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人工智能与教育范文1
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0018―03
人工智能是一门综合的交叉学科，涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能，其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看，人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破，不仅给学习科学以技术支撑，而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰，从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展，使人工智能不仅成为学校教育的内容之一，也为教育提供了丰富的教育资源，其研究成果已在教育领域得到应用，并取得了良好的效果，成为教育技术的重要研究内容。
人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，其主要研究领域有：专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能，下面就这些领域进行阐述。
一 专家系统
专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它使用人工智能技术，根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为：知识库，用于存储某领域专家系统的专门知识；综合数据库，用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息；推理机，用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作；解释器，向用户解释专家系统的行为；接口，使用户与专家系统进行对话。近几十年来，专家系统迅速发展，是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。
目前，专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走，从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容，它可以制定出一个课堂大纲，写出一份教案，甚至有可能开发一堂样板课，而诊断系统是往后走，从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析，例如，一个诊断系统可能以一堂CBI（基于计算机的教学，computer-based instruction）课为例，输入学生课堂表现资料，分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发（ISD）程序的领域中最有名的是梅里尔（Merrill）的教学设计专家系统（ID Expert）。[6]
教学专家系统的任务是根据学生的特点（如知识水平、性格等），以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为：同时具有诊断和调试等功能；具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]
目前，在教育中，专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育，为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能：具备某学科或领域的专门知识，能生成自己的提问和应答； 能够分析学生的特征，评价和记录学生的学习情况，诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学；可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。
二 机器人学
机器人学是人工智能研究是一个分支，其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作；第二代机器人具有一定的感觉装置，表现出低级智能；第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人，即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响，其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。
机器人技术涉及多门科学，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，因此，机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的核心竞争力之一，很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程，在孩子中普及机器人学知识，从可持续和长远发展的角度，为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下，机器人教育逐渐从大学延伸到中小学，世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。
机器人在作为教学内容的同时，也为教育提供了有力的技术支撑，成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台，大大丰富了教学资源。多年来，我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络，教学资源单一，缺乏前瞻性。教学机器人的引入，不仅激发了学生的学习兴趣，还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展，教学机器人种类越来越多，目前在中小学较为常用的教学机器人有：能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。
三 机器学习
机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为，自动通过学习来获取知识和技巧，[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等，近年来，知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习（自动获取新的事实及新的推理算法）是使计算机具有智能的根本途径，对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]
随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入，机器学习系统的性能大大提高，各种学习算法的应用范围不断扩大，例如将连接学习用于图文识别，归纳学习、分析学习用于专家系统等，大大推动了在教育中的应用，例如在建构适应性教学系统中，用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好，有较高的准确率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一种新兴的机器学习和推理方法，其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题，在计算机辅助教育方面，已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统，并且，针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外，数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用，不仅给机器学习注入新的生机，也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。
四 自然语言理解
自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言，以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务，其功能为：回答问题，计算机能正确地回答用自然语言提出的问题；文摘生成，计算机能根据输入的文本产生摘要；释义，计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息；翻译，计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现，因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘，深化对语言能力和思维本质的认识。[16]
自然语言理解最早的研究领域是机器翻译，随着应用研究的广泛开展，也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径，例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言，进行人机对话，回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时，对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展，例如“希赛可”网络智能英语学习系统，这个基于网络的“人-机”语境的建立，突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制，也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性，可以为远程学习者提供良好的英语学习支持，在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上，在国际上也是一种创新。[17]
五 人工神经网络
人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能的元件（即人工神经元），按各种不同的联结方式组织起来的一个网络，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能，例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域，人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构：递归（反馈）网络和多层（前馈）网络，两种主要学习算法：有指导式学习和非指导式学习。
人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发，具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力，特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题，[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能，目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合，以此来改进教学专家系统的性能，提高智能性，使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用，例如采用误差反传算法（BP）的多层感知器已应用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)
分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果，研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型，主要研究问题是各Agent之间的合作与对话，包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成，每个Agent又是一个半自治系统，Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点，在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性，因此获得了广泛的应用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性，创造良好的学习情境，并能激发学习者的学习兴趣，进行个性化教育。目前，Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统，通过利用其分布性、自主性和社会性等特点，提高网络教学系统的智能性，使教学资源得到充分利用，并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪，为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学（USC）开发的教学Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果，促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。
综上所述，科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看，人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行：一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合，为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持，而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合，可以提高智能教学系统的教学效果；与网络通讯技术相结合，可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立，而是相互促进，相互完善，它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成，为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域，它们是传统人工智能的延伸与扩展，这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24]，这些发展与应用蕴藏着巨大潜能，必将对教育产生重要的影响。
技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用，一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科，虽然在基本理论和方法等方面存在着争论，但从其研究成果与应用效果来看，有着广阔的应用前景，值得进一步的开发和利用。
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人工智能与教育范文2
关键词：乐高教育机器人 创造性思维培养 课堂教学认识
最近几年，许多中小学把乐高教育机器人活动引入到课堂教学中，使机器人创意走进学生的学习生活。作为一种全新的教学内容，很多教师都在探索乐高教育机器人教学，这种跨学科、高操作性、极具挑战性的内容，非常适合课程整合、研究性学习和综合创新活动的需要，培养了学生的创新能力所需要的创造性思维，使学生在积极的学习兴趣中不断探索和研究，实现自己的新创意、新设想和新设计。
一、机器人和创造性思维
机器人是一种通过电脑编程，可以依靠程序自动完成一定操作或移动作业的机械装置，它可以有视觉、听觉、触觉等类似人的感觉功能，有识别功能和自主行动的功能。它是信息技术和工程机械发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴涵着极其丰富的教育资源。我校从2006年开始开设乐高教育机器人课程，在实际教学活动中，由于学生能充分体会到研究主题的趣味性和挑战性，以及提供给学生的解决开放性问题的机会多，因此对于学生的创新能力所需的创造性思维提供了发展平台。
创造性思维是一种具有开创意义的思维活动，是人类思维的精华，是引发创造活动的前提。一个发挥创造性思维的人，就能发挥自己的创造才能得心应手地解决矛盾、攻克难关。近年来随着科学技术的迅猛发展，创造性思维越来越受到重视，是学校教育和教学中必不可少的内容。
二、乐高教育机器人课堂教学与创造性思维
1、创造性思维的基础是兴趣
心理学研究表明，当人对某一事物感兴趣时，认识就快；如果毫无兴趣，认识就慢，或者不予接受。若想激发创造性思维，就必须首先激发学生的学习兴趣。那么学生的学习兴趣从何而来呢？苏霍姆林斯基曾说：“兴趣的源泉在于体会到智慧能统帅事实和现实，人的内心里有一种根深蒂固的需要――总要感到自己是发现者、研究者、探索者。在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈”。所以“兴趣”是一种推动学生学习的内在动力，它激发了学生强烈的求知欲望，从而为创造性思维的产生奠定基础。因此兴趣不是教学目的，而是教学的一个组成部分。实践证明学生对机器人不仅能够产生浓厚的兴趣，而且能够持久和巩固。
为了引发学生的学习兴趣，我校的乐高教育机器人技术课程将学习重点放在学习乐高硬件（例如RCX和各种传感器等）及其乐高应用软件（例如三维设计软件和编程软件）上。学生在学习过程中，积极主动地参与到教学过程中来，充分地展现了自己的想象空间，精心雕琢自己的作品。有的学生曾这样说：“我最喜欢用乐高积木块设计搭建乐高机器人了，特别是每当我编写程序成功时，我就觉得自己已经是一个机器人工程师，心里别提多高兴了！”。而乐高硬件及其乐高应用软件为学生提供了机会，使他们在教室、活动室和电脑上得以展现自己。可以说这些物质基础对学生产生了“诱惑力”。有了“诱惑力”，学生就有兴趣，有了兴趣，就自然而然地产生创造力了。
在乐高教育机器人教学中，精心设计任务是一个很重要的环节。因为“任务”设计的好与坏，直接影响到学生的学习兴趣的培养。一个好的任务，可以使学生在潜移默化中掌握知识，起到事半功倍的作用。教师讲的时候要少而精，要根据学生的认知水平和教学内容，在量上要少讲，把大量时间留给学生去自学、去思考；在质上要精讲排除学生已经掌握的和自己可以理解掌握的知识。在教学中给学生点明问题的关键，指导学生运用各种思维活动解决问题的方法，锻炼独立探讨问题的思维能力。比如，在讲“按钮”时，我只仔细地讲解了其中的一个按钮，其他的让学生自己去体会它的使用方法。在讲传感器时，在学生认识理解后自己到生活中去找、去发现传感器，品味生活中隐藏的科技，知道科技对我们生活的影响，在我们的身边科技无处不在也时刻陪伴着我们。教师的教学目的，绝不只是教会学生具体的科学知识，而是应该着眼于为学生创造一个合适的环境，通过知识的传授开发他们的智力，培养他们的学习能力，这样才能使他们收益终生。
人的创造能力的发挥离不开自信，而自信是实现自我和取得成功的必要前提。学生们正处于成长发展期，渴望别人对自己的尊重和信任，所以对学生恰如其分的鼓励，就会使学生满怀希望和自信心，增强兴趣，使兴趣从外在因素向内在因素的转化能够执行，从而巩固兴趣。在每堂课即将结束时，我都要进行作品展示。同学们总是要争先恐后地展示自己的作品，当自己的作品得到展示时，一种得意的表情便会在他的脸上呈现。当许多新的技巧和操作方法在作品中不断得到体现时，当学生们利用各种传感器设计出了许多具有可操作性的创意方案时，就会看到他们创造发明的信心和能力。兴趣引发了学生的创造性思维的产生，一幅幅作品、一个个设计图案，一个个创意程序都来自他们内心的“灵感”。
2、升华创造性思维离不开运用
学习兴趣的源泉在于学以致用，这时候人们才能真正感受到掌握知识的欢乐。知识运用可以促进学习和智力活动的兴趣。乐高教育机器人模仿于人，又帮助于人们的生活和服务于我们的人类，因此具有广泛的应用范围。
3、良好的多媒体手段是培养创造性思维的保证
人工智能与教育范文3
关键词 机器人 人工智能 实时系统 挑战 展望
中图分类号：TP242 文献标识码：A
人工智能（Artificial Intelligence），英文简写是AI。它主要研究、发掘应用在延伸、模拟和扩展人的智能理论、技术、方法，以及应用系统的一门新科技。“人工智能”一词刚开始，由1956年美国计算机协会组织的达特莫学会上提出的。自那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。由于智能概念的不确定，人工智能的概念一直没有一个统一的标准。
1机器人、人工智能概述
人工智能学科的出现与发展不是偶然的、孤立的，它是与整个科学体系的演化和发展进程密切相关的。人工智能是自然智能（特别是人的智能）的模拟、延伸和扩展，即研究“机器智能”，也开发“智能机器”。如果把计算机看作是宝剑，那么人工智能就是高明灵巧的剑法。
1956年夏季，在美国达特摩斯大学，由麦卡赛、明斯基、香农等发起，由西蒙、塞缪尔、纽厄尔等参加，举行了关于“如何用机器模拟人的智能”的学术研讨会，第一次正式采用“人工智能”的术语。这次具有历史意义的、为期两个月之久的学术会议，标志着“人工智能”新学科的诞生。
人工智能在电子技术方面的应用可以把人工智能和仿真技术相结合，以单片机硬件电路为专家系统的知识来源，建立单片机硬件配置专家系统，进行故障诊断，以提高纠错能力。人工智能技术也被引入到了计算机网络领域，计算机网络安全管理的常用技术是防火墙技术，而防火墙的核心部分就是入侵检测技术。随着网络的迅速发展，各种入侵手段也在层出不穷，单凭传统的防范手段已远远不能满足现实的需要，把人工智能技术应用到网络安全管理领域，大大提高了它的安全性。
2学科交叉带来的挑战
实时人工智能是实时系统和人工智能技术相互结合的一个新的研究领域。实时人工智能系统是一种在动态的环境中，能够利用有限的资源来可靠地完成关键性任务的系统。目前大多数人工智能规划和问题求解系统都试图产生一个完全的精确解，但是在资源限制的状态下， 快速地产生一个近似解将更有效。Anytime算法能够折衷解的质量和计算时间，是人工智能技术应用在实时环境中的有效技术。由基本的Anytime算法构成实时人工智能系统的关键之一是如何给基本算法分配时间， 从而可以获得系统的性能描述，实施有效的实时监控。时间分配算法，爬山算法仅能找到局部最优解，如果组织问题满足局部组织问题的条件，它能够找到最优解。对于不满足局部组织问题的条件的大型组织结构，爬山算法不能保证找到全局最优解。遗传算法适合于寻找全局解，但搜索效率取决于一些关键参数的确定和算子的操作机制选取。
智能主体是智能互联网中的生灵，它是一种智能的软件实体，能够在智能互联网中自由遨游，为用户提供各种智能服务。所谓网络智能软件是面向智能主体的研究方法所设计、开发的软件。网络智能软件技术是网络技术、人工智能技术、软件工程技术的结合。
3机器人、人工智能及实时系统的前景展望
人工智能的研究目标是认识与模拟人类智能行为。传统人工智能研究往往将研究重点集中于对人类单个智能品质如计算能力、推理能力、记忆能力、搜索能力、直觉能力等的研究与模拟。然而，由于人类智能行为是各种单个智能品质的综合体现，因此传统研究方法往往无法充分刻画或恰当模拟人类的智能行为。把人看成多种智能品质构成的有机整体――智能体（agent），综合考察智能体的各种智能行为与特征，是当前人工智能研究者共同的愿望。
人工智能作为一个整体的研究才刚刚开始，离我们的目标还很遥远。但人工智能在某些方面将会有较大的突破。
半个世纪以来，人工智能发展极其迅速，专家系统、智能控制在短短的10余年里就发展成熟。目前的焦点，如分布式和协同式多专家系统、机器学习（知识挖掘和知识发现）方法、硬软件一体化技术以及并行分布处理技术还有MAS的研究，也有望在下一个5年内也会成熟。根据AI目前的发展态势，以及现有的规划，将AI未来的发展必将越来越广泛，越来越深入，越来越快地，向着人类智能的方向逼近。
4总结
人工智能这门科目的出现、发展并非偶然，它和整个科学体系进化和发展进程有着紧密关联。21世纪会变成智能革命的时期，信息时代的特征分为三个方面：联结、符号和行为主义，在信息论启发下，达到统一和谐，在每个领域交互研究与发展中，一定会发生一场智能革命，真正意义达到人和机器一起协调思考的新时期。
人工智能与教育范文4
人工智能（Artificial Intelligenee，简称Al）是在计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。他主要研究如何用机器（计算机）来模仿和实现人类的智能行为。人工智能理论研究如何用人工的方法模拟、延伸和扩展智能，主要是理工学研究者所从事的工作，以自然智能理论为基础，如果能弄清各种自然智能的工作机制及其各个功能部件的结构关系，就可以通过已经高度发达的电子的、光学的和生物的器件构筑类似的结构对其进行模拟、延伸和扩展，从而实现人工智能。通过几十年的发展，已经形成了较为系统的理论体系，包含了极为丰富的内容，并在实际中得到了广泛的应用，发挥了显著的作用。
2 人工智能的发展概述
50年代，人工智能的概念首先提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、求解程序、USP表处理语言等，在这一阶段，人工智能专家重视问题求解的方法，忽视了知识的重要性，导致在机器翻译等方面出现了失败，使人工智能走入了低谷。从60年代末到70年代，专家系统的出现，使人工智能研究出现了新。随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大的发展，这一时期人工智能的主要方向就是制造智能机器人。80年代末，神经网络理论和技术得到飞速发展。到90年代，由于网络技术特别是国际互联网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能体的研究，另一方面因为计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大，计算机的硬件有了突飞猛进的发展，许多原来无法完成的工作都能实现，因此，人工智能出现新的。其中有些技术已经实用化，人工智能深入到社会上生活的各个领域。
3 英语教学系统设计分析
随着大学英语教学水平及大学新生英语水平的不断提高，教育部对大学教学大纲有了新的规定，对大学英语教学有了新的要求，对非英语专业学生有了更高的要求， 在这种情况下，有多媒体技术和网络技术支持的计算机辅助的大学英语教学迅速发展，这种教学方式旨在将传统课堂教学与现代信息技术结合起来，实行网络课程和传统课堂的优势互补，但是，目前的英语计算机辅助教学存在着种种问题，主要表现一下几个方面：
（1）师资不足问题。学生增多及英语小班化教学引起了师资短缺，英语教师精力不足，要从根本上解决这个问题就是要在有限师资下，提高教学质量，有针对性教学。
（2）学生基础知识不牢固问题。在大学教学改革下，英语教学的重点己经有了转移，教师没有多余的时间和精力给学生巩固基础知识，比如词汇、语法，基础知识在一定程度上阻碍了学生英语水平的提高，因此，要高效率帮学生巩固基础知识，进一步提高教学质量。
（3）学生自主学习意识不足问题。自主学习包含自我监控、自我指导、自我强化三个过程，要采取有计划的或已经熟练达到自动化程度学习的方法，督促学生定时有效的安排学习时间，使学生通过自我监控、反馈和调节实现学习目标。
4 英语教学系统功能结构分析
本系统采用B/S模式（浏览器/服务器）的体系结构，构建基于internet的网上教学辅助系统。系统包括两个两个模块：大学英语教学辅助专家系统、学生自主学习系统。整个系统包括四种用户：领域专家、英语教师、学生、系统管理员。用户登录时，根据不同的身份拥有不同的模块操作权限。
系统管理员：主要是指系统拥有者指定的对系统进行日常维护的人员，主要权限包括用户管理（对教师用户、学生用户、领域专家用户进行查询、增加、删除、修改）、题库管理（添加、查询、修改、删除）、修改密码等。
领域专家：指具有多年教学经验的资深英语教师，能够透彻分析英语试题中所涉及到的知识点、程度、确定度，能给出训练神经网络时所需要的既定格式的样本。主要权限包括知识库维护（对静态知识库和动态知识库进行添加、查询、修改、删除）、神经网络样本维护（添加、查询、修改、删除）、密码修改等。
教师：指普通英语教师，每个英语教师都有指定的班级和学生，主要权限有组织考试、上传考试结果、分析指定学生群体的知识点掌握情况等。
学生：指能够通过系统管理员给定的用户名密码登录系统的普通学生。主要权限有参加练习、自我诊断、历史练习诊断、知识点强化练习（系统根据历史练习诊断结果，结合记忆学原理进行练习）、修改密码等。
人工智能与教育范文5
[关键词]认知语境；推理；关联理论；制约
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]1671-5918（2015）10-0121-02
doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2015.10-057
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引言
语境是语言交际所依赖的环境，近年来有越来越多的学者关注语境对于语言交际的重要性。传统的语境观认为语境是先于交际活动的固定不变的知识。1986年美国语言学家Sper-ber和Wilson提出了与交际认知有关的关联理论，从人的认知特点与过程出发，将交际视为一种认知活动。他们认为“语言不是一个独立的系统，它是客观事实、人类认知、生理基础等多种因素综合的结果，对语言的描写必须参照人的一般规律，才具有较大的解释力和说服力。”。根据关联理论，语境是一个心理结构体（psychological construct），是一系列存在于人们大脑中的假设，因此，语境也称为认知语境。“语境是心理产物，是听话者对世界的一系列假定中的一组，正是这些假定，而非实际的客观世界，制约着人们对话语的理解。”认知语境对话语理解具有重要作用，时时刻刻地影响、制约语用推理过程，本文主要探讨认知语境对日常话语的语用制约。
一、认知语境
关联理论认为人对世界的认识是以概念表征的形式存在于大脑中，而这些概念表征的集合就构成了认知环境。当交际者在接受新信息时，会从大脑的认知环境中调用相关信息与新信息结合并进行推理，得出会话含义，而这些被调用的语境则称为认知语境。Sperper和Wilson曾表明“一个人的认知环境就是他能感知到或推理出的现象以及所有对他来说是明显的现象，具有明显性就是要具有感知性或推理性。一个人的整个认知环境就是其物理环境和认知能力的相互作用，他不仅由在他所处的物理环境中他所意识到的所有现象组成，还有在其中他意识到的所有现象组成。”认知语境包括词汇信息、逻辑信息和百科知识三个方面的信息，是交际双方共同的认知前提。它不是一成不变的，交际者在交际过程中不断地选择，不断获得新的信息，进而对原有信息进行修改完善。也就是说，认知语境不是在交际之前预先设定的，而是交际者根据具体的情景因素不断选择完善的。语言的交际过程实际就是说话人与听话人根据话语的语境效果不断改变语境假设的过程。
二、话语理解
所谓理解就是将已有信息与新信息的融合，通过心理感知，语言解码运用综合知识进行推理，因此，“语言的理解是一个复杂的认知心理过程。这种复杂性表现在言语交际受制于交际场合的社会文化因素，也表现在说话人的话语组织依赖于听话人在特定环境中的语境假设能力及推理”。根据关联理论，话语理解从识别作为语码的句子意义开始，然后在语境的作用下以最少的努力不断完善、充实才能符合所期待的关联，即获得说话者的真正意图。关联理论的理解过程是：a.在推算认知效果时，遵循的是最少努力的省力原则；b.一旦找到所期待的关联性，理解过程就停止。
三、认知语境对日常话语交际的语用制约
语言具有一定的灵活性、复杂性，因此话语意义在一定情况下会发生变化，那么在交际中，听话者应该如何进行推理获取交际者的话语意图就依靠语境来判断。正是由于不同的交际活动依赖于不同的语境，因此语境对话语交际起到一定的制约作用。在不同的语言交际活动中，同样的语言单项从现象上所反映的语义差异和同样语义在表述中的语义差异，都是由语境差别所决定的。
（一）从说话者的角度分析认知语境
明示信息分为两部分，一是话语的字面意思，另一部分则为话语的暗含信息，说话者在表述时具有复杂的心理活动，重要的一点是他需要考虑听话者的认知语境。为了成功实现交际意图，说话者要分析需要给予听话者什么样的语境信息。比如：
A：奶奶，不跟你聊了，我去淘宝看看衣服！
B：淘宝在哪？远吗？
此交际就是不成功的，由于奶奶并不知道淘宝是一种购物软件，所以才会做出这样的回答。由于说话者不清楚听话者的认知能力，造成交际无法继续，这就是认知语境对于话语的制约功能，所以对成功的交际而言，说话者对听话者的认知语境判断十分重要。认知语境是动态的，因此说话者可以尽量让双方的认知趋于一致，比如，A在奶奶回答之前就解释一下淘宝就是在网上买东西，这样交际就会顺利进行。除了说话者对于听话者的语境判断外，说话者本身的认知语境也对话语交际产生一定的制约作用，因为说话者的认知语境影响着他对话语的组织和表达，不合逻辑的组织，不明确的表达当然影响交际的进行。同时，在表达形式上，认知语境同样对话语具有制约功能，说话者在说话前需要考虑自己与听话者的熟悉程度，社会地位关系等等因素。比如：
A：您好，打扰一下，请问附近哪里有电影院？
B：您知道附近哪里有电影院吗？
C：电影院在哪？
这三句话都是向别人询问电影院的地点，但是采取的语言形式却不同。A比较适合对陌生人讲，而B则通常是向上司询问，C则为一般朋友，同学或者家人。因此，说话者必须根据具体的语境选择恰当的语言。
（二）从听话者的角度分析认知语境
语言交际就是一个明示一推理过程，除了说话者的明示，听话者的推理也极为重要。在推理过程中更多的是依赖听话者的语境假设，话语理解实际就是听话者根据新信息改变语境假设的过程，并且听话者为了达到说话者预期的交际意图就需要选择最佳关联的认知语境，这就体现了认知语境对交际的制约。比如：
A：晚上去看电影啊？
B：我明天有考试。
在这一对话中，B并没有直接回答A明天是否想去看电影，表面上看属于答非所问，但实际上A对B的回答进行一定推理便可知道答案。A需要扩大自己的语境假设，B明天有考试，有考试今晚就需要复习，需要复习就没时间看电影了，所以B今晚不会去。这是和B回答最关联的语境假设，以便以最少的努力获得最大的语境效果。另外，同一话语在不同的语境中也可能具有不同的意义。比如：It's cold.
A：当有人要外出的时候家人说出这句话，那么意思就是提醒听话者多穿一些衣服。B：当有人进屋忘记关门时听到这句话，听话者就应该理解为他需要把门关上。
C：当一人邀请另一人逛街的时候听到这种回答，那么听话者就需理解为这是一种拒绝。
人工智能与教育范文6
教室是孩子学习的主要场所，也是师生情感交流的心灵家园，一个集教育性、美观性为一体的教室环境，能为学生提供一个学习、生活和交往的良好场所，也能促进班级文化的有效形成。因此，班主任要精心布置教室环境，以教室环境为载体，充分发挥其“润物细无声”的育人功能。
（1）师生共同布置教室，既彰显主题思想又充分表达学生的心声。学生是班级的主人，教室的布置应听取他们的意见，让他们参与到其中来。学生是教室布置的主要执行者，教师参与其中并从旁指导，扮演着辅导者的身份。在布置的过程中，师生共同决定布置的形势与内容后，可以以分组的方式让班上的所有同学参与布置。在布置完成后，更可以集合学生召开欣赏会，让学生发表意见、相互交流。这样做既可以培养学生的动手能力，也能增强班级的凝聚力，更可以让学生知道教室布置的不易，让每位学生为美化自己的教室出一份力，让教室表达学生的心声，成为学生真正温馨的家园。同时，通过教师与学生的共同参与，不但能减少师生问的嫌隙，而且能融洽学生问的气氛，更能提升班级的向心力，激发学生的学习热情。
（2）教室的布置要体现“小组合作”的班级文化气息。“让墙壁说话”，把教室的每一面墙都变成营造“小组合作”文化氛围的阵地，使学生时时感受着“小组合作”的目标、职责、规范等，引领学生利用此种方式去管理自己、发展自己、展示自己；还可以在墙壁上张贴少量的名人名言、书法绘画，用艺术气息熏陶学生高尚的情操：同时还可以张贴学生自己制作的优秀的手工、摄影、书法作品，来展示学生的创造才能，展现学生的精神风貌……浓郁的文化氛围，优雅的读书环境，让学生在潜移默化中受到熏陶，激励学生的学习兴趣，陶冶学生的性情，培养学生的优良个性品质。
（3）教室的布置要营造一种感恩的心情和绿色的氛围。班级黑板报要设计一个“感恩，从我做起”的固定版面，展出学生感恩父母、感恩同学、感恩老师的习作、话语、行动记录，利用“班班通”设备，每间隔一段时间播放《感恩的心》，搜集有关“感恩”的刊物放在“班级图书角”让学生自觉阅读等。让学生每天都怀着一颗感恩的心去承接生活中的一切，让学生在感恩的心情中，变得宽容、乐观、积极、向上。
建立教室“绿色植物角”，把绿色和美感带入教室，使学生尊重自然、爱惜生活空间，从而激发学生好学之心。比如，在教室一角放置几盆常绿植物盆景，让教室生意盎然，有利于学生专注地学习，提高学生学习的情绪，而且多看绿色植物对于学生的眼睛是有益处的，教室的绿化可以让长时间读书的学生们在休息的时间让眼睛得到舒缓，达到保健的效果。
