導語：如何才能寫好一篇人工智能與教育教學，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞] 中等職業 數學教育 人文功能

2005年10月28日，國務院正式了《關于大力發展職業教育的決定》。2005年11月7到8日，國務院在北京召開了全國職業教育工作會議。借著職業教育的春風，我們應該明確：職業學校的學生不是二等學生，而是時代的幸運兒，中職學校的教師也應該鼓勵的幫助中專生加強文化修養，提高專業技能，

在這樣的大形勢下，作為中職教育中的基礎學科的數學教育，它是一種知識體系，是一種研究活動，也具有人文功能。因此，做數學、教數學也就有依托于數學知識之上的數學思想和信仰；也就有貫穿于數學研究活動的數學精神和數學的審美能力；也就有與之相關的數學倫理準則。所以，數學教師除傳授數學概念體系、數學計算技能外，還應注重數學教育的人文功能，使數學學習內化為中專學生的人格、氣質、修養，加強中專生的文化修養，使之成為人的相對穩定的、終身內在的品質。

1.運用數學史料對學生進行挫折教育，培養執著探索、勇于發現、百折不撓和不斷進取的治學精神，激勵學生獨立思考，不迷信書本、不盲從老師和增強求異創新意識。

在教學中，可適時向學生介紹“哥德巴赫猜想”：任何不小于6的偶數都是兩個奇質數的和。這個命題是德國數學家哥德巴赫根據實驗結果用歸納的辦法猜想的。他于1742年6月7日寫信給歐拉，希望歐拉能幫助他作出證明。歐拉在同年6月30日的回信中說他相信這個猜想，但他不能證明。歐拉是當代首屈一指的數學家，這個問題敘述如此簡單，而歐拉卻不能證明，這引起了大家的注意。1937年蘇聯數學家維諾格拉托夫證明了“充分大奇數可以表示為三個質數之和”，由此推出每一個充分大的整數都是四個質數之和。1938年，我國著名數學家華羅庚證明了“幾乎全部偶數都能表成兩個質數之和。”換句話說，任取一個偶數，它能表示成兩個質數之和的概率是1.1966年，我國數學家陳景潤證明了“每一個充分大的偶數都能夠表示為一個質數及一個不超過二個質數之乘積之和。陳景潤的結論已經接近哥德巴赫猜想的解，被國際數學界譽為“杰出的成就”。至今，這仍是“哥德巴赫猜想”的最好結果。

遠在5000多年前，埃及、巴比倫、中國、印度等文明古國的人民，在測量土地、疏通河道、制造工具及日常生活用品等農牧業的實踐生產勞動中，積累了大量的有關幾何圖形的知識，得出了計算面積、容積、測量距離等的方法產生了幾何學。公元前7世紀，幾何學從埃及傳到希臘，并逐步演變為幾何原理之間的邏輯推理，而歐幾里得的《幾何原本》又將幾何上升為系統的數學理論。15、16世紀，特別是17世紀，生產實踐向自然科學提出了許多新的研究課題，于是有了“笛卡兒坐標”，產生了解析幾何學。這些數學科學的取得，經歷了封建迷信、宗教統治時期、資本主義文藝復興時期直至當代，每一次的進步無不是一次創新革命的成果。

又如，我國在前未能采用國際通用的符號體系；在1906年京師大學堂使用的教科書上就用“天”、“地”、“元”等來表示未知數，用符號“”、“”等來表示加、減，分數則自上往下讀，這樣式子就被寫成：，這是及不方便的。還有古希臘畢達哥拉斯學派的弟子希勃索斯向畢氏學派“萬物皆為數”（指有理數）發出質疑，由次而來“無理數”；中世紀意大利數學家斐波那契等人為提倡阿拉伯數這種優越記數法，自己忍受了諷刺和挖苦。

回顧數學發展史，劉徽與“割圓術”、祖沖之與“綴術”、李冶與“天元術”、秦九韶與“大衍求一術”、歐拉與“七橋問題”、古里斯與“四色猜想”、當代數學家華羅庚的“優選法”、吳文俊的“吳方法”都是具有國際聲譽的成就。這些數學成就的取得，無不是中外學者為了數學的不斷完美嘔心瀝血寫下的無數可歌可泣的壯麗篇章。

2.在課堂教學，結合數學應用性問題加強人文教育。

例2.1 某顧客采用分期付款方式購買一臺售價為5000元的電腦時，與商店約定，在一年內分6次將款全部付清，即購買后2個月第1次付款，再過2個月第2次付款，……購買后12個月第6次付款，問該顧客每期應付款多少，總共應付款多少？（規定月利率為0.8%，每月利率按復利計算。）

例2.2 某公司計劃在今年內同時生產納米洗衣機和智能DVD，由于這種產品需求量大，有多少就能賣多少，因此公司要根據實際情況（如資金、勞動力）確定日生產量，以獲得總利潤最大。已知對這兩種產品有直接限制的因素是資金和勞動力，通過調查得到關于這兩種產品有關數據如下表：

試問：怎樣確定這兩種產品的日生產量，才能獲得總利潤量最大，最大利潤是多少？

這些例題很好的聯系了生活實際，具有濃厚的生活氣息，讓學生懂得生活、會生活。

例2.3 某人聽到謠言后1小時內傳給兩個人，這兩個人在1小時內每人又分別傳給另兩個不知道這則謠言的人。如此下去，一晝夜能傳遍1000萬人口的大城市嗎？[1]

這一例題，起先大家認為辦不到，經過計算，發現卻能傳遍，結論出人意料，但又在情理之中，魯迅先生說“眾口爍金，積毀消骨”確實可怕。這既訓練學生的數學計算能力，又使學生通過問題的解決受到思想教育，謠言傳播速度驚人，影響及壞，傳謠可恥。

從上面的例子，富含文化教育價值的數學應用題在對人的教育感化方面的作用是非凡的。

3.展示數學外在形式與內在結構的和諧美，使學生受到美的熏陶，體驗到學科的價值，從而孕育創新的潛能，激發創造的欲望。

數學的美隨處可見，有外在的形式美、內在的結構美；有簡明美、對比美、對稱美、序列美、節奏美、奇異美、滑稽美等，這些美在教材中俯拾即是，美不勝收。如，羅賓遜引入了作為數的無窮小，它比任何正數小，比任何負數大，但又不是零，這是什么樣的數呢？在傳統的和直觀的范圍里是無法想象的，這是何等奇妙！但他引入了，而且建立了非標準分析，用嶄新的方法重建了微積分學。

4.結束語

馬克思曾說過：“一門科學，只有當它成功的運用數學時，才能達到真正完善的地步。”從上文，我們體會了數學的魅力，也體會到加強數學的人文教育功能，孕育出學生的創新潛能，激發學生的創造欲望，引導中專學生更好通過三年的中專學習中地洞察人生、完善心智、凈化靈魂、理解人生的意義與目的、找到正確的生活方式。

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關鍵詞：人工智能；英語教育；積極影響；消極影響

人工智能概念是20世紀五六十年代正式提出的，隨著信息技術的不斷發展，人工智能已成為一門新的技術科學。時至今日，人工智能技術的發展經歷了人工智能起步期、專家系統推廣期和深度學習期等階段，而在應用領域也取得了重大突破，如Google的無人駕駛技術和運用深度學習算法的AlphaGo戰勝圍棋冠軍等。除此之外，人工智能已被日益廣泛地應用于經濟社會各個領域，在教育領域亦是如此。2018年教育部就印發了《高等學校人工智能創新行動計劃》，要求進一步提升高校人工智能領域科技創新、人才培養和服務國家需求的能力。因此，人工智能必將不斷被融合到教育領域，并為大學教育變革提供新方式。基于人工智能的機器學習、人機交互與知識圖譜等技術方法，可以為大學英語教師在課堂教學、備課與教學研究等多個方面提供支撐；可以為大學英語教學管理與治理提供決策支持；可以為大學生英語自主學習和教師備課提供智能推薦支撐。目前，學者們已對人工智能對英語教育的影響進行了相關的研究。如高華偉分析了外語作文智能評閱與形成性評價融合策略；劉洋針對人工智能技術與高校英語教學的相互關系，通過調查問卷和訪談等方式，分析了現有計算機輔助語言學習軟件和系統的不足，并提出了相應的解決策略；張艷璐對人工智能在給英語教學帶來機遇的基礎上，探究了人工智能在大學英語教學中的應用；趙生學分析了人工智能時代大學英語教學的變革與策略；嚴燕分析了人工智能時代英語教學促進學生深度學習的路徑。在人工智能時代，人工智能技術必將對大學英語教育領域各個方面產生重大影響，如大學英語人才培養目標、教學內容、教學計劃、教學策略、教學模式、成績評價體系與英語領域科研等方面。針對此，本文在現有研究的基礎上，重點從教師和學生兩個層面分析人工智能對大學英語教育的積極影響和消極影響，并提出相關建議，以期為大學英語教師教學與大學生英語學習提供參考。

一、人工智能的積極影響

人工智能技術在大學英語教育領域的應用，將對大學英語教學資源、教學模式與大學生二語習得等方面產生積極作用，主要體現為以下幾個方面。

（一）豐富了大學英語教與學資源人工智能技術的發展與應用為大學英語教與學提供了豐富的資源。如互聯網上含有豐富的英語視頻與圖片等資源；在線教育平臺也提供了大量的英語課程資源，如中國大學生慕課、雨課堂等，它們各具特色，可為教師與學生提供多樣化選擇。因此，人工智能技術一方面可為大學英語教師提供豐富的教學素材，同時還可根據大學生學習目標與學習習慣等為其英語學習提供豐富的課外資料。同時，很多網絡資源可下載或者回放，這樣可以使得大學生的英語學習不再受到時間與空間的限制。特別是對于教育資源缺乏的地區而言尤為重要，可以在很大程度上解決教育資源不平衡問題。其中，百度教育大腦的智能備課系統便是典型應用案例。其依托百度人工智能、大數據和云平臺的優勢，整合了豐富的優質資源。對于教師而言，此平臺可按照教學進度為教師提供經過篩選的教學素材，節省教師的備課時間，提高其工作效率。

（二）豐富了大學英語的教學方式傳統的大學英語授課往往以線下課堂教學方式為主，而人工智能技術的使用豐富了大學英語單一的教學方式。可利用網絡平臺，如雨課堂、慕課平臺等，開展大學英語線上教學模式或者線上線下混合教學模式。新的教學模式有利于教師在大學英語教學過程中采用不同的教學策略。使用新的教學模式和不同的教學策略可以提高大學生學習英語的興趣，進而有助于提高大學生英語習得的效率。

（三）提高了大學生英語習得的效率由于英語習得是一個復雜的心理過程，與大學生的情感因素、學習動機等密切相關。采用人工智能技術的大學英語線上教學方式，使得教師與學生之間不是面對面的交流互動，可以在一定程度上緩解學生焦慮、害怕等情緒，有利于學生的英語學習。動機是英語習得中重要的非智力因素，也是影響大學生英語習得效率的重要內在因素之一。學習動機與使用另一種語言的興趣密切相關。而人工智能技術采用豐富的英語學習資源以及英語教學方式的多樣化，這些有助于提高學生學習英語的興趣，進而增強學習英語的動力。

（四）形成了大學生英語習得分析數據庫人工智能技術是以大數據為依托，可以跟蹤和記錄大學生英語課堂學習和課后學習等各種信息數據，進而可形成大學生英語習得數據庫。基于大數據分析與人工智能技術方法，如數據挖掘、關聯性分析和回歸預測等，可以挖掘大學生英語學習背后的規律特征，了解到每個學生的具體情況。進而構建每個學生的英語學習畫像，如學生的線上學習狀態、課程作業完成情況、測試成績和學習方式等。可為教師形成可視化的學生個體和班級整體的學情分析報告。因此該數據庫有利于教師掌握每位學生的英語學習狀態，掌握學生個體差異，為調整教學方式、教學方法與策略提供支撐。同時，上述數據為大學英語教學與大學生英語習得的研究也提供了數據支撐。

二、人工智能的消極影響

人工智能在大學英語教育領域對教師與學生發揮著積極的作用，同時對他們也產生了一些消極的影響，主要體現為以下幾個方面：

（一）對教師的消極影響由于大學英語課堂教學存在一定的缺陷，往往需要改進此教學方式。而人工智能技術的應用，雖有助于大學英語教學改革，但還需要教師熟練掌握人工智能相關技術的使用，會給信息技術能力比較薄弱的教師造成壓力。借助人工智能平臺，大學英語教學不受時間、空間和學生人數等影響，勢必會減少大學英語教師的需求，造成大學英語教師面臨失業的壓力。進而影響大學英語教師的工作積極性，以及大學英語教學質量。

（二）對學生的消極影響根據語言資本理論與期望價值理論，大學生英語學習的期望價值主要是經濟期望價值。而大學生英語學習的期望價值與學習目的和行為密切相關。比如大學生英語學習經濟期望價值主要體現為學習英語對未來找工作很重要，可以增加經濟收入。而人工智能技術在語言領域的應用，勢必會影響大學生對英語學習的期望價值。如人工智能翻譯機的出現，使得各種語言之間翻譯非常容易。即使不懂英語，也可使用它進行英語交流。因此，人工智能技術在英語領域的應用，將降低大學生英語學習的期望值，進而影響他們英語學習的興趣與目的。

（三）對師生關系的消極影響基于人工智能技術的大學英語教學，將改變傳統的以教師為中心的模式，使得教師在教學過程中的中心地位得到弱化。學生通過人工智能技術，可以很好地收集到自己需要的各種英語學習資源，如在線課程、英語講座視頻和英語文本資料等，甚至可以通過自學的方式完成英語學習任務。但這些將弱化教師與學生之間的互動以及情感，從而隔閡了教師與學生之間的關系。

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一、認知法概述

認知法（Cognitive Approach）又叫認知—符號法（Cognitive-CodeApproach），產生于20世紀60年代，代表人物是美國心理學家布魯納（J.S.Bruner）、卡魯爾（J.B.Carroll）。認知法主張發揮學習者智力的作用，通過有意識地學習語音、詞匯、語法知識，理解、發現并掌握語言規則，從而能從聽、說、讀、寫方面全面地運用語言。它重新肯定了語法—翻譯法（Grammer Translation Method），因此被稱為“改進了的現代語法—翻譯法”。認知法的語言學理論基礎是喬姆斯基（A.N.Chomsky）的轉換生成語法理論，該理論認為語言是受規則支配的體系而不是習慣體系，人類學習語言絕不能僅靠模仿記憶，而是一種有意識的、創造性的運用過程。心理學理論基礎是認知心理學，該理論認為學習是一個感知、記憶、思維和想象的過程，是大腦抽象思維活動的結果，而不是簡單的刺激—反應。

認知法的基本教學原則如下：1.外語教學要以學生為中心，調動學生的學習積極性和主動性，培養學生的自學能力。2.在理解語言知識和規則的基礎上操練外語，強調有意義的學習和有意義的操練。3.主張聽、說、讀、寫齊頭并進，全面發展。各種感覺器官綜合運用，以求達到最佳效果。4.適當地使用學生的母語。教學時，適當地進行母語與目的語的對比，可使教學具有針對性和預見性。5.學生出現錯誤在所難免，對于影響交際的錯誤要加以糾正，對于一般性錯誤不必有錯必糾。6.廣泛運用直觀教具和電化教學手段，使外語教學情景化、交際化。（張兼中，1983：191～194）

功能法認為成年人學習外語和幼兒學習母語的特點是不一樣的。成年人學習外語一般是在人為的語言環境（教室）中進行的，學習者是在掌握了母語的基礎上來學習外語的，而且成年人的學習具有自覺、有意識等特點。因此，功能法的優點在于重視成年人學習外語的特點，強調智力的發揮，主張在理解語言規則的基礎上創造性地使用語言。

二、功能法概述

功能法（Functional Approach）又叫交際法（Communicative Approach）或意念法（Notional Approach），產生于20世紀70年代，在英國語言學家威爾金斯（D.A.Wilkins）《語法大綱情境大綱和意念大綱》一文中被首次提出。當時，西歐各國之間政治、經濟、軍事、文化等各個方面的交流日益頻繁，這樣的環境要求有更多的人能夠熟練使用外語進行交際。同時，由于學外語的人的職業特點和工作性質不同，對運用聽、說、讀、學能力的要求也不相同，這就導致了教學目的的多樣性。因此，功能法便應運而生。功能法的語言學基礎是社會語言學和功能語言學。社會語言學認為語言的社會交際功能是語言最本質的功能，語言的形式、意義和功能是相互作用的。功能語言學的代表人物韓禮德（Hallidy）則提出了“語段分析”（Discourse analysis）理論。功能法的心理學基礎是心理語言學，代表人物是費利克和哈思。

功能法的主要教學原則有：1.以功能為綱，根據教學的實際需要選取真實且實用的語言材料。2.教學過程交際化，創造接近真實交際的語言環境，教學方法多樣化。3.單項技能訓練與綜合性訓練相結合。4.強調表達內容，不過分苛求形式。對于學生的錯誤要有一個容忍度，那些不影響交際的一般性錯誤可以不必糾正，不必過分苛求。5.圓周式地安排語言材料，循序漸進地組織教學。常見的方式是以話題來安排順序，把功能和結構統一起來，每個話題要有幾次循環，每循環一次就增加一次難度。（盛炎，1990：175）

功能法的優點是：教學目的性明確、針對性強，教學內容大都是根據教學對象的實際情況而定的，選用的語言教學材料大都是本專業人員所必需的，在教學方法上也根據不同專業人員的需要而對聽、說、讀、寫能力的訓練有不同的要求或側重。

三、認知—功能教學法在對外漢語教學中的應用

本文以廣西醫科大學臨床醫學專業全英授課班一年級留學生為教學對象，下面是筆者的漢語綜合課第三課教學過程，所使用的教材是楊寄洲《漢語教程》修訂本第一冊（上）。我們將“認知—功能教學法”應用于對全英班留學生的漢語課程中，具體教學過程分析如下：

（一）教學過程展示

課文：第三課《明天見》

A：你去郵局寄信嗎？

B：不去。去銀行取錢。

A：明天見！

B：明天見！

第一步，展示。我們在PPT上通過圖片展示有關的地點名詞和行為動詞，例如地點名詞：郵局、銀行、食堂、教室、學校、宿舍、廁所、超市、醫院等；行為動詞：吃飯、睡覺、學習、買東西、看病、寄信、取錢等。這些詞語跟課文中出現的句型有關，是留學生為在中國學習生活急需習得的。

第二步，語言要點練習。我們從課文中提煉出了本課的重點句型——“Sb+去+P+V”①，然后利用各種方法進行練習，例如舉例說明“你去郵局寄信”“我去食堂吃飯”“他去銀行取錢”“媽媽去超市買咖啡”，或者通過使用是非問、特殊問等，要求學生用該句型回答。做這些練習，是為了讓學生熟悉該句型的語言結構形式。

第三步，語境練習。通過游戲，將前面的語言材料放在有語境的游戲中練習。根據學生的實際情況及這個句型的結構特點，我們設計一個游戲，命名為“不可思議”。游戲操作具體如下：1.教師課前準備好三個紙盒，并在其中分別投入寫有“學生姓名、地點名詞及行為動詞”的數十張小卡片；2.課堂上，每個學生依次從三個紙盒中抽出一張，并把所得的句子讀出來，如“張紅去銀行睡覺”“李明去廁所吃面條”“王華去教室取錢”等。這樣的句子既可以活躍氣氛，也便于學生記憶和應用。

第四步，實際運用。要求學生在“打招呼”這個語境中，重新組織所學過的語言材料，自由對話。這一步是模擬性的交際活動，特點是無限制、完全自由，目的在于培養學生的漢語交際能力。

（二）教學過程分析

上述教學過程的第一步，主要是教給學生相關的語音、詞匯等語言知識，如地點名詞、行為動詞；第二步主要是教給學生相關的語法結構，如重點句型“Sb+去+P+V”。語音是語言的物質外殼，如果學生發音不清或錯誤，勢必會影響他們的交際活動；詞匯是語言教學的基石，沒有它作為建筑材料，學生就無法構建句子，也無法表達思想，所以詞匯量的多少直接影響學生聽、說、讀、寫等各方面語言能力的培養；語法即語言的規則，任何語言都有自己的語法規則，人們在交際中使用的言語都要受語法規則的支配和制約，學習語法知識能夠幫助學生深入理解語言現象，并能夠培養和提高學生舉一反三的自學能力。這兩個階段的教學目的是讓學生理解課文中相關的語言材料，掌握語言的結構、用法和意義，強調學習者智力的發揮及對語言規則的理解正是功能教學法的核心觀點。我們將這種過程歸納為語言的理解。

在理解語言材料、掌握語言規則之后，學生還要有能力正確運用這些語言知識。教學過程的第三步就是培養語言能力。在這個過程中，我們通過進行“不可思議”這個游戲，一方面檢查學生對前面所學語言知識的理解情況，另一方面培養學生運用語言知識的能力。類似這種理解性練習還有很多，根據這課的重點句型及學生的實際情況，我們還可以進行動作反應練習，即老師說句子，學生根據句義表演。例如，老師說“小強在教室洗澡”，然后讓一位學生到講臺前將這個句子表演出來。這個階段主要是運用了認知法的教學原則，但從教學方法上看，我們運用了聽說法或視聽法的某些練習形式。這種建立在語言理解基礎上的語言練習過程，我們稱之為培養語言能力。

語言能力只表明學生掌握了所學的語言材料，并不代表學生已經掌握了相關的交際能力，所以要進入第四步的實際運用階段。如上文所述，我們的教學對象是醫學專業的留學生，他們對漢語技能的需求集中體現在聽和說方面，因此我們應該根據他們的需要來設計相關的練習語境。自由對話是一種模擬性的言語交際活動，學生可以脫離課本，根據自己的需要設計對話。這些對話以學生為主，教師在旁邊加以引導，并作必要的補充。在這一階段，根據學生的專業特點，還可以進行知識擴展，增加醫學詞匯教學環節，以此來滿足學生的專業需求。因為留學生和中國人在意義的表達和言語的使用上都存在很大的差異，所以教師還要注意培養學生的跨文化交際能力。這就要求教師在課堂上能適當介紹中國人的風俗習慣、行為模式等，或進行中外語言文化對比，以培養學生正確、恰當地使用漢語的能力。根據不同專業人員的需要，對聽、說、讀、寫能力的訓練有不同的側重，這體現了功能法的教學原則和優點，我們將這個環節歸納為語言的運用。

注釋：

①本文的縮略語符號——Sb：某人；P：處所；V：動詞或動詞性短語。

參考文獻：

[1]邵菁，金立鑫.認知功能教學法[M].北京：北京語言大學出版社，2007.

[2]盛炎.語言教學原理[M].重慶：重慶出版社，1990.

[3]王繼根.外語教學中的三大學習理論述評[J].蘇州教育學院學報（社會科學版），1996，（12）.

[4]薛燕華，劉桂琴.外語教學法流派的心理學基礎[J].兵團教育學院學報，2004，（1）.

[5]曾懷琳.談認知-交際教學法在外語教學中的應用[J].湖南農業大學學報（社會科學版），2007，（12）.

篇4

關鍵詞：隱喻；認知功能；外語教學

中圖分類號：G4241

文獻標志碼：A

文章編號：1002－0845(2007)06－0046－02

收稿日期：2006-12-12

作者簡介：孫厭舒（1979-），女，山東聊城人，副教授，碩士，從事語言習得及英語教學研究。

一、隱喻的認知功能

對隱喻認知功能的研究最早可追溯至亞里士多德時代。亞氏把隱喻看做是一個概念對另一個概念的替換，并且指出，詩歌中隱喻的運用有一定的語境(Mahon，1999)。隱喻的認知功能在17和18世紀再次被Vico和Teasaoro提及，只是進入20世紀以后，隱喻的認知功能才被貶低，隱喻被當成了一種靜態的形式邏輯的符號。例如Searle(1977)從語言學的觀點出發，把隱喻僅僅看做是一種語用現象。為此，萊科夫和約翰遜一針見血地指出，“典型的看法都認為隱喻僅僅是一種語言特點，是語言的問題而不是思想或行為問題”(Lakoff & Johnson， 1980)。他們以《我們賴以生存的隱喻》一書大張旗鼓地提出了隱喻的認知功能，從而把對隱喻的認知功能的研究推向前所未有的高度。他們認為，隱喻的本質是通過甲事物來理解和體驗乙事物，人的概念系統就是通過隱喻建構起來的，即所謂“我們的思想和行為本質上都是隱喻的” (Lakoff,1980)。自此，對隱喻的認知功能的研究逐漸發展起來。卡梅倫(1999)也指出，隱喻具有語言修辭功能、認知功能和語用功能。國內學者束定芳在《隱喻學研究》一書中，把隱喻功能劃分為修辭功能、語言學功能、詩歌功能、認知功能、社會功能和文字游戲功能。其中隱喻的認知功能主要指隱喻是人類認識概念系統的基礎和組織經驗的工具，為人類認識世界提供了新的視角。一般認為，隱喻的認知機制主要體現為從源領域到目標域的映射，表現為人的思維中存在的系統的概念隱喻。在特定語境中，這種概念隱喻常常意味著信息的篩選和整合，而且根據Lakoff的“不變原則”，這種認知映射具有系統性特點，即源領域的結構系統映射到目標域時，原有的基本圖式結構不變。

二、外語教學中隱喻的應用研究回顧

卡梅倫較早地探討了具有認知功能的隱喻的應用。她認為，隱喻首先是一種語言使用現象，語言的認知性與社會性相互作用產生了語言行為。因為語言是一個復雜的、動態的系統，語言資源只有在特定的語境中被應用、加工，才能達到互動的目的。作為語言學者，應當揭示種種語言行為的內在過程。因此，研究隱喻，要把隱喻的社會層面和認知層面都包括進來。在此基礎上，卡梅倫建構了隱喻的應用框架：1)理論層面；2)加工層面；3)神經層面(Cameron， 1999)。近年來，第一層面主要研究隱喻的認定和分類，第二層面主要指隱喻在特定文化語境下的作用和解釋，第三層面研究處理隱喻時的神經活動。國外對隱喻的認知功能的應用研究已逐漸擴展到很多領域，例如Gwyn(1999)有關隱喻的認知功能在醫療中的應用研究，Clarke (1999)對兒童話語中隱喻的分析，Forceville(2000)對廣告中隱喻的認知作用的研究，等等。

相比之下，在外語教學領域里，有關隱喻認知功能的應用研究要少得多，僅有零星的研究散見在認知語言學著作里。在首屆全國認知語言學研討會上，龐繼賢和丁展平(2002)曾撰文討論過隱喻的應用語言學研究，嘗試把卡梅倫的三個層面應用于外語教學。王寅(2004)提出了在外語教學中培養學生的隱喻能力的問題，蔡龍權(2005)也提出了把隱喻性表達作為一項外語交際能力的設想。但是隱喻的研究成果仍未在外語教學領域里引起足夠的重視。國外的相關研究亦很少，且多為母語為英語的二語習得研究。例如Cameron(2003)對英語國家課堂中出現的隱喻的分析，Cortazzi(1999)對本族語教師與學生有關“教學”、“教師”等概念的隱喻性理解和表達的研究。另外，這些研究也都沒有直接探討外語教學和隱喻的關系。

鑒于此，本文擬在前人研究的基礎上探討隱喻在外語教學中的主要應用層面，分析外語教學中隱喻應用的可能性，以期為隱喻的認知功能在外語教學中的進一步應用探索路徑。

三、隱喻的認知功能在外語教學中的應用

隱喻作為一種認知模式，出現在政治、經濟等各類語篇中(孫厭舒，2004)。我們的外語教材中也有大量的隱喻。隱喻在外語教學中的作用不容忽視。

基于卡梅倫的應用框架理論，在中國文化語境下，隱喻在外語教學中的應用也可分為三個層面：1)語言層面；2)交際層面；3)文化層面。語言層面主要包括隱喻的認知功能在外語教學中對各種語言現象的提煉和組織的作用。隱喻在交際層面上的應用是培養學生語言能力的重要方面，也是外語教學中經常涉及的問題。文化層面上，隱喻的認知功能在外語教學中主要涉及到文化教學與語篇理解。

1．語言層面

語言層面上，隱喻的認知功能主要表現在三個方面：(1)隱喻能有效地明確教學中的概念。Cortazzi總結隱喻的認知功能對外語教學的借鑒之處時指出，“隱喻能有效地明確教學中的概念，系統地組織概念”(Cortazzi，1999)。隱喻在從一個領域向另一個領域的投射中，一些特征在被形象化、具體化的同時也系統地被提煉。在語言學研究中，不同的隱喻用來明確不同的概念。例如，Saussure認為，Language is a game of chess．Chomsky提出 Language is growth，而Halliday則認為Language is a resource。在外語教學中，一些較抽象或較陌生的概念可以借助隱喻來明確。寫作教學中的“大綱”(outline)，閱讀教學中的“框架”(scaffolding)等，都是利用隱喻來明確概念的。（2)隱喻性的映射可以用來解釋一詞多義現象，可以說明詞的具體義項和抽象義項之間的聯系，可以使學生了解詞的演變機制，從而更好地理解、記憶詞匯。認知語義學認為，支配著一詞多義現象的不同意義之間關系的原則是由具體到抽象的隱喻性映射。隱喻的認知功能正是很多詞匯產生多義的原因。Lakoff舉過“foot”的例子：the foot of a mountain，the foot of a list中的foot正是將人們對人體的認知投射到其他事物上產生的意義。再比如通過了解表示空間概念的詞，如“up”、“down”等在語義擴展中的意義就可以深刻理解英語中介詞意義的多元性和抽象性(趙艷芳，2000)。(3)借助語言的隱喻本質及其隱喻概念，學生可以更好地理解教材中的隱喻性語言。特別是在文學作品閱讀和欣賞中，對隱喻的正確理解和把握能有效地幫助學生提高閱讀能力，理解作品的修辭及意境。教師可以通過講解隱喻的認知模式，幫助學生理解隱喻的含義，達到舉一反三的目的。例如，《新編英語教程》第6冊15課“Teaching as Mountaineering”中，教師被喻為登山者。這里教學是源領域，登山為目標域。源領域和目標域之間基于相似性而成功地被映射，固然是因為兩者都有艱難險阻，都能帶來成功的喜悅，但更重要的原因卻是，教師必須像登山者一樣善于“結繩”，即幫學生串起一個個知識點，或把書本知識和學生的實際聯系起來，把課堂教學和課外實踐聯系起來。通過對源領域和目標域的相似性的把握，教師可以比較順利地把隱喻蘊涵的意義傳達給學生，促進學生的閱讀理解。

2.交際層面

① 選自Istvan Kecskes(1999)。語言的普遍隱喻化表現在詞匯和語篇中，也表現在受情景制約的言語中。Lakoff(1980：4)說：“隱喻充滿了我們的日常生活。”而Richards(1936：94)則指出：“我們的三句話里就有一句隱喻。”交際言語中出現大量的隱喻表達也是基于我們的隱喻認知機制。隱喻源于我們的隱喻概念系統，而這一系統又源于我們對外部世界的體驗。我們可以想象，我們的祖先是從認知空間和自己開始認識世界的，所謂“遠取諸物，近取諸身”。隱喻的認知基于身體體驗，產生于一定的情境，并且必然受情景的制約(Lakoff & Johnson，1999：468)。例如“give me a break”①在特定情境中，它們意思并不是“讓我休息一下”，而是表示一種拒絕或反對。當我們用“give me a break”表示拒絕時，所形成的并非僅僅是一個語言事實，而且是一個言語社區所共同認可的交際行為。再如，在某特定情境中，“get out of here”①的意思也許并不是“leave”，而是“don’t fool me”。可見，我們交際中使用的隱喻化表達方式不僅普遍，而且是與語境密切相關的語言現象。對外語學習者而言，隱喻化表達既是一種語言能力，也是一種交際能力。

面對交際中大量的隱喻化表達方式，我們認為，在外語教學中，培養學生的交際能力、隱喻性表達方式和思維方式是不可或缺的。但是目前我國外語教學中缺乏專門隱喻性表達的訓練，外語教師甚至尚未建立起培養學生的隱喻化思維和隱喻化表達方式的意識。蔡龍權曾撰文指出，“隱喻性表達是外語交際能力的必要構成，應該把它設立為我們外語教學的一個高級性學習目標”(蔡龍權，2005）。王寅(2004)也提出在外語教學中要提高學生的“隱喻能力”。兩位學者都提出要把隱喻確立為我們外語教學的一項內容，是很有見地的觀點。

3.文化層面

隱喻的認知模式也有不同的文化意蘊。如上所述，隱喻產生于體驗，產生于特定的文化情境，同時也是文化的組成部分。Lakoff指出，“我們所說的體驗決不僅僅涉及某個個體，確切地說，每一種體驗都是在一個廣闊的文化背景前提下產生的……所有體驗都完完全全是文化的產物”。隱喻本身的文化意蘊已是語言學界的共識。外語教學必須同時教授文化，這也已是外語工作者的共識。Swiderski(1999)詳細討論了如何通過閱讀和寫作來提高語言學習者的文化意識問題。

的確，講授隱喻固有的文化意蘊是進行文化教學的一個方法。然而通過分析隱喻的認知功能，可以在更深的層面上達到文化教學的目的。通過考察隱喻的認知模式，考察隱喻對概念的整合功能和對信息的篩選作用，可以幫助學生更深刻地理解隱喻所傳達的文化意蘊。

四、小結

本文討論了隱喻的認知功能在語言層面、交際層面、文化層面上在外語教學中的應用問題。上述三個層面中，語言層面是基礎，交際層面和文化層面在語言層面的基礎上得以發展并與之相輔相成。

但是隱喻的認知功能并非僅限于這三個層面。外語教學中學生聽、說、讀、寫幾個方面的語言能力是相輔相成的，隱喻的認知功能對學生語言能力的影響也是多方面的。我們相信，通過提高學生對隱喻的認知功能的理解，能夠提高學生的綜合語言能力。在外語教學中，雖然目前尚不可能進行獨立的隱喻教學，但我們可以從隱喻的認知功能這一角度對學生進行必要的訓練，使學生透過表面的語言現象，捕捉其中蘊含的文化信息，逐步培養學生對隱喻的認知功能敏銳的捕捉力和隱喻化的表達能力。

參考文獻：

［1］Forceville，C.Pictorial metaphor in advertising［M］．London：Routledge．2000．

［2］Lakoff，G.& M．Johnson，Metaphors We Live By［M］．Chicago：The University of Chicago Press.

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［4］蔡龍權.關于把隱喻性表達作為外語交際能力的思考［J］．外國語，2005(6)：21～26．

［5］孫厭舒.認知研究與外語教學［J］．基礎教育外語教學與研究，2004(5)：50～53.

篇5

關鍵詞：人工智能；計算機網絡教學；現狀；運用

中圖分類號：TP393-4

所謂人工智能，就是利用人工方法在計算機上實現智能，也可以說是人工智能在計算機上的一種模擬。人工智能廣泛融合了神經學、語言學、信息論和通訊科學等眾多學科和領域。目前主要存在三條人工智能研究途徑：一是以生物學理論為支撐，掌握人類智能的本質規律；二是以計算機科學為支撐，通過人工神經網絡進行智能模擬，實現人機互動；三是以生物學理論為支撐。

1 人工智能技術的特征

智能技術主要分為兩類，人類和計算機智能，兩者存在相輔相成的關系。利用人工智能技術能夠實現人類智能向機器智能的轉化，相反，機器智能也能夠利用智能教學轉化為人類智能。

1.1 人工智能的技術特征。首先，人工智能具備非常強的搜索功能。該功能是利用相關搜索搜索技術實現對海量信息的快速檢索，滿足個性化信息需求；其次，人工智能具備很強的知識表示能力。具體來講，就是人工智能對信息的行為，能夠像人類智能一樣，對模糊的信息加以表示；最后，人工智能具有較強的語音識別和抽象功能。前者主要是為了對模糊信息加以處理。而后者主要是為了對信息重要度加以區分，以便提高信息處理效率。用戶只需要智能機器提出具體要求便可，至于復雜的解決方案就交給智能程序了。

1.2 智能多媒體技術。首先，人機對話更加靈活。傳統多媒體在人機對話方面極為欠缺，導致教學單調乏味，不能取得預期良好效果，但智能多媒體卻不然，他能夠實現人機自由對話和互動，同時還能結合學生實際對學生的問題給出不同層次的答案。其次，教學可行性更強。由于學生在認知能力和個人素養方面都存在差異，而且學習主動性也不盡相同，人工智能必須要結合學生實際學習狀況，為每一位學生設計制定個性化的學習計劃和學習目標，對學生進行針對性較強的教學，真正實現因材施教。再次，具有強大的創造性和糾錯性。前者屬于人工智能的顯著特征，而后者屬于人工智能的重要表現方面。最后，智能多媒體具有老師特征。在實際教學過程中，智能多媒體可以對教學雙方的行為進行智能評價，以便能夠及時發現教學中的薄弱點，有助于實現教學相長，全面提高教學質量和教學效果。

2 計算機網絡教育的現狀

隨著現代科學的進步，網絡信息的發達，人們的教學觀念和學習觀念都發生了前所未有的改變，網絡時代正全面到來。為了滿足現代社會對人才的實際需求，培養大量現代化優秀人才，計算機網絡教學模式業已成型并不斷完善。目前，高校正規教學模式依然是現代教學主流，盡管在系統傳授知識和規范培養人才方面具有無可比擬的優勢，但在資金投入、效益創收和時空限制等方面具有很大的弊端，靈活性不足，無法有效滿足現代教育的發展要求。

計算機網絡教學對傳統教學形成了巨大挑戰，并產生了深遠影響。它不僅有效彌補了傳統教學的時空限制缺陷，而且賦予了教學極大的樂趣性，吸引了越來越多的人積極投身到網絡教學建設中去，任何人無論何時何地都能夠通過網絡課堂去學習和提高。但目前計算機網絡教學發展仍處于探索期，在實際運用方面還存在許多問題：第一，計算機網絡教學中的學習支持服務體系尚不健全，導學手段和答疑方法還非常落后，由于各種原因，在服務方式上缺乏針對性、策略性和積極性；第二，計算機網絡實驗教學中存在著空間分散、時間流動和自主性差等問題和弊端；第三，計算機網絡的系統承載能力和信息查詢能力還十分有限；第四，如何實現計算機網絡考試的開放性，確保考試的客觀性、公正性、權威性，已經成為網絡教學發展的瓶頸；第五，計算機網絡教學中的核心支撐系統――CAI，還無法有效滿足和適應網絡教學的實際需求和發展要求。

主流CAI課件主要有兩種，一種是單機版的初級課件，包括簡單的Authorware課件、PPT幻燈片和圖文網頁等。一種是高級的網絡版課件。該類課件主要以靜態圖文和動態演示組成的網頁為主，以聊天室、電子郵件和QQ群等形式為輔，實現師生互動、網絡答疑的一種改進型課件。初級課件在實際教學中以操作容易、更新及時和維護方便著稱，但實際上就是傳統教學手段的變相挪用。還有些課件，盡管在互動性方面有著不錯的效果，但是制作繁瑣、更新較慢和維護復雜。因此，高級網絡課件是目前網絡教學中的主流課件，已經成為了計算機網絡課件的固定模板。改進型的網絡課件有效地解決了傳統多媒體在師生互動不足的問題。上述兩類課件是現在最為常見的兩種CAI課件，盡管兩者都有各自的優勢，但作為網絡教學的重要手段，仍存在許多問題和弊端：無法實現因材施教，無法開展層次教學；作為教學的一大主體，學生在個性化交互操作方面仍有很大不足；對學習過程中出現的普遍問題無法進行智能統計、分析和評價等。

3 人工智能技術在計算機網絡教學中的運用

3.1 人工智能多媒體系統。（1）知識庫。智能多媒體已經不再是用來進行紙質媒體數字轉化的工具了，它應該具備相應完善的知識庫，而知識庫里的教學內容要結合教學實際和學生現狀進行針對性、個性化設計。同時，要實現知識庫資源的高度共享，并及時加以更新和補充，如此才能充分發揮知識庫的教學服務作用。（2）教學板塊。教學板塊的設計主要是出于教學綜合性考慮的，教學方法的創新是其關注的重點內容。該模塊的實現要以掌握專業知識、教學策略和人機對話等領域的知識為前提，結合學生實際學習現狀和特點，利用智能系統的現代化技術手段對知識和相關教育措施加以高效搜索。（3）學生板塊。及時掌握學生心理動態和學習狀況是智能網絡教學的一大特征，結合學生實際狀況加以智能評判，進而加以針對性指導和個性化輔導，實現因人施教和因材施教，全面提高學習效率和學習質量。（4）用戶模塊。用戶模塊是智能系統無法忽視和省略的關鍵模塊，整個智能系統的正常運行離不開人工程序操作，用戶需要通過用戶終端將教學內容上傳到網絡教學平臺，才能順利完成教學。

3.2 人工智能多媒體教學的發展。（1）加強與網絡的結合。隨著網絡技術的成熟，智能網絡教學與網絡之間的關系日益緊密，多元化、多維度網絡空間日益成為一種趨勢。互聯網具有信息量大、更新速度快、超時空性等優勢，加強與網絡的結合是人工智能計算機網絡教學未來發展的重要方向。（2）加強智能的應用。人機對話、機器指導的教學模式將成為未來網絡教學的核心模式，傳統教師的角色將逐漸被計算機取代。最為典型的就是現代智能導航系統。（3）加強系統軟件的研發。系統軟件的更新日新月異，舊的系統軟件已經無法有效滿足網絡發展的時代要求，加強系統軟件的研發以便充分滿足網絡要求，更好地幫助學生解決實際問題，進而提高學習效率和教學質量。

4 結束語

人工智能技術在計算機網絡教學中的運用將為現代化教育提供新的發展思路，將全面改善網絡教學環境，拓展學習服務渠道，提高計算機網絡教學質量，并有可能徹底打破計算機網絡教育的時空限制，全面加強網絡教學的開放性，實現網絡學習的個性化、人性化和智能化，充分落實以學生為本的教學理念。未來CAI技術的進一步成熟將全面提高網絡教學的整體格局，我們有理由相信，智能網絡教學將迎來全新的發展春天。

參考文獻：

[1]劉廣鐘，高軍，劉，李吉彬.報文分析技術在計算機網絡教學中的應用[J].計算機教育，2014（01）.

[2]趙冉，朱西方.仿真技術在高職計算機網絡教學中的應用探討[J].河南科技，2014（01）.

篇6

關鍵詞:機器人教育 教育機器人 認知發展 教學目標

一、引言

據預測,21世紀中期,人類社會將全面進入以智能機器人為代表的智能時代,機器人的廣泛應用將極大促進社會生產力的發展與產業結構的調整。近年來,隨著機器人價格的下降、簡易性的提高、其潛在的巨大教育價值逐漸得到社會的認可,使得機器人進入了教育領域。在發達國家,尤其是英、美、日等國家,已將機器人作為一種教學輔助工具,上至高等院校、研究機構,下至中小學、幼兒園,都正在積極開展機器人相關的教研活動。為了適應未來科技社會對人才培養的需要,我國教育部從2003年起把中小學機器人比賽納入全國中小學電腦制作活動中,2003年頒布的普通高中新課程標準又將“人工智能初步”及“簡易機器人制作”列入選修內容。

機器人是一種能夠通過程序控制,自主完成某類任務的機器系統。教育機器人則是一類應用于教育領域的機器人,它一般具有以下特點:首先是教學適應性,符合教學使用的相關需求;其次是具有良好的性能價格比,特定的教學用戶群決定了其價位不能過高;再次就是它的開放性和可擴展性,可以根據需要方便地增、減功能模塊,進行自主創新;此外,它還應當有友好的人機交互界面。

國內中小學機器人教育教學的開展雖已有近十年的時間,但仍然游離于日常課堂教學之外。究其緣由,其中一主要因素是當前教育機器人產品缺少規范,品牌繁雜,開放性低等教育機器人產品自身的問題。以下,我們將結合各個教學階段學生的認知發展水平和機器人教學的要求,在對此進行闡述分析的基礎上對不同階段使用者所需的配件、人機界面等產品功能和結構設計提出一些意見和建議。

二、各階段學生的認知發展與機器人教育目標

1.小學階段學生的認知發展與機器人教育目標

著名的兒童教育學家和心理學家皮亞杰認為:兒童的認知是由他自身與外部世界不斷地相互作用而逐漸形成的一種結構。兒童在觀察事物時,往往注意新鮮、感興趣的東西,他們對周圍世界有著強烈的好奇心和探究欲望,樂于動手操作具體形象的物體。因此,這一時期是培養科學興趣、體驗科學過程、發展科學精神的重要時期。

小學階段的機器人教育,主要是讓學生了解智能機器人的應用價值,培養學習使用機器人的興趣。具體到教學要求上,對于硬件部分則要求學生了解簡易機器人的基本構造;說出各類傳感器(如聲音、光敏、紅外、溫度、觸摸)的功能及其對人類功能的模擬。能描述機器人各部分的功能更和工作原理,能描述機器人各部分的功能和工作原理,如通過傳感器搜集信息、通過程序來判斷處理信息、控制外部動作等;如果條件允許,則可要求學生根據設計要求和已有的模塊化組裝部件,嘗試動手制作或組裝簡單的實物機器人,將編制好的控制程序導入到實物機器人;在程序設計方面,學習LOGO等簡易語言或圖形化操作界面,能夠結合使用傳感器模塊和流程控制模塊等編寫程序,感受利用程序解決問題的一般過程。

2.初中階段學生的認知發展與機器人教育目標

初中階段正是“形式運算”階段(12～15歲)。這個階段的主要思維特點是,在頭腦中可以把事物的形式和內容分開,可以離開具體事物,根據假設來進行邏輯推演,能運用形式運算來解決諸如組合、包含、比例、排除、概率及因素分析等邏輯課題。初中生思維活動的基本特點是抽象邏輯思維已占主導地位,但有時思維中的具體形象成分還起作用。

初中階段的機器人教育,不僅要求培養學生使用機器人的興趣,還要教授機器人的基本工作原理,了解機器人領域的發展前沿。在硬件知識部分,除了在制作和操縱簡單的機器人的基礎上,探究機器人的機械裝置、電子裝置、傳感器裝置等,能力強的學生可對機器人構件功能進行拓展應用,例如用繼電器和聲音傳感器組裝聲控燈;在軟件部分,了解計算機控制機器人做出各種動作的簡單流程,感知程序和程序設計語言,理解程序的基本結構,了解“確定算法,編程實現”這一計算機解決問題的一般過程。

3.高中階段學生的認知發展與機器人教育目標

高中生認知結構的完整體系基本形成。高中生認知結構的各種要素迅速發展,各認知能力不斷完善,認知的核心成分――思維能力更加成熟,抽象邏輯思維占了優勢地位,辯證思維和創造思維有了很大的發展。思維的目的性、方向性更明確,認知系統的自我評價和自我控制能力明顯增強。他們情感豐富、意志力增強,興趣更廣泛和穩定,學習動機更強烈。

高中階段的機器人教育,已經出臺了一些課程標準,如新課標“簡易機器人制作”模塊要求學生知道單片機和機械傳動的基本知識,能設計與制作單片機和傳動機械等組成的簡易自動控制機器人或簡單的自動控制系統。對于硬件知識部分,學生除了對各部件功能結構的了解外,也會自行改造;在程序設計方面,考慮到對學生算法與程序設計能力的培養,因此除了對圖形化編程的掌握外,還要求使用更高級的程序設計語言,如Qbasic、C、Java等,通過代碼編輯器直接設計程序來控制機器人運行,在編程的過程中鍛煉學生的邏輯思維能力。

三、教育機器人的功能設計分析

綜上所述,不同階段學生的認知水平和教學要求都各不相同,那么不同層次的教學對象就需要選用不同的教育機器人產品,以便提供合適的功能、配件以及人機界面。那么,目前的教育機器人產品能否滿足各種年齡層次的學生的需要呢?市場上不乏有很多好的教育機器人產品,但也存在一些不近如人意的地方,因此根據上述不同階段學生的認知水平和機器人教育的要求,我們對四個階段所用機器人產品在結構與功能、程序設計與傳輸、機器人本體三部分的設計進行研究,提出了如下表1所示的教育機器人的結構功能及標準要求簡表1。

1.應用于小學階段的教育機器人的設計

適用小學階段的教育機器人,在結構設計上,主要體現在插件應用上,對于機械傳動系統可選用積木式或插件式或變形式三種類型。這樣的結構設計利于學生在機器人外形上做創新,憑自己的想象任意搭建機器人,設計出形態各異的機器人;對于機器人控制系統和執行系統,這部分知識要求超過了這一年齡段學生的認知,因此可選用模塊功能封裝的形式,分別采用一體化控制模塊和成品設備;在人機交互上,可以采用人工控制的方式,例如遙控;也可用程序控制,選用簡易的可視化圖形編程語言,如用LOGO語言做一些簡單的編程。兒童學習LOGO語言,有利于他們元認知能力的發展。考慮到學生的能力水平和教學要求,可選用程序傳輸這種安全簡便的方式把程序導入到實體機器人當中;對于小學生來說,還應選用結實耐用的、安全的機器人產品。小學教師認為,除了以上幾點外,選用的機器人產品也要方便管理。除此之外,根據學校的條件可選用一些有外形的機器人,例如,AIBO機器狗,這樣可以提高學生對機器人的興趣。

2.應用于中小學階段的教育機器人的設計

初中階段使用的機器人在設計上不再以外形為主,需要附加一定的功能,要求學生了解簡易傳感器原理及其使用,并能體現出機器人在焊接和控制應用方面的知識,其機械傳統系統設計時可采用遙控式或單片機式,這樣學生對單片機的原理將有初步的了解。同時,采用單片機還可以大大降低產品的價格,利于機器人教育的普及推廣;控制系統可直接采用控制版,使得單片機的相關知識更為直觀的展現在學生面前;對于執行系統,設計成半成品的形式,使之功能封裝成模塊化,利于學生自行組裝;在人機交互上,除了選用遙控式外,弱化益智類玩具的概念,體現出機器人一定的智能化,可選用一些較LEGO語言要復雜些的程序設計語言,如Qbasic,為后續學習VB語言作了鋪墊。傳輸技術還是采用安全系數高、操作簡便的數據傳輸形式。初中教師提出,除了以上幾點功能設計要求外,所設計的教育機器人不僅可以用于課堂教學,還可以用于參加比賽。

3.應用于高中階段的教育機器人的設計

適用高中階段的教育機器人,在結構設計上要求有更好的可擴展性和開放性,注重產品功能的綜合應用,最終達到可在多門課程中通用的要求。因此,機械傳動系統除了可選用初中階段所采用的單片機形式外,還可選用嵌入式。但要注意的一點是單片機方面的設計要緊密結合通用技術模塊的要求,選擇可多次燒錄的單片機型號和簡單易學的單片機編程語言;在控制系統和執行系統部分,可采用套裝散件。采用單片機和散裝化套件都極大的促進了學生在實踐過程中動手實踐能力的提高和創新思維的培養;在人機交互方面,除了保留簡易的圖形編程軟件平臺之外,鑒于高中生的認知水平和今后計算機編程角度考慮,設計相對較抽象的編程語言接口,如Java、NQC、C++、C、匯編語言等。對于程序的傳輸除了選用數據線和紅外線發射傳輸之外,還可選用燒錄技術。

四、結束語

教育機器人作為機器人教育的實施平臺,其建設水平的高低對機器人教育具有至關重要的影響。研制適用于不同階段符合學生認知發展水平和教學要求的教育機器人,不僅有利于解決教育機器人產品的開發、選用,教學實施等當前機器人教育中所存在的問題,而且有利于機器人教育資源、實驗經驗的共享,對于推動我國機器人教育健康、規范、可持續發展有著積極的作用。同時,規范化的教育機器人產品設計開發需要教育政府、高等院校、中小學學校、機器人廠商等各方面的共同協作與努力。

參考文獻

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[2]彭紹東. 論機器人教育[J].電化教育研究,2002,6:3～7.省略/fuwu/jyfg/200703/142790.html

[6]鄭和鈞,鄧京華.高中生心理學[M].浙江:浙江教育出版社,1993

篇7

[關鍵詞]職業能力 理工類專業 人文課程 模塊化教學

[作者簡介]羅杰文（1967— ），女，廣西南寧人，南寧職業技術學院機電工程學院，副教授、副編審，研究方向為高職人文素質教育。（廣西 南寧 530008）

[課題項目]本文系2012年度廣西高等教育教學改革工程立項項目一般A類課題“高職院校理工科專業模塊化人文課程開發與研究”的研究成果。（課題編號：2012JGA316）

[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004—3985（2012）29—0124—02

人文素質教育在高等教育體系中占有基礎性地位。高職生作為未來的技能型應用人才，其人文素質修養是體現綜合素質的重要內容。高職院校學生在專業知識和技能操作等方面掌握得較好，但人文素養方面欠缺，可持續發展的內驅力不足，成為再發展、再塑造的瓶頸。開設人文素質課程是培養大學生人文素質的重要渠道。本文從工科類高職生的角度，提出模塊化人文素質課程改革，試圖解決目前高職院校理工科人文課程無序、無效的局面，為高職院校人文素質教育研究提供參考依據。

一、高職理工類學生人文素質調查分析

“人文素質”即人文科學的研究能力、知識水平和人文科學體現出來的以人為對象、以人為中心的精神，也就是人的內在品質。人文素質由知識、能力、觀念、情感、意志等多種因素綜合而成。為了解目前高職生的人文素質狀況，筆者對八百多名新入校的理工類高職生做了問卷調查。在調查的26個問題中，90%的學生認為人文素質教育對大學生的成長起重要作用；80%認為所在的學院不太重視人文教育；沒有讀過馬克思類哲學書籍的占92%；能背出30首以上唐詩宋詞的占55%；85%愿意抽出時間讀人文書籍；96%覺得最有助于培養人文素質的途徑是開設必需的人文素質課程；學生最想學習的是文學、史學、藝術類，最不想學習的是哲學、政治學；在列舉的十幾門課程中，學生最想選修的人文課程依次是：口才與溝通、社交禮儀與職業形象、中國傳統文化、名著欣賞、音樂欣賞、大學生心理健康教育；在處理人際關系能力、表達能力、審美能力、創新能力等方面，60%對自己的評價是一般。

通過調查分析，高職學生學科基礎不厚實，學生入學成績普遍較低。理工類學生重理輕文現象比較嚴重，文史哲基礎淺薄，人文基礎相對薄弱。應試教育、題海戰術使學生特別是理工類學生缺少對中國文化和哲理賢德的解讀，削弱了學生的人際交往能力和審美能力，學生在口才表達、心理素質和氣質形象等方面明顯弱于文科類學生。除問卷調查外，我們也調查學生的工作能力和行為能力。學生經過兩年的專業學習后，掌握了相應的專業技術和技能，動手操作能力有了很大提高，基本能勝任崗位需要，但在處理人際關系、總結經驗、表達技巧等方面能力明顯不足，只能止步于一般的工作崗位。

二、高職院校理工類專業人文課程開課現狀

針對高職學生人文素質基礎薄弱的現象，越來越多的專家學者對高職院校人文素質教育的重要性作了探討和研究。然而，很多研究只側重于高職院校人文素質薄弱的原因、高職院校人文素質教育的內容、高職院校人文素質教育的誤區，以及高職院校人文素質教育的重要性等方面，對高職院校特別是理工科類專業人文素質課程的開發還停留在表面層次，人文課程的開發處于不夠科學和完善的狀態。主要表現在以下幾個方面：一是把人文素質課程放到人文公共選修課中，不分文理，統一開課，學生只能選修一兩門課程；二是把人文素質課程等同于才藝教育或文學欣賞，只開設書法、繪畫、音樂、舞蹈、影視欣賞等興趣課；三是各二級學院“各自為政”，有的學院開設“口才與溝通”課，有的學院業開設“公關禮儀”；四是人文課程讓位于專業課程，只能以講座的形式完教育任務。

三、高職理工類專業人文課程改革的目標

在高職院校開展人文教育不僅僅是向學生傳播和灌輸某些人文社會科學知識，而且要實現人的全面發展，提高綜合素質。由于高職院校的管理體制和教育目標和普通高校不同，理工類專業以技術應用能力培養為主要目標，注重專業崗位技能的培養，因而在高職院校理工類專業開設的人文素質課程，不可能與培養專業技能的核心課程相提并論，開設系統而全面的人文素質課程并不客觀現實。理工類高職生在知識基礎、人文底蘊、人際溝通等方面不如普通高校學生和文科類高職生，其人文素質課的培養目標應有所降低，在內容滲透和功能層次上進行調整。針對理工科學生在知識結構和人文素質上的缺陷，應有目的、有重點地開展人文教育，構建人文課程體系。改革可以從以下幾方面入手：第一，針對工科類課程設置特點，有效地實施人文教育；第二，將人文精神的培養與職業能力的培養相結合；第三，把提高綜合人文素質和培養健全的社會人格相結合。因此，高職理工類專業人文課程改革的目標可以定位為：使學生掌握基本的人文知識，培養學生健全的社會人格、形象思維和創新思維能力，提高學生的綜合人文素質、職業素養和就業能力，使學生全面可持續發展。

四、職業能力與模塊化人文課程的構建

1.理工類高職生的主要職業能力。高職理工類專業的培養目標是為生產一線培養從事高技能操作、設計或生產管理以及在服務業提供創造的專門技能型人才。根據高職理工類專業學生未來面向的職業崗位和工作任務，我們歸納了職業能力涵蓋的三個方面：方法能力、專業能力和社會能力。其中方法能力和社會能力被學者稱為關鍵能力，是學生作為未來職業人的基本發展能力，主要指專業能力以外的跨崗位、跨專業、跨職業的能力，是從事任何職業都應具備的能力，包括學習能力、外語能力、計算機應用能力、信息能力、交際能力、社會能力、團隊能力、創新能力等，對個體的作用表現為幫助個體在未來職業崗位上學會學習、學會工作、學會共處和學會做人。人文課程的定位和功能為培養學生的上述能力服務。2003年教育部進行的高職院校人才培養水平評估將收集處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達的能力、團結協作和社會活動的能力等指標納入了學生素質的測評中。

2.理工類專業模塊化人文課程的構建。人文素質的內容寬泛而豐富，要在有限的時間里讓學生對所有內容都涉足是不可能的。理工類專業模塊化人文課程的內容應側重于培養學生的形象思維能力、審美能力、心理承受能力和人際交往能力，拓展其視野，陶冶其性情，提高學生的心理素質，促進他們人格的自我完善，激發創新能力，使學生既具備科學精神，又具備人文精神，既會做事、又會做人，成為擁有較強持續發展能力的高素質復合型應用人才。模塊化人文課程是將模塊化教育模式運用于高職人文教育課程的模塊化教學，是以學生未來職業生活中必定存在的某種職業核心能力為前提，以能力培養為主，將人文素質教育中的能力要素進行分解整合。在分解人文課程的內容時要找到人文教育與職業能力的契合點。一個人要想在社會上立足，在職場上發展，需要有較強的理解力，如對領導意圖的理解，對友情、愛情、親情、同事之情的理解，對職業理想的追求等；需要有較強的溝通表達能力，如掌握交談的技巧，具備基本的應用寫作能力等；需要有較好的職業形象與禮儀修養，如有規范的儀容儀表儀態，使用規范的職場禮儀等。可以說，培養學生的解讀能力、表達能力和職場形象是提升其職業能力的有效途徑，提升其人文素養的必經之路。因此，人文素質課程可以分解為“閱讀與理解”“溝通與表達”“形象與禮儀”三大模塊，這三個模塊既是獨立的，又是相互關聯、相互支撐的。閱讀理解是基礎，溝通表達是提高，形象禮儀是完善。第一模塊：閱讀與理解，內容包括文學欣賞（情感篇）、中國文化（理想篇）、藝術欣賞（審美篇）；第二模塊：溝通與表達，內容包括交談藝術（口才與溝通）、實用寫作；第三模塊：形象與禮儀，內容包括職業心理、職業形象、職場禮儀。每個模塊可以根據專業的特點和人文知識的內容進行設置組合，模塊化的教學內容是理工類學生必修的最基本的人文知識，以此提高學生閱讀理解、表達溝通、形象氣質等方面的素養。哲學、歷史、文化、藝術等人文內容的教學可以通過選修和講座的形式加以拓展和延伸，構建完整的課程體系，在課程組成的內容和形式方面應調體驗式學習，使人文素質教育在職業能力培養中得以體現，職業能力在人文素質教育中得到提升。

3.模塊化人文課程的特點。高職院校人文課程教學往往因涉及面寬、課時少，教學效果不是很好。模塊化教學可以解決上述問題，幾個模塊安排在一個學期內完成，也可以分幾個階段完成，具有靈活組合的特點。模塊化課程的優越性顯而易見：一是用有限的課時學到有價值的人文知識，解決工科類專業課程計劃中專業課時多、人文課時少的矛盾；二是每個模塊相對獨立，可以根據專業發展需要選擇模塊學習，每學完一個模塊可以獲得一項技能、知識或能力；三是模塊的內容依據職業崗位實際需要確定，實用性強；四是人文與技術相融合，強調技能訓練或能力培養，并圍繞其組織教學內容；五是每個模塊內容有度，講究“必需、夠用”，針對性強；六是根據學生的需求，靈活組合增減模塊，模塊組合有明確的行為目標和具體要求，以體現不同的教學目標。

五、實施人文課程模塊化教學的前提條件

1.領導高度重視。學校領導要真正認識到在工科類學生中開設人文課程的重要性，改變重專業課程、輕人文課程的觀念，注重培養學生的專業能力、人文內涵和職業修養，使學生全面發展。

2.配備專任教師。課程模塊的內容可以根據學生的需要適當調整、擴展和深化。每個模塊要由相對固定且專業的教師擔任主講，逐漸形素質課程教學團隊。

3.滿足課時需要。模塊化人文課程實際是人文素質教育的大整合，可以集中在一個學期完成，也可以分段完成，至少需要48課時。在有限的時間內，學生接觸8門科目的知識，有利于提高整體人文素質。

4.編制專用教材。人文課程的整合是一個新的課題，編制教材是首要任務。在教學中，教師要不斷積累素材，完善構想，編制出適合不同專業學生使用的教材。

模塊化人文課程開發依據職業能力培養需要，體現就業導向、能力本位的人才特點，符合高職教育培養技術應用型人才目標，其教學手段和教學內容等都不能套用傳統教學的評價體系。選擇什么樣的教學內容才能同時提高學生的人文素質與職業能力，如何評定教師的教學效果，如何評定學生的成績等問題都需要進一步深入研究和探討，以不斷完善模塊化人文課程教學改革。

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篇8

論文摘要:社會適應能力培養是新時期高校體育課程的重要培養目標;元認知學習理論是適應現代教育理念的新的教學理論，必將對高校體育教學產生深遠的影響。文章主要運用實驗法、問卷調查法等方法考察了元認知體育教學對大學生體育社會適應能力的影響，結果發現:在教學中實施現有的提高元認知水平的方法、措施可提高大學生的元認知水平;大學生體育方面的社會適應情況處于基本適應狀態，與相關培養目標存在一定差距;元認知體育教學可有效地提高大學生體育方面的社會適應能力。

0前言

現代社會發展呈現出有別于傳統社會特征的信息化、快節奏、高壓力和高競爭等特征，這就對我們的包括高等教育在內的學校教育的人才培養提出了新的要求，即培養適應現代社會生活的具備一定社會適應能力的合格勞動者。在社會學中，社會適應是指個人或群體調整自己的行為使其適應所處社會環境的過程，其實質就是個體的社會化過程。體育是個體社會化的重要方式，與他人和群體的聯系是體育活動的必要條件。4學校體育課程的學習過程不僅體現為個體認知性知識的積累、深化，更體現為個體體能的增強、技能的掌握和行為態度的改變等方面，具有參與性、實踐性特點，因此學校體育課程在個體社會適應能力培養方面將承擔重要的責任。籍此，教育部在2002年頒布的《全國普通高等學校體育課程教學指導綱要》中指出社會適應能力培養是高校體育課程的課程目標之一，并進一步提出“表現出良好的體育道德和合作精神;正確處理競爭與合作的關系”是我國高校大學生社會適應能力培養的基本目標。

“元認知學習”是現代學習理念的一種新觀念。這種新的學習理論在教育觀念上強調的不僅僅是“學會”，而更主要的是“會學”，以及對學習動機、學習方式、學習結果的調節與監控。元認知學習理論所倡導的是學生個體自身對學習的監督和調控及學習過程結束后的自我反饋，要求每個學習個體學會學習、學會生活、學會生存。元認知學習理論指導高校體育學習將徹底改變以往的傳統的體育教學思想，并使每個學習個體對自身學習進行調節和監控，這也是元認知體育教學促進大學生社會適應能力發展的理論依據。本研究旨在探討體育的元認知教學對大學生社會適應能力的影響，進而為高校公共體育教學的社會適應教學目標的實現尋找一條可行途徑。

通過查閱大量的參考文獻，并進行綜述研究之后，本研究提出以下假設:

①元認知教學可有效提高大學生的元認知水平;

②元認知教學是達成高校公共體育課程社會適應目標的有效途徑。

1研究對象與研究方法

1.1研究對象

本研究以大學一、二年級的大學生(開設公共體育課程)為研究對象，樣本為某高校開設公共體育課程的大一、大二部分大學生，共75人，其中男生36人，女生39人。

1.2研究方法

1.2.1文獻資料法。查閱了國內外大量的文獻資料，掌握了有關元認知和社會適應問題的相關研究成果，為本次研究奠定了較好的理論基礎。

1.2.2問卷調查法。本文采用國內研究者根據Gregory .Schrawd等人編制的元認知意識量表(Meta一cognition con-sciousness questionnaire)翻譯修訂而成的中文版量表。該量表采用10等級記分法，從元認知知識、元認知體驗和元認知技能三個維度測量了被試的元認知水平。馬建鋒研究表明該問卷具有較好信效度，適合中國背景下的大學生。

根據社會適應能力的相關研究成果，并結合大學生公共體育課程課堂教學實際與課外體育活動情況自編大學生社會適應能力問卷，該問卷采用5等級記分法，并主要從對活動的規則、紀律的遵守、活動中的人際互動、活動中的自我激勵、自我調控、團隊意識(競爭、合作、集體榮辱感)等社會適應方面對大學生進行考察。該問卷的重測信度:=0.94(時間間隔為3周)，另外就問卷的內容效度對多所高等院校的心理學、體育學專家進行了訪談，最終的反饋結果表明該問卷內容效度良好(每個條目與問卷總分的相關系數在0. 31-0.66之間)，能全面、有效地反映所要研究的問題。因此該問卷具有較好的信效度，可以為本研究服務。

1.2.3實驗法。采用單因素完全隨機等組前測后測實驗設計方法并隨機選取對照組與實驗組(分組時對其元認知水平和體育社會適應水平進行了均衡化處理)。實驗組與對照組課堂教學活動內容相同，時間共16周，并由同一教師教授(實驗組接受元認知教學培訓)。對照組按教學計劃學習，不進行任何干預。實驗組在按教學計劃學習的同時，一是教師在教學過程中提示學生注意運用元認知的方法進行學習，二是實驗者在學習現場進行言語指導，讓學生注意采用元認知的方法進行社會適應訓練。最初和最終學生在體育活動中的社會適應水平由同一教師按同一問卷進行調查。在實驗過程中，注意到了教師及學生主觀期望效應可能對實驗結果的影響，并加以控制。

1.2.4數理統計法。本研究測量所得數據均運用SPSS for Windows 11.0統計軟件進行處理。

2實驗組進行的元認知教學培訓說明

2.1教學目的

對實驗組學生進行另外的元認知能力培訓，以提高其元認知能力。

2.2教學方法

一是采用課堂教學法對實驗組學生講授元認知的理論知識，以及提高元認知能力的方法;二是在公共體育課堂上采用現場言語指導的方法提示學生注意使用元認知有關的技能進行學習活動(主要是體育活動的社會適應方面)。

2.3教學內容

2. 3.1有關元認知理論方面的內容。元認知的基本含義、實質和要素。元認知與體育活動的社會適應方面結合起來，讓學生理解、體會體育活動的社會適應方面的元認知知識、元認知體驗、元認知技能。體育活動的社會適應方面的元認知知識是指對體育活動的社會適應方面認知的知識，即學生對自己的體育社會適應認識活動過程與結果及其影響因素的知識，包括三個方面內容:個人、任務和策略。體育的元認知體驗是指伴隨著體育認知活動的體育認知體驗或體育運動的情感體驗，它包括知的體驗，也包括不知的體驗。體育的元認知技能是指學生在運動學習過程中對動作活動進行調節的技能。

2.3.2培養、訓練元認知的一般方法。自我提問法:在元認知訓練中，通過提供給學習者一系列自我觀察、自我監控、自我評價的問題，不斷地促進學生進行自我反省而提高問題解決的能力。

相互提問法:讓學生每兩人分成一組，給每個學生一份類似于上述自我提問的問題單，讓學生在嘗試解決問題的同時根據問題單相互提問并做出回答。這種方法能有效地促進學生的思考和競爭，提高元認知水平。

知識傳授法:通過傳授元認知理論的有關內容，使學生認識到元認知在學習中的重要性，自覺地將元認知運用于學習中，以提高學習效果。

元認知培訓和訓練的各方法在體育課程教學活動中實施(主要與大學生體育課程活動的社會適應方面相結合而開展)。

2.4元認知理論教學進度安排

利用體育課程以外的時間，采用課堂教學的方法對實驗組學生進行元認知能力的培訓，培訓共4次課，每次30min，并布置課后作業。教學進度安排如下:

課次1:元認知理論知識的培訓。

課次2;元認知與體育運動的關系、在體育運動中的作用等方面的知識培訓。

課次3:訓練、提高元認知的方法的培訓。

課次4:對所培訓內容復習，鞏固所培訓的知識。

3結果與分析

3.1元認知教學效果考察

實驗組經元認知培訓后，其元認知水平較對照組呈現下表所示變化(調查數據統計采用配對樣本t檢驗方法)。

結果顯示實驗組在經過元認知教學后，整體元認知水平有了顯著提高(實驗組整體元認知水平實驗前后比較P- I) . 046，達到顯著差異)，且元認知知識、元認知體驗、元認知調控水平也都有顯著性提高，而對照組無論整體元認知水平p=0.446)，還是分維度水平前后測均未出現顯著性變化。實驗結果說明元認知教學可有效提高大學生元認知水平，證實了研究假設。這進一步說明個體的元認知能力不僅是在個體長期的學習過程中形成和發展起來的，而且元認知能力是可以教授的，即經過系統、專門的教學培訓，個體的元認知斃力可以在相對較短的時間內得以提高。該結果可解釋為:通過提問、講授等元認知培訓方法的實施并在實踐中加以鍛煉，可使學習者個體更好地掌握自我的元認知知識，加深元認知體驗，增強元認知技能，進而提高個體整個元認知水平。

3.2大學生體育方面的社會適應能力考察

實驗前對普通專業103名大學生(大一、大二)的體育方面的社會適應能力進行了調查，結果如下表:

表2顯示大學生體育社會適應情況:規則適應方面相對較好，達到基本適應水平，且個體差異不大;人際互動、自我調控、團隊意識方面表現較差，且人際互動、自我調控方面的個體差異較大。總體而言，大學生社會適應的整體水平與我們的基本培養目標間還存在一定差距。造成這一差距的原因是多方面的，如由于受中小學應試教育環境影響，學生的社會適應教育得不到足夠重視，缺乏足夠的鍛煉;社會適應能力培養的實施存在一定的難度，由于學生個體差異較大，因此較難采取統一的培養措施。

對性別變量進行考察(表3)，發現:男生在人際互動、團隊意識方面好于女生，在規則適應、自我調控方面差于女生。除規則適應方面，女生顯著好于男生外，社會適應其它方面不存在顯著性別差異。另外統計顯示大學生的元認知水平與社會適應能力之間的相關系數為0. 45，為中度相關，說明兩者之間存在一定程度的共變關系。

3.3體育教學對大學生社會適應能力的影響考察

實驗組接受元認知培訓和元認知教學及相應體育教學，對照組接受相同體育教學。實驗結束后，實驗組和對照組大學生的體育方面的社會適應水平前后呈現表4所示變化。

表4表明，實驗前后實驗組與對照組大學生體育方面的社會適應各維度均存在顯著性差異，實驗組與對照組不同組別大學生體育方面的社會適應各維度均存在顯著性差異，且交互作用不明顯，即實驗后實驗組大學生體育方面的社會適應各維度較實驗前有顯著性改善，實驗后實驗組大學生體育方面的社會適應各維度較對照組均有顯著性改善。統計結果說明元認知體育教學可有效改善大學生的體育社會適應水平，結合對元認知教學效果的考察，這一結論可理解為元認知教學提高了學習者的元認知水平，而提高的元認知水平又在個體的體育社會適應實踐方面發揮作用，即在體育活動實踐中通過比較、反饋、自我暗示、自我調控等手段，逐步提高自我的體育社會適應水平。元認知體育教學以學生的發展為中心，突出學生的主體地位和主觀能動性，在社會適應的教學中，學生不再處于從屬、被動的“他控”地位，他們的社會適應是主動的，并對適應的過程和結果具有深刻的感受和體驗，對自我的社會適應具有高度的自控，因而可有效地促進大學生適應能力的發展。

4結論與建議

4.1結論

通過本實驗研究，可以得出以下結論:在教學中實施現有的提高元認知水平的方法、措施可在相對較短時間內提高大學生的元認知水平;大學生體育方面的社會適應情況處于基本適應狀態，與相關培養目標存在一定差距;元認知體育教學有效地提高了大學生的體育方面的社會適應能力。

4.2建議

元認知理論與現代教育思想緊密相關，并對學校教育目標的實現將起到很好的促進作用。在高校體育教學中采用元認知教學手段，必將為體育教學的各學習目標的實現提高一條可行性途徑。

4.2.1因本次實驗條件的局限，還應進一步考察實驗效果的外部效度，為其應用、推廣提供可靠的理論依據。

4.2.2應在體育教學中加強元認知教學措施的滲透，如反饋、自我體驗、自我監控與調節等與個體元認知水平提高有關手段的運用。

篇9

關鍵詞：人工智能；智能化計算機輔助教學；專家系統；知識庫

中圖分類號：TP18文獻標識碼：A文章編號：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

人工智能作為當今世界三大尖端技術(空間技術、能源技術和人工智能技術)之一，是計算機科學的一個分支，它的目標是構造能表現出一定智能行為的。人工智能是一門極富挑戰性的科學，從事這項工作的人必須懂得計算機知識、心理學和哲學、機器學習、計算機視覺等。總的說來，人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的，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、智能決定支持系統和人工神經網絡。它總的來說是面向應用的，隨著人工智能的誕生和發展， 人們開始把計算機用于教學領域。同時， 自七十年代以來， 有教學能力的專家系統得到研制。人工智能技術與專家系統的成就， 促使人們把問題求解、知識表示這些技術引入計算機輔助教學(CAI) ， 這便是智能型計算機輔助教學(CAI)。

近幾十年來， 隨著人工智能技術的日漸成熟， 它的一些研究成果被陸續應用到教學領域， 推進了教育發展改革和教學現代化進程。人工智能在教學系統的重要性也已形成共識。

2 人工智能在教育中的作用

目前在教育技術中涉及到AI的主要有以下領域：

2.1 知識的表示與訪問

基于人工智能的知識表示是以知識為對象，以計算機的軟硬件和計算機科學及人工智能和專家系統技術為工具，以哲學、心理學和邏輯學等為方法和指導，將知識表達成計算機可以直接處理的“知識庫”，使用“計算機的智能”來模擬人類專家或“人類智能”，對知識進行快速、精確、自動、科學的處理。它不屬于通常的“數據管理或信息管理”的“數據”層次，而是屬于“知識處理”或“知識”的智能化層次。其主要內容是對于知識進行形式化的表示、自動化的推理，智能化的教學或創造。計算機輔助教育是其中重要的組成部分。

2.2 符號計算

符號計算包括數值計算、符號計算和函數作圖。其代表軟件是Mathematica，當該軟件在1988年第一次，對科技及很多其他領域的計算機使用方式產生了深刻的影響。Mathematica 1.0時，商業周報將其列入當年最重要的十大新產品名單。這標志著現代科技計算的開始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的課程，從高中課程到研究生課程用它作基礎。隨著各種學生版的，Mathematica也已成為全世界各種不同專業學生的重要工具。

2.3 對學生錯誤的自動診斷

采用人工智能技術，使得教學過程中系統可以自動診斷學生的學習水平，不僅能發現學生的錯誤，而且能指出學生錯誤的根源，從而做出有針對性的輔導或學習建議。而且根據學生的特點自動選擇教學內容，自動調整教學進度，自動選擇教學策略與方法。

2.4 實現智能性超媒體教學系統

超媒體系統有理想的教學環境，容易激發學生的學習興趣和學習主動性，但不能保證達到預期的學習目的，而且由于不了解所要教的對象，所以不能做到有針對性的指導，不能因材施教。智能輔助教學系統正好與此相反。將二者結合起來，就可實現性能互補，從而研究制出新一代高性能的智能超媒體教學系統。

3 人工智能應用于教育的新方向：ICAI

3.1 傳統CAI的不足

傳統的CAI由于其集成性、交互性、多媒體性等特點，在教學中可以極大地激發學生的學習動機，提高教師的教學效率和學生的學習效率。但在使用過程中，CAI的一些弱點也逐漸暴露出來。主要表現有:

(1)缺乏人機交互能力

現有CAI 大多以光盤作為信息的載體， 將教材中的內容以多媒體的形式展現出來， 教學信息是按預置的教學流程機械式地提供給學生的， 學生接受起來很被動。而且在課堂教學中， 一般也只能通過教師按預定的課件流程進行操作， 無論學生還是教師都不能很好地參與教與學的過程， 因此人機交互沒有很好地實現。

(2)缺乏教師與學生的互動

現有的CAI 課件在學生自學、進行操作使用時，如何學習都是學生自己的事。教師不能完全了解學生的情況，學生在碰到問題時，也不能向教師求助，師生之間是互相封閉的，軟件所起的積極效果大打折扣。同時由于缺乏網絡支持，現有的絕大多數CAI 課件是在單機環境下運行的，它們無法利用網絡的優勢使知識內容快速更新，也更無法提供便捷的學習討論空間、隨時隨地的師生交流方式以及遠程教學實現的條件。

(3)缺乏智能性

要想面對不同情況的學生進行不同程度的教學過程， 使學生的學習變為主動， 并能由系統自動地提供助學信息而有選擇地學習，要想使教師的教學能積極地參與進去并根據系統提供的信息按照學生的認知模型為其準備最適合的學習內容， 給予不同方式的教學模式與方法， 沒有智能性的CAI 課件系統， 是很難實現以上目的并達到良好教學效果的。由此可見，現有的CAI 隨著人們要求的提高， 已經不能盡如人意。因此以智能CAI 為代表的新的計算機輔助教學系統將是教師在教育技術上需要不斷探求、努力實現的發展方向索。

3.2 ICAI－人工智能與多媒體技術的結合

為了克服傳統CAI的缺點，需要在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應用人工智能原理。因此很多專家提出了智能計算機輔助教學(ICAI)，智能計算機輔助教學(Intelligence Computer Assisted Instruction－ICAI)以認知學為理論基礎。將人工智能技術應用于CAI，是智能化的CAI。在ICAI系統中，允許學生與計算機進行較自由的對話，學生的應答不限于數字或簡單的短語。系統能夠判定學生應答的正確程度，并給予適當的反饋，而不是簡單地說“對”或“錯”。ICAI的宗旨在于利用現有計算機技術實現較好的人工智能，模仿人類的交互方式、思維習慣及情緒流動，修飾和掩蓋計算機的缺陷。

3.3 ICAI的優點

(1)將教學內容與教學策略分開，根據學生的認知模型提供的信息，通過智能系統的搜索與推理，動態生成適合于個別化教學的內容與策略。

(2)通過智能診斷機制判斷學生的學習水平，分析學生產生錯誤的原因，同時向學生提出更改建議、以及進一步學習內容的建議。

(3)通過對全體學生出現的錯誤分布統計，智能診斷機制將向教師提供教學重點、方式、測試重點、題型的建議。

(4)為教師提供友好的教學內容、測試內容維護界面，無需改變軟件的結構即可調整教學策略。

(5)通過對學生認知模型、教學內容、測試結果的智能分析，向教學督導人員提供對任課教師教學業績評價的參考意見。可以說，一個理想、完美的ICAI系統就是一個自主、優秀的“教師”。

3.4 ICAI的標準

以現有的科學技術水平而言，短時期內顯然無法實現具備上述全部功能的ICAI系統。一般認為，只要具有下列一個或幾個特征的CAI系統就可以稱之為ICAI系統。

(1)能自動生成各種問題與練習。

(2)根據學生的學習水平與學習情況選擇與調整學習內容和進度。

(3)在了解教學內容的基礎上自動解決問題，生成解答。

(4)具有自然語言生成與理解能力，以便實現比較自由的教學問答系統，提高人機交互的主動性。

(5)對教學內容有解釋咨詢能力。

(6)能診斷學生錯誤，分析原因并采取糾正措施。

(7)能評價學生的學習行為。

(8)能評價教師的教學行為。

不難看出，ICAI與傳統的CAI相比，更加符合教育教學的規律，切合學生的認知習慣，具有明顯的優越性。

3.5 ICAI的結構

ICAI主要由三個模塊組成:專家系統模塊、教師模塊和學生模塊。

(1)知識庫

知識庫是實現知識推理與專家系統的基礎，而建造知識庫的前提則是要解決知識的形式化，人工智能技術在教育中的應用表示以及知識的訪問與調用問題。因此，知識的表示與訪問是人工智能的核心技術之一，也是將AI引入教育領域必須首先解決的一個難題。

ICAI中的資源庫應該包括以下一些內容:

①多媒體素材庫:包括所要呈現的知識的一些素材，包括:文本、圖像、聲音、動畫及數字影象等多媒體教學資源。這些用于多媒體數據庫管理，便于分類、增刪、修改及查詢等操作。

②教學內容庫:教學內容庫用于存放教學內容，包括領域知識庫(含輔助知識庫、提示幫助庫、練習題庫，和測試題庫)。這些教學內容，包括習題和試題分章、節、課及知識點等有序存貯。供專家決策系統調用。

(2)學生模塊

學生模塊主要包括以下三個模塊:學生登陸模塊、學生水平評價模塊和學生監督模塊。

①學生登陸模塊:利用該模塊主要用于學生使用ICAI時登錄，第一次登錄時學生輸人姓名、性別、年齡、學歷等相關信息，然后對學生進行詢問，選擇合適的測驗題對學生進行初測推薦學習計劃。當再次登錄時，系統根據保存的信息安排合適的學習內容。

②學生水平評價模塊:學生水平測試模塊用于評價某一教學單元學習完后測試成績。通過測試等因素分析，可以比較確切地了解學生的具體情況，從而制定出合理的教學策略和教學過程

③學習監測模塊:學習檢側模塊用于監測記錄學生的日常學習情況，記錄學生學習某教學單元時的參數值，并記錄在學生檔案中。包括:學生目前學習單元號；學習方式；正常學習、練習、提前瀏覽、學后復習；學習時間；學生提示問題的類型和次數；學生本次練習出錯次數。

(3)專家決策模塊

CAI中的專家決策系統可以看作專家系統中的推理機。專家系統是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域，它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統，它應用人工智能技術，模擬人類專家求解問題的思維過程求解領域內的各種問題，其水平可以達到甚至超過入類專家的水平。計算機中存有人類專家的知識并具有推理能力，從而可解決診斷、規劃、調度、預報、決策等要靠人類專家才能完成的任務。

成功的例子如:① DENDRL系統的性能已超過一般專家的水平，可供數百人在化學結構分析方面的使用;②MYCIN系統可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見經正式鑒定結果，對患有細菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過了這方面的專家。

ICAI根據學生模塊提供的學生學習情況，通過智能系統的搜索與推理，得出智能化的教學方法與教學策略，能夠較科學地評估學生的學習水平，還可以通過分析學生以往的學習興趣和學習習慣，預測學生的知識需求和常犯錯誤，動態地將不同的學習內容、學習方法與不同的學生匹配，智能地分析學生錯誤的原因，進而有針對地提出合理的教學建議、學習建議以及改進方法，既提高了學生學習的滿意度，激發了學生的學習熱情，也對教師教學提供了客觀的依據和科學的方法。

4 結束語

由此可見人工智能技術已經逐步應用于計算機輔助教學中，與教學現代化有著密切的關系。人工智能技術的發展也必將會對ICAI 的發展起到巨大推動作用。近幾年來，人工智能的研究者們嘗試著使學生脫離“輔導學習”的過程來接受新知識，而采用“通過活動進行學習”的方式。在教學的其他方面，人工智能技術還可以建立人類推理模型學習工具等諸多的運用， 展示出越來越好的實用性。隨著Internet 的發展，虛擬現實技術的廣泛應用， ICAI 也將得到進一步的完善。21 世紀的教育教學手段將是以智能化CAI 為主線，多學科、多方位發展的新技術的體現。這種手段產生了人機交互、人機共生等全新概念，使人類擴展了自己的能力，促進了教育領域方方面面的改革。

參考文獻：

[1]王萬森.人工智能原理及其應用[M].北京:電子工業出版社,2000.

篇10

關鍵詞：網絡教學；Agent技術；個性化

中圖分類號：G250.73 文獻標識碼：B 文章編號：1673-8454(2012)01-0068-03

一、引 言

近幾年，隨著互聯網的快速發展，網絡教學平臺的不斷涌現，網絡教學系統的應用普及率越來越高，個性化教學系統的研究和開發成為網絡教學中的關鍵問題和熱點。史敏軍運用Web挖掘技術與協同過濾技術，建立用戶興趣模型，并搭建了基于個性化服務技術的教學平臺；陳麗花根據貝葉斯網絡理論設計和實現了一種基于和SQL Server數據庫技術的個性化教學系統；陳智勇提出了基于XML Web Service技術的教學資源集成方案，并根據此方案利用ASP. NET編程語言構建了一個教學資源綜合平臺。[1-3]網絡教學系統雖然在應用中取得了一定的成果，但也存在一些問題，概括起來主要有：（1）系統缺乏智能性和自適應性，并且對系統用戶采用基本相同的教學策略,難以實現按需學習和因材施教；（2）單一的教學模式使得呈現內容的界面比較簡單，不能實現個性化的內容傳導模式。針對目前網上教學系統存在的不足與難點，以個性化相關學習理論為指導，本文研究了基于Agent的網絡教學構建技術，進而分析了對現有網絡教學系統進行改進的方法，指出Agent技術在應用于網絡教學的優勢。

二、Agent技術分析

Agent技術源自分布式人工智能（DAI），是現代計算機技術和通信技術發展的必然結果。Agent是人工智能計算機軟件領域內的一個新興技術，Agent概念可追溯至1977年Hewitt提出的并發演員（actor）模型，從上個世紀80年代開始，Agent技術從分布式人工智能領域分離出來，并與其他領域的處理方法進行融合，成為一個交叉性的學術領域，涵蓋人工智能、分布式系統、專家系統、知識工程和并行計算等多個領域，到了90年代，Agent技術進入迅猛發展階段，多Agent系統的研究成為分布式人工智能的研究熱點問題。近年來，Agent發展尤為迅速，研究者在社會的各個領域如電子商務、供應鏈、智能決策、軟件工程等對Agent理論及其應用做了大量的研究，Agent技術逐漸成為人們關注的熱點問題。目前，關于Agent的研究不僅受到了人工智能研究者的關注，也引起了機器人、數據通信、人機界面設計等多個領域研究者的關注，成為一個富有生機的研究領域，且有越來越多的研究者將Agent技術應用在不同的領域。

目前，對于Agent技術的定義還沒有統一的標準，不同專業的人對Agent的理解也不大相同。大家普遍認為，Agent是一種在特定的環境下能夠感知環境，并且能夠靈活、自主地運行來實現一系列設計目標的、自主的計算程序或實體，它能夠感知環境，并且對外界的信息做出判斷和推理，從而來控制自己的決策和行動，完成一定的任務。[4]

Agent具有社會能力、自主性、自適應性和移動性等許多特性，這些特性決定了Agent技術不同于以往任何一種軟件開發技術，利用Agent技術開發的軟件實體將更具智能性，能在一定程度上實現程序的自動化和智能化。為了完成一項復雜的任務，可創建多個相互協作的Agent，以提高系統實際解決問題的能力。多個單個的自主Agent組成的整體是一個多Agent系統，多Agent系統不僅具備一般分布式系統所具有的實時性好、易于擴充、資源共享、靈活、可靠性高等特點，并且Agent之間能夠通過相互協調、協作解決大量的復雜問題，使系統具有很強的魯棒性、可靠性及自組織能力，非常適合于個性化網絡教學平臺的構建。

三、Agent技術在網絡教學平臺中的應用

1.基于多Agent技術的協同遠程教學

遠程教學主要以建構主義學習理論和教學理論為基本指導，借助于互聯網并運用計算機多媒體處理技術，提供網上虛擬情景課堂進行教學，支持學生在線進行個性化的學習。其特點從兩個方面可以體現：一是學生是學習的主體，通過互聯網虛擬的情景課堂來進行交互式的自主學習；另一方面教師是教學的主體，要通過對授課的課程進行規劃與設計，采用在線專題討論和知識點總結、創立問題情景與綜合評價、激勵等措施，從而激發學生的學習興趣以及學習的主動性，提高他們理解能力和掌握知識體系的能力，培養他們的創新精神，從而能督促學生進行廣泛、深入的學習。因此，怎樣發現和掌握不同學習主體的認知結構，針對不同的主體，有計劃地建立動態的的學習情景，促使學生的學習活動與現有的認知結構相互作用，推動現有認知框架不斷分化、協作、重組和擴展，進而實現學習目標，是遠程教學模型設計的重中之重。

Agent是以主動服務的方式自動完成一組操作的計算機程序。一方面主動應該包括主動適應，即在完成操作的過程中，可以自動地獲取關于操作的知識以及關于用戶的偏好知識與意圖，而且在以后的操作中加以利用；另一方面包括主動，也就是說無需用戶發出指令，只要當前的狀態符合一定的條件即可代表用戶執行相應的操作。

基于Agent具有的各種優良、獨有的特性，將Agent技術應用于遠程教學環境，能從根本上克服現階段遠程教學平臺的局限性：

第一，能夠最大限度地支持教學過程與內容的個性化，增加趣味性，有效提高教學質量和改善教學效果；

第二，利用Agent的社會性特征，能滿足協同學習的需要，把每類學生看成一個Agent，學生之間通過Agent的協作機制來完成協同學習，從而提高學生的學習質量與學習效果，那么同樣也可以把老師看成一個個Agent，通過MAS的協作性和社會性與學生Agent交互信息，有效地掌握學生的學習狀態；

第三，用Agent技術來處理學生的基本信息，能夠有效地動態跟蹤學生的學習行為及學習效果，為更加有效地建立學生信息管理模型提供可靠的依據。[5]

利用Agent的智能化思想來分析遠程教學平臺的總體需求并設計一體化解決方案，充分體現Agent技術在遠程教學應用中的智能性、主動性，尤其是在流行的Web技術的基礎上嵌入Agent技術，無疑會極大地促進遠程教學平臺的個性化與智能化，充分調動學生主體的自主學習興趣，有效地提高學生的創新能力。然而，遠程教學平臺它本身就是一個非常龐大又復雜、不可預測的信息系統，一般會要覆蓋教學過程中的每個環節，因而，通常將其劃分成若干個子問題，來構造多個具有一定功能的Agent，在由這些Agent去協作處理教學過程中相應的子問題。基于多Agent的網絡在協同教學系統模型，如圖所示。

2.基于Agent技術的教育資源配送

教育資源配送系統（ERPS，Education Resources Purvey System）是指在各種媒介（如Internet等）綜合環境下，為資源需求用戶（如學生、教師以及各種教育教學機構）提供快捷、全面的各種媒體形式需要的教育資源的一種資源配送方式，信息資源配送系統是一種計算機軟件，因此，它需要一種計算機技術來實現這種新的資源配送方式，多Agent技術本身擁有的諸多特性使其可以大規模地應用于教育資源的配送模式中。（1）多Agent的主動性非常適合于配送系統中的各個用戶結點，Agent技術自身能很好地滿足這些結點的自主性需求。（2）多Agent之間的協作和協調能力為資源配送環境中的各個結點之間的信息交互與共享提供了技術支持。（3）Agent的反應性能可以確保系統應對各種動態的、復雜的資源配送環境的變化，Agent的反應性還可以通過“感知―行為”模式來完成，行為通過與資源配送環境的交互來實現，它的特性就是能夠快速響應環境的變化。（4）Agent的社會性特征符合配送系統所要求具備全局協調配送能力的要求，Agent的社會性指Agent能與其他Agent進行交互以便協作完成任務，它克服了單Agent解決復雜性問題的不足，為Agent的整體協作解決問題創造了條件。在教育資源配送系統中，節點用戶對資源的動態要求以及配送環境的動態變化，都要求系統各個Agent能夠通過合理、有效的協調交互機制達到全局的合理配送。基于Agent技術建立教育資源配送系統，能改變資源配送的方式，大大提升整個配送系統的效率。

3.Agent技術在網絡教學其他方面的應用

文獻[6]闡述了網絡教學智能化、自適應化是目前網絡教學發展的趨勢和提高教學效果的有效途徑，結合人工智能與網絡教學，提出了一種基于多Agent的自適應學習系統，利用Agent的智能性、主動性來實現教學系統的智能化、自適應化，從而使教學真正做到個性化的學習，實現因材施教。文獻[7]探討了Agent技術在網絡虛擬學習社區教學活動中的應用，基于Agent技術的虛擬學習社區可以改變傳統的教學方式和學習方式，使學習方式從傳統的獨學變為群學、使學習結構從封閉變為開放，最終使教學從知識傳授轉變為知識建構。文獻[8]從現有網絡教學系統缺乏深入了解用戶興趣的實際現狀出發提出了一種基于Agent的個性化教學系統，并結合神經網絡技術，以用戶興趣追蹤為出發點，探討了采用啟發式算法來獲取用戶興趣特征的方法，從而以最快的速度學習到最新的用戶興趣。另外Agent技術還應用在教育信息化的其他各個方面。

四、總結

目前有關將Agent技術應用于網絡教學領域的研究才剛剛起步，Agent技術在未來將大有用武之地，因此更好地利用日趨成熟的Agent技術推進網絡教學建設是我們未來工作的重點之一。本文列舉了Agent技術在網絡教學領域的應用，概要分析了Agent技術在解決網絡教學方面的優勢，Agent技術的諸多優點使得將Agent技術應用于網絡教學領域，將大大推動網絡教育的發展。

參考文獻：

[1]史敏軍.基于個性化服務的教學系統研究[J].中國科技信息,2009(22):239.

[2]陳麗華.省略的個性化教學系統設計研究[J].大理學院學報,2009，8(8):22.

[3]陳智勇.基于XML WebService教學資源綜合平臺的設計與實現[J].中國醫學教育技術,2009，23(3):267-268.

[4]王立春,陳世福等.多Agent多問題協商模型[J].軟件學報,2002.13(8):1638-1639.

[5]高仲慧,林筑英等.基于多Agent的自適應遠程教學系統模型[J].貴州師范大學學報（自然科學版）2009，27(3):96-97.

[6]崔惠萍,傅鋼善.基于多Agent的自適應學習系統的研究[J].教育軟件開發與應用,2006.