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人工智能的智能教育精品(七篇)

时间:2024-03-14 16:43:55

人工智能的智能教育

人工智能的智能教育篇(1)

关键词:人工智能;教育变革;智慧教育

近年来大数据、云计算等信息技术飞速发展,人工智能在一些特殊领域(如图像识别、语音识别、自然语言等)不断取得突破性进展。人工智能作为新的技术驱动力正引发第四次工业革命,为医疗、教育、能源、环境等关键领域带来新的发展机遇。人工智能专家预测,人工智能在通用技术领域可能尚不能替代人类,但在一些特殊领域,人工智能将会淘汰现有的劳动力。在国外,许多国家纷纷把人工智能作为国家发展的重要竞争战略,我国学者也密切关注着人工智能的最新理论进展和实践应用,国务院于2017年7月颁布《新一代人工智能发展规划》,明确人工智能发展的重点策略。“人工智能变革教育”的潮流,引发了教育研究领域的“人工智能热”。当前全球范围内,人工智能在教育领域的大量研究和应用催发形成了教育人工智能概念。目前梳理学术上关于研究人工智能与教育的文献主要集中于:

(一)教育理念的革新。“人机一体”将成为未来新的教育方式[1],由新技术和新手段的出现所应运而生的智慧教育[2],将对原有教育进行改进和完善。智能技术在改变教育的手段和环境的同时,还有利于构建出系统解决教育问题的教育新体系,从而真正触及教育的根本[3]。

(二)关注技术的革新。机器深度学习、智能学习的算法、视觉识别以及智能语言识别这些基础技术的突破,为人工智能的教育应用奠定了坚实的基础[4]。

(三)探究教育的应用。人工智能在学校教育中的学业测评、交叉学科、角色变化等应用领域具有巨大潜力,教师角色内涵也将在与人工智能的协同共存中发生改变。AI监课系统能够数据化、可视化评估教师的授课情况,将人工智能技术的运用渗透到整个教学过程中,教师可以根据评分实时调整授课内容,以促进个性化学习,从而提升教学效果。教育深受技术发展的影响,新技术融入教育并促进教育方式的转变已成为必然趋势。一方面技术为教育提供了新的、更加广阔的可能性;另一方面技术具有变革人类的教育方式与学习方式的能力。然而,技术是一把“双刃剑”,如何获取或实现以人工智能为代表的新兴信息技术所拥有的特征、优势与功能,使其在教育中最大限度地发挥其应有的价值呢?人工智能技术如何继续被安全使用到教育领域?如何通过教育变革来促进新兴信息技术在教育教学中的广泛与深入应用,实现教育深层次革命等问题,是目前需要关注和探讨的主要问题。

1人工智能时代下教育变革的背景

1.1人工智能的内涵及具备的强大能力

人工智能最早由美国达特茅斯学院于1956年提出,其研究主要包括机器人、图像识别、自然语言处理、语音识别等,实质是一种自动感知、学习思考并做出判断的程序。人工智能具有自主学习、推断与革新的能力,推动了图像识别、自然语言处理等方面的技术突破。人工智能同时具有理性判断力、超强的工作力,只要电力供应不断,几乎可以无限制地工作下去,而且适应不需要情感投入的工作。它的超强能力,源于三个重要的技术:深度学习、大数据和强算力。

1.2人工智能时代的机遇和挑战

人工智能在精力、记忆力、计算力、感知力以及进化力等方面与人类相比,具有突出优势。在医药领域,人工智能的出现使普通民众可以享受更为高效、稀缺的医疗资源,解决医疗诊断领域诊断质量不均衡、医生资源不足等问题。在教育领域,人工智能促进教学质量进一步提升、教师角色多样化、学生学习能力的提升;为教育研究提供新技术和数据支撑;极大拓展了教育研究新视域;使教育在立德树人方面、教育方法创新方面、教育手段和环境方面以及教育服务供给方式方面均发生改变。然而,看到人工智能以其强大的处理能力带来机遇的同时,也需要正视人工智能带来的新挑战。在人工智能浪潮冲击下,如何借助人工智能发展的机遇推进教育的变革与创新?人工智能技术如何继续被安全使用?首先,人工智能专家大都认为,人工智能将会淘汰大量现有的依靠非脑力劳动为生的劳动力,需要培养人工智能时代的新型劳动力。而且,人工智能技术本身的不太成熟使很多人工智能技术只是应用在儿童教育领域,再者,人工智能潜在的道德伦理问题缺乏法律制度规范。除此之外,人工智能时代将对社会结构以及人的地位构成挑战。综上所述,人工智能时代所带来的机遇是大于挑战的。教育需适应人工智能技术所带来的突破和飞跃,不断调整和更新教育的方向和目标,实现育人成人的发展目标。

2人工智能与教育变革

2.1人工智能与教育目的的变革

人工智能带来的巨变不仅影响人类未来如何发展,而且极大释放了人类的生产力,这些在一定程度上使得人类需要重新思考教育是何目的。人工智能影响教育目的的变革主要表现在:第一,人工智能可能会使人类陷入精神危机。这源于两方面的结果:一方面,人工智能将取代大部分人的工作岗位,工作的丧失将会导致人的价值和尊严丧失。另一方面,人工智能技术的发展将可能导致所有基于自由主义的想法破产,转而人类所拥有的价值和尊严可能转化为一种“算法”,人工智能带来的职业替代风险在教育领域同样存在,主要是对教师角色的挑战。第二,人工智能有利于培养人的学习能力。从某种角度上讲,人工智能剥夺人的就业机会,但同时,人工智能助教机器人将协助教师实现个性化指导,从而有利于将学习的过程视为寻求自我价值和意义的过程。除此之外,人工智能有利于使教育注重培养人的精神能力,这种精神能力大致包括实践动手能力、价值追求能力以及创造能力,从而有利于学生知识以便于更好地完善自我、丰富自我,使教育跳脱“知识为本”的陷阱,发挥“立德树人”的正向作用。

2.2人工智能与学习方式的变革

第一,深度学习。深度学习也称为深度结构学习或者深度机器学习,是一类算法的集合。深度学习概念的提出,一方面尊重了教学规律,另一方面也是应对人工智能时代下的挑战。深度学习在机器学习、专家系统、信息处理等领域取得了显著成就,提倡学教并重、认知重构、反思教学过程,进而达到解决问题的目的。第二,个性化学习。个性化学习区别以往传统班级课堂授课,尊重学生的个性发展,因材施教。人工智能技术与大数据的应用有利于学生享受个性化的学习服务,可提供个性化的学习内容,可视化分析学生的学习数据,快速提高学生的学习效率。第三,自适应学习。自适应学习是指人工智能基于对个体学习进行快速反馈的基础上,根据学习者特征,为其推荐个性化的学习资源和学习路径,从而最大程度上适应学生的学习状态,是实现个性化学习的重要手段。人工智能技术有利于快捷、科学地判断学生的学习状态,进行学习反馈;持续收集学生的学习数据,其中包括学习目标、学习内容;高效地为学生提供海量的学习资源。

2.3人工智能与学习环境的变革

首先,有利于搭建灵活创新的学校环境。不仅可以使空间规划更具弹性,而且可以调节性增强物理环境。其次,人工智能时代的教育区别于以往传统教育强调的统一秩序,更注重个体的用户体验。创客空间、创新实验室等学习环境的不断增加以及人工智能技术的不断发展,个性化的空间环境与学习支持将改变目前学习的学习空间环境。除此之外,随着对话交互技术的逐渐成熟与不断普及,有利于实现虚实结合的立体化实时交互。VR、AR等技术的同步协作也有利于搭建新的学习环境,满足学习者的一系列要求。脑机互动技术的突破有利于实现将人工智能植入人脑,从而改变人类自然语言的交流方式。最后,人工智能通过即时、准确、高效的大数据分析有利于进行精准且个性的学习评价与反馈。人工智能将综合收集所有同学的学习记录,互相比对、优化,从而进行综合提升。更为重要的是,人工智能的人脸识别以及语音识别技术可以运用到教师的教学过程中,进行学生的学习情绪感知,学习状况的了解,从而促进学生学习的科学化;智慧校园、智慧图书馆等的出现,为教学环境的建设提供重要参考。

3人工智能在教育领域的应用

人工智能被认为是最有潜力和影响力的教育信息化技术,将通过人工智能数据挖掘分析、3D打印、模拟仿真等技术的应用,实现人工智能与教育的深度融合,对计算机辅助教学、个性化教育服务、教育人工智能生态环境等产生根本影响。2018年《地平线报告》(高等教育版本)指出了教育领域的信息化发展,未来一段时间内将通过人工智能与信息技术的结合,进而影响教育阶段的不同过程。具体见表1所示。

人工智能的智能教育篇(2)

关键词:高职教育;人工智能;课程改革

课程设置应与高职教育培养目标和方式相一致

人工智能课程主要讲授当今智能领域的理论方法及其应用,是一门涉及哲学、逻辑学、语言学、控制论、生物神经学等多个学科的课程。以普通高校高年级计算机专业学生为讲授对象,人工智能课程在教学上一般以理论讲授为主,并辅以一些应用实例加以分析。课程本身理论性强,内容较为抽象,因此对学生专业知识基础的要求高,在教学上往往强调对各种智能理论的深入讲解和分析,以此达到提高学生专业理论水平的目的。

当前高职教育中为计算机专业学生所开设的人工智能课程很大程度上沿用了普通高等教育环境下的教学方式和内容,这显然与高职教育本身培养人才的目标和方式不一致。高职教育的最终目标是要培养适应生产需要的技能型、应用型人才,而高职教育在教学方式上应更为注重实践教学,包括各种实验、实训、实习和设计。因此,人工智能课程中单纯的理论讲授并不能有效地适应高职教育的实际教学环境要求,有必要对人工智能课程在教学内容和方式上加以改革。

三个改革途径

(一)引导学生阅读应用研究文献

高职教育强调培养学生的知识应用技能,其中重要的一点是要培养学生把理论知识应用到实际生产中的能力。然而在教学实践过程中,学生普遍反映由于人工智能课程理论性强,难于从课本理论联系到实际的专业应用上,这样对激发学生的学习兴趣,提高技能应用水平是不利的。

实际上,人工智能涉及的应用领域极为广泛,其中在专家系统、模式识别、智能控制、数据挖掘、自然语言理解等方面尤为突出,每一种应用都能够很好地体现出人工智能学科的基本理论方法特点。因此,在课程学习的开始阶段,应让学生按照个人兴趣自行选定某个应用领域,在一定的提示和引导下通过检索有关文献,访问相关的科研院校网站等方式获取资料,了解当前该领域的发展现状和具体产品的开发和使用情况,最后在课程的结束阶段以学习报告的形式在课堂上加以演示和共同讨论,这样可以大大激发学生学习人工智能课程的主观能动性,开阔学生的知识视野。资料的收集阅读与思考是知识应用的首要环节,对于培养应用型人才的知识应用技能很有帮助。

(二)安排学生对经典算法程序进行实验

与普通高等教育相比,高职教育更加强调实践教学的重要性。从实践中学习和理解理论知识,并且把所学知识运用到实践中,这是高职教育的重要特点。人工智能课程内容抽象而概念性强,单纯的理论讲解学生难以从中得到启发,也难以体现出高职教育突出实践教学的特点,为此需要安排学生动手实验,从实践中理解人工智能科学的理论原理和应用途径。

在人工智能科学的发展过程中,先后提出了一些经典的优秀算法程序,如A*算法、遗传算法、神经网络的BP学习算法等,在科研和工程实际中得到了广泛的应用,在实践教学中同样有着重要价值。根据教学要求和实际情况,学生并不需要自行设计关于这些算法的具体程序,在提倡开放和共享源代码的今天,通过网络能够获得大量相关的程序代码资源。同时,一些软件平台也集成了一些工具箱,如遗传算法工具箱、神经网络工具箱等,只需设定相关输入参数和数据,便可通过调用工具箱函数实现算法,极为简便而易于理解。

学生应通过对这些程序作验证性实验来理解所学内容。为安排学生有效地进行实验,教师应结合当前阶段所讲授的内容准备相应的算法程序,当该部分内容结束后在课堂上讲解和演示算法程序的运行方法。学生获得该算法程序以及具体的实验任务后在课后完成实验并提交实验报告。

例如,在讲授启发式搜索时,可向学生提供A*算法求解八数码难题的算法程序,并对某个学生给定某个初始棋盘状态,要求学生动手运行程序并记录由算法扩展所得的每个棋盘状态的估价函数计算结果,以及相应的OPEN表和CLOSED表的变化情况,从中理解A*算法的原理特点。又如,在讲授BP学习算法时,可根据学生的实际情况对内容进行调整,强调BP神经网络的实际工程应用价值,而对BP算法的基本原理只作简单介绍。向学生提供利用BP神经网络学习特定目标函数的MATLAB程序代码后,要求学生动手运行该程序,并且记录和对比神经网络在训练前后对目标函数的逼近效果。

(三)启发学生引入人工智能理论方法对毕业设计加以创新

毕业设计是高职教育的重要环节,学生通过毕业设计对以往所学知识作系统性总结,通过毕业设计能进一步加强学生的技能训练,提高学生的技能应用水平。从实践教学的角度来讲,毕业设计不仅仅要求学生对已学知识和技能的简单重复运用,更重要的是强调学生能够主动独立地分析实际问题,对问题的解决方法提出新的观点并付诸实践。然而从教学的实际来看,在毕业设计中学生创新的主动性不足,往往停留在继承和模仿阶段,毕业设计作品少有突破和创新。究其原因,并非学生所学知识和技能不足,而是学生未懂得如何分析已有问题,在其基础上引入新的解决方法或提出新的应用内容。

在计算机领域中,人工智能属于研究和创新的前沿和热点,许多旧有问题利用人工智能方法都得到了新的解决途径。教师在指导学生毕业设计时,可针对某一问题恰当地启发学生引入人工智能的理论和方法,并尝试性地运用在解决当前问题之中,这样能较容易地获得新的改进和突破,对培养学生创新观念和能力很有意义。

近年来,高职教育得到了迅速发展,其社会认可度也不断提升。但是,在发展的过程中也出现了一些新的问题,其中突出的是如何对以往普通高等教育的教学方式和内容加以改革,以适应高职教育的新要求。人工智能课程作为一门重要的计算机专业课程,仍需要结合高职教育的实际要求以及学生的具体情况,在加强培养应用型、技能型人才,加强实践教学上不断进行探索和改革。

参考文献

[1]赵蔓,何千舟.面向21世纪的《人工智能》课程的教学思考[J].沈阳教育学院学报,2004,6(4):131-132.

[2]韦芳.高等职业技术教育应注重实践教学[J].中国科技信息,2006,(5):264.

人工智能的智能教育篇(3)

[关键词]人工智能;中学辅助教育;教育资源

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197

1 中学教育现状

教育乃立国之本,而中学教育乃是重中之重。一方面,中学生处于青春的成长期,各项综合素质逐渐完善中,中学教育意义和责任重大;另一方面,中学教育仍然是应试教育为主,仍然需要面对千军万马过独木桥的“中考”“高考”,中学教育很大程度左右了学生的未来。

目前的中学教育资源,分为公共教育资源――公办/民办学校教育,和社会教育资源――私人家教、补习班等,有如下两个特点。

1.1 学生得到的公共教育资源不足

学校班级结构的构成是:一名班主任教师,多名科任教师。在大多数学校中,无论是班主任教师,还是科任教师,均会承担其他班级的教学任务。可以看出,教师资源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上线压力,教师往往会将有限的精力分散关注在所有的学生上,每个学生得到的公共教育资源并不多。

1.2 学生获取的社会教育资源不公

学生若在学校无法获取更多的教育资源,将不得不转向社会教育资源去求助。据统计,学生参与社会教育资源的成本在200元/小时,学习费用成本过高,进一步造成普通学生的社会教育资源也无法获取。

本文要探讨的,正是通过人工智能这一现代信息化技术,构建智能辅助学习系统,使中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

2 智能辅助学习

2.1 人工智能简介

人工智能(Artificial Intelligence)是计算机科学的一个分支,是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科,能够对人的意识、思维等信息过程进行模拟。随着计算机科学技术的发展,特别是近年来大数据技术的成功应用,人工智能在越来越多的行业展现出蓬勃的冲击力。以谷歌围棋机器人“阿尔法”、微软助理机器人“小娜”等为代表的虚拟智能机器人,能像人那样思考,也具备超过常人的智能。

在国内,人工智能在教育领域的理论研究和教学实践表现得越来越活跃,尽管人工智能并不是为教育专门研发的,但是人工智能的不断发展,使得其在教育中的应用也越来越广泛,教育的智能化一直是教育界和教育技术领域的理想和目标。

2.2 智能辅助学习系统

智能辅助学习系统,其表现形式是能够为每个学生,配备一个虚拟教师。学生能够通过电子设备(如手机、计算机),与虚拟教师进行交流对话,咨询虚拟教师各学科的问题,并得到有效的学习辅助。

该智能辅助学习系统,具备以下几个特征。

2.2.1 虚拟教师跨学科能力

与传统的教师专一某一学科不同,虚拟教师并没有学科边界划分。只要学习系统研发出某一学科的学习算法,该虚拟教师就能够获取该门学科的能力。

2.2.2 虚拟教师深度自学习

虚拟教师的“智能”来源于三方面。一是学生基本信息档案,该档案涵盖了从小学教育开始的学科成绩、综合能力、爱好特长等,虚拟教师得到学生的人物画像。二是虚拟教师对学生的自学习,每一次双方的沟通交流,虚拟教师都能够不断更新发展学生的画像。三是虚拟教师对学校课堂内容的自学习,虚拟教师并不是独立于学校教育存在的,而是作为学习教育资源的一个补充,虚拟教师能够掌握课堂进展、作业部署、考试动态等信息。

2.2.3 接近自然语义的沟通

学生与虚拟教师之间,可以通过自然语义的语音和文字进行沟通,如 “今天数学作业第2题不会”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他计算辅助手段为补充,如上传某道数学题图片,虚拟教师通过图形识别匹配,给出该题的解题思路和讲解。

2.3 优势分析

智能辅助学习系统,有三大核心优势。

一是“即学即问”,相比目前的学校教育和社会教育,学生在学习遇到困难时,只有有限的时间与教师交流,在智能辅助学习系统中学生将不受空间、时间限制,随时随地可以与虚拟教师互动,获取充足的教育资源。

二是“定制教学”,相比目前的教育形式,课堂上教师与学生是一对多的关系,教师不可能专为某个学生定制教学方案,在智能辅助学习系统虚拟教师与学生是一对一的关系,虚拟教师能够更了解学生,根据学生的具体情况制订最佳学习方案。

三是“受众广阔”,相比目前的公共教育资源紧缺、社会教育资源费用昂贵,智能辅助学习系统一旦推广,受众学生可无限增加,边际效应非常明显。并且计算机系统设计特有的水平扩展能力,能够随着学生人数的增加而增加,支撑广大的学生辅助学习。

2.4 前景预测

笔者比较看好人工智能在中学辅助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技术发展,为中学教育带来的价值外,当前国家政策和社会环境也非常有利。

第一,未来10年国家政府和教育部门会大幅增加在教育信息化产业上的投入,随着《国家中长期教育改革和发展纲要(2010―2020年)》和《教育信息化十年发展规划(2011―2020年)》等相关规划相继出台,各级地方政府和教育部门都非常重视教育信息化产业的投入,人工智能+云计算是重中之重,人工智能技术的兴起必将教育信息化推向一个新的高度。

第二,教育信息化逐渐成为风口,根据前瞻产业研究《中国在线教育市场前景与投资战略规划分析报告》统计,2015年在线教育市场规模大约为479亿美元,而这一数字在2020年预计将增长到504亿美元。这个持续迅猛增长的市场正在吸引越来越多的创意和资本,教育领域中的人工智能也很快会成为热点,涉足其中的高科技公司也会越来越多。

3 结 论

本文通过智能辅助学习系统,探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用。虽然没有介绍具体的技术实现、系统研发,但对现状痛点、应用前景做了综合性分析概述,相信随着科学技术的持续发展、教育领域的融合开放,本文探索的这个应用将实现于市场,使广大中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。

参考文献:

[1]何维贵.利用现代化教学手段打造高效课堂[J].广西教育(中等教育),2013(6).

[2]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术,2013(4).

人工智能的智能教育篇(4)

转衔教育是一个广泛应用于特殊教育领域的概念。1990年美国《身心障碍者教育法案》将“转衔”定义为:“转衔是以社会适应为导向的一连串广泛服务与相关经验。”智障者在就业前接受转衔教育是非常必要的。目前,我国在学校中某一阶段所进行的转衔教育已比较完善,但在智能障碍者支持性就业这一过程中所进行的转衔教育还比较少,这方面的研究更是少之又少。

智能障碍者就业前转衔教育存在诸多问题

由于智障者自身的智力原因,面对新的工作生活环境会出现一些比常人更复杂的心理问题和人际交往问题。比如社交焦虑,如果不提前进行心理辅导,可能导致智障者直接失去独立工作和独立生活的信心和机会。而目前的转衔教育内容不够完善,只重视职业技能的培养,忽视人际关系和智障者心理的辅导。

工作单位是智能障碍者就业后工作生活的主要场所,工作单位对智能障碍者的帮助才是真正持久而有效的。但由于目前的转衔教育没有有效调动工作单位的积极性,学校社区工作单位合作不够密切,不能有效地对智能障碍者进行培训和指导,造成人力资源的浪费,并且对智能障碍者形成不良影响。

对智能障碍者进行转衔教育的人力资源和资金也明显不足,社会支持力度不够。有研究发现,社会对智能障碍者独立生活和就业的支持力不够,直接影响智能障碍者在就业过程中获得尊重和成就感。目前,国家投入特殊基础教育的资金越来越多,但是投入到转衔教育和智障者就业的资金却很少。而学校和教师缺少转衔教育的意识,同时由于繁重的课业负担也没有时间和能力对智能障碍者进行转衔教育。缺少基本的转衔教育师资和资金支持是转衔教育发展迟滞的主要原因。

对智能障碍者转衔教育的建议

扩大对智能障碍者转衔教育的范围,对智能障碍者进行支持性就业。智能障碍者也是社会人,也需要在社会中获得生存和发展的机会和条件。智能障碍者除了要像普通人一样获得基本的物质精神条件,还要面临由于生理原因所导致的心理问题。在对智能障碍者进行转衔教育时应该注重加大教育范围,更加注重对智能障碍者心理及人际交往的指导和支持。通过就业前的实习辅导,如陪同智障者参与实习,在实习的过程中及时解决智障者工作及心理各方面遇到的问题,以确保智障者能够获得一定的就业能力并适应新的生活工作环境,保持良好的心态。

在智障者正常工作后,给予长期不间断的人际关系和社会工作适应的辅导。转衔教育并不完全等同于过渡教育,还应该包括智障者正常工作后的各方面长期而不间断的辅导。而这些辅导不仅包括工作技能的辅导,还包括人际关系和社会生活的指导。这种指导可以由学校老师进行,也可以由单位同事进行。这种指导的益处往往大于简单的工作技能指导。

加强学校社区和工作单位的紧密联系,建立台理有效的智能障碍者个别教学计划。为了满足智障者工作生活的需要,智能障碍者就业前的个别教学计划可以由学校、社区、工作单位共同制定,提前为进入社会做准备。同时,加强学校社区和工作单位的联系,有利于保障智力障碍者转衔教育的持续,为后来者总结更多的经验和教训,以提供更多的借鉴。

加大对智能障碍者转衔教育资金和人力的投入,保障转衔教育的顺利开展。国家应该根据各地区经济发展的需要,适当地调整特殊基础教育和转衔教育的资金和人力分配比例。同时,加大对残疾人保护相应法律的执行力度,以保障智障者有足够的机会就业。

人工智能的智能教育篇(5)

[关键词]人工智能;职业教育;产教融合;发展路径

一、问题的提出

2017年,国务院政府工作报告中首次写入人工智能,人工智能上升为国家战略。同年10月,报告进一步提出“加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。在国家层面的大力倡导下,全社会掀起人工智能技术创新的热潮。近年来,互联网巨头企业纷纷投身无人驾驶技术的研发,为实现人工智能与传统汽车技术的融合而不断探索创新,引发人们对未来智能出行的无限遐想;传统制造业企业大量引进智能机器人进行生产,提高了生产效率,让人们体会到智能制造的魅力;快递企业引进快递包裹智能分拣系统,让人们体会到网上购物的便捷。可见,人工智能的发展正不断深刻地影响和改变着人类的生产生活。

生产力决定生产关系。从生产力与生产关系的角度来分析,人工智能本质上是对生产力的变革。当人工智能不断深刻地影响和改变着人类的生产生活时,职业教育作为劳动者这一生产要素的供给者之一,不可避免地要积极思考如何应对人工智能时代的到来。对于我国大部分职业教育工作者来说,人工智能是一个具有挑战性的新命题。因此,面对人工智能时代,深入分析我国职业教育面临的挑战与机遇,主动探讨职业教育如何突破挑战、实现跨越式发展的现实路径,具有较强的理论价值和现实意义。

二、人工智能时代职业教育面临的挑战与机遇

(一)人工智能发展对职业教育提出的现实挑战

1.毕业生结构性失业矛盾会进一步加剧。随着人工智能技术的广泛应用,吸纳职业院校毕业生就业的企业,部分岗位会逐渐被人工智能所取代,这将加剧毕业生结构性失业矛盾,主要体现在以下方面:一是随着我国经济社会发展,劳动力成本不断攀升,人工智能技术快速发展,人工智能技术的成本优势越来越明显,推动企业广泛应用人工智能,减少用工需求,从而加大毕业生就业难度。二是企业中不需要特殊技能和专业知识的岗位、简单重复机械操作的职业以及标准化程度比较高的工种,由于容易实施人工智能,企业会逐渐采用人工智能替代人工生产,减少对毕业生的需求。三是一些专业性较强的职业,同样也可能被人工智能取代,如会计、医生、银行职员等。四是职业教育目前本身就面临着毕业生结构性失业的难题。一方面,企业大量缺乏高级技能人才。中华全国总工会李守镇2017年曾疾呼,全国高级技工缺口近1000万。另一方面,每年均有一定比例的大学生因找不到满意工作而选择待业。随着人工智能的广泛使用,被替代的从业人员短期内获得体面就业的难度较大,与未就业毕业生叠加,就业矛盾会更加突出。

2.治理体系不完善问题会进一步显现。职业教育是一类“具有多重利益格局的社会组织系统,高度分化又高度聚合,具有特殊的治理结构”。人工智能时代,职业教育治理将面临现实环境和虚拟世界同时并存的挑战。

一是重构治理结构存在挑战。现代信息技术不断增加人类社会对信息资源的依赖性,产生众多数据空间,管理方式上更强调让数据“多跑路”,组织结构期待扁平化。然而,由于多方面原因,我国高校还存在强有力的行政隶属关系,以及由此产生的资源调配依赖关系,管理体制自然是以行政管理为主。人工智能新时代,改变这种均衡状态,调整治理结构,重构治理逻辑,面临挑战。二是变革治理方式面临考验。当前,人工智能深入到人类社会的方方面面,治理方式上强调靠数据来说话,强调以大数据为核心,推动职业教育治理方式现代化。但在职业教育领域,与以行政管理为主的治理结构共存的、依靠既有传统经验进行治理的方式还依然大量存在,变革相对低效、传统保守的治理方式面临诸多考验。三是界定治理范围,实现治理机制创新存在阻力。人工智能时代的人类社会是一个多元协同的复杂系统,现实空间治理边界和虚拟空间治理边界并存。这需要职业教育重新审视不同利益主体之间的关系,重新界定治理范围。增强各利益主体的协同性,实现职业教育治理的约束、激励、保障等机制处于帕累托最优状态,需要不断创新与突破。

3.教育教学变革压力会进一步增强。包括职业教育在内的教育系统教育教学改革的脚步从未停止,各类经验、成果层出不穷。但人工智能时代,教育教学变革会面对更大的压力。

一是人工智能新时代对职业教育模式提出新要求。平等沟通、分享互动是人工智能时代学习最为突出的特点之一。在此精神的不断影响下成长起来的新一代青年,更加注重在平等的基础上,通过互动分享等获得知识、掌握相关技能。因此,他们容易对传统教育模式产生抵触情绪,尤其是现在还广泛存在的被动式、灌输式教育模式。变革势在必行,压力也与日俱增。二是各种新的信息化媒介通过大数据的挖掘,不断迎合新一代青年的“口味”,推出其最容易接受的知识传播方式,使其形成一定程度的路径依赖,传统教学方式已经不能调动其学习热情,传统教育方式方法面临变革压力。三是大数据挖掘、数据画像等人工智能技术的快速进步,为全方位评价教学、考查学生提供了途径。如何通过新技术运用,使职业教育告别“批量生产”,走向为每个学生“量身定制”,对教育教学变革提出了更高要求。

4.人才培养格局突破难度会进一步增加。伴随着人工智能的兴起,未来社会对人才的要求越来越高,将更加注重跨学科、多领域、综合性的技能和素质,这对职业教育提出新要求。职业院校如何在既有体制机制下,培养出能够从事创新型工作,综合素质、技能符合时代要求的人才,实现人才培养格局的普遍提升,需要突破重重难关。

(二)人工智能时代职业教育面临的发展机遇

1.人工智能为职业教育发展提供新机遇。纵观人类社会历经的每一次工业革命,都极大地解放了生产力,加快了人类社会向文明迈进的步伐。由于历史原因,当前我国工业化整体水平与发达国家相比依然存在一定的差距。虽然我国的工业化水平有了大幅提升,取得了世界公认的巨大成就,但制造业大而不强的事实还客观存在,部分领域甚至还存在代际差距。然而在人工智能引发的新一轮技术创新中,我国始终处于第一方阵,部分技术研发与应用走在了世界前列。新时代,人工智能为职业教育发展提供了新机遇。在人工智能创新型人才培养上,我国已与主要发达国家处于齐头并进的态势,只要抓住机遇,就能实现职业教育跨越式发展。

2.人工智能为职业教育改革注入新动能。职业教育改革是伴随着区域经济发展、产业结构转型升级而不断深入的。为适应人工智能时代对人才培养的新要求,部分职业院校已经做出了积极应对,走在了前列。例如,汽车维修专业。为胜任未来智能汽车维修的需要,一些职业院校开设了人工智能技术的相关课程,通过虚拟现实技术,直观地为学生呈现未来智能汽车故障诊断和维修的场景,开阔了学生的视野,激发了学生的创新思维,取得了较好的学习效果。

3.人工智能为职业教育创新提供新理念。由于职业教育的特点,与行业企业联系紧密,以把学生培养成为符合企业用工需要的人才为目标。诸如“学徒制”“订单班”“订单培养”等职业教育校企合作的经典模式,学生通过大量的实训课程、企业实践等,即通过“标准生产线”,被塑造成为“合格产品”。为此,一直以来职业教育都被认为过分强调“工具属性”而广受诟病。人工智能时代,简单的、重复性操作被智能机器人取代,学生得以从简单的训练中脱离出来,更加关注个性化需求的生产工艺,投入到创造性、创新性活动中去,职业教育因此得以回归教育的本质——不管用什么手段,不管在什么时候,都应该是关注生命的、关注心灵的、关注精神的。

三、人工智能时代职业教育发展路径

(一)转变培养理念,拥抱人工智能

首先要勇于投身到人工智能的浪潮中,以人工智能、“互联网+”的思维重构我们的思维方式。一方面,人工智能已成为国际竞争的焦点,世界各国都在抓紧谋划和布局,力求掌握国际竞争的主导权,我国也理应积极投入,抢占先机。另一方面,人工智能带来的技术进步,为社会经济发展注入强劲动力,成为经济发展的新引擎,必将引发经济结构的重构与变革,对人类社会产生深刻影响。职业教育与经济社会联系最为密切,面对这种新形势,一定要主动作为,而不能被动引领,要用全新的视角、全新的理念重构人才培养的目标与定位。具体来说:一是树立职业教育终身学习的理念。人工智能时代,科学技术发展日新月异。技术的提升、能力的积累不是一蹴而就的,要打通职前学历教育与职后继续教育,让社会各界不同类型、不同层次、不同需求的人都可以享受到职业教育,这是新时代职业教育为提高人民群众的获得感而应有的贡献。二是树立职业教育开放包容的人才培养理念。随着人工智能的兴起,被淘汰的落后产业从业人员和被人工智能替代的简单、重复性操作工作人员,以及随着城镇化而来的农民工群体,他们都有再就业培训的需要。职业教育应承担起社会化职业培训的重担,提升就业人员专业技能,维护社会稳定,促进社会和谐发展。三是树立职业教育资源共享的理念。人工智能时代,岗位对于知识和技能的要求已经突破单一学科或单一知识体系。因此,职业教育应树立共享理念,突破原有共享边界,甚至是放眼全世界,在全球职业教育领域进行广泛交流,共享职业教育资源。

(二)提升培养格局,对接人工智能

人工智能时代对从业者素质和能力的基本要求将发生改变,创新精神、合作精神和创新能力将成为“基本配置”,这迫切需要职业教育提升人才培养格局,突破以就业为导向、忽视学生个性化发展的原有格局。

一是从单一型到复合型,提升人才综合素质。人工智能时代,生产方式将从“标准化大生产”向“个性化私人定制”方向发展,更强调客户体验,“小订单、多批次”将成为主流生产方式。新的生产方式在生产流程、价值链的整合方面将发生剧烈变革,产业更加趋向知识密集型。由此,职业教育要提升学生综合素质,学生不仅要掌握相关知识和技能,更要具备自主学习能力和自主创新能力。二是从共性到个性,提升人才个性化创新能力。人工智能时代,各种新技术、新岗位、新业态不断涌现,学习从“要我学”逐渐转变为“我要学”,学习也不再以就业为终极目标,而以满足个性化发展需求为目标。从共性培养到满足个性化发展需要,有利于学生创新力、创造力的释放和潜能的开发,更好地对接人工智能。三是从“工具属性”向“个性发展”,回归到教育本质。满足学生个性发展需要是人工智能时代职业教育面临的发展机遇,有助于职业教育回归教育本质,进一步提升人才培养格局。

(三)调整专业布局,适应人工智能

职业院校由于经费、资源等原因,目前较少开设人工智能相关专业,滞后于新兴产业对人才的需求。因此,职业院校应聚焦区域经济发展,贴合自身实际,提前谋划,调整专业布局,满足人工智能发展需要。

一是突破瓶颈障碍,设置新专业。人工智能时代,新旧动能转换加快,产业发展速度加快,职业院校要充分对接区域经济发展与产业升级的需要,突破各类障碍藩篱,提前谋划专业布局,增设新兴专业。二是适应人工智能,改造原有专业。与人工智能、信息技术、无人控制技术、虚拟现实等领域相关的专业应在职业院校专业体系布局中占据重要席位。考虑到新设置专业面临师资队伍建设、实验实训条件建设等问题,需要巨大的资源和经费投入,职业院校可以通过重构已有专业,对贴近人工智能的专业进行改造,进一步缩短响应时间,降低人才培养周期的不利影响。三是探索设置交叉培养专业,适应人工智能未来需要。为适应未来人工智能对人才知识、技能、创新等并重的复合型需要,探索建立机械制造、信息技术、智能控制等交叉培养的专业,力求与人工智能发展保持一定的同步。四是建立专业动态调整机制。人工智能技术迭代速度加快,要建立专业动态调整机制,促进人才培养与区域产业发展的联动,保障人才培养供给侧和产业需求端在结构层次、质量水平上协同。

(四)深化产教融合,融入人工智能

人工智能时代,职业教育要想引领发展潮流,在人才培养中抢占高地,就必须提高人才精准有效供给能力,培养适应时展要求的高素质、创新型、复合型人才,真正将人力资源优势转化为人力资本。而实现人才精准有效供给,唯有深化产教融合,促进教育链、人才链、产业链和创新链有机融合。

一是实现人才供给与产业需求的融合。人工智能产业的兴起是建立在关键技术突破基础上的,本质上竞争的核心是人才,尤其是高素质、创新型技能人才。通过产教融合,校企共同确定人才培养目标和培养方式,共同完成人才培养。学生正式的学历教育与非正式的企业培训相融合,为人工智能新兴产业发展提供支撑保障。二是实现知识、技术与行业企业的融合。职业院校注重理论联系实际培养创新型人才,在不断的实践中进行着理论创新和技术研发,产生了大量有价值的科技成果。通过产教融合,一方面,能够实现科技成果与行业企业的融合,实现科技成果转化,促进行业企业发展;另一方面,新技术、新产品、新设备也需要进行体验和推广,人工智能领域的新技术、新产品很多本身就可以运用到教学实践、技术研发的过程中,通过体验使用、反馈数据更好地促进技术突破和产品升级。三是实现教师与企业工程师互聘互通融合。随着人工智能时代人才培养格局的提升,对教师“复合型”能力的要求越来越高。通过产教融合,一方面,职业院校教师可以深入企业,参与企业的生产、研发实践,成为具有高水平教育教学能力、娴熟的专业技能和较高科研创新能力的高素质综合型人才;另一方面,行业企业具有较强研发能力、实践指导能力的工程师,通过培训后具备职业教育教学能力,可以受聘到职业院校从事教育教学工作。

(五)创新课程教学,发展人工智能

人工智能的智能教育篇(6)

人工智能技术及其应用的发展历史虽然只有短短的50余年,但是它作为信息技术的前沿领域,对社会经济和发展的影响却越来越大。在基础教育课程改革的大潮中,许多国家意识到基础教育领域开展人工智能教育的必要性,努力把人工智能列入技术类教育的教学内容中。作为师范类院校,教授人工智能课是有必要的。? 

(1)为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天,研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发,不仅是计算机科学的应用,也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入,教育重心必须要下移,即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育,不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能,而且能为学生拓宽专业路径,扩大自主学习空间和发展个性创造条件,同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础,且具综合分析和解决问题能力的环境。? 

(2)为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年,人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术(ICT)课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣,使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力,而且培养了多种思维方式,获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中,将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程,人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定,人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设,教学时间为10周。? 

在我国,多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目,涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月,我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块,标志着我国高中人工智能课程的正式起步。? 

我国的新课程标准颁布后,教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材,并开发了相应的教辅材料,包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施,国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面,一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求,已为师范生开设了与此相关的选修课程。? 

2 人工智能的教育及教学条件现状? 

通过对本人多年的教学过程进行总结,我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点:? 

(1)理论知识充裕。但与实践相脱节,特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛,而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。? 

(2)同其它普通高等院校一样,在本校,人工智能技术的研究与应用尚未普及,甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。? 

(3)缺乏配套实验教材,实验教学内容缺乏,无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目,才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。? 

(4)对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校,我认为在对学生进行基础知识教育的基础上,要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。? 

相对于教育现状,我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些,其状态如下:? 

(1)教材使用部级规划教材,此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术,适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中,也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材,如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。? 

(2)为了促进学生自主学习,我们准备了多种类型的扩充性学习资料,加强学生主动学习的意识,包括:课程相关杂志和书籍目录,以及部分重要的参考文献,与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明,学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计,探讨一些问题,在课堂讨论中展示他们的收获。? 

(3)校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境,能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室,为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面,全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连,这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使本课程教学质量得以明显提高。? 

3 人工智能教学方法及手段的改革? 

针对我们现在所采取的教学方法,我认为存在许多不足,如教学方式比较单一,教学内容偏重理论讲解等,为此,提出以下教学方法的改革:? 

(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果,直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲,《人工智能》作为一门前沿课程,开始学生学习兴趣很大,当开始接触到抽象理论知识及部分算法时,学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法, 激发和培养学生的学习兴趣,包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解,布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证,降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。? 

(2)进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考,启发学生求解这些问题,鼓励学生提出自己的猜想和解决方案,然后摆出教材中的解决方案,并与同学所提出的观点进行分析和比较,这足以加强学生学习的主动意识和参与意识,提高学生学习的积极性。? 

(3)课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论,讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论,激发了学习潜能,明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多,如邮件互发、QQ留言等,也可在课程网站中的互动平台进行交流。? 

(4)分层次因材施教。 在授课过程中,通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估,对学生提出进一步的学习建议和指导, 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨,可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验,以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生,我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣,实行逐步引导的教学过程。? 

另外,我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时,注重在课程中的关键词同时用英文表示,并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上,注重理论联系实际,将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习,从而使学生了解算法的具体运行过程, 通过参与达到知识的理解,掌握基本方法和技术。? 

 

根据现有的条件,我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化等特点,构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识,可通过动画和视频演示,通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景,做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化,通过网络课程的课堂练习和章节练习,教师可以评价学生的学习情况,并给学生提出学习建议,从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像,以使学生看到初高中学生的知识范围及深度;同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果,让学生看到理论背后的实践;也可以播放科幻片,激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程,改进教学方法和手段不仅要靠教师,也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象,一目了然,这样可大大提高学生的学习效率,尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。? 

4 人工智能实践教学设计的探讨? 

我们可以在教学过程中,适量开设一些实验和设计,提高学生的动手能力,并加深他们对理论知识的理解,降低理论的抽象度,提升理论的实用性。在近两年的教学过程中,我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如,在讲解了“野人与传教士过河”等问题后,我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现;在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后,指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响,并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题,并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后,为解决这些问题,学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案,这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。? 

参考文献:? 

[1] 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1).? 

[2] 何元烈,汪玲.“Visual C ?++?”在“人工智能”教学中的应用与探讨[J].广东工业大学学报:社会科学版,2008(8).? 

人工智能的智能教育篇(7)

关键词 人工智能 网络 专家系统

中图分类号:TP27 文献标识码:A

0引言

20 世纪以来,计算机的发展日新月异,不断更新换代,以最早期的机械运行方式为基础,经历了电子管时代、晶体管时代直到集成电路,时至今日已涉及到人们生活、工作和学习的各个方面,伴随着计算机的出现并逐步普及应用,人们又开始力图根据认识水平和技术条件,试图用机器来代替人的部分脑力劳动,以提高征服自然的能力。

1人工智能的概念

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,也称机器智能。“人工智能”一词最初是在1956年的Dartmouth学会上提出的。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。主要探讨如何运用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动,并以此解决如咨询、诊断、预测、规划等需要人类专家才能处理的复杂问题。通俗的说,人工智能可以分为两部分来理解,即“人工”和“智能”,顾名思义就是人造的智能。人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。

2人工智能和教育的关系

(1)人工智能和教育的关系。人工智能以及人工智能科学从1956年诞生起,其研究和应用领域就与教育紧密相关。人工智能就是研究让计算机接受教育、提高智能的科学技术。AI的研究成果又反过来应用到我们日常生活的各个方面,并可以改进我们的生活。比如应用到教育过程中,促进教育的工作效率(减少教师的数量和工作时间、甚至直接提高受教育者的智能)。还可以产生新的教学模式,如网上学习共同体、合作学习等。(2)人工智能在教育中的应用。人工智能原理和技术从诞生起就应用于教育,其产品通常称作智能指导系统ITS或者智能计算机辅助教学ICAI。

ICAI系统可以采用多种形式。从根本上讲,它是在保证学生和程序灵活性的方式下,应用人工智能原理和技术,组织安排教学系统的各种成分。它并不是根据预先输入的问题、预先想到的解答、预先指定的分支等进行工作,而是根据学生学习时积累的知识而工作。它的一般工作准则和标准,是依赖本身的知识结构和近期活动事件,如学生回答的历史记录。许多ICAI系统都具有这样的重要特点,即能够实现与学生的自然语言对话。

3人工智能与网络教育的融合

随着人工智能的理论与技术发展,其在教育中的应用日渐扩大,例如Internet上的web站点,其网页的组织形式,就包含智能的原理。目前人工智能在教育领域特别是网络环境下的应用主要有以下几个方面:

(1)ICAI。计算机辅助教学(CAI)是由程序教学发展而来。但是以程序教学为理论基础开发的CAI课件,在推理机制和学生模型方面存在不足,因而不能根据不同学生的实际情况进行动态调整,缺乏灵活的应变能力。

借鉴人工智能中的专家系统知识,由于专家系统中包含知识库和推理机两个基本模块,在一般专家系统中再加入一个“学生模型”模块,就构成智能计算机辅助教学(ICAI)系统的基本结构。其中推理机的作用相当于现实教学中的教师,它可以根据知识库中的内容和学生模型推断出每个学生的学习能力、认知特点和当前知识水平,根据学生的不同特点选择最适当的教学内容与教学方法,并可对学生进行有针对性的个别指导,提高教学效果。

(2)智能。在我们传统的教学过程中,最经典的教学模式是以教师为主,教师讲、学生听,它是一种单向沟通模式。这种教学模式的优点是有利于教师主导作用的发挥,便于教师组织、监控整个教学活动进程,便于师生之间的情感交流,因而有利于系统的科学知识的传授,并能充分考虑情感因素在学习过程中的重要作用。

上世纪90年代以来,随着多媒体和网络技术的迅速发展,强调以学生为中心的建构主义学习理论日益流行。这种理论强调在教师主导下以学生为中心的学习,即一种“主导――主体”教学结构。在这种教学并重的结构中,教师是教学过程的组织者、是良好情操的培养者;学生是信息加工与情感体验的主体,是知识意义的主动建构者;教学媒体既是辅助教师教的演示工具,又是促进学生自主学习的工具。

在网络远程教学中,为实现上述教学模式,把人工智能中的智能体(Agent)技术应用到网络远程教学中,并逐渐成为在教学领域实现智能化的一种主流技术。