時(shí)間：2023-08-23 16:59:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能對(duì)教育的意義，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞： 人工智能；創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)；發(fā)展建議
人類對(duì)于智能機(jī)器的探索活動(dòng)，古已有之。不過(guò)，以“人工智能”來(lái)命名這一探索并成為一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，卻發(fā)生于1956年夏季在Dartmouth舉行的一次小規(guī)模學(xué)術(shù)研討會(huì)上。因此，2016年是人工智能學(xué)科問(wèn)世的60周年，在這個(gè)不同尋常的年份，世界各地的人工智能科技工作者都在密切關(guān)注人工智能的發(fā)展動(dòng)向。
2016年3月，DeepMind研制的人工智能圍棋系統(tǒng)AlphaGo以4：1的戰(zhàn)績(jī)擊敗了韓國(guó)的圍棋高手李世石，把世界對(duì)人工智能的關(guān)注推向了前所未有的。各種各樣的議論噴涌而出。悲觀者大呼：“人工智能對(duì)于人類的潛在威脅太嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)通過(guò)立法限制甚至禁止人工智能的研究”；樂(lè)觀者高喊：“人工智能是人類的真正福音，只要把自己的思想意愿轉(zhuǎn)嫁給人工智能機(jī)器，人類就可以通過(guò)機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)生不老的千年夢(mèng)想”。在科技界，人們則在激動(dòng)著、討論著：我們應(yīng)當(dāng)在什么樣的熱點(diǎn)技術(shù)上發(fā)力？是深度學(xué)習(xí)？是認(rèn)知技術(shù)？還是類腦計(jì)算？
回想這些年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、智能制造、智慧城市、人工智能、機(jī)器人一波又一波的高新技術(shù)登臺(tái)亮相，中國(guó)科技界、教育界和產(chǎn)業(yè)界都在一個(gè)個(gè)地緊緊追趕。雖然在跟蹤追趕的過(guò)程中取得了不菲的進(jìn)展，但是人們不禁都在思考：對(duì)于人工智能來(lái)說(shuō)，當(dāng)前社會(huì)的需求是什么？什么才是有效的創(chuàng)新戰(zhàn)略？怎樣才可以擺脫跟蹤追趕的被動(dòng)局面，爭(zhēng)取到引領(lǐng)創(chuàng)新的話語(yǔ)權(quán)？
發(fā)展人工智能不應(yīng)當(dāng)是一種孤立性、局部性的行動(dòng)，而應(yīng)當(dāng)是能夠帶動(dòng)和引領(lǐng)整個(gè)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
1 人工智能是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿
為了闡明“人工智能是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿”這個(gè)論斷，需要逐個(gè)澄清相關(guān)的基本概念，包括：什么是人工智能？什么是當(dāng)代的重要交叉科學(xué)群？以及什么是當(dāng)代重要交叉科學(xué)群的創(chuàng)新前沿？
1.1 什么是人工智能
人工智能是一門“探索人類智能機(jī)理，創(chuàng)制人工智能機(jī)器，增強(qiáng)人類智力能力”的科學(xué)技術(shù)。從這個(gè)意義上可以理解，只要人類的智力能力得到了增強(qiáng)和擴(kuò)展，人們從事各種科學(xué)技術(shù)以至各種經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的智力能力就會(huì)得到有效提升，從而能夠有效促進(jìn)各行各業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
那么，什么是人類智能？人類智能主要表現(xiàn)在人類主體為了不斷改善生存發(fā)展的水平而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定義問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。其中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題的能力依賴于主體的目的、知識(shí)、直覺(jué)、理解力、想象力、靈感、頓悟、審美等內(nèi)在能力，因此被稱為“隱性智能”；解決問(wèn)題的能力則主要依賴于獲得信息，生成知識(shí)，創(chuàng)生策略等外顯能力，因此被稱為“顯性智能”。
顯然，隱性智能十分抽象，幾近神秘，不僅研究起來(lái)甚為困難，就連理解起來(lái)也頗感玄奇，而顯性智能則相對(duì)可理解，可研究。因此，人工智能研究遵循的原則是：基于人類主體給定的問(wèn)題、知識(shí)、目標(biāo)（這就是人類發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題的能力）這些前提，研究如何利用信息、生成知識(shí)、創(chuàng)生策略來(lái)解決問(wèn)題，達(dá)到目標(biāo)。也就是說(shuō)，人工智能的研究遵循人類智能與人工智能相結(jié)合的原則：人類智能負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和定義問(wèn)題，人工智能則負(fù)責(zé)在人類所給定的問(wèn)題框架下解決問(wèn)題。這樣，人工智能機(jī)器就可以成為人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的聰明助手。
由此可見，沒(méi)有生命，沒(méi)有目的，沒(méi)有靈感，也沒(méi)有審美能力的人工智能機(jī)器系統(tǒng)，原則上不具有隱性智能的能力，因而不可能獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和定義問(wèn)題，只能在人類所發(fā)現(xiàn)和所定義的問(wèn)題框架下去解決問(wèn)題。因此，人工智能超越人類的恐懼缺乏科學(xué)根據(jù)。
1.2 什么是當(dāng)代重要的交叉科學(xué)群
當(dāng)今的時(shí)代是信息時(shí)代，認(rèn)識(shí)信息資源和利用信息資源為人類服務(wù)的信息科學(xué)是當(dāng)今時(shí)代的標(biāo)志性科學(xué)。具體來(lái)說(shuō)，信息科學(xué)是“研究信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”，也就是以信息為研究對(duì)象，以信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為研究?jī)?nèi)容，以信息科學(xué)方法論為研究指南，以增強(qiáng)和擴(kuò)展人類信息功能（全部信息功能的有機(jī)整體就是人類的智力功能）為研究目標(biāo)的科學(xué)。換言之，信息科學(xué)的研究目標(biāo)就是擴(kuò)展人類的智力功能，而研究信息的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和信息科學(xué)方法論都是為了實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展人類智力功能這個(gè)目標(biāo)服務(wù)的。
由此就可以清楚地理解：人工智能的研究是信息科W的最高目標(biāo)，也是信息時(shí)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基本目的；而為了使人工智能系統(tǒng)能夠在人類發(fā)現(xiàn)和定義的問(wèn)題框架下成功地解決問(wèn)題，人工智能的研究必須從人類求解問(wèn)題的能力中得到啟發(fā)。這表明，人工智能的研究需要向認(rèn)知科學(xué)學(xué)習(xí)，因?yàn)檎J(rèn)知科學(xué)就是研究人類自己是如何面對(duì)問(wèn)題解決問(wèn)題的。另一方面，認(rèn)知科學(xué)所研究的人類解決問(wèn)題的機(jī)理又建立在腦科學(xué)的基礎(chǔ)之上，因此，人工智能的研究必須理解腦科學(xué)的工作機(jī)理。再者，人類發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定義問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力并不是永遠(yuǎn)固定不變的，而是不斷進(jìn)化和發(fā)展的。因此人工智能的研究還必須學(xué)習(xí)信息生物學(xué)，后者深刻地研究和揭示了人類能力不斷進(jìn)化的機(jī)制。可見，腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)、人工智能是當(dāng)代最具重要意義的交叉科學(xué)群。這個(gè)科學(xué)群還包含更多的學(xué)科，恕不一一闡述。
1.3 什么是當(dāng)代重要科學(xué)群的創(chuàng)新前沿
雖然腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)、人工智能各有各的研究?jī)?nèi)容，但是所有這些學(xué)科共同的目標(biāo)都是智能，如人類的智能（腦科學(xué)）、生物的智能（信息生物學(xué)）、人類智能的物質(zhì)基礎(chǔ)（腦科學(xué)）、人類智能和生物智能的工作機(jī)理（認(rèn)知科學(xué)）、人類智能和生物智能的進(jìn)化機(jī)制（認(rèn)知科學(xué)與信息生物學(xué)）、人類智能的信息基礎(chǔ)和研究方法論（信息科學(xué)）、人類智能的機(jī)器模擬和實(shí)現(xiàn)（人工智能）等。
所以，人類智能和人工智能是當(dāng)代這一重要交叉科學(xué)群共同的創(chuàng)新前沿。人們對(duì)于腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)的理解深化了，就會(huì)促進(jìn)人工智能研究的發(fā)展；反之，一旦人工智能的研究取得了突破和創(chuàng)新，也必然能夠帶動(dòng)腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、信息生物學(xué)的突破與創(chuàng)新。
2 中國(guó)人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀：差距與優(yōu)勢(shì)
中國(guó)人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀，大家平日都親身感受得到，應(yīng)當(dāng)比較熟悉，似乎無(wú)需贅言；但是國(guó)情是我們思考問(wèn)題的基礎(chǔ)，因此不可不察。而且，我們對(duì)于中國(guó)在人工智能發(fā)展方面所存在的差距和優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)，確實(shí)還有必要進(jìn)一步深化。
2.1 差距：顯差距，隱差距
大家都意識(shí)到，中國(guó)在人工智能的發(fā)展方面確實(shí)存在不少的差距。普遍J為，由于中國(guó)缺失了工業(yè)革命這個(gè)歷史階段的洗禮，因此在工業(yè)基礎(chǔ)和工藝水平方面天然存在明顯的不足。特別是中國(guó)微電子工業(yè)領(lǐng)域的高性能芯片制造能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)，人工智能硬件系統(tǒng)的水平也有待進(jìn)一步提高等，這些都是眾所周知的顯差距。
然而，更值得深思的問(wèn)題是：在人工智能的科學(xué)研究方面，長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)同行普遍習(xí)慣于跟蹤學(xué)習(xí)，缺乏突破創(chuàng)新的民族自信心，更缺乏引領(lǐng)國(guó)際的強(qiáng)烈意識(shí)。無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、語(yǔ)義網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)這些大概念，還是深度學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛、類腦計(jì)算這些技術(shù)思想，都是外國(guó)學(xué)者率先提出，然后才是中國(guó)學(xué)者蜂擁而上。加上這些年滋長(zhǎng)蔓延起來(lái)的急功近利和學(xué)術(shù)誠(chéng)信缺失，往往在蜂擁而上之后的一夜之間就會(huì)冒出許多“新成果”！這是中國(guó)人工智能發(fā)展存在的隱差距。
需要指出的是，顯差距正因?yàn)椤帮@”，已經(jīng)得到各有關(guān)方的高度重視，并且正在不斷地被縮小；但是，隱差距則因?yàn)椤半[”，不容易被察覺(jué)，至今還沒(méi)有引起各方面必要的重視，因此仍然是實(shí)現(xiàn)突破創(chuàng)新和引領(lǐng)戰(zhàn)略的隱患。
2.2 優(yōu)勢(shì)：現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，潛優(yōu)勢(shì)
那么中國(guó)在人工智能研究中是否也存在什么優(yōu)勢(shì)呢？表面看來(lái)，似乎中國(guó)在人工智能研究領(lǐng)域一直處于跟蹤學(xué)習(xí)狀態(tài)，談不上存在什么優(yōu)勢(shì)；但是仔細(xì)考察發(fā)現(xiàn)其實(shí)不然，中國(guó)在人工智能研究中的確存在不可忽視的優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)目前雖然在整體上還處于相對(duì)落后狀態(tài)，但在某些技術(shù)研究上卻處于國(guó)際領(lǐng)先地位。例如：語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，中國(guó)已經(jīng)在近期多次國(guó)際評(píng)測(cè)大賽中奪得世界冠軍；在汽車自動(dòng)駕駛方面，中國(guó)的研發(fā)水平也與國(guó)際上旗鼓相當(dāng)；特別是在理論研究方面，中國(guó)在人工智能通用理論研究方面的機(jī)制主義人工智能理論、人工智能邏輯理論研究方面的泛邏輯學(xué)、人工智能數(shù)學(xué)方面的因素空間理論都是國(guó)際領(lǐng)先的成果。這些都是已經(jīng)涌現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
更加重要的是，像人工智能這樣既十分復(fù)雜又極其深刻的科學(xué)研究，勢(shì)必自覺(jué)或不自覺(jué)地受到科學(xué)方法論的影響。幾十年來(lái)，國(guó)際人工智能的研究形成三大學(xué)派，就是受了以分而治之為特征的機(jī)械還原方法論的影響，把復(fù)雜的人工智能研究分為結(jié)構(gòu)模擬的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)派、功能模擬的物理符號(hào)系統(tǒng)學(xué)派、行為模擬的感知?jiǎng)幼飨到y(tǒng)學(xué)派，而且長(zhǎng)久以來(lái)互不認(rèn)可，不能形成人工智能研究的合力。科學(xué)論證充分表明，適于人工智能研究的科學(xué)方法論不是“機(jī)械還原論”的方法論，而應(yīng)當(dāng)是“信息生態(tài)論”的方法論。后者與中國(guó)歷來(lái)的“整體論”和“辨證論”思維傳統(tǒng)息息相通。因此，在人工智能的研究領(lǐng)域，中國(guó)握有方法論的潛在優(yōu)勢(shì)（潛優(yōu)勢(shì)），只要自覺(jué)地加以運(yùn)用，這種潛在優(yōu)勢(shì)完全可以轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)（現(xiàn)優(yōu)勢(shì)）。
3 人工智能的社會(huì)需求和發(fā)展中國(guó)人工智能的戰(zhàn)略建議
3.1 人工智能的社會(huì)需求
中國(guó)的信息化建設(shè)全面啟動(dòng)于20世紀(jì)90年代，得益于現(xiàn)代信息技術(shù)的支持，取得了舉世矚目的輝煌成就，進(jìn)入了迎接復(fù)雜問(wèn)題的新時(shí)期，面臨著巨大挑戰(zhàn)。從整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和全面改革的大局判斷，在多次講話中也明確指出，中國(guó)的改革開放進(jìn)入了攻堅(jiān)克難的深水區(qū)。眾所周知，人工智能技術(shù)是信息技術(shù)的高端前沿；因此，為了迎接復(fù)雜問(wèn)題的挑戰(zhàn)，為了成功走出深水區(qū)到達(dá)勝利的彼岸，中國(guó)亟需人工智能科學(xué)技術(shù)的全面支持。
另一方面，縱觀當(dāng)今的國(guó)際環(huán)境不難發(fā)現(xiàn)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在中國(guó)黃海、臺(tái)海、東海、南海不斷制造緊張局勢(shì)，企圖以武力遏制中國(guó)的和平崛起。他們聲稱要長(zhǎng)期投資人工智能，要用人工智能武器戰(zhàn)勝中國(guó)，對(duì)此不能不高度警惕，并采取果斷措施。
3.2 加快發(fā)展中國(guó)人工智能的建議
為加快發(fā)展中國(guó)人工智能，從戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、可操作的角度出發(fā)提出5項(xiàng)建議。
（1）頂層規(guī)劃。
火車跑得快，全靠車頭帶。建議設(shè)立國(guó)家級(jí)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃與協(xié)調(diào)專家委員會(huì)，負(fù)責(zé)研究和提出中國(guó)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃，制訂智能科學(xué)技術(shù)產(chǎn)學(xué)研發(fā)展的實(shí)施政策，協(xié)調(diào)和促進(jìn)中國(guó)智能科學(xué)技術(shù)的快速有序健康發(fā)展。
（2）人才培養(yǎng)。
萬(wàn)事都緊要，人才是根本。建議國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)把中國(guó)現(xiàn)有的“智能科學(xué)與技術(shù)”二級(jí)學(xué)科提升為一級(jí)學(xué)科，以形成系統(tǒng)完整的智能科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)體系；同時(shí)建議教育部在中小學(xué)開設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)課程，開展課外興趣培育活動(dòng)。
（3）創(chuàng)新研究。
跟蹤不可廢，創(chuàng)新更關(guān)鍵。在國(guó)家自然科學(xué)基金設(shè)置“智能科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論”專門領(lǐng)域，大力推進(jìn)智能科學(xué)基礎(chǔ)理論的突破創(chuàng)新；同時(shí)在國(guó)家“十三五”規(guī)劃設(shè)立智能制造、智能農(nóng)業(yè)、智能服務(wù)業(yè)、智能交通、智能網(wǎng)絡(luò)空間安全、智能教育等應(yīng)用專項(xiàng)。
（4）產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
創(chuàng)新是尖兵，產(chǎn)業(yè)是后盾。大力促進(jìn)中國(guó)智能化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)建立智能產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)，鼓勵(lì)有條件的單位和學(xué)術(shù)團(tuán)體開展各類智能技術(shù)產(chǎn)品的測(cè)試、評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究，引導(dǎo)智能化產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品市場(chǎng)有序健康發(fā)展。
（5）持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：智能教學(xué)系統(tǒng)；模型；局限
中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-8454(2012)03-0007-03
智能教學(xué)系統(tǒng)(Intelligence Tutoring System，簡(jiǎn)稱ITS)是把人工智能技術(shù)引入到計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中，應(yīng)用人工智能技術(shù)開發(fā)出能夠因材施教的教學(xué)系統(tǒng)，使“計(jì)算機(jī)導(dǎo)師”貼近人類教師的水平，具有推理、診斷、決策的能力。能夠根據(jù)每個(gè)學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)制定教學(xué)計(jì)劃，選擇教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)因材施教。
一、智能教學(xué)系統(tǒng)的模型及功能
基于教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)設(shè)計(jì)原理分析，智能教學(xué)系統(tǒng)模型應(yīng)包含學(xué)生模塊、教學(xué)策略模塊、知識(shí)庫(kù)和智能接口幾個(gè)主要模塊，各模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。
學(xué)生模塊記錄每個(gè)學(xué)生原有的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)能力。其依據(jù)為學(xué)生與系統(tǒng)之間的交互問(wèn)答歷史，并對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。這樣，系統(tǒng)通過(guò)學(xué)生模型就可隨時(shí)了解每個(gè)學(xué)生的情況，有的放矢地進(jìn)行個(gè)別化教學(xué)。
教學(xué)策略模塊根據(jù)學(xué)生模塊情況和知識(shí)庫(kù)做出智能化的教學(xué)決策，評(píng)判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生分析錯(cuò)誤原因。提出改進(jìn)方法和意見等。
知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)所要教的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)和教學(xué)知識(shí)。
智能接口能夠理解自然語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)更普遍意義上的人機(jī)對(duì)話。
智能教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)CAI相比，具備以下功能：
第一，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和當(dāng)前的知識(shí)水平，以此為依據(jù)為不同的學(xué)生做出不同的教學(xué)決策，有針對(duì)性地進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生進(jìn)度自動(dòng)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，具有適應(yīng)能力。
第二，允許學(xué)生用自然語(yǔ)言與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)師”進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，并能對(duì)帶有學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)的問(wèn)題做出解答，從而具備更好的交互能力。
第三，能診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的錯(cuò)誤，并分析錯(cuò)誤原因和給出解決方案，在此基礎(chǔ)上逐漸積累“經(jīng)驗(yàn)”，從而具備糾錯(cuò)能力。
第四，大大拓寬了CAI的模式，例如建立虛擬教室、智能導(dǎo)師系統(tǒng)、教學(xué)模擬等。從而使CAI不再是簡(jiǎn)單的課本搬家、教室搬家，而具有更多的創(chuàng)造能力。
二、智能教學(xué)系統(tǒng)的局限性分析
智能教學(xué)系統(tǒng)雖然較傳統(tǒng)CAI在諸多方面有很大改進(jìn)。但就智能教學(xué)系統(tǒng)的工作原理以及目前的研發(fā)現(xiàn)狀而言，應(yīng)當(dāng)冷靜地看到，它自身也存在一些固有的局限性。
要計(jì)算機(jī)解決某個(gè)問(wèn)題，有三個(gè)基本的前提：必須把問(wèn)題形式化、必須有一定的算法、必須有合理的復(fù)雜度。由于人的智能活動(dòng)不能完全形式化，因此，機(jī)器就不能將人腦的智力活動(dòng)全部復(fù)制出來(lái)。教育是一種人類所特有的活動(dòng)，基于人工智能技術(shù)的智能教學(xué)系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用也存在局限性。
1.智能教學(xué)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自我更新，自我改進(jìn)
智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理是把現(xiàn)有的專家的知識(shí)和教師的教學(xué)方法和策略集中到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。隨著現(xiàn)代社會(huì)知識(shí)的迅猛增長(zhǎng)，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)，智能教學(xué)系統(tǒng)無(wú)法像人類教師那樣跟隨時(shí)代的變化而實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的自我更新以及教學(xué)策略模型的自我改進(jìn)。還需要人從外界對(duì)整個(gè)ITS進(jìn)行翻新，甚至需要從一種新的教育理念出發(fā)，重新設(shè)計(jì)ITS。智能教學(xué)系統(tǒng)的自我更新涉及機(jī)器學(xué)習(xí)這個(gè)難點(diǎn)。
2.智能教學(xué)系統(tǒng)適用的學(xué)習(xí)領(lǐng)域存在局限
以智能模擬的方法實(shí)現(xiàn)的人工智能應(yīng)用于教育中時(shí)，并非適合所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。人的智能活動(dòng)可以分為四個(gè)領(lǐng)域。領(lǐng)域一是“刺激――反應(yīng)”領(lǐng)域，其中包括任何形式的條件反射，與上下文環(huán)境無(wú)關(guān)的、各種形式的初級(jí)聯(lián)想行為，最典型的如無(wú)意義音節(jié)的機(jī)械學(xué)習(xí)。領(lǐng)域二是數(shù)學(xué)思維的領(lǐng)域，這是比較適合于人工智能的領(lǐng)域。它是由概念世界而不是感知世界構(gòu)成，這一領(lǐng)域中的問(wèn)題完全形式化了，并可以計(jì)算，這一領(lǐng)域又可稱為簡(jiǎn)單形式化領(lǐng)域，典型的例子如邏輯和有精確規(guī)則的游戲。領(lǐng)域三是復(fù)雜形式化領(lǐng)域，這是比較難把握的一個(gè)領(lǐng)域。這一領(lǐng)域包括原則上可形式化而實(shí)際上不易駕馭的行為，包括那些不能用窮舉算法處理的。因而需要設(shè)計(jì)啟發(fā)程序的系統(tǒng)，如圍棋。領(lǐng)域四可稱作非形式化行為領(lǐng)域，包括有規(guī)律但無(wú)規(guī)則支配的、我們?nèi)祟愂澜缰械囊恍┤粘；顒?dòng)，這一領(lǐng)域又稱作感知思維領(lǐng)域。在這一領(lǐng)域內(nèi)解決問(wèn)題都是直覺(jué)的遵從，無(wú)須求助規(guī)則。包括一些規(guī)則不確定的游戲，如文字猜謎游戲。以上四個(gè)領(lǐng)域中前兩個(gè)領(lǐng)域適合用數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬，第三個(gè)領(lǐng)域只是部分可程序化，而第四個(gè)領(lǐng)域則很難駕馭。
與此相對(duì)應(yīng)的，根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類，學(xué)習(xí)分為言語(yǔ)信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度五類。言語(yǔ)信息分為符號(hào)學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識(shí)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(jí)規(guī)則，其中前四項(xiàng)屬于可形式化內(nèi)容，適用于智能教學(xué)系統(tǒng)，而高級(jí)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(dòng)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(lái)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(hào)學(xué)習(xí)、事實(shí)學(xué)習(xí)和有組織的知識(shí)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。
3.與學(xué)生之間無(wú)法暢通交流
教育是一種交互活動(dòng)，智能教學(xué)系統(tǒng)的交互功能雖然較傳統(tǒng)CAI有所改進(jìn)。但仍然缺乏在學(xué)生和計(jì)算機(jī)之間交換信息的自然的、暢通的途徑。系統(tǒng)只能通過(guò)學(xué)生輸入計(jì)算機(jī)的信息來(lái)判斷其掌握和內(nèi)化程度。而無(wú)法像人類教師通過(guò)自然狀態(tài)的交流和觀察來(lái)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(wú)法做到像人與人之間那樣自然暢通的交流。此外，系統(tǒng)在遇到新的學(xué)習(xí)情境時(shí)。不能理解和產(chǎn)生對(duì)話，這會(huì)影響智能教學(xué)系統(tǒng)功能的實(shí)施。
4.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(guò)推理做出靈活決策，這種決策基于學(xué)生模塊提供的學(xué)生的知識(shí)水平、認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)風(fēng)格。智能教學(xué)系統(tǒng)雖然加入診斷系統(tǒng)并不斷調(diào)整對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的判斷，但由于學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知特點(diǎn)等不能完全被形式化，因此，根據(jù)系統(tǒng)的教學(xué)策略模塊中預(yù)先存入的診斷知識(shí)來(lái)評(píng)估不同學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和理解每個(gè)學(xué)生不同的推理過(guò)程也是有局限的。
三、智能教學(xué)系統(tǒng)在教育中應(yīng)用的建議
1.不能忽略教師的作用
雖然智能教學(xué)系統(tǒng)具有“智能性”。但在使用它的過(guò)程中，決不能放棄教師的主導(dǎo)作用。要明確教師是教學(xué)的設(shè)計(jì)者和教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)，應(yīng)該把智能教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用納入到教學(xué)設(shè)計(jì)中。教師作為教學(xué)的“主導(dǎo)”。要引領(lǐng)教學(xué)
全過(guò)程，時(shí)刻注意學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)程度、情感交流，盡量照顧到每個(gè)同學(xué)。ITS不是將教師擱置了。而是把教師從ITS能做的事情中解放出來(lái)，有更多的時(shí)間去從事機(jī)器所無(wú)法替代的事情。例如，計(jì)劃教學(xué)，開發(fā)教學(xué)補(bǔ)充材料，示范成熟的行為，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生去克服遇到的各種困難。特別是一個(gè)優(yōu)秀教師對(duì)學(xué)生的態(tài)度和道德的影響和培養(yǎng)，是任何智能教學(xué)機(jī)器所無(wú)法取代的。所以，在利用智能教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)的過(guò)程中，不能用智能教學(xué)系統(tǒng)取代教師，不能忽略教師的指導(dǎo)作用。
2.注意教學(xué)模式的運(yùn)用
作為一種教育技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，ITS主要依賴于各種技術(shù)的發(fā)展，但作為一個(gè)能夠?qū)嵤┩暾虒W(xué)過(guò)程的教學(xué)系統(tǒng)，ITS的應(yīng)用效果更多地依賴于所采用的教學(xué)模式。長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)CAI在教學(xué)中的應(yīng)用都以個(gè)別化教學(xué)模式為主。但隨著認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式逐漸受到青睞。這種教學(xué)模式更能滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化要求，也為協(xié)作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了更大的可能性。目前，協(xié)作學(xué)習(xí)模式因其利于培養(yǎng)學(xué)生的多樣化思維和合作精神而日益受到重視。同一個(gè)智能教學(xué)系統(tǒng)，用于個(gè)別化教學(xué)模式和用于協(xié)作學(xué)習(xí)模式就會(huì)產(chǎn)生截然不同的教學(xué)效果。因此。在利用智能教學(xué)系統(tǒng)時(shí)，要注意根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)靈活采用個(gè)別化教學(xué)模式或協(xié)作學(xué)習(xí)模式。
3.有效與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合
隨著多媒體技術(shù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，多媒體教育技術(shù)與Internet的進(jìn)一步融合，ITS不僅僅在人工智能上單一發(fā)展。它要向多維的網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)今世界ITS系統(tǒng)的一大優(yōu)勢(shì)和特色。“無(wú)機(jī)不聯(lián)”正是現(xiàn)代教育計(jì)算機(jī)使用情況的真實(shí)寫照。智能教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。借助網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，完成在線學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)討論、網(wǎng)上測(cè)試等多種教學(xué)任務(wù)。學(xué)生可以在學(xué)校或家中通過(guò)計(jì)算機(jī)登錄到系統(tǒng)，系統(tǒng)按其不同的認(rèn)知水平為其準(zhǔn)備不同難度的教學(xué)內(nèi)容。完成學(xué)習(xí)時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)自適應(yīng)的測(cè)試確定學(xué)生新的認(rèn)知水平，作為其下一次登錄學(xué)習(xí)時(shí)為其準(zhǔn)備學(xué)習(xí)內(nèi)容的依據(jù)，并向?qū)W生提出進(jìn)一步需學(xué)習(xí)內(nèi)容的建議。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以實(shí)時(shí)地與其他在線的學(xué)習(xí)者進(jìn)行討論，并可通過(guò)E-mail的形式與教師進(jìn)行交流。教師可以使用自己的計(jì)算機(jī)，在教研室或家中登錄到系統(tǒng)，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，學(xué)習(xí)情況。并依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)內(nèi)容、測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行更新。網(wǎng)絡(luò)與智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，相互補(bǔ)足，必將構(gòu)建成一個(gè)新的系統(tǒng)工程。
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關(guān)鍵詞：人工智能；人機(jī)交互；機(jī)器學(xué)習(xí)；深度學(xué)習(xí)；數(shù)據(jù)挖掘
中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0221-02
人工智能是當(dāng)今科技發(fā)展中最具潛力的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，2016年初轟動(dòng)世界的谷歌AlphaGo打敗圍棋世界冠軍李世石的經(jīng)典案例更是引起了全世界廣泛的關(guān)注和熱議。“人工智能”這個(gè)概念再次被推到了風(fēng)口浪尖。那么，究竟什么是人工智能呢？它會(huì)對(duì)我們的生活有什么影響？在這個(gè)背景下，我們深入探究人工智能及其相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于人工智能的普及和發(fā)展有著重要意義，也希望能給予人工智能相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究者們提供一些參考和方向。
1 什么是人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一門全新的信息技術(shù)科學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，是指對(duì)于模擬、拓展和延伸人類的智能的應(yīng)用系統(tǒng)及相關(guān)的理論和技術(shù)方法的開發(fā)研究。主要通過(guò)研究及了解人類智能的本質(zhì)從而開發(fā)出能給出類似人類智能反饋的智能機(jī)器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在理解目標(biāo)方向之后所取得的最大化成果是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的最大智慧。人工智能不單單是一個(gè)特定的技術(shù)，它所研究的往往是能創(chuàng)造智能意識(shí)的高科技機(jī)器，包括了算法和其他應(yīng)用程序，處理的任務(wù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡(jiǎn)單計(jì)算，從學(xué)習(xí)感知規(guī)劃到推理識(shí)別控制等等。人工智能的研究方向包含語(yǔ)言及圖像識(shí)別技術(shù)、機(jī)器人設(shè)計(jì)、自然語(yǔ)言處理等，日益成熟的理論方法和技術(shù)實(shí)踐也使得應(yīng)用領(lǐng)域范圍大規(guī)模擴(kuò)張，人工智能是人類智慧的結(jié)晶，未來(lái)也可能展現(xiàn)出超過(guò)人類的智能。
2 人機(jī)智能的研究方向
人工智能的科學(xué)研究通常涉及到數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、以及最重要的計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，延伸出了以下幾個(gè)主要的研究方向：
2.1 邏輯推理與證明
早期的人工智能更多的解決了大量數(shù)學(xué)問(wèn)題，邏輯推理是基礎(chǔ)也是研究時(shí)間最長(zhǎng)最重點(diǎn)的領(lǐng)域之一。通過(guò)找到可靠的證明或者反證方法實(shí)現(xiàn)潛在的定理證明，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)例進(jìn)行推導(dǎo)并及時(shí)更新證明結(jié)論，演繹和直覺(jué)相結(jié)合，在推理和證明中實(shí)現(xiàn)部分智能。
2.2 問(wèn)題求解
問(wèn)題求解領(lǐng)域的一大重要應(yīng)用則是下棋程序的功能實(shí)現(xiàn)，化繁為簡(jiǎn)、將困難的問(wèn)題點(diǎn)拆分成為獨(dú)立的子問(wèn)題進(jìn)行求解；而另一個(gè)實(shí)例則是數(shù)學(xué)方程的求解實(shí)現(xiàn)，分析各種公式符號(hào)的組合意義從而為科學(xué)研究者提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障。問(wèn)題求解中所運(yùn)用的搜索和規(guī)約也是人工智能領(lǐng)域中的兩大基本技術(shù)。
2.3 自然語(yǔ)言處理
自然語(yǔ)言處理也叫自然語(yǔ)言理解（Natural Language Processing，NLP），是指借助計(jì)算機(jī)來(lái)處理使用人類語(yǔ)言作為計(jì)算對(duì)象的算法程序，并研究相關(guān)的理論方法和技術(shù)。NLP是人工智能領(lǐng)域的主要研究方向之一，也是發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)的研究方向之一。語(yǔ)音識(shí)別、搜索引擎、機(jī)器翻譯等等都是NLP的重要研究?jī)?nèi)容，目前也都在人工智能領(lǐng)域獲得了突出的應(yīng)用成果。
2.4 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是指具有大量模擬人類相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)和經(jīng)驗(yàn)的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，依托于人工智能相關(guān)技術(shù)，根據(jù)專家系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)方法進(jìn)行判斷推理進(jìn)一步?jīng)Q策，從而代替人類專家解決一部分該領(lǐng)域的特定問(wèn)題。從知識(shí)表示技術(shù)的角度上看，專家系統(tǒng)可分為基于網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)義、基于規(guī)則、基于邏輯、基于框架等幾種類別；而從任務(wù)類型及專家系統(tǒng)主要解決的問(wèn)題類型的角度來(lái)看，專家系統(tǒng)也可分成解釋型（分析和闡述符號(hào)數(shù)據(jù)的意義）、調(diào)試型（根據(jù)故障制定排除方案）、預(yù)測(cè)型（根據(jù)現(xiàn)狀預(yù)測(cè)指定對(duì)象未來(lái)可能的結(jié)果）、維修型（針對(duì)特定故障制定并實(shí)施規(guī)劃方案）、設(shè)計(jì)型（按指定需求制作圖樣和方案）、規(guī)劃型（根據(jù)指定目標(biāo)制定行動(dòng)方案）等。
專家系統(tǒng)的建立包含以下幾個(gè)步驟：（1）初始專家知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)：包括問(wèn)題、知識(shí)、概念、形式、規(guī)則等多個(gè)概念的籌建；（2）開發(fā)和試驗(yàn)系y原型機(jī)；（3）改進(jìn)與歸納專家知識(shí)庫(kù)等。
專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)通常建立在大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與人類專家提供的問(wèn)題解決實(shí)例上，沒(méi)有精確或統(tǒng)一的求解算法，因此也會(huì)造成一些局限性。在人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)快速發(fā)展的今天，專家系統(tǒng)也逐漸更重視理論和基礎(chǔ)研究，除了基于經(jīng)驗(yàn)的理論，基于規(guī)則和模型的方法也將投入到實(shí)際運(yùn)用中，未來(lái)的專家系統(tǒng)將更偏向協(xié)同式和分布式方向發(fā)展。
2.5 機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)是指計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲取新的推理算法和新的科學(xué)事實(shí)的過(guò)程，是計(jì)算機(jī)具有智能的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)能力是人工智能研究史上的突出成就與重要進(jìn)展，也是人工智能初步實(shí)現(xiàn)的重要標(biāo)志。機(jī)器學(xué)了在人工智能領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，對(duì)于探索人類智慧的奧秘以及學(xué)習(xí)方法和機(jī)理都有著重要意義，機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)代才剛剛開始，各種理論方法也正在逐步完善中，未來(lái)精彩可期。
3 人工智能的應(yīng)用
人工智能的首次提出至今已有60年的歷史，在這個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程中，無(wú)論是功能場(chǎng)景還是機(jī)器模式，都逐漸從單一到通用、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，表達(dá)方法也更多種多樣。目前主要通過(guò)賦予機(jī)器產(chǎn)品一定的人類智能從而有效地提升機(jī)器工作效率及能力，未來(lái)的人工智能將更多的模擬人類生活環(huán)境及思維方式來(lái)設(shè)計(jì)出真正具有人類智能的高效人機(jī)系統(tǒng)。
3.1 人工智能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用
人工智能已經(jīng)運(yùn)用到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）以智能汽車為代表的自動(dòng)化交通方式。（2）種類繁多的家庭智能服務(wù)機(jī)器人。（3）用于臨床支持和病人看護(hù)中的自動(dòng)化智能設(shè)備及醫(yī)療器械。（4）智能教育輔導(dǎo)系統(tǒng)、線上學(xué)習(xí)和智能輔助學(xué)習(xí)設(shè)備的普及。（5）基于圖像處理和自然語(yǔ)言處理的各類音樂(lè)社交軟件及VR設(shè)備的興起給互聯(lián)網(wǎng)娛樂(lè)時(shí)代帶來(lái)的巨大變革。（6）邏輯證明及智能分析在公共安全領(lǐng)域的預(yù)測(cè)及防范。（7）大量重復(fù)機(jī)械的勞動(dòng)逐漸由智能機(jī)器取代，人類承擔(dān)著更多的創(chuàng)新及實(shí)踐工作。
3.2 人工智能生活應(yīng)用實(shí)例
作為輔助人類生產(chǎn)生活的重要工具，日趨成熟的智能機(jī)器人已經(jīng)快速走進(jìn)了人們的日常生活中，下面我們介紹幾種常見的使用場(chǎng)景：（1）智能房屋和家居生活的構(gòu)建：目前的智能停留在自動(dòng)控制I域，通過(guò)用戶指令來(lái)便捷的操控比如電視、窗簾、燈具、空調(diào)等等；而未來(lái)，人工智能的發(fā)展將根據(jù)你的日常行為了解你的習(xí)慣喜好，利用傳感器和自動(dòng)裝置搜集用戶的行為數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法改造你所居住的環(huán)境。最終實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能家居生活。（2）無(wú)人駕駛的智能汽車：主要通過(guò)導(dǎo)航和定位實(shí)現(xiàn)規(guī)定路線的行駛、通過(guò)激光測(cè)距、雷達(dá)感應(yīng)和照相等技術(shù)，配合復(fù)雜的計(jì)算公式從而辨別和避讓各種障礙，最終脫離人類操控的環(huán)境下自動(dòng)完成發(fā)動(dòng)、駕駛、剎車等動(dòng)作。行駛的安全性和準(zhǔn)確性在智能機(jī)器的幫助下其實(shí)更可靠，我們完全有理由相信未來(lái)自動(dòng)駕駛將成為人們出行的新方式。（3）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型翻譯方式：在線翻譯相信大多數(shù)人都不陌生，使用范圍廣普及率極高，但其準(zhǔn)確性一直都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。谷歌翻譯負(fù)責(zé)人表示將在部分功能上嘗試使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，如果能順利實(shí)施必將使得翻譯準(zhǔn)確性的研究取得實(shí)質(zhì)性突破，而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的翻譯方式則將幫助計(jì)算機(jī)更好地模擬和理解人類思維，使得翻譯結(jié)果更流暢合乎規(guī)范，也方便人們更好地理解。
4 人工智能的發(fā)展歷程
人工智能的發(fā)展歷程不算很長(zhǎng)，但發(fā)展速度卻異常迅猛。跟所有新興的前沿學(xué)科一樣，人工智能的發(fā)展中也經(jīng)歷了和低谷時(shí)期。根據(jù)不同時(shí)期代表性人物和事件的發(fā)生，我們大致可以將整個(gè)過(guò)程分為以下幾個(gè)階段：
（1）1950年，舉世聞名的“圖靈測(cè)試”（圖靈，英國(guó)數(shù)學(xué)家，1912―1954）首次發(fā)表于《計(jì)算機(jī)與智能》一文，即通過(guò)房間外的人和兩個(gè)房間內(nèi)的人和機(jī)器分別對(duì)話中，是否能區(qū)分人和機(jī)器從而判斷出機(jī)器是否具有了人的智能。這是人類對(duì)于人工智能最初的概念。
（2）1956年，由香農(nóng)、麥卡錫、朗徹斯特和明斯基共同發(fā)起的DARTMOUTH學(xué)會(huì)于達(dá)特茅斯大學(xué)召開，會(huì)上首次提出“人工智能”一詞，這是歷史上第一次關(guān)于人工智能領(lǐng)域的研討會(huì)，見證了人工智能學(xué)科研究的開端。
（3）1960年以來(lái)，生物進(jìn)化領(lǐng)域逐漸建立起了遺傳、策略和規(guī)劃等算法。1992年計(jì)算智能由Bezdek提出，計(jì)算智能對(duì)于生物進(jìn)化學(xué)的探究有著重大意義，涵蓋了模式識(shí)別、人工生命、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算等多學(xué)科集合與交叉。
（4）上世紀(jì)90年代開始，專家系統(tǒng)逐漸興起，對(duì)于專家知識(shí)庫(kù)的不斷改進(jìn)以及基于規(guī)則和模型的協(xié)同式分布式專家系統(tǒng)將是未來(lái)使用的主要趨勢(shì)。
（5）從1960年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首次應(yīng)用于自動(dòng)控制的實(shí)施，到1965年人工智能啟發(fā)式推理規(guī)則的方法引入，再到1977年運(yùn)籌學(xué)理論中概念智能控制模式的成功借鑒，人工智能的發(fā)展也順利引導(dǎo)了自動(dòng)控制模式逐漸切換到了智能控制模式。
（6）從1956年AI概念的正式提出以來(lái)，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)取得了眾多突破性的成就和進(jìn)展，很多天馬行空的想象也隨著科技的進(jìn)步在一代代科學(xué)工作者的不斷努力下逐漸設(shè)計(jì)落實(shí)，人工智能已經(jīng)從科學(xué)研究逐漸走向了人們的日常生活中，成為了當(dāng)下最具潛力的多學(xué)科交叉的前沿科學(xué)。
5 人工智能的未來(lái)與發(fā)展趨勢(shì)
從人工智能的提出到逐漸走入人們生活，人工智能的概念一經(jīng)問(wèn)世則得到了人們的普遍關(guān)注，甚至帶動(dòng)了語(yǔ)音識(shí)別、自然處理處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等一系列相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和興盛。人工智能領(lǐng)域中的創(chuàng)新和蓬勃發(fā)展是趨勢(shì)也是必然，通過(guò)了解人工智能學(xué)科的發(fā)展歷程及應(yīng)用領(lǐng)域，我們大致可以推測(cè)出關(guān)于未來(lái)人工智能的一些方向：（1）機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法指導(dǎo)下更聰明更多樣性更具智能的機(jī)器系統(tǒng)。（2）自然語(yǔ)言處理應(yīng)用中更自然的人機(jī)互動(dòng)交流。（3）機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)代更快速的數(shù)據(jù)處理分析策略。（4）各研發(fā)企業(yè)和機(jī)構(gòu)對(duì)于人工智能先進(jìn)技術(shù)更激烈的競(jìng)爭(zhēng)和角逐。（5）超人工智能（Artificial Super Intelligence，簡(jiǎn)稱ASI）時(shí)代下AI是否會(huì)走向失控給人們帶來(lái)的微恐懼。
6 結(jié)語(yǔ)
在短短60年的時(shí)間內(nèi)，人工智能的快速發(fā)展已經(jīng)從很大程度上改善和刷新了人們的生活方式。人工智能的深入研究和實(shí)現(xiàn)正在不斷幫助我們探索這個(gè)世界、幫助我們搜尋信息應(yīng)對(duì)各種各樣的挑戰(zhàn)。人工智能在逐漸強(qiáng)大的同時(shí)，有機(jī)遇也存在著巨大的挑戰(zhàn)和技術(shù)瓶頸，距離人工智能時(shí)代的真正實(shí)現(xiàn)還有很長(zhǎng)的路要走。而人工智能的不斷更迭完善，是否能取得超越人類智力和認(rèn)知的智能、是否會(huì)出現(xiàn)違背人類價(jià)值觀的危險(xiǎn)行為將是未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)需要研究的重要課題。
參考文獻(xiàn)
[1]李紅霞.人工智能的發(fā)展綜述[J].甘肅科技縱橫，2007，36（5）：17-18.
在剛剛過(guò)去的2016年，圍棋領(lǐng)域的“人機(jī)大戰(zhàn)”掀起一股人工智能的浪潮，以“阿爾法狗”為代表的人工智能戰(zhàn)勝了韓國(guó)的圍棋高手李世石，由此人工智能的發(fā)展引人深思。很多人會(huì)覺(jué)得人工智能是一個(gè)很遙遠(yuǎn)的事情，始終抱以一種懷疑的態(tài)度去看待人工智能。其實(shí)不然，人工智能從上世紀(jì)40年展至今，且不說(shuō)現(xiàn)在家家都在使用，但是在我們的生活中至少是隨處可見的，比如，計(jì)算機(jī)行業(yè)、銀行業(yè)、會(huì)計(jì)業(yè)等都在使用的智能處理系統(tǒng)，而且范圍越來(lái)越廣，技術(shù)越來(lái)越具有深度。在傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)行業(yè)中，會(huì)計(jì)核算工作從憑證到報(bào)表都是由人工來(lái)完成的，但是現(xiàn)如今財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)中的大部分工作都可以由財(cái)務(wù)軟件來(lái)完成，大大的解放了會(huì)計(jì)中的人力。也是在去年的3月份，著名的會(huì)計(jì)師事務(wù)所德勤對(duì)外宣布將人工智能引入會(huì)計(jì)行業(yè)，這一宣布也是幾家歡喜幾家愁。雖然人工智能讓會(huì)計(jì)實(shí)務(wù)變得更加便捷、精準(zhǔn)，但是傳統(tǒng)會(huì)計(jì)行業(yè)中那些被人工智能替代的手工記賬人員將何去何從？筆者從一個(gè)會(huì)計(jì)人的角度對(duì)人工智能時(shí)代下的會(huì)計(jì)行業(yè)進(jìn)行探討，目的是明晰人工智能對(duì)會(huì)計(jì)行業(yè)的影響，以及傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)人員如何應(yīng)對(duì)人工智能時(shí)代的到來(lái)。
二、我國(guó)人工智能在會(huì)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望
（一）我國(guó)人工智能在會(huì)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀
會(huì)計(jì)行業(yè)主要涉及的是企事業(yè)單位、政府機(jī)構(gòu)和會(huì)計(jì)師事務(wù)所，這三大類是有會(huì)計(jì)核算系統(tǒng)的主要主體。就我國(guó)來(lái)說(shuō)，很多涉及會(huì)計(jì)工作主體對(duì)于人工智能的應(yīng)用僅限于會(huì)計(jì)系統(tǒng)，而且在會(huì)計(jì)系統(tǒng)中一些類似于審核、判斷等主觀行為還是要財(cái)務(wù)人員手工進(jìn)行操作。目前市場(chǎng)上已經(jīng)存在各種可以滿足不同類型組織結(jié)構(gòu)會(huì)計(jì)主體業(yè)務(wù)需求的會(huì)計(jì)軟件，可以說(shuō)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛了。但是就會(huì)計(jì)師事務(wù)所來(lái)說(shuō)，作為主要業(yè)務(wù)之一的審計(jì)業(yè)務(wù)在人工智能方面應(yīng)用的稍微較少，因?yàn)閷?duì)于上市公司審計(jì)業(yè)務(wù)而言，需要填制大量的審計(jì)工作底稿，包括電子版和紙質(zhì)版，這些數(shù)據(jù)的錄入目前還是依賴于手工。
（二）對(duì)人工智能在會(huì)計(jì)行業(yè)中應(yīng)用的展望
任何一位會(huì)計(jì)人都清楚地知道，會(huì)計(jì)行業(yè)是一種具有嚴(yán)瑾性、及時(shí)性的行業(yè)，并且會(huì)計(jì)工作程序多，處理起來(lái)比較繁雜。所以對(duì)于會(huì)計(jì)人員來(lái)說(shuō)加班是家常便飯，從某種程度上來(lái)說(shuō)，會(huì)計(jì)人員也希望有一天能有人工智能來(lái)替代這繁瑣而枯燥的工作。目前已經(jīng)應(yīng)用的人工智能解決了一些基本的操作，比如憑證和報(bào)表的生成等等，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前會(huì)計(jì)主體多樣性的需求。比如人力資源會(huì)計(jì)，就需要一個(gè)適合企業(yè)特點(diǎn)的模型來(lái)對(duì)企業(yè)的人力資源進(jìn)行計(jì)量和報(bào)告，此模型可以對(duì)企業(yè)的人力資源進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析，從而可以合理的進(jìn)行人力資源管理，這也是有效降低成本的途徑之一。這樣的需求在管理會(huì)計(jì)，環(huán)境會(huì)計(jì)等眾多會(huì)計(jì)的分支中都是需要的，因?yàn)楝F(xiàn)在會(huì)計(jì)的職能越來(lái)越傾向于決策，決策過(guò)程中就需要會(huì)計(jì)提供相應(yīng)的資料，這些資料通過(guò)會(huì)計(jì)的手工計(jì)算和分析往往難以獲取，如果人工職能可以進(jìn)一步運(yùn)用科學(xué)知識(shí)來(lái)解決這個(gè)難題就再好不過(guò)了。
三、人工智能對(duì)會(huì)計(jì)行業(yè)的影響
（一）提高了會(huì)計(jì)信息的及時(shí)性和精準(zhǔn)性
不管是企事業(yè)單位還是政府機(jī)構(gòu)或者會(huì)計(jì)師事務(wù)所，在運(yùn)用會(huì)計(jì)軟件之后，一方面對(duì)于當(dāng)日發(fā)生的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)都能及時(shí)的進(jìn)行處理。因?yàn)闀?huì)計(jì)人員的只需要登錄系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)事務(wù)的選擇或者審核就可以了，期末系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已經(jīng)有的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成相關(guān)報(bào)表，相比較傳統(tǒng)會(huì)計(jì)的手工填制憑證和編制報(bào)表要及時(shí)得多。另一方面，在傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)處理時(shí)，會(huì)計(jì)員手誤記錯(cuò)賬是常有的事，雖說(shuō)現(xiàn)在的財(cái)務(wù)系統(tǒng)也需要手工錄入一些數(shù)據(jù)，但是當(dāng)錄入出錯(cuò)時(shí)系統(tǒng)給予提示，所以這種情況下，大大降低了數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率，即提高了會(huì)計(jì)信息的準(zhǔn)確性。
（二）一定程度上抑制了財(cái)務(wù)信息造假
在提高準(zhǔn)確性和及時(shí)性的基?A上，人工智能在會(huì)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用還可以相對(duì)防止財(cái)務(wù)信息造假。在特定的會(huì)計(jì)核算系統(tǒng)下，每一位登錄系統(tǒng)的人員都會(huì)有唯一的賬號(hào)和密碼，以及自己的權(quán)限，可以說(shuō)分工明確，相比較傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)核算中崗位相容現(xiàn)象十分嚴(yán)重，尤其是在中小企業(yè)里，人工智能的應(yīng)用對(duì)于職能清晰劃分有助于遏制信息的人為造假。但也不是說(shuō)人工智能可以杜絕財(cái)務(wù)造假，因?yàn)楸M管大部分工作在系統(tǒng)中完成，每個(gè)人只能進(jìn)行自己職能范圍內(nèi)的操作，但是系統(tǒng)終歸還是由人來(lái)控制的，還無(wú)法應(yīng)對(duì)管理層凌駕于會(huì)計(jì)人員之上的內(nèi)部操縱現(xiàn)象。
（三）會(huì)計(jì)行業(yè)中傳統(tǒng)崗位需求減少
隨著人工智能在會(huì)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，傳統(tǒng)會(huì)計(jì)崗位就不需要那么的職員了，這是顯而易見的變化。會(huì)計(jì)電算化早在上世紀(jì)八十年代就在我國(guó)有所發(fā)展和普及，發(fā)展至今，已經(jīng)商品化，為各種會(huì)計(jì)主體所使用，使得原本那些簡(jiǎn)單的會(huì)計(jì)記錄和核算工作被人工智能所取代，相應(yīng)的，這些崗位上的會(huì)計(jì)人員也就不再需要。
（四）會(huì)計(jì)信息安全性受到威脅
目前應(yīng)用廣泛的各種電算化核算系統(tǒng)，都是以電子形式對(duì)會(huì)計(jì)主體的各種財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，電子存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)保存形式有很多優(yōu)點(diǎn)，比如保存方便，數(shù)據(jù)容量大，便于查找和使用等。另一方面，現(xiàn)在的系統(tǒng)如果防護(hù)措施不到位很容易被黑客攻擊，同時(shí)目前網(wǎng)絡(luò)的安全性也大大降低，信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中可能會(huì)被攔截，所以企業(yè)的財(cái)務(wù)信息就會(huì)被泄露出去，嚴(yán)重的話，還會(huì)造成重大商業(yè)秘密的外泄，給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。
四、會(huì)計(jì)人員如何應(yīng)對(duì)人工智能的“入侵”
（一）學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)電算化處理，跟上人工智能的步伐
作為一名會(huì)計(jì)人員，如果在智能時(shí)代還停留在傳統(tǒng)會(huì)計(jì)處理方法上，那只能被時(shí)代所淘汰，這個(gè)社會(huì)本來(lái)就是優(yōu)勝劣汰，新的技術(shù)方法已經(jīng)產(chǎn)生，你沒(méi)掌握那你就是被打敗的那個(gè)，至少要跟上時(shí)代的步伐。國(guó)家目前對(duì)于會(huì)計(jì)人員有接受繼續(xù)教育的要求，會(huì)計(jì)人員可以借助這一平臺(tái)學(xué)習(xí)當(dāng)前的人工智能在會(huì)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，也可以自主的學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)電算化的相關(guān)應(yīng)用。
（二）由簡(jiǎn)單的財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)向綜合型會(huì)計(jì)人才轉(zhuǎn)變
雖然人工智能時(shí)代減少傳統(tǒng)會(huì)計(jì)崗位的需求，但是隨著國(guó)家近幾年來(lái)對(duì)于管理會(huì)計(jì)的發(fā)展的鼓勵(lì)，各會(huì)計(jì)主體尤其是企業(yè)對(duì)于管理會(huì)計(jì)的需求增加，而目前管理會(huì)計(jì)的工作是人工智能無(wú)法完成的，因?yàn)檫@其中涉及大量的職業(yè)判斷以及包括審計(jì)業(yè)務(wù)里也是含有很多的會(huì)計(jì)估計(jì)。所以會(huì)計(jì)人員應(yīng)該在人工智能時(shí)代努力學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)其他方面的知識(shí)，比如管理會(huì)計(jì)和審計(jì)業(yè)務(wù)的內(nèi)容等，掌握多方面知識(shí)，使自己成為一名復(fù)合型會(huì)計(jì)人才。
（三）以積極的視角來(lái)看待人工智能
現(xiàn)實(shí)中有很多會(huì)計(jì)從業(yè)人員狹隘的認(rèn)為人工智能可以取代他們，甚至完成他們完成不了的工作，于是乎就開始說(shuō)會(huì)計(jì)行業(yè)沒(méi)有前景，進(jìn)行轉(zhuǎn)行，而不去想著提升自己的執(zhí)業(yè)能力。從以上的分析可以看出，這種消極的觀點(diǎn)是不對(duì)的，不僅不利于會(huì)計(jì)人員自身的發(fā)展，也不利于整個(gè)會(huì)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。
【關(guān)鍵字】推理與專家系統(tǒng)；認(rèn)知學(xué)徒制；專家系統(tǒng)外殼
【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2009）04―0120―03
在教育部2003年頒布的《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中，首次設(shè)立了《人工智能初步》選修模塊，該模塊共設(shè)三個(gè)主題：“知識(shí)及其表達(dá)”，“推理與專家系統(tǒng)”，“人工智能語(yǔ)言與問(wèn)題求解”。其中的“推理與專家系統(tǒng)”主題，由于專家系統(tǒng)構(gòu)建的簡(jiǎn)便性以及運(yùn)行的可觀察性，在為數(shù)不多的已開設(shè)《人工智能初步》選修模塊的學(xué)校中，較為普遍地被作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。[1]因此，十分有必要對(duì)“推理與專家系統(tǒng)”主題的教學(xué)模式及其相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論，以便為中學(xué)信息技術(shù)教師更有效的開展教學(xué)提供參考與借鑒。
一 “推理與專家系統(tǒng)”主題的教學(xué)目標(biāo)
新課標(biāo)中給出了“推理與專家系統(tǒng)”主題的具體教學(xué)目標(biāo)：
1 演示或使用簡(jiǎn)單的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)軟件，感受用專家系統(tǒng)解決問(wèn)題的基本過(guò)程；了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。
2 通過(guò)實(shí)例分析，知道專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理；會(huì)描述一種常用的不精確推理的基本過(guò)程。
3 了解專家系統(tǒng)解釋機(jī)制的基本概念及其在專家系統(tǒng)中的重要作用。
4 了解專家系統(tǒng)外殼的概念；學(xué)會(huì)使用一個(gè)簡(jiǎn)易的專家系統(tǒng)外殼，并能用它開發(fā)簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)。[2]
由此可見，“推理與專家系統(tǒng)”主題并非是大學(xué)專家系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)內(nèi)容的簡(jiǎn)單下移，它的總體目標(biāo)是了解與專家系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)，體驗(yàn)專家系統(tǒng)的技術(shù)與應(yīng)用，感受專家系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)和生活的影響，從而激發(fā)對(duì)信息技術(shù)未來(lái)的追求。
二 認(rèn)知學(xué)徒制及其應(yīng)用于“推理與專家系統(tǒng)”教學(xué)的可行性
1 認(rèn)知學(xué)徒制及其特征
所謂認(rèn)知學(xué)徒制(Cognitive Apprenticeship)，是一種從改造學(xué)校教育中的主要問(wèn)題出發(fā)，將傳統(tǒng)學(xué)徒制方法中的核心技術(shù)與學(xué)校教育整合起來(lái)的新型教學(xué)模式，[3]用以培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知技能，即專家實(shí)踐所需的思維、問(wèn)題求解和處理復(fù)雜任務(wù)的能力。
從認(rèn)知學(xué)徒制的特征與“推理與專家系統(tǒng)”教學(xué)過(guò)程的特點(diǎn)的一致性、認(rèn)知學(xué)徒制的知識(shí)觀與“推理與專家系統(tǒng)”強(qiáng)調(diào)知識(shí)獲取、轉(zhuǎn)化的一致性、認(rèn)知學(xué)徒制的技能觀與“推理與專家系統(tǒng)”教學(xué)注重學(xué)生技能發(fā)展的一致性，能夠得出將認(rèn)知學(xué)徒制應(yīng)用于“推理與專家系統(tǒng)”主題的教學(xué)是切實(shí)可行的。
認(rèn)知學(xué)徒制的核心假設(shè)是：通過(guò)這種模式能夠培養(yǎng)學(xué)習(xí)者問(wèn)題求解等方面的高階思維技能/策略。這種技能/策略把技能與知識(shí)結(jié)合起來(lái)，是完成有意義的/真實(shí)的任務(wù)的關(guān)鍵。它具有如下的基本特征：
（1） 認(rèn)知學(xué)徒制關(guān)注的不是概念和事實(shí)知識(shí)的獲得，而是重視專家在獲取知識(shí)或?qū)⒅R(shí)運(yùn)用于復(fù)雜現(xiàn)實(shí)生活任務(wù)/問(wèn)題時(shí)所關(guān)涉的推理過(guò)程與認(rèn)知/元認(rèn)知策略。
（2） 將原本隱蔽的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程顯性化，亦即表現(xiàn)思維過(guò)程，使之可視化（包括教師和學(xué)生的思維過(guò)程）。通過(guò)這種方法，學(xué)生可以在老師和其他學(xué)生的幫助下進(jìn)行觀察、重復(fù)演練和實(shí)踐。
（3） 將學(xué)校課程中的抽象任務(wù)/內(nèi)容置于對(duì)學(xué)生有意義的情境之中，學(xué)習(xí)者充分了解學(xué)習(xí)的目的與應(yīng)用，理解工作的相關(guān)性，并參與專家行為。[4]
“推理與專家系統(tǒng)”主題的教學(xué)主要思路是要求學(xué)生使用一個(gè)簡(jiǎn)易的專家系統(tǒng)外殼（例如InterModeller）開發(fā)簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)，它的過(guò)程是：第一步，確定所要開發(fā)的專家系統(tǒng)類型，即確定開發(fā)的專家系統(tǒng)的內(nèi)容，如動(dòng)物識(shí)別專家系統(tǒng)、汽車故障診斷專家系統(tǒng)等；第二步，選擇、整理與所要開發(fā)的專家系統(tǒng)相關(guān)的日常生活知識(shí)；第三步，將日常生活知識(shí)轉(zhuǎn)化為專家系統(tǒng)能推理和解釋的知識(shí)表示形式，如產(chǎn)生式規(guī)則表示，框架知識(shí)表示等；第四步，通過(guò)師生、生生之間的交流與討論，逐步修改完善專家系統(tǒng)，使專家系統(tǒng)做出判斷與解釋。
這一教學(xué)過(guò)程不僅要求學(xué)生獲取、選擇、整理概念和事實(shí)知識(shí)，更強(qiáng)調(diào)將知識(shí)轉(zhuǎn)化為專家系統(tǒng)能推理和解釋的知識(shí)表示形式，最終能用專家系統(tǒng)解決實(shí)際問(wèn)題，這與認(rèn)知學(xué)徒制所關(guān)注的在有意義的情境之中，將知識(shí)進(jìn)行邏輯化表示后去解決現(xiàn)實(shí)任務(wù)/問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者問(wèn)題求解等方面的高階思維技能/策略是相一致的。
2 基于認(rèn)知學(xué)徒制的知識(shí)觀
比利特（Billett，1993）認(rèn)為學(xué)習(xí)的知識(shí)包括三種形式：陳述性知識(shí)（關(guān)于是“什么”的知識(shí)）、程序性知識(shí)（關(guān)于“怎么做”的知識(shí)）和情感性知識(shí)（關(guān)于價(jià)值觀和態(tài)度的知識(shí)）。陳述性知識(shí)用來(lái)提供事實(shí)和陳述，程序性知識(shí)用來(lái)提供做事過(guò)程的規(guī)則，情感性知識(shí)用來(lái)提供對(duì)事情的意見與看法。在一些實(shí)際工作情境中，程序性知識(shí)通常是可以直接觀察的，而陳述性知識(shí)的內(nèi)容則往往比較模糊、不透明。因此，與程序性知識(shí)相比，在日常工作的活動(dòng)中，一些類型的概念性知識(shí)獲得更加困難，學(xué)習(xí)者對(duì)它們的理解受到更多的限制。[5][6]
如何在學(xué)習(xí)中有效的獲得陳述性知識(shí)，比利特和羅斯（Billett & Rose,1996）認(rèn)為：第一，陳述性的知識(shí)是在參與社會(huì)實(shí)踐、從事日常工作的過(guò)程中獲得的。在日常的工作實(shí)踐中，人們必須解決問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而這些活動(dòng)真正促進(jìn)了人們對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的理解；第二，在學(xué)習(xí)的闡釋或知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程中，個(gè)體之間的密切互動(dòng)是知識(shí)一個(gè)非常重要的來(lái)源，特別是熟練的指導(dǎo)者能夠幫助個(gè)體建構(gòu)知識(shí)，“強(qiáng)烈的社會(huì)影響或者最貼切的指導(dǎo)似乎為學(xué)習(xí)者獲取和建構(gòu)陳述性知識(shí)提供了有意的途徑”。[5]
“推理與專家系統(tǒng)”主題中所涉及的知識(shí)也可分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。陳述性知識(shí)主要體現(xiàn)在確立的所要構(gòu)建的專家系統(tǒng)類型的情境中，將零散、孤立的陳述性知識(shí)，通過(guò)教師的指導(dǎo)，學(xué)生間的討論，將其整體化，組塊化。程序性知識(shí)主要是存在于專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)中，以“ifthen”形式來(lái)編程陳述性知識(shí)，即先確認(rèn)當(dāng)前的情境和條件，然后產(chǎn)生相應(yīng)的行動(dòng)。由于高中階段的教學(xué)要求是利用簡(jiǎn)易的專家系統(tǒng)外殼開發(fā)簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)，因此在條理清晰、結(jié)構(gòu)合理的陳述性知識(shí)的基礎(chǔ)上編寫程序性知識(shí)的過(guò)程較為簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是學(xué)生如何通過(guò)多種有效形式獲得陳述性知識(shí)，并將其清晰，合理的表示出來(lái)。專家系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中的陳述性知識(shí)獲取及其向陳述性知識(shí)的轉(zhuǎn)化，與認(rèn)知學(xué)徒制知識(shí)觀所倡導(dǎo)的知識(shí)分類和有效獲取是相吻合的。
3 基于認(rèn)知學(xué)徒制的學(xué)生技能發(fā)展
伊萬(wàn)斯（Evans,1994）提出了技能發(fā)展的，明確了技能所包含的智力維度：
（1） 階段1――新手。其特征為行為是受限制的、不靈活的、受規(guī)則控制的；
（2） 階段2――較高級(jí)的新手。學(xué)習(xí)者開始能夠感知任務(wù)中一些重要的情境特征，但還不能對(duì)那些重要的情境進(jìn)行區(qū)分；
（3） 階段3――勝任階段。學(xué)習(xí)者能夠識(shí)別情境的重要特征，并以此為基礎(chǔ)思考行動(dòng)的目標(biāo)和計(jì)劃，用來(lái)指導(dǎo)行動(dòng)；
（4） 階段4――精通。能夠在不特別關(guān)注的情況下選擇最好的行動(dòng)計(jì)劃，能夠快速概括、識(shí)別情境并訂出計(jì)劃；
（5） 階段5――專家。專家憑借直覺(jué)行動(dòng)，這種直覺(jué)來(lái)自對(duì)情境的深刻理解，不關(guān)注規(guī)則的和特征，而且行動(dòng)是可變的、靈活的和高度熟練的。[5]
在上述技能發(fā)展的五個(gè)階段中，學(xué)習(xí)者從新手到專家的過(guò)渡過(guò)程就是從被動(dòng)接受信息到具備更多的反思和參與策略的過(guò)程。在建構(gòu)所需要的知識(shí)時(shí)，學(xué)習(xí)者開始需要指導(dǎo)者詳細(xì)的幫助，而后逐步過(guò)渡到大量的互動(dòng)和建構(gòu)的水平。在技能發(fā)展的高級(jí)階段，對(duì)理解技能中的智力因素的需要進(jìn)一步增加，而對(duì)詳細(xì)指導(dǎo)的需要急劇下降，因?yàn)橹R(shí)變得更加內(nèi)化，更加接近于自我建構(gòu)。在“推理與專家系統(tǒng)”主題中，學(xué)生利用專家系統(tǒng)外殼工具，通過(guò)了解由某一領(lǐng)域?qū)＜医?gòu)的專家系統(tǒng)，并在教師的指導(dǎo)下親手開發(fā)簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)，來(lái)體驗(yàn)專家系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程，加深學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在實(shí)際教學(xué)中，我們將上述技能發(fā)展的五個(gè)階段簡(jiǎn)化為三個(gè)階段，學(xué)生和專家系統(tǒng)構(gòu)成了一種專家與新手的關(guān)系，剛開始學(xué)專家系統(tǒng)的學(xué)生（相對(duì)新手）、課程教師（相對(duì)于學(xué)生為專家）以及專家建構(gòu)的專家系統(tǒng)（相對(duì)于教師為專家），[7]學(xué)生開發(fā)專家系統(tǒng)的過(guò)程也即相對(duì)新手向相對(duì)專家轉(zhuǎn)化，最后還可能發(fā)展領(lǐng)域?qū)＜业倪^(guò)程。在這一過(guò)程中，學(xué)生對(duì)所建立的專家系統(tǒng)類型的相關(guān)陳述性知識(shí)和程序性的需要不斷增加，而對(duì)教師指導(dǎo)其開發(fā)的需要急劇下降。
三 認(rèn)知學(xué)徒制在“推理與專家系統(tǒng)”教學(xué)中的實(shí)施過(guò)程
認(rèn)知學(xué)徒制作為一種新型的教學(xué)模式，將其應(yīng)用于“推理與專家系統(tǒng)”教學(xué)，需要教師和學(xué)生兩方面共同執(zhí)行，如圖1所示。[4]
在認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式中，學(xué)生是主體，教師起主導(dǎo)作用。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，要精心設(shè)計(jì)教學(xué)以表現(xiàn)專家實(shí)踐的思維過(guò)程，并引導(dǎo)學(xué)生積極參與、體驗(yàn)，在這個(gè)過(guò)程中，教師先示范必要的策略，再放手讓學(xué)生嘗試，并在學(xué)生需要時(shí)予以指導(dǎo)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)特定領(lǐng)域?qū)＜覍?shí)踐能力的模仿、參與、討論、交流和闡釋，獲得基本的問(wèn)題求解方法、策略和能力，并隨著腳手架的拆除，逐漸獨(dú)立探究、定義、分析和解決問(wèn)題。[8]具體的說(shuō)包含如下步驟：
（1） 建模。教師選擇某一典型的專家系統(tǒng)，對(duì)專家系統(tǒng)的問(wèn)題解決過(guò)程，如推理方式和應(yīng)用策略進(jìn)行建模，以使學(xué)生觀察系統(tǒng)的推理、運(yùn)行過(guò)程，感受領(lǐng)域?qū)＜业乃季S過(guò)程。
（2） 情境設(shè)計(jì)。教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇符合其認(rèn)知特點(diǎn)的專家系統(tǒng)內(nèi)容，注重實(shí)用性、貼切性和可開發(fā)性，如“當(dāng)?shù)芈糜尉包c(diǎn)識(shí)別”、“特色小吃劃分”等專家系統(tǒng)，并把情境化的活動(dòng)與相關(guān)的預(yù)期結(jié)果關(guān)聯(lián)起來(lái)，以便學(xué)生在真實(shí)的情景中進(jìn)行模擬學(xué)習(xí)，發(fā)展遠(yuǎn)遷移能力。
（3） 提供腳手架。腳手架的重要功能是幫助學(xué)生順利穿越“最近發(fā)展區(qū)”。教師對(duì)學(xué)生的開發(fā)專家系統(tǒng)的過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo),提供必要的“支架”，如概念支持、軟件應(yīng)用技巧支持、過(guò)程支持、策略方法支持等。
（4） 清晰表達(dá)。要求學(xué)生清晰地表達(dá)專家系統(tǒng)的推理過(guò)程或解決問(wèn)題的過(guò)程，以使學(xué)生真正了解自己的學(xué)習(xí)過(guò)程， 不僅“知其然”（What），而且“知其所以然”（Why）。
（5） 反思。使學(xué)生將自己的思維和問(wèn)題求解過(guò)程與領(lǐng)域?qū)＜摇⑵渌麑W(xué)生的邏輯思維方式進(jìn)行比較。通過(guò)反思，學(xué)生可以構(gòu)建關(guān)于該專家系統(tǒng)內(nèi)容的問(wèn)題求解過(guò)程的模型，已修正/啟示自己的問(wèn)題求解和任務(wù)完成過(guò)程。
（6） 拆除腳手架。當(dāng)學(xué)生完成知識(shí)庫(kù)的建立，或者能運(yùn)行專家系統(tǒng)后，教師應(yīng)逐漸拆除支架，以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。
四 結(jié)語(yǔ)
在“推理與專家系統(tǒng)”主題的教學(xué)中采用認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式，對(duì)于學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)具有積極的意義。一方面，為了完成該任務(wù)，學(xué)生需要編制規(guī)劃、制定知識(shí)獲取策略，并具體付諸實(shí)施，這是一個(gè)不斷深化的過(guò)程。學(xué)生還得明確與系統(tǒng)有關(guān)的所有變量或相關(guān)的因素，并且將這些變量和因素轉(zhuǎn)化為問(wèn)題求解過(guò)程，得出相應(yīng)的結(jié)論。在進(jìn)行一系列問(wèn)題求解分析之后，運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)則來(lái)表示知識(shí)。 該過(guò)程中有助于提高他們的分析、思維與判斷能力。另一方面，在專家系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，學(xué)生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么（Why）”、“如何（How）”、“如果……會(huì)怎么樣”等問(wèn)題，系統(tǒng)接受用戶的問(wèn)題指令后，可以根據(jù)推理的邏輯進(jìn)程，即時(shí)將答案呈現(xiàn)給用戶，這個(gè)過(guò)程如同教師與學(xué)生在進(jìn)行面對(duì)面的教學(xué)，學(xué)生還可以充分體驗(yàn)人類專家的求解思路和推理風(fēng)格。完善的專家系統(tǒng)還可以讓其他學(xué)生去運(yùn)用和體驗(yàn)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。正如美國(guó)著名的學(xué)習(xí)論專家Jonassen所指出的：那些自行設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的學(xué)生將會(huì)在這種活動(dòng)中受益匪淺，因?yàn)檫@是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度加工的過(guò)程。[9]
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關(guān)鍵詞：智能教學(xué)系統(tǒng)；語(yǔ)義Web；領(lǐng)域本體
智能教學(xué)系統(tǒng)(Intelligent Tutoring System，簡(jiǎn)稱ITS)是人工智能和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要研究領(lǐng)域[2]。它為學(xué)習(xí)者提供了形象直觀和方便易用的學(xué)習(xí)界面，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶，同時(shí)又能大量增加學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，因而長(zhǎng)期得到廣大研究人員和教育工作者的密切關(guān)注和深入研究。1988年，國(guó)際上第一次舉辦ITS學(xué)術(shù)研討會(huì)；1992年以來(lái)，智能教學(xué)系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議每?jī)赡昱e辦一次；2012年，美國(guó)匹茲堡將舉辦第10屆ITS國(guó)際會(huì)議，該屆會(huì)議的網(wǎng)址是cmu.edu/its2012。
早期的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)及現(xiàn)有的智能教學(xué)系統(tǒng)，絕大多數(shù)以文本、圖形、靜態(tài)圖像、動(dòng)畫、聲音和動(dòng)態(tài)視頻等知識(shí)作為教學(xué)內(nèi)容，存于知識(shí)庫(kù)，教學(xué)內(nèi)容通常是固定不變的，因此，不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的因材施教和多學(xué)科知識(shí)教學(xué)。此外，一些教學(xué)系統(tǒng)具有明顯的不可修改性，只能適用于事先確定的、特定的教學(xué)目標(biāo)與具體的教學(xué)情境；有的教學(xué)系統(tǒng)完全與教科書配套，以教學(xué)大綱和個(gè)別教材為依據(jù)，按照教科書的章節(jié)安排教學(xué)內(nèi)容，不具備重用性。通過(guò)分析可知，智能教學(xué)系統(tǒng)存在上述不足的主要原因，是系統(tǒng)沒(méi)有一個(gè)龐大的和可擴(kuò)展的知識(shí)庫(kù)支撐，沒(méi)有可供操作的知識(shí)以及知識(shí)庫(kù)不能更新等。
筆者通過(guò)分析智能教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展等特點(diǎn)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息，提出了面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，分析了各組成部分的功能。在系統(tǒng)模型中引入領(lǐng)域本體組織教學(xué)內(nèi)容，并運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具獲取網(wǎng)頁(yè)新知識(shí)等更新教學(xué)內(nèi)容，提高了智能教學(xué)系統(tǒng)的適應(yīng)性。
1智能教學(xué)系統(tǒng)
20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，特別是人工智能(AI)的誕生與發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)在教育方面的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了一種新的教育技術(shù)，即計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer-aided Instruction, 簡(jiǎn)稱CAI)。CAI系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是行為主義理論，主要目的是協(xié)助改進(jìn)教學(xué)。其教學(xué)模式主要有3種：一是輔導(dǎo)模式，用于向?qū)W生講授知識(shí)和技能等內(nèi)容；二是練習(xí)與操練模式，通過(guò)學(xué)生與計(jì)算機(jī)的頻繁交互作用來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的解題能力，以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)過(guò)概念的理解；三是對(duì)話模式，通過(guò)計(jì)算機(jī)與學(xué)生的相互提問(wèn)和答問(wèn)來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的理解力。CAI系統(tǒng)一般由課件(courseware)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生可反復(fù)使用這些不變的課件，接受課件的各種教學(xué)信息，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程主要由課件來(lái)控制，一般都是被動(dòng)式學(xué)習(xí)，系統(tǒng)沒(méi)有給學(xué)生提供個(gè)性化需求的教學(xué)過(guò)程。
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)并不了解學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)所有學(xué)習(xí)者采用相同的教學(xué)方法和統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容。因此，系統(tǒng)不能對(duì)不同學(xué)生采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，不能培養(yǎng)不同學(xué)生的各種能力。
因此，人們希望計(jì)算機(jī)也應(yīng)具有人類教學(xué)的“智慧”和藝術(shù)：系統(tǒng)應(yīng)該能了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)水平，能根據(jù)不同學(xué)生的各自特點(diǎn)采用不同的教學(xué)策略，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，能理解和接受學(xué)生的自然語(yǔ)言交互。
到了上世紀(jì)70年代，AI技術(shù)得到深入研究和發(fā)展，同時(shí)，認(rèn)知心理學(xué)在教學(xué)過(guò)程中也得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的研究更趨向智能化。Carbonell和Collins等人研制了一個(gè)基于知識(shí)的教學(xué)系統(tǒng)SCHOLAR，用于進(jìn)行南美洲地理教學(xué)。SCHOLAR開辟了把人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的新研究領(lǐng)域。讓計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)CAI更加具有“智慧”，是教學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)重要目標(biāo)，因此，更具有智能的CAI系統(tǒng)被稱為“智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)”(簡(jiǎn)稱ICAI)或“智能教學(xué)系統(tǒng)”。
但是，ITS并不是對(duì)CAI的一個(gè)簡(jiǎn)單改進(jìn)，它需要結(jié)合AI技術(shù)、教育心理學(xué)理論和認(rèn)知科學(xué)而得以發(fā)展。與CAI不同，ITS以認(rèn)知心理學(xué)為理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)個(gè)體內(nèi)部的心理過(guò)程，認(rèn)為人的認(rèn)知是由外部刺激和認(rèn)知主體內(nèi)部過(guò)程相互作用的結(jié)果，因而學(xué)習(xí)過(guò)程是個(gè)人根據(jù)自身需要、興趣、能力、知識(shí)水平，對(duì)當(dāng)前教學(xué)過(guò)程做出的主動(dòng)的、有選擇的信息加工和建構(gòu)過(guò)程。
ITS的目標(biāo)是分析學(xué)生的智能水平和知識(shí)狀態(tài)，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)策略，因材施教。教學(xué)過(guò)程以“學(xué)生”為中心(但并不完全地由學(xué)生自由學(xué)習(xí))，以啟發(fā)、誘導(dǎo)、暗示等方式展開，讓學(xué)生探索、思考與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。例如，SCHOLAR系統(tǒng)采用了蘇格拉底對(duì)話方式的啟發(fā)式教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)智能化教學(xué)。
目前的ITS在結(jié)合教育心理學(xué)、認(rèn)知理論和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)上取得了很大發(fā)展，同時(shí)ITS的研究和開發(fā)也是一個(gè)艱難的過(guò)程，并存在如下缺陷。
1) 智能教學(xué)系統(tǒng)缺乏強(qiáng)的自適應(yīng)性，不能真正靈活地實(shí)現(xiàn)因材施教的教育目的；不能準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理學(xué)生出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤及問(wèn)題。主要原因在于教學(xué)過(guò)程分析不明確，教學(xué)策略不夠豐富，特別是對(duì)于不同學(xué)科和不同個(gè)性的學(xué)生，缺乏靈活多樣的教學(xué)策略，用于指導(dǎo)不同學(xué)生學(xué)習(xí)不同知識(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向的對(duì)象也還比較單一。
2) 智能教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生缺乏了解(或理解)；不能理解學(xué)生正在做什么和學(xué)生知道什么；不知道學(xué)生所處的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)如何，學(xué)生常犯的錯(cuò)誤是什么；沒(méi)有一個(gè)好的教學(xué)策略來(lái)安排最適合的教學(xué)方法，把最適當(dāng)?shù)闹R(shí)傳授給相關(guān)學(xué)生，因而無(wú)法達(dá)到因材施教的預(yù)期教學(xué)效果。
3) 智能教學(xué)系統(tǒng)中的知識(shí)可操作性差，幾乎是不可操作的。教學(xué)內(nèi)容比較單一，而且知識(shí)的可重用性差，導(dǎo)致了人們制作和設(shè)計(jì)了許多重復(fù)的教學(xué)系統(tǒng)，而真正“好用的”智能軟件卻非常缺乏。
智能教學(xué)系統(tǒng)存在上述不足的主要原因有二：一是沒(méi)有一個(gè)豐富的多學(xué)科的知識(shí)庫(kù)支撐，而且知識(shí)的可操作性差；二是沒(méi)有一個(gè)比較完善理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，支持對(duì)學(xué)生和教學(xué)的理想描述。針對(duì)這些不足，筆者提出一種面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型。
2面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型
在分析已有的智能教學(xué)系統(tǒng)模型(例如NKI- Tutor)[4]的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)信息和網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源，筆者提出了一種面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，該模型的教學(xué)內(nèi)容模塊中引入領(lǐng)域本體的抽象層來(lái)組織知識(shí)，同時(shí)模型中增加了一個(gè)網(wǎng)頁(yè)知識(shí)的新模塊。網(wǎng)頁(yè)知識(shí)主要使用網(wǎng)絡(luò)爬蟲，從不同網(wǎng)站上獲取各種教學(xué)資源，然后對(duì)該資源進(jìn)行分類，構(gòu)建其資源本體，并通過(guò)本體合并技術(shù)，把新知識(shí)添加到教學(xué)內(nèi)容模塊中。面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型如圖1所示。
面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型主要包括交互界面、學(xué)生模型、教學(xué)模塊、教學(xué)內(nèi)容、專家模型、評(píng)價(jià)模塊、知識(shí)模擬模塊和網(wǎng)頁(yè)知識(shí)模塊等。
交互界面用于實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與教學(xué)系統(tǒng)之間的信息交互，為不同學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)界面。
學(xué)生模型是對(duì)學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)策略等的建模，為系統(tǒng)提供學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)歷史記錄、學(xué)習(xí)過(guò)程中與系統(tǒng)的交互情況以及在系統(tǒng)診斷性測(cè)驗(yàn)中的表現(xiàn)等。
專家模型包含領(lǐng)域?qū)＜业膯?wèn)題求解。教學(xué)系統(tǒng)可以對(duì)學(xué)生解決問(wèn)題的方法與專家的方法進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的能力缺陷或錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)等，然后采取更確切的教學(xué)策略或調(diào)整教學(xué)策略。
教學(xué)模塊是智能教學(xué)系統(tǒng)用于組織、管理和實(shí)施整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的中心。本模塊的教學(xué)模型由教學(xué)目標(biāo)子模塊、教學(xué)任務(wù)子模塊、教學(xué)分析子模塊、教學(xué)策略子模塊和教學(xué)效果測(cè)量子模塊構(gòu)成。教學(xué)目標(biāo)是指教學(xué)的總目標(biāo)(Goal)，包含多個(gè)子目標(biāo)(g1，g2…gn)，并且Goal＝g1 ∧g2 ∧… ∧gn，n ∈自然數(shù)N。教學(xué)任務(wù)是指設(shè)計(jì)或規(guī)劃知識(shí)，確定教學(xué)目標(biāo)，選取和實(shí)施教學(xué)策略，并評(píng)價(jià)教學(xué)，由具體任務(wù)(Task)實(shí)施。評(píng)價(jià)模塊是對(duì)整個(gè)教學(xué)的全局評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)教學(xué)總目標(biāo)是否已經(jīng)達(dá)到，或是對(duì)一個(gè)學(xué)習(xí)單元、一個(gè)學(xué)習(xí)階段、一門課程學(xué)習(xí)后的全局評(píng)價(jià)，包括學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)水平、技能水平的綜合評(píng)價(jià)和教學(xué)策略是否適用于不同學(xué)生的評(píng)價(jià)等，評(píng)價(jià)結(jié)果是教學(xué)策略改進(jìn)和教學(xué)反饋的依據(jù)，是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和教學(xué)效果進(jìn)行測(cè)量。
知識(shí)模擬是一個(gè)知識(shí)模擬系統(tǒng)，能夠?qū)χR(shí)自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)畫模擬。在教學(xué)過(guò)程中，教師根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)需要，采用不同的教學(xué)策略，使教學(xué)更加生動(dòng)形象，學(xué)生也能夠通過(guò)模擬工具親自操作實(shí)驗(yàn)。模擬工具對(duì)于具有不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生尤其重要。
教學(xué)內(nèi)容模塊是知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)器，存放各科教學(xué)知識(shí)和從網(wǎng)頁(yè)上獲取的各類新知識(shí)。
網(wǎng)頁(yè)知識(shí)存儲(chǔ)從不同的網(wǎng)站上獲取的各種教學(xué)資源。在系統(tǒng)模型中嵌入網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具，首先利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具不定期地從不同網(wǎng)站上獲取各種教學(xué)資源，然后對(duì)資源進(jìn)行分類，構(gòu)建其資源本體，通過(guò)使用本體合并技術(shù)，把新知識(shí)添加到教學(xué)內(nèi)容模塊中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容更新，使系統(tǒng)更具適應(yīng)性。
3 教學(xué)內(nèi)容組織與知識(shí)更新
在面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型中，我們引入領(lǐng)域本體的抽象層來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容，并引入網(wǎng)頁(yè)知識(shí)模塊實(shí)現(xiàn)知識(shí)更新。
3.1領(lǐng)域本體的抽象層
面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，最重要的功能是獲取Web信息和資源，然后對(duì)資源進(jìn)行管理和運(yùn)用。為此，我們引入領(lǐng)域本體的抽象層來(lái)對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行組織，如圖2所示。
領(lǐng)域本體的抽象層是去除了學(xué)科中的具體概念而綜合了領(lǐng)域本體中的屬性和關(guān)系，是不依賴于領(lǐng)域概念而存在的。
3.2網(wǎng)頁(yè)知識(shí)模塊
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各種教學(xué)機(jī)構(gòu)和學(xué)校都建立了各自的教學(xué)網(wǎng)站。例如，大學(xué)的精品課程、中學(xué)的網(wǎng)校以及專業(yè)知識(shí)網(wǎng)站，還有很多信息搜索引擎等。這些網(wǎng)站提供了很多專業(yè)和非專業(yè)的百科知識(shí)。為了順應(yīng)信息時(shí)代的知識(shí)需求，智能教學(xué)系統(tǒng)中的教學(xué)內(nèi)容不再是一成不變的，而應(yīng)該及時(shí)更新知識(shí)庫(kù)。
面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型采用網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提取網(wǎng)頁(yè)信息功能。它根據(jù)教學(xué)內(nèi)容主題的關(guān)鍵字或知識(shí)點(diǎn)分析網(wǎng)頁(yè)，過(guò)濾與主題無(wú)關(guān)的鏈接，獲取有用的鏈接站點(diǎn)上的信息，并將其存儲(chǔ)在相應(yīng)的文檔中。目前，我們主要采用文本方式存儲(chǔ)獲
取的信息。然后對(duì)所獲取的信息進(jìn)行分析，根據(jù)信息格式和內(nèi)容進(jìn)行分類，結(jié)合已有本體來(lái)組織新知識(shí)，進(jìn)而建立索引，便于知識(shí)查詢和檢索。
4結(jié)語(yǔ)
智能教學(xué)系統(tǒng)研究是一項(xiàng)艱難和長(zhǎng)期的工作。面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)模型具有教學(xué)內(nèi)容覆蓋多個(gè)學(xué)科和網(wǎng)絡(luò)知識(shí)等特點(diǎn)，充分展現(xiàn)信息時(shí)代的學(xué)習(xí)特色，為學(xué)習(xí)者提供更新穎的知識(shí)和更寬廣的知識(shí)面，并使教學(xué)過(guò)程更加個(gè)性化，提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，面向語(yǔ)義Web的智能教學(xué)系統(tǒng)將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提取網(wǎng)頁(yè)信息，從而及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)更具時(shí)代特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正意義的智能化教學(xué)。
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An Intelligent Tutoring System Oriented on Semantic Web
TANG Suqin1, LIU Lihao2
(1. College of Computer Science and Information Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China; 2.Guangxi Training Center for Teachers of Higher Education Institutions, Guilin 541004, China)
1．1技術(shù)簡(jiǎn)介
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(vR)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，綜合多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、實(shí)時(shí)計(jì)算、工程仿真技術(shù)等多學(xué)科為一體的前沿技術(shù)，它能生成逼真的視、聽、觸覺(jué)一體化的人工虛擬環(huán)境，用戶能以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互【l1。它具有3個(gè)特征：逼真的臨場(chǎng)感、自然的交互、提高學(xué)習(xí)者思維認(rèn)知。vR突破了人類認(rèn)識(shí)的時(shí)空限制，大大拓寬了人類對(duì)現(xiàn)實(shí)世界及未知世界的感覺(jué)和認(rèn)識(shí)，為人們的實(shí)踐活動(dòng)提供了嶄新的環(huán)境和手段。在軍事、制造、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂(lè)等領(lǐng)域，vR都有廣闊的應(yīng)用前景。
1．2教育頷域應(yīng)用現(xiàn)狀及前墨
對(duì)教育領(lǐng)域而言，運(yùn)用VR能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)將三維空間或?qū)嵨锬Ｐ偷囊饽钋宄乇硎境鰜?lái)，能使學(xué)習(xí)者直接、自然地與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象進(jìn)行交互，并通過(guò)多種形式參與事件的發(fā)展變化過(guò)程，從而獲得最大的控制、操作整個(gè)環(huán)境的自由度[21。這種呈現(xiàn)多維度信息的虛擬學(xué)習(xí)和培訓(xùn)環(huán)境，以最直觀、最有意義的方式為學(xué)習(xí)者掌握一門新知識(shí)、新技能提供嶄新途徑。普遍意義上講，完整的vR系統(tǒng)需要高級(jí)計(jì)算機(jī)、頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、洞穴式投影等昂貴的硬件支持設(shè)備，這對(duì)于大多數(shù)教育教學(xué)單位都是難以承受的，從而嚴(yán)重制約了VR系統(tǒng)在教育教學(xué)中的推廣應(yīng)用。但在科技多樣化發(fā)展的今天，VR系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，vR系統(tǒng)配置可以根據(jù)目標(biāo)需求而定。設(shè)備投資大、開發(fā)周期長(zhǎng)的復(fù)雜VR系統(tǒng)，一般應(yīng)用于高校或航天軍事等高端技術(shù)工作領(lǐng)域。而桌面型vR系統(tǒng)僅使用電腦單機(jī)，顯示器是學(xué)習(xí)者觀察虛擬環(huán)境的一個(gè)窗口，學(xué)習(xí)者可通過(guò)使用簡(jiǎn)單的外設(shè)(如鼠標(biāo)、立體眼鏡等)來(lái)駕馭虛擬環(huán)境和操縱虛擬物體，雖缺乏完全沉浸功能，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、硬件成本低的特點(diǎn)非常適合在我國(guó)的普教、職教領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
2VR在職教個(gè)性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的可行性
2．1職教學(xué)情現(xiàn)狀
在各類職業(yè)學(xué)校中，普遍存在的問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，特別是在枯燥、乏味的理論知識(shí)學(xué)習(xí)中，這一問(wèn)題尤為突出。但學(xué)生對(duì)于新穎事物具有強(qiáng)烈的好奇心和較高的動(dòng)手愿望，因此，在講授理論知識(shí)時(shí)，輔以演示、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，并使人人都能動(dòng)手參與，將會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。但這種教學(xué)方法存在一些問(wèn)題：模型、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件有限，特別是一些價(jià)格昂貴的設(shè)備，不可能人人都能動(dòng)手操作；盲目操作會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，需要一定維修費(fèi)用；在同一個(gè)地方完成理論、實(shí)踐教學(xué)并不現(xiàn)實(shí)。
2．2個(gè)性化學(xué)習(xí)
個(gè)性化學(xué)習(xí)是一種新的學(xué)習(xí)觀，是伴隨近年來(lái)教育改革發(fā)展，針對(duì)傳統(tǒng)教育大統(tǒng)一的弊端提出來(lái)的。它是以學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和個(gè)性特征為基礎(chǔ)，以學(xué)生內(nèi)在需求為核心。以每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)能力與個(gè)性的自由、充分、和諧發(fā)展為目標(biāo)而實(shí)施的學(xué)習(xí)活動(dòng)_l1。個(gè)性化學(xué)習(xí)中，師生處于分離或準(zhǔn)分離狀態(tài)，教師由傳統(tǒng)教育中的主導(dǎo)者變?yōu)榭衫玫慕逃Y源，成為教學(xué)資源中的一個(gè)組合因素，而學(xué)生也從被動(dòng)接受教育的對(duì)象變?yōu)榻逃Y源的選擇者和利用者。由此可見，最為簡(jiǎn)單、易行的個(gè)性化學(xué)習(xí)載體就是基于web的學(xué)習(xí)動(dòng)手實(shí)踐，B／S模式、互動(dòng)操作，可激發(fā)學(xué)生興趣，從而自定義完成學(xué)習(xí)、實(shí)踐任務(wù)。
2．3虛擬教學(xué)模型在個(gè)性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值
就教師而言，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)講授一簡(jiǎn)單圖文課件講授一簡(jiǎn)單圖文課件+虛擬教學(xué)模型講授的轉(zhuǎn)變。既充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容，又豐富了教學(xué)手段和形式。同時(shí)，虛擬教學(xué)模型是使用計(jì)算機(jī)模擬出的實(shí)物形態(tài)，其使用同課件一樣方便，既能達(dá)到直觀教學(xué)的效果，也能使師生獲得臨場(chǎng)感，增強(qiáng)師生互動(dòng)。
就學(xué)生而言，在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到的是用vR技術(shù)數(shù)字化后的實(shí)物，只要有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或在家登陸學(xué)校的模型web服務(wù)器，學(xué)生就可動(dòng)手操作，同時(shí)有了直觀模型的臨場(chǎng)體驗(yàn)后，學(xué)生在面對(duì)實(shí)物操作時(shí)也易上手，杜絕了盲目操作。學(xué)生也可以通過(guò)協(xié)作探究解決問(wèn)題。此外，衛(wèi)生職業(yè)院校還承擔(dān)著成人教育的培訓(xùn)任務(wù)，對(duì)于一些短訓(xùn)班或遠(yuǎn)程教學(xué)，在授課時(shí)演示或在web上一些虛擬教學(xué)模型，可幫助學(xué)員理解知識(shí)，并在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)課中存在的問(wèn)題。
虛擬教學(xué)模型可以通過(guò)編程定制、更新內(nèi)容，節(jié)省了教學(xué)成本，有利于職教事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外，虛擬教學(xué)模型還可虛擬出一些新型的裝備用于教研活動(dòng)，體現(xiàn)出教學(xué)的前瞻性和創(chuàng)新性，如虛擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、虛擬校園、特殊教育、仿真實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)等。
3衛(wèi)生職教虛擬平臺(tái)建模方案
針對(duì)衛(wèi)生職教的教學(xué)特點(diǎn)，可以開發(fā)4類桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用：模型演示、過(guò)程仿真、場(chǎng)景展示、儀器操作。為滿足個(gè)性化教學(xué)需求，均采用B／S的模式。
3．1模型演示(人體解剖學(xué)、口腔解剖學(xué)教學(xué))
功能需求：虛擬口腔模型、器官模型在屏幕中三維立體顯示，可用鼠標(biāo)進(jìn)行任意角度的調(diào)整觀察，配合講解，使學(xué)生獲取最近乎于真實(shí)的感受。
可行性技術(shù)方案：JavaApplet、Java3D技術(shù)配合使用3D模型輔助設(shè)計(jì)軟件(設(shè)計(jì)需導(dǎo)出VRML2．0或OBJ格式文件，如3DSMAX)。
論證：由需求可知，這種三維設(shè)計(jì)是基于圖形建模的，可選用VRML和Java3D技術(shù)在web上3D圖像。與傳統(tǒng)VRML相比，Java3D的功能和可編程性更強(qiáng)，具有Java豐富類庫(kù)的支持和良好的跨平臺(tái)性，考慮構(gòu)建3D簡(jiǎn)單模型，并配合專業(yè)3D模型設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建復(fù)雜模型。客戶端提供用戶實(shí)驗(yàn)的環(huán)境主要采用JavaApplet來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用JavaApplet編寫圖形用戶界面，仿真計(jì)算任務(wù)由瀏覽器的JavaApplet完成，使用Jav3D實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的3D顯示，兩者嵌入HTML文件網(wǎng)頁(yè)構(gòu)成用戶的前臺(tái)操作界面，支持web方式。
3．2過(guò)程仿真(虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)、虛擬口腔設(shè)備操作與維修)
功能需求：用戶可直接操作web中虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和化學(xué)藥品，完成實(shí)驗(yàn)。
可行性技術(shù)方案：同3．1，但需考慮場(chǎng)景和復(fù)雜的操作交互，其程序編制較3．1復(fù)雜。
3．3場(chǎng)舞展示(口腔診所布局、ICU布局)
功能需求：真實(shí)再現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境格局、設(shè)備布局，可由鼠標(biāo)控制，轉(zhuǎn)動(dòng)到任意視角瀏覽，用戶有臨場(chǎng)感。
可行性技術(shù)方案：超廣角鏡頭轉(zhuǎn)臺(tái)攝影+靜態(tài)圖象360。全景拼合顯示技術(shù)(QTVR或Java編程)。
論證：由需求可知，最簡(jiǎn)便的方法是基于靜態(tài)圖象進(jìn)行建模。QTVR運(yùn)用相機(jī)拍攝的真實(shí)全景圖像來(lái)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)空間與計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)或其他VR技術(shù)相比，其制作相對(duì)簡(jiǎn)單、制作周期縮短、成本低廉、且由于照片清晰度高，細(xì)節(jié)不會(huì)被遺漏觀察場(chǎng)景時(shí)有身臨其境感覺(jué)。由于數(shù)據(jù)量小，觀察起來(lái)也非常流暢。另有使用Java編程來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)全景拼接的方式，需Jav虛擬機(jī)支持。
3．4儀器操作(心電監(jiān)護(hù)儀操作、心電擻據(jù)教學(xué))
功能需求：心電監(jiān)護(hù)儀器功能與實(shí)物一致，但數(shù)據(jù)不是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，而是調(diào)用專家?guī)熘械呐R床教學(xué)心電數(shù)據(jù)資料，學(xué)生能通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊虛擬心電監(jiān)護(hù)儀相應(yīng)按鈕，得到相應(yīng)結(jié)果，從而熟悉儀器操作，掌握相關(guān)臨床知識(shí)。
可行技術(shù)方案：Windows平臺(tái)下的LabView8．0虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)(無(wú)須數(shù)據(jù)采集卡)。論證：美國(guó)NI公司的LabView圖形化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(G語(yǔ)言)是專門用于設(shè)計(jì)虛擬儀器的。它是用框圖連線來(lái)替代傳統(tǒng)的代碼編寫，而且內(nèi)置了豐富的儀器儀表控件(表盤、開關(guān)、旋鈕、波形現(xiàn)實(shí)等)，可在虛擬前面板上根據(jù)需要自由組合D1。另外，它的數(shù)學(xué)分析、信號(hào)處理函數(shù)庫(kù)功能強(qiáng)大，能夠輕松完成臨床教學(xué)心電數(shù)據(jù)的分析、處理、顯示，并可根據(jù)所需功能對(duì)儀器快速原型化。LabView8．0的RemotePanel功能支持web方式。
4拓展、開發(fā)和意義
4．1拓展、開發(fā)
(1)建立和累積可定期更新的開放型醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)專家?guī)臁Ｈ缧碾娕R床數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、口腔臨床數(shù)據(jù)、設(shè)備維修數(shù)據(jù)等。依托網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)素材的群體共享，為開展優(yōu)質(zhì)的教學(xué)工作做好充分的知識(shí)儲(chǔ)備。
(2)建立和累積可定期更新的開放型教師評(píng)價(jià)專家?guī)臁V泛收集教師群體智慧、經(jīng)驗(yàn)，將評(píng)價(jià)依據(jù)收納到計(jì)算機(jī)教師評(píng)價(jià)專家?guī)熘校兘處焸€(gè)體評(píng)價(jià)為群體評(píng)判，這種評(píng)價(jià)更具客觀性和綜合性，而且依托網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，將教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行共享，可提升教學(xué)質(zhì)量，并為教學(xué)創(chuàng)新帶來(lái)巨大益處。
(3)基于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)專家?guī)臁⒔處熢u(píng)價(jià)專家?guī)欤氩?yīng)用人工智能技術(shù)，對(duì)于學(xué)生提交的實(shí)踐作業(yè)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)分一方面保證了評(píng)價(jià)的綜合性、客觀性；另一方面使學(xué)生成績(jī)得到最快的反饋，進(jìn)而及時(shí)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，提高學(xué)習(xí)效果。
4．2意義
(1)變經(jīng)驗(yàn)重復(fù)型教研組織形式為經(jīng)驗(yàn)研究型。這種基于智能專家?guī)斓募軜?gòu)大幅降低了教師的工作強(qiáng)度，取消了其重復(fù)勞動(dòng)，教師可以充分利用教研時(shí)間，專注研究那些計(jì)算機(jī)無(wú)法得出結(jié)論的學(xué)生個(gè)性實(shí)例或計(jì)算機(jī)提取的學(xué)生共性、典型實(shí)例，從而不斷更新、完善專家?guī)靸?nèi)容，類似問(wèn)題可在下次計(jì)算機(jī)評(píng)判中得以解決。
[關(guān)鍵詞] 智能 電子商務(wù) 應(yīng)用研究
隨著Internet技術(shù)應(yīng)用的普及和深入，電子商務(wù)這種全新的商務(wù)模式被越來(lái)越多的人們所接受。但是由于Internet本身所具有的開放性、動(dòng)態(tài)性和異構(gòu)性的特征，隨著其不斷發(fā)展，信息量不斷膨脹，給人們獲取自己需要的信息帶來(lái)一定程度的麻煩。為了解決這個(gè)問(wèn)題，智能化電子商務(wù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，智能化電子商務(wù)系統(tǒng)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)，能夠代替人并且具有一定邏輯推理能力、自學(xué)習(xí)能力、交流能力的智能化的電子交易模式。基于智能化的電子商務(wù)能幫助人們完成許多繁瑣的信息處理工作，可以給人們帶來(lái)很多方便。
一、智能概述
1.智能的定義
智能(Intelligent Agent)的理論和技術(shù)在20世紀(jì)90年代已經(jīng)提出，是一個(gè)新的研究和開發(fā)領(lǐng)域，其內(nèi)容涉及到人工智能、信息檢索、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域的理論和技術(shù)，主要是人工智能方面。
但是，對(duì)于是什么是“智能”，到目前為止，理論界還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一和權(quán)威的說(shuō)法，但從許多專家對(duì)智能提出的定義都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即：智能可以通過(guò)感知、學(xué)習(xí)、推理及行動(dòng)，能夠基于知識(shí)庫(kù)的訓(xùn)練后能模仿人類社會(huì)的行為，即具有智能性。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，智能能夠用戶或其他程序，以主動(dòng)服務(wù)的方式持續(xù)完成一組操作的軟件可以定時(shí)或交互地執(zhí)行，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化做出反應(yīng)，用于達(dá)到用戶的目標(biāo)、滿足用戶的需求。
2.智能的特點(diǎn)
(1)智能性(Intelligenty)。智能性是智能技術(shù)的一個(gè)最基本的特征，主要指的是的推理和學(xué)習(xí)能力，即它具有解決問(wèn)題所需的豐富知識(shí)、策略和相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行相關(guān)的推理和智能計(jì)算。同時(shí)，智能還可以在用戶沒(méi)有給出十分明確的需求時(shí)信息時(shí)捕捉用戶的偏好、興趣及意圖，并按最佳方式代為其完成任務(wù)。此外，智能還可以對(duì)信息進(jìn)行篩選和過(guò)濾，自動(dòng)拒絕一些不合理或可能給用戶帶來(lái)危害的請(qǐng)求。
(2)自主性（Autonomy）。自主性又稱學(xué)習(xí)性。主要是指智能能夠自主運(yùn)行。具有強(qiáng)烈的行為目的性能夠根據(jù)需要主動(dòng)采取一系列行動(dòng)，以達(dá)到某種目的。智能技術(shù)能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的變化，動(dòng)態(tài)地調(diào)整自己去完成各項(xiàng)任務(wù)、計(jì)劃，并主動(dòng)地把信息過(guò)濾、整理后提供給用戶服務(wù)，并能夠從經(jīng)驗(yàn)中不斷進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，根據(jù)環(huán)境及時(shí)調(diào)整自身的行為，從而提高分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的能力。
(3)性。性也是智能技術(shù)的一個(gè)最基本的特征，主要是指智能的自主與協(xié)調(diào)工作能力。表現(xiàn)為智能從事行為的自動(dòng)化程度，即操作行為可以離開人或程序的干預(yù)，能夠自動(dòng)使用通信協(xié)議進(jìn)行信息交換，并把檢索信息結(jié)果主動(dòng)推送給用戶，并管理用戶的個(gè)人資料及其私人目錄下的知識(shí)庫(kù)。但在其系統(tǒng)中必須通過(guò)操作行為加以控制，當(dāng)其他提出請(qǐng)求時(shí)，只有自己才能決定是接受還是拒絕這種請(qǐng)求。
(4)合作性。主要是指每個(gè)智能都有標(biāo)準(zhǔn)的接口，采用統(tǒng)一的通信語(yǔ)言進(jìn)行信息的交流。多系統(tǒng)由多個(gè)組成，通過(guò)本身的搜索活動(dòng)和相互之間的交互活動(dòng)，構(gòu)成系統(tǒng)的群體活動(dòng)，相互之間分工合作共同完成復(fù)雜任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的功能或目的，同時(shí)，在這種交互的過(guò)程中每個(gè)也都實(shí)現(xiàn)了自己的功能或目的。
（5）適應(yīng)性。主要是指智能能夠根據(jù)用戶以前的經(jīng)驗(yàn)理解所處的周圍的環(huán)境，并能對(duì)環(huán)境和相關(guān)事件的變化及時(shí)反應(yīng)，做出決策，改變自己的行動(dòng)，或者在遇到問(wèn)題時(shí)能在最短時(shí)間內(nèi)給用戶以警告。因此，智能可以接受委托、遵循承諾，產(chǎn)生輸出反應(yīng)動(dòng)作和行為。
二、智能的工作流程
智能可以看成一個(gè)黑箱，通過(guò)傳感器感知環(huán)境，通過(guò)效應(yīng)器作用環(huán)境。同時(shí)，智能也可以看作是知識(shí)處理的實(shí)體，它由知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)、各之間的通信協(xié)議組成，能夠完成知識(shí)發(fā)現(xiàn)、通信協(xié)作、規(guī)則庫(kù)應(yīng)用、監(jiān)督、知識(shí)庫(kù)管理、推送等功能。在智能的工作流程中，每個(gè)都有自己的知識(shí)庫(kù)，用戶表達(dá)出自己的信息需求后，通過(guò)通信協(xié)作傳給知識(shí)庫(kù)，然后根據(jù)用戶信息庫(kù)中用戶特定的需求和近期的愛(ài)好興趣為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)篩選信息。監(jiān)督的作用就是當(dāng)用戶提出自己的信息需求時(shí)，檢查知識(shí)庫(kù)中是否存在用戶以前相似的信息需求，如果有就把知識(shí)庫(kù)中用戶以前的需求記錄提取出來(lái)，通過(guò)推送發(fā)給用戶；如果知識(shí)庫(kù)中沒(méi)有用戶的信息需求，經(jīng)規(guī)則應(yīng)用庫(kù)理解生成一定的搜索規(guī)則，傳送給知識(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行相關(guān)信息搜索，搜索后的結(jié)果經(jīng)信息過(guò)濾后存于信息數(shù)據(jù)庫(kù)，再經(jīng)過(guò)知識(shí)庫(kù)的推理機(jī)制推測(cè)用戶的潛在需求，并作為用戶需求歷史信息記錄下來(lái)，結(jié)果傳遞給用戶。監(jiān)督的作用是根據(jù)一定的規(guī)則實(shí)時(shí)跟蹤信息數(shù)據(jù)庫(kù)中歷史記錄在Internet網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)變化，一旦知識(shí)發(fā)現(xiàn)收集到相關(guān)內(nèi)容和更新內(nèi)容，它就立即通知規(guī)則應(yīng)用庫(kù)生成新的檢索規(guī)則或應(yīng)用，并通知和提醒用戶有新的信息內(nèi)容，還可以通過(guò)E―mail方式把特定更新內(nèi)容以推送方式傳達(dá)給用戶。檢索完成后允許用戶對(duì)結(jié)果進(jìn)行滿意度和相關(guān)度的評(píng)價(jià)并反饋給知識(shí)庫(kù)，一方面用來(lái)了解用戶的新的興趣需求；另一方面用來(lái)完善用戶所需信息相關(guān)度的匹配規(guī)則，為用戶的未來(lái)信息檢索提供可靠的保障。
三、智能的在電子商務(wù)中的應(yīng)用
智能的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在許多方面有著重要的應(yīng)用意義，例如，電子商務(wù)、信息服務(wù)、系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)管理等領(lǐng)域。而將人工智能的思想引入到電子商務(wù)的交易過(guò)程中來(lái)，使電子商務(wù)的交易過(guò)程變的更加自動(dòng)化和人性化，可以說(shuō)是電子商務(wù)發(fā)展的最新階段。在電子商務(wù)交易中，智能作用于價(jià)值鏈和虛擬價(jià)值鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)，電子商務(wù)交易過(guò)程中買賣雙方都會(huì)應(yīng)用智能。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以將智能分成不同層面。
1.智能在電子商務(wù)中的宏觀應(yīng)用層面
宏觀方面，智能技術(shù)主要是為企業(yè)，政府、教育系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)來(lái)提供競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)系統(tǒng)服務(wù)、信息管理軟件開發(fā)及協(xié)同商務(wù)解決方案等服務(wù)。但是，目前在宏觀電子商務(wù)活動(dòng)中，智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還比較欠缺，一般還是以提供商務(wù)情報(bào)信息服務(wù)為主。智能技術(shù)可以從Internet上幫助用戶檢索到大量有價(jià)值的隱性信息，不僅僅是文本信息，還有聲音、動(dòng)畫等多媒體信息，并且可以是多語(yǔ)種內(nèi)容的信息。智能可以形成用戶需要的各類資源集合，并從大量的公共數(shù)據(jù)中篩選和提煉有價(jià)值的信息，從而為企業(yè)，政府、教育系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)做出正確的決策、提高應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的能力和自身的競(jìng)爭(zhēng)力提供信息支持和依據(jù)。
2.智能在電子商務(wù)中的微觀應(yīng)用層面
智能在電子商務(wù)中的微觀應(yīng)用層面的作用主要是根據(jù)用戶的特殊需求同時(shí)檢索多個(gè)網(wǎng)站，對(duì)商品信息進(jìn)行篩選或監(jiān)測(cè)，最終找到符合條件的物品所在的站點(diǎn)進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。這種技術(shù)在我國(guó)的大規(guī)模商品價(jià)格比較購(gòu)物網(wǎng)站――查價(jià)網(wǎng)體現(xiàn)得比較明顯，查價(jià)網(wǎng)將搜索引擎技術(shù)與智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為用戶提供商品的價(jià)格比較、每日最低行情快遞等信息服務(wù)，目標(biāo)是成為連接消費(fèi)者與經(jīng)銷商的商品價(jià)格信息交流的平臺(tái)。同時(shí)，智能微觀層面的合作篩選功能還可以將用戶的購(gòu)買習(xí)慣同其他消費(fèi)者的購(gòu)買傾向相比較后進(jìn)行推薦，這種技術(shù)在現(xiàn)在的電子商務(wù)網(wǎng)站中大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，技術(shù)也已經(jīng)比較成熟。如國(guó)內(nèi)的當(dāng)當(dāng)網(wǎng)上書店使用了會(huì)員制進(jìn)行管理，在用戶首次登陸并進(jìn)行購(gòu)買活動(dòng)以后，將與用戶興趣相關(guān)的書籍在旁邊列出，以供用戶參考選購(gòu)，這樣就節(jié)省用戶在尋找感興趣圖書的時(shí)間，同時(shí)也獲得了用戶的偏好來(lái)幫助公司對(duì)用戶進(jìn)行個(gè)性化廣告和產(chǎn)品的推介。
3.智能技術(shù)應(yīng)用于宏微觀電子商務(wù)的比較
宏觀與微觀電子商務(wù)中應(yīng)用智能技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是相似的，但是由于目標(biāo)用戶、服務(wù)范圍等方面的差異，智能技術(shù)在不同應(yīng)用層面上的側(cè)重點(diǎn)還是有所差別。
(1)目標(biāo)用戶。宏觀層面電子商務(wù)的用戶主要是是大型企業(yè)，研究機(jī)構(gòu)，傳媒機(jī)構(gòu)等，需要專業(yè)、最新、整理過(guò)的信息，以情報(bào)信息的方式提供給用戶，幫助用戶做出決策和研究，而提供這樣的服務(wù)就需要提供者具有很強(qiáng)的信息獲取能力和強(qiáng)有力的信息系統(tǒng)的支持。微觀層面電子商務(wù)的用戶群體主要是以價(jià)格為紐帶的聯(lián)系起來(lái)的小商戶和一般消費(fèi)者，網(wǎng)站的主要業(yè)務(wù)集中在保證小商戶的網(wǎng)上商店的正常運(yùn)行和消費(fèi)者能夠方便的獲取價(jià)格信息。
(2)服務(wù)范圍。由于目標(biāo)用戶不同，也就決定了智能應(yīng)用于宏微觀電子商務(wù)服務(wù)的范圍不同。宏觀層面電子商務(wù)主要服務(wù)是為大型企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等提供情報(bào)，這就要求必須將信息的來(lái)源擴(kuò)展到整個(gè)行業(yè)并針對(duì)用戶的特殊需求來(lái)進(jìn)行信息的定制。微觀層面電子商務(wù)的服務(wù)范圍相對(duì)較窄，主要將在自己網(wǎng)站上注冊(cè)的小商戶的產(chǎn)品信息、報(bào)價(jià)信息等搜集起來(lái)，為用戶提供智能化的、個(gè)性化的產(chǎn)品價(jià)格信息。
(3)應(yīng)用維護(hù)。在宏觀層面智能的電子商務(wù)中，需要全體員工充分參與到企業(yè)情報(bào)門戶系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行應(yīng)用和發(fā)掘，在允許的范圍內(nèi)定制自己所需要的信息服務(wù)，共同保證系統(tǒng)運(yùn)行的通暢。企業(yè)情報(bào)門戶系統(tǒng)具有智能性，并自帶媒體自動(dòng)定期升級(jí)功能，用戶是不需要維護(hù)的。在微觀層面智能的電子商務(wù)中的用戶有商戶和消費(fèi)者兩部分，網(wǎng)上商店需要商戶來(lái)進(jìn)行定期維護(hù)和信息更新，而消費(fèi)者無(wú)須進(jìn)行維護(hù)。
(4)信用評(píng)價(jià)。在宏觀層面智能的電子商務(wù)中，信息系統(tǒng)提供機(jī)構(gòu)作為信息提供的主體，其信用直接關(guān)系自己的生存與信譽(yù)，所以必須與企業(yè)密切合作才能夠提供信息服務(wù)，因此不需要進(jìn)行信用評(píng)價(jià)。而在微觀層面智能的電子商務(wù)中，不僅需要根據(jù)用戶主觀的留言進(jìn)行信用評(píng)價(jià)，還應(yīng)用了基于定單的智能互動(dòng)式的評(píng)價(jià)，因而更能真實(shí)的反映出網(wǎng)上商店的運(yùn)行情況，根據(jù)客觀的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明問(wèn)題和評(píng)價(jià)買賣雙方的信用情況，為用戶提供幫助。
(5)最終目標(biāo)和信息反饋。在宏觀層面智能的電子商務(wù)中，實(shí)施主體的最終目標(biāo)是幫助企業(yè)建立企業(yè)情報(bào)門戶網(wǎng)站，依靠權(quán)威的信息來(lái)源和先進(jìn)的智能技術(shù)，為用戶反饋及時(shí)、準(zhǔn)確、可信度高的情報(bào)，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息流轉(zhuǎn)的暢通，幫助企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的決策，在競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。而在微觀層面智能的電子商務(wù)中，其用戶數(shù)量雖然龐大但是經(jīng)常定制使用比較的用戶不多，因此比較智能較難對(duì)每一個(gè)用戶累積到足夠的查詢偏好信息來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致了很難及時(shí)反饋回準(zhǔn)確的信息。
四、結(jié)論
智能已經(jīng)成為解決電子商務(wù)在Internet信息空間的信息處理問(wèn)題的有效方法，對(duì)電子商務(wù)的交易雙方都有強(qiáng)大的誘惑力，基于智能技術(shù)的電子商務(wù)將是一個(gè)極有前途的方向。但是，因?yàn)橹悄芗夹g(shù)目前還不是非常成熟，目前在電子商務(wù)活動(dòng)中，所以智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還比較欠缺，這就意味電子商務(wù)智能系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的研究。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：土木工程；信息技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；探討
土木工程不單單是一種科目，也是一種技術(shù)，它的發(fā)展和演變體現(xiàn)了人類社會(huì)的轉(zhuǎn)變歷程。目前，信息技術(shù)在各領(lǐng)域的運(yùn)用已開始向著普及的方向發(fā)展，電腦技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)等高精尖端技術(shù)更是贏來(lái)了發(fā)展的黃金時(shí)期，從而改變了世界的面貌。而這部分信息技術(shù)和其它尖端技術(shù)在土木工程中的運(yùn)用，有著極其顯著的功效。透過(guò)電腦、通訊和人工智能技術(shù)等等對(duì)土木工程的建筑方式和建筑技術(shù)進(jìn)行改善，能夠最優(yōu)配置建筑資源；保障建筑的質(zhì)量，并減少建筑投資的成本，提升土木工程的建筑質(zhì)量。同時(shí)，將信息技術(shù)與土木工程物流管控、電商等進(jìn)行結(jié)合，能夠提高土木工程的管控質(zhì)量，為建筑企業(yè)創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。所以，對(duì)其展開研究有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。
一、土木工程信息化
帶有時(shí)代特征的電子技術(shù)以及信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)是一種顛覆，特別是對(duì)土木工程來(lái)說(shuō)，對(duì)其進(jìn)行信息化建設(shè)是土木工程近年來(lái)著重研究的焦點(diǎn)和重點(diǎn)。土木工程是建設(shè)各種建筑的科技的總稱。土木工程誕生的實(shí)質(zhì)意義，就是保障建筑施工的質(zhì)量以及安全，保障整體建筑能夠承受來(lái)自自然或人力的壓力。
土木工程的信息化可以形成技術(shù)創(chuàng)新，這也是土木工程化解技術(shù)困境的方式之一，也能幫助土建公司走出困境。而要想實(shí)現(xiàn)以上愿景，除了創(chuàng)新工作方法和理念外，還應(yīng)對(duì)信息技術(shù)作深入、全面的了解。
土木工程信息化實(shí)際上是指以電腦和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，牽涉到通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)等衛(wèi)星定位技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、CACM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)、企業(yè)資源計(jì)劃等制圖技術(shù)和辦公自動(dòng)化等電商技術(shù)。
土木工程信息化的終極目標(biāo)是在土木工程建設(shè)時(shí)期，通過(guò)策劃、勘探、設(shè)計(jì)、動(dòng)工和管控，使其與信息技術(shù)相結(jié)合。它有以下幾個(gè)內(nèi)容：
（一）土木工程的實(shí)際勘探與規(guī)劃
在土木工程的設(shè)計(jì)、勘探以及制圖時(shí)，能夠融合地理信息系統(tǒng)優(yōu)化等衛(wèi)星定位技能對(duì)工程實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)勘探，協(xié)助技術(shù)專家對(duì)土木工程進(jìn)行改造。
（二）工程設(shè)計(jì)的擬真與優(yōu)化
土木工程在建筑構(gòu)造的設(shè)計(jì)和解析上應(yīng)充分利用電腦技術(shù)，透過(guò)擬真解析對(duì)建筑構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化。與此同時(shí)，應(yīng)實(shí)施強(qiáng)度估測(cè)、構(gòu)造查驗(yàn)以及通過(guò)荷載產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算來(lái)算出所需鋼筋的數(shù)量，并明確直徑。
（三）土木工程的管控
信息技術(shù)不但能對(duì)工程設(shè)計(jì)和計(jì)算給予強(qiáng)有力的支撐，對(duì)建筑管理來(lái)說(shuō)，也有著極大的助益。在土木工程的建設(shè)上，透過(guò)信息技術(shù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行編排、管控以及物流監(jiān)督和管理都是可行的。
目前，地理信息系統(tǒng)技術(shù)等軟件技術(shù)不但有著較強(qiáng)的可操作性，而且在工程運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境上，也符合土木工程的實(shí)際狀況。這部分高新技術(shù)在提升工程設(shè)計(jì)質(zhì)量上有著不小的作用，并能減短施工周期、減少工程造價(jià)以及創(chuàng)造性的開展建筑工作，其功能和作用不容小覷。
二、土木工程信息技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)
土木工程信息技術(shù)匯集了當(dāng)代工程學(xué)科、商管和企管等多個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，是高精尖端、繁雜無(wú)比的技術(shù)。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸普及，土木工程信息技術(shù)正在向集約化、互聯(lián)網(wǎng)化以及人工智能化的模式過(guò)渡。對(duì)未來(lái)土木工程信息技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，筆者總結(jié)出下面的內(nèi)容：
（一）三維交叉技術(shù)以及擬真技術(shù)
三維交叉技術(shù)是指在電腦中打造商品的三維模具，之后透過(guò)交叉設(shè)計(jì)軟件預(yù)設(shè)交叉流程，使客戶能透過(guò)滑鼠等交叉設(shè)施進(jìn)行人機(jī)交叉的新型技術(shù)。
透過(guò)三維交叉技術(shù)能使工程技術(shù)專家對(duì)建筑的構(gòu)造有更深層次的印象，對(duì)于細(xì)微末節(jié)的處置也十分“給力”。
擬真技術(shù)就是指將物理資源轉(zhuǎn)化為理論上能夠管控的資源，以突破物理構(gòu)造的局限。在土木工程的圖像解析上，利用擬真技術(shù)能夠有效提升圖像處置的質(zhì)量。
（二）土木工程數(shù)據(jù)庫(kù)以及管控體系
伴隨信息技術(shù)深入土木工程領(lǐng)域，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)和管控體系的研究和運(yùn)用不再如“空中樓閣”一般遙不可及。該數(shù)據(jù)庫(kù)與管控體系支持?jǐn)?shù)據(jù)抽象化的界定、分布式、擬真環(huán)境下的多客戶并發(fā)I/O態(tài)勢(shì)的數(shù)據(jù)管控，兼容更高層次的儲(chǔ)蓄與查找，訪問(wèn)權(quán)限和數(shù)據(jù)擁有權(quán)的管控，異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)效性查驗(yàn)，體系錯(cuò)誤狀況下的復(fù)原等等。
（三）嶄新的計(jì)算機(jī)輔助工程體系
電腦輔助工程是指利用電腦協(xié)助解析繁雜工程和商品的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性，并優(yōu)化構(gòu)造特性等等。
如今的電腦輔助工程技術(shù)，在功效以及計(jì)算精確度方面提升迅速。在網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境中，從土木工程的用料解析，到建筑構(gòu)造的擬真和整體構(gòu)造布局的規(guī)劃，都要用到電腦輔助技術(shù)，并以其為支撐，使建筑工程向著集約化的方向發(fā)展；同時(shí)，還不能忽略其專業(yè)特征。
（四）嵌入式體系的運(yùn)用
電腦技術(shù)在各領(lǐng)域中的運(yùn)用已變得越來(lái)越普及，它使嵌入式電腦在運(yùn)用頻率上明顯高于以往的老舊電腦設(shè)備。
嵌入式體系是指以運(yùn)用為核心，以電腦技術(shù)為支撐，軟硬件可剪裁，對(duì)功效、質(zhì)量、成本、體積、能耗等有嚴(yán)厲要求的專門的電腦體系。科學(xué)技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力使人們的生活更加美好和舒服；因此，土木建筑工程未來(lái)將迎來(lái)“普及計(jì)算”的年代，在例如家庭互聯(lián)網(wǎng)等普及計(jì)算的范疇內(nèi)，大規(guī)模的效率高而且成本低的嵌入式體系就有了“用武之地”。
嵌入式體系的是以運(yùn)用為核心的“芯片”設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)的需求而誕生的。土木工程技術(shù)促成了嵌入式軟件的研發(fā)，嵌入式軟件又是土木工程專業(yè)學(xué)識(shí)的軟件呈現(xiàn)形式，是嵌入式體系的中心，也是土木工程信息技術(shù)的研發(fā)對(duì)象。
嵌入式軟件的具象化運(yùn)用主要是對(duì)各種檢查器械和管控體系進(jìn)行研究，“摩爾定律”預(yù)示著未來(lái)10年“芯片”的功效是目前的100倍。所以，未來(lái)嵌入式軟件的功效將呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，即便不使其與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，也能做好目前只有在普通電腦上能做的事情。所以，土木工程整體程序的調(diào)配工作將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，運(yùn)用全球定位體系和遙感體系等多種體系，它能被運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的智能搜集上，并以數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)格式被儲(chǔ)存起來(lái)，并運(yùn)用嵌入式軟件對(duì)其進(jìn)行解析、整改以及轉(zhuǎn)變，使數(shù)據(jù)能夠呈現(xiàn)出人們需要的信息，并為策略的制定提供參考，更重要的是能進(jìn)行智能監(jiān)督。
當(dāng)前，嵌入式體系已開始在土木工程中使用，然而不論是功效抑或成本都是阻礙其發(fā)展的元素。而嵌入式技術(shù)的成熟無(wú)疑將解決上述問(wèn)題，并提升土木工程信息化程度。
結(jié)束語(yǔ)：
總而言之，信息技術(shù)的研發(fā)已為土木工程帶來(lái)了難得的發(fā)展契機(jī)，縱觀我國(guó)的發(fā)展情況，土木工程的信息化建設(shè)已是箭在弦上，不得不發(fā)。在信息化社會(huì)，土木工程的發(fā)展不能僅著眼于建筑物自身的安全性，也不能忽略減少成本、獲得效益的施工初衷，而應(yīng)在給人們帶來(lái)居住的舒適度后，使建筑真正體現(xiàn)人性化和智能化。
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關(guān)鍵詞：信息技術(shù) 測(cè)量教學(xué)改革
引 言
以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使高校教育模式面臨著深刻的變革——教育信息化。教育信息化是一種以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)將現(xiàn)代教育思想、教育理論與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)和3S技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代的測(cè)量教學(xué)，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和工程技術(shù)人員培養(yǎng)方式。測(cè)量學(xué)是一門與工程建設(shè)密切相關(guān)的課程，把現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量學(xué)課堂中，能達(dá)到形象直觀，輕松易懂，高效方便，既有圖片，又有文字解釋說(shuō)明等特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)教學(xué)，取得對(duì)測(cè)量教學(xué)手段和信息全方位的展示，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)新性、實(shí)踐性得以大大提高，豐富了測(cè)量課堂內(nèi)容及信息。
1 現(xiàn)代信息技術(shù)在我校測(cè)量教學(xué)中的應(yīng)用
1.1 現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于我校測(cè)量教學(xué)的意義
新時(shí)代教學(xué)技術(shù)是把現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到學(xué)習(xí)過(guò)程管理和評(píng)價(jià)，及對(duì)測(cè)量教學(xué)資源的最大開發(fā)、使用。研究多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，以幫助解決傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)存在的課程信息量小，枯燥乏味，不聯(lián)系工程項(xiàng)目等問(wèn)題。目前，我校測(cè)量?jī)x器數(shù)量不足，缺乏新型的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，GPS儀器只有一套，三維激光掃描儀器沒(méi)有，全站儀過(guò)少，而測(cè)量實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，需要學(xué)習(xí)測(cè)量?jī)x器卻較多，學(xué)校所學(xué)測(cè)量知識(shí)和技能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿實(shí)際工程要求。而利用全站儀仿真軟件可以讓學(xué)生身臨其境學(xué)習(xí)全站儀操作技術(shù)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工作，可以看公路測(cè)量工程項(xiàng)目視頻了解公路測(cè)量全部教學(xué)內(nèi)容，還可以看衛(wèi)星測(cè)繪工程項(xiàng)目視頻了解GPS測(cè)量全部教學(xué)內(nèi)容，總之，應(yīng)用多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以改變傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)方式，極大提高測(cè)量課堂教學(xué)效率，豐富教學(xué)手段，取得良好測(cè)量教學(xué)效果，對(duì)提高測(cè)量教學(xué)質(zhì)量有極大幫助。
1.2 應(yīng)用研究?jī)?nèi)容
1.2.1 現(xiàn)代信息技術(shù)概念
現(xiàn)代信息技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)信息化手段和工具，以“把學(xué)校建設(shè)成以面向校園，面向社會(huì)的超越時(shí)間、超越空間的虛擬大學(xué)”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境（包括設(shè)備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件、信息等）、到活動(dòng)（包括教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等）的全部數(shù)字化，形成一個(gè)數(shù)字化空間，使得課堂教學(xué)在時(shí)間和空間上延伸開來(lái)，從而提高傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)課堂教學(xué)的功能，最終實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程的全面信息化。
1.2.2 現(xiàn)代信息技術(shù)特點(diǎn)
現(xiàn)代信息技術(shù)作為21世紀(jì)大學(xué)的概念模型，應(yīng)積極利用行業(yè)教育知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)從服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等硬件環(huán)境，到教學(xué)、科研、管理等應(yīng)用軟件系統(tǒng)的一體化校園數(shù)字應(yīng)用空間，實(shí)現(xiàn)資源全球化、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化、教材多樣化、管理智能化、環(huán)境虛擬化等。（1）資源全球化：利用互聯(lián)網(wǎng)，使全球教育資源連為一體，供用戶使用。（2）教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化：利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建遠(yuǎn)程教育模式，組建數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生異地自主學(xué)習(xí)提供條件。（3）教材多樣化：利用多媒體技術(shù)，特別是超媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)化和形象化。（4）管理智能化：通過(guò)一系列軟硬件智能技術(shù)使高校教學(xué)管理自動(dòng)化、智能化。如教學(xué)評(píng)價(jià)自動(dòng)化、測(cè)試自動(dòng)化、決策智能化等。（5）環(huán)境虛擬化：多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等的發(fā)展，使教學(xué)活動(dòng)可以脫離物理時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)虛擬化教育環(huán)境的構(gòu)建，如虛擬圖書館、虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬校園等，組成虛擬教學(xué)平臺(tái)，應(yīng)用現(xiàn)代化的教學(xué)媒體和教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，改善教學(xué)環(huán)境，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
1.3 應(yīng)用信息技術(shù)在我校測(cè)量教學(xué)中的作用
1.3.1 能加大測(cè)量課堂教學(xué)信息量
在固定50分鐘課堂時(shí)間內(nèi)，首先它極大地提高了傳遞測(cè)量教學(xué)內(nèi)容的速度和內(nèi)容，加大測(cè)量教師所授知識(shí)的廣度和深度，達(dá)到教學(xué)內(nèi)容多樣、新穎，還能隨時(shí)介紹測(cè)繪新技術(shù)，節(jié)約時(shí)間，收到了較好效益，第二。利用現(xiàn)代教育技術(shù)媒體，呈現(xiàn)多種形式的測(cè)量教學(xué)信息，為教與學(xué)增加了互動(dòng)性，有較好測(cè)教學(xué)平臺(tái)，能保證為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)測(cè)量教學(xué)服務(wù)，建立一個(gè)完整的、多渠道、全方位、全時(shí)段的測(cè)量教學(xué)方式，促進(jìn)了對(duì)測(cè)量教學(xué)知識(shí)的理解和掌握，發(fā)展操作測(cè)量?jī)x器能力，對(duì)開發(fā)工程測(cè)量創(chuàng)新能力有較好促進(jìn)作用。
2.3.2 應(yīng)用信息技術(shù)，改變傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
應(yīng)用多媒體技術(shù)建立真實(shí)、形象的工程測(cè)量實(shí)習(xí)全過(guò)程，虛擬地建立起與建筑施工現(xiàn)場(chǎng)一樣的場(chǎng)景，它能使幻燈、動(dòng)畫、錄像、電影、聲音于一體，身臨其境，真實(shí)、形象、生動(dòng)展示測(cè)量?jī)x器在工程施工中應(yīng)用，直觀講解水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀和GPS的使用方法及步驟，使學(xué)生能形象、直觀地聽懂、理解、消化所學(xué)知識(shí)內(nèi)容。在測(cè)量教學(xué)全過(guò)程中用現(xiàn)代教育技術(shù)媒體可放入測(cè)繪各種新技術(shù)信息，對(duì)豐富測(cè)量教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象，激發(fā)學(xué)習(xí)激情都有好處，現(xiàn)代教育技術(shù)媒體能對(duì)學(xué)生形成多種感官的刺激，反復(fù)使用，隨時(shí)使用，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)測(cè)量學(xué)習(xí)的積極性。
1.3.3 現(xiàn)代教育技術(shù)在工程測(cè)量集中實(shí)習(xí)中的應(yīng)用
應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)能對(duì)2周測(cè)量集中實(shí)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，在實(shí)習(xí)前觀看測(cè)量實(shí)習(xí)視頻（MP4），把水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀和GPS儀器及各部件的作用、儀器操作步驟及注意事項(xiàng)、維護(hù)保養(yǎng)，反復(fù)對(duì)學(xué)生講解，加深了學(xué)生對(duì)測(cè)量?jī)x器印象，而信息技術(shù)媒體的快速、準(zhǔn)確、生動(dòng)、形象、集中、典型、精粹的優(yōu)勢(shì)，在工程測(cè)量集中實(shí)習(xí)中得以最大限度充分發(fā)揮作用。
1.3.4 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，改變傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)方式
全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的建立，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)方式無(wú)疑是一次革命。應(yīng)用現(xiàn)代教育信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全球高校測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)資源互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，達(dá)到全球無(wú)圍墻的學(xué)校教育模式，使學(xué)生擺脫了課堂的時(shí)間和地域的限制，同時(shí)也可節(jié)約實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)。
1.3.5 應(yīng)用信息技術(shù)，建立現(xiàn)代測(cè)量教學(xué)模式
信息技術(shù)下的實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要手段。應(yīng)用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力，就是通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，使學(xué)生掌握對(duì)地理信息獲取、分析、處理、創(chuàng)新的能力。信息技術(shù)的應(yīng)用為學(xué)生提供了一個(gè)有利于學(xué)習(xí)者觀察、比較的信息化教學(xué)環(huán)境，開發(fā)了有助于創(chuàng)造教學(xué)的軟件資源，探索并構(gòu)建創(chuàng)新教育的新模式。在現(xiàn)代教育新模式下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)內(nèi)容，把以測(cè)量學(xué)習(xí)、測(cè)量實(shí)驗(yàn)、測(cè)量實(shí)習(xí)為主的傳統(tǒng)方式，改變成以應(yīng)用性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)為主的現(xiàn)代測(cè)量教學(xué)模式。
2 把現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量教學(xué)中
2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用
它是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，綜合利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、視聽技術(shù)、人工智能等各種新技術(shù)，模擬人在工程環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，達(dá)到對(duì)工程現(xiàn)實(shí)世界的虛擬仿真。
VR技術(shù)能為測(cè)繪的教學(xué)、科研、工程應(yīng)用，及新技術(shù)新儀器試驗(yàn)提供較高平臺(tái)，特別對(duì)測(cè)量教學(xué)水平有較大提高。例如：（一）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造各種測(cè)量虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以有效地解決實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)效果之間的矛盾。（二）建力數(shù)字化校園三維交互漫游系統(tǒng)，提供全校教學(xué)資源三維全景展示，方便學(xué)生和老師充分利用全校教學(xué)資源自主自由學(xué)習(xí)工作，進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)。（三）在課堂教學(xué)中制作地形測(cè)圖，施工測(cè)量，變形觀測(cè)動(dòng)畫，達(dá)到形象直觀，快速，高效。聯(lián)系工程實(shí)際的教學(xué)方式，取得良好的測(cè)量教學(xué)效果，同時(shí)使老師、學(xué)生、家長(zhǎng)等僅需要通過(guò)電腦和網(wǎng)絡(luò)，就能身臨其境地感受優(yōu)美的校園風(fēng)光、良好的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源等。
2.2 “3S”技術(shù)在教學(xué)中展示
“3S”技術(shù)包括GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感技術(shù)），其中GIS具有獨(dú)特的空間信息管理和分析功能，RS具有方便快捷的數(shù)據(jù)更新能力，GPS具有信息準(zhǔn)確定位及強(qiáng)大的導(dǎo)航功能。測(cè)繪過(guò)程就是地表地理信息的獲取、處理和應(yīng)用，“3S”技術(shù)已包括在里面，全國(guó)數(shù)字城市建設(shè)，智慧城市建設(shè)，全國(guó)基礎(chǔ)地理信息空間框架建設(shè)，我國(guó)衛(wèi)星空間測(cè)繪技術(shù)等重大工程項(xiàng)目講解測(cè)繪技術(shù)已應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)方方面面，與測(cè)量教學(xué)密切相關(guān)。
3 信息技術(shù)應(yīng)用與測(cè)量教學(xué)模式的發(fā)展方向
充分利用信息技術(shù)，提高教學(xué)管理效率和質(zhì)量，創(chuàng)建多層次、創(chuàng)新型、開放式的高等院校，培養(yǎng)適應(yīng)信息社會(huì)要求的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。
3.1 建立全球教學(xué)資源互聯(lián)互通系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)全球教學(xué)、科研、生產(chǎn)合作：加快科研信息的傳播，促進(jìn)國(guó)際性學(xué)術(shù)交流，掌握科技前沿動(dòng)態(tài)，開展網(wǎng)上合作研究，促進(jìn)最新科研成果向教學(xué)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化，以及科研成果的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化，從而大大提高科研的創(chuàng)新水平和輻射力。
3.2 建立現(xiàn)代信息技術(shù)測(cè)繪教學(xué)模式
最大限度應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量測(cè)繪教學(xué)資源、科研信息資源和測(cè)繪專家智力資源的共享與傳播，實(shí)現(xiàn)全開放，師生互動(dòng)，學(xué)生主動(dòng)式、協(xié)作式、研究型的教學(xué)模式，從而為培訓(xùn)信息時(shí)代高素質(zhì)測(cè)繪人才服務(wù)。
3.3 搭建“公共基礎(chǔ)服務(wù)體系”
建設(shè)高質(zhì)量的數(shù)字化圖書館、檔案館、博物館、藝術(shù)館等，開展電子商務(wù)、電子醫(yī)療等各種網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)項(xiàng)目，提供面向全校師生的教學(xué)、科研、管理、生活等方面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，形成智能型的公共服務(wù)體系，為我校高水平的測(cè)繪教學(xué)、利研和管理等提供強(qiáng)有力的支撐。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的不斷進(jìn)步，測(cè)繪技術(shù)也在不斷地變更和發(fā)展，從最初的傳統(tǒng)測(cè)繪到數(shù)字化測(cè)繪，今后測(cè)繪技術(shù)將向地理信息綜合服務(wù)為主的信息化測(cè)繪轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)時(shí)代需要，高校測(cè)量教學(xué)要用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，現(xiàn)代信息技術(shù)為教學(xué)手段，為測(cè)量學(xué)的實(shí)踐教學(xué)提供強(qiáng)大科技技術(shù)幫助和支持，使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、能力及素質(zhì)得到協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到綜合培養(yǎng)，會(huì)使用現(xiàn)代空間技術(shù)（GPS，RS，GIS技術(shù)）解決工程項(xiàng)目實(shí)際問(wèn)題，成為現(xiàn)代新型工程復(fù)合型人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]顧和和，張紹良，馬昌忠，等.工程測(cè)量學(xué)課程建設(shè)與改革的理論與實(shí)踐[J].礦山測(cè)量，2004，（3）.
[2]張紹良，趙宗堂.論采礦專業(yè)《測(cè)量學(xué)》的教學(xué)改革[J].礦山測(cè)量，1998，（4）.
【論文摘要】：每一種新的語(yǔ)言理論的出現(xiàn)都會(huì)伴隨對(duì)其理論的相應(yīng)應(yīng)用。結(jié)構(gòu)主義促使了替換練習(xí)的流行，功能教學(xué)法的發(fā)展有賴于喬姆斯基對(duì)語(yǔ)言運(yùn)用的重視。而圖式理論則引起了閱讀教學(xué)中的又一次反思。圖式理論是心理學(xué)家用來(lái)解釋心理過(guò)程的一種理論，閱讀過(guò)程是讀者大腦中已存在的知識(shí)和文章的信息相互作用的過(guò)程。文章在闡述圖式理論的基礎(chǔ)上分析了其對(duì)英語(yǔ)教學(xué)的啟示。
近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外專家對(duì)閱讀理論給予極大關(guān)注。他們從認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)、心理學(xué)等各個(gè)不同學(xué)科，對(duì)第二外語(yǔ)言教學(xué)及外語(yǔ)閱讀作了廣泛深入的研究。閱讀教學(xué)一直被認(rèn)為是英語(yǔ)教學(xué)中的被遺忘的角落，人們關(guān)注的焦點(diǎn)一直是詞匯與語(yǔ)法，然而近些年來(lái)隨著人們對(duì)圖式理論的關(guān)注，人們?cè)僖淮伟涯抗馔断蛄碎喿x教學(xué)。
一、三種閱讀模式
在此之前，在閱讀教學(xué)中一直存在著三種閱讀模式，即自下而上的模式（Bottom-up Model）、自上而下的模式(Top-down Model)和相互作用模式(Interactive Reading Model)。60年代，受行為主義心理學(xué)影響，閱讀過(guò)程被看成是被動(dòng)的"自下而上"的過(guò)程。語(yǔ)言學(xué)家Gough最早提出了這一理論。在這一理論看來(lái)，閱讀僅僅被看作是對(duì)語(yǔ)言符號(hào)作出反應(yīng)的過(guò)程。閱讀的目的也僅僅限于對(duì)這些語(yǔ)言符號(hào)的識(shí)別與確認(rèn)，從字母、單詞的辨認(rèn)到對(duì)句子、段落的識(shí)別。直至最終文章的意義會(huì)自然而然的獲得。Caroll（1964）對(duì)當(dāng)時(shí)的閱讀過(guò)程作過(guò)這樣的描述："閱讀沿著’視覺(jué)刺激口頭重新編碼作出字義反應(yīng)’這一單向流程進(jìn)行。"但這一閱讀模式把閱讀過(guò)程看得過(guò)于簡(jiǎn)單化，忽視了讀者在閱讀過(guò)程中的主動(dòng)積極的作用。同時(shí)把閱讀過(guò)程僅僅看作了是對(duì)語(yǔ)言符號(hào)的識(shí)別，而忽視了其承載的文化背景意義。為了修正自下而上模式的缺陷，自上而下的模式運(yùn)用而生。
自上而下的模式于60年代末70年代初由K.S.Goodman和F.Smith提出。在這種模式下讀者不再被認(rèn)為是被動(dòng)的接收者而被看作是主動(dòng)地參與者。在閱讀過(guò)程中，讀者從自己大腦中種已有的知識(shí)出發(fā)，對(duì)文章內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測(cè)、假設(shè)、驗(yàn)證以求獲得意義，即一種猜測(cè)－證實(shí)過(guò)程。讀者不再需要精確地辨認(rèn)每一個(gè)單詞每一句話，而是根據(jù)并利用自己原有的語(yǔ)言信息和文化背景知識(shí)有選擇地挑選有用的信息，并在閱讀過(guò)程中一邊推測(cè)、預(yù)測(cè)，一邊驗(yàn)證、修正以達(dá)到正確地理解。讀者頭腦中的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)知識(shí)、心理因素和背景知識(shí)是閱讀的基礎(chǔ)也成為影響閱讀的重要因素。這種模式雖然解決了自下而上模式的問(wèn)題，但卻過(guò)分強(qiáng)調(diào)推測(cè)的作用，會(huì)導(dǎo)致臆斷現(xiàn)象的發(fā)生。
1977年人工智能學(xué)家D.G.Rumelhart通過(guò)大量研究，在汲取人工智能理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了閱讀的相互作用模式。他指出一方面閱讀是語(yǔ)言處理的過(guò)程，應(yīng)一方面閱讀又是讀者對(duì)已有背景知識(shí)的運(yùn)用和處理的過(guò)程，是自下而上和自上而下兩種模式交互作用的結(jié)果。
三種閱讀模式可以說(shuō)對(duì)我們的英語(yǔ)閱讀教學(xué)都有很大的啟示與實(shí)踐作用。根據(jù)不同的閱讀階段我們可以選擇不同的閱讀模式加以應(yīng)用。在掃除學(xué)生的閱讀障礙階段我們可以采用自下而上的模式，而在閱讀材料比較困難的時(shí)候我們可采用自上而下的模式，而在理解和欣賞文章是我們最好采用相互作用的模式。
二、圖式理論
圖式（schema）一詞源于希臘語(yǔ)，在古希臘哲學(xué)家和心理學(xué)家著作中可以找到它的最早出處。18世紀(jì)康德曾論述圖式的哲學(xué)意義，他認(rèn)為人的大腦中存在春概念的東西，圖式是連接概念和感知對(duì)象的紐帶。后來(lái)心理學(xué)接受了圖式的觀點(diǎn)他們認(rèn)為記憶不是復(fù)制的，而是根據(jù)大腦中已有的圖式重構(gòu)將要記憶的東西，即改變新認(rèn)識(shí)的事物使之與已有的圖式融合。因此圖式論認(rèn)為，任何口頭或書面的語(yǔ)言素材自身都是無(wú)意義，人們對(duì)新鮮事物的認(rèn)識(shí)和理解在一定程度上取決于大腦中已形成的圖式。圖式是人頭腦中存在的知識(shí)的基本單位。
與之我們教學(xué)有關(guān)的圖式可分為：自然范疇圖式、事件圖式和文本圖式。
自然范疇是指自然界本身就具有的一些實(shí)體范疇，即我們對(duì)這一范疇的實(shí)體的特征有著一種定型的圖式理解。在閱讀中相當(dāng)于我們對(duì)文字代碼從詞匯角度的理解。因此在閱讀教學(xué)中的基礎(chǔ)是使學(xué)生盡快的在頭腦中建立與詞匯相應(yīng)的自然范疇圖式。
事件圖式代表著人與客觀世界的接觸中從事事件典型活動(dòng)的知識(shí)與結(jié)構(gòu)。事件圖式是我們理解文本內(nèi)容及事件的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上我們可以對(duì)我們的文本內(nèi)容進(jìn)行預(yù)知和推測(cè)。因此我們?cè)陂喿x過(guò)程中要盡可能多地為學(xué)生提供相應(yīng)的文化背景知識(shí)。
文本圖式是指在各種文本或文章中出現(xiàn)的規(guī)律性。對(duì)于文本的閱讀與理解來(lái)說(shuō)，固然詞匯和文章內(nèi)容的理解是閱讀的保障，但是如果學(xué)生能對(duì)文章的結(jié)構(gòu)和文體有一定的了解那么會(huì)更有利于學(xué)生更快更準(zhǔn)確的理解文本。應(yīng)此在教學(xué)中我們應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)各種文體的基本知識(shí)有一個(gè)基本了解。
三、圖式理論對(duì)英語(yǔ)閱讀教學(xué)的啟示
閱讀是一個(gè)認(rèn)知和言語(yǔ)交流的過(guò)程。閱讀對(duì)我們?nèi)祟惖陌l(fā)展有著不可估價(jià)的價(jià)值與作作用。閱讀過(guò)程主要包括符號(hào)的辨認(rèn)和理解兩個(gè)過(guò)程。而學(xué)生閱讀的障礙一是來(lái)自語(yǔ)言文字的基礎(chǔ)不牢固，既不能形成與之相對(duì)應(yīng)的自然范疇圖式。二是來(lái)自對(duì)文本內(nèi)容的不理解，既由于文化經(jīng)濟(jì)的差異在閱讀過(guò)程中不能形成與之相對(duì)應(yīng)的事件模式或形成有差異的事件模式。因此為了使學(xué)生更好的理解文本根據(jù)圖式論的啟示首先我們盡可能的激活學(xué)生頭腦中的圖式。
（1） 首先從文本的文體入手，讓學(xué)生了解盡可能多的文本文體，這樣有助于學(xué)生快速的建立相應(yīng)的圖式從而更快更準(zhǔn)確的理解文本。如從體裁上我們閱讀的文本可分為詩(shī)歌、小說(shuō)、戲劇和散文；從形式上可分為議論、說(shuō)明、記敘；從功能上還包括各種應(yīng)用文，如邀請(qǐng)函、請(qǐng)假條、商業(yè)信件、通知等；還有報(bào)刊、影視等文本。而各種文本都有著自己的特點(diǎn)，對(duì)各種文本的熟悉將有利于學(xué)生在多種信息中做出更準(zhǔn)確的判斷。
（2） 作為英語(yǔ)的于閱讀，對(duì)英語(yǔ)的掌握還是其閱讀的基礎(chǔ)，而詞匯又是重中之重。因此在閱讀教學(xué)中的還應(yīng)注重詞匯的教學(xué)。而我們知道詞匯有著其語(yǔ)體意義、情感意義、言外意義和言內(nèi)意義，因此在教學(xué)中教師在教授詞匯時(shí)不僅要注重學(xué)生對(duì)詞義的正確理解和掌握同時(shí)還要注重詞匯的文化背景意義，使學(xué)生在詞匯這一層面上就能建立豐富的圖式。
（3） 文化背景知識(shí)的擴(kuò)充是教師需要在閱讀教學(xué)中始終貫徹的一個(gè)原則，也是在學(xué)生的頭腦中建立相應(yīng)圖式的重要手段之一。這就需要教師在教學(xué)中利用各種手段使學(xué)生接觸并感知英語(yǔ)國(guó)家的文化，如定期組織學(xué)生欣賞英文電影，邀請(qǐng)外籍人士和學(xué)生交流等。
（4） 最后由于圖式具有兼容性和差異性，因此教師在無(wú)論哪個(gè)層面上的閱讀教學(xué)中都要牢記這一點(diǎn)，利用比較的方法注重其差異的方面，這樣才會(huì)充分發(fā)揮圖式的作用而不是使其成為閱讀中的障礙。
由此可見圖式在英語(yǔ)閱讀教學(xué)中是影響學(xué)生理解文本的重要因素之一，如何建立學(xué)生頭腦中合理的圖式，如何激活這些圖式是英語(yǔ)閱讀教學(xué)中的首要問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙艷芳. 2001，《認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)概論》，上海外語(yǔ)教育出版社.
1. Agent的定義
在計(jì)算機(jī)和人工智能領(lǐng)域中，Agent可以看成是一個(gè)實(shí)體。它通過(guò)傳感器感知環(huán)境，通過(guò)效應(yīng)器作用于環(huán)境。Agent為了達(dá)到一定的目標(biāo)，有著自成規(guī)律地執(zhí)行任務(wù)的工作模式。
著名Agent理論研究者、英國(guó)的Wooldridge博士和Jennings教授認(rèn)為：Agent是一個(gè)具有自主性、社會(huì)能力、反應(yīng)性和能動(dòng)性等性質(zhì)的基干硬件或（更經(jīng)常的）基于軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該定義允許在更寬范圍的環(huán)境中設(shè)計(jì)Agent，而且其中增加了通信要求。
2. Agent的性質(zhì)
(1)性(Agent)
a它是"代表用戶"工作的;
b它可以把其他資源包裝起來(lái)，引導(dǎo)并代替用戶對(duì)這些資源進(jìn)行訪問(wèn)，成為便于通達(dá)這些資源的樞紐和中介。
(2)智能性(Intelligence)
在這方面，智能Agent可以做很多有高技術(shù)含量的工作。例如，理解用戶用自然語(yǔ)言表達(dá)的對(duì)信息資源和計(jì)算資源的需求;幫助用戶在一定程度上克服信息內(nèi)容的語(yǔ)言障礙;捕捉用戶的偏好和興趣;推測(cè)用戶的意圖并為其代勞;等等。
(3)自主性(Autonomy)
一個(gè)智能Agent應(yīng)該是一個(gè)獨(dú)立自主的計(jì)算實(shí)體。它應(yīng)能在無(wú)法事先建模的、動(dòng)態(tài)變化的信息環(huán)境中，獨(dú)立規(guī)劃復(fù)雜的操作步驟，解決實(shí)際問(wèn)題，在用戶不參與的情況下，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和索取符合用戶需求的可利用資源與服務(wù)。最近J.McCarthy等人正在探討如何構(gòu)造能對(duì)自身狀態(tài)有所感知的智能Agent。
(4)機(jī)動(dòng)性(Mobility)
在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境下，一個(gè)Agent可以看成是代表用戶駐網(wǎng)絡(luò)的常設(shè)機(jī)構(gòu)，它可以在網(wǎng)絡(luò)上靈活機(jī)動(dòng)地訪問(wèn)各種資源和服務(wù)，還可以就完成特定任務(wù)同其他智能Agent進(jìn)行協(xié)商和合作，甚至把自己"遷移"到網(wǎng)絡(luò)中的其他主機(jī)上去執(zhí)行任務(wù)。這樣的"精靈"在網(wǎng)絡(luò)上游弋 ，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性、個(gè)人隱私性和管理方面的巨大挑戰(zhàn)。
3. Agent的基本結(jié)構(gòu)
（1）。目標(biāo)模塊
（2）。感知器
（3）。信息處理器
（4）。效應(yīng)器
（5）。通訊機(jī)制
4、Agent功能的實(shí)現(xiàn)
要求：跨平臺(tái)一致語(yǔ)法，最小資源代價(jià)，支持移動(dòng)語(yǔ)義
面向Agent的編程技術(shù)（AOP，Agent Oriented Programming）
Java
Telescript
5.智能Agent的應(yīng)用意義
智能Agent在許多方面有著重要的應(yīng)用意義。
信息服務(wù) 信息服務(wù)是最廣大的用戶群接觸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的首要渠道。對(duì)于信息內(nèi)容已經(jīng)相當(dāng)豐富的英語(yǔ)文化圈來(lái)說(shuō)，進(jìn)一步提高信息服務(wù)的質(zhì)量，改變目前信息服務(wù)中存在的 "信息過(guò)載"和"資源迷向"的狀況，是信息服務(wù)業(yè)所面臨的最緊迫的任務(wù)。智能Agent正好可以適應(yīng)這方面的需要。具體地說(shuō)，用于信息服務(wù)的智能Agent主要完成以下功能:1導(dǎo)航 ，即告訴用戶所需要的資源在哪里;2解惑，即根據(jù)網(wǎng)上資源回答用戶關(guān)于特定主題的問(wèn)題 ;3過(guò)濾，即按照用戶指定的條件，從流向用戶的大量信息中篩選符合條件的信息，并以不同級(jí)別(全文、詳細(xì)摘要、簡(jiǎn)單摘要、標(biāo)題)呈現(xiàn)給用戶;4整理，即為用戶把已經(jīng)下載的資源進(jìn)行分門別類的組織;5發(fā)現(xiàn)，即從大量的公共原始數(shù)據(jù)(比如股票行情等)中篩選和提煉有價(jià)值的信息，向有關(guān)用戶。這些都是使信息服務(wù)走向個(gè)性化主動(dòng)服務(wù)不可缺少的功能。目前在此方面已經(jīng)有了一些能夠使用的系統(tǒng)，但智能化的程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，且主動(dòng)有余過(guò)濾不足已經(jīng)造成了一些負(fù)面的影響，亟待盡快發(fā)展更先進(jìn)的人工智能技術(shù)予以解決。
系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)管理 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的資源量就非常巨大，系統(tǒng)管理的整個(gè)趨勢(shì)正在朝著"傻瓜化"的方向發(fā)展，其中很大一部分原來(lái)由系統(tǒng)管理員手工干的事情，現(xiàn)在已經(jīng)由計(jì)算機(jī)代管了。系統(tǒng)管理的界面變得更加友好，在系統(tǒng)本身的復(fù)雜性不斷提高的情況下，駕馭系統(tǒng)資源的復(fù)雜性反而在不斷降低，代管系統(tǒng)的自主性也在逐步提高。在網(wǎng)絡(luò)管理方面，隨著Client/Server計(jì)算成為主流，完成固定功能的Agent的存在和應(yīng)用已經(jīng)成為事實(shí)，分布在不同設(shè)備上"監(jiān)視"設(shè)備狀況，并隨時(shí)向主機(jī)報(bào)告數(shù)據(jù)的Agent，已經(jīng)是當(dāng)今網(wǎng)管系統(tǒng)中很平常的一部分了。但是， 這些從事部分系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)管理的Agent目前還不能稱為"智能Agent"，它們的智能化程度仍然有待提高。即使作為非系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)管理員和操作員的用戶，也會(huì)有為系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)定常規(guī)服務(wù)、向系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約特殊服務(wù)的需要，智能Agent是滿足用戶這種需要的最合適的幫手。
電子商務(wù) 越來(lái)越多的人看好Internet上的商業(yè)機(jī)會(huì)。網(wǎng)上的商品越多，在網(wǎng)上尋找商品就越是買方的一大負(fù)擔(dān);同時(shí)，賣方商品的推銷也有一個(gè)對(duì)客戶實(shí)行因人而宜的主動(dòng)服務(wù)問(wèn)題。因此，采用智能Agent系統(tǒng)，代表買方去網(wǎng)上查看"廣告牌"、逛"商店"尋找商品甚至討價(jià)還價(jià)，代表賣方分析不同用戶的消費(fèi)傾向，并據(jù)此向特定的潛在用戶群主動(dòng)推銷特定的商品，都是非常有誘惑力的。
協(xié)同工作 把Internet引入企業(yè)和機(jī)構(gòu)、建立所謂"Intranet"的努力正方興未艾。深層次的Intranet最終要改變的是人們的工作方式、企業(yè)和組織機(jī)構(gòu)的運(yùn)作方式，把一切具有信息屬性的、可以用符號(hào)等價(jià)物替代實(shí)物的工作流程，統(tǒng)統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中予以實(shí)現(xiàn)。在這樣的大目標(biāo)下，企業(yè)、機(jī)構(gòu)的相當(dāng)一部分管理職能，完全可以由網(wǎng)絡(luò)上自主工作的一組智能Agent來(lái)協(xié)同實(shí)現(xiàn);涉及到設(shè)計(jì)、寫作、數(shù)據(jù)操縱、軟件開發(fā)等許多符號(hào)性的工作崗位之間的協(xié)同工作，也同樣可以靠智能Agent來(lái)協(xié)調(diào)并完成一些輔的工作。 "虛擬企業(yè)"、"虛擬車間"、"虛擬協(xié)同工作平?quot;、"電子秘書"等新鮮事物已經(jīng)或正在網(wǎng)上出現(xiàn)。
教育 遠(yuǎn)程教育是促進(jìn)教育機(jī)會(huì)平等的重要手段。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以調(diào)動(dòng)多種教學(xué)手段，包括講解、演示、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和考試等。其中，練習(xí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是智能Agent可以大有作為的地方。智能Agent可以作為虛擬的教師、虛擬的學(xué)習(xí)伙伴、虛擬的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、虛擬的圖書館管理員等出現(xiàn)在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中，增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和人性化色彩，改善教學(xué)效果。單機(jī)系統(tǒng)中各種軟件的"幫助"也可以設(shè)計(jì)成一個(gè)人性化的角色，實(shí)施對(duì)用戶進(jìn)行導(dǎo)航這種模式。
娛樂(lè) 在網(wǎng)絡(luò)娛樂(lè)系統(tǒng)中引入智能Agent，可以增強(qiáng)娛樂(lè)效果，這也是娛樂(lè)系統(tǒng)開發(fā)新功能的一個(gè)很有希望的選擇。目前智能Agent在娛樂(lè)方面可以做的事情有:1個(gè)性化的節(jié)目點(diǎn)播服務(wù);2游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)中更加人性化的機(jī)器角色的設(shè)計(jì)，比如決策的智能化(戰(zhàn)爭(zhēng)或經(jīng)濟(jì)活動(dòng))、動(dòng)作的人性化(體育比賽)和自然語(yǔ)言對(duì)話的使用;3網(wǎng)絡(luò)社交場(chǎng)合(如聊天室 )中用來(lái)招徠用戶，或以假亂真的機(jī)器對(duì)話角色的設(shè)計(jì)和使用，等等。
Agent在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用
基于agent的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境
利用agent來(lái)構(gòu)建網(wǎng)上協(xié)作環(huán)境，就是在協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境中嵌入agent模塊來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)各部分功能。基于 agent 的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境如圖1所示：
圖 1 基于 agent 的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境
1).基于agent的協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)
基于agent的協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)是一塊虛擬的共享區(qū)域，支持在線協(xié)作學(xué)習(xí)者在各自的計(jì)算機(jī)上觀看同一內(nèi)容和討論同一問(wèn)題，協(xié)作學(xué)習(xí)者可以通過(guò)文字、繪圖等形式進(jìn)行信息交流。除了實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的協(xié)作外，協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)還可以實(shí)現(xiàn)總?cè)蝿?wù)的接受，據(jù)一定的原則劃分成子任務(wù)，將所有登錄的學(xué)習(xí)者劃分成合理的協(xié)作學(xué)習(xí)小組等功能。協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)可以通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)工作中的黑板，即電子白板系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此我們應(yīng)用基于agent的電子白板系統(tǒng)。其模型如圖2所示：
圖2 基于agent的電子白板系統(tǒng)的模型
管理agent：負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的管理工作，包括用戶的加入、登錄，處理交互、協(xié)作信息，與存儲(chǔ)模塊相連進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索。
消息路由agent：主要提供agent的注冊(cè)服務(wù)，記錄各agent的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)地址，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)維護(hù)agent與網(wǎng)絡(luò)地址的聯(lián)系；提供路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，分析KQML中的路由信息，依據(jù)注冊(cè)agent進(jìn)行各種信息的轉(zhuǎn)發(fā)；以及提供消息的緩存功能 。KQML是一種描述性的語(yǔ)言，定義了agent之間傳遞消息的格式和處理協(xié)議，通過(guò)提供一套標(biāo)準(zhǔn)的通信原語(yǔ)使得agent間可以交流和共享知識(shí)，已成為agent之間通信的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；KQML語(yǔ)言采用了"協(xié)議棧"的思想，它攜帶的消息內(nèi)容可以使用實(shí)現(xiàn)agent的語(yǔ)言表達(dá)，即意味著KQML可以攜帶任何一種語(yǔ)言表示的信息。
協(xié)作小組agent
協(xié)作小組agent實(shí)際上是由參與協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者與終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互后，形成協(xié)作學(xué)習(xí)者agent，協(xié)作區(qū)根據(jù)協(xié)作學(xué)習(xí)者agent中提供的關(guān)于學(xué)習(xí)者的個(gè)人特點(diǎn)，按照一定原則（如：學(xué)習(xí)水平、思維方式傾向等）劃分而成的。其模塊圖如圖3所示。當(dāng)協(xié)作區(qū)分配任務(wù)時(shí)，按照協(xié)作學(xué)習(xí)小組agent的對(duì)外特性來(lái)確定任務(wù)的分配方式，而且，協(xié)作小組對(duì)外以一種整體的方式體現(xiàn)其功能。當(dāng)然，當(dāng)協(xié)作小組agent接到任務(wù)后，通常會(huì)進(jìn)行再次分配，將任務(wù)具體到協(xié)作學(xué)習(xí)者agent，由學(xué)習(xí)者agent具體實(shí)施或通過(guò)協(xié)作完成任務(wù)。
協(xié)作學(xué)習(xí)者agent
協(xié)作學(xué)習(xí)者agent是指參與協(xié)作學(xué)習(xí)的個(gè)體agent，它是協(xié)作小組agent的組成成員。基于agent的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境為每一位學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)個(gè)體agent。當(dāng)學(xué)習(xí)者在此學(xué)習(xí)區(qū)注冊(cè)時(shí)，個(gè)體agent隨之生成；當(dāng)學(xué)習(xí)者與協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)不斷交互進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，個(gè)體agent將記錄下學(xué)習(xí)者的一些個(gè)人特征，如：學(xué)習(xí)水平、前驅(qū)知識(shí)掌握程度、知識(shí)接受能力、思維傾向方式等，并將這些信息紀(jì)錄入相應(yīng)的參數(shù)庫(kù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者再次登陸時(shí)，個(gè)體agent的這些參數(shù)將為下一步的學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)，如學(xué)習(xí)內(nèi)容的提供、學(xué)習(xí)路徑的提供以及學(xué)習(xí)界面的提供等。如若學(xué)習(xí)者隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)水平、思維傾向性等積累到一定域值的變化，則個(gè)體agent中的參數(shù)將隨之更新。
其模塊圖如圖4所示。
控制器：協(xié)調(diào)各部分的工作，并負(fù)責(zé)分配任務(wù)以驅(qū)動(dòng)其它模塊工作；
任務(wù)接受器：負(fù)責(zé)接受經(jīng)過(guò)分配后的子任務(wù)；
規(guī)劃：評(píng)判任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)、方法和原則以及評(píng)判學(xué)習(xí)者的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則等；
處理器：解決控制器分配給它需要自動(dòng)處理的任務(wù)；
參數(shù)庫(kù)：存放小組或成員執(zhí)行、完成任務(wù)的情況，及學(xué)習(xí)小組或成員的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)能力等信息。
通訊模塊：與其它小組或成員進(jìn)行信息交流和合作的渠道。
具體運(yùn)作過(guò)程如下：當(dāng)任務(wù)接受器接受到需要完成的子任務(wù)后，送至控制器；控制器即根據(jù)規(guī)劃庫(kù)中的規(guī)則評(píng)判任務(wù)或?qū)W習(xí)內(nèi)容的難易程度、難度系數(shù)、區(qū)分度等，并打上相應(yīng)標(biāo)記。通過(guò)通訊模塊將其傳送至學(xué)習(xí)者本人；當(dāng)學(xué)習(xí)者完成任務(wù)時(shí)，規(guī)劃模塊將評(píng)判學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)水平等，并給出評(píng)判結(jié)果，分?jǐn)?shù)值；若分?jǐn)?shù)值達(dá)到或超出可以改變參數(shù)庫(kù)域值得值，則修改參數(shù)庫(kù)中的參數(shù)，否則不修改。
2）. 基于agent技術(shù)的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的運(yùn)作方式
大致來(lái)講 ，整個(gè)基于 agent 的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程如下：當(dāng)總?cè)蝿?wù)提交給基于agent的協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)后，基于agent的協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)或參與協(xié)作學(xué)習(xí)的教師，將任務(wù)劃分成相應(yīng)個(gè)數(shù)的子任務(wù)，然后分配給各個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)小組agent；協(xié)作學(xué)習(xí)小組agent相互合作完成子任務(wù)后，將結(jié)果提交給協(xié)作區(qū)，由協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)將所有結(jié)果有機(jī)匯總、綜合，形成最終成果，并提交給總?cè)蝿?wù)結(jié)果接受器，之后由教師組織全體協(xié)作學(xué)習(xí)者對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)以及各小組解決問(wèn)題思路方式的評(píng)判、學(xué)習(xí)等。當(dāng)然，如果有多個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)，各協(xié)作區(qū)之間還可以進(jìn)行交互、合作、交流等活動(dòng)。
基于agent的網(wǎng)上的協(xié)作學(xué)習(xí)的具體實(shí)施過(guò)程主要有：學(xué)習(xí)者登錄注冊(cè)、小組劃分、任務(wù)分配、協(xié)作學(xué)習(xí)的實(shí)施、成果匯總、評(píng)價(jià)幾個(gè)階段。
學(xué)習(xí)者登錄注冊(cè)
當(dāng)學(xué)習(xí)者進(jìn)入?yún)f(xié)作學(xué)習(xí)區(qū)后，首先要進(jìn)行注冊(cè)登記。具體過(guò)程是：當(dāng)協(xié)作學(xué)習(xí)者agent首次進(jìn)入?yún)f(xié)作系統(tǒng)時(shí)，需要向消息路由agent提交注冊(cè)信息，如：agent的名字、密碼、IP地址等有關(guān)數(shù)據(jù)，并記錄入agent注冊(cè)表中。
小組劃分
根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)水平、思維方式的傾向性等組成2-6人的協(xié)作學(xué)習(xí)小組。成員的分配一般采用互補(bǔ)的方式分配組員，這樣有利于提高協(xié)作學(xué)習(xí)效果。小組劃分有自主式和被動(dòng)式兩種。自主式是指每個(gè)學(xué)員在了解了總體學(xué)習(xí)任務(wù)和所有其它登錄學(xué)習(xí)者的情況以后，自己做出與誰(shuí)結(jié)組的判斷，并通知消息路由agent，再由服務(wù)agent確認(rèn)形成正式的協(xié)作小組。被動(dòng)式是指由服務(wù)agent根據(jù)消息路由agent中注冊(cè)登錄的學(xué)習(xí)者的情況，將學(xué)員按要求分組，或者由參與協(xié)作學(xué)習(xí)的教師來(lái)分組。一般分組應(yīng)注意學(xué)習(xí)者的優(yōu)劣搭配、不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的搭配等。
任務(wù)分配
任務(wù)劃分是協(xié)作學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在。當(dāng)總?cè)蝿?wù)到來(lái)時(shí)，運(yùn)用KQML消息包，通過(guò)消息路由agent，將其送至管理agent，管理agent將按照一定原則將總?cè)蝿?wù)劃分成多個(gè)子任務(wù)，并根據(jù)學(xué)習(xí)者agent提供的有關(guān)學(xué)習(xí)者的個(gè)人信息盡量將適合于學(xué)習(xí)者特性的任務(wù)內(nèi)容分配給學(xué)習(xí)者。
在任務(wù)劃分過(guò)程中要注意任務(wù)劃分的原則：任務(wù)劃分要合理，一般應(yīng)該根據(jù)任務(wù)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)、知識(shí)點(diǎn)劃分等劃分任務(wù)；任務(wù)劃分輕重、大小要適當(dāng)，不能有輕有重；還要注意任務(wù)的前驅(qū)后繼等情況，并將此類信息通知相應(yīng)的協(xié)作學(xué)習(xí)小組agent；分配任務(wù)要根據(jù)各小組成員的個(gè)性特點(diǎn)進(jìn)行，盡量做到符合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)水平、思維方式傾向等等。
具體協(xié)作學(xué)習(xí)的實(shí)施
協(xié)作學(xué)習(xí)的機(jī)制主要有：①?zèng)_突與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制、②自我解釋機(jī)制、③內(nèi)在化機(jī)制、④學(xué)徒機(jī)制、⑤共同承擔(dān)認(rèn)知任務(wù)機(jī)制、⑥共享規(guī)則機(jī)制。在此，我們不多加以區(qū)分，而看作幾種機(jī)制的綜合使用。
具體協(xié)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：協(xié)作學(xué)習(xí)者agent通過(guò)任務(wù)接收器接受子任務(wù)，并傳送給控制器，規(guī)劃模塊在控制器接受任務(wù)后幫助控制器分析任務(wù)、制訂解決任務(wù)的計(jì)劃等；然后由協(xié)作學(xué)習(xí)者操縱控制器，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)處理器處理任務(wù)。在此過(guò)程中，有的任務(wù)由成員A完成，有的任務(wù)由成員B完成，也可能由A和B共同來(lái)完成，還有可能借助于其它協(xié)作小組或其成員來(lái)完成。另外，有些工作還要求使用其它小組所承擔(dān)任務(wù)的部分或全部成果，此時(shí)，要考慮到其它小組的任務(wù)實(shí)施和完成情況，及時(shí)互通信息、交流學(xué)習(xí)收獲等。
成果匯總
當(dāng)每一個(gè)協(xié)作小組或成員均完成任務(wù)時(shí)，就需要將所有成果匯集在一起，有機(jī)協(xié)調(diào)、組合后，形成一個(gè)總的學(xué)習(xí)成果，從而實(shí)現(xiàn)總?cè)蝿?wù)的完成。具體講就是：協(xié)作學(xué)習(xí)者agent將其學(xué)習(xí)成果通過(guò)電子白板系統(tǒng)中的消息路由agent和服務(wù)agent傳送出去，與其它小組或成員的成果匯總在一起，形成總的成果。在此期間，還可以互相學(xué)習(xí)彼此的學(xué)習(xí)方法、解決問(wèn)題的思路等。
評(píng)價(jià)
任何學(xué)習(xí)到最后都有一個(gè)評(píng)價(jià)的過(guò)程，基于agent的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)也不例外。評(píng)價(jià)可以是組內(nèi)成員互相評(píng)價(jià)、可以是組間互相評(píng)價(jià)等。基本工作機(jī)制是運(yùn)用基于agent的電子白板系統(tǒng)作為評(píng)價(jià)中介區(qū)，象協(xié)同學(xué)習(xí)時(shí)交流問(wèn)題一樣進(jìn)行評(píng)價(jià)信息的傳遞。
3).基于agent技術(shù)的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的特點(diǎn)
通過(guò)基于agent技術(shù)的網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的運(yùn)作方式可以看出：整個(gè)過(guò)程中信息的交流、傳遞都是基于agent來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于agent能夠通過(guò)與學(xué)習(xí)者的交流了解學(xué)習(xí)者自身的特點(diǎn)，并做出反應(yīng)，得出并紀(jì)錄和修改學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)風(fēng)格及判斷學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平等，從而使整個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境具有個(gè)性化、智能性的特點(diǎn)。
個(gè)性化特點(diǎn)：
通過(guò)使用學(xué)習(xí)者agent，記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)個(gè)性特征，如學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)的水平等等，此后根據(jù)這些參數(shù)組織學(xué)習(xí)內(nèi)容和生成學(xué)習(xí)界面提供給相應(yīng)的學(xué)習(xí)者，使得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)界面均具有個(gè)性化的特征。
智能化特點(diǎn)：
