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第1篇

[關(guān)鍵詞]人工智能；中學(xué)輔助教育；教育資源

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197

1 中學(xué)教育現(xiàn)狀

教育乃立國之本，而中學(xué)教育乃是重中之重。一方面，中學(xué)生處于青春的成長期，各項綜合素質(zhì)逐漸完善中，中學(xué)教育意義和責(zé)任重大；另一方面，中學(xué)教育仍然是應(yīng)試教育為主，仍然需要面對千軍萬馬過獨(dú)木橋的“中考”“高考”，中學(xué)教育很大程度左右了學(xué)生的未來。

目前的中學(xué)教育資源，分為公共教育資源――公辦/民辦學(xué)校教育，和社會教育資源――私人家教、補(bǔ)習(xí)班等，有如下兩個特點(diǎn)。

1.1 學(xué)生得到的公共教育資源不足

學(xué)校班級結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是：一名班主任教師，多名科任教師。在大多數(shù)學(xué)校中，無論是班主任教師，還是科任教師，均會承擔(dān)其他班級的教學(xué)任務(wù)。可以看出，教師資源是非常有限的，加上“中考”“高考”的上線壓力，教師往往會將有限的精力分散關(guān)注在所有的學(xué)生上，每個學(xué)生得到的公共教育資源并不多。

1.2 學(xué)生獲取的社會教育資源不公

學(xué)生若在學(xué)校無法獲取更多的教育資源，將不得不轉(zhuǎn)向社會教育資源去求助。據(jù)統(tǒng)計，學(xué)生參與社會教育資源的成本在200元/小時，學(xué)習(xí)費(fèi)用成本過高，進(jìn)一步造成普通學(xué)生的社會教育資源也無法獲取。

本文要探討的，正是通過人工智能這一現(xiàn)代信息化技術(shù)，構(gòu)建智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，使中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。

2 智能輔助學(xué)習(xí)

2.1 人工智能簡介

人工智能（Artificial Intelligence）是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，是一門研究運(yùn)用計算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科，能夠?qū)θ说囊庾R、思維等信息過程進(jìn)行模擬。隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來大數(shù)據(jù)技術(shù)的成功應(yīng)用，人工智能在越來越多的行業(yè)展現(xiàn)出蓬勃的沖擊力。以谷歌圍棋機(jī)器人“阿爾法”、微軟助理機(jī)器人“小娜”等為代表的虛擬智能機(jī)器人，能像人那樣思考，也具備超過常人的智能。

在國內(nèi)，人工智能在教育領(lǐng)域的理論研究和教學(xué)實(shí)踐表現(xiàn)得越來越活躍，盡管人工智能并不是為教育專門研發(fā)的，但是人工智能的不斷發(fā)展，使得其在教育中的應(yīng)用也越來越廣泛，教育的智能化一直是教育界和教育技術(shù)領(lǐng)域的理想和目標(biāo)。

2.2 智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)

智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其表現(xiàn)形式是能夠為每個學(xué)生，配備一個虛擬教師。學(xué)生能夠通過電子設(shè)備（如手機(jī)、計算機(jī)），與虛擬教師進(jìn)行交流對話，咨詢虛擬教師各學(xué)科的問題，并得到有效的學(xué)習(xí)輔助。

該智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具備以下幾個特征。

2.2.1 虛擬教師跨學(xué)科能力

與傳統(tǒng)的教師專一某一學(xué)科不同，虛擬教師并沒有學(xué)科邊界劃分。只要學(xué)習(xí)系統(tǒng)研發(fā)出某一學(xué)科的學(xué)習(xí)算法，該虛擬教師就能夠獲取該門學(xué)科的能力。

2.2.2 虛擬教師深度自學(xué)習(xí)

虛擬教師的“智能”來源于三方面。一是學(xué)生基本信息檔案，該檔案涵蓋了從小學(xué)教育開始的學(xué)科成績、綜合能力、愛好特長等，虛擬教師得到學(xué)生的人物畫像。二是虛擬教師對學(xué)生的自學(xué)習(xí)，每一次雙方的溝通交流，虛擬教師都能夠不斷更新發(fā)展學(xué)生的畫像。三是虛擬教師對學(xué)校課堂內(nèi)容的自學(xué)習(xí)，虛擬教師并不是獨(dú)立于學(xué)校教育存在的，而是作為學(xué)習(xí)教育資源的一個補(bǔ)充，虛擬教師能夠掌握課堂進(jìn)展、作業(yè)部署、考試動態(tài)等信息。

2.2.3 接近自然語義的溝通

學(xué)生與虛擬教師之間，可以通過自然語義的語音和文字進(jìn)行溝通，如 “今天數(shù)學(xué)作業(yè)第2題不會”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他計算輔助手段為補(bǔ)充，如上傳某道數(shù)學(xué)題圖片，虛擬教師通過圖形識別匹配，給出該題的解題思路和講解。

2.3 優(yōu)勢分析

智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，有三大核心優(yōu)勢。

一是“即學(xué)即問”，相比目前的學(xué)校教育和社會教育，學(xué)生在學(xué)習(xí)遇到困難時，只有有限的時間與教師交流，在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生將不受空間、時間限制，隨時隨地可以與虛擬教師互動，獲取充足的教育資源。

二是“定制教學(xué)”，相比目前的教育形式，課堂上教師與學(xué)生是一對多的關(guān)系，教師不可能專為某個學(xué)生定制教學(xué)方案，在智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)虛擬教師與學(xué)生是一對一的關(guān)系，虛擬教師能夠更了解學(xué)生，根據(jù)學(xué)生的具體情況制訂最佳學(xué)習(xí)方案。

三是“受眾廣闊”，相比目前的公共教育資源緊缺、社會教育資源費(fèi)用昂貴，智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)一旦推廣，受眾學(xué)生可無限增加，邊際效應(yīng)非常明顯。并且計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計特有的水平擴(kuò)展能力，能夠隨著學(xué)生人數(shù)的增加而增加，支撐廣大的學(xué)生輔助學(xué)習(xí)。

2.4 前景預(yù)測

筆者比較看好人工智能在中學(xué)輔助教育中的落地前景，除了前文所述的人工智能技術(shù)發(fā)展，為中學(xué)教育帶來的價值外，當(dāng)前國家政策和社會環(huán)境也非常有利。

第一，未來10年國家政府和教育部門會大幅增加在教育信息化產(chǎn)業(yè)上的投入，隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要（2010―2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011―2020年）》等相關(guān)規(guī)劃相繼出臺，各級地方政府和教育部門都非常重視教育信息化產(chǎn)業(yè)的投入，人工智能+云計算是重中之重，人工智能技術(shù)的興起必將教育信息化推向一個新的高度。

第二，教育信息化逐漸成為風(fēng)口，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究《中國在線教育市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計，2015年在線教育市場規(guī)模大約為479億美元，而這一數(shù)字在2020年預(yù)計將增長到504億美元。這個持續(xù)迅猛增長的市場正在吸引越來越多的創(chuàng)意和資本，教育領(lǐng)域中的人工智能也很快會成為熱點(diǎn)，涉足其中的高科技公司也會越來越多。

3 結(jié) 論

本文通過智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，探索了人工智能在中學(xué)輔助教育中的一個應(yīng)用。雖然沒有介紹具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)研發(fā)，但對現(xiàn)狀痛點(diǎn)、應(yīng)用前景做了綜合性分析概述，相信隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展、教育領(lǐng)域的融合開放，本文探索的這個應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)于市場，使廣大中學(xué)生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]何維貴.利用現(xiàn)代化教學(xué)手段打造高效課堂[J].廣西教育（中等教育），2013（6）.

[2]王斐.人工智能在中學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013（4）.

第2篇

關(guān)鍵詞：隱喻；認(rèn)知功能；外語教學(xué)

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代。亞氏把隱喻看做是一個概念對另一個概念的替換，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。卡梅倫(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，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。因為語言是一個復(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。

第3篇

關(guān)鍵詞：人工智能；教育；應(yīng)用；問題

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0159-02

人工智能是研究如何構(gòu)造智能機(jī)器（智能計算機(jī)）或智能系統(tǒng)，使其模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。隨著人工智能的理論與技術(shù)在社會各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其在教育領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也越來越受到重視，并取得了一定的研究成果。

一、人工智能教育應(yīng)用的主要形式

人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用的最直接結(jié)果就是誕生了智能教學(xué)系統(tǒng)。智能教學(xué)系統(tǒng)是以計算機(jī)輔助教學(xué)為基礎(chǔ)而興起的，它是以學(xué)生為中心，以計算機(jī)為媒介，利用計算機(jī)模擬教學(xué)專家的思維過程而形成的開放式人機(jī)交互系統(tǒng)。目前，智能教學(xué)系統(tǒng)已成為人工智能在教育中應(yīng)用的主要形式。智能教學(xué)系統(tǒng)主要是在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應(yīng)用了人工智能原理。由于它綜合了知識專家、教師與學(xué)生三者的活動，因此，與之相對應(yīng)的，智能教學(xué)系統(tǒng)一般分成知識庫、教學(xué)策略和學(xué)生模型三個基本模塊，再加上一個自然語言智能接口。智能教學(xué)系統(tǒng)的功能具體來說有以下幾條：了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知特點(diǎn)和當(dāng)前知識水平；能根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，并可對學(xué)生進(jìn)行有針對性的個別指導(dǎo)；允許學(xué)生用自然語言與“計算機(jī)導(dǎo)師”進(jìn)行人機(jī)對話。智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計不僅要有計算機(jī)科學(xué)的知識，還需要有教育科學(xué)的理論指導(dǎo)。

二、人工智能在教育中應(yīng)用的局限性分析

1.阻礙人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素。在人工智能的發(fā)展中，一直存在著對“計算機(jī)是否能代替人腦甚至超過人腦”的問題的討論，實(shí)際上，以電子計算機(jī)為主要工具模擬人的某些思維活動而產(chǎn)生的人工智能是有局限的。①計算機(jī)處理問題的根本原理。要計算機(jī)解決某種問題，有三個基本的前提：必須把問題形式化；問題還必須是可計算的，即要有一定的算法；問題必須有合理的復(fù)雜度，即要避免指數(shù)爆炸。由于人的智能活動不能完全形式化，因此，機(jī)器就不能將人腦的智力活動全部復(fù)制出來。電子計算機(jī)最終只能把握0、1這兩個開關(guān)代碼，遇到不能形式化、不能找到算法或不能程序化的任務(wù)，計算機(jī)則難以執(zhí)行。②人和機(jī)器之間的根本區(qū)別。智能模擬利用了人和機(jī)器的共性，即兩者都是一個信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，但兩者之間存在著不容忽視的本質(zhì)區(qū)別。智能模擬與天然智能屬于兩種不同的進(jìn)化系統(tǒng)，人類的智能是人類社會實(shí)踐的產(chǎn)物，機(jī)器的智能是機(jī)械制造的結(jié)果。大腦和電腦的組織結(jié)構(gòu)也不相同，兩者屬于兩種不同的運(yùn)動過程，前者是復(fù)雜的生理--心理過程，后者是機(jī)械--物理過程。智能模擬可以在局部上超過天然智能，但是，模擬的根本方法是功能模擬法，兩個系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和實(shí)際過程上是不一樣的。智能模擬不具有人的思維的社會性，不具有主觀世界。

2.人工智能在教育中應(yīng)用的局限。就目前人工智能的發(fā)展水平以及人工智能本身的特點(diǎn)而言，它在教育中的應(yīng)用也是有其局限性的。①與學(xué)生之間無法暢通交流。教育本質(zhì)上是一種“交互”活動，而智能教學(xué)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)最充分、最真實(shí)的交互。目前自然語言理解的研究成果非常有限，遠(yuǎn)不能達(dá)到人人交流的要求。此外，就態(tài)度、品德、情感等教育問題而言，機(jī)器只能通過學(xué)生輸入計算機(jī)的信息來判斷其掌握和內(nèi)化程度，而無法像人類教師通過自然狀態(tài)的交流和觀察來判斷學(xué)生的真實(shí)情況，因此，“機(jī)器智能”很容易被蒙蔽“雙眼”，無法做到像人與人之間那樣自然暢通的交流。②決策和推理機(jī)制不完善。智能教學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵智能所在是其決策和推理機(jī)制，即“教學(xué)策略”模塊根據(jù)不同學(xué)生的具體情況通過推理做出靈活決策，這種決策基于學(xué)生模塊提供的有關(guān)學(xué)生的知識水平、認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)風(fēng)格，而這些不能完全被形式化。同時，隨著教育理念的不斷更新以及教學(xué)模式和教學(xué)方法的不斷改進(jìn)，系統(tǒng)所應(yīng)用的教學(xué)策略模塊用于評估和判斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程的能力是有限的。③人工智能并非適合所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類，學(xué)習(xí)分為言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動作技能和態(tài)度五類。言語信息分為符號學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識學(xué)習(xí)，這些屬于可形式化內(nèi)容，適用于智能教學(xué)系統(tǒng)；智慧技能分為辨別、具體概念、定義性概念、規(guī)則和高級規(guī)則，其中前四項屬于可形式化內(nèi)容，適用于智能教學(xué)系統(tǒng)，而高級規(guī)則屬于復(fù)雜――形式化內(nèi)容，部分內(nèi)容不適用于智能教學(xué)系統(tǒng)；動作技能和態(tài)度領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，在其認(rèn)知成分中可以使用智能教學(xué)系統(tǒng)，但情感和行為成分等非形式化內(nèi)容，則難以用智能教學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。因此，并不是所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域都適用于智能教學(xué)系統(tǒng)。智能教學(xué)系統(tǒng)在教育中應(yīng)用的重點(diǎn)應(yīng)放在認(rèn)知領(lǐng)域中的符號學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識學(xué)習(xí)、辨別、具體概念、定義性概念以及規(guī)則這些學(xué)習(xí)內(nèi)容上。

三、人工智能教育應(yīng)用的發(fā)展方向

近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及現(xiàn)代教育教學(xué)理論的發(fā)展，人工智能在教育中應(yīng)用的發(fā)展呈現(xiàn)出以下幾個趨勢。

1.開始突破單一的個別化教學(xué)模式。長期以來，計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和智能教學(xué)系統(tǒng)都是強(qiáng)調(diào)個別化教學(xué)模式，這種模式在發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和進(jìn)行因人而異的指導(dǎo)等方面確實(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著認(rèn)知學(xué)習(xí)理論研究的進(jìn)展，人們發(fā)現(xiàn)在計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和智能教學(xué)系統(tǒng)中只強(qiáng)調(diào)個別化是不夠的，在某些場合（例如問題求解）采用協(xié)作方式往往更能奏效。因此，近年來在智能教學(xué)系統(tǒng)中，協(xié)作型教學(xué)模式得到越來越多的重視和研究。

2.智能教學(xué)系統(tǒng)日益與超媒體技術(shù)相結(jié)合。超媒體系統(tǒng)具有良好的開發(fā)環(huán)境、靈活方便的用戶界面以及圖、文、聲并茂的特點(diǎn)，而且其信息的組織方式與人類認(rèn)知的聯(lián)想記憶習(xí)慣相符，已成為目前一種最理想的信息載體和最有效的信息組織與信息管理技術(shù)，在許多領(lǐng)域尤其是教育領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。把超媒體技術(shù)引入智能教學(xué)系統(tǒng)，從而發(fā)展成為智能超媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)，可以大大改善計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而顯著提高教學(xué)效果。

3.智能教學(xué)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系日益密切。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和普及為遠(yuǎn)程教育和終身教育提供了一個良好的空間。當(dāng)前，智能教學(xué)與多媒體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為人工智能在教育中應(yīng)用的一個勢不可擋的發(fā)展趨勢。

4.傳統(tǒng)人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊決策機(jī)制相結(jié)合。傳統(tǒng)人工智能從宏觀角度開展認(rèn)知模擬，可以部分地模擬人類的邏輯思維過程，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊決策機(jī)制從微觀方面進(jìn)行認(rèn)知模擬，著力實(shí)現(xiàn)模仿人類右腦的模糊處理功能和整個大腦的并行化處理功能。今后將探索一種新的智能處理模型：把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊決策機(jī)制和符號專家系統(tǒng)的推理能力結(jié)合起來，利用多重知識源、多種模型進(jìn)行復(fù)合協(xié)同處理。如果上述技術(shù)能夠成熟運(yùn)用，那將對人工智能的發(fā)展及其在教育中的應(yīng)用起到?jīng)Q定性的作用。

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第4篇

2016年1月，美國佐治亞理工學(xué)院計算機(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)隊合作等。③交互數(shù)據(jù)分析：對個人學(xué)習(xí)、社會環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境、個人興趣等大量數(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。“智能導(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)的一項試驗發(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)分析和個性化指導(dǎo)經(jīng)驗，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)教師大量的時間，而這些時間本可以更多地用于與學(xué)生互動、教學(xué)設(shè)計和專業(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)生提供個性化學(xué)習(xí)支撐。據(jù)2011年VanLehn的一項研究發(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)生出錯的具體步驟上給予實(shí)時干預(yù)，而不是就整個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)和支持個體學(xué)習(xí)者。這將是人工智能在教育中更高層次的個性化學(xué)習(xí)應(yīng)用。例如，比爾·蓋茨看好的人工智能聊天機(jī)器人或個人虛擬導(dǎo)師，能在學(xué)生面臨挑戰(zhàn)時提供強(qiáng)有力的支持，隨時隨地回答學(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年地平線報告高等教育版把情感計算列為教育技術(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，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)生營造一個更真實(shí)的個性化學(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)驗的面部表情，以優(yōu)化遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗室的教學(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)驗室在Topcliffe小學(xué)開展試驗，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)提交了錯誤的答案時，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。

第5篇

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)科學(xué)滲透生活的各個領(lǐng)域，改變了人們的生活方式和學(xué)習(xí)方式。其中，人工智能作為計算機(jī)科學(xué)中迅猛發(fā)展的一部分，正在以其獨(dú)特的魅力走進(jìn)人們的視野。“人工智能”（Artificial Intelligence），顧名思義，即通過應(yīng)用計算機(jī)來模擬人腦的信息接收、思考、判斷以及決策等思維行為過程，進(jìn)而擴(kuò)展人腦的思維和行動，幫助人們高效智能化地解決特定問題。近年，人工智能在教育領(lǐng)域中發(fā)揮的作用越來越顯著[1]，其與眾不同的特點(diǎn)決定了其在教育培訓(xùn)中的地位，將人工智能應(yīng)用在農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)中的可行性也成為教育界熱議的新話題。

1我國農(nóng)業(yè)發(fā)展背景和農(nóng)業(yè)培訓(xùn)必要性分析

11我國農(nóng)業(yè)發(fā)展背景

我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的影響，一方面是由于我國人口基數(shù)大；另一方面是由于我國進(jìn)出口貿(mào)易主要依靠農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)發(fā)展成為影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的因素之一。但由于各方面原因，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展還比較落后，尤其與發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)相比，依舊有較大差距。

12開展農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的必要性

反思其他發(fā)達(dá)國家在?r業(yè)發(fā)展上實(shí)施過的舉措，包括重視農(nóng)業(yè)教育、科研和技術(shù)推廣，注意提高勞動者素質(zhì)；推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械和高技術(shù)，重視農(nóng)場管理；經(jīng)營集約化、產(chǎn)業(yè)化；生產(chǎn)專業(yè)化；服務(wù)社會化；市場機(jī)制與政府扶持相結(jié)合；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，可以看出，我國在農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)、素質(zhì)教育、技術(shù)推廣方面與發(fā)達(dá)國家差距明顯。為發(fā)展我國農(nóng)業(yè)，培養(yǎng)一批高素質(zhì)、懂技術(shù)、會經(jīng)營的農(nóng)民以及一批愿意為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出自己貢獻(xiàn)的高學(xué)歷人才成為關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開農(nóng)民的發(fā)展和進(jìn)步，也離不開受過高等教育的精英人才的共同努力，而開展農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)，則是為他們的發(fā)展奠定了一條夯實(shí)的道路。

2人工智能在教育中的應(yīng)用與發(fā)展

近年來，伴隨著人工智能在各行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，人工智能在教育領(lǐng)域中發(fā)揮的作用也越來越顯著。例如，智能化的作業(yè)批改可以大大減輕教育工作者的沉重負(fù)擔(dān)，在線學(xué)習(xí)等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式可以讓人們更靈活地接受教育。從人工智能誕生伊始，其就與教育產(chǎn)生了密不可分的聯(lián)系，延續(xù)發(fā)展至今，人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包含以下幾個方面。

21基于人工智能的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育是對傳統(tǒng)教育方式的一次革新，而人工智能對網(wǎng)絡(luò)教育的滲透，又將其推向了新的發(fā)展高度。[2]學(xué)生可以自主地登錄網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，根據(jù)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)制訂學(xué)習(xí)計劃，進(jìn)行在線測試。例如近年來大為流行的MOOC課程，學(xué)生可以便捷地通過網(wǎng)絡(luò)獲取全球最高質(zhì)量的教學(xué)資源，并可以量身打造自己的學(xué)習(xí)計劃。

22基于人工智能的教師輔助系統(tǒng)

近十年來，智能傳感器、語音識別、圖像識別、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等方面的蓬勃發(fā)展令信息的采集及處理越來越準(zhǔn)確高效，這無疑使得人工智能與輔助教學(xué)系統(tǒng)的融合變得越來越深入。借助于語音識別、圖像識別等技術(shù)，學(xué)生可以將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題上傳至系統(tǒng)，借助于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對信息準(zhǔn)確的搜素和整合能力，實(shí)時地為學(xué)生提供答案或相關(guān)信息，答疑解惑。目前此類應(yīng)用軟件的應(yīng)用廣泛，例如小猿搜題、百度作業(yè)幫等。

23基于人工智能的教育數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

隨著信息化時代的到來，如何高效地搜集、分類和檢索碎片化的教育信息和教學(xué)資源，無疑是一項巨大的挑戰(zhàn)。為了更有效地分配和管理信息，在教育中引入智能化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)勢在必行。現(xiàn)如今數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)的研究成果不斷深入，依托知識庫系統(tǒng)對教育信息的整合與構(gòu)建，學(xué)生可以將已習(xí)得的零星的知識點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充，由點(diǎn)至面的不斷學(xué)習(xí)新知識；依托教育資源管理系統(tǒng)中來，教育管理工作者可以合理分配教學(xué)資源，讓人們從爆炸式的高密度信息中解放出來，真正做到物為己用，因材施教。

3人工智能與農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的結(jié)合

新時代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展翻開了新的篇章，如何加快社會主義農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，這為新時代的農(nóng)業(yè)知識教育提出了新的要求。另外，近年來勞動力轉(zhuǎn)型的趨勢日益顯著。隨著農(nóng)業(yè)勞動人口數(shù)量的減少，為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，需要有素質(zhì)、懂知識的農(nóng)民投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中來。因而，對于農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的革新作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重中之重，已被提上日程。

人工智能技術(shù)和教育領(lǐng)域融合的不斷完善成熟，基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)正如雨后春筍般涌現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)教育培訓(xùn)領(lǐng)域嶄露頭角。

31人工智能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的優(yōu)勢

從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀看，較之于發(fā)達(dá)國家，我國農(nóng)業(yè)從業(yè)者的基數(shù)巨大但是整體受教育程度偏低，農(nóng)業(yè)專業(yè)領(lǐng)域的知識匱乏，農(nóng)業(yè)知識教育的推廣不僅薄弱，而且效率低下。因此，伴隨著信息化時代“互聯(lián)網(wǎng)+”的新型教育模式對傳統(tǒng)教模式的強(qiáng)有力革新，基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)展示了其強(qiáng)大的威力和優(yōu)勢，具體可以總結(jié)為如下兩個方面。

311個性化教育針對性強(qiáng)

相比于課堂教學(xué)的傳統(tǒng)模式，基于人工智能的網(wǎng)上在線教育模式能夠為學(xué)生個性化地制訂學(xué)習(xí)計劃，靈活安排學(xué)習(xí)時間。這有力地解決了學(xué)生參加農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的時間成本問題，農(nóng)業(yè)從業(yè)者可利用閑暇時間自主安排學(xué)習(xí)。另外，針對于培訓(xùn)者的當(dāng)前知識水平和培訓(xùn)需求，培訓(xùn)平臺可以個性化地安排教學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識和操作技能。

312教育資源利用率高

我國當(dāng)前的農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)，教育教師需求數(shù)量和實(shí)際在崗教師資源極不匹配，具備豐富農(nóng)業(yè)專業(yè)知識和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗的教師數(shù)量缺乏，這是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)推廣速度緩慢的重要原因。而人工智能為這一問題的解決帶來了福音，智能化的教學(xué)進(jìn)程得以讓教師從繁重的教學(xué)負(fù)擔(dān)中解放。同時，基于網(wǎng)絡(luò)的課程資源共享可以讓先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)走進(jìn)千家萬戶，讓學(xué)生與優(yōu)秀農(nóng)業(yè)知識的距離不再遙遠(yuǎn)。

4平臺開發(fā)的系統(tǒng)架構(gòu)

基于人工智能技術(shù)，一個合理的農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)平臺能夠像一個優(yōu)秀的教師那樣具備完備的農(nóng)業(yè)專業(yè)知識和優(yōu)良的教學(xué)技能知識，并且能夠模擬及擴(kuò)充教師的教學(xué)過程。除此之外，該培訓(xùn)平臺還能夠準(zhǔn)確實(shí)時地與學(xué)生進(jìn)行信息交互，有針對性地開展個性化教學(xué)，并可以自適應(yīng)地完成教學(xué)效力評估和反饋，不斷更新和完善教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。基于以上分析，該開發(fā)平臺的系統(tǒng)架構(gòu)分為學(xué)生模型、教師模型、綜合數(shù)據(jù)庫模型和人機(jī)交互接口四個組成部分，結(jié)合下圖對每一部分分別進(jìn)行詳細(xì)闡述。

41學(xué)生模型

學(xué)生模型應(yīng)針對不同的學(xué)生，準(zhǔn)確地評估學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)水平，對學(xué)生的學(xué)習(xí)背景、知識水平、知識架構(gòu)進(jìn)行診斷和評定，以便有針對性地制訂教學(xué)方案，進(jìn)而實(shí)施個性化教育。

另外，學(xué)生模型需要對學(xué)習(xí)過程中的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行記錄入庫，對教育效果進(jìn)行評定，從而診斷出當(dāng)前教學(xué)計劃是否合適，以便下述教師模型中對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略的靈活調(diào)整。

42教師模型

教師是教學(xué)工作開展過程中的主體，一個合理的教師模型應(yīng)該包括如下三個部分。

教師模型首先完成教學(xué)內(nèi)容的選擇，這要根據(jù)學(xué)生模型中對學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)水平的評定，并且針對學(xué)生既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并從下述知識庫中調(diào)取對應(yīng)的內(nèi)容，為教學(xué)的開展做好準(zhǔn)備。

在確定了教什么的問題之后，教室模型要確定如何教的問題，即選取合理的教學(xué)策略開展教學(xué)。教學(xué)方式的選擇依附于學(xué)生模型，而又能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況記錄進(jìn)行反饋動態(tài)，不斷完善和調(diào)整教學(xué)策略。

另外，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師傳授知識，并能為學(xué)生答疑解惑。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題和疑惑時，教師模型應(yīng)該實(shí)時地提供信息支持，為學(xué)生提供針對性的幫助。因而教師模型要實(shí)現(xiàn)與人機(jī)交互接口的實(shí)時連接，在問題到來時控制模塊驅(qū)動應(yīng)答部分為學(xué)生答疑解惑。

43綜合數(shù)據(jù)庫模型

綜合數(shù)據(jù)庫模塊為農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫支持，主要包括以下三個模塊。

知識庫模塊中分類別地存放著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識，包括文本、圖像、自然語言、多媒體等多個類型的學(xué)習(xí)知識。一旦教師模型中完成了教學(xué)內(nèi)容的選擇，便由此模塊中調(diào)取相對應(yīng)的文件開展教學(xué)。

專家評估模塊用于處理教學(xué)過程中的教學(xué)效果評價和經(jīng)驗總結(jié)，為教師模型中的各個環(huán)節(jié)的反饋和更新迭代提供數(shù)據(jù)支持。在一個完善的教學(xué)過程，教師需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行總結(jié)和反饋，以此指導(dǎo)下一步的教學(xué)內(nèi)容和策略的更新。

為了對學(xué)生階段性學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行評估，還需要引入測試考核模塊對學(xué)生的成績進(jìn)行量化考核。測試考核模塊中包含學(xué)生答題庫和成績測評庫，準(zhǔn)確檢測出開展農(nóng)業(yè)知識培?的作用與效果。

44人機(jī)交互接口

基于人工智能的農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)的過程是學(xué)生和系統(tǒng)進(jìn)行交流的過程，所以一個友好的人機(jī)接口是系統(tǒng)必不可少的組成部分。在這一模塊中，友好的圖形用戶界面的設(shè)計能夠幫助學(xué)生流暢地接收信息，提高學(xué)習(xí)效率。同時，借助于人工智能中對語音和圖像信號的先進(jìn)識別技術(shù)，人機(jī)交互接口可以智能化地接收分析和理解學(xué)生的自然語言信息和動作信息，進(jìn)而為系統(tǒng)提供寶貴的輸入信息。

第6篇

【關(guān)鍵詞】人工智能；計算機(jī)；輔助教學(xué)；應(yīng)用

計算機(jī)輔助教學(xué)是一種新興的教學(xué)手段，幫助課堂進(jìn)入到一種更加智能化和現(xiàn)代化的環(huán)境與條件中，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法與多媒體和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，為學(xué)生營造更好更有趣的教學(xué)氛圍。但是由于技術(shù)的不成熟以及經(jīng)驗的不充分，導(dǎo)致其依舊存在問題和不足。

1計算機(jī)輔助教學(xué)開展現(xiàn)狀和發(fā)展困境

1.1缺少開放包容的特性

近年來，計算機(jī)輔助教學(xué)的開發(fā)和應(yīng)用已取得了一些較好的成績，但由于我國計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)革新起步較晚，對于計算機(jī)教學(xué)的發(fā)展與改革依舊存在較多的不足和缺陷。首先是在開放包容性上的缺失。這一缺失的原因主要來自于兩個方面，第一個方面是思想上的落后和閉塞，人們對于計算機(jī)輔助教學(xué)的態(tài)度依舊存在負(fù)面和抵觸的情緒，這是由于害怕計算機(jī)的加入讓課堂和教學(xué)秩序失控，所以并沒有充分開發(fā)和展現(xiàn)出計算機(jī)在教學(xué)中的優(yōu)勢。第二個方面是技術(shù)層面上的限制，我國對于計算機(jī)輔助教學(xué)的課件和軟件技術(shù)都只是按照一種最傳統(tǒng)和安全的方式進(jìn)行，缺少探索和冒險的精神、開放和包容的態(tài)度[1]。

1.2缺少人機(jī)交互的能力

計算機(jī)輔助教學(xué)過程中，計算機(jī)不僅僅是一個信息的載體，更應(yīng)該將其當(dāng)作課堂的一份子，能夠充分參與到整個課堂的活動和教學(xué)工作中。但是大多數(shù)的智慧課堂在使用計算機(jī)時，僅僅利用其多媒體的播放功能，教學(xué)的主體和主要角色依舊是教師，只是把課本和板書照搬到了多媒體課件中。教學(xué)的內(nèi)容仍然是枯燥和單一的，學(xué)生依舊帶有一種被強(qiáng)迫的學(xué)習(xí)心理。這種教學(xué)缺乏人機(jī)之間的交互，機(jī)器不能自主獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)和對知識的掌握情況，學(xué)生也無法通過計算機(jī)主動地得到反饋和解答，讓人機(jī)之間僅僅是流程化的配合和交流。在這種刻板的學(xué)習(xí)模式下，甚至?xí)屢徊糠謱W(xué)生喪失學(xué)習(xí)的樂趣和興趣。

1.3缺少課程教學(xué)的特點(diǎn)

不同的課程有著不同的教學(xué)重點(diǎn)和偏向，這就對教師的教學(xué)工作提出了更高的要求，計算機(jī)的加入，本來應(yīng)該能夠為教師提供一個新的教學(xué)方向和思路，但是由于計算機(jī)的便捷性導(dǎo)致一部分教師產(chǎn)生偷懶和敷衍的教學(xué)心態(tài)，在教學(xué)過程中全程使用多媒體播放課件，喪失了課程自身的特性和特質(zhì)。尤其是一些對實(shí)踐能力要求較高的課程，教師過度使用計算機(jī)只會導(dǎo)致教學(xué)趣味性的流失。

1.4缺少師生互動的樂趣

教師作為課堂教學(xué)的主要角色，不僅僅是要把知識以一種通俗外化的形式傳遞給學(xué)生，更是應(yīng)該做學(xué)生心理特征的發(fā)掘者、學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的糾正者和幫助者。教師的鼓勵和贊許都會對學(xué)生起到重要作用。但是計算機(jī)輔助教學(xué)之后，教師將更多的精力放到了如何制作精美的教學(xué)課件上，而忽略了與學(xué)生之間最直接的感情和語言交流，喪失師生互動的樂趣。

1.5缺少有序的教學(xué)策略

教學(xué)策略是保證一節(jié)課是否能夠有序開展和進(jìn)行的重要條件與因素。但是計算機(jī)參與和設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)，只是一個程式化的展示，在課堂上會遇到多種多變的教學(xué)情況，一旦在某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就有可能導(dǎo)致計算機(jī)設(shè)計的教學(xué)步驟全部打亂，陷入一種無序的狀態(tài)中[2]。1.6缺少靈活的智能性能計算機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用在我國已經(jīng)逐漸形成了一套完善和成熟的體系，但是計算機(jī)在教學(xué)中的應(yīng)用與引進(jìn)時間并不長，導(dǎo)致當(dāng)前多數(shù)計算機(jī)輔助下的課堂并不具備充分的靈活和智能性，大部分的教學(xué)工作和考核評價工作依舊是由教師人工完成，對于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)掌握也有所偏差。

2人工智能在計算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用

2.1建立知識庫

人工智能在計算機(jī)輔助教學(xué)中應(yīng)用的主要原則，就是將深度學(xué)習(xí)與認(rèn)知學(xué)的理論知識作為整個程序模塊設(shè)計開發(fā)的基礎(chǔ)，通過建立一個知識庫，將收集到的知識案例進(jìn)行分類，訓(xùn)練機(jī)器進(jìn)行自動識別，從而提取和分析出不同學(xué)生在不同的知識中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)能力與掌握熟練程度，進(jìn)而可以有針對性和有選擇性地進(jìn)行復(fù)習(xí)與鞏固，達(dá)到機(jī)器代替部分人工教學(xué)、緩解教師壓力的目的。第一步就需要進(jìn)行知識庫的建立，主要包括了專家決策的核心系統(tǒng)對所輸入的知識進(jìn)行判斷與篩選調(diào)取。同時知識庫還可以實(shí)現(xiàn)共享的功能，對知識進(jìn)行簡化與提煉，做到精益求精。知識庫的搭建應(yīng)該要盡量簡單和易修改[3]。

2.2打造專家模塊

在建立了知識庫之后，就需要圍繞人工智能教學(xué)的主要目的進(jìn)行專家模塊的打造，專家模塊存在的意義在于能夠?qū)⑵浔扔鳛檎麄€學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的推理機(jī)。在需要和使用的情況下，由專家模塊自動隨機(jī)地生成問題，并且可以通過知識庫的相關(guān)內(nèi)容調(diào)取形成答案并充分解釋。其次，專家模塊的另一個作用就在于能夠幫助評價和考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)一種更加公正透明的評價過程。在進(jìn)行專家模塊打造時，通常使用的是兩種方法，一種是固定算法，即根據(jù)題庫的問題模板，循規(guī)蹈矩、規(guī)規(guī)范范地進(jìn)行問題的設(shè)立和解答的編寫。而另一種就是啟發(fā)策略，這種專家模塊更多的是引導(dǎo)學(xué)生通過簡單和有限的提示信息，自己推理摸索找尋正確的答案和解決方案。除此之外，專家模塊還可以自動匹配，依據(jù)學(xué)生能力分配問題。

2.3建立學(xué)生模塊

與專家模塊相互配合相互輔助的就是學(xué)生模塊。學(xué)生模塊的本質(zhì)其實(shí)也屬于專家系統(tǒng)，模塊內(nèi)部所存儲和容納的是學(xué)生的不同學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為特征。這個模塊建立的目的主要是兩個，一個是為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可能出現(xiàn)的錯誤習(xí)慣和方法被快速識別，并且能夠通過機(jī)器語言進(jìn)行記憶與編譯，從而建立一個比較完整和全面的錯誤類型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而深層分析找到錯誤的原因。第二個目的就是為了幫助學(xué)生對錯誤學(xué)習(xí)行為和習(xí)慣進(jìn)行解釋，從更加深層次的角度挖掘?qū)W生由于知識理論掌握不充分而導(dǎo)致錯誤的原因。學(xué)生模式的建立一般依靠的就是人工智能的自我學(xué)習(xí)和接受訓(xùn)練讓系統(tǒng)能夠建立起模型對學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣進(jìn)行模擬。這樣在上一步打造的專家模型就可以為學(xué)生模型提供一個對比的樣本，專家模型的兩種運(yùn)算和教學(xué)方式可以分別評估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)錯誤[4]。

2.4優(yōu)化教學(xué)模塊

教學(xué)模塊是人工智能在計算機(jī)輔助教學(xué)模式中必不可少的一個環(huán)節(jié)，教學(xué)模塊的內(nèi)容是基于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計和規(guī)劃之上的。在計算機(jī)與人進(jìn)行交互的過程中，教學(xué)策略主要是由教學(xué)的不同分支來體現(xiàn)，能夠達(dá)到較好的發(fā)散性和綜合性的效果。但是其不足的地方也比較明顯，那就是只能按照某一類型或者某一個的教學(xué)方法進(jìn)行，系統(tǒng)不能快速地根據(jù)不同內(nèi)容識別和選擇最適合最有效率的教學(xué)模式。具體的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)過程就是將專家模塊和學(xué)生模塊的內(nèi)容進(jìn)行連接和合并，將專家模塊生成的問題及答案與學(xué)生模塊中上傳和學(xué)習(xí)到的進(jìn)行對比，選擇覆蓋或者是分析提取，能夠比較客觀地發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的理解性偏差和實(shí)踐性錯誤。之后再將結(jié)果傳回到知識庫中，調(diào)用相關(guān)的知識內(nèi)容，形成一個完整的反饋鏈，幫助教師做出教學(xué)決策，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)規(guī)劃。但是這個模塊的設(shè)計也應(yīng)該充分考慮到諸多情況和因素，因此在條件判斷時應(yīng)加入更多的循環(huán)。

2.5開發(fā)智能接口模塊

人工智能在計算機(jī)輔助教學(xué)模式中的應(yīng)用和融合最后一步就是要開發(fā)出一個穩(wěn)定和高效能的智能接口模塊，主要作用是為了連接學(xué)生和計算機(jī)之間的信息交換和溝通，即進(jìn)行信息的輸入與傳出。在接收到學(xué)生傳遞的學(xué)習(xí)信號后，接口模塊要及時調(diào)動起教學(xué)模塊、專家模塊和學(xué)生模塊，把信息傳遞給不同模塊處理，之后再由教學(xué)模塊所作出的教學(xué)決策和結(jié)果論證信息輸出反饋給人，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器語言與人類語言之間的轉(zhuǎn)化。一個能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)并且具備較高實(shí)用性和參考性的教學(xué)系統(tǒng)，一定融匯了思想教學(xué)、策略和心理學(xué)等多方面的因素和知識內(nèi)容體系，所以智能接口模塊的設(shè)計與開發(fā)，一定要全面考慮這些成分，開發(fā)出更加靈活多變的接口模塊[5]。

3結(jié)語

人工智能在近年來獲得了快速的發(fā)展和進(jìn)步，成為我國當(dāng)前各個行業(yè)領(lǐng)域之內(nèi)炙手可熱的先進(jìn)技術(shù)。對于計算機(jī)輔助教學(xué)的開展和改革來說，人工智能的融入與應(yīng)用有著重要的價值與意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張鎰麟.關(guān)于計算機(jī)輔助教學(xué)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].當(dāng)代旅游,2019(1):239.

[2]劉蔭.人工智能在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與信息化,2019(2):20-21.

[3]孫玉梅,趙駿,王美春,等.基于人工智能技術(shù)的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程CAI軟件研制[J].教育教學(xué)論壇,2016(45):268-270.

[4]張園.人工智能技術(shù)在計算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].科技資訊,2007(34):108-109.

第7篇

關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;人工智能;游戲設(shè)計;游戲編程

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機(jī)科學(xué)的一個分支,是研究、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)[1]。人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域包括機(jī)器人、模式識別、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等[2],其最為廣泛的應(yīng)用之一就是游戲設(shè)計[3]。游戲設(shè)計雖然涉及多門學(xué)科,但其作為應(yīng)用并沒有形成一門單獨(dú)的理論[4-5]。由于游戲存在較大的市場以及其作為人工智能的一個重要應(yīng)用,國外已有多所大學(xué)開設(shè)了游戲設(shè)計課程。如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)于1999年設(shè)立了娛樂科技碩士學(xué)位,并開設(shè)了相關(guān)課程;南加州大學(xué)(The University of Southern California)設(shè)立了為期3年的互動媒體藝術(shù)(fine arts in interactive media)碩士學(xué)位課程,并于大學(xué)部設(shè)立電子游戲設(shè)計(video-game design)副修課程。該校也為美國軍隊創(chuàng)作訓(xùn)練士兵的電子游戲,透過戰(zhàn)斗情境模擬來進(jìn)行沙盤演練。麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)提供多種電子游戲設(shè)計相關(guān)課程,并研發(fā)將電玩游戲納入教室教學(xué)的方法。斯坦福大學(xué)(Stanford University)提供電子游戲設(shè)計史及包含最佳電子游戲競賽獎的計算機(jī)繪圖課程。華盛頓藝術(shù)學(xué)院(The Art Institute of Washington)為亞特蘭大藝術(shù)學(xué)院的分校,提供授予學(xué)士學(xué)位的視覺及游戲程序設(shè)計課程。在初期的藝術(shù)與設(shè)計重點(diǎn)培訓(xùn)后,學(xué)生將學(xué)習(xí)立體動畫相關(guān)技術(shù)。國內(nèi)也有多所高校開設(shè)了游戲設(shè)計的相關(guān)課程,如北京郵電大學(xué),首都師范大學(xué)等,為了適應(yīng)市場許多培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也開設(shè)了游戲設(shè)計課程,但培訓(xùn)機(jī)構(gòu)將課程的重點(diǎn)放在了實(shí)際的編輯代碼中而過少的關(guān)注理論。中南大學(xué)開設(shè)人工智能課程已有20多年的歷史,在教學(xué)實(shí)踐中,中南大學(xué)智能系統(tǒng)與智能軟件研究所的教師們在教學(xué)科研方面取得了許多令人振奮的成果。在良好的環(huán)境中,人工智能與游戲編程課程應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。

1教學(xué)目標(biāo)與要求

中南大學(xué)人工智能與游戲設(shè)計課程主要面向智能方向4年級學(xué)生,在4年級第一學(xué)期開設(shè)。學(xué)習(xí)該門課程之前需要具備人工智能以及計算機(jī)編程方面的課程知識,并且需要一定的計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)知識基礎(chǔ)。

此門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解游戲設(shè)計與虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念和術(shù)語及其基本設(shè)計方法,理解人工智能在游戲中的相關(guān)應(yīng)用,熟悉游戲設(shè)計中編程以及建模技術(shù),為學(xué)生將來利用人工智能技術(shù)以及游戲設(shè)計技術(shù)奠定必要的知識基礎(chǔ)。除此之外向?qū)W生介紹計算機(jī)游戲的基本原理和最新進(jìn)展,包括計算機(jī)游戲動畫的最新概況、游戲程序設(shè)計概覽、2D游戲的基本編程技術(shù)、3D游戲動畫的基本編程技術(shù)、3D游戲場景的組織與繪制、游戲中的高級圖形技術(shù)、游戲中的音頻編程、游戲中的人機(jī)界面技術(shù)、人工智能在游戲動畫中的應(yīng)用,紋理貼圖、基于圖像的繪制和加速算法等。

基于該教學(xué)目標(biāo),本課程有兩個重點(diǎn)內(nèi)容,其分別是人工智能技術(shù)如何在游戲設(shè)計中的應(yīng)用,以及游戲編程的相關(guān)技術(shù)。對于人工智能技術(shù)在游戲設(shè)計中的應(yīng)用這一內(nèi)容,主要采用理論結(jié)合實(shí)際的理念,將學(xué)生已具備的人工智能理論知識與游戲設(shè)計的具體應(yīng)用聯(lián)系起來,使學(xué)生一方面能體會人工智能的基礎(chǔ)理論,另一方面使學(xué)生能夠?qū)⑵渌鶎W(xué)用于實(shí)踐,避免理論與實(shí)踐脫節(jié)。游戲編程內(nèi)容主要從設(shè)計模式入手,然后依托多媒體平臺對學(xué)生進(jìn)行講授設(shè)計以及編程方面的相關(guān)知識。

圍繞這個教學(xué)目標(biāo),我們安排了28個學(xué)時的課堂教學(xué),4個學(xué)時的實(shí)驗,總共32個學(xué)時的課程。接下來針對課堂教學(xué)、實(shí)驗設(shè)計、考核方式這幾個方面分別展開討論。

2課堂教學(xué)設(shè)計

本課程采用培訓(xùn)學(xué)校模式與大學(xué)理論教育折中的方式進(jìn)行講授,本節(jié)將著重對28個學(xué)時的課堂教學(xué)內(nèi)容分別介紹。

1) 游戲程序設(shè)計概論與計算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)。

該部分內(nèi)容可以分為以下兩部分。

(1) 計算機(jī)游戲簡介與游戲設(shè)計概論(2課時)。

(2) 計算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)(2課時)。

概論部分主要介紹計算機(jī)游戲的基本概念、特點(diǎn)以及目前國際上該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況。圖形學(xué)部分主要是介紹計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)理論基礎(chǔ),目的是讓沒有學(xué)過計算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)生有一定了解,由于考慮到智能專業(yè)也開設(shè)計算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)選修課,因此,本部分內(nèi)容只是對之前學(xué)習(xí)的相關(guān)知識的復(fù)習(xí),目的是為后續(xù)的程序設(shè)計課程打好相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。

本次課程是正門課程的開篇之講,一方面,教師要開宗明義,讓學(xué)生明確何為計算機(jī)游戲,并對計算機(jī)游戲有大致的了解,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)起鋪墊作用;另一方面,為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,必須介紹計算機(jī)游戲的類型以及各種知識與其的關(guān)聯(lián)。

2) 游戲編程技術(shù)。

如上所述,游戲編程是本門課程的一個重點(diǎn)內(nèi)容,游戲編程可以分為如下幾個部分。

(1)Windows編程基礎(chǔ)(2課時)。

(2)DirectX編程基礎(chǔ)(2課時)。

(3)2D游戲的基本編程(2課時)。

(4)3D游戲場景的組織和繪制(2課時)。

(5)3D動畫的基本編程技術(shù)(2課時)。

(6)游戲中的人機(jī)界面技術(shù)(2課時)。

對于Windows編程基礎(chǔ),其主要內(nèi)容是Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展史、Win32程序的基本結(jié)構(gòu)、消息循環(huán)與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。

DirectX編程[8]基礎(chǔ)的主要內(nèi)容是DirectX開發(fā)包的歷史及其框架、介紹每一個組件的功能、DirectX開發(fā)包的安裝以及與IDE連接的配置。

2D游戲基本編程的主要內(nèi)容是游戲的基本流程和體系結(jié)構(gòu)、游戲開發(fā)的基本理念及方法、游戲引擎簡介、游戲的調(diào)試與測試。

3D游戲場景的組織與繪制的主要內(nèi)容是3D場景的組織與管理、游戲場景的幾何優(yōu)化、3D場景的快速可見性判斷與消隱、地形場景的繪制與漫游、3D游戲場景中的碰撞檢測。

3D動畫的基本編程技術(shù)的主要內(nèi)容是3D動畫技術(shù)概述、Direct3D開發(fā)包的使用、關(guān)鍵幀動畫技術(shù)、基于動作捕捉的動畫技術(shù)、腳本驅(qū)動的動畫技術(shù)。

游戲中的人機(jī)界面技術(shù)主要內(nèi)容是游戲的可玩性與人機(jī)界面、用戶界面設(shè)計基礎(chǔ)。

游戲程序設(shè)計部分內(nèi)容主要是讓學(xué)生了解和掌握面向Windows平臺的游戲編程的技能。現(xiàn)在絕大部分游戲和娛樂都是基于Windows平臺,因此掌握Windows平臺的設(shè)計模式與編程方法是必須的。又因為DirectX軟件開發(fā)包是微軟公司面向Windows平臺開發(fā)的一套專門應(yīng)用于游戲開發(fā)的API,因此了解其原理以及掌握其技術(shù)能夠提高學(xué)生的游戲開發(fā)能力。

3) 人工智能在游戲中的應(yīng)用。

如今的游戲應(yīng)用了大量的人工智能技術(shù),本門課程將從以下幾個方面介紹人工智能技術(shù)在游戲中的應(yīng)用。

(1)遺傳算法(6學(xué)時)。

(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(6學(xué)時)。

遺傳算法主要內(nèi)容是遺傳算法的概念及其相關(guān)研究、雜交操作、變異操作、適應(yīng)性函數(shù)選擇、遺傳算法優(yōu)化的算子、創(chuàng)建和處理矢量圖形。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述、適應(yīng)性函數(shù)、環(huán)境探測、有監(jiān)督的學(xué)習(xí)、演化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洹?/p>

該部分內(nèi)容主要是介紹如何將人工智能中的理論用計算機(jī)語言實(shí)現(xiàn),并介紹如何在游戲設(shè)計中應(yīng)用這些理論。這部分內(nèi)容是本門課程一個核心內(nèi)容,通過學(xué)習(xí)學(xué)生們能夠認(rèn)識到人工智能在游戲設(shè)計中的重要性,并提高應(yīng)用能力。

3實(shí)驗設(shè)計與課程設(shè)計

由于該門課程為選修課,因此課時較少,除課堂課時之外只剩下4個學(xué)時的實(shí)驗課時。我們針對這4個課時的實(shí)驗進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計,其主要內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發(fā)環(huán)境、安裝與配置DirectX 軟件開發(fā)包、使用有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計狀態(tài)驅(qū)動智能體,設(shè)計2D圖形驅(qū)動引擎。

雖然課時很短,但學(xué)生能夠?qū)嶋H動手操作,熟悉游戲編程的相關(guān)開發(fā)工具與開發(fā)包,另外,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高了,學(xué)習(xí)內(nèi)容從枯燥的抽象概念、理論變成實(shí)際的事例。此外,學(xué)生還可以在課下完成任務(wù),繼續(xù)鉆研新的理論應(yīng)用。

我們針對本門課程實(shí)驗課時少的缺點(diǎn),特別設(shè)定了一個課程設(shè)計環(huán)節(jié)。課程設(shè)計并不占用實(shí)驗課時,而是要求學(xué)生利用課外的時間,自由組合,以團(tuán)隊的模式完成相應(yīng)的設(shè)計要求。

課程設(shè)計主要內(nèi)容是要求學(xué)生完成一個項目設(shè)計,該項目設(shè)計主要是要求學(xué)生使用相關(guān)的集成開發(fā)環(huán)境和開發(fā)包,利用一個人工智能技術(shù)編寫出一個小的游戲軟件,并給出設(shè)計報告。考慮到學(xué)生的實(shí)際能力,開發(fā)與報告以小組的形式進(jìn)行設(shè)計開發(fā),設(shè)計團(tuán)隊由3～5人自由組合,具體分工必須在報告中體現(xiàn),報告要求不少于4000字,以軟件開發(fā)文檔的形式提交,報告中不僅有游戲軟件的需求分析文檔、設(shè)計文檔和測試文檔,還必須包括游戲的內(nèi)容設(shè)計,即游戲的情節(jié)創(chuàng)意或功能設(shè)計。設(shè)計題目以及游戲類型由學(xué)生自選,圖形界面可以是3D也可以是2D,開發(fā)包可以使用Direct3D也可是Windows自帶的GDI。

4考核方式及其安排

考核一個方面是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況,另一個方面是為了通過考核方式,提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力。基于這個原因,我們將整個考核分為3個模塊。

1) 期末考試(開卷),占總成績的50%。

2) 項目設(shè)計,占總成績的35%。

3) 實(shí)驗,占總成績的15%。

期末考試采用開卷形式,主要目的在于檢測學(xué)生通過課程學(xué)習(xí),對知識點(diǎn)的掌握程度,以及運(yùn)用知識點(diǎn)解決問題的能力。其占總成績比例的一半。雖然期末考試為開卷,但考核的知識點(diǎn)無法直接從教材中直接找到,需要學(xué)生實(shí)際運(yùn)用能力和解題手段才能完成答題。精心設(shè)計的開卷試題,可以使學(xué)生對虛擬現(xiàn)實(shí)知識體系進(jìn)行一個系統(tǒng)的回顧,同時,它也是對教學(xué)的補(bǔ)充。

課程設(shè)計需要學(xué)生有很強(qiáng)的自主性,認(rèn)真完成將使學(xué)生受益匪淺,敷衍了事不僅學(xué)生沒有得到鍛煉,教學(xué)目的也難以達(dá)成。課程設(shè)計以小組的形式有優(yōu)勢也有劣勢,好處在于學(xué)生可以根據(jù)自身能力對應(yīng)團(tuán)隊中的角色,例如,某同學(xué)編程能力強(qiáng),他可以作為程序設(shè)計與開發(fā)人員;另一同學(xué)數(shù)學(xué)好,或理論方面出色,他就可以擔(dān)任算法設(shè)計的工作;某些同學(xué)有創(chuàng)意,他則可以擔(dān)任游戲情節(jié)設(shè)計的工作,等等。這樣做分工明確,每個人都能夠根據(jù)自己的實(shí)際需求和情況得到鍛煉。劣勢在于,如果團(tuán)隊同學(xué)能力重點(diǎn)都一樣,就會出現(xiàn)分工不清,而最大的問題就是團(tuán)隊合作會導(dǎo)致某些同學(xué)出現(xiàn)依賴思想,最終導(dǎo)致整個團(tuán)隊只有一個人完成整個項目,甚至導(dǎo)致項目無法完成的情況。對此,我們應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)每一個學(xué)生都要積極主動參與到課程設(shè)計中來,發(fā)揮自己的主觀能動性,協(xié)作完成項目。

5結(jié)語

本文探討了人工智能與游戲設(shè)計教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)、課堂教學(xué)、實(shí)驗設(shè)計、考核方式,希望能夠給其他相關(guān)教學(xué)工作者以參考和啟發(fā),共同促進(jìn)其完善與提高。

由于人工智能與游戲設(shè)計這門課程是中南大學(xué)新開的一門課程,在許多方面存在考慮不周或欠缺的情況,需要向兄弟單位多學(xué)習(xí)并且多在教學(xué)實(shí)踐中摸索與提高。本門課程是以中南大學(xué)智能系統(tǒng)與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎(chǔ)與良好的實(shí)驗平臺,并能夠?qū)⑦@門課程融會貫通,使學(xué)生理解人工智能與游戲開發(fā)設(shè)計的基本理念,并培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用技能。

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Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses

LI Yi

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

第8篇

關(guān)鍵詞：航天類專業(yè) 人工智能 教學(xué)探索

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0155-02

面對航天科技迅猛發(fā)展，現(xiàn)代軍備技術(shù)快速提升，培養(yǎng)具有專業(yè)性的高素質(zhì)航天類人才，是我國航天科技發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，也是航天重點(diǎn)高校面向并有效服務(wù)航天事業(yè)的歷史責(zé)任。航天類本科生的教育形式也需要突破傳統(tǒng)的方式，著重多樣性、前沿性、工程性，因此，該專業(yè)的各門課程教育都應(yīng)該結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，探索新的教學(xué)模式。

人工智能自1956年誕生50多年以來，引起眾多科研機(jī)構(gòu)、政府和企業(yè)的空前關(guān)注，已成為一門具有日臻完善的理論基礎(chǔ)、日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣泛交叉的前沿學(xué)科。由于航天領(lǐng)域的特殊要求，人工智能在其發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用，各發(fā)達(dá)國家都相繼開展了人工智能與航天技術(shù)相結(jié)合的研究，致力于實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)的、具有容錯能力的、智能的飛行系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。因此，“人工智能”作為航天類專業(yè)的一門特色選修課，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)展開更具有實(shí)用性和創(chuàng)新性的教學(xué)。

1 人工智能課程特點(diǎn)

一方面，“人工智能”是一門多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科，它涉及計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等眾多領(lǐng)域，具有知識點(diǎn)多、涉及面廣、內(nèi)容抽象、不易理解、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得該課程的教學(xué)具有較大的靈活度和較高的難度。另一方面，“人工智能”是一門正在發(fā)展中的學(xué)科，具有較強(qiáng)的前沿性，計算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展不斷的提出了許多新的研究目標(biāo)和研究課題，使得人工智能的技術(shù)和算法也需要不斷更新，這在很大程度上增加了“人工智能”課程的教學(xué)難度。

2 航天類專業(yè)特點(diǎn)

首先，航天類專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性。在專業(yè)的教學(xué)改革中有統(tǒng)一的特點(diǎn)，即強(qiáng)調(diào)要體現(xiàn)航天工程技術(shù)的綜合性、系統(tǒng)性， 注重培養(yǎng)復(fù)合型人才。其次，航天類專業(yè)具有一定的前沿性。因為航天飛行器作為現(xiàn)代高科技和多種學(xué)科技術(shù)綜合應(yīng)用的結(jié)晶，應(yīng)及時把現(xiàn)代先進(jìn)科技融入到了專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)類的課程教學(xué)中， 專業(yè)知識更新快成為又一特點(diǎn)；另外，航天類專業(yè)應(yīng)注重實(shí)踐性教育。尊重個性和興趣，強(qiáng)調(diào)動手能力，實(shí)驗室對學(xué)生開放，要求學(xué)生自主地設(shè)計完成實(shí)驗，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生設(shè)計理念和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。最后，航天類專業(yè)應(yīng)重視產(chǎn)學(xué)合作。產(chǎn)學(xué)合作的目的在于推動學(xué)校與航天產(chǎn)業(yè)的持續(xù)全面合作，造就一支科學(xué)技術(shù)研究和工程實(shí)踐兼?zhèn)涞慕處熽犖椤?/p>

3 教學(xué)模式的探索

3.1 教材的選擇

人工智能作為一門新興的學(xué)科，其理論與方法都還在不斷的發(fā)展與完善中。就目前來看，關(guān)于人工智能的定義和范圍都沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的教材所介紹的內(nèi)容也不盡相同。在教材選用方面，需要綜合考慮專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生的知識背景。本課程主要針對航天類專業(yè)高年級本科生，該類學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)、計算機(jī)、信息論、通信理論等基礎(chǔ)知識，對航天應(yīng)用的基本需求有初步的了解，因此，“人工智能”課程難度應(yīng)該控制在中級，可以較深入的介紹人工智能的基礎(chǔ)算法和應(yīng)用案例。

中南大學(xué)蔡自興教授積累了多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗，借鑒了國內(nèi)外其他專家和作者的最新研究成果，吸取了國內(nèi)和國外人工智能領(lǐng)域?qū)W術(shù)書籍的長處，于1987年編寫了“人工智能及其應(yīng)用”一書，該書根據(jù)人工智能學(xué)科的新發(fā)展不斷修訂，推出四個版本。本課程采用“人工智能及其應(yīng)用（第4版）”，其中大部分內(nèi)容適合本科生學(xué)習(xí)。另外，本課程還給學(xué)生提供其他一些參考書目，如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence：A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等經(jīng)典教材。

3.2 課堂教學(xué)形式的探索

“人工智能”課程內(nèi)容較抽象，概念較為繁多，若采用單一的課堂講授的方式，學(xué)生容易概念混淆、理解不透，逐漸產(chǎn)生厭倦情緒，導(dǎo)致教學(xué)效果差。本文探索不同的課堂教學(xué)手段，根據(jù)不同內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段，有利于學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與吸收。另外，考慮到航天類的專業(yè)特點(diǎn)，突出課程內(nèi)容的工程應(yīng)用，增加研究性質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容與形式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

（1）課件采用圖文并茂的PPT。綜合利用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表示方法，在介紹原理和概念時采用精辟的文字，介紹算法流程時采用圖像，介紹算法應(yīng)用時采用視頻。在PPT中適當(dāng)利用不同的字體、顏色或動畫來突出重點(diǎn)，細(xì)化流程，引導(dǎo)學(xué)生的思路，便于集中注意力接受重點(diǎn)內(nèi)容。

（2）適當(dāng)增加課堂討論與練習(xí)。對于人工智能的一些基本問題，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)研和討論，來深化課程內(nèi)容的了解，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；對于重要的算法和理論，可以增加課堂練習(xí)，讓學(xué)生實(shí)際動手進(jìn)行公式的推導(dǎo)或演算，并在練習(xí)中分析學(xué)生對問題的理解程度，有針對性的增加講解或指導(dǎo)。

（3）適當(dāng)采用類比的講解方式。對人工智能的不同學(xué)派，不同方方法，以及方法的不同應(yīng)用，廣泛的采用類比的形式進(jìn)行講解，不僅可以復(fù)習(xí)已學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也利于對新內(nèi)容的理解。并且，通過對不同內(nèi)容的比較總結(jié)相似點(diǎn)、區(qū)分不同點(diǎn)，可以避免概念的混淆，清晰的掌握課程內(nèi)容。

（4）增加研究性教學(xué)。研究性教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過問題來進(jìn)行學(xué)習(xí)，有必要將實(shí)際應(yīng)用案例或者授課教師的科研項目融入日常的教學(xué)工作中去，用“啟發(fā)式”、“案例式”教學(xué)激發(fā)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”能力。

3.3 課程內(nèi)容的探索

一方面，鑒于本科生知識結(jié)構(gòu)還不夠完善，“人工智能”課程的內(nèi)容要控制在適應(yīng)本科生學(xué)科基礎(chǔ)的中等難度；另一方面，鑒于航天類專業(yè)的特點(diǎn)，課程內(nèi)容應(yīng)更注重與航天應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容，并且在課程中增加具體應(yīng)用的介紹。具體的課程內(nèi)容如表1所示。

3.4 考核形式的改革

“人工智能”課程注重學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的試卷形式不能全面的反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因此，應(yīng)采用課堂表現(xiàn)和課程報告相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合考核。

一方面，重視學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力，對學(xué)生課堂討論與練習(xí)的表現(xiàn)進(jìn)行考核評分，作為總成績的參考；另一方面，注重學(xué)生課題調(diào)研和實(shí)踐的能力，采取提交課程論文的形式進(jìn)行考核。正確引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)個人興趣、課程內(nèi)容、可行性、實(shí)踐難度進(jìn)行合理選題，并根據(jù)所選題目進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和總結(jié)，完成調(diào)研報告或算法實(shí)現(xiàn)報告。結(jié)合者兩個方面進(jìn)行最終成績的評定，綜合衡量學(xué)生問題分析能力、論文寫作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

4 結(jié)語

航天類專業(yè)的本科生教學(xué)需針對專業(yè)特點(diǎn)有的放矢，該專業(yè)的課程教育都應(yīng)該趨向于前沿性、專業(yè)性和實(shí)用性。本文的“人工智能”課程教學(xué)改革方案不僅考慮到該課程屬于前沿叉學(xué)科的特點(diǎn)，也綜合考慮了航天類專業(yè)的特點(diǎn)。為了使課程教學(xué)更好地服務(wù)于學(xué)生，本文提出的改革方案打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將課堂理論講解、課堂討論、課后調(diào)研、項目實(shí)踐等相結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)真正符合航天領(lǐng)域所需要的綜合型高級人才。

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第9篇

【關(guān)鍵詞】計算機(jī) 人工智能技術(shù) 系統(tǒng)

人工智能（Artificial Intelligence）是研究使計算機(jī)模擬人的學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等思維過程和智能行為的學(xué)科，用過對計算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理的研究，制造出類似于人腦智能的計算機(jī)，使計算機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，人們教育觀念正在悄然改變，新型的教育模式正在成形，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育迅速發(fā)展，然而由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育發(fā)展尚不成熟，實(shí)際應(yīng)用過程中存在諸多問題，而人工智能的引入，則使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育水平提升到一個全新的發(fā)展臺階，并展現(xiàn)了其廣闊的發(fā)展前景[1]。

一、人工智能技術(shù)概況

人工智能是通過研究人的智慧機(jī)理和思維過程，利用計算機(jī)體現(xiàn)和模擬人的智能行為。人工智能自其正式提出至今短短幾十年內(nèi)取得飛速的發(fā)展，已經(jīng)成為一種成熟的工具。由于人工智能的效用堪比人的智慧，在進(jìn)行信息分析處理時可以采取語音識別，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，所以其應(yīng)用范圍自其發(fā)展以來逐步向諸多領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)、機(jī)械等，而其研究課題也不斷深入，如專家系統(tǒng)、機(jī)器人、自然語言處理系統(tǒng)、博弈等。人工智能具有理解經(jīng)驗并從中學(xué)習(xí)、辨別模糊或互相矛盾的信息、快速而成功地對新環(huán)境做出反應(yīng)、在解決問題時使用推理進(jìn)行有效的推導(dǎo)、能處理復(fù)雜的情況、應(yīng)用知識控制環(huán)境等諸多能力。人工智能是一個知識信息系統(tǒng)，知識在人工智能中占據(jù)重要的地位，計算機(jī)的智能只有通過對知識的發(fā)現(xiàn)、儲存、學(xué)習(xí)、推理和決策才能展現(xiàn)出來。人工智能主要有以下優(yōu)勢：首先，由于知識儲存與計算機(jī)系統(tǒng)中，為人們知識傳播和復(fù)制帶來了極大的便利，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使知識的傳播和復(fù)制突破時間和空間的限制，為人們帶來無限的知識共享。其次，人工智能系統(tǒng)拓展了知識信息獲取渠道，同時在某些任務(wù)處理的質(zhì)量和速度上，人工智能展現(xiàn)的能力驚人的能力，遠(yuǎn)非人類所能及[2]。

二、人工智能技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

（一）智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)（IntelligentDecision Support System）是由決策支持系統(tǒng)與人工智能結(jié)合的產(chǎn)物，在網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。智能決策支持系統(tǒng)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用，則使得決策目標(biāo)和進(jìn)行問題的識別更加明確，幫助決策者建立起完善的決策模型，提供多種備選方案，同時對各種備選方案進(jìn)行選擇、優(yōu)化、比較、分析，從而使決策者的決策更加準(zhǔn)確、有效[3]。

（二）智能教學(xué)專家系統(tǒng)

智能教學(xué)專家系統(tǒng)ITES（Intelligent Teaching Expert System）是傳統(tǒng)CAI系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的主要方向，是一種開放式交互教學(xué)系統(tǒng)，通過智能教學(xué)專家系統(tǒng)利用計算機(jī)對專家教授教學(xué)思維的模擬，從而為教學(xué)提供一個良好的智能環(huán)境。一方面，學(xué)生可以通過智能專家系統(tǒng)獲取知識，另一方面，智能教學(xué)專家系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生的具體實(shí)際情況（包括知識儲備、能力、學(xué)習(xí)方式等）進(jìn)行知識傳授，從而使教學(xué)效果大大提升。在智能教學(xué)專家系統(tǒng)中，智能計算機(jī)輔助教學(xué)占據(jù)重要地位，具有以下智能：首先，自動生成各種問題和練習(xí)，并在教學(xué)內(nèi)容理解的基礎(chǔ)上，形成問題解決方案，同時還能自動生成和理解自然語言；其次，能根據(jù)學(xué)生的自身實(shí)際情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行合理調(diào)整，并對教學(xué)內(nèi)容具有解釋咨詢的能力；再次，能對學(xué)生的錯誤進(jìn)行判斷，評價學(xué)生學(xué)習(xí)行為，并幫助學(xué)生糾正錯誤，同時使自身教學(xué)策略得到完善。

（三）智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)

智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（Intelligent Induct-learning System）是現(xiàn)代繼續(xù)安吉網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育項目的保障。通過智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)，能為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并能快速地獲取其所需要的各種資源，從而使學(xué)習(xí)者獲得學(xué)習(xí)的全方位服務(wù)，進(jìn)而達(dá)到學(xué)習(xí)的成功。智能Agent技術(shù)的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)，可根據(jù)學(xué)生的具體情況制定符合學(xué)生實(shí)際的導(dǎo)學(xué)策略，并為學(xué)生提供個性化、針對性的服務(wù)。在這種導(dǎo)學(xué)策略下，系統(tǒng)不僅能自動生成各種問題和解決方案，并且能合理規(guī)劃、調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度，同時能針對信息反饋內(nèi)容及時修正導(dǎo)學(xué)策略，使導(dǎo)學(xué)策略更加合理科學(xué)[4]。除了上述3各種系統(tǒng)在計算教學(xué)中的應(yīng)用，還有智能仿真技術(shù)（Intelligent Simulation Technology）、智能硬件網(wǎng)絡(luò)IHN（Intelligent Hardware Network）、智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)INES （Intelligent Network Examine System）、智能信息檢索引擎 （Intelligence Information Retrieval Engine）等系統(tǒng)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中應(yīng)用，這些人工智能在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用，共同推進(jìn)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展。

三、結(jié)語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中加強(qiáng)對人工智能技術(shù)的引入，使我國現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，通過多種智能系統(tǒng)的應(yīng)用，使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的學(xué)習(xí)環(huán)境得到極大的改善，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的時空制約進(jìn)一步突破，大大延伸了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的服務(wù)領(lǐng)域。隨著人工智能技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中應(yīng)用的深入研究和發(fā)展，未來計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的個性化將會更加突出，遠(yuǎn)程教育也將實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘瑞玲，余輪.具有Agent功能的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 福州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）. 2012（03）：105-106.

[2]何丕廉，蘇成君，郝禎亮.網(wǎng)上虛擬教室中筆記系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011（18）：239-241.