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人工智能對教育的意義優選九篇

時間:2023-09-27 16:09:38

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人工智能對教育的意義

第1篇

【關鍵詞】 血管性認知功能障礙;支架成形術;復方蓯蓉益智膠囊;療效

DOI:10.14163/ki.11-5547/r.2015.10.114

血管性認知功能障礙(vascularcognitiveimpaiyment, VCL)是最常見的顱內血管疾病。國內外大量動物實驗及臨床研究均證明腦供血動脈狹窄是引起認知功能障礙的原因之一。冠狀動脈支架成形(CAS)可以改善認知功能履有報道, 為治療帶來了希望。2012年5月~2014年5月作者觀察研究了血管內支架成形術治療和口服蓯蓉益智膠囊治療VSI的療效和比較, 結果報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 40例VCI患者來源于本院放射介入科。經全腦血管造影術或頭部CT成象確診為腦血管動脈狹窄, 均符合《第四屆全國腦血管會議修訂標準》, 并達到血管內治療標準。中醫辨證屬肝腎虧虛, 痰瘀阻絡證。其中男32例, 女8例;年齡60~81歲;病程6~12個月。40例患者中血脂異常20例, 糖尿病9例, 高血壓病史30例, 腦梗死病史28例, 腦血管中度硬化4例。排除腦炎、腦腫瘤、腦外傷、腦出血、有精神病史、有一氧化痰中毒病史、正在服用抗精神病藥影響認知功能的患者。40例確診血管性認知功能障礙患者隨機分為血管內支架成形治療組(支架組)和口服復方蓯蓉益智膠囊組, 各20例。兩組患者在性別、年齡、病程等一般資料方面比較差異無統計學意義(P>0.05), 具有可比性。

1. 2 治療方法 支架組患者術前3 d開始服阿司匹林200~ 300 mg, 氯吡格雷75 mg, 1次/d, 連用3個月后改為氯吡格雷單藥繼續服至術后6個月。患者術后頸外血管殘余狹窄≤10%, 頸內血管殘余狹窄≤20%~30%。復方蓯蓉益智膠囊組口服復方蓯蓉益智膠囊4粒, 3次/d, 并連用阿司匹林和氯吡格雷至6個月。

1. 3 檢測指標 兩組患者在治療前接受認知功能測定, 采用簡易精神狀態量表(MMSE)評分。其中時間定向力為5分, 地點定向力為5分, 即刻記憶力為3分, 延遲記憶力為3分, 計算力為5分, 語言能力為2分, 復述書寫力為3分, 執行力為4分, 總分30分。認知功能嚴重程度分級:正常為MMSE評分≥27分;中度為21~27分;中度為10~20分;重度為≤9分。兩組患者分別在6 h后和1、3、6個月分別行認知功能測定。

1. 4 統計學方法 采用SPSS18.0統計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差( x-±s)形式表示, 實施t檢驗;計數資料以率(%)形式表示, 實施 χ2檢驗。P

2 結果

兩組治療前后MMSE評分結果比較, 治療前支架組與復方蓯蓉益智膠囊組比較, 差異無統計學意義(P>0.05);治療后6 h內和1、3、6個月支架組MMSE評分較復方蓯蓉益智膠囊組顯著升高, 差異有統計學意義(P

3 討論

病理機制研究發現[1]血管認知功能障礙患者皮層下小血管病變的比例很高, 在MRI上可呈白質異常, 與經常性、慢性和彌漫性的輕度缺血有關。Shibata等[2]采用雙側頸總動脈線結法, 造成小鼠腦組織反復缺血-再灌注, 使腦組織廣泛損傷產生梗死灶, 引起皮層降解纖維受損出現皮層功能紊亂, 斑塊脫落造成腦內多發微小的腔隙性梗死灶和微栓子造成的無癥狀性損傷的累加作用, 經行為學測試, 可使小鼠學習、記憶、認知功能受損。根據以上機制對VCI的治療首先應注重控制血管因素的發展, 預防腦卒中的復發包括控制危險因素和腦卒中的一、二級預防。楊婷等[3]報道頸動脈支架成形術可以改善患者認知功能障礙, 頸動脈支架植入后, 大腦低灌注情況有所改善, 通過P300潛伏期檢測、MMSE評分, 發現頸動脈支架植入術后患者的各項指標均比術前有明顯好轉。

中醫認為病位在腦, 與心、肝、腎功能失調有關。由于七情內傷, 久病耗損, 年邁體弱, 致使氣、血、痰、郁、瘀等病邪為患, 漸使腦髓空虛, 氣血不足, 腎精虧耗, 痰瘀互阻, 腦髓失養。其癥侯特征以虛為本, 以實為標, 臨床多見虛實夾雜癥。復方蓯蓉益智膠囊有益智養肝, 活瘀化濁, 健腦增聰的功能, 適用于輕、中度血管性智呆屬肝腎虧虛兼痰瘀阻絡。在缺血再灌合并頸外靜脈抽血降壓所致缺血性腦損傷的大鼠模型中[4], 本品可使大鼠在躍臺試驗中的錯誤次數減少, 水謎宮試驗中游全程時間縮短, 進入盲端次數減少, 并可改善模型組造成的病理改變, 改善由腦血栓造成的腦缺血癥狀, 提高模型大鼠的腦組織血流量。

本研究將40例VCI患者分為兩組, 比較治療前及治療后6 h和1、3、6個月MMSE評分, 治療前支架組與復方蓯蓉益智膠囊組比較差異無統計學意義(P>0.05);但在治療后6 h和1、3、6個月, 支架組與復方蓯蓉益智膠囊組比較差異均有統計學意義(P

綜上所述, 血管內支架成形術和口服復方蓯蓉益智膠囊治療VCI均有效, 但血管內支架成形術能讓患者的認知功能在短時間內得到改善, 而復方蓯蓉益智膠囊組需較長時間, 療效上支架組優于復方蓯蓉益智膠囊組。

參與文獻

[1] Erkiniuntti T, Roman G, Gauthier S, et al. Emerging therapies forvascular dementia and vascular Iar cognitive impairment. Stroke , 2010, 35(4):1010-1017 .

[2] Shibata M , Ramasaki N , Miyakawa T, et al. Selecti Ve impairment of working memory in a mouse model of chronic cerebralhypoperfusion. Stroke, 2007, 32(38):2826-2832.

[3] 楊婷, 陳康寧.頸動脈支架置入術改善患者認知功能障礙.現代生物醫學進展雜志, 2008(12):2511-2513.

第2篇

[關鍵詞]人工智能 信息技術 智能教育

人工智能是多種學科相互滲透而發展起來的交叉性學科,其涉及計算機科學、信息論、數學、哲學和認知科學、心理學、控制論、不定性論、神經生理學、語言學等多種學科。隨著科技的飛速發展和人工智能技術應用的不斷擴延,其涉及的學科領域將愈來愈多,它已和人們的學習、生活息息相關,時代和社會需要此方面的大量人才。在高中信息技術課中開設人工智能初步模塊是十分必要的,本文擬從其發展現狀、存在問題等幾個方面對我國高中信息課程中人工智能教育做一下探討。

一、高中開設人工智能課程的意義

(1)人工智能定義

人工智能(AI,Artificial Intelligence)是計算機科學的一個分支,己成為一門具有廣泛應用的交叉學科和前沿學科。它研究如何用計算機模擬人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設計、學習、規劃以及問題求解等思維活動,來解決人類專家才能解決的復雜問題,例如咨詢、探測、診斷、策劃等。

(2)開設人工智能課程的意義

現實世界的問題可以按照結構化程度劃分成三個層次:結構化問題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;非結構化問題難以用確定的形式來描述,主要根據經驗來求解;半結構化問題則介于上述兩者之間。

將人工智能課程引入到我國現行的教育中,可以讓學生在了解人工智能基本語言特征、理解智能化問題求解的基本策略過程中,體驗、認識人工智能技術的同時獲得對非結構化、半結構化問題解決過程的了解,從而使學生了解計算機解決問題方法的多樣性,培養學生的多種思維方式,更好的解決現實問題。

二、高中人工智能教育現狀及存在問題

目前,該學科的教育正處于摸索階段,由于中學信息技術師資水平、學校硬軟件設備等條件的制約,我國尚未在中學專門開設獨立的人工智能類課程,Internet上與人工智能教育相關的中文信息資源也十分貧乏,在教學環境上大致存在以下問題:

(一)教學條件參差不齊

開設好人工智能課程,就要求安排更多的實踐課程和活動來增強課程的趣味性,讓廣大師生切實體會到人工智能對我們生活的影響。這些活動大部分要求上機操作或利用網絡資源來學習交流,這就對教學條件提出了較高的要求,尤其是一些偏遠農村、條件相對落后的中學在開設人工智能課程上存在很大困難。

(1)對硬件性能的要求

人工智能課程中有較多的實踐課程需要老師和學生利用網絡資源,使用計算機進行操作。這就需要學校配備計算機網絡教學機房,若其性能較差,會延長學生在線進行人機對話的時間,一旦遇到網絡堵塞,可能連網頁都打不開,這不僅浪費了僅有的上課時間,而且大大降低了學生的學習興趣。

(2)對軟件性能的要求

為了降低成本,學校可以利用互聯網上提供的免費下載軟件和免費在線教學網站等進行實踐教學,可大大減少自研開發軟件和軟件維護的費用。但一旦遇到網絡不通、網絡擁擠或在線網站停止服務等情況,將無法使用網絡資源進行教學,可見,軟件的依賴性較強也存在很大的問題。

(二)對人工智能科學的認識不足

(1)學生的認識誤區

提及人工智能,給大多數學生的感覺是一門神秘、遙不可及的科學。很多學生認為人工智能技術是很高深的科學,離我們現實生活有一定距離,研究和接觸這門科學是少數科學家的事情,從而對該科學的關注程度不高。其實,人工智能學科是一門漸漸成長的科學,它將應用在我們生活的方方面面。我們應在教學中讓學生多去體驗人工智能的魅力所在,吸引更多對該學科感興趣的人去研究和使用它。

(2)教師對人工智能學科開設存在偏見

一些從事該學科教學的教師沒有接觸過人工智能方面的知識,在接觸過后被其中深奧難理解的知識所嚇倒,認為即使開設了這門課程也不易被同學們所接受;而一些在大學接觸過人工智能課程的教師則認為,其理論枯燥乏味,知識內容艱深,不適合放在高中開設。

(三)一線教師經驗不足

在我國大學教育中,開展人工智能專業課程的大學為數不多,師范類院校更是少之又少。從事人工智能領域的專業人才輸出少,所以,缺乏具備一定知識結構、有專業素養的教師來擔任高中信息技術課中人工智能課程的教育工作。絕大多數的一線教師并沒有接受過人工智能課程的專業培訓,在授課內容上的著重點掌握不好,教學目標不夠明確;在授課形式上也沒有前人的經驗可尋,這就給一線教師帶來了極大的挑戰。

三、解決上述問題的幾點建議

(一)加強軟、硬件建設

在學校條件允許的條件下,應加大硬件設施的投入,改善網絡傳遞信息的效率,同時加強軟件資源建設。鼓勵師生上網搜索更多適合AI教學的網站,教師應整理出和AI相關的趣味小故事、電影、光盤等和教材相關的素材,以便更好的配合硬件教學。

(二)端正認識,增強支持

作為教師要樹立對高中人工智能選修課程的正確認識。通過對課標中規定的相關內容的深入了解和學習,克服對人工智能的神秘感或恐懼感,理性而客觀的看待人工智能技術及其應用,明確在高中開設該課程的目的。同時,教師也不能因為該課程的“選修”性質,從而輕視該課程的作用。

作為學生不應該僅僅看見這門課程的娛樂趣味性,應把一些重要的技術理論知識重視起來,不能過分的放松自己而偏離了我們的教學目標。家長也應該支持和贊同學生選擇該課程,不能應認識不到這門課程的作用、怕耽誤學生主干課的學習而反對學生積極參與。

校方領導也不應條件限制就輕易放棄這門課程的開設,應給予積極的配合。社會各界也應加強輿論與正確引導,讓更多的人們認識人工智能并予以肯定。

總之,人工智能是一門逐漸成長的科學,開設好該課程需要廣大教育工作者和校方領導不斷努力,互相交流,共同克服困難。

參考文獻:

[1]張劍平.人工智能技術與“問題解決”[J].中小學信息技術教育,2003(10).

[2]段東輝.淺談信息技術課程中人工智能教育[J].新鄉教育學院學報,第19卷第二期2006,6.

第3篇

 

經過比較詳細研究Alphago的算法發現,它在布局階段的前20步采用人類經驗,之后開始在人類經驗的基礎上融入了自己學習的權重,變得更加的理性以及所謂的大局觀。由于圍棋的復雜性,Alphago也不能在每步都能精確地知道當前棋盤中所有下法的勝率。所以,他采用的是在可以期待的近期(20步以內)綜合價值和勝率會超過50%的走法。從這幾點來看,這次的機器戰勝遠超過國際象棋中人類被戰勝的意義。Alphago的算法是一種新的適應機器的思維,發揮了機器的強項,彌補了機器的短處。這非常讓人感到害怕、悲觀和失望。因為,人生就是一盤棋局。如果50年后,有一個智能科技機器助手,它不能告訴你最終的未來,但是可以告訴你在幾年內的未來,你該如何是好?那這是不是一種宿命論?事實上,筆者在教授數據分析課程的這幾年中,一直在宿命論和未來不確定性兩種相對的觀點中搖擺。數據統計已經有足夠的算法和可靠的實踐在某些方面做出人類無法預計或預見的準確預測,只不過那些領域還很小,比如,庫存的預測、銷量的預測,等等。數據已經在顯示其巨大的價值,而一旦數據預測技術能夠輸入足夠多的變量,采用類似Alphago或更加高級的算法,進而對你個人、你所在組織、公司、國家的短期未來甚至是長期未來做出80%、甚至是90%的準確預測,你會怎樣去接受這樣的未來?!當然,不確定性仍會存在,這是一個好消息。在此,我對Alphago事件嘗試做一些思考分析。

 

一、Alphago戰勝人類的幾種可能的基礎

 

1.Deepmind公司用十年的時間磨練,修改算法,雖然在算法上沒有創新,但是如何融合已有算、如何調整權重等多個方面,仍然是做了大量、艱苦的工作。

 

2.Google擁有超級大量的計算資源供Alphago的使用,也就是說目前機器學習的過程非常的耗費時間以及計算資源。按照以往的經驗,20年內,我們使用的桌面型機器就應該能夠支撐起Alphago目前所需的計算資源。從現在開始,再過30-40年,可能Alphago這個“古老”的程序只需要幾天就能完成現在幾個月所需的機器學習時間。

 

3.在硬件上CPU和GPU的協同調度,以及分布式的運算的運用,大大加快的計算的速度。這也是近幾年軟硬件基礎發展奠定的基礎。

 

4.Alphago 在擊敗歐洲冠軍時進行了嚴格的保密,說明當時Alphago團隊當時也并不是很自信能夠戰勝。事實上,我認為,在這次比賽開始前,他們仍然沒有這個把握,仍然應該認為是一半對一半的勝率。但是,哪怕輸了,也沒有關系,反正繼續讓Alphago學習后再提升。

 

5.Alphago對戰時采用方式近似的模擬了人腦的信息的處理方式,只不過速度更快。所以,Alphago也不能百分之百的勝率,但是隨著學習的時間不斷增加,最終會遠遠超過人類。

 

二、Alphago圍棋人機大戰事件將會產生的影響:

 

1.個人,組織,公司,國家間的競爭將會更加重視人工智能的策略參考。人類的思考開始依賴于機器的理性,人的決策變得更加的理性,情感的因素會不斷下降,也意味著更加沒有人情味。這必然會影響到人類的進化進程。

 

2.人與機器的關系需要重新的思考,人應該如何同機器共存。

 

3. IT行業的人力資源需求將大規模增長,而有些行業將大規模失業。

 

4.基因技術、可控核聚變、機器人技術、人工智能這些技術都將對人類產生重大意義的影響,但是如何控制好這些技術將成為一個重大的問題,否則任何一個技術都可能毀滅人類。為了控制好這些技術,需要從現在開始立即進行大量的辯論及監督審查。

 

5.Alphago在最終在決定某個落子的評分中,其權重為人類經驗參數同左右互搏這種機器學習得來的概率參數各占50%。Alpago團隊曾經調整過不同的權重,但是經過實驗發現各占50%時的最終勝率最高。這一數據是否在暗示,如果要戰勝人類就必須首先理解人類的思考,否則就無法做到青出于藍而勝于藍。但是,在理解人類思考的同時,也會無法避免地繼承人類的弱點,這也是Alphago最終會有失敗的一局。另外,在具體的步驟中,也不是每步都是完美的。可能這也許是人工智能能夠超越人類,但是可能無法毀滅人類的重要一點。因為,如果人工智能自己最終學會思考,相信人工智能最終會參透,或許最符合人工智能自身的利益生存方式是同人類共存,而不是消滅人類。

 

三、Alphago圍棋事件可能對教育領域的產生的影響

 

1.Alphago算法有較強的通用性,但也有很多的限制。首先為了更加精確,需要大樣本量的學習,Alphago為了加快學習進度在學習現有人類棋盤的基礎上,開始自己與自己互博,加快學習的速度。這點在通用領域中實現有一定的難度。在教育領域中,目前比較適合Alphago算法快速進入的領域的是在線課程的學習。

 

2.在線課程的學習目前來說僅僅完成了內容的提供,如何編排現有的課程已達到最高的學習效率,這點目前還沒有引入人工智能方法。如果引入,將會對教學的方法理論產生一定的影響,甚至會影響到線下課程順序的設計安排。

 

3.多媒體材料的類型的挖掘,不同類型的媒體會帶來不同的教學效果,人工智能在這個領域有助于通過大數據分析統計出在認知不同階段采用何種類型的教學媒體效果最好。

 

4.個性化的學習,引入Alphago算法后的人工智能,會為個性化學習帶來天翻地覆的變化。通過攝像頭對學習者情緒的監控,結合學習過程中不間斷的學習效果的評估,可以會帶來真正意義上的個性化學習。

 

5.真正意義上的個性化學習會對分層教學產生深遠的影響,因為學習的進度快慢會非常容易的將不同學習能力的學習者分類,教育會不知不覺走向過程和結果的不公平。

 

6.目前,已經有在線課程網站同招聘網站結合的構想,利用在線學習的記錄,為雇主提供是否雇傭的參考。未來可能會更加大規模地出現該類現象,未來各級各類學校的升學也可能會更加依賴機器或網站記錄的學習過程,同時造成新的學習能力歧視。但是,這樣針對個體的不公平,卻可以帶來整個組織以及國家的利益最大化,將來如何面對這樣的不公平,會成為一個重要的討論話題。

 

7.Alphago通過在線教學領域的挖掘最終也會或多或少的影響到傳統的教學。如在教師多媒體的選擇標準、課程順序及進度的選擇。但是,在遠遠沒有量化的教學領域,還有很長的路需要走,而一旦傳統的教學領域被量化,如學生的表情、情緒、反應等,那么教師這個職業將同今天的圍棋一樣,不得不慎重的思考接受一個類似上帝的理性的人工智能的建議。另外,最快掌握這一技術的組織和國家,將獲得先發的優勢。

 

四、Alphago圍棋事件可能對職業教育領域的產生的影響

 

1.大量的主要是重復性的工作,盡管需要一定的隨機應變能力的工作,將會在30~50年逐步被人工智能所替代。這些職業中的低層次職員將被大量地解雇。這一點提醒職業教育的層次需要不斷地上移,為符合人力資源市場的需求及保證國家的競爭力,職業教育中本科教育及研究生教育的比例將逐步加大。

 

2.工廠的工人將被大量的機械手臂代替,全自動化的工廠將越來越多。盡管處于邁向老齡化的社會,卻并不能保證年輕人足夠的就業崗位。IT產業的人力需求將越來越大,各個產業的從業者都將儲存一定的人工智能的知識,以便同智能機器助手更好地共存。

 

3.職業教育的過程將更多地信息化,如教學資源庫使用將更加類似于在線教學。通過物聯網技術,教學的過程被更加地量化,實踐操作的過程中實現較高精度的量化,實踐教學的效率極大地提高。但是,工業領域的職業中的實踐教學的比例將大幅度下降,由于機械臂的大規模采用,實踐教學將被機械臂的操作實踐教學大規模替代。對于人工智能分析、操作以及針對不同環境進行適應性調整的能力將成為大部分職業必修的課程。

 

4.有必要考慮培養學生的機器思維的理解能力,讓學生能夠理解人工智能的思維的方式,理解這種更加冷靜的思維方式。同時,也要讓學生明白人工智能不是萬能,也會犯錯,需要保持警惕,不可過分依賴人工智能。

 

5.在職業道德的教育中需要充分的討論人與智能機器之間的關系,以及如何看待智能機器,應該擬物化的看待智能機器抑或是擬人化的看待?如果擬人化的看待,那么,擬人化到何種程度?如果面臨險境,是否會因為情感因素去拯救智能機器而犧牲自己?等一系列的問題。

第4篇

2016年是世界圍棋界極不尋常的一年,3月份在“阿爾法圍棋”(AlphaGo,一款圍棋人工智能程序)與圍棋世界冠軍、職業九段選手李世石之間展開的一場人機大戰中,“阿爾法”的勝出震驚全球。7月份世界職業圍棋排名網站公布了最新世界排名:“阿法圍棋”以3612分,超越3608分的柯潔成為新的世界第一。

2016年12月29日到2017年1月4日,一個名叫 “Master”的神秘網絡圍棋手橫掃中、韓、日圍棋界。它憑借驚人的穩定性一路高唱凱歌,獲勝60場,沒有敗績。最終神秘的“Master”揭開了廬山真面目,宣布自己就是“阿爾法圍棋”。

2017年1月,谷歌Deep Mind公司宣布推出真正2.0版本的“阿爾法圍棋”,成為第一個不借助讓子,在全尺寸19×19的棋盤上擊敗職業圍棋棋手的電腦圍棋程序,其特點是擯棄了人類棋譜,只靠“深度學習”的方式成長起來挑戰圍棋的極限。

圍棋是人類最具智慧的競技之一,而人工智能(Artificial Intelligence,簡稱AI)研發是人類最具挑戰性的科技探索。人機大戰的經典對決將被同時載入圍棋史冊和科技史冊。它的意義已經遠遠超出圍棋本身,人們熱衷談論“阿爾法圍棋”更多是出于對AI技術的關切。從誕生到日益成熟,AI理論和技術的應用領域在不斷擴大,不知不覺間滲透到人類當代生活的各個方面。AI時代,互聯網、金融、醫療、教育、物流、娛樂、傳媒等行業都在加速自己智能化的進程。可以想見,未來人工智能帶來的科技產品,將會是人類智慧的“容器”。 而與此同時,人類命運和機器智慧的沖突與共存,已經由人機大戰開始不斷升溫。

“人工智能百年研究”項目

2014年秋季,美國斯坦福大學開啟了“人工智能百年研究”(AI100)項目。這是一個超大型長期項目,該項目發起人――美國人工智能發展協會會長、前微軟研究員埃里克?霍維茨博士表示,“我們的職責是研究人工智能在2030年前對人類社會生活方方面面所產生的影響,尤其是在北美地區”,而“研究的核心是,人類不能喪失對人工智能的控制能力”。 “人機大戰”

2016年9月1日,“人工智能百年研究”項目的第一項成果《人工智能與2030年的生活》。這是一份試圖定義北美城市在未來10多年間將要面臨的可以模擬人類行為的計算機和機器人系統 (即人工智能)問題的報告,涉及交通、家庭/服務、健康醫療、教育、低資源社區、公共安全與防護、就業、娛樂等關注領域,目的是推動相關政策的制定。業內人士認為,工業界和學術界目前正在聯手倒逼政府出臺人工智能的相關政策,希望可以獲得更大力度的資金和法律扶持。

《人工智能與2030年的生活》所列舉的關注領域,均面臨著人工智能的影響和挑戰。例如開發安全可信賴的硬件的困難(交通工具和服務機器人),獲得工作信賴的困難(低資源社區和公共安防),對勞動力可能被邊緣化的擔憂(就業和職業),以及人際交往減少帶來的社會副作用(娛樂)等等。

1.交通:自動駕駛的汽車、卡車、無人機投遞將改變城市里的工作、購物和休閑娛樂模式,但需要增加可靠性、安全性和用戶接受度,并根據新的交通模式改進當前的相關法規和基礎設施。

2.家庭/服務機器人:現在進入家庭的掃地機器人或特種機器人能夠為家庭和工作場所提供清潔和安保服務,當務之急是技術方面的挑戰和機器人成本過高的問題。

3.健康醫療:個人健康監測裝備與手術機器具有極大的發展潛力,人工智能軟件將最終對某些疾病自動進行診斷和治療。目前的關鍵是獲取醫療從業者的信任。

4.教育:互動輔導系統在幫助學生進行語言、數學以及其他技能的學習方面已經發揮出作用,自然語言處理的發展將為這一領域的應用帶來全新的方式。當務之急是教育資源分配不均的問題,以及教、學雙方直接互動的減少會帶來哪些消極影響。

5.低資源社區:投資最新技術領域有助于更充分地發揮人工智能的優勢,比如避免鉛污染和改進食品分配等,重要的是讓公眾參與進來以增強相互信任。

6.公共安全與防護:利用相機、無人機和軟件進行犯罪模式分析,應用人工智能技術來降低人類判斷的主觀偏見,與此同時在不侵犯個人自由和尊嚴的情況下增強安全性。目前需注意的是如何保護隱私和避免固有偏見。

7.就業和職業:隨著全球經濟的快速發展,傳統崗位開始被新崗位取而代之,有關人類如何適應這種新變化的相關工作需要立即展開,比如如何妥善處理勞動力下崗以及人工智能對新工作崗位不適應的問題。

8.娛樂:內容創建工具、社交網絡和人工智能的結合,將開創全新的媒體內容收集、組織和分發模式。但問題是新的娛樂方式如何在個人價值和社會價值之間取得平衡。

《人工智能與2030年的生活》在回顧發展歷程和展望發展趨勢時指出,人類正加速在人工智能領域的研究,試圖建立一個能與人高效協作的智能系統。其中最重要的是機器學習的成熟,它受到了數字經濟崛起的部分影響――數字經濟為機器學習提供了大量數據。此外其他影響因素包括云計算資源的崛起,以及消費者對語音識別和導航支持等技術服務的需求。研究人員認為,不管是從基本方法上還是應用領域,包括大規模的機器學習、深度學習、增強學習、機器人、計算機視覺、自然語言處理、協作系統、眾包和人類計算、算法游戲理論和計算的社會選擇、物聯網、神經形態芯片在內的研究趨勢,共同促進了人工智能研究的熱潮。

這份報告試圖嚴肅地討論這樣一個問題:如何更好地引導人工智能來豐富和服務于人類生活,同時推動和激勵這一領域的創新。因為人類目前并不能清晰而完美地預測未來的人工智能技術及其影響,所以一定要對相關政策進行評估。未來幾年公眾在交通和醫療等領域內應用人工智能的機會日漸增多,因此必須以一種能構建信任和理解的方式將其引入,確保在尊重人權和公民權利,保護隱私和安全,維護廣泛而公正的利益分配等方面措施周備。 世界經濟論壇說,機器人和人工智能到2020年可以取代510萬個工作崗位。

研究人員指出,傳統的人工智能范式已被數據驅動型范式成功取代,對于定理證明、基于邏輯的知識表征與推理這些程序的關注度在降低。作為20世紀七八十年代人工智能研究的一根支柱,規劃( Planning )強烈依賴于建模假設,難以在實際應用中得到滿足;視覺方面基于物理的方法和機器人技術中的傳統控制與制圖,正讓位于通過檢測手邊任務的動作結果來實現閉環的數據驅動型方法;還有曾頗受歡迎的貝葉斯推理和圖形模式,在數據和深度學習的顯著成果前也顯得相形見絀。在未來15年中,針對人類意識系統開發,按照能夠互動的人類特點進行建模和設計人工智能系統成為人們的興趣點。在考慮社會和經濟維度的人工智能時,物聯網型的系統變得越來越受歡迎。數據驅動型產品的數量及其市場規模將會擴大。

“為機器人安裝‘死亡開關’”

2017年1月,歐洲議會法律事務委員會召開會議,呼吁制定“人類與人工智能/機器人互動的全面規則”。議公布的報告對機器人可能引發的安全風險、道德問題、對人類造成的傷害等情況進行了討論,探討是否需要為機器人安裝“死亡開關”、研究機器人搶走人類工作的應對措施等等,要求歐盟為民用機器人制訂法律框架。專家認為,這或將是首個涉及管制機器人的立法草案,將有利于人類應對機器人革命帶來的社會震蕩。

會議認為,人工智能和機器人發動的新工業革命可能影響到所有的社會階層。機器人可能創造無限的繁榮,與此同時將影響人類未來的就業情況。機器人取代人類在許多行業是大勢所趨。在德國,每1萬個雇員中就有301個是工業機器人。報告要求歐盟委員會對各國民眾的就業情況進行調查,重點關注極易被機器人取而代之的職位。如果機器人成為職位“殺手”,歐盟各成員國應考慮為國民提供基本的生活保障。埃里克?希爾根多夫是一名德國法律教授,他非常認同歐洲議會討論的這項議題。“這不僅在政治上是可取的,從法律角度也是必要的,這樣我們才能及時應對機器人革命帶來的社會震蕩。”他指出,“即使是銀行顧問、教師和記者等要求嚴格的職業,未來也無法在這場科技洪流中幸免。”

會議強調,因為人工智能在幾十年內可能超越人類的智力,將對人類控制機器人構成挑戰。隨著機器人自我意識的崛起,甚至可能威脅人類的生存。近年來,機器人“殺人”的事件時有發生:2015年6月,在德國大眾汽車公司,一名工人安裝機器人時反被它抓起推向金屬板壓死;2016年6月,美國一家汽車零件生產商的一名女員工正在修理出現故障的機器人時,它突然啟動,將修理女工活活壓死。

報告參照美國科幻小說作家艾薩克?阿西莫夫提出的“機器人學三大法則”,將其作為立法框架,對機器人自我意識覺醒后的行為規范做出規定。“機器人學三大法則”包括: 1.機器人不得傷害人,也不得見人受到傷害而袖手旁觀。2.機器人應服從人的一切命令,但不得違反第一法則。3.機器人應保護自身的安全,但不得違反第一、第二法則。由于規則無法轉化為代碼,歐洲議會正在著手建立一個針對機器人和人工智能研發的機構,為設計、生產和操作機器人的人員提供技術、倫理和監管方面的專門知識等。

報告還提出:1.在設計新型機器人時,設計師應該尊重人類的基本人權,事先獲得道德研究委員會的批準。2.必須為機器人注冊,以便在調查事故時查找涉事的機器人。3.確保機器人安裝有“死亡開關”,可以隨時被關閉。4.機器人不能對使用者造成“身體或心理傷害”。如果釀成事故,機器人不能逃脫責任。機器人所負擔的責任應該與其接收的實際指令及其自主程度相對應:它的學習能力和自主性越高,那么人的責任就較低;倘若它“受教育”的時間越長,教它的“老師”負的責任就越大。報告還指出,機器人的生產商或擁有者將來需要購買保險,來承擔機器人可能造成的損失。

人類與機器人的關系將會引起一場涉及私隱、尊嚴和安全的大討論,在歐洲議會投票贊成立法之前,各成員國政府將對此做進一步的辯論和修正。

“機器人應當納稅”

英國牛津大學近期一項調查結果顯示,今后數十年間,自動化改變生產線的速度將超過20世紀。在經濟合作與發展組織(OECD)成員國,57%的工作崗位有被自動化取代的風險。英國中央銀行英格蘭銀行預測,在自動化浪潮中,危在旦夕的英國工作崗位多達1500萬個。美國白宮2016年預測,機器人取代時薪低于20美元以下崗位、介于20~40美元崗位和時薪40美元以上崗位的概率分別為83%、31%和4%。

在美國微軟公司創始人比爾?蓋茨看來,為暫時性減緩自動化蔓延速度,很有必要向企業為雇用機器人員工而征稅,稅單將是阻止機器人取代人類工作崗位的殺傷性武器。如果機器人將大范圍取代人類工作崗位,那它們至少應為此買單。“目前一個人類員工在工廠中創造了5萬美元的價值,這個價值會被征稅。人類員工需要繳納各種稅,如所得稅、社會保障稅以及其他稅款。如果一個機器人在工廠做與某個工人同樣的事情,我們也應按同等水平向它征稅。”

蓋茨同時認為,盡管一些工作崗位可能被機器人取代,但人們可以在那些所需技能是機器人無法復制的領域里繼續工作。世界需要抓住機遇解放勞動力,讓人們從事更好的工作,例如關愛老人和幫扶特需群體。在這些領域,人類具有獨特的同情心和理解力。

法國社會黨總統候選人伯努瓦?阿蒙也呼吁法國對機器人征稅,部分稅收用于補貼全民基本收入保障。越來越多的政界人士和硅谷富翁支持推出全民基本收入保障,以化解自動化引發的大范圍失業。而反對機器人稅的人士則持這樣的觀點:自動化即使在短期也可以借助提高生產率創造新的就業崗位。

“人類需要成為‘半機器人’”

美國特斯拉汽車公司首席執行官伊隆?馬斯克在2017年2月13日迪拜舉行的 “世界政府峰會”上表示,未來20年,駕駛人員的工作將被人工智能所顛覆,之后全球12%~15%的勞動力將因為人工智能而失業。“從技術角度講,最迫切的影響會來自自動駕駛汽車。它到來的速度將遠快于人們的預期,當然它會為人類提供極大的方便。”

第5篇

關鍵詞:人工智能;教學改革;教學方法

引言

人工智能(ArtificialIntelligence)是一門研究和模擬人類智能的跨領域學科,是模擬、延伸和擴展人的智能的一門新技術。由于信息環境巨變與社會新需求的爆發,人工智能技術的日趨成熟。隨著AI3.0時代的到來,大數據、云計算等新技術的應用也愈發廣泛,對于管理類人才來說,加強對人工智能知識的深入學習,不斷將人工智能技術與管理知識結合起來,對其未來職業生涯的發展有著重要作用。人工智能是一門前沿學科,管理學院開設人工智能課程的目的是為了更好地培養學生的技術創新思維與能力,基于其覆蓋面廣、包容性強、應用需求空間巨大的學科特點,通過概率統計、數據結構、計算機編程語言、數據庫原理等基礎課程的學習,加強學生解決實際問題的能力,為就業打下基礎。本文基于社會對于人工智能領域的人才需求,結合諸多長期從事經管類專業課程教學的老師意見,針對管理類人才的人工智能課程教學內容與方法進行探討,以期對中國高校人工智能課程教學改革研究提供幫助與借鑒。

1、教學現狀與問題

作為一門綜合性、實踐性和應用性很強的理論技術學科,人工智能課程內容及內涵及其豐富,外延極其廣泛。學習這門課程,需要較好的數學基礎和較強的邏輯思維能力。針對管理類人才,該課程在課程教學過程中存在幾個較為突出的問題。(1)課堂教學氛圍枯燥目前,中國大多數大學仍采用傳統的課堂教學模式,在教學過程中照本宣科,忽略與學生的互動,并且缺乏能夠有效引起學生學習興趣與加深知識理解的教學環節設置,如此一來大大降低了學生自主思考的能力。在進行人工智能相關課程知識講解時,隨著章節的知識難度不斷增加,單向介紹式的枯燥教學方式無法反映人工智能學科的全貌,課堂講解難以同時給以學生感性和理性的認知,部分學生因乏味的課堂氛圍漸漸無法跟上教學進度,導致學習動力不足。(2)基礎課程掌握不牢管理類專業的學生大部分都會走向更加具體化的管理崗位,具有多學科的素養,但這也導致很多學生所學知識雜而不精。學生在基礎不夯實的情況下去學習更高層面的知識,給學生學習與老師教學都造成了很大困擾。人工智能課程知識點較多,涵蓋模式識別、機器學習、數據挖掘等眾多內容,概念抽象,不易學習。一些管理類專業的學生未能熟練掌握高等數學、運籌學、數據結構、數據庫技術等先修課程,缺乏一定的關聯思考和研究意識,導致課程學習難度增加,產生學時不足和教學內容難點過多的問題。(3)教學與實際應用脫節當下,人工智能廣泛應用于機器視覺、智能制造等各個領域,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。例如,在機械學科領域,人工智能技術是電氣工程、機械設計制造、車輛工程等方向的重要技術來源;在醫療領域,是醫療器械的創新生產源動力;在能動領域,是高端能源裝備與新能源發展的重要驅動;在光電信息與計算機工程領域,技術的發展時刻推動著智能科學與技術核心價值的提升。然而,對于管理類專業的學生來說,現階段的人工智能教材涵蓋許多智能算法及相關理論,在教學過程中常常涉及到很多從未接觸過的抽象理論和復雜算法,書本中的應用實例大多紙上談兵,缺乏專門適用于管理類專業知識與人工智能技術相結合的教學實踐,加上一些教師授課方法單一,不利于引導學生將人工智能算法應用于現實生活。另外,大學生對知識的理解能力差異很大,教師采用統一的方式教給他們,這使一些學生無法跟上和理解,教師也無法控制學生的學習狀況,導致學生缺乏動力。因此,如何結合學生的現實情況,提高他們的動手能力和實踐經驗也是人工智能課程教學要考慮的問題。

2、管理類人才的人工智能課程教學改進策略

課程教學改革是一項提高大學教學效果和人才培養質量的重要手段。如何在時代背景下應用新技術和新思想進行實施課程教學改革是高校亟待解決的問題。對于高校的教學工作而言,教學目標、教學內容和教學方式的變化不再是課程資源的簡單數字化和信息化,而是充分利用時代信息資源優勢的新型教學模式。針對管理類專業人工智能課程教學過程中存在的問題,可以從教學方法改進和教學內容設置兩個方面進行課程教學改進。

2.1教學方法改進

教師對學生具有引領作用,其教學方法的改進能夠帶動學生改進自身學習方法。(1)啟發式案例教學案例教學法就是教師根據教學目標、教學內容以及教學要求,通過安排一些具體的教學案例,引導學生積極參與案例思考、分析、討論和表達等多項活動,是一種培養學生認知問題、分析和解決問題等綜合能力的行之有效的教學方法。啟發式案例教學以自主、合作、探究為主要特征,調動學生的學習積極性,并緊密結合人工智能領域的相關理論與方法,有效理解知識要點及其關聯性,適用于管理類專業學生的教學。具體而言,高校基于其問題啟發性、教學互動性以及實踐有用性等特點,可以建立基于人工智能知識體系的教學案例庫,雖然這項建設將極具挑戰性與耗時性,但具有很強的積極效果:培養學生較強的批判性思維能力,更多地保留課程材料,更積極地參與課堂活動,對提高教學質量、培養具有人工智能背景的管理類人才具有重要意義。例如,通過單一案例教學,讓學生掌握相關基礎知識原理及應用;通過一題多解的案例使學生思考如何獲取最有效的解題方法;通過綜合案例的設計,啟發學生全方位地探索問題的解決方案。(2)研討互動式教學研討互動式的各個教學環節是逐漸遞進、有機結合的。研討是基于學生個體的差異性,在課堂討論的過程中對學生做出評判,從而對不同類型的學生開展針對性的教學。互動則是在研討的基礎上,通過老師與學生、學生與學生的互動,讓學生主動參與到課堂教學的過程中來。在人工智能課程教學過程中,教師通過課堂討論了解學生對于知識點的掌握情況,可以有針對性地設計教學內容,例如,對于學校積極性不強的學生,將人工智能理論內容與學生個人興趣范疇、社會產業發展及研究現狀聯系起來,能夠極大程度地提高學生學習的自主能力;對于基礎知識較為薄弱的學生,可以在教師的指導下查閱相關文獻資料,根據自己的理解撰寫心得報告,并在課堂或課外進行師生互動。像這樣研討與互動相結合的模式。有助于增強學生的探索和求知欲望,建立起濃厚的學習氛圍。(3)有效激勵式教學人工智能是引領未來的戰略性技術,人才需求量極大,對教師的教學水平也提出了更高要求,因此,進行有效激勵極為重要。在學生激勵方面,可以舉辦各類人工智能競賽項目,設置相應項目獎學金,吸引學生參與實踐,調動學生做研究、發論文的積極性。例如,教育部主辦的中國研究生人工智能創新大賽,圍繞新一代人工智能創新主題,激發學生的創新意識,提高學生的創新實踐能力,為人工智能領域健康發展提供人才支撐。高校也可以借鑒這種模式,在各學院乃至全校開展此類競賽項目,激發學生的創新能力與團隊合作能力,鼓舞更多學生加入到人工智能課程的學習中來,激發其學習興趣。在教師激勵方面,在教師聘任和提升過程中把參加學生課程制定、課堂與課外作業、課程項目和論文指導等看作教學任務的一部分,鼓勵教師積極參與這些活動。(4)學科滲透式教學人工智能學科知識融合程度較高,學科交叉性強。基于人工智能的學科交叉性特點,增強管理類人才對學科應用的領悟,可以采取開展學科滲透式教學的方法。從2015年起,國務院和教育部先后印發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見教育》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件,“互聯網+”、“智能+”已經滲透到各個領域,人類進入數字經濟時代,社會需求“技術+管理”的高端復合人才。例如,基于工業4.0和強國戰略,人工智能技術在智能制造的應用極為廣泛。上海理工大學非常重視少數民族預科班的教育質量。為增強少數民族管理類人才對該領域應用的認識,我們請機械工程、能源動力領域的相關專家以授課或講座的形式,進行相關領域知識和發展趨勢的講解,使學生理解更為透徹。此外,在教學實踐過程中,還可以用舉辦人工智能知識交流會、線上人工智能論壇等形式,促進不同專業間老師、學生對于人工智能知識模塊的見解,相互交流、滲透和學習,從而推動人工智能課程教學的改進。

2.2教學內容設置

世界一流大學在人工智能課程內容設置根據不同國家的教育體系設置,肯定會有不同,但頗有共通之處。本文借鑒世界頂尖大學經驗,針對管理類專業人工智能課程教學內容進行研究,結合中國教育體系設置,認為應從以下幾方面進行改進。(1)核心內容設置為避免學生因為知識點過多而出現雜而不精的問題,勢必要精化教學內容。在互聯網時代,我們可以使用云計算和其他方式來實現數據信息的傳輸、存儲和處理,通過在線收集和整合網絡課程相關數據,挖掘和豐富教學資源,并在整合課程資源的基礎上,進行研究方法和前沿知識的擴展。在核心內容設置方面,可以通過收集到的數據資料,選擇人工智能領域具有代表性且難易程度適中的知識作為重點,使學生能夠在有限的學時內掌握人工智能的知識脈絡。例如,編寫針對管理類人才的人工智能教材,內容涉及緒論、知識表示與推理、常用算法、機器學習、神經網絡等方面的同時,重點增加相應知識點在管理上的應用案例,加強學生對知識點的理解。同時,根據管理類專業偏向領域,開設關聯程度較大、應用較廣泛的人工智能選修課程,以便學生根據自己的興趣與需求選修具體方向的課程。(2)注重學生的數理及編程基礎良好的數理及編程基礎是學習人工智能的前提。只有具備了這些基礎,才能搞清楚人工智能模型的數量關系、空間形式和優化過程等,才能將數學語言轉化為程序語言,并應用于實驗。管理學院人才的數理及編程基礎相對薄弱,因此,在安排學生學習人工智能課程之前,建議開設面向全體管理類專業學生的微積分、線性代數、概率論等專業基礎數學課程以及C語言、python等編程基礎課程,使學生具備數學分析的基礎與一定編程基礎,為學習人工智能課程打下堅實的基礎。另外,可以推進MOOC平臺建設,在平臺上開設人工智能網絡課程,幫助學生掌握人工智能知識基礎及專業技能。(3)實驗建設為了加強學生對于人工智能知識點間的關聯性理解,可以基于不同的應用模塊,設計具有前后鋪墊、上下關聯的綜合性實驗,設計不同層次的項目要求,同時基于相同的實驗課題,讓學生分組對實驗課題進行攻克,并設置多元化的實驗評價體系,通過實驗教學過程中反映出的不同進度,讓教師能對學生的學習水平做出準確評判,及時進行教學反思,以便更好地開展下一步工作。例如,針對人工智能課程應用中很廣的遺傳算法,在某一管理規劃的具體應用上設置理解-實現-參數分析-具體應用-嘗試改進-深度拓展的不同層次的項目要求,在這些項目層次中規定必做項與可選項,讓學生基于同一實驗課題進行合作學習,然后通過個人自我評價、小組成員互相評價以及教師評價的方式進行打分,對小組整體能力以及個人能力進行綜合評估,以期培養學生的自主思考能力。

第6篇

30年前,有人說電腦將會改變我們的世界,當時的人們認為這是天方夜譚,不料今天幾乎家家戶戶都擁有了電腦;10年前,有人認為智能手機將更深刻地影響我們的生活方式,人們照樣認為不可能,而今天手機連接一切卻逐漸成為了現實;同樣,今天李彥宏提出“中國大腦”設想,也有很多人認為是不接地氣,事實上,人工智能卻是跟我們未來的生活息息相關。

從目前來看,人工智能貌似與我們的現實生活距離十分遙遠,實際上它已經開始走入我們的生活,而且正以一種磁懸浮般的速度向我們奔來,人工智能已經打響21世紀新的軍備賽。

社會層面,人工智能成改善民生新利器

人民生活水平的高低一直都被作為發達經濟體與發展經濟體最明顯的區別和寫照,而人工智能的普及將會對人民的生活水平帶來翻天腹地的變化。

首先,在家庭生活方面,如果家里擁有保姆機器人,就可以免去苦于找不到保姆的煩惱,解決日常家庭勞務所憂。有些人可能會認為這還很遙遠,實際上日本已經開始在試用家庭保姆機器人了。我們再來看看眼下各大科技公司所倡導的手機連接一切:清晨,伴隨著悠揚的背景音樂起床,一天都感覺很精神;起床時,窗簾已經悄悄拉開,這個時候甜美的聲音開始播放當天的天氣預報;起床后,水溫已經設置為適合自己使用的溫度,不用擔心水溫時冷時熱;洗簌后,廚房已經傳來早餐的香味;上班前,不必擔心門窗、電視等是否關上;晚上回家前,可以通過手機提前打開熱水器,到家后就可以直接洗個熱水澡。

其次,在醫療健康領域,目前已經有很多智能硬件公司推出了智能醫療硬件產品,能夠及時地反應出人體的健康狀況。比如機器視覺系統自動完成乳房X光檢查和其他醫學影響的分析,通過模擬醫學專家診斷、治療疾病的思維過程能夠讓機器人自動診斷病人病情等。人工智能在醫療方面的應用一方面能夠改善就醫條件和環境,另一方面也能大幅提升醫療技術水平。

其三,我們再來看看人工智能對教育的影響。通過借助人工智能,我們的教學場景將得到極大改善,而通過人工智能和大數據的應用,老師也能更好地把握學生的學習情況并進行針對性的輔導。

不僅僅是教育、醫療、家庭等方面,人工智能將會人民生活的方方面面產生巨大的影響,它將會成為未來全球各國改善民生的新利器。

經濟層面,各國借人工智能再創經濟神話

目前發達國家都已經紛紛推出了自己的人工智能計劃,人工智能已經成為了發達國家經濟體向前繼續邁進的動力和標志。

一、歐盟耗資10億歐元打造人腦計劃。該項目旨在建立一套基于神經科學的全新的、革命性的信息通信技術,建造一種模擬神經元功能的芯片,然后將芯片用于建造超級計算機。

二、美國大腦計劃。美國通過借助DARPA部門,然后將每年的研究經費劃撥給各個大學的實驗室、科技公司等用于各式各樣的前沿研究,目前該部門已經與谷歌、IBM等科技公司達成了合作,并獲得了多項人工智能重要科研成就。

三、日本機器人計劃。目前日本工業的老齡化問題非常嚴重,為了推動日本經濟繼續發展,日本聯合各大企業推出了機器人計劃。通過機器人、無人搬運機等人工智能技術的應用,日本工業再次走上了世界前列。

中國的人工智能技術剛剛起步,而人工智能對于中國的經濟發展是難得的一次新機遇。李彥宏所提出的“中國大腦”計劃如果能夠得到順利實施,將對中國的科技創新發揮至關重要的作用。目前我國的經濟正在加速從投資驅動為主向創新驅動發展為主的轉變,人工智能作為未來科技創新的決定性力量,它是中國經濟繼續實現騰飛的有力保障。在未來的全球經濟競爭中,可以說誰在人工智能上領先了,誰就能引領未來的新經濟時代。

企業層面,科技巨頭爭先恐后

目前全球的科技巨頭諸如谷歌、百度、微軟、IBM、Facebook等都已經紛紛涌入到了人工智能領域,它們在以下五個層面展開了激烈的競爭。

一、圖像、語音識別技術

在圖像、語音識別技術領域競爭最為激烈的當屬谷歌和百度。借助移動搜索,百度和谷歌都向語音、圖像識別技術發起了猛烈的進攻。谷歌通過連續的收購確立了其在圖像、語音識別技術方面的領先地位,而百度則通過組建以吳恩達、余凱、張潼、徐偉等人才組成的豪華專家團隊,并堅持自主研發,最終在語音識別技術上超越了谷歌和微軟。

二、深度學習

在深度學習方面,微軟、谷歌、百度、Facebook、IBM等科技巨頭都投入了巨大的力量。日前,微軟的研究人員在學術論文中表示,微軟最新的深度學習系統在分辨2012年版的ImageNet圖像數據庫時,錯誤率只有4.94%,相比于普通人的5.1%,這是人工智能首次在識別圖像的錯誤率上面超越了人類的水平。

三、無人駕駛

最早將人工智能技術應用到汽車領域的是谷歌,隨后國內的百度、華為也先后向無人駕駛技術發起了挑戰。未來百度自動駕駛計劃的核心方向就在百度大腦,它可實現人與汽車的語言互動,車輛定位,駕駛輔助甚至自動駕駛等功能。而華為則通過聯合東風汽車共同打造無人駕駛汽車。

四、智能家居

說起目前的智能家居,谷歌、蘋果、微軟等都已經在摩拳擦掌,而國內的智能家居格局競爭更是相當激烈,已經形成了戰國紛爭的局面:小米+美的、海爾+阿里+魅族、聯想+百度、360+格力、騰訊、華為等。

五、機器人

人工智能未來的最終方向就是意識機器人的出現,通過機器人的使用,企業能夠節省大量的成本和提升效率。對于機器人公司的收購,谷歌總是樂此不疲,去年谷歌連續收購了10來家機器人生產企業。而百度開發的“小度”機器人走紅網絡則向我們表明:機器人將會受到越來越多人的歡迎。

其實不僅僅是科技巨頭,已經有越來越多的創業公司正在涌入到人工智能領域。對于企業來說,人工智能是一次絕好的商機,它的產值將在萬億規模以上。

軍事層面,人工智能打響新的軍備賽

著名軍事理論家張召忠可謂對李彥宏“中國大腦”計劃給予了高度肯定,并且認為它將有助于軍隊現代化建設。事實上,在我國軍方的一些研究機構,已經在網絡科學、神經科學等領域有很好的投入,并獲得了一些階段性的成果。此次,人工智能如果能夠上升到國家戰略,對于軍隊科技的創新將有著深淵的意義。

目前,各國的軍事機器人、無人駕駛飛機等早已應用了人工智能技術。有人說未來的戰爭是無人飛機、機器人之間的戰爭,對此我絲毫不懷疑。而這場戰爭的勝負也就取決于誰擁有更先進的無人飛機和軍事機器人,也就是取決于人工智能技術,一場有關人工智能的軍備賽早已悄然打響。

第7篇

【關鍵字】人工智能;課程改革;高中;信息技術;課程實施

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0043―04

教育部在2003年頒布的高中信息技術新課程標準中,首次把“人工智能初步”設置為選修模塊,與多媒體、網絡、程序設計、數據庫技術等一起列入信息技術課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術課程改革的亮點之一。然而,在如今高中信息技術新課改已經全面鋪開之際,人工智能選修課程的推進仍然舉步維艱,面臨諸多困難和問題。

一 高中人工智能課程的現狀分析

自2004年我國部分省級實驗區開始推進高中新課程改革以來,信息技術課程改革已經開展了四年之久。從目前的總體情況來看,信息技術課程的基礎模塊與多媒體技術、網絡技術、算法與程序設計三個選修模塊的實施情況較好,而數據庫技術與人工智能初步兩個選修模塊的推進情況相對不佳。特別是人工智能課程,至今在全國范圍內正式開設該課程的學校寥寥可數,少數高中展開了一定的探索和實驗,而大多數學校仍持有觀望態度。以下分別從實施取向和實施層次的角度分析該課程的現狀:

(1) 課程實施的取向

由于我國長期以來實行的是全國統一的課程與教材,按照統一規定執行教學計劃,對學校和學生的評價也是按照統一標準與方式實施的,因此我國以往的課程實施基本上都采用了忠實觀的取向[2]。本次新課改中信息技術課程的實施過程難免受到這種取向的影響。然而,新課程標準中對信息技術技術各個模塊的具體實施并沒有明確而詳細的規定,從而使教師對包括人工智能模塊在內的課程實施缺乏長期慣于依賴的參照和依據,增加了課程實施的難度,造成部分模塊的課程難以開設的情況。

(2) 課程實施的層次

課程實施包括五個層面的變化,即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識與理解的改變、價值的內化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經做出了一定的努力。在課程標準的指導下,現已出版的五套教材在體例、版面、學習活動、評價等方面進行了多樣化的設計,基本上貫徹了新課標所倡導的課程目標和理念。在組織方式的層次,少數已經開設人工智能課程的學校結合學生的興趣與學校的實際情況,有針對性地開展了課程的組織。然而,仍然有一些地區或學校不愿或不習慣打破原有的課程組織方式,而是采用硬性規定的方式,人為指定兩三門課程,將選修變為必修,限制學生的自由選擇,依然維持原有的固定班級授課的形式。教材的改變僅僅是課程實施的開始,在組織方式、角色或行為、知識與理解、價值等層次,大部分學校還未發生變化或變化還很小。

(3) 課程實施的典型個案

目前國內開展人工智能課程教學或實驗的典型學校如表1所示。總體來看,這兩所學校都地處東南沿海地區,且學校本身比較積極參與高中新課改的實踐探索,屬于“敢于吃螃蟹”的類型。考慮到課程本身的要求較高,兩所學校都選取了基礎較好的學生開展教學。到目前為止,兩所學校均已開展了三期的教學或實驗探索,任課教師及時總結教學心得體會,并在相關教學刊物或課程研修活動中與廣大一線教師分享教學經驗。

二 高中人工智能課程的影響因素

根據Snyder的研究,可以把課程實施的影響因素歸納為四個方面:課程改革自身的性質、校區的整體情況、學校的水平以及外部環境[4]。結合高中人工智能課程的現狀,本文分別從以上四個方面來探討影響該課程的主要因素。

(1) 課改自身的性質

課程改革本身的性質是影響課程實施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關性、改革方案的清晰程度、改革內容的復雜性以及改革方案的質量與實用性。結合信息技術新課程改革的相關調查研究,廣大信息技術教師和教研人員對課改的必要性應該認識得比較到位,然而他們對信息技術課程中是否有必要單獨開設人工智能模塊存有疑惑。其次,不少教師對課程改革方案(課程標準)的認識并不是非常清晰。他們認為新課程標準中的教學理念、實施建議等內容相對抽象,不易把握和理解,缺乏具體的針對性,可操作性不強。再次,人工智能課程的實用性相比其他模塊并不明顯,課程內容也相對難度較高。這些因素造成課程設置的必要性不強、實施難度大、實用性不高,直接影響人工智能課程在學校的順利設置。

(2) 校區的整體情況

校區的整體情況主要包括地區的適應性、地方管理部門的支持、教學隊伍的培養、教學研討和交流等等。各地區對課程改革的需要程度會直接影響人們實施課程的積極性和主動性。我國東西部地區的學校對課程改革的需求程度不同,從而造成了課程實施的地區差別。從目前開設人工智能課程或教學實驗的學校來看,均分布于東南沿海較為發達的地區。這些學校的共同特點是基礎條件較好,對課程改革的積極性高,敢于進行教學嘗試和革新。此外,地方管理部分的支持對課程實施也有很大影響,如廣東省為了推動信息技術課程改革,專門出臺了關于課程標準的教學指導意見[5]。其中強調“要特別注意人工智能初步”,并針對人工智能課程提供了較為具體的教學建議,從而促使該省出現了全國最早正式開設人工智能課程的學校。師資隊伍也是影響課程的因素之一。目前大多數高中缺乏熟悉人工智能課程內容和教學方法的專業教師,使得學校無法開設該課程。因此,有關人工智能課程的研討和學習交流顯得尤為重要,然而目前這些方面的活動總體上相對缺乏。

(3) 學校的水平

學校水平對課程實施的影響因素包括校長的作用、教師的個人特征和教師集體的行為取向。學校是課程改革的基本單位,校長和教師是學校課程改革的動因。校長對課改理念的理解,以及對課改的支持、參與程度都會影響課程的順利實施。校長通常會根據上級主管部門的意見,結合本校的實際情況,權衡課程改革可能對學校形成的各種影響。在高考的影響下,信息技術課程在高中各科中長期存在地位“低人一等”的現象,甚至出現課時常被“侵占”的現象。如果校長對信息技術課程本身不重視,那么要求學校開設人工智能選修課無疑是一種奢望。此外,一所學校教師個人和集體的改革意識的強弱也會影響課程的實施。從人工智能課程的現狀來看,恰好印證了這一點:改革意識強的教師個人或教研組即使沒有上級的硬性指令,也能積極展開各選修模塊的教學嘗試和探索,并自覺地從教學者成長為研究者,而思想保守的學校即使具備了課程實施的基本條件,也不愿積極開設相關的選修課程,長期停留于課程的“忠實執行者”的層次。

(4) 外部環境

外部環境因素主要包括政府部門的重視、外部機構的支持以及社區與家長的協助。各國課程改革的經驗表明,教育行政部門和相關機構的態度在很大程度上影響到新課程的順利實施。特別是我國長期以來受到前蘇聯教育模式的影響,課程改革通常是自上而下的模式,新課程的實施主要依靠各級政府教育行政部門的政策和指令的推動。本次新課程改革同樣繼承了這一模式,但是整個教育體制和評價體系未能及時進行相應的調整,因此在某些方面造成各級教育部門的政策抵觸,出現“上有政策、下有對策”的情況。此外,社區與家長對新課改的認識和態度也影響到人工智能課程的實施。研究表明,社區與家長更加關心的是新課改是否有助于提高學生的學業成績,是否會給學生造成更大的負擔,而對學生能力的全面發展和個性的培養則是其次的考慮。因此,要使社區與家長認識和了解課程改革的意義和目標,引導其關心新課程、支持新課程才能更好的促進新課改的健康發展,進而才可能使得包括人工智能在內的高中各科選修模塊得以全面開設與實施。

三 高中人工智能課程的反思

通過調查訪談以及與相關授課教師的交流,筆者了解到高中人工智能課程的教學情況和教師的經驗體會。總體來說,該課程的推進情況不如預期理想,需要從課程的設計、管理、教學以及評價等方面進行反思。

(1) 課程設計

本次高中信息技術課程改革將原來的一門課程分解為1個必修模塊和5個選修模塊,從而給學生提供多樣化的選擇。“人工智能初步”選修模塊是作為智能信息技術處理專題設置的,以反映信息技術學科的發展趨勢,體現教育的時代性要求。課程設置的目的在于使學生在技術掌握與使用的過程中,逐漸領會信息技術在現代社會中的應用以及對科學技術和人類發展的深遠意義[6]。然而,以上的描述更多是該模塊的隱性價值,相比其他模塊該課程的顯性價值并不是很直觀。而一線的信息技術教師較多關注的是該課程的顯性價值:課程能給學生帶來些什么?學生的實踐能力能否有較大提高?教師們在沒有找到一個合理的價值依托之前,一般不會貿然開課。這一點值得課程設計者和教研人員的深刻思考。

通過網絡問卷調查,不少教師認為人工智能課程在高中開設是有一定必要性的[7],但并不意味著所有的學生都需要學習該課程。課程應面向對人工智能有一定興趣的學習者,且最好有一定的基礎。事實上,相對于其他選修模塊,選擇人工智能課程的學生并不是很多。因此,結合我國目前的情況,可以考慮優先在發達地區條件較好的部分學校開設,再進一步利用其示范作用,以點帶面,逐步鋪開培訓、指導、交流的規模和影響面,積極穩妥地推進高中人工智能課程的建設。

(2) 課程管理

課程的有效管理有助于提高課程實施的質量。上個世紀90年代以來,我國的中小學課程由原來的中央集權管理體制逐步轉變為國家、地方、學校的三級管理體制。國家負責課程的總體規劃,省級教育部門結合本地區實際制定課程計劃或實施方案,而學校也將有權根據學校傳統或學生興趣開發適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國家課程標準,但在地方管理層面并未得到應有的認可。部分地區考慮到高考因素,直接將人工智能模塊排除在學生的選擇范圍之外,無疑成為阻礙該課程順利實施的一個重要原因。

目前我國高中了解熟悉人工智能教學內容、方法的教師十分缺乏,相關教育主管部門需加強該課程的師資培養,邀請教材編寫人員和相關專家,積極開展各級培訓、研討和交流活動,以務實的態度來聽取學科教師的意見,為他們提供一些明確的、可操作的指導和建議。也可以開展優秀教學案例的征集和評獎,通過公開課的觀摩和點評活動,或吸納中學教師參與有關課程改革和教學研究的課題,以此提高教師參與改革的積極性。此外,國內高等師范院校信息技術相關專業應該對新課改作出及時的反應,針對高中信息技術各選修模塊為師范生開設相關的課程,為課改的成功實施提供后備師資力量的支持。

(3) 課程教學

從已開展的人工智能課程教學或實驗情況來看,主要的教學體會包括:教學對象選取時要有針對性,不宜硬性指定,應結合學習者自己的興趣和學習基礎供其自由選擇;由于課程的理論和技術的要求較高,不宜大量采用“講授法”進行教學,應設計一些有挑戰性的活動供學生實踐;為保證教學進度有序進行,可通過課堂小測及時鞏固所學內容;應提供良好的網絡條件和計算機設備以支持課程教學和實踐的順利開展。

國外一些高校通過遠程網絡的手段與中學合作開展人工智能教學,加快了課程建設的步伐,并提高了教學質量。大學負責教學網站的建設維護,主持與中小學的討論答疑,中學則負責課程教學的具體實施。文中個案也印證了這種做法的有效性:讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學建立共同體,協作推動課程的實施。一方面,高校研究人員能為中學提供教學指導建議、技術和資源的支持;另一方面,中學的教學實踐也為高校進行課程教學研究提供了材料和依據。

(4) 課程評價

研究表明,評價目前已成為影響高中信息技術新課程實施的一個重要問題[8]。從本次課改的動因來看,針對我國現行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現的弊端,新課改力圖在一定程度上改變這一局面,努力使學習者能夠真正獲得全面的發展。但是,在目前情況下以高考為“指揮棒”的評價體系短期內仍然無法發生質的變化。高中新課改實施以來,部分省份相繼將信息技術課程納入了高考的范疇,以往信息技術課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而,高考是否解決信息技術課程評價問題的一劑良藥,進而為人工智能課程的實施及其評價帶來新的希望,目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當前高考科目已經較多,再增加科目無疑會加重學習者的負擔,且很容易回到應試教育的老路上。

其次,雖然新課程標準中提供了關于課程評價的建議,但是其中的內容仍然比較抽象,可操作性不夠。如在信息技術課程標準的評價建議中,提倡評價主體的多元化,關注學生的個別差異,綜合應用多種過程性評價方式,適當滲透表現性評價的理念,等等。這些內容從理念上來講都是很好的,但是如何在教學實踐中加以操作實施,對一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且,信息技術課程的每個模塊各有特色,然而課程標準并未就此提供專門的評價建議。因此,一套科學合理、適合人工智能課程的評價體系和方法仍需要教研人員在實踐中不斷摸索總結。

參考文獻

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[2] 鐘啟泉. 課程論[M].北京:教育科學出版社,2007:207-214.

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[4] Snyder J.B. & Zumwalt K. Curriculum implementation [M]. In Jackson P. W. (Ed).Handbook of Research on Curriculum. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.

[5] 珠海教育信息網. 廣東省普通高中信息技術課程標準教學指導意見 [DB/OL].

[6] 顧建軍等.技術課程標準(實驗)解讀[M].武漢:北教育出版社,004:9.

第8篇

關鍵詞:計算機 人工智能 應用分析 

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)01-0000-00 

目前由于人工智能的不斷成熟,人們在生活方面以及工作的過程中,智能化產品隨處可見。這不僅對人們在工作中的效率進行提高,同時還對其生活質量進行加強。所以人工智能的發展在一定程度上離不開計算機網絡技術,只有對計算機網絡技術進行相應的依靠,才能夠讓人工智能研究出更多的成果。 

1 計算網絡技術應用人工智能所具有的重要意義 

由于計算機技術的快速發展,網絡信息安全問題在一定程度上是人們目前比較關注的一個重要問題。在網絡管理系統應用中,其網絡監控以及網絡控制是其比較重要的功能,信息能夠及時有效的獲取以及正確的處理對其起著決定性作用。所以,對計算機技術智能化進行實現是比較必要的。 

由于計算機得到了不斷的深入以及管廣泛的運用,在一定程度上導致用戶對網絡安全在管理方面的需求比較高,對自身的信息安全進行有效的保證。目前網絡犯罪現象比較多,計算機只有在具備較快的反應力和靈敏觀察力的狀況下,才能夠對用戶信息進行侵犯的違法活動進行及時遏制。充分的利用人工智能技術,建立起相對較系統化的管理,讓其不僅對信息進行自動的收集,同時還能夠對網絡出現的故障進行及時診斷,對網絡故障及時遏制,運用有效的措施對計算機網絡系統進行及時的恢復,保證用戶信息的安全。 

計算機技術在發展的過程中對人工智能應用起著決定性作用,人工智能技術也在一定程度上對計算機技術的發展起著促進作用。不斷的跟蹤動態化信息,為用戶提供準確的信息資源。總的來說,計算機網絡在管理的過程中有效的運用人工智能,對網絡管理水平進行不斷的提高。 

2 應用分析 

2.1安全管理應用 

網絡安全所具有的漏洞相對比較多,用戶在網絡中自身的資料信息安全是現階段人們比較關注以及重視的主要問題。在對網絡安全進行管理時,可以對人工智能技術進行充分的運用,在一定程度上能夠對用戶自身的隱身進行有效的保護。主要表現為:一是,智能防火墻的應用;二是,智能反應垃圾郵件方面;三是,入侵檢測方面等。 

智能防護墻主要應用的就是智能化識別技術,通過概率以及統計方式、決策方法和計算等對信息數據不僅進行有效的識別,同時還能對其相應的處理,對匹配檢查過程中需要的計算進行消除,充分認識網絡行為特征值,訪問可以直接進行控制,把存在的網絡及時發現,攔截以及阻止有害信息的彈出。智能防火墻能夠在一定程度上避免網絡站點受到黑客的攻擊,遏制病毒傳播,對相關局域網進行相應的管理和控制,反之就會導致病毒以及木馬的傳播。在智能防火墻中,比較重要的就是入侵檢測,它屬于防護墻后的第二安全閘門,在對網絡安全保證方面起著重要的作用。針對入侵檢測技術而言,主要能夠在一定程度上對網絡中的數據進行有效的分析,并且對其進行及時的處理,把部分數據過濾出去,數據檢測后的報告分析報告給用戶。入侵檢測在對網絡性能不產生影響的前提下監測網絡,為操作上的失誤以及內外部攻擊提供一定的保護。 

針對智能型反垃圾而言,其自身的郵件系統能夠對用戶郵箱進行有效的監測,對郵箱進行相應識別,把郵箱中存在的垃圾充分的篩選出來。如果郵件進入郵箱后,就會進行掃描郵箱,在一定程度上把垃圾郵箱的分類信息發給用戶,提醒用戶要對其進行及時的處理,避免給郵箱安全帶來影響。 

2.2人工智能Agent技術應用分析 

針對人工智能Agent技術而言,它屬于人工智能的一種技術,屬于不同部分所組成的軟件實體,包括:一是,知識域庫;二是數據庫;三是解釋推理器;四是各個Agent之間的通訊部分等。人工智能Agent技術通過任何一個Agent域庫對新數據的相關信息進行處理,并且溝通以至完成任務。人工智能Agent技術能夠在一定程度上通過用戶自定義對信息獲得自動搜索,然后將其發送到指定位置。人們通過Agent技術得到人性化服務。例如:用戶在用電腦查相關信息時,該技術不僅能對信息進行處理,同時還能夠進行有效的分析,最后把有用的信息出題給用戶,充分節省用戶的時間。Agent技術為用戶在日常生活中提供相應的服務,例如:在網上進行購物以及會議等方面的安排。它不僅自主性以及學習性,讓計算機對用戶所分配的任務自動完成,進一步推動機計算機網絡技術的發展。 

2.3在網絡系統管理以及評價過程中的應用分析 

針對網絡管理系統來說,其智能化在一定程度上需要人工技能的不斷發展。在對網絡綜合管理系統進行建立的過程中,不僅可以對人工智能中的專家知識庫進行充分的利用,同時還能夠對存在的技術問題進行有效的解決和處理。網絡存在著動態以及變化性,所以,網絡在管理的過程中會面臨著困難,這就需要對網絡管理技術人工智能化進行實現。在人工智能技術中,其專家知識庫主要指的就是把各個相關領域專家的知識以及經驗進行相應的結語出來,錄入系統中,只有這樣才能形成比較完善的知識庫系統,促進智能計算機程序的發展和提高。如果遇到某個領域問題的過程中,要充分利用專家經驗程序對其進行及時的處理。專家知識經驗系統促進計算機網絡管理得到順利開展的同時,對系統評價相關進行工作不斷的提高和加強。 

3 結語 

科學技術在發展的同時,也促進人工智能技術的提高,計算機在網絡技術中得到了比較多的需求,在一定程度上提高其應用范圍和領域,因此可以看出,人工智能其應用發展前景是比較廣泛的,人類對人工智能技術的進一步研究,會在未來開創出更多的應用領域。 

參考文獻 

[1]周晶.面向產品全生命周期的網絡化技術服務研究[D].東北大學,2009.12(08):123-124. 

[2]李功新.基于可拓推演方法的調控一體防誤操作系統研究與應用[D].武漢大學,2014.13(08):145-146. 

[3]任巍.人工智能技術在計算機游戲軟件中的應用[D].西安電子科技大學,2006.13(07):145-147. 

[4]黃麗萍.人工智能技術在計算機網絡教育中的應用[J].計算機光盤軟件與應用,2014,10(12):134-135. 

第9篇

1 引言

近年來,任務驅動教學法越來越受到信息技術教師的青睞。教育部于2003年的《普通中學信息技術課程標準》在實施建議中指出:“‘任務驅動’教學強調讓學生在密切聯系學習、生活和社會實際的有意義的‘任務’情境中,通過完成任務來學習知識、獲得技能、形成能力、內化倫理。因此要正確認識任務驅動中‘任務’的特定含義,使用中要堅持科學、適度、適當的原則,避免濫用和泛化;要注意任務的情境性、有意義性、可操作性;任務的大小要適當、要求應具體,各任務之間還要互相聯系,形成循序漸進的梯度,組成一個任務鏈,以便學生踏著任務的階梯去建構知識。”然而在教學實踐中如何設計出恰如其分的任務,如何在任務驅動中更好地落實三維目標,是要解決的問題。

“用智能工具處理信息”是湛江市第二中學許淼淼老師執教的一堂示范課,該課在2010年第六屆廣東省信息技術優質課評比活動(高中組)中獲得一等獎。本課例以“憶上海世博,探智能奧秘”為主線,進行任務設計,是一堂“任務驅動”教學法的典型課例。

2 任務驅動教學的設計

2.1 教學內容分析

教師必須以課標為依據,對教學內容進行認真細致的分析,在充分分析教學內容的基礎上,確定一個單元或一個部分要求學生掌握的知識點。“用智能工具處理信息”是粵教版必修1《信息技術基礎》第四章“信息的加工與表達(下)”第二節的內容。課標要求學生通過部分智能信息處理工具軟件的使用,體驗其工作過程,了解其實際應用價值,提高對信息智能處理內容的學習興趣,從而為選修“人工智能初步”指引方向。對于本節內容,應以體驗為主,最后在體驗的基礎上進行認知和理解。

2.2 學生學習特征分析

本課教學對象是高中一年級的學生,這個階段的學生已經具有一定的邏輯思維能力和學習的自覺性,但還需要教師及時、合理、周詳地引導。通過前面階段的信息技術課的學習,他們已初步掌握一定的操作技能,能夠根據任務的需求,利用工具軟件處理信息。但是他們在自主思考方面還不主動、合作與探究的意識和技能等方面還比較欠缺。

鑒于本節課內容的前沿性和新穎性,教師完全可以放手讓學生自己去實踐,讓學生動手動腦,培養他們自主探索、勇于實踐的能力。通過合作交流,激發學生學習的興趣,提高學習效率。

2.3 確定教學目標

教學目標是指導教學過程設計與教學效果評價的依據。根據教學內容與學生學習特征,確定當前教學內容所要達到的目標水平,這是進行教學設計的首要環節。“用智能工具處理信息”中的教學目標如下:

1)知識與技能目標:①了解信息智能處理的方式;②感受信息智能處理的基本工作過程;③初步了信息解智能處理的工作原理;④體驗信息智能工具的應用價值。

2)過程與方法目標:①掌握簡單智能信息處理工具的使用方法;②通過完成任務,體驗人工智能的獨特魅力;③掌握分析問題、呈現觀點和交流思想的方法。

3)情感、態度、價值觀目標:①感受智能信息處理的魅力,形成對人工智能這一前沿技術的探索愿望;②體驗人工智能技術的實際應用價值。

2.4 教學重點、難點

1)教學重點:體驗信息智能處理工具的應用。

2)教學難點:理解模式識別和自然語言理解的工作原理。

2.5 任務設計說明

本課中,許老師以“憶上海世博,探智能奧秘”為主題,變人工智能由抽象到具體,任務探究活動貫穿整課堂,調動學生的學習熱情,使學生能主動參與、積極探索,掌握技巧的同時培養各種能力。本課中任務的設定由探究任務、繼續探究任務和拓展任務組成,層層遞進,體現了分層任務的概念,并且環環相扣,設計巧妙。

2.6 教學設計流程圖(圖1)

3 任務驅動教學模式的實施過程

3.1 創設情境,引入課題

【情境設置】播放視頻“世博會海寶博士與楊瀾的對話”。

【教師引入】大家思考一下,海寶博士是真人么?他是如何跟主持人交流的呢?

【學生討論】海寶博士不是真人,而是機器人,它植入芯片,有語音識別系統,是一臺高級的電腦……

【教師引申】我們大家說的這些都是人工智能的范疇,今天我們就共同學習如何用智能工具處理信息。(課件展示課題“用智能工具處理信息”)。

【設計意圖】通過智能機器人的演示,創設一種人工智能的神奇氛圍,使學生對智能處理信息有一個全面的認識,還可營造課堂氛圍和激發學生對智能技術的興趣。

3.2 感知體驗,啟發探索

探究活動一:體驗機器翻譯的樂趣

【活動背景】對于英語水平不好的學生來說,翻譯句子是件非常頭疼的事情,現在出現了翻譯軟件,可以幫助人們進行翻譯,但是它翻譯得好不好呢?就讓我們來體驗一下。

【活動任務】將學生分成兩組,分別打開Google在線翻譯和雅虎在線翻譯,分別將“城市,讓生活更美好”譯成英文再譯成中文然后再譯成英文。

【活動探究】是誰在給我們翻譯?為什么兩種翻譯軟件兩次翻譯的中文和英文會有這么大的不同?這些網站又是如何進行雙向翻譯的呢?

探究活動二:體驗手寫輸入的樂趣

【活動背景】用鍵盤錄入漢字對于同學們來講已經不是什么難題,但對于電腦初學者,漢字錄入是他們感到非常頭痛的一件事情。手寫板的出現令輸入漢字不再是一般人使用計算機的關卡,語音輸入更是手疾人士應用計算機時的必需。這里我們借助“微軟拼音2003輸入板”來體驗手寫板的神奇功能。

【活動任務】打開微軟拼音2003手寫輸入板,在桌面上建立記事本文件,內容為“城市,讓生活更美好”。

【任務探究】怎樣書寫漢字可以提高識別率?導致識別率不高的原因有哪些?

3.3 層層深入,探究新知

新知一:自然語言理解

回顧活動一:體驗機器翻譯的樂趣

【教師引申】很顯然,幾秒鐘之內就給出翻譯結果,不可能是人類,給我們翻譯的應該是機器。那為什么一般的工具又不具備翻譯功能呢?

【原理探討】機器翻譯智能工具,它屬于人工智能領域中的自然語言理解,但計算機不是人類,不能理解字里行間的意思,翻譯起來比較生硬,有時候翻譯得荒謬可笑。

【得出結論】下面請大家結合自己的英語知識對“城市,讓生活更美好”進行翻譯,并根據自己翻譯的過程推測出翻譯軟件的工作過程(如圖2所示)。

【概念理解】自然語言理解主要是指研究如何使計算機能夠理解和生成自然語言的技術。自然語言的理解過程可分為3個層次:語法分析、句法分析和語義分析。

【設計意圖】通過活動一的開展,使學生感受自然語言理解技術應用的魅力和價值,激發學習興趣。在已有體驗的基礎上提出概念,加深學生的理解。

新知二:模式識別技術

回顧活動二:體驗手寫輸入的樂趣

【教師引申】在剛才的活動中,同學們體驗了手寫輸入漢字的神奇效果,但是如果我們的書寫不規范,或我們寫的字字庫里還沒有,也是不能輸入的。

【原理探討】智能手寫輸入是人工智能技術的研究領域之一,它所采用的是模式識別技術。

【牛刀小試】接下來我們玩一個游戲“掌中寫字”:兩人一組,甲閉眼伸手,乙在其手心寫字,甲猜字,然后互換角色進行。思考人腦是怎樣猜字的?經歷了怎樣的過程?

【得出結論】根據人腦猜字的過程推斷手寫輸入軟件的工作流程,如圖3所示。

【概念理解】模式識別是利用計算機對物體、圖像、語音、字符等進行自動識別的技術。它的一般過程包括:樣本采集、信息的數字化、預處理、數據特征的提取、與標準模式進行比較、分類識別等。

【設計意圖】通過游戲時猜字過程的對比,加深學生對模式識別過程的理解。

3.4 總結提升,共享交流

【共享交流】請大家就自己所實踐的活動過程及結果發表意見,并結合教材簡單分析其工作流程及原理,了解人工智能的兩個研究領域:模式識別和自然語言處理。

【總結提升】人工智能(AI,artificial intelligence)是研究、開發利用計算機來模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術學科。

【設計意圖】通過學生共同討論交流,進一步加深鞏固本節課的知識。

3.5 課外延伸,展望未來

【課后探究】利用飛信與網絡機器人“海寶博士”聊天,試圖發現網絡機器人的語言破綻。

【得出結論】機器不能完全代替人,我們不能完全依賴機器。在現實生活中,同學們應該學會舉一反三,并懂得在適當的情況下選擇合適的智能信息處理工具為自己的學習、生活和工作服務。

【展望未來】人工智能對我們的生活正起著越來越大的作用,它是人類智慧的結晶。作為一名中學生,我們還沒有足夠的知識和能力參與到人工智能的前沿研究當中,但我們可以利用學習到的初步知識,積極探索,多些創意,也許未來就有你想實現的更智能的處理工具,更好地為人類服務。(觀看世博短片《2020年老王的一家》,暢想未來生活中的智能工具。)

【設計意圖】在學生的心中埋下美好的種子,激勵他們探究未來世界的勇氣。

4 結束語

用智能工具處理信息這一課,許老師很好地發揮了“任務驅動”教學法的作用,注重學生的參與體驗,活動設計環環相扣,啟發學生自主探究并總結規律,體現了新課程以教師為主導、學生為主體的教育理念;通過設置幾個活動,層層深入帶領學生研究探討,順利實現預定的目標,同時也有效培養了學生自主學習的能力。

“任務驅動”教學法在信息技術教學中備受關注有其一定的道理,但怎樣使其發揮更大作用,還需要在實踐中繼續探討和研究。

參考文獻

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