導(dǎo)語：如何才能寫好一篇人工智能在教育方面的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

2016年1月，美國佐治亞理工學(xué)院計算機(jī)學(xué)院的教授AshokGoel，借助IBM的Watson人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建了一個在線機(jī)器人JillWatson，并將其作為課程教學(xué)助理。其目的是幫助教師回答學(xué)生通過在線論壇提出的大量課程問題。通過幾個月的反復(fù)調(diào)試，JillWatson的回答已經(jīng)能夠達(dá)到97%的正確率?，F(xiàn)在，機(jī)器人助教已經(jīng)可以直接與學(xué)生溝通，不需要真人助教的幫助。這項人工智能在教育中的使用，解決了AshokGoel教授的助教人數(shù)不夠，難以及時回答學(xué)生提問的困境，增加了學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)的興趣，提高了在線學(xué)習(xí)的留存率。

這只是人工智能在教育領(lǐng)域的小試牛刀。雖然有專家預(yù)測在未來十年內(nèi)不會看到人形機(jī)器人替代教師進(jìn)入課堂，不過地平線報告2016年基礎(chǔ)教育版和2107年高等教育版都預(yù)測未來五年內(nèi)人工智能將會在教育行業(yè)普及。

教育行業(yè)已有的人工智能研究和應(yīng)用

Woolf等人在2013年提出了人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)努力解決“五大挑戰(zhàn)”：①為每一個學(xué)習(xí)者提供虛擬導(dǎo)師：無處不在地支持用戶建模、社會仿真和知識表達(dá)的整合。②解決21世紀(jì)技能：協(xié)助學(xué)習(xí)者自我定位、自我評估、團(tuán)隊合作等。③交互數(shù)據(jù)分析：對個人學(xué)習(xí)、社會環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境、個人興趣等大量數(shù)據(jù)的匯集。④為全球課堂提供機(jī)會：增加全球教室的互聯(lián)性與可訪問性。⑤終身學(xué)習(xí)技術(shù)：讓學(xué)習(xí)走出課堂，進(jìn)入社會。

過去十年，一些研究者對人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用做了大量的探索。相關(guān)的研究成果包括：①跟蹤學(xué)習(xí)者的思維步驟和解決問題的潛在目標(biāo)結(jié)構(gòu)（Anderson等，1995）；②診斷誤解和評估學(xué)習(xí)者的理解域（VanLehn，1988）；③提供及時的指導(dǎo)、反饋和解釋（Shute，2008）；④促進(jìn)高效學(xué)習(xí)的行為，如自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控和自我解釋（Azevedo&Hadwin，2005）；⑤以合適的難度水平和最適當(dāng)?shù)膬?nèi)容來規(guī)劃學(xué)習(xí)活動（VanLehn，2006）。

這些研究，基本上使用到了人工智能的每一項技術(shù)——自然語言處理、不確定性推理、規(guī)劃、認(rèn)知模型、案例推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等?！爸悄軐?dǎo)師系統(tǒng)”就是基于這些研究和技術(shù)而開發(fā)的人工智能教育應(yīng)用。類似的成熟產(chǎn)品包括Tabtor（hellothinkster.com）、CarnegieLearning（carnegielearning.com）和FrontRow（frontrowed.com）。2014年，加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)的一項試驗發(fā)現(xiàn)用智能導(dǎo)師系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者比使用其他教學(xué)方法的學(xué)習(xí)者獲得的成績更高。

人工智能在教育行業(yè)的新發(fā)展

教育行業(yè)的三種類型（內(nèi)容、平臺和評估）的服務(wù)商都在經(jīng)歷著一場變革。內(nèi)容出版商面臨紙質(zhì)印刷到數(shù)字出版和開放教育內(nèi)容的挑戰(zhàn)。學(xué)習(xí)平臺正試圖區(qū)分自適應(yīng)、個性化和數(shù)據(jù)分析的功能。評估供應(yīng)商則繼續(xù)探尋從多項選擇題測試轉(zhuǎn)向更具創(chuàng)新性的問題類型。人工智能將為這三種類型教育服務(wù)商帶來新的發(fā)展思路和契機(jī)，同時也惠及教育生態(tài)系統(tǒng)中的所有利益相關(guān)者。學(xué)生通過即時反饋和指導(dǎo)提高學(xué)習(xí)效率，教師將獲得豐富的學(xué)習(xí)分析和個性化指導(dǎo)經(jīng)驗，父母能夠低成本地為孩子改進(jìn)職業(yè)前景，學(xué)校能夠規(guī)?；岣呓逃|(zhì)量，政府能夠提供負(fù)擔(dān)得起的教育。2017年，人工智能將在以下領(lǐng)域發(fā)揮其效益。

1.人工智能批改作業(yè)

批改作業(yè)和試卷是一件乏味的工作，這通常會占據(jù)教師大量的時間，而這些時間本可以更多地用于與學(xué)生互動、教學(xué)設(shè)計和專業(yè)發(fā)展。

目前，人工智能批改作業(yè)已經(jīng)相當(dāng)接近真人教師了，除了選擇題、填空題外，作文的批改能力已經(jīng)大幅提高。美國斯坦福大學(xué)已經(jīng)成功開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)程序，能夠批改8～10年級的作文。隨著圖像識別能力的大幅提高，手寫答案的識別也接近可能。就連占有美國標(biāo)準(zhǔn)化考試60%市場份額的全球最大教育企業(yè)——培生公司也認(rèn)為，人工智能已經(jīng)可以出現(xiàn)在教室并提供足夠可信的評估。據(jù)培生公司近期的報告IntelligenceUnleashed推測，人工智能軟件所具有的廣泛的、定制的反饋能夠最終淘汰傳統(tǒng)測試。

2.人工智能實現(xiàn)一對一輔導(dǎo)

自適應(yīng)學(xué)習(xí)軟件已經(jīng)能為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)支撐。據(jù)2011年VanLehn的一項研究發(fā)現(xiàn)，人工智能在某些特定主題和方法上比未經(jīng)訓(xùn)練的導(dǎo)師更具有效性。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能導(dǎo)師能在學(xué)生出錯的具體步驟上給予實時干預(yù)，而不是就整個問題的答案給予反饋（Corbett&Anderson，2001；Shute，2008）。

自適應(yīng)學(xué)習(xí)在拉美地區(qū)正在興起。AndréUrani市政學(xué)校的學(xué)生使用人工智能軟件Geekie觀看在線課程（視頻和練習(xí)）。Geekie為學(xué)生提供每一步的實時反饋，并隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展來傳授更為精細(xì)的課程內(nèi)容。

早在1984年，本杰明·布盧姆的研究就提出一對一輔導(dǎo)能帶來更好的學(xué)習(xí)效果。而人工智能技術(shù)可以模擬一對一輔導(dǎo)，以更好地跟蹤、適應(yīng)和支持個體學(xué)習(xí)者。這將是人工智能在教育中更高層次的個性化學(xué)習(xí)應(yīng)用。例如，比爾·蓋茨看好的人工智能聊天機(jī)器人或個人虛擬導(dǎo)師，能在學(xué)生面臨挑戰(zhàn)時提供強有力的支持，隨時隨地回答學(xué)生的提問；還可以為學(xué)生訂制學(xué)習(xí)方案和規(guī)劃職業(yè)發(fā)展路徑，并引導(dǎo)學(xué)生走向成功。更重要的是，人工智能可以匹配聊天機(jī)器人或虛擬導(dǎo)師的面孔和聲音來滿足學(xué)生個人喜好。對比網(wǎng)頁界面的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這才是真正做到了一人一導(dǎo)師。

3.人工智能關(guān)注學(xué)生情感

2016年地平線報告高等教育版把情感計算列為教育技術(shù)發(fā)展普及的重要方向。也就是說，人工智能不僅限于模擬人類傳遞知識，還能通過生物監(jiān)測技術(shù)（皮膚電導(dǎo)、面部表情、姿勢、聲音等）來了解學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情緒，適時調(diào)整教育方法和策略。例如，機(jī)器人導(dǎo)師捕捉到學(xué)生厭煩的面部表情時，就可以立即改變教學(xué)方式努力激發(fā)他們的興趣。這種關(guān)注情感的人機(jī)交流為學(xué)生營造一個更真實的個性化學(xué)習(xí)環(huán)境，更好地維持了學(xué)習(xí)者的動機(jī)。美國匹茲堡大學(xué)開發(fā)的AttentiveLearner智能移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)就能通過手勢監(jiān)測學(xué)生的思想是否集中。突尼斯蘇斯國家工程學(xué)院的研究人員正在研究開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠識別學(xué)生在任何地方開展科學(xué)實驗的面部表情，以優(yōu)化遠(yuǎn)程虛擬實驗室的教學(xué)過程。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，人工智能還可以關(guān)注學(xué)生的心理健康。當(dāng)前已經(jīng)有使用人工智能來為自閉癥兒童提供有效支持的案例。例如，倫敦知識實驗室在Topcliffe小學(xué)開展試驗，讓自閉癥學(xué)生與半自動虛擬男孩安迪開展互動交流，研究人員發(fā)現(xiàn)患有自閉癥的學(xué)生在社交能力方面有進(jìn)步。

4.人工智能改進(jìn)數(shù)字出版

教科書等課程材料并非總是完美，傳統(tǒng)印刷出版讓課程的修訂變得過于緩慢。這不僅是生產(chǎn)工藝的問題，更主要的是紙質(zhì)課程材料無法快速獲取使用者的反饋來識別缺陷所在。而數(shù)字化出版在人工智能的支撐下能徹底改變這一現(xiàn)狀。

人工智能可幫助使用者快速識別課程缺陷。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程Coursera的提供者已經(jīng)將這一想法付諸實踐。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大量學(xué)生的作業(yè)提交了錯誤的答案時，系統(tǒng)會提示課程材料的缺陷，進(jìn)而有助于彌補課程的不足。

另一項人工智能在數(shù)字化出版的應(yīng)用是自動化組織和編寫教材。這是基于深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)能模仿人類的行為進(jìn)行讀和寫。ScottR.Parfitt博士的內(nèi)容技術(shù)公司CTI就依據(jù)這項技術(shù)幫助教師定制教科書——教師導(dǎo)入教學(xué)大綱，CTI的人工智能引擎能自動填充教科書的核心內(nèi)容。

隨著自然用戶界面和自然語言處理在人工智能領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，課程材料的數(shù)字化出版也會有更新的形態(tài)——不再局限于書本或網(wǎng)頁的形式，聊天機(jī)器人和虛擬導(dǎo)師將成為內(nèi)容表達(dá)的更好的方式。

5.人工智能作為學(xué)生

多年的研究表明，教會別人才是更好的學(xué)習(xí)，即learning-by-teaching。美國斯坦福大學(xué)教育學(xué)教授DanielSchwartz正基于這一理念來開發(fā)新的人工智能產(chǎn)品。他聯(lián)合了多個領(lǐng)域的專家一起開發(fā)了人工智能應(yīng)用——貝蒂的大腦（Betty’sBrain），讓學(xué)生來教貝蒂學(xué)習(xí)生物知識。試點研究發(fā)現(xiàn)，使用這一方法來學(xué)習(xí)的學(xué)生比其他學(xué)生成績更好，且在科學(xué)推理上也更勝一籌。

類似的研究和開發(fā)還有瑞典隆德大學(xué)的TimeElf和美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的SimStudent，這兩個人工智能產(chǎn)品也是基于learning-by-teaching而開發(fā)，讓學(xué)生在教會機(jī)器人知識的過程中深化對知識的理解。

另外，人工智能還推動其他教育方法和技術(shù)更好實現(xiàn)。如讓虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境更具沉浸感；給學(xué)生帶來更多動手實踐的機(jī)會；提供基于豐富學(xué)習(xí)分析的仿真和游戲化學(xué)習(xí)場景等。

篇2

【關(guān)鍵字】人工智能；教育；進(jìn)展

【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一門綜合的交叉學(xué)科，涉及計算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等多個領(lǐng)域。人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實現(xiàn)機(jī)器智能，其長期目標(biāo)是實現(xiàn)人類水平的人工智能。[1]從腦神經(jīng)生理學(xué)的角度來看，人類智能的本質(zhì)可以說是通過后天的自適應(yīng)訓(xùn)練或?qū)W習(xí)而建立起來的種種錯綜復(fù)雜的條件反射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路的活動。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何構(gòu)造一個可以模仿人腦行為的系統(tǒng)。這一研究一旦有突破，不僅給學(xué)習(xí)科學(xué)以技術(shù)支撐，而且能反過來促使人腦的學(xué)習(xí)規(guī)律研究更加清晰，從而提供更加切實有效的方法論。[3]人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，使人工智能不僅成為學(xué)校教育的內(nèi)容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用，并取得了良好的效果，成為教育技術(shù)的重要研究內(nèi)容。

人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的，其主要研究領(lǐng)域有：專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應(yīng)用較為廣泛與活躍的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和分布式人工智能，下面就這些領(lǐng)域進(jìn)行闡述。

一 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它使用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域中一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。[5]專家系統(tǒng)主要組成部分為：知識庫，用于存儲某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識；綜合數(shù)據(jù)庫，用于存儲領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)或信息；推理機(jī)，用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為；接口，使用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行對話。近幾十年來，專家系統(tǒng)迅速發(fā)展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域，廣泛用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、軍事、石油化工、文化教育等領(lǐng)域。

目前，專家系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用最為廣泛與活躍。專家系統(tǒng)的特點通常表現(xiàn)為計劃系統(tǒng)或診斷系統(tǒng)。計劃系統(tǒng)往前走，從一個給定系統(tǒng)狀態(tài)指向最終狀態(tài)。如計劃系統(tǒng)中可以輸入有關(guān)的課堂目標(biāo)和學(xué)科內(nèi)容，它可以制定出一個課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發(fā)一堂樣板課，而診斷系統(tǒng)是往后走，從一個給定系統(tǒng)陳述查找原因或?qū)ζ溥M(jìn)行分析，例如，一個診斷系統(tǒng)可能以一堂CBI（基于計算機(jī)的教學(xué)，computer-based instruction）課為例，輸入學(xué)生課堂表現(xiàn)資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發(fā)專家計劃系統(tǒng)支持教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)（ISD）程序的領(lǐng)域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學(xué)設(shè)計專家系統(tǒng)（ID Expert）。[6]

教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點（如知識水平、性格等），以最合適的教案和教學(xué)方法對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。其特點為：同時具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機(jī)界面。已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用的教學(xué)專家系統(tǒng)有美國麻省理工學(xué)院的MACSYMA符號積分與定理證明系統(tǒng)，我國一些大學(xué)開發(fā)的計算機(jī)程序設(shè)計語言、物理智能計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。[7]

目前，在教育中，專家系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用更多的集中于遠(yuǎn)程教育，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的智能化提供了有力的技術(shù)支撐。基于專家系統(tǒng)構(gòu)造的智能化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)具有以下幾個方面的功能：具備某學(xué)科或領(lǐng)域的專門知識，能生成自己的提問和應(yīng)答； 能夠分析學(xué)生的特征，評價和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的錯誤并進(jìn)行補救教學(xué)；可以選擇不同的教學(xué)方法實現(xiàn)以學(xué)生為主體的個別化教學(xué)。[8]目前應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的專家系統(tǒng)有智能決策專家系統(tǒng)、智能答疑專家系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源專家系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)等。

二 機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人學(xué)是人工智能研究是一個分支，其主要內(nèi)容包括機(jī)器人基礎(chǔ)理論與方法、機(jī)器人設(shè)計理論與技術(shù)、機(jī)器人仿生學(xué)、機(jī)器人系統(tǒng)理論與技術(shù)、機(jī)器人操作和移動理論與技術(shù)、微機(jī)器人學(xué)。[9]機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一代機(jī)器人是以 “示教―再現(xiàn)”方式進(jìn)行工作；第二代機(jī)器人具有一定的感覺裝置，表現(xiàn)出低級智能；第三代機(jī)器人是具有高度適應(yīng)性的自治機(jī)器人，即智能機(jī)器人。目前開發(fā)和應(yīng)用的機(jī)器人大多是智能機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對人類的生活和社會都產(chǎn)生了重要影響，其研究和應(yīng)用逐漸由工業(yè)生產(chǎn)向教育、環(huán)境、社會服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)展。

機(jī)器人技術(shù)涉及多門科學(xué)，是一個國家科技發(fā)展水平和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志，因此，機(jī)器人技術(shù)是世界強國重點發(fā)展的高技術(shù)，也是世界公認(rèn)的核心競爭力之一，很多國家已經(jīng)將機(jī)器人學(xué)教育列為學(xué)校的科技教育課程，在孩子中普及機(jī)器人學(xué)知識，從可持續(xù)和長遠(yuǎn)發(fā)展的角度，為本國培養(yǎng)機(jī)器人研發(fā)人才。[10]在機(jī)器人競賽的推動下，機(jī)器人教育逐漸從大學(xué)延伸到中小學(xué)，世界發(fā)達(dá)國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機(jī)器人教育納入中小學(xué)教育之中，我國許多有條件的中小學(xué)也開展了機(jī)器人教育。

機(jī)器人在作為教學(xué)內(nèi)容的同時，也為教育提供了有力的技術(shù)支撐，成為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新精神和實踐能力的新的載體與平臺，大大豐富了教學(xué)資源。多年來，我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的主要載體是計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，教學(xué)資源單一，缺乏前瞻性。教學(xué)機(jī)器人的引入，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為教學(xué)提供了豐富的、先進(jìn)的教學(xué)資源。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)機(jī)器人種類越來越多，目前在中小學(xué)較為常用的教學(xué)機(jī)器人有：能力風(fēng)暴機(jī)器人、通用機(jī)器人、未來之星機(jī)器人、樂高機(jī)器人、納英特機(jī)器人、中鳴機(jī)器人等。

三 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是要使計算機(jī)能夠模仿人的學(xué)習(xí)行為，自動通過學(xué)習(xí)來獲取知識和技巧，[11]其研究綜合應(yīng)用了心理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)等多個學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)的方法與技術(shù)有機(jī)械學(xué)習(xí)、示教學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、解釋學(xué)習(xí)、歸納學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)等，近年來，知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)展最快的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)（自動獲取新的事實及新的推理算法）是使計算機(jī)具有智能的根本途徑，對機(jī)器學(xué)習(xí)的研究有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機(jī)理和揭示人腦的奧秘。[12]

隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)器學(xué)習(xí)研究的深入，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性能大大提高，各種學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，例如將連接學(xué)習(xí)用于圖文識別，歸納學(xué)習(xí)、分析學(xué)習(xí)用于專家系統(tǒng)等，大大推動了在教育中的應(yīng)用，例如在建構(gòu)適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中，用機(jī)器學(xué)習(xí)與樸素的貝葉斯分類器動態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，有較高的準(zhǔn)確率[13]?；诎咐耐评恚╟ase-based reasoning，CBR）是一種新興的機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經(jīng)驗解決新問題，在計算機(jī)輔助教育方面，已經(jīng)出現(xiàn)了基于CBR的圖形仿真教育系統(tǒng)，并且，針對個體特征的教育教學(xué)方法研究也有所突破。[14]另外，數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)、金融管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，不僅給機(jī)器學(xué)習(xí)注入新的生機(jī)，也為機(jī)器學(xué)習(xí)在教育中的應(yīng)用提供了新的前景。

四 自然語言理解

自然語言理解就是研究如何讓計算機(jī)理解人類的自然語言，以實現(xiàn)用自然語言與計算機(jī)之間的交流。一個能夠理解自然語言信息的計算機(jī)系統(tǒng)看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據(jù)這些上下文知識和信息用信息發(fā)生器進(jìn)行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務(wù)，其功能為：回答問題，計算機(jī)能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計算機(jī)能根據(jù)輸入的文本產(chǎn)生摘要；釋義，計算機(jī)能用不同的詞語和句型來復(fù)述輸入的自然語言信息；翻譯，計算機(jī)能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創(chuàng)造和使用自然語言是人類高度智能的表現(xiàn)，因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對語言能力和思維本質(zhì)的認(rèn)識。[16]

自然語言理解最早的研究領(lǐng)域是機(jī)器翻譯，隨著應(yīng)用研究的廣泛開展，也為機(jī)器人和專家系統(tǒng)的知識獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機(jī)器人的自然語言理解系統(tǒng)SHRDLU就可以接收自然語言，進(jìn)行人機(jī)對話，回答關(guān)于桌面上積木世界中的各種問題。同時，對自然語言理解的研究也促進(jìn)了計算機(jī)輔助語言教學(xué)和計算機(jī)語言設(shè)計等方面的發(fā)展，例如“希賽可”網(wǎng)絡(luò)智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這個基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統(tǒng)的單機(jī)的多媒體教學(xué)軟件所能具備能力限制，也比建立于網(wǎng)絡(luò)的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者提供良好的英語學(xué)習(xí)支持，在國內(nèi)第一次系統(tǒng)地將用自然語言進(jìn)行的人機(jī)對話系統(tǒng)應(yīng)用在計算機(jī)輔助外語教學(xué)上，在國際上也是一種創(chuàng)新。[17]

五 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對大腦的生理研究的基礎(chǔ)上，用模擬生物神經(jīng)元的某些基本功能的元件（即人工神經(jīng)元），按各種不同的聯(lián)結(jié)方式組織起來的一個網(wǎng)絡(luò)，其目的在于模擬大腦的某些機(jī)理與機(jī)制，實現(xiàn)某個方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識別、聲音信號處理、控制、故障診斷等領(lǐng)域，人工神經(jīng)元是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元。[18]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩種基本結(jié)構(gòu)：遞歸（反饋）網(wǎng)絡(luò)和多層（前饋）網(wǎng)絡(luò)，兩種主要學(xué)習(xí)算法：有指導(dǎo)式學(xué)習(xí)和非指導(dǎo)式學(xué)習(xí)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模擬人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為出發(fā)，具有大規(guī)模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適合于處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更大的發(fā)展?jié)撃?，目前已?jīng)開發(fā)和應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有30多種。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用大多是與教學(xué)專家系統(tǒng)相結(jié)合，以此來改進(jìn)教學(xué)專家系統(tǒng)的性能，提高智能性，使其在教學(xué)過程中對突發(fā)問題具有更好的應(yīng)對能力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校管理中也得到應(yīng)用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應(yīng)用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)

分布式人工智能是分布式計算與人工智能結(jié)合的結(jié)果，研究目標(biāo)是要創(chuàng)建一種能夠描述自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對話，包括分布式問題求解和多Agent系統(tǒng)兩個領(lǐng)域。[20]分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個Agent組成，每個Agent又是一個半自治系統(tǒng)，Agent之間及Agent與環(huán)境之間進(jìn)行并發(fā)活動并進(jìn)行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統(tǒng)具有并行、分布、開放、協(xié)作和容錯等優(yōu)點，在資源、時空和功能上克服了單智能系統(tǒng)的局限性，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在教學(xué)中引入Agent可以有效地提高教學(xué)系統(tǒng)的智能性，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，并能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行個性化教育。目前，Agent和多Agent技術(shù)多用于遠(yuǎn)程智能教學(xué)系統(tǒng)，通過利用其分布性、自主性和社會性等特點，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能性，使教學(xué)資源得到充分利用，并可實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行動態(tài)跟蹤，為學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)創(chuàng)造合作性的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中應(yīng)用Agent技術(shù)的一個典型是美國南加利福尼亞大學(xué)（USC）開發(fā)的教學(xué)Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件中取得的良好效果，促進(jìn)了研究者對分布式人工智能在教育中的應(yīng)用研究。

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會推動人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。從人工智能的應(yīng)用趨勢來看，人工智能在教育中應(yīng)用的擴(kuò)展可以通過以下三個方面進(jìn)行：一是人工智能與其他先進(jìn)信息技術(shù)結(jié)合。人工智能已經(jīng)與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等有效的融合，為提高學(xué)習(xí)效率和效度提供了有力的技術(shù)支持，而引起教育技術(shù)界廣泛關(guān)注。[23]例如人工智能技術(shù)通過與多媒體技術(shù)相結(jié)合，可以提高智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)效果；與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，可以提高和改進(jìn)遠(yuǎn)程教育的智能性。二是人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域間的集成。人工智能應(yīng)用研究領(lǐng)域之間并不是彼此獨立，而是相互促進(jìn)，相互完善，它們可以通過集成擴(kuò)展彼此的功能和應(yīng)用能力。例如自然語言理解與專家系統(tǒng)、機(jī)器人的集成，為專家系統(tǒng)和機(jī)器人提供了新的知識獲取途徑。三是人工智能的研究和應(yīng)用出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域，它們是傳統(tǒng)人工智能的延伸與擴(kuò)展，這些新領(lǐng)域有分布式人工智能與Agent、計算智能與進(jìn)化計算、數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)以及人工生命等[24]，這些發(fā)展與應(yīng)用蘊藏著巨大潛能，必將對教育產(chǎn)生重要的影響。

技術(shù)發(fā)展不斷發(fā)揮著引導(dǎo)教育技術(shù)研究的作用，一種新興技術(shù)的出現(xiàn)總是會掀起相應(yīng)的研究熱潮, 引發(fā)對技術(shù)在教育中應(yīng)用的探討、評價以及與傳統(tǒng)技術(shù)的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學(xué)科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論，但從其研究成果與應(yīng)用效果來看，有著廣闊的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步的開發(fā)和利用。

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篇3

關(guān)鍵詞：人工智能；授課內(nèi)容；講授方法

人工智能概論課程是我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它在整個專業(yè)教學(xué)體系中起到奠基的作用，如何針對其特點制定合理的教學(xué)目標(biāo)與授課內(nèi)容，并有效地組織課堂教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果是非常重要的，本文將從多個角度對其進(jìn)行全方位的思考與探索，為相關(guān)課程教學(xué)的改革提供新的思路。

1教學(xué)目標(biāo)的精確定位

首先，人工智能概論課程在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)整個教學(xué)體系中起到引導(dǎo)和奠基的作用，但不同于其他相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其總的特點可歸納為“少而精”，即在較少的教學(xué)授課學(xué)時中起到畫龍點睛的作用，為學(xué)生進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，并激發(fā)他們對智能專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣和愛好?；谝陨咸攸c，通常選擇一學(xué)期共32學(xué)時課程的安排計劃，并且在大三上學(xué)期開始進(jìn)行授課。

其次，要研究解決同學(xué)們所反映的“虛與實”問題。人工智能是一門涉及到多個學(xué)科的課程，具有相當(dāng)復(fù)雜的背景，其與哲學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、計算機(jī)工程、控制論和語言學(xué)都有著密切的聯(lián)系，并且隨著這些學(xué)科的發(fā)展而深化，不斷產(chǎn)生新的思路和新的問題。以上特點決定了該課程內(nèi)容較為抽象，且難以把握全局，學(xué)習(xí)起來不易消化理解，從而造成了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，容易產(chǎn)生畏懼感，并且學(xué)生常常對其在實際環(huán)境中的具體應(yīng)用產(chǎn)生疑問。

如何在這么短的授課學(xué)時里使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣并且能取得良好的教學(xué)效果是一個具有挑戰(zhàn)性的課題，這需要對該課程的授課內(nèi)容、教材選擇、講授方法和考核形式進(jìn)行全方位的思考與探索，并在教學(xué)過程中落在實處。一方面讓學(xué)生了解和掌握人工智能的發(fā)展歷史和思想淵源，并指出各個分支的本質(zhì)特點和整個領(lǐng)域的發(fā)展趨勢；另一方面有意識地穿插介紹人工智能在實際中具體應(yīng)用的例子，開闊學(xué)生的眼界，打消他們的疑慮。這些將在本文的后面部分進(jìn)行深入的介紹。

最后人工智能概論這門課程還要兼顧研究型和應(yīng)用型這兩種特點的共同發(fā)展。在以前，由于人工智能授課內(nèi)容的特點，常常講授時偏向研究型，往往涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和邏輯運算，增加了老師講授的難度和學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。因此，針對上述問題，在教學(xué)過程中可以引入多種形式的事例說明和多媒體演示環(huán)節(jié)，以講授思想為主，具體技術(shù)為輔，這將直接反映到授課內(nèi)容的選擇上。

2授課內(nèi)容的選擇

人工智能概論授課內(nèi)容的選擇至關(guān)重要，本著該課程“少而精”的特點，既需要讓學(xué)生在較短時間內(nèi)掌握基本的思想與概念要點，又要對該課程進(jìn)行全方位的介紹，并點出其發(fā)展趨勢，因而對授課教師有著非常高的要求。由于授課課時的限制，我們無法做到既面面俱到，又對每個具體方向進(jìn)行詳細(xì)的講解；而且這樣也容易陷入復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和邏輯運算的誤區(qū)。因而，整個課程的講授內(nèi)容應(yīng)該以傳授思想和概念要點為主，并在講授的過程中加入有趣的事例，通過這些形象的事例說明和多媒體演示環(huán)節(jié)折射出人工智能思想的精髓和應(yīng)用的廣闊前景。

人工智能概論主要涉及到知識表示、搜索推理、計算智能、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動規(guī)劃、Agent和自然語言理解等內(nèi)容，其中以知識表示、搜索推理和計算智能為授課內(nèi)容的重點，在講授的過程中需要對這些內(nèi)容加以整理精簡，分清主次，合理地安排授課內(nèi)容在總學(xué)時內(nèi)。除了這些基本的授課知識外，還應(yīng)該在教學(xué)環(huán)節(jié)引入多媒體演示，通過形象生動的視頻演示讓學(xué)生們了解人工智能的科學(xué)價值和實際應(yīng)用所在。視頻可以選用世界一流大學(xué)實驗室的開放多媒體內(nèi)容，例如：MIT計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室的相關(guān)科研項目中間過程及結(jié)果的視頻演示，以此來開闊學(xué)生的眼界，增長他們的見識，使之了解其應(yīng)用前景和未來的發(fā)展空間。

人工智能領(lǐng)域的發(fā)展受到多個學(xué)科的影響，這些學(xué)科在不同歷史時期都對人工智能領(lǐng)域起到了各種推進(jìn)作用，也產(chǎn)生了許多不同層面的爭論，至今也是如此。如何在授課過程中形象地對人工智能歷史進(jìn)行回顧，闡述這些學(xué)科對人工智能領(lǐng)域的影響，尤其是思想方面的影響特別重要。“回顧歷史，立足當(dāng)今，展望未來”――給學(xué)生形象地描繪出人工智能發(fā)展的思想史，并以畫龍點睛之筆指出人工智能領(lǐng)域發(fā)展的廣闊未來，是授課教師艱巨而光榮的任務(wù)，只有這樣才能使學(xué)生把握住人工智能領(lǐng)域的整個發(fā)展脈絡(luò)，激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)興趣和愛好。

以哲學(xué)家對強人工智能方向的爭論為例，向?qū)W生們介紹這些收集整理的資料對于他們思想的啟迪是非常有益的。這里值得說明的是這種思想的闡述事實上是非常不容易的，其難度甚至高于復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，因為它常常要求授課教師掌握思想的精髓所在，并用非常形象生動的語言對其進(jìn)行說明，而這些常常是現(xiàn)在書本中所沒有的。例如：知識的表示、獲取、存儲和推理是人工智能領(lǐng)域中重要的組成部分，雖然目前已經(jīng)有很多書籍詳細(xì)地介紹了這些方面，但學(xué)生仍然反映聽起來比較抽象。為什么會這樣？其原因是一些基本的問題并沒有得到圓滿的說明和闡述，如“什么是知識”，“知識能夠表示嗎”，“有統(tǒng)一表示各種各樣抽象、復(fù)雜知識的工具嗎”，“抽象的美學(xué)與復(fù)雜的人類情感，知識能夠表示嗎”……其中有些問題看似容易回答，卻往往涉及到一些復(fù)雜的哲學(xué)問題，目前在各種人工智能的教科書和專著里常常對這些問題避而不談，只在數(shù)學(xué)的層面上針對具體的問題來進(jìn)行說明和講授。如果想在這方面有所突破的話，就需要閱讀大量的哲學(xué)書籍，如認(rèn)知學(xué)、知識論和心智哲學(xué)等領(lǐng)域的著作，還需要大量時間的理解和參悟，這些有價值的資料也是對授課內(nèi)容的極大豐富和補充。近年來，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、生物學(xué)、語言學(xué)甚至社會學(xué)對人工智能領(lǐng)域有著較大的推進(jìn)作用，也是將來融合發(fā)展的總體趨勢，如何在課堂上結(jié)合具體的事例對其加以說明也是授課內(nèi)容的一個重要環(huán)節(jié)。

3相關(guān)教材的選擇

眾所周知，關(guān)于人工智能的國內(nèi)外優(yōu)秀教材有很多，例如：S.J. Russell和P. Norvig所著的《Artificial Intelligence――A Modern Approach》被全世界89個國家的900多所大學(xué)用作教材[1]，國內(nèi)可以考慮使用其影印版或中文翻譯版本，大大的降低了購買國外原版教材所需的費用，并可以在此基礎(chǔ)上考慮實現(xiàn)雙語教學(xué)。此外還有蔡自興教授等編著的人工智能及其應(yīng)用，詳細(xì)而恰當(dāng)?shù)亟榻B了人工智能領(lǐng)域中的各個研究方向(分別適合于本科生[2]和研究生[3])等。我們從整個教學(xué)時間安排上看，因其所占學(xué)時較少，所以人工智能概論課程的教材選擇不適用于大部頭的書籍，宜選用篇幅較小但內(nèi)容較全的適合于本科生的教材。除了選擇合適的教材外，對于任課教師還要擁有大量的參考書，包括上述提到的其他領(lǐng)域的書籍和資料，只有這樣才能拓展所掌握的知識，為實現(xiàn)良好的教學(xué)效果而服務(wù)。

4講授方法和考試形式的選擇

課程講授時注意主線的選擇，著重以思想介紹為主，詳細(xì)地介紹人工智能發(fā)展的歷史以及各種學(xué)派和學(xué)說，如符號主義、連接主義和行為主義等，要重點介紹他們的特點和本質(zhì)，指出它們形成的原因以及其中的不足之處，并向?qū)W生介紹新的學(xué)說，例如機(jī)制主義[4]等。整個教學(xué)過程并不涉及較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)，要注重各個分支的思想源流，主要從其機(jī)制上做定性介紹。同時可在講授過程中穿插相關(guān)歷史問題的爭論，例如：中國屋問題[5]等，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和愛好，開展交互式教學(xué)，使學(xué)生和老師產(chǎn)生互動。授課方式采用板書和多媒體交互使用方式，力爭在每節(jié)課的空閑時間里穿插加入人工智能領(lǐng)域的實際應(yīng)用介紹，放映相關(guān)的視頻錄像，開闊學(xué)生們的眼界。在最終考試形式的選擇方面不是要學(xué)生死記硬背知識點，而是要注重學(xué)生思想的發(fā)揮，鼓勵學(xué)生提出新想法和新思路，并豐富其掌握的相關(guān)知識，為將來的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)和做準(zhǔn)備。

5結(jié)語

我們認(rèn)為在教學(xué)方式上力爭采用“啟發(fā)式”教學(xué)，能真正做到啟迪學(xué)生思想的作用，尤其要鼓勵思想創(chuàng)新，在高等教育階段培養(yǎng)學(xué)生具有獨立思考、勇于探索的能力，使之成為社會的有用之才。希望這些在人工智能概論課程教學(xué)中的思考和探索能在日常教學(xué)活動起到有益的作用，并與同行們共同交流和探索。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應(yīng)用本科生用書[M]. 3版. 北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[3] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應(yīng)用研究生用書[M]. 3版. 北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[4] 鐘義信. 機(jī)制主義方法與人工智能統(tǒng)一理論:人工智能的新方法與新進(jìn)展[J]. 計算機(jī)教育,2010(19):7-10.

[5]J. Preston, M. Bishop. Views into the Chinese Room: New Essays on Searle and Artificial Intelligence[M]. Oxford: Oxford University Press,2002.

Teaching Reflection on Introduction to Artificial Intelligence

YANG Dedong, SUN Hexu, YANG Peng, ZHANG Lei

(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

篇4

據(jù)統(tǒng)計，2017年中國人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過700億元，隨著各地人工智能建設(shè)的逐步啟動，預(yù)計到2020年，中國人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過1600億元，年復(fù)合增長率將達(dá)31.7%。

隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，人工智能創(chuàng)業(yè)的難度逐步降低，越來越多的創(chuàng)業(yè)公司加入人工智能的陣營。

2018年被稱為人工智能爆發(fā)的元年，人工智能技術(shù)應(yīng)用所催生的商業(yè)價值逐步凸顯。人工智能逐步切入到社會生活的方方面面，帶來生產(chǎn)效率及生活品質(zhì)的大幅提升。智能紅利時代開啟！資本、巨頭和創(chuàng)業(yè)公司紛紛涌入，將人工智能拉到了信息產(chǎn)業(yè)革命的風(fēng)口。

如何把握產(chǎn)業(yè)動向，抓住風(fēng)口機(jī)會？創(chuàng)業(yè)邦研究中心憑借在人工智能等前言科技領(lǐng)域持續(xù)研究、洞察的能力，在對國內(nèi)人工智能創(chuàng)業(yè)公司進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，推出《2018中國人工智能白皮書》，對人工智能的核心技術(shù)、主要應(yīng)用領(lǐng)域、巨頭和創(chuàng)業(yè)公司的布局、未來發(fā)展態(tài)勢和投資機(jī)會進(jìn)行了深度解析。

第一部分人工智能行業(yè)發(fā)展概述

1.人工智能概念及發(fā)展

人工智能（Artificial Intelligence， AI）又稱機(jī)器智能，是指由人制造出來的機(jī)器所表現(xiàn)出來的智能，即通過普通計算機(jī)程序的手段實現(xiàn)的類人智能技術(shù)。

自1956年達(dá)特茅斯會議提出“人工智能”的概念以來，“人工智能”經(jīng)歷了寒冬與交替的起起伏伏60多年的發(fā)展歷程。2010年以后，深度學(xué)習(xí)的發(fā)展推動語音識別、圖像識別和自然語言處理等技術(shù)取得了驚人突破，前所未有的人工智能商業(yè)化和全球化浪潮席卷而來。

人工智能發(fā)展歷程

2.人工智能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

人工智能產(chǎn)業(yè)鏈可以分為基礎(chǔ)設(shè)施層、應(yīng)用技術(shù)層和行業(yè)應(yīng)用層。

A基礎(chǔ)層，主要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供商、半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商、傳感器供應(yīng)商和云服務(wù)商。

B技術(shù)層，主要有語音識別、自然語言處理、計算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)技術(shù)提供商。

C應(yīng)用層，主要是把人工智能相關(guān)技術(shù)集成到自己的產(chǎn)品和服務(wù)中，然后切入特定場景。目前來看，自動駕駛、醫(yī)療、安防、金融、營銷等領(lǐng)域是業(yè)內(nèi)人士普遍比較看好方向。

人工智能產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：創(chuàng)業(yè)邦研究中心

第二部分人工智能行業(yè)巨頭布局

巨頭積極尋找人工智能落地場景，B、C 端全面發(fā)力。

資料來源：券商報告、互聯(lián)網(wǎng)公開信息，創(chuàng)業(yè)邦研究中心整理

第三部分機(jī)器視覺技術(shù)解讀及行業(yè)分析

1.機(jī)器視覺技術(shù)概念

機(jī)器視覺是指通過用計算機(jī)或圖像處理器及相關(guān)設(shè)備來模擬人類視覺，以讓機(jī)器獲得相關(guān)的視覺信息并加以理解，它是將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)行分析處理的技術(shù)。

機(jī)器視覺的兩個組成部分

資料來源：互聯(lián)網(wǎng)公開信息，創(chuàng)業(yè)邦研究中心整理

2.發(fā)展關(guān)鍵要素：數(shù)據(jù)、算力和算法

數(shù)據(jù)、算力和算法是影響機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的三要素。 人工智能正在像嬰兒一樣成長，機(jī)器不再只是通過特定的編程完成任務(wù)，而是通過不斷學(xué)習(xí)來掌握本領(lǐng)，這主要依賴高效的模型算法進(jìn)行大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，其背后需要具備高性能計算能力的軟硬件作為支撐。

深度學(xué)習(xí)出現(xiàn)后，機(jī)器視覺的主要識別方式發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，自學(xué)習(xí)狀態(tài)成為視覺識別主流，即機(jī)器從海量數(shù)據(jù)里自行歸納特征，然后按照該特征規(guī)律使圖像識別的精準(zhǔn)度也得到極大的提升，從70%+提升到95%。

3.商業(yè)模式分析

機(jī)器視覺包括軟件平臺開發(fā)和軟硬件一體解決方案服務(wù)。整體用戶更偏向于B端。軟件服務(wù)提供商作為技術(shù)算法的驅(qū)動者，其商業(yè)模式應(yīng)以“技術(shù)層+場景應(yīng)用”作為突破口。軟硬件一體化服務(wù)供應(yīng)商作為生態(tài)構(gòu)建者，適合以“全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)+場景應(yīng)用”作為突破口，加速商業(yè)化。

（1）軟件服務(wù)：技術(shù)算法驅(qū)動者—“技術(shù)層+場景應(yīng)用”作為突破口

這種商業(yè)模式主要是提供以工程師為主的企業(yè)級軟件服務(wù)。有海量數(shù)據(jù)支撐，構(gòu)建起功能和信息架構(gòu)較為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，推動最末端的消費者體驗。

此類商業(yè)模式成功關(guān)鍵因素：深耕算法和通用技術(shù)，建立技術(shù)優(yōu)勢，同時以場景應(yīng)用為入口，積累用戶軟件。視覺軟件服務(wù)按處理方式和存儲位置的不同可分為在線API、離線SDK、私有云等。

國內(nèi)外基礎(chǔ)算法應(yīng)用對比

資料來源：互聯(lián)網(wǎng)公開信息，創(chuàng)業(yè)邦研究中心整理

（2）軟硬件一體化：生態(tài)構(gòu)建者—“全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)+場景應(yīng)用”作為突破口

軟硬一體化的商業(yè)模式是一種“終端+軟件+服務(wù)”全產(chǎn)業(yè)鏈體系。成功的因素是大量算力投入，海量優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)積累，建立算法平臺、通用技術(shù)平臺和應(yīng)用平臺，以場景為入口，積累用戶。亮點是打造終端、操作系統(tǒng)、應(yīng)用和服務(wù)一體化的生態(tài)系統(tǒng)，各部分相輔相承，銳化企業(yè)競爭力，在產(chǎn)業(yè)鏈中擁有更多話語權(quán)。

4.投資方向

（1）前端智能化，低成本的視覺解決模塊或設(shè)備

從需求層面講，一些場景對實時響應(yīng)是有很高要求的。提供某些前端就本身有一定計算能力的低成本的視覺模塊和設(shè)備將有很大市場需求。前置計算讓前端設(shè)備成為數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理單元的合體，一方面提升了處理速度，另一方面可以處理云端難以解決的問題。

機(jī)器視覺在消費領(lǐng)域落地的一個障礙是支持高性能運算的低功耗、低價位芯片選擇太少。從低功耗、高運算能力的芯片出發(fā)，結(jié)合先進(jìn)的算法開發(fā)模塊和產(chǎn)品，這類企業(yè)將在機(jī)器視覺領(lǐng)域擁有核心競爭力。

（2）深度學(xué)習(xí)解決視覺算法場景的專用芯片

以AI芯片方式作為視覺處理芯片有相當(dāng)大的市場空間。以手勢識別為例，傳統(tǒng)的識別方案大都基于顏色空間，如 RGB，HSV ，YCrBr，無法排除類膚色物體及黑色皮膚對識別精度的干擾。借助深度學(xué)習(xí)，如通過 R-CNN 訓(xùn)練大量標(biāo)注后的手勢圖像數(shù)據(jù)，得到的模型在處理帶有復(fù)雜背景及暗光環(huán)境下的手勢識別問題時，比傳統(tǒng)方案的效果好很多。

（3）新興服務(wù)領(lǐng)域的特殊應(yīng)用

前沿技術(shù)帶來的新領(lǐng)域（如無人車、服務(wù)機(jī)器人、谷歌眼鏡等），對機(jī)器視覺提出了新要求。機(jī)器視覺可以讓機(jī)器人在多種場合實現(xiàn)應(yīng)用。服務(wù)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人最大的區(qū)別就是多維空間的應(yīng)用。目前國內(nèi)的機(jī)器視覺，涉及三維空間、多維空間，其技術(shù)基本上處在初始階段，未來存在較大市場增長空間。

（4）數(shù)據(jù)是爭奪要點，應(yīng)用場景是著力關(guān)鍵

機(jī)器視覺的研究雖然始于學(xué)術(shù)界，但作為商業(yè)應(yīng)用，能解決實際問題才是核心的競爭力。當(dāng)一家公司先天能夠獲得大量連續(xù)不斷的優(yōu)質(zhì)場景數(shù)據(jù)，又有挖掘該數(shù)據(jù)價值的先進(jìn)技術(shù)時，商業(yè)模式和數(shù)據(jù)模式上就能形成協(xié)同效應(yīng)。創(chuàng)業(yè)公司要么通過自有平臺獲取數(shù)據(jù)，要么選擇與擁有數(shù)據(jù)源的公司進(jìn)行合作，同時選擇一個商業(yè)落地的方向，實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)循環(huán)。

第四部分智能語言技術(shù)解讀及行業(yè)分析

1.語音識別技術(shù)

（1）語音識別技術(shù)已趨成熟，全球應(yīng)用持續(xù)升溫

語音識別技術(shù)已趨成熟，全球應(yīng)用持續(xù)升溫。語音識別技術(shù)經(jīng)歷了長達(dá)60年的發(fā)展，近年來機(jī)器學(xué)習(xí)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的引入，使得語音識別的準(zhǔn)確率提升到足以在實際場景中應(yīng)用。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逐步找到模型結(jié)構(gòu)和調(diào)參算法來替代或結(jié)合高斯混合算法和HMM算法，在識別率上取得突破。根據(jù)Google Trends統(tǒng)計，自2008年iPhone及谷歌語音搜索推出以來語音搜索增長超35倍。百度人工智能專家吳恩達(dá)預(yù)測，2020年語音及圖像搜索占比有望達(dá)到50%。Echo熱銷超過400萬，帶動智能音箱熱潮。

（2）語音識別進(jìn)入巨頭崛起時代，開放平臺擴(kuò)大生態(tài)圈成主流

語音識別即將進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時代。隨著亞馬遜Echo的大賣，語音交互技術(shù)催生的新商機(jī)，吸引大大小小的公司構(gòu)建自己主導(dǎo)的語音生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。各大公司紛紛開放各自的智能語音平臺和語音能力，欲吸引更多玩家進(jìn)入他們的生態(tài)系統(tǒng)。

（3）語音識別技術(shù)發(fā)展瓶頸與趨勢

低噪聲語料下的高識別率在現(xiàn)實環(huán)境使用中會明顯下降到70-80%，遠(yuǎn)場識別、復(fù)雜噪聲環(huán)境和特異性口音的識別是下一個階段需要解決的問題。

麥克風(fēng)陣列類前端技術(shù)不僅是通過降噪和聲源定位帶來識別率的提高，帶環(huán)境音的語料的搜集、標(biāo)注可用于模型的訓(xùn)練，有助于打造更新一代的語音識別引擎技術(shù)。語音巨頭已經(jīng)在布局。

在IOT包括車載領(lǐng)域，云端識別并非通行的最優(yōu)方案，把識別引擎結(jié)合場景進(jìn)行裁剪后往芯片端遷徙是工程化發(fā)展的方向。

2.自然語言處理（NLP）發(fā)展現(xiàn)狀

（1）多技術(shù)融合應(yīng)用促進(jìn)NLP技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展

深度學(xué)習(xí)、算力和大數(shù)據(jù)的爆發(fā)極大促進(jìn)了自然語言處理技術(shù)的發(fā)展。深度學(xué)習(xí)在某些語言問題上正在取得很大的突破，比如翻譯和寫作。2014年開始LSTM、Word2Vec以及Attention Model等技術(shù)研究的進(jìn)展，使DL有了路徑在語義理解領(lǐng)域取得突破，并且已經(jīng)有了明顯的進(jìn)展。對話、翻譯、寫作新技術(shù)成果里都開始逐漸混合入DL的框架。2014-2015年，硅谷在語義理解領(lǐng)域的投資熱度劇增。

深度學(xué)習(xí)能最大程度發(fā)揮對大數(shù)據(jù)和算力資源的利用，語義理解的發(fā)展還需要深度學(xué)習(xí)、搜索算法、知識圖譜、記憶網(wǎng)絡(luò)等知識的協(xié)同應(yīng)用，應(yīng)用場景越明確（如客服/助理），邏輯推理要求越淺（如翻譯），知識圖譜領(lǐng)域越成熟（如數(shù)據(jù)飽和度和標(biāo)準(zhǔn)性較強的行業(yè)），技術(shù)上實現(xiàn)可能性相對較低。在各種技術(shù)融合應(yīng)用發(fā)展的情況下，具備獲取一定優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)資源能力并可結(jié)合行業(yè)Domain knowledge構(gòu)建出技術(shù)、產(chǎn)品、用戶反饋閉環(huán)的企業(yè)會有更好的發(fā)展機(jī)會。

（2）NLP主要應(yīng)用場景

問答系統(tǒng)。問答系統(tǒng)能用準(zhǔn)確、簡潔的自然語言回答用戶用自然語言提出的問題。基本工作原理是在線做匹配和排序。比如 IBM 的 Watson，典型的辦法是把問答用FAQ索引起來，與搜索引擎相似。對每一個新問題進(jìn)行檢索，再將回答按匹配度進(jìn)行排序，把最有可能的答案排在前面，往往就取第一個作為答案返回給用戶。

圖像檢索。同樣也是基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，跨模態(tài)地把文本和圖片聯(lián)系起來。

機(jī)器翻譯。機(jī)器翻譯的歷史被認(rèn)為與自然語言處理的歷史是一樣的。最近，深度學(xué)習(xí)被成功地運用到機(jī)器翻譯里，使得機(jī)器翻譯的準(zhǔn)確率大幅度提升。

對話系統(tǒng)。對話系統(tǒng)的回復(fù)是完全開放的，要求機(jī)器能準(zhǔn)確地理解問題，并且基于自身的知識系統(tǒng)和對于對話目標(biāo)的理解，去生成一個回復(fù)。

（3）創(chuàng)業(yè)公司的機(jī)遇

1)機(jī)器翻譯方面：經(jīng)過多年的探索，機(jī)器翻譯的水平已經(jīng)得到大幅度提升，在很多垂直領(lǐng)域已經(jīng)能夠在相當(dāng)大程度上替代一部分人工，機(jī)器翻譯技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開始進(jìn)入大規(guī)模爆發(fā)的前夜。

2)應(yīng)用于垂直領(lǐng)域的自然語言處理技術(shù)

避開巨頭們對語音交互入口的競爭，以某一細(xì)分行業(yè)為切入點，深耕垂直領(lǐng)域，對創(chuàng)業(yè)公司也是一個不錯的選擇。

第五部分人工智能在金融行業(yè)的應(yīng)用分析

人工智能產(chǎn)業(yè)鏈包含基礎(chǔ)層、技術(shù)層、應(yīng)用層三個層面。基礎(chǔ)層的大數(shù)據(jù)、云計算等細(xì)分技術(shù)被應(yīng)用到金融征信、保險、理財管理、支付等金融細(xì)分領(lǐng)域；技術(shù)層的機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與知識圖譜應(yīng)用于金融領(lǐng)域的征信與反欺詐、智能投顧、智能量化交易，計算機(jī)視覺與生物識別應(yīng)用于金融領(lǐng)域的身份識別，語音識別及自然語言處理應(yīng)用于金融領(lǐng)域的智能客服、智能投研；應(yīng)用層的認(rèn)知智能應(yīng)用于金融領(lǐng)域的智能風(fēng)控。

人工智能在金融行業(yè)的典型應(yīng)用情況

資料來源：創(chuàng)業(yè)邦研究中心

第六部分人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用分析

1.人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用圖譜

人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用潛力巨大，目前在健康管理、輔助診療、虛擬助理、醫(yī)學(xué)影像、智能化器械、藥物挖掘和醫(yī)院管理等領(lǐng)域均有企業(yè)在布局，其中醫(yī)學(xué)影像、藥物挖掘、健康管理，輔助診療、虛擬助理的應(yīng)用發(fā)展速度較快。

圖 人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用圖譜

資料來源：創(chuàng)業(yè)邦研究中心

2.人工智能在醫(yī)療行業(yè)的具體應(yīng)用場景

醫(yī)學(xué)影像。人工智能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像，通過深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)機(jī)器對醫(yī)學(xué)影像的分析判斷，是協(xié)助醫(yī)生完成診斷、治療工作的一種輔助工具，幫助更快的獲取影像信息，進(jìn)行定性定量分析，提升醫(yī)生看圖/讀圖的效率，協(xié)助發(fā)現(xiàn)隱藏病灶。 人工智能通過影像分類、目標(biāo)檢測、圖像分割、圖像檢索等方式，完成病灶識別與標(biāo)注，三維重建，靶區(qū)自動勾畫與自適應(yīng)放療等功能，應(yīng)用在疾病的篩查、診斷和治療階段。目前較為火熱的應(yīng)用有肺部篩查、糖網(wǎng)篩查、腫瘤診斷和治療等。

藥物挖掘。人工智能在藥物研發(fā)上的應(yīng)用可總結(jié)為臨床前和臨床后兩個階段。臨床前階段：將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于藥物臨床前研究，在計算機(jī)上模擬藥物篩選的過程，包括靶點選擇、藥效和晶型分析等，預(yù)測化合物的活性、穩(wěn)定性和副作用，快速 、準(zhǔn)確地挖掘和篩選合適的化合物或生物，提高篩選效率，優(yōu)化構(gòu)效關(guān)系。臨床后階段：針對臨床試驗的不同階段，利用人工智能技術(shù)對患者病歷進(jìn)行分析，迅速篩選符合條件的被試者，監(jiān)測管理臨床試驗過程中的患者服藥依從性和數(shù)據(jù)收集過程，提高臨床試驗的準(zhǔn)確性。

虛擬助理。醫(yī)療虛擬助理是基于醫(yī)療領(lǐng)域的知識系統(tǒng)，通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)人機(jī)交互，從而在就醫(yī)過程中，承擔(dān)診前問詢、診中記錄等工作，成為醫(yī)務(wù)人員的合作伙伴，使醫(yī)生有更多時間可以與患者互動。醫(yī)療虛擬助理根據(jù)參與就醫(yī)過程的功能不同，主要有智能導(dǎo)診分診，智能問診，用藥咨詢和語音電子病歷等方向。

第七部分智能駕駛行業(yè)分析

1.智能駕駛行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

智能駕駛行業(yè)的中心業(yè)務(wù)是以Google、百度為代表的智能駕駛操縱解決方案提供商和以特斯拉、蔚來為代表的成車廠商。該類廠商，上接上游軟硬件提供商，下接公司和消費者，在整個業(yè)務(wù)鏈中扮演至關(guān)重要的一環(huán)。

產(chǎn)業(yè)鏈上游廠商多為細(xì)分技術(shù)提供商，如深度學(xué)習(xí)、人機(jī)交互、圖像識別和新材料、新制造新能源等。

智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

資料來源：創(chuàng)業(yè)邦研究中心

2.智能駕駛市場分析

伴隨著 ADAS 技術(shù)的不斷更新，推斷全球 L1-L5 智能駕駛市場的滲透率會在接下來 5年內(nèi)處于高速滲透期，然 后伴隨半無人駕駛的普及進(jìn)入穩(wěn)速增長期。在未來的 2025 年無人駕駛放量階段后，依賴全產(chǎn)業(yè)鏈的配合而進(jìn)入市場成熟期。預(yù)測到2030年，全球 L4/5 級別的自動駕駛車輛滲透率將達(dá)到 15%，單車應(yīng)用成本的顯著提升之 外，從 L1-L4 級別的智能駕駛功能全面滲透為汽車產(chǎn)業(yè)帶來全面的市場機(jī)會。

按照 IHS Automotive 保守估計，全球 L4/L5 自動駕駛汽車產(chǎn)量在 2025 年將接近 60 萬輛，并在 2025- 2035 年間獲得高速發(fā)展，年復(fù)合增長率將達(dá)到43%，并在2035年達(dá)到2100萬輛。另有接近 7600 萬輛的汽車具備部分自動駕駛功能，同時會帶動產(chǎn)業(yè)鏈衍生市場的大規(guī)模催化擴(kuò)張。

根據(jù)獨立市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Strategy Engineers 的預(yù)測，L4 高度自動駕駛等級下，自動駕駛零部件成本約在 3100 美元/車，其中硬件占比 45%，軟件占比 30%，系統(tǒng)整合占比 14%，車聯(lián)網(wǎng)部分占比 11%。按照全球 1 億輛量 產(chǎn)規(guī)模計算，理想假設(shè)所有車輛全部達(dá)到 L4 高度自動駕駛水平，那么全球自動駕駛零部件市場規(guī)模在 2020 年 將達(dá)到 3100 億美元。

第八部分中國人工智能企業(yè)畫像分析

隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，人工智能創(chuàng)業(yè)的難度逐步降低。創(chuàng)新的大門吸引眾多創(chuàng)業(yè)企業(yè)進(jìn)入。為了觀察行業(yè)風(fēng)向，助力創(chuàng)新企業(yè)發(fā)展，創(chuàng)業(yè)邦研究中心對國內(nèi)200多家人工智能創(chuàng)業(yè)公司進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)研，從發(fā)展能力、創(chuàng)新能力、融資能力等多維度指標(biāo)，評選出“2018中國人工智能創(chuàng)新成長企業(yè)50強”。

地域分布

全國88%的人工智能企業(yè)聚集在北京、上海、廣東和江蘇。其中，北京人工智能企業(yè)最多，占比高達(dá)39.66%;其次是上海，人工智能企業(yè)占比達(dá)21.55%;位列第三的是廣東，人工智能企業(yè)占達(dá)15.52%。北京以領(lǐng)先全國其他地區(qū)的政策環(huán)境、人才儲備、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、資本支持等，成為人工智能創(chuàng)業(yè)首要陣地;華東地區(qū)的上海、江蘇、浙江均有良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和科技實力，人工智能應(yīng)用實力雄厚，也聚集了一批人工智能垂直產(chǎn)業(yè)園;廣東互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，企業(yè)對數(shù)據(jù)需求強烈，依靠大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈推動人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

行業(yè)分布

從行業(yè)大類分布來看，行業(yè)應(yīng)用層的企業(yè)占比最大，為56.03%;其次是應(yīng)用技術(shù)層的企業(yè)，占比達(dá)31.04%;基礎(chǔ)技術(shù)層的企業(yè)占比最小，僅為12.93%。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能與場景深度融合，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，行業(yè)應(yīng)用公司比重不斷提升。在基礎(chǔ)層技術(shù)方面，國際IT巨頭占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先地位， 國內(nèi)與國際差距明顯，中小初創(chuàng)企業(yè)很難進(jìn)入。

從行業(yè)應(yīng)用來看，智能金融企業(yè)占比最大，為16.92%;其次是機(jī)器人企業(yè)，占比達(dá)15.38%;位列第三的是智能駕駛和智能教育，占比均為12.31%。金融行業(yè)的強數(shù)據(jù)導(dǎo)向為人工智能的落地提供了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，智慧金融被列入國家發(fā)展規(guī)劃中，龐大的金融市場為人工智能落地帶來了發(fā)展前景。機(jī)器人作為人工智能產(chǎn)業(yè)落地輸出， 目前市場需求較大，商業(yè)機(jī)器人占據(jù)較大份額。中國智能駕駛市場在資本推動下進(jìn)入者較多，企業(yè)積極推動應(yīng)用落地，百度、北汽等大型企業(yè)嘗試商業(yè)化落地智能駕駛汽車。人工智能推動教育個性化落地，相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)涉入教育藍(lán)海，推動智慧教育的發(fā)展。

收入情況

收入分布在500-10000萬之間的企業(yè)最多，占比達(dá)49.14%;500萬以下的企業(yè)位居其次，占比達(dá) 26.72%;位列第三的是10000-100000萬之間的企業(yè)，占比為17.24%。

最新估值

企業(yè)最新估值均在億元級別，且分布較為均衡。三成企業(yè)估值超過15億元，還有企業(yè)估值達(dá)到百億級別，如優(yōu)必

選科技、達(dá)闥科技和商湯科技等，將來或?qū)④Q身人工智能獨角獸企業(yè)。(備注：分析樣本量剔除一半未披露企業(yè))

第九部分典型企業(yè)案例分析

1.Atman

企業(yè)概述

Atman由來自微軟的人工智能科學(xué)家和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗豐富的產(chǎn)品團(tuán)隊創(chuàng)辦，提供專業(yè)領(lǐng)域機(jī)器翻譯、機(jī)器寫作、知識圖譜、大數(shù)據(jù)智能采集挖掘等語言智能產(chǎn)品，致力于成為醫(yī)學(xué)、新聞、法律等專業(yè)領(lǐng)域語言智能專家，為專業(yè)領(lǐng)域用戶賦能，推動專業(yè)領(lǐng)域用戶進(jìn)入人工智能時代，助力專業(yè)領(lǐng)域文字智能水平實現(xiàn)跨越式提升。Atman已為強生、新華社參考消息、北大法寶、君合律師事務(wù)所等世界領(lǐng)先藥企、新聞媒體、法律服務(wù)機(jī)構(gòu)開發(fā)機(jī)器翻譯、機(jī)器寫作、知識圖譜、大數(shù)據(jù)智能采集挖掘等語言智能產(chǎn)品。

目前Atman在北京和蘇州兩地運營，能快速響應(yīng)全國各地客戶需求。

企業(yè)團(tuán)隊

創(chuàng)始人&CEO：馬磊

清華大學(xué)計算機(jī)系畢業(yè)，曾先后在微軟研究院和工程院擔(dān)任研究員和架構(gòu)師，機(jī)器學(xué)習(xí)專家、多次創(chuàng)業(yè)者、曾主導(dǎo)多項人工智能重大項目，和申請國際專利共計15+項。

Atman公司核心團(tuán)隊由來自微軟、百度、法電等領(lǐng)域高端人才和資深技術(shù)人才組成，公司員工40人，其中碩士以上學(xué)歷占比60%，技術(shù)開發(fā)人員占比70%，一半以上來自微軟亞洲研究院和工程院。

核心技術(shù)與產(chǎn)品

技術(shù)方面，擅長機(jī)器學(xué)習(xí)（深度學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、群體智能）在復(fù)雜問題的應(yīng)用，和國際專利15項，Atman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器翻譯系統(tǒng)于2016年9月首秀，早于谷歌的GNMT，專業(yè)領(lǐng)域翻譯效果在公測標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)客戶測試中均持續(xù)領(lǐng)先。核心產(chǎn)品為垂直領(lǐng)域機(jī)器翻譯、機(jī)器寫作、知識圖譜抽取構(gòu)建、大數(shù)據(jù)智能挖掘等語言智能產(chǎn)品。

Atman的機(jī)器翻譯產(chǎn)品可自動翻譯編輯專業(yè)文獻(xiàn)、報告、音視頻和網(wǎng)頁，支持私有部署和云端混合部署，提供包括數(shù)據(jù)隱私安全以及自學(xué)習(xí)的端到端解決方案。

機(jī)器寫作可對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速搜索、過濾、聚類，根據(jù)行業(yè)需求自動生成專業(yè)文檔，適用于所有專業(yè)寫作場景，可大幅減少專業(yè)報告寫作過程中的繁復(fù)工作，大幅提升專業(yè)領(lǐng)域?qū)懽餍省?/p>

知識圖譜可實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的語義檢索、長鏈推理、意圖識別、因果分析，形成一個全局知識庫。大數(shù)據(jù)智能采集挖掘系統(tǒng)為專業(yè)領(lǐng)域用戶提供智能數(shù)據(jù)源管理、海量專業(yè)數(shù)據(jù)獲取和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)自動解析并結(jié)合知識圖譜提供auto-screening、知識重構(gòu)、專業(yè)決策輔助，幫助用戶建立強大的以專業(yè)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)輔助能力。

2.黑芝麻

企業(yè)概述

黑芝麻智能科技有限公司是一家視覺感知核心技術(shù)與應(yīng)用軟件開發(fā)企業(yè)，2016年分別在美國硅谷和上海成立研發(fā)中心，主攻領(lǐng)域為嵌入式圖像、計算機(jī)視覺，公司核心業(yè)務(wù)是提供基于圖像處理、計算圖像以及人工智能的嵌入式視覺感知平臺，為ADAS及自動駕駛提供完整的視覺感知方案。

目前公司和博世、滴滴、蔚來、上汽、上汽大通、EVCARD、中科創(chuàng)達(dá)、車聯(lián)天下和云樂新能源等展開深入合作，提供基于視覺的感知方案；除此之外，公司還在消費電子、智能家居等領(lǐng)域布局為智能終端提供視覺解決方案。目前公司已經(jīng)完成A+輪融資。

企業(yè)團(tuán)隊

團(tuán)隊核心成員來自于OmniVision、博世、安霸、英偉達(dá)和高通等知名企業(yè)，平均擁有超過15年以上的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，畢業(yè)于清華、交大、中科大和浙大等知名高校。

創(chuàng)始人&CEO：單記章此前在硅谷一家全球頂尖的圖像傳感器公司工作近20年，離職前擔(dān)任該公司的技術(shù)副總裁一職，工作內(nèi)容覆蓋了圖像傳感器研發(fā)和設(shè)計、圖像處理算法研發(fā)和圖像處理芯片設(shè)計。

核心技術(shù)和產(chǎn)品

在汽車領(lǐng)域，黑芝麻可提供車內(nèi)監(jiān)控方案（DMS），自動泊車方案（AVP），ADAS/自動駕駛感知平臺方案。黑芝麻智能科技提供的解決方案包括算法和芯片兩個核心部分：黑芝麻感知算法從基礎(chǔ)的控光技術(shù)，到面向AI的圖像處理技術(shù)出發(fā)來提高成像質(zhì)量，以及應(yīng)用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，結(jié)合視頻處理和壓縮技術(shù)，形成從傳感器端到應(yīng)用端的處理過程；黑芝麻芯片平臺采用獨有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括獨有的圖像處理，視頻壓縮和計算機(jī)視覺模塊，與黑芝麻視覺算法結(jié)合，采用16nm制程，設(shè)計功耗2.5w，每秒浮點計算達(dá)20T。

3.乂學(xué)教育

企業(yè)概述

乂學(xué)教育，成立于2014年，是一家網(wǎng)絡(luò)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，采用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為學(xué)生提供量身定制學(xué)習(xí)解決方案和個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容。核心團(tuán)隊來自美國Knewton、Realizeit、ALEKS等人工智能教育公司，銷售團(tuán)隊有全國40億toC銷售額的經(jīng)驗。

企業(yè)自主研發(fā)了針對中國K12領(lǐng)域的學(xué)生智適應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品，其核心部分是以高級算法為核心的智適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎“松鼠AI”，該產(chǎn)品擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠模擬真實特級教師教學(xué)。企業(yè)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文得到了全球國際學(xué)術(shù)會議AIED、CSEDU、UMAP認(rèn)可，并在紐約設(shè)計了人工智能教育實驗室，與斯坦福國際研究院（SRI）在硅谷成立了人工智能聯(lián)合實驗室。

主要產(chǎn)品

學(xué)生智適應(yīng)學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心的智能化、個性化教育，在教、學(xué)、評、測、練等教學(xué)過程中應(yīng)用人工智能技術(shù)，在模擬優(yōu)秀教師的基礎(chǔ)之上，達(dá)到超越真人教學(xué)的目的。該產(chǎn)品性價比高，以人工智能+真人教師的模式，做到因材施教，有效解決傳統(tǒng)教育課時費用高，名師資源少，學(xué)習(xí)效率低等問題。

智適應(yīng)學(xué)習(xí)人工智能系統(tǒng)

智適應(yīng)學(xué)習(xí)人工智能系統(tǒng)模擬特級教師，采用圖論、概率圖模型，機(jī)器學(xué)習(xí)完成知識點拆分和個人學(xué)習(xí)畫像，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯斯蒂回歸和遺傳算法為學(xué)生實時動態(tài)推薦最佳學(xué)習(xí)路徑，實現(xiàn)個性化教育。

業(yè)務(wù)模式

線上與線下，2B和2C相結(jié)合。以松鼠AI智適應(yīng)系統(tǒng)教學(xué)為主，真人教師輔助，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)在線上學(xué)習(xí)課程。開創(chuàng)教育新零售模式，授權(quán)線下合作學(xué)校，已在全國100多個城市開設(shè)500多家學(xué)校。

4.云從科技

企業(yè)概述

云從科技成立于2015年4月，是一家孵化于中國科學(xué)院重慶研究院的高科技企業(yè)，專注于計算機(jī)視覺與人工智 能。云從科技是人工智能行業(yè)國家隊，是中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)項目人臉識別團(tuán)隊唯一代表，唯一一家同時受邀制定人 臉識別國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)。2018年，云從科技成為祖國“一帶一路”戰(zhàn)略實行路上的人工智能先鋒，與 非洲南部第二大經(jīng)濟(jì)體津巴布韋政府完成簽約。

云從科技奠定了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位： 國家肯定，國家發(fā)改委2017、2018年人工智能重大工程承建單位；頂層設(shè)計，唯一同時制定國標(biāo)、部標(biāo)和行標(biāo)的人工智能企業(yè)；模式創(chuàng)新，三大平臺解決方案，科學(xué)家平臺、核心技術(shù)平臺和行業(yè)應(yīng)用平臺。

企業(yè)核心團(tuán)隊

創(chuàng)始人

周曦博士，師從四院院士、計算機(jī)視覺之父—ThomasS.Huan黃煦濤教授，專注于人工智能識別領(lǐng)域的計算機(jī)視覺 研究。入選中科院“百人計劃”，曾任中國科學(xué)院重慶研究院信息所副所長、智能多媒體技術(shù)研究中心主任。

周曦博士帶領(lǐng)團(tuán)隊曾在計算機(jī)視覺識別、圖像識別、音頻檢測等國際挑戰(zhàn)賽中7次奪冠;在國際頂級會議、雜志 上發(fā)表60余篇文章，被引用上千次。

核心技術(shù)團(tuán)隊

云從科技依托美國UIUC和硅谷兩個前沿實驗室，中科院、上海交大兩個聯(lián)合實驗室上海、廣州、重慶、成都四 個研發(fā)中心組成的三級研發(fā)架構(gòu)。目前研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)超過300人，80%以上擁有碩士學(xué)歷。

技術(shù)優(yōu)勢

全方位多維智能學(xué)習(xí)模塊適應(yīng)不同場景要求；模塊化設(shè)計為在工業(yè)視覺、醫(yī)學(xué)影像、自動駕駛AR等領(lǐng)域擴(kuò)展打下良好基礎(chǔ)。

云從科技具有高技術(shù)壁壘：世界智能識別挑戰(zhàn)賽成績斐然，在CLEAR、 ASTAR、 PASCAL VOC、 IMAGENET、FERA以及微軟全球圖像識別挑戰(zhàn)賽上共計奪得7次世界冠軍;在銀行、公安等行業(yè)智能識別技術(shù) PK實戰(zhàn)中，85次獲得第一；2018年，云從科技入選MIT全球十大突破性技術(shù)代表企業(yè)。

在跨鏡追蹤(ReID)技術(shù)上取得重大突破。Market-1501，DukeMTMC-reID，CUHK03三個數(shù)據(jù)同時集體刷 新世界記錄， Market-1501上的首位命中率達(dá)到96.6%，首次達(dá)到商用水平。

正式在國內(nèi)“3D結(jié)構(gòu)光人臉識別技術(shù)”，可全面應(yīng)用于手機(jī)、電腦、機(jī)具、設(shè)備、家電。相較以往的2D人 臉識別及以紅外活體檢測技術(shù)，3D結(jié)構(gòu)光人臉識別技術(shù)擁有不需要用戶進(jìn)行任何動作配合完成活體驗證的功能， 分析時間壓縮到了毫秒級以及不受環(huán)境光線強弱的影響等諸多優(yōu)點，受到國際巨頭公司的關(guān)注。

行業(yè)應(yīng)用

目前國內(nèi)有能力自建系統(tǒng)的銀行約為148家。截止2018年3月15日，已經(jīng)完成招標(biāo)的銀行約為121家，其中云從科 技中標(biāo)了88家總行平臺，市場占有率約為72.7%;在安防領(lǐng)域推動中科院與公安部全面合作，通過公安部重大課題研發(fā)火眼人臉大數(shù)據(jù)平臺等智能化系統(tǒng)，在民航領(lǐng)域，已經(jīng)與中科院重慶院合作覆蓋80%的樞紐機(jī)場。

5.Yi+

企業(yè)概述

北京陌上花科技是領(lǐng)先的計算機(jī)視覺引擎服務(wù)商，為企業(yè)提供視覺內(nèi)容智能化和商業(yè)化解決方案。致力于“發(fā)現(xiàn)視覺信息的價值”。

旗下品牌Yi+是世界一流的人工智能計算機(jī)視覺引擎，衣+是時尚商品搜索引擎。公司在圖像視頻中對場景、通用物體、商品、人臉的檢測、識別、搜索及推薦均達(dá)到領(lǐng)先水平。

目前公司和阿里巴巴、愛奇藝、優(yōu)酷土豆、中國有線、CIBN、中信國安、海信、華為、360等數(shù)十家頂級機(jī)構(gòu)/產(chǎn)品深度合作，通過提供邊看邊買引擎、圖像視頻內(nèi)容分析引擎、人臉識別引擎等基于視覺識別技術(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品服務(wù)于海量用戶，同時幫助政府機(jī)構(gòu)、廣電系統(tǒng)、內(nèi)容媒體、零售商、電商、視聽設(shè)備等行業(yè)實現(xiàn)智能分析、智能互動與場景營銷。目前公司已經(jīng)獲得B輪融資。

企業(yè)團(tuán)隊

團(tuán)隊成員來自于斯坦福、耶魯、帝國理工、新加坡國大、南洋理工、清華、北大、中科院等名校及谷歌、微軟、IBM、英特爾、阿里巴巴、騰訊、百度、華為等名企。

創(chuàng)始人&CEO：張默

北京大學(xué)軟件工程碩士， 南洋理工大學(xué)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新碩士。連續(xù)創(chuàng)業(yè)者， 曾任華為算法工程師、微軟WindowsMobile工程師、 IBM SmarterCity 架構(gòu)師，北方區(qū)合作伙伴經(jīng)理，主機(jī)Linux中國區(qū)負(fù)責(zé)人，中國區(qū)開源聯(lián)盟負(fù)責(zé)人，年銷售額數(shù)億。 2013年創(chuàng)業(yè)于美國硅谷和新加坡，2014年6月在中國設(shè)立北京陌上花科技有限公司。

核心技術(shù)與產(chǎn)品

技術(shù)方面，在國際頂級計算機(jī)視覺競賽ImageNet中，成績曾超過谷歌、斯坦福等，2015-2016年2年獲得十項世界第一。2018年3月，人臉識別準(zhǔn)確率位列LFW榜首。Yi+通過遵循無限制，標(biāo)記的外部數(shù)據(jù)協(xié)議。 Yi+的系統(tǒng)由人臉檢測，人臉對齊和人臉描述符提取組成。使用多重?fù)p失和訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練CNN模型，其中包含來自多個來源的約10M個圖像，其中包含150，000個人（訓(xùn)練數(shù)據(jù)集與LFW沒有交集）。在測試時， Yi+使用原始的LFW圖像并應(yīng)用簡單的L2norm。圖像對之間的相似性用歐氏距離來測量，最終取得優(yōu)異成績。

公司的核心產(chǎn)品主要包括視覺搜索引擎，圖像視頻分析引擎以及人臉識別和分析引擎：

行業(yè)解決方案

針對營銷、安防、相機(jī)和電視的不同特點，推出相應(yīng)解決方案。

營銷+AI。場景化廣告方案中，大屏AI助理信息流推薦、神字幕、物體/人臉AR動態(tài)貼圖、video-out、場景化角標(biāo)與廣告濾鏡等形式的廣告內(nèi)容推薦，適用于快消、汽車、電商、IT、金融、旅游服務(wù)等多個行業(yè)。

智慧城市+AI。使用計算及視覺助力智慧城市，在智慧安防、智慧交通、智慧園區(qū)等方面提供解決方案。在智慧安防實時識別上，實時處理直播攝像頭信息，算法反應(yīng)敏捷，相應(yīng)迅速。建立智慧園區(qū)方案模型，考慮擴(kuò)展性&靈活性、數(shù)據(jù)管理、松散耦合性、安全性、實時整合性以及功能性和非功能性需求等技術(shù)方案要素，從業(yè)務(wù)和技術(shù)兩方面整合解決方案實現(xiàn)步驟。

電視+AI。電視+AI的解決方案賦予智能電視多樣播放能力和營銷能力。

相機(jī)+AI。相機(jī)更具交互能力。用戶通過搜索關(guān)鍵字標(biāo)簽同步展示圖片，打通相冊和購物一站式體驗。準(zhǔn)確識別人物屬性特征，動態(tài)適應(yīng)表情變化，可以在視頻以及圖像中對人臉實時檢測，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，進(jìn)行人臉相似度檢測，實現(xiàn)面部關(guān)鍵點定位、妝容圖像渲染，試用與粉底、唇彩以及眼影等多種虛擬試裝方式。實時檢測攝像頭中出現(xiàn)的物品、場景和人臉等，添加AR效果，SDK支持本地檢測、識別、追蹤，平均檢測幀率可達(dá)到25fps。

新零售+AI。Yi+新零售解決方案是基于公司自主研發(fā)的人臉識別、商品識別和其他圖像識別算法技術(shù)為核心，建立一整套基于人臉、商品的智能零售門店管理方案。Yi+新零售解決方案主要包含數(shù)據(jù)采集、算法模型說明和部署方案三部分，其中數(shù)據(jù)采集包括人臉數(shù)據(jù)采集、商品數(shù)據(jù)采集；算法模型說明包括識別算法訓(xùn)練、商品識別、識別輸出；部署方案包括本地部署、云端部署、本地部署與云端部署結(jié)合。

6.擎創(chuàng)科技

企業(yè)簡介

擎創(chuàng)科技成立于2016年，專注于將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)賦予傳統(tǒng)IT運維／企業(yè)運營管理，為企業(yè)客戶提供智能運維大數(shù)據(jù)分析解決方案，從而取代和改善對高技能運維人員嚴(yán)重依賴的現(xiàn)狀。2017年，擎創(chuàng)科技已實現(xiàn)全年2000萬營收，迅速成為國內(nèi)AIOps領(lǐng)域的領(lǐng)跑者和中流砥柱。2018年初，擎創(chuàng)科技完成了數(shù)千萬人民幣的A輪融資，由火山石投資領(lǐng)投，晨暉創(chuàng)投、元璟資本及新加坡STTelemedia跟投。

核心團(tuán)隊

擎創(chuàng)團(tuán)隊的核心成員主要由BMC、微軟等美國企業(yè)服務(wù)上市公司的運維老兵，與新浪、餓了么等知名互聯(lián)網(wǎng)公司的大數(shù)據(jù)、算法專家組成，核心團(tuán)隊成員至少擁有10年以上的行業(yè)經(jīng)驗。其中CEO楊辰是國內(nèi)最頂級的B端銷售，曾帶領(lǐng)團(tuán)隊獲得10倍的業(yè)績增長；CTO葛曉波擁有長達(dá)15年的企業(yè)級軟件開發(fā)和運維經(jīng)驗；而產(chǎn)品總監(jiān)屈中泠則來自甲方，創(chuàng)業(yè)前為浦發(fā)硅谷銀行企業(yè)架構(gòu)師，深知甲方對企業(yè)運維產(chǎn)品的需求。這個曾經(jīng)深耕于運維企業(yè)服務(wù)市場的團(tuán)隊，如今在智能運維企業(yè)服務(wù)賽道繼續(xù)領(lǐng)跑，讓擎創(chuàng)科技成為最懂企業(yè)的客戶，最值得企業(yè)客戶信賴的軟件廠商。

主要產(chǎn)品

“夏洛克AIOps” 作為擎創(chuàng)自主研發(fā)的大數(shù)據(jù)智能運維主打產(chǎn)品，自2016年上線以來，已從1.0版本升級至1.9版本，可應(yīng)用在金融、大型制造業(yè)、鐵路民航、能源電力等涉及國家發(fā)展和民生問題的多種行業(yè)。在2017全球運維大會上，夏洛克AIOps獲得由中國信息通信研究院與高效運維社區(qū)聯(lián)合頒發(fā)的“年度最具影響力AIOps產(chǎn)品”獎。

“夏洛克AIOps”充分利用自研算法輔助客戶實現(xiàn)IT運維價值，結(jié)合客戶的現(xiàn)有情況，規(guī)劃從傳統(tǒng)ITOM至AIOps智能運維的一站式路徑，助其運營落地，由此打破數(shù)據(jù)孤島，建立統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)智能分析平臺，實現(xiàn)以人工智能為核心，驅(qū)動傳統(tǒng)IT運維監(jiān)、管、控三個層面，并將相關(guān)運維數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時展現(xiàn)。

“夏洛克AIOps”擁有多項自研算法，猶如運維界的福爾摩斯，能迅速發(fā)現(xiàn)并定位運維問題的根因，實現(xiàn)秒級排障，最大程度避免企業(yè)產(chǎn)生重大損失。更有價值的是，“夏洛克AIOps”還能通過長期的數(shù)據(jù)積累和機(jī)器學(xué)習(xí)，運用新型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，幫助企業(yè)提前規(guī)劃IT資源，高效預(yù)防各類黑天鵝事件的發(fā)生。

商業(yè)模式

目前，擎創(chuàng)科技已與多家金融和制造行業(yè)標(biāo)桿客戶形成穩(wěn)定的合作關(guān)系，包括浦發(fā)銀行、浦發(fā)硅谷銀行、國家開發(fā)銀行、上海鐵路局、銀聯(lián)、海爾、浙江能源等。針對不同客戶，采用個性化的商業(yè)模式進(jìn)行服務(wù)，目前主要有私有模式和SaaS模式兩種，都具有較強的可復(fù)制性。

核心優(yōu)勢

篇5

語音技術(shù)進(jìn)校園

“哪里可以買到便宜的洗漱用品？”新生小賈剛剛把行李放下，就要買必備的生活用品了。

“小助手”回答道：“學(xué)校周邊步行范圍內(nèi)有兩個超市，一個物美超市在南門外面的學(xué)府街2號，一個是學(xué)生超市在學(xué)校的二食堂邊上。您是要買牙刷、牙膏和毛巾么？請選擇一下吧?！边@時，在智能設(shè)備的屏幕上，展現(xiàn)了這兩個超市的地圖，同時把小賈可能要買的東西在這兩個超市的價格都羅列在下面。

小賈很高興地說道：“好啊，就這幾個東西吧，我想從學(xué)校里的學(xué)生超市買這幾樣。給我送到宿舍來吧。”

“好的，”接到了小賈的指示，“小助手”直接下了單，“東西會在30分鐘之后送達(dá)。另外，今天是新學(xué)期第一天，你要不要去校園里看看呢？”

小賈問道：“去哪里看好呢？新學(xué)期學(xué)校應(yīng)該有什么活動吧？”

“小助手”依次列出了今天學(xué)校所有的活動和地點：“10點到17點，北門小樹林有各個社團(tuán)的招新活動；10點到11點，我的朋友S博士會介紹學(xué)校的智能授課評估系統(tǒng)……”

“這個智能授課要去聽，據(jù)說以后我們的課堂綜合評分，都是由這個智能語音系統(tǒng)來完成的?！蓖奚岬男∮谠谂赃吶滩蛔〔遄?。

“好?。∧蔷蛶臀覀冇唭蓚€座位吧，我們10點去參加S博士的演講?！毙≠Z說。

幾秒鐘后，“小助手”在其上方投射出一個報告廳的全息座位圖，其中有兩個座位高亮顯示：“定好了！你們的座位在在H21和H23。報告廳離宿舍不遠(yuǎn)，我已經(jīng)把路線圖推送到你們的手機(jī)上了?！?/p>

小賈和小于順著地圖的指引，剛剛來到報告廳門口，“小助手”先跳出來和“S博士”打招呼了：“S博士你好，這是新生小賈和小于，今天來學(xué)習(xí)智能授課評估系統(tǒng)。”

這時候，教室門口突然跳出來一個戴博士帽的大胖子博士全息圖，很熱情地和大家打招呼：“歡迎歡迎，今天還有另一個校區(qū)的同學(xué)，通過全息在線和我們互動?！?/p>

大家坐定之后，一個更大號的“博士帽”被投射到最前面，“S博士”開始詳細(xì)地講解如何與該系統(tǒng)進(jìn)行良好的互動，從而爭取到更好的課堂分?jǐn)?shù)。

其中有一點最讓小賈印象深刻：回答課堂問題時，你們只要以你最喜歡的方式說出你的想法就好了，我們的系統(tǒng)會全面分析你的答案，并分析你的語氣和語速，從而得到最好的分?jǐn)?shù)。

會議的最后，小賈和小于很好奇地問“小助手”：“S博士到底在哪個校區(qū)工作啊？”

“小助手”嘿嘿一笑說：“S博士和我一樣啊，是你們的智能語音助手哦?！?/p>

看過上面的故事，有的同學(xué)也許會問：這是哪個科幻小說中的場景？如果是在幾年前，這樣的場景也許還是人們對于遙遠(yuǎn)未來智能社會的幻想。不過，最近智能語音領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，讓很多這樣的“科幻”場景即將成為現(xiàn)實。

那么，智能語音從哪里來到哪里去？未來這方面的技術(shù)會如何改變我們的社會和生活？帶著這些問題，我們采訪了這個領(lǐng)域在中國成長起來的大咖：科大訊飛。

最早接近“人類智能”的領(lǐng)域

近年來，“人工智能”這四個字在各個方向“轟炸”著人們的認(rèn)知。事實上，這四個字意味著語音、圖像、視頻、文本、日志分析等多個領(lǐng)域。在這些個領(lǐng)域里面，很多離真正的“人類智能”還有一定距離。但是，智能語音領(lǐng)域卻有著不一樣的進(jìn)展。

2015年，科大訊飛最新語音轉(zhuǎn)寫產(chǎn)品“訊飛聽見”將中文普通話識別和轉(zhuǎn)寫的實用準(zhǔn)確率提高到了95%以上，遠(yuǎn)超過人類專業(yè)速記員的速度和準(zhǔn)確度。這個不同尋常的與那些最新研究成果和技術(shù)實驗有很大的不同，這標(biāo)志著中文智能語音的技術(shù)已經(jīng)可以真真實實地達(dá)到人類的水平。

“科大訊飛雖然成立18年了，但是在語音識別領(lǐng)域其實還是個新兵，”訊飛負(fù)責(zé)人這樣告訴記者：“最早的語音識別技術(shù)可以追溯到上世紀(jì)50年代，貝爾研究所Davis等人研究成功了世界上第一個能識別10個英文數(shù)字發(fā)音的實驗系統(tǒng)；1960年英國Denes等人研究成功第一個計算機(jī)語音識別系統(tǒng)。大規(guī)模的語音識別研究始于上世紀(jì)70年代以后，在小詞匯量、孤立詞的識別方面取得了實質(zhì)性的進(jìn)展?！?/p>

上世紀(jì)90年代以后，大詞匯量連續(xù)語音識別得到優(yōu)化，在語音識別技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)品化方面出現(xiàn)了很大的進(jìn)展。1997年，IBM Viavoice首個語音聽寫產(chǎn)品問世。

自2009年以來，借助機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)研究的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)語料的積累，語音識別技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。2010年，谷歌VoiceAction支持語音操作與搜索。2011年初，微軟的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）模型在語音搜索任務(wù)上獲得成功。也就在同年，蘋果手機(jī)助理Siri首次亮相，人機(jī)交互掀開了新的篇章。

科大訊飛成立于1999年，相比這些巨頭來說，是個不折不扣的“新兵”，剛開始難免是要坐冷板凳的。但是，在多年的e累之后，科大訊飛在智能語音領(lǐng)域中的貢獻(xiàn)讓人刮目相看。有些人認(rèn)為中國的企業(yè)可能在中文智能語音方面積累更多一些，事實上，科大訊飛在歷次的國內(nèi)外語音合成評測中，各項關(guān)鍵指標(biāo)均名列第一。2008年至今，科大訊飛連續(xù)在國際說話人、語種識別評測大賽中名列前茅。2014年，科大訊飛首次參加國際口語機(jī)器翻譯評測比賽（International Workshop on Spoken Language Translation）即在中英和英中互譯方向中以顯著優(yōu)勢勇獲第一。2016年，國際語音識別大賽（CHiME）科大訊飛取得全部指標(biāo)第一；在認(rèn)知智能領(lǐng)域，相繼獲得國際認(rèn)知智能測試（Winograd Schema Challenge）全球第一、國際知識圖譜構(gòu)建大賽（NIST TAC Knowledge Base Population Entity Discovery and Linking Track）核心任務(wù)全球第一。

智能Z音技術(shù)從簡單的比賽和實驗室成果，到真正的實用化，甚至超過人類的智能水平，要做的工作比我們想象得要復(fù)雜得多。如果我們打開“訊飛聽見”的技術(shù)鏈，發(fā)現(xiàn)其集成了包括語音轉(zhuǎn)寫識別技術(shù)、篇章級處理方案、自然語言處理技術(shù)、陣列解混響技術(shù)、口語化風(fēng)格處理技術(shù)、聲紋識別等多方面的技術(shù)，為了應(yīng)對每個人之間的個體化的差異，方言語音識別、高抗噪語音識別、個性化識別等多方面的功能也是必不可少的。去年12月，“ 訊飛聽見”的升級版本在原實時轉(zhuǎn)寫漢字的基礎(chǔ)上，還可同步翻譯為英、日、韓、維等多種語言。

更高階：認(rèn)知智能

人工智能的“旅程”中，在很長一段時間，一直處于“能存會算”的計算智能時代。在這一時期，機(jī)器還是計算的機(jī)器，人類和機(jī)器交互的方式還很有限很低效，在有限的交流中，機(jī)器能按照人來安排的指令，完成特定的功能已經(jīng)算是合格了。

智能語音領(lǐng)域的發(fā)展，率先將機(jī)器的“聽、說、理解”能力拉升到了“感知智能”的階段。以谷歌、微軟、訊飛為代表的一批優(yōu)秀的企業(yè)和機(jī)構(gòu)將語音的識別、認(rèn)知、合成、翻譯等能力植入了機(jī)器內(nèi)。同時，在教育、車載、家居、通信、硬件和城市等多個領(lǐng)域，產(chǎn)生了豐富的應(yīng)用。

“現(xiàn)在我們要進(jìn)入認(rèn)知智能階段了?！笨拼笥嶏w強調(diào)說。從最新的訊飛產(chǎn)品線來看，在教育評測、知識服務(wù)、智能客服、機(jī)器翻譯等領(lǐng)域，機(jī)器已經(jīng)開始具備了“能理解會思考”的能力了?！叭斯ぶ悄茉谥悄苷Z音這個領(lǐng)域里已經(jīng)超過人類了。最近我們在做一些教育評測領(lǐng)域的實踐。如今，機(jī)器主觀題閱卷技術(shù)對語文、英文等學(xué)科的評分已達(dá)到或超過人工評分水平?！?/p>

當(dāng)智能語音系統(tǒng)具備足夠多的實踐、“學(xué)習(xí)”過足夠多的數(shù)據(jù)，“練習(xí)”過足夠多的對話，也許它真的可以為人類“打開另一扇窗口”。

篇6

由全球華人計算機(jī)教育應(yīng)用學(xué)會主辦，浙江大學(xué)承辦的第十五屆全球華人計算機(jī)教育應(yīng)用大會（The 15th Global Chinese Conference on Computers in Education，簡稱GCCCE2011）于2011年5月29日至31日隆重召開。全球華人計算機(jī)教育應(yīng)用大會是一項國際學(xué)術(shù)會議，每年舉辦一次，旨在匯聚世界各地教育政策制定者、學(xué)者、教育工作者、校長及一線教師，分享有關(guān)信息與通信技術(shù)（ICT）教育應(yīng)用的實踐方法及成功經(jīng)驗，以推動教育信息化的發(fā)展，促進(jìn)教育創(chuàng)新。值得強調(diào)的是，本次會議已列入美國規(guī)模最大的專業(yè)學(xué)會――電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）會議列表。

本次會議的主題是：信息技術(shù)促進(jìn)教育創(chuàng)新，旨在深入探討信息技術(shù)促進(jìn)教育創(chuàng)新的相關(guān)問題，推動全球華人計算機(jī)教育應(yīng)用界同仁的交流。圍繞此主題，本次大會開設(shè)了十個子會議進(jìn)行深入討論：移動學(xué)習(xí)與泛在學(xué)習(xí)、教育游戲與非正式學(xué)習(xí)、ICT在華文教學(xué)中的應(yīng)用、計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)與人工智能教育應(yīng)用、數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建與教育軟件設(shè)計、數(shù)字化測試與評價、數(shù)字化學(xué)習(xí)與企業(yè)培訓(xùn)、中小學(xué)信息技術(shù)教育與應(yīng)用、中小學(xué)教師論壇、博士生論壇。本次會議共吸引了500多名來自大陸、臺灣、香港、新加坡、日本、非洲等國家或地區(qū)的學(xué)者，其中正式代表240人，嘉賓40人，研究生代表220多人。

二 論文集主題與作者信息

為保證論文的質(zhì)量和吸引廣大學(xué)者的積極參與，本次會議收錄的論文被IEEE出版，并送交工程索引（EI）檢索。當(dāng)然，這也是前14屆高質(zhì)量的會議成果鑄就了今天的國際認(rèn)可，從這一層面也可看出主辦方為促進(jìn)學(xué)術(shù)繁榮所做的努力。

1按論文主題劃分

本次會議收到來自大陸、臺灣、香港、新加坡、日本、非洲等國家或地區(qū)的學(xué)者積極投稿，共收到論文1327篇，經(jīng)過嚴(yán)格的評審后，錄用論文414篇，錄用率為31.2%。其中張貼論文73篇，大會最后還評出優(yōu)秀論文22篇。論文集緊密按照大會主題進(jìn)行編訂。

從表1數(shù)據(jù)可以看出“計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)與人工智能教育應(yīng)用”和“數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建和教育軟件設(shè)計”來稿數(shù)量不相上下，依然沿襲往屆的特征，說明在計算機(jī)的教育應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建和教育軟件的設(shè)計是熱點?！敖逃螒蚺c非正式學(xué)習(xí)”的篇數(shù)緊跟之后，并且與往年相比，數(shù)量有所上升，表明在游戲中教育和組織非正式學(xué)習(xí)受關(guān)注度較高。而“ICT在華文教學(xué)中的應(yīng)用”與往年相比數(shù)量有所下降，這與大會召開的地理位置相關(guān)：本次會議在大陸召開，而此主題研究者多為臺灣地區(qū)。經(jīng)研究分析，本次大會研究熱點和重點話題基本與往屆相同。

2按作者來源劃分

本次會議收錄論文的作者是來自全球各地的華人，筆者按照第一作者所在單位統(tǒng)計得表2：

分析表2的數(shù)據(jù)得知，除了中小學(xué)教師論壇，其他主題論文的作者半數(shù)以上來自大陸地區(qū)，除了地理優(yōu)勢外，在教育信息化背景下，大陸地區(qū)的研究者積極參與學(xué)術(shù)研究，推動教育信息化穩(wěn)步發(fā)展。

三 會議內(nèi)容聚焦與評述

會議邀請來自于大陸、臺灣、香港、新加坡、日本、非洲等地教授、學(xué)者做了四個大會主題演講和十個專題討論會，另外還組織參會者對杭州勝利小學(xué)進(jìn)行半天的參訪活動。

1大會主講

香港大學(xué)羅陸慧英教授以“信息技術(shù)促進(jìn)教育創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展”為題，認(rèn)為教育是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，是由多個要素及其相互作用組成，任何一個單一的教育創(chuàng)新的做法都不會成為未來的教育模式。把信息和通信技術(shù)引進(jìn)課堂教學(xué)，是對傳統(tǒng)的教與學(xué)模式的“破壞性”轉(zhuǎn)型。羅陸慧英教授以一個園區(qū)的變化為喻，提出要從生態(tài)系統(tǒng)的角度來處理教育創(chuàng)新問題，并給出了五項教學(xué)改革可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)條件：一是政策，即跟變革相配合的明確的政策方向和壓力；二是鼓勵和支持策略，即適當(dāng)?shù)恼叽胧┮栽耘鄭湫聦嵺`的出現(xiàn)；三是專業(yè)連網(wǎng)，即教育人員專業(yè)戰(zhàn)略協(xié)作和聯(lián)網(wǎng)機(jī)制：四是為學(xué)習(xí)而建的架構(gòu)，即機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)是教學(xué)改革可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵；五是學(xué)習(xí)•信息技術(shù)•技術(shù)，即以信息技術(shù)作為教學(xué)創(chuàng)新的物質(zhì)體現(xiàn)、中介和基礎(chǔ)設(shè)施。羅陸慧英教授的報告從系統(tǒng)的宏觀角度深刻分析了信息技術(shù)能夠促進(jìn)教育創(chuàng)新，但是教育創(chuàng)新改革的可持續(xù)發(fā)展過程艱難，需要五項條件統(tǒng)籌配合。

華中師范大學(xué)楊宗凱教授主題演講的題目是“深化融合，支撐創(chuàng)新――關(guān)于教育中長期規(guī)劃教育信息化問題的思考”。楊宗凱教授作為國家教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）編制專家組組長，以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》第十九章“加快教育信息化進(jìn)程”的內(nèi)容及國際教育中長期規(guī)劃的需求為背景，闡述了對我國教育信息化發(fā)展的思考。在報告中，楊教授指出我國的教育信息化整體上處于起步、應(yīng)用階段，并結(jié)合我國教育信息化發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了國家教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃編制的指導(dǎo)方針、工作方法、整體風(fēng)格以及四部分的成果，讓所有教育工作者提前學(xué)習(xí)到國家教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃。最后楊教授還歡迎大家在國家教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃的意見稿推出時給出自己的意見和思考。

臺灣科技大學(xué)黃國幀教授主題演講的題目是“移動與泛在學(xué)習(xí)的研究趨勢與應(yīng)用”。在報告中，黃教授完整的介紹了移動與泛在學(xué)習(xí)的定義、實現(xiàn)架構(gòu)及研究趨勢，同時結(jié)合實例說明過去的教學(xué)工具與策略如何與新的科技結(jié)合，獲得良好的教學(xué)效果。黃教授已發(fā)表超過350篇與數(shù)位學(xué)習(xí)及智慧型系統(tǒng)相關(guān)的論文及著作，在演講中，黃教授展示了多個在自然科學(xué)及鄉(xiāng)土教學(xué)方面的實際應(yīng)用策略及成果，不僅為教師和研究者提供了具體的參考內(nèi)容，還為研究生樹立了在實際教學(xué)活動中研究的典范。最后，黃教授總結(jié)說“教育為本，科技為用”，指出了所有的科技都是教育中的工具，教育才是重點。

華中師范大學(xué)祝智庭教授在大會最后一天下午以“中國基礎(chǔ)教育信息化新發(fā)展：從班班通到教育云”為主題，分析了在落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》背景下，我國基礎(chǔ)教育信息化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，提出了班班通到教育云的發(fā)展路線。在報告中，祝教授先介紹代表國內(nèi)先進(jìn)水平的“綠色班班通”解決方案以及在全國各省市的推廣應(yīng)用狀況；接著推出基于大教育裝備的“綠色教育云”開發(fā)計劃，介紹其核心技術(shù)及服務(wù)框架；最后就如何通過電子書包作為云端個人學(xué)習(xí)環(huán)境，介紹具有前瞻意義的電子書包系統(tǒng)功能建模，以及電子課本――電子書包技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展。據(jù)了解，電子書包已經(jīng)在上海、揚州的部分學(xué)校進(jìn)行開發(fā)使用。祝教授的報告內(nèi)容吸引了眾多華人的興趣，臺灣、香港等地專家學(xué)者紛紛提問，表示對此研究的支持和認(rèn)同。

2 部分子會議報告綜述

據(jù)統(tǒng)計，此次大會的子會議共有182場，同一時間段有5場報告在同時進(jìn)行，筆者選取部分報告進(jìn)行綜述分析。

(1)移動學(xué)習(xí)與泛在學(xué)習(xí)

移動設(shè)備的迅速普及和相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展催生了移動和泛在學(xué)習(xí)，創(chuàng)造了這兩種新型的并極富潛力的學(xué)習(xí)模式。移動與泛在學(xué)習(xí)（臺灣稱為“行動與無所不在的學(xué)習(xí)”）歷來是GCCCE大會研討主題之一。從本次會議的收錄論文來看，移動和泛在學(xué)習(xí)以臺灣學(xué)者研究為代表，并以自然科學(xué)和英語學(xué)習(xí)為實例，以混合學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)等理論為理論基礎(chǔ)，以當(dāng)下流行的技術(shù)設(shè)備為工具和手段，以實證研究等為研究方法，探討相關(guān)的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)活動等。

(2)教育游戲與非正式學(xué)習(xí)

在娛樂中學(xué)習(xí)的思想催生了教育游戲，經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該主題主要是臺灣地區(qū)研究生作為畢業(yè)論文的熱門選題范圍之一，研究的思路是以一定心理學(xué)方法或策略為基礎(chǔ)，用量表、問卷等工具，并結(jié)合各種教學(xué)策略，設(shè)計各種教育游戲，對學(xué)生進(jìn)行實驗研究。其中，以國立臺灣師范大學(xué)佳燕的題為《目標(biāo)層次與鷹架策略對國小學(xué)童程序設(shè)計學(xué)習(xí)成效與認(rèn)知負(fù)荷之影響》和國立臺灣科技大學(xué)宋涵鈺的題為《基于凱利方格之游戲?qū)W習(xí)模式對改善學(xué)習(xí)成效及態(tài)度之研究》為典型。此類選題的角度、研究方法和研究重點值得大陸的研究生借鑒。

(3)ICT在華文教學(xué)中的應(yīng)用

在華文教學(xué)中寫作課程的教學(xué)是一大難點，很多非大陸地區(qū)的華文研究者都在研究如何更好的利用ICT提高學(xué)生的寫作能力。在報告中，臺灣國立成功大學(xué)的蘇彥寧團(tuán)隊的《導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)同儕互評策略于國中寫作課程之學(xué)習(xí)環(huán)境建置與初探》和新加坡教育部教育科技司Jo KimLee團(tuán)隊的《線上作文互評功能在教學(xué)上的設(shè)計與使用》不約而同的用到學(xué)生的線上互評策略，此策略吸引了與會者的興趣并展開熱烈的討論。該主題的主持人陳明溥教授最后總結(jié)時指出，在華文教學(xué)中，不管使用何種策略，對社會性軟件的選擇很重要，而學(xué)生對社會性軟件的使用熱情度與學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計或?qū)W習(xí)活動設(shè)計相關(guān)，因此學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計或?qū)W習(xí)活動的設(shè)計才是提高學(xué)生寫作能力的重點。

(4)計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)與人工智能教育應(yīng)用

從論文投稿和報告數(shù)量來看，計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)與人工智能教育應(yīng)用是目前的一大研究熱點和重點。北京師范大學(xué)蔡蘇代表他的團(tuán)隊做了題為《基于三維交互虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的案例開發(fā)與探究》的報告，報告中以四個眾所周知的數(shù)學(xué)案例――天體運動、牛頓第一定律、牛頓第二定律、單擺運動展現(xiàn)了三維交互的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，最后還用增強現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)場展示了這四個案例，吸引了眾多與會者的注意和探討。不得不說，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，尤其增強現(xiàn)實技術(shù)，計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)與人工智能在教育中的應(yīng)用前景會更寬泛。

(5)數(shù)字化學(xué)習(xí)與企業(yè)培訓(xùn)

數(shù)字化學(xué)習(xí)與企業(yè)培訓(xùn)是計算機(jī)在非正式教育領(lǐng)域應(yīng)用的典范，但一直受到教育界的關(guān)注和研究，在往屆的GCCCE大會中數(shù)字化學(xué)習(xí)與企業(yè)培訓(xùn)就受到專家及學(xué)者深刻探討，當(dāng)然此次大會也不例外。臺灣師范大學(xué)張基成教授的《臺灣企業(yè)數(shù)位學(xué)經(jīng)驗與個案》的報告是有關(guān)中小企業(yè)網(wǎng)路大學(xué)校在臺灣的實施和推廣。這個網(wǎng)路大學(xué)校的建設(shè)是為滿足臺灣企業(yè)從業(yè)人員、中小企業(yè)的自主性學(xué)習(xí)需求，課程內(nèi)容淺易入門、廣而多元，為臺灣中小企業(yè)營造了數(shù)位學(xué)習(xí)的氛圍，其運營模式主要包括學(xué)習(xí)入口網(wǎng)、學(xué)習(xí)平臺、教材管理、學(xué)習(xí)服務(wù)、組織學(xué)習(xí)、推廣服務(wù)和專案管理。這個中小企業(yè)網(wǎng)路大學(xué)校為逐漸興起的企業(yè)大學(xué)的建設(shè)提供一個好的案例。

南京師范大學(xué)張義兵老師的《企業(yè)培訓(xùn)課程的設(shè)計與開發(fā)》是以蘇寧電器的員工培訓(xùn)為例，介紹了他為蘇寧電器設(shè)計和開發(fā)的培訓(xùn)課程的階段成果。針對蘇寧電器的要求，張老師對蘇寧電器進(jìn)行知識管理、培訓(xùn)教材設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計和e-learning策劃。張老師的研究告訴我們企業(yè)培訓(xùn)沒有通用的課程，不同的企業(yè)、不同的工作性質(zhì)、不同的員工培訓(xùn)的內(nèi)容都是不一樣的。所以，要深入研究企業(yè)培訓(xùn)，先深入掌握企業(yè)各個崗位和員工特征。

四 GCCCE促進(jìn)教育技術(shù)發(fā)展

經(jīng)筆者調(diào)查統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)到會作報告的專家學(xué)者多是教育技術(shù)專業(yè)的背景或是與之相關(guān)專業(yè)的背景，徐州師范大學(xué)更是有20多名研究生參加，可見此次大會在教育技術(shù)人心中的重要性。計算機(jī)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)電教發(fā)展道路上的一個標(biāo)志性的分支階段，不僅因為計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來越廣泛，應(yīng)用越來越深入，更因為提高教育質(zhì)量是教育技術(shù)的根本問題和使命。

1 名稱問題

2011年4月20日教育部了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（修訂一稿）》的意見征求稿，提出將“教育技術(shù)”更名為“教育信息技術(shù)”。對于此問題，《電化教育研究》雜志社通過新浪微博平臺廣泛征求了改名問題的意見和建議，眾多教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的專家參與討論并給出自己的意見。根據(jù)微博留言可知大家意見不一，總體認(rèn)為教育技術(shù)更名是必要的，但是更名為“教育信息技術(shù)”是不合理的。

眾所周知，教育技術(shù)在發(fā)展過程中先后出現(xiàn)了多次更名的現(xiàn)象：教育技術(shù)起源于“視覺教育”，后來更名為“視聽教育”，再到“視聽傳播”，發(fā)展至我國曾有學(xué)者（至今有學(xué)者）稱為“電化教育”，最后到廣為大家接受的“教育技術(shù)”。我們不難發(fā)現(xiàn)教育技術(shù)的名稱變化過程中技術(shù)的發(fā)展起到了重要的作用。于是教育技術(shù)是否要更名，免不了要考慮技術(shù)是否又發(fā)展到一個新的階段。然而，縱觀此次會議中所有專家學(xué)者在報告或論文中所用到的技術(shù)發(fā)現(xiàn)，專家學(xué)者們都在強調(diào)計算機(jī)在教育中的應(yīng)用，并沒有提出新的技術(shù)，只是技術(shù)使用過程中方法的創(chuàng)新。鑒于此點，筆者認(rèn)為教育技術(shù)更名還沒有更名的必要。但是在此次會議中，許多大陸的專家學(xué)者提到教育信息化的背景，他們指出我國還處在教育信息化的起步、應(yīng)用階段，要達(dá)到教育與應(yīng)用的融合發(fā)展還需要經(jīng)過融合和創(chuàng)新階段。另外“教育技術(shù)”的名稱畢竟是從國外引進(jìn)，并不具有中國特色。考慮到以上兩點，筆者贊同一些專家在微博中提出的更名為“信息化教育”的說法，同時“信息化教育”說明了教育技術(shù)的重心在教育，從而避免了教育技術(shù)姓“教”還是姓“技”的爭論。

2 技術(shù)促進(jìn)教育

正如臺灣科技大學(xué)主題報告時所說“教育為本，科技為用”，教育技術(shù)的根本落腳點也是在教育，任何的技術(shù)（包括計算機(jī)相關(guān)技術(shù)）都是為提高教育的手段。我們關(guān)注技術(shù)的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用，更強調(diào)是各種新技術(shù)下的教育能否得到提高甚至改革。

此次GCCCE（2011）大會“數(shù)字化學(xué)習(xí)與企業(yè)培訓(xùn)”的主題會上專門安排了一場由清華大學(xué)、中國教育技術(shù)協(xié)會鐘曉流教授所做的題為《關(guān)于中國教育技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研制》的報告。2010年5月12日中國教育技術(shù)協(xié)會在清華大學(xué)成立了中國教育技術(shù)協(xié)會技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會（下稱“標(biāo)委會”），專門從事教育技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定工作。鐘教授的報告內(nèi)容是標(biāo)委會提出的在2011年開展并完成《多媒體教學(xué)環(huán)境規(guī)范建設(shè)》研究與制定工作的成果?！抖嗝襟w教學(xué)環(huán)境規(guī)范建設(shè)》的研究與制定是由清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科技大學(xué)、南京大學(xué)、東南大學(xué)等50所高校的65位專家和教育技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)的10位專家共同參與的，并分為六個小組分別從以下六個方面進(jìn)行研究與制定：供配電、網(wǎng)絡(luò)和建筑物理環(huán)境，音頻環(huán)境與擴(kuò)聲系統(tǒng)，視頻環(huán)境與視頻設(shè)備，智能化控制系統(tǒng)，語言實驗室與教學(xué)資源系統(tǒng)，系統(tǒng)集成。聲、光、電等技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用改變了人類的許多方面，《多媒體教學(xué)環(huán)境規(guī)范建設(shè)》的六個方面正是在聲、光、電等技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上從硬件和軟件兩個角度同時改善了傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，并徹底改變了一黑板一粉筆的教學(xué)設(shè)施。

技術(shù)促進(jìn)教育的最好證明就是教學(xué)環(huán)境的軟硬件設(shè)施得到改善和提高，而《多媒體教學(xué)環(huán)境規(guī)范建設(shè)》研究與制定正在落實著這一點。對于整個教育技術(shù)行業(yè)來說，教學(xué)環(huán)境的建設(shè)與維護(hù)是教育技術(shù)行業(yè)的核心工作，是數(shù)字化校園建設(shè)和教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，是信息技術(shù)促進(jìn)教育創(chuàng)新的重要體現(xiàn)。當(dāng)然，教學(xué)環(huán)境的規(guī)范建設(shè)只是標(biāo)委會對教育技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研制的一方面，隨著技術(shù)在教育中廣泛而深入的應(yīng)用，其他的標(biāo)準(zhǔn)也會相繼出臺，每一位教育技術(shù)工作者都有責(zé)任和義務(wù)為自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做出努力和貢獻(xiàn)。

篇7

主持人：

倪俊杰 浙江省桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級中學(xué)

嘉 賓：

劉宗凡 廣東省四會市四會中學(xué)

邱元陽 河南省安陽縣職業(yè)中專

徐衛(wèi)兵 浙江省縉云縣教師進(jìn)修學(xué)校

現(xiàn)實：手機(jī)遙控的時代

現(xiàn)如今，家用電器越來越多，電視機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇、電燈、空氣凈化器……應(yīng)有盡有。在電器多了的同時，各式各樣的遙控器也多了。要想打開家里的電視機(jī)可能就要用到好幾個遙控器。萬一某一個的電池沒電了，那真是麻煩了。各位讀者也可以數(shù)數(shù)看，你家里一共有多少個遙控器？你有沒有想過給遙控器“減負(fù)”呢？事實上，在很多人家里，遙控器可能只需要一個，那就是手機(jī)。

倪俊杰：互聯(lián)網(wǎng)給傳統(tǒng)家電市場帶來了強大的沖擊。這些廠商也“痛定思痛”，產(chǎn)品理念發(fā)生了巨大改變，都開始設(shè)計和生產(chǎn)能上網(wǎng)、能遙控的家電產(chǎn)品了。有的還開發(fā)了手機(jī)在線遙控APP，“智能家居”的概念由此誕生。

劉宗凡：我非常贊同“智能家居”的概念，自己在家也基本上實現(xiàn)了手機(jī)控制，這給我的生活帶來了很多便利。通過安裝手機(jī)遙控APP，可以實現(xiàn)用手機(jī)控制電器的功能，走到哪里，只要用手機(jī)對著空調(diào)、電視機(jī)、電風(fēng)扇等電器設(shè)置一下，手機(jī)就成了名副其實的遙控器，非常方便，隨心所欲。

雷軍立志要將小米手機(jī)打造成未來生活的入口，現(xiàn)在正在一步步實現(xiàn)。小米的萬能遙控器，就是智能家居邁出的一小步。

要實現(xiàn)萬能遙控有很多方式，如紅外遙控、Wi-Fi遙控、藍(lán)牙遙控等。當(dāng)然，目前能被遙控的家電以紅外為主，下面我們來看看小米萬能遙控APP如何工作。

打開“小米萬能遙控”，單擊左上角的“+”號，可以看到，能遙控的設(shè)備還真不少（如下頁圖1）。這次我們添加一臺風(fēng)扇為例，點擊“風(fēng)扇”，將出現(xiàn)一些風(fēng)扇品牌供我們選擇（如圖2）。然后按住如圖3中的“電源鍵”，風(fēng)扇一響應(yīng)立即松開（一般是關(guān)機(jī)），這時軟件就識別出了這臺風(fēng)扇，在圖4中選中“添加桌面快捷方式”，再按“完成”，以后就可以從桌面直接啟動這個風(fēng)扇遙控器。

小米萬能遙控APP和實際的遙控器有什么差別呢？通過在使用中的觀察，我們發(fā)現(xiàn)萬能遙控器紅外版實現(xiàn)了普通遙控器完全一樣的功能，而Wi-Fi版還多了截屏、應(yīng)用、搜索等功能，特別是“應(yīng)用”功能，可以直接打開小米電視（小米盒子）安裝應(yīng)用，非常方便。

如果我們把手機(jī)橫過來，會驚喜地發(fā)現(xiàn)，遙控器直接映射了小米電視的界面，這可以看成是一種反向投屏，我們在手機(jī)上的操作，會直接反映在電視上。也就是說，我們間接為沒有觸屏功能的電視增加了觸屏功能。在一些不是專門為電視設(shè)計的應(yīng)用或瀏覽網(wǎng)頁時，我們會發(fā)現(xiàn)這種遙控方式非常人性化。

通^網(wǎng)絡(luò)，我們還能遙控家里能聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備，如空氣凈化器、洗衣機(jī)、高壓鍋、路由器、攝像頭甚至窗簾等家居用品……手機(jī)通過紅外、藍(lán)牙、Wi-Fi等手段，逐漸成為智能設(shè)備的控制中心。

徐衛(wèi)兵：手機(jī)之所以能夠用來遙控家用電器，原因在于很多智能手機(jī)中內(nèi)置了紅外模塊。紅外線信號其實是二進(jìn)制編碼的，我們在手機(jī)上選擇功能按鍵后，紅外模塊會將信號編碼傳遞出一串含有二進(jìn)制編碼的信息，并轉(zhuǎn)化為紅外遙控器的紅外線發(fā)射出來，電器接收到信號后就會根據(jù)指令“行動”了。此外，如果有些手機(jī)沒有內(nèi)置紅外模塊，也可以通過購買外置的紅外適配器來實現(xiàn)遙控的功能。

邱元陽：知道了紅外遙控的原理，我們完全可以自己DIY一個手機(jī)紅外遙控器。最簡單的手機(jī)遙控器只需要一個3.5mm的耳機(jī)插頭和兩只紅外二極管即可，連接方法如下頁圖5所示。

紅外二極管（940nm）可使用兩只，也可使用一只，兩極分別焊接到耳機(jī)接頭的左右聲道（使用兩只的話正負(fù)極反向連接，如圖5），耳機(jī)插頭用三級的或四級的都行。最后下載一個“遙控精靈”或其他音頻轉(zhuǎn)紅外軟件即可使用。

需要注意的是，因為家電品牌眾多，遙控精靈APP初次使用時要保持網(wǎng)絡(luò)暢通，以匹配云端數(shù)據(jù)來生成本地遙控配置文件，靈敏度和發(fā)射功率可以在軟件上做進(jìn)一步設(shè)置（如下頁圖6）。

跨越：從遙控到投屏

倪俊杰：任何連接肯定有發(fā)射端和接收端，即本機(jī)和客戶機(jī)。手機(jī)遙控實現(xiàn)的是信號的傳輸，信號是看不見摸不著的。有沒有一種連接比遙控更加直觀呢？自然是有了，那就是投屏。如果遙控的連接是信號傳輸?shù)?.0版本，那么投屏就可以說是2.0版本了。投屏實現(xiàn)的是將發(fā)射端的實時畫面?zhèn)鬏斀o接收端，這種效果要比遙控來得更加真實和震撼。

劉宗凡：手機(jī)是我們的隨身裝備，已經(jīng)成了生活的一部分。但手機(jī)也有一個弊端，那就是手機(jī)的屏幕比電腦、電視小。雖然手機(jī)功能強大、體積輕巧，但我們有時候也還是不滿足小屏幕操作，希望能轉(zhuǎn)移到更大的屏幕上來?，F(xiàn)在投屏技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛了，如商務(wù)會議、影視欣賞、親朋聚會等多個場合都會用得到?；旧厦恳豢钪悄茉O(shè)備，如手機(jī)、平板、電視機(jī)、投影儀、影音播放器都支持投屏，甚至Win10系統(tǒng)也支持無線投影技術(shù)。應(yīng)該說，從遙控到投屏是一個大的跨越。圖7為某品牌手機(jī)自帶的多屏互動功能。

邱元陽：以往的投屏大多是依靠數(shù)據(jù)線和設(shè)備連接實現(xiàn)的，現(xiàn)在的投屏則是通過無線局域網(wǎng)實現(xiàn)的。無線投屏依靠的是投屏協(xié)議，比較主流的協(xié)議有Miracast、DLNA、AirPlay、WIDI、WHDI、Wireless HD等。其中AirPlay是蘋果IOS設(shè)備自帶的，效果比較流暢，同時支持多臺設(shè)備投屏。只要在接收端安裝蘋果錄屏大師（如下頁圖8），置于同一個Wi-Fi下的蘋果設(shè)備就能通過AirPlay鏡像投影到接收端。據(jù)我所知，已經(jīng)有很多老師在課堂上用這種方法進(jìn)行教學(xué)展示和互動了。

設(shè)計：基于投屏技術(shù)的智慧教室

倪俊杰：投屏技術(shù)能夠應(yīng)用于社會生活的各個場景，其中就包括教育教學(xué)。現(xiàn)在都在談智慧教育、智慧教室。我們是否可以設(shè)計一間基于無線網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備、投屏技術(shù)的智慧教室？

劉宗凡：這太有意思了。這是未來教室的概念，我覺得這間教室將會是沒有黑板，沒有粉筆，也沒有紙質(zhì)書本的。教室的四周墻面上裝著液晶觸屏電視，窗戶那一面的液晶電視是可以升降的。學(xué)生桌子的桌面其實是一臺平板設(shè)備，當(dāng)然，桌面是可以調(diào)節(jié)角度的，因為那是根據(jù)人體工程學(xué)專門設(shè)計的。通過投屏技術(shù)，教師能夠?qū)⒅v臺或者手中平板的畫面?zhèn)魉徒o每一位學(xué)生，學(xué)生也可以將自己的畫面投屏到大屏幕或傳送給其他同學(xué)。學(xué)生平時學(xué)習(xí)、做題、討論、互動都可以在這張桌子上進(jìn)行。

邱元陽：劉老師的設(shè)想給了我很大的啟發(fā)，我也畫了一張未來教室的平面圖（如下頁圖9）。這間教室將覆蓋足夠強大的Wi-Fi，支持全班學(xué)生一起操作。而且我覺得教室的學(xué)生桌不應(yīng)該是固定的，教師可以根據(jù)課堂需要設(shè)計不同的擺放位置。不過，這也帶來了一個問題，學(xué)生桌需要充電該怎么辦好呢？總不能在教室布滿很多電線或插線板吧？

徐衛(wèi)兵：其實，充電的問題也不難解決。既然是未來教室，那我們也可以腦洞大開地想，是否可以將無線充電技術(shù)應(yīng)用進(jìn)去呢？事實上，無線充電技術(shù)離我們很近，有很多研究團(tuán)隊在這方面做了努力。例如，1890年，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉?特斯拉就已經(jīng)做了無線輸電試驗，實現(xiàn)了交流發(fā)電。2007年6月，麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊把共振運用到了電磁波的傳輸上并成功“抓住”了電磁波，利用銅制線圈作為電磁共振器，一團(tuán)線圈附在傳送電力方，另一團(tuán)在接受電力方。目前，無線充電技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在手機(jī)、電腦、相機(jī)等電子產(chǎn)品上了，這方面以我國的中興通訊、比亞迪、奇瑞、海爾為代表的國內(nèi)企業(yè)，在全球具有領(lǐng)先地位。我想只要在教室里安裝了無線充電裝置，在學(xué)生放學(xué)的時候就可以開始充電，這樣不會耽誤教學(xué)。

劉宗凡：真棒，看來兩位老師對倪老師提出的未來教室非常有感覺呀！我還有一個建議，即把智能家居的概念也融入到這間教室。教室里的電燈、風(fēng)扇、空調(diào)、飲水機(jī)等設(shè)備都能通過遠(yuǎn)程控制?，F(xiàn)在霧霾天比較多，這間教室還應(yīng)配有空氣凈化系統(tǒng)，它能根據(jù)當(dāng)時的空氣情況自動凈化調(diào)整，這將充分體現(xiàn)智能管控。

暢想：人類能否進(jìn)入萬物可連的時代

倪俊杰：無線投屏技術(shù)確實很酷，但也有一些限制，主要的限制是無線局域網(wǎng)的距離限制和O備是否具有投屏模塊。但可以設(shè)想，未來依靠Iot、5G等技術(shù)，我們的世界將會是一個大型的局域網(wǎng)，任何電子設(shè)備都內(nèi)置了投屏模塊。今后不管走到哪里，只要獲得相應(yīng)的權(quán)限，你的設(shè)備就可以投屏到任何設(shè)備甚至物質(zhì)上，當(dāng)然也包括空氣。

邱元陽：沒有網(wǎng)絡(luò)確實是實現(xiàn)無線投屏的最大阻礙，據(jù)統(tǒng)計，目前地球上有大約三分之二的地區(qū)還沒有實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。不過有一個好消息，Google在2013年就提出Wi-Fi熱氣球計劃，這個項目的名稱是Project Loon。該項目旨在利用熱氣球為農(nóng)村、偏遠(yuǎn)山區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)提供廉價的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。在谷歌進(jìn)行的試驗中，熱氣球的飛行距離超過150萬公里，環(huán)繞地球一圈只需要22天。熱氣球能向地面固定天線提供每秒22MB、向手機(jī)提供每秒5MB的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。據(jù)報道，斯里蘭卡或?qū)⒊蔀閃i-Fi熱氣球項目的第一個商用試驗地區(qū)。Google可能與斯里蘭卡私營企業(yè)Rama合作推廣Project Loon，第一個熱氣球已經(jīng)于2016年2月升空，實驗效果較好。Google因此希望繼續(xù)推廣該項目，讓斯里蘭卡的城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村都能普及Wi-Fi上網(wǎng)。如果該項目成功，那么今后有可能全世界任何角落都可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi覆蓋，投屏也將變得隨心所欲。

徐衛(wèi)兵：我馬上想到了物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的概念可以給我們一些啟示。埃里克?施密特（谷歌執(zhí)行董事長）說：“我們所熟悉的那個互聯(lián)網(wǎng)將成為歷史，物聯(lián)網(wǎng)將取而代之并成為生活的重要組成部分，而這將給科技公司帶來巨大的機(jī)會?！毙∶卓萍级麻L兼CEO雷軍也曾說過：“未來沒有所謂的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，每個公司都將變成物聯(lián)網(wǎng)公司?！币虼耍矣X得人類進(jìn)入萬物可連的時代已經(jīng)到來。物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，這有兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；二是其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。圖10可表示三者的關(guān)系。

邱元陽：人工智能和區(qū)塊鏈可能是物聯(lián)網(wǎng)的兩大核心，人工智能解決自動、智能問題，區(qū)塊鏈解決設(shè)備之間的通信安全問題。我們可以設(shè)想未來的場景：某區(qū)域供電有壓力，不再需要拉閘限電，所有的空調(diào)自動調(diào)低一度，在人們幾乎沒感覺的時候就自動解決了問題。牛奶盒子裝有RFID芯片，不僅可以溯源，而且智能冰箱還可以知道你消耗牛奶的速度，定期提醒你采購。當(dāng)你把牛奶盒子扔進(jìn)垃圾箱時，RFID也能被感應(yīng)到。

展望：從機(jī)器連接到機(jī)器連人

倪俊杰：既然機(jī)器可以投屏給機(jī)器，那么依靠生物科技技術(shù)，人的畫面是否也可以投屏給機(jī)器呢？再進(jìn)一步講，機(jī)器是不是也可以投屏給人？這樣一來，我們離人與人之間的“投屏式”連接也不遠(yuǎn)了。到了那個時代，人與人的交流可能不是通過文字、手勢、語言，而是直接將自己腦中的畫面“投屏”給任何人。

劉宗凡：網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了將不同的設(shè)備連接在一起。有什么辦法可以將人與人連接在一起呢？現(xiàn)在有很多機(jī)器人已經(jīng)實現(xiàn)了通過大腦遠(yuǎn)程控制，如墨爾本的Aubot公司就設(shè)計了Teleport機(jī)器人，使用者將集中度達(dá)到目標(biāo)值之后就能控制Teleport了。

邱元陽：在科幻電影《致命指令》中，女主角米爾斯是一個植入了芯片的人，向我們展示了人腦連接電腦的科技時代。她不僅能用眼睛掃描各種對象從網(wǎng)絡(luò)中獲取相應(yīng)信息，而且開發(fā)出了SAR（研究分析可自編程機(jī)器人）。雖然米爾斯能夠與機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)連接并控制它們，但是SAR的自編程和自學(xué)習(xí)能力導(dǎo)致其最終脫離了人類的控制。而如今，“腦機(jī)接口”即將成為現(xiàn)實。

著名科技作家Tim Urban在WaitButWhy上發(fā)表了近4萬字的長博客，詳解了Elon Musk的“腦機(jī)接口”的宏偉藍(lán)圖。他認(rèn)為這項工程將使SpaceX都黯然失色，因為它是在定義未來的人類是什么。

Elon意識到具有思考能力的計算機(jī)將是偉大的創(chuàng)造，能使人類將最重要及最高強度的工作實現(xiàn)外包，于是和Sam Altman創(chuàng)立了OpenAI，致力于研發(fā)和制訂實現(xiàn)安全的通用人工智能的途徑。

人類發(fā)展的歷史表明，地球上一旦出現(xiàn)智能遠(yuǎn)高于其他物種的物種，它必將對其他所有物種構(gòu)成威脅。超級智能AI的崛起只是時間問題，在那一天到來之前，人類務(wù)必要避免自己落入“其他所有物種”的境地。在Elon看來，在AI與其他所有物種共存的未來，人類只有一個選擇，那就是成為AI。

Elon將人類大腦數(shù)字三生細(xì)胞壁（tertiary layer）比喻為巫師帽。這個概念是指全腦界面將變?yōu)槿缤瑢⒃O(shè)備植入大腦，使大腦變?yōu)樵O(shè)備。巫師帽的電極陣列是一種新的大腦結(jié)構(gòu)，與大腦邊緣系統(tǒng)及大腦皮質(zhì)并列，其中一個核心的目的為將其作為大腦及基于云端的定制AI系統(tǒng)之間的交互界面，AI系統(tǒng)將和大腦融合無間。

不過，由于人腦思考的速度和計算機(jī)的處理速度之間存在著巨大差距，人類的全腦界面是否足以支撐這種人機(jī)融合的實現(xiàn)，還需要人機(jī)通信帶寬的支撐。

徐衛(wèi)兵：我很認(rèn)可蒲公英教育智庫的李斌談到的互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是“心聯(lián)網(wǎng)”的觀點，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為人類心與心的溝通提供了極大的便利，人們于是急切地、熱烈地以難以自控的速度奔向彼此的依存和聯(lián)結(jié)――于是我們知道，互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)其實就是“心網(wǎng)”；借助這場運動，人類渴望穿越更多壁壘，解決更深層次的問題，甚至釋放又一輪“人的進(jìn)化與超越”……

篇8

關(guān)鍵詞：教學(xué)評價方法；機(jī)器學(xué)習(xí)；適應(yīng)性評價；評價改革

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0173-02

一、改善教學(xué)評價體系的原因

教學(xué)評價就是根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)原則，利用所有可行的評價方法及技術(shù)對教學(xué)過程及預(yù)期的一切效果給予價值上的判斷，以提供信息改進(jìn)教學(xué)和對被評價對象做出某種資格的證明?？v觀目前的學(xué)校教育，雖然“素質(zhì)教育”和“能力教育”逐漸受到人們的關(guān)注，但是就實際的教育狀況而言，仍然是以知識和智能教育為核心、為主體、為主要的內(nèi)容；人們?nèi)匀皇且詫W(xué)生的學(xué)業(yè)成績?yōu)楹饬亢驮u價學(xué)生甚至是衡量和評價學(xué)校的主要標(biāo)尺。教學(xué)質(zhì)量的評估是一個相對很主觀的過程，但是它有對于教師的教學(xué)工作又有著很深刻的指導(dǎo)意義。在各大高校，人們對教學(xué)質(zhì)量的重視，要求我們對教學(xué)工作做到科學(xué)的評估，這樣才能積極地激發(fā)教師的工作積極性。相對于以往專家小組利用簡單的統(tǒng)計學(xué)方法來計算教師的方法，在內(nèi)容方面，它不能全面覆蓋各種可能的影響教師教學(xué)質(zhì)量的因素；在合理性上，它采用簡單的統(tǒng)計學(xué)方法，沒有認(rèn)清各種影響因素所占有的比例是不同的；在簡潔性上，它沒有得到一個計算模型，不能在各個學(xué)科之間進(jìn)行通用。

二、教學(xué)評價體系的意義

1.指引教學(xué)方向。我們進(jìn)行教學(xué)評價活動時，首先要明確的就是教學(xué)評價指標(biāo)，一旦有了明確的指標(biāo)，教師在日常教學(xué)過程中就有了對比參照的依據(jù)，可見教學(xué)評價具有導(dǎo)向功能。在這次機(jī)器學(xué)習(xí)課程中我們可以知道機(jī)器學(xué)習(xí)不同于以往課程的學(xué)習(xí)，它的目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)如何使機(jī)器通過識別和利用現(xiàn)有知識來獲取。作為人工智能的一個重要的研究領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)的研究工作主要圍繞學(xué)習(xí)機(jī)理、學(xué)習(xí)方法、面向任務(wù)這三個基本方面的研究。

2.診斷教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)評價是對教師教學(xué)全過程的評價。如同體檢，是對教學(xué)過程進(jìn)行一次常規(guī)、科學(xué)的診斷，從而為教師指明教學(xué)改進(jìn)的目標(biāo)。

3.激勵教學(xué)動力。科學(xué)的、合理的教學(xué)評價可以調(diào)動教師教學(xué)工作的積極性。不管評價的結(jié)果是高還是低，對教師的教學(xué)水平的提高都有促進(jìn)作用，可以激勵教師提高自己。

4.促進(jìn)師生關(guān)系。教學(xué)評價可以增強教師與學(xué)生、教師與教師等之間的關(guān)系。在這次的機(jī)器學(xué)習(xí)教學(xué)中，合理的教學(xué)評價體系需要學(xué)生、教師、同行專家等多方面的參與，促進(jìn)了師生之間的交流，教師之間的交流，使得教師能夠更加了解本此課程需要講授的重點，體現(xiàn)出了教學(xué)評價體系在培養(yǎng)人才方面的突出貢獻(xiàn)。

三、機(jī)器學(xué)習(xí)理論

機(jī)器學(xué)習(xí)就是要使計算機(jī)能模擬人的學(xué)習(xí)行為，自動地通過學(xué)習(xí)獲取知識和技能，不斷改善性能，這是一門涉及概率論、統(tǒng)計學(xué)、凸分析等多門學(xué)科的新興學(xué)科，它主要使用歸納、綜合等方法，實現(xiàn)自我完善。機(jī)器學(xué)習(xí)研究的就是如何使機(jī)器通過識別和利用現(xiàn)有知識來獲取新知識和新技能。作為人工智能的一個重要的研究領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)的研究工作主要圍繞學(xué)習(xí)機(jī)理、學(xué)習(xí)方法、面向任務(wù)這三個基本方面的研究。目前的機(jī)器學(xué)習(xí)分為監(jiān)督學(xué)習(xí)和半監(jiān)督學(xué)習(xí)。

監(jiān)督學(xué)習(xí)主要應(yīng)用與分類與預(yù)測。

監(jiān)督學(xué)習(xí)從給定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中學(xué)習(xí)出一個函數(shù)h，當(dāng)新的數(shù)據(jù)x∈X到來時，可以根據(jù)這個函數(shù)h預(yù)測結(jié)果為最佳的期望值或者最優(yōu)分類。在這里性能被定義為對于分類錯誤的概率，所謂性能好也即被樣本被錯誤分類的低。監(jiān)督學(xué)習(xí)的訓(xùn)練集要求是包括輸入和輸出，也可以說是特征和目標(biāo)。訓(xùn)練集中的目標(biāo)是由人標(biāo)注的。

1.機(jī)器學(xué)習(xí)在教學(xué)評價中的可行性。就目前高校對于教學(xué)質(zhì)量的評價而言，主要是以專家小組為核心的教學(xué)質(zhì)量評價機(jī)制，通過專家對量化指標(biāo)的評分，綜合評價某種教學(xué)過程的教學(xué)質(zhì)量。而我們認(rèn)為，與教學(xué)質(zhì)量相關(guān)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)來源于學(xué)生和身處教學(xué)第一線的教師，如果能對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和特征的提取，能夠更好的反映教學(xué)質(zhì)量的本質(zhì)，也能夠?qū)τ绊懡虒W(xué)質(zhì)量的原因或固有模式進(jìn)行更好的提取，最終達(dá)到有效的保障教學(xué)質(zhì)量的目的。關(guān)于在教學(xué)評價體系中引入機(jī)器學(xué)習(xí)這一分析方法，將為解決上述為題帶來簡便，準(zhǔn)確的算法。機(jī)器學(xué)習(xí)通過以為的數(shù)據(jù)，科學(xué)有效地得出一個符合評價本課程評質(zhì)量的科學(xué)方法。而余等曾在教學(xué)評價的量化評價過程中引入了最小乘，這種統(tǒng)計學(xué)的方法實現(xiàn)了量化的評估教學(xué)質(zhì)量。朱在學(xué)位論文中對高等學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了深入的分析，并提出使用模糊數(shù)學(xué)的方法對教學(xué)質(zhì)量評估體系建模，同時給出了初步的自動評價方法。各個領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)展示了用機(jī)器學(xué)習(xí)來量化的評估教學(xué)質(zhì)量將是更加科學(xué)有效的方法之一。機(jī)器學(xué)習(xí)在近幾年又有了新的突破。很多學(xué)者對機(jī)器學(xué)習(xí)本身進(jìn)行研究，半監(jiān)督學(xué)習(xí)以及與其他數(shù)學(xué)工具的結(jié)合上都有了令人可喜的成果。機(jī)器學(xué)習(xí)的飛速發(fā)展將為它在教學(xué)評價體系中的應(yīng)用帶來新的、更加廣泛的應(yīng)用。

2.機(jī)器學(xué)習(xí)在教學(xué)評價中的應(yīng)用。經(jīng)過這次的研究可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)器學(xué)習(xí)的教學(xué)評價方法可以推廣到其他學(xué)科的教學(xué)評價體系中。在這個體系中，學(xué)生、教師作為評價的主體，相關(guān)專家、學(xué)者，工作人員，教研人員為輔助。明確評價的目的和目標(biāo)，評價的內(nèi)容不單單依靠學(xué)生的成績，注重分清總結(jié)性評價和形成性評價。在本次實驗中使用監(jiān)督學(xué)習(xí)，利用梯度下降來處理得到兩個班級的64人的成績、表現(xiàn)等數(shù)據(jù)，得到一個我們期望的評價模型。其中表示學(xué)生的考試成績、出勤、實驗成績；x表示教師在考核中得到的分?jǐn)?shù)，這個分?jǐn)?shù)包括教研人員給教師的評分和學(xué)生對教師的評分。這兩組數(shù)據(jù)一組是量化的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，其組成是有學(xué)生的考試成績、出勤率占有成績、實驗表現(xiàn)所得成績，這組數(shù)據(jù)是通常情況下人們用來去平均值來衡量教學(xué)質(zhì)量的方法。另一組是課題組和學(xué)生對教師的評估，這組數(shù)據(jù)的出現(xiàn)是在上組數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。然而這兩種數(shù)據(jù)單純地取平均值的評價方法失去差異性、科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

四、總結(jié)

實驗證明，在某些課程中，普通的評價方法有大半課程評價有誤，而運用這種分析方法得出的結(jié)果，超過70%的結(jié)果與專家看法相一致。其主要是因為考試成績并不能說明一切，而教研組、學(xué)生對教師的評分也不能起到完全的作用，對這兩者取平均值更是錯誤的做法。這兩種并不是占據(jù)相同的影響系數(shù)。

所以運用梯度下降的分析方法進(jìn)行主觀和客觀數(shù)據(jù)分析，還考慮到了其他影響因素的存在，通過循環(huán)計算，累積結(jié)果我們得到了更加科學(xué)的分析模型。這個分析模型也僅是進(jìn)行自動評價，來進(jìn)行預(yù)警，對一些出現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量問題的概率比較大的課程進(jìn)行自動的監(jiān)控，但本質(zhì)上不能替代教學(xué)督導(dǎo)的作用。

本系統(tǒng)進(jìn)行了一種嘗試，教學(xué)質(zhì)量是一個相對主觀的概念，使用一些客觀和主觀的指標(biāo)去判斷教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，有一些基本框架性因素可以決定教學(xué)質(zhì)量，因此對此進(jìn)行建模也是有可能成功的。

參考文獻(xiàn)：

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[4]張綱.教學(xué)質(zhì)量評估的機(jī)器學(xué)習(xí)分析方法[J].萬方數(shù)據(jù)庫.

篇9

《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》指出：技術(shù)課程具有高度的綜合性，是對學(xué)科體系的超越。它強調(diào)各學(xué)科、各方面知識的聯(lián)系與綜合運用。學(xué)生的技術(shù)學(xué)習(xí)活動不僅是已有知識與技能的綜合運用，也是新的知識與能力的綜合學(xué)習(xí)。但是通過對高中技術(shù)領(lǐng)域課程的分析，我們發(fā)現(xiàn)，所謂的“綜合性”看起來很美，其實不容易操作。且不要說綜合運用其他學(xué)科的知識，連技術(shù)領(lǐng)域課程自身都被分割為兩個彼此沒有關(guān)聯(lián)的科目——通用技術(shù)和信息技術(shù)。其中，信息技術(shù)是目前發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、體現(xiàn)時展特征的技術(shù)。通用技術(shù)是指信息技術(shù)之外的、較為寬泛的、體現(xiàn)基礎(chǔ)性和通用性并與專業(yè)技術(shù)相區(qū)別的技術(shù)。以目前開設(shè)的模塊來看，通用技術(shù)關(guān)注硬件，信息技術(shù)則關(guān)注軟件，二者之間缺少有效的關(guān)聯(lián)。

近幾年，以iPhone為代表的智能手機(jī)的流行，讓各類傳感器的應(yīng)用貼近了人們的生活。2010年的上海世博會，那些由互動媒體技術(shù)構(gòu)建的光怪陸離的奇幻世界，激發(fā)了青少年的好奇心和求知欲。這讓我疑惑：傳感器編程和互動媒體技術(shù)，應(yīng)該歸屬于信息技術(shù)還是通用技術(shù)？信息技術(shù)和通用技術(shù)為什么要分割？于是，我嘗試開發(fā)一門名為《互動媒體技術(shù)》的校本課程，橫跨軟件和硬件兩個領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注軟硬件技術(shù)的有機(jī)結(jié)合和綜合應(yīng)用，成為連結(jié)通用技術(shù)和信息技術(shù)兩門課程之間的橋梁。

課程的內(nèi)容及目標(biāo)

1. 課程內(nèi)容

“互動媒體”是“媒體”的一個數(shù)字化分支，是一種具有特殊信息傳播功能的媒介。互動媒體技術(shù)的核心內(nèi)容是傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、編程技術(shù)和通訊技術(shù)，涵蓋了機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)、自動控制、計算機(jī)和人工智能等領(lǐng)域?！痘用襟w技術(shù)》課程通過設(shè)計單片機(jī)控制電路，結(jié)合編程語言，參照科技展廳中的互動媒體作品，通過一系列的互動媒體實驗，指導(dǎo)學(xué)生把新奇創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實，從而培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)。

2. 課程目標(biāo)

（1）了解常見的傳感器和數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識，能正確連接傳感器、LED和電機(jī)等模塊；了解計算機(jī)串口、并口編程的原理及方法。

（2）通過完整地經(jīng)歷提出設(shè)想、規(guī)劃設(shè)計、制作與實施、調(diào)試與反饋等規(guī)范化設(shè)計過程，初步掌握綜合設(shè)計的方法和技術(shù)。

（3）感受新技術(shù)對人類社會的重要性，激發(fā)對技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)問題意識和設(shè)計思想，從而全面并富有個性地發(fā)展。

3.教學(xué)資源

正如景山學(xué)校吳俊杰老師所說：“編程技術(shù)和以傳感器為核心的控制技術(shù)門檻過高，難以在中學(xué)開展?！被用襟w技術(shù)正是因為其涉及多個領(lǐng)域，所以在中小學(xué)中很少有人開設(shè)相關(guān)的課程。為此，在編程語言方面，我選擇了圖形化編程平臺Scratch和S4A，只要拖曳積木圖標(biāo)，就可以制作出各種互動的作品，降低了編程技術(shù)門檻。而硬件平臺方面，我選擇了Arduino。由于Arduino源碼開放和價格低廉，通過淘寶網(wǎng)等途徑即可購買，因此降低硬件技術(shù)門檻和成本，讓中學(xué)生能在短時間內(nèi)理解互動媒體技術(shù)的原理，設(shè)計并完成一項互動媒體作品成為可能。

課程的實施

2011年開始，我實施了三輪《互動媒體技術(shù)》課程教學(xué)，共有60多名學(xué)生修習(xí)了這一課程。在三輪的課程實施過程中，課程方案幾經(jīng)修改，課程體系逐步完善，同時也積累了大量教學(xué)資源，課程日益成熟。目前，課程不僅擁有了一系列配套的支持軟件，還設(shè)計并購買了教學(xué)套件。該教學(xué)套件由Scratch傳感器板、Arduino Uno控制板、系列傳感器、LED燈和舵機(jī)等組成。

1. 教學(xué)案例

《互動媒體技術(shù)》課程是一門實踐性很強的課程，教學(xué)中要精講多練。我采用兩節(jié)課連上的方式，確保學(xué)生有足夠的、連續(xù)的動手實踐時間。教師不僅要加強學(xué)生對基本原理的學(xué)習(xí)，還要注意提高學(xué)生知識的廣度，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，突出綜合設(shè)計能力和動手實踐能力的培養(yǎng)。以《外界信息的獲取》一課為例，其教學(xué)流程如下：

教學(xué)環(huán)節(jié)一：復(fù)習(xí)導(dǎo)入

教師演示一個簡單的互動作品，學(xué)生討論其不足之處和解決方案，得出Scratch傳感器板支持的傳感器類型太少的結(jié)論，從而引出S4A和Arduino。

教學(xué)環(huán)節(jié)二：教學(xué)新課

認(rèn)識S4A和Arduino，介紹S4A和Arduino的安裝以及常見傳感器類型和接口。教師演示傳感器和Arduino的連接，以及在S4A中顯示傳感器的數(shù)值。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：技術(shù)試驗

學(xué)生安裝S4A和Arduino驅(qū)動，正確連接傳感器，并在S4A上成功顯示傳感器數(shù)值，然后選擇學(xué)習(xí)套件中的2～3個傳感器，分別研究它們在不同狀態(tài)時的數(shù)值變化，然后選擇其中一個傳感器的試驗結(jié)果填寫試驗報告單。

教學(xué)環(huán)節(jié)四：作品創(chuàng)作

教師演示溫度測量儀的編寫，重點介紹如何將傳感器信息存儲在變量中，并演示將傳感器信息可視化的思路。然后學(xué)生任選套件中的一個傳感器進(jìn)行程序編寫，利用傳感器返回的數(shù)值，讓傳感器的數(shù)值可視化、形象化。

教學(xué)環(huán)節(jié)五：反饋和提升

教師選擇1～2個學(xué)生作品，展示并進(jìn)行評價。然后提問：數(shù)字傳感器能不能接到模擬接口？同樣，模擬傳感器能不能接到數(shù)字接口？讓學(xué)生開展討論。

教學(xué)環(huán)節(jié)六：總結(jié)和作業(yè)

通過網(wǎng)絡(luò)，了解Arduino支持的傳感器類型，了解這些傳感器的適用范圍以及淘寶網(wǎng)上的價格。

2.學(xué)生作品

《互動媒體技術(shù)》課程主要采用作品評價法。課程分為9個專題，每個專題都要完成一個小作品，最終要完成一個互動作品的設(shè)計。在教學(xué)中，教師主要工作是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何去設(shè)計一個有創(chuàng)意的互動媒體作品，在設(shè)計的過程中不斷學(xué)習(xí)，不斷完善作品。學(xué)生可以模仿一些展覽館中的互動媒體作品，以低成本的方式呈現(xiàn)出來。

學(xué)生的創(chuàng)意是無窮無盡的：有的用紅外距離傳感器實現(xiàn)虛擬翻書效果；有的用震動傳感器制作地動儀；也有人用壓電陶瓷傳感器制作電子爵士鼓。其中，一位新疆的學(xué)生根據(jù)濕度、溫度、雨點等傳感器得到外界環(huán)境信息，然后根據(jù)信息顯示不同的風(fēng)景畫，并讓風(fēng)景畫中的湖面出現(xiàn)波紋，非常有趣。各種傳感器的應(yīng)用讓學(xué)生的創(chuàng)意飛揚。目前已經(jīng)有10多項學(xué)生作品在市青少年科技創(chuàng)意設(shè)計大賽和青少年科技創(chuàng)新大賽中獲獎，9項作品被相關(guān)部門推薦申報國家專利。很多學(xué)生在課程結(jié)束后仍和我保持聯(lián)系，繼續(xù)完善其作品或者分享他們的新想法。

反思與啟示

《互動媒體技術(shù)》課程已經(jīng)實施了一年。從選課情況上看，課程深受學(xué)生歡迎，在所有的選修課程中，都是最早“爆滿”。從教學(xué)效果看，學(xué)生設(shè)計制作的作品新奇有趣。這些都讓我進(jìn)一步認(rèn)識到，在中小學(xué)中開設(shè)類似課程是非常有必要的。

1. 是探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的途徑

綜合就是創(chuàng)新。因為互動媒體技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性的科學(xué)技術(shù)。它涉及自動控制、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器、人工智能、微電子技術(shù)和機(jī)械工程等多個學(xué)科領(lǐng)域。北京航空航天大學(xué)宗光華教授認(rèn)為：“只有基于項目的工程課程，才可以塑造多學(xué)科知識交叉和綜合運用環(huán)境，將零碎知識與機(jī)械過程提升為探究世界各側(cè)面相互聯(lián)系的過程?！?/p>

信息時代，無論是高素質(zhì)勞動者、專門人才，還是拔尖創(chuàng)新人才，技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維都是不可或缺的基本要素?；用襟w技術(shù)引入到中小學(xué)教學(xué)活動，有利于培養(yǎng)青少年從小對科技產(chǎn)生積極興趣，并激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識，而Scratch和Arduino大大降低了技術(shù)門檻，使中小學(xué)的學(xué)生實現(xiàn)“有技術(shù)含量的創(chuàng)新”成為可能。

2. 可納入中小學(xué)信息技術(shù)教育內(nèi)容

目前，中小學(xué)的信息技術(shù)課程主要關(guān)注文本處理、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方面，技術(shù)上仍停留在非常初級的階段。將《互動媒體技術(shù)》中的傳感器編程、智能控制等技術(shù)納入信息技術(shù)課程，可以進(jìn)一步拓展信息技術(shù)課程的寬度和深度，使青少年對于信息技術(shù)有了科學(xué)的認(rèn)識和較為完整的理解。Scratch和S4A雖然是圖形化編程軟件，但互動功能十分強大。利用S4A和Arduino，學(xué)生能理解互動的原理，并搭建出互動媒體作品的模型，甚至可以學(xué)習(xí)智能手機(jī)、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)這些高新技術(shù)的知識，使課程和時展接軌，讓學(xué)生感覺技術(shù)不再神秘，從而產(chǎn)生興趣。

3. 是承載STEM教育的平臺

“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育”（STEM education）是近期美國教育的熱點，如何在基礎(chǔ)教育中實施STEM教育，已經(jīng)逐漸引起我國教育專家的關(guān)注。STEM素養(yǎng)是一個多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，強調(diào)把學(xué)生學(xué)習(xí)到的零碎知識與機(jī)械過程轉(zhuǎn)變成一個探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。一個STEM課堂的特點就是，在“雜亂無章”的學(xué)習(xí)情境中強調(diào)學(xué)生的設(shè)計能力、批判性思維能力和問題解決能力。這種復(fù)雜的學(xué)習(xí)情境包含了多種學(xué)科，其問題可能涉及納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)和天體生物學(xué)等學(xué)科知識，強調(diào)綜合技術(shù)的應(yīng)用?！痘用襟w技術(shù)》課程以項目的形式，引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用技術(shù)，涵蓋了多個課程領(lǐng)域，是一個很好的承載STEM教育的平臺。我深信，隨著《互動媒體技術(shù)》課程的普及，對學(xué)生STEM素養(yǎng)的提升將起到很好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；實訓(xùn)；教育教學(xué)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的教學(xué)手段不斷涌現(xiàn)，繼多媒體技術(shù)之后，教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域又出現(xiàn)一種新型教學(xué)媒體，它就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近幾年來國內(nèi)外科技界關(guān)注的一個熱點，它的興起，為人機(jī)交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域，為各類工程的大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。

目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)學(xué)實習(xí)、軍事訓(xùn)練、建筑設(shè)計、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域。以計算機(jī)仿真和數(shù)控加工技術(shù)為基礎(chǔ)，利用計算機(jī)來模仿真實的數(shù)控設(shè)備工作環(huán)境，形成了虛擬數(shù)控技術(shù)，如將其應(yīng)用于實訓(xùn)教學(xué)上，必將對整個教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

1. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，簡單地說，就是借助于計算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，實現(xiàn)一種人們可以通過視、聽、觸、嗅等手段所感受到的虛擬幻境。虛擬現(xiàn)實作為一項尖端科技，它集成了計算機(jī)圖形技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，由計算機(jī)圖形構(gòu)成三維數(shù)字模型，并編制到計算機(jī)中去生成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺的綜合可感知的人工環(huán)境，提供給人們通過計算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。虛擬現(xiàn)實的最大特點是用戶可以用自然方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互操作，改變了過去人類除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效地擴(kuò)展了人們的認(rèn)知手段和領(lǐng)域。

2. 我校虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2008年完成基于VR(虛擬現(xiàn)實技術(shù))的汽車發(fā)動機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。2009年完成基于VR(虛擬現(xiàn)實技術(shù))的精雕數(shù)控機(jī)床模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)目前已應(yīng)用到實際教學(xué)當(dāng)中。極大地提高了專業(yè)課的教學(xué)效果，受到了師生的一致好評。

3. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育教學(xué)中的現(xiàn)實意義

3.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)開創(chuàng)了全新的學(xué)習(xí)場景――徹底打破空間、時間的限制

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破空間的限制，學(xué)生可以進(jìn)入物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察，如學(xué)生可以進(jìn)入虛擬的分子、原子、航天工作站等內(nèi)部，考察物體內(nèi)部的工作情況。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。虛擬制造技術(shù)還可以應(yīng)用計算機(jī)、交互外設(shè)及軟件來構(gòu)建一個虛擬的生產(chǎn)環(huán)境，使學(xué)生能如同在制造現(xiàn)場一樣，與熒屏上出現(xiàn)的制造過程進(jìn)行自由交流?；诰W(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供了全新的學(xué)習(xí)場景，構(gòu)造出開放性的教學(xué)環(huán)境。

3.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了嶄新的教學(xué)手段――構(gòu)建實物虛化、虛物實化的方法

通過虛擬現(xiàn)實、多媒體、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可在課堂和實驗室中展現(xiàn)在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中無法實現(xiàn)的教學(xué)過程。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬和虛物實化，通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以進(jìn)行實物虛化，虛擬各種人物，創(chuàng)建虛擬課堂，在虛擬的課堂氣氛中，學(xué)生可以與虛擬的教師、學(xué)生一起交流討論，開展啟發(fā)式教學(xué)。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還可以使學(xué)生通過在虛擬場景的身臨其境和自主控制的人機(jī)交互，由視、聽、觸、覺獲取外界的反應(yīng)，通過學(xué)生自我組織，制定并執(zhí)行學(xué)習(xí)計劃，進(jìn)行自我評價，開展適應(yīng)式學(xué)習(xí)。還可通過小組或團(tuán)隊的形式，組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，成員間共享成果，開展協(xié)作式教學(xué)。

3.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)變革了傳統(tǒng)實訓(xùn)方式

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，突破傳統(tǒng)實訓(xùn)室的限制，使每一位學(xué)習(xí)者都可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)特點，在自己方便的時間通過計算機(jī)自由地選擇適合的學(xué)習(xí)訓(xùn)練內(nèi)容，按照適合于自己的方式和速度進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種探索性的學(xué)習(xí)，模擬訓(xùn)練有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)習(xí)者在具體情境中通過主動的探索獲得知識，從而提高學(xué)習(xí)者的動力。虛擬實訓(xùn)環(huán)境大大增加了實訓(xùn)時間和內(nèi)容，減少了實際實訓(xùn)的耗材及實訓(xùn)環(huán)節(jié)中的危險性。

3.4虛擬現(xiàn)實技術(shù)豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可豐富教學(xué)內(nèi)容，將實驗、實訓(xùn)等技能訓(xùn)練搬到課堂中進(jìn)行，由于這些虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還可恰如其分地演示一些復(fù)雜的、抽象的、不宜直接觀察的自然過程和現(xiàn)象，全方位、多角度地展示教學(xué)內(nèi)容。利用計算機(jī)多媒體技術(shù)，制作各種仿真課件，創(chuàng)設(shè)所需要的某種虛擬情景，讓學(xué)生進(jìn)行模擬實驗，從而極大豐富課堂的教學(xué)內(nèi)容。

3.5虛擬現(xiàn)實技術(shù)節(jié)約了有限的教育成本――開展虛擬實驗、進(jìn)行虛擬生產(chǎn)

虛擬各種實驗設(shè)備、實訓(xùn)環(huán)境和操作過程，使大多數(shù)課程可以在虛擬實驗室中進(jìn)行，大多數(shù)的技能可以在虛擬實訓(xùn)車間中進(jìn)行訓(xùn)練，從而不必購置昂貴的實驗實訓(xùn)設(shè)備?？梢栽诠?jié)約大量昂貴的儀器設(shè)備費用的前提下，解決在教學(xué)中，因為實驗設(shè)備、實驗場地、教學(xué)經(jīng)費等方面的原因而無法進(jìn)行的教學(xué)實驗，虛擬訓(xùn)練又可避免實驗實訓(xùn)設(shè)備的損壞、訓(xùn)練材料的消耗等問題，從而有效節(jié)約教育成本。

4. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育應(yīng)用中存在的問題及展望

可以預(yù)測，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將日益廣泛地應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域。但目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)還存在一定的問題，主要表現(xiàn)在：

4.1虛擬環(huán)境與真實生產(chǎn)的差異

學(xué)生在虛擬的環(huán)境中學(xué)習(xí)，與在真實的生產(chǎn)中訓(xùn)練畢竟不同，因為如果僅考慮交互的真實性，那么無論如何身臨其境，真正動手操作機(jī)器的效果要強于任何媒體教學(xué)。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不能完全代替具體真實的操作，它只能在一定程度上代替某些實驗，而不能完全代替實踐教學(xué)，尤其不能代替有創(chuàng)造性目的的試驗。

4.2虛擬現(xiàn)實的效果還有待加強

虛擬現(xiàn)實的表示側(cè)重于幾何表示，缺乏逼真的物理、行為模型，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在感知方面，視覺合成研究的較多，聽覺、觸覺關(guān)注較少，真實性與實時性不足，其虛擬的效果還需要進(jìn)一步加強。

4.3硬件環(huán)境還有待提高

與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)的設(shè)備普遍存在使用不方便，效果不佳等情況，難以達(dá)到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所需的要求，如中心計算機(jī)的處理速度還不足于滿足在虛擬世界中巨大數(shù)據(jù)量處理實時性的需要，對數(shù)據(jù)存儲能力也不足，基于嗅覺、味覺的設(shè)備還沒有成熟及商品化。硬件設(shè)備品種有待進(jìn)一步擴(kuò)展。

4.4實現(xiàn)成本問題還有待降低

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備價格也比較昂貴，且這些設(shè)備局限性很大，需要進(jìn)一步發(fā)展其結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)，使其輕巧化和降低成本，才能更有利于推廣應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，目前已引起教育界的極大關(guān)注。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實的硬件與軟件成本的逐漸降低，這種新的教學(xué)媒體必將廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)中，最終在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中發(fā)揮其重要作用。

參考文獻(xiàn)：