人工智能与教育教学范文
时间：2023-10-27 17:31:31
导语：如何才能写好一篇人工智能与教育教学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
[关键词] 中等职业 数学教育 人文功能
2005年10月28日，国务院正式了《关于大力发展职业教育的决定》。2005年11月7到8日，国务院在北京召开了全国职业教育工作会议。借着职业教育的春风，我们应该明确：职业学校的学生不是二等学生，而是时代的幸运儿，中职学校的教师也应该鼓励的帮助中专生加强文化修养，提高专业技能，
在这样的大形势下，作为中职教育中的基础学科的数学教育，它是一种知识体系，是一种研究活动，也具有人文功能。因此，做数学、教数学也就有依托于数学知识之上的数学思想和信仰；也就有贯穿于数学研究活动的数学精神和数学的审美能力；也就有与之相关的数学伦理准则。所以，数学教师除传授数学概念体系、数学计算技能外，还应注重数学教育的人文功能，使数学学习内化为中专学生的人格、气质、修养，加强中专生的文化修养，使之成为人的相对稳定的、终身内在的品质。
1.运用数学史料对学生进行挫折教育，培养执着探索、勇于发现、百折不挠和不断进取的治学精神，激励学生独立思考，不迷信书本、不盲从老师和增强求异创新意识。
在教学中，可适时向学生介绍“哥德巴赫猜想”：任何不小于6的偶数都是两个奇质数的和。这个命题是德国数学家哥德巴赫根据实验结果用归纳的办法猜想的。他于1742年6月7日写信给欧拉，希望欧拉能帮助他作出证明。欧拉在同年6月30日的回信中说他相信这个猜想，但他不能证明。欧拉是当代首屈一指的数学家，这个问题叙述如此简单，而欧拉却不能证明，这引起了大家的注意。1937年苏联数学家维诺格拉托夫证明了“充分大奇数可以表示为三个质数之和”，由此推出每一个充分大的整数都是四个质数之和。1938年，我国著名数学家华罗庚证明了“几乎全部偶数都能表成两个质数之和。”换句话说，任取一个偶数，它能表示成两个质数之和的概率是1.1966年，我国数学家陈景润证明了“每一个充分大的偶数都能够表示为一个质数及一个不超过二个质数之乘积之和。陈景润的结论已经接近哥德巴赫猜想的解，被国际数学界誉为“杰出的成就”。至今，这仍是“哥德巴赫猜想”的最好结果。
远在5000多年前，埃及、巴比伦、中国、印度等文明古国的人民，在测量土地、疏通河道、制造工具及日常生活用品等农牧业的实践生产劳动中，积累了大量的有关几何图形的知识，得出了计算面积、容积、测量距离等的方法产生了几何学。公元前7世纪，几何学从埃及传到希腊，并逐步演变为几何原理之间的逻辑推理，而欧几里得的《几何原本》又将几何上升为系统的数学理论。15、16世纪，特别是17世纪，生产实践向自然科学提出了许多新的研究课题，于是有了“笛卡儿坐标”，产生了解析几何学。这些数学科学的取得，经历了封建迷信、宗教统治时期、资本主义文艺复兴时期直至当代，每一次的进步无不是一次创新革命的成果。
又如，我国在前未能采用国际通用的符号体系；在1906年京师大学堂使用的教科书上就用“天”、“地”、“元”等来表示未知数，用符号“”、“”等来表示加、减，分数则自上往下读，这样式子就被写成：，这是及不方便的。还有古希腊毕达哥拉斯学派的弟子希勃索斯向毕氏学派“万物皆为数”（指有理数）发出质疑，由次而来“无理数”；中世纪意大利数学家斐波那契等人为提倡阿拉伯数这种优越记数法，自己忍受了讽刺和挖苦。
回顾数学发展史，刘徽与“割圆术”、祖冲之与“缀术”、李冶与“天元术”、秦九韶与“大衍求一术”、欧拉与“七桥问题”、古里斯与“四色猜想”、当代数学家华罗庚的“优选法”、吴文俊的“吴方法”都是具有国际声誉的成就。这些数学成就的取得，无不是中外学者为了数学的不断完美呕心沥血写下的无数可歌可泣的壮丽篇章。
2.在课堂教学，结合数学应用性问题加强人文教育。
例2.1 某顾客采用分期付款方式购买一台售价为5000元的电脑时，与商店约定，在一年内分6次将款全部付清，即购买后2个月第1次付款，再过2个月第2次付款，……购买后12个月第6次付款，问该顾客每期应付款多少，总共应付款多少？（规定月利率为0.8%，每月利率按复利计算。）
例2.2 某公司计划在今年内同时生产纳米洗衣机和智能DVD，由于这种产品需求量大，有多少就能卖多少，因此公司要根据实际情况（如资金、劳动力）确定日生产量，以获得总利润最大。已知对这两种产品有直接限制的因素是资金和劳动力，通过调查得到关于这两种产品有关数据如下表：
试问：怎样确定这两种产品的日生产量，才能获得总利润量最大，最大利润是多少？
这些例题很好的联系了生活实际，具有浓厚的生活气息，让学生懂得生活、会生活。
例2.3 某人听到谣言后1小时内传给两个人，这两个人在1小时内每人又分别传给另两个不知道这则谣言的人。如此下去，一昼夜能传遍1000万人口的大城市吗？[1]
这一例题，起先大家认为办不到，经过计算，发现却能传遍，结论出人意料，但又在情理之中，鲁迅先生说“众口烁金，积毁消骨”确实可怕。这既训练学生的数学计算能力，又使学生通过问题的解决受到思想教育，谣言传播速度惊人，影响及坏，传谣可耻。
从上面的例子，富含文化教育价值的数学应用题在对人的教育感化方面的作用是非凡的。
3.展示数学外在形式与内在结构的和谐美，使学生受到美的熏陶，体验到学科的价值，从而孕育创新的潜能，激发创造的欲望。
数学的美随处可见，有外在的形式美、内在的结构美；有简明美、对比美、对称美、序列美、节奏美、奇异美、滑稽美等，这些美在教材中俯拾即是，美不胜收。如，罗宾逊引入了作为数的无穷小，它比任何正数小，比任何负数大，但又不是零，这是什么样的数呢？在传统的和直观的范围里是无法想象的，这是何等奇妙！但他引入了，而且建立了非标准分析，用崭新的方法重建了微积分学。
4.结束语
马克思曾说过：“一门科学，只有当它成功的运用数学时，才能达到真正完善的地步。”从上文，我们体会了数学的魅力，也体会到加强数学的人文教育功能，孕育出学生的创新潜能，激发学生的创造欲望，引导中专学生更好通过三年的中专学习中地洞察人生、完善心智、净化灵魂、理解人生的意义与目的、找到正确的生活方式。
篇2
关键词：人工智能；英语教育；积极影响；消极影响
人工智能概念是20世纪五六十年代正式提出的，随着信息技术的不断发展，人工智能已成为一门新的技术科学。时至今日，人工智能技术的发展经历了人工智能起步期、专家系统推广期和深度学习期等阶段，而在应用领域也取得了重大突破，如Google的无人驾驶技术和运用深度学习算法的AlphaGo战胜围棋冠军等。除此之外，人工智能已被日益广泛地应用于经济社会各个领域，在教育领域亦是如此。2018年教育部就印发了《高等学校人工智能创新行动计划》，要求进一步提升高校人工智能领域科技创新、人才培养和服务国家需求的能力。因此，人工智能必将不断被融合到教育领域，并为大学教育变革提供新方式。基于人工智能的机器学习、人机交互与知识图谱等技术方法，可以为大学英语教师在课堂教学、备课与教学研究等多个方面提供支撑；可以为大学英语教学管理与治理提供决策支持；可以为大学生英语自主学习和教师备课提供智能推荐支撑。目前，学者们已对人工智能对英语教育的影响进行了相关的研究。如高华伟分析了外语作文智能评阅与形成性评价融合策略；刘洋针对人工智能技术与高校英语教学的相互关系，通过调查问卷和访谈等方式，分析了现有计算机辅助语言学习软件和系统的不足，并提出了相应的解决策略；张艳璐对人工智能在给英语教学带来机遇的基础上，探究了人工智能在大学英语教学中的应用；赵生学分析了人工智能时代大学英语教学的变革与策略；严燕分析了人工智能时代英语教学促进学生深度学习的路径。在人工智能时代，人工智能技术必将对大学英语教育领域各个方面产生重大影响，如大学英语人才培养目标、教学内容、教学计划、教学策略、教学模式、成绩评价体系与英语领域科研等方面。针对此，本文在现有研究的基础上，重点从教师和学生两个层面分析人工智能对大学英语教育的积极影响和消极影响，并提出相关建议，以期为大学英语教师教学与大学生英语学习提供参考。
一、人工智能的积极影响
人工智能技术在大学英语教育领域的应用，将对大学英语教学资源、教学模式与大学生二语习得等方面产生积极作用，主要体现为以下几个方面。
（一）丰富了大学英语教与学资源人工智能技术的发展与应用为大学英语教与学提供了丰富的资源。如互联网上含有丰富的英语视频与图片等资源；在线教育平台也提供了大量的英语课程资源，如中国大学生慕课、雨课堂等，它们各具特色，可为教师与学生提供多样化选择。因此，人工智能技术一方面可为大学英语教师提供丰富的教学素材，同时还可根据大学生学习目标与学习习惯等为其英语学习提供丰富的课外资料。同时，很多网络资源可下载或者回放，这样可以使得大学生的英语学习不再受到时间与空间的限制。特别是对于教育资源缺乏的地区而言尤为重要，可以在很大程度上解决教育资源不平衡问题。其中，百度教育大脑的智能备课系统便是典型应用案例。其依托百度人工智能、大数据和云平台的优势，整合了丰富的优质资源。对于教师而言，此平台可按照教学进度为教师提供经过筛选的教学素材，节省教师的备课时间，提高其工作效率。
（二）丰富了大学英语的教学方式传统的大学英语授课往往以线下课堂教学方式为主，而人工智能技术的使用丰富了大学英语单一的教学方式。可利用网络平台，如雨课堂、慕课平台等，开展大学英语线上教学模式或者线上线下混合教学模式。新的教学模式有利于教师在大学英语教学过程中采用不同的教学策略。使用新的教学模式和不同的教学策略可以提高大学生学习英语的兴趣，进而有助于提高大学生英语习得的效率。
（三）提高了大学生英语习得的效率由于英语习得是一个复杂的心理过程，与大学生的情感因素、学习动机等密切相关。采用人工智能技术的大学英语线上教学方式，使得教师与学生之间不是面对面的交流互动，可以在一定程度上缓解学生焦虑、害怕等情绪，有利于学生的英语学习。动机是英语习得中重要的非智力因素，也是影响大学生英语习得效率的重要内在因素之一。学习动机与使用另一种语言的兴趣密切相关。而人工智能技术采用丰富的英语学习资源以及英语教学方式的多样化，这些有助于提高学生学习英语的兴趣，进而增强学习英语的动力。
（四）形成了大学生英语习得分析数据库人工智能技术是以大数据为依托，可以跟踪和记录大学生英语课堂学习和课后学习等各种信息数据，进而可形成大学生英语习得数据库。基于大数据分析与人工智能技术方法，如数据挖掘、关联性分析和回归预测等，可以挖掘大学生英语学习背后的规律特征，了解到每个学生的具体情况。进而构建每个学生的英语学习画像，如学生的线上学习状态、课程作业完成情况、测试成绩和学习方式等。可为教师形成可视化的学生个体和班级整体的学情分析报告。因此该数据库有利于教师掌握每位学生的英语学习状态，掌握学生个体差异，为调整教学方式、教学方法与策略提供支撑。同时，上述数据为大学英语教学与大学生英语习得的研究也提供了数据支撑。
二、人工智能的消极影响
人工智能在大学英语教育领域对教师与学生发挥着积极的作用，同时对他们也产生了一些消极的影响，主要体现为以下几个方面：
（一）对教师的消极影响由于大学英语课堂教学存在一定的缺陷，往往需要改进此教学方式。而人工智能技术的应用，虽有助于大学英语教学改革，但还需要教师熟练掌握人工智能相关技术的使用，会给信息技术能力比较薄弱的教师造成压力。借助人工智能平台，大学英语教学不受时间、空间和学生人数等影响，势必会减少大学英语教师的需求，造成大学英语教师面临失业的压力。进而影响大学英语教师的工作积极性，以及大学英语教学质量。
（二）对学生的消极影响根据语言资本理论与期望价值理论，大学生英语学习的期望价值主要是经济期望价值。而大学生英语学习的期望价值与学习目的和行为密切相关。比如大学生英语学习经济期望价值主要体现为学习英语对未来找工作很重要，可以增加经济收入。而人工智能技术在语言领域的应用，势必会影响大学生对英语学习的期望价值。如人工智能翻译机的出现，使得各种语言之间翻译非常容易。即使不懂英语，也可使用它进行英语交流。因此，人工智能技术在英语领域的应用，将降低大学生英语学习的期望值，进而影响他们英语学习的兴趣与目的。
（三）对师生关系的消极影响基于人工智能技术的大学英语教学，将改变传统的以教师为中心的模式，使得教师在教学过程中的中心地位得到弱化。学生通过人工智能技术，可以很好地收集到自己需要的各种英语学习资源，如在线课程、英语讲座视频和英语文本资料等，甚至可以通过自学的方式完成英语学习任务。但这些将弱化教师与学生之间的互动以及情感，从而隔阂了教师与学生之间的关系。
篇3
一、认知法概述
认知法（Cognitive Approach）又叫认知—符号法（Cognitive-CodeApproach），产生于20世纪60年代，代表人物是美国心理学家布鲁纳（J.S.Bruner）、卡鲁尔（J.B.Carroll）。认知法主张发挥学习者智力的作用，通过有意识地学习语音、词汇、语法知识，理解、发现并掌握语言规则，从而能从听、说、读、写方面全面地运用语言。它重新肯定了语法—翻译法（Grammer Translation Method），因此被称为“改进了的现代语法—翻译法”。认知法的语言学理论基础是乔姆斯基（A.N.Chomsky）的转换生成语法理论，该理论认为语言是受规则支配的体系而不是习惯体系，人类学习语言绝不能仅靠模仿记忆，而是一种有意识的、创造性的运用过程。心理学理论基础是认知心理学，该理论认为学习是一个感知、记忆、思维和想象的过程，是大脑抽象思维活动的结果，而不是简单的刺激—反应。
认知法的基本教学原则如下：1.外语教学要以学生为中心，调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的自学能力。2.在理解语言知识和规则的基础上操练外语，强调有意义的学习和有意义的操练。3.主张听、说、读、写齐头并进，全面发展。各种感觉器官综合运用，以求达到最佳效果。4.适当地使用学生的母语。教学时，适当地进行母语与目的语的对比，可使教学具有针对性和预见性。5.学生出现错误在所难免，对于影响交际的错误要加以纠正，对于一般性错误不必有错必纠。6.广泛运用直观教具和电化教学手段，使外语教学情景化、交际化。（张兼中，1983：191～194）
功能法认为成年人学习外语和幼儿学习母语的特点是不一样的。成年人学习外语一般是在人为的语言环境（教室）中进行的，学习者是在掌握了母语的基础上来学习外语的，而且成年人的学习具有自觉、有意识等特点。因此，功能法的优点在于重视成年人学习外语的特点，强调智力的发挥，主张在理解语言规则的基础上创造性地使用语言。
二、功能法概述
功能法（Functional Approach）又叫交际法（Communicative Approach）或意念法（Notional Approach），产生于20世纪70年代，在英国语言学家威尔金斯（D.A.Wilkins）《语法大纲情境大纲和意念大纲》一文中被首次提出。当时，西欧各国之间政治、经济、军事、文化等各个方面的交流日益频繁，这样的环境要求有更多的人能够熟练使用外语进行交际。同时，由于学外语的人的职业特点和工作性质不同，对运用听、说、读、学能力的要求也不相同，这就导致了教学目的的多样性。因此，功能法便应运而生。功能法的语言学基础是社会语言学和功能语言学。社会语言学认为语言的社会交际功能是语言最本质的功能，语言的形式、意义和功能是相互作用的。功能语言学的代表人物韩礼德（Hallidy）则提出了“语段分析”（Discourse analysis）理论。功能法的心理学基础是心理语言学，代表人物是费利克和哈思。
功能法的主要教学原则有：1.以功能为纲，根据教学的实际需要选取真实且实用的语言材料。2.教学过程交际化，创造接近真实交际的语言环境，教学方法多样化。3.单项技能训练与综合性训练相结合。4.强调表达内容，不过分苛求形式。对于学生的错误要有一个容忍度，那些不影响交际的一般性错误可以不必纠正，不必过分苛求。5.圆周式地安排语言材料，循序渐进地组织教学。常见的方式是以话题来安排顺序，把功能和结构统一起来，每个话题要有几次循环，每循环一次就增加一次难度。（盛炎，1990：175）
功能法的优点是：教学目的性明确、针对性强，教学内容大都是根据教学对象的实际情况而定的，选用的语言教学材料大都是本专业人员所必需的，在教学方法上也根据不同专业人员的需要而对听、说、读、写能力的训练有不同的要求或侧重。
三、认知—功能教学法在对外汉语教学中的应用
本文以广西医科大学临床医学专业全英授课班一年级留学生为教学对象，下面是笔者的汉语综合课第三课教学过程，所使用的教材是杨寄洲《汉语教程》修订本第一册（上）。我们将“认知—功能教学法”应用于对全英班留学生的汉语课程中，具体教学过程分析如下：
（一）教学过程展示
课文：第三课《明天见》
A：你去邮局寄信吗？
B：不去。去银行取钱。
A：明天见！
B：明天见！
第一步，展示。我们在PPT上通过图片展示有关的地点名词和行为动词，例如地点名词：邮局、银行、食堂、教室、学校、宿舍、厕所、超市、医院等；行为动词：吃饭、睡觉、学习、买东西、看病、寄信、取钱等。这些词语跟课文中出现的句型有关，是留学生为在中国学习生活急需习得的。
第二步，语言要点练习。我们从课文中提炼出了本课的重点句型——“Sb+去+P+V”①，然后利用各种方法进行练习，例如举例说明“你去邮局寄信”“我去食堂吃饭”“他去银行取钱”“妈妈去超市买咖啡”，或者通过使用是非问、特殊问等，要求学生用该句型回答。做这些练习，是为了让学生熟悉该句型的语言结构形式。
第三步，语境练习。通过游戏，将前面的语言材料放在有语境的游戏中练习。根据学生的实际情况及这个句型的结构特点，我们设计一个游戏，命名为“不可思议”。游戏操作具体如下：1.教师课前准备好三个纸盒，并在其中分别投入写有“学生姓名、地点名词及行为动词”的数十张小卡片；2.课堂上，每个学生依次从三个纸盒中抽出一张，并把所得的句子读出来，如“张红去银行睡觉”“李明去厕所吃面条”“王华去教室取钱”等。这样的句子既可以活跃气氛，也便于学生记忆和应用。
第四步，实际运用。要求学生在“打招呼”这个语境中，重新组织所学过的语言材料，自由对话。这一步是模拟性的交际活动，特点是无限制、完全自由，目的在于培养学生的汉语交际能力。
（二）教学过程分析
上述教学过程的第一步，主要是教给学生相关的语音、词汇等语言知识，如地点名词、行为动词；第二步主要是教给学生相关的语法结构，如重点句型“Sb+去+P+V”。语音是语言的物质外壳，如果学生发音不清或错误，势必会影响他们的交际活动；词汇是语言教学的基石，没有它作为建筑材料，学生就无法构建句子，也无法表达思想，所以词汇量的多少直接影响学生听、说、读、写等各方面语言能力的培养；语法即语言的规则，任何语言都有自己的语法规则，人们在交际中使用的言语都要受语法规则的支配和制约，学习语法知识能够帮助学生深入理解语言现象，并能够培养和提高学生举一反三的自学能力。这两个阶段的教学目的是让学生理解课文中相关的语言材料，掌握语言的结构、用法和意义，强调学习者智力的发挥及对语言规则的理解正是功能教学法的核心观点。我们将这种过程归纳为语言的理解。
在理解语言材料、掌握语言规则之后，学生还要有能力正确运用这些语言知识。教学过程的第三步就是培养语言能力。在这个过程中，我们通过进行“不可思议”这个游戏，一方面检查学生对前面所学语言知识的理解情况，另一方面培养学生运用语言知识的能力。类似这种理解性练习还有很多，根据这课的重点句型及学生的实际情况，我们还可以进行动作反应练习，即老师说句子，学生根据句义表演。例如，老师说“小强在教室洗澡”，然后让一位学生到讲台前将这个句子表演出来。这个阶段主要是运用了认知法的教学原则，但从教学方法上看，我们运用了听说法或视听法的某些练习形式。这种建立在语言理解基础上的语言练习过程，我们称之为培养语言能力。
语言能力只表明学生掌握了所学的语言材料，并不代表学生已经掌握了相关的交际能力，所以要进入第四步的实际运用阶段。如上文所述，我们的教学对象是医学专业的留学生，他们对汉语技能的需求集中体现在听和说方面，因此我们应该根据他们的需要来设计相关的练习语境。自由对话是一种模拟性的言语交际活动，学生可以脱离课本，根据自己的需要设计对话。这些对话以学生为主，教师在旁边加以引导，并作必要的补充。在这一阶段，根据学生的专业特点，还可以进行知识扩展，增加医学词汇教学环节，以此来满足学生的专业需求。因为留学生和中国人在意义的表达和言语的使用上都存在很大的差异，所以教师还要注意培养学生的跨文化交际能力。这就要求教师在课堂上能适当介绍中国人的风俗习惯、行为模式等，或进行中外语言文化对比，以培养学生正确、恰当地使用汉语的能力。根据不同专业人员的需要，对听、说、读、写能力的训练有不同的侧重，这体现了功能法的教学原则和优点，我们将这个环节归纳为语言的运用。
注释：
①本文的缩略语符号——Sb：某人；P：处所；V：动词或动词性短语。
参考文献：
[1]邵菁，金立鑫.认知功能教学法[M].北京：北京语言大学出版社，2007.
[2]盛炎.语言教学原理[M].重庆：重庆出版社，1990.
[3]王继根.外语教学中的三大学习理论述评[J].苏州教育学院学报（社会科学版），1996，（12）.
[4]薛燕华，刘桂琴.外语教学法流派的心理学基础[J].兵团教育学院学报，2004，（1）.
[5]曾怀琳.谈认知-交际教学法在外语教学中的应用[J].湖南农业大学学报（社会科学版），2007，（12）.
篇4
关键词：隐喻；认知功能；外语教学
中图分类号：G4241
文献标志码：A
文章编号：1002－0845(2007)06－0046－02
收稿日期：2006-12-12
作者简介：孙厌舒（1979-），女，山东聊城人，副教授，硕士，从事语言习得及英语教学研究。
一、隐喻的认知功能
对隐喻认知功能的研究最早可追溯至亚里士多德时代。亚氏把隐喻看做是一个概念对另一个概念的替换，并且指出，诗歌中隐喻的运用有一定的语境(Mahon，1999)。隐喻的认知功能在17和18世纪再次被Vico和Teasaoro提及，只是进入20世纪以后，隐喻的认知功能才被贬低，隐喻被当成了一种静态的形式逻辑的符号。例如Searle(1977)从语言学的观点出发，把隐喻仅仅看做是一种语用现象。为此，莱科夫和约翰逊一针见血地指出，“典型的看法都认为隐喻仅仅是一种语言特点，是语言的问题而不是思想或行为问题”(Lakoff & Johnson， 1980)。他们以《我们赖以生存的隐喻》一书大张旗鼓地提出了隐喻的认知功能，从而把对隐喻的认知功能的研究推向前所未有的高度。他们认为，隐喻的本质是通过甲事物来理解和体验乙事物，人的概念系统就是通过隐喻建构起来的，即所谓“我们的思想和行为本质上都是隐喻的” (Lakoff,1980)。自此，对隐喻的认知功能的研究逐渐发展起来。卡梅伦(1999)也指出，隐喻具有语言修辞功能、认知功能和语用功能。国内学者束定芳在《隐喻学研究》一书中，把隐喻功能划分为修辞功能、语言学功能、诗歌功能、认知功能、社会功能和文字游戏功能。其中隐喻的认知功能主要指隐喻是人类认识概念系统的基础和组织经验的工具，为人类认识世界提供了新的视角。一般认为，隐喻的认知机制主要体现为从源领域到目标域的映射，表现为人的思维中存在的系统的概念隐喻。在特定语境中，这种概念隐喻常常意味着信息的筛选和整合，而且根据Lakoff的“不变原则”，这种认知映射具有系统性特点，即源领域的结构系统映射到目标域时，原有的基本图式结构不变。
二、外语教学中隐喻的应用研究回顾
卡梅伦较早地探讨了具有认知功能的隐喻的应用。她认为，隐喻首先是一种语言使用现象，语言的认知性与社会性相互作用产生了语言行为。因为语言是一个复杂的、动态的系统，语言资源只有在特定的语境中被应用、加工，才能达到互动的目的。作为语言学者，应当揭示种种语言行为的内在过程。因此，研究隐喻，要把隐喻的社会层面和认知层面都包括进来。在此基础上，卡梅伦建构了隐喻的应用框架：1)理论层面；2)加工层面；3)神经层面(Cameron， 1999)。近年来，第一层面主要研究隐喻的认定和分类，第二层面主要指隐喻在特定文化语境下的作用和解释，第三层面研究处理隐喻时的神经活动。国外对隐喻的认知功能的应用研究已逐渐扩展到很多领域，例如Gwyn(1999)有关隐喻的认知功能在医疗中的应用研究，Clarke (1999)对儿童话语中隐喻的分析，Forceville(2000)对广告中隐喻的认知作用的研究，等等。
相比之下，在外语教学领域里，有关隐喻认知功能的应用研究要少得多，仅有零星的研究散见在认知语言学著作里。在首届全国认知语言学研讨会上，庞继贤和丁展平(2002)曾撰文讨论过隐喻的应用语言学研究，尝试把卡梅伦的三个层面应用于外语教学。王寅(2004)提出了在外语教学中培养学生的隐喻能力的问题，蔡龙权(2005)也提出了把隐喻性表达作为一项外语交际能力的设想。但是隐喻的研究成果仍未在外语教学领域里引起足够的重视。国外的相关研究亦很少，且多为母语为英语的二语习得研究。例如Cameron(2003)对英语国家课堂中出现的隐喻的分析，Cortazzi(1999)对本族语教师与学生有关“教学”、“教师”等概念的隐喻性理解和表达的研究。另外，这些研究也都没有直接探讨外语教学和隐喻的关系。
鉴于此，本文拟在前人研究的基础上探讨隐喻在外语教学中的主要应用层面，分析外语教学中隐喻应用的可能性，以期为隐喻的认知功能在外语教学中的进一步应用探索路径。
三、隐喻的认知功能在外语教学中的应用
隐喻作为一种认知模式，出现在政治、经济等各类语篇中(孙厌舒，2004)。我们的外语教材中也有大量的隐喻。隐喻在外语教学中的作用不容忽视。
基于卡梅伦的应用框架理论，在中国文化语境下，隐喻在外语教学中的应用也可分为三个层面：1)语言层面；2)交际层面；3)文化层面。语言层面主要包括隐喻的认知功能在外语教学中对各种语言现象的提炼和组织的作用。隐喻在交际层面上的应用是培养学生语言能力的重要方面，也是外语教学中经常涉及的问题。文化层面上，隐喻的认知功能在外语教学中主要涉及到文化教学与语篇理解。
1．语言层面
语言层面上，隐喻的认知功能主要表现在三个方面：(1)隐喻能有效地明确教学中的概念。Cortazzi总结隐喻的认知功能对外语教学的借鉴之处时指出，“隐喻能有效地明确教学中的概念，系统地组织概念”(Cortazzi，1999)。隐喻在从一个领域向另一个领域的投射中，一些特征在被形象化、具体化的同时也系统地被提炼。在语言学研究中，不同的隐喻用来明确不同的概念。例如，Saussure认为，Language is a game of chess．Chomsky提出 Language is growth，而Halliday则认为Language is a resource。在外语教学中，一些较抽象或较陌生的概念可以借助隐喻来明确。写作教学中的“大纲”(outline)，阅读教学中的“框架”(scaffolding)等，都是利用隐喻来明确概念的。（2)隐喻性的映射可以用来解释一词多义现象，可以说明词的具体义项和抽象义项之间的联系，可以使学生了解词的演变机制，从而更好地理解、记忆词汇。认知语义学认为，支配着一词多义现象的不同意义之间关系的原则是由具体到抽象的隐喻性映射。隐喻的认知功能正是很多词汇产生多义的原因。Lakoff举过“foot”的例子：the foot of a mountain，the foot of a list中的foot正是将人们对人体的认知投射到其他事物上产生的意义。再比如通过了解表示空间概念的词，如“up”、“down”等在语义扩展中的意义就可以深刻理解英语中介词意义的多元性和抽象性(赵艳芳，2000)。(3)借助语言的隐喻本质及其隐喻概念，学生可以更好地理解教材中的隐喻性语言。特别是在文学作品阅读和欣赏中，对隐喻的正确理解和把握能有效地帮助学生提高阅读能力，理解作品的修辞及意境。教师可以通过讲解隐喻的认知模式，帮助学生理解隐喻的含义，达到举一反三的目的。例如，《新编英语教程》第6册15课“Teaching as Mountaineering”中，教师被喻为登山者。这里教学是源领域，登山为目标域。源领域和目标域之间基于相似性而成功地被映射，固然是因为两者都有艰难险阻，都能带来成功的喜悦，但更重要的原因却是，教师必须像登山者一样善于“结绳”，即帮学生串起一个个知识点，或把书本知识和学生的实际联系起来，把课堂教学和课外实践联系起来。通过对源领域和目标域的相似性的把握，教师可以比较顺利地把隐喻蕴涵的意义传达给学生，促进学生的阅读理解。
2.交际层面
① 选自Istvan Kecskes(1999)。语言的普遍隐喻化表现在词汇和语篇中，也表现在受情景制约的言语中。Lakoff(1980：4)说：“隐喻充满了我们的日常生活。”而Richards(1936：94)则指出：“我们的三句话里就有一句隐喻。”交际言语中出现大量的隐喻表达也是基于我们的隐喻认知机制。隐喻源于我们的隐喻概念系统，而这一系统又源于我们对外部世界的体验。我们可以想象，我们的祖先是从认知空间和自己开始认识世界的，所谓“远取诸物，近取诸身”。隐喻的认知基于身体体验，产生于一定的情境，并且必然受情景的制约(Lakoff & Johnson，1999：468)。例如“give me a break”①在特定情境中，它们意思并不是“让我休息一下”，而是表示一种拒绝或反对。当我们用“give me a break”表示拒绝时，所形成的并非仅仅是一个语言事实，而且是一个言语社区所共同认可的交际行为。再如，在某特定情境中，“get out of here”①的意思也许并不是“leave”，而是“don’t fool me”。可见，我们交际中使用的隐喻化表达方式不仅普遍，而且是与语境密切相关的语言现象。对外语学习者而言，隐喻化表达既是一种语言能力，也是一种交际能力。
面对交际中大量的隐喻化表达方式，我们认为，在外语教学中，培养学生的交际能力、隐喻性表达方式和思维方式是不可或缺的。但是目前我国外语教学中缺乏专门隐喻性表达的训练，外语教师甚至尚未建立起培养学生的隐喻化思维和隐喻化表达方式的意识。蔡龙权曾撰文指出，“隐喻性表达是外语交际能力的必要构成，应该把它设立为我们外语教学的一个高级性学习目标”(蔡龙权，2005）。王寅(2004)也提出在外语教学中要提高学生的“隐喻能力”。两位学者都提出要把隐喻确立为我们外语教学的一项内容，是很有见地的观点。
3.文化层面
隐喻的认知模式也有不同的文化意蕴。如上所述，隐喻产生于体验，产生于特定的文化情境，同时也是文化的组成部分。Lakoff指出，“我们所说的体验决不仅仅涉及某个个体，确切地说，每一种体验都是在一个广阔的文化背景前提下产生的……所有体验都完完全全是文化的产物”。隐喻本身的文化意蕴已是语言学界的共识。外语教学必须同时教授文化，这也已是外语工作者的共识。Swiderski(1999)详细讨论了如何通过阅读和写作来提高语言学习者的文化意识问题。
的确，讲授隐喻固有的文化意蕴是进行文化教学的一个方法。然而通过分析隐喻的认知功能，可以在更深的层面上达到文化教学的目的。通过考察隐喻的认知模式，考察隐喻对概念的整合功能和对信息的筛选作用，可以帮助学生更深刻地理解隐喻所传达的文化意蕴。
四、小结
本文讨论了隐喻的认知功能在语言层面、交际层面、文化层面上在外语教学中的应用问题。上述三个层面中，语言层面是基础，交际层面和文化层面在语言层面的基础上得以发展并与之相辅相成。
但是隐喻的认知功能并非仅限于这三个层面。外语教学中学生听、说、读、写几个方面的语言能力是相辅相成的，隐喻的认知功能对学生语言能力的影响也是多方面的。我们相信，通过提高学生对隐喻的认知功能的理解，能够提高学生的综合语言能力。在外语教学中，虽然目前尚不可能进行独立的隐喻教学，但我们可以从隐喻的认知功能这一角度对学生进行必要的训练，使学生透过表面的语言现象，捕捉其中蕴含的文化信息，逐步培养学生对隐喻的认知功能敏锐的捕捉力和隐喻化的表达能力。
参考文献：
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［2］Lakoff，G.& M．Johnson，Metaphors We Live By［M］．Chicago：The University of Chicago Press.
［3］蔡龙权.隐喻理论在二语习得中的应用［J］．外国语，2003(6)：38～42．
［4］蔡龙权.关于把隐喻性表达作为外语交际能力的思考［J］．外国语，2005(6)：21～26．
［5］孙厌舒.认知研究与外语教学［J］．基础教育外语教学与研究，2004(5)：50～53.
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关键词：人工智能；计算机网络教学；现状；运用
中图分类号：TP393-4
所谓人工智能，就是利用人工方法在计算机上实现智能，也可以说是人工智能在计算机上的一种模拟。人工智能广泛融合了神经学、语言学、信息论和通讯科学等众多学科和领域。目前主要存在三条人工智能研究途径：一是以生物学理论为支撑，掌握人类智能的本质规律；二是以计算机科学为支撑，通过人工神经网络进行智能模拟，实现人机互动；三是以生物学理论为支撑。
1 人工智能技术的特征
智能技术主要分为两类，人类和计算机智能，两者存在相辅相成的关系。利用人工智能技术能够实现人类智能向机器智能的转化，相反，机器智能也能够利用智能教学转化为人类智能。
1.1 人工智能的技术特征。首先，人工智能具备非常强的搜索功能。该功能是利用相关搜索搜索技术实现对海量信息的快速检索，满足个性化信息需求；其次，人工智能具备很强的知识表示能力。具体来讲，就是人工智能对信息的行为，能够像人类智能一样，对模糊的信息加以表示；最后，人工智能具有较强的语音识别和抽象功能。前者主要是为了对模糊信息加以处理。而后者主要是为了对信息重要度加以区分，以便提高信息处理效率。用户只需要智能机器提出具体要求便可，至于复杂的解决方案就交给智能程序了。
1.2 智能多媒体技术。首先，人机对话更加灵活。传统多媒体在人机对话方面极为欠缺，导致教学单调乏味，不能取得预期良好效果，但智能多媒体却不然，他能够实现人机自由对话和互动，同时还能结合学生实际对学生的问题给出不同层次的答案。其次，教学可行性更强。由于学生在认知能力和个人素养方面都存在差异，而且学习主动性也不尽相同，人工智能必须要结合学生实际学习状况，为每一位学生设计制定个性化的学习计划和学习目标，对学生进行针对性较强的教学，真正实现因材施教。再次，具有强大的创造性和纠错性。前者属于人工智能的显著特征，而后者属于人工智能的重要表现方面。最后，智能多媒体具有老师特征。在实际教学过程中，智能多媒体可以对教学双方的行为进行智能评价，以便能够及时发现教学中的薄弱点，有助于实现教学相长，全面提高教学质量和教学效果。
2 计算机网络教育的现状
随着现代科学的进步，网络信息的发达，人们的教学观念和学习观念都发生了前所未有的改变，网络时代正全面到来。为了满足现代社会对人才的实际需求，培养大量现代化优秀人才，计算机网络教学模式业已成型并不断完善。目前，高校正规教学模式依然是现代教学主流，尽管在系统传授知识和规范培养人才方面具有无可比拟的优势，但在资金投入、效益创收和时空限制等方面具有很大的弊端，灵活性不足，无法有效满足现代教育的发展要求。
计算机网络教学对传统教学形成了巨大挑战，并产生了深远影响。它不仅有效弥补了传统教学的时空限制缺陷，而且赋予了教学极大的乐趣性，吸引了越来越多的人积极投身到网络教学建设中去，任何人无论何时何地都能够通过网络课堂去学习和提高。但目前计算机网络教学发展仍处于探索期，在实际运用方面还存在许多问题：第一，计算机网络教学中的学习支持服务体系尚不健全，导学手段和答疑方法还非常落后，由于各种原因，在服务方式上缺乏针对性、策略性和积极性；第二，计算机网络实验教学中存在着空间分散、时间流动和自主性差等问题和弊端；第三，计算机网络的系统承载能力和信息查询能力还十分有限；第四，如何实现计算机网络考试的开放性，确保考试的客观性、公正性、权威性，已经成为网络教学发展的瓶颈；第五，计算机网络教学中的核心支撑系统――CAI，还无法有效满足和适应网络教学的实际需求和发展要求。
主流CAI课件主要有两种，一种是单机版的初级课件，包括简单的Authorware课件、PPT幻灯片和图文网页等。一种是高级的网络版课件。该类课件主要以静态图文和动态演示组成的网页为主，以聊天室、电子邮件和QQ群等形式为辅，实现师生互动、网络答疑的一种改进型课件。初级课件在实际教学中以操作容易、更新及时和维护方便著称，但实际上就是传统教学手段的变相挪用。还有些课件，尽管在互动性方面有着不错的效果，但是制作繁琐、更新较慢和维护复杂。因此，高级网络课件是目前网络教学中的主流课件，已经成为了计算机网络课件的固定模板。改进型的网络课件有效地解决了传统多媒体在师生互动不足的问题。上述两类课件是现在最为常见的两种CAI课件，尽管两者都有各自的优势，但作为网络教学的重要手段，仍存在许多问题和弊端：无法实现因材施教，无法开展层次教学；作为教学的一大主体，学生在个性化交互操作方面仍有很大不足；对学习过程中出现的普遍问题无法进行智能统计、分析和评价等。
3 人工智能技术在计算机网络教学中的运用
3.1 人工智能多媒体系统。（1）知识库。智能多媒体已经不再是用来进行纸质媒体数字转化的工具了，它应该具备相应完善的知识库，而知识库里的教学内容要结合教学实际和学生现状进行针对性、个性化设计。同时，要实现知识库资源的高度共享，并及时加以更新和补充，如此才能充分发挥知识库的教学服务作用。（2）教学板块。教学板块的设计主要是出于教学综合性考虑的，教学方法的创新是其关注的重点内容。该模块的实现要以掌握专业知识、教学策略和人机对话等领域的知识为前提，结合学生实际学习现状和特点，利用智能系统的现代化技术手段对知识和相关教育措施加以高效搜索。（3）学生板块。及时掌握学生心理动态和学习状况是智能网络教学的一大特征，结合学生实际状况加以智能评判，进而加以针对性指导和个性化辅导，实现因人施教和因材施教，全面提高学习效率和学习质量。（4）用户模块。用户模块是智能系统无法忽视和省略的关键模块，整个智能系统的正常运行离不开人工程序操作，用户需要通过用户终端将教学内容上传到网络教学平台，才能顺利完成教学。
3.2 人工智能多媒体教学的发展。（1）加强与网络的结合。随着网络技术的成熟，智能网络教学与网络之间的关系日益紧密，多元化、多维度网络空间日益成为一种趋势。互联网具有信息量大、更新速度快、超时空性等优势，加强与网络的结合是人工智能计算机网络教学未来发展的重要方向。（2）加强智能的应用。人机对话、机器指导的教学模式将成为未来网络教学的核心模式，传统教师的角色将逐渐被计算机取代。最为典型的就是现代智能导航系统。（3）加强系统软件的研发。系统软件的更新日新月异，旧的系统软件已经无法有效满足网络发展的时代要求，加强系统软件的研发以便充分满足网络要求，更好地帮助学生解决实际问题，进而提高学习效率和教学质量。
4 结束语
人工智能技术在计算机网络教学中的运用将为现代化教育提供新的发展思路，将全面改善网络教学环境，拓展学习服务渠道，提高计算机网络教学质量，并有可能彻底打破计算机网络教育的时空限制，全面加强网络教学的开放性，实现网络学习的个性化、人性化和智能化，充分落实以学生为本的教学理念。未来CAI技术的进一步成熟将全面提高网络教学的整体格局，我们有理由相信，智能网络教学将迎来全新的发展春天。
参考文献：
[1]刘广钟，高军，刘，李吉彬.报文分析技术在计算机网络教学中的应用[J].计算机教育，2014（01）.
[2]赵冉，朱西方.仿真技术在高职计算机网络教学中的应用探讨[J].河南科技，2014（01）.
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关键词:机器人教育 教育机器人 认知发展 教学目标
一、引言
据预测,21世纪中期,人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代,机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。近年来,随着机器人价格的下降、简易性的提高、其潜在的巨大教育价值逐渐得到社会的认可,使得机器人进入了教育领域。在发达国家,尤其是英、美、日等国家,已将机器人作为一种教学辅助工具,上至高等院校、研究机构,下至中小学、幼儿园,都正在积极开展机器人相关的教研活动。为了适应未来科技社会对人才培养的需要,我国教育部从2003年起把中小学机器人比赛纳入全国中小学电脑制作活动中,2003年颁布的普通高中新课程标准又将“人工智能初步”及“简易机器人制作”列入选修内容。
机器人是一种能够通过程序控制,自主完成某类任务的机器系统。教育机器人则是一类应用于教育领域的机器人,它一般具有以下特点:首先是教学适应性,符合教学使用的相关需求;其次是具有良好的性能价格比,特定的教学用户群决定了其价位不能过高;再次就是它的开放性和可扩展性,可以根据需要方便地增、减功能模块,进行自主创新;此外,它还应当有友好的人机交互界面。
国内中小学机器人教育教学的开展虽已有近十年的时间,但仍然游离于日常课堂教学之外。究其缘由,其中一主要因素是当前教育机器人产品缺少规范,品牌繁杂,开放性低等教育机器人产品自身的问题。以下,我们将结合各个教学阶段学生的认知发展水平和机器人教学的要求,在对此进行阐述分析的基础上对不同阶段使用者所需的配件、人机界面等产品功能和结构设计提出一些意见和建议。
二、各阶段学生的认知发展与机器人教育目标
1.小学阶段学生的认知发展与机器人教育目标
著名的儿童教育学家和心理学家皮亚杰认为:儿童的认知是由他自身与外部世界不断地相互作用而逐渐形成的一种结构。儿童在观察事物时,往往注意新鲜、感兴趣的东西,他们对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,乐于动手操作具体形象的物体。因此,这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。
小学阶段的机器人教育,主要是让学生了解智能机器人的应用价值,培养学习使用机器人的兴趣。具体到教学要求上,对于硬件部分则要求学生了解简易机器人的基本构造;说出各类传感器(如声音、光敏、红外、温度、触摸)的功能及其对人类功能的模拟。能描述机器人各部分的功能更和工作原理,能描述机器人各部分的功能和工作原理,如通过传感器搜集信息、通过程序来判断处理信息、控制外部动作等;如果条件允许,则可要求学生根据设计要求和已有的模块化组装部件,尝试动手制作或组装简单的实物机器人,将编制好的控制程序导入到实物机器人;在程序设计方面,学习LOGO等简易语言或图形化操作界面,能够结合使用传感器模块和流程控制模块等编写程序,感受利用程序解决问题的一般过程。
2.初中阶段学生的认知发展与机器人教育目标
初中阶段正是“形式运算”阶段(12～15岁)。这个阶段的主要思维特点是,在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设来进行逻辑推演,能运用形式运算来解决诸如组合、包含、比例、排除、概率及因素分析等逻辑课题。初中生思维活动的基本特点是抽象逻辑思维已占主导地位,但有时思维中的具体形象成分还起作用。
初中阶段的机器人教育,不仅要求培养学生使用机器人的兴趣,还要教授机器人的基本工作原理,了解机器人领域的发展前沿。在硬件知识部分,除了在制作和操纵简单的机器人的基础上,探究机器人的机械装置、电子装置、传感器装置等,能力强的学生可对机器人构件功能进行拓展应用,例如用继电器和声音传感器组装声控灯;在软件部分,了解计算机控制机器人做出各种动作的简单流程,感知程序和程序设计语言,理解程序的基本结构,了解“确定算法,编程实现”这一计算机解决问题的一般过程。
3.高中阶段学生的认知发展与机器人教育目标
高中生认知结构的完整体系基本形成。高中生认知结构的各种要素迅速发展,各认知能力不断完善,认知的核心成分――思维能力更加成熟,抽象逻辑思维占了优势地位,辩证思维和创造思维有了很大的发展。思维的目的性、方向性更明确,认知系统的自我评价和自我控制能力明显增强。他们情感丰富、意志力增强,兴趣更广泛和稳定,学习动机更强烈。
高中阶段的机器人教育,已经出台了一些课程标准,如新课标“简易机器人制作”模块要求学生知道单片机和机械传动的基本知识,能设计与制作单片机和传动机械等组成的简易自动控制机器人或简单的自动控制系统。对于硬件知识部分,学生除了对各部件功能结构的了解外,也会自行改造;在程序设计方面,考虑到对学生算法与程序设计能力的培养,因此除了对图形化编程的掌握外,还要求使用更高级的程序设计语言,如Qbasic、C、Java等,通过代码编辑器直接设计程序来控制机器人运行,在编程的过程中锻炼学生的逻辑思维能力。
三、教育机器人的功能设计分析
综上所述,不同阶段学生的认知水平和教学要求都各不相同,那么不同层次的教学对象就需要选用不同的教育机器人产品,以便提供合适的功能、配件以及人机界面。那么,目前的教育机器人产品能否满足各种年龄层次的学生的需要呢?市场上不乏有很多好的教育机器人产品,但也存在一些不近如人意的地方,因此根据上述不同阶段学生的认知水平和机器人教育的要求,我们对四个阶段所用机器人产品在结构与功能、程序设计与传输、机器人本体三部分的设计进行研究,提出了如下表1所示的教育机器人的结构功能及标准要求简表1。
1.应用于小学阶段的教育机器人的设计
适用小学阶段的教育机器人,在结构设计上,主要体现在插件应用上,对于机械传动系统可选用积木式或插件式或变形式三种类型。这样的结构设计利于学生在机器人外形上做创新,凭自己的想象任意搭建机器人,设计出形态各异的机器人;对于机器人控制系统和执行系统,这部分知识要求超过了这一年龄段学生的认知,因此可选用模块功能封装的形式,分别采用一体化控制模块和成品设备;在人机交互上,可以采用人工控制的方式,例如遥控;也可用程序控制,选用简易的可视化图形编程语言,如用LOGO语言做一些简单的编程。儿童学习LOGO语言,有利于他们元认知能力的发展。考虑到学生的能力水平和教学要求,可选用程序传输这种安全简便的方式把程序导入到实体机器人当中;对于小学生来说,还应选用结实耐用的、安全的机器人产品。小学教师认为,除了以上几点外,选用的机器人产品也要方便管理。除此之外,根据学校的条件可选用一些有外形的机器人,例如,AIBO机器狗,这样可以提高学生对机器人的兴趣。
2.应用于中小学阶段的教育机器人的设计
初中阶段使用的机器人在设计上不再以外形为主,需要附加一定的功能,要求学生了解简易传感器原理及其使用,并能体现出机器人在焊接和控制应用方面的知识,其机械传统系统设计时可采用遥控式或单片机式,这样学生对单片机的原理将有初步的了解。同时,采用单片机还可以大大降低产品的价格,利于机器人教育的普及推广;控制系统可直接采用控制版,使得单片机的相关知识更为直观的展现在学生面前;对于执行系统,设计成半成品的形式,使之功能封装成模块化,利于学生自行组装;在人机交互上,除了选用遥控式外,弱化益智类玩具的概念,体现出机器人一定的智能化,可选用一些较LEGO语言要复杂些的程序设计语言,如Qbasic,为后续学习VB语言作了铺垫。传输技术还是采用安全系数高、操作简便的数据传输形式。初中教师提出,除了以上几点功能设计要求外,所设计的教育机器人不仅可以用于课堂教学,还可以用于参加比赛。
3.应用于高中阶段的教育机器人的设计
适用高中阶段的教育机器人,在结构设计上要求有更好的可扩展性和开放性,注重产品功能的综合应用,最终达到可在多门课程中通用的要求。因此,机械传动系统除了可选用初中阶段所采用的单片机形式外,还可选用嵌入式。但要注意的一点是单片机方面的设计要紧密结合通用技术模块的要求,选择可多次烧录的单片机型号和简单易学的单片机编程语言;在控制系统和执行系统部分,可采用套装散件。采用单片机和散装化套件都极大的促进了学生在实践过程中动手实践能力的提高和创新思维的培养;在人机交互方面,除了保留简易的图形编程软件平台之外,鉴于高中生的认知水平和今后计算机编程角度考虑,设计相对较抽象的编程语言接口,如Java、NQC、C++、C、汇编语言等。对于程序的传输除了选用数据线和红外线发射传输之外,还可选用烧录技术。
四、结束语
教育机器人作为机器人教育的实施平台,其建设水平的高低对机器人教育具有至关重要的影响。研制适用于不同阶段符合学生认知发展水平和教学要求的教育机器人,不仅有利于解决教育机器人产品的开发、选用,教学实施等当前机器人教育中所存在的问题,而且有利于机器人教育资源、实验经验的共享,对于推动我国机器人教育健康、规范、可持续发展有着积极的作用。同时,规范化的教育机器人产品设计开发需要教育政府、高等院校、中小学学校、机器人厂商等各方面的共同协作与努力。
参考文献
[1]张国民,张剑平.我国基础教育中机器人教育的现状与对策研究[J].现代教育技术,2008,5:92～95.
[2]彭绍东. 论机器人教育[J].电化教育研究,2002,6:3～7.省略/fuwu/jyfg/200703/142790.html
[6]郑和钧,邓京华.高中生心理学[M].浙江:浙江教育出版社,1993
篇7
[关键词]职业能力 理工类专业 人文课程 模块化教学
[作者简介]罗杰文（1967— ），女，广西南宁人，南宁职业技术学院机电工程学院，副教授、副编审，研究方向为高职人文素质教育。（广西 南宁 530008）
[课题项目]本文系2012年度广西高等教育教学改革工程立项项目一般A类课题“高职院校理工科专业模块化人文课程开发与研究”的研究成果。（课题编号：2012JGA316）
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004—3985（2012）29—0124—02
人文素质教育在高等教育体系中占有基础性地位。高职生作为未来的技能型应用人才，其人文素质修养是体现综合素质的重要内容。高职院校学生在专业知识和技能操作等方面掌握得较好，但人文素养方面欠缺，可持续发展的内驱力不足，成为再发展、再塑造的瓶颈。开设人文素质课程是培养大学生人文素质的重要渠道。本文从工科类高职生的角度，提出模块化人文素质课程改革，试图解决目前高职院校理工科人文课程无序、无效的局面，为高职院校人文素质教育研究提供参考依据。
一、高职理工类学生人文素质调查分析
“人文素质”即人文科学的研究能力、知识水平和人文科学体现出来的以人为对象、以人为中心的精神，也就是人的内在品质。人文素质由知识、能力、观念、情感、意志等多种因素综合而成。为了解目前高职生的人文素质状况，笔者对八百多名新入校的理工类高职生做了问卷调查。在调查的26个问题中，90%的学生认为人文素质教育对大学生的成长起重要作用；80%认为所在的学院不太重视人文教育；没有读过马克思类哲学书籍的占92%；能背出30首以上唐诗宋词的占55%；85%愿意抽出时间读人文书籍；96%觉得最有助于培养人文素质的途径是开设必需的人文素质课程；学生最想学习的是文学、史学、艺术类，最不想学习的是哲学、政治学；在列举的十几门课程中，学生最想选修的人文课程依次是：口才与沟通、社交礼仪与职业形象、中国传统文化、名著欣赏、音乐欣赏、大学生心理健康教育；在处理人际关系能力、表达能力、审美能力、创新能力等方面，60%对自己的评价是一般。
通过调查分析，高职学生学科基础不厚实，学生入学成绩普遍较低。理工类学生重理轻文现象比较严重，文史哲基础浅薄，人文基础相对薄弱。应试教育、题海战术使学生特别是理工类学生缺少对中国文化和哲理贤德的解读，削弱了学生的人际交往能力和审美能力，学生在口才表达、心理素质和气质形象等方面明显弱于文科类学生。除问卷调查外，我们也调查学生的工作能力和行为能力。学生经过两年的专业学习后，掌握了相应的专业技术和技能，动手操作能力有了很大提高，基本能胜任岗位需要，但在处理人际关系、总结经验、表达技巧等方面能力明显不足，只能止步于一般的工作岗位。
二、高职院校理工类专业人文课程开课现状
针对高职学生人文素质基础薄弱的现象，越来越多的专家学者对高职院校人文素质教育的重要性作了探讨和研究。然而，很多研究只侧重于高职院校人文素质薄弱的原因、高职院校人文素质教育的内容、高职院校人文素质教育的误区，以及高职院校人文素质教育的重要性等方面，对高职院校特别是理工科类专业人文素质课程的开发还停留在表面层次，人文课程的开发处于不够科学和完善的状态。主要表现在以下几个方面：一是把人文素质课程放到人文公共选修课中，不分文理，统一开课，学生只能选修一两门课程；二是把人文素质课程等同于才艺教育或文学欣赏，只开设书法、绘画、音乐、舞蹈、影视欣赏等兴趣课；三是各二级学院“各自为政”，有的学院开设“口才与沟通”课，有的学院业开设“公关礼仪”；四是人文课程让位于专业课程，只能以讲座的形式完教育任务。
三、高职理工类专业人文课程改革的目标
在高职院校开展人文教育不仅仅是向学生传播和灌输某些人文社会科学知识，而且要实现人的全面发展，提高综合素质。由于高职院校的管理体制和教育目标和普通高校不同，理工类专业以技术应用能力培养为主要目标，注重专业岗位技能的培养，因而在高职院校理工类专业开设的人文素质课程，不可能与培养专业技能的核心课程相提并论，开设系统而全面的人文素质课程并不客观现实。理工类高职生在知识基础、人文底蕴、人际沟通等方面不如普通高校学生和文科类高职生，其人文素质课的培养目标应有所降低，在内容渗透和功能层次上进行调整。针对理工科学生在知识结构和人文素质上的缺陷，应有目的、有重点地开展人文教育，构建人文课程体系。改革可以从以下几方面入手：第一，针对工科类课程设置特点，有效地实施人文教育；第二，将人文精神的培养与职业能力的培养相结合；第三，把提高综合人文素质和培养健全的社会人格相结合。因此，高职理工类专业人文课程改革的目标可以定位为：使学生掌握基本的人文知识，培养学生健全的社会人格、形象思维和创新思维能力，提高学生的综合人文素质、职业素养和就业能力，使学生全面可持续发展。
四、职业能力与模块化人文课程的构建
1.理工类高职生的主要职业能力。高职理工类专业的培养目标是为生产一线培养从事高技能操作、设计或生产管理以及在服务业提供创造的专门技能型人才。根据高职理工类专业学生未来面向的职业岗位和工作任务，我们归纳了职业能力涵盖的三个方面：方法能力、专业能力和社会能力。其中方法能力和社会能力被学者称为关键能力，是学生作为未来职业人的基本发展能力，主要指专业能力以外的跨岗位、跨专业、跨职业的能力，是从事任何职业都应具备的能力，包括学习能力、外语能力、计算机应用能力、信息能力、交际能力、社会能力、团队能力、创新能力等，对个体的作用表现为帮助个体在未来职业岗位上学会学习、学会工作、学会共处和学会做人。人文课程的定位和功能为培养学生的上述能力服务。2003年教育部进行的高职院校人才培养水平评估将收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达的能力、团结协作和社会活动的能力等指标纳入了学生素质的测评中。
2.理工类专业模块化人文课程的构建。人文素质的内容宽泛而丰富，要在有限的时间里让学生对所有内容都涉足是不可能的。理工类专业模块化人文课程的内容应侧重于培养学生的形象思维能力、审美能力、心理承受能力和人际交往能力，拓展其视野，陶冶其性情，提高学生的心理素质，促进他们人格的自我完善，激发创新能力，使学生既具备科学精神，又具备人文精神，既会做事、又会做人，成为拥有较强持续发展能力的高素质复合型应用人才。模块化人文课程是将模块化教育模式运用于高职人文教育课程的模块化教学，是以学生未来职业生活中必定存在的某种职业核心能力为前提，以能力培养为主，将人文素质教育中的能力要素进行分解整合。在分解人文课程的内容时要找到人文教育与职业能力的契合点。一个人要想在社会上立足，在职场上发展，需要有较强的理解力，如对领导意图的理解，对友情、爱情、亲情、同事之情的理解，对职业理想的追求等；需要有较强的沟通表达能力，如掌握交谈的技巧，具备基本的应用写作能力等；需要有较好的职业形象与礼仪修养，如有规范的仪容仪表仪态，使用规范的职场礼仪等。可以说，培养学生的解读能力、表达能力和职场形象是提升其职业能力的有效途径，提升其人文素养的必经之路。因此，人文素质课程可以分解为“阅读与理解”“沟通与表达”“形象与礼仪”三大模块，这三个模块既是独立的，又是相互关联、相互支撑的。阅读理解是基础，沟通表达是提高，形象礼仪是完善。第一模块：阅读与理解，内容包括文学欣赏（情感篇）、中国文化（理想篇）、艺术欣赏（审美篇）；第二模块：沟通与表达，内容包括交谈艺术（口才与沟通）、实用写作；第三模块：形象与礼仪，内容包括职业心理、职业形象、职场礼仪。每个模块可以根据专业的特点和人文知识的内容进行设置组合，模块化的教学内容是理工类学生必修的最基本的人文知识，以此提高学生阅读理解、表达沟通、形象气质等方面的素养。哲学、历史、文化、艺术等人文内容的教学可以通过选修和讲座的形式加以拓展和延伸，构建完整的课程体系，在课程组成的内容和形式方面应调体验式学习，使人文素质教育在职业能力培养中得以体现，职业能力在人文素质教育中得到提升。
3.模块化人文课程的特点。高职院校人文课程教学往往因涉及面宽、课时少，教学效果不是很好。模块化教学可以解决上述问题，几个模块安排在一个学期内完成，也可以分几个阶段完成，具有灵活组合的特点。模块化课程的优越性显而易见：一是用有限的课时学到有价值的人文知识，解决工科类专业课程计划中专业课时多、人文课时少的矛盾；二是每个模块相对独立，可以根据专业发展需要选择模块学习，每学完一个模块可以获得一项技能、知识或能力；三是模块的内容依据职业岗位实际需要确定，实用性强；四是人文与技术相融合，强调技能训练或能力培养，并围绕其组织教学内容；五是每个模块内容有度，讲究“必需、够用”，针对性强；六是根据学生的需求，灵活组合增减模块，模块组合有明确的行为目标和具体要求，以体现不同的教学目标。
五、实施人文课程模块化教学的前提条件
1.领导高度重视。学校领导要真正认识到在工科类学生中开设人文课程的重要性，改变重专业课程、轻人文课程的观念，注重培养学生的专业能力、人文内涵和职业修养，使学生全面发展。
2.配备专任教师。课程模块的内容可以根据学生的需要适当调整、扩展和深化。每个模块要由相对固定且专业的教师担任主讲，逐渐形素质课程教学团队。
3.满足课时需要。模块化人文课程实际是人文素质教育的大整合，可以集中在一个学期完成，也可以分段完成，至少需要48课时。在有限的时间内，学生接触8门科目的知识，有利于提高整体人文素质。
4.编制专用教材。人文课程的整合是一个新的课题，编制教材是首要任务。在教学中，教师要不断积累素材，完善构想，编制出适合不同专业学生使用的教材。
模块化人文课程开发依据职业能力培养需要，体现就业导向、能力本位的人才特点，符合高职教育培养技术应用型人才目标，其教学手段和教学内容等都不能套用传统教学的评价体系。选择什么样的教学内容才能同时提高学生的人文素质与职业能力，如何评定教师的教学效果，如何评定学生的成绩等问题都需要进一步深入研究和探讨，以不断完善模块化人文课程教学改革。
[参考文献]
[1]张国宏.职业素质教程[M].北京：经济管理出版社，2006.
[2]武怀军.职业核心能力培养对高职人文素质教育改革的启示[J].职教论坛，2005（7X）.
[3]朱保华，杨红春.职校教育模块化课程体系建设探讨[ED/OL].，2009—02—09 .
篇8
论文摘要:社会适应能力培养是新时期高校体育课程的重要培养目标;元认知学习理论是适应现代教育理念的新的教学理论，必将对高校体育教学产生深远的影响。文章主要运用实验法、问卷调查法等方法考察了元认知体育教学对大学生体育社会适应能力的影响，结果发现:在教学中实施现有的提高元认知水平的方法、措施可提高大学生的元认知水平;大学生体育方面的社会适应情况处于基本适应状态，与相关培养目标存在一定差距;元认知体育教学可有效地提高大学生体育方面的社会适应能力。
0前言
现代社会发展呈现出有别于传统社会特征的信息化、快节奏、高压力和高竞争等特征，这就对我们的包括高等教育在内的学校教育的人才培养提出了新的要求，即培养适应现代社会生活的具备一定社会适应能力的合格劳动者。在社会学中，社会适应是指个人或群体调整自己的行为使其适应所处社会环境的过程，其实质就是个体的社会化过程。体育是个体社会化的重要方式，与他人和群体的联系是体育活动的必要条件。4学校体育课程的学习过程不仅体现为个体认知性知识的积累、深化，更体现为个体体能的增强、技能的掌握和行为态度的改变等方面，具有参与性、实践性特点，因此学校体育课程在个体社会适应能力培养方面将承担重要的责任。籍此，教育部在2002年颁布的《全国普通高等学校体育课程教学指导纲要》中指出社会适应能力培养是高校体育课程的课程目标之一，并进一步提出“表现出良好的体育道德和合作精神;正确处理竞争与合作的关系”是我国高校大学生社会适应能力培养的基本目标。
“元认知学习”是现代学习理念的一种新观念。这种新的学习理论在教育观念上强调的不仅仅是“学会”，而更主要的是“会学”，以及对学习动机、学习方式、学习结果的调节与监控。元认知学习理论所倡导的是学生个体自身对学习的监督和调控及学习过程结束后的自我反馈，要求每个学习个体学会学习、学会生活、学会生存。元认知学习理论指导高校体育学习将彻底改变以往的传统的体育教学思想，并使每个学习个体对自身学习进行调节和监控，这也是元认知体育教学促进大学生社会适应能力发展的理论依据。本研究旨在探讨体育的元认知教学对大学生社会适应能力的影响，进而为高校公共体育教学的社会适应教学目标的实现寻找一条可行途径。
通过查阅大量的参考文献，并进行综述研究之后，本研究提出以下假设:
①元认知教学可有效提高大学生的元认知水平;
②元认知教学是达成高校公共体育课程社会适应目标的有效途径。
1研究对象与研究方法
1.1研究对象
本研究以大学一、二年级的大学生(开设公共体育课程)为研究对象，样本为某高校开设公共体育课程的大一、大二部分大学生，共75人，其中男生36人，女生39人。
1.2研究方法
1.2.1文献资料法。查阅了国内外大量的文献资料，掌握了有关元认知和社会适应问题的相关研究成果，为本次研究奠定了较好的理论基础。
1.2.2问卷调查法。本文采用国内研究者根据Gregory .Schrawd等人编制的元认知意识量表(Meta一cognition con-sciousness questionnaire)翻译修订而成的中文版量表。该量表采用10等级记分法，从元认知知识、元认知体验和元认知技能三个维度测量了被试的元认知水平。马建锋研究表明该问卷具有较好信效度，适合中国背景下的大学生。
根据社会适应能力的相关研究成果，并结合大学生公共体育课程课堂教学实际与课外体育活动情况自编大学生社会适应能力问卷，该问卷采用5等级记分法，并主要从对活动的规则、纪律的遵守、活动中的人际互动、活动中的自我激励、自我调控、团队意识(竞争、合作、集体荣辱感)等社会适应方面对大学生进行考察。该问卷的重测信度:=0.94(时间间隔为3周)，另外就问卷的内容效度对多所高等院校的心理学、体育学专家进行了访谈，最终的反馈结果表明该问卷内容效度良好(每个条目与问卷总分的相关系数在0. 31-0.66之间)，能全面、有效地反映所要研究的问题。因此该问卷具有较好的信效度，可以为本研究服务。
1.2.3实验法。采用单因素完全随机等组前测后测实验设计方法并随机选取对照组与实验组(分组时对其元认知水平和体育社会适应水平进行了均衡化处理)。实验组与对照组课堂教学活动内容相同，时间共16周，并由同一教师教授(实验组接受元认知教学培训)。对照组按教学计划学习，不进行任何干预。实验组在按教学计划学习的同时，一是教师在教学过程中提示学生注意运用元认知的方法进行学习，二是实验者在学习现场进行言语指导，让学生注意采用元认知的方法进行社会适应训练。最初和最终学生在体育活动中的社会适应水平由同一教师按同一问卷进行调查。在实验过程中，注意到了教师及学生主观期望效应可能对实验结果的影响，并加以控制。
1.2.4数理统计法。本研究测量所得数据均运用SPSS for Windows 11.0统计软件进行处理。
2实验组进行的元认知教学培训说明
2.1教学目的
对实验组学生进行另外的元认知能力培训，以提高其元认知能力。
2.2教学方法
一是采用课堂教学法对实验组学生讲授元认知的理论知识，以及提高元认知能力的方法;二是在公共体育课堂上采用现场言语指导的方法提示学生注意使用元认知有关的技能进行学习活动(主要是体育活动的社会适应方面)。
2.3教学内容
2. 3.1有关元认知理论方面的内容。元认知的基本含义、实质和要素。元认知与体育活动的社会适应方面结合起来，让学生理解、体会体育活动的社会适应方面的元认知知识、元认知体验、元认知技能。体育活动的社会适应方面的元认知知识是指对体育活动的社会适应方面认知的知识，即学生对自己的体育社会适应认识活动过程与结果及其影响因素的知识，包括三个方面内容:个人、任务和策略。体育的元认知体验是指伴随着体育认知活动的体育认知体验或体育运动的情感体验，它包括知的体验，也包括不知的体验。体育的元认知技能是指学生在运动学习过程中对动作活动进行调节的技能。
2.3.2培养、训练元认知的一般方法。自我提问法:在元认知训练中，通过提供给学习者一系列自我观察、自我监控、自我评价的问题，不断地促进学生进行自我反省而提高问题解决的能力。
相互提问法:让学生每两人分成一组，给每个学生一份类似于上述自我提问的问题单，让学生在尝试解决问题的同时根据问题单相互提问并做出回答。这种方法能有效地促进学生的思考和竞争，提高元认知水平。
知识传授法:通过传授元认知理论的有关内容，使学生认识到元认知在学习中的重要性，自觉地将元认知运用于学习中，以提高学习效果。
元认知培训和训练的各方法在体育课程教学活动中实施(主要与大学生体育课程活动的社会适应方面相结合而开展)。
2.4元认知理论教学进度安排
利用体育课程以外的时间，采用课堂教学的方法对实验组学生进行元认知能力的培训，培训共4次课，每次30min，并布置课后作业。教学进度安排如下:
课次1:元认知理论知识的培训。
课次2;元认知与体育运动的关系、在体育运动中的作用等方面的知识培训。
课次3:训练、提高元认知的方法的培训。
课次4:对所培训内容复习，巩固所培训的知识。
3结果与分析
3.1元认知教学效果考察
实验组经元认知培训后，其元认知水平较对照组呈现下表所示变化(调查数据统计采用配对样本t检验方法)。
结果显示实验组在经过元认知教学后，整体元认知水平有了显著提高(实验组整体元认知水平实验前后比较P- I) . 046，达到显著差异)，且元认知知识、元认知体验、元认知调控水平也都有显著性提高，而对照组无论整体元认知水平p=0.446)，还是分维度水平前后测均未出现显著性变化。实验结果说明元认知教学可有效提高大学生元认知水平，证实了研究假设。这进一步说明个体的元认知能力不仅是在个体长期的学习过程中形成和发展起来的，而且元认知能力是可以教授的，即经过系统、专门的教学培训，个体的元认知毙力可以在相对较短的时间内得以提高。该结果可解释为:通过提问、讲授等元认知培训方法的实施并在实践中加以锻炼，可使学习者个体更好地掌握自我的元认知知识，加深元认知体验，增强元认知技能，进而提高个体整个元认知水平。
3.2大学生体育方面的社会适应能力考察
实验前对普通专业103名大学生(大一、大二)的体育方面的社会适应能力进行了调查，结果如下表:
表2显示大学生体育社会适应情况:规则适应方面相对较好，达到基本适应水平，且个体差异不大;人际互动、自我调控、团队意识方面表现较差，且人际互动、自我调控方面的个体差异较大。总体而言，大学生社会适应的整体水平与我们的基本培养目标间还存在一定差距。造成这一差距的原因是多方面的，如由于受中小学应试教育环境影响，学生的社会适应教育得不到足够重视，缺乏足够的锻炼;社会适应能力培养的实施存在一定的难度，由于学生个体差异较大，因此较难采取统一的培养措施。
对性别变量进行考察(表3)，发现:男生在人际互动、团队意识方面好于女生，在规则适应、自我调控方面差于女生。除规则适应方面，女生显著好于男生外，社会适应其它方面不存在显著性别差异。另外统计显示大学生的元认知水平与社会适应能力之间的相关系数为0. 45，为中度相关，说明两者之间存在一定程度的共变关系。
3.3体育教学对大学生社会适应能力的影响考察
实验组接受元认知培训和元认知教学及相应体育教学，对照组接受相同体育教学。实验结束后，实验组和对照组大学生的体育方面的社会适应水平前后呈现表4所示变化。
表4表明，实验前后实验组与对照组大学生体育方面的社会适应各维度均存在显著性差异，实验组与对照组不同组别大学生体育方面的社会适应各维度均存在显著性差异，且交互作用不明显，即实验后实验组大学生体育方面的社会适应各维度较实验前有显著性改善，实验后实验组大学生体育方面的社会适应各维度较对照组均有显著性改善。统计结果说明元认知体育教学可有效改善大学生的体育社会适应水平，结合对元认知教学效果的考察，这一结论可理解为元认知教学提高了学习者的元认知水平，而提高的元认知水平又在个体的体育社会适应实践方面发挥作用，即在体育活动实践中通过比较、反馈、自我暗示、自我调控等手段，逐步提高自我的体育社会适应水平。元认知体育教学以学生的发展为中心，突出学生的主体地位和主观能动性，在社会适应的教学中，学生不再处于从属、被动的“他控”地位，他们的社会适应是主动的，并对适应的过程和结果具有深刻的感受和体验，对自我的社会适应具有高度的自控，因而可有效地促进大学生适应能力的发展。
4结论与建议
4.1结论
通过本实验研究，可以得出以下结论:在教学中实施现有的提高元认知水平的方法、措施可在相对较短时间内提高大学生的元认知水平;大学生体育方面的社会适应情况处于基本适应状态，与相关培养目标存在一定差距;元认知体育教学有效地提高了大学生的体育方面的社会适应能力。
4.2建议
元认知理论与现代教育思想紧密相关，并对学校教育目标的实现将起到很好的促进作用。在高校体育教学中采用元认知教学手段，必将为体育教学的各学习目标的实现提高一条可行性途径。
4.2.1因本次实验条件的局限，还应进一步考察实验效果的外部效度，为其应用、推广提供可靠的理论依据。
4.2.2应在体育教学中加强元认知教学措施的渗透，如反馈、自我体验、自我监控与调节等与个体元认知水平提高有关手段的运用。
篇9
关键词：人工智能；智能化计算机辅助教学；专家系统；知识库
中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)12-21667-02
The Application of Artificial Intelligence in Education
HU Ji-li,YIN Yun-xia
( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)
Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.
Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base
1 引言
人工智能作为当今世界三大尖端技术(空间技术、能源技术和人工智能技术)之一，是计算机科学的一个分支，它的目标是构造能表现出一定智能行为的。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学和哲学、机器学习、计算机视觉等。总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，主要研究领域有专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决定支持系统和人工神经网络。它总的来说是面向应用的，随着人工智能的诞生和发展， 人们开始把计算机用于教学领域。同时， 自七十年代以来， 有教学能力的专家系统得到研制。人工智能技术与专家系统的成就， 促使人们把问题求解、知识表示这些技术引入计算机辅助教学(CAI) ， 这便是智能型计算机辅助教学(CAI)。
近几十年来， 随着人工智能技术的日渐成熟， 它的一些研究成果被陆续应用到教学领域， 推进了教育发展改革和教学现代化进程。人工智能在教学系统的重要性也已形成共识。
2 人工智能在教育中的作用
目前在教育技术中涉及到AI的主要有以下领域：
2.1 知识的表示与访问
基于人工智能的知识表示是以知识为对象，以计算机的软硬件和计算机科学及人工智能和专家系统技术为工具，以哲学、心理学和逻辑学等为方法和指导，将知识表达成计算机可以直接处理的“知识库”，使用“计算机的智能”来模拟人类专家或“人类智能”，对知识进行快速、精确、自动、科学的处理。它不属于通常的“数据管理或信息管理”的“数据”层次，而是属于“知识处理”或“知识”的智能化层次。其主要内容是对于知识进行形式化的表示、自动化的推理，智能化的教学或创造。计算机辅助教育是其中重要的组成部分。
2.2 符号计算
符号计算包括数值计算、符号计算和函数作图。其代表软件是Mathematica，当该软件在1988年第一次，对科技及很多其他领域的计算机使用方式产生了深刻的影响。Mathematica 1.0时，商业周报将其列入当年最重要的十大新产品名单。这标志着现代科技计算的开始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的课程，从高中课程到研究生课程用它作基础。随着各种学生版的，Mathematica也已成为全世界各种不同专业学生的重要工具。
2.3 对学生错误的自动诊断
采用人工智能技术，使得教学过程中系统可以自动诊断学生的学习水平，不仅能发现学生的错误，而且能指出学生错误的根源，从而做出有针对性的辅导或学习建议。而且根据学生的特点自动选择教学内容，自动调整教学进度，自动选择教学策略与方法。
2.4 实现智能性超媒体教学系统
超媒体系统有理想的教学环境，容易激发学生的学习兴趣和学习主动性，但不能保证达到预期的学习目的，而且由于不了解所要教的对象，所以不能做到有针对性的指导，不能因材施教。智能辅助教学系统正好与此相反。将二者结合起来，就可实现性能互补，从而研究制出新一代高性能的智能超媒体教学系统。
3 人工智能应用于教育的新方向：ICAI
3.1 传统CAI的不足
传统的CAI由于其集成性、交互性、多媒体性等特点，在教学中可以极大地激发学生的学习动机，提高教师的教学效率和学生的学习效率。但在使用过程中，CAI的一些弱点也逐渐暴露出来。主要表现有:
(1)缺乏人机交互能力
现有CAI 大多以光盘作为信息的载体， 将教材中的内容以多媒体的形式展现出来， 教学信息是按预置的教学流程机械式地提供给学生的， 学生接受起来很被动。而且在课堂教学中， 一般也只能通过教师按预定的课件流程进行操作， 无论学生还是教师都不能很好地参与教与学的过程， 因此人机交互没有很好地实现。
(2)缺乏教师与学生的互动
现有的CAI 课件在学生自学、进行操作使用时，如何学习都是学生自己的事。教师不能完全了解学生的情况，学生在碰到问题时，也不能向教师求助，师生之间是互相封闭的，软件所起的积极效果大打折扣。同时由于缺乏网络支持，现有的绝大多数CAI 课件是在单机环境下运行的，它们无法利用网络的优势使知识内容快速更新，也更无法提供便捷的学习讨论空间、随时随地的师生交流方式以及远程教学实现的条件。
(3)缺乏智能性
要想面对不同情况的学生进行不同程度的教学过程， 使学生的学习变为主动， 并能由系统自动地提供助学信息而有选择地学习，要想使教师的教学能积极地参与进去并根据系统提供的信息按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容， 给予不同方式的教学模式与方法， 没有智能性的CAI 课件系统， 是很难实现以上目的并达到良好教学效果的。由此可见，现有的CAI 随着人们要求的提高， 已经不能尽如人意。因此以智能CAI 为代表的新的计算机辅助教学系统将是教师在教育技术上需要不断探求、努力实现的发展方向索。
3.2 ICAI－人工智能与多媒体技术的结合
为了克服传统CAI的缺点，需要在知识表示、推理方法和自然语言理解等方面应用人工智能原理。因此很多专家提出了智能计算机辅助教学(ICAI)，智能计算机辅助教学(Intelligence Computer Assisted Instruction－ICAI)以认知学为理论基础。将人工智能技术应用于CAI，是智能化的CAI。在ICAI系统中，允许学生与计算机进行较自由的对话，学生的应答不限于数字或简单的短语。系统能够判定学生应答的正确程度，并给予适当的反馈，而不是简单地说“对”或“错”。ICAI的宗旨在于利用现有计算机技术实现较好的人工智能，模仿人类的交互方式、思维习惯及情绪流动，修饰和掩盖计算机的缺陷。
3.3 ICAI的优点
(1)将教学内容与教学策略分开，根据学生的认知模型提供的信息，通过智能系统的搜索与推理，动态生成适合于个别化教学的内容与策略。
(2)通过智能诊断机制判断学生的学习水平，分析学生产生错误的原因，同时向学生提出更改建议、以及进一步学习内容的建议。
(3)通过对全体学生出现的错误分布统计，智能诊断机制将向教师提供教学重点、方式、测试重点、题型的建议。
(4)为教师提供友好的教学内容、测试内容维护界面，无需改变软件的结构即可调整教学策略。
(5)通过对学生认知模型、教学内容、测试结果的智能分析，向教学督导人员提供对任课教师教学业绩评价的参考意见。可以说，一个理想、完美的ICAI系统就是一个自主、优秀的“教师”。
3.4 ICAI的标准
以现有的科学技术水平而言，短时期内显然无法实现具备上述全部功能的ICAI系统。一般认为，只要具有下列一个或几个特征的CAI系统就可以称之为ICAI系统。
(1)能自动生成各种问题与练习。
(2)根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习内容和进度。
(3)在了解教学内容的基础上自动解决问题，生成解答。
(4)具有自然语言生成与理解能力，以便实现比较自由的教学问答系统，提高人机交互的主动性。
(5)对教学内容有解释咨询能力。
(6)能诊断学生错误，分析原因并采取纠正措施。
(7)能评价学生的学习行为。
(8)能评价教师的教学行为。
不难看出，ICAI与传统的CAI相比，更加符合教育教学的规律，切合学生的认知习惯，具有明显的优越性。
3.5 ICAI的结构
ICAI主要由三个模块组成:专家系统模块、教师模块和学生模块。
(1)知识库
知识库是实现知识推理与专家系统的基础，而建造知识库的前提则是要解决知识的形式化，人工智能技术在教育中的应用表示以及知识的访问与调用问题。因此，知识的表示与访问是人工智能的核心技术之一，也是将AI引入教育领域必须首先解决的一个难题。
ICAI中的资源库应该包括以下一些内容:
①多媒体素材库:包括所要呈现的知识的一些素材，包括:文本、图像、声音、动画及数字影象等多媒体教学资源。这些用于多媒体数据库管理，便于分类、增删、修改及查询等操作。
②教学内容库:教学内容库用于存放教学内容，包括领域知识库(含辅助知识库、提示帮助库、练习题库，和测试题库)。这些教学内容，包括习题和试题分章、节、课及知识点等有序存贮。供专家决策系统调用。
(2)学生模块
学生模块主要包括以下三个模块:学生登陆模块、学生水平评价模块和学生监督模块。
①学生登陆模块:利用该模块主要用于学生使用ICAI时登录，第一次登录时学生输人姓名、性别、年龄、学历等相关信息，然后对学生进行询问，选择合适的测验题对学生进行初测推荐学习计划。当再次登录时，系统根据保存的信息安排合适的学习内容。
②学生水平评价模块:学生水平测试模块用于评价某一教学单元学习完后测试成绩。通过测试等因素分析，可以比较确切地了解学生的具体情况，从而制定出合理的教学策略和教学过程
③学习监测模块:学习检侧模块用于监测记录学生的日常学习情况，记录学生学习某教学单元时的参数值，并记录在学生档案中。包括:学生目前学习单元号；学习方式；正常学习、练习、提前浏览、学后复习；学习时间；学生提示问题的类型和次数；学生本次练习出错次数。
(3)专家决策模块
CAI中的专家决策系统可以看作专家系统中的推理机。专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术，模拟人类专家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题，其水平可以达到甚至超过入类专家的水平。计算机中存有人类专家的知识并具有推理能力，从而可解决诊断、规划、调度、预报、决策等要靠人类专家才能完成的任务。
成功的例子如:① DENDRL系统的性能已超过一般专家的水平，可供数百人在化学结构分析方面的使用;②MYCIN系统可以对血液传染病的诊断治疗方案提供咨询意见经正式鉴定结果，对患有细菌血液病、脑膜炎方而的诊断和提供治疗方案已超过了这方面的专家。
ICAI根据学生模块提供的学生学习情况，通过智能系统的搜索与推理，得出智能化的教学方法与教学策略，能够较科学地评估学生的学习水平，还可以通过分析学生以往的学习兴趣和学习习惯，预测学生的知识需求和常犯错误，动态地将不同的学习内容、学习方法与不同的学生匹配，智能地分析学生错误的原因，进而有针对地提出合理的教学建议、学习建议以及改进方法，既提高了学生学习的满意度，激发了学生的学习热情，也对教师教学提供了客观的依据和科学的方法。
4 结束语
由此可见人工智能技术已经逐步应用于计算机辅助教学中，与教学现代化有着密切的关系。人工智能技术的发展也必将会对ICAI 的发展起到巨大推动作用。近几年来，人工智能的研究者们尝试着使学生脱离“辅导学习”的过程来接受新知识，而采用“通过活动进行学习”的方式。在教学的其他方面，人工智能技术还可以建立人类推理模型学习工具等诸多的运用， 展示出越来越好的实用性。随着Internet 的发展，虚拟现实技术的广泛应用， ICAI 也将得到进一步的完善。21 世纪的教育教学手段将是以智能化CAI 为主线，多学科、多方位发展的新技术的体现。这种手段产生了人机交互、人机共生等全新概念，使人类扩展了自己的能力，促进了教育领域方方面面的改革。
参考文献：
[1]王万森.人工智能原理及其应用[M].北京:电子工业出版社,2000.
篇10
关键词：网络教学；Agent技术；个性化
中图分类号：G250.73 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)01-0068-03
一、引 言
近几年，随着互联网的快速发展，网络教学平台的不断涌现，网络教学系统的应用普及率越来越高，个性化教学系统的研究和开发成为网络教学中的关键问题和热点。史敏军运用Web挖掘技术与协同过滤技术，建立用户兴趣模型，并搭建了基于个性化服务技术的教学平台；陈丽花根据贝叶斯网络理论设计和实现了一种基于和SQL Server数据库技术的个性化教学系统；陈智勇提出了基于XML Web Service技术的教学资源集成方案，并根据此方案利用ASP. NET编程语言构建了一个教学资源综合平台。[1-3]网络教学系统虽然在应用中取得了一定的成果，但也存在一些问题，概括起来主要有：（1）系统缺乏智能性和自适应性，并且对系统用户采用基本相同的教学策略,难以实现按需学习和因材施教；（2）单一的教学模式使得呈现内容的界面比较简单，不能实现个性化的内容传导模式。针对目前网上教学系统存在的不足与难点，以个性化相关学习理论为指导，本文研究了基于Agent的网络教学构建技术，进而分析了对现有网络教学系统进行改进的方法，指出Agent技术在应用于网络教学的优势。
二、Agent技术分析
Agent技术源自分布式人工智能（DAI），是现代计算机技术和通信技术发展的必然结果。Agent是人工智能计算机软件领域内的一个新兴技术，Agent概念可追溯至1977年Hewitt提出的并发演员（actor）模型，从上个世纪80年代开始，Agent技术从分布式人工智能领域分离出来，并与其他领域的处理方法进行融合，成为一个交叉性的学术领域，涵盖人工智能、分布式系统、专家系统、知识工程和并行计算等多个领域，到了90年代，Agent技术进入迅猛发展阶段，多Agent系统的研究成为分布式人工智能的研究热点问题。近年来，Agent发展尤为迅速，研究者在社会的各个领域如电子商务、供应链、智能决策、软件工程等对Agent理论及其应用做了大量的研究，Agent技术逐渐成为人们关注的热点问题。目前，关于Agent的研究不仅受到了人工智能研究者的关注，也引起了机器人、数据通信、人机界面设计等多个领域研究者的关注，成为一个富有生机的研究领域，且有越来越多的研究者将Agent技术应用在不同的领域。
目前，对于Agent技术的定义还没有统一的标准，不同专业的人对Agent的理解也不大相同。大家普遍认为，Agent是一种在特定的环境下能够感知环境，并且能够灵活、自主地运行来实现一系列设计目标的、自主的计算程序或实体，它能够感知环境，并且对外界的信息做出判断和推理，从而来控制自己的决策和行动，完成一定的任务。[4]
Agent具有社会能力、自主性、自适应性和移动性等许多特性，这些特性决定了Agent技术不同于以往任何一种软件开发技术，利用Agent技术开发的软件实体将更具智能性，能在一定程度上实现程序的自动化和智能化。为了完成一项复杂的任务，可创建多个相互协作的Agent，以提高系统实际解决问题的能力。多个单个的自主Agent组成的整体是一个多Agent系统，多Agent系统不仅具备一般分布式系统所具有的实时性好、易于扩充、资源共享、灵活、可靠性高等特点，并且Agent之间能够通过相互协调、协作解决大量的复杂问题，使系统具有很强的鲁棒性、可靠性及自组织能力，非常适合于个性化网络教学平台的构建。
三、Agent技术在网络教学平台中的应用
1.基于多Agent技术的协同远程教学
远程教学主要以建构主义学习理论和教学理论为基本指导，借助于互联网并运用计算机多媒体处理技术，提供网上虚拟情景课堂进行教学，支持学生在线进行个性化的学习。其特点从两个方面可以体现：一是学生是学习的主体，通过互联网虚拟的情景课堂来进行交互式的自主学习；另一方面教师是教学的主体，要通过对授课的课程进行规划与设计，采用在线专题讨论和知识点总结、创立问题情景与综合评价、激励等措施，从而激发学生的学习兴趣以及学习的主动性，提高他们理解能力和掌握知识体系的能力，培养他们的创新精神，从而能督促学生进行广泛、深入的学习。因此，怎样发现和掌握不同学习主体的认知结构，针对不同的主体，有计划地建立动态的的学习情景，促使学生的学习活动与现有的认知结构相互作用，推动现有认知框架不断分化、协作、重组和扩展，进而实现学习目标，是远程教学模型设计的重中之重。
Agent是以主动服务的方式自动完成一组操作的计算机程序。一方面主动应该包括主动适应，即在完成操作的过程中，可以自动地获取关于操作的知识以及关于用户的偏好知识与意图，而且在以后的操作中加以利用；另一方面包括主动，也就是说无需用户发出指令，只要当前的状态符合一定的条件即可代表用户执行相应的操作。
基于Agent具有的各种优良、独有的特性，将Agent技术应用于远程教学环境，能从根本上克服现阶段远程教学平台的局限性：
第一，能够最大限度地支持教学过程与内容的个性化，增加趣味性，有效提高教学质量和改善教学效果；
第二，利用Agent的社会性特征，能满足协同学习的需要，把每类学生看成一个Agent，学生之间通过Agent的协作机制来完成协同学习，从而提高学生的学习质量与学习效果，那么同样也可以把老师看成一个个Agent，通过MAS的协作性和社会性与学生Agent交互信息，有效地掌握学生的学习状态；
第三，用Agent技术来处理学生的基本信息，能够有效地动态跟踪学生的学习行为及学习效果，为更加有效地建立学生信息管理模型提供可靠的依据。[5]
利用Agent的智能化思想来分析远程教学平台的总体需求并设计一体化解决方案，充分体现Agent技术在远程教学应用中的智能性、主动性，尤其是在流行的Web技术的基础上嵌入Agent技术，无疑会极大地促进远程教学平台的个性化与智能化，充分调动学生主体的自主学习兴趣，有效地提高学生的创新能力。然而，远程教学平台它本身就是一个非常庞大又复杂、不可预测的信息系统，一般会要覆盖教学过程中的每个环节，因而，通常将其划分成若干个子问题，来构造多个具有一定功能的Agent，在由这些Agent去协作处理教学过程中相应的子问题。基于多Agent的网络在协同教学系统模型，如图所示。
2.基于Agent技术的教育资源配送
教育资源配送系统（ERPS，Education Resources Purvey System）是指在各种媒介（如Internet等）综合环境下，为资源需求用户（如学生、教师以及各种教育教学机构）提供快捷、全面的各种媒体形式需要的教育资源的一种资源配送方式，信息资源配送系统是一种计算机软件，因此，它需要一种计算机技术来实现这种新的资源配送方式，多Agent技术本身拥有的诸多特性使其可以大规模地应用于教育资源的配送模式中。（1）多Agent的主动性非常适合于配送系统中的各个用户结点，Agent技术自身能很好地满足这些结点的自主性需求。（2）多Agent之间的协作和协调能力为资源配送环境中的各个结点之间的信息交互与共享提供了技术支持。（3）Agent的反应性能可以确保系统应对各种动态的、复杂的资源配送环境的变化，Agent的反应性还可以通过“感知―行为”模式来完成，行为通过与资源配送环境的交互来实现，它的特性就是能够快速响应环境的变化。（4）Agent的社会性特征符合配送系统所要求具备全局协调配送能力的要求，Agent的社会性指Agent能与其他Agent进行交互以便协作完成任务，它克服了单Agent解决复杂性问题的不足，为Agent的整体协作解决问题创造了条件。在教育资源配送系统中，节点用户对资源的动态要求以及配送环境的动态变化，都要求系统各个Agent能够通过合理、有效的协调交互机制达到全局的合理配送。基于Agent技术建立教育资源配送系统，能改变资源配送的方式，大大提升整个配送系统的效率。
3.Agent技术在网络教学其他方面的应用
文献[6]阐述了网络教学智能化、自适应化是目前网络教学发展的趋势和提高教学效果的有效途径，结合人工智能与网络教学，提出了一种基于多Agent的自适应学习系统，利用Agent的智能性、主动性来实现教学系统的智能化、自适应化，从而使教学真正做到个性化的学习，实现因材施教。文献[7]探讨了Agent技术在网络虚拟学习社区教学活动中的应用，基于Agent技术的虚拟学习社区可以改变传统的教学方式和学习方式，使学习方式从传统的独学变为群学、使学习结构从封闭变为开放，最终使教学从知识传授转变为知识建构。文献[8]从现有网络教学系统缺乏深入了解用户兴趣的实际现状出发提出了一种基于Agent的个性化教学系统，并结合神经网络技术，以用户兴趣追踪为出发点，探讨了采用启发式算法来获取用户兴趣特征的方法，从而以最快的速度学习到最新的用户兴趣。另外Agent技术还应用在教育信息化的其他各个方面。
四、总结
目前有关将Agent技术应用于网络教学领域的研究才刚刚起步，Agent技术在未来将大有用武之地，因此更好地利用日趋成熟的Agent技术推进网络教学建设是我们未来工作的重点之一。本文列举了Agent技术在网络教学领域的应用，概要分析了Agent技术在解决网络教学方面的优势，Agent技术的诸多优点使得将Agent技术应用于网络教学领域，将大大推动网络教育的发展。
参考文献：
[1]史敏军.基于个性化服务的教学系统研究[J].中国科技信息,2009(22):239.
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[3]陈智勇.基于XML WebService教学资源综合平台的设计与实现[J].中国医学教育技术,2009，23(3):267-268.
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[5]高仲慧,林筑英等.基于多Agent的自适应远程教学系统模型[J].贵州师范大学学报（自然科学版）2009，27(3):96-97.
[6]崔惠萍,傅钢善.基于多Agent的自适应学习系统的研究[J].教育软件开发与应用,2006.
