人工智能教育對于培養(yǎng)中學生信息素養(yǎng)的作用

張倍敏

摘 要：信息素養(yǎng)是信息時代國民應(yīng)具備的基本素養(yǎng)，人工智能代表著信息技術(shù)的前沿。該文在分析信息素養(yǎng)的內(nèi)涵基礎(chǔ)上，探討了人工智能在教育中的應(yīng)用情況，提出了人工智能的理論和技術(shù)課程應(yīng)該在中學的教育中作較為系統(tǒng)的介紹，以全面提高學生的信息素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：人工智能；信息素養(yǎng)；信息技術(shù)

一、信息素養(yǎng)的內(nèi)涵

1.信息意識 信息意識是信息素養(yǎng)的首要因素，主要指人們對信息及其交流活動在社會中的地位、價值、功能和作用的認識，換句話說，就是指人們對信息的判斷、捕捉的能力。信息意識的強弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識，才有可能有信息的需求，進一步去尋找信息和利用信息，并主動學習與信息處理有關(guān)的技術(shù)。

2.信息能力 信息能力是信息素養(yǎng)的重要方面，是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創(chuàng)造信息、交流信息的技術(shù)和能力。人們只有掌握一定的信息技能，才能有效地開展各種信息活動，有效地利用信息和創(chuàng)造信息，充分發(fā)揮信息的價值，變信息為動力和優(yōu)勢。

3.信息道德 信息道德是指人們在整個信息交流活動過程中表現(xiàn)出來的信息道德品質(zhì)。它是對信息生產(chǎn)者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關(guān)系的行為進行規(guī)范的倫理準則，是信息社會每個成員都應(yīng)該自覺遵守的道德標準。

二、人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用

1.智能體（agent） agent技術(shù)早在70年代出現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域，通過感知、學習、推理以及行動能夠基于知識庫的訓練模仿人類社會的行為。隨著其進一步發(fā)展，它在遠程教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。一套完整的遠程教育系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng)，如答疑、作業(yè)發(fā)布、考試、交互等等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫用來存儲信息。為了提高整個系統(tǒng)的智能性，可以引入智能技術(shù)，把眾多子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫鏈接起來，實現(xiàn)信息資源的共享。

2.智能CAI（ICAI） 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機輔助教學（CAI）已受到教育界的重視，成為學科教學改革的一種重要手段。許多學校都在開發(fā)CAI課件，但大多數(shù)CAI課件只是機械地按照教學設(shè)計者事先設(shè)計好的教學模式和內(nèi)容向?qū)W生傳授知識，并沒有體現(xiàn)出個性化學習，無法做到因材施教。

3.智能教學系統(tǒng)ITS 智能教學系統(tǒng)（intelligent tutoring system，ITS）是涉及人工智能、計算機科學、認知科學、教育學、心理學和行為科學的綜合性課題，其研究的最終目標是由計算機負擔起人類教育的主要責任，即賦予計算機系統(tǒng)以智能，由計算機系統(tǒng)在一定程度上代替人類教師實現(xiàn)最佳教學。我國ITS的研究起步較晚，但近幾年隨著計算機的普及和教育軟件需求增大，ITS的發(fā)展較快。ITS按照功能分為四個模塊：專家知識模塊、學生模塊、教師模塊、人機接口模塊。

三、人工智能教育對學生信息素養(yǎng)的作用

人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是計算機科學的一個分支，是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。換言之，它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設(shè)計、學習、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動，來解決需要人類專家才能處理的復雜問題。

綜上所述，作為信息技術(shù)一個不可缺少的重要組成部分，人工智能的基本內(nèi)容在中學信息技術(shù)課程中是不能不專門提及的，以往某些教材中用一兩頁篇幅作個簡單介紹的方法根本不足以反映人工智能學科的全貌。我們認為，中學階段開設(shè)人工智能課程可以在以下幾個方面對學生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用：

1.多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉 現(xiàn)實世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個層次：結(jié)構(gòu)化問題，是能用形式化（或稱公式化）方法描述和求解的一類問題；非結(jié)構(gòu)化問題，難以用確定的形式來描述，主要根據(jù)經(jīng)驗來求解；半結(jié)構(gòu)化問題則介于上述兩者之間。一般說來，中學階段開設(shè)的傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)課程中所介紹的信息技術(shù)，例如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法與程序設(shè)計等，都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)。而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的一類有效技術(shù)。

2.體驗人類專家解決復雜問題的思路，提高學生的邏輯思維能力 這里以人工智能學科中“專家系統(tǒng)”技術(shù)的體驗、學習與應(yīng)用過程為例進行說明。在專家系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，一個實際的專家系統(tǒng)不僅能夠為用戶給出相關(guān)領(lǐng)域的專家水平建議或決策，而且能夠通過解釋機制，以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過程。學生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么（Why）”、“如何（How）”、“如果……會怎么樣”等問題，系統(tǒng)接受用戶的問題指令后，可以根據(jù)推理的邏輯進程，即時將答案呈現(xiàn)給用戶，整個過程如同教師與學生在進行面對面的教學。

3.了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿，激發(fā)對信息技術(shù)未來的追求 人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿，通過人工智能知識、技術(shù)的學習與體驗，中學生能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)發(fā)展的前沿知識有一定程度的了解，這樣有助于他們開闊視野，培養(yǎng)興趣，激發(fā)對信息技術(shù)美好未來的追求，從而為今后進入大學或走向社會奠定良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

中學生的信息素養(yǎng)的培養(yǎng)是當前信息技術(shù)課的一個重要目標，而在現(xiàn)有的中學信息技術(shù)課程中，關(guān)于人工智能的知識只作了簡單的介紹，學生們對于人工智能研究的廣大領(lǐng)域不能有詳細的概念，這對于中學生的信息化認識和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠全面。因此在中學信息技術(shù)課中加大人工智能的知識介紹是信息技術(shù)課改革的重要內(nèi)容。

參考文獻：

[1]雷曉慶.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大學生的信息素養(yǎng)及其培養(yǎng)[J].太原大學學報，2004（2）：38.

[2]王永慶.人工智能原理與方法[M].西安：西安交通大學出版社，2002，1-53.

（作者單位：江西省贛州四中 341200）