時(shí)間：2023-08-29 16:44:29
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篇人工智能教育總結(jié)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
一、網(wǎng)站的構(gòu)建
1.網(wǎng)站框架設(shè)計(jì)
我國高中階段人工智能教育還處于起步階段，據(jù)調(diào)查，全國已開設(shè)人工智能課程的中學(xué)不超過十所。事實(shí)上，對于人工智能這一前沿學(xué)科，大部分信息技術(shù)教師還缺乏足夠的了解，因此對于該課程的開設(shè)也一直處于觀望狀態(tài)。考慮到人工智能教育的實(shí)際情況以及網(wǎng)站的主要對象，我們以高中信息技術(shù)選修課教材《人工智能初步》為基礎(chǔ)，按教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和劃分欄目，同時(shí)又圍繞“學(xué)人工智能、教人工智能、用人工智能、機(jī)器人專題”四大專題進(jìn)行內(nèi)容重組。當(dāng)然，網(wǎng)站的基本架構(gòu)并非一成不變，它需要在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行檢驗(yàn)與修正，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的完美架構(gòu)。依據(jù)上述思路建構(gòu)的網(wǎng)站基本框架如圖1所示。
2.網(wǎng)站的欄目設(shè)計(jì)
新聞欄目以圖文的形式人工智能發(fā)展的最新情況，這是激發(fā)并維持廣大師生關(guān)注人工智能的基礎(chǔ)，也是師生獲取最新信息的窗口。子欄目“中國動態(tài)”“歐美動態(tài)”等分別介紹了各地區(qū)最新的人工智能信息，尤其是機(jī)器人產(chǎn)品的新聞。子欄目“會議論壇”，“比賽通知”為師生、參與比賽提供服務(wù)。
論文欄目是作為資源型網(wǎng)站的基礎(chǔ)。子欄目“教學(xué)研究”主要面向從事人工智能教育的研究者和教師，探討教學(xué)方法、分析教學(xué)案例、推薦教材和參考書，為更好的開展人工智能教學(xué)提供理論依據(jù)。子欄目“學(xué)習(xí)樂園”主要面向?qū)W生，展示活動實(shí)錄、闡述學(xué)習(xí)感受，聆聽專家意見，為更好的學(xué)習(xí)人工智能提供事實(shí)參考，教師也通過“學(xué)習(xí)樂園”來了解學(xué)生的所思所感所想。子欄目“賽事規(guī)則”介紹了各個(gè)地區(qū)和各級機(jī)器人比賽的一些規(guī)則，有利于師生更好的進(jìn)行人工智能的教與學(xué)。
資源、視頻、圖庫、酷站：這四個(gè)欄目是資源型網(wǎng)站的核心。尤其是資源模塊中的子欄目“電子書刊”“教學(xué)課件”“人工智能軟件”分別以不同的文件格式向師生提供教與學(xué)的資源，使其能快速準(zhǔn)確地獲取符合需求的資源，免去了在因特網(wǎng)上盲目搜索出現(xiàn)大量冗余信息的麻煩。網(wǎng)站整合了文本、視頻、圖片等多媒體信息，以豐富多彩的形式呈現(xiàn)資源，增強(qiáng)了網(wǎng)站的吸引力和信息的可閱讀性。
愛問欄目是作為學(xué)習(xí)型網(wǎng)站的基礎(chǔ)，也是本網(wǎng)站的一大特色。“愛問”是采用了模仿“百度知道系統(tǒng)”的程序設(shè)計(jì)，更注重知識的答疑解惑。我們將此欄目劃分為“學(xué)人工智能”“教人工智能”“用人工智能”“機(jī)器人問題”四個(gè)子欄目，師生可根據(jù)各自的需要進(jìn)行提問、回答問題、搜索問題等操作。同時(shí)，設(shè)立了積分制，激發(fā)師生提問和回答問題的熱情。
用戶中心欄目是學(xué)習(xí)型網(wǎng)站的核心。作為一個(gè)專題網(wǎng)站，必然要十分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的功能。子欄目“網(wǎng)絡(luò)書簽”的功能可以使學(xué)習(xí)者記錄自己所瀏覽過的或所感興趣的網(wǎng)頁，便于在下次登陸后繼續(xù)學(xué)習(xí)。在子欄目“信息”功能中，學(xué)習(xí)者可以新聞、論文、資源、愛問等信息，待管理員審核通過后即可在網(wǎng)站中顯示出來。另外，教師也可在教學(xué)過程中通過此模塊要求學(xué)生提交作業(yè)，便于教師隨時(shí)隨地的批改作業(yè)。
二、網(wǎng)站的訪問數(shù)據(jù)分析
人工智能教育專題網(wǎng)站從開設(shè)至今將近8個(gè)月的時(shí)間，已經(jīng)有超過1萬的獨(dú)立訪客訪問了本站，我們選取了最近訪問的2000位獨(dú)立訪客進(jìn)行研究。通過對地域、被檢索方式、受訪頁面及回頭率的分析，可為網(wǎng)站下一步的改進(jìn)與完善提供依據(jù)，為其他人工智能教育類網(wǎng)站的建設(shè)，在網(wǎng)站的用戶類型，網(wǎng)站的內(nèi)容選擇與更新，網(wǎng)站的推介宣傳等方面提供參考與借鑒。
1.地域分析
在統(tǒng)計(jì)到的訪問該網(wǎng)站的地域中，國外共有12個(gè)國家訪問了本網(wǎng)站。國內(nèi)除西藏、澳門之外，其他省份、直轄市、特別行政區(qū)都有訪問過本網(wǎng)站，這為我們今后在高中普及人工智能教育提供了有力的依據(jù)。但是，通過圖2的數(shù)據(jù)我們也可看到，各個(gè)地區(qū)間的訪問量差距較大，并且訪問量靠前的幾個(gè)省份基本上是沿海地區(qū)，而中部和西部地區(qū)的訪問量比較少，所以在今后的工作中不僅要加強(qiáng)網(wǎng)站本身的建設(shè)和宣傳，更要把人工智能教育的理念推廣到中部和西部地區(qū)，使那里的中小學(xué)師生也接觸人工智能的知識，激發(fā)他們對信息技術(shù)美好前景的向往。
2.被檢索方式分析
搜索引擎是網(wǎng)絡(luò)上最常用的獲取資源的方式。掌握用戶使用搜索引擎的情況，有助于了解網(wǎng)站的被檢索方式。統(tǒng)計(jì)搜索關(guān)鍵字的次數(shù)，有助于了解網(wǎng)站被檢索訪問的原因。在專題網(wǎng)站建設(shè)完成后，向“百度”、“Google”等大型搜索引擎系統(tǒng)提交收錄網(wǎng)頁申請是極其必要的，它有利于提高網(wǎng)站的知名度和訪問量。而在網(wǎng)站中增加“人工智能”，“prolog 源程序”等文字內(nèi)容，將會有利于用戶在盲目搜索時(shí)能訪問到該專題網(wǎng)站。
3.受訪頁面分析
受訪頁面是指用戶訪問該專題網(wǎng)站時(shí)所停留的頁面。通過對受訪頁面的統(tǒng)計(jì)，使我們能夠掌握用戶相對較為關(guān)注網(wǎng)站的哪些內(nèi)容。表1數(shù)據(jù)中“學(xué)人工智能”占23.82%，“資源下載”占了16.32%，表明用戶對人工智能的知識還不是很了解，對人工智能的認(rèn)識還停留在“學(xué)”的層面，遠(yuǎn)未達(dá)到“教”的程度。人工智能教育類網(wǎng)站在建設(shè)中，如果能提供大量的人工智能的基礎(chǔ)知識以及豐富的可下載資源，將會顯著提高網(wǎng)站的受歡迎度以及用戶的認(rèn)可度。
4.回頭率分析
在網(wǎng)站訪問統(tǒng)計(jì)中，通常將距離上次訪問超過12小時(shí)的再次訪問記錄為一次回頭。通過對回頭率的統(tǒng)計(jì)（表略）看出該專題網(wǎng)站的粘性不是很高，尤其是3次回訪以上的用戶還不多。通過對部分用戶訪談后了解到，網(wǎng)站的更新速度慢，資源較少，內(nèi)容偏難是其不愿進(jìn)行多次回訪的主要原因。所以，人工智能教育類網(wǎng)站在維護(hù)期間要注意內(nèi)容的時(shí)效性、豐富性、通俗性才能保證網(wǎng)站訪問的可持續(xù)性。
三、網(wǎng)站建設(shè)的若干思考
目前國內(nèi)外有關(guān)人工智能的專題網(wǎng)站不多，針對人工智能教育的網(wǎng)站更少。在可供借鑒的成熟案例較少、研究又處于剛起步階段的情況下，有必要對我們的工作進(jìn)行反思總結(jié)。通過上述訪問數(shù)據(jù)的分析，以及在人工智能教育專題網(wǎng)站建設(shè)的準(zhǔn)備階段，實(shí)施階段及運(yùn)行階段的實(shí)踐，我們認(rèn)為在建設(shè)人工智能教育類網(wǎng)站時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問題。
1. 充分關(guān)注用戶信息
訪問量是綜合類或門戶類網(wǎng)站的生命線，應(yīng)當(dāng)盡可能地拓寬訪問者的類型與層次。但人工智能作為一門新興學(xué)科，其專題網(wǎng)站的學(xué)科性特點(diǎn)甚至比普通的專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站還要突出，因此單從訪問量上來說，它是無法和門戶類網(wǎng)站相比的。所以在建設(shè)的初期首先就要考慮的網(wǎng)站的對象問題，也就是要關(guān)注哪類人訪問了網(wǎng)站。只有準(zhǔn)確的掌握了用戶的信息才能更好提供用戶需要的資源。
在這里，人工智能教育專題網(wǎng)站是通過以下三種手段來獲取用戶信息的。
第一，用戶必須注冊才能訪問網(wǎng)站，注冊的內(nèi)容包括年齡、身份、學(xué)歷，電子郵件等內(nèi)容。
第二，在網(wǎng)站中設(shè)立“網(wǎng)站調(diào)查”欄目，可以對“你是如何知道本站的”，“你覺得本站建設(shè)的如何”等內(nèi)容教學(xué)在線調(diào)查。
第三，通過“中國站長站”等專業(yè)的數(shù)據(jù)收集程序來獲取用戶基本信息，可收集到用戶地域、受訪問頁面、用戶回頭率等信息。只有掌握了準(zhǔn)確的用戶信息，才能更好的為用戶提供服務(wù)。
2.與用戶攜手共建網(wǎng)上資源
人工智能的子學(xué)科門類眾多，僅高中教材《人工智能初步》中就有知識及其表達(dá)、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語言與問題求解等多個(gè)主題。而且我國的人工智能研究相對薄弱，很多資料都是外文的。任何一個(gè)人要很熟練的掌握人工智能的各個(gè)內(nèi)容是很困難也是不現(xiàn)實(shí)的。我們通過一年多的實(shí)踐也體會到，僅僅依靠課題組成員很難保證網(wǎng)站資源庫內(nèi)容的全面性和針對性。所以在網(wǎng)站最新一次改版中，我們增加了用戶的信息功能，使得用戶自己可以新聞、添加文章，上傳資源，只要經(jīng)過管理員審核即可在網(wǎng)站中顯示。
另外，在人工智能教學(xué)過程中，我們也充分利用學(xué)生的優(yōu)勢，要求學(xué)生以作業(yè)的形式提交文本和視頻資源，并將作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量作為考察學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)指標(biāo)。這些舉措保證了網(wǎng)站內(nèi)容更新的時(shí)效性和內(nèi)容的針對性。用戶所的就是用戶所關(guān)注的，用戶所關(guān)注的就是網(wǎng)站所要收集的。
3.通過多種形式充分發(fā)揮網(wǎng)站作用
目前，全國高中開設(shè)了“人工智能初步”選修課的學(xué)校極少，教師手頭上可供選擇的教材也只有5套。從專題網(wǎng)站上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來看，雖然網(wǎng)站目前的用戶主要是教師，但“學(xué)人工智能”頁面訪問量卻遠(yuǎn)多于“教人工智能”。從這些情況看，單靠幾個(gè)人工智能教育類的專題網(wǎng)站無法從根本上解決高中人工智能教育現(xiàn)階段所面臨的窘境。所以，在條件允許的情況下，可以通過研修班、會議論壇等形式組織教師進(jìn)行面對面的交流。
例如，我們就在2007年5月25日至27日在浙江師范大學(xué)舉辦了全國首屆“高中人工智能課程研修班”，來自全國十個(gè)省市的70余位信息技術(shù)教師及教研員參加了研修班的學(xué)習(xí)。在研修活動中，教師不僅學(xué)習(xí)了人工智能的知識，也對人工智能教育的現(xiàn)狀及發(fā)展過程中遇到的問題做了充分了探討和交流。本次研修活動結(jié)束后，人工智能教育專題網(wǎng)站則成了學(xué)員們交換信息、交流體會、共享資源的有效平臺。
四、結(jié)束語
總之，借助專題網(wǎng)站的平臺作用開展各種活動，不僅彌補(bǔ)了人工智能教育網(wǎng)站缺乏面對面交流和互動的缺點(diǎn)，也為把網(wǎng)站資源建設(shè)的更具針對性提供了有效幫助。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：人工智能；電氣信息類；教學(xué)應(yīng)用
教師在電氣信息類專業(yè)教育教學(xué)中在運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要對人工智能技術(shù)的含義和特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析和研究，并且還要了解電氣信息類專業(yè)的育人目標(biāo)和教學(xué)要求，將人工智能和電氣信息類專業(yè)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的融合，為學(xué)生打造全新的教學(xué)課堂，從而使學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力能夠在人工智能的運(yùn)用下得到有效的提高，為學(xué)生后續(xù)的發(fā)展提供更多的可能性。
一、人工智能時(shí)代的概述
人工智能（ArtificialIntelligence，縮寫為AI）亦稱智械、機(jī)器智能，指由人制造出來的機(jī)器所表現(xiàn)出來的智能。通常人工智能是指通過普通計(jì)算機(jī)程序來呈現(xiàn)人類智能的技術(shù)。該詞也指出研究這樣的智能系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，以及如何實(shí)現(xiàn)。人工智能于一般教材中的定義領(lǐng)域是“智能主體（intelligentagent）的研究與設(shè)計(jì)”，智能主體指一個(gè)可以觀察周遭環(huán)境并作出行動以達(dá)致目標(biāo)的系統(tǒng)。約翰麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程”。安德里亞斯卡普蘭（AndreasKaplan）和邁克爾海恩萊因（MichaelHaenlein）將人工智能定義為“系統(tǒng)正確解釋外部數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并利用這些知識通過靈活適應(yīng)實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)和任務(wù)的能力”。人工智能的研究是高度技術(shù)性和專業(yè)的，各分支領(lǐng)域都是深入且各不相通的，因而涉及范圍極廣。人工智能是研究使用計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。人工智能是十分廣泛的科學(xué)，它由不同的領(lǐng)域組成，它是哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、控制論、不定性論、仿生學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。在人工智能時(shí)代下進(jìn)行電氣信息類專業(yè)教育改革的過程中，需要對人工智能時(shí)代的含義和發(fā)展背景進(jìn)行深入的分析和研究，這樣才可以給電氣信息類專業(yè)教育改革指明一個(gè)正確的方向，保證后續(xù)工作的科學(xué)性和有效性。在2016年的世界經(jīng)濟(jì)報(bào)告中，人工智能被預(yù)測為第4次工業(yè)革命的主要技術(shù)代表，人工智能的發(fā)展將從宏觀到微觀的各個(gè)角度進(jìn)行相互的滲透以及融合，從而符合各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谥悄芑夹g(shù)的新要求和新需求。在人工智能技術(shù)發(fā)展的過程中，產(chǎn)生了大量的新技術(shù)和新產(chǎn)品，也形成了新的產(chǎn)業(yè)核心的發(fā)展模式[1]。我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在人工智能時(shí)代下發(fā)生了重大的變革，由于人工智能技術(shù)獨(dú)特的技術(shù)形式和技術(shù)模式，深刻地改變著人們的生活方式和生活模式。在一定程度上不僅可以推動我國社會生產(chǎn)力的提高，還有助于推動科學(xué)技術(shù)水平逐漸朝著智能化和數(shù)字化的方向而發(fā)展，從中可以看出人工智能技術(shù)的發(fā)展是時(shí)展的必然趨勢，并且發(fā)展前景是比較廣闊的。人工智能技術(shù)主要是指將多個(gè)學(xué)科技術(shù)進(jìn)行有效的整合，其中涵蓋了計(jì)算機(jī)學(xué)科、語言學(xué)科和心理學(xué)科，智能化特征是比較明顯的。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于融合了各種尖端的技術(shù)，能夠?qū)⒓夹g(shù)能力和技術(shù)思維進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，模仿人的工作行為和思維，在當(dāng)前時(shí)代下人工智能技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，但是人工智能技術(shù)的發(fā)展也需要一定的時(shí)間和精力。首先，在實(shí)際用的過程中相關(guān)工作人員進(jìn)行了機(jī)器人的研發(fā)，機(jī)器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中對信息進(jìn)行有效的替代和處理，模仿人類的思維進(jìn)行日常的工作。在后續(xù)工作的過程中，相關(guān)工作人員進(jìn)行了數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開發(fā)，可以自動化和智能化的對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理以及分析，在較短時(shí)間內(nèi)提取出有效的信息，完成整個(gè)工作流程[1]。隨著我國當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些工作人員紛紛加強(qiáng)了對人工智能技術(shù)的研發(fā)力度和開發(fā)力度，不僅可以提高計(jì)算機(jī)的使用效果，還可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中所存在的故障。在當(dāng)前時(shí)代下人工智能技術(shù)的使用范圍在不斷的擴(kuò)展，并且人工智能技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中發(fā)揮著獨(dú)特性的作用和決定性的重要影響的作用。
其次，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)和各行各業(yè)進(jìn)行了相互的滲透以及融合。在當(dāng)前電氣信息專業(yè)領(lǐng)域中人工智能技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際工作的過程中對原有的工作模式進(jìn)行了有效的改進(jìn)和創(chuàng)新。一些工作人員在實(shí)際工作的過程中構(gòu)建了自動化的工作模式和工作平臺，將人工智能技術(shù)完美的融入電氣信息領(lǐng)域中，不僅為我國電氣信息領(lǐng)域指明了一個(gè)正確的方向，也在一定程度上提高了人工智能技術(shù)的水平。最后，人工智能技術(shù)的發(fā)展，在電氣信息領(lǐng)域中的影響是迅速擴(kuò)大的，人工智能的使用會對電氣信息行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生深刻的影響，甚至是革命性的變化。人工智能的應(yīng)用不僅僅停留于行業(yè)的技術(shù)層面，更加重要的是在人工智能時(shí)代下一些新的工作思維和發(fā)展理念。作為電氣信息類專業(yè)的工作人員在人工智能的時(shí)代下要提高自身的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)水平，根據(jù)人工智能時(shí)代的特點(diǎn)以及發(fā)展方向，對原有的工作模式和工作理念進(jìn)行深入的改革以及創(chuàng)新，并且還要掌握有關(guān)人工智能方面的新技能，從而使得電氣信息類專業(yè)影響力能夠得到有效的提高。但是從側(cè)面來看人工智能技術(shù)的發(fā)展對于電氣信息類專業(yè)2本刊特稿科學(xué)咨詢/教育科研2021年第24期(總第745期)來說是把雙刃劍，給實(shí)際工作帶來了新的挑戰(zhàn)，一些工作人員不得不提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)，掌握更多的人工智能技術(shù)。在當(dāng)前時(shí)代下這種影響和變革已經(jīng)被普遍認(rèn)可，因此使我國電氣信息類專業(yè)行業(yè)能夠得到良好的發(fā)展。高校要對電氣信息類專業(yè)教育進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母镆约皠?chuàng)新，根據(jù)當(dāng)前人工智能時(shí)代的發(fā)展方向和對人才的要求，對學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力進(jìn)行良好的培育，從而使學(xué)生能夠充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提高電氣信息類專業(yè)的水平和質(zhì)量，再一次加深人工智能和電氣信息行業(yè)的融合力度。相關(guān)負(fù)責(zé)教師要加強(qiáng)對這一問題的理解，對原有人才培養(yǎng)模式和課程教育重點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母锖蛣?chuàng)新，根據(jù)人工智能時(shí)代和電氣信息領(lǐng)域融合的背景，提高課堂教學(xué)的科學(xué)性和針對性，從而使學(xué)生在畢業(yè)之后能夠獲得良好的發(fā)展。
二、人工智能對電氣信息類專業(yè)人才需求的影響分析
人工智能主要是利用計(jì)算機(jī)對人腦功能進(jìn)行模擬，具備一定程度的人類認(rèn)知和分析問題的能力，人工智能是人類所制造的智能化技術(shù)，也是機(jī)器智能化發(fā)展的主要載體。在人工智能發(fā)展的過程中，由于是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)分支，所以在人工智能研究的過程中，涉及有關(guān)語言識別和圖像識別方面的功能。在當(dāng)前時(shí)代下，人工智能所形成的熱點(diǎn)效應(yīng)是比較廣闊的，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，使得各行各業(yè)朝著智能化的方向而發(fā)展，對于電氣信息類專業(yè)人才需求來說，也逐漸朝著智能化的方向而發(fā)展。電氣信息類的教學(xué)，主要是為了讓學(xué)生能夠在班級學(xué)習(xí)的過程中，將理論和實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和操作能力，實(shí)踐性是比較強(qiáng)的。在電氣信息類專業(yè)發(fā)展的過程中各種新興的技術(shù)被應(yīng)用其中，擴(kuò)展了電氣信息類專業(yè)的發(fā)展實(shí)力，并且人工智能和電氣信息類專業(yè)進(jìn)行了有機(jī)的融合和滲透。人們在互聯(lián)網(wǎng)思維的影響下已經(jīng)形成了互聯(lián)網(wǎng)思維的發(fā)展理念，隨著人工智能技術(shù)的廣泛運(yùn)用再加上云技術(shù)和算法技術(shù)的普遍化，這又給電氣信息類專業(yè)的發(fā)展提供了重要的支撐。在相互融合的技術(shù)背景下，電氣信息類專業(yè)也即將進(jìn)入到人工智能發(fā)展的領(lǐng)域中[2]。因此對于電氣信息類專業(yè)行業(yè)的工作人員來說，要了解人工智能時(shí)代下先進(jìn)的信息技術(shù)，并且還要結(jié)合電氣信息類專業(yè)在人工智能背景下的新特點(diǎn)，樹立新的工作模式和工作理念，從而使得電氣信息類專業(yè)能夠在人工智能技術(shù)背景下得到廣泛的發(fā)展。對于人才需求方面，要求高校要對原有課堂教學(xué)模式和課程教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行深入的改革和創(chuàng)新，融入人工智能方面的內(nèi)容，對學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力進(jìn)行良好的培育，高校要正確地理解人工智能對電氣信息類專業(yè)教學(xué)的影響，從而使得電氣信息類專業(yè)能夠朝著生態(tài)化和持續(xù)性的方向而發(fā)展。
三、人工智能給電氣信息類專業(yè)提供的機(jī)遇
在人工智能技術(shù)中，所涵蓋的技術(shù)內(nèi)容相對來說是較為豐富的，這在一定程度上有助于提高電氣信息類專業(yè)的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。從中可以看出在當(dāng)前時(shí)代下的電氣信息類專業(yè)教育教學(xué)中，教師要充分地把握人工智能技術(shù)所帶來的機(jī)遇，從而提高課堂教學(xué)的效果和質(zhì)量。在人工智能技術(shù)中包含著語言識別技術(shù)和圖像辨認(rèn)技術(shù)，也可以對一些語言進(jìn)行有效的處理和研究。在課堂教學(xué)的過程中，教師要充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，讓學(xué)生了解當(dāng)前電氣信息領(lǐng)域的發(fā)展方向和主要的發(fā)展特點(diǎn)[3]。由于電氣信息類專業(yè)所涵蓋的內(nèi)容是相對來說較為復(fù)雜的，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)的過程中，需要進(jìn)行多個(gè)學(xué)科知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)，這給學(xué)生日常學(xué)習(xí)和教師的課堂教學(xué)帶來了諸多的挑戰(zhàn)，教師要結(jié)合課程教學(xué)的內(nèi)容，對課堂教學(xué)模式和流程進(jìn)行精心的安排。在實(shí)際工作過程中，要以計(jì)算機(jī)作為主要的輔助手段兼容，并且充分利用其他專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)來開展日常的教學(xué)。在課堂教學(xué)過程中，教師要充分的利用人工智能技術(shù)，對原有課堂教學(xué)模式進(jìn)行深入的改革以及研究，并且結(jié)合新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的這一大背景，對原有課程教育模式進(jìn)行創(chuàng)新和調(diào)整，從而給學(xué)生提供更加廣闊的發(fā)展空間。首先，在實(shí)際工作的過程中，人工智能技術(shù)重新構(gòu)造了電氣信息專業(yè)的課程，由于電氣信息類的實(shí)用性是比較強(qiáng)的，在人工智能的技術(shù)下能夠取得不一樣的教學(xué)效果。將語言識別技術(shù)和圖像辨認(rèn)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，教師可以充分發(fā)揮這些專業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢，提高課堂教學(xué)的效果。另外在課堂教學(xué)情景中，教師可以利用人工智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)，并且為學(xué)生打造智能化的工廠開展虛擬實(shí)驗(yàn)室，從而對學(xué)生的專業(yè)能力和操作水平進(jìn)行良好的培育。其次，在電氣信息類專業(yè)教學(xué)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)鹘y(tǒng)課程教育模式進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)型和升級。在以往課程教學(xué)中，由于電氣信息類專業(yè)所涉及的知識學(xué)科是相對來說較為豐富的，這給教師的日常教學(xué)帶來了諸多的問題。比如在實(shí)際教學(xué)的過程中很難實(shí)現(xiàn)課程的有效統(tǒng)一，也無法為學(xué)生打造標(biāo)準(zhǔn)化的課程教育體系，在進(jìn)行個(gè)性化和獨(dú)特性課程教學(xué)方面的力度還是不足的，甚至也沒有完善的教育體系進(jìn)行主要的支撐，這給實(shí)際的教學(xué)工作帶來了諸多的問題。隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，在課程教育的過程中，教師可以充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，對相關(guān)信息進(jìn)行有效的總結(jié)和收集。從而為學(xué)生打造個(gè)性化的教學(xué)課堂，并且運(yùn)用人工智能技術(shù)，還可以對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行分析和研究，提高課堂教學(xué)的針對性，從而使學(xué)生可以更加積極地進(jìn)行知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)快樂學(xué)習(xí)的效果[4]。在專業(yè)教育中教師要充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提高人工智能技術(shù)的應(yīng)用性效果，對學(xué)生的知識需求進(jìn)行深入的挖掘以及研究，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量能夠得到有效的提高。與此同時(shí)，在課程教育的過程中，教師還可以進(jìn)行課堂情景的構(gòu)建，通過網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)為學(xué)生再現(xiàn)一些生活中的真實(shí)案例，為學(xué)生全面素質(zhì)的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、人工智能技術(shù)在電氣信息類專業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用路徑
（一）轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)在人工智能時(shí)代下的電氣信息類專業(yè)教育中，由于原有的教育重點(diǎn)和人才培養(yǎng)模式已經(jīng)無法順應(yīng)人工智能時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)和對人才的需求了，所以在實(shí)際工作的過程中，要對電氣信息類專業(yè)教育進(jìn)行有效的改革，幫助學(xué)生在畢業(yè)之后能夠獲得穩(wěn)定的發(fā)展。首先，在對電氣信息類專業(yè)教育進(jìn)行改革時(shí)，要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的目標(biāo)，這主要是由于人工智能技術(shù)在電氣信息類專業(yè)行業(yè)中的運(yùn)用對各個(gè)環(huán)節(jié)都產(chǎn)生了非常深刻的影響，并且電氣信息類專業(yè)對于人才的需求發(fā)生了很大的變化。比如，對人才的知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)技能方面都和傳統(tǒng)發(fā)現(xiàn)模式有所不同，在電氣信息處理的過程中提出了諸多的要求。相關(guān)電氣信息類專業(yè)從業(yè)者不僅要具備完善的理論知識，還要具備創(chuàng)新性的思維能力，能夠面對當(dāng)前變化多端的人工智能時(shí)代，具備新的技術(shù)和新的思維，靈活地運(yùn)用在實(shí)際工作中所存在的問題。因此對于電氣信息類專業(yè)教育來說，要對人才培養(yǎng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)良好的變革。其次，電氣信息類專業(yè)要著眼于當(dāng)前國際發(fā)展方向和新業(yè)務(wù)的特征，了解有關(guān)業(yè)態(tài)產(chǎn)品和專業(yè)能力方面的內(nèi)容。從這些問題入手提出正確的人才培養(yǎng)目標(biāo)，并且對原有課程教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，從而促進(jìn)學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)的過程中加深對人工智能技術(shù)的了解，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
（二）升級人才培養(yǎng)模式在人工智能背景下對電氣信息類專業(yè)教育進(jìn)行改革時(shí)，要在原有育人模式的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效的升級，改變傳統(tǒng)的課程教學(xué)設(shè)置。當(dāng)前大部分電氣信息類專業(yè)院校還是采用之前偏理論的課程來對學(xué)生進(jìn)行知識內(nèi)容的講授，雖然這些理論知識是學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間必須要掌握的內(nèi)容，但是假如仍然向?qū)W生講述這些課程的話，也沒有將理論和實(shí)踐進(jìn)行相互的結(jié)合，使得學(xué)生無法在人工智能時(shí)代下得到良好的發(fā)展，因此相關(guān)負(fù)責(zé)教師在實(shí)際教育工作中要對原有人才培養(yǎng)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)型和升級。電氣信息類專業(yè)教師要根據(jù)當(dāng)前電氣信息行業(yè)的發(fā)展和對人才的要求，對課程教育內(nèi)容進(jìn)行重新的調(diào)整。首先，在實(shí)際教育的過程中要向?qū)W生全面地展示先進(jìn)的人工智能技術(shù)，技術(shù)是推進(jìn)電氣信息專業(yè)前進(jìn)的動力之一。但是在原有的電氣信息類專業(yè)教育中，教育技術(shù)的實(shí)施和教學(xué)并沒有受到相關(guān)負(fù)責(zé)教師的重視，教師在班級教學(xué)的過程中，也沒有為學(xué)生融入當(dāng)前先進(jìn)的人工智能技術(shù)和運(yùn)用案例，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。在人工智能時(shí)代下，人機(jī)協(xié)作是當(dāng)前主要的工作模式和發(fā)展模式，因此對于電氣信息類專業(yè)教育來說，要對人才培養(yǎng)課程結(jié)構(gòu)和課程重點(diǎn)進(jìn)行有效的調(diào)整和創(chuàng)新。教師在教學(xué)中不僅要加入有關(guān)以往課程的教育內(nèi)容，還要對課程進(jìn)行有效的擴(kuò)展，融入新媒體和人工智能技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的課程。比如教師可以立足于教材中的內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多樣化的實(shí)訓(xùn)活動和實(shí)踐操作平臺，在學(xué)生實(shí)踐的過程中要融入先進(jìn)的人工智能技術(shù)，這些教學(xué)模式的運(yùn)用不僅可以讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，還可以多方位的鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。所以相關(guān)高校要適當(dāng)?shù)慕梃b這一教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高課程教學(xué)的針對性。其次，在育人模式中還要加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新思維和操作能力的培養(yǎng)，在人工智能背景下，電氣信息的發(fā)展模式和主要的發(fā)展方向都發(fā)生了一定的改變。在當(dāng)前電氣信息領(lǐng)域發(fā)展的過程中，為了使自身能夠在人工智能背景下得到有效的發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新和創(chuàng)意的人才，并且要求這部分人才能夠掌握先進(jìn)的人工智能技術(shù)，根據(jù)電氣信息發(fā)展的實(shí)際需求和人們對電氣信息的要求，從而生產(chǎn)出個(gè)性化和特色化的產(chǎn)品。在育人模式升級中，教師要將專業(yè)和特色進(jìn)行有機(jī)的融合，構(gòu)建新的教育思路，過硬的專業(yè)素質(zhì)才是人才升級的重要基礎(chǔ)。在人工智能時(shí)代下，信息的來源和途徑逐漸朝著多樣化的方向發(fā)展，在這些繁雜的信息中既有重要的信息也有多余的信息，所以要使學(xué)生能夠?qū)@些信息進(jìn)行有效的辨別。高校在制定人才培養(yǎng)模式中，要專業(yè)性的鍛煉學(xué)生的工作能力和專業(yè)素質(zhì)，從而使學(xué)生能夠在這些大量的信息中提取有用的信息，提高電氣信息類專業(yè)的有效性。
（三）引入任務(wù)驅(qū)動的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆谌斯ぶ悄鼙尘跋聦υ盒ｋ姎庑畔㈩悓I(yè)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師要在保留原有學(xué)習(xí)項(xiàng)目的同時(shí)，立足于學(xué)生當(dāng)前的理解能力，開發(fā)新的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中教師要求學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立性的思考，并且教師還要對學(xué)生的學(xué)習(xí)思路進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)以及啟發(fā)，使學(xué)生可以運(yùn)用課堂中所學(xué)到的知識內(nèi)容靈活的解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中所存在的問題。教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用不同的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽的設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證。教師在班級教學(xué)的過程中，可以為學(xué)生引入任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)模式任務(wù)，驅(qū)動式的教學(xué)模式主要是以學(xué)生為中心，教師要立足于教材中的內(nèi)容和課堂教學(xué)的目標(biāo)為學(xué)生布置相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)綜合性的學(xué)習(xí)效果。在為學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，要融入當(dāng)前先進(jìn)的人工智能技術(shù)，讓學(xué)生充分的發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢來完成教師所布置的任務(wù)。教師要在任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)模式中增加一些設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生直接深入到實(shí)踐學(xué)習(xí)中進(jìn)行方案的設(shè)定以及驗(yàn)證，并且對最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多方位的分析以及討論。在班級教學(xué)的過程中，教師要讓學(xué)生圍繞著一個(gè)教學(xué)目標(biāo)來開展日常的學(xué)習(xí)，并且學(xué)生在學(xué)習(xí)和驗(yàn)證的過程中，教師還要加強(qiáng)和學(xué)生之間的互動和交流，從而對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方向和實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行有效的引導(dǎo)，使學(xué)生可以在強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力的驅(qū)動下進(jìn)行自主性的探索以及學(xué)習(xí)，并且也可以在班級中形成良好的互動。
（四）利用人工智能技術(shù)進(jìn)行輔的教學(xué)在電氣信息類專業(yè)教學(xué)課堂中，教師在利用人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要在原有課程的基礎(chǔ)上充分地發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，從而對實(shí)際教學(xué)起到一個(gè)良好的輔助作用。比如，在實(shí)際教學(xué)的過程中，教師需要將理論知識和學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)進(jìn)行相互的結(jié)合，提高課堂教學(xué)的真實(shí)性和有效性，在課程內(nèi)容中要圍繞著各種企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目來讓學(xué)生進(jìn)行知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師要利用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢為學(xué)生展現(xiàn)真實(shí)的一線工作現(xiàn)場，讓學(xué)生全面的感受工作的環(huán)境，不僅有助于提高課堂教學(xué)的效果，還可以讓一些抽象的理論知識變得生動和直觀，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。
（五）在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用在電氣設(shè)備故障診斷中，人工智能技術(shù)中的模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛。以前我們常常面臨的問題是，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)問題或故障時(shí)，總是表現(xiàn)出比較復(fù)雜的癥狀，采用傳統(tǒng)處理手法難以對問題做出準(zhǔn)確判斷和查找，人工智能技術(shù)則很好地解決了上述問題。比如發(fā)電機(jī)的設(shè)備故障具有非線性、不確定和復(fù)雜性的特征，傳統(tǒng)論斷方法準(zhǔn)確率非常低，而通過人工智能技術(shù)中模糊理論和專家系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，能大大提高故障論斷的準(zhǔn)確率。
【關(guān)鍵字】人工智能；課程改革；高中；信息技術(shù)；課程實(shí)施
【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0043―04
教育部在2003年頒布的高中信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)中，首次把“人工智能初步”設(shè)置為選修模塊，與多媒體、網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等一起列入信息技術(shù)課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術(shù)課程改革的亮點(diǎn)之一。然而，在如今高中信息技術(shù)新課改已經(jīng)全面鋪開之際，人工智能選修課程的推進(jìn)仍然舉步維艱，面臨諸多困難和問題。
一 高中人工智能課程的現(xiàn)狀分析
自2004年我國部分省級實(shí)驗(yàn)區(qū)開始推進(jìn)高中新課程改革以來，信息技術(shù)課程改革已經(jīng)開展了四年之久。從目前的總體情況來看，信息技術(shù)課程的基礎(chǔ)模塊與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、算法與程序設(shè)計(jì)三個(gè)選修模塊的實(shí)施情況較好，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)與人工智能初步兩個(gè)選修模塊的推進(jìn)情況相對不佳。特別是人工智能課程，至今在全國范圍內(nèi)正式開設(shè)該課程的學(xué)校寥寥可數(shù)，少數(shù)高中展開了一定的探索和實(shí)驗(yàn)，而大多數(shù)學(xué)校仍持有觀望態(tài)度。以下分別從實(shí)施取向和實(shí)施層次的角度分析該課程的現(xiàn)狀：
（1） 課程實(shí)施的取向
由于我國長期以來實(shí)行的是全國統(tǒng)一的課程與教材，按照統(tǒng)一規(guī)定執(zhí)行教學(xué)計(jì)劃，對學(xué)校和學(xué)生的評價(jià)也是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與方式實(shí)施的，因此我國以往的課程實(shí)施基本上都采用了忠實(shí)觀的取向[2]。本次新課改中信息技術(shù)課程的實(shí)施過程難免受到這種取向的影響。然而，新課程標(biāo)準(zhǔn)中對信息技術(shù)技術(shù)各個(gè)模塊的具體實(shí)施并沒有明確而詳細(xì)的規(guī)定，從而使教師對包括人工智能模塊在內(nèi)的課程實(shí)施缺乏長期慣于依賴的參照和依據(jù)，增加了課程實(shí)施的難度，造成部分模塊的課程難以開設(shè)的情況。
（2） 課程實(shí)施的層次
課程實(shí)施包括五個(gè)層面的變化，即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識與理解的改變、價(jià)值的內(nèi)化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經(jīng)做出了一定的努力。在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，現(xiàn)已出版的五套教材在體例、版面、學(xué)習(xí)活動、評價(jià)等方面進(jìn)行了多樣化的設(shè)計(jì)，基本上貫徹了新課標(biāo)所倡導(dǎo)的課程目標(biāo)和理念。在組織方式的層次，少數(shù)已經(jīng)開設(shè)人工智能課程的學(xué)校結(jié)合學(xué)生的興趣與學(xué)校的實(shí)際情況，有針對性地開展了課程的組織。然而，仍然有一些地區(qū)或?qū)W校不愿或不習(xí)慣打破原有的課程組織方式，而是采用硬性規(guī)定的方式，人為指定兩三門課程，將選修變?yōu)楸匦蓿拗茖W(xué)生的自由選擇，依然維持原有的固定班級授課的形式。教材的改變僅僅是課程實(shí)施的開始，在組織方式、角色或行為、知識與理解、價(jià)值等層次，大部分學(xué)校還未發(fā)生變化或變化還很小。
（3） 課程實(shí)施的典型個(gè)案
目前國內(nèi)開展人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒?yàn)的典型學(xué)校如表1所示。總體來看，這兩所學(xué)校都地處東南沿海地區(qū)，且學(xué)校本身比較積極參與高中新課改的實(shí)踐探索，屬于“敢于吃螃蟹”的類型。考慮到課程本身的要求較高，兩所學(xué)校都選取了基礎(chǔ)較好的學(xué)生開展教學(xué)。到目前為止，兩所學(xué)校均已開展了三期的教學(xué)或?qū)嶒?yàn)探索，任課教師及時(shí)總結(jié)教學(xué)心得體會，并在相關(guān)教學(xué)刊物或課程研修活動中與廣大一線教師分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
二 高中人工智能課程的影響因素
根據(jù)Snyder的研究，可以把課程實(shí)施的影響因素歸納為四個(gè)方面：課程改革自身的性質(zhì)、校區(qū)的整體情況、學(xué)校的水平以及外部環(huán)境[4]。結(jié)合高中人工智能課程的現(xiàn)狀，本文分別從以上四個(gè)方面來探討影響該課程的主要因素。
（1） 課改自身的性質(zhì)
課程改革本身的性質(zhì)是影響課程實(shí)施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關(guān)性、改革方案的清晰程度、改革內(nèi)容的復(fù)雜性以及改革方案的質(zhì)量與實(shí)用性。結(jié)合信息技術(shù)新課程改革的相關(guān)調(diào)查研究，廣大信息技術(shù)教師和教研人員對課改的必要性應(yīng)該認(rèn)識得比較到位，然而他們對信息技術(shù)課程中是否有必要單獨(dú)開設(shè)人工智能模塊存有疑惑。其次，不少教師對課程改革方案（課程標(biāo)準(zhǔn)）的認(rèn)識并不是非常清晰。他們認(rèn)為新課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)理念、實(shí)施建議等內(nèi)容相對抽象，不易把握和理解，缺乏具體的針對性，可操作性不強(qiáng)。再次，人工智能課程的實(shí)用性相比其他模塊并不明顯，課程內(nèi)容也相對難度較高。這些因素造成課程設(shè)置的必要性不強(qiáng)、實(shí)施難度大、實(shí)用性不高，直接影響人工智能課程在學(xué)校的順利設(shè)置。
（2） 校區(qū)的整體情況
校區(qū)的整體情況主要包括地區(qū)的適應(yīng)性、地方管理部門的支持、教學(xué)隊(duì)伍的培養(yǎng)、教學(xué)研討和交流等等。各地區(qū)對課程改革的需要程度會直接影響人們實(shí)施課程的積極性和主動性。我國東西部地區(qū)的學(xué)校對課程改革的需求程度不同，從而造成了課程實(shí)施的地區(qū)差別。從目前開設(shè)人工智能課程或教學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校來看，均分布于東南沿海較為發(fā)達(dá)的地區(qū)。這些學(xué)校的共同特點(diǎn)是基礎(chǔ)條件較好，對課程改革的積極性高，敢于進(jìn)行教學(xué)嘗試和革新。此外，地方管理部分的支持對課程實(shí)施也有很大影響，如廣東省為了推動信息技術(shù)課程改革，專門出臺了關(guān)于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)指導(dǎo)意見[5]。其中強(qiáng)調(diào)“要特別注意人工智能初步”，并針對人工智能課程提供了較為具體的教學(xué)建議，從而促使該省出現(xiàn)了全國最早正式開設(shè)人工智能課程的學(xué)校。師資隊(duì)伍也是影響課程的因素之一。目前大多數(shù)高中缺乏熟悉人工智能課程內(nèi)容和教學(xué)方法的專業(yè)教師，使得學(xué)校無法開設(shè)該課程。因此，有關(guān)人工智能課程的研討和學(xué)習(xí)交流顯得尤為重要，然而目前這些方面的活動總體上相對缺乏。
（3） 學(xué)校的水平
學(xué)校水平對課程實(shí)施的影響因素包括校長的作用、教師的個(gè)人特征和教師集體的行為取向。學(xué)校是課程改革的基本單位，校長和教師是學(xué)校課程改革的動因。校長對課改理念的理解，以及對課改的支持、參與程度都會影響課程的順利實(shí)施。校長通常會根據(jù)上級主管部門的意見，結(jié)合本校的實(shí)際情況，權(quán)衡課程改革可能對學(xué)校形成的各種影響。在高考的影響下，信息技術(shù)課程在高中各科中長期存在地位“低人一等”的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)課時(shí)常被“侵占”的現(xiàn)象。如果校長對信息技術(shù)課程本身不重視，那么要求學(xué)校開設(shè)人工智能選修課無疑是一種奢望。此外，一所學(xué)校教師個(gè)人和集體的改革意識的強(qiáng)弱也會影響課程的實(shí)施。從人工智能課程的現(xiàn)狀來看，恰好印證了這一點(diǎn)：改革意識強(qiáng)的教師個(gè)人或教研組即使沒有上級的硬性指令，也能積極展開各選修模塊的教學(xué)嘗試和探索，并自覺地從教學(xué)者成長為研究者，而思想保守的學(xué)校即使具備了課程實(shí)施的基本條件，也不愿積極開設(shè)相關(guān)的選修課程，長期停留于課程的“忠實(shí)執(zhí)行者”的層次。
（4） 外部環(huán)境
外部環(huán)境因素主要包括政府部門的重視、外部機(jī)構(gòu)的支持以及社區(qū)與家長的協(xié)助。各國課程改革的經(jīng)驗(yàn)表明，教育行政部門和相關(guān)機(jī)構(gòu)的態(tài)度在很大程度上影響到新課程的順利實(shí)施。特別是我國長期以來受到前蘇聯(lián)教育模式的影響，課程改革通常是自上而下的模式，新課程的實(shí)施主要依靠各級政府教育行政部門的政策和指令的推動。本次新課程改革同樣繼承了這一模式，但是整個(gè)教育體制和評價(jià)體系未能及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此在某些方面造成各級教育部門的政策抵觸，出現(xiàn)“上有政策、下有對策”的情況。此外，社區(qū)與家長對新課改的認(rèn)識和態(tài)度也影響到人工智能課程的實(shí)施。研究表明，社區(qū)與家長更加關(guān)心的是新課改是否有助于提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，是否會給學(xué)生造成更大的負(fù)擔(dān)，而對學(xué)生能力的全面發(fā)展和個(gè)性的培養(yǎng)則是其次的考慮。因此，要使社區(qū)與家長認(rèn)識和了解課程改革的意義和目標(biāo)，引導(dǎo)其關(guān)心新課程、支持新課程才能更好的促進(jìn)新課改的健康發(fā)展，進(jìn)而才可能使得包括人工智能在內(nèi)的高中各科選修模塊得以全面開設(shè)與實(shí)施。
三 高中人工智能課程的反思
通過調(diào)查訪談以及與相關(guān)授課教師的交流，筆者了解到高中人工智能課程的教學(xué)情況和教師的經(jīng)驗(yàn)體會。總體來說，該課程的推進(jìn)情況不如預(yù)期理想，需要從課程的設(shè)計(jì)、管理、教學(xué)以及評價(jià)等方面進(jìn)行反思。
（1） 課程設(shè)計(jì)
本次高中信息技術(shù)課程改革將原來的一門課程分解為1個(gè)必修模塊和5個(gè)選修模塊，從而給學(xué)生提供多樣化的選擇。“人工智能初步”選修模塊是作為智能信息技術(shù)處理專題設(shè)置的，以反映信息技術(shù)學(xué)科的發(fā)展趨勢，體現(xiàn)教育的時(shí)代性要求。課程設(shè)置的目的在于使學(xué)生在技術(shù)掌握與使用的過程中，逐漸領(lǐng)會信息技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用以及對科學(xué)技術(shù)和人類發(fā)展的深遠(yuǎn)意義[6]。然而，以上的描述更多是該模塊的隱性價(jià)值，相比其他模塊該課程的顯性價(jià)值并不是很直觀。而一線的信息技術(shù)教師較多關(guān)注的是該課程的顯性價(jià)值：課程能給學(xué)生帶來些什么？學(xué)生的實(shí)踐能力能否有較大提高？教師們在沒有找到一個(gè)合理的價(jià)值依托之前，一般不會貿(mào)然開課。這一點(diǎn)值得課程設(shè)計(jì)者和教研人員的深刻思考。
通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，不少教師認(rèn)為人工智能課程在高中開設(shè)是有一定必要性的[7]，但并不意味著所有的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)該課程。課程應(yīng)面向?qū)θ斯ぶ悄苡幸欢ㄅd趣的學(xué)習(xí)者，且最好有一定的基礎(chǔ)。事實(shí)上，相對于其他選修模塊，選擇人工智能課程的學(xué)生并不是很多。因此，結(jié)合我國目前的情況，可以考慮優(yōu)先在發(fā)達(dá)地區(qū)條件較好的部分學(xué)校開設(shè)，再進(jìn)一步利用其示范作用，以點(diǎn)帶面，逐步鋪開培訓(xùn)、指導(dǎo)、交流的規(guī)模和影響面，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)高中人工智能課程的建設(shè)。
（2） 課程管理
課程的有效管理有助于提高課程實(shí)施的質(zhì)量。上個(gè)世紀(jì)90年代以來，我國的中小學(xué)課程由原來的中央集權(quán)管理體制逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閲摇⒌胤健W(xué)校的三級管理體制。國家負(fù)責(zé)課程的總體規(guī)劃，省級教育部門結(jié)合本地區(qū)實(shí)際制定課程計(jì)劃或?qū)嵤┓桨福鴮W(xué)校也將有權(quán)根據(jù)學(xué)校傳統(tǒng)或?qū)W生興趣開發(fā)適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國家課程標(biāo)準(zhǔn)，但在地方管理層面并未得到應(yīng)有的認(rèn)可。部分地區(qū)考慮到高考因素，直接將人工智能模塊排除在學(xué)生的選擇范圍之外，無疑成為阻礙該課程順利實(shí)施的一個(gè)重要原因。
目前我國高中了解熟悉人工智能教學(xué)內(nèi)容、方法的教師十分缺乏，相關(guān)教育主管部門需加強(qiáng)該課程的師資培養(yǎng)，邀請教材編寫人員和相關(guān)專家，積極開展各級培訓(xùn)、研討和交流活動，以務(wù)實(shí)的態(tài)度來聽取學(xué)科教師的意見，為他們提供一些明確的、可操作的指導(dǎo)和建議。也可以開展優(yōu)秀教學(xué)案例的征集和評獎(jiǎng)，通過公開課的觀摩和點(diǎn)評活動，或吸納中學(xué)教師參與有關(guān)課程改革和教學(xué)研究的課題，以此提高教師參與改革的積極性。此外，國內(nèi)高等師范院校信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)應(yīng)該對新課改作出及時(shí)的反應(yīng)，針對高中信息技術(shù)各選修模塊為師范生開設(shè)相關(guān)的課程，為課改的成功實(shí)施提供后備師資力量的支持。
（3） 課程教學(xué)
從已開展的人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒?yàn)情況來看，主要的教學(xué)體會包括：教學(xué)對象選取時(shí)要有針對性，不宜硬性指定，應(yīng)結(jié)合學(xué)習(xí)者自己的興趣和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)供其自由選擇；由于課程的理論和技術(shù)的要求較高，不宜大量采用“講授法”進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)設(shè)計(jì)一些有挑戰(zhàn)性的活動供學(xué)生實(shí)踐；為保證教學(xué)進(jìn)度有序進(jìn)行，可通過課堂小測及時(shí)鞏固所學(xué)內(nèi)容；應(yīng)提供良好的網(wǎng)絡(luò)條件和計(jì)算機(jī)設(shè)備以支持課程教學(xué)和實(shí)踐的順利開展。
國外一些高校通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的手段與中學(xué)合作開展人工智能教學(xué)，加快了課程建設(shè)的步伐，并提高了教學(xué)質(zhì)量。大學(xué)負(fù)責(zé)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)維護(hù)，主持與中小學(xué)的討論答疑，中學(xué)則負(fù)責(zé)課程教學(xué)的具體實(shí)施。文中個(gè)案也印證了這種做法的有效性：讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學(xué)建立共同體，協(xié)作推動課程的實(shí)施。一方面，高校研究人員能為中學(xué)提供教學(xué)指導(dǎo)建議、技術(shù)和資源的支持；另一方面，中學(xué)的教學(xué)實(shí)踐也為高校進(jìn)行課程教學(xué)研究提供了材料和依據(jù)。
（4） 課程評價(jià)
研究表明，評價(jià)目前已成為影響高中信息技術(shù)新課程實(shí)施的一個(gè)重要問題[8]。從本次課改的動因來看，針對我國現(xiàn)行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現(xiàn)的弊端，新課改力圖在一定程度上改變這一局面，努力使學(xué)習(xí)者能夠真正獲得全面的發(fā)展。但是，在目前情況下以高考為“指揮棒”的評價(jià)體系短期內(nèi)仍然無法發(fā)生質(zhì)的變化。高中新課改實(shí)施以來，部分省份相繼將信息技術(shù)課程納入了高考的范疇，以往信息技術(shù)課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而，高考是否解決信息技術(shù)課程評價(jià)問題的一劑良藥，進(jìn)而為人工智能課程的實(shí)施及其評價(jià)帶來新的希望，目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當(dāng)前高考科目已經(jīng)較多，再增加科目無疑會加重學(xué)習(xí)者的負(fù)擔(dān)，且很容易回到應(yīng)試教育的老路上。
其次，雖然新課程標(biāo)準(zhǔn)中提供了關(guān)于課程評價(jià)的建議，但是其中的內(nèi)容仍然比較抽象，可操作性不夠。如在信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的評價(jià)建議中，提倡評價(jià)主體的多元化，關(guān)注學(xué)生的個(gè)別差異，綜合應(yīng)用多種過程性評價(jià)方式，適當(dāng)滲透表現(xiàn)性評價(jià)的理念，等等。這些內(nèi)容從理念上來講都是很好的，但是如何在教學(xué)實(shí)踐中加以操作實(shí)施，對一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且，信息技術(shù)課程的每個(gè)模塊各有特色，然而課程標(biāo)準(zhǔn)并未就此提供專門的評價(jià)建議。因此，一套科學(xué)合理、適合人工智能課程的評價(jià)體系和方法仍需要教研人員在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)。
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摘要：本文從計(jì)算機(jī)學(xué)科本科的教學(xué)理念出發(fā)，提出了從計(jì)算機(jī)學(xué)科分支的角度認(rèn)知人工智能，組織并實(shí)施教學(xué)的方法。
關(guān)鍵詞：人工智能；綜合學(xué)科；計(jì)算機(jī)學(xué)科分支
中圖分類號：G642
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1引言
目前國內(nèi)流行的人工智能教材都是把人工智能學(xué)科作為由計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、控制論、信息論、語言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的綜合學(xué)科加以介紹。這些教材核心內(nèi)容雖然相同，但作者編寫教材的思路卻有不同，有些教材以智能體(agent)的觀點(diǎn)論述，還有一些教材以應(yīng)用為目的來論述。這些教材對于各相關(guān)領(lǐng)域從事人工智能科研與工程的技術(shù)人員來說，是比較適宜的。但對于我國高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科學(xué)生來講，卻存在一些問題。不僅是由于在一門課程中涉及眾多學(xué)科的知識，使學(xué)生難以接受，而且講授的角度不能與前期所學(xué)知識緊密配合，也增加了學(xué)習(xí)的困難。
人工智能是由多種學(xué)科相互滲透的綜合學(xué)科，但它是明確屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)分支的學(xué)科。這是因?yàn)閺墓δ苌虾头椒ㄉ先斯ぶ悄芘c計(jì)算機(jī)學(xué)科是一致的。實(shí)際上，人工智能不僅使用了許多其他計(jì)算機(jī)學(xué)科分支的技術(shù)，而且在發(fā)展過程中，也開拓了許多新的方法和技術(shù)，充實(shí)了計(jì)算機(jī)學(xué)科。若按計(jì)算機(jī)處理的對象來區(qū)分計(jì)算機(jī)應(yīng)用的話，則可分為三個(gè)部分：數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與知識處理，人工智能就對應(yīng)知識處理工作。
對于我國高等院校計(jì)算機(jī)學(xué)科的本科教學(xué)來講，人工智能課程的課時(shí)一般只有40課時(shí)左右。以什么角度組織教材內(nèi)容，提高教學(xué)效果，使學(xué)生較容易地理解和掌握人工智能的原理與技術(shù)呢？通過多年的人工智能教學(xué)實(shí)踐，我們逐漸總結(jié)出了進(jìn)行人工智能教學(xué)的方法：既從計(jì)算機(jī)學(xué)科本科的教學(xué)理念出發(fā)，考慮人工智能這門學(xué)科的特點(diǎn)，以作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門分支的角度認(rèn)知人工智能，組織教材的知識架構(gòu)并進(jìn)行教學(xué)。用計(jì)算機(jī)學(xué)科的觀點(diǎn)分析人工智能的基本原理與方法時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是這些基本原理與方法與其他的計(jì)算機(jī)分支的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。共同點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)學(xué)科的本質(zhì)，不同點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)人工智能的本質(zhì)。
2計(jì)算機(jī)學(xué)科本科的教學(xué)理念
計(jì)算機(jī)學(xué)科本科的教學(xué)理念可以歸結(jié)為：傳授知識、提高能力、培養(yǎng)素質(zhì)(包括專業(yè)素質(zhì)與品格素質(zhì)，專業(yè)課以專業(yè)素質(zhì)為主)。其中，原來作為教育核心的知識現(xiàn)被看成是教育的基礎(chǔ)，即把知識作為載體，用來實(shí)現(xiàn)能力的提高，在潛移默化中實(shí)施素質(zhì)教育。高等院校對學(xué)生能力的培養(yǎng)主要包括：學(xué)習(xí)能力、分析問題與解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。對于本科學(xué)生，重在學(xué)習(xí)能力與分析問題與解決問題的能力，對創(chuàng)新只是培養(yǎng)興趣。素質(zhì)是知識和能力的升華，計(jì)算機(jī)專業(yè)素質(zhì)顯示的是這一領(lǐng)域的水平，素質(zhì)水平的提升也將通過知識的增多和能力的增加體現(xiàn)出來。
3以計(jì)算機(jī)分支的角度認(rèn)知人工智能
什么是人工智能？目前人們普遍接受的定義是：用機(jī)器來模擬人的智能，也就是用計(jì)算機(jī)來模擬人的智能。若以計(jì)算機(jī)分支的角度也就是用計(jì)算機(jī)學(xué)科的觀點(diǎn)看待人工智能，我們需從兩個(gè)方面加以說明。
首先，從計(jì)算機(jī)的能力，也就是它能做什么講起。用計(jì)算機(jī)解決某種問題，需要有三個(gè)基本的條件：第一，必須把問題形式化。第二，問題是可計(jì)算的，就要有算法。第三，問題要有合理的復(fù)雜度。人的智能所能解決的問題往往不能滿足這三個(gè)條件。因此，人工智能就是對于不能滿足這些條件的問題，通過使用它的技術(shù)和方法，使問題滿足這三個(gè)條件，由計(jì)算機(jī)去解決問題。比如，一般來講不可能將自然語言全部形式化，但人工智能使用一階謂詞邏輯表示自然語言的部分句子，并用算法進(jìn)行推理，解決一定范圍的問題。另外，使用啟發(fā)式搜索可降低問題的復(fù)雜度，使問題在可能的范圍內(nèi)得到解決。
其次，從計(jì)算機(jī)的核心技術(shù)加以闡述。用計(jì)算機(jī)解決問題是靠程序?qū)崿F(xiàn)的，程序是什么？一本經(jīng)典的計(jì)算機(jī)教科書的名字“算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序”給出了解釋，這說明在計(jì)算機(jī)學(xué)科中算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心地位，一般的計(jì)算機(jī)程序也確實(shí)可分成這兩個(gè)部分。而作為典型的人工智能程序可分成三個(gè)部分，控制部分(推理機(jī))、規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫。其中，控制部分和規(guī)則庫對應(yīng)于算法，數(shù)據(jù)庫對應(yīng)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，控制部分由搜索策略和推理機(jī)制組成，規(guī)則庫是將一般計(jì)算機(jī)程序的算法中的與實(shí)際問題有關(guān)的知識抽出來單獨(dú)組成。而數(shù)據(jù)庫往往用來存放一些基本的事實(shí)和一些中間的結(jié)果，也常常采用知識表示的方法，因此，人們也經(jīng)常把規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫合稱為知識庫。在人工智能程序中與算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的正是人工智能的兩大核心：搜索和知識表示(包括推理)。
4以計(jì)算機(jī)分支的角度組織并實(shí)施教學(xué)
人工智能為了模擬人的智能，處理的對象是知識，知識處理則需采用知識表示。又由于往往沒有確定的算法，只能使用搜索。本文的觀點(diǎn)是人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以知識為主線，以知識表示和搜索為基石進(jìn)行組織。
首先，教學(xué)的第一個(gè)核心是知識表示。知識表示就是研究用計(jì)算機(jī)來表示知識的方法，這些方法需滿足兩個(gè)條件：除了計(jì)算機(jī)可接受這個(gè)條件以外還要能刻畫智能行為。這是與一般的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同的地方。什么方法適合呢？由此引出了邏輯表示方法。
形式邏輯是關(guān)于思維的形式和規(guī)律的科學(xué)，數(shù)理邏輯從邏輯上講是現(xiàn)代的形式邏輯，是用符號和數(shù)學(xué)的方法來研究推理規(guī)律的學(xué)科。數(shù)理邏輯一般是指命題邏輯和一階謂詞邏輯。一階謂詞邏輯比命題邏輯表達(dá)能力強(qiáng)，邏輯的表達(dá)方式與人類的自然語言接近，因此，用一階謂詞邏輯作為知識表示工具容易被人接受。不僅如此，由一階謂詞邏輯表示已知條件和所要證明的定理，使用歸結(jié)原理則可建立計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自動定理證明(半可判定算法)。這一過程是在Herbrand定理的基礎(chǔ)上得以成立的。由于人工智能中的許多問題都可以化成類似于定理證明的問題，因此可以把與Herbrand定理有關(guān)的一系列工作看成是表示和推理的理論基礎(chǔ)。評價(jià)知識表示方法的性能，即要考察表示能力，又要考慮是否有效地支持知識的推理。顯然，具有充分的表示能力又有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)的表示方法是最使人放心的，一階謂詞邏輯恰好滿足這一條件。
在這一部分的講授中，將通過一系列的演變過程，展現(xiàn)出如何將一組謂詞公式轉(zhuǎn)換成子句的集合，又如何通過使用置換與合一的手段，達(dá)到可以應(yīng)用歸結(jié)推理規(guī)則，而最終得到證明的目的，而這一切又都是在有嚴(yán)格的定理保證之下完成的。這些內(nèi)容的講授，對于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)緊的邏輯思維能力是一個(gè)極好的實(shí)例。
邏輯表示與歸結(jié)推理方法是知識表示的基礎(chǔ)部分，用來說明人工智能系統(tǒng)進(jìn)行推理的原理。而作為真正最實(shí)用的產(chǎn)生式表示法將通過Horn子句的正向推理和反向推理過程引入，產(chǎn)生式表示法中的帶與不帶變量的正、反向推理相當(dāng)于命題邏輯和一階謂詞邏輯層面的Horn子句的正、反向推理。作為結(jié)構(gòu)化表示的語義網(wǎng)絡(luò)和框架表示法也以一階謂詞邏輯為基礎(chǔ)，它們均可轉(zhuǎn)變成為等價(jià)的一階謂詞邏輯的表示形式。
在教學(xué)中，關(guān)于其他知識表示方面的內(nèi)容，比如：產(chǎn)生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架，都以一階謂詞邏輯為基礎(chǔ)給以說明。關(guān)于產(chǎn)生式表示法在人工智能的心理學(xué)認(rèn)知體系結(jié)構(gòu)中，被看成是人的思維中因果關(guān)系的一種反映，而在本文中則看成是一種類似于Horn子句形式的一種表示。在講授時(shí)將這些內(nèi)容作為一個(gè)整體，說明原理與實(shí)用方法之間的關(guān)系，根據(jù)實(shí)際問題的需要，可以降低表示的能力。而另一方面，為了解決實(shí)際問題，可以擴(kuò)充表示的能力。
一階謂詞邏輯表示的能力雖然在通用的表示法中是最強(qiáng)的，但是知識與客觀真理不同，它總是局部的、片面的或表面的，這在常識中尤為明顯。在解題過程中還會不斷地更新，知識表示要適應(yīng)這個(gè)特點(diǎn)，采用經(jīng)典的一階謂詞邏輯表達(dá)有困難，這就需要用非單調(diào)邏輯來表達(dá)。另一方面，在人工智能處理的信息和知識中，存在大量的不準(zhǔn)確、不完全、不一致的地方，這又需要研究關(guān)于不確定性知識的表示和推理的研究。實(shí)際上，非單調(diào)邏輯和不確定性推理部分在教學(xué)中將作為知識表示的擴(kuò)展加以介紹。機(jī)器學(xué)習(xí)作為人工智能的重要組成部分，它的主要方法都是基于歸納推理，也可以看成是非經(jīng)典邏輯的應(yīng)用。
人工智能教學(xué)的另一個(gè)核心是搜索問題。一般來講，用計(jì)算機(jī)求解問題，就是用已知的知識，對于給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，期望得到解答，其解法則由某種程序來表述。其他的計(jì)算機(jī)分支處理的問題，往往知識比較充分，例如多數(shù)的科學(xué)計(jì)算問題，就可以在看到數(shù)據(jù)以前根據(jù)知識寫出程序，這個(gè)程序?qū)τ谝磺袛?shù)據(jù)都是適用的。而人工智能處理的問題知識不夠充分，或程序太復(fù)雜，此時(shí)可以寫出一個(gè)元程序，對于給定的數(shù)據(jù)，它根據(jù)知識，做出一個(gè)程序?qū)ｉT加工這些給定的數(shù)據(jù)。這時(shí)，這個(gè)元程序可以通用于一大類知識，通常并不包含領(lǐng)域知識的具體細(xì)節(jié)，因此，對于這個(gè)元程序的研究就脫離了問題的具體領(lǐng)域，成為人工智能內(nèi)部的課題，這正是搜索。
在教學(xué)中，通過掌握知識的多少來講授各種不同的搜索。搜索是由于知識不足而產(chǎn)生的，同時(shí)搜索與知識是相輔相成的。當(dāng)知識較多時(shí)，搜索的工作量不多，可使用一些盲目的搜索策略。當(dāng)知識較少時(shí)，搜索的工作量較大，則需使用一些啟發(fā)式的搜索策略。啟發(fā)式搜索是搜索方法中需重點(diǎn)說明的，它起到了降低被求解問題復(fù)雜度，提高搜索效率的作用，但太強(qiáng)的啟發(fā)信息，往往找不到最佳解。如何能減少搜索范圍，提高搜索效率，而且還保證找到最佳解，這成為搜索方法應(yīng)明確的問題。A*算法是N.J.Nilsson在20世紀(jì)70年代初的研究成果，他解決了這個(gè)問題，證明了A*算法的可采納性。類似于定理證明，在教學(xué)時(shí)也將A*算法及其有關(guān)證明看成是搜索方法的理論基礎(chǔ)加以介紹。
在搜索部分的教學(xué)中，除了把A*算法及其有關(guān)證明作為重點(diǎn)，當(dāng)作是搜索方法的理論基礎(chǔ)來講解以外，還要給出若干搜索算法。一方面，這些算法說明了各種搜索的方法，另一方面，在這些算法中經(jīng)常有一些算法細(xì)節(jié)抽象的技巧，對這些內(nèi)容的細(xì)致分析，將會逐漸提高學(xué)生抽象思維的能力。
在實(shí)際的知識庫系統(tǒng)中，回溯和與或樹的搜索算法應(yīng)用較多。而當(dāng)問題的有關(guān)知識較少，規(guī)模大到一定程度之后，往往采用引進(jìn)了隨機(jī)因素的搜索算法，比如：模擬退火算法、遺傳算法等。現(xiàn)在，這些算法一般稱為高級搜索，教學(xué)時(shí)作為搜索的擴(kuò)展來講授。
人工智能技術(shù)方面的研究往往涉及各應(yīng)用領(lǐng)域的課題。反映到教學(xué)中，就是人工智能的各個(gè)分支的介紹，這包括知識庫系統(tǒng)、自然語言理解、規(guī)劃、機(jī)器人等。
總之，教學(xué)內(nèi)容可分成兩個(gè)部分，第一部分是基礎(chǔ)理論和基本方法，包括：邏輯表示與歸結(jié)推理方法、搜索原理，知識表示(包括產(chǎn)生式系統(tǒng)、語義網(wǎng)絡(luò)、框架)、推理(包括不確定性推理、非單調(diào)推理)、機(jī)器學(xué)習(xí)。第二部分是實(shí)用技術(shù)，包括知識庫系統(tǒng)、高級搜索、自然語言理解。
5結(jié)束語
經(jīng)過長期的人工智能教學(xué)實(shí)踐，筆者逐漸形成了以計(jì)算機(jī)學(xué)科分支的角度來講授人工智能課程的思路。從學(xué)生的接受、理解和掌握人工智能的基本原理與技術(shù)方面來看，有較好的效果。但如何把計(jì)算機(jī)學(xué)科和其他人工智能所涉及的領(lǐng)域更完美地結(jié)合起來，較好地在教學(xué)效果與寬廣的知識面之間找到平衡點(diǎn)，還需今后進(jìn)一步的研究與探索。
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關(guān)鍵詞： 人工智能 發(fā)展過程 研究熱點(diǎn) 應(yīng)用領(lǐng)域 未來發(fā)展
一、人工智能概述
人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI），也稱機(jī)器智能，它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)角度來看，人工智能是研究如何制造出智能機(jī)器或智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。人工智能是一門交叉學(xué)科，是一門涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和生物科學(xué)等多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科，目前已在知識處理、模式識別、自然語言處理、博弈、自動定理證明、自動程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)、知識庫、智能機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域取得舉世矚目的成果，并形成了多元化的發(fā)展方向。
二、人工智能的發(fā)展過程
人工智能經(jīng)歷了三次飛躍階段：第一次是實(shí)現(xiàn)問題求解，代替人完成部分邏輯推理工作，如機(jī)器定理證明和專家系統(tǒng)；第二次是智能系統(tǒng)能夠和環(huán)境交互，從運(yùn)行的環(huán)境中獲取信息，代替人完成包括不確定性在內(nèi)的部分思維工作，通過自身的動作，對環(huán)境施加影響，并適應(yīng)環(huán)境的變化，如智能機(jī)器人；第三次是智能系統(tǒng)，具有類人的認(rèn)知和思維能力，能夠發(fā)現(xiàn)新的知識，去完成面臨的任務(wù)，如基于數(shù)據(jù)挖掘的系統(tǒng)。
三、人工智能的研究熱點(diǎn)
AI研究出現(xiàn)了新的，這一方面是因?yàn)樵谌斯ぶ悄芾碚摲矫嬗辛诵碌倪M(jìn)展，另一方面是因?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件突飛猛進(jìn)地發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)速度的不斷提高、存儲容量的不斷擴(kuò)大、價(jià)格的不斷降低，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多原來無法完成的工作現(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。目前人工智能研究的三個(gè)熱點(diǎn)是：智能接口、數(shù)據(jù)挖掘、主體及多主體系統(tǒng)。
1.智能接口技術(shù)是研究如何使人們能夠方便自然地與計(jì)算機(jī)交流。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要求計(jì)算機(jī)能夠看懂文字、聽懂語言、說話表達(dá)，甚至能夠進(jìn)行不同語言之間的翻譯，而這些功能的實(shí)現(xiàn)又依賴于知識表示方法的研究。因此，智能接口技術(shù)的研究既有巨大的應(yīng)用價(jià)值，又有基礎(chǔ)的理論意義。目前，智能接口技術(shù)已經(jīng)取得了顯著成果，文字識別、語音識別、語音合成、圖像識別、機(jī)器翻譯及自然語言理解等技術(shù)已經(jīng)開始實(shí)用化。
2.數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但是又潛在有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的研究目前已經(jīng)形成了三根強(qiáng)大的技術(shù)支柱：數(shù)據(jù)庫、人工智能和數(shù)理統(tǒng)計(jì)。主要研究內(nèi)容包括基礎(chǔ)理論、發(fā)現(xiàn)算法、數(shù)據(jù)倉庫、可視化技術(shù)、定性定量互換模型、知識表示方法、發(fā)現(xiàn)知識的維護(hù)和再利用、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中的知識發(fā)現(xiàn)及網(wǎng)上數(shù)據(jù)挖掘等。
3.主體系統(tǒng)是具有信念、愿望、意圖、能力、選擇、承諾等心智狀態(tài)的實(shí)體，比對象的粒度更大，智能性更高，而且具有一定的自主性。主體試圖自治、獨(dú)立地完成任務(wù)，而且可以和環(huán)境交互，與其他主體通信，通過規(guī)劃達(dá)到目標(biāo)。多主體系統(tǒng)主要研究在邏輯上或物理上分離的多個(gè)主體之間進(jìn)行協(xié)調(diào)智能行為，最終實(shí)現(xiàn)問題求解。多主體系統(tǒng)試圖用主體來模擬人的理，主要應(yīng)用在對現(xiàn)實(shí)世界和社會的模擬、機(jī)器人及智能機(jī)械等領(lǐng)域。目前對主體和多主體系統(tǒng)的研究主要集中在主體和多主體理論、主體的體系結(jié)構(gòu)和組織、主體語言、主體之間的協(xié)作和協(xié)調(diào)、通信和交互技術(shù)、多主體學(xué)習(xí)及多主體系統(tǒng)應(yīng)用等方面。
四、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，專家系統(tǒng)存儲著某個(gè)專門領(lǐng)域中經(jīng)過事先總結(jié)、分析并按某種模式表示的專家知識，以及擁有類似于領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q實(shí)際問題的推理機(jī)制。專家系統(tǒng)的開發(fā)和研究是人工智能中最活躍的一個(gè)應(yīng)用研究領(lǐng)域，涉及社會各個(gè)方面。
2.知識庫系統(tǒng)
知識庫系統(tǒng)也叫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是儲存某學(xué)科大量事實(shí)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它可以回答用戶提出的有關(guān)該學(xué)科的各種問題。知識庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)活躍的分支。為了有效地表示、儲存和檢索大量事實(shí)，已經(jīng)發(fā)展出了許多技術(shù)。但是在設(shè)計(jì)智能信息檢索系統(tǒng)時(shí)還是遇到很多問題，包括對自然語言的理解，根據(jù)儲存的事實(shí)演繹答案的問題、理解詢問和演繹答案所需要的知識都可能超出該學(xué)科領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫所表示的知識。
3.物景分析
計(jì)算機(jī)視覺已從模式識別的一個(gè)研究領(lǐng)域發(fā)展為一門獨(dú)立的學(xué)科。視覺是感知問題之一。整個(gè)感知問題的要點(diǎn)是形成一個(gè)精練的表示，以表示難以處理的、極其龐大的未經(jīng)加工的輸入數(shù)據(jù)。最終表示的性質(zhì)和質(zhì)量取決于感知系統(tǒng)的目標(biāo)。機(jī)器視覺的前沿研究領(lǐng)域包括實(shí)時(shí)并行處理、主動式定性視覺、動態(tài)和時(shí)變視覺、三維景物的建模與識別、實(shí)時(shí)圖像壓縮傳送和復(fù)原、多光譜和彩色圖像的處理與解釋等。機(jī)器視覺已在機(jī)器人裝配、衛(wèi)星圖像處理、工業(yè)過程監(jiān)控、飛行器跟蹤和制導(dǎo)及電視實(shí)況轉(zhuǎn)播等領(lǐng)域獲得極為廣泛的應(yīng)用。
4.模式識別
模式識別就是識別出給定物體所模仿的標(biāo)本或標(biāo)識。計(jì)算機(jī)模式識別系統(tǒng)能夠彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)對外部世界感知能力低下的缺陷，使計(jì)算機(jī)能夠通過感官接受外界信息，識別和理解周圍環(huán)境。模式識別在二維的文字、圖形和圖像的識別方面已取得許多成果，在三維景物、活動目標(biāo)的識別和分析方面是目前研究的熱點(diǎn)，同時(shí)它還是智能計(jì)算機(jī)和智能機(jī)器人研究的十分重要的基礎(chǔ)。此外，人工智能還在機(jī)器視覺、組合調(diào)度問題、自然語言理解、機(jī)器學(xué)習(xí)、博弈、定理證明等研究應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。可以說人工智能已深入各行各業(yè)，對人類社會作出了巨大的貢獻(xiàn)。
5.機(jī)器人
機(jī)器人學(xué)所研究的問題，從機(jī)器人手臂的最佳移動到實(shí)現(xiàn)機(jī)器人目標(biāo)的動作序列的規(guī)劃方法，無所不包。盡管已經(jīng)建立了一些比較復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)，但是現(xiàn)在工業(yè)上運(yùn)行的機(jī)器人都是一些按預(yù)先編好的程序執(zhí)行某些重復(fù)作業(yè)的簡單裝置，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人是“盲人”。機(jī)器人和機(jī)器人學(xué)的研究促進(jìn)了許多人工智能思想的發(fā)展。智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用體現(xiàn)出廣泛的學(xué)科交叉，涉及眾多課題。機(jī)器人已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、旅游業(yè)、空中和海洋及國防等多個(gè)領(lǐng)域獲得越來越普遍的應(yīng)用。
五、人工智能的未來發(fā)展
目前絕大多數(shù)人工智能系統(tǒng)都是建立在物理符號系統(tǒng)假設(shè)之上的。在尚未出現(xiàn)能與物理符號系統(tǒng)假設(shè)相抗衡的新的人工智能理論之前，無論從設(shè)計(jì)原理還是從已取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，Soar在探討智能行為的一般特征和人類認(rèn)知的具體特征的艱難征途上都取得了有特色的進(jìn)展或成就，處在人工智能研究的前沿。上世紀(jì)80年代，以NewellA為代表的研究學(xué)者總結(jié)了專家系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，吸收了認(rèn)知科學(xué)研究的最新成果，提出了作為通用智能基礎(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)Soar。目前的Soar已經(jīng)顯示出強(qiáng)大的問題求解能力。在Soar中已實(shí)現(xiàn)了30多種搜索方法，實(shí)現(xiàn)了若干知識密集型任務(wù)（專家系統(tǒng)），如RI等。對于人工智能未來的發(fā)展方向，專家們通過一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會向以下幾個(gè)方面發(fā)展：模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其情感。
目前，人工智能的推理功能已獲突破，學(xué)習(xí)及聯(lián)想功能正在研究之中，下一步就是模仿人類右腦的模糊處理功能和整個(gè)大腦的并行化處理功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是未來人工智能應(yīng)用的新領(lǐng)域。未來智能計(jì)算機(jī)的構(gòu)成，可能就是作為主機(jī)的馮?諾依曼型機(jī)與作為智能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。研究表明：情感是智能的一部分，而不是與智能相分離的，因此人工智能領(lǐng)域的下一個(gè)突破可能在于賦予計(jì)算機(jī)情感能力。情感能力對于計(jì)算機(jī)與人的自然交往至關(guān)重要。
根據(jù)這些前瞻性研究我們也可以通過想象模擬勾畫出人工智能未來發(fā)展的三個(gè)階段。
1.融合時(shí)期（2010―2020年）
（1）用語言操縱和控制的智能化設(shè)備十分普及，像遠(yuǎn)程醫(yī)療這樣的服務(wù)也更為完善。
（2）以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程教育十分普及，在家就可以上大學(xué)。
（3）在身體里植入許多不同功能的芯片已不新奇。
（4）量子計(jì)算機(jī)和DNA計(jì)算機(jī)會有更大發(fā)展，新材料不斷問世。
（5）抗病毒程序可以防止各種非自然因素引發(fā)災(zāi)難。
2.自信時(shí)期（2020―2030年）
（1）智能化計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)既能自我修復(fù)，也能自行進(jìn)行研究、生產(chǎn)產(chǎn)品。
（2）一些新型材料的出現(xiàn)，促使智能化向更高層次發(fā)展。
（3）有了高水準(zhǔn)智能化技術(shù)的協(xié)助，人們“定居火星夢”可能性大增。
3.非神秘時(shí)期（2030―2040年）
（1）新的全息模式世界將取代原有幾何模式的世界。
（2）人們對一些目前無法解釋的自然現(xiàn)象會有更完善的解釋。
（3）人工智能可以模仿人類的智能，因此會出現(xiàn)有關(guān)法律來規(guī)范這些行為。
人工智能作為一門課程［1］，開設(shè)時(shí)間距今只有40多年，但發(fā)展極為迅猛。人工智能課程的內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)、心理學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、語言學(xué)等等，幾乎所有科學(xué)工作者都可以在人工智能中找到自己感興趣的問題。目前，國內(nèi)外已有眾多高校指定人工智能為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及其相關(guān)專業(yè)的主修專業(yè)基礎(chǔ)課程，它在拓展計(jì)算機(jī)和自動控制的研究和應(yīng)用領(lǐng)域方面有著極其誘人的學(xué)科發(fā)展前景。自2003年起，國內(nèi)諸多高等院校陸續(xù)開設(shè)“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，同時(shí)也有更多高校在傳統(tǒng)信息類專業(yè)中加大了人工智能課程的課時(shí)比重，因此如何提高人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。?
本文結(jié)合人工智能課程的特點(diǎn)以及自己教學(xué)與研究的實(shí)踐，對本課程的教學(xué)進(jìn)行一些探討，以期改進(jìn)人工智能課程教學(xué)方法，達(dá)到提高本課程教學(xué)質(zhì)量的目的。??
一、兼顧課程內(nèi)容的統(tǒng)一性和差異性??
人工智能課程的核心內(nèi)容主要集中在對基本概念、基本原理、基本方法和重要算法及其應(yīng)用的認(rèn)識和理解上，盡管各種基本概念、原理、方法和算法在一定程度上自成體系，但是它們之間又存在著許多內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。從這一點(diǎn)來看，人工智能課程與其他很多計(jì)算機(jī)課程是不同的，這就要求人工智能課程的授課要具有自己的特色。?
知識表示、知識推理、知識應(yīng)用是人工智能課程的三大內(nèi)容，解決任何一個(gè)人工智能問題都離不開兩個(gè)步驟，即知識表示和問題求解。由此，人工智能課程從總體結(jié)構(gòu)上就有了一個(gè)比較清晰的脈絡(luò)，即首先必然要學(xué)習(xí)各種知識表示方法，然后是利用這些知識進(jìn)行推理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識應(yīng)用，最終達(dá)到問題求解的目的。問題求解又分為基本的問題求解方法和高級問題求解方法。圖搜索策略、啟發(fā)式搜索、消解原理以及規(guī)則演繹系統(tǒng)等都屬于基本的問題求解方法。計(jì)算智能、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動規(guī)劃等屬于高級問題求解方法。?
同時(shí)，人工智能課程某些章節(jié)或者某些方法算法在一定程度上又自成體系。例如，各種不同的知識表示方法不管是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還是表示形式都完全不相同。又例如，人工智能有許多不同的學(xué)派［2］，本課程往往同時(shí)會介紹不同學(xué)派的算法，這些學(xué)派在人工智能的基礎(chǔ)理論和方法、技術(shù)路線等方面是完全不同的，甚至是對立的。?
這些都要求我們在教學(xué)過程中不僅要強(qiáng)調(diào)人工智能課程理論的統(tǒng)一性和完整性，又要兼顧各學(xué)派的特點(diǎn)，尊重甚至調(diào)動學(xué)生們對不同人工智能學(xué)派及其方法的興趣。在編寫和選用教材時(shí)也要注重這一點(diǎn)，我們選用的是蔡自興教授編寫的《人工智能及其應(yīng)用》系列教材［1,2］，該教材以邏輯主義學(xué)派為主線，兼顧引進(jìn)其他學(xué)派的精華內(nèi)容，具有較強(qiáng)的科學(xué)性。
??二、實(shí)施分層次教學(xué)??
各高校一般同時(shí)為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生開設(shè)了人工智能課程，甚至有的非計(jì)算機(jī)類專業(yè)也開設(shè)有人工智能課程。不同層次的學(xué)生對人工智能課程要求掌握的程度不同，我們首先明確本科生和研究生以及非計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，做到分層次設(shè)計(jì)人工智能課程教學(xué)?過程。?
本科階段的人工智能課程課時(shí)量較少，本科層次只需要做到對大部分人工智能概念和算法了解、認(rèn)識，少部分達(dá)到理解層次。本科生一般都是在高年級（三年級下期或者四年級上期）開設(shè)人工智能課程，這時(shí)已有不少學(xué)生準(zhǔn)備繼續(xù)讀研或者已經(jīng)被保研，因此在兼顧全體學(xué)生教學(xué)層次的同時(shí)，要注意給這部分學(xué)生足夠的相關(guān)參考書目，讓他們能夠利用課余時(shí)間廣泛深入了解人工智能相關(guān)算法，老師在課后還應(yīng)和他們進(jìn)行充分討論，培養(yǎng)他們對人工智能的特別興趣。?
非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生往往需要學(xué)習(xí)如何利用人工智能知識解決該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的問題，因此在教學(xué)中要盡量有專業(yè)針對性地進(jìn)行教學(xué)。例如針對農(nóng)科類專業(yè)，在教學(xué)專家系統(tǒng)過程中，我們要求學(xué)生參考北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心開發(fā)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)平臺（paid5?0）理解并開發(fā)與本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的簡易農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。?
給研究生開設(shè)人工智能課程要求做到概念理解，基本算法精通，即要求全面、系統(tǒng)地掌握人工智能的基本概念、基本原理、典型方法和若干應(yīng)用實(shí)例，并且能靈活運(yùn)用所學(xué)知識闡述解決實(shí)際問題的方法和途徑。課程教學(xué)中要致力于培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，要求研究生將人工智能方法與自己的研究方向相結(jié)合，用人工智能方法解決所研究課題中的實(shí)際問題，并撰寫相關(guān)的課程論文，以小型研討會的形式進(jìn)行報(bào)告交流。實(shí)踐證明，我們的研究生的人工智能教學(xué)效果明顯提升，成效突出。
??三、案例驅(qū)動，寓教于樂??
采用案例教學(xué)是為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性［3］。通過案例教學(xué)能把枯燥的人工智能理論知識具體化、形象化，可以使學(xué)生更加感性地理解課堂教學(xué)內(nèi)容。這些案例都是以教師所從事的科研項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境為背景進(jìn)行闡述的，讓學(xué)生能在實(shí)際環(huán)境中理解概念和知識，學(xué)會利用人工智能知識去分析和解決實(shí)際問題。在教學(xué)過程中要選擇學(xué)生容易接受的案例，體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的特色，激發(fā)學(xué)生的興趣。?
例如，在講授“計(jì)算智能”內(nèi)容時(shí)，我們結(jié)合黃河三門峽和小浪底水庫水沙聯(lián)合智能調(diào)度系統(tǒng)［4］進(jìn)行講解。綜合三門峽水庫和小浪底水庫防洪運(yùn)用的基本原則、歷年調(diào)度方案、專家的經(jīng)驗(yàn)、歷年數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的調(diào)水調(diào)沙數(shù)學(xué)模型，分別利用模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及綜合集成方法來實(shí)現(xiàn)三門峽、小浪底水庫水沙聯(lián)合調(diào)度。?
又例如為了讓學(xué)生走近機(jī)器人，我們進(jìn)行了一場機(jī)器人展示課，將研究所現(xiàn)有的MOROCS?1（中南一號智能移動機(jī)器人）、ASR（廣茂達(dá)）、AmigoBot（自主移動機(jī)器人）、CanDroid（罐頭機(jī)器人）、MD?375 Rover（人控漫游車）、Fokker D7（人控飛機(jī)，1:72）、Rockit OWI?769K（聲按、壓控火牛機(jī)器人）、Hexapod Monster（六足爬行機(jī)器人）、Hubo（多機(jī)能歌舞機(jī)器人）等各類機(jī)器人全部拿出來給學(xué)生做了功能演示［5］。親眼看到這么多機(jī)器人，同學(xué)們都非常興奮，對人工智能課程的興趣高漲。?
在進(jìn)行案例教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題和求知欲望深入理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在案例中尋找問題的答案并獲取知識。在講授利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水庫調(diào)度時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析如何確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端數(shù)據(jù)，什么是泛化能力以及如何提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力。?
為了鞏固所學(xué)內(nèi)容，可以讓學(xué)生組成討論小組對教師提出的論題進(jìn)行討論，分小組闡述自己的觀點(diǎn)，這樣有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，還有助于培養(yǎng)學(xué)生思考問題的能力和提高理論教學(xué)的效果。案例教學(xué)的關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)到的理論知識去解釋、分析和解決現(xiàn)實(shí)案例中的問題，以達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生理論運(yùn)用和深入理解理論知識的目的。?
此外，我們挑選了機(jī)器人足球、拖拉機(jī)撲克牌、中國象棋、五子棋等普遍受人喜愛的智能游戲，讓學(xué)生親手設(shè)計(jì)小型智能游戲軟件，在設(shè)計(jì)的過程中掌握高深的人工智能理論知識，讓學(xué)生學(xué)得會、用得上、記得牢。
??四、結(jié)語??
以上談到的一些教學(xué)方法是我們在教學(xué)過程中總結(jié)體會比較深刻的方面，以供探討。事實(shí)上，要進(jìn)一步提高人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量，還有很多方面需要改革和加強(qiáng)。如不斷強(qiáng)調(diào)人工智能教師的專業(yè)素質(zhì)，要求他們在講授好人工智能課程的同時(shí)，努力提升出自身的專業(yè)素質(zhì)，給學(xué)生一個(gè)良好的專業(yè)素質(zhì)導(dǎo)向。其次，在人工智能課程教學(xué)過程中還需要有培養(yǎng)實(shí)用型人才的教學(xué)理念，特別是注重培養(yǎng)有創(chuàng)新意識的實(shí)用型人才。注重培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，只有通過質(zhì)疑和提出問題，學(xué)生的創(chuàng)新意識才能夠得到不斷強(qiáng)化，創(chuàng)新思維能力才能夠得以不斷提高。?
人工智能學(xué)科是一門非常年輕、又非常前沿的學(xué)科，有其自身的突出特點(diǎn)，人工智能課程教學(xué)必然與其他計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)不同，需要更多的從事人工智能教學(xué)的教師在自身的教學(xué)實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行廣泛的教學(xué)交流。
參考文獻(xiàn)?
［1］
蔡自興, 徐光祐. 人工智能及其應(yīng)用(第三版)(研究生用書)［M］. 北京: 清華大學(xué)出版社， 2004（8）: 1-4.?
［2］蔡自興, 徐光祐. 人工智能及其應(yīng)用(第三版)(本科生用書)［M］. 北京: 清華大學(xué)出版社， 2003（8）:288-290.?
［3］雷煥貴, 段云青. 中美案例教學(xué)的比較［J］. 教育探索， 2010（6）: 150-151.?
[關(guān)鍵詞]人工智能；國際商務(wù)課程；教學(xué)創(chuàng)新；能力培養(yǎng)
新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在進(jìn)行，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新型技術(shù)與商業(yè)模式正深刻改變?nèi)藗兊乃季S、生產(chǎn)、學(xué)習(xí)方式。關(guān)于人工智能對于人類社會的沖擊，已有不少論著。2016年，《自然》雜志刊發(fā)谷歌的“深度心智”（Deepmind），這將會極大的擴(kuò)大人的能力。2019年初，國務(wù)院《中國教育現(xiàn)代化2035》，提出要建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺。2019年8月29日，科技部新一代人工智能發(fā)展研究中心聯(lián)合羅蘭貝格管理咨詢公司《智能教育創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展報(bào)告》（以下簡稱《報(bào)告》）。報(bào)告顯示，人工智能有望引領(lǐng)教育的系統(tǒng)性變革，推動人才培養(yǎng)更加多元化、更加精準(zhǔn)化、更加個(gè)性化。世界各國紛紛制定規(guī)劃，出臺相應(yīng)的政策措施，推動智能教育的發(fā)展。以美國、新加坡等為代表的各國相繼推出面向未來的新教育改革戰(zhàn)略，不斷制定相關(guān)政策法規(guī)，設(shè)計(jì)本國智能教育的發(fā)展藍(lán)圖。
一、未來智能社會的能力預(yù)測
未來社會各種各樣的顛覆性變革，全球各種組織都在做預(yù)測。世界未來研究所[1]對未來社會需要的10中技能的預(yù)測：一是意義構(gòu)建，二是社交智能，三是新穎和適應(yīng)性思維，四是跨文化能力，五是計(jì)算思維，六是新媒體素養(yǎng)，七是跨學(xué)科能力，八是設(shè)計(jì)思維，九是認(rèn)知負(fù)荷管理，十是虛擬協(xié)作。十種技能分別體現(xiàn)在三個(gè)層面，即人際交往能力、應(yīng)用知識能力與工作技能層面。引入這些技能，旨在深入探索未來技能存在的世界，以及目前教授和衡量這些技能的方式，希望這些技能能夠更充分地融入高校國際商務(wù)的課程。[2]
（一）人際交往層面——團(tuán)隊(duì)合作精神
人際交往層面主要指與他人有效合作，有效溝通，與不同背景的伙伴有效合作的能力，即團(tuán)隊(duì)合作精神。數(shù)據(jù)來源：世界未來研究所第一，跨文化能力。4個(gè)主要組成部分可以用來評估一個(gè)人的跨文化競爭力:知識組成部分、情感組成部分、精神運(yùn)動組成部分以及情景組成部分。第二，社交智能。盡管社交網(wǎng)絡(luò)平臺為人們提供了更多的聯(lián)系，但它們培養(yǎng)的深厚友誼卻很少。微信、Facebook等社交平臺的主流化與普及鼓勵(lì)人們以新的方式思考如何建立和維持人際關(guān)系。[3]第三，虛擬協(xié)作，即作為虛擬團(tuán)隊(duì)的一員，能夠富有成效地工作，提高參與度，并展示自己的存在感。
（二）應(yīng)用知識層面——邏輯性分析信息的能力
應(yīng)用知識層面主要指個(gè)體可以邏輯性的分析信息的一系列能力，具體如下：第一，新穎的適應(yīng)性思維。即熟練地思考和提出解決方案，而非死記硬背或默守陳規(guī)。第二，認(rèn)知負(fù)荷管理。以多種形式表現(xiàn)的信息流豐富的世界帶來了認(rèn)知過載的問題，人們只有學(xué)會有效的過濾和關(guān)注重要的信息，才能把大量涌入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。第三，意義構(gòu)建，即確定對方所表達(dá)內(nèi)容的深層含義的能力。人工智能將取代僅僅需死記硬背、日常制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的工作，而對機(jī)器不擅長的高層次的思維技能、不能撰寫為文本的需求將會越來越大。
（三）工作技能層面——解決問題和決策能力
工作技能層面主要指個(gè)體可以成為一個(gè)問題解決者和決策者，包括計(jì)劃和組織，解決問題，決策商業(yè)基礎(chǔ)等。也就是需要如下的素質(zhì)：第一，新媒體素養(yǎng)。由于可視化在技術(shù)時(shí)揮越來越重要的作用，過去信息的靜態(tài)展示正在讓位于信息圖表和數(shù)據(jù)的動態(tài)模擬。第二，設(shè)計(jì)思維。從本質(zhì)上講，設(shè)計(jì)思維是一種創(chuàng)造性解決問題的能力，它反映了發(fā)散性思維和收斂性思維的結(jié)合。第三，跨學(xué)科能力。未來十年，專業(yè)領(lǐng)域?qū)⒈纫酝魏螘r(shí)候都更加具有重疊性，所以跨學(xué)科的研究方法將會占據(jù)世界創(chuàng)新的中心舞臺。第四，計(jì)算思維，即將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成抽象概念，并基于數(shù)據(jù)的推理能力。隨著人類社會中數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級的增長，越來越多的職業(yè)需要計(jì)算思維和技能才能勝任。
二、應(yīng)對能力結(jié)構(gòu)變化的教育創(chuàng)新
未來社會中，人才能力結(jié)構(gòu)的變化也會對教學(xué)模式產(chǎn)生新的需求，課程教學(xué)需要結(jié)合不同的能力培養(yǎng)目標(biāo)做出相應(yīng)的調(diào)整與創(chuàng)新，世界知名高校和一些國際組織也提出了很多創(chuàng)新性的教學(xué)模式。如圖2所示。數(shù)據(jù)來源：世界未來研究所
（一）能力結(jié)構(gòu)及思維模式
世界未來研究所提出的十種技能的背后，所體現(xiàn)了以下一些基本的思維模式。同理心是指正確了解他人的感受和情緒，進(jìn)而做到相互理解、關(guān)懷和情感上的融洽。同理心非常有助于在虛擬空間中站在對方的角度考慮問題，增加團(tuán)隊(duì)伙伴之間的有效溝通。元認(rèn)知對于意義構(gòu)建能力十分重要。元認(rèn)知知識包含三方面：學(xué)習(xí)者對于自己的認(rèn)知，學(xué)習(xí)者對于學(xué)習(xí)策略和使用方法的認(rèn)知。成長性思維與批判性思維在認(rèn)知負(fù)荷管理、新穎和適應(yīng)性思維、新媒體素養(yǎng)以及設(shè)計(jì)思維中起到了十分重要的作用。成長性思維是相對于固定思維提出的，固定思維者把反饋當(dāng)做一種批評，成長思維樂于接受反饋，也從反饋中學(xué)習(xí)，反饋?zhàn)罱K會產(chǎn)生積極的成長變化。批判性思維有助于形成自己獨(dú)特的世界觀，他們不會妄自評價(jià)他人，而是會站在別人的立場上，并且去了解他們的世界觀。跨學(xué)科一定有兩種心態(tài)組成。首先，同理心。它允許人們從另一個(gè)角度來思考問題——站在別人的立場上。其次，好奇心。許多組織，包括IBM和IDEO，都開始從“T型”素質(zhì)的角度來討論這種技能，T型素質(zhì)的技能組合中既有深度又有廣度。但是楊壯①教授發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在π型人才已經(jīng)在成為主流。所謂的π型人才是針對T型人才的一種升級，從字母的樣式中就可以看出，π比T的下方多了一豎，所以它代表著“兩專多能”，即除了你可能在高等教育階段獲得的專業(yè)能力之外，還需要有另一項(xiàng)專業(yè)能力。邏輯推理能力有助于培養(yǎng)計(jì)算思維。未來的教育課程中應(yīng)該納入計(jì)算思維技能的發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生通過因果推理認(rèn)知、元認(rèn)知和其他技能來學(xué)習(xí)解決問題。這種模式的目的是讓學(xué)生分析他們在現(xiàn)實(shí)世界中可能遇到的真實(shí)情況，來教授計(jì)算思維能力。[6]
（二）國內(nèi)外高校教育模式創(chuàng)新
1.“魚缸討論”“魚缸討論”，也是一種促進(jìn)學(xué)生討論的教學(xué)小技巧，不僅讓討論者積極參與，更能讓其他學(xué)生積極反饋。第一步，把學(xué)生分成兩組。第一組參加討論的學(xué)生圍成圓桌坐在教室中間，就像是在被第二組觀看的魚缸里一樣。第二步，坐在中間的組開始時(shí)長10分鐘左右的討論，的第二組學(xué)生要聽著，并且評估第一組的討論。第三步，做出反饋。這是學(xué)生們最感興趣的環(huán)節(jié)，學(xué)生可以從熟悉的同學(xué)那里了解到自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有了反饋確實(shí)會使得討論變得更加激烈。2.項(xiàng)目式教學(xué)PBL（Problem based learning）教學(xué)法，也叫“項(xiàng)目式教學(xué)”，是一種通過讓學(xué)生展開一段時(shí)期的調(diào)研、探究，致力于用創(chuàng)新的方法或方案，解決一個(gè)復(fù)雜的問題、困難或者挑戰(zhàn)，從而在這些真實(shí)的經(jīng)歷和體驗(yàn)中習(xí)得新知識和獲取新技能的教學(xué)方法。PBL旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意思維、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力及批判思維的能力。3.跨學(xué)科課程教學(xué)自21世紀(jì)以來，美國課程改革中出現(xiàn)了實(shí)用導(dǎo)向的跨學(xué)科課程，如ICT課程，環(huán)境教育和STEM課程。STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，STEM教育的核心是將原本分散的4門學(xué)科自然組合成一個(gè)整體，以項(xiàng)目探究方式進(jìn)行綜合性問題解決學(xué)習(xí)，以形成相應(yīng)的綜合。
三、針對國際商務(wù)課程的創(chuàng)新
結(jié)合世界未來研究所的十項(xiàng)工作技能、世界一流大學(xué)以及國際組織在教育方面的改革，結(jié)合東北財(cái)經(jīng)大學(xué)國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院國際商務(wù)碩士（MIB）專業(yè)碩士教學(xué)情況，國際商務(wù)課程實(shí)際教學(xué)提出以下思考和建議。[7]
（一）培養(yǎng)同理心和元認(rèn)知的實(shí)踐方法
一種方式是開展課外活動，以小組為單位的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)活動有助于培養(yǎng)人際溝通和跨文化能力。例如：體驗(yàn)式學(xué)習(xí)周；商務(wù)禮儀情景劇等。另一種方式是線上項(xiàng)目，線上項(xiàng)目中，可以通過微信小程序、投票互動式的方法來增加課堂活躍度，爭取讓每位同學(xué)都參與到課程中。國際商務(wù)課程是一門既要求專業(yè)知識扎實(shí)，又需要具備優(yōu)秀的人際交往能力的綜合性課程。那么，在已有的小組活動中，可以在每次小組活動或者小組作業(yè)之后加入一個(gè)環(huán)節(jié)——組員互評與打分。一些課堂討論的小技巧會有助于培養(yǎng)元認(rèn)知的思維模式。一種方法是在課上開展限時(shí)討論，討論映射是一種將學(xué)生的實(shí)時(shí)討論視覺化的方法，這種討論技巧使學(xué)生能夠從以下幾個(gè)角度進(jìn)行深入的思考。
（二）培養(yǎng)成長型思維和批判性思維的實(shí)踐方法
在國際商務(wù)的案例分析中，引用PBL教學(xué)非常值得考慮。假設(shè)案例主題為跨國企業(yè)如何成功并購?fù)鈬庸荆蠋熡靡徊糠终n時(shí)講解完理論部分，提供參考資源之后，另一部分課時(shí)可以嘗試組織PBL。一次PBL教學(xué)要分次給予問題，分次討論。具體過程大致包括七個(gè)步驟：第一步，弄清不熟悉的術(shù)語；第二步，界定問題；第三步，頭腦風(fēng)暴（對可能的假設(shè)或解釋進(jìn)行集體討論）；第四步，重新結(jié)構(gòu)化問題（對問題的嘗試性解決）；第五步，界定學(xué)習(xí)目標(biāo)；（以上步驟為學(xué)生小組討論）；第六步，收集信息和個(gè)人學(xué)習(xí)（學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)）；第七步，共享收集到的和個(gè)人學(xué)習(xí)的信息（小組報(bào)告和討論）。經(jīng)過上述七步驟，完成一次PBL學(xué)習(xí)。在這個(gè)教學(xué)模式中，老師的角色是教學(xué)組織者、資源提供者、學(xué)生能力發(fā)展的促進(jìn)者。學(xué)生從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)者、合作者和研究者。在國際商務(wù)的課程中，有很多需要實(shí)際調(diào)研的案例報(bào)告，也有需要做營銷策劃的報(bào)告。創(chuàng)客空間則可以融入這種類型的報(bào)告中，結(jié)合導(dǎo)師的相關(guān)課題，最好有一定經(jīng)費(fèi)的支持，為學(xué)生的基于創(chuàng)造的策劃提供完備的支撐。學(xué)生們可以就某個(gè)主題展開經(jīng)驗(yàn)分享、頭腦風(fēng)暴、結(jié)合實(shí)際情況鍛煉設(shè)計(jì)思維和表達(dá)能力，這種能力不僅適用于學(xué)校，而且也適用于未來工作中。
（三）培養(yǎng)跨學(xué)科能力和邏輯推理能力的實(shí)踐方法
注重“國際商務(wù)專業(yè)+21世紀(jì)主題”的課程框架，希望通過超學(xué)科整合來彌補(bǔ)傳統(tǒng)學(xué)科的缺點(diǎn)與不足，構(gòu)建適切核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的課程框架。主題選擇具有適當(dāng)?shù)膹椥裕瑸榭鐚W(xué)科知識的聯(lián)結(jié)提供空間。比如在國際商務(wù)課程授課內(nèi)容中，注重添加區(qū)塊鏈、人工智能以及中美、中歐關(guān)系等主題。在國內(nèi)，“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽是大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教育最普遍和最有效的形式之一，具有廣泛的群眾基礎(chǔ)和旺盛的生命力。每兩年舉辦一屆，被譽(yù)為當(dāng)代大學(xué)生科技創(chuàng)新的“奧林匹克”盛會。所以提倡創(chuàng)建跨學(xué)科小組參加“挑戰(zhàn)杯”大賽，比如國際貿(mào)易學(xué)院、國際商學(xué)院以及工程管理學(xué)院組建團(tuán)隊(duì)參加挑戰(zhàn)杯，成員對不同學(xué)科都有相當(dāng)?shù)膶ｉL和良好的基本知識：國際營銷、國際文化視野以及數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，在這樣的團(tuán)隊(duì)中，更可能激發(fā)出新的思維和優(yōu)秀的方案。
（四）全案例情景式教學(xué)
不同于教師講授知識，學(xué)生被動接受知識的傳統(tǒng)教學(xué)模式，全案例情景式教學(xué)是以案例或情景為載體引導(dǎo)開展學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí), 以提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。[5]首先，準(zhǔn)備階段。針對國際商務(wù)專業(yè)碩士課程的專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合知識點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際情況，選取合適的案例作為分析材料。其次，授課階段。在該階段，教師講授知識點(diǎn)之后，就將案例發(fā)放給學(xué)生；接下來就是考驗(yàn)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力。學(xué)生可以自發(fā)組成小組，根據(jù)案例內(nèi)容，并結(jié)合自己能力和長處與小組分工合作進(jìn)行案例討論，而在這當(dāng)中，教師主要的角色是組織和引導(dǎo)學(xué)生。最后，拓展階段。在學(xué)生匯報(bào)案例內(nèi)容之后，教師要對學(xué)生的探討結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié)。學(xué)生也可以利用這個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自查，發(fā)現(xiàn)自己是基礎(chǔ)知識點(diǎn)薄弱還是實(shí)踐能力欠缺。通過該階段，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的水平，學(xué)生也可以發(fā)現(xiàn)自己作為專業(yè)碩士能力缺失的部分，從而雙方進(jìn)行查缺補(bǔ)漏。
四、總結(jié)與展望
結(jié)合國外高校及國際組織已有的模式，針對未來社會所需十種能力的培養(yǎng)方式如何應(yīng)用在國際商務(wù)課程中，提出了一系列的活動和思維模式培養(yǎng)技巧，如在線學(xué)習(xí)（以MOOC為主）、討論映射和魚缸式討論、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）、案例分析和創(chuàng)客空間以及課上的投票互動式環(huán)節(jié)等，希望對國際商務(wù)課程的改革創(chuàng)新有實(shí)質(zhì)性的輔助作用。要想在未來取得成功，需要成為適應(yīng)性強(qiáng)的終身學(xué)習(xí)者。隨著組織形式和技能要求的快速變化，要求每位個(gè)人都必須具備遠(yuǎn)見，重新評估自己需要的能力，并迅速整合合適的資源來培養(yǎng)和完善需要的能力，適應(yīng)萬眾創(chuàng)新時(shí)代，并形成決勝未來的新的競爭優(yōu)勢，贏得人工智能時(shí)代世界高等商科教育領(lǐng)域中的話語權(quán)。注釋：①楊壯：現(xiàn)任北京大學(xué)國家發(fā)展研究院BiMBA商學(xué)院聯(lián)席院長、北京大學(xué)國家發(fā)展研究院管理學(xué)教授、美國福坦莫大學(xué)商學(xué)院副院長、終身教授，著名領(lǐng)導(dǎo)力專家。
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關(guān)鍵詞：信息觀；系統(tǒng)觀；生態(tài)觀；機(jī)制觀；信息轉(zhuǎn)換方法論
0 引言
智能科學(xué)是信息科學(xué)的制高點(diǎn)。從物質(zhì)科學(xué)演進(jìn)到信息與智能科學(xué)，研究的對象發(fā)生巨變，因此研究的理念和方法也必須隨之改變，這是不言自明的道理。然而，由于科學(xué)觀與方法論的抽象性（無形性），這種不言自明的道理卻往往在實(shí)踐中被人們視而不見。
我們對信息與智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史稍加考察就可以發(fā)現(xiàn)，由于科學(xué)觀與方法論具有抽象性或無形性特點(diǎn)以及人類的思維習(xí)慣存在惰性，數(shù)十年來信息與智能科學(xué)技術(shù)的研究依然沿用傳統(tǒng)的科學(xué)觀和方法論，由此導(dǎo)致一系列重大的學(xué)術(shù)研究失準(zhǔn)，在客觀上延緩了信息與智能科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。
在半個(gè)多世紀(jì)的科學(xué)研究實(shí)踐中，筆者曾經(jīng)在這方面反復(fù)經(jīng)歷失敗與成功，有過正反兩個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，最終深切地感悟到：科學(xué)觀與方法論問題對于信息與智能科學(xué)領(lǐng)域的研究與教育具有特別重要的意義。于是，筆者常常不由自主地思考和總結(jié)信息與智能科學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)觀與方法論問題，得到一些初步的領(lǐng)悟，愿在此與讀者共享并歡迎批評指正。
1 傳統(tǒng)的科學(xué)觀與方法論
有什么樣的研究對象，就需要有與之相適應(yīng)的研究方法，而方法論又源于科學(xué)觀。換言之，有什么樣的科學(xué)觀，就會形成什么樣的方法論，科學(xué)觀和方法論是指引人們從事科學(xué)研究的世界觀和方法論。
傳統(tǒng)自然科學(xué)的研究對象是物質(zhì)系統(tǒng)和能量系統(tǒng)。物質(zhì)觀和能量觀便天然地成為傳統(tǒng)自然科學(xué)的科學(xué)觀，而對復(fù)雜物質(zhì)和能量系統(tǒng)實(shí)行分而治之、各個(gè)擊破、合成還原則成為傳統(tǒng)自然科學(xué)行之有效的方法論。
近幾百年來，面對越來越多的復(fù)雜物質(zhì)系統(tǒng)和能量系統(tǒng)，傳統(tǒng)自然科學(xué)的科學(xué)觀和方法論指導(dǎo)全球研究大軍頻繁出擊，戰(zhàn)無不勝，攻無不克，所向披靡，為近代自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與繁榮建立了歷史性的卓越功勛。
2 傳統(tǒng)科學(xué)觀與方法論對信息領(lǐng)域科學(xué)研究的誤導(dǎo)
傳統(tǒng)科學(xué)觀和方法論雖然在近代科學(xué)實(shí)踐中屢試不爽，但是在一類新的研究對象面前卻產(chǎn)生了一系列相當(dāng)嚴(yán)重的誤導(dǎo)作用。這類新的研究對象就是以信息為主導(dǎo)特征的復(fù)雜信息系統(tǒng)，而智能科學(xué)就是研究這類系統(tǒng)的代表性學(xué)科。
2.1 誤導(dǎo)案例之一：探究思維奧秘
一個(gè)最為明顯的誤導(dǎo)例證就是關(guān)于人類大腦思維奧秘的探究。按照傳統(tǒng)的物質(zhì)觀和能量觀，人類大腦系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)系統(tǒng)，也是一個(gè)復(fù)雜的能量系統(tǒng)；為了探索大腦思維的奧秘，。應(yīng)當(dāng)對它實(shí)行分而治之、各個(gè)擊破、合成還原的研究。于是，研究者對人類大腦實(shí)行各種各樣的解剖研究，試圖查明大腦各個(gè)解剖單元的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量關(guān)系，從而解開人類大腦思維的秘密。
令研究者大失所望的是，盡管通過解剖研究可以查明大腦各個(gè)局部組織的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量關(guān)系，但是對于大腦為什么能夠思維以及大腦怎樣進(jìn)行思維這樣一些基本問題，仍然始終摸不著頭腦并且一籌莫展。
百戰(zhàn)百勝的傳統(tǒng)方法論出現(xiàn)了什么問題？原來，盡管大腦是復(fù)雜的物質(zhì)系統(tǒng)，也是復(fù)雜的能量系統(tǒng)，但它的本質(zhì)是以信息及其轉(zhuǎn)換為主導(dǎo)特征的復(fù)雜信息系統(tǒng)。研究者按照傳統(tǒng)科學(xué)方法論將大腦這個(gè)復(fù)雜信息系統(tǒng)分解為相對簡單的解剖單元（分系統(tǒng)）時(shí)，就丟失了各個(gè)分系統(tǒng)之間相互聯(lián)系和相互作用的信息，而這些相互聯(lián)系和相互作用的信息正是復(fù)雜信息系統(tǒng)的生命線。舍棄了生命線，當(dāng)然就不可能通過各個(gè)分系統(tǒng)的合成還原“能夠思維”的大腦。
2.2 誤導(dǎo)案例之二：Shannon信息論
另一個(gè)非常基本的誤導(dǎo)案例是關(guān)于信息概念和理論的研究。按照正常的理解，人們處理和利用的任何信息都是形式、內(nèi)容和效用的三位一體：形式只是信息的外表，效用是信息的價(jià)值，內(nèi)容才是信息的內(nèi)核。人們根據(jù)信息的形式感知它是否存在，根據(jù)信息的效用確定對它的取舍，根據(jù)信息的內(nèi)容達(dá)成對它的理解。如果只感知信息的形式而不了解它的內(nèi)容和價(jià)值，就無法據(jù)此做出正確的決策。
然而，在分而治之方法論的指導(dǎo)下，Shannon信息論僅僅根據(jù)通信過程的要求（而不是根據(jù)信息運(yùn)動全部過程的要求），就針對信息的形式（而不考慮信息的內(nèi)容和價(jià)值）建立了后人所稱的信息理論。實(shí)際上，正如Shannon自己所說，它只是通信的數(shù)學(xué)理論（mathematical theory ofcommunication），而不是完全的信息理論。
這種誤導(dǎo)的結(jié)果使Shannon信息論雖然在通信等統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，但對于整個(gè)信息科學(xué)（特別是對于其中的智能科學(xué)）領(lǐng)域而言卻難以有所作為。現(xiàn)今人們對于信息的煩惱便是網(wǎng)絡(luò)上信息的魚龍混雜，良莠難分，而Shannon信息論對此卻不能提供任何有效的解決方法，原因就在于它只是關(guān)于信息形式的統(tǒng)計(jì)理論，完全沒有考慮信息的內(nèi)容與效用。同樣，Shannon信息論對于智能科學(xué)的研究難有作為，這都是傳統(tǒng)科學(xué)方法論誤導(dǎo)信息研究所造成的結(jié)果。
2.3 誤導(dǎo)案例之三：智能模擬的方法
還有一個(gè)同樣基本的誤導(dǎo)案例是關(guān)于人類智能的機(jī)器模擬（人工智能）問題。按照分而治之的傳統(tǒng)科學(xué)方法論，人工智能研究者認(rèn)為：人類智能系統(tǒng)可以分解為結(jié)構(gòu)、功能、行為3個(gè)基本層面，因而可以分別從結(jié)構(gòu)、功能、行為3個(gè)不同的角度對人類智能進(jìn)行模擬。于是，基于結(jié)構(gòu)模擬的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究、基于功能模擬的物理符號系統(tǒng)研究、基于行為模擬的感知?jiǎng)幼飨到y(tǒng)研究隨之出現(xiàn)，成為人工智能研究的3大主流方法。
這樣引發(fā)的問題是，雖然3種研究方法都具有相同的研究目標(biāo)，即希望成功地在機(jī)器上模擬人類的智能，并且各自都取得了不少令人鼓舞的研究成果，但是人們卻不知如何才能把三者集成起來并形成和諧的合力，以便更好地促進(jìn)人工智能研究的進(jìn)步。
事實(shí)上，長久以來，3種方法不僅沒有能夠形成和諧的合力，反而偶有互相否定、互相激烈抨擊的事件發(fā)生，終于形成三足鼎立的不和諧局面，這種狀態(tài)顯然很不利于人工智能研究的整體發(fā)展，這也是分而治之方法論誤導(dǎo)所產(chǎn)生的不良后果。
2.4 誤導(dǎo)案例之四：人工智能的理論模型
更為典型的誤導(dǎo)案例是人工智能的理論模型。常理告訴我們，意識是智能的直接基礎(chǔ)。如果一個(gè)人連意識的能力都沒有，他怎么可能具有智能呢？同樣的常理告訴我們，人的智能有兩個(gè)基本方面：情感與理智。如果一個(gè)人沒有情感，他怎么可能具有完整的智能呢？而且，意識、情感、理智是相互聯(lián)系、相互作用、密不可分的三位一體。
然而，按照分而治之的傳統(tǒng)科學(xué)方法論，人工智能理論的研究硬是把意識和情感因素從智能的研究領(lǐng)域中排除出來。于是，人工智能理論一方面長期回避對意識的研究，另一方面又忽視對情感的探索，最終變成一個(gè)既不完整又不真實(shí)的人工智能理論模型。分而治之傳統(tǒng)科學(xué)方法論導(dǎo)致人們不能深入和完整地理解人工智能。
總之，面對以信息及其轉(zhuǎn)換為主導(dǎo)特征的開放復(fù)雜信息系統(tǒng)（智能系統(tǒng)是這類系統(tǒng)的典型代表）的研究，基于物質(zhì)觀和能量觀的分而治之方法論不但不再有效，而且還會產(chǎn)生許多后果相當(dāng)嚴(yán)重的誤導(dǎo)。
3 開放復(fù)雜信息系統(tǒng)需要的科學(xué)觀與方法論
正反兩方面的研究實(shí)踐啟示我們，以智能系統(tǒng)為代表的開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的研究，不能照搬我們原先所熟悉的傳統(tǒng)科學(xué)觀和方法論，而是迫切需要全新的科學(xué)觀和方法論。經(jīng)過長期的實(shí)踐和探究，我們認(rèn)為開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的科學(xué)觀包括以下4個(gè)基本觀念。
1）信息觀。
既然貫穿開放復(fù)雜信息系統(tǒng)全局的主導(dǎo)因素是信息和信息運(yùn)動過程，那么開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的研究首先就必須遵循信息觀，即研究的關(guān)注點(diǎn)必須聚焦于系統(tǒng)的信息和信息運(yùn)動過程，而不應(yīng)當(dāng)只盯著系統(tǒng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量關(guān)系。
2）系統(tǒng)觀。
開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的研究必須遵循明確的系統(tǒng)觀：一方面，人們所關(guān)注的信息應(yīng)當(dāng)是形式、內(nèi)容、價(jià)值三位一體內(nèi)涵完整的信息，而不是僅考慮形式因素的信息；另一方面，信息運(yùn)動的時(shí)空過程必須保持完整性，人們不能只關(guān)注信息傳遞這樣一個(gè)局部的過程，也不能只關(guān)注理智這樣一個(gè)局部的方面。
3）生態(tài)觀。
開放復(fù)雜信息系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一種“活的系統(tǒng)”，因此人們必須遵循清晰的生態(tài)觀，也就是說必須把開放復(fù)雜信息系統(tǒng)中信息運(yùn)動過程的來龍（本體論信息）去脈（知識、基礎(chǔ)意識、情感、理智、智能策略和智能行為）作為一個(gè)有序的生態(tài)過程進(jìn)行一體化的研究，而不應(yīng)當(dāng)把信息、知識、智能看作一個(gè)各行其是的拼盤。
4）機(jī)制觀。
既然開放復(fù)雜信息系統(tǒng)是一類生態(tài)系統(tǒng)，對它的研究就必須遵循機(jī)制觀，即必須把關(guān)注點(diǎn)放在信息如何生成知識與如何生成智能的生成機(jī)制（即生長規(guī)律）上，而不應(yīng)當(dāng)把關(guān)注點(diǎn)放在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為上。這是因?yàn)橄到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能都是為實(shí)現(xiàn)生長機(jī)制而服務(wù)，行為則是系統(tǒng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的外顯結(jié)果。
總之，信息觀可以呈現(xiàn)開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的生命脈絡(luò)；系統(tǒng)觀可以抓住開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的信息全局特征；生態(tài)觀可以把握開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系；機(jī)制觀可以理解開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的生成規(guī)律，它們構(gòu)成了開放復(fù)雜信息系統(tǒng)科學(xué)觀的四位一體。
那么，開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的科學(xué)研究方法論是什么呢？一般而言，有什么樣的科學(xué)觀就會形成什么樣的方法論。科學(xué)觀是認(rèn)識所研究對象的基本觀念，方法論是體現(xiàn)基本觀念的研究方法，因此任何一種科學(xué)研究方法論都可以（而且應(yīng)當(dāng)）從科學(xué)觀中自然引申出來。
根據(jù)這個(gè)基本原理，研究以智能系統(tǒng)為代表的開放復(fù)雜信息系統(tǒng)的科學(xué)方法論就可以表述為：遵循信息觀、系統(tǒng)觀、生態(tài)觀和機(jī)制觀的根本原則，考察信息資源（本體論信息）生成相關(guān)產(chǎn)品的生態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律。具體地說，就是要系統(tǒng)地（系統(tǒng)觀）、聯(lián)系地（生態(tài)觀）、深刻地（機(jī)制觀）考察本體論信息（信息觀）生成認(rèn)識論信息：知識和智能的規(guī)律，或者更簡潔地說就是要系統(tǒng)地、聯(lián)系地、深刻地考察信息轉(zhuǎn)換的規(guī)律。：總之，信息轉(zhuǎn)換是針對一切開放復(fù)雜信息系統(tǒng)研究都適用的科學(xué)方法論。
4 新的科學(xué)觀方法論和研究成果
20世紀(jì)80年代以來，筆者逐漸領(lǐng)悟到信息觀、系統(tǒng)觀、生態(tài)觀、機(jī)制觀四位一體的科學(xué)觀和信息轉(zhuǎn)換方法論，并將其用于指導(dǎo)自己的信息科學(xué)和人工智能基礎(chǔ)理論研究，獲得了如下一些重要的創(chuàng)新成果。由于篇幅所限，筆者敘述從簡。
4.1 全信息理論
傳統(tǒng)方法論令Shannon信息論存在嚴(yán)重局限。我們根據(jù)新科學(xué)觀提出語法信息、語義信息、語用信息三位一體的全信息概念，其中，語法信息用“肯定度”參數(shù)表征，用概率論和模糊集合理論描述；語義信息用“邏輯真實(shí)度”參數(shù)表征，用模糊邏輯理論描述；語用信息用“效用度”參數(shù)表征，用模糊集合理論描述。
這樣，原先各自獨(dú)立發(fā)展起來的信息獲取（檢測與識別）、信息傳遞（通信與存儲）、信息處理（計(jì)算）、信息認(rèn)知和信息決策（人工智能）、信息執(zhí)行（控制）就得到了統(tǒng)一的描述和處理，形成了完整統(tǒng)一的信息科學(xué)理論。
4.2 本體論信息到全信息轉(zhuǎn)換：第一類信息轉(zhuǎn)換原理
根據(jù)新方法論，我們發(fā)現(xiàn)并闡明了圖1所示
的由本體論信息到全信息的轉(zhuǎn)換原理（又稱第一信息轉(zhuǎn)換原理），證明全信息理論不僅在理論上合理，而且在技術(shù)上可行。
圖1表明，人們利用傳感系統(tǒng)可以把本體論信息映射為相應(yīng)的語法信息，利用語法信息可以從知識庫檢索l出（或者通過與目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算計(jì)算出）與之相對應(yīng)的語用信息，通過對語法信息和語用信息的邏輯運(yùn)算可以演繹出語義信息。所有這些操作都在技術(shù)上可行。
4.3 知識的外生態(tài)學(xué)理論
知識在信息和智能科學(xué)中扮演著極其重要的角色，但是在分而治之傳統(tǒng)方法論的影響下，知識被孤立地分割出來，在人工智能理論研究中沒有得到應(yīng)有的重視。在新科學(xué)觀和方法論指導(dǎo)下，我們發(fā)現(xiàn)知識并不是一種孤立和靜止的研究對象；恰恰相反，它是一個(gè)極其活躍的生態(tài)學(xué)系統(tǒng)。
一方面，知識不斷由認(rèn)識論信息的歸納而來；另一方面，知識又在系統(tǒng)目標(biāo)的制導(dǎo)下通過演繹的方法向智能生長而去。換言之，“信息_÷知識_智能”轉(zhuǎn)換是知識的外部生態(tài)系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)的意義不僅揭示了知識的生成機(jī)制，而且揭示了智能的生成機(jī)制，直接導(dǎo)致新的人工智能模擬方法問世。
4.4 信息一知識轉(zhuǎn)換：第二類信息轉(zhuǎn)換原理
知識外生態(tài)學(xué)原理表明：知識由全信息轉(zhuǎn)換而來。信息是現(xiàn)象，知識是大量相關(guān)現(xiàn)象所蘊(yùn)含的共同本質(zhì)，因此實(shí)現(xiàn)由全信息到知識的轉(zhuǎn)換算法，原則上是歸納型算法。由大量信息現(xiàn)象到知識本質(zhì)的歸納過程是由量變到質(zhì)變的過程，也稱為“涌現(xiàn)”過程。這是知識外生態(tài)學(xué)提供的一項(xiàng)重要啟發(fā)。
4.5 智能的共性核心生成機(jī)制
知識外生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)不僅揭示了知識的生成規(guī)律（第二類信息轉(zhuǎn)換原理），而且還啟迪了智能的共性核心生成機(jī)制：信息知識智能的轉(zhuǎn)換。具體來說就是在任何情形下，智能的核心生成機(jī)制都是由信息（關(guān)于問題的信息、關(guān)于問題求解目標(biāo)的信息、關(guān)于先驗(yàn)知識的信息）到知識（求解問題所需要的專門知識）再到（求解問題的）智能策略的轉(zhuǎn)換，顯然，這是一切智能（包括人類智能和人工智能）的共性核心生成機(jī)制。
4.6 人工智能的機(jī)制模擬方法
受到智能共性核心生成機(jī)制的重要啟發(fā)，我們提出人工智能的新的模擬方法，這就是機(jī)制模擬方法：信息_知識-÷智能的轉(zhuǎn)換，這是區(qū)別于已有的結(jié)構(gòu)模擬、功能模擬、行為模擬方法的全新方法。
眾所周知，系統(tǒng)的生成機(jī)制統(tǒng)管系統(tǒng)全局，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能都為生成機(jī)制服務(wù)，而行為則是機(jī)制實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的結(jié)果，因此人工智能的機(jī)制模擬方法比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模擬、功能模擬、行為模擬方法具有更深刻和更本質(zhì)的意義。
4.7 知識的內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)
運(yùn)用新的科學(xué)觀和方法論，我們又發(fā)現(xiàn)了知識的內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)：知識內(nèi)部不是如鐵板一樣凝固的對象，而是一個(gè)充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)；認(rèn)識論信息（全信息）首先生長成為欠成熟的經(jīng)驗(yàn)知識，接著后者通過驗(yàn)證和完善生長成為成熟的規(guī)范知識，經(jīng)驗(yàn)知識和規(guī)范知識又進(jìn)一步凝聚成為超成熟的常識知識。簡而言之，經(jīng)驗(yàn)知識規(guī)范知識常識知識是知識的內(nèi)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)。知識內(nèi)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致人工智能3大主流方法的統(tǒng)一。
4.8 人工智能的統(tǒng)一理論
人工智能的結(jié)構(gòu)模擬方法（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，后來發(fā)展成為計(jì)算智能）利用的是訓(xùn)練得到的經(jīng)驗(yàn)知識；功能模擬方法（物理符號系統(tǒng)，后來收縮成為專家系統(tǒng)）利用的是人工輸入的規(guī)范知識；行為模擬方法（感知?jiǎng)幼飨到y(tǒng)，后來發(fā)展成為機(jī)器人）利用的是人工輸入的常識知識。知識的內(nèi)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)表明，經(jīng)驗(yàn)知識、規(guī)范知識、常識知識是知識的3個(gè)相生（而不是相克）狀態(tài)，因此原先鼎足三分的人工智能3大主流方法在機(jī)制模擬方法的框架內(nèi)也呈現(xiàn)出相生關(guān)系，達(dá)到了和諧的統(tǒng)一。這顯然是人工智能理論研究的重要進(jìn)展。
4.9 全信息—智能轉(zhuǎn)換：第三類信息轉(zhuǎn)換原理
第一類信息轉(zhuǎn)換原理是信息內(nèi)部轉(zhuǎn)換的原理，即由本體論信息到認(rèn)識論信息（全信息）的轉(zhuǎn)換；第二類信息轉(zhuǎn)換原理是由全信息到知識的轉(zhuǎn)換；第三類信息轉(zhuǎn)換則是全信息向基礎(chǔ)意識、情感和理智的轉(zhuǎn)換。
我們運(yùn)用新的科學(xué)觀和方法論后發(fā)現(xiàn)：基礎(chǔ)意識的生成機(jī)制是在全信息的激勵(lì)下啟動，在本能知識和常識知識支持下展開，在系統(tǒng)目標(biāo)導(dǎo)控下實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換；情感的生成機(jī)制是在全信息的激勵(lì)下啟動，在本能知識、常識知識和經(jīng)驗(yàn)知識支持下展開，在系統(tǒng)目標(biāo)導(dǎo)控下實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換；理智的生成機(jī)制是在全信息的激勵(lì)下啟動，在本能知識、常識知識、經(jīng)驗(yàn)知識和規(guī)范知識支持下展開，在系統(tǒng)目標(biāo)導(dǎo)控下實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換。與全信息一知識轉(zhuǎn)換過程類似，這些轉(zhuǎn)換也存在量變到質(zhì)變（涌現(xiàn)）的過程。
4.10 高等人工智能原理
受到傳統(tǒng)方法論的影響，現(xiàn)有人工智能理論的智能模型是一種既不完整又不真實(shí)的模型。基于上面所述的第一、第二、第三類信息轉(zhuǎn)換原理，我們提出圖2所示的高等人工智能理論的研究模型，圖中的符號G表示系統(tǒng)的目標(biāo)；K1表示本能知識和常識知識的集合；K2表示本能知識、常識知識和經(jīng)驗(yàn)知識的集合；K3表示本能知識、常識知識、經(jīng)驗(yàn)知識和規(guī)范知識的集合；K4表示本能知識、常識知識、經(jīng)驗(yàn)知識、規(guī)范知識和決策藝術(shù)知識的集合。
從圖2中可以看出，高等人工智能系統(tǒng)直接面向開放的外部世界，后者不斷產(chǎn)生各種事物的本體論信息；感知系統(tǒng)（而不是簡單的傳感系統(tǒng)）按照第一類信息轉(zhuǎn)換原理把本體論信息轉(zhuǎn)換成為認(rèn)識論信息（全信息）；認(rèn)知系統(tǒng)按照第二類信息轉(zhuǎn)換原理把全信息轉(zhuǎn)換成為知識；基礎(chǔ)意識、情感和理智系統(tǒng)則分別在知識K1、K2、K3支持并在目標(biāo)G導(dǎo)控下完成第三類信息轉(zhuǎn)換，把全信息分別轉(zhuǎn)換成為基礎(chǔ)意識、情感和理智；決策系統(tǒng)則在知識K4支持并在目標(biāo)G導(dǎo)控下把情感表達(dá)和理智表達(dá)綜合成為解決問題的智能策略；執(zhí)行系統(tǒng)把智能策略轉(zhuǎn)換成為智能行為，反作用于外部世界。
如果智能行為產(chǎn)生的結(jié)果與目標(biāo)一致或可以接受，這種策略就作為一種正確的知識補(bǔ)充到知識庫；如果智能行為產(chǎn)生的結(jié)果與目標(biāo)之間存在比較明顯的誤差，那么這個(gè)誤差就成為一種新的信息反饋到感知系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)后續(xù)處理，補(bǔ)充知識，優(yōu)化策略，使新的智能行為產(chǎn)生更好的結(jié)果，如此循環(huán)往復(fù)，直到滿意為止。這是一個(gè)完整而真實(shí)的人工智能模型，對于人工智能未來的發(fā)展具有重要意義。
5 結(jié)語
研究不同的對象，需要有不同的科學(xué)觀和方法論。基于物質(zhì)觀和能量觀的分而治之、各個(gè)擊破、合成還原方法論曾經(jīng)指導(dǎo)人們在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域取得過歷史性的輝煌成就，但是在以信息和信息轉(zhuǎn)換為主導(dǎo)特征的開放復(fù)雜信息系統(tǒng)這類研究對象面前卻顯露出嚴(yán)重的缺陷。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；Agent技術(shù)；個(gè)性化
中圖分類號：G250.73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-8454(2012)01-0068-03
一、引 言
近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的不斷涌現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用普及率越來越高，個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的研究和開發(fā)成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的關(guān)鍵問題和熱點(diǎn)。史敏軍運(yùn)用Web挖掘技術(shù)與協(xié)同過濾技術(shù)，建立用戶興趣模型，并搭建了基于個(gè)性化服務(wù)技術(shù)的教學(xué)平臺；陳麗花根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于和SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)的個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)；陳智勇提出了基于XML Web Service技術(shù)的教學(xué)資源集成方案，并根據(jù)此方案利用ASP. NET編程語言構(gòu)建了一個(gè)教學(xué)資源綜合平臺。[1-3]網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)雖然在應(yīng)用中取得了一定的成果，但也存在一些問題，概括起來主要有：（1）系統(tǒng)缺乏智能性和自適應(yīng)性，并且對系統(tǒng)用戶采用基本相同的教學(xué)策略,難以實(shí)現(xiàn)按需學(xué)習(xí)和因材施教；（2）單一的教學(xué)模式使得呈現(xiàn)內(nèi)容的界面比較簡單，不能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的內(nèi)容傳導(dǎo)模式。針對目前網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)存在的不足與難點(diǎn)，以個(gè)性化相關(guān)學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，本文研究了基于Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)構(gòu)建技術(shù)，進(jìn)而分析了對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的方法，指出Agent技術(shù)在應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢。
二、Agent技術(shù)分析
Agent技術(shù)源自分布式人工智能（DAI），是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。Agent是人工智能計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)新興技術(shù)，Agent概念可追溯至1977年Hewitt提出的并發(fā)演員（actor）模型，從上個(gè)世紀(jì)80年代開始，Agent技術(shù)從分布式人工智能領(lǐng)域分離出來，并與其他領(lǐng)域的處理方法進(jìn)行融合，成為一個(gè)交叉性的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，涵蓋人工智能、分布式系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、知識工程和并行計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域，到了90年代，Agent技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展階段，多Agent系統(tǒng)的研究成為分布式人工智能的研究熱點(diǎn)問題。近年來，Agent發(fā)展尤為迅速，研究者在社會的各個(gè)領(lǐng)域如電子商務(wù)、供應(yīng)鏈、智能決策、軟件工程等對Agent理論及其應(yīng)用做了大量的研究，Agent技術(shù)逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前，關(guān)于Agent的研究不僅受到了人工智能研究者的關(guān)注，也引起了機(jī)器人、數(shù)據(jù)通信、人機(jī)界面設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域研究者的關(guān)注，成為一個(gè)富有生機(jī)的研究領(lǐng)域，且有越來越多的研究者將Agent技術(shù)應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。
目前，對于Agent技術(shù)的定義還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同專業(yè)的人對Agent的理解也不大相同。大家普遍認(rèn)為，Agent是一種在特定的環(huán)境下能夠感知環(huán)境，并且能夠靈活、自主地運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)一系列設(shè)計(jì)目標(biāo)的、自主的計(jì)算程序或?qū)嶓w，它能夠感知環(huán)境，并且對外界的信息做出判斷和推理，從而來控制自己的決策和行動，完成一定的任務(wù)。[4]
Agent具有社會能力、自主性、自適應(yīng)性和移動性等許多特性，這些特性決定了Agent技術(shù)不同于以往任何一種軟件開發(fā)技術(shù)，利用Agent技術(shù)開發(fā)的軟件實(shí)體將更具智能性，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)程序的自動化和智能化。為了完成一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，可創(chuàng)建多個(gè)相互協(xié)作的Agent，以提高系統(tǒng)實(shí)際解決問題的能力。多個(gè)單個(gè)的自主Agent組成的整體是一個(gè)多Agent系統(tǒng)，多Agent系統(tǒng)不僅具備一般分布式系統(tǒng)所具有的實(shí)時(shí)性好、易于擴(kuò)充、資源共享、靈活、可靠性高等特點(diǎn)，并且Agent之間能夠通過相互協(xié)調(diào)、協(xié)作解決大量的復(fù)雜問題，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性、可靠性及自組織能力，非常適合于個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建。
三、Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的應(yīng)用
1.基于多Agent技術(shù)的協(xié)同遠(yuǎn)程教學(xué)
遠(yuǎn)程教學(xué)主要以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和教學(xué)理論為基本指導(dǎo)，借助于互聯(lián)網(wǎng)并運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體處理技術(shù)，提供網(wǎng)上虛擬情景課堂進(jìn)行教學(xué)，支持學(xué)生在線進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)。其特點(diǎn)從兩個(gè)方面可以體現(xiàn)：一是學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，通過互聯(lián)網(wǎng)虛擬的情景課堂來進(jìn)行交互式的自主學(xué)習(xí)；另一方面教師是教學(xué)的主體，要通過對授課的課程進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，采用在線專題討論和知識點(diǎn)總結(jié)、創(chuàng)立問題情景與綜合評價(jià)、激勵(lì)等措施，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)的主動性，提高他們理解能力和掌握知識體系的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神，從而能督促學(xué)生進(jìn)行廣泛、深入的學(xué)習(xí)。因此，怎樣發(fā)現(xiàn)和掌握不同學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，針對不同的主體，有計(jì)劃地建立動態(tài)的的學(xué)習(xí)情景，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相互作用，推動現(xiàn)有認(rèn)知框架不斷分化、協(xié)作、重組和擴(kuò)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，是遠(yuǎn)程教學(xué)模型設(shè)計(jì)的重中之重。
Agent是以主動服務(wù)的方式自動完成一組操作的計(jì)算機(jī)程序。一方面主動應(yīng)該包括主動適應(yīng)，即在完成操作的過程中，可以自動地獲取關(guān)于操作的知識以及關(guān)于用戶的偏好知識與意圖，而且在以后的操作中加以利用；另一方面包括主動，也就是說無需用戶發(fā)出指令，只要當(dāng)前的狀態(tài)符合一定的條件即可代表用戶執(zhí)行相應(yīng)的操作。
基于Agent具有的各種優(yōu)良、獨(dú)有的特性，將Agent技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)環(huán)境，能從根本上克服現(xiàn)階段遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的局限性：
第一，能夠最大限度地支持教學(xué)過程與內(nèi)容的個(gè)性化，增加趣味性，有效提高教學(xué)質(zhì)量和改善教學(xué)效果；
第二，利用Agent的社會性特征，能滿足協(xié)同學(xué)習(xí)的需要，把每類學(xué)生看成一個(gè)Agent，學(xué)生之間通過Agent的協(xié)作機(jī)制來完成協(xié)同學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果，那么同樣也可以把老師看成一個(gè)個(gè)Agent，通過MAS的協(xié)作性和社會性與學(xué)生Agent交互信息，有效地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)；
第三，用Agent技術(shù)來處理學(xué)生的基本信息，能夠有效地動態(tài)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為及學(xué)習(xí)效果，為更加有效地建立學(xué)生信息管理模型提供可靠的依據(jù)。[5]
利用Agent的智能化思想來分析遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的總體需求并設(shè)計(jì)一體化解決方案，充分體現(xiàn)Agent技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)應(yīng)用中的智能性、主動性，尤其是在流行的Web技術(shù)的基礎(chǔ)上嵌入Agent技術(shù)，無疑會極大地促進(jìn)遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的個(gè)性化與智能化，充分調(diào)動學(xué)生主體的自主學(xué)習(xí)興趣，有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。然而，遠(yuǎn)程教學(xué)平臺它本身就是一個(gè)非常龐大又復(fù)雜、不可預(yù)測的信息系統(tǒng)，一般會要覆蓋教學(xué)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，因而，通常將其劃分成若干個(gè)子問題，來構(gòu)造多個(gè)具有一定功能的Agent，在由這些Agent去協(xié)作處理教學(xué)過程中相應(yīng)的子問題。基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)在協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)模型，如圖所示。
2.基于Agent技術(shù)的教育資源配送
教育資源配送系統(tǒng)（ERPS，Education Resources Purvey System）是指在各種媒介（如Internet等）綜合環(huán)境下，為資源需求用戶（如學(xué)生、教師以及各種教育教學(xué)機(jī)構(gòu)）提供快捷、全面的各種媒體形式需要的教育資源的一種資源配送方式，信息資源配送系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)軟件，因此，它需要一種計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這種新的資源配送方式，多Agent技術(shù)本身擁有的諸多特性使其可以大規(guī)模地應(yīng)用于教育資源的配送模式中。（1）多Agent的主動性非常適合于配送系統(tǒng)中的各個(gè)用戶結(jié)點(diǎn)，Agent技術(shù)自身能很好地滿足這些結(jié)點(diǎn)的自主性需求。（2）多Agent之間的協(xié)作和協(xié)調(diào)能力為資源配送環(huán)境中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的信息交互與共享提供了技術(shù)支持。（3）Agent的反應(yīng)性能可以確保系統(tǒng)應(yīng)對各種動態(tài)的、復(fù)雜的資源配送環(huán)境的變化，Agent的反應(yīng)性還可以通過“感知―行為”模式來完成，行為通過與資源配送環(huán)境的交互來實(shí)現(xiàn)，它的特性就是能夠快速響應(yīng)環(huán)境的變化。（4）Agent的社會性特征符合配送系統(tǒng)所要求具備全局協(xié)調(diào)配送能力的要求，Agent的社會性指Agent能與其他Agent進(jìn)行交互以便協(xié)作完成任務(wù)，它克服了單Agent解決復(fù)雜性問題的不足，為Agent的整體協(xié)作解決問題創(chuàng)造了條件。在教育資源配送系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)用戶對資源的動態(tài)要求以及配送環(huán)境的動態(tài)變化，都要求系統(tǒng)各個(gè)Agent能夠通過合理、有效的協(xié)調(diào)交互機(jī)制達(dá)到全局的合理配送。基于Agent技術(shù)建立教育資源配送系統(tǒng)，能改變資源配送的方式，大大提升整個(gè)配送系統(tǒng)的效率。
3.Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)其他方面的應(yīng)用
文獻(xiàn)[6]闡述了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)智能化、自適應(yīng)化是目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展的趨勢和提高教學(xué)效果的有效途徑，結(jié)合人工智能與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，提出了一種基于多Agent的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，利用Agent的智能性、主動性來實(shí)現(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)的智能化、自適應(yīng)化，從而使教學(xué)真正做到個(gè)性化的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)因材施教。文獻(xiàn)[7]探討了Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)教學(xué)活動中的應(yīng)用，基于Agent技術(shù)的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，使學(xué)習(xí)方式從傳統(tǒng)的獨(dú)學(xué)變?yōu)槿簩W(xué)、使學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)從封閉變?yōu)殚_放，最終使教學(xué)從知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R建構(gòu)。文獻(xiàn)[8]從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)缺乏深入了解用戶興趣的實(shí)際現(xiàn)狀出發(fā)提出了一種基于Agent的個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)，并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以用戶興趣追蹤為出發(fā)點(diǎn)，探討了采用啟發(fā)式算法來獲取用戶興趣特征的方法，從而以最快的速度學(xué)習(xí)到最新的用戶興趣。另外Agent技術(shù)還應(yīng)用在教育信息化的其他各個(gè)方面。
四、總結(jié)
目前有關(guān)將Agent技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域的研究才剛剛起步，Agent技術(shù)在未來將大有用武之地，因此更好地利用日趨成熟的Agent技術(shù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)是我們未來工作的重點(diǎn)之一。本文列舉了Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，概要分析了Agent技術(shù)在解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面的優(yōu)勢，Agent技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)使得將Agent技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域，將大大推動網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展。
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1.使教學(xué)內(nèi)容直觀化，縮短教學(xué)時(shí)間，提高效率
在一般的教學(xué)中，使用教育技術(shù)手段就可以使內(nèi)容具體化、直觀化。比如說：我校是建設(shè)類學(xué)校，有施工建設(shè)，園林栽培等等，以具體到如何挖一個(gè)基坑為例，如果直接由老師講解的話感覺非常抽象，即使老師講解后再實(shí)地挖坑也沒有那么順利，總會有很多問題。那么為了提高教學(xué)效率，可以先組織學(xué)生觀看教學(xué)錄像，老師再用課件講解，然后再在實(shí)訓(xùn)基地實(shí)地自己動手挖掘，效果會好很多，這樣學(xué)生就不會忘記這個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容了，教學(xué)內(nèi)容就變得直觀了。
2.改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課堂更加開放
傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容包括很多章節(jié)，每個(gè)章節(jié)都有理論學(xué)習(xí)、練習(xí)、測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)等等內(nèi)容，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展改變了這種教學(xué)模式，課堂學(xué)習(xí)更加開放，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)課程的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源越來越多，豐富的網(wǎng)絡(luò)課程可以使學(xué)生根據(jù)自己的進(jìn)度自主學(xué)習(xí)，反復(fù)觀看，鞏固所學(xué)知識。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步也開發(fā)了很多仿真軟件，一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)完全可以讓學(xué)生在軟件上先練習(xí)，比如電路接線實(shí)驗(yàn)等等，這樣等學(xué)生熟悉了過程再用真實(shí)材料練習(xí)，可以節(jié)約開支，節(jié)約時(shí)間，也可以反復(fù)練習(xí)，不受實(shí)驗(yàn)材料和場地的限制了。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的發(fā)展方向
隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展也是日新月異的，從目前情況來看，本人認(rèn)為現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的發(fā)展主要有以下三個(gè)方向：
1.高速網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
目前世界各國對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都極為重視，不僅深入到社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，而且早就進(jìn)入各級各類學(xué)校。現(xiàn)在幾乎每個(gè)學(xué)校都建立了教學(xué)資源庫，集中各種學(xué)習(xí)資源。現(xiàn)在正在進(jìn)行的各級精品課程及網(wǎng)絡(luò)課程項(xiàng)目，就是集中各校優(yōu)質(zhì)資源，優(yōu)秀老師進(jìn)行課程講解，可以在線教學(xué)，在線批閱作業(yè)，在線答疑，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)，認(rèn)真總結(jié)，學(xué)到更多，實(shí)現(xiàn)資源共享。也可以不局限于普通電腦終端，可以拓展到各種移動設(shè)備比如最普遍的手機(jī)上，這樣完全可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)了，可以達(dá)到全面學(xué)習(xí)的水平。
2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)，簡稱VR，它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)教育中很有應(yīng)用前景，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造實(shí)驗(yàn)仿真平臺讓學(xué)習(xí)者“親身體驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)操作或動手訓(xùn)練，學(xué)習(xí)者不必真正面對危險(xiǎn)的、昂貴的或不可能實(shí)地操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或環(huán)境，這種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境既可滿足大部分教學(xué)和訓(xùn)練的要求，又可大大減少經(jīng)費(fèi)的投入。以我校為例，我校是建設(shè)類學(xué)校，如果有多專業(yè)的仿真設(shè)備而不僅僅是仿真軟件的話，就可以用這樣的設(shè)備讓學(xué)生先體會實(shí)際工程的建設(shè)過程，安全而且節(jié)約成本，等自己真正踏上工作崗位就很快可以投入具體工作了。
3.人工智能
關(guān)鍵詞:中西合璧;人工智能;雙語教學(xué)
雙語教學(xué)是我國高等教育適應(yīng)國際化趨勢、培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和國際視野的復(fù)合型高素質(zhì)人才的需要。作為一種全新的教學(xué)方式,它承接了中外文化的碰撞和融合[1]。各校在教學(xué)過程中都遇到了各種困難,也探索了不少經(jīng)驗(yàn)。自2005年秋季,我校在人工智能課程中采用雙語授課,在教學(xué)實(shí)踐中摸索出一套中西合璧的雙語教學(xué)模式,將中西方的優(yōu)勢有效結(jié)合起來,比較適用于工科專業(yè)課程的雙語教學(xué)。
1中西合璧的雙語教材
教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的知識載體,是教師和學(xué)生進(jìn)行教學(xué)活動的基本工具。我們重點(diǎn)調(diào)查了MIT、Stanford和CMU等國外高校,他們均選用了Stuart J. Russell和Peter Norvig合著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》,該教材幾乎涵蓋了CC2001關(guān)于人工智能課程的全部內(nèi)容。該書網(wǎng)站(aima.cs. berkeley.edu/)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前已有100多個(gè)國家的1 100多所大學(xué)選用該書作為教材。我們對選用該教材的部分高校授課情況作了追蹤調(diào)查,結(jié)果表明絕大部分人工智能課程的實(shí)際授課內(nèi)容都與該教材內(nèi)容基本一致。在國內(nèi),中南大學(xué)的人工智能課程是國家級精品課程,教材是課程負(fù)責(zé)人蔡自興教授與徐光佑教授主編、清華大學(xué)出版社出版的《人工智能及其應(yīng)用》(第三版)(該教材分本科生用書和研究生用書兩種版本),與其課程內(nèi)容設(shè)置完全配套。
我校選用了《Artificial Intelligence: A Modern Approach(2nd)》一書,清華大學(xué)出版社出版了影印版(人民郵電出版社出版了中譯文版本),同時(shí)將Nils J. Nilsson著的《Artificial Intelligence: A New Synthesis》作為輔助教材,機(jī)械工業(yè)出版社出版了英文影印版及中譯文版本。
人工智能這一學(xué)科誕生于西方,目前該領(lǐng)域的諸多成果和文獻(xiàn)均以英文為語言載體。選用英文原版教材、推行雙語教學(xué),為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)和研究深造奠定了良好基礎(chǔ)。另外,與國內(nèi)教材相比,國外教材更注重知識產(chǎn)生的過程、解決問題的思維方法,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力極其有益。另一方面,選用原版教材的問題也顯而易見。一是原版教材內(nèi)容過多,需要精心篩選、分清主次后才能使用;二是原版教材昂貴,增加了學(xué)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),再購買配套中譯文版,負(fù)擔(dān)更重;三是學(xué)生英語水平參差不齊,雙語授課的課程還不成體系,前后課程缺乏銜接性和延續(xù)性,學(xué)生直接使用原版教材有一定的語言障礙,即使有配套的中譯文版,同時(shí)翻看兩本書也不方便。
我們正在逐步消化吸收英文原版教材,在無損原版教材思想精髓的前提下,自主編寫適用于雙語教學(xué)的中西合璧講義。雙語教材以英文語言為主,以中文注釋為輔,有效降低學(xué)生閱讀的難度,更趨實(shí)用。
2中西合璧的授課語言
語言是信息傳遞的載體,是教學(xué)過程中必不可少的工具。雙語教學(xué)涉及到這種信息傳遞載體的改變。
在雙語教學(xué)中,外語的使用比例要求不低于50%,這是不夠科學(xué)的。雙語教學(xué)不是語言課,教學(xué)質(zhì)量依然是核心,語言僅僅是載體,引入外語教學(xué)的目的無非是為了保證知識的“原汁原味”,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)外語聽說能力,但這一切都應(yīng)以學(xué)生聽懂課為前提。雙語授課進(jìn)度慢已是不爭的事實(shí),更有些雙語教師,為了兼顧上述目的,先用外語講一遍,再用漢語解釋一遍,這種做法極不可取,也是緊張的課時(shí)限制所不允許的。雙語課味同嚼蠟,引不起學(xué)生興趣,也是普遍存在的現(xiàn)象。
我校人工智能課程的授課對象是計(jì)算機(jī)專業(yè)的四年級本科生,學(xué)生的英語水平很不均衡,如果不考慮實(shí)際情況,大比例地采用英語講授,是難以保證教學(xué)效果的。我們把握的原則是:1)英語主要用于講解專業(yè)性內(nèi)容,如專業(yè)術(shù)語、技術(shù)原理、算法等,這樣學(xué)生在學(xué)術(shù)交流中就不會對專業(yè)技術(shù)內(nèi)容存在語言障礙;2)只用學(xué)生能聽懂的語言講授專業(yè)性內(nèi)容,對過于生澀的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容,還要使用漢語講解,這樣學(xué)生就不會把專業(yè)技術(shù)內(nèi)容學(xué)“夾生”了,在作研究時(shí)才不會有技術(shù)上的障礙;3)用母語調(diào)節(jié)課堂氣氛,適當(dāng)穿插的人工智能領(lǐng)域人物、故事及笑話以漢語為主,把學(xué)生發(fā)散的注意力快速集中起來,把學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣激發(fā)出來;4)中英文銜接,不重復(fù)表述,這樣就不會額外占用課時(shí)。
例如,在講解Agent技術(shù)時(shí),對于Agent的定義、結(jié)構(gòu)等核心內(nèi)容,我們采用英語講解;而對于Agent涉及到的心理學(xué)、邏輯學(xué)等方面的生澀理論,則用漢語給出扼要的說明;對于為闡釋Agent的rationality概念而舉的吸塵機(jī)器人、黑足泥蜂搬運(yùn)食物的例子,則主要用漢語講解,激發(fā)學(xué)生的興趣,抓住學(xué)生的注意力。
3中西合璧的教學(xué)課件
作為一種新型的教學(xué)手段,多媒體以其鮮明的圖像、生動的畫面、靈活多變的動畫及聲音效果克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的諸多不足,受到師生的認(rèn)可與好評[2]。本文探討的重點(diǎn)不是如何設(shè)計(jì)媒體的表現(xiàn)形式,而是如何利用課件更好地發(fā)揮雙語教學(xué)的效果。很多雙語教學(xué)任課教師只注重追求授課過程中外語的使用比例,課件全文用外語制作,在講解過程中還要費(fèi)盡周折地解釋,收效甚微。我們在制作課件時(shí),不單純追求英語比例,而是想方設(shè)法讓課件能更好地輔助學(xué)生理解,在關(guān)鍵處均用雙語同步給出內(nèi)容,或者以英文為主,給出扼要的中文注釋。這樣,學(xué)生能夠通過視覺信息更好地理解授課內(nèi)容,而教師也不必再用中英文重復(fù)敘述。
此外,在課件素材的選取上,也應(yīng)注意國內(nèi)外結(jié)合。比如,在講解啟發(fā)式搜索技術(shù)時(shí),國外課件(包括教材)常用的素材是八皇后、八數(shù)碼等問題,其中八皇后問題相對大多數(shù)同學(xué)來講比較陌生,而國內(nèi)的重排九宮(與八數(shù)碼問題是一個(gè)問題)、華容道等問題對學(xué)生來講則更熟悉。用國內(nèi)的素材入門、用國外的素材拓寬視野,也是多媒體課件的中西合璧之道。
4中西合璧的文化熏陶
文化是生活在一定地域內(nèi)的人們的思想、信念及生活與行為方式的總稱。從人才培養(yǎng)的角度,我們一般將培養(yǎng)目標(biāo)分為知識、能力和素質(zhì)三個(gè)層面,文化屬素質(zhì)培養(yǎng)范疇。文化的熏陶和感染在育人中具有重要作用,這一點(diǎn)往往容易被工科專業(yè)課教師忽略。
從歷史文化的角度看,中西方文化從萌芽、發(fā)展到現(xiàn)在的格局,無疑是各具特色的。雙語教學(xué)提供了開放的空間,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)廣泛吸納西方文化,但這也給中國傳統(tǒng)文化造成了一定的沖擊,如不注意調(diào)和,勢必造成文化失衡,對培養(yǎng)學(xué)生的世界觀、人生觀、價(jià)值觀都不利。尤其計(jì)算機(jī)類課程中的技術(shù)內(nèi)容大部分誕生于西方,如果不在教學(xué)過程中進(jìn)行一種文化平衡,往往會使學(xué)生產(chǎn)生一種我不如人的自卑心理或崇洋心理。
中西方文化對人與自然的基本觀點(diǎn)是不同的。中國文化關(guān)注的對象是人,人與人的關(guān)系自先秦時(shí)期便成為中國文化的核心與基礎(chǔ)問題。而西方文化較多關(guān)注的是自然,人與自然的關(guān)系是古希臘注重的中心問題,由此衍生出理智和科技。中國的哲學(xué)是一種人生哲學(xué),在處理人與自然的關(guān)系上,中國文化講究天人合一、順天應(yīng)物、道法自然。把自然人格化,追求人與自然和諧發(fā)展。從古希臘泰勒斯的自然哲學(xué)開始,探索自然奧秘,開發(fā)和利用自然資源為人類服務(wù)就成為了歐洲思想的主流。西方科學(xué)起源于對自然的探索和研究,很早就出現(xiàn)了畢達(dá)哥拉斯、阿基米得這樣名垂千古的科學(xué)家。在人與自然的關(guān)系上,西方文化認(rèn)為人與自然處于對立的斗爭狀態(tài)。西方人也講人與人之間的關(guān)系,但首先關(guān)注的不是倫理而是競爭,因而出現(xiàn)了“優(yōu)勝劣汰”的規(guī)律[3]。
在工科專業(yè)課堂上,涉及到文化要素的主要是兩方面內(nèi)容,一是與課程技術(shù)內(nèi)容有關(guān)的哲學(xué)觀點(diǎn),二是本學(xué)科發(fā)展歷程中的人物、事件和形成的學(xué)派等等。在教學(xué)過程中,教師要注意穿插上述內(nèi)容,對學(xué)生進(jìn)行文化熏陶,要注意中西合璧。比如,介紹人工智能發(fā)展過程中的重要人物時(shí),必然提及Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等西方學(xué)者,但同樣也不能忽略國內(nèi)的吳文俊、王守覺、蔡文等學(xué)者,他們近年分別在機(jī)器定理證明、仿生模式識別、可拓學(xué)等領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性成果,而這些還沒有來得及寫進(jìn)人工智能教科書。
5中西合璧的思維方式
對學(xué)生思維方式的培養(yǎng)也是教學(xué)任務(wù)之一。中西方文化的差異也將導(dǎo)致思維方式的不同。在技術(shù)思維方面,中國強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)和整體,更具辯證性;而西方強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)和局部,更注重邏輯性。西方人的思維方法更偏于二元對立,而中國文化環(huán)境則造就了中國人思維方式的連續(xù)統(tǒng)合特征[4]。外文教材的編寫體例與中文教材有著明顯的不同,這就是中西方思維方式不同的原因。教師首先要注意到這種思維方式的差異,并在教學(xué)活動中讓學(xué)生也逐步意識到這種差異,并進(jìn)一步接納和學(xué)會西方的思維方式,將中西方的思維方式融于一身。舉例來說,在講解邏輯推理技術(shù)時(shí),可以通過介紹邏輯學(xué)的三大起源(古希臘的形式邏輯、古印度的因明學(xué)、我國先秦時(shí)期的名辯學(xué))向?qū)W生呈現(xiàn)這種思維方式的差異,在講解演繹推理、模糊推理、云推理時(shí),也要注意體現(xiàn)中西方思維方式中各自的特長,以利于學(xué)生吸納。
6結(jié)語
自2005年開展雙語教學(xué)以來,我們每年授課后都進(jìn)行一次教學(xué)效果的問卷調(diào)查,“接受雙語教學(xué)”的學(xué)生比例從2005年的37%逐年上升到2009年的89%,說明這套雙語教學(xué)模式已經(jīng)得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。
中西合璧的雙語教學(xué)模式是我們在人工智能教學(xué)過程中探索出來的,但是也可以推廣到其他工科專業(yè)課中。雙語教學(xué)中各種要素的中西合璧不是簡單相加,而是要結(jié)合專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行深度融合,這需要任課教師廣泛涉獵、精心加工、用心引導(dǎo)。雙語教學(xué)不能停留在語言形式和技術(shù)內(nèi)容層面上,還要上升到文化和思維層面。
注:本論文受到哈爾濱工程大學(xué)教學(xué)改革工程項(xiàng)目支持。
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Sino-west Style Bilingual Teaching Mode for Artificial Intelligence
LIU Hai-bo, SHEN Jing, ZHANG Guo-yin, LIU Jie
(College of Computer Science and Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)
鐘老師，您已經(jīng)研究了幾十年的信息科學(xué)。《信息科學(xué)原理》一書已經(jīng)重印到第五版。您能否給讀者們講一講，信息科學(xué)是什么？有什么特點(diǎn)？
鐘義信：簡要地說，信息科學(xué)就是研究信息及其運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。具體地說，信息科學(xué)是“以信息為研究對象、以信息運(yùn)動規(guī)律為研究內(nèi)容、以信息科學(xué)方法為研究指南、以擴(kuò)展人的智力能力（它是信息能力的有機(jī)整體）為研究目標(biāo)”的一門新興橫斷科學(xué)。
武健：從概念、定義來看，信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)并不完全一樣。因?yàn)樾畔⒖茖W(xué)是以信息運(yùn)動規(guī)律為研究內(nèi)容的，研究內(nèi)容既不專指計(jì)算，也不是專指計(jì)算機(jī)。從這個(gè)角度思考，信息科技課程與計(jì)算機(jī)課程的內(nèi)容將有很大的區(qū)別。這對于一線信息技術(shù)教師來說，了解信息科學(xué)就更加重要了。您能否給我們講一講信息科學(xué)的核心內(nèi)容是什么？它對于整個(gè)社會能發(fā)揮什么作用？
鐘義信：信息科學(xué)的概念（定義）也可以通過它的基本模型來表現(xiàn)（見下頁圖1）。
這個(gè)模型也可以簡化為以下更直觀一些的模型（見下頁圖2）。
考察信息科學(xué)的定義和它的基本模型（以及簡化模型）可以知道：
信息科學(xué)最大的特點(diǎn)是研究“信息”（而不是物質(zhì)和能量）。
它的核心內(nèi)容就是研究“信息運(yùn)動規(guī)律，即信息-知識-智能轉(zhuǎn)換的規(guī)律”。
世間一切物質(zhì)的運(yùn)動都會產(chǎn)生信息。人類正是通過研究信息，才能認(rèn)識世界（包括自然和社會）。因此，信息科學(xué)的研究目標(biāo)，就是“擴(kuò)展人類的智力能力，也就是擴(kuò)展人類認(rèn)識世界和改造世界的能力”。這就是信息科學(xué)對于整個(gè)社會的作用所在。
武健：我記得您曾經(jīng)講過信息分成主客體關(guān)系，那么我們理解基本模型與簡化模型也是一步步地發(fā)展出來的。從簡到繁是否可以這樣理解？（如下頁圖3）
從信息定義的基本模型中，還可以看到信息科學(xué)在特別關(guān)注著策略，尤其是人的策略。從這個(gè)角度來看，信息科技課程中會有著一批以前沒有的教學(xué)內(nèi)容。技術(shù)課中的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)操作的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)會操作。而信息科技框架下的課程則需要以應(yīng)用技術(shù)，挖掘其中的問題解決策略，了解信息科學(xué)概念與原理為主要目標(biāo)了。
每個(gè)學(xué)科都會有一批本學(xué)科的科學(xué)家，像牛頓對于物理，哈勃對于天文，歐姆對于電學(xué)……信息科學(xué)是一門新興的橫斷科學(xué)，那么您認(rèn)為這門學(xué)科中有代表性的信息科學(xué)家有哪些人？
鐘義信：橫斷科學(xué)，是在概括和綜合多門學(xué)科的基礎(chǔ)上形成的一類學(xué)科。它不是以客觀世界的某種物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動形式為研究對象，而是從許多物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動形式中抽出某一特定的共同方面作為研究對象，其研究對象橫貫多個(gè)領(lǐng)域甚至一切領(lǐng)域。所以，信息科學(xué)家、信息技術(shù)專家會有自己的領(lǐng)域，但會在共同的信息方向有突出貢獻(xiàn)。
如香農(nóng)（Shannon）在1948年發(fā)表了論文“通信的數(shù)學(xué)理論”，奠定了“通信信息論”;維納（Wiener）在1948年出版了著作《控制論》，奠定了隨機(jī)控制理論，貝塔朗菲（Bertalanffy）在20世紀(jì)60年代出版了《一般系統(tǒng)論》，建立了系統(tǒng)論。西蒙（Simon）對功能模擬的人工智能理論做出了奠基性的貢獻(xiàn)，費(fèi)根鮑姆（Feigenbaum）是人工智能專家系統(tǒng)的開拓者，閔斯基（Minsky）對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)知理論有突出的貢獻(xiàn)，查德（Zadeh）創(chuàng)建了支持信息科學(xué)研究的模糊集合和模糊邏輯， 柯爾莫戈洛夫（Kolmogorov）對信息理論和控制理論都有杰出貢獻(xiàn)，等等。這些人都在信息科學(xué)領(lǐng)域有過不同方面的重要建樹，都可以稱之為信息科學(xué)家。
由于我國只有各種信息技術(shù)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)而沒有專門的信息科學(xué)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，很少純粹信息科學(xué)方面的交流機(jī)會，因此很難確定誰是信息科學(xué)家。不過，由于我國信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展，確實(shí)出現(xiàn)了不少在信息科學(xué)技術(shù)方面做出重要貢獻(xiàn)的人員。
武健：信息科學(xué)是一門新興的學(xué)科。既然是“新興”，那么它一定在發(fā)展，甚至是快速發(fā)展。您認(rèn)為信息科學(xué)主要研究的方向與進(jìn)展如何？現(xiàn)階段出現(xiàn)了什么樣的困難？
鐘義信：相對而言，信息科學(xué)是一門非常年輕的學(xué)科。因此，它的主要研究方向應(yīng)當(dāng)是信息科學(xué)的基礎(chǔ)理論，研究信息的基本運(yùn)動規(guī)律。其中包括信息理論、知識理論、智能理論，特別是信息、知識、智能之間的轉(zhuǎn)換理論（一體化理論）。
經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的研究和探索，我們在這些基礎(chǔ)研究方面取得了可喜的進(jìn)展，具體表現(xiàn)在：建立了超越與拓展傳統(tǒng)信息論的“全信息理論”，發(fā)現(xiàn)了“知識的生態(tài)學(xué)規(guī)律”，創(chuàng)建了“機(jī)制模擬的人工智能理論”，實(shí)現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)主義、功能主義、行為主義人工智能理論”的統(tǒng)一，還創(chuàng)建了“基礎(chǔ)意識―情感―理智三位一體的高等人工智能”，特別值得提到的是，發(fā)現(xiàn)了意義重大的“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”。
在取得這些進(jìn)展的過程中，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)科學(xué)（代表性科學(xué)是物理科學(xué)）的科學(xué)觀（還原論）和方法論（分而治之）不適用于信息科學(xué)（和智能科學(xué)）研究，總結(jié)并提出了適用于信息科學(xué)研究的新的科學(xué)觀和方法論。
面臨的主要困難是：由于信息科學(xué)和智能理論的研究對象多數(shù)是非常復(fù)雜的問題，因此現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具不敷應(yīng)用，特別是其中的邏輯理論還相當(dāng)單薄，不足以支持這些復(fù)雜問題的創(chuàng)新研究。這是當(dāng)前信息科學(xué)發(fā)展中的“瓶頸”。
武健：信息科學(xué)關(guān)系到的方法論可以分成信息科學(xué)研究的方法論和信息技術(shù)應(yīng)用的方法論。根據(jù)這樣的觀點(diǎn)，在信息科技課程中，需要以完整的信息綜合活動展開教學(xué)，而不適合片面地學(xué)習(xí)信息獲取、信息處理某一個(gè)片段。因?yàn)樾畔⒖茖W(xué)方法論更強(qiáng)調(diào)從整體到局部，不建議從信息運(yùn)動中的某一細(xì)節(jié)去理解典型的信息過程。
信息科技的方法論分成理論研究層級和技術(shù)應(yīng)用層級。您認(rèn)為在信息科學(xué)研究中，常用的方法與手段有哪些？
鐘義信：與物理科學(xué)研究方法最大的不同，是不再采用“分而治之，各個(gè)擊破”這種流行了數(shù)百年之久而且一直行之有效的傳統(tǒng)科學(xué)研究方法論，而是改為運(yùn)用全新的“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生”方法論。
原因是：“分而治之”方法論在把系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)的時(shí)候，必定會丟失各個(gè)子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系相互作用的信息，而這些信息正是復(fù)雜信息系統(tǒng)的生命線。就像研究人腦思維奧秘的時(shí)候，如果采用“分而治之”的方法把人腦分解為若干部分進(jìn)行研究，即使把每個(gè)部分都研究好了，也無法揭示人腦思維的奧秘，因?yàn)榉纸庵蟮倪@些人腦部分根本無法復(fù)原為活的人腦。
“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生”方法認(rèn)為，信息系統(tǒng)是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)：由信息生成知識進(jìn)而生成智能（策略），從而按照策略解決問題。它強(qiáng)調(diào)信息、知識、智能（策略）之間的相互聯(lián)系和相互作用，強(qiáng)調(diào)信息、知識、智能（策略）之間的生態(tài)聯(lián)系，根據(jù)外部世界客體的信息和認(rèn)識主體的目的，可以通過學(xué)習(xí)創(chuàng)生解決問題的智能策略。
至于具體的研究工具，基本也是硬件試驗(yàn)和軟件仿真（包括虛擬現(xiàn)實(shí)）。
武健：在信息科學(xué)體系中，您認(rèn)為這個(gè)領(lǐng)域中最基本的概念和原理是什么？
鐘義信：信息科學(xué)最基本的概念包括信息、知識、智能。人們往往把信息科學(xué)技術(shù)僅僅局限在“信息”范疇，這其實(shí)是對信息科學(xué)技術(shù)嚴(yán)重的。經(jīng)過這樣的信息科學(xué)技術(shù)的作用，就大大被削弱了。
信息科學(xué)最基本的原理則是：信息―知識―智能轉(zhuǎn)換原理。正確運(yùn)用這個(gè)基本原理，人們就可以在具體的環(huán)境中求出解決問題、而且保證實(shí)現(xiàn)“主客雙贏”的智能策略，從而滿意地解決問題。
武健：一般人都知道，現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)有著不可分割的密切關(guān)系。一方面，很多人還不知道什么是信息科學(xué)，另一方面，還不能想象信息科學(xué)與信息技術(shù)之間有什么關(guān)系。您認(rèn)為兩者有什么樣的區(qū)別與聯(lián)系？
鐘義信：信息科學(xué)與信息技術(shù)是一對孿生的概念，信息科學(xué)是信息技術(shù)的理論基礎(chǔ)，信息技術(shù)是信息科學(xué)理論的具體實(shí)現(xiàn)。兩者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)。
武健：很多人認(rèn)為信息技術(shù)就是計(jì)算機(jī)技術(shù)加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息技術(shù)就是能夠用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)。這部分人覺得，信息技術(shù)就是信息技術(shù)，不是什么“關(guān)于信息的技術(shù)”。關(guān)于這些觀點(diǎn)您是怎么看的？從信息科學(xué)的角度來看信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)包含什么內(nèi)容？
鐘義信：只要對照信息科學(xué)的簡化模型，就可以很明確地回答：信息技術(shù)不等于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因?yàn)檫@個(gè)說法很不全面，忽略了傳感技術(shù)，忽略了控制技術(shù)，特別是忽略了人工智能技術(shù)。
實(shí)際上，在以往，關(guān)于“信息技術(shù)”的概念，確實(shí)曾經(jīng)流行過很多各不相同的說法。其中比較出名的包括：
1C說――認(rèn)為“信息技術(shù)就是Communication技術(shù)”，理由是：信息論就是通信論;也有一些人認(rèn)為“信息技術(shù)就是Computer技術(shù)”，理由是：計(jì)算機(jī)就是用來處理信息的技術(shù)。
2C說――認(rèn)為“信息技術(shù)就是Computer+ Communication技術(shù)”。
3C說――認(rèn)為“信息技術(shù)就是Computer+ Communication + Control技術(shù)”。
但是，對照信息科學(xué)的簡化模型就可以明白，這些說法都屬于“以偏概全”的認(rèn)識，都是不全面的認(rèn)識。
從信息科學(xué)的簡化模型可以非常清晰地了解到具體的信息技術(shù)內(nèi)容，包括實(shí)現(xiàn)信息獲取功能的“傳感技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)信息傳遞和策略傳遞功能的“通信技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)信息預(yù)處理功能的“計(jì)算機(jī)技術(shù)和存儲技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)信息認(rèn)知功能和智能決策功能的“人工智能技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)策略執(zhí)行功能的“控制技術(shù)”，以及實(shí)現(xiàn)反饋學(xué)習(xí)和策略優(yōu)化的“信息系統(tǒng)自組織技術(shù)”等。
武健：您認(rèn)為未來20～30年，信息科技最有意思的發(fā)展可能是什么？
鐘義信：根據(jù)“科學(xué)技術(shù)擬人律”，未來20～30年，信息科學(xué)技術(shù)最有意義的發(fā)展將是人工智能技術(shù)。
對照信息科學(xué)簡化模型就知道，擴(kuò)展感覺器官功能的傳感技術(shù)、擴(kuò)展傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)的通信技術(shù)、擴(kuò)展思維器官預(yù)處理功能的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制技術(shù)都是相對而言的技術(shù)，擴(kuò)展思維器官認(rèn)知功能和決策功能的人工智能技術(shù)才是核心技術(shù)。目前信息技術(shù)已經(jīng)得到長足的發(fā)展（未來當(dāng)然還會繼續(xù)發(fā)展），這就為核心信息技術(shù)的發(fā)展打好了基礎(chǔ)，也產(chǎn)生了需求。因此，未來20～30年間，人工智能科學(xué)技術(shù)必然成為發(fā)展的主導(dǎo)潮流。
武健：您認(rèn)為學(xué)習(xí)信息科技的知識對于中小學(xué)生來說有何意義？有沒有哪一部分內(nèi)容需要在現(xiàn)階段特別強(qiáng)調(diào)的？
鐘義信：中小學(xué)生絕對應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)基本的信息科學(xué)知識，掌握信息技術(shù)的基本能力。當(dāng)今的時(shí)代是信息時(shí)代，不學(xué)習(xí)信息科學(xué)技術(shù)，就會成為落伍的一代，被淘汰的一代。這是非常危險(xiǎn)的。
當(dāng)然，中小學(xué)生學(xué)習(xí)信息科學(xué)技術(shù)應(yīng)當(dāng)遵循“循序漸進(jìn)”的認(rèn)知規(guī)律和“興趣引導(dǎo)”的教學(xué)方法。事實(shí)上，信息科學(xué)技術(shù)本身的發(fā)展就是循序漸進(jìn)的，如圖4所示。
武健：您對中小學(xué)的信息科學(xué)與技術(shù)課程（不等同于計(jì)算機(jī)課程）有何期望與要求？
鐘義信：根據(jù)“信息科學(xué)技術(shù)”的定義，“計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)”只是“信息科學(xué)技術(shù)”的一個(gè)組成部分。部分不等于全體，部分不能代替全體。所以，不能用“計(jì)算機(jī)”課程代替“信息科學(xué)技術(shù)”課程。
中小學(xué)的信息科學(xué)技術(shù)教育是一個(gè)極其重要的問題，又是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。我們不能就事論事孤立地討論中小學(xué)的信息科學(xué)技術(shù)課程，而應(yīng)當(dāng)把它作為“國家信息科學(xué)技術(shù)教育系統(tǒng)工程”來統(tǒng)籌考慮：小學(xué)階段學(xué)什么？中學(xué)階段學(xué)什么？大學(xué)階段學(xué)什么？碩士研究生階段學(xué)什么？博士研究生階段學(xué)什么？等等。
按照“信息科學(xué)技術(shù)教育系統(tǒng)工程”的思路，中小學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過“學(xué)習(xí)最為基礎(chǔ)的信息科學(xué)概念”和“掌握最為基本的信息技術(shù)能力”形成“最淺層（然而又是準(zhǔn)確的）的信息科學(xué)技術(shù)觀念和濃厚的興趣”。其中，“觀念和興趣”是最重要的，而“概念和能力”則是支撐這種“觀念和興趣”的支柱。
武健：鐘老師，感謝您的指導(dǎo)。您認(rèn)為2010年后，學(xué)科基本研究才逐步成熟起來。一門學(xué)科從成熟到走進(jìn)基礎(chǔ)教育往往需要十多年的工作，而信息科技課程的發(fā)展將是長期的。希望您以后能夠經(jīng)常關(guān)注基礎(chǔ)教育中的信息科技課程發(fā)展，給我們更多指導(dǎo)。
附錄：
