人工智能在教育方面的应用精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇人工智能在教育方面的应用，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：人工智能；教育变革；智慧教育

近年来大数据、云计算等信息技术飞速发展，人工智能在一些特殊领域（如图像识别、语音识别、自然语言等）不断取得突破性进展。人工智能作为新的技术驱动力正引发第四次工业革命，为医疗、教育、能源、环境等关键领域带来新的发展机遇。人工智能专家预测，人工智能在通用技术领域可能尚不能替代人类，但在一些特殊领域，人工智能将会淘汰现有的劳动力。在国外，许多国家纷纷把人工智能作为国家发展的重要竞争战略，我国学者也密切关注着人工智能的最新理论进展和实践应用，国务院于2017年7月颁布《新一代人工智能发展规划》，明确人工智能发展的重点策略。“人工智能变革教育”的潮流，引发了教育研究领域的“人工智能热”。当前全球范围内，人工智能在教育领域的大量研究和应用催发形成了教育人工智能概念。目前梳理学术上关于研究人工智能与教育的文献主要集中于：

（一）教育理念的革新。“人机一体”将成为未来新的教育方式[1]，由新技术和新手段的出现所应运而生的智慧教育[2]，将对原有教育进行改进和完善。智能技术在改变教育的手段和环境的同时，还有利于构建出系统解决教育问题的教育新体系，从而真正触及教育的根本[3]。

（二）关注技术的革新。机器深度学习、智能学习的算法、视觉识别以及智能语言识别这些基础技术的突破，为人工智能的教育应用奠定了坚实的基础[4]。

（三）探究教育的应用。人工智能在学校教育中的学业测评、交叉学科、角色变化等应用领域具有巨大潜力，教师角色内涵也将在与人工智能的协同共存中发生改变。AI监课系统能够数据化、可视化评估教师的授课情况，将人工智能技术的运用渗透到整个教学过程中，教师可以根据评分实时调整授课内容，以促进个性化学习，从而提升教学效果。教育深受技术发展的影响，新技术融入教育并促进教育方式的转变已成为必然趋势。一方面技术为教育提供了新的、更加广阔的可能性；另一方面技术具有变革人类的教育方式与学习方式的能力。然而，技术是一把“双刃剑”，如何获取或实现以人工智能为代表的新兴信息技术所拥有的特征、优势与功能，使其在教育中最大限度地发挥其应有的价值呢？人工智能技术如何继续被安全使用到教育领域？如何通过教育变革来促进新兴信息技术在教育教学中的广泛与深入应用，实现教育深层次革命等问题，是目前需要关注和探讨的主要问题。

1人工智能时代下教育变革的背景

1.1人工智能的内涵及具备的强大能力

人工智能最早由美国达特茅斯学院于1956年提出，其研究主要包括机器人、图像识别、自然语言处理、语音识别等，实质是一种自动感知、学习思考并做出判断的程序。人工智能具有自主学习、推断与革新的能力，推动了图像识别、自然语言处理等方面的技术突破。人工智能同时具有理性判断力、超强的工作力，只要电力供应不断，几乎可以无限制地工作下去，而且适应不需要情感投入的工作。它的超强能力，源于三个重要的技术：深度学习、大数据和强算力。

1.2人工智能时代的机遇和挑战

人工智能在精力、记忆力、计算力、感知力以及进化力等方面与人类相比，具有突出优势。在医药领域，人工智能的出现使普通民众可以享受更为高效、稀缺的医疗资源，解决医疗诊断领域诊断质量不均衡、医生资源不足等问题。在教育领域，人工智能促进教学质量进一步提升、教师角色多样化、学生学习能力的提升；为教育研究提供新技术和数据支撑；极大拓展了教育研究新视域；使教育在立德树人方面、教育方法创新方面、教育手段和环境方面以及教育服务供给方式方面均发生改变。然而，看到人工智能以其强大的处理能力带来机遇的同时，也需要正视人工智能带来的新挑战。在人工智能浪潮冲击下，如何借助人工智能发展的机遇推进教育的变革与创新？人工智能技术如何继续被安全使用？首先，人工智能专家大都认为，人工智能将会淘汰大量现有的依靠非脑力劳动为生的劳动力，需要培养人工智能时代的新型劳动力。而且，人工智能技术本身的不太成熟使很多人工智能技术只是应用在儿童教育领域，再者，人工智能潜在的道德伦理问题缺乏法律制度规范。除此之外，人工智能时代将对社会结构以及人的地位构成挑战。综上所述，人工智能时代所带来的机遇是大于挑战的。教育需适应人工智能技术所带来的突破和飞跃，不断调整和更新教育的方向和目标，实现育人成人的发展目标。

2人工智能与教育变革

2.1人工智能与教育目的的变革

人工智能带来的巨变不仅影响人类未来如何发展，而且极大释放了人类的生产力，这些在一定程度上使得人类需要重新思考教育是何目的。人工智能影响教育目的的变革主要表现在：第一，人工智能可能会使人类陷入精神危机。这源于两方面的结果：一方面，人工智能将取代大部分人的工作岗位，工作的丧失将会导致人的价值和尊严丧失。另一方面，人工智能技术的发展将可能导致所有基于自由主义的想法破产，转而人类所拥有的价值和尊严可能转化为一种“算法”，人工智能带来的职业替代风险在教育领域同样存在，主要是对教师角色的挑战。第二，人工智能有利于培养人的学习能力。从某种角度上讲，人工智能剥夺人的就业机会，但同时，人工智能助教机器人将协助教师实现个性化指导，从而有利于将学习的过程视为寻求自我价值和意义的过程。除此之外，人工智能有利于使教育注重培养人的精神能力，这种精神能力大致包括实践动手能力、价值追求能力以及创造能力，从而有利于学生知识以便于更好地完善自我、丰富自我，使教育跳脱“知识为本”的陷阱，发挥“立德树人”的正向作用。

2.2人工智能与学习方式的变革

第一，深度学习。深度学习也称为深度结构学习或者深度机器学习，是一类算法的集合。深度学习概念的提出，一方面尊重了教学规律，另一方面也是应对人工智能时代下的挑战。深度学习在机器学习、专家系统、信息处理等领域取得了显著成就，提倡学教并重、认知重构、反思教学过程，进而达到解决问题的目的。第二，个性化学习。个性化学习区别以往传统班级课堂授课，尊重学生的个性发展，因材施教。人工智能技术与大数据的应用有利于学生享受个性化的学习服务，可提供个性化的学习内容，可视化分析学生的学习数据，快速提高学生的学习效率。第三，自适应学习。自适应学习是指人工智能基于对个体学习进行快速反馈的基础上，根据学习者特征，为其推荐个性化的学习资源和学习路径，从而最大程度上适应学生的学习状态，是实现个性化学习的重要手段。人工智能技术有利于快捷、科学地判断学生的学习状态，进行学习反馈；持续收集学生的学习数据，其中包括学习目标、学习内容；高效地为学生提供海量的学习资源。

2.3人工智能与学习环境的变革

首先，有利于搭建灵活创新的学校环境。不仅可以使空间规划更具弹性，而且可以调节性增强物理环境。其次，人工智能时代的教育区别于以往传统教育强调的统一秩序，更注重个体的用户体验。创客空间、创新实验室等学习环境的不断增加以及人工智能技术的不断发展，个性化的空间环境与学习支持将改变目前学习的学习空间环境。除此之外，随着对话交互技术的逐渐成熟与不断普及，有利于实现虚实结合的立体化实时交互。VR、AR等技术的同步协作也有利于搭建新的学习环境，满足学习者的一系列要求。脑机互动技术的突破有利于实现将人工智能植入人脑，从而改变人类自然语言的交流方式。最后，人工智能通过即时、准确、高效的大数据分析有利于进行精准且个性的学习评价与反馈。人工智能将综合收集所有同学的学习记录，互相比对、优化，从而进行综合提升。更为重要的是，人工智能的人脸识别以及语音识别技术可以运用到教师的教学过程中，进行学生的学习情绪感知，学习状况的了解，从而促进学生学习的科学化；智慧校园、智慧图书馆等的出现，为教学环境的建设提供重要参考。

3人工智能在教育领域的应用

人工智能被认为是最有潜力和影响力的教育信息化技术，将通过人工智能数据挖掘分析、3D打印、模拟仿真等技术的应用，实现人工智能与教育的深度融合，对计算机辅助教学、个性化教育服务、教育人工智能生态环境等产生根本影响。2018年《地平线报告》（高等教育版本）指出了教育领域的信息化发展，未来一段时间内将通过人工智能与信息技术的结合，进而影响教育阶段的不同过程。具体见表1所示。

篇2

随着信息技术的不断发展，计算机科学渗透生活的各个领域，改变了人们的生活方式和学习方式。其中，人工智能作为计算机科学中迅猛发展的一部分，正在以其独特的魅力走进人们的视野。“人工智能”（Artificial Intelligence），顾名思义，即通过应用计算机来模拟人脑的信息接收、思考、判断以及决策等思维行为过程，进而扩展人脑的思维和行动，帮助人们高效智能化地解决特定问题。近年，人工智能在教育领域中发挥的作用越来越显著[1]，其与众不同的特点决定了其在教育培训中的地位，将人工智能应用在农业知识培训中的可行性也成为教育界热议的新话题。

1我国农业发展背景和农业培训必要性分析

11我国农业发展背景

我国是传统的农业大国，农业对我国的经济发展具有极其重要的影响，一方面是由于我国人口基数大；另一方面是由于我国进出口贸易主要依靠农产品，农业发展成为影响我国经济发展最重要的因素之一。但由于各方面原因，我国农业发展还比较落后，尤其与发达国家的现代化农业相比，依旧有较大差距。

12开展农业知识培训的必要性

反思其他发达国家在?r业发展上实施过的举措，包括重视农业教育、科研和技术推广，注意提高劳动者素质；推广现代农业机械和高技术，重视农场管理；经营集约化、产业化；生产专业化；服务社会化；市场机制与政府扶持相结合；加强农业基础设施建设等，可以看出，我国在农业知识培训、素质教育、技术推广方面与发达国家差距明显。为发展我国农业，培养一批高素质、懂技术、会经营的农民以及一批愿意为农业发展做出自己贡献的高学历人才成为关键。农业的发展离不开农民的发展和进步，也离不开受过高等教育的精英人才的共同努力，而开展农业知识培训，则是为他们的发展奠定了一条夯实的道路。

2人工智能在教育中的应用与发展

近年来，伴随着人工智能在各行业的应用和发展，人工智能在教育领域中发挥的作用也越来越显著。例如，智能化的作业批改可以大大减轻教育工作者的沉重负担，在线学习等网络教学模式可以让人们更灵活地接受教育。从人工智能诞生伊始，其就与教育产生了密不可分的联系，延续发展至今，人工智能在教育领域中的应用主要包含以下几个方面。

21基于人工智能的计算机网络课程

计算机网络教育是对传统教育方式的一次革新，而人工智能对网络教育的渗透，又将其推向了新的发展高度。[2]学生可以自主地登录网络平台进行在线学习，根据智能导学系统制订学习计划，进行在线测试。例如近年来大为流行的MOOC课程，学生可以便捷地通过网络获取全球最高质量的教学资源，并可以量身打造自己的学习计划。

22基于人工智能的教师辅助系统

近十年来，智能传感器、语音识别、图像识别、深度学习、大数据等方面的蓬勃发展令信息的采集及处理越来越准确高效，这无疑使得人工智能与辅助教学系统的融合变得越来越深入。借助于语音识别、图像识别等技术，学生可以将学习过程中遇到的问题上传至系统，借助于数据库系统对信息准确的搜素和整合能力，实时地为学生提供答案或相关信息，答疑解惑。目前此类应用软件的应用广泛，例如小猿搜题、百度作业帮等。

23基于人工智能的教育数据库系统

随着信息化时代的到来，如何高效地搜集、分类和检索碎片化的教育信息和教学资源，无疑是一项巨大的挑战。为了更有效地分配和管理信息，在教育中引入智能化的数据库系统势在必行。现如今数据挖掘和深度学习的研究成果不断深入，依托知识库系统对教育信息的整合与构建，学生可以将已习得的零星的知识点进行扩充，由点至面的不断学习新知识；依托教育资源管理系统中来，教育管理工作者可以合理分配教学资源，让人们从爆炸式的高密度信息中解放出来，真正做到物为己用，因材施教。

3人工智能与农业知识培训的结合

新时代社会经济的发展为国家农业产业的发展翻开了新的篇章，如何加快社会主义农业现代化，促进农业转型，这为新时代的农业知识教育提出了新的要求。另外，近年来劳动力转型的趋势日益显著。随着农业劳动人口数量的减少，为了提高农业生产效率，需要有素质、懂知识的农民投入农业生产中来。因而，对于农业知识培训的革新作为农业现代化建设的重中之重，已被提上日程。

人工智能技术和教育领域融合的不断完善成熟，基于人工智能的农业知识培训正如雨后春笋般涌现，在农业教育培训领域崭露头角。

31人工智能应用于农业知识培训的优势

从我国农业发展的现状看，较之于发达国家，我国农业从业者的基数巨大但是整体受教育程度偏低，农业专业领域的知识匮乏，农业知识教育的推广不仅薄弱，而且效率低下。因此，伴随着信息化时代“互联网+”的新型教育模式对传统教模式的强有力革新，基于人工智能的农业知识培训展示了其强大的威力和优势，具体可以总结为如下两个方面。

311个性化教育针对性强

相比于课堂教学的传统模式，基于人工智能的网上在线教育模式能够为学生个性化地制订学习计划，灵活安排学习时间。这有力地解决了学生参加农业知识培训的时间成本问题，农业从业者可利用闲暇时间自主安排学习。另外，针对于培训者的当前知识水平和培训需求，培训平台可以个性化地安排教学相关领域的专业知识和操作技能。

312教育资源利用率高

我国当前的农业知识培训，教育教师需求数量和实际在岗教师资源极不匹配，具备丰富农业专业知识和农业生产经验的教师数量缺乏，这是导致农业知识培训推广速度缓慢的重要原因。而人工智能为这一问题的解决带来了福音，智能化的教学进程得以让教师从繁重的教学负担中解放。同时，基于网络的课程资源共享可以让先进的农业技术走进千家万户，让学生与优秀农业知识的距离不再遥远。

4平台开发的系统架构

基于人工智能技术，一个合理的农业知识培训平台能够像一个优秀的教师那样具备完备的农业专业知识和优良的教学技能知识，并且能够模拟及扩充教师的教学过程。除此之外，该培训平台还能够准确实时地与学生进行信息交互，有针对性地开展个性化教学，并可以自适应地完成教学效力评估和反馈，不断更新和完善教学内容和教学策略。基于以上分析，该开发平台的系统架构分为学生模型、教师模型、综合数据库模型和人机交互接口四个组成部分，结合下图对每一部分分别进行详细阐述。

41学生模型

学生模型应针对不同的学生，准确地评估学生当前的学习水平，对学生的学习背景、知识水平、知识架构进行诊断和评定，以便有针对性地制订教学方案，进而实施个性化教育。

另外，学生模型需要对学习过程中的学生的学习情况进行记录入库，对教育效果进行评定，从而诊断出当前教学计划是否合适，以便下述教师模型中对教学内容和教学策略的灵活调整。

42教师模型

教师是教学工作开展过程中的主体，一个合理的教师模型应该包括如下三个部分。

教师模型首先完成教学内容的选择，这要根据学生模型中对学生当前的学习水平的评定，并且针对学生既定的学习目标，并从下述知识库中调取对应的内容，为教学的开展做好准备。

在确定了教什么的问题之后，教室模型要确定如何教的问题，即选取合理的教学策略开展教学。教学方式的选择依附于学生模型，而又能根据学生学习情况记录进行反馈动态，不断完善和调整教学策略。

另外，在传统教学模式中，教师传授知识，并能为学生答疑解惑。当学生在学习过程中遇到问题和疑惑时，教师模型应该实时地提供信息支持，为学生提供针对性的帮助。因而教师模型要实现与人机交互接口的实时连接，在问题到来时控制模块驱动应答部分为学生答疑解惑。

43综合数据库模型

综合数据库模块为农业知识培训系统提供数据库支持，主要包括以下三个模块。

知识库模块中分类别地存放着农业领域的专业知识，包括文本、图像、自然语言、多媒体等多个类型的学习知识。一旦教师模型中完成了教学内容的选择，便由此模块中调取相对应的文件开展教学。

专家评估模块用于处理教学过程中的教学效果评价和经验总结，为教师模型中的各个环节的反馈和更新迭代提供数据支持。在一个完善的教学过程，教师需要根据学生的学习效果进行总结和反馈，以此指导下一步的教学内容和策略的更新。

为了对学生阶段性学习的效果进行评估，还需要引入测试考核模块对学生的成绩进行量化考核。测试考核模块中包含学生答题库和成绩测评库，准确检测出开展农业知识培?的作用与效果。

44人机交互接口

基于人工智能的农业知识培训的过程是学生和系统进行交流的过程，所以一个友好的人机接口是系统必不可少的组成部分。在这一模块中，友好的图形用户界面的设计能够帮助学生流畅地接收信息，提高学习效率。同时，借助于人工智能中对语音和图像信号的先进识别技术，人机交互接口可以智能化地接收分析和理解学生的自然语言信息和动作信息，进而为系统提供宝贵的输入信息。

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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。

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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.

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【关键词】人工智能；未来教育；未来学校；创新变革；挑战

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2017）07-0012-03

近年来，世界各国高度重视人工智能技术的发展，相继了相关研究报告。2016年10月，美国白宫了《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研究与发展战略计划》两份重要报告。2016年11月，英国政府《人工智能：未来决策制定的机遇与影响》报告。2017年3月，国务院总理发表2017政府工作报告，指出要加快培育壮大包括人工智能在内的新兴产业，“人工智能”首次被写入政府工作报告。当前，人工智能正逐渐融入电商零售、医疗健康、交通以及个人助理等多个领域，并展现出巨大的应用空间。人工智能在教育领域同样拥有巨大的应用潜力，随着知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能、情感计算等关键技术的发展，人工智能将在教育领域发挥越来越大的作用[1]。

人工智能在教育中的典型应用主要集中在智能导师辅助个性化教与学、教育机器人等智能助手、居家学习的儿童伙伴、实时跟踪与反馈的智能测评、教育数据的挖掘与智能化分析、学习分析与学习者数字肖像六大方向[1]，已经表现出巨大的应用潜力。学校作为教育活动的重要组织场所之一，人工智能将为学校的管理与教学带来变革性的影响，主要表现在四大方面：维护校园安全、辅助教师教学、变革学习范式以及优化学校管理。

维护校园安全

校园安全是顺利开展学校教育活动的基础，也是教育改革和发展的基本保障。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，要“切实维护教育系统和谐稳定，深入开展平安校园、文明校园、绿色校园、和谐校园创建活樱为师生创造安定有序、和谐融洽、充满活力的工作学习生活环境”[2]。计算机视觉与机器人技术的发展使得人工智能维护校园安全成为可能，其将在非法人员识别、消防安全预警、活动事故防护三个方面发挥重要作用。

1. 非法人员识别

部署保安机器人将是未来学校保证维护校园安全的重要措施之一。保安机器人能通过眼部的图像采集设备采集进入校园人员的面部信息，识别当前人员身份，若未检测到相关人员信息，系统则会通知学校的安保人员进行身份验证、登记等工作。同时，位于校园各处的保安机器人还将实时监控是否有陌生人通过非正规途径进入校园，检测到相关行为之后，则会通知学校安保人员进行处理。此外，位于学校门口的保安机器人还将采集学生的面部信息，与信息库中的学生信息相比对，确定学生身份，并记录学生到校与离校时间，确保学生在校期间的安全。

2. 消防安全预警

未来学校的消防安全预警系统包含了感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、可燃气体探测器等多种感应器，同时通过摄像设备实时采集图像信息，分析画面中是否出现明火、烟雾等现象。其综合图像分析与探测器感知，判断是否有火灾现象发生。此外，系统通过实时采集校园内人员的行为数据，与数据库中消防安全危险行为做比对，分析是否有相关危险行为发生。若危险行为发生，则会通知学校安防人员。在火灾发生时，拥有智能搜救技术的消防机器人将会代替人进入火灾发生区，通过生命探测仪，自动感应、搜索、识别被困人员，将其救出火灾发生区。消防机器人的部署很大程度上避免了人员进入火灾发生区受到二次伤害现象的发生，其机动性超越了现有的消防安全系统，在很大程度上保证了校园内师生生命和财产安全。

3. 活动事故防护

目前，校园课间活动的伤害事故主要表现在拥挤踩踏伤害、追逐打闹伤害、危险游戏伤害等三个方面。基于人工智能的活动事故防护系统通过校园内的摄像设备实时采集师生行为数据，通过与数据库中活动事故危险行为模型相比对，分析判断是否有危险行为发生。若相关行为发生，系统则会将相关危险行为发生的地点、类型等发送给学校的安防人员，提醒安防人员采取相应措施。

辅助教师教学

随着图像识别、语音识别、自然语言处理等技术的发展，越来越多的人工智能工具被应用于教育领域，成为教师教学的得力助手。教育机器人和智能作业测评工具的出现大大减轻了教师的负担，提高了教师教学的效率。

1. 辅助备课

备课是真实教学实践的预演，是应用教师知识并发展教师知识的过程。其既是确保教学质量的条件，也是教师专业发展的途径[3]，是教师教学的重要组成部分。备课机器人能够通过语音识别记录教师话语信息，利用自然语言处理技术分析整合教师话语信息，识别教师要求。备课机器人根据教师提供的教学目标、教学重难点、学生的基础知识等，在相关学科的知识库中进行资源的搜索与整合，形成电子教案。同时，根据教案内容为教师提供课堂测试习题以及上课所需课件。教师只需要根据所教班级的学生特点与自己的教学习惯，对教案、测试习题以及课件稍作调整即可应用于教学。

2. 智能作业测评

自然语言处理技术的进步使得作业自动批改成为可能。科大讯飞将“讯飞超脑”计划的阶段性研究成果“全学科阅卷”技术应用于考试，实现阅卷过程的数据化与自动化，在将教师从简单重复的阅卷工作中解放出来的同时，完成对考试数据的采集[4]。基于人工智能的作业评测系统可对作文、阅读等主观题进行语义识别并提出修改意见，根据学生的作业结果为教师自动生成详细的学情报告。智能作业评测技术的应用将有效分担教师的教学压力，显著提高教学效率，教师能够更多地专注于与学生互动、教学设计和专业发展。

3. 辅助课堂管理

在未来，教辅机器人将走进教室，辅助学生解决学习中遇到的难题。教辅机器人能够识别学生身份，读取学生当天所学课程信息以及学生在课堂的行为数据，为学生提供个性化解题方案奠定基础。教辅机器人通过语音识别获取学生问题信息，利用自然语言处理技术分析整合学生话语信息。然后，教辅机器人通过人脸识别采集学生的面部信息，综合面部表情、姿态和语调通过情感计算技术分析目前学生的情绪状态，综合学生的情绪状态和行为数据确定学生当前学习状态。教辅机器人依托优秀教师授课资源库，智能搜索相关答案，针对不同学习状态的学生采取不用的解题风格。此外，教辅机器人将收集到的学生行为数据上传到学生管理系统，辅助教师等进行学生的日常管理工作。

变革学习范式

学习范式是指特定时代的学习共同体所共有的学习理念、学习方式，并对学习者的学习态度、学习行为产生积极的引导作用，以促进学习的有效进行[5]。人工智能技术的发展使自适应学习系统真正地为教育所用，为学习所用，人工智能将使现有的学习范式走向自适应学习。

自适应学习系统在本质上是一类支持个别化学习的在线学习环境。它针对个体在学习过程中的差异性（因人、因时）而提供适合个体特征的学习支持，包括个性化的学习资源、学习过程和学习策略等[6]。基于人工智能的自适应学习系统将整合自适应内容、自适应评估和自适应序列三种工具。自适应内容通过分析学生对问题具体的回答，为学生提供个性化的内容反馈和学习资源推送。自适应序列利用一定的算法和预测性分析，基于学生的学习表现，持续收集数据。其中在数据收集阶段，自适应序列会将学习目标、学习内容与学生互动集成起来，再由模型计算引擎对数据进行处理以备使用。自适应评估可根据学生回答问题的正确与否，及时改变和调整测评的标准。

优化学校管理

学校是教育的核心单元，高效的学校管理是学校开展各项工作并得以高效运行的重要保障[7]。人工智能的融入将使未来学校的管理工作更加高效，使学校更好地服务于教师的教学与学习者的学习。其将在考务管理、教师管理、学生管理三方面发挥重要作用。

1. 考务管理

在未来的学校中，监考机器人将代替监考人员进行考务工作，很大程度上节省学校考务管理方面的人力资源。监考机器人通过内置于眼部的摄像头采集学生的面部信息，与数据库中学生信息比对，确定学生身份，自动完成签到。其通过内置于手臂端的金属探测器，扫描学生全身，z测学生是否带有作弊物品。监考机器人通过摄像头、红外感知等确定学生位置以及教室内的桌椅等位置，规划行动路径，分发和收集试卷。此外，监考机器人还将通过位于眼部的摄像头实时采集学生行为数据，与数据库中作弊行为实时对比分析，如果学生有作弊行为发生，则会立即制止，维护考场纪律。

2. 教师管理

教师管理是学校管理工作中的重要组成部分，教师评价则是教学管理中的核心部分。人工智能为教师的智能评价提供了可能。基于人工智能的教师评价系统通过教室的摄像设备实时采集教师及学生的行为数据、表情数据，通过学生的穿戴设备采集其体征数据。系统经过对教师和学生的行为数据、情绪数据和体征数据的分析（如系统与学校的学科管理系统相连通，确定教师的教学内容是否与教学大纲要求相适应，重难点是否突出，所讲述内容是否具有实用性；教师讲授知识时，根据学生的行为、情绪和体征的反应确定教师所讲授知识是否被学生理解；教师在讲授内容和组织学习活动时，语言是否规范、清晰，态度是否亲切和蔼等），最终评定教师的教学效果，并生成可视化报告，辅助学校完成对教师教学效果的评估工作。此外，系统还将通过教室的摄像设备采集教师面部信息，识别教师身份，自动记录教师的出勤情况，辅助学校的教师管理工作。

3. 学生管理

学生管理在学校管理中同样发挥着重要作用。基于人工智能的学生管理系统可通过位于学校门口以及教室的摄像设备采集学生面部信息，识别学生身份，自动记录学生的到校时间和离校时间，为学生的出勤考核提供数据支持。通过位于教室的摄像设备实时采集学生的行为数据，分析学生的课堂表现以及课余时间的同学之间的交流情况，为学生管理的班风、学风管理提供决策支持。同时，通过分析学生的学习成绩、课堂表现、课下交流情况，判断学生是否有异常行为（趋向），并及时反馈给学校管理者。此外，系统还将学生的在校情况，包括到校时间、离校时间、测试成绩、作业完成情况等反馈给学生家长，家校协同完成学生管理工作。

让机器在没有人类教师的帮助下学习，让机器像人类一样感知和理解世界，使机器具有自我意识、情感，以及反思自身处境与行为的能力，是人工智能面临的主要挑战[8]。除此之外，人工智能在教育领域中的应用目前还处于初级阶段，在学校的管理与教学应用方面仍面临着数据基础薄弱、决策和推理机制适应难、缺乏专业应用人才等挑战。

（作者单位：江苏师范大学智慧教育学院）

参考文献

闫志明，唐夏夏，秦旋等. 教育人工智能（EAI）的内涵、关键技术与应用趋势――美国《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》报告解析[J]. 远程教育杂志，2017（1）： 26-35.

程天君，李永康. 校园安全：形势、症结与政策支持[J]. 教育研究与实验，2016（1）： 15-20.

翁春敏，陈群波. 基于教师情境知识的备课研究――国外研究的视角[J]. 外国中小学教育，2015（5）： 51-57.

搜狐教育. 科大讯飞吴晓如：互联网+人工智能时代的教育变革[EB/OL]. http： // sohu. com/a/69484549_372506，2017-6-15.

George R. Boggs. What Is the Learning Paradigm？ [EB/OL]. http： //vccslitonline. cc. va. us/mrcte/learning_paradigm. html， 2017-6-13.

陈仕品，张剑平. 基于EAHAM模型的适应性学习支持系统体系结构[J]. 电化教育研究，2008（11）： 53-57+82.

篇6

【关键词】 人工智能 农村远程教育 高效

人工智能技术是在计算机科学日新月异发展的进程中一大成果，由于其智能、高效、优化的强大功能，为许多研究者所重视。部分教育领域的研究者，将人工智能技术引入教育行业，探讨人工智能如何融入教育，促进教育深度发展。研究者们将人工智能与职业教育、继续教育、远程教育及教育技术结合，进行探讨，提出了一些很好的建议。农村远程教育虽然也属于远程教育范畴，但由于其自身具有许多特殊性，因此有必要单独将其应用于农村远程教育进行探讨。

1 我国当前农村远程教育发展面临的困境

我国农村远程教育是伴随着现代通讯技术的发展而在广大农村出现的一种新的教育模式。随着上世纪70年代末，以广播电视大学为代表的远程教育的兴起，为我国教育的发展写下了浓重的一笔，由于其不受时间、空间、学习者等要素的影响，充分体现了“时时能学、处处可学、人人皆学”的巨大优势。因此，本世纪初，国家将远程教育教学模式引入广大农村，于2003年推出了“农村党员干部现代远程教育”、“农村中小学现代远程教育工程”，于2004年依托广播电视大学体统推出了“一村一名大学生”工程，这些远程教育工程对推进农村教育起到了举足轻重的作用。但其发展也遇到了困难，具体说主要体现在以下几个方面：

1.1 师资力量短缺

由于受我国长期以来的城乡二元制经济发展模式的影响，导致城乡经济发展不均衡，直接造成了城乡教育发展失衡。在农村教育中，首先表现在教师配置上，由于农村教育经费投、教师工资水平均低于城市，造成了长期以来农村教育师资力量短缺，远程教育更是如此。据相关研究表明，现我国农村远程教育由于缺少懂计算机或网络技术的专业人才，往往用不相关专业的人才作为替代，且大都为兼职人员。这就造成了对远程教育设备的维护、远程教育资源的管理及远程教育教学辅导等方面出现问题。以广播电视大学系统为例，自2004年广播电视大学开始招收“一村一名大学生”学员，虽然学员增长速度很快，但其教学点仅延伸至县城，招收的学员往往为县城周边农村的农民，而广大较偏远地区正真渴望接受教育的农民缺少受教育机会，之所以没有延伸至乡镇及行政村，根本原因是缺少师资力量。

1.2 资源建设不足

由于农村远程教育是本世纪初才在农村兴起的一种新的教育模式，属于新生事物，因此缺少前期的积累，主要体现在教学资源的积累上。我们知道，是否拥有丰富优质的教学资源是关乎远程教育成败的关键。而长期以来，我们主要注重城市远程教育的发展，现城市远程教育已相当成熟，拥有一大批优质的教育资源，吸引了大批学习者。但由于农村远程教育与城市远程教育相比有其特殊性，广大农村学员需要掌握的不仅仅是理论知识，他们最迫切学习的是农业实用新技术及掌握能够改变自己生活现状的一技之长，而这些课程资源在城市远程教育中设计不多。因此我们没有现成的教育资源可供使用，需要另起炉灶进行建设。但由于投入农村远程教育的经费有限，用于资源建设的经费也不足。造成了现阶段农村远程教育资源依然短缺的现实。这不利于农村远程教育进一步发展。

1.3 课程设置不合理

如上所述，广大农村学员渴望学习的是改善自身生活的实用农业新技术及一技之长，同时广大农村也需要培养一批懂管理的乡村干部。因此在专业和课程设置上，客观上要求向这些方面靠拢。虽然现在农村远程教育在专业设置上慢慢转向适合农村学员的涉农专业，但在课程设置上还是不尽如人意，往往只根据自己师资情况及资源情况来设置课程，这样往往造成农民学员需要的课程没有涉及，而农民学员缺乏兴趣的理论课程所占比重过大的问题。这样会严重挫伤广大农村学员学习积极性，对农村远程教育发展极为不利。

1.4 网络教学平台存在不足

我国现阶段远程教育的网络辅导教学平台现阶段的形势往往通过QQ对话、Email邮件、BBS及一些音频、视频系统进行。这些方式当然是有效的网络教学方式，但存在问题也是十分明显的，最主要问题在于如果没有提前联系，教师就不会及时回复学生提出的问题，缺少师生互动。学生的学习效果会大打折扣。

2 人工智能应用于远程教育的优势

2.1 人工智能的概念

人工智能是计算机学科的一个分支，是一门研究计算机模拟和延伸人脑功能的综合性科学，部分研究者将其定义为：一个电脑系统具有人类的知识和行为，具有学习、推理判断来解决问题、记忆知识和了解人类自然语言的能力。人工智能的产生过程：对于人类因问题和事物而引起的刺激和反应，以及因此而引发的推理、解决问题及思考决策等过程，将这些过程分解成一些步骤，再通过程序设计，将这些人类解决问题的过程模拟化或公式化，使电脑能有一个系统的方法来设计或应付更复杂的问题，这套能够应付问题的软件系统，称之为人工智能。

2.2 人工智能切合了远程教育的要求

有研究者指出：人工智能是研究如何构造智能机器（智能计算机）或智能系统，使其模拟、延伸、扩展人类智能的学科。人工智能在教学领域应用的最直接结果就是诞生了智能教学系统。而所谓的智能教学系统是以计算机辅助教学为基础而兴起的，它是以学生为中心，以计算机为媒介，利用计算机模拟教学专家的思维过程而形成的开放式人机交流系统。由于它综合了知识专家、教师、学生三者的活动，因此，与之相对应，智能教学系统一般分为知识库、教学策略和学生模型三个基本模块，再加上自然语言智能接口。人工智能的这些功能和模块刚好切合了远程教育的特点及要求。我们开展的远程教育一直以来就强调以学生为中心，以学生自学为主，教师辅导为辅，教师通过计算机网络系统对学生进行实时和非实时辅导，以此来完成学生的学习过程。因此人工智能适合应用于远程教育教学过程。

2.3 人工智能能够有效加强对学生的管理，提高学习效率

长期以来远程教育为社会诟病的是，由于缺少师生间直接交流的机会，造成教师对学生的组织和管理方面的困难。如果我们仅仅依据学生登录次数、登录时间等方面来评价学生学习情况，这样往往造成对学生学习的错误评价，但对远程教育的教师来说也只能做到这些。但如果我们将人工智能引入远程教育，它可以依据自己强大的功能，通过对学生情况的数据分析，科学提供学生的学习能力、认知特点及当前的知识水平。更为重要的是，通过对这些信息的分析，它能为每位学习者制定适当的教学内容和教学方法，为学生提供个性化的学习服务，切实提高学生的学习效率，这是我们远程教育所倡导的最佳服务的效果。

2.4 人工智能可以从某方面解决农村远程教育师资力量

如上所述，由于城乡间经济差距，造成了长期以来城乡教育发展失衡，广大农村地区师资力量较为薄弱，特别是远程教育方面。这一问题解决的根本途径在于缩小城乡经济差距，但这并非一朝一夕就能解决的问题。因此农村师资力量特别是远程教育师资力量的解决，需要一个过程。而人工智能技术利用了计算机模拟教学专家的思维过程而形成的开放式人机交流系统，它集知识专家和教师于一身。广大学员可以通过自然语言系统，实现正真意义上的人机对话，完成适时的学习辅导过程，这从某种程度上解决了师资短缺的问题，为农村远程教育的发展提供了一条新的发展思路。

2.5 人工智能能够有效解决农村远程教育资源建设问题

目前我国农村远程教育在资源方面存在的问题除了数量较少，质量也不高，许多网络课程资源仅仅是课本的翻版，虽然资源制作者利用现代资源制作手段，以文字、视频及图片等手段来展现知识，但知识之间的逻辑联系性方面存在不足。这给学习者有效学习带来极大不便，影响了学习效果。而人工智能技术，能够对现有的网络课程资源进行智能加工，对知识结构进行重新构建，对知识间的层次性、逻辑性进行重新编排，为学习者展示学习重点、难点，切实提高学习效率。使资源更加优质高效。

2.6 人工智能能够提供实时交流，解决网络教学平台的不足

由于人工智能集知识专家、教师与一身，可以通过自然语言系统，开展人机对话，通过讨论解决学生遇到的问题。能改变传统网络教学平台缺乏及时交互性的问题。能够解决网络教学平台的不足。促进农村远程教育的发展。

3 结语

人工智能技术是计算机科学发展的成果之一，它具有智能、高效、优化的强大功能，许多行业都利用人工智能技术提高效率。对我国农村远程教育而言，如果能将人工智能引入，能从某种程度解决因为资金问题造成的师资力量缺乏问题；提高对远程教育学生的管理，为他们提供个性化的高效远程教育服务；能够利用它强大的功能重新编辑网络资源，让它更有利于学生学习；同时人工智能还能提供自然语言接口，打破以往网络教学平台的弊端。相信通过引入人工智能技术，我国农村远程教育会迎来新的发展。

参考文献

[1]张震，王文发.人工智能原理在人类学习中的应用[J].吉首大学学报，2006（1）：39-41.

[2]武晶晶.关于人工智能教育应用的几个问题[J].教育教学论坛，2012（9）：159-160.

[3]张.人工智能与教育技术[J].陕西师范大学学报（自然科学版），2005（6）：228-230.

[4]张小永.陕西农村现代远程教育资源建设初探[J].陕西农业科学，2011（4）：228-230.

篇7

［关键词］人工智能；财务机器人；会计电算化；人才培养

0引言

正如会计电算化替代传统手工会计一样，随着信息化、智能化、互联网、大数据等科技元素在会计信息化中的应用，人工智能悄然到来。自2017年“会计证被取消”，到普华永道、安永、德勤等国际会计师事务所纷纷推出财务机器人，这些举动在财务圈引起了轩然大波，许多中职学校会计相关专业的学生，担心基础核算会计将被人工智能取代，对未来颇感担忧。根据世界经济论坛2016年的调研数据预测，到2020年，在全球15个主要的工业化国家中，机器人与人工智能的崛起，将导致510万个就业岗位的流失，未来20年最有可能被机器人抢走饭碗的岗位包括低端制造业的生产、会计等［1］。2017年7月，中国《新一代人工智能发展规划》，将人工智能上升为国家战略。所以笔者认为，基于人工智能背景下的中职会计电算化专业人才培养方式将面临变革，在教学中应站在未来发展的高度，适应信息化发展，及时掌握人工智能相关技术，实现由传统会计电算化专业人才培养向智能化管理会计转型。

1人工智能的概念［2］

人工智能即AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术以及应用系统的一门新的技术科学，它是指由人工制造出来的系统表现出来的智能。目前人工智能在计算机科学领域内，受到了广泛的发挥。在机器人、经济政治决策、控制系统、仿真系统中得到应用。人工智能是信息技术发展的必然，它已悄悄地改变着人类的各行各业。人工智能在会计行业中应用，促使会计由简单核算向管理方向变革，推动了会计行业的发展，同时也促使着中职学校会计及相关专业的人才培养转变。人工智能取代传统的会计电算化操作人员是一种趋势，但也是一种转变，自我提升的机遇。

2中职学校传统会计电算化专业人才培养［3］

2．1课程偏传统基础核算类，轻参与、管理类会计课程

在多数中职学校会计电算化教学计划课程设计中，传统财务会计类课程占大多数，管理会计类课程设置单一或者没有。而财务机器人的出现，则能够替代大部分重复性、流程性基础会计核算工作。

2．2会计实操偏基础性会计技能，轻数据分析、挖掘

在实践教学及技能培养中，过于注重培养学生点钞、传票的翻打、会计书写、凭证装订，会计电算化软件操作机械性录入等。在当前大数据、人工智能背景下，可以让会计人员摆脱繁杂事务，重点放在会计数据分析与数据挖掘，为企业决策提供服务。

2．3课程偏模拟操作，轻实际操作

无论是手工核算还是会计电算化记账，大多数实操是模拟一个企业一个月的业务，学生根据教材或老师给予的信息进行会计处理，过账，做报表。一学期就是这样反反复复练习。学期结束，虽然考试合格，但仍有很多学生不明白为什么这么处理，特别在月末业务处理更加模糊不清，例如工资发放，计提税费、费用摊销、成本及费用结转等。还有绝大多数学生不知道真实环境如何计税、报税、纳税，只是理想中的学习，为了做账而做账。

3人工智能背景下的中职会计电算化人才培养［4］

3．1由基础核算型初级人才向有思想的中级人才转变

人工智能在会计行业中的应用，会计核算软件中的基础数据录入、凭证录入与审核、记账、编制科目汇总表、材料的收发统计、报表的编制等操作很容易被财务机器人替代，但是也有一些是机器无可替代的，需要有思想的“人”来处理。例如：由于大环境变化，企业的固定资产有明显减值趋势，而财务机器人并不能分析与判断这个固定资产是否会减值或减值多少，如果财务上不及时做出处理，将可能导致企业少确认资产减值损失，虚增了企业的资产和利润，对于企业来说，这属于信息失真。在大数据时代，中级类型的会计人才储备相对较少，中职学校的会计电算化教育，需要培养的应当是此类会计人才。教学会学生不能只拘泥于看财务数据，还要学会合理利用有效的会计数据服务于企业的发展，提高企业的核心竞争力。

3．2由传统的财务会计向人工智能环境下的管理会计人才转变

财务机器人的出现，替代了传统的财会人员进行基础数据的录入，日常凭证的填制、审核、记账；凭证、账簿、报表的生成；成本结转、折旧等财务处理；纳税申报等，这不仅提高了会计工作的效率，减少了传统的会计人员繁杂的日常账务处理工作，但同时也让传统的会计人员失去工作。作为会计的教育者，如何让学生在未来立于不败之地，不被财务机器人替代，就需要学校适应时代趋势，教学重点由传统的基础核算向智能管理型会计演变。会计从事的活动，除了重复、机械、烦琐的事情外，还可以创造更多价值，比如：评估、判断、沟通、协作、建议等。管理型计人才就是通过智能机器人核算出的精确信息，对企业的未来做出评估、预判、建议等，甚至帮助企业管理者做出决策。

3．3由会计电算化软件操作员向人工智能会计系统的设计者转变

人工智能环境下的财务机器人，实质就是一种自动化运行的程序，这种程序的设计，需要设计人员既要懂计算机又要懂会计。而现在的中职学校，会计电算化专业主要培养的是会计专业人才，操作会计核算软件，而很少在计算机方面进行教学。在人工智能环境下，懂得会计专业的人才只是人工智能会计系统设计的主导者，而计算机方面人才则根据会计法及相关规则进行系统设计，自动化处理会计业务需要想到协作，融会贯通。人工智能永远是基于系统的规则和大数据，如果规则发生变化，人工智能将无法起作用。在日常教学中，哪怕我们不能完全让学生掌握编写程序，但是应当教会学生看懂和读懂程序，对机器人“思想”进行修改，也算是人工智能的掌控者，而不是被替代者。

4人工智能背景下中职学校会计电算化专业人才培养应对策略［5］

4．1更新理念与改变教学计划

笔者认为，在人工智能背景下，在中职学校，会计及电算化专业办学理念中应加入人工智能等相关技术，同时其人才培养方案、专业建设、教学计划等方面都需要做出相应的调整，培养适应于人工智能时代复合型人才。例如，中职学校会计或会计电算化专业的教学计划中，计算机方面课程开设仅有计算机应用及会计电算化软件操作课程，数据处理、编程类或人工智能课程几乎没有，这样的教学安排不利于学生对未来人工智能的应对能力培养，应当增加相应的计算机方面课程，财务管理、会计政策、法律法规等人工智能无法替代的课程，减少将来可能被财务机器人替代的会计技能课程。

4．2提高教师人工智能等相关理念和技术

要给学生一碗水，教师必须要有一桶水，虽然人工智能的出现解决了许多教育上的难题，但是教师在人工智能背景下还需要增强自身信息化能力，学习人工智能相关理念，掌握人工智能相关技术。这就需要学校给予老师多点人文关心以及人工智能方面的继续教育。

4．3关注人文综合素质培养，让人工智能为我所用

财务机器人出现，会计人员有更多时间去从事财务机器人无可替代更具有情感类的工作，这些工作需要人与人之间的沟通与交流，因此，笔者认为，中职会计电算化专业教育，不仅需要培养学生人工智能动手能力，还要关注学生思想道德、人文综合素质的培养，提升学生的思想道德水平，教会学生爱岗敬业，诚实守信、乐于助人，激发学生的学习主动性和创造性。如果没有良好职业道德水平，即使掌握了人工智能技术，也将会破坏规则，让会计信息失真。我们不能教出人工智能的“奴才”，应当让人工智能为人类所用，做人工智能的主人。

5结语

总之，人工智能正在快速又深刻地改变我们的生活和工作方式，将人工智能用于会计行业会也将会不断得到规范。对于人工智能这类新兴技术在财务行业的运用初期可能会让学生产生恐慌、彷徨，认为学校教育无用。作为专业教师，要教会学生变革思想，提高其对会计价值的认识，提高其人文综合素养，拥有过硬的专业技术，不断地完善专业胜任能力，把握机会，主动迎接挑战，那么人工智能就只是会计人员的好帮手，而不是掘墓人。

主要参考文献

［1］彭维．浅谈人工智能时代财务的变革与转型［J］．中国管理信息化，2018（19）：39－41．

［2］巩彦哲．人工智能在会计管理中的应用微探［J］．财会学习，2018（20）：86－87．

［3］卢映芝，黄静．人工智能与会计课程实操的结合探讨———VR技术的引进［J］．现代商贸工业，2018（30）：160－162．

［4］王立法．论人工智能环境下会计人才培养所面临的挑战及见解［J］．财经界，2018（6）．

篇8

关键词:教学改革;人工智能;游戏设计;游戏编程

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机科学的一个分支,是研究、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学[1]。人工智能技术研究领域包括机器人、模式识别、自然语言处理、机器学习、数据挖掘、人工神经网络和专家系统等[2],其最为广泛的应用之一就是游戏设计[3]。游戏设计虽然涉及多门学科,但其作为应用并没有形成一门单独的理论[4-5]。由于游戏存在较大的市场以及其作为人工智能的一个重要应用,国外已有多所大学开设了游戏设计课程。如卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)于1999年设立了娱乐科技硕士学位,并开设了相关课程;南加州大学(The University of Southern California)设立了为期3年的互动媒体艺术(fine arts in interactive media)硕士学位课程,并于大学部设立电子游戏设计(video-game design)副修课程。该校也为美国军队创作训练士兵的电子游戏,透过战斗情境模拟来进行沙盘演练。麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)提供多种电子游戏设计相关课程,并研发将电玩游戏纳入教室教学的方法。斯坦福大学(Stanford University)提供电子游戏设计史及包含最佳电子游戏竞赛奖的计算机绘图课程。华盛顿艺术学院(The Art Institute of Washington)为亚特兰大艺术学院的分校,提供授予学士学位的视觉及游戏程序设计课程。在初期的艺术与设计重点培训后,学生将学习立体动画相关技术。国内也有多所高校开设了游戏设计的相关课程,如北京邮电大学,首都师范大学等,为了适应市场许多培训机构也开设了游戏设计课程,但培训机构将课程的重点放在了实际的编辑代码中而过少的关注理论。中南大学开设人工智能课程已有20多年的历史,在教学实践中,中南大学智能系统与智能软件研究所的教师们在教学科研方面取得了许多令人振奋的成果。在良好的环境中,人工智能与游戏编程课程应运而生[6-7]。

1教学目标与要求

中南大学人工智能与游戏设计课程主要面向智能方向4年级学生,在4年级第一学期开设。学习该门课程之前需要具备人工智能以及计算机编程方面的课程知识,并且需要一定的计算机图形学的相关知识基础。

此门课程的学习使学生了解游戏设计与虚拟现实的基本概念和术语及其基本设计方法,理解人工智能在游戏中的相关应用,熟悉游戏设计中编程以及建模技术,为学生将来利用人工智能技术以及游戏设计技术奠定必要的知识基础。除此之外向学生介绍计算机游戏的基本原理和最新进展,包括计算机游戏动画的最新概况、游戏程序设计概览、2D游戏的基本编程技术、3D游戏动画的基本编程技术、3D游戏场景的组织与绘制、游戏中的高级图形技术、游戏中的音频编程、游戏中的人机界面技术、人工智能在游戏动画中的应用,纹理贴图、基于图像的绘制和加速算法等。

基于该教学目标,本课程有两个重点内容,其分别是人工智能技术如何在游戏设计中的应用,以及游戏编程的相关技术。对于人工智能技术在游戏设计中的应用这一内容,主要采用理论结合实际的理念,将学生已具备的人工智能理论知识与游戏设计的具体应用联系起来,使学生一方面能体会人工智能的基础理论,另一方面使学生能够将其所学用于实践,避免理论与实践脱节。游戏编程内容主要从设计模式入手,然后依托多媒体平台对学生进行讲授设计以及编程方面的相关知识。

围绕这个教学目标,我们安排了28个学时的课堂教学,4个学时的实验,总共32个学时的课程。接下来针对课堂教学、实验设计、考核方式这几个方面分别展开讨论。

2课堂教学设计

本课程采用培训学校模式与大学理论教育折中的方式进行讲授,本节将着重对28个学时的课堂教学内容分别介绍。

1) 游戏程序设计概论与计算机图形学基础。

该部分内容可以分为以下两部分。

(1) 计算机游戏简介与游戏设计概论(2课时)。

(2) 计算机图形学基础(2课时)。

概论部分主要介绍计算机游戏的基本概念、特点以及目前国际上该领域的研究和应用情况。图形学部分主要是介绍计算机图形学的相关理论基础,目的是让没有学过计算机图形学的学生有一定了解,由于考虑到智能专业也开设计算机图形学的相关选修课,因此,本部分内容只是对之前学习的相关知识的复习,目的是为后续的程序设计课程打好相应的理论基础。

本次课程是正门课程的开篇之讲,一方面,教师要开宗明义,让学生明确何为计算机游戏,并对计算机游戏有大致的了解,为后续课程学习起铺垫作用;另一方面,为增强学生学习兴趣,必须介绍计算机游戏的类型以及各种知识与其的关联。

2) 游戏编程技术。

如上所述,游戏编程是本门课程的一个重点内容,游戏编程可以分为如下几个部分。

(1)Windows编程基础(2课时)。

(2)DirectX编程基础(2课时)。

(3)2D游戏的基本编程(2课时)。

(4)3D游戏场景的组织和绘制(2课时)。

(5)3D动画的基本编程技术(2课时)。

(6)游戏中的人机界面技术(2课时)。

对于Windows编程基础,其主要内容是Windows操作系统的发展史、Win32程序的基本结构、消息循环与处理、Windows窗口、GDI接口、集成开发环境(IDE)。

DirectX编程[8]基础的主要内容是DirectX开发包的历史及其框架、介绍每一个组件的功能、DirectX开发包的安装以及与IDE连接的配置。

2D游戏基本编程的主要内容是游戏的基本流程和体系结构、游戏开发的基本理念及方法、游戏引擎简介、游戏的调试与测试。

3D游戏场景的组织与绘制的主要内容是3D场景的组织与管理、游戏场景的几何优化、3D场景的快速可见性判断与消隐、地形场景的绘制与漫游、3D游戏场景中的碰撞检测。

3D动画的基本编程技术的主要内容是3D动画技术概述、Direct3D开发包的使用、关键帧动画技术、基于动作捕捉的动画技术、脚本驱动的动画技术。

游戏中的人机界面技术主要内容是游戏的可玩性与人机界面、用户界面设计基础。

游戏程序设计部分内容主要是让学生了解和掌握面向Windows平台的游戏编程的技能。现在绝大部分游戏和娱乐都是基于Windows平台,因此掌握Windows平台的设计模式与编程方法是必须的。又因为DirectX软件开发包是微软公司面向Windows平台开发的一套专门应用于游戏开发的API,因此了解其原理以及掌握其技术能够提高学生的游戏开发能力。

3) 人工智能在游戏中的应用。

如今的游戏应用了大量的人工智能技术,本门课程将从以下几个方面介绍人工智能技术在游戏中的应用。

(1)遗传算法(6学时)。

(2)神经网络(6学时)。

遗传算法主要内容是遗传算法的概念及其相关研究、杂交操作、变异操作、适应性函数选择、遗传算法优化的算子、创建和处理矢量图形。

神经网络主要内容是神经网络概述、适应性函数、环境探测、有监督的学习、演化神经网络的拓扑。

该部分内容主要是介绍如何将人工智能中的理论用计算机语言实现,并介绍如何在游戏设计中应用这些理论。这部分内容是本门课程一个核心内容,通过学习学生们能够认识到人工智能在游戏设计中的重要性,并提高应用能力。

3实验设计与课程设计

由于该门课程为选修课,因此课时较少,除课堂课时之外只剩下4个学时的实验课时。我们针对这4个课时的实验进行了重点设计,其主要内容是引导学生熟悉Visual Studio .Net 2008集成开发环境、安装与配置DirectX 软件开发包、使用有限状态机设计状态驱动智能体,设计2D图形驱动引擎。

虽然课时很短,但学生能够实际动手操作,熟悉游戏编程的相关开发工具与开发包,另外,学生学习兴趣提高了,学习内容从枯燥的抽象概念、理论变成实际的事例。此外,学生还可以在课下完成任务,继续钻研新的理论应用。

我们针对本门课程实验课时少的缺点,特别设定了一个课程设计环节。课程设计并不占用实验课时,而是要求学生利用课外的时间,自由组合,以团队的模式完成相应的设计要求。

课程设计主要内容是要求学生完成一个项目设计,该项目设计主要是要求学生使用相关的集成开发环境和开发包,利用一个人工智能技术编写出一个小的游戏软件,并给出设计报告。考虑到学生的实际能力,开发与报告以小组的形式进行设计开发,设计团队由3～5人自由组合,具体分工必须在报告中体现,报告要求不少于4000字,以软件开发文档的形式提交,报告中不仅有游戏软件的需求分析文档、设计文档和测试文档,还必须包括游戏的内容设计,即游戏的情节创意或功能设计。设计题目以及游戏类型由学生自选,图形界面可以是3D也可以是2D,开发包可以使用Direct3D也可是Windows自带的GDI。

4考核方式及其安排

考核一个方面是检测学生学习的状况,另一个方面是为了通过考核方式,提高学生的实践动手能力。基于这个原因,我们将整个考核分为3个模块。

1) 期末考试(开卷),占总成绩的50%。

2) 项目设计,占总成绩的35%。

3) 实验,占总成绩的15%。

期末考试采用开卷形式,主要目的在于检测学生通过课程学习,对知识点的掌握程度,以及运用知识点解决问题的能力。其占总成绩比例的一半。虽然期末考试为开卷,但考核的知识点无法直接从教材中直接找到,需要学生实际运用能力和解题手段才能完成答题。精心设计的开卷试题,可以使学生对虚拟现实知识体系进行一个系统的回顾,同时,它也是对教学的补充。

课程设计需要学生有很强的自主性,认真完成将使学生受益匪浅,敷衍了事不仅学生没有得到锻炼,教学目的也难以达成。课程设计以小组的形式有优势也有劣势,好处在于学生可以根据自身能力对应团队中的角色,例如,某同学编程能力强,他可以作为程序设计与开发人员;另一同学数学好,或理论方面出色,他就可以担任算法设计的工作;某些同学有创意,他则可以担任游戏情节设计的工作,等等。这样做分工明确,每个人都能够根据自己的实际需求和情况得到锻炼。劣势在于,如果团队同学能力重点都一样,就会出现分工不清,而最大的问题就是团队合作会导致某些同学出现依赖思想,最终导致整个团队只有一个人完成整个项目,甚至导致项目无法完成的情况。对此,我们应当强调每一个学生都要积极主动参与到课程设计中来,发挥自己的主观能动性,协作完成项目。

5结语

本文探讨了人工智能与游戏设计教学目标与任务、课堂教学、实验设计、考核方式,希望能够给其他相关教学工作者以参考和启发,共同促进其完善与提高。

由于人工智能与游戏设计这门课程是中南大学新开的一门课程,在许多方面存在考虑不周或欠缺的情况,需要向兄弟单位多学习并且多在教学实践中摸索与提高。本门课程是以中南大学智能系统与智能软件研究所为依托,它具有很好的研究基础与良好的实验平台,并能够将这门课程融会贯通,使学生理解人工智能与游戏开发设计的基本理念,并培养学生实际应用技能。

参考文献:

[1] 杨刚,黄心渊. 虚拟现实技术课程的教学设计与讨论[J]. 计算机教育,2008(2):1-3.

[2] 蔡自兴,徐光v. 人工智能及其应用[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2003.

[3] 刘锴. 应用型院校的虚拟现实技术课程教学探讨[J]. 电脑知识与技术,2009,23(5):6486-6487.

[4] 刘明昆. 三维游戏设计师宝典:Virtools开发工具篇[M]. 成都:四川出版集团,2005.

[5] 王一剑. 人工智能在游戏开发中的应用[M]. 上海:同济大学软件学院,2008.

[6] 于金霞,汤永利. 人工智能课程教学改革及实践探讨[J]. 教学园地,2009(5):91-118.

[7] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等. 树立精品意识搞好人工智能课程建设[J]. 中国大学教学,2004(1):28-29.

[8] Microsoft. DirectX Software Development Kit[EB/OL]. [2010-7-20]. /downloads/details.aspx.

Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses

LI Yi

(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

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关键词：人机大战；人工智能；发展前景

中图分类号：TP391 文献标识码：A

0.引言

2016年3月15日，备受瞩目的“人机大战”终于落下帷幕，最终Google公司开发的“AlphaGo”以4∶1战胜了韩国九段棋手李世h。毫无疑问，这是人工智能历史上一个具有里程碑式的大事件。大家一致认为，人工智能已经上升到了一个新的高度。

这次胜利与1997年IBM公司的“深蓝”战胜国际象棋世界冠军卡斯帕罗不同。主要表现在两个方面：

（1）AlphaGo的胜利并非仅仅依赖强悍的计算能力和庞大的棋谱数据库取胜，而是AlphaGo已经拥有了深度学习的能力，能够学习已经对弈过的棋盘，并在练习和实战中不断学习和积累经验。

（2）围棋比国际象棋更加复杂，围棋棋盘有361个点，其分支因子无穷无尽，19×19格围棋的合法棋局数的所有可能性是幂为171的指数，这样的计算量相当巨大。英国围棋联盟裁判托比表示：“围棋是世界上最为复杂的智力游戏，它简单的规则加深了棋局的复杂性”。因此，进入围棋领域一直被认为是目前人工智能的最大挑战。

简而言之，AlphaGo取得胜利的一个很重要的方面就是它拥有强大的“学习”能力。深度学习是源于人工神经网络的研究，得益于大数据和互联网技术。本文就从人工智能的发展历程与现状入手，在此基础上分析了人工智能的未来发展前景。

1.人工智能的发展历程

AlphaGo的胜利表明，人工智能发展到今天，已经取得了很多卓越的成果。但是，其发展不是一帆风顺的，人工智能是一个不断进步，并且至今仍在取得不断突破的学科。回顾人工智能的发展历程，可大致分为孕育、形成、暗淡、知识应用和集成发展五大时期。

孕育期：1956年以前，数学、逻辑、计算机等理论和技术方面的研究为人工智能的出现奠定了基础。德国数学家和哲学家莱布尼茨把形式逻辑符号化，奠定了数理逻辑的基础。英国数学家图灵在1936年创立了自动机理论（亦称图灵机），1950年在其著作《计算机与智能》中首次提出“机器也能思维”，被誉为“人工智能之父”。总之，这些人为人工智能的孕育和产生做出了巨大的贡献。

形成期：1956年夏季，在美国达特茅斯大学举办了长达2个多月的研讨会，热烈地讨论用机器模拟人类智能的问题。该次会议首次使用了“人工智能”这一术语。这是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生。其后的十几年是人工智能的黄金时期。在接下来的几年中，在众多科学家的努力下，人工智能取得了瞩目的突破，也在当时形成了广泛的乐观思潮。

暗淡期：20世纪70年代初，即使最杰出的AI程序也只能解决问题中最简单的部分，发展遇到瓶颈也就是说所有的AI程序都只是“玩具”，无法解决更为复杂的问题。随着AI遭遇批评，对AI提供资助的机构也逐渐停止了部分AI的资助。资金上的困难使得AI的研究方向缩窄，缺少了以往的自由探索。

知识应用期：在80年代，“专家系统”（Expect System）成为了人工智能中一个非常主流的分支。“专家系统”是一种程序，为计算机提供特定领域的专门知识和经验，计算机就能够依据一组从专门知识中推演出的逻辑规则在某一特定领域回答或解决问题。不同领域的专家系统基本都是由知识库、数据库、推理机、解释机制、知识获取等部分组成。

集成发展期：得益于互联网的蓬勃发展、计算机性能的突飞猛进、分布式系统的广泛应用以及人工智能多分支的协同发展，人工智能在这一阶段飞速发展。尤其是随着深度学习和人工神经网络研究的不断深入，人工智能在近几十年中取得了长足的进步，取得了令人瞩目的成就。

人工智能发展到今天，出现了很多令人瞩目的研究成果。AlphaGo的胜利就是基于这些研究成果的一个里程碑。当前人工智能的研究热点主要集中在自然语言处理、机器学习、人工神经网络等领域。

2.人工智能l展现状与前景

人工智能当前有很多重要的研究领域和分支。目前，越来越多的AI项目依赖于分布式系统，而当前研究的普遍热点则集中于自然语言处理、机器学习和人工神经网络等领域。

自然语言处理：自然语言处理（Natural Language Processing，简称NLP），是语言学与人工智能的交叉学科，其主要功能就是实现让机器明白人类的语言，这需要将人类的自然语言转化为计算机能够处理的机器语言。

自然语言处理主要包括词法分析、句法分析和语义分析三大部分。词法分析的核心就是分词处理，即单词的边界处理。句法分析就是对自然语言中句子的结构、语法进行分析如辨别疑问句和感叹句等。而语义分析则注重情感分析和整个段落的上下文分析，辨别一些字词在不同的上下文定的语义和情感态度。

当前自然语言的处理主要有两大方向。一种是基于句法-语义规则的理性主义理论，该理论认为需要为计算机制定一系列的规则，计算机在规则下进行推理与判断。因此其技术路线是一系列的人为的语料建设与规则制定。第二种是基于统计学习的经验主义理论，这种理论在最近受到普遍推崇。该理论让计算机自己通过学习并进行统计推断的方式不停地从数据中“学习”语言，试图刻画真实世界的语言现象，从数据中统计语言的规律。

机器学习：机器学习（Machine Learning）是近20年来兴起的人工智能一大重要领域。其主要是指通过让计算机在数据中自动分析获得规律，从而获取“自我学习”的能力，并利用规律对未知数据进行判断和预测的方法。

机器学致可以分为有监督的学习和无监督的学习。有监督的学习是从给定的训练数据集中练出一个函数和目标，当有新的数据到来时，可以由训练得到函数预测目标。有监督的学习要求训练集同时有输入和输出，也就是所谓的特征和目标。而依据预测的结果是离散的还是连续的，将有监督的学习分为两大问题，即统计分类问题和回归分析问题。统计分类的预测结果是离散的，如肿瘤是良性还是恶性等；而回归分析问题目标是连续的，如天气、股价等的预测。

无监督学习的训练集则没有人为标注的结果，这就需要计算机去发现数据间的联系并用来分类等。一种常见的无监督学习是聚类分析（Cluster Analysis），它是将相似的对象通过静态分类的方法分成不同的组别或者是特定的子集，让同一个子集中的数据对象都有一些相似的属性，比较常用的聚类方法是简洁并快速的“K-均值”聚类算法。它基于K个中心并对距离这些中心最近的数据对象进行分类。

机器学习还包括如半监督学习和增强学习等类别。总而言之，机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科，而其应用随着人工智能研究领域的深入也变得越来越广泛，如模式识别、计算机视觉、语音识别、推荐算法等领域越来越广泛地应用到了机器学习中。

人工神经网络：在脑神经科学领域，人们认为人类的意识及智能行为，都是通过巨大的神经网络传递的，每个神经细胞通过突出与其他神经细胞连接，当通过突触的信号强度超过某个阈值时，神经细胞便会进入激活状态，向所连接的神经细胞一层层传递信号。于1943年提出的基于生物神经元的M-P模型的主要思想就是将神经元抽象为一个多输入单输出的信息处理单元，并通过传递函数f对输入x1，x2…，xn进行处理并模拟神经细胞的激活模式。主要的传递函数有阶跃型、线性型和S型。

在此基础上，对神经网络算法的研究又有诸多进展。日本的福岛教授于1983年基于视觉认知模型提出了卷积神经网络计算模型。通过学习训练获取到卷积运算中所使用的卷积系数，并通过不同层次与自由度的变化，可以得到较为优化的计算结果。而AlphaGo也正是采用了这种深度卷积神经网络（DCNN）模型，提高了AlphaGo的视觉分类能力，也就是所谓的“棋感”，增强了其对全盘决策和把握的能力。

3.人工智能的发展前景

总体来看，人工智能的应用经历了博弈、感知、决策和反馈这几个里程碑。在以上4个领域中，既是纵向发展的过程，也是横向不断改进的过程。

人工智能在博弈阶段，主要是实现逻辑推理等功能，随着计算机处理能力的进步以及深度学习等算法的改进，机器拥有了越来越强的逻辑与对弈能力。在感知领域，随着自然语言处理的进步，机器已经基本能对人类的语音与语言进行感知，并且能够已经对现实世界进行视觉上的感知。基于大数据的处理和机器学习的发展，机器已经能够对周围的环境进行认知，例如微软的Kinect就能够准确的对人的肢体动作进行判断。该领域的主要实现还包括苹果的Siri，谷歌大脑以及无人驾驶汽车中的各种传感器等。在以上两个阶段的基础上，机器拥有了一定的决策和反馈的能力。无人驾驶汽车的蓬勃发展就是这两个里程碑很好的例证。Google的无人驾驶汽车通过各种传感器对周围的环境进行感知并处理人类的语言等指令，利用所收集的信息进行最后的决策，比如操作方向盘、刹车等。

人工智能已经渗透到生活中的各个领域。机器已经能识别语音、人脸以及视频内容等，从而实现各种人际交互的场景。在医学领域，人工智能可以实现自动读片和辅助诊断以及个性化t疗和基因排序等功能。在教育领域，机器也承担了越来越多的辅助教育，智能交互的功能。在交通领域，一方面无人车的发展表明无人驾驶是一个可以期待的未来，另一方面人工智能能够带来更加通畅和智能的交通。另外人工智能在安防、金融等领域也有非常广阔的发展前景。总之，人工智能在一些具有重复性的和具备简单决策的领域已经是一种非常重要的工具，用来帮助人们解决问题，创造价值。

参考文献

[1]阮晓东.从AlphaGo的胜利看人工智能的未来[J].新经济导刊，2016 （6）：69-74.

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2019年7月1日至7月5日，东西部协作2019年大通县信息技术骨干教师能力提升培训在南京市雨花台区教师发展中心进行。信息技术素养观转变。从技术应用能力转向信息素养能力，我们不仅要利用技术，更要利用信息素养和信息技术合作。

人工智能时代的教育变革

一、人工智能驱动智慧教育

当前，以人工智能为代表的技术创新进入到一个前所未有的活跃期。当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时展迫切需要一场教育变革。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。

二、智慧教育的理念内涵

综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。

智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。

虚拟和增强现实（VR/AR）技术在教学中的应用与前景展望

一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域

（一）虚拟现实和增强现实技术的起源

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”。增强现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。

我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技术得到相当的重视。2016 年3 月17 日全国两会授权的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出：“大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”

（二）虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域

1. 虚拟现实技术

虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

虚拟现实具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能(Intelligent) 和自我演进演化(Evolution) 特征。头戴式虚拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。

虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技术。虚拟现实是未来科技发展的方向之一，它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、软件设计开发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。通过虚拟现实关键技术的突破以及“虚拟现实+”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟现实应用系统，为网络与移动终端应用带来全新发展，将会推动许多行业实现升级换代式的发展。虚拟现实可以应用于国防军事、航空航天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。

2. 增强现实技术

增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强现实技术基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。

增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。

增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空间展示（spatial）。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看Magic Leap 增强现实演示视频。

增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮助游客自助游玩景区，以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、发展历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。

二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用

虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔，主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、创设学习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿越和跨界知识融合等多方面的优势。虚拟现实和增强现实技术的应用，能够为教育工作者提供全新的教学工具，同时，能激发学生学习新知识的兴趣，让学生在动手体验中迸发出创新的火花。因此虚拟现实和增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式，符合新一轮教学改革的教育理念，有助于学生核心素养的培养。虚拟现实和增强现实设备有多种，这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。

（一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用

头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品，国内有微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等100 多种虚拟现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应用。

学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验， 使人如身临其境，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星际运行的课程时，在现实生活中学生无法遨游太空，如果戴上头戴式虚拟现实设备，就可以让学生从各个角度近距离观察行星、恒星和卫星的运行轨迹，观察每个星球的地表形状和内部结构，甚至能够降落在火星或月球上进行“实地” 考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴设备， 手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。

（三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用

手持式增强现实设备多采用移动设备与APP 软件相结合的方式。APP 有视+AR、AR、4D 书城、幻视、视AR、尼奥照照等，另外有多种增强现实图书都有相配套的APP，如《机器人跑出来了》《实验跑出来了》《恐龙争霸赛来了》这套“科学跑出来”系列增强现实科普读物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个APP，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP 中提供了丰富的教育资源，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP 与相配套的纸质图书一起使用，用手机摄像头扫描图书上的图片，在手机屏幕上即可呈现出演示效果；另一种使用方法是运用APP 下载增强现实资源并与外界实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP 进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。

三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析

（一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件

虚拟现实和增强现实教学资源存在形式多种多样， 根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。如果学生在课堂上有些知识点未能掌握，可以重新学习一遍，增加对知识的巩固和理解，有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习，也可以课后弥补，同时可以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。

（二）虚拟现实与增强现实技术为学生提供更加真实的情景

在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如数学课的立体几何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒子结构、生物课的细胞结构等，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同，教学效果也会因人而异，甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情景可以帮助学生对知识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。

（三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣

由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、操作以及与他人合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一干二净，而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。

（四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化

我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均的情况。经济发达地区无论是软硬件配置， 教学师资和教学资源都非常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展，加大教育投资力度，而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡教育资源不均衡问题的一把金钥匙，有利于缓解教育资源两极分化，扩大优质资源的分享范围，能让教育资源不再受限于地区和学校，让教育发达地区的名教师通过虚拟现实和增强现实课堂走进山村学校，能通过整体优化教育资源配置，来缩小城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。

四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题

虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和推广普及等方面还存在很多问题。

（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题

人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由于现在的科技还无法做到高度还原真实场景，许多用户使用配置达不到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感；虚拟现实界面中的视觉反差较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配，影响大脑对所呈现影像的分析和判断，从而产生眩晕感；虚拟现实设备的内容有相当一部分资源是从PC电脑版上移植过来的，UI 界面不能很好地匹配虚拟现实设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一，画面感光线太强或太弱都不能让用户接受；虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动，会有微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。

（二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺

目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发人员技术力量不足，很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备；中小学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实，不知道如何在教学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。因此，针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少，课程资源短缺是虚拟现实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。但随着虚拟现实和增强现实技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行，未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方式的颠覆性改变。

（三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容

当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个3D 视频或虚拟现实软件游戏的基础上构成虚拟现实教学。虽然学生在虚拟世界玩得津津有味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生得到了沉浸式的体验感，但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点讲解还停留在现实世界中，课本内容的单调、枯燥并没有因软件的存在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、有趣和有针对性，这种只重视形式而不重视内容、教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能称为“伪虚拟现实课堂”。

（四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普及困难

企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实和增强现实设备销售价格居高不下， 很多学校因资金问题望而却步，无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，进而导致虚拟现实和增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强、通用性较差和易用性差等问题。受硬件局限性的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。另外在新型传感应用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多问题亟待解决。三维建模技术也需进一步完善，大数据与人工智能技术的融合处理等都有待进一步提升。以上诸多原因的存在制约了虚拟现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。

五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望

虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响

随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增强现实技术与人工智能、大数据和物联网融合，将会让虚拟现实和增强现实技术应用如虎添翼。

随着虚拟现实和增强现实软硬件设备的性能提升和价格降低，会有更多的教育投资公司开发出更加丰富多彩的教学资源，让虚拟现实和增强现实技术快速走进中小学课堂，在教学中大面积应用普及。依托其具有的沉浸性、交互性、构想性、虚实结合、实时交互和三维配准等超级体验感的优势，教师的教学方式和学生的学习方式都将会发生改变。虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用普及将会颠覆传统的教育方法和教学形式，具有巨大的应用潜力与应用前景。

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12月18日，由北京供销大数据集团举办的“加快大数据中心一体化进程・2017北京峰会”在京召开。

从“小背篓”到“大数据”

2016年，百货零售市场“闭店潮”汹涌。中国社会科学院财经战略研究院、社会科学文献出版社等的《流通蓝皮书：中国商业发展报告（2016―2017）》指出，未来5年内，中国的商品交易市场有1/3将被淘汰，另1/3将转型为批零兼有的体验式购物中心，还有1/3将成功实现线上与线下的对接。

北京市供销合作总社在这个变革的时代将如何实现转型升级呢？2015年12月18日，北京市供销合作总社宣布正式成立北京供销大数据集团。这是北京市供销合作总社一次重大的转型之举，完成了从“小背篓”到大数据的历史性跨越。时隔整整一年，北京供销大数据集团继续深化在大数据领域的布局，响应“建设全国一体化的国家大数据中心”的国家战略，作为中国大数据产业“国家队”的一员，努力推动国家大数据战略落地。

“我们打造的国际化大数据平台，将成为国家大数据中心的重要组成部分。”北京市供销合作总社副主任、北京供销大数据集团董事长姚从琪解释说，“北京市供销社一直以来保持诚实、守信的优良传统，可以保障平台的中立性；凭借跨区域、全球化的布局，可以保障平_的安全性；平台自身具有互联互通、运行高效和价格低廉的特征，可以保障平台的优越性。”未来，北京供销大数据集团还将基于供销大数据平台，发展包括“九金十盾”在内的政务云、涵盖各行各业的企业云、以“供销e家”为基础的商务云，以及科、教、文、卫、健康云。

以前，在云计算、大数据领域，无论是产品、技术，还是数据中心的建设和运维，国外厂商都占据领先地位。不论是出于安全可控的考虑，还是为了降低成本，在云计算和大数据领域都呼唤“国家队”能够“身先士卒”，通过自主创新，在云计算和大数据应用落地的过程中发挥积极而重要的作用。

北京供销大数据集团作为中国大数据产业“国家队”的一员挺身而出，在2016年围绕“3+10+X”的发展战略积极投入，在全球范围内打造拥有自主知识产权的分布式、全互联的数据中心集群网络，并凭借全球一体化的产业布局、创新的商业模式和跨全产业链的数据存储、分发、技术运维能力，成长为建设一体化国家大数据中心的主力军。

全国供销合作总社正在加快打造农村电商的专业性平台和地方性平台，同时加快打造全国供销电子商务“一张网”和农村电商“国家队”。在这一背景下，北京市供销合作总社敏锐地抓住了大数据时代的机遇，创建北京供销大数据集团，为发展大数据产业提供创新的企业平台，目前已与全国总社“供销e家”达成战略合作，将在电子商务、云计算、技术服务领域展开全面合作。从传统的零售领域跨界到大数据，现在又积极投身于国家一体化大数据中心建设的洪流之中，北京市供销合作总社的华丽转身值得点赞。

北京供销大数据集团未来将立足全国大数据产业园区布局与大数据平台资源的建设，同时借助合作伙伴在教育网络、科研创新、数据运营与分析、移动App资源等方面的支持，共建自主可控的大数据中心生态圈，通过不断完善供销云、企业云和金融云等一体化解决方案，为企业的数字化转型提供服务。

大数据落地的“道”与“术”

战略为“道”，产品为“术”，北京供销大数据集团CTO王帅宇在会上深度阐释了北京供销大数据集团践行大数据中心一体化国策的“道”与“术”。

“建设全国一体化的国家大数据中心”战略的提出，首次将数据中心建设提升到国家战略层面。王帅宇表示，北京供销大数据集团是为建设一体化的大数据中心而生，将肩负起捍卫国家数据的重任。

北京供销大数据集团致力于打造国内最大规模的第三方公立大数据中心集群。目前，集团位于承德、贵阳的数据中心已初具规模。未来，集团将按照既定的“3+10+X”战略，在更多地域布局和建设数据中心。2016年5月，集团正式成立美国子公司，成为数据中心全球一体化布局的桥头堡。

北京供销大数据集团认定，IDC/DC、CDN和云计算的一体化才是生存之道。“符合一体化者生，不然就会被淘汰。”王帅宇举例说，“由于我们三者都做，未来甚至可以将CDN免费，这对只拥有CDN业务的厂商来说是巨大的冲击。一体化将在未来5年内重塑整个行业。”

接下来，北京供销大数据集团将以创新的思路，采用前沿的技术、产品和流程打造数据中心，占领行业制高点。举例来说，在CDN方面，北京供销大数据集团将把产品做到极致。目前，集团已在全球范围内布局500个以上CDN节点，凭借专业的服务实现了网络和业务质量的可视化，并提供基于多级策略的智能调度响应功能。在云计算方面，集团将主攻“行业云”蓝海市场；同时打造“供销云”，为全国供销系统的农业电商平台提供支撑；集团还将深耕“企业云”，打破信息孤岛，让数据产生倍增效应。

“我们致力于将自身打造成一个一体化的大数据服务商。”北京供销大数据集团CDN事业部总经理曹杰表示，“我们的优势在于数据的存储、分发、处理和分析。通过落地‘3+10+X’的战略布局，我们将建设覆盖全国的数据中心集群，为数据存储提供安全、高效、互联的网络结构，部署覆盖全球的CDN网络，解决大数据的快速分发问题，为金融、保险、政务、农业、电商等垂直行业的用户提供数据处理和分析服务。从大数据基础设施到数据的存储、分发、处理和分析，我们的解决方案和服务是一体化的，这些优势是其他公司所不具备的。”

北京供销大数据集团愿做数据开放、数据流动的桥梁，从技术平台的搭建到价值的实现，完成大数据的融合。北京供销大数据集团已经在大数据基础设施、相关技术，以及商业模式创新方面做好了准备。

“供”生“供”赢

本次峰会的另一场重头戏是创新工场与北京供销大数据集团人工智能及大数据技术平台合作的启动仪式。创新工场创始人兼首席执行官李开复亲自参加仪式，并发表了演讲。

从2016年3月谷歌AlphaGo完胜著名棋手李世石开始，人工智能在2016年持续火了一年。语音识别、人脸识别等30年前人工智能的先锋们已经开始钻研的技术，如今终于从实验室走进了人们的生活和工作中。以前，因为计算设备的性能瓶颈、算法的限制，以及没有今天这样海量的数据和大数据中心的支持，人工智能的发展举步维艰。

人工智能技术的广泛应用为什么更需要一体化大数据中心的支持？“人工智能结合了多元化的信息。”李开复解释说，“人工智能需要整合大量的信息流，如果每个公司都将数据存在自己的服务器上，然后再逐一汇聚起来，显然不太现实，数据应该存在云上。美国许多先进的人工智能技术都是基于大数据中心和云平台推出的，比如亚马逊最近推出了人工智能服务，微软Azure上也有20种不同的人工智能服务。人工智能需要特别大的数据量，而且多元化的数据处理也特别适合在一个统一的数据中心环境中进行。”

深入了解了人工智能与大数据的关系，你也可以更真切地体会到，创新工场与北京供销大数据集团的合作是水到渠成。李开复表示：“人工智能企业需要的数据量十分庞大，包括人们出行、消费、征信等方面的信息。如此庞大的数据量不是一个公司能够收集和处理的，实现数据中心的一体化也就顺理成章了。此外，像人工智能人才的培养、相关计算资源的使用都需要一体化大数据中心的支持。这也是创新工场与北京供销大数据集团展开全方位战略合作的基础。”

在云计算、大数据时代，更需要产业链上下游的厂商，发挥自己的特长和优势，与合作伙伴打造共A共生的生态圈。北京供销大数据集团与创新工场的合作是一个良好的开端。在布局一体化大数据中心的过程中，北京供销大数据集团与众多合作伙伴的合作结出了累累硕果。

篇12

《财经天下》周刊=EW

胡郁=HY

EW：科大讯飞的业务布局情况现在是怎样的？

HY：科大讯飞现在的业务布局主要是两部分：第一是通过人工智能技术和平台级业务，将语音识别、自然语言处理能力授权给第三方，或者与其他公司合作。目前科大讯飞重点关注的领域是移动互联网、智能家居、电信运营商智能语音服务、智能车载系统和政府便民工程。我们与第三方合作是通过科大讯飞云平台实现的，这是我们的语音能力向各个行业输出的一种方式。通过这个方式，我们很容易发现平台上面的各种应用的优缺点，我们能够获得很多有价值的数据。第二，科大讯飞正在将自己的技术与产业结合，目前我们在教育行业做得还不错。我们现在还有一个“讯飞超脑”的项目，这是科大讯飞面向人工智能领域开展的重大技术攻关项目，目标是帮助科大讯飞从机器“能听会说”到“能理解会预测”。

EW：创业初期遇到过哪些突出的问题？

HY：我们是1999年底成立的，到2004年才实现盈亏平衡，在这期间确实遇到了很多问题。主要是两个方面：首先，那时候技术并不成熟。在2000年的时候，国内有很多语音技术创业公司，科大讯飞是唯一一家生存下来并且发展壮大的，因为我们当时选择的路径还算成功，语音合成在当时是相对成熟点的技术，虽然让机器说话也说不太好。那些选择做语音识别的公司，很多没有成功，就是因为当时这个技术太不成熟。

另外，在中国做生意，比较容易成功的商人，可能是比较懂人际关系的，有一定市场经验的，但我们那时候都是一群学生出来创业，包括董事长刘庆峰，1998年还在读博士，1999年出来，对商业模式、公司管理等方面没有什么概念，经历了很长的一段摸索期。

在中国，做产品和市场的人，比做技术的人更容易成功，这是一个普遍规律。在中国做技术，很多都是在国家体制内，像研究院这样的地方或者国营企业;如果要民营的话，那么在中国的环境下寻找到合适的商业模式并且做大其实是很难的一件事情，所以中国民营的科技创新公司不多。

EW：发展到现在，经历过哪些关键时刻？

HY：我觉得有这样几个关键时刻：第一个是在2000年的时候，我们第一次能够把我们的语音合成技术卖给大客户，就是华为。那时我们的软件还很不稳定，经常崩溃，华为的团队说我们把他们当成测试员了。然后我们的创始人团队，三天三夜没睡觉，把软件做稳定了，就是为了能够通过华为的测试。

第二个关键时刻是，我们在2004年实现了盈亏平衡。当时我们找到了一种可行的商业模式――为一些大的客户提供服务，比如说呼叫中心、银行、电信等，赚到了一些钱。而同时期的很多同样的公司要么没活下来，要么就发展得很小。

第三个关键时刻就是我们2008年上市，这标志着我们在资本市场上开始有一个很好的渠道，我们可以更快地发展。

还有一个关键时刻就是，在2009年的时候，我们注意到，移动互联网来得很快，手机输入这块将会有需求，我们就做了一个讯飞语音输入法，现在是国内第二大输入法，第一是搜狗。另外，我们做了一个语音云开放平台，现在已有16万开发者连接到我们平台上，连接的设备超过了8个亿。这两者让我们在移动互联网时代能够占据一席之地，也让我们在消费者业务层面有了很大的一个突破。

最后一个关键时刻就是，我们在2009年的时候，开始在教育业务上有了突破。我们做到了可以用机器评价学生发音的准确程度，还可以评价英语口语的表达水平。另外，我们可以让机器识别出手写的卷子，实现自动批改。我们现在要攻克的是提高机器的理解能力，让机器人能够参加高考。目前机器人参加高考勉强能及格，我们原来的计划是10年内让机器考上一本，现在改成3年内考上一本。人和机器其实是相反的：人0到6岁学常识，这对人是比较容易的，人培养理解能力很容易，但是学习知识很难;而机器能够装下很多知识，但是它不懂常识，所以有人说机器达到了6岁小孩的水平，那是用人的成长阶段去衡量，其实是错的。

EW：为什么科大讯飞会选择教育这个领域？

HY：一方面，就是我们想为国家做点贡献，我们的技术能够帮助教育行业更先进;另一方面，就是我们觉得教育有比较广阔的商业前景。我们有的是政府采购给学校，也有直接卖给家长和学生的产品。我们是希望能够成为国内教育方面的人工智能的最大参与者。

我们进入教育行业，首先是从普通话水平测试开始，然后是英语口语水平测试，后来我们进入英语教学的课堂，提供一些智能设备和软件，然后我们又参与了考试，实现自动批改。学校里面会有很多智能化的系统，我们把这些东西综合起来，提供一个整体的方案。现在我们是国内教育领域用人工智能提供整体解决方案的最大厂商。

EW：这些年来，科大讯飞有哪些事情是具有开拓性意义的？

HY：第一个我觉得是把语音合成能够做到实用化，这是公司成立的基石;第二就是把语音识别做到了可用化――我们不是最早做语音识别的，但我们是把技术做得最成熟的;第三个就是我们将语音测评带进学校，开创了一个新局面，这是我们商业模式上的创新，我们现在还在努力寻找其他新的商业模式。

EW：相较时下众多创业企业，你认为科大讯飞最为显著的特色是什么？它和别的互联网技术公司有什么差别？ 对于创业17年来公司营收仍主要依靠政府补贴这一颇受争议的商业模式，科大讯飞轮值总裁胡郁直言，这与以技术为核心的中国初创企业的特殊性有关，如果早期没有政府扶持，这类企业将难于生存。

HY：科大讯飞本质上是一个科技创新型公司，科技创新型公司的标准，不是看它赚了多少钱，而是看它的技术是不是世界上最先进的。我们最突出的特点是，我们一直在做核心技术创新和原始创新，不是在别的技术基础上进行微创新，而是在做核心技术的突破性创新。

我觉得我们和别的互联网技术公司最大的差别是，我们比较沉得住气，方向很明确。很多公司什么方向热就做什么，比较浮躁，我们相对来说比较执着于自己原来确定的方向。

很多人对我们的评价是，做了十分才说七分。这是优点也是缺点：优点是大家对我们的印象是比较扎实的，缺点是影响力方面可能宣传不够。

EW：有人说你们在风格上更像一家硅谷公司。你认同这种观点吗？

HY：硅谷技术创新型公司的最大特点是，它不仅仅技术领先于全球，它的商业模式也是领先于全球的，而且美国公司有个很重要的特点，它们是全球化的公司。中国虽然现在有很多互联网企业，但在全球化方面还是不够。科大讯飞现在在语音技术方面，无论是合成还是识别，都能够在中文领域做到最先进，但我们也有需要突破的地方。很多人觉得我们低调，其实我觉得有一个原因是，我们的商业模式不能够跟当前世界上最主流的商业模式吻合，所以这也是科大讯飞面临的最大的挑战。

EW：能否在商业模式上稍作展开？

HY：我们原来的商业模式是To B的，就是售卖技术，用技术跟别人合作。现在我们的目标是，用技术引起一个产业的突破，从而建造新的产业生态系统。我们现在探索的新的商业模式是，更靠近消费者，就是要着重To C。这不一定得直接面对消费者，我们可以用更靠近消费者的业务来达到这个目标，比如我们和汽车厂商合作，汽车内的语音业务就是直接面对消费者的。

EW：国内语音市场这些年在你看来有哪些重要变化？

HY：2000年以前，语音并不被大家关注，那时还没有什么大的语音公司，主要是国外一些大企业像摩托罗拉、IBM等在中国做研究。那么在2000年到2010年之间，以科大讯飞为代表的国内公司逐步把语音合成和语音识别市场抢了回来，现在来看，外国公司在中国的语音业务已经很少了。

近几年有两个新的变化：一个是以BAT为代表的互联网公司已开始进入语音市场，并且投入了很大力量。但他们做语音是为自己的生态服务的，并不是想从这上面赚钱，实际上也赚不到什么钱。现在专业做语音的最大的公司应该是科大讯飞。另外一个就是，很多小的创业公司也开始进入这个市场，但做得都不是太好，技术很重要。

EW：巨头的进入会给你们带来压力吗？

HY：当然。压力不是来自于技术，我们的技术是最先进的，压力来自于商业模式。这个没办法去模仿哪家公司，都要靠自己慢慢去摸索。一个公司如果想要长期保持领先，不仅仅是技术能力，商业模式上一定要走出自己的道路并建立起自己的生态。

我们原来做的是To B ，现在To B 的公司很多，如果想要成为一个生态的话，只有这个肯定不够。我们一定要让生态里有C端用户，这就会有很多变现方式，只要我们提供的服务是用户需要的，并且是高质量的，我们就可以从用户手里赚到钱。

现在我们还是免费的服务，我们通过这种方式收集用户数据，根据这些数据来优化产品，当产品体验足够好时，用户会愿意付费。当然我们也可以有其他收费方式，提供给用户的产品可以是全程免费的，在用户和我们的机器交互时，机器会记住用户的喜好和需求，这时智能终端可以给用户推荐产品，我们可以向产品提供商收取费用，类似于广告费。当然，交互是最重要的，将来在车上、电视上、音箱上甚至玩具上都能够实现人机交互。我们现在的语音合成技术已经很成熟了，机器可以发出明星的声音，我们要不断增加语音交互中的用户体验。

EW：语音市场的竞争还不算太激烈吧？

HY：在发展的过程中，如果大家朝着一个方向的话，自然而然就会有竞争。但是现在的问题在于，我们并不知道将来的物联网时代会发展成什么样，谁也没有一个准确的方向。在一个新的时代里，观察过程会有三个阶段：第一阶段是混沌期，就是大家都不知道将来会发生什么;第二阶段叫形成期，就是大家已经有方向、有规划地发展了;第三阶段叫决胜期，就是各家开始激烈竞争赛跑，像滴滴和快的当时一样。语音市场现在处于混沌期到形成期的过渡阶段，大家都不知道怎么干，还在互相观望，互相挖点技术人才，摸索摸索方向。

EW：科大讯飞会是第一个找到方向的吗？

HY：我们一定是，但是做出来怎么样，还不知道，谋事在人，成事在天。我们现在的方向是，软硬一体化、云端一体化、技术服务一体化，我们不能做一个纯技术的公司，要把技术和内容和服务结合。比如说语音合成，我们就一定要和明星名人资源结合，我们现在可以达到让罗振宇给你读文章的水平。 语言是柄双刃剑，在挡住外国产品进入中国的同时，自己的产品进入其他国家也很难。胡郁介绍称，科大讯飞英语产品做得还不错，但西班牙语、法语、德语等其他语言产品还不行。

EW：科大讯飞得到过一些负面评价吗？

HY：讯飞的体量在去年的时候只有二十多亿，今年也就四五十个亿。现在市盈率已达到150倍。我们的市盈率不太稳定，因为大家看好一个东西，但这个东西一直没出来，所以就会不稳定。很多人说我们都在靠政府补贴，其实是这样，一个以技术为核心的公司，在中国如果不依赖政府，肯定成长不起来，但过度依赖政府，将来的空间会少一点。我们一开始的确就是依赖政府补贴，否则一下子进入市场，是养活不了自己的，只有在跨过一定的技术门槛后，我们才能靠市场养活自己。我们现在已经在找更合适的商业模式，以减少对政府的依赖。我们现在看到很多人工智能公司，他们已经找到了赚钱的方法，但这对我们来说仍然是个挑战。

EW：其实现在很多人在怀疑你们的盈利能力。

HY：这种怀疑是对的，我们虽然说在很多测评上面取得了不错的成绩，但是并没有达到让大家信服的程度。事情还没成之前，你说你是英雄，谁信？武松打虎，得把老虎打死了，结果出来了，大家才把他看成英雄，现在我说我能打死老虎，谁信呢？我们现在就是在努力证明自己。

EW：相较北上广深，合肥的商业环境是不是差了一点？为什么一直留在合肥？

HY：坦白讲，合肥这个地方很适合做研究，但商业氛围和商业创新环境确实和北上广深杭相比是有巨大差距的。但我们还是一直留在合肥，如果我们不是在合肥，我们的人早已经被挖了七八遍了，在我们这边拿50万年薪的人，腾讯可以给150万。我们为什么能在核心技术上持续深入，并且取得领先世界的水平，就是因为在合肥能够真正静下心来做研究。在北京给他100万的薪水，马上就会有人拿200万来挖，工作一有变动，研究就会停滞下来。北上广太浮躁了，这些地方房价那么高，让人怎么安心做研究？我们现在在京津冀，上海广州深圳杭州都有分部，但我觉得做研究的人，还是来合肥好，一线城市安不下心来。

EW：如果你们工资比其他公司低的话，用什么来吸引人才？

HY：追求。世界上还是有一批有追求的人，就是在中国用人工智能改变世界。

EW：资本对于你们是一个什么作用？

HY：我觉得一个公司一定要借助资本的力量，资本是最重要的。我们不能只靠追求来生活，我们要给这些做出巨大成绩和贡献的人体面的生活。有了资本，我才能真正吸引到优秀的人，解决他们的后顾之忧，他们想要去旅游的时候就能够去世界上任何一个国家去旅游，我们要给他们与能力匹配的薪资。

EW：除了受到资本的青睐外，你们自己也有投资。你们在投资上的构想是怎样的？

HY：战略投资是围绕着我们的战略布局来投。我们现在有三大战略板块，教育、智慧城市，还有消费者业务。

EW：科大讯飞的生态能描述一下吗？

HY：我们现在首先要在教育这个方向做成一个核心技术支撑的开放平台，大家有什么内容都可以放上来，可以对接到学校;在智慧城市方面，我们希望能够通过大数据和人工智能，为交通、社会信息化管理、医疗等提供智能服务;最后在消费者业务上，我们要建立生态入口，让用户用语音的方式与机器进行交互，让机器越来越了解用户的需要。

EW：现在每年研发投入有多大？

HY：收入的25%。主要用于几个方面，核心技术、云计算和各个领域应用的开发。我们现在还有很多需要突破的，像核心技术现在其实还没有达到我们想要的水准，我们还要持续努力，因为技术爆炸是一个持续的过程，不是说一瞬间的，而是在一点点改进中获得的。

EW：作为科大讯飞重点攻坚的领域，目前人工智能在你看来处于什么阶段？

HY：现在业界谈人工智能分成三个阶段，计算智能、感知智能和认知智能。人工智能目前处于感知阶段。人在计算智能上比机器人差，感知智能上好一点，认知智能上会更好，所以说，我们现在的切入点叫语音和语言为入口的认知革命。人类最早成为世界的统治者是因为人类发生了认知革命而不是农业革命。机器人也需要认知革命，机器人认知革命的第一i就是先理解语言，我们现在的使命是要让机器能听会说，能理解会思考。接下来我们把这个技术跟很多行业，如医疗、卫生、法律等结合起来。

EW：人工智能为什么这两年这么火？过几年它还会这么热吗？

HY：人工智能能火起来，主要是因为核心算法、数据量和应用模式三个方面成熟了，因此它在技术上可以大规模应用于产业。科大讯飞在核心技术方面还比较有优势，在数据的收集上，现在的“讯飞语音云”用户超过8亿，开放云平台的应用项目8万多个，我们正在尝试各个场景的应用。人工智能过几年是不是还能这么火还很难说，现在大数据已经不那么热了，就是大家接受了这个概念以后就没人天天喊了。

EW：现在你们的挑战主要来自哪些方面？

HY：一个就是核心技术还需要时间来突破;另一个就是我们要寻找到合适的商业模式;第三就是我们需要很多综合性人才，不仅仅是技术人员，还需要会市场的、懂产品的、懂宣传的、会做品牌传播的人。坦白讲，我们原来是一个To B的公司，在品牌宣传方面没什么经验，现在需要更多这样的人。

EW：在产品出口方面，有没有遇到一些问题？

HY：问题很大。我们的产品在国际上还没有产生什么效益。我们最大的问题是，语言是个双刃剑，我们可以挡住外国产品进入中国，但是我们进入别的国家也很难。我们现在英语做得不错，但在西班牙语、法语、德语等其他语言国家，我们就不行。

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关键词：智能信息处理；智慧城市；卓越工程师计划

0 引言

我们处于信息时代，衣食住行时刻与信息技术相关联，信息技术的发展水平从侧面反映了社会的发展进度。当前计算网络与大型数据库的广泛使用，给决策者和经营者带来了很大的压力，他们面对海量的数据而无从下手。因此智能信息处理应运而生，它能便捷快速地解决这一困境，推动社会信息化的发展。智能信息处理的最终目的是发明出能够集学习能力、理解能力和判断能力于一身的人工智能系统。其根本就是要基于部分算法来得到并提出信号中的有用信息，最终实现智能系统控制。智能信息处理技术几十年来经历了模拟数字，现在正向以“人工神经网络”为主，与模糊数学、遗传算法、小波分析、混沌理论相结合的方向发展。一些新思想、新理论、新算法、新器件也不断涌现。所有这些给未来信息科学的发展，描绘出了一副诱人的前景。

智能信息处理作为智能类专业的重要基础专业课程，为更深入地学习后续的智能类专业知识奠定了基础，同时，将所学知识融会贯通巧妙应运用于专业学习中，为日后科研打下坚实的基础，所以，如何进行教学改革，以达到培养高素质人才的目标，是我们需要认真研究的重要课题。

1 智能信息处理改革背景

智慧城市的建设基于云计算、人工智能、决策分析优化等信息技术，针对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动在内的各种信息的需求，提供智能化响应和智能化决策支持的信息服务。因此，智慧城市建设的核心内容是智能信息处理。换种角度来看，将智慧注入城市之后，便有了智慧城市，若没有智能信息处理技术，传统的城市在面对海量数据时就远不能满足其主体要求，这便使得供求关系严重失衡。在这种供求矛盾激化的前提下，才使得智能信息处理技术的发展更加快速。

在智慧城市背景下的智能信息处理是在城市的建设过程中，借助互联网、物联网和智能化设备等高度发达的信息化手段，在其管辖的城市环境、公共服务、本地产业和全体公民的范围中，将城市的政治、经济、生活和文化等综合信息进行广泛地采集和动态的监控，通过充分地统计、互联和共享，将这些信息进行智慧地感知、分析、集成和应对，为城市运营和发展提供更好的决策支持和动态管控的能力，让城市管理变得更加智能，以尽可能最大化地去解放、利用和提升人自身的智慧，为城市居民提供一个更加健康、安全、和谐和幸福的生活环境。

“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革与发展规划纲要》的重要内容，由教育部发起，目的是为了向未来的工程领域培养高品质、类型丰富的工程师后备军。其要求是高等院校需要经过转换办学理念、调整人才培养目标的定位和转换人才培养模式等途径来培养面向工业领域、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才，从而提升我国产业的国际竞争力。卓越计划为智能化信息处理的改革指明了道路，为高等工程教育培养提出了要求。高等工程教育要遵守以德为先、能力为重、全面发展的培养规律，增强为国家、为行业和企业主动奉献的意识，持续提高大学生的竞争能力、实践能力和创新能力，最终建设出布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的高等工程教育体系，从而加快我国向工程教育强国迈进的步伐。针对目前的人才需要，智能信息处理教学改革势不可挡。

2 原有教学方式

智能信息处理是信息处理的一种方法，将不完全的信息改变为完全的信息，同时使其具有可靠性、精确性、一致性和确定性。智能信息处理学科于当前来说是相对前沿的，同时也是新观念、新思想、新理论、新技术不断出现并迅速壮大的新兴学科。智能信息技术是多个领域的综合，其中包含了人工智能、现代信号处理、人工神经网络、模糊理论等理论。基于对智能信息处理理论和方法的分析，原有的智能信息处理的教学安排如表1所示。

原有授课方法主要是讲授法，教师通过口头语言叙述向学生传授知识的同时培养其思考能力的教育方法，在以语言传递为主的教学方法中应用最广泛，是最基础的授课方法。这种授课方式使教学内容较为单一，教学质量不稳定，无法使学生对智能信息处理这种学科有更深刻的认识。

3 改革教学方式

3.1 以竞赛的方式开展

1998年中华人民共和国颁布的高等教育法中曾提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。自1990年至今，一定数量的研究型高等院校开始借鉴国外成功的教学思路，实施本科生科研训练计划。2006年教育部面向全国重点大学和部分有较强行业背景和特色的地方大学，在国家层面上开始实施大学生创新性实验计划，引起许多地方高校的重视。

围绕“智能”和“智慧城市”参加与其相关的“和利时杯”电气控制应用设计大赛、“亚控杯”组态软件应用设计大赛、全国大学生西门子杯挑战赛等面向全国高校学生的赛事，可以优化学生的知识结构，培养学生科学实践和动手能力，增强创新和竞争意识，并且能够提高学生的整体素质。通过开展竞赛式教学模式，脱离枯燥的课堂，锻炼实际操作能力，让学生体验新颖的教学方式，能调动学生的积极性，培养学生团队合作意识和竞争意识。重要的是通过竞赛，学生能深切掌握书本的理论知识，切实掌握智能信息技术的关键。竞赛的教学方式符合国家和社会对人才的需求，能在诸多方面提高学生的综合素质，推动了“卓越工程师计划”的培养进程。

3.2 以建构主义开展

建构主义教学理论是一种源于欧美的新兴教学改革理论，国外教育专家曾对建构主义理论有过较为深入的探索。建构主义强调以学生为中心，教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用，较传统教育来讲，这使教师和学生的地位有了较大的改变。所以，自建构主义提出至今，教育专家始终不放弃对其进行分析和研究，努力建立起一整套能够与建构主义教学相适应的方法体系和设计理论。可是整个过程非常艰难，需要非常长的时间才能完成，尽管如此，建构主义教学理论的基本思想和主要原则已经取得阶段性成果，已经成功地运用于Intemet和多媒体的建构主义学习环境中。以建构主义为基础，融合智慧城市的建设需求，更深入地理解智能信息处理在智慧城市中的作用和必要性，对整体提高学生对学科的认知和应用能力起到推动作用，十分契合“卓越工程师计划”对学生素质的要求。

由于个人的基础、水平、背景等方面的原因，每个学生对知识点的理解程度参差不齐，所以，为了让更多的学生理解和提高水平，教学中就不能以教师为中心，更不能“填鸭式”教学，而要结合智能信息处理教学，以学生为中心。面向全体学生，教师在教学时不仅要通俗易懂、深入浅出，还要注意知识的广度和深度，以便适应不同学生的需要。再结合智能信息处理教学中学生应建构起自己的知识结构，教师要善于启发、诱导，帮助学生丰富和调整自己的理解。

3.3 以智慧城市案例开展

案例教学法早在20世纪20年代就已被提出。它从出现至今始终具有强大的活力和影响力，所以一直被美国企业界、学术界、教育界等高度重视。采用智慧城市案例开展智能信息处理教学类似于医学院运用病例分析来辅助教学，都是应用大批实际情况和经历的介绍材料来训练学生。这样既达到锻炼大学生思维的目的，也显示了学校先进的教育方式，这是已经被证实的显著有效的教学方式。顾名思义，案例教学法就是结合案例，让学生以自己的认知来分析和理解案例，或与集体共同讨论、实践，最终培养和提高各自实际管理工作的能力或处理解决问题的能力。“卓越工程师计划”所培养的人才以工程师的身份为智慧城市设计智能产品，满足智慧城市建设需求的同时也对人才培养起到督促作用。

在智能信息处理教学改革中以智慧城市的案例开展教学活动，能让学生在模拟的智慧城市情景中对实际问题进行分析，使学生能在非实践的情况下对实际情况进行分析从而巩固学习的理论知识，同时能够发展学生解决实际问题的能力，使知识得到内化，增强学生的表达能力和自信心，其主要教学流程如图1所示。

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关键词:人形机器人；机器人教学；智能机器人

目前世界上使用的机器人主要是工业机器人，其中一般以上是面向制造业的工业机器人，即主要用于第二产业。在进入21世纪的今天，机器人已经不再局限于工业上的应用，而应该在社会的各个行业合理利用。近年来，全国机器人大赛的举办为这些需求提供了一个平台，其中的人形机器人舞蹈大赛更是成为社会各界关注的焦点，各大、中、小学校在此项目上的参与度呈现出逐年递增。因此如何让人形机器人在教育应用上发挥其应有的作用成为了当前研究的重点和难点。

1 相关研究

人形机器人是具备人类的外形特征和行动能力的智能机器人，可以采用双腿行走方式，通过手臂和身体的协调完成一些简单的功能，以及通过简单的语言和人类交流。与传统的机器人相比，人形机器人具有显著的优势。而且人形机器人以与人近似的形态出现，对人类来说就不会感到特别的陌生，也不会产生排斥心理，更容易被人类所接受，所以人形机器人将可能是未来日常应用中最重要的智能机器人。

人形机器人的研究起步于上世纪60年代后期，目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出WAP-1平面自由度步行机。1973年, 加藤等人在WL-5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT-1。进入90 年代，人形机器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不断出现，从而推动了人形机器人技术的快速发展。如今，人形机器人向这两个不同的方面发展，一个是外形上与真实人类的细部特征相同的发展；另一个是功能上接近真实人类，具备和人类一样的运动能力和灵活性及对环境的判断能力。在2005 年的日本爱知博览会上，就出现了多种与真人外观一样的机器人，在北京第19 届智能机器人与系统国际会议上，我国同样也出现了这类人形机器人。

现阶段应用于教育的人形机器人是由伺服电机、控制主板、锂电池、金属框架与控制主板相配套的软件组成。例如ROBOT·X人形机器人，在机器的各活动关节的配置多达17个伺服舵机，具有17个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。控制主板类似于人形机器人的大脑，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。锂电池就是人形机器人进行活动的能量。金属框架类似于人形机器人的骨骼，支撑着整个机器人。这些部件组合起来的人形机器人能在音乐的伴奏中完成起舞、行走、起卧、武术等表演，甚至还能完成翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作。

2 人形机器人的优势及不足

人形机器人在程序的编写、逻辑思维能力、外形、创意、动作设计方面都比其它类型机器人更具有优势。做好一个人形机器人需要很多的创意以及个性的需求，首先要设计好机器人整体框架的构建；接下来是人形机器人的动作设计，它需要设计出能够吸引注意力的动作，而且要能与音乐完美的结合；再下来就是机器人外观的设计，也需要能够吸引人的注意。这些方面都能够很好地锻炼学生的创意思维和个性的突出。另外，新课程改革更加注重的是学生的个性以及能力的发展，相比于其它类型的机器人，人形机器人在这两方面能给学生提供更好的锻炼机会。

目前, 许多新技术不再隶属于单一学科, 而是多门学科的高度综合。人形机器人技术就是一门综合应用数学、力学、机械、电子、计算机、控制、传感技术、通信和人工智能等学科的最新成就的技术。而人形机器人在教育中的推广能有效地激发学生的学习兴趣，有很好的趣味性和挑战性,有以下作用：

1）培养学生的逻辑思维能力。

编写程序是机器人教学的一个重要的内容，程序就相当于机器人的思想。学生在了解机器人的结构、工作原理和各部件功能的基础上，根据任务来编写程序。程序必须是有严密逻辑结构的，可以使机器人按照程序进行活动。可见，程序的编写为培养学生的逻辑思维能力提供了一个极佳的途径。

2）培养学生分析问题和解决问题的能力。

制作教育机器人是一个非常复杂的过程，涉及机器人的搭建、编程、运行和调试的反复过程。学生要学会分析问题，分析是哪一个环节出现问题。学生在分析原因的同时，也要考虑解决问题的办法，根据实际情况进行修改、调试和优化，分析出错的原因，提出解决问题的办法。

3）培养学生的动手能力。

机器人实践过程是一个实际动手操作的过程。机器人的搭建过程是学生手脑结合的过程，需要运用数学、物理、化学、机械、材料等方面的知识，需要学生的动手实践能力。

4）培养学生的创新能力。

创新能力是现在教育最常提及的一个重要内容，也是教育开展的一个重要目标。我校的参赛队伍在参加的中国智能机器人大赛上常常取得良好的成绩，与其他学校最大的区别的就是机器人的创新。我们的机器人除了自己不能生产的部件之外，从设计到制作再到编程都是我们自己解决，这就在众多相同的机器人中占有优势地位。

5）培养学生的团队合作能力。

机器人教学大多是以小组的形式展开，机器人的学习其实就是团队合作学习的过程。它要求团队成员团结合作，利用集体的力量来完成个人力量难以完成的问题,在实践中培养自己的团队合作能力。

在高等学校中开展人形机器人的教学，进行多层次的机器人教育, 既可以普及学生的机器人知识, 加强机器人专业建设, 又可以提高机器人的应用水平。在各级各类学校积极把机器人引入课堂, 更多的中小学生得以学习机器人知识。机器人课堂教学成为中小学信息技术教育的重要组成部分。在科技创新活动方面, 形成一个广大中小学生、大学生直到专业科研人员以及机器人爱好者都积极参加各级各类机器人比赛的局面。机器人不再神秘,直接走入人们的生活学习中。在这种氛围下, 更多的人参与到机器人的研制与应用中去, 必将促进机器人的大发展, 从而促进社会的发展。

3 目前存在的问题

人形机器人的发展相对于其它类型的机器人而言起步较晚，在技术上还不成熟，受到的重视不够，发展模式存在着一定的弊端。

3.1 人形机器人的发展还处在初始阶段，技术不成熟

世界上广泛使用的机器人主要是工业机器人，而且都是面向制造业的工业机器人，从而导致了人形机器人的发展相对较迟。而且各国在人形机器人的发展上各有不同，例如日本在人形机器人的行走方式上相对较为关注从而其发明出来的人形机器人的行走是相当不错的，而且由于日本在电子方面的发展较为先进，生产出来的机器人在感应上也相对的成熟。而美国一直注重智能机器人和军用机器人的研究，研发出多种功能强大的智能机器人和军用机器人，从而导致人形机器人发展的方向不同。而且各国发展的人形机器人在各方面上都存在着一定缺陷。

3.2 没有引起教育届的广泛重视，缺乏宣传和引导

随着科技的不断发展，机器人开始步入小、中、高校。在许多的大型机器人比赛上参加的比赛队伍也越来越多。但是，由于受机器人的价格、平时的维护等多方面因素的影响，机器人教育并没有得到大力的推广，而且许多学校也只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。从当前实物机器人课堂教学的开展情况来来看，较多的学校只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。通常的做法是：学校购买若干套机器人器材，由信息技术课程老师或综合实践课程教师进行指导，组织学生进行机器人组装、编程的实践活动，然后参加一些相关的机器人竞赛。但是，现在举办的比赛大部分都是以大学生为主流，中、小学生参加的相对较少。并且目前只有浙江、上海、江苏等极少数的地区和学校将实物机器人纳入了正规课堂教学。

3.3 思维定势，沿袭车型的发展思路，穿新鞋走老路

人形机器人现在受许多家公司青睐，正在被研究开发新的机型来适应市场。然而由于人形机器人沿袭了车型的发展思路还是出现了与其相同的问题：产品缺少规范，品牌十分繁杂，并且大多自成体系，互不兼容，开放度低，适应于不同学段的性能价格比高的产品很少，特别是对学校而言，开展人形机器人课堂教学初期投入较高，持续费高，难以长期发展。

这些存在的问题需要各界关注，避免走上以前的老路，应该开辟出一条能够让人形机器人这么一个有着巨大潜力的项目发展下去的道路。

4 总结

通过以上的分析，本文认为人形机器人在教育中的应用有利于学生各方面能力的发展。虽然在现阶段，人形机器人的普及应用还存在着诸多方面的困难，但是这些不足会随着科技的发展、政府和教育机构的重视而逐步被改进的。在现阶段，教育各界都应该重视、积极参与这一领域的发展，这样才能使人形机器人在教育中发挥其应有的作用，从而使更多的学生因此而收益。

参考文献：

[1] 虞汉中，冯雪梅.人形机器人技术的发展与现状[A].机械工程师,2010（7）:3-5.

[2] 恽为民.智能机器人-技术教育的新装备[J].教育信息技术，2003（6）：18-19.