shí)現(xiàn)。如讓虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境更具沉浸感;給學(xué)生帶來更多動手實(shí)踐的機(jī)會;提供基于豐富學(xué)習(xí)分析的仿真和游戲化學(xué)習(xí)場景等。
篇2
關(guān)鍵詞:隱喻;認(rèn)知功能;外語教學(xué)
中圖分類號:G4241
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-0845(2007)06-0046-02
收稿日期:2006-12-12
作者簡介:孫厭舒(1979-),女,山東聊城人,副教授,碩士,從事語言習(xí)得及英語教學(xué)研究。
一、隱喻的認(rèn)知功能
對隱喻認(rèn)知功能的研究最早可追溯至亞里士多德時(shí)代。亞氏把隱喻看做是一個(gè)概念對另一個(gè)概念的替換,并且指出,詩歌中隱喻的運(yùn)用有一定的語境(Mahon,1999)。隱喻的認(rèn)知功能在17和18世紀(jì)再次被Vico和Teasaoro提及,只是進(jìn)入20世紀(jì)以后,隱喻的認(rèn)知功能才被貶低,隱喻被當(dāng)成了一種靜態(tài)的形式邏輯的符號。例如Searle(1977)從語言學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),把隱喻僅僅看做是一種語用現(xiàn)象。為此,萊科夫和約翰遜一針見血地指出,“典型的看法都認(rèn)為隱喻僅僅是一種語言特點(diǎn),是語言的問題而不是思想或行為問題”(Lakoff & Johnson, 1980)。他們以《我們賴以生存的隱喻》一書大張旗鼓地提出了隱喻的認(rèn)知功能,從而把對隱喻的認(rèn)知功能的研究推向前所未有的高度。他們認(rèn)為,隱喻的本質(zhì)是通過甲事物來理解和體驗(yàn)乙事物,人的概念系統(tǒng)就是通過隱喻建構(gòu)起來的,即所謂“我們的思想和行為本質(zhì)上都是隱喻的” (Lakoff,1980)。自此,對隱喻的認(rèn)知功能的研究逐漸發(fā)展起來??穫?1999)也指出,隱喻具有語言修辭功能、認(rèn)知功能和語用功能。國內(nèi)學(xué)者束定芳在《隱喻學(xué)研究》一書中,把隱喻功能劃分為修辭功能、語言學(xué)功能、詩歌功能、認(rèn)知功能、社會功能和文字游戲功能。其中隱喻的認(rèn)知功能主要指隱喻是人類認(rèn)識概念系統(tǒng)的基礎(chǔ)和組織經(jīng)驗(yàn)的工具,為人類認(rèn)識世界提供了新的視角。一般認(rèn)為,隱喻的認(rèn)知機(jī)制主要體現(xiàn)為從源領(lǐng)域到目標(biāo)域的映射,表現(xiàn)為人的思維中存在的系統(tǒng)的概念隱喻。在特定語境中,這種概念隱喻常常意味著信息的篩選和整合,而且根據(jù)Lakoff的“不變原則”,這種認(rèn)知映射具有系統(tǒng)性特點(diǎn),即源領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)映射到目標(biāo)域時(shí),原有的基本圖式結(jié)構(gòu)不變。
二、外語教學(xué)中隱喻的應(yīng)用研究回顧
卡梅倫較早地探討了具有認(rèn)知功能的隱喻的應(yīng)用。她認(rèn)為,隱喻首先是一種語言使用現(xiàn)象,語言的認(rèn)知性與社會性相互作用產(chǎn)生了語言行為。因?yàn)檎Z言是一個(gè)復(fù)雜的、動態(tài)的系統(tǒng),語言資源只有在特定的語境中被應(yīng)用、加工,才能達(dá)到互動的目的。作為語言學(xué)者,應(yīng)當(dāng)揭示種種語言行為的內(nèi)在過程。因此,研究隱喻,要把隱喻的社會層面和認(rèn)知層面都包括進(jìn)來。在此基礎(chǔ)上,卡梅倫建構(gòu)了隱喻的應(yīng)用框架:1)理論層面;2)加工層面;3)神經(jīng)層面(Cameron, 1999)。近年來,第一層面主要研究隱喻的認(rèn)定和分類,第二層面主要指隱喻在特定文化語境下的作用和解釋,第三層面研究處理隱喻時(shí)的神經(jīng)活動。國外對隱喻的認(rèn)知功能的應(yīng)用研究已逐漸擴(kuò)展到很多領(lǐng)域,例如Gwyn(1999)有關(guān)隱喻的認(rèn)知功能在醫(yī)療中的應(yīng)用研究,Clarke (1999)對兒童話語中隱喻的分析,F(xiàn)orceville(2000)對廣告中隱喻的認(rèn)知作用的研究,等等。
相比之下,在外語教學(xué)領(lǐng)域里,有關(guān)隱喻認(rèn)知功能的應(yīng)用研究要少得多,僅有零星的研究散見在認(rèn)知語言學(xué)著作里。在首屆全國認(rèn)知語言學(xué)研討會上,龐繼賢和丁展平(2002)曾撰文討論過隱喻的應(yīng)用語言學(xué)研究,嘗試把卡梅倫的三個(gè)層面應(yīng)用于外語教學(xué)。王寅(2004)提出了在外語教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的隱喻能力的問題,蔡龍權(quán)(2005)也提出了把隱喻性表達(dá)作為一項(xiàng)外語交際能力的設(shè)想。但是隱喻的研究成果仍未在外語教學(xué)領(lǐng)域里引起足夠的重視。國外的相關(guān)研究亦很少,且多為母語為英語的二語習(xí)得研究。例如Cameron(2003)對英語國家課堂中出現(xiàn)的隱喻的分析,Cortazzi(1999)對本族語教師與學(xué)生有關(guān)“教學(xué)”、“教師”等概念的隱喻性理解和表達(dá)的研究。另外,這些研究也都沒有直接探討外語教學(xué)和隱喻的關(guān)系。
鑒于此,本文擬在前人研究的基礎(chǔ)上探討隱喻在外語教學(xué)中的主要應(yīng)用層面,分析外語教學(xué)中隱喻應(yīng)用的可能性,以期為隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用探索路徑。
三、隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中的應(yīng)用
隱喻作為一種認(rèn)知模式,出現(xiàn)在政治、經(jīng)濟(jì)等各類語篇中(孫厭舒,2004)。我們的外語教材中也有大量的隱喻。隱喻在外語教學(xué)中的作用不容忽視。
基于卡梅倫的應(yīng)用框架理論,在中國文化語境下,隱喻在外語教學(xué)中的應(yīng)用也可分為三個(gè)層面:1)語言層面;2)交際層面;3)文化層面。語言層面主要包括隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中對各種語言現(xiàn)象的提煉和組織的作用。隱喻在交際層面上的應(yīng)用是培養(yǎng)學(xué)生語言能力的重要方面,也是外語教學(xué)中經(jīng)常涉及的問題。文化層面上,隱喻的認(rèn)知功能在外語教學(xué)中主要涉及到文化教學(xué)與語篇理解。
1.語言層面
語言層面上,隱喻的認(rèn)知功能主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)隱喻能有效地明確教學(xué)中的概念。Cortazzi總結(jié)隱喻的認(rèn)知功能對外語教學(xué)的借鑒之處時(shí)指出,“隱喻能有效地明確教學(xué)中的概念,系統(tǒng)地組織概念”(Cortazzi,1999)。隱喻在從一個(gè)領(lǐng)域向另一個(gè)領(lǐng)域的投射中,一些特征在被形象化、具體化的同時(shí)也系統(tǒng)地被提煉。在語言學(xué)研究中,不同的隱喻用來明確不同的概念。例如,Saussure認(rèn)為,Language is a game of chess.Chomsky提出 Language is growth,而Halliday則認(rèn)為Language is a resource。在外語教學(xué)中,一些較抽象或較陌生的概念可以借助隱喻來明確。寫作教學(xué)中的“大綱”(outline),閱讀教學(xué)中的“框架”(scaffolding)等,都是利用隱喻來明確概念的。(2)隱喻性的映射可以用來解釋一詞多義現(xiàn)象,可以說明詞的具體義項(xiàng)和抽象義項(xiàng)之間的聯(lián)系,可以使學(xué)生了解詞的演變機(jī)制,從而更好地理解、記憶詞匯。認(rèn)知語義學(xué)認(rèn)為,支配著一詞多義現(xiàn)象的不同意義之間關(guān)系的原則是由具體到抽象的隱喻性映射。隱喻的認(rèn)知功能正是很多詞匯產(chǎn)生多義的原因。Lakoff舉過“foot”的例子:the foot of a mountain,the foot of a list中的foot正是將人們對人體的認(rèn)知投射到其他事物上產(chǎn)生的意義。再比如通過了解表示空間概念的詞,如“up”、“down”等在語義擴(kuò)展中的意義就可以深刻理解英語中介詞意義的多元性和抽象性(趙艷芳,2000)。(3)借助語言的隱喻本質(zhì)及其隱喻概念,學(xué)生可以更好地理解教材中的隱喻性語言。特別是在文學(xué)作品閱讀和欣賞中,對隱喻的正確理解和把握能有效地幫助學(xué)生提高閱讀能力,理解作品的修辭及意境。教師可以通過講解隱喻的認(rèn)知模式,幫助學(xué)生理解隱喻的含義,達(dá)到舉一反三的目的。例如,《新編英語教程》第6冊15課“Teaching as Mountaineering”中,教師被喻為登山者。這里教學(xué)是源領(lǐng)域,登山為目標(biāo)域。源領(lǐng)域和目標(biāo)域之間基于相似性而成功地被映射,固然是因?yàn)閮烧叨加衅D難險(xiǎn)阻,都能帶來成功的喜悅,但更重要的原因卻是,教師必須像登山者一樣善于“結(jié)繩”,即幫學(xué)生串起一個(gè)個(gè)知識點(diǎn),或把書本知識和學(xué)生的實(shí)際聯(lián)系起來,把課堂教學(xué)和課外實(shí)踐聯(lián)系起來。通過對源領(lǐng)域和目標(biāo)域的相似性的把握,教師可以比較順利地把隱喻蘊(yùn)涵的意義傳達(dá)給學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生的閱讀理解。
2.交際層面
① 選自Istvan Kecskes(1999)。語言的普遍隱喻化表現(xiàn)在詞匯和語篇中,也表現(xiàn)在受情景制約的言語中。Lakoff(1980:4)說:“隱喻充滿了我們的日常生活?!倍鳵ichards(1936:94)則指出:“我們的三句話里就有一句隱喻?!苯浑H言語中出現(xiàn)大量的隱喻表達(dá)也是基于我們的隱喻認(rèn)知機(jī)制。隱喻源于我們的隱喻概念系統(tǒng),而這一系統(tǒng)又源于我們對外部世界的體驗(yàn)。我們可以想象,我們的祖先是從認(rèn)知空間和自己開始認(rèn)識世界的,所謂“遠(yuǎn)取諸物,近取諸身”。隱喻的認(rèn)知基于身體體驗(yàn),產(chǎn)生于一定的情境,并且必然受情景的制約(Lakoff & Johnson,1999:468)。例如“give me a break”①在特定情境中,它們意思并不是“讓我休息一下”,而是表示一種拒絕或反對。當(dāng)我們用“give me a break”表示拒絕時(shí),所形成的并非僅僅是一個(gè)語言事實(shí),而且是一個(gè)言語社區(qū)所共同認(rèn)可的交際行為。再如,在某特定情境中,“get out of here”①的意思也許并不是“l(fā)eave”,而是“don’t fool me”??梢?,我們交際中使用的隱喻化表達(dá)方式不僅普遍,而且是與語境密切相關(guān)的語言現(xiàn)象。對外語學(xué)習(xí)者而言,隱喻化表達(dá)既是一種語言能力,也是一種交際能力。
面對交際中大量的隱喻化表達(dá)方式,我們認(rèn)為,在外語教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的交際能力、隱喻性表達(dá)方式和思維方式是不可或缺的。但是目前我國外語教學(xué)中缺乏專門隱喻性表達(dá)的訓(xùn)練,外語教師甚至尚未建立起培養(yǎng)學(xué)生的隱喻化思維和隱喻化表達(dá)方式的意識。蔡龍權(quán)曾撰文指出,“隱喻性表達(dá)是外語交際能力的必要構(gòu)成,應(yīng)該把它設(shè)立為我們外語教學(xué)的一個(gè)高級性學(xué)習(xí)目標(biāo)”(蔡龍權(quán),2005)。王寅(2004)也提出在外語教學(xué)中要提高學(xué)生的“隱喻能力”。兩位學(xué)者都提出要把隱喻確立為我們外語教學(xué)的一項(xiàng)內(nèi)容,是很有見地的觀點(diǎn)。
3.文化層面
隱喻的認(rèn)知模式也有不同的文化意蘊(yùn)。如上所述,隱喻產(chǎn)生于體驗(yàn),產(chǎn)生于特定的文化情境,同時(shí)也是文化的組成部分。Lakoff指出,“我們所說的體驗(yàn)決不僅僅涉及某個(gè)個(gè)體,確切地說,每一種體驗(yàn)都是在一個(gè)廣闊的文化背景前提下產(chǎn)生的……所有體驗(yàn)都完完全全是文化的產(chǎn)物”。隱喻本身的文化意蘊(yùn)已是語言學(xué)界的共識。外語教學(xué)必須同時(shí)教授文化,這也已是外語工作者的共識。Swiderski(1999)詳細(xì)討論了如何通過閱讀和寫作來提高語言學(xué)習(xí)者的文化意識問題。
的確,講授隱喻固有的文化意蘊(yùn)是進(jìn)行文化教學(xué)的一個(gè)方法。然而通過分析隱喻的認(rèn)知功能,可以在更深的層面上達(dá)到文化教學(xué)的目的。通過考察隱喻的認(rèn)知模式,考察隱喻對概念的整合功能和對信息的篩選作用,可以幫助學(xué)生更深刻地理解隱喻所傳達(dá)的文化意蘊(yùn)。
四、小結(jié)
本文討論了隱喻的認(rèn)知功能在語言層面、交際層面、文化層面上在外語教學(xué)中的應(yīng)用問題。上述三個(gè)層面中,語言層面是基礎(chǔ),交際層面和文化層面在語言層面的基礎(chǔ)上得以發(fā)展并與之相輔相成。
但是隱喻的認(rèn)知功能并非僅限于這三個(gè)層面。外語教學(xué)中學(xué)生聽、說、讀、寫幾個(gè)方面的語言能力是相輔相成的,隱喻的認(rèn)知功能對學(xué)生語言能力的影響也是多方面的。我們相信,通過提高學(xué)生對隱喻的認(rèn)知功能的理解,能夠提高學(xué)生的綜合語言能力。在外語教學(xué)中,雖然目前尚不可能進(jìn)行獨(dú)立的隱喻教學(xué),但我們可以從隱喻的認(rèn)知功能這一角度對學(xué)生進(jìn)行必要的訓(xùn)練,使學(xué)生透過表面的語言現(xiàn)象,捕捉其中蘊(yùn)含的文化信息,逐步培養(yǎng)學(xué)生對隱喻的認(rèn)知功能敏銳的捕捉力和隱喻化的表達(dá)能力。
參考文獻(xiàn):
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[5]孫厭舒.認(rèn)知研究與外語教學(xué)[J].基礎(chǔ)教育外語教學(xué)與研究,2004(5):50~53.
篇3
如果按照這個(gè)速度,用不了幾年,每個(gè)業(yè)余圍棋愛好者都能坐在家里的沙發(fā)上,泡上一杯茶,打開電腦,運(yùn)行圍棋人工智能程序,向“圍棋上帝”學(xué)上一盤。以前,一個(gè)業(yè)余圍棋愛好者一輩子都難得與職業(yè)高手下上一盤棋,將來這個(gè)夢想天天都可以實(shí)現(xiàn)。
人機(jī)大戰(zhàn)第二季結(jié)束后,Google研發(fā)團(tuán)隊(duì)宣布,AlphaGo將退出圍棋舞臺,接下來它將挑戰(zhàn)醫(yī)療、能源、材料等全新領(lǐng)域。誰又知道,人工智能在這些領(lǐng)域?qū)⑷〉媚男└锩缘耐黄颇兀?/p>
回到教育,雖然沒有AlphaGo的轟動性效應(yīng),但從歷史上看,教育一直是人工智能的重要應(yīng)用領(lǐng)域。同樣,人工智能在教育領(lǐng)域的前進(jìn)步伐也從來沒有停止過。智能導(dǎo)師、教育機(jī)器人、學(xué)習(xí)同伴、智能測評,這些最新的人工智能教育產(chǎn)品時(shí)刻提醒著我們,教育的人工智能時(shí)代已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)了。
如果從技術(shù)角度來說,我們絲毫不擔(dān)心人工智能時(shí)代的到來,因?yàn)槿斯ぶ悄艿哪_步是不可阻擋的。但我們同樣需要對人工智能保持一份警醒,畢竟,教育是一個(gè)遠(yuǎn)比圍棋復(fù)雜的領(lǐng)域。AlphaGo在圍棋上取得質(zhì)的飛躍不過幾年時(shí)間,而教育的“AlphaGo時(shí)刻”何時(shí)出現(xiàn),誰也不敢斷言。更為關(guān)鍵的是,圍棋不過是棋盤上的輸贏,教育卻是人生的成長。勝負(fù)是一時(shí)的,而成長是不可逆的。
篇4
關(guān)鍵詞:人工智能;檔案管理;應(yīng)用
檔案管理是一項(xiàng)重復(fù)繁瑣、枯燥乏味、并容易出錯(cuò)的工作,但在人工智能時(shí)代,這種局面在未來將會有較大的改觀。人工智能在檔案管理領(lǐng)域的應(yīng)用將推動檔案資源數(shù)字化、管理網(wǎng)絡(luò)化、智能化、用戶使用便利化,對檔案管理和社會服務(wù)的影響會是革命性的,呈現(xiàn)一種完全不同的情景。
一是存儲數(shù)字化,檔案柜架消失。這包括檔案的數(shù)字化采集和數(shù)據(jù)庫建設(shè)。檔案數(shù)字化采集指使用專業(yè)化的數(shù)字設(shè)備,將實(shí)物與聲像檔案中的圖文,轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息,實(shí)現(xiàn)檔案采集的目標(biāo);數(shù)據(jù)庫建設(shè)則是用數(shù)據(jù)庫將收集和編碼的檔案數(shù)據(jù)存儲和管理起來。概括起來就是檔案生產(chǎn)資料的智能化。
二是無人檔案館,檔案的收集、整理、分類、歸檔智能化,這包括網(wǎng)絡(luò)檔案信息資源智能收集、數(shù)字檔案信息資源智能分類與檢索、智能化檔案價(jià)值鑒定和智能化檔案安全管理。在檔案工作中可以應(yīng)用人工智能,包括應(yīng)用自然語言處理、模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)科學(xué)技術(shù)對數(shù)字檔案信息資源進(jìn)行智能分類,以及應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來讓計(jì)算機(jī)做檔案開放鑒定,它通過模仿人腦的機(jī)制來解釋和處理數(shù)據(jù),建立大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳遞信息,分析圖像、聲音和文本。機(jī)器鑒定檔案會有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn):鑒定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,效率高, 無須相關(guān)專業(yè)知識即可鑒定。簡單說,人工智能將使檔案管理生產(chǎn)力大幅度提升。
三是檔案管理關(guān)系將被重新定義,呈現(xiàn)的是全時(shí)空機(jī)器關(guān)系。常言說“生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關(guān)系,生產(chǎn)關(guān)系反作用生產(chǎn)力,生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系需要相互適應(yīng),并且在矛盾中相互促進(jìn)發(fā)展”。人工智能進(jìn)入檔案管理領(lǐng)域,也將帶來檔案 管理關(guān)系的重大變化,這種關(guān)系的解讀可以從人工智與檔案工作者、人工智能與檔案服務(wù)、人工智有與檔案使用者。任何一種新技術(shù)在檔案工作中應(yīng)用的初期都會使檔案工作者產(chǎn)生一定的抵觸情緒,特別像人工智能這樣的技術(shù),可以應(yīng)用到檔案工作的方方面面,勢會顛覆檔案工作者的原始認(rèn)知,這需要通過教育來改變。
近年來,隨著大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展,人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人們的生活生產(chǎn)中,其應(yīng)用也將為檔案管理工作帶來了一系列歷史性變革與發(fā)展。人工智能技術(shù)應(yīng)用于檔案管理中可以實(shí)現(xiàn)智能分類檢索與智能安全管理,滿足用戶對檔案管理的多元化需求。如2019 年由浙江省檔案館與國家級AI+檔案聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室(國家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所和科大訊飛股份有限公司聯(lián)合成立)(以下簡稱“聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”)共同簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,同時(shí)為“國家級成果應(yīng)用示范基地”揭牌。一項(xiàng)用于檔案管理的“黑科技”—科大訊飛檔案機(jī)也在今天正式亮相。AI賦能,成效顯著。目前實(shí)驗(yàn)室成功利用智能語音識別和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)寫技術(shù)實(shí)現(xiàn)口述征集,實(shí)現(xiàn)了智能語音檔案著錄,音、視頻數(shù)字檔案檢索利用等這些革命性成果,極大的提升了檔案工作的效率;用OCR技術(shù)識別民國繁體文書類檔也取得突破性進(jìn)展,識別率85%以上,達(dá)到可用級別;尤為重要的是,基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檔案數(shù)字化加工系統(tǒng)研制及知識庫建設(shè),利用OCR識別與智能語音“雙結(jié)合”方式以及檔案行業(yè)規(guī)則和知識庫學(xué)習(xí),對數(shù)字化加工應(yīng)用的創(chuàng)新,整體效能提升40%以上。這些先進(jìn)成果和技術(shù)應(yīng)用,為聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和浙江省檔案館的合作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雙方合作以后,聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將利用自身的技術(shù)、人才、產(chǎn)品、服務(wù)等核心優(yōu)勢,浙江省檔案館提供權(quán)威、專業(yè)的檔案管理研究資源支持,雙方共同制訂“人工智能+檔案”科研成果應(yīng)用及推廣的可行性方案規(guī)劃設(shè)計(jì),共同推動相關(guān)成果在區(qū)域性國家重點(diǎn)檔案保護(hù)(華東)中心和浙江省檔案館的國家重點(diǎn)檔案保護(hù)與開發(fā)、口述歷史采集室建設(shè)運(yùn)行、音視頻檔案整理利用、檔案開放鑒定、檔案著錄等工作中的成果轉(zhuǎn)化及推廣,創(chuàng)新檔案管理工作模式,提升“智慧檔案”建設(shè)水平。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室首款產(chǎn)品—訊飛檔案機(jī),以檔案信息安全為基礎(chǔ),具備高保密性。可隨時(shí)隨地進(jìn)行口述史的征集整理;重大活動全過程記錄建檔。產(chǎn)品上手簡單,操作便捷,是實(shí)驗(yàn)室首款既有顏值又有才華的檔案專業(yè)人工智能創(chuàng)新型產(chǎn)品。浙江省檔案館目前正在進(jìn)行一系列口述歷史的搶救性采集整理工作,從此前走訪浙江籍名人,到接下來走訪浙籍老藝術(shù)家、抗戰(zhàn)老兵,包括檔案機(jī)在內(nèi)的人工智能黑科技都將發(fā)揮巨大的作用。
人工智能是研究、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)。自誕生以來,人工智能的理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大,基于技術(shù)革命的大膽預(yù)測,未來人工智能帶來的科技變革,將會是人類智慧的一大挑戰(zhàn)。綜上所述,傳統(tǒng)的檔案提供利用服務(wù)方式一般包括閱覽服務(wù)、展覽服務(wù)和咨詢服務(wù)等被動方式實(shí)現(xiàn),而新型的檔案提供利用服務(wù)方式主要是網(wǎng)站服務(wù)、新媒體服務(wù)、精準(zhǔn)推送服務(wù)等主動方式實(shí)現(xiàn)。人工智能可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)人工智能對使用者的需求進(jìn)行深度挖掘,及時(shí)準(zhǔn)確地掌握使用者的個(gè)性化需求,真正地實(shí)現(xiàn)“以用戶為中心”的現(xiàn)代檔案服務(wù),包括“萬物互聯(lián)”“萬物智能”“無時(shí)不在”“無處不聯(lián)” “無所不有”的等智能服務(wù)特點(diǎn)。
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篇5
【關(guān)鍵詞】人工智能;診斷學(xué)教學(xué);智能教學(xué)系統(tǒng);智能組卷系統(tǒng);智能閱卷系統(tǒng);智能仿真教學(xué)系統(tǒng)
人工智能(artificialintelligence,AI)的概念最早是在1956年的Dartmouth學(xué)會上提出的,隨著計(jì)算機(jī)核心算法的突破、計(jì)算能力的迅速提高以及海量互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的支撐,目前已被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[1-2]。近年來,人工智能也給教育教學(xué)領(lǐng)域帶來了機(jī)遇,人工智能+教育正如火如荼地開展和推進(jìn),改變著傳統(tǒng)的教育形式及生態(tài)[3-4]。2018年教育部《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計(jì)劃》,各大高校在人工智能及其教育發(fā)展上有了綱領(lǐng)性的指導(dǎo)[5]。醫(yī)學(xué)教育作為教育教學(xué)諸多領(lǐng)域的一隅,乘著人工智能發(fā)展的東風(fēng),各大高校在推進(jìn)醫(yī)學(xué)教學(xué)改革方面進(jìn)行了大量積極的探索與嘗試[6-8]。診斷學(xué)是由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)過度到臨床醫(yī)學(xué)的橋梁課,其教學(xué)質(zhì)量的良莠直接影響到醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)的要求,如何發(fā)揮人工智能的應(yīng)用優(yōu)勢,讓其更好地應(yīng)用于診斷學(xué)的教學(xué)工作,也是診斷學(xué)課程教改的重要研究方向。
1傳統(tǒng)的診斷學(xué)教學(xué)方法存在的問題
診斷學(xué)是學(xué)習(xí)臨床基本技能最重要的一門課程,其內(nèi)容包括癥狀學(xué)、體檢檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查及輔助檢查等四大塊,分為理論課和見習(xí)課,目前大多數(shù)醫(yī)學(xué)院理論課采用的是以大班的形式在多媒體教室講授,而見習(xí)課則采取分小組的模式進(jìn)行,多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該教學(xué)模式取得的教學(xué)效果不盡人意,尤其是近年來隨著全國各大醫(yī)學(xué)院校的擴(kuò)招,出現(xiàn)了師資及教學(xué)資源配套的相對不足,上述教學(xué)模式的問題逐漸凸顯。理論知識以老師講授為主,采取的是“滿堂灌”的教學(xué)模式,然而該部分教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)繁多,知識串聯(lián)度不高,課堂靈活度、生動度較為薄弱,學(xué)生聽完課以后對課程內(nèi)容印象不深,知識掌握度差,同時(shí)由于學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性差異大,不能進(jìn)行課前充分預(yù)習(xí)的學(xué)生在課堂上更加難以跟上老師講授的節(jié)奏。見習(xí)課是對理論知識進(jìn)行實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力,前期理論知識掌握度差又會影響見習(xí)的教學(xué)質(zhì)量,導(dǎo)致教學(xué)過程形成惡性循環(huán)[9]。見習(xí)課主要采取老師講授要領(lǐng)及演示操作流程,之后學(xué)生們互相練習(xí)的教學(xué)方法,該部分內(nèi)容需反復(fù)加強(qiáng)練習(xí),同樣的動作要領(lǐng)反復(fù)錘煉才能熟練掌握,因課堂見習(xí)時(shí)間有限,而老師講授及演示需占用大部分時(shí)間,學(xué)生動手實(shí)踐機(jī)會不多,老師對學(xué)生的操作手法、操作內(nèi)容、操作順序等重要內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)和勘誤的時(shí)間少,學(xué)生操作的規(guī)范性難以保證,在以后的臨床實(shí)踐中,往往存在實(shí)踐操作能力的缺陷。上述教學(xué)模式教師與學(xué)生們之間除了課堂時(shí)間,其余時(shí)間是脫節(jié)的,不能很好地溝通,學(xué)生們有疑問的知識點(diǎn)難以得到老師的及時(shí)解答,教學(xué)活動中沒有充分反饋,各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)難以進(jìn)行教學(xué)反思,形成教學(xué)相長的良性循環(huán)。課后復(fù)習(xí)及階段性總結(jié)復(fù)習(xí)是課堂知識內(nèi)化及升華的重要方面,傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是給學(xué)生布置課后作業(yè),學(xué)生完成后上交由老師批改留檔,這個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生與老師缺乏有效的溝通,且由于學(xué)生們學(xué)習(xí)主觀能動性差異,課后沒有老師的監(jiān)督及針對性地輔導(dǎo),課后作業(yè)的質(zhì)量良莠不齊,教學(xué)質(zhì)量欠佳是顯而易見的。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展及研究的開展,涌現(xiàn)了一大批新的診斷方法與手段,譬如關(guān)于腫瘤診斷的分子marker,評估預(yù)測疾病活動度及預(yù)后相關(guān)的指標(biāo),在臨床上已經(jīng)常規(guī)應(yīng)用,但由于教材更新需要周期,很難跟新進(jìn)展同步介紹,另外由于課時(shí)有限,難以全面地就學(xué)科前沿及新進(jìn)展進(jìn)行講授[10]。
2人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)的重要意義
2.1教師方面
將人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)實(shí)踐,削弱了教師的知識權(quán)威而強(qiáng)化了教師的價(jià)值引導(dǎo),對教師的個(gè)人能力提出了更高的要求,促使教師踏實(shí)踐行終身學(xué)習(xí)并持續(xù)更新自身知識結(jié)構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時(shí)代,知識呈幾何指數(shù)更新并出現(xiàn)大爆炸,基于各種互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)通訊平臺及手機(jī)APP,診斷學(xué)體格檢查、理論知識講授相關(guān)的小視頻及研究進(jìn)展不勝枚舉,這就要求教師及時(shí)獲取、更新知識并進(jìn)行相應(yīng)的知識儲備。人工智能的應(yīng)用促使教師從單人施教發(fā)展為團(tuán)隊(duì)施教,為開發(fā)更具個(gè)性化的課程教學(xué)注入團(tuán)隊(duì)的力量。基于大數(shù)據(jù)的人工智能可以減少診斷學(xué)教學(xué)過程中的機(jī)械性、重復(fù)性工作,如平時(shí)作業(yè)的批改、考勤統(tǒng)計(jì)等,減輕了教師的工作負(fù)擔(dān),教師可以將更多的精力投入到醫(yī)德醫(yī)風(fēng)、醫(yī)患溝通能力以及體格檢查手法的規(guī)范化培養(yǎng)上,更多的心思放在豐富課程內(nèi)容及教學(xué)形式上。同時(shí)大數(shù)據(jù)可以及時(shí)反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài),教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋及課程評價(jià)有針對性地對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)。
2.2學(xué)生方面
將人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)實(shí)踐,可以實(shí)時(shí)動態(tài)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及暴露的問題,如是否按時(shí)完成課程任務(wù)、測試中哪些知識點(diǎn)容易出錯(cuò)等,人工智能系統(tǒng)能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘,并且可視化呈現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù),有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度以及學(xué)習(xí)效果,并根據(jù)具體的學(xué)情分析數(shù)據(jù)來調(diào)整輔導(dǎo)和教學(xué)方案?;谌斯ぶ悄軓?qiáng)大的算法和分析,可以為學(xué)生定制個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度,提供更有針對性的課堂內(nèi)容和隨堂測試,并對測試及平時(shí)作業(yè)進(jìn)行智能批改,真正做到查漏補(bǔ)缺。診斷學(xué)課程內(nèi)容相對枯燥,學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣有限,基于人工智能的教學(xué)方式可以寓教于樂,在課程中將一些比較零散的知識點(diǎn)可以設(shè)置成互動小游戲,營造出良好的課堂氛圍,提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效率。
2.3教學(xué)過程
針對教學(xué)過程,人工智能亦發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。第一,診斷學(xué)作為橋梁課程,是一門必修課,包括臨床醫(yī)學(xué)五年制、八年制、法醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)等相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生均需要學(xué)習(xí),人工智能擁有超強(qiáng)的計(jì)算能力和強(qiáng)大的“記憶力”,面對眾多不同專業(yè)的學(xué)生,可以根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,制定出適合不同專業(yè)學(xué)生的完備教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)活動開展過程中,人工智能還可以根據(jù)學(xué)生的課堂及課后測試表現(xiàn),依據(jù)分層教學(xué)的要求自動設(shè)置梯次教學(xué)目標(biāo),幫助學(xué)生們逐步提升學(xué)習(xí)能力和知識掌握度。第二,人工智能可以憑借自身信息化的特點(diǎn),對各種教學(xué)資源進(jìn)行分析,為教師和學(xué)生選擇更優(yōu)質(zhì)更合適的資源提供依據(jù),促進(jìn)個(gè)性化的教與學(xué)。第三,傳統(tǒng)的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容相對有限,人工智能基于大數(shù)據(jù)能夠啟發(fā)新的教學(xué)思路,創(chuàng)新教學(xué)方法,為診斷學(xué)教學(xué)提供更多的可能性。
3人工智能在診斷學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1智能教學(xué)系統(tǒng)
智能教學(xué)系統(tǒng)是教育技術(shù)學(xué)中重要的研究領(lǐng)域,其根本宗旨是使得學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境更加優(yōu)良和諧,智能教學(xué)系統(tǒng)能夠及時(shí)有效地調(diào)用最新最全的網(wǎng)絡(luò)資源并充分優(yōu)化后供學(xué)生學(xué)習(xí),使得學(xué)生能夠更加全方位、多角度地學(xué)習(xí)專業(yè)知識,提高學(xué)習(xí)效果[11]。智能教學(xué)系統(tǒng)大致由領(lǐng)域知識部分、教師部分及學(xué)生部分3個(gè)部分構(gòu)成[12],其中領(lǐng)域知識部分又稱為專家部分,這一部分既包含了需要講授的內(nèi)容及掌握的技能,又可以添加專家的學(xué)術(shù)成果,既能夠保證學(xué)生對于基本概念、基本理論及基本技能的掌握,又能夠拓寬知識面,增加知識的廣度。智能教學(xué)系統(tǒng)的教師及學(xué)生部分主要是為設(shè)計(jì)和制定教學(xué)方案及策略服務(wù),基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,根據(jù)課程的特點(diǎn)、歷年教學(xué)情況、學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)及學(xué)習(xí)實(shí)際情況,制定更加個(gè)性化、高效的教學(xué)方案,促成教師因材施教,取得更加理想的教學(xué)效果。
3.2智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)
診斷學(xué)教學(xué)內(nèi)容包括理論和見習(xí)兩大塊,教學(xué)過程中教師的大量時(shí)間用于出題、閱卷、批改平時(shí)作業(yè)等與考核相關(guān)的工作,并且在出題過程中需要圍繞相對固定的重難點(diǎn)內(nèi)容不斷創(chuàng)新題型,消耗教師大量的精力。智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢,將教師從繁冗的考核相關(guān)工作中解脫出來,使得教師的教學(xué)更高效,教師能夠把更多的時(shí)間。智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)能夠有效收集和分析知名高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的在線題庫,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享,通過隨機(jī)抽題組卷、答案隨機(jī)排序、題型隨機(jī)排序以及設(shè)置避免與歷年考卷重復(fù)等,顯著提升試卷的質(zhì)量,亦能改善考試作弊的頑疾,客觀地考核學(xué)生對知識的掌握度。智能網(wǎng)絡(luò)閱卷系統(tǒng)有簡明的閱卷流程,能夠更有效地識別試卷及答案,能夠明顯降低傳統(tǒng)人工閱卷方式因疲勞帶來的出錯(cuò)率,使得工作效率更高、考核結(jié)果更公正。
3.3智能仿真教學(xué)系統(tǒng)
診斷學(xué)教學(xué)的見習(xí)部分是學(xué)生提高技能的重要環(huán)節(jié),常常采用分小組在病房完成的方式進(jìn)行,在課程的開展過程也凸顯出了各種各樣的問題,譬如因?qū)W生分組進(jìn)行詢問病史、體格檢查,重復(fù)次數(shù)多,患者難以多次配合;在教學(xué)時(shí)間段內(nèi)病房缺相應(yīng)的病種,無法對所學(xué)的癥狀進(jìn)行直觀的學(xué)習(xí);傳染病流行期間出于對學(xué)生健康安全的保護(hù),無法進(jìn)入病房見習(xí)等等,此時(shí)智能仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠發(fā)揮重要的補(bǔ)充作用[13]。人工智能可以根據(jù)提供的海量真實(shí)臨床病例,由醫(yī)學(xué)專家整合其臨床特征,聯(lián)合計(jì)算機(jī)專家,根據(jù)相應(yīng)的教學(xué)要求,形成虛擬病人學(xué)習(xí)系統(tǒng),學(xué)生在仿真診療環(huán)境中,進(jìn)行問診、體格檢查、診斷以及給出治療方案,同時(shí)系統(tǒng)能夠自動發(fā)現(xiàn)學(xué)生在問診及診斷過程中的錯(cuò)誤,通過實(shí)踐、糾錯(cuò)再實(shí)踐,提高學(xué)生采集病史、體格檢查的能力,同時(shí)能夠加強(qiáng)學(xué)生的臨床思維的訓(xùn)練,夯實(shí)臨床基本功[14-16]。
4總結(jié)及展望
篇6
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);發(fā)展;變革
一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對人們生活的影響
(一)變革工作方式
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)新興技術(shù)的出現(xiàn),為社會上的各行各業(yè)都帶來了很大的變化。首先對于工商業(yè)來說,也是最早應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的行業(yè),在當(dāng)前各行各業(yè)處于快速發(fā)展的過程中,對于計(jì)算機(jī)等新興技術(shù)也有了更強(qiáng)的依賴性,企業(yè)借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提升工作效率,同時(shí)也可以改變傳統(tǒng)工作中存在的缺陷。在銀行中主要就是利用互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來為客戶提供服務(wù),同時(shí)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)購物技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)金融的快速發(fā)展,也使得越來越多的行業(yè)都面臨著新的變革,并且人們也享受著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所帶來的便利,借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以查詢企業(yè)的資源利用狀況,也可以為企業(yè)的發(fā)展提供一些指導(dǎo)性的意見[1]。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等也被廣泛的應(yīng)用于教育領(lǐng)域,在教育中借助現(xiàn)代化技術(shù)可以顯著提升教育質(zhì)量,也可以摒棄傳統(tǒng)教育存在的缺陷。如果僅僅通過枯燥乏味的教學(xué)模式是無法提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的,在其中引入現(xiàn)代化的教育手段,可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也可以將一些枯燥乏味的內(nèi)容以更加形象的方式呈現(xiàn)在課堂上,這樣可以豐富課堂教學(xué)手段。比如借助PPT等形式可以將書本上的知識以圖片視頻方式呈現(xiàn)出來,這樣可以使得教材內(nèi)容更為直觀,也可以使得學(xué)習(xí)過程更為高效。在教育界有效的引入現(xiàn)代化教育技術(shù),可以顯著提升教育質(zhì)量,同時(shí)也催生了遠(yuǎn)程教育的產(chǎn)生,學(xué)生在家中也可以借助互聯(lián)網(wǎng)與老師進(jìn)行溝通交流,這極大的促進(jìn)了教育得推廣,也為我國所推行的素質(zhì)教育奠定了基礎(chǔ)[2]。
(二)革新消費(fèi)方式
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速應(yīng)用以及新技術(shù)的快速應(yīng)用現(xiàn),也在很大程度上改變了人們的生活消費(fèi)與交流方式。當(dāng)前相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,也使得人們的購物方式發(fā)生了很大的變化,我們在生活中最為顯著的一個(gè)購物行為變化就是網(wǎng)購行為越來越多。尤其是很多網(wǎng)絡(luò)店鋪的興起,其憑借著京東、阿里巴巴等大平臺為當(dāng)下用戶提供了非常便捷的購物服務(wù),人們足不出戶便能購買到自己心儀的商品,同時(shí)在網(wǎng)上也可以獲取自己想要的資源。結(jié)合自己的需求立即購買產(chǎn)品,這種消費(fèi)方式省時(shí)省力,不用出門也可以達(dá)到自己的需求。在該過程中人們的支付方式也發(fā)生了很大的變化,人們越來越多的使用網(wǎng)絡(luò)支付,也不會被傳統(tǒng)消費(fèi)過程中現(xiàn)金支付所帶來的困擾所影響[3]。
二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革新
(一)大數(shù)據(jù)技術(shù)
當(dāng)下越來越多的新興技術(shù)不斷涌現(xiàn),最為顯著的便是大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠從當(dāng)前爆炸式增長的資源中來迅速挖掘到自己需要的信息,并且借助相應(yīng)的分析系統(tǒng)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整合,這樣可以大大提升對于信息資源的獲取、處理和利用效率。普通民眾對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不是很多,但是對于一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都會借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來為自己的業(yè)務(wù)開展提供信息,比如淘寶之類的購物網(wǎng)站會借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來收集用戶的習(xí)慣喜好,并且針對性的推送一些用戶可能會購買的產(chǎn)品。今日頭條之類的新聞網(wǎng)站也會結(jié)合用戶的瀏覽規(guī)律、瀏覽喜好來向其推送一些可能被喜歡的內(nèi)容,這也可以做到精準(zhǔn)化推送,以及更加周到的服務(wù),并且獲得更多的受眾。
(二)人工智能
人工智能技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用,雖然從整體角度來說,人工智能技術(shù)仍然不夠成熟,但是其也被廣泛的應(yīng)用到科技領(lǐng)域以及家居領(lǐng)域,比如智能語音智能駕駛、智能家居服務(wù)都已經(jīng)成為當(dāng)下智能技術(shù)所研究的方向。人們一回到家就可以通過聲控的方式,來對家中的電器進(jìn)行控制。同時(shí)在駕駛中也可以借助智能輔助系統(tǒng)來獲取更加舒適的體驗(yàn),也有一些廠商正在研發(fā)智能駕駛系統(tǒng)和AI技術(shù),這可以為人們的生活提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[4]。人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理工作中,可以更好的呈現(xiàn)自身的價(jià)值,首先借助人工智能等技術(shù)可以構(gòu)建智能防火墻技術(shù),這在很大程度上可以保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)免受外界的侵害。借助該技術(shù)可以防止黑客,以及更高級別的病毒入侵等活動。同時(shí)借助人工智能技術(shù)等衍生出來的智能防火墻,可以有效提高安檢效率,并且對于一些高級病毒進(jìn)行篩選防護(hù),借助人工智能技術(shù)可以提高計(jì)算機(jī)入侵檢測技術(shù),該技術(shù)可以作為防火墻技術(shù)的核心工作,其能夠?yàn)榫S護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全提供重要的技術(shù)支持,最大程度上確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。人工智能技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用到專家知識庫的構(gòu)建中。其主要就是結(jié)合其積累的相關(guān)資源,并且借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的對其中的內(nèi)涵價(jià)值等進(jìn)行挖掘,對知識門類進(jìn)行分類,這樣可以借助現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理經(jīng)驗(yàn),并且輔以數(shù)據(jù)庫編碼等操作來為后期各項(xiàng)工作的開展提供基礎(chǔ)
(三)云技術(shù)
云技術(shù)也是當(dāng)下發(fā)展較為迅速的技術(shù),在國內(nèi),阿里云所占的份額最多,并且其借助云技術(shù)可以有為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)化的服務(wù),比如云存儲、云計(jì)算。通過云技術(shù)可以為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供優(yōu)質(zhì)化的服務(wù),也可以將之與大數(shù)據(jù)技術(shù)相整合,進(jìn)而為整個(gè)企業(yè)業(yè)務(wù)的開展提供有效的策略。當(dāng)然,在未來會有越來越多的計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及相應(yīng)的衍生技術(shù)出現(xiàn),并且改善人們的生活質(zhì)量[5]。
篇7
[關(guān)鍵詞]遠(yuǎn)程教育 Agent 系統(tǒng)
[中圖分類號]G484[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1009-5349(2010)01-0076-01
引言
目前對遠(yuǎn)程教育方面的研究主要集中在兩個(gè)領(lǐng)域:基于Web的遠(yuǎn)程教育和實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程教育。在基于Web的方式下,教學(xué)內(nèi)容以課件的形式存放在Web服務(wù)器上,學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地獨(dú)立的學(xué)習(xí)。而針對教與學(xué)的交互性,實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程教育主要研究利用視頻會議系統(tǒng)傳輸視頻和音頻,構(gòu)建一種分布式的教室。在以上兩個(gè)研究領(lǐng)域中,基于Web的遠(yuǎn)程教育由于對系統(tǒng)的配置無特殊要求,并且在Internet上可以隨時(shí)隨地訪問而得到了廣泛的應(yīng)用。
然而,傳統(tǒng)的基于Web的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)也存在一些缺陷:1.非智能化的網(wǎng)絡(luò)信息檢索方式不適合學(xué)習(xí)者興趣的變化。2.系統(tǒng)不能很好地對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行智能化管理。3.系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模塊不具有個(gè)性化、智能化的特點(diǎn)。4.系統(tǒng)的負(fù)載能力差,難以適應(yīng)日益增長的在線學(xué)習(xí)的需求。
總的來說,目前的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)缺乏智能性、自適應(yīng)性和各環(huán)節(jié)的互通性和交互性。針對以上基于Web的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)存在的不足,可以采用Agent技術(shù)對其進(jìn)行研究和改進(jìn),從而改善傳統(tǒng)的基于Web遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的不足。
一、Agent及Agent系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
Agent(智能)是一個(gè)具有自適應(yīng)性和智能性的軟件實(shí)體,能代表用戶或其他程序以主動服務(wù)的方式完成一項(xiàng)工作。Agent具有以下基本特點(diǎn):
1.目主性:Agent具有屬于其自身的計(jì)算資源和對自身行為進(jìn)行控制的機(jī)制,能在無外界直接操縱的情況下,根據(jù)其內(nèi)部狀態(tài)和感知到的環(huán)境信息,決定和控制其自身的行為。2.交互性:能與其他Agent進(jìn)行多種形式的交互,能有效地與其他Agent協(xié)同工作。3.感應(yīng)性:能感知所處的環(huán)境,并對相關(guān)事件做出適時(shí)反應(yīng)。4.主動性:能遵循承諾主動采取行動。5.推理和規(guī)劃能力:Agent具有學(xué)習(xí)知識和經(jīng)驗(yàn)及進(jìn)行相關(guān)的推理和智能計(jì)算的能力。
與單Agent相比,Agent系統(tǒng)有以下特點(diǎn):
1.社會性:Agent處于由多個(gè)Agent構(gòu)成的社會環(huán)境中,通過某種Agent語言與其他Agent實(shí)施靈活多樣的交互和通訊,實(shí)現(xiàn)與其他Agent的合作、協(xié)同、協(xié)商、競爭等。2.強(qiáng)制性:在多Agent系統(tǒng)中一個(gè)Agent發(fā)出請求后,其他Agent只有同時(shí)具備提供此服務(wù)的能力與興趣時(shí)才能接受動作委托,即一個(gè)Agent不能強(qiáng)制另一個(gè)Agent提供某種服務(wù)。這一特點(diǎn)最適用于學(xué)習(xí)者特征的獲取。3.協(xié)作性:在多Agent系統(tǒng)中,具有不同目標(biāo)的各個(gè)Agent必須相互協(xié)作、協(xié)同、協(xié)商對未完成問題的求解。這一特點(diǎn)特別適合于遠(yuǎn)程教學(xué)中不同學(xué)習(xí)者Agent之間的協(xié)作學(xué)習(xí)。
二、Agent系統(tǒng)模型研究
在Agent系統(tǒng)的研究過程中,為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境而從不同的角度提出了多種類型的Agent系統(tǒng)模型,包括DBI模型、協(xié)商模型、協(xié)作規(guī)劃模型和自協(xié)調(diào)模型等。
(一)BDI模型
BDI(Belief-Desire-Intention,即信念-期望-意圖)模型是澳大利亞學(xué)者Rao和Georgeff提出的。BDI系統(tǒng)也稱為意識系統(tǒng),是把Agent看作理性主體,通過信念、愿望或意圖屬性來預(yù)測Agent的行為。這是一個(gè)概念和邏輯上的理論模型,它滲透在其他模型中,成為研究Agent理性和推理機(jī)制的基礎(chǔ)。BDI模型是對Agent理論和結(jié)構(gòu)描述中最為經(jīng)典的模型。
(二)協(xié)商模型(Negotiation Model)
Agent系統(tǒng)的協(xié)作行為一般是通過協(xié)商而產(chǎn)生的。雖然各個(gè)Agent的行動目標(biāo)是要使自身效用最大化,然而在完成全局目標(biāo)時(shí),就需要各Agent在全局上建立一致的目標(biāo)。對于資源缺乏的多Agent動態(tài)環(huán)境,任務(wù)分解、任務(wù)分配、任務(wù)監(jiān)督和任務(wù)評價(jià)就是一種必要的協(xié)商策略。合同網(wǎng)協(xié)議是協(xié)商模型的典型代表,主要解決任務(wù)分配、資源沖突和知識沖突等問題。
三、結(jié)語
針對Agent的特點(diǎn),將Agent技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育,能有效克服現(xiàn)階段遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的局限和不足。使用Agent技術(shù)可以增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和人性化色彩,改善教學(xué)效果,提高教學(xué)質(zhì)量,充分體現(xiàn)教學(xué)的智能性、主動性。尤其在現(xiàn)在流行的Web技術(shù)基礎(chǔ)上嵌入人工智能技術(shù)和Agent技術(shù),這在教學(xué)效果、教學(xué)模式和系統(tǒng)性能上必將大大優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng),從而對整個(gè)教學(xué)改革和素質(zhì)教育的實(shí)施起到積極的推動作用。
【參考文獻(xiàn)】
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篇8
記 者:李主任,您好。很高興地看到,2016年初采訪您時(shí),您提到的一些設(shè)想,現(xiàn)在正在一步步地走向現(xiàn)實(shí)。比如去年4月啟動的北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實(shí)踐活動、11月啟動的雙師服務(wù)試點(diǎn)。北京市教委通過供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,讓優(yōu)質(zhì)的教育資源穿越了學(xué)校和區(qū)域的邊界。您能給我們介紹下這兩個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的過程及取得的成效嗎?
李 奕:是的,當(dāng)時(shí)計(jì)劃的“教師走網(wǎng)”,已經(jīng)通過“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實(shí)踐活動”在全市范圍的教師繼續(xù)教育領(lǐng)域里成功地“走”了起來。教師通過自主選課并在課堂中聽課研修,改變了傳統(tǒng)繼續(xù)教育“講大課”的方式,實(shí)現(xiàn)了教師選擇的自主性和實(shí)踐性。該項(xiàng)目自2016年4月啟動以來,已經(jīng)在上半年和下半年各完成了一輪培訓(xùn)活動。
第一輪培訓(xùn),我們將市級以上骨干教師的1482門課程名錄掛到網(wǎng)絡(luò)平臺上,聽課教師在線自助選擇自己喜歡的課,充分尊重了聽課教師的自主選擇權(quán)。只要教師自己喜歡,就可以跨年級,甚至跨學(xué)科選擇授課老師的課。線上選定聽課對象以后,聽課教師們就可以根據(jù)時(shí)間安排,到線下授課點(diǎn)聽課,并參與教研和備課。這一系列活動完成后,教師們將照片、任務(wù)單上傳到平臺,平臺就會給授課老師和聽課老師雙向計(jì)學(xué)分。由于這個(gè)平臺對接北京市教師MIS系統(tǒng),所計(jì)學(xué)分與教師的繼續(xù)教育、晉級密切相關(guān)。
在開展第二輪培訓(xùn)時(shí),又實(shí)現(xiàn)新的突破――我們把上傳授課目錄的教師擴(kuò)展到年輕的骨干教師。只要教師具備獨(dú)特的內(nèi)容或擅長的方面,就可以上傳。由于上傳行為本身是沒有成本的,只有實(shí)際發(fā)生聽課行為了,才有成本,所以我們繼續(xù)擴(kuò)大供給側(cè)的結(jié)構(gòu)和數(shù)量,供給越多,教師們選擇的范圍就越大。此外,還有一個(gè)變化就是,民辦教育機(jī)構(gòu)的教師也首次嘗試進(jìn)來,量雖不大,但是一種類型,或許不輸給公辦學(xué)校的教師。“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實(shí)踐活動”是典型的利用互聯(lián)網(wǎng)思維來運(yùn)作的一個(gè)項(xiàng)目,它的特點(diǎn)是自選、開放、后付費(fèi)。形式上,它與初一、初二的開放性科學(xué)實(shí)踐活動相似,不同的是,這次是教師“走網(wǎng)”,骨干教師、特級教師的優(yōu)質(zhì)資源屬性開始在網(wǎng)上流動了。
為了保障培訓(xùn)質(zhì)量,讓學(xué)員之間能夠有充分的討論和互動,我們要求每位授課教師每學(xué)期最多開放兩次課,并且每次課最多接納10個(gè)學(xué)員聽課。所以,有的授課教師大家搶得厲害,而有些授課老師的課型掛上網(wǎng)以后,沒有人選他的課,形成潛在的壓力。
記 者:在實(shí)際的操作過程中,真的會出現(xiàn)這種情況嗎?那不被選的教師豈不是很尷尬?
李 奕:當(dāng)然有。第一輪1482門課程掛上去后,只有1375門課程選滿了,另外100多課程情況很復(fù)雜了。有的授課教師已經(jīng)脫離教學(xué)一線,有的是對開放自己的課程壓力大等。中央提出,要更多地用市場的機(jī)制決定資源的配置。這就是由市場機(jī)制來決定,拿事實(shí)來說話。包括以后我們評價(jià)一位教師的影響力,就要看他的受眾到底有多少?通過互聯(lián)網(wǎng)的行為數(shù)據(jù),能查出每年到底有多少個(gè)區(qū)縣、多少個(gè)教師選他。選的人多了,他自然就是骨干,因?yàn)樗呀?jīng)用實(shí)際的影響力證明他就是這個(gè)領(lǐng)域的“骨”和“干”了。假如還有另外一位教師,他一年教了200節(jié)課,發(fā)表了10篇論文,但只是面向自己教的這兩個(gè)班的學(xué)生。那他是一位優(yōu)秀、敬業(yè)的好老師,可是他在骨干引領(lǐng)作用的發(fā)揮上,就不充分了。
這些都是在互聯(lián)網(wǎng)思維下的市場機(jī)制和優(yōu)質(zhì)資源屬性配置。這個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行后還有個(gè)“副產(chǎn)品”:來聽課的10位學(xué)員之前可能完全不認(rèn)識,但在聽完課離開的時(shí)候互相加了微信,建了微信群,形成了一個(gè)備課交流圈子。有了這個(gè)圈子,教師們以后的討論會延伸下去。這就是運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維建立起了教育系統(tǒng)內(nèi)人與人之間“跨界”的連接。
在通州區(qū)啟動的雙師服務(wù)工程只是一個(gè)試點(diǎn),將來有可能擴(kuò)展到全市。一旦全面啟動,將會比“北京市中小學(xué)教師開放型教學(xué)實(shí)踐活動”的工程大,因?yàn)樗鼘儆诮逃幕竟卜?wù)范疇。
“智慧學(xué)伴”將讓學(xué)生的交往超越學(xué)校和學(xué)區(qū)邊界
記 者:您剛才提到教師參加開放型教學(xué)實(shí)踐活動后,會結(jié)成一個(gè)個(gè)社交的小圈子。這個(gè)圈子超越了地區(qū)和班級的界限。這種邊界的超越,會發(fā)生在孩子們身上嗎?
李 奕:實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了。北京市初中開放性科學(xué)實(shí)踐活動計(jì)劃帶來的寶貴“財(cái)富”是:一個(gè)實(shí)踐活動班內(nèi)30個(gè)來自不同學(xué)校的孩子聚在一起搞科學(xué)實(shí)踐活動,從互相不認(rèn)識,到在一起做事,再到分手時(shí)合個(gè)影、留個(gè)聯(lián)系方式,后續(xù)還會有聯(lián)絡(luò)。這是任何一所學(xué)??孔陨砹α浚僭趺醋甙嘟虒W(xué),也提供不了的教育服務(wù)。等這撥孩子2018年中考時(shí),每個(gè)人的通訊錄里都有五個(gè)以上非本區(qū)、本校的同學(xué),而且他們在一起合作學(xué)習(xí):做過飛機(jī)、拆過鼠標(biāo)或搗鼓過中醫(yī)藥、護(hù)手霜,到現(xiàn)在還有聯(lián)系。這就是在孩子們身上真實(shí)發(fā)生的實(shí)踐活動。這個(gè)項(xiàng)目給教育系統(tǒng)留下來的是他們選課的記錄,告訴我們?yōu)槭裁磳W(xué)生喜歡選這個(gè),不選那個(gè)。所以,這個(gè)項(xiàng)目最大的價(jià)值就是讓孩子獨(dú)立選擇,而且班級的組合是開放的,是有意做到“無組織、有紀(jì)律”,不再需要“帶隊(duì)老師”,不再是和“本班的同學(xué)”一起做了。
北京市教委2017年從教育信息化角度重點(diǎn)推進(jìn)的一個(gè)項(xiàng)目就是“智慧學(xué)伴”?;ヂ?lián)網(wǎng)給人帶來的是相互交往能力的躍升。這時(shí)候,人與人之間的交流就不僅是可以穿越邊界,還能實(shí)現(xiàn)跨越角色的交往。無論是成年人還是孩子,都可以通過互聯(lián)網(wǎng)參與到社會實(shí)踐中,找到與自己志同道合的學(xué)伴。就拿“雙師工程”來說,其實(shí)它背后更可能吸引孩子的,不是雙師,而是學(xué)伴。在參與活動的過程中,一個(gè)學(xué)生可能在這兒找到幾個(gè)跨區(qū)的、有相同興趣愛好的同學(xué),建立起定向的聯(lián)系,分享自己的成果和成長的經(jīng)歷。這是我們所樂見其成的,因?yàn)檫@實(shí)際是從底層,用互聯(lián)網(wǎng)思維來支持和幫助孩子。從這個(gè)意義上來說,它就是“學(xué)伴工程”。
我們現(xiàn)在給學(xué)生配雙師,目的是增加學(xué)生的實(shí)際獲得,但同時(shí)也要考慮未來,特別是伴隨著人工智能時(shí)代的到來,學(xué)生從教師那里直接獲得的知識比例會進(jìn)一步降低,而且還會更精準(zhǔn),更符合每個(gè)孩子的個(gè)好和實(shí)際需求。通過互聯(lián)網(wǎng)也可以掌握大量的關(guān)聯(lián)知識。就像我們現(xiàn)在在工作過程中利用搜索引擎了解訊息、學(xué)習(xí)新知那樣,隨時(shí)隨地會有個(gè)資源庫、智能系統(tǒng)支持我們的工作與成長。
人工智能時(shí)代將會深刻影響學(xué)習(xí)行為,但不會顛覆學(xué)校
記 者:人工智能是2016年的熱詞。尤其是AlphaGo與李世石的“人機(jī)大戰(zhàn)”,讓人們見識到了人工智能的“過人”之處。相信對于人工智能在教育中的應(yīng)用,您也有很多思考。我們想聽聽您對此的見解。
李 奕:基礎(chǔ)教育實(shí)踐中的人工智能,并不像理論界、科研領(lǐng)域那樣高深到非得有個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)或者專家系統(tǒng)等?!叭斯ぶ悄堋本驮谖覀兩磉叀H斯ぶ悄苁且环N理念,在教育中的另一種拓展應(yīng)用就是助力于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。它對我們中小學(xué)的教師和學(xué)生來說,都有重大的影響。如果善于駕馭人工智能,現(xiàn)在我們所倚重的教室、專業(yè)器材、教材等,都將不再是最核心的資源。
我們關(guān)注同學(xué)和老師、同學(xué)與同學(xué)之間的互動與交流,以及在此過程中產(chǎn)生的新學(xué)習(xí)資源,即智慧學(xué)伴工程。北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心就是在打造這樣一個(gè)新平臺,讓學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的活動豐富起來,對行為數(shù)據(jù)記錄和問題收集進(jìn)行有效處理,形成對每個(gè)孩子的個(gè)性支持。
我們認(rèn)為,一個(gè)人從中小學(xué)到走上社會,他都需要智慧學(xué)習(xí)和學(xué)伴。想想看,我們的微信群里有沒有圈子?其實(shí),你的圈子就是你的智慧學(xué)伴,這是自然而然形成的。生活中為什么兩個(gè)人總是聯(lián)系,就是因?yàn)槟惆l(fā)的東西我愛看,我發(fā)的東西你愛看,我的生活你關(guān)注,你的生活我關(guān)注,所以人之間的連接越來越豐富。處在這種豐富連接中的人,知識與信息的獲得是持續(xù)增長的。當(dāng)然,這其中要有教師的正確引導(dǎo)和影響。
新的資源觀和環(huán)境觀下的數(shù)字校園
記 者:確實(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中,基于微信、QQ等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的圈子,就相當(dāng)于給人重新劃分了學(xué)習(xí)的社群。
李 奕:在這種情形下,就涉及新的學(xué)習(xí)材料的提取和萃取,我們將不再僅僅依靠專家編選資源,讓學(xué)生去學(xué),而是在原有基礎(chǔ)上嘗試由市場機(jī)制決定誰是優(yōu)質(zhì)教育資源。我們也期待學(xué)生和教師,在新的資源觀和環(huán)境觀下,開始進(jìn)入一種新的學(xué)習(xí)狀態(tài)?,F(xiàn)在,有不少學(xué)校已經(jīng)開始用手持設(shè)備和移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行日常的教育教學(xué)的活動,就是一個(gè)例子。
如北京市教委數(shù)字校園實(shí)驗(yàn)校中,有的從上個(gè)學(xué)期9月份開始,就將校園網(wǎng)由PC版升級為移動端APP。升級后,學(xué)生每天都要回家完成四項(xiàng)作業(yè):英語的口語、語文的朗讀、數(shù)學(xué)的速算、每天的日記。孩子每天花5分鐘做完作業(yè)以后,可以給同學(xué)點(diǎn)贊,看誰獲得的“點(diǎn)贊”多,學(xué)生們寫的日記可以互相評論和留言。
用手機(jī)的方式做四項(xiàng)作業(yè),是一個(gè)進(jìn)步――教師以前檢查不了英語的口語、聽力,現(xiàn)在通過這種方式能檢查了。但這是一個(gè)淺層次的提升,更為核心、深層次的提升是:學(xué)生學(xué)會欣賞了、學(xué)會傾聽了,與此同時(shí),他的閱讀量隨著交流的增多也越來越大。這就實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)班、一所學(xué)校這樣一個(gè)小環(huán)境里信息的流動和互動。
現(xiàn)在學(xué)校在三年級又開展了作業(yè)閱讀,鼓勵(lì)學(xué)生們自己上傳作業(yè)內(nèi)容。小孩子都愛往上傳,因?yàn)閷λ麃碚f很容易,就像聊天一樣。比如上傳一句名言“書山有路勤為徑,學(xué)海無涯苦作舟”作為班級作業(yè)。只要他上傳了作業(yè),教師就會組織全班50個(gè)孩子都念一遍,這個(gè)過程中就產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù),上傳作業(yè)的學(xué)生還有權(quán)利給其他學(xué)生做點(diǎn)評。
這樣一來,新的教學(xué)方式出現(xiàn)了。在這樣的作業(yè)過程中,學(xué)習(xí)是跨學(xué)科的,對象和學(xué)伴是互換的,學(xué)習(xí)的內(nèi)容是不斷增長更新的。
數(shù)字校園真正升級在孩子的交往能力上
記 者:據(jù)我們了解,北京也有一些學(xué)校正在做這樣的嘗試,比如北京十一學(xué)校亦莊實(shí)驗(yàn)小學(xué),利用“一起作業(yè)網(wǎng)”的平臺,進(jìn)行作業(yè)的提交、點(diǎn)贊和評價(jià),在此過程中潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的社交能力。
李 奕:數(shù)字校園真正的升級換代,體現(xiàn)在對孩子們的交往能力的提升上。當(dāng)然,這只是一所學(xué)校范圍的嘗試。如果一個(gè)學(xué)區(qū)有這個(gè)意識,像東城和海淀這類有條件的學(xué)區(qū),要拓展到學(xué)區(qū)里去做,效果會更好。比如東城的某些學(xué)校在使用“作業(yè)盒子”以后,你會發(fā)現(xiàn)孩子們交往的朋友圈和視野,比傳統(tǒng)名校的孩子更棒。
這種棒是從教育的角度來看資源和環(huán)境,這是將來信息化發(fā)展的重要方向。什么是數(shù)字原住民?數(shù)字原住民不是只玩玩游戲,而是他對信息很敏銳,能提取、篩選信息,而且善于交流,有包容心,會給別人點(diǎn)贊,而不是很嫉妒、焦慮或者壓抑。從社會大背景來看,利用信息技術(shù)能不能實(shí)現(xiàn)這種升級和超越?我認(rèn)為能。
所以,看待一件事,一定要發(fā)掘這件事背后的價(jià)值取向和給孩子帶來的變化。
記 者:我們也發(fā)現(xiàn),教學(xué)中技術(shù)的使用門檻雖然降低了,但對教師的駕馭能力要求更高了。教師不能只做“教書匠”,而是既要想辦法將信息技術(shù)成為學(xué)生手里學(xué)習(xí)的工具,還要善于組織學(xué)生的交流、討論和活動。
李 奕:是這樣的,有了APP,教師要善于去用,不只是善于用它布置作業(yè),而是善于捕捉行為記錄,以確定第二天在課堂上該關(guān)注誰、該如何因材施教等。將來理想的狀態(tài)是,教師未必有學(xué)生知道得多,但是會比學(xué)生更敏銳。
篇9
語音技術(shù)進(jìn)校園
“哪里可以買到便宜的洗漱用品?”新生小賈剛剛把行李放下,就要買必備的生活用品了。
“小助手”回答道:“學(xué)校周邊步行范圍內(nèi)有兩個(gè)超市,一個(gè)物美超市在南門外面的學(xué)府街2號,一個(gè)是學(xué)生超市在學(xué)校的二食堂邊上。您是要買牙刷、牙膏和毛巾么?請選擇一下吧?!边@時(shí),在智能設(shè)備的屏幕上,展現(xiàn)了這兩個(gè)超市的地圖,同時(shí)把小賈可能要買的東西在這兩個(gè)超市的價(jià)格都羅列在下面。
小賈很高興地說道:“好啊,就這幾個(gè)東西吧,我想從學(xué)校里的學(xué)生超市買這幾樣。給我送到宿舍來吧?!?/p>
“好的,”接到了小賈的指示,“小助手”直接下了單,“東西會在30分鐘之后送達(dá)。另外,今天是新學(xué)期第一天,你要不要去校園里看看呢?”
小賈問道:“去哪里看好呢?新學(xué)期學(xué)校應(yīng)該有什么活動吧?”
“小助手”依次列出了今天學(xué)校所有的活動和地點(diǎn):“10點(diǎn)到17點(diǎn),北門小樹林有各個(gè)社團(tuán)的招新活動;10點(diǎn)到11點(diǎn),我的朋友S博士會介紹學(xué)校的智能授課評估系統(tǒng)……”
“這個(gè)智能授課要去聽,據(jù)說以后我們的課堂綜合評分,都是由這個(gè)智能語音系統(tǒng)來完成的?!蓖奚岬男∮谠谂赃吶滩蛔〔遄?。
“好??!那就幫我們訂兩個(gè)座位吧,我們10點(diǎn)去參加S博士的演講?!毙≠Z說。
幾秒鐘后,“小助手”在其上方投射出一個(gè)報(bào)告廳的全息座位圖,其中有兩個(gè)座位高亮顯示:“定好了!你們的座位在在H21和H23。報(bào)告廳離宿舍不遠(yuǎn),我已經(jīng)把路線圖推送到你們的手機(jī)上了?!?/p>
小賈和小于順著地圖的指引,剛剛來到報(bào)告廳門口,“小助手”先跳出來和“S博士”打招呼了:“S博士你好,這是新生小賈和小于,今天來學(xué)習(xí)智能授課評估系統(tǒng)。”
這時(shí)候,教室門口突然跳出來一個(gè)戴博士帽的大胖子博士全息圖,很熱情地和大家打招呼:“歡迎歡迎,今天還有另一個(gè)校區(qū)的同學(xué),通過全息在線和我們互動?!?/p>
大家坐定之后,一個(gè)更大號的“博士帽”被投射到最前面,“S博士”開始詳細(xì)地講解如何與該系統(tǒng)進(jìn)行良好的互動,從而爭取到更好的課堂分?jǐn)?shù)。
其中有一點(diǎn)最讓小賈印象深刻:回答課堂問題時(shí),你們只要以你最喜歡的方式說出你的想法就好了,我們的系統(tǒng)會全面分析你的答案,并分析你的語氣和語速,從而得到最好的分?jǐn)?shù)。
會議的最后,小賈和小于很好奇地問“小助手”:“S博士到底在哪個(gè)校區(qū)工作啊?”
“小助手”嘿嘿一笑說:“S博士和我一樣啊,是你們的智能語音助手哦?!?/p>
看過上面的故事,有的同學(xué)也許會問:這是哪個(gè)科幻小說中的場景?如果是在幾年前,這樣的場景也許還是人們對于遙遠(yuǎn)未來智能社會的幻想。不過,最近智能語音領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,讓很多這樣的“科幻”場景即將成為現(xiàn)實(shí)。
那么,智能語音從哪里來到哪里去?未來這方面的技術(shù)會如何改變我們的社會和生活?帶著這些問題,我們采訪了這個(gè)領(lǐng)域在中國成長起來的大咖:科大訊飛。
最早接近“人類智能”的領(lǐng)域
近年來,“人工智能”這四個(gè)字在各個(gè)方向“轟炸”著人們的認(rèn)知。事實(shí)上,這四個(gè)字意味著語音、圖像、視頻、文本、日志分析等多個(gè)領(lǐng)域。在這些個(gè)領(lǐng)域里面,很多離真正的“人類智能”還有一定距離。但是,智能語音領(lǐng)域卻有著不一樣的進(jìn)展。
2015年,科大訊飛最新語音轉(zhuǎn)寫產(chǎn)品“訊飛聽見”將中文普通話識別和轉(zhuǎn)寫的實(shí)用準(zhǔn)確率提高到了95%以上,遠(yuǎn)超過人類專業(yè)速記員的速度和準(zhǔn)確度。這個(gè)不同尋常的與那些最新研究成果和技術(shù)實(shí)驗(yàn)有很大的不同,這標(biāo)志著中文智能語音的技術(shù)已經(jīng)可以真真實(shí)實(shí)地達(dá)到人類的水平。
“科大訊飛雖然成立18年了,但是在語音識別領(lǐng)域其實(shí)還是個(gè)新兵,”訊飛負(fù)責(zé)人這樣告訴記者:“最早的語音識別技術(shù)可以追溯到上世紀(jì)50年代,貝爾研究所Davis等人研究成功了世界上第一個(gè)能識別10個(gè)英文數(shù)字發(fā)音的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);1960年英國Denes等人研究成功第一個(gè)計(jì)算機(jī)語音識別系統(tǒng)。大規(guī)模的語音識別研究始于上世紀(jì)70年代以后,在小詞匯量、孤立詞的識別方面取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展?!?/p>
上世紀(jì)90年代以后,大詞匯量連續(xù)語音識別得到優(yōu)化,在語音識別技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)品化方面出現(xiàn)了很大的進(jìn)展。1997年,IBM Viavoice首個(gè)語音聽寫產(chǎn)品問世。
自2009年以來,借助機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)研究的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)語料的積累,語音識別技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。2010年,谷歌VoiceAction支持語音操作與搜索。2011年初,微軟的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)模型在語音搜索任務(wù)上獲得成功。也就在同年,蘋果手機(jī)助理Siri首次亮相,人機(jī)交互掀開了新的篇章。
科大訊飛成立于1999年,相比這些巨頭來說,是個(gè)不折不扣的“新兵”,剛開始難免是要坐冷板凳的。但是,在多年的e累之后,科大訊飛在智能語音領(lǐng)域中的貢獻(xiàn)讓人刮目相看。有些人認(rèn)為中國的企業(yè)可能在中文智能語音方面積累更多一些,事實(shí)上,科大訊飛在歷次的國內(nèi)外語音合成評測中,各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均名列第一。2008年至今,科大訊飛連續(xù)在國際說話人、語種識別評測大賽中名列前茅。2014年,科大訊飛首次參加國際口語機(jī)器翻譯評測比賽(International Workshop on Spoken Language Translation)即在中英和英中互譯方向中以顯著優(yōu)勢勇獲第一。2016年,國際語音識別大賽(CHiME)科大訊飛取得全部指標(biāo)第一;在認(rèn)知智能領(lǐng)域,相繼獲得國際認(rèn)知智能測試(Winograd Schema Challenge)全球第一、國際知識圖譜構(gòu)建大賽(NIST TAC Knowledge Base Population Entity Discovery and Linking Track)核心任務(wù)全球第一。
智能Z音技術(shù)從簡單的比賽和實(shí)驗(yàn)室成果,到真正的實(shí)用化,甚至超過人類的智能水平,要做的工作比我們想象得要復(fù)雜得多。如果我們打開“訊飛聽見”的技術(shù)鏈,發(fā)現(xiàn)其集成了包括語音轉(zhuǎn)寫識別技術(shù)、篇章級處理方案、自然語言處理技術(shù)、陣列解混響技術(shù)、口語化風(fēng)格處理技術(shù)、聲紋識別等多方面的技術(shù),為了應(yīng)對每個(gè)人之間的個(gè)體化的差異,方言語音識別、高抗噪語音識別、個(gè)性化識別等多方面的功能也是必不可少的。去年12月,“ 訊飛聽見”的升級版本在原實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)寫漢字的基礎(chǔ)上,還可同步翻譯為英、日、韓、維等多種語言。
更高階:認(rèn)知智能
人工智能的“旅程”中,在很長一段時(shí)間,一直處于“能存會算”的計(jì)算智能時(shí)代。在這一時(shí)期,機(jī)器還是計(jì)算的機(jī)器,人類和機(jī)器交互的方式還很有限很低效,在有限的交流中,機(jī)器能按照人來安排的指令,完成特定的功能已經(jīng)算是合格了。
智能語音領(lǐng)域的發(fā)展,率先將機(jī)器的“聽、說、理解”能力拉升到了“感知智能”的階段。以谷歌、微軟、訊飛為代表的一批優(yōu)秀的企業(yè)和機(jī)構(gòu)將語音的識別、認(rèn)知、合成、翻譯等能力植入了機(jī)器內(nèi)。同時(shí),在教育、車載、家居、通信、硬件和城市等多個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)生了豐富的應(yīng)用。
“現(xiàn)在我們要進(jìn)入認(rèn)知智能階段了?!笨拼笥嶏w強(qiáng)調(diào)說。從最新的訊飛產(chǎn)品線來看,在教育評測、知識服務(wù)、智能客服、機(jī)器翻譯等領(lǐng)域,機(jī)器已經(jīng)開始具備了“能理解會思考”的能力了?!叭斯ぶ悄茉谥悄苷Z音這個(gè)領(lǐng)域里已經(jīng)超過人類了。最近我們在做一些教育評測領(lǐng)域的實(shí)踐。如今,機(jī)器主觀題閱卷技術(shù)對語文、英文等學(xué)科的評分已達(dá)到或超過人工評分水平?!?/p>
當(dāng)智能語音系統(tǒng)具備足夠多的實(shí)踐、“學(xué)習(xí)”過足夠多的數(shù)據(jù),“練習(xí)”過足夠多的對話,也許它真的可以為人類“打開另一扇窗口”。
篇10
關(guān)鍵詞: 研究性課程; 智能控制; 教學(xué)研究; 工程實(shí)踐
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1006-8228(2015)02-57-02
Construction and exploration on research curriculum intelligent control
Zhu Peiyi, Xu Benlian, Shi Jian
(School of Electrical and Automation Engineering, Changshu Institute of technology, Changshu, Jiangsu 215500, China)
Abstract: The research curriculum is aimed at integrating the teacher's scientific research into a customary knowledge system with hierarchical and different module. The latest intelligent control research achievement is transferred into the teaching resources effectively by adopting enquiry-based, discussion-based, project-based and display-based teaching approaches. The students' practical ability is focused on in the teaching process. Concentrating on "theory, experiment, research project", the curriculum is designed to arouse the students' interest in learning, enhance the connotation of curriculum and improve the students' ability of research problems and innovation consciousness. It lays a solid foundation for subsequent engineering practice.
Key words: research curriculum; intelligent control; teaching research; engineering applications
0 引言
研究性教學(xué)就是引導(dǎo)學(xué)生在一定的情境中,通過主動發(fā)現(xiàn)問題和解決問題而獲得知識、形成能力、發(fā)展個(gè)性的教學(xué)方法。它的實(shí)質(zhì)就是讓學(xué)生在教學(xué)過程中體驗(yàn)科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用科學(xué)原理解決實(shí)際問題等不同類型的研究過程[1]。早在2005年,在《教育部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》 中明確提出了“積極推動研究性教學(xué),提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”的要求[2]。如何在專業(yè)課程教學(xué)中實(shí)施研究性教學(xué),提高本科生的科學(xué)研究能力,是高校理工科教學(xué)改革面臨的重要課題[3-5]。
“智能控制”是我校一門理論性與應(yīng)用性結(jié)合非常強(qiáng)的專業(yè)課程,它不僅涉及自動化技術(shù),同時(shí)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科門類交叉[6]。作為應(yīng)用型本科高校,我們將該課程直接面向自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、機(jī)械制造及自動化等本科生和碩士研究生,在注重理論知識傳授的同時(shí),直接面向具體工程應(yīng)用實(shí)例。通過雙語研討式教學(xué)方式,以項(xiàng)目應(yīng)用為紐帶,闡述模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能計(jì)算在工程中的應(yīng)用與原理,讓學(xué)生直接感觸理論對應(yīng)用的支撐,應(yīng)用需要理論指導(dǎo)這一基本工程邏輯。
1 研究性課程設(shè)計(jì)理念
“智能控制”研究性課程旨在將教師的科研成果分層次、分塊地融入到原有課程知識體系之中,通過采用探究式、討論式、專題式、成果展示式等多種教學(xué)方式,將智能控制研究領(lǐng)域最新的成果有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源,它不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,而且更有利于課程內(nèi)涵提升。較一般的課程更強(qiáng)調(diào)教學(xué)的研究性和有效性,是一種強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,注重過程教學(xué)的開放式教學(xué)方式,教學(xué)團(tuán)隊(duì)將結(jié)合自身及國內(nèi)外學(xué)者在智能控制領(lǐng)域的最新研究成果和教學(xué)思想確定課程內(nèi)容,課程采用先進(jìn)的知識內(nèi)容和分析方法,采用英文教材,實(shí)行雙語教學(xué),動態(tài)地補(bǔ)充和更新教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中充分展示創(chuàng)新給智能控制帶來的無窮生命力,同時(shí)創(chuàng)造多機(jī)會來培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,例如實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程的小論文、學(xué)術(shù)論壇和綜合設(shè)計(jì)等,提高他們的綜合科學(xué)素質(zhì)以及在工程實(shí)踐中分析、解決實(shí)際問題的能力。重視理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合,突出實(shí)踐性教學(xué)的時(shí)效性和可觀測性,在課程內(nèi)增加討論課,增加小設(shè)計(jì)和小論文,充分激勵(lì)學(xué)生探索和研究的熱情,讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究的方法,把能力的培養(yǎng)落在實(shí)處。
2 研究性課程理論教學(xué)
2.1 課程定位
針對我校本二學(xué)生實(shí)際和自動化專業(yè)對該領(lǐng)域知識的基本要求,本課程的基本定位如下。
⑴ 理論引入與應(yīng)用感受相并重。為此,在課程安排時(shí),將理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排相等,讓更多學(xué)生通過相應(yīng)的實(shí)踐鍛煉來體會人工智能技術(shù)的奧妙。
⑵ 科研最新成果及時(shí)向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化。對于“智能控制”的三大知識模塊,均有不同程度的研究成果轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的教學(xué)資源,如群智能在圖像信息處理中的應(yīng)用、模糊控制在倒立擺控制中的應(yīng)用等等。
⑶ 教學(xué)方法與手段與教學(xué)內(nèi)容同步更新。研究性課程的一個(gè)重要特征是教學(xué)內(nèi)容的不斷更新,為此,課程組一直致力于研究行之有效的雙語教學(xué)手段。以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo),做好成果展示、課題研討、自我實(shí)現(xiàn)的三段教學(xué)新方法。
針對上述課程定位,我們確定了課程建設(shè)最終形成的目標(biāo):按照研究性雙語課程要求與規(guī)律進(jìn)行全面設(shè)計(jì)與整體建設(shè);自主出版一套符合我校學(xué)生實(shí)際的英文版“智能控制”教材;通過豐富的實(shí)驗(yàn)科研項(xiàng)目,讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)方式體驗(yàn)人工智能技術(shù)及其新進(jìn)展;融合科學(xué)與科研團(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)教師培養(yǎng)與學(xué)生培養(yǎng)雙贏。
2.2 課程重難點(diǎn)及解決思路
教學(xué)內(nèi)容組織方式上主要采取“三個(gè)相結(jié)合”,即理論與實(shí)際相結(jié)合、課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合、常規(guī)課堂教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合,體現(xiàn)“讓學(xué)生在系統(tǒng)中學(xué)習(xí)系統(tǒng)”的教學(xué)。智能控制的重點(diǎn)主要圍繞模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算三大塊展開系統(tǒng)地理論與實(shí)踐并重雙語教學(xué)。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握如下內(nèi)容。
第一模塊主要圍繞模糊控制中模糊集合與模糊關(guān)系,模糊邏輯與模糊推理及其應(yīng)用。
第二模塊主要圍繞基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類型結(jié)構(gòu),監(jiān)督式與非監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用。
第三模塊主要圍繞進(jìn)化計(jì)算中遺傳算法,蟻群算法和粒子群算法,講述這些算法的原理及其應(yīng)用思想。
該教學(xué)思想是通過本課程的學(xué)習(xí),不僅掌握三個(gè)模塊知識,而且還能將三大模塊知識合成一個(gè)體系或系統(tǒng),使學(xué)生全面掌握“智能控制與系統(tǒng)”這一自動化專業(yè)的精髓,既樹立“智能”理念,又能培養(yǎng)具有“系統(tǒng)”理念,能將智能控制技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過程控制、運(yùn)動控制等領(lǐng)域,且應(yīng)用得好。
“智能控制”課程的難點(diǎn)在于模糊推理的方法、模糊控制器的設(shè)計(jì)、監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)原理、遺傳算法原理和蟻群算法原理、各種智能控制器設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。智能控制多為仿生或擬人控制,其控制機(jī)理存在于自然界和生物界。因此,對各種控制機(jī)理的介紹要從有趣的生物和自然現(xiàn)象入手,引人入勝地介紹智能控制原理。通過深入淺出、形象比喻、并結(jié)合多媒體技術(shù)進(jìn)行講解。
針對課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題,首先在備課時(shí)對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容做到心中有數(shù),在講授時(shí)花較多的時(shí)間以較慢的節(jié)奏進(jìn)行重點(diǎn)介紹與討論,提醒學(xué)生把注意力集中在這些問題上,并特別關(guān)注學(xué)生對問題的理解情況。其次在課堂上進(jìn)行啟發(fā)式、研討式,并布置課外思考題,引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)習(xí)重點(diǎn)放在重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容上,有針對性地建議學(xué)生訪問與本課程配套使用的智能控制網(wǎng)絡(luò)課程。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課和綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐,加深對相關(guān)內(nèi)容的理解。要經(jīng)常了解與收集學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的聽講意見,及時(shí)進(jìn)行答疑,必要時(shí)在課堂上進(jìn)行集體解答與討論。
3 研究性課程實(shí)踐教學(xué)
3.1 實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想
“智能控制”課程實(shí)踐性教學(xué)的主要目的是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),發(fā)揮主動性,研究探討智能控制系統(tǒng)的運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)過程,提出思路并積極驗(yàn)證和探索自己的思路,從而更好地理解人工智能,培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力,逐步培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。
實(shí)踐性教學(xué)的設(shè)計(jì)思想我們歸納為四個(gè)體現(xiàn)。
⑴ 理論性:通過基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加深對理論的理解。如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含模糊控制系統(tǒng)的推理。
⑵ 系統(tǒng)性:通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加深對控制系統(tǒng)的理解。開設(shè)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有:溫度控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)等。
⑶ 研究性:通過激勵(lì)式鼓勵(lì)教師將最新的研究成果引入實(shí)踐教學(xué)中,讓學(xué)生體驗(yàn)新技術(shù)帶來的樂趣,如將蟻群算法應(yīng)用在生物信息圖像處理與信息融合領(lǐng)域。
⑷ 工程性:讓學(xué)生在一個(gè)與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相符合的環(huán)境下完成實(shí)踐環(huán)節(jié),從而增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,如模糊控制技術(shù)在機(jī)器人避障中的應(yīng)用。
通過實(shí)踐性教學(xué)的這四個(gè)體現(xiàn),學(xué)生不僅有相對扎實(shí)的智能控制知識,而且還具備一定的智能控制思想并應(yīng)用至具體控制對象設(shè)計(jì)中去。
3.2 實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排重點(diǎn)
課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)是智能控制教學(xué)任務(wù)的重點(diǎn)與難點(diǎn),在抓住主要三大知識模塊的基礎(chǔ)上,經(jīng)過多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和將來學(xué)生從事工作實(shí)際,在課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容安排上注重以下幾點(diǎn)。
⑴ 貼切應(yīng)用。實(shí)踐內(nèi)容的安排絕大多數(shù)來自生活或生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題,通過建模、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)試,逐步驗(yàn)證方法的正確性等等,讓學(xué)生從系統(tǒng)中學(xué)會了應(yīng)用,從應(yīng)用中找到人工智能應(yīng)用的強(qiáng)大功能。
⑵ 貼切學(xué)生實(shí)際。針對本二學(xué)生,所關(guān)心的重點(diǎn)是如何將理論轉(zhuǎn)化成實(shí)際的效果。在實(shí)踐內(nèi)容安排上,強(qiáng)調(diào)的是目標(biāo)實(shí)現(xiàn),而不是問題的優(yōu)化,讓絕大多數(shù)學(xué)生能完成實(shí)踐任務(wù)與目標(biāo),從實(shí)踐中體驗(yàn)知識帶頭的快樂。
⑶ 一切圍繞“問題”。教師在問題中教學(xué),學(xué)生在問題中學(xué)習(xí),尋找學(xué)習(xí)與實(shí)踐的交叉點(diǎn),通過研討和分組,讓學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇實(shí)踐項(xiàng)目。
⑷ 豐富與不斷更新實(shí)踐項(xiàng)目。通過將研究成果轉(zhuǎn)化教學(xué)資源,不斷更新實(shí)踐教學(xué)資源,目標(biāo)保持至少10個(gè)以上實(shí)踐項(xiàng)目供學(xué)生自主選擇。
4 研究性課程教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
4.1 教學(xué)方法改革
本著因材施教的教學(xué)方針,我們積極引入靈活的教學(xué)方法,如探究式、討論式、專題式、成果展示式等教學(xué)方法,充分激發(fā)了學(xué)生求知的潛能和學(xué)習(xí)的主體作用。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),選用國外知名大學(xué)英文原版教材和自己編寫的智能控制基礎(chǔ)教材相結(jié)合,進(jìn)一步豐富課程內(nèi)容。適當(dāng)增加討論課,提倡小設(shè)計(jì)和小論文,充分激勵(lì)學(xué)生探索和研究的熱情,讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究的方法,提高解決問題的能力;實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想始終貫徹理論聯(lián)系實(shí)際、重視實(shí)踐、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情的指導(dǎo)方針,自行開發(fā)與引進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置相結(jié)合,提供基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件,鼓勵(lì)學(xué)生自主開發(fā)智能控制系統(tǒng),獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、控制與研究,并驗(yàn)證其效果。
4.2 教學(xué)手段改革
采用“多媒體投影+黑板”的技術(shù)手段加速了課程內(nèi)容的呈現(xiàn),提高了課堂講解的表現(xiàn)力,如:針對該課程內(nèi)容難度大,信息涵蓋量大,知識面廣的特點(diǎn),充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)越性,課堂授課方法以多媒體課件為主,實(shí)現(xiàn)圖、文、聲、像并茂的視聽一體化教學(xué),并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合,讓學(xué)生共同參與教學(xué)的全過程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有效地支持了自主性學(xué)習(xí),如:雙語課程網(wǎng)站提供了智能控制課程豐富的教輔資源,網(wǎng)絡(luò)多媒體課件及學(xué)術(shù)論壇為學(xué)生提供交互式學(xué)習(xí)平臺,使學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)、答疑、自由論壇等各個(gè)環(huán)節(jié)密切配合,有效地支持了學(xué)生自主性的學(xué)習(xí)。同時(shí),利用多媒體課件可以做到教學(xué)資源共享,便于教師之間彼此交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
5 結(jié)束語
智能控制是一門具有較強(qiáng)理論綜合性和實(shí)踐性、學(xué)科交叉及應(yīng)用廣泛的專業(yè)課程。深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識,對自動化等專業(yè)智能控制課程研究性教學(xué)從課程設(shè)計(jì)理念、理論教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)改革以及教學(xué)方法與教學(xué)手段改革等四個(gè)方面進(jìn)行了具體的實(shí)踐探索,取得了一定效果。通過研究性教學(xué),逐步培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)研究精神,鼓勵(lì)研究熱情,引導(dǎo)學(xué)生逐漸積累專業(yè)知識,解決實(shí)際問題,達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目的。但是智能控制課程的開設(shè)一般都選擇在大四上學(xué)期,如何有效激起所有同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,以及分層次、分專業(yè)背景的授課方式將是本課程未來所研究的主要內(nèi)容。
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