時間：2023-10-12 10:26:23
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇人工智能語言與倫理，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【關(guān)鍵詞】 人工智能 大腦智能 智能機器人
0 引言
人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI，是研究使計算機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，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機。二十世紀(jì)七十年代以來被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能）。也被認為是二十一世紀(jì)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）三大尖端技術(shù)之一。
1 人工智能的發(fā)展歷程
（1）人工智能的思想萌芽可以追溯到十七世紀(jì)的巴斯卡和萊布尼茨，他們較早萌生了有智能的機器的想法。十九世紀(jì)，英國數(shù)學(xué)家布爾和德摩爾根提出了“思維定律”，這些可謂是人工智能的開端。十九世紀(jì)二十年代，英國科學(xué)家巴貝奇設(shè)計了第一架“計算機器”，它被認為是計算機硬件，也是人工智能硬件的前身。1936年，24歲的英國數(shù)學(xué)家圖靈提出了“自動機”理論，把研究會思維的機器和計算機的工作大大向前推進了一步，在定義智慧時，圖靈做出了解釋，如果一臺機器能夠通過稱之為圖靈實驗的測試，那它就是智慧的，圖靈實驗的本質(zhì)就是讓人在不看外型的情況下不能區(qū)別是機器的行為還是人的行為。（2）上世紀(jì)三四十年代，維納、弗雷治、羅素的數(shù)理邏輯，和丘奇、圖靈的數(shù)字功用以及計算機處理發(fā)展促使了1956年夏Dartmouth會議上人工智能學(xué)科（由“人工智能之父”麥卡錫提出，麥卡錫曾是Stanford人工智能實驗室主任）的誕生20世紀(jì)60年代以來，采用生物模仿來建立功能強大的算法，包括進化計算等，人工生命以進化計算為基礎(chǔ)，研究自組織、自復(fù)制、自修復(fù)以及形成這些特征的進化和環(huán)境適應(yīng)。70年代以來，Conrad等研究人工仿生系統(tǒng)中的自適應(yīng)、進化和群體動力學(xué)，提出不斷完善的“人工世界”模型。80年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)再度興起促進人工生命的發(fā)展。（3）1992年貝茲德克提出計算智能。專家系統(tǒng)在90年代興起，模擬人類專家解決領(lǐng)域問題。
2 人工智能的研究
強人工智能的觀點認為有可能制造出真正能推理和解決問題的智能機器，并且，這樣的機器能將被認為是有知覺的，有自我意識的。弱人工智能的觀點認為不可能制造出能真正地推理和解決問題的智能機器，這些機器只不過看起來像是智能的，但是并不真正擁有智能，也不會有自主意識。現(xiàn)在主流科研集中在弱人工智能上，強人工智能的研究則處于停滯不前的狀態(tài)下。
目前人工智能主要研究內(nèi)容是：知識表示、自動推理和搜索方法、機器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設(shè)計等方面，分布式人工智能與多智能主體系統(tǒng)、人工思維模型、知識系統(tǒng)、知識發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘、遺傳與演化計算、人工生命應(yīng)用等等。未來人工智能可能會向以下幾個方面發(fā)展：模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器情感。
3 人工智能的應(yīng)用
IBM公司“deep blue”電腦擊敗了人類的世界國際象棋冠軍，美國Sandia實驗室建立了國際上最龐大的“虛擬現(xiàn)實”實驗室，擬通過數(shù)據(jù)頭盔和數(shù)據(jù)手套實現(xiàn)更友好的人機交互。國際各大計算機公司相繼開始將人工智能作為其研究內(nèi)容，幾乎包括所有IT企業(yè)，以及很多金融巨頭，紛紛建立自己的人工智能產(chǎn)業(yè)部，利用“智能”來解決問題。無人駕駛車的誕生，打破了汽車靠人駕駛的時代。
MIT開發(fā)出了SHRDLU，STUDENT系統(tǒng)可以解決代數(shù)問題，而SIR系統(tǒng)則開始理解簡單的英文句子了，SIR的出現(xiàn)導(dǎo)致了新學(xué)科的出現(xiàn)：自然語言處理。在70年代出現(xiàn)的專家系統(tǒng)成了一個巨大的進步，它頭一次讓人知道計算機可以代替人類專家進行工作。在理論方面，計算機開始有了簡單的思維和視覺，而不能不提的是人工智能語言Prolog語言誕生了，它和Lisp一起幾乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。
4 人工智能的影響及發(fā)展必須注意的問題
（1）人工智能對自然科學(xué)的影響。在需要使用數(shù)學(xué)計算機工具解決問題的學(xué)科，AI帶來的幫助不言而喻。更重要的是，AI反過來有助于人類最終認識自身智能的形成。（2）人工智能對經(jīng)濟的影響。專家系統(tǒng)更深入各行各業(yè)，帶來巨大的宏觀效益。AI也促進了計算機工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)的發(fā)展。但同時，也帶來了勞務(wù)就業(yè)問題。由于AI在科技和工程中的應(yīng)用，能夠代替人類進行各種技術(shù)工作和腦力勞動，會造成社會結(jié)構(gòu)的劇烈變化。（3）人工智能對社會的影響。AI也為人類文化生活提供了新的模式。現(xiàn)有的游戲?qū)⒅鸩桨l(fā)展為更高智能的交互式文化娛樂手段，今天，游戲中的人工智能應(yīng)用已經(jīng)深入到各大游戲制造商的開發(fā)中。
伴隨著人工智能和智能機器人的發(fā)展，不得不討論是人工智能本身就是超前研究，需要用未來的眼光開展現(xiàn)代的科研，因此很可能觸及倫理底線。作為科學(xué)研究可能涉及到的敏感問題，需要針對可能產(chǎn)生的沖突及早預(yù)防，而不是等到問題矛盾到了不可解決的時候才去想辦法化解。
5 智能機器人
智能機器人具有類似于人的智能，它裝備了高靈敏度的傳感器，因而具有超過一般人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺的能力，能對感知的信息進行分析，控制自己的行為，處理環(huán)境發(fā)生的變化，完成交給的各種復(fù)雜、困難的任務(wù)。而且有自我學(xué)習(xí)、歸納、總結(jié)、提高已掌握知識的能力。目前研制的智能機器人大都只具有部分的智能，和真正的意義上的智能機器人，還差得很遠。
6 結(jié)語
當(dāng)然，雖然人工智能一直都處于計算機技術(shù)的最前沿，但人工智能的發(fā)展也并不是一帆風(fēng)順的，并不象我們期待的那樣迅速，也曾因計算機計算能力的限制無法模仿人腦的思考以及與實際需求的差距過遠而走入低谷。人工智能的問題的在于，一方面哲學(xué)、認知科學(xué)、思維科學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科所研究的智能層次高而抽象；另一方面AI邏輯符號、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和行為主義所研究的智能層次太基本。由于對中間機制知之甚少，這種背景下提出的各種AI理論，就只能是或者完全不同于人類思維，與人類的思維模式相距太遠，同時在人類思維方式的理解上也有待突破，不然很難形成更新的AI框架和理論體系。盡管如此，多學(xué)科的聯(lián)合協(xié)作研究也帶來了足夠引人注目的增長。因為人工智能的基本理論還不完整，我們還不能從本質(zhì)上解釋我們的大腦為什么能夠思考，這種思考來自于什么，這種思考為什么得以產(chǎn)生等一系列問題。但經(jīng)過這幾十年的發(fā)展，我們相信它會給世界帶來難以預(yù)料的變化。
參考文獻：
[1][美]StuartJ.Russell[美]PeterNorvig人工智能：一種現(xiàn)代的方法（第3版）.
[2]人工智能及其應(yīng)用蔡自興徐光佑.
[3]游戲人工智能編程案例精粹[美]MatBuckland.
人工智能技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展歷史雖然只有短短的50余年，但是它作為信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域，對社會經(jīng)濟和發(fā)展的影響卻越來越大。在基礎(chǔ)教育課程改革的大潮中，許多國家意識到基礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展人工智能教育的必要性，努力把人工智能列入技術(shù)類教育的教學(xué)內(nèi)容中。作為師范類院校，教授人工智能課是有必要的。?
（1）為部分優(yōu)秀的學(xué)生將來做更深入的研究打堅實的基礎(chǔ)。在面向知識經(jīng)濟的今天，研究獲取、表示和使用知識的人工智能學(xué)科越來越受到人們的重視。目前人工智能研究被列為中國高技術(shù)領(lǐng)域的重點之一。以專家系統(tǒng)為代表的智能化系統(tǒng)在信息技術(shù)中也占有重要地位。因此在高等教育中開展人工智能教育和智能化系統(tǒng)的研發(fā)，不僅是計算機科學(xué)的應(yīng)用，也是促進各學(xué)科服務(wù)于國民經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。為使人工智能的理論、方法和技術(shù)的研究與應(yīng)用普及和深入，教育重心必須要下移，即從研究生教育向本科教育普及。開展本科層次人工智能普及教育的有效途徑之一是在本科高年級開設(shè)相關(guān)選修課。開展人工智能教育，不僅能夠更好地發(fā)揮高等院校的育人和科學(xué)研究功能，而且能為學(xué)生拓寬專業(yè)路徑，擴大自主學(xué)習(xí)空間和發(fā)展個性創(chuàng)造條件，同時也為營造一個使學(xué)生不僅有寬厚、扎實的理論基礎(chǔ)，且具綜合分析和解決問題能力的環(huán)境。?
（2）為將來從教的學(xué)生積聚大量的知識。英國早在1999年，人工智能課程已經(jīng)作為選修課出現(xiàn)在中學(xué)的信息與通訊技術(shù)（ICT）課程中。許多中小學(xué)還通過機器人競賽活動來激發(fā)中小學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣，使學(xué)生不僅提高了用信息技術(shù)解決問題的能力，而且培養(yǎng)了多種思維方式，獲得了更多的創(chuàng)新空間。美國現(xiàn)行的中學(xué)信息技術(shù)課程設(shè)置中，將人工智能的內(nèi)容作為“媒體與技術(shù)”層面對12年級學(xué)生的要求。澳大利亞的部分中學(xué)開設(shè)的信息處理與技術(shù)課程，人工智能、信息系統(tǒng)、算法和程序設(shè)計、社會和倫理道德、計算機系統(tǒng)分別作為5個主題共同構(gòu)成了該課程的教學(xué)內(nèi)容。在該課程的大綱中規(guī)定，人工智能部分的教學(xué)內(nèi)容在高中第3學(xué)期為12年級的學(xué)生開設(shè)，教學(xué)時間為10周。?
在我國，多年以來中學(xué)奧林匹克信息學(xué)競賽中一直包含有人工智能相關(guān)的題目，涉及啟發(fā)式搜索、博弈、智能程序設(shè)計等問題。2003年4月，我國教育部正式頒布《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》，首次在信息技術(shù)科目中設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊，標(biāo)志著我國高中人工智能課程的正式起步。?
我國的新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后，教育部評審并通過了分別由教育科學(xué)出版社、廣東高教出版社、地圖出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材，并開發(fā)了相應(yīng)的教輔材料，包括教師用書和配套光盤等。為了配合中學(xué)人工智能課程的實施，國內(nèi)也推出了一些適合中學(xué)生學(xué)習(xí)與體驗的人工智能軟件和網(wǎng)絡(luò)資源。另一方面，一些高校的本科生、研究生也逐步關(guān)注中學(xué)人工智能教育的開展并將其作為畢業(yè)論文的研究選題。一些師范院校適應(yīng)形勢要求，已為師范生開設(shè)了與此相關(guān)的選修課程。?
2 人工智能的教育及教學(xué)條件現(xiàn)狀?
通過對本人多年的教學(xué)過程進行總結(jié)，我校的《人工智能》課程教育現(xiàn)狀可總結(jié)為如下幾點：?
（1)理論知識充裕。但與實踐相脫節(jié)，特別是在智能科學(xué)技術(shù)的教育教學(xué)方面。盡管知識面相當(dāng)廣泛，而人工智能理論的普及教育以及智能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用仍然十分滯后。?
(2)同其它普通高等院校一樣，在本校，人工智能技術(shù)的研究與應(yīng)用尚未普及，甚至比不上其它院校。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣及創(chuàng)造精神。?
（3）缺乏配套實驗教材，實驗教學(xué)內(nèi)容缺乏，無法培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。只有開設(shè)實驗項目，才能使人工智能的相關(guān)知識具有研究性和綜合性。?
（4）對中小學(xué)智能教育的深度及教學(xué)方式、教學(xué)特點缺乏研究。做為師范類院校，我認為在對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識教育的基礎(chǔ)上，要緊抓中小學(xué)智能教育的特點對師范類學(xué)生進行相關(guān)的教育與培訓(xùn)。?
相對于教育現(xiàn)狀，我校的《人工智能》課程教學(xué)條件現(xiàn)狀要稍好一些，其狀態(tài)如下：?
（1）教材使用國家級規(guī)劃教材，此教材非常系統(tǒng)地介紹了人工智能的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù)，適合本科及研究生使用。在我們的授課過程中，也會適當(dāng)為學(xué)生提供相關(guān)的國內(nèi)其他先進教材，如中南大學(xué)蔡自興教授的《人工智能及其應(yīng)用》等。?
（2）為了促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我們準(zhǔn)備了多種類型的擴充性學(xué)習(xí)資料，加強學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，包括：課程相關(guān)雜志和書籍目錄，以及部分重要的參考文獻，與人工智能相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源如優(yōu)秀BBS、新聞組、網(wǎng)址等。 它們包括了大量的文獻資料、本領(lǐng)域研究的前沿動態(tài)等。 使用表明，學(xué)生非常樂于查閱這些資源。 使學(xué)生能通過使用這些資源進行一些人工智能程序設(shè)計，探討一些問題，在課堂討論中展示他們的收獲。?
(3）校園網(wǎng)的普及與不斷優(yōu)化使本課程有優(yōu)良的實踐性教學(xué)環(huán)境，能充分滿足教學(xué)需要。我們擁有較充足的多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)教室，為實現(xiàn)本課程教學(xué)提供了物質(zhì)保障。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)方面，全校辦公室、教室、學(xué)生宿舍和教師宿舍都以寬帶網(wǎng)相連，這些硬件設(shè)備對本課程教學(xué)發(fā)揮了重要作用，使本課程教學(xué)質(zhì)量得以明顯提高。?
3 人工智能教學(xué)方法及手段的改革?
針對我們現(xiàn)在所采取的教學(xué)方法，我認為存在許多不足，如教學(xué)方式比較單一，教學(xué)內(nèi)容偏重理論講解等，為此，提出以下教學(xué)方法的改革：?
（1）通過多種途徑激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程的學(xué)習(xí)效果，直接受到學(xué)生興趣和參與意識的影響。一般來講，《人工智能》作為一門前沿課程，開始學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很大，當(dāng)開始接觸到抽象理論知識及部分算法時，學(xué)生往往感到不易接受。 我們通過各種途徑和方法， 激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，包括鼓勵學(xué)生參與某部分知識的擴充性資料查找,預(yù)留一定時間請學(xué)生負責(zé)對此內(nèi)容進行講解，布置學(xué)生對某個基本成型的實驗進行糾錯及驗證，降低問題解決的難度。學(xué)生因此產(chǎn)生興趣從而做更深度研究。?
(2）進行啟發(fā)式教學(xué)。 我們可以嘗試在教學(xué)過程中不斷提出問題請學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生求解這些問題，鼓勵學(xué)生提出自己的猜想和解決方案，然后擺出教材中的解決方案，并與同學(xué)所提出的觀點進行分析和比較，這足以加強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動意識和參與意識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。?
(3）課堂辯論與交互式教學(xué)。 組織課堂辯論，討論的議題可定位為譬如人工智能是否能超過人類智能等有爭議的問題。學(xué)生通過對這些問題展開激烈爭論，激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)。當(dāng)然師生間的交流方式還有很多，如郵件互發(fā)、QQ留言等，也可在課程網(wǎng)站中的互動平臺進行交流。?
(4）分層次因材施教。 在授課過程中，通過對每個具體學(xué)生的學(xué)習(xí)進度、課堂作業(yè)情況進行及時評估，對學(xué)生提出進一步的學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo)， 實現(xiàn)個性化的教學(xué)。 對優(yōu)秀學(xué)生探討，可以在教學(xué)設(shè)計和實驗設(shè)計中要求其選作部分探索性、創(chuàng)新性的功課和實驗，以發(fā)揮學(xué)生個性優(yōu)勢。對于有意于將來從事中小學(xué)教育的學(xué)生可以在機器人及人工智能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀等知識層面對其做問題講解。而那些看似缺乏興趣的學(xué)生，我們可以用多媒體手段如播放人工智能相關(guān)電影及科學(xué)小片引起其興趣，實行逐步引導(dǎo)的教學(xué)過程。?
另外，我們可以嘗試雙語教學(xué)。 采用中文教材和講授的同時，注重在課程中的關(guān)鍵詞同時用英文表示，并適當(dāng)指定英文參考短文和英文參考書。使學(xué)生能夠接觸國外文獻資料，加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，獲得更寬廣的知識。我們也可以在教學(xué)內(nèi)容安排上，注重理論聯(lián)系實際，將一些人工智能網(wǎng)絡(luò)上的虛擬實驗給學(xué)生進行課外上網(wǎng)練習(xí)，從而使學(xué)生了解算法的具體運行過程， 通過參與達到知識的理解，掌握基本方法和技術(shù)。?
根據(jù)現(xiàn)有的條件，我們在教學(xué)中可以采用多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)相結(jié)合的方法，充分利用多媒體的豐富表現(xiàn)形式，利用網(wǎng)絡(luò)課程的交互性、情景化等特點，構(gòu)筑以學(xué)生為主體的《人工智能》課程現(xiàn)代教學(xué)模式。 對于抽象知識，可通過動畫和視頻演示，通過聲音和圖像展示人工智能的歷史、人物和前景，做到學(xué)生直接而深刻地看到知識的內(nèi)涵外延。網(wǎng)絡(luò)課程能較好地實現(xiàn)交互并使學(xué)習(xí)過程情景化，通過網(wǎng)絡(luò)課程的課堂練習(xí)和章節(jié)練習(xí)，教師可以評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給學(xué)生提出學(xué)習(xí)建議，從而提高學(xué)生的研究力和創(chuàng)新力。我們也可以給學(xué)生播放中學(xué)《人工智能》課程課堂教學(xué)錄像，以使學(xué)生看到初高中學(xué)生的知識范圍及深度；同時給學(xué)生播放現(xiàn)有的《人工智能》科學(xué)成果，讓學(xué)生看到理論背后的實踐；也可以播放科幻片，激發(fā)學(xué)生想象的翅膀從而有興趣把人工智能作為將來深造的方向。《人工智能》是一門較新的課程，改進教學(xué)方法和手段不僅要靠教師，也應(yīng)增加硬件設(shè)備的投入。如果人工智能能采用智能輔助教學(xué)系統(tǒng)或機器人輔助教學(xué)過程逼真、形象，一目了然，這樣可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，尤其是提高學(xué)生的觀察判斷能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。?
4 人工智能實踐教學(xué)設(shè)計的探討?
我們可以在教學(xué)過程中，適量開設(shè)一些實驗和設(shè)計，提高學(xué)生的動手能力，并加深他們對理論知識的理解，降低理論的抽象度，提升理論的實用性。在近兩年的教學(xué)過程中，我們會適量加入一些人工智能語言的教學(xué)過程。例如，在講解了“野人與傳教士過河”等問題后，我們可以讓學(xué)生使用Visual Prolog或者C ?++?對算法進行實現(xiàn)；在講解 TSP 問題的遺傳算法解決案例后，指出編碼方案、初始種群大小、進化代數(shù)、交叉率變異率等因素對求解結(jié)果的影響，并要求學(xué)生通過實驗的方式來分析、理解這些問題，并提出“尋找更有利的解決方案”等問題。把學(xué)生的興趣激發(fā)后，為解決這些問題，學(xué)生會在課外主動查閱相關(guān)文獻、相互討論以實現(xiàn)他們所設(shè)計的方案，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生善于鉆研和勇于創(chuàng)新的精神又提高了學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。?
參考文獻：?
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關(guān)鍵詞：人工智能；信息素養(yǎng)；信息技術(shù)
中圖分類號：TP18文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2417-02
Artificial Intelligence Education and Middle School Students Information Literacy
WU Wen-tie
(Mathematics and Computer Institute of Mianyang Normal University, Mianyang 621000, China)
Abstract: Information Literacy in the Information Age is a national basic literacy, artificial intelligence represents a cutting-edge information technology. Based on the analysis of information quality and substance of the definition on the basis of exploring the field of artificial intelligence research, as well as in education, put forward the theory of artificial intelligence and technology courses in secondary education should be in a more systematic, comprehensive Improve the information literacy of students.
Key words: artificial intelligence; information literacy; information technology
1 信息素養(yǎng)的定義及其內(nèi)涵
“信息素養(yǎng)”一詞最早產(chǎn)生于信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達的美國, 是隨著現(xiàn)代信息社會的逐漸形成而對國民提出的一種兼跨人文和科學(xué)范疇的綜合性個人素養(yǎng)要求的描述。隨著研究的深入，人們對信息素養(yǎng)的認識也在不斷深化。
1974年美國信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會主席保羅?澤考斯基最先提出信息素養(yǎng)的概念, 他認為信息素養(yǎng)是“利用大量的信息工具及主要信息源使問題得到解答的技術(shù)及技能”。1992年美國圖書館協(xié)會提出：“信息素養(yǎng)是人能夠判斷何時需要信息, 并且能夠?qū)π畔⑦M行檢索、評價和有效利用的能力。”同年, 道爾在《信息素養(yǎng)全美論壇的終結(jié)報告》中給出了一個較為全面的定義：一個具有信息素養(yǎng)的人, 他能夠認識到精確和完整的信息是作出合理決策的基礎(chǔ), 他能夠確定對信息的需求, 能夠形成基于信息需求的問題, 能夠確定潛在的信息源, 能夠制定成功的檢索方案, 從包括基于計算機的和其他的信息源中獲取信息、評價信息、組織信息用于實際的應(yīng)用, 將新的信息與原有的知識體系進行融合以及在批判性思考和問題解決過程中使用信息。
綜上所述, 雖然研究人員從不同的視角界定了信息素養(yǎng)的定義, 但可看出, 信息素養(yǎng)既包括認知態(tài)度層面上的內(nèi)容, 也包括技術(shù)層面、操作層面和能力層面上的內(nèi)容。概括起來講, 信息素養(yǎng)主要包括信息意識、信息能力和信息道德三個方面：
1) 信息意識。信息意識是信息素養(yǎng)的首要因素, 主要指人們對信息及其交流活動在社會中的地位、價值、功能和作用的認識, 換句話說, 就是指人們對信息的判斷、捕捉的能力。信息意識的強弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識,才有可能有信息的需求, 進一步去尋找信息和利用信息, 并主動學(xué)習(xí)與信息處理有關(guān)的技術(shù)。
2) 信息能力。信息能力是信息素養(yǎng)的重要方面, 是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創(chuàng)造信息、交流信息的技術(shù)和能力。人們只有掌握一定的信息技能, 才能有效地開展各種信息活動, 有效地利用信息和創(chuàng)造信息, 充分發(fā)揮信息的價值, 變信息為動力和優(yōu)勢。
3) 信息道德。信息道德是指人們在整個信息交流活動過程中表現(xiàn)出來的信息道德品質(zhì)。它是對信息生產(chǎn)者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關(guān)系的行為進行規(guī)范的倫理準(zhǔn)則, 是信息社會每個成員都應(yīng)該自覺遵守的道德標(biāo)準(zhǔn)。
2 人工智能的研究領(lǐng)域
人工智能的研究領(lǐng)域非常廣泛, 而且涉及的學(xué)科也非常多。目前,人工智能的主要研究領(lǐng)域包括：專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、機器人學(xué)、智能決策支持系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。下面主要介紹在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中常用的智能技術(shù)。
2.1 專家系統(tǒng)
所謂專家系統(tǒng)就是一種在相關(guān)領(lǐng)域中具有專家水平解題能力的智能程序系統(tǒng), 它能運用該領(lǐng)域?qū)＜叶嗄攴e累的經(jīng)驗與知識, 模擬人類的思維過程,求解需要專家才能解決的困難問題。
2.2 機器學(xué)習(xí)
“學(xué)習(xí)”是一個有特定目的的知識獲取過程, 其內(nèi)在行為是獲取知識、積累經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)規(guī)律; 外部表現(xiàn)是改進性能、適應(yīng)環(huán)境、實現(xiàn)系統(tǒng)的自我完善。所謂機器學(xué)習(xí), 就是要使計算機能模擬人的學(xué)習(xí)行為, 自動地通過學(xué)習(xí)獲取知識和技能, 不斷改善性能, 實現(xiàn)自我完善。機器學(xué)習(xí)主要研究學(xué)習(xí)的機理、學(xué)習(xí)的方法以及針對相應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)建立學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
2.3 模式識別
所謂模式識別,是指研究一種自動技術(shù)。計算機通過運用這種技術(shù),就可自動地或者人盡可能少干預(yù)地把待識別模式歸入到相應(yīng)的模式類中去。也就是說,模式識別研究的主要內(nèi)容就是讓計算機具有自動獲取知識的能力,能識別文字、圖形、圖像、聲音等。一般來說,模式識別需要經(jīng)歷模式信息采集、預(yù)處理、特征或基元抽取、模式分類等幾個步驟。
2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能, 運用大量的處理部件, 由人工方式建立起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上建立起來的,是對腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的模擬, 具有學(xué)習(xí)能力、記憶能力、計算機能力以及智能處理功能。其中學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特征之一, 可以根據(jù)外界環(huán)境來修改自身的行為。學(xué)習(xí)的過程即是對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練的過程和不斷調(diào)整它的連接權(quán)值, 以使它適應(yīng)環(huán)境變化的過程。學(xué)習(xí)可分為有教師(或稱有監(jiān)督)學(xué)習(xí)與無教師(無監(jiān)督)學(xué)習(xí)兩種類型。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究使人們對思維和智能有了進一步的了解和認識,開辟了另一條模擬人類智能的道路。
3 人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用
3.1 智能搜索引擎
隨著互聯(lián)網(wǎng)站點和頁面的激增以及網(wǎng)絡(luò)用戶隊伍的不斷壯大,信息檢索成為人們利用Internet的重要途徑。但是在浩瀚的網(wǎng)頁海洋中尋找有用的信息并不容易,需要借助有力的檢索工具如搜索引擎等等。目前一些著名的搜索引擎有:GOOGLE、YAHOO、EXCITE、INFOSEEK等,他們各有特色,但仍存在不足之處,如檢索到的無關(guān)信息過多以及檢索結(jié)果排序較混亂。智能化信息檢索是信息檢索的新分支,它是人工智能和信息檢索的交叉學(xué)科。它在對內(nèi)容的分析理解、內(nèi)容表達、知識學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)上實現(xiàn)檢索的智能化,這樣可以節(jié)省學(xué)習(xí)者在檢索中花費的時間,幫助學(xué)習(xí)者提高檢索效率。智能化信息檢索所用到的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、自然語言處理和知識表示。
3.2 智能體(agent)
agent技術(shù)早在70年代出現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域,通過感知、學(xué)習(xí)、推理以及行動能夠基于知識庫的訓(xùn)練模仿人類社會的行為。隨著其進一步發(fā)展,它在遠程教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。一套完整的遠程教育系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng),如答疑、作業(yè)、考試、交互等等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫用來存儲信息。為了提高整個系統(tǒng)的智能性,可以引入智能技術(shù),把眾多子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫鏈接起來,實現(xiàn)信息資源的共享。通過分析這些信息,智能技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個別特征(如興趣愛好信息、點擊知識點信息統(tǒng)計、交互日志等等),并根據(jù)這些特征量身訂做出適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方案,也有助于教師及時掌握學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的動態(tài)信息。
3.3 智能CAI(ICAI)
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機輔助教學(xué)(CAI)已受到教育界的重視,成為學(xué)科教學(xué)改革的一種重要手段。許多學(xué)校都在開發(fā)CAI課件,但大多數(shù)CAI課件只是機械地按照教學(xué)設(shè)計者事先設(shè)計好的教學(xué)模式和內(nèi)容向?qū)W生傳授知識,并沒有體現(xiàn)出個性化學(xué)習(xí),無法做到因材施教。
智能CAI是以人工智能技術(shù)為核心,使CAI系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等因素分析學(xué)生的特征,合理安排教學(xué)內(nèi)容、變化教學(xué)方法去滿足個別教學(xué)的需要。使用智能CAI進行教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)CAI的不足,顯著提高教學(xué)效果,是CAI課件發(fā)展的趨勢。
3.4 智能教學(xué)系統(tǒng)ITS
智能教學(xué)系統(tǒng)(intelligent tutoring system,ITS)是涉及人工智能、計算機科學(xué)、認知科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)和行為科學(xué)的綜合性課題,其研究的最終目標(biāo)是由計算機負擔(dān)起人類教育的主要責(zé)任,即賦予計算機系統(tǒng)以智能,由計算機系統(tǒng)在一定程度上代替人類教師實現(xiàn)最佳教學(xué)。我國ITS的研究起步較晚,但近幾年隨著計算機的普及和教育軟件需求增大,ITS的發(fā)展較快。ITS按照功能分為四個模塊:專家知識模塊、學(xué)生模塊、教師模塊、人機接口模塊。
4 人工智能教育對學(xué)生信息素養(yǎng)的作用
人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是計算機科學(xué)的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科。換言之,它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設(shè)計、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動,來解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題,例如咨詢、診斷、預(yù)測、規(guī)劃等決策性問題。人工智能也是一門涉及數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。與一般的信息處理技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在求解策略和處理手段上都有其獨特的風(fēng)格。人工智能研究處于信息技術(shù)的前沿,它的研究、應(yīng)用和發(fā)展在一定程度上決定著計算機技術(shù)的發(fā)展方向。同時,信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了急切的需求。今天,人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語言理解、模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿,有許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中,并對人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。
綜上所述,作為信息技術(shù)一個不可缺少的重要組成部分,人工智能的基本內(nèi)容在中學(xué)信息技術(shù)課程中是不能不專門提及的,以往某些教材中用一兩頁篇幅作個簡單介紹的方法根本不足以反映人工智能學(xué)科的全貌。因此,十分有必要在高中階段的信息技術(shù)課程中專門設(shè)立人工智能選修課。我們認為,高中階段開設(shè)人工智能課程可以在以下幾個方面對學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用：
1) 多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉。
現(xiàn)實世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個層次：結(jié)構(gòu)化問題,是能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;非結(jié)構(gòu)化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據(jù)經(jīng)驗來求解;半結(jié)構(gòu)化問題則介于上述兩者之間。一般說來,中學(xué)階段開設(shè)的傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)課程中所介紹的信息技術(shù),例如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法與程序設(shè)計等,都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的一類有效技術(shù)。
把人工智能課程引入我國現(xiàn)行的高中信息技術(shù)教育,可以讓學(xué)生在體驗、認識人工智能知識與技術(shù)的過程中獲得對非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題解決過程的了解,從而培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式,達到提高信息素養(yǎng)的目的。通過人工智能課程的學(xué)習(xí),學(xué)生還將了解人工智能語言的基本特征,學(xué)到智能化問題求解的最為基本的策略。
2) 體驗人類專家解決復(fù)雜問題的思路,提高學(xué)生的邏輯思維能力。
這里以人工智能學(xué)科中“專家系統(tǒng)”技術(shù)的體驗、學(xué)習(xí)與應(yīng)用過程為例進行說明。在專家系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,一個實際的專家系統(tǒng)不僅能夠為用戶給出相關(guān)領(lǐng)域的專家水平建議或決策,而且能夠通過解釋機制,以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過程。學(xué)生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么(Why)”、“如何(How)”、“如果……會怎么樣”等問題,系統(tǒng)接受用戶的問題指令后,可以根據(jù)推理的邏輯進程,即時將答案呈現(xiàn)給用戶,整個過程如同教師與學(xué)生在進行面對面的教學(xué)。在該過程中,學(xué)生可以充分體驗人類專家的求解思路和推理風(fēng)格,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)的教學(xué)過程中,可以要求學(xué)生自行構(gòu)建由產(chǎn)生式規(guī)則組成的知識庫,或進一步利用工具軟件來開發(fā)簡單的實用型專家系統(tǒng)。為了完成該項工作,學(xué)生一開始就要編制開發(fā)規(guī)劃、制定知識獲取策略,并具體付諸實施,這是一個不斷深化的過程。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)化為問題求解,得出相應(yīng)的結(jié)論。在進行一系列問題求解分析之后,運用產(chǎn)生式規(guī)則來表示知識,以此建立起來的專家系統(tǒng)還可以讓其他學(xué)生去運用和體驗,具有一定的實用價值。
由于專家系統(tǒng)中的知識組織與推理過程是對人類專家思維方式的一種模擬,因此上述知識庫的組織和系統(tǒng)的推理過程能夠較好地體現(xiàn)學(xué)生的思維過程。在建造知識庫過程中,學(xué)生需要將原來零碎的未成型的知識概念化、形式化和條理化,從而內(nèi)化為學(xué)生自己的東西。所以,建造知識庫的過程不但能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,而且有助于學(xué)生對該領(lǐng)域知識的深層思考并有利于長久記憶,同時也學(xué)會了專家系統(tǒng)的基本開發(fā)技術(shù)。正如美國著名的學(xué)習(xí)論專家Jonassen所指出的：那些自行設(shè)計專家系統(tǒng)的學(xué)生將會在這種活動中受益匪淺,因為這是一個對所學(xué)知識進行深度加工的過程。
3) 了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿,激發(fā)對信息技術(shù)未來的追求。
人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿,通過人工智能知識、技術(shù)的學(xué)習(xí)與體驗,高中學(xué)生能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)發(fā)展的前沿知識有一定程度的了解,這樣有助于他們開闊視野,培養(yǎng)興趣,激發(fā)對信息技術(shù)美好未來的追求,從而為今后進入大學(xué)或走向社會奠定良好的基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語
中學(xué)生的信息素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前信息技術(shù)課的一個重要目標(biāo)，而在現(xiàn)有的中學(xué)信息技術(shù)課程中，關(guān)于人工智能的知識只作了簡單的介紹，學(xué)生們對于人工智能研究的廣大領(lǐng)域不能有詳細的概念，這對于中學(xué)生的信息化認識和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠全面。因此在中學(xué)信息技術(shù)課中加大人工智能的知識介紹是信息技術(shù)課改革的重要內(nèi)容。
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