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人工智能教育的应用范文1
中图分类号:TP18
“人工智能”一词最早是在20世纪50年代末期在Dartmouth学会上提出的。它是计算机技术的一个分支学科,但又同时包含了很多领域的不同学科,例如生物信息学、机械理论学、数理推论、语言文化等,它的研究领域非常的广泛,包括机器翻译研究、智能控制研究、专家系统学、机器人研究、语言和图像理解研究、遗传编程研究、自动程序设计研究、航天科学与应用、庞大的信息处理、储存、管理研究。此后,越来越多的科研人员开始了对人工智能技术的研究。国际上比较先进的研究机构有麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、宾夕法尼亚大学、耶鲁大学、德国人工智能研究中心、索尼公司等,中国的先进研究机构主要有清华大学、北京紫光优蓝机器人技术有限公司、中国科学院先进技术研究院、北京大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、北京邮电大学等几十家机构。
目前,将人工智能应用在网络教育中是很多研究者关注的热点,在近些年的研究中取得了很大的进步,取得了一些先进的成果,但是在研究中也遇到了一些问题,需要研究人员进行解决并创新。本文首先介绍了网络教育的现状,探讨了人工智能在网络教育中的应用,通过研究提出了做好人工智能在网络教育中应用的有效措施,最后对人工智能在网络教育中的发展前景进行展望。
1 网络教育的现状
随着信息技术和网络技术的不断发展,人们对教育的观念以及接受教育的方式发生了巨大的改变,“网络教育文化”日趋成熟。网络的发展给传统的教育模式带来新的挑战,它除了将传统教育模式的一些显著不足进行了改变以外,同时使教学更富有吸引力和生气,吸引更多的人愿意到Internet教学中来学习自己想要的知识,他们可以不受时间、空间、身份的限制,到这个虚拟的课堂来进行“充电”。但在当前,网络教育还在初级的发展阶段,在实际的推广和应用中还存在着一些问题:
(1)在网络远程教育的过程中,支持学习的服务系统没有很好的满足学习者的要求,引导学习者学习的手段和给学习者答疑的方法都比较落后,服务的方式受到一些客观因素的限制;
(2)网络实验教学中有很的问题存在,例如空间的分散性差,时间的流动性和自主性差,除此之外,便携性也比较差等;
(3)目前,虽然网络教育中进行的考试具有开放性,但是考试的公平公正性、考试类型的科学性、出题的权威性都很难保证;
(4)目前来看,网络系统本身具有了信息查询能力,但这种查询的能力是很有限的。
2 人工智能在网络教育中的应用
2.1 智能决策支持系统
智能决策支持系统是在1980年左右由美国的研究大师波恩切克提出来的,是决策支持系统与人工智能技术相结合的产物。目前,由于智能决策支持系统的不断发展和创新,在网络教育的应用和研究方面表现出很强的发展潜力。例如,智能决策支持系统在数字和移动图书馆中的得到了广泛的应用,该系统能够为数字图书馆的管理人员提供决策和管理所需的数据、信息,帮助他们明确决策和管理的目标,通过建立决策模型并加以修改或完善,为数字图书馆正确、有效的管理和决策提供必要的支持。
2.2 智能教学系统
智能教学系统是在1970年以后迅速发展起来的,可以为学习者提供一种智能的授课环境,它将计算机的模拟功能来体现在整个教学过程中,使用人工智能技术和多媒体技术等先进的教学手段,共同形成一个交互式的开放的教学系统,在这个学习系统中,学生可以主动的获取学习知识,系统可以根据学习者的个人情况来进行合理和科学的教学,以达到最佳的、理想的教学效果。
2.3 智能导学系统
支持服务是现代计算机网络教育系统的重要构成要素。建立和维持一个高效灵活、强有力的支持服务子系统是有效地开发、管理和实施计算机网络教育项目的保证。智能导学系统可以创造一个优良的学习环境,使学习者方便快捷地调用各种资源,以获得学习的成功。
2.4 智能硬件网络
智能网是20世纪80年代初期兴起的研究课题。随着网络的日益普及,通过网络进行学习,不仅要求多媒体综合化的信息处理能力,而且要求网络能够提供高级信息处理能力。就目前的状况而言,对现有的计算机教育网络赋予其一定的“智能”,从硬件性能本身加以提升是一种不乏远见的选择。
3 做好人工智能在网络教育中应用的有效措施
3.1 加大资金的支持
对于做好人工智能在网络教育中的应用工作,绝对离不开资金的支持,因此各级政府部门应该做好相关的预算,落实好国家对于支持人工智能技术的相关政策,对于在人工智能技术发展中做出突出贡献的企业和科研单位要给予一定的资金支持,支持这些企业、科研单位的研究工作,促进人工智能在网络教育中更好的发展和应用。
3.2 加快人员培训工作,建立技术研究团队
人工智能在网络教育中的应用工作具有技术性、专业性强等很多特征,因此,必须培养一批高素质的人工智能专业人才,同时还要对这些人员进行全面的业务培训,使得这些人员既要懂管理,又要精通人工智能的专业知识,通过全面的业务培训和人才引进,建立人工智能的技术研究团队,使得这些人的才能得到很好的发挥,在人工智能方面有所创新,保证人工智能在网络教育中得到更好的应用。
3.3 加强和先进研究机构的合作
在人工智能技术研究方面,美国、英国、德国等国家都走在世界的前列,而我国的人工智能技术研究的能力较低,与上述发达国家相比还存在一定的差距。因此,如何缩小这种差距,实现人工智能在网络教育中更好的应用,就需要我们的研究人员加强专业知识的学习,和这些国家的先进研究机构进行有效的沟通和联系,借鉴其先进的研究经验,根据自己的实际需要,进行一些实际的合作。
4 结束语
由于人工智能技术本身存在着巨大的优势,人工智能网络技术也会不断地进行发展而趋于成熟,这将极大地改善并且优化网络教育的学习环境,全面提升网络教育的整体教学质量,并有望增强网络教育的全面开放性。为了做好人工智能在网络教育中的应用,需要加大资金的支持,加快人员培训工作,建立技术研究团队,加强和先进研究机构的合作,使网络学习的支持服务更加人性化和拟人化,更加体现以人为本的关怀精神。
参考文献:
[1]吕生荣.浅谈人工智能在计算机辅助教学中的应用[J].科技资讯,2009(01):198.
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[4]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2010(08).
[5]何月瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创业月刊,2007(05).
人工智能教育的应用范文2
关键词: 隐喻 认知功能 大学英语教学 应用
1.隐喻的认知
(1)隐喻
隐喻的基础是概念,人们常用隐喻来将许多抽象的概念用具体或者熟悉的形象组织起来。隐喻是在反复出现的体验形式基础上产生的,所以是语言与文化之间的一个纽带。隐喻随着人类文化的发展而产生,可能随着其发展逐渐消亡。胡壮麟(1993)认为“认知”应包括两个过程:一是思维过程,即人们能动地认识世界,二是世界通过大脑对人们思维的反映。人们对客观世界认知主要通过语言的方式,非语言的手段在认知过程中稍逊于语言手段。
隐喻是借助语言表达出来,但隐喻的源头却落在思维概念上。如果讨论隐喻不深入到思维概念的源头,就不能真正地认识隐喻在人们生活中的作用,冷落了不少原本应该在译文中反映出来的隐喻。隐喻化成分在语言中占据着举足轻重的地位。
(2)莱考夫的Metaphors We Live By
加州大学伯克利分校的莱考夫的经典之作Metaphors We Live By《我们赖以生存的隐喻》帮助我们更好地理解比喻和翻译之间的关系奠定了基础。提出了隐喻的认知功能。他认为隐喻的本质是通过A事物来进行理解和体验B事物。隐喻不仅仅是一种修辞现象,更重要的是人类普遍的一种思维方式、一种认知手段。同一社会的文化、隐喻思维和语言不是彼此孤立的,而是共同构成一个统一的、不可分割的整体。许多深层文化内容(如人生观、价值观)在很大程度上通过隐喻来表达和传承。此外,不同语言文化之间在隐喻使用上有较大差异。隐喻是语言交际中不可缺少的成分,因此掌握隐喻的功能特点在现代外语教学中越来越重要。
隐喻比如有一个常用的比喻:Argument is war.辩论本身并不是战争,但这两个现象有不少相似的地方。首先在战争中,一般有甲乙双方,辩论中也是这样。另外,战争可以有输有赢,辩论也可以有输有赢,战争有攻有守,辩论时也可能有攻有守。但战争毕竟是一个有具体形式,可以有不少物理特征的过程,而辩论就不见得那么具体了。这个例子就是用较具体的战争来构造辩论的概念就更便于说话者表达,也更便于读者理解。这种从思维概念衍生出来的比喻表达法如下:
1)You disagree?Okay,shoot!
2)He attacked every weak point in my argument.
3)His criticisms were right on the target.
4)Your claims are indefensible.
5)I demolished his argument.
6)I’ve never won an argument with him.
7)If you use that strategy,he’ll wipe you out.
8)He shot down all of my arguments.
?摇?摇?摇?摇?摇?摇(Metaphors We Live By,p.4)
从上面的例子可以看出,在表达战争时使用的一些概念都被用来表达争论了。这种借助一种较为具体的概念来看另一个不那么具体的概念的方法,使人能以一种更熟悉的经历为基础来理解另一个不那么熟悉的事物,这恰恰是比喻的本质。正如莱考夫所说:“The essence of metaphor is understanding and experiencing one kind of thing in terms of another.”
很多抽象概念都有一个共同的特点,概念的边缘比较模糊,不容易把握。如果可以找到一个比较具体的、可以触摸的,可以感知的东西作为理解抽象概念的中介,那么进行思维就比较方便,表达起来也就更容易。莱考夫用inflation这个词为例,可以看出实体比喻的概念在我们生活中俯拾皆是:
Inflation is an entity.
1)Inflation is lowering our standard of living.
2)We need to combat inflation.
3)Inflation is backing us into the corner.
上面的例子中,inflation这个完全是抽象的经济概念被当成实体。把上面句子中的比喻去掉,作一下对比:
1)Because of inflation,our life is not as good as before.
2)We need to do something against inflation.
3)We are in a very difficult situation because of the inflation.
在1),3)句中inflation就好像一个人,在比喻用法中变成了动作的实施者。而combat inflation中的inflation就如同敌人。2)句中的inflation就变成了被把握的对象。可以看出用比喻的句子文字优美生动,更是为了便于把握意义。这些实体比喻都是隐性的。莱考夫在书中用大量的例子来说明这类隐喻的普遍性。比如:
1)Our influence in the world has declined because of our lack of moral fiber.(entity)
2)He went to New York to seek fame and fortune.(substance)
3)My mind just isn’t operating today.(mind as an object)
4)Life has cheated me.(life as a person)
这些是隐性的,属于文化的,属于语言体系的,约定俗成的比喻。
2.隐喻认知功能在英语教学中的应用
(1)语言层面
人类的语言是以词汇为基础,词汇学习是语言学习中首要先解决的问题,也是教师在英语教学中的核心。比喻不只是语言的表达形式问题,更重要的是人的思维方式问题。语言表面上的表达形式都有深刻的原因,比如目前在高科技文化中有人说data warehouse。这种表达方法实际上是说话人在使用这个语言表达法之前先将data比作了一些实物,而将储存data的地方比作一间间有形的仓库,思维概念上这么一比,一个语言上的隐喻就出现了。这个比喻相对来说是比较明显的。所以我们可以直接翻译成“数据库”,而没有必要说“所有的数据像放在仓库中一样”。有时候我们没有意识到自己是在用比喻说话,因为有些比喻说法由于使用的时间较长,比喻色彩已经没有那么浓厚了,不再如当初开始使用的时候那么引人注意。但仍然是以比喻为基础,比如“Jack is in depression.”,很难意识到其中有一个比喻。in本来是表示三维空间的,我们可以理解为“杰克处于失落之中”。把in所体现的三维氛围在译文中体现出来,比如:“Lily is in the classroom.”但当我们用同一个in来表达depression的时候,实际上是借用表达空间的in来描写情感。in是一个“隐蔽”的隐喻.但有时隐喻是比较明显的,容易被忽略。比如“There is a farm at the foot of the mountain.”其中foot表示说话人将mountain比作人,所以才用foot。也可直译成“山脚下”。
教师应该在课堂上从教材中多讲解隐喻结构的语言点。比如在《全新版大学英语》第一册中,“A Valentine Story”这一单元中“Each letter was a seed falling on a fertile heart.”。其中seed很形象地把书信的频繁、密集的联络表现出来。letter和heart的关系,通过隐喻的表现成为seed和soil之间的关系。而seed最终也会萌芽结果,意味着letter也会带给寄信人感情的升华。人类总是喜欢借助较直接的物理性经历来把握非物理性的经历,而这种用一种经历来理解另一种经历的方法恰恰是各种比喻说法的思维基础。比如“Mary is in the classroom.”是纯粹表达物理方位。把in 借用来表达love,实际就是一个比喻。把love变成一个有三维的空间,某人正在这个空间中。在日常生活中,将看不见、摸不到的东西引入另一个领域,使其看得见、摸不到。比如,“I have a cold.”,这时cold就像是一个可以用手把握的实体。我们说“我头疼得要裂开了”,是将头比作实体,在内部压力下快要破裂了。还有download a program,是将program这个看不见的计算机软件当成了可以从车上卸下来的实体(如机械)。如果比喻只在语言中存在的话,那么它的功能就是美化语言,使语言锦上添花。
在英语教学中如要求学生用较抽象的思维方式,用事物内在的一些特征来组织经历,有时会抓不住想要表达的概念,一用比喻,把握起来就方便多了。比如“He is at the peak of his career.”其中的peak一下子就生动地把他目前事业如日中天的状况表达出来。如果不用比喻,可以这样表述“He has never been so successful in his career.”没有比喻的这个说法没有第一个更有表达力。在实践教学中,教师应培养学生运用隐喻进行思想的语言表达习惯。在教学上尽量创造轻松又要求学生进行主动思考的有情趣的环境,充分利用现代化多媒体手段,以声、形、图、景等激发他们的想象和兴趣。
(2)文化层面
在课堂教授中,教师应该把语言教学和文化教学紧密联合起来。在讲授语言现象时穿插英美文化内容,由于比喻不少都是借助方位、实体等基本思维概念来表达,不同文化的人在基本思维概念上有相通之处,直译的情况很常见。如in love(在恋爱中),foot of the mountain(山脚下),peak of his career(事业的顶峰),the income rose(收入上涨),seek fame and fortune(追求名利),the seed of his great ideas(他伟大思想的种子),framework of his theory(理论框架),at the crossroad(在十字路口)。但英汉两种语言毕竟不同,有些比喻就不宜搬到译文中来,如虽然可以将under his control译成“在他的控制下”,却不能将control over her译成“她上面的控制”,而应该译成“控制她”。much more inflation不能译成“更多的通货膨胀”,“He is on top of the situation.”不能译成“他在形势之上”。慢慢培养学生的隐喻意识,培养学生用隐喻思维进行语言表达。重视文化教学内容,帮助学生掌握与目的语语言文化密切相关的价值观、交际规则等。语言表达是否得体主要取决于语言使用者是否掌握交际规则,这些都植根于文化。
指导学生阅读文学作品,不同文学作品反映不同的文化背景,不同的文化背景导致不同的文化现象。在全新版《大学英语》第三册“Civil Rights Heroes”这一单元中,指导学生了解在当时背景文化下的知识和信息,引导学生通过文学作品介绍它所反映的更广阔的社会时代背景――文化。宗教文化是人类文化的重要组成部分,它是由民族的、意识所形成的文化,表现不同的民族在崇尚方面的文化倾向。课文中出现了Quaker(贵格会会员),Methodist等宗教名称,对学生举例一些宗教的词语,如Pandora’s box(比喻灾难、麻烦和祸害的根源),Prometheus(热爱人类、反抗压迫的象征)等。这些隐喻都源自于古希腊文明或基督教文明。课文中出现的underground railroad,在特定的文化背景下,已不是字面意义上的地下铁路,是一个协助黑奴(用passenger代替slave)脱逃的地下组织,废奴主义者(conductor代替helpers)通过这个组织,以隐蔽的方式,经由秘密的路线和食宿站作为避难所(station代替refuge),指引和协助黑人逃离南方。文中大量地使用隐喻,是与当时的文化背景分不开的。
在教学中,强调要区别一种表达方式是属于集体的,还是属于个体的。上面讨论的那些所谓的“隐性的”比喻大都是一种文化中的人约定俗成的,反映的不是写作者一个人的思维模式,而是一个群体的思维模式。在翻译中保留这些比喻可以揭示原文说话人所处群体的集体思维模式。比喻如果为了交流的目的而写,为了充分达到交流的目的,就要尽量提高可接受性,不必去照顾模拟源语的思维模式,比如在实用性的科技、经济、法律等语篇中就没有必要去反映思维模式,而应着眼于信息的交流。当然纯粹反映思维模式而进行的翻译是不多见的。
3.结语
隐喻的研究可以揭示语言和文化之间的关系。我们在教学中经常会遇到教材中的隐喻式,教师应该把认识语言学有关隐喻的研究成果熟练运用,准确地把握隐喻所表达的意义,帮助学生深入了解隐喻环境下的背景文化知识。用比喻就更容易把握住想要表达的事物的实质。正如莱考夫所说,不少对人类来说非常重要的概念都是十分抽象的、不容易把握的(如情感、想法、时间等)。但我们又必须把这些概念紧紧抓住,所以只有求助于另一些概念,用另一些更容易把握、更有物理形状或更能从基本的物理感觉上理解辨识的概念(如方向、物件等)来把握抽象的概念。即用有形的、容易把握的概念来解释抽象的、不容易把握的概念。这就要求教师要把隐喻概念运用到英语教学中。注重传授西方文化知识,在实践教学中根据学习者的不同背景进行因材施教,多讲解一些在语言文化教学中适合学习者领会的隐喻形式,帮助学生掌握隐喻的分析方法,通过表面的语言现象深层次理解其包含的文化内容。
参考文献:
[1]Byram,M.& Risarger,K.Language Teachers.Politics and Culture[M].Clevedon:Multilingual Matters Ltd.,1999.
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[4]王守元,刘振前.隐喻与文化教学[J].外语教学,2003,(01).
人工智能教育的应用范文3
近两年,“AlphaGo”连胜全世界的围棋名将,被媒体广泛报道。人工智能开始成为社会关注的热点,引起人们的广泛兴趣,并令人深信不疑。
在刚刚结束的2017年高考,学霸君与准星云学两家企业的“高考机器人”分别拿出了 134 分和 105 分的高考文科数学成绩。在做题方面,机器可能已经超越了不少人类。正是这样一件事,同样引发了人们的深度讨论与思考。
的确,随着理论和技术的日益成熟,人工智能开始受到产业资本的热捧,语音识别、机器视觉、智能控制、智能检索、智能互联、专家系统、自动规划等应用步伐加速。金融、电商零售、医疗健康、交通、个人助理等多个领域都可以看到人工智能的应用,人工智能已然开始取代工厂工人、客户服务等重复性工作。人工智能在教育领域同样拥有巨大的应用潜力,随着知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能、情感计算等关键技术的发展,人工智能将在学校管理、校园安全、课堂管理、智能助教、自动阅卷、自适应教学等方面发挥作用。
面向未来,我们不禁要问,人工智能是否能够改变教育?人工智能在教育领域将释放怎样的潜力?本期策划,我们邀请上海海事大学魏忠,探讨人工智能视角下的未来教育,从人工智能的教育本体、对学科的影响、对教育技术的改变、对教育价值的重新定位几个方面进行了系y思考与分析。江苏师范大学智慧教育学院周宝、杨现民结合人工智能在教育中的典型应用,探讨人工智能对学校管理及教学带来的革命性影响。华东师范大学第二附属中学刘党生,从技术与教育的关系延伸到人工智能,并对非生物智能介入教育的未来趋势进行了预测;重庆市江津区聚奎小学校刘春林、重庆市聚奎中学校张渝江从教育教学实际出发,介绍了人工智能软件如何温柔地改变教育。上海市位育中学陈凯从教育哲学的角度,探讨了人工智能如何作用于思维、认知、学习,并进行了反思。
“这是最好的时代,这是最坏的时代;这是智慧的时代,这是愚蠢的时代。”人工智能时代的钟声已经敲响,我们还在工业时代的迷梦中寻找教育的未来。谁曾想到,未来来得如此之快,我们是否准备好做出改变?未来,我们需要什么样的人才?我们需要什么样的教育?我们不妨想象一下,未来10年、20年的教育将发生怎样的改变?也许一个崭新的时代并不会留给我们那么长时间去形成新的教育生态系统。
人工智能教育的应用范文4
【关键词】人工智能信息管理效率
引言
人工智能技术已经成为当今计算机网络信息科技的重点产业,在国民经济发展中占有重要比重,加强人工智能技术的信息管理领域的应用可以极大的提高信息处理的效率和信息的准确性,不会因为面对海量信息而无法找到一条有用信息而苦恼,通过人工智能技术可以快速准确的识别数以亿计的海量信息,完成信息优化组合,因此,大力发展计算机人工智能技术,可以极大的提高信息管理的效率。
一、人工智能技术的发展概述
人工智能技术是一种借助于计算机语言和电子计算机将多种学科知识综合而形成的一种高科技技术,使其具有和人的思维类似的方式,产生多种类人行为结果[1]。当前人工智能技术在各种信息管理领域都有很好的应用,比如在信息传播领域中智能电视的出现可以根据人们的爱好自动的播放人们喜欢的节目并记录这种爱好,同时通过不断的强化为人们喜好推送感兴趣的信息。在对车牌的信息的管理中可以借助于人工智能技术快速识别车牌信息和车主信息,并在计算机中通过人工智能技术进行交通违法的处理和判断。人工智能是在上世纪由一位美国科学家提出的,共计经历了三个阶段的发展,首先是由人的推理变为机器的推理;其次是随着机器人的出现,可以在复杂的多变的信息环境中找到人类所需要的信息,并进行简单的类人思维活动;最后是人工智能技术的出现,并显示其极强的类人思维能力,可以代替人类完成更加复杂的信息的处理和判断,完成多种人类需要的工作。
二、人工智能技术在信息管理中的多种能力
2.1海量信息的快速处理能力
随着智能设备的普及,每天都会产生海量的数据信息,而这些信息包含文字、图片、视频、语音等,面对海量的信息,借助于计算机网络系统中的人工智能技术,可以提高信息管理的效率,通过不断的优化人工智能技术,了解信息管理中存在的问题,不断的优化人工智能模型,可以对大量不确定的信息进行识别,将大量信息进行分类整理,提高信息的质量和节约存储设备。
2.2与计算机的协同能力
随着高新技术的不断发展和计算机技术的大量普及,办公逐步网络化和电子化,人工智能机在信息管理中的应用规模也在不断的扩大,通过运用人工智能技术,可以不断的强化信息管理的安全和信息有效性的增强,通过人工智能对不同信息进行智能监控,不断的完善信息管理的流程,不断的提高信息传输和搜索的效率。
2.3类人的思维能力
随着信息量的逐步增加,通过应用人工智能技术对大量的数据库中信息利用网络管理协议进行管理,保证信息管理措施的有效应用,通过人工智能融入到信息管理中,可以借助于人工智能技术及其强大的学习搜索能力进行信息的收集和整理,为人类科学决策提供支持。
三、人工智能技术在各种信息管理场景中的应用
3.1垃圾邮件识别场景中的人工智能技术应用
随着人们工作任务逐渐增加,电子邮件的交往日渐频繁,在保证信息安全的前提下,智能型反垃圾邮件系统可以对用户接收到的各种邮件进行智能检测和分类,智能识别各种垃圾邮件并标记,让用户对垃圾邮件进行及时处理,同时根据用户对各种邮件的厌恶,做出进一步的细致分类,减少用户受垃圾邮件的干扰,保证计算网络的安全和工作的高效。
3.2家居信息管理场景中的人工智能技术应用
随着物联网技术的发展,各种电气化的产品在人们日常生活中逐步增加,对各种家电设备的应用提出了更高的要求,通过对各种家电设备信息进行收集和管理,综合运用人工智能技术实现对各种家电的完美应用,实现各种家具的如电饭煲智能开启和关闭、室内环境的智能清洁等,可以极大的提高人们的生活质量和效率,节约时间成本。
3.3教育知识信息管理场景中人工智能技术的应用
随着我国中小学到各类大学教育信息的逐渐增加和计算机网络的应用增加,将教育知识信息和人工智能技术结合,可以极大的提高教学质量和效率。这是由于人工智能技术的核心是基于大量的知识数据库,而数据库中存储有大量的教育知识信息,老师在教育教学知识信息传授的过程中,人工智能技术可以快速的提取所需要的各个知识点,并进行优化组合,提高教育知识信息利用效
四、结语
综上,随着电子信息的逐步增加和人工智能技术进一步发展和成熟应用,人工智能技术将会在信息管理分析、研究、应用的各种场景中普及和应用,而且随着计算机网络技术的不断发展,运算能力的进一步增强,人工智能运用领域将会进一步的增加,这将极大的提高人民的生活工作质量,提高工作效率,降低决策风险。
人工智能教育的应用范文5
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。
人工智能教育的应用范文6
关键词:精品课程;视频公开课;课程建设;人工智能
一、引言
中南大学的人工智能课程是国内高校最早开设的该课程之一。1987年清华大学出版社出版了我校蔡自兴和清华大学徐光编著的《人工智能及其应用》,成为国内率先出版的具有自主知识产权的人工智能教材,为人工智能课程提供了一部好教材,对人工智能在中国的传播和发展起到重大推动作用。
我校人工智能课程自开设以来已培养约30届学生,培养人数超过3000人。授课对象包括计算机、自动化专业的本科生和电子信息类等专业的研究生。2001年,我们研发的“人工智能网络课程”被评为优秀网络课程。2003年和2007年“人工智能”分别被评为首批国家精品课程和全国双语教学示范课程。同时,课程的相关网络资源和知识表示方法的课堂录像陆续上网,向全社会开放,成为学生复习和自学的有力手段和特色环境。
近年来随着国外名校的视频公开课风靡网络,建设我国自己的视频公开课已势在必行。在这种背景下,人工智能课程的等一批国家精品视频公开课应运而生。我们的“人工智能PK人类智能”的视频公开课入选国家精品视频公开课建设计划,已成为首批播出的课程之一,受到公众欢迎与好评。
二、讲授内容选定
人工智能是一门前沿交叉学科,也是一门与人类生活息息相关和公众颇感兴趣的科学。网络视频公开课是以大学生为服务主体,同时面向社会大众,是免费开放的科学与文化素质教育的网络视频课程与学术讲座。由于人工智能属于专业基课程,如何在有限的时间内讲述一个完整的专题,避免艰深的专业知识,让大多数人都能听懂并感兴趣,是安排视频课程内容时需要首先考虑的问题。为此,在内容安排上将重点放在专业史和热点研究介绍上,其目的是通过介绍学科的发展史和一些经典或热点问题的研究情况,激发大家对人工智能研究的兴趣,增进对人工智能知识的了解,认识到前沿科学其实离现实并不遥远。
在上述理念指导下,本视频课程并没有照搬平时上课的内容,而是精选了人工智能领域中一些具有代表性的内容进行介绍。首先概述人工智能的起源与发展历史,以及人工智能领域影响最大的三大流派及其认知观等。然后介绍人工智能中几种经典技术,包括推理证明技术、问题求解技术等。此外,对人工智能中公众最感兴趣的一个应用领域――机器人学进行阐述。最后,对人工智能的一些最新研究发展领域,如计算智能和群智能技术等进行讨论。具体内容安排如下:
第一讲:人工智能的诞生
长期以来人工智能充满了激烈争论,其发展过程不是一帆风顺的,在中国也历经了质疑、批评甚至打压,直至出现希望的曙光,形成今天的可喜局面,其过程可谓艰辛。该讲从不同角度对人工智能的定义进行介绍,分析其异同,介绍人工智能的起源与发展过程,特别是在中国的发展情况,让听众对什么是人工智能有个大致的了解。
第二讲:人工智能的学派
从符号主义为代表的经典人工智能到连接主义、行为主义,人工智能的研究可以说是从一家独秀走向百家争鸣。该讲介绍人工智能的主要学派,各自的理论基和认知观,并论述人工智能对社会、文化、经济等层面的影响。
第三讲:经典人工智能的推理技术
经典人工智能的有关推理技术和方法是早期人工智能研究的主要手段,用于研究基于经典逻辑的自动定理证明等问题,对人工智能学科的发展产生了深远的影响。本讲主要介绍基于数理逻辑方法的推理证明技术,尤其是定理证明方法的代表之一――消解原理。
第四讲:问题求解与搜索
问题求解技术是人工智能研究领域的一个核心问题,涉及问题表示和求解搜索两部分内容。这一讲主要介绍问题求解中的一种常用方法――状态空间法,阐述图搜索方法和求解策略,特别是引入启发式信息的启发式搜索方法。
第五讲:机器人学
机器人是人们听到人工智能时几乎第一时间联想到的事物。机器人学作为一门学科,该讲介绍机器人学的发展过程和机器人的分类,探讨机器人学与人工智能的关系,说明研究开发机器人技术的动机。
第六讲:人工智能的新领域――计算智能
经典人工智能虽在早期占有统治地位,但目前已经不再是研究热点。而计算智能则异军突起,成为智能学科中新的增长点。本讲主要介绍计算智能的几个主要分支神经计算、进化计算、模糊计算和人工生命的一些基知识。
第七讲:人工智能中的仿生学――群智能
人工智能是一门信息科学与生命科学等高度交叉的科学,不仅涉及到计算机、自动化、数学、信息学等学科,还涉及到心理学、脑科学、仿生学等各种学科。群智能就是仿生学在人工智能中应用的典型。该讲主要介绍受到蚁群和鸟群社会行为启发而构建的蚁群算法和粒群算法,将其转换为可计算模型,引入到问题优化求解中。
三、课程建设经验
由于授课对象的不同和授课时间的限制,在只有30分钟的一讲一主题情况下,要像平时上课那样详细讲解是不可能的,为此需要对视频公开课的材料进行重新组织。我们的人工智能课程作为首批国家精品课程,其教学资源还是比较丰富的,具有一定优势。
首先,使用主讲人编著的《人工智能及其应用》作为课程教材。根据教学对象不同,编撰了不同类型的教材,以适应不同层次学生的要求。2003年和2004年在清华大学出版社先后出版了《人工智能及其应用》第三版“本科生用书”和“研究生用书”。2005年在高等教育出版社出版了面向大专院校和网络课程的《人工智能基》,以及在国防科技大学出版社出版了面向管理类学生的《人工智能及其在决策系统中的应用》。2010年又出版了“十一五”规划教材《人工智能及其应用》第四版及《人工智能基》第二版,使教材与时俱进,不断创新,更好地为人工智能教学改革和人才培养服务。这些教材已为高水平课程建设和学科建设做出了重要贡献,也为视频网络课程提供了丰富的素材。
其次,教学资源丰富,知识融会沟通。课程主讲人也是国家级教学团队“智能科学基系列课程教学团队”的负责人,团队成员除承担人工智能课程教学外,还负责智能控制、机器人学等相关课程的教学。这些课程也都有对应的自编优秀教材,都可直接作为课程的参考资料。
“人工智能网络课程”具有明显特色(网络化、智能化和个性化),得到专家和同行的认可和肯定,被教育部评为国家级优秀网络课程。特别是更新后的向导学习、个性化以及算法实验,采用了人工智能技术本身来实现人工智能网络课程,具有显著的特色和先进性。网站上课程的教学大纲、教案、课件、实验指导书、课堂录像和参考文献一应俱全。人工智能相关的网络资源,如网站、新闻组、BBS等,包括了大量的文献资料、讨论、本领域研究的前沿动态、人工智能课程相关的演示动画
和实验等。
虽然有相当丰富的教学资源,但为了适应视频公开课的需要,在视频公开课材料的组织上仍然花费了大量的时间和精力。本视频公开课课程具有下列主要特色:
(1)材料翔实、图文并茂
人工智能的发展经过几代人的努力奋斗,其在中国的发展尤其曲折。在课程资料组织过程中,对许多重要理论与方法的提出者以及一些会议与纪念活动等介绍,基本上都配以图片。这些图片有的是自己的第一手资料,有些则是从网络搜索得到。这些图片的引入,给本来相当枯燥无味的文字和概念增加了趣味性和对观众的吸引力,也是视频教学优势的一个体现。
(2)深入浅出、直观生动
人工智能作为一门讲述前沿理论的专业基课,其复杂的技术、算法、理论是一般观众很难理解的。视频课程不可能在较短时间内将这些问题讲透,而是通过形象的动画说明基本原理和概念,激发学生进一步学习的兴趣,真正起到带“入门”的作用。这也是视频课程的优势所在。
(3)精选题材、注重趣味
人工智能是一门高度交叉的科学,涉及面极广。为了让观众尽可能全面地了解这门学科,公开课着力于讲授内容的精选。从人工智能的起源开始,分别介绍了经典人工智能的搜索推理技术、当前的研究热点计算智能和群智能技术,以及人们对人工智能最直观的印象――机器人学,形成一定的体系。在这些题材中包括了逻辑学、生物学、脑科学、神经学乃至仿生学等不同的学科交叉,力求使枯燥的科学理论变成美味的知识盛宴。
四、问题与体会
经过紧张的准备和拍摄过程,“人工智能PK人类智能”精品视频公开课终于上网与广大观众见面了。由于时间仓促和经验不足等原因,本视频课程仍存在一些不足之处,值得今后弥补。
(1)考虑到比较通俗易懂的要求,使没有相关专业基的公众也能够基本上听懂,因而将很大一部分内容的重点放在了专业史上,其专业深度不够。
(2)由于每讲必须在30分钟内讲完一个专题,因此难以对相关技术进行深入探讨,只能简要介绍其原理和概念,使观众能知其然,却没法知其所以然。
(3)国外的公开课基本上都是随堂录像,视频课讲的内容就是平时课堂讲授的内容。而我国的视频公开课课程却强调普及性,相应的牺牲了部分专业性,在定位上仍有犹豫。这可能是我们的公开课与国外公开课的一个重要差别。
要把我国的视频公开课建设好,不能盲目追求观看率和点击率。从课程性质上看,文史类课程由于受众面广,容易被更多的人群接受和理解,观看的人就自然会多。理工类课程由于受限于领域基知识,受众面相对较窄,其接受程度肯定较低。要真正建设一门好的视频公开课,还是应该明确定位,内容贵精不贵多,完整清晰的讲述好若干知识点,让观众真正有所收获就是成功的。
参考文献:
[1]傅京孙,蔡自兴,徐光,人工智能及其应用,北京:清华大学出版社,1987
[2]宋健,学科前沿的最精彩成就[C],见蔡自兴,徐光编著的人工智能及其应用(第四版)[M],北京:清华大学出版社,2010
[3]蔡自兴,徐光,人工智能及其应用(第三版),本科生用书[M],北京:清华大学出版社,2003
[4]蔡自兴,徐光,人工智能及其应用(第三版),研究生用书[M],北京:清华大学出版社,2004
[5]蔡自兴,蒙祖强,人工智能基[M],北京:高等教育出版社,2005
[6]蔡自兴,人工智能及其在决策系统中的应用[M],长沙:国防科学技术大学出版社,2005