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人工智能與教育范文1
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2008）13―0018―03
人工智能是一門綜合的交叉學科，涉及計算機科學、生理學、哲學、心理學、哲學和語言學等多個領域。人工智能主要研究用人工的方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能，實現機器智能，其長期目標是實現人類水平的人工智能。[1]從腦神經生理學的角度來看，人類智能的本質可以說是通過后天的自適應訓練或學習而建立起來的種種錯綜復雜的條件反射神經網絡回路的活動。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰之一是如何構造一個可以模仿人腦行為的系統。這一研究一旦有突破，不僅給學習科學以技術支撐，而且能反過來促使人腦的學習規律研究更加清晰，從而提供更加切實有效的方法論。[3]人工智能技術的不斷發展，使人工智能不僅成為學校教育的內容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領域得到應用，并取得了良好的效果，成為教育技術的重要研究內容。
人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的，其主要研究領域有：專家系統、機器學習、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設計、機器人學、博弈、智能決策支持系統、人工神經網絡和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應用較為廣泛與活躍的研究領域主要有專家系統、機器人學、機器學習、自然語言理解、人工神經網絡和分布式人工智能，下面就這些領域進行闡述。
一 專家系統
專家系統是一個具有大量專門知識與經驗的程序系統，它使用人工智能技術，根據某個領域中一個或多個人類專家提供的知識和經驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復雜問題。[5]專家系統主要組成部分為：知識庫，用于存儲某領域專家系統的專門知識；綜合數據庫，用于存儲領域或問題的初始數據和推理過程中得到的中間數據或信息；推理機，用于記憶所采用的規則和控制策略的程序，使整個專家系統能夠以邏輯方式協調地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統的行為；接口，使用戶與專家系統進行對話。近幾十年來，專家系統迅速發展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域，廣泛用于醫療診斷、地質勘探、軍事、石油化工、文化教育等領域。
目前，專家系統在教育中的應用最為廣泛與活躍。專家系統的特點通常表現為計劃系統或診斷系統。計劃系統往前走，從一個給定系統狀態指向最終狀態。如計劃系統中可以輸入有關的課堂目標和學科內容，它可以制定出一個課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發一堂樣板課，而診斷系統是往后走，從一個給定系統陳述查找原因或對其進行分析，例如，一個診斷系統可能以一堂CBI（基于計算機的教學，computer-based instruction）課為例，輸入學生課堂表現資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發專家計劃系統支持教學系統開發（ISD）程序的領域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學設計專家系統（ID Expert）。[6]
教學專家系統的任務是根據學生的特點（如知識水平、性格等），以最合適的教案和教學方法對學生進行教學和輔導。其特點為：同時具有診斷和調試等功能；具有良好的人機界面。已經開發和應用的教學專家系統有美國麻省理工學院的MACSYMA符號積分與定理證明系統，我國一些大學開發的計算機程序設計語言、物理智能計算機輔助教學系統以及聾啞人語言訓練專家系統等。[7]
目前，在教育中，專家系統的開發和應用更多的集中于遠程教育，為現代遠程教育的智能化提供了有力的技術支撐?；趯＜蚁到y構造的智能化遠程教育系統具有以下幾個方面的功能：具備某學科或領域的專門知識，能生成自己的提問和應答； 能夠分析學生的特征，評價和記錄學生的學習情況，診斷學生學習過程中的錯誤并進行補救教學；可以選擇不同的教學方法實現以學生為主體的個別化教學。[8]目前應用于遠程教育的專家系統有智能決策專家系統、智能答疑專家系統、網絡教學資源專家系統、智能導學系統和智能網絡組卷系統等。
二 機器人學
機器人學是人工智能研究是一個分支，其主要內容包括機器人基礎理論與方法、機器人設計理論與技術、機器人仿生學、機器人系統理論與技術、機器人操作和移動理論與技術、微機器人學。[9]機器人的發展經歷了三個階段：第一代機器人是以 “示教―再現”方式進行工作；第二代機器人具有一定的感覺裝置，表現出低級智能；第三代機器人是具有高度適應性的自治機器人，即智能機器人。目前開發和應用的機器人大多是智能機器人。機器人技術的發展對人類的生活和社會都產生了重要影響，其研究和應用逐漸由工業生產向教育、環境、社會服務、醫療等領域擴展。
機器人技術涉及多門科學，是一個國家科技發展水平和國民經濟現代化、信息化的重要標志，因此，機器人技術是世界強國重點發展的高技術，也是世界公認的核心競爭力之一，很多國家已經將機器人學教育列為學校的科技教育課程，在孩子中普及機器人學知識，從可持續和長遠發展的角度，為本國培養機器人研發人才。[10]在機器人競賽的推動下，機器人教育逐漸從大學延伸到中小學，世界發達國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機器人教育納入中小學教育之中，我國許多有條件的中小學也開展了機器人教育。
機器人在作為教學內容的同時，也為教育提供了有力的技術支撐，成為培養學習者創新精神和實踐能力的新的載體與平臺，大大豐富了教學資源。多年來，我國中小學信息技術教育的主要載體是計算機和網絡，教學資源單一，缺乏前瞻性。教學機器人的引入，不僅激發了學生的學習興趣，還為教學提供了豐富的、先進的教學資源。隨著機器人技術的發展，教學機器人種類越來越多，目前在中小學較為常用的教學機器人有：能力風暴機器人、通用機器人、未來之星機器人、樂高機器人、納英特機器人、中鳴機器人等。
三 機器學習
機器學習是要使計算機能夠模仿人的學習行為，自動通過學習來獲取知識和技巧，[11]其研究綜合應用了心理學、生物學、神經生理學、邏輯學、模糊數學和計算機科學等多個學科。機器學習的方法與技術有機械學習、示教學習、類比學習、示例學習、解釋學習、歸納學習和基于神經網絡的學習等，近年來，知識發現和數據挖掘是發展最快的機器學習技術。機器學習（自動獲取新的事實及新的推理算法）是使計算機具有智能的根本途徑，對機器學習的研究有助于發現人類學習的機理和揭示人腦的奧秘。[12]
隨著計算機技術的進步和機器學習研究的深入，機器學習系統的性能大大提高，各種學習算法的應用范圍不斷擴大，例如將連接學習用于圖文識別，歸納學習、分析學習用于專家系統等，大大推動了在教育中的應用，例如在建構適應性教學系統中，用機器學習與樸素的貝葉斯分類器動態了解學生的學習偏好，有較高的準確率[13]?；诎咐耐评恚╟ase-based reasoning，CBR）是一種新興的機器學習和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經驗解決新問題，在計算機輔助教育方面，已經出現了基于CBR的圖形仿真教育系統，并且，針對個體特征的教育教學方法研究也有所突破。[14]另外，數據挖掘和知識發現在生物醫學、金融管理、商業銷售等領域的成功應用，不僅給機器學習注入新的生機，也為機器學習在教育中的應用提供了新的前景。
四 自然語言理解
自然語言理解就是研究如何讓計算機理解人類的自然語言，以實現用自然語言與計算機之間的交流。一個能夠理解自然語言信息的計算機系統看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據這些上下文知識和信息用信息發生器進行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務，其功能為：回答問題，計算機能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計算機能根據輸入的文本產生摘要；釋義，計算機能用不同的詞語和句型來復述輸入的自然語言信息；翻譯，計算機能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創造和使用自然語言是人類高度智能的表現，因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對語言能力和思維本質的認識。[16]
自然語言理解最早的研究領域是機器翻譯，隨著應用研究的廣泛開展，也為機器人和專家系統的知識獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機器人的自然語言理解系統SHRDLU就可以接收自然語言，進行人機對話，回答關于桌面上積木世界中的各種問題。同時，對自然語言理解的研究也促進了計算機輔助語言教學和計算機語言設計等方面的發展，例如“希賽可”網絡智能英語學習系統，這個基于網絡的“人-機”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統的單機的多媒體教學軟件所能具備能力限制，也比建立于網絡的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠程學習者提供良好的英語學習支持，在國內第一次系統地將用自然語言進行的人機對話系統應用在計算機輔助外語教學上，在國際上也是一種創新。[17]
五 人工神經網絡
人工神經網絡就是在對大腦的生理研究的基礎上，用模擬生物神經元的某些基本功能的元件（即人工神經元），按各種不同的聯結方式組織起來的一個網絡，其目的在于模擬大腦的某些機理與機制，實現某個方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識別、聲音信號處理、控制、故障診斷等領域，人工神經元是人工神經網絡的基本單元。[18]人工神經網絡有兩種基本結構：遞歸（反饋）網絡和多層（前饋）網絡，兩種主要學習算法：有指導式學習和非指導式學習。
人工神經網絡從模擬人類大腦神經網絡的結構和行為出發，具有大規模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應和自學習能力，特別適合于處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經網絡具有更大的發展潛能，目前已經開發和應用的人工神經網絡模型有30多種。人工神經網絡在教育中的應用大多是與教學專家系統相結合，以此來改進教學專家系統的性能，提高智能性，使其在教學過程中對突發問題具有更好的應對能力。人工神經網絡在學校管理中也得到應用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)
分布式人工智能是分布式計算與人工智能結合的結果，研究目標是要創建一種能夠描述自然系統和社會系統的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對話，包括分布式問題求解和多Agent系統兩個領域。[20]分布式人工智能系統一般由多個Agent組成，每個Agent又是一個半自治系統，Agent之間及Agent與環境之間進行并發活動并進行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統具有并行、分布、開放、協作和容錯等優點，在資源、時空和功能上克服了單智能系統的局限性，因此獲得了廣泛的應用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技術在教學中的應用逐漸受到關注。在教學中引入Agent可以有效地提高教學系統的智能性，創造良好的學習情境，并能激發學習者的學習興趣，進行個性化教育。目前，Agent和多Agent技術多用于遠程智能教學系統，通過利用其分布性、自主性和社會性等特點，提高網絡教學系統的智能性，使教學資源得到充分利用，并可實現對學習者的學習行為進行動態跟蹤，為學習者的網絡學習創造合作性的學習環境。在網絡教學軟件中應用Agent技術的一個典型是美國南加利福尼亞大學（USC）開發的教學Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術在網絡教學軟件中取得的良好效果，促進了研究者對分布式人工智能在教育中的應用研究。
綜上所述，科學技術的發展將會推動人工智能技術在教育中應用的廣度和深度。從人工智能的應用趨勢來看，人工智能在教育中應用的擴展可以通過以下三個方面進行：一是人工智能與其他先進信息技術結合。人工智能已經與多媒體技術、網絡技術、數據庫技術等有效的融合，為提高學習效率和效度提供了有力的技術支持，而引起教育技術界廣泛關注。[23]例如人工智能技術通過與多媒體技術相結合，可以提高智能教學系統的教學效果；與網絡通訊技術相結合，可以提高和改進遠程教育的智能性。二是人工智能應用研究領域間的集成。人工智能應用研究領域之間并不是彼此獨立，而是相互促進，相互完善，它們可以通過集成擴展彼此的功能和應用能力。例如自然語言理解與專家系統、機器人的集成，為專家系統和機器人提供了新的知識獲取途徑。三是人工智能的研究和應用出現了許多新的領域，它們是傳統人工智能的延伸與擴展，這些新領域有分布式人工智能與Agent、計算智能與進化計算、數據挖掘與知識發現以及人工生命等[24]，這些發展與應用蘊藏著巨大潛能，必將對教育產生重要的影響。
技術發展不斷發揮著引導教育技術研究的作用，一種新興技術的出現總是會掀起相應的研究熱潮, 引發對技術在教育中應用的探討、評價以及與傳統技術的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論，但從其研究成果與應用效果來看，有著廣闊的應用前景，值得進一步的開發和利用。
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人工智能與教育范文2
關鍵詞：樂高教育機器人 創造性思維培養 課堂教學認識
最近幾年，許多中小學把樂高教育機器人活動引入到課堂教學中，使機器人創意走進學生的學習生活。作為一種全新的教學內容，很多教師都在探索樂高教育機器人教學，這種跨學科、高操作性、極具挑戰性的內容，非常適合課程整合、研究性學習和綜合創新活動的需要，培養了學生的創新能力所需要的創造性思維，使學生在積極的學習興趣中不斷探索和研究，實現自己的新創意、新設想和新設計。
一、機器人和創造性思維
機器人是一種通過電腦編程，可以依靠程序自動完成一定操作或移動作業的機械裝置，它可以有視覺、聽覺、觸覺等類似人的感覺功能，有識別功能和自主行動的功能。它是信息技術和工程機械發展的前沿領域，是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創新實踐性的學科，蘊涵著極其豐富的教育資源。我校從2006年開始開設樂高教育機器人課程，在實際教學活動中，由于學生能充分體會到研究主題的趣味性和挑戰性，以及提供給學生的解決開放性問題的機會多，因此對于學生的創新能力所需的創造性思維提供了發展平臺。
創造性思維是一種具有開創意義的思維活動，是人類思維的精華，是引發創造活動的前提。一個發揮創造性思維的人，就能發揮自己的創造才能得心應手地解決矛盾、攻克難關。近年來隨著科學技術的迅猛發展，創造性思維越來越受到重視，是學校教育和教學中必不可少的內容。
二、樂高教育機器人課堂教學與創造性思維
1、創造性思維的基礎是興趣
心理學研究表明，當人對某一事物感興趣時，認識就快；如果毫無興趣，認識就慢，或者不予接受。若想激發創造性思維，就必須首先激發學生的學習興趣。那么學生的學習興趣從何而來呢？蘇霍姆林斯基曾說：“興趣的源泉在于體會到智慧能統帥事實和現實，人的內心里有一種根深蒂固的需要――總要感到自己是發現者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中，這種需要特別強烈”。所以“興趣”是一種推動學生學習的內在動力，它激發了學生強烈的求知欲望，從而為創造性思維的產生奠定基礎。因此興趣不是教學目的，而是教學的一個組成部分。實踐證明學生對機器人不僅能夠產生濃厚的興趣，而且能夠持久和鞏固。
為了引發學生的學習興趣，我校的樂高教育機器人技術課程將學習重點放在學習樂高硬件（例如RCX和各種傳感器等）及其樂高應用軟件（例如三維設計軟件和編程軟件）上。學生在學習過程中，積極主動地參與到教學過程中來，充分地展現了自己的想象空間，精心雕琢自己的作品。有的學生曾這樣說：“我最喜歡用樂高積木塊設計搭建樂高機器人了，特別是每當我編寫程序成功時，我就覺得自己已經是一個機器人工程師，心里別提多高興了！”。而樂高硬件及其樂高應用軟件為學生提供了機會，使他們在教室、活動室和電腦上得以展現自己。可以說這些物質基礎對學生產生了“誘惑力”。有了“誘惑力”，學生就有興趣，有了興趣，就自然而然地產生創造力了。
在樂高教育機器人教學中，精心設計任務是一個很重要的環節。因為“任務”設計的好與壞，直接影響到學生的學習興趣的培養。一個好的任務，可以使學生在潛移默化中掌握知識，起到事半功倍的作用。教師講的時候要少而精，要根據學生的認知水平和教學內容，在量上要少講，把大量時間留給學生去自學、去思考；在質上要精講排除學生已經掌握的和自己可以理解掌握的知識。在教學中給學生點明問題的關鍵，指導學生運用各種思維活動解決問題的方法，鍛煉獨立探討問題的思維能力。比如，在講“按鈕”時，我只仔細地講解了其中的一個按鈕，其他的讓學生自己去體會它的使用方法。在講傳感器時，在學生認識理解后自己到生活中去找、去發現傳感器，品味生活中隱藏的科技，知道科技對我們生活的影響，在我們的身邊科技無處不在也時刻陪伴著我們。教師的教學目的，絕不只是教會學生具體的科學知識，而是應該著眼于為學生創造一個合適的環境，通過知識的傳授開發他們的智力，培養他們的學習能力，這樣才能使他們收益終生。
人的創造能力的發揮離不開自信，而自信是實現自我和取得成功的必要前提。學生們正處于成長發展期，渴望別人對自己的尊重和信任，所以對學生恰如其分的鼓勵，就會使學生滿懷希望和自信心，增強興趣，使興趣從外在因素向內在因素的轉化能夠執行，從而鞏固興趣。在每堂課即將結束時，我都要進行作品展示。同學們總是要爭先恐后地展示自己的作品，當自己的作品得到展示時，一種得意的表情便會在他的臉上呈現。當許多新的技巧和操作方法在作品中不斷得到體現時，當學生們利用各種傳感器設計出了許多具有可操作性的創意方案時，就會看到他們創造發明的信心和能力。興趣引發了學生的創造性思維的產生，一幅幅作品、一個個設計圖案，一個個創意程序都來自他們內心的“靈感”。
2、升華創造性思維離不開運用
學習興趣的源泉在于學以致用，這時候人們才能真正感受到掌握知識的歡樂。知識運用可以促進學習和智力活動的興趣。樂高教育機器人模仿于人，又幫助于人們的生活和服務于我們的人類，因此具有廣泛的應用范圍。
3、良好的多媒體手段是培養創造性思維的保證
人工智能與教育范文3
關鍵詞 機器人 人工智能 實時系統 挑戰 展望
中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A
人工智能（Artificial Intelligence），英文簡寫是AI。它主要研究、發掘應用在延伸、模擬和擴展人的智能理論、技術、方法，以及應用系統的一門新科技。“人工智能”一詞剛開始，由1956年美國計算機協會組織的達特莫學會上提出的。自那以后，研究者們發展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之擴展。由于智能概念的不確定，人工智能的概念一直沒有一個統一的標準。
1機器人、人工智能概述
人工智能學科的出現與發展不是偶然的、孤立的，它是與整個科學體系的演化和發展進程密切相關的。人工智能是自然智能（特別是人的智能）的模擬、延伸和擴展，即研究“機器智能”，也開發“智能機器”。如果把計算機看作是寶劍，那么人工智能就是高明靈巧的劍法。
1956年夏季，在美國達特摩斯大學，由麥卡賽、明斯基、香農等發起，由西蒙、塞繆爾、紐厄爾等參加，舉行了關于“如何用機器模擬人的智能”的學術研討會，第一次正式采用“人工智能”的術語。這次具有歷史意義的、為期兩個月之久的學術會議，標志著“人工智能”新學科的誕生。
人工智能在電子技術方面的應用可以把人工智能和仿真技術相結合，以單片機硬件電路為專家系統的知識來源，建立單片機硬件配置專家系統，進行故障診斷，以提高糾錯能力。人工智能技術也被引入到了計算機網絡領域，計算機網絡安全管理的常用技術是防火墻技術，而防火墻的核心部分就是入侵檢測技術。隨著網絡的迅速發展，各種入侵手段也在層出不窮，單憑傳統的防范手段已遠遠不能滿足現實的需要，把人工智能技術應用到網絡安全管理領域，大大提高了它的安全性。
2學科交叉帶來的挑戰
實時人工智能是實時系統和人工智能技術相互結合的一個新的研究領域。實時人工智能系統是一種在動態的環境中，能夠利用有限的資源來可靠地完成關鍵性任務的系統。目前大多數人工智能規劃和問題求解系統都試圖產生一個完全的精確解，但是在資源限制的狀態下， 快速地產生一個近似解將更有效。Anytime算法能夠折衷解的質量和計算時間，是人工智能技術應用在實時環境中的有效技術。由基本的Anytime算法構成實時人工智能系統的關鍵之一是如何給基本算法分配時間， 從而可以獲得系統的性能描述，實施有效的實時監控。時間分配算法，爬山算法僅能找到局部最優解，如果組織問題滿足局部組織問題的條件，它能夠找到最優解。對于不滿足局部組織問題的條件的大型組織結構，爬山算法不能保證找到全局最優解。遺傳算法適合于尋找全局解，但搜索效率取決于一些關鍵參數的確定和算子的操作機制選取。
智能主體是智能互聯網中的生靈，它是一種智能的軟件實體，能夠在智能互聯網中自由遨游，為用戶提供各種智能服務。所謂網絡智能軟件是面向智能主體的研究方法所設計、開發的軟件。網絡智能軟件技術是網絡技術、人工智能技術、軟件工程技術的結合。
3機器人、人工智能及實時系統的前景展望
人工智能的研究目標是認識與模擬人類智能行為。傳統人工智能研究往往將研究重點集中于對人類單個智能品質如計算能力、推理能力、記憶能力、搜索能力、直覺能力等的研究與模擬。然而，由于人類智能行為是各種單個智能品質的綜合體現，因此傳統研究方法往往無法充分刻畫或恰當模擬人類的智能行為。把人看成多種智能品質構成的有機整體――智能體（agent），綜合考察智能體的各種智能行為與特征，是當前人工智能研究者共同的愿望。
人工智能作為一個整體的研究才剛剛開始，離我們的目標還很遙遠。但人工智能在某些方面將會有較大的突破。
半個世紀以來，人工智能發展極其迅速，專家系統、智能控制在短短的10余年里就發展成熟。目前的焦點，如分布式和協同式多專家系統、機器學習（知識挖掘和知識發現）方法、硬軟件一體化技術以及并行分布處理技術還有MAS的研究，也有望在下一個5年內也會成熟。根據AI目前的發展態勢，以及現有的規劃，將AI未來的發展必將越來越廣泛，越來越深入，越來越快地，向著人類智能的方向逼近。
4總結
人工智能這門科目的出現、發展并非偶然，它和整個科學體系進化和發展進程有著緊密關聯。21世紀會變成智能革命的時期，信息時代的特征分為三個方面：聯結、符號和行為主義，在信息論啟發下，達到統一和諧，在每個領域交互研究與發展中，一定會發生一場智能革命，真正意義達到人和機器一起協調思考的新時期。
人工智能與教育范文4
人工智能（Artificial Intelligenee，簡稱Al）是在計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、哲學、語言學等多種學科相互滲透的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科。他主要研究如何用機器（計算機）來模仿和實現人類的智能行為。人工智能理論研究如何用人工的方法模擬、延伸和擴展智能，主要是理工學研究者所從事的工作，以自然智能理論為基礎，如果能弄清各種自然智能的工作機制及其各個功能部件的結構關系，就可以通過已經高度發達的電子的、光學的和生物的器件構筑類似的結構對其進行模擬、延伸和擴展，從而實現人工智能。通過幾十年的發展，已經形成了較為系統的理論體系，包含了極為豐富的內容，并在實際中得到了廣泛的應用，發揮了顯著的作用。
2 人工智能的發展概述
50年代，人工智能的概念首先提出后，相繼出現了一批顯著的成果，如機器定理證明、跳棋程序、求解程序、USP表處理語言等，在這一階段，人工智能專家重視問題求解的方法，忽視了知識的重要性，導致在機器翻譯等方面出現了失敗，使人工智能走入了低谷。從60年代末到70年代，專家系統的出現，使人工智能研究出現了新。隨著第五代計算機的研制，人工智能得到了很大的發展，這一時期人工智能的主要方向就是制造智能機器人。80年代末，神經網絡理論和技術得到飛速發展。到90年代，由于網絡技術特別是國際互聯網技術的發展，人工智能開始由單個智能主體研究轉向基于網絡環境下的分布式人工智能體的研究，另一方面因為計算機速度的不斷提高、存儲容量的不斷擴大，計算機的硬件有了突飛猛進的發展，許多原來無法完成的工作都能實現，因此，人工智能出現新的。其中有些技術已經實用化，人工智能深入到社會上生活的各個領域。
3 英語教學系統設計分析
隨著大學英語教學水平及大學新生英語水平的不斷提高，教育部對大學教學大綱有了新的規定，對大學英語教學有了新的要求，對非英語專業學生有了更高的要求， 在這種情況下，有多媒體技術和網絡技術支持的計算機輔助的大學英語教學迅速發展，這種教學方式旨在將傳統課堂教學與現代信息技術結合起來，實行網絡課程和傳統課堂的優勢互補，但是，目前的英語計算機輔助教學存在著種種問題，主要表現一下幾個方面：
（1）師資不足問題。學生增多及英語小班化教學引起了師資短缺，英語教師精力不足，要從根本上解決這個問題就是要在有限師資下，提高教學質量，有針對性教學。
（2）學生基礎知識不牢固問題。在大學教學改革下，英語教學的重點己經有了轉移，教師沒有多余的時間和精力給學生鞏固基礎知識，比如詞匯、語法，基礎知識在一定程度上阻礙了學生英語水平的提高，因此，要高效率幫學生鞏固基礎知識，進一步提高教學質量。
（3）學生自主學習意識不足問題。自主學習包含自我監控、自我指導、自我強化三個過程，要采取有計劃的或已經熟練達到自動化程度學習的方法，督促學生定時有效的安排學習時間，使學生通過自我監控、反饋和調節實現學習目標。
4 英語教學系統功能結構分析
本系統采用B/S模式（瀏覽器/服務器）的體系結構，構建基于internet的網上教學輔助系統。系統包括兩個兩個模塊：大學英語教學輔助專家系統、學生自主學習系統。整個系統包括四種用戶：領域專家、英語教師、學生、系統管理員。用戶登錄時，根據不同的身份擁有不同的模塊操作權限。
系統管理員：主要是指系統擁有者指定的對系統進行日常維護的人員，主要權限包括用戶管理（對教師用戶、學生用戶、領域專家用戶進行查詢、增加、刪除、修改）、題庫管理（添加、查詢、修改、刪除）、修改密碼等。
領域專家：指具有多年教學經驗的資深英語教師，能夠透徹分析英語試題中所涉及到的知識點、程度、確定度，能給出訓練神經網絡時所需要的既定格式的樣本。主要權限包括知識庫維護（對靜態知識庫和動態知識庫進行添加、查詢、修改、刪除）、神經網絡樣本維護（添加、查詢、修改、刪除）、密碼修改等。
教師：指普通英語教師，每個英語教師都有指定的班級和學生，主要權限有組織考試、上傳考試結果、分析指定學生群體的知識點掌握情況等。
學生：指能夠通過系統管理員給定的用戶名密碼登錄系統的普通學生。主要權限有參加練習、自我診斷、歷史練習診斷、知識點強化練習（系統根據歷史練習診斷結果，結合記憶學原理進行練習）、修改密碼等。
人工智能與教育范文5
[關鍵詞]認知語境；推理；關聯理論；制約
[中圖分類號]G642
[文獻標識碼]A
[文章編號]1671-5918（2015）10-0121-02
doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2015.10-057
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引言
語境是語言交際所依賴的環境，近年來有越來越多的學者關注語境對于語言交際的重要性。傳統的語境觀認為語境是先于交際活動的固定不變的知識。1986年美國語言學家Sper-ber和Wilson提出了與交際認知有關的關聯理論，從人的認知特點與過程出發，將交際視為一種認知活動。他們認為“語言不是一個獨立的系統，它是客觀事實、人類認知、生理基礎等多種因素綜合的結果，對語言的描寫必須參照人的一般規律，才具有較大的解釋力和說服力。”。根據關聯理論，語境是一個心理結構體（psychological construct），是一系列存在于人們大腦中的假設，因此，語境也稱為認知語境?！罢Z境是心理產物，是聽話者對世界的一系列假定中的一組，正是這些假定，而非實際的客觀世界，制約著人們對話語的理解?！闭J知語境對話語理解具有重要作用，時時刻刻地影響、制約語用推理過程，本文主要探討認知語境對日常話語的語用制約。
一、認知語境
關聯理論認為人對世界的認識是以概念表征的形式存在于大腦中，而這些概念表征的集合就構成了認知環境。當交際者在接受新信息時，會從大腦的認知環境中調用相關信息與新信息結合并進行推理，得出會話含義，而這些被調用的語境則稱為認知語境。Sperper和Wilson曾表明“一個人的認知環境就是他能感知到或推理出的現象以及所有對他來說是明顯的現象，具有明顯性就是要具有感知性或推理性。一個人的整個認知環境就是其物理環境和認知能力的相互作用，他不僅由在他所處的物理環境中他所意識到的所有現象組成，還有在其中他意識到的所有現象組成?！闭J知語境包括詞匯信息、邏輯信息和百科知識三個方面的信息，是交際雙方共同的認知前提。它不是一成不變的，交際者在交際過程中不斷地選擇，不斷獲得新的信息，進而對原有信息進行修改完善。也就是說，認知語境不是在交際之前預先設定的，而是交際者根據具體的情景因素不斷選擇完善的。語言的交際過程實際就是說話人與聽話人根據話語的語境效果不斷改變語境假設的過程。
二、話語理解
所謂理解就是將已有信息與新信息的融合，通過心理感知，語言解碼運用綜合知識進行推理，因此，“語言的理解是一個復雜的認知心理過程。這種復雜性表現在言語交際受制于交際場合的社會文化因素，也表現在說話人的話語組織依賴于聽話人在特定環境中的語境假設能力及推理”。根據關聯理論，話語理解從識別作為語碼的句子意義開始，然后在語境的作用下以最少的努力不斷完善、充實才能符合所期待的關聯，即獲得說話者的真正意圖。關聯理論的理解過程是：a.在推算認知效果時，遵循的是最少努力的省力原則；b.一旦找到所期待的關聯性，理解過程就停止。
三、認知語境對日常話語交際的語用制約
語言具有一定的靈活性、復雜性，因此話語意義在一定情況下會發生變化，那么在交際中，聽話者應該如何進行推理獲取交際者的話語意圖就依靠語境來判斷。正是由于不同的交際活動依賴于不同的語境，因此語境對話語交際起到一定的制約作用。在不同的語言交際活動中，同樣的語言單項從現象上所反映的語義差異和同樣語義在表述中的語義差異，都是由語境差別所決定的。
（一）從說話者的角度分析認知語境
明示信息分為兩部分，一是話語的字面意思，另一部分則為話語的暗含信息，說話者在表述時具有復雜的心理活動，重要的一點是他需要考慮聽話者的認知語境。為了成功實現交際意圖，說話者要分析需要給予聽話者什么樣的語境信息。比如：
A：奶奶，不跟你聊了，我去淘寶看看衣服！
B：淘寶在哪？遠嗎？
此交際就是不成功的，由于奶奶并不知道淘寶是一種購物軟件，所以才會做出這樣的回答。由于說話者不清楚聽話者的認知能力，造成交際無法繼續，這就是認知語境對于話語的制約功能，所以對成功的交際而言，說話者對聽話者的認知語境判斷十分重要。認知語境是動態的，因此說話者可以盡量讓雙方的認知趨于一致，比如，A在奶奶回答之前就解釋一下淘寶就是在網上買東西，這樣交際就會順利進行。除了說話者對于聽話者的語境判斷外，說話者本身的認知語境也對話語交際產生一定的制約作用，因為說話者的認知語境影響著他對話語的組織和表達，不合邏輯的組織，不明確的表達當然影響交際的進行。同時，在表達形式上，認知語境同樣對話語具有制約功能，說話者在說話前需要考慮自己與聽話者的熟悉程度，社會地位關系等等因素。比如：
A：您好，打擾一下，請問附近哪里有電影院？
B：您知道附近哪里有電影院嗎？
C：電影院在哪？
這三句話都是向別人詢問電影院的地點，但是采取的語言形式卻不同。A比較適合對陌生人講，而B則通常是向上司詢問，C則為一般朋友，同學或者家人。因此，說話者必須根據具體的語境選擇恰當的語言。
（二）從聽話者的角度分析認知語境
語言交際就是一個明示一推理過程，除了說話者的明示，聽話者的推理也極為重要。在推理過程中更多的是依賴聽話者的語境假設，話語理解實際就是聽話者根據新信息改變語境假設的過程，并且聽話者為了達到說話者預期的交際意圖就需要選擇最佳關聯的認知語境，這就體現了認知語境對交際的制約。比如：
A：晚上去看電影啊？
B：我明天有考試。
在這一對話中，B并沒有直接回答A明天是否想去看電影，表面上看屬于答非所問，但實際上A對B的回答進行一定推理便可知道答案。A需要擴大自己的語境假設，B明天有考試，有考試今晚就需要復習，需要復習就沒時間看電影了，所以B今晚不會去。這是和B回答最關聯的語境假設，以便以最少的努力獲得最大的語境效果。另外，同一話語在不同的語境中也可能具有不同的意義。比如：It's cold.
A：當有人要外出的時候家人說出這句話，那么意思就是提醒聽話者多穿一些衣服。B：當有人進屋忘記關門時聽到這句話，聽話者就應該理解為他需要把門關上。
C：當一人邀請另一人逛街的時候聽到這種回答，那么聽話者就需理解為這是一種拒絕。
人工智能與教育范文6
教室是孩子學習的主要場所，也是師生情感交流的心靈家園，一個集教育性、美觀性為一體的教室環境，能為學生提供一個學習、生活和交往的良好場所，也能促進班級文化的有效形成。因此，班主任要精心布置教室環境，以教室環境為載體，充分發揮其“潤物細無聲”的育人功能。
（1）師生共同布置教室，既彰顯主題思想又充分表達學生的心聲。學生是班級的主人，教室的布置應聽取他們的意見，讓他們參與到其中來。學生是教室布置的主要執行者，教師參與其中并從旁指導，扮演著輔導者的身份。在布置的過程中，師生共同決定布置的形勢與內容后，可以以分組的方式讓班上的所有同學參與布置。在布置完成后，更可以集合學生召開欣賞會，讓學生發表意見、相互交流。這樣做既可以培養學生的動手能力，也能增強班級的凝聚力，更可以讓學生知道教室布置的不易，讓每位學生為美化自己的教室出一份力，讓教室表達學生的心聲，成為學生真正溫馨的家園。同時，通過教師與學生的共同參與，不但能減少師生問的嫌隙，而且能融洽學生問的氣氛，更能提升班級的向心力，激發學生的學習熱情。
（2）教室的布置要體現“小組合作”的班級文化氣息?！白寜Ρ谡f話”，把教室的每一面墻都變成營造“小組合作”文化氛圍的陣地，使學生時時感受著“小組合作”的目標、職責、規范等，引領學生利用此種方式去管理自己、發展自己、展示自己；還可以在墻壁上張貼少量的名人名言、書法繪畫，用藝術氣息熏陶學生高尚的情操：同時還可以張貼學生自己制作的優秀的手工、攝影、書法作品，來展示學生的創造才能，展現學生的精神風貌……濃郁的文化氛圍，優雅的讀書環境，讓學生在潛移默化中受到熏陶，激勵學生的學習興趣，陶冶學生的性情，培養學生的優良個性品質。
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建立教室“綠色植物角”，把綠色和美感帶入教室，使學生尊重自然、愛惜生活空間，從而激發學生好學之心。比如，在教室一角放置幾盆常綠植物盆景，讓教室生意盎然，有利于學生專注地學習，提高學生學習的情緒，而且多看綠色植物對于學生的眼睛是有益處的，教室的綠化可以讓長時間讀書的學生們在休息的時間讓眼睛得到舒緩，達到保健的效果。
