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当前,世界已全面进入以大数据共享、信息爆炸为特点的互联网信息时代。富有智能化和人性化的计算机网络技术服务成为了人们青睐和关注的焦点。人工智能作为互联网信息时代凝聚高端技术的超值网络服务,在增强互联网安全性、提高网络操作自动化等方面意义重大。现阶段,已有更多行业领域的用户在应用人工智能,体验这一技术所带来的新生活。
1 人工智能简述
人工智能,即Artificial Intelligence,是现代社会特有的综合类前沿学科,交叉云集了计算机、网络技术、控制方法论、信息论、神经生物学、语言学等多学科知识,主要用来研究机器在思考、学习、规划等行为的拟人态进化,使之解决问题的能力大幅提升。人工智能发展至今已有超过60载岁月,其成就在整个历程中熠熠生辉,代表着人类文明的不断发展与超越。人工智能经历了三个阶段的发展变革:第一阶段是以人工智能驱动机器设备,代替或辅助人类思考并解答难题;第二阶段是研发智能机器人,处理不同系统及环境信息的交互工作,如不确定性信息的处理工作;第三阶段的代表成果就是数据挖掘系统,可实现海量模糊信息采集与分析,可视化技术发展迅猛,计算机具有自主学习能力。
2 人工智能的应用领域代表成就
任何一项技术的创新与发展,都源于人类开展生产生活的实际需求,人工智能技术的研究也不例外,发展至今已经为解决不同领域的实际需求提供了众多技术应用。目前,人工智能在下列应用领域中取得了代表性成就:
2.1 专家系统
专家系统,其实是由庞大的程序组编写完成的数据系统,广泛积累不同专业的知识经验,这些知识均可事先归纳分析,可按具体模式表示,从而帮助用户凭借领域专家的固有知识进行推理解决问题。专家系统可系统化分析输入信息并结合已有知识体系进行全面推理,提出建O性的决策建议,相当于发挥行业专家的作用。
2.2 数据库智能检索
人工智能想要做到全面模拟人类思维和动作,需要建设强大的数据库资源,便于及时开展智能检索。数据库基于计算机软件开展,存储了海量专业学科知识,也称之为知识库系统,一旦有用户需要查阅解决该学科的专业问题,都可通过智能检索功能实现快速精准地检索。
2.3 程序自动设计
自动化的程序设计就是借助更高规格高标准的程序设计系统来完成指定功能的程序设计,该系统需要用户输入所设计程序的需求目标,并对整个流程和架构有更为高级的描述,系统就能自动组织对应程序完成设计。高度自动化的程序设计编写方式,也展现了人工智能系统的思考、学习、修正自身缺陷的拟人态功能。
2.4 目标模式识别
模式识别,顾名思义正是为识别不同物体的特征是否匹配目标对象而具备的功能。现代计算机加强了模式识别系统功能,能够提高机器对外界信息的感知能力,不断接受外界信息,对所处环境的特征进行识别,加强概念理解。当前,目标模式识别已由二维向三维层面升级,为研究智能机器人提供了坚实的基础。
当然,人工智能的应用领域远不止上述这些,还在机器学习、机器视觉图像处理(machine vision)、自然语言理解(Natural Language Understanding)、自然信息博弈论等方面发挥着重要的作用。
3 不同行业的人工智能技术应用实例
目前,众多企业为求发展,与内部运营管理中加强了人工智能的应用,聚力解决各项问题,为企业赢得了经济效益,推动着社会发展。
3.1 企业管理应用
将人工智能应用于企业管理中,需要人的智能和人工智能之间的辩证关系,灵活运用工智能应用平台加强对企业内部各项管理智能软件的开发工作,借助灵活的人工智能技术帮助企业实施科学决策。
3.2 水利管理应用
人工智能能够在水情控制与洪灾预报中发挥作用。如可使用人工神经网络和遗传算法等技术,模拟汛期的最大洪峰与洪水总量,研究更有针对性的抗洪模型,提高了洪灾预报精度和汛期准度,有效发挥防洪降灾、拦洪储水的重要作用。同时,人工智能还能够分析大江大河的复杂地质与环境系统,对治理河流起到良好的辅助作用。
3.3 建筑行业应用
目前,建筑行业的用地规划、给排水工程、暖通空调工程、施工管理等内容都在应用人工智能。已有企业基于神经网络算法发明了结构节点探伤法,可查探建筑结构损伤度;也可在市政工程建设中不断强化正反向混合推理的理论思想,查明城市污水处理管网故障;可构建用于分析建筑工程性能效益的系统,加强建设项目性能效益预测和实际效益分析。
3.4 机械行业应用
人工智能同样成为互联网时代下的机械行业技术中的重头戏。如:人们利用人工神经网络算法,设计出土方工程的机械调度的优化方案;多个工程都可搭建含多目标的寻优函数模型。许多大型机械装置,都配置了人工智能操作平台,可提高安全风险监控水平,增强机械操作自动化,进一步优化生产效率。
3.5 商品销售预测应用
人工智能的各种函数模型或优化算法,可在商品销售金额的预测中发挥巨大作用。如:在计算机中输入不同商品某一时间段的销售额,形成非线性系统进行分析,评估各种影响因素。采用人工神经网络,不断放大自分布处理、自组织学习、自适应与自容错等特性,体现强大的预测功能。
当然,人工智能还广泛应用到电子网络技术应用、企业财务管理、航班信息查询、教学服务、心理咨询公路建设、焊接制造、等众多方面,为更多企业带来可观的经济效益。
4 结束语
互联网信息时代的人工智能应用,将会随着科技力量的不断壮大而实现更多的应用。人们应该高度重视人工智能理论与技术的探究,从而更好地为全人类服务。
参考文献
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作者简介
中图分类号:TP18
文献标识码:A
一、人工智能技术的发展及其影响
人工智能技术研究开始于20世纪50年代中期,距今仅有60年的发展历程,但是其迅猛的发展速度,广泛的研究领域以及对人类产生的深远影响等令人惊叹。调查显示,77.45%的人认为现实生活中人工智能技术的影响较大,并且86.27%的人认为人工智能技术的发展对人类的影响利大于弊;认为人工智能技术对人类生活影响很小且弊大于利的人权占很小一部分。人工智能技术的发展和应用直接关系到人类社会生活,并且发挥着重要的作用。人工智能技术的发展方向和领域等由人类掌控着,所以人类应该尽可能地把人工智能技术的弊处降到最低以便更好地为人类造福。2016年3月份,围棋人工智能AlphaGo与韩国棋手李世h对弈,最终比分4∶1,人类惨败。4月份,中国科学技术大学正式了一款名为“佳佳”的机器人,据了解,机器人“佳佳”初步具备了人机对话理解、面部微表情、口型及躯体动作匹配、大范围动态环境自主定位导航和云服务等功能。而在这次正式亮相之前,“佳佳”就担纲主持了2016“首届全球华人机器人春晚”和“谁是棋王”半Q赛。人工智能技术确实给人类带来了诸多的便利,给人类生产生活带来便利;但是,人工智能技术的快速发展超乎人类的预测,引起了人类的恐慌和担忧。百度CEO李彦宏称,人工智能是“披着羊皮的狼”。毋庸置疑,科学技术是一把双刃剑,当人类醉心于科学技术所带来的福利中时,更应当注意其带来的负面作用。人类发明和创造科学技术最终是为了造福人类,而非受到科技的异化。
随着科技的发展,人工智能技术越来越成熟,在此整体趋势之下,不同的人群对人工智能技术的不断成熟与应用有着不同的看法。调查结果显示,在关于机器人会不会拥有人类的思维甚至超过人类的问题方面,27.45%的人认为机器人会拥有人类的思维和超过人类;而56.86%的人认为机器人不会拥有人类的思维和超过人类,小部分人对此不是很清楚。由于受到人工智能技术迅猛发展的冲击,如机器人保姆、AlphaGo围棋等智能产品对人类发展带来的威胁,一部分人仍然对人工智能技术的发展担忧甚至认为终有一天机器人将代替人类、征服人类、控制人类。但是,大部分的人在机器人是否能够超过人类方面,保持乐观积极的态度,认为机器人永远不会拥有人类的思维并且超越人类,因为人类是技术的主导者,人类掌握着技术的发展方向,技术终究是为了人类服务。这一看法肯定了人类的无止境的创新,然而,在人类醉心于技术创新的同时,应意识到某些创新确实超出了人类的预料,如AlphaGo与李世h围棋人机大战就是人类在技术面前失败的惨痛教训。因此,面对科技对人类的异化,人类要时刻保持警惕,适时地总结“技术异化”的缘由和解决对策。
二、人工智能技术发展面临的问题及其原因
随着技术的革新,人工智能技术的应用越来越广泛,与人们的日常生活联系也愈加密切。从智能手机的普及到自动驾驶汽车的研制成功,再到生产、建设、医疗等领域人工智能技术的应用,都表明了人工智能技术正悄无声息地改变着我们生活方式。诚然,人工智能技术使我们的生活更加丰富多彩,给我们带来了极大便利,但与此同时,人工智能技术也给社会带来了一系列不可忽视的问题:人工智能技术在社会生产领域的应用对劳动市场造成冲击;人工智能系统在收集、统计用户数据过程中个人隐私及信息安全方面的隐患;人类对人工智能产品的依赖引发的身心健康问题;人工智能引起的责任认定问题等。斯蒂芬・霍金在接受BBC采访时表示,“制造能够思考的机器无疑是对人类自身存在的巨大威胁。当人工智能发展完全,就是人类的末日。”表示同样担忧的还有特斯拉的创始人马斯克,他曾直言,“借助人工智能,我们将召唤出恶魔。在所有的故事里出现的拿着五芒星和圣水的家伙都确信他能够控制住恶魔,但事实上根本不行。”不可否认,人工智能技术是把双刃剑,有利亦有弊,争议从来就没有停止过,而最不容忽视的莫过于人工智能技术引发的一系列伦理困境,关于人工智能的伦理问题成了重中之重。
调查发现,47.55%的人认为人工智能所引发的伦理问题是因为人性的思考,占比较大;而22.55%的人认为是由于人们价值观念的改变;29.9%的人认为是利益分化与失衡以及一些其他的原因导致的。由此可以看出导致人工智能伦理困境的原因是多方面的。主要总结为以下几个方面。
第一,从技术层面来看,人工智能技术在现阶段仍然有很大的局限性。人工智能是对人脑的模仿,但人脑和机器还是存在本质区别的,人脑胜于人工智能的地方,就是具有逻辑思维、概念的抽象、辩证思维和形象思维。人工智能虽能进行大量的模仿,但由于不具备形象思维和逻辑思维,仅能放大人的悟性活动中的演绎方法,不可能真正具有智能,这决定了机器不能进行学习、思维、创造。此外,智能机器人也不具备情感智能,它们根本无法去判断自己行为的对错,也无法自动停止自己的某项行为,所以如果人工智能技术一旦被不法分子利用,后果不堪设想。可见,由于人工智能自身技术上的局限性导致的伦理问题已经影响到其未来发展。
第二,从规制层面来看,伦理规制的缺失和监督管理制度的不完善是导致伦理问题产生的重要原因。科技的发展目标是为人类谋求幸福,但我们必须认识到,无论是在科技的应用还是发展过程中总是存在一些难以控制的因素,倘若没有相应的伦理原则和伦理规制加以约束,后果难以想象。在目前人工智能领域,缺乏一套成体系的关于人工智能技术产品的从设计、研究、验收到投入使用的监督管理方案,也没有一个国际公认的权威性的规范及引导人工智能技术的发展及运用的组织或机构。现有的监督体制远远滞后于人工智能技术的发展速度,无法匹配技术发展的需要。缺乏相关监管制度的约束,人工智能技术就不可避免会被滥用,从而危害社会。
第三,从社会层面来看,公众对人工智能技术的误解也是原因之一。人工智能作为一门发展迅猛的新兴学科,属于人类研究领域的前沿。公众对人工智能技术的了解十分有限,调查显示,对人工智能技术只是了解水平较低的人较多,占62.75%,以致部分人在对人工智能技术没有真实了解的情况下,在接触到人工智能技术的负面新闻后就夸大其词,人云亦云,最终导致群众的恐慌心理,从而使得更多不了解人工智能技术的人开始害怕甚至排斥人工智能技术。我们必须清楚,人工智能是人脑的产物,虽然机器在某些领域会战胜人,但它们不具备主观能动性和创造思维,也不具备面对未知环境的反应能力,综合能力上,人工智能是无法超越人脑智能的。在李世h对弈AlphaGo的旷世之战中,尽管人工智能赢了棋,但人类赢得了未来。
三、人工智能技术的发展转向
人工智能技术的发展已经深入到人类社会生活的方方面面,其最终发展目标是为人类服务。但是,科学技术是把双刃剑,它在造福人类的同时,不可避免地会给人类带来灾难,因此,人类应该趋利避害,使人工智能和科学技术最大化地为人类服务。这就要求人类必须从主客体两个角度出发,为人工智能技术的健康发展找出路。
1.技术层面
(1)加强各个国家人工智能的对话交流与合作。人工智能自20世纪50年代被提出以来,尤其是近六十年来发展迅速,取得了许多丰硕的成果。如Deep Blue在国际象棋中击败了Garry Kasparov; Watson 战胜了Jeopardy的常胜冠军;AlphaGo 打败了顶尖围棋棋手李世h。从表面上看,人工智能取得了很大的进步,但深究这些人工智能战胜人类的案例,我们发现这些成功都是有限的,这些机器人的智能范围狭窄。造成这一现象的很大一部分原因就在于国际间人工智能技术的对话交流与合作还不够积极,所以加强各个国家人工智能的对话和交流迫在眉睫,同时也势在必行。
(2)跨学科交流,摆脱单一学科的局限性。从事人工智能这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学和哲学。历史的经验告诉我们,一项科学要想走得长远就必须有正确的意识形态领域的指导思想的介入。在人工智能这项技术中,有些科学家们可能只关注经济利益而没有引进相应的伦理评价体系,最终使得技术预测不到位,没有哲学的介入,等真正出现问题时就晚了。所以要加强科学家与哲学家的沟通交流,令科学家能更多地思考伦理问题,提高哲学素养,在人工智能技术中融入更多的哲学思想,保证人工智能技术能朝着正确、健康方向发展。
(3)人工智能技术的发展,要与生态文明观相结合。在人工智能技术发展中,要注入更多的生态思想,这关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。在人工智能发展中,若是产生资源过度消耗、环境破坏、生态污染等全球性的环境问题时,人类必须制止并进行调整。人工智能技术要想发展得更好,前景更加明亮,前途更为平坦,就必须保持与生态文明观一致,与人类自身利益一致,为人类造福。
2.人类自身层面
(1)增强科学家道德责任感。科学技术本身并没有善恶性,而研发的科学家或是使用者有善恶性。人工智能将向何处发展,往往与研发人工智能的科学家息息相关。科学家应打破“个体化原理”,要融入社会中去,关注社会道德伦理问题,承担起道德责任,为自己、他人、社会负责,多去思考自己研发的技术可能带来的后果,并尽可能去避免,多多进行思考,严格履行科学家的道德责任。
(2)提高公众文化素养。调查发现,对人工智能技术了解水平较低的人较多,占62.75%;而非常了解的人较少,占4.41%;另外,对人工智能技术了解的人占21.08%,不了解的人占11.76%。由此可以看出,大部分的人对人工智能技术都能有所了解,但都不是很深入,而且仍有部分人对人工智能技术丝毫不了解,所以,人工智能技术对于个体的影响是比较微小的,其发展还没有深入到个人的日常生活中。特别是在一些关于人工智能的科幻电影的渲染,可能使那些对于人工智能技术并不了解或是一知半解的人产生偏见。在日常生活中,人工智能给人类带来了极大的便利。通过提高公众的文化素养,使公众正确认识人工智能技术,将是缓解甚至是解决人工智能技术某些伦理问题的重要途径之一。
(3)加大监督力度。人类需要通过建立一个完善的监督系统引导人工智能技术的发展。对于每项新的人工智能技术产品从产生到使用的各个环节,都要做好监督工作,以此来减少人工智能技术的负面影响,缓解甚至减少人工智能技术的伦理问题。
3.道德法律用
(1)通过立法规范人工智能技术的发展。调查发现,90.69%的人认为有必要对人工智能技术所引发的科技伦理问题实行法治,由此可以看出,要想保证科技的良好健康发展,必须要建立健全相关法律条例。然而我国在这一方面的法律还存在很大的漏洞,相关法律条文滞后于人工智能的发展,并未颁布一套完整的关于人工智能的法律体系。没有规矩不成方圆,在人工智能领域亦是如此。我们都无法预测将来人工智能将发展到何种地步,这时就需要人类预先加以适当的限制,利用法律法规加以正确引导,使其朝安全、为人类造福的方向发展。
(2)构建人工智能技术伦理准则并确立最高发展原则。要构建以为人类造福为最终目的的伦理准则。人工智能技术的伦理问题已经给人类造成了很多负面影响,而要防止其带来更多负面影响,构建合适的人工智能技术伦理准则势在必行。
此外,要确立以人为本的最高发展原则 。一切科学技术的发展都应把人的发展作为出发点。人工智能的发展也是如此,要将以人为本、为人类服务为出发点,并作为最高发展原则。
四、结语
科学技术是把双刃剑,人类只有消除人工智能技术的潜在威胁,发挥人工智能技术最大化效用,避免伦理困境重演,才能实现人机交互的良性发展,实现人工智能与人类的良性互动。
参考文献:
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4MAT系统模式又称为自然学习模式,它是由美国“学习公司”总裁麦卡锡博士在1979年创立的一个新型有效的学习框架。该模式将学习风格与脑科学研究结合起来,并根据人们感知和处理信息的方式,形成一种独特的、顺应个性学习需求的教学模式。图1为学习者以4MAT学习的一个简单实例。
第一阶段,Johnny看到他的哥哥们是骑自行车去学校。他注意看他们是怎样骑自行车的,骑自行车看上去很容易;第二阶段,他请他的哥哥们(骑自行车的专家)展示他是怎样骑自行车的;第三阶段,Johnny骑上自行车,并尝试骑行,他发现骑自行车并不像看上去那么容易;第四阶段,他调整了自己,回过来再次尝试骑自行车。在上述学习过程中,学习者的大脑经历观察反映、抽象假设、行动试验、形成具体经验四个阶段,即4MAT模式的四个象限,整个学习过程组成一个循环圆圈。
4MAT模式以关注学习者为出发点,结合左右脑的不同特点,将教学分解为八个环节(如图2所示),可较好地为学习者提供有意义的学习内容,学生有足够的练习机会,且可“灵活调整”学习内容,并在这一过程中发掘所学在生活中的应用价值。高中信息技术课程内容大致可分为“动手做、如何做、为何做及做了何”四个方面,与4MAT模式四个象限的特点较切合。现以高中信息技术必修模块中“信息的加工与表达――用智能工具处理信息”为主题,进行4MAT模式教学环节设计。
1.本课时教学目标。人工智能研究处于信息技术发展的前沿,它的研究、应用和发展在一定程度上决定着计算机技术的发展方向。高中人工智能课程目标的基本点定位在了解和体验上,让学生了解信息技术发展的前沿,体验若干典型人工智能技术的应用,感受人工智能对学习和生活的影响,激发对信息技术未来的追求。
2.本课时教学任务。《信息加工与表达》课程标准对应要求:通过部分智能信息处理工具软件的使用,体验其基本工作过程,了解其实际应用价值。通过课堂讨论、观看媒体资料、网络搜索、操作实践、学习教材等手段,学生能够:①了解人工智能技术的含义及智能工具的应用范围;②列举人工智能技术在社会、生活中的应用实例;③按功能对常见的智能应用进行分类;④在操作实践活动中,了解智能工具的基本工作原理及其应用价值;⑤树立辩证思想,客观看待人工智能技术对社会的影响,培养正确的信息技术运用观。
3.本课时教学内容:①人工智能、模式识别、自然语言理解、机器翻译;②智能工具的应用范围;③常见智能工具的操作(“小灵鼠”软件、OCR软件、在线翻译软件、机器人小I等);④人工智能对人类生活、社会的影响及存在问题。
4.本课时教学安排见图3。
①联系,即让学习者将学习内容与相关生活经验建立联系。设计活动来表明人工智能就在我们身边以及它与信息技术学科前沿研究的联系。活动内容:以小组为单位研讨我们身边的人工智能应用例子。通过讨论,说明人工智能对人类生活、社会的影响。这个讨论有助于让学生将身边的经验与学习内容联系起来。教师提供自主学习资源网站,引导并帮助学生联系各人的经历了解人工智能的应用范围;通过让学生观看相关应用视频,让他们获得直观的感性认识。
②注意,即让学生注意个人体验以及与其他同学的经验分享。分析经验,小组讨论并将经验绘制成图表。分小组分享经验并用概念图示描述人工智能的含义。
③想象,即在向学生传授呈现概念时,让学生先将自己的理解描述出来。整合经验:在学习日记中描述人工智能对你及社会生活环境的影响。每个学生要在自己的日志中说明某一人工智能应用如何对个人生活和环境造成影响。
④告知,即由教师告知内行知识,学生接受内容并进行研究。学习内容:教师通过演示文稿介绍图灵测试及人工智能小故事,帮助学生了解人工智能含义。教师带领全班学生利用前面活动中获得的信息,创建人工智能思维导图,其中要包括人工智能含义、应用领域及它对人类社会产生的正面及负面影响。学生通过看视频、听讲、课堂讨论及小组研究等学习形式学习新知识。思维导图会逐渐发展为一个动态的图示。学生可随时添加其他信息和实例。比如,随着对人工智能技术的深入了解,其他内容也可以被添加到思维导图中,在不断形成的过程中,学生将学会如何有条理地收集信息。
⑤练习,即让学生通过练习来学习,以达到对知识、技能的熟练掌握。实践拼接活动:以“它”怎样看、“它”如何懂两组活动,制作设计新的思维导图。归纳智能工具的工作原理和存在的不足。各小组通过实践操作智能工具,分享有关知识和体验,以思维导图的形式描述模式识别及自然语言理解的工作原理并提出技术改进建议。教师在整个过程中对学生的表现给予反馈和建议。
⑥延伸,即是学生创新的开始,学生对所学的灵活调整,迁移运用。设计“人工智能会取代人类吗”游戏中要用的问题。在课堂内外以学习小组的形式开展活动收集更多信息。每个小组根据他们了解的情况设计10个问题,在“人工智能会取代人类吗”游戏中使用。比如,未来你心中的人工智能是什么样、机器人具有真正的智能吗、未来的智能工具将具备怎样的功能,等等。
⑦提炼,即学生进行自我适应、调整、修改和评价其学习是否适当。学生复习课堂记录、个人日志、实践体验、互联网上学习到的内容等,小组完成研究报告,为最后阶段做准备。
⑧展现,即让学生表现自己。帮助学生将所学与更广泛的知识联系起来。设计一个总结主要观点的演示文稿(用例子和视觉画面对人工智能应用作出说明)。为学校设计一个普及人工智能知识的网站。撰写一份“智能工具应用启示”的研究的可行性报告,并设计完成一个未来智能工具或提出一个智能应用的想法。
基于Feden-Vogel教学模式的案例设计
普莱斯顿・D・费德恩,罗伯特・M・沃格尔结合信息加工论,在4MAT系统及教师实践经验的基础上,提出了Feden-Vogel教学设计模式。该模式包含三个不同的工具:计划组织图、教学计划模板、教案格式。其教学分五个步骤进行设计:步骤一,引起学生注意并激活先前知识;步骤二,教授陈述性知识,不仅包含课时内容,还应涉及一些核心概念等;步骤三,给学生提供足够的时间和实践机会,形成程序性知识;步骤四,让学生运用所学知识解决不同问题,帮助他们以新的或不同的方式运用所学;步骤五,结束当前教学并启发学生关注知识和连续性,过渡到下一教学主题。在Feden-Vogel模式中,是从步骤二开始教学设计(即在课程目标与学习标准中让学生学习的陈述性知识),教学实施从步骤一开始。现仍以高中信息技术必修模块中“信息加工与表达”为主题,进行Feden-Vogel模式教学设计,课时教学目标与上例同。
1.《用智能工具处理信息》Feden-Vogel计划组织图(见图4)。
2.《用智能工具处理信息》Feden-Vogel教学五步骤设计。
步骤一,呈现先行组织图,让学生回顾先前的知识,提问前面几类信息加工与表达的特征及应用价值。这个练习可以让学生准备好学习下一个主题,即用智能工具处理信息。让学生联系和此问题相关的现实生活情境:如果你在写一份研究报告时,需要一本资料书上的三页内容,或者你想通过录音将你说的话转化成文字时,你将采用什么办法来完成?向学生提出这个问题,让他们设想解决的方案。通过这个问题可以将情境与新主题联系在一起。为了帮助学生解决此问题,可展示触屏手机手写输入信息的过程,让学生上网搜索相关资料。同时为学生提供多种体验工具软件(“小灵鼠”软件、OCR软件,语音识别软件等)。
步骤二,播放有关我们身边人工智能应用的视频,让学生上网查找人工智能应用领域及实例。介绍图灵测试,向学生提问,人工智能的含义是什么?学生建立人工智能概念图,并添加智能应用领域及实例。
步骤三,将学生异质分组,提出小组体验计划。当学生制定好计划后,就可以开始试着用智能处理工具(模式识别)进行操作实践。等他们完成体验后提问学生:识别的准确率高吗?影响识别率高低的主客观因素有哪些?接下来,引导学生思考分析模式识别工具处理信息的工作原理,引导他们针对体验中存在的问题提出改进建议。在建立模式识别思维导图过程中,通过提问学生生活中或未来还有哪些信息可以通过模式识别来处理,进一步加深学生对相关内容的了解。
科学技术的发展使得知识的更新日趋加快,知识总量每三到五年就要翻一番,为了适应时展的需要,人们必须学会认知、学会学习。因此,如何提高知识的传输效率、提高学习效果成为教育所关注的焦点。以信息技术为基础,呈现多媒体化、网络化、智能化发展特征的教育技术日益受到人们的重视。它强调运用各种现代化教育手段,创设教学情景,提高教育教学效果,扩大教学规模。实践证明,在某种程度上,它确实实现了其初衷,很多人对其大唱赞歌,极加美化。但我们有必要对多媒体化、网络化、智能化发展的教育技术做出辩证的思考。
一、对多媒体化发展的教育技术的辩证思考
多媒体通常是指日常生活中的多媒体计算机和与之相关的多媒体课件等。它具有超文本、超媒体功能,而且还可以使文字、声音、图象等一并显示,具有化动静、化虚实、化快慢、化大小并且存储员大、交互性强、信息呈现方式灵活多变等特点。因此有人认为多媒体将取代教育技术领域的幻灯、投影、录像、电视、粉笔、黑板等其它媒体,并且多媒体教学将成为未来教育发展方向等等。多媒体真的那样神奇吗?真的就是“万能”的教学机器吗?回答应该是否定的。
(一)多媒体仅仅是一种,而非多种媒体组合而成的全能媒体
我们认为,每种媒体都有其各自的长处,对某种特定的教学或学习有效,不存在一种人人适用、处处适用的全能媒体。所以,媒体的有效与否要看特定的教学情景和学习对象等,各种媒体教育有其各自的特点和独特的功能,在教学中,应互相补充,取长补短。我国开展多媒体教学仅有几年的时间,正因为对多媒体教学认识的偏差,把其看成是教育现代化的一种标志,所以各单位纷纷申请巨额资金,购置多媒体教学系统,装配多媒体教室,出现了多媒体“热”的怪现象,而且目前这种现象有蔓延的趋势。对此,我们认为,配备多媒体教学设备本无可厚非,没有必要的硬件设备做后盾,要搞好多媒体教学是不可能的。但有的地方购置了设备后,对其倍加珍惜,在教学中根本不舍得使用,平时用布一蒙,仅作为参观、观摩和迎评的样品,这样不仅严重浪费了资源,而且也阻碍了多媒体进入课堂。
(二)硬件和软件能否同步发展,还有待进一步观察
综观全国上下,可以说,真正适合多媒体课堂教学的课件可谓凤毛麟角,已编制出的课件绝大部分是一种课本搬家的形式。另外,商家为了赢利而编制的课件因缺乏学科专家、教育专家的参与,所以根本不适合课堂教学。同时,由于多媒体涌人教育领域速度太快,使大多数教师没有充分的思想和技术准备,而课堂教学目前仍是教学的主要组织形式,在已编制的多媒体教学课件不符合课堂教学,而教师又不能自行制作合适的教学课件的情况下,多媒体不是空有躯壳吗?如此,又如何实现它的作用呢?最后,正像有些学者所担心的那样:既便我们实现了多媒体教学,在教学中也发挥了巨大的优势,学习效率成倍提高,学习效果显著,为获取知识而疲惫不堪的痛苦消失了,别的痛苦是否会来补充呢?我们认为,教育应是促进入全面发展的教育,并非单纯的知识灌输,知识的丰富并不等于人格的完善,在现实生活中,具有丰富知识而人格不完善的人不胜枚举。因此,即使有了多媒体的帮助,使人们获取知识变得容易,我们也应该对多媒体的利弊作出必要的反思。
二、应多关注基于信息技术的网络教育
随着信息技术的发展,以使用信息网络为主要传播工具的网络教育,成了人们关注的焦点,这有其必然的原因。
(一)网上信息资源具有丰富性和再生性
因为任何国家、任何行业、任何阶层的任何人都可以在网上信息,都可以在彼此免费的情况下获得别人的信息,相应的,他们也要无偿地为他人提供资源,所以网上各种信息应有尽有。其信息容旦之庞大、呈现形式之多样、涵盖范围之广是人们难以用数字表达的。而且,网上信息的增减与内容的刷新依据主题的变更和事件的发展而不断变化,从而再生新的信息。
(二)网上信息的交流具有自由性和开放性
任何人都可能根据自己的意愿,去说或做几乎任何希望的事情,与世界各地任何上网的人联络,自由访问各种信息资源。网上不同主题的电子公告牌、新闻组和电子论坛向任何感兴趣的人开放,无论任何观点、任何思想、任何文化都可以在这里找到自己的位置。这正体现了网络的创建者和用户普遍认同的道德规范和信条:进入计算机网络应该是无限制的,所有网上信息应该是开放的、自由的,网络不受任何权力机构的限制。
(三)网上人们的交流具有平等性和民主性
众所周知,传统的人与人的交流最大障碍在于人的差异性,往往难以克服现实的社会地位的悬殊、生活质量的差异和文化层次的高低这样一些障碍。而在网络空间,人们完全可以不考虑自己的社会地位、家庭背景、经济收入、、种族肤色等现实社会无法回避的矛盾,进行一些相对单纯的、非功利性质的精神交流,也可以就共同感兴趣的问题发表自己的见解和看法,交流双方不会产生心理上的负担。因为人们的交流除去了各种社会暗示和物质表象,只有无差别的比特流以共同的特征表达着人们内心深藏的气质,这使相距遥远的人们,丢掉传统的偏见,更加心平气和、心安理得地与他人交流。
三、有必要关注并积极思考智能化现象
智能化是教育技术发展的重要方向之一,也是其发展到一定程度的必然要求。对人工智能的研究已经引起人们的高度重视。在NOTO有关AET研究项目所着重研究的八个问题中,有四项都与人工智能有关,即:任务分析与专家系统、个别指导策略与学习者控制、学生模型建构与错误诊断、微世界与问题求解等。
之所以产生人工智能热,是因为其“拟人”的特点与功能所致,即智能机器能够执行与人类智能有关的功能,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划、学习与问题求解等思维活动。并且在语言处理、自动走理证明、智能数据检索系统、视觉系统、问题求解、人工智能方法和程序语言以及自动程序设计等方面获得相当程度的发展。特别提出的是专家系统,它是一个智能计算机程序系统,它应用人工智能技术,根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决需要专家解决的复杂问题。这样,学生就可以直接与专家系统进行“咨询对话”,向其提出问题并得到学生希望的解答。于是有人重新提出“教师将被取代、学生可以自己学习、学校将要消亡”的论调。分析一下这种论调,一方面显露出教师在某些职能作用发挥上存在的缺陷与不足:但另一方面这是一种“技术至上”的偏向表现。
四、在都学实践中,我们应该树立恰当的教育技术观
通过以上分析,我们认为以信息技术为基础的呈现多媒体化、网络化、智能化发展的教育技术有利于提高教育教学效率;丰富学习内容、开阔知识领域;节约师资力量、交流教学经验;加速普及教育、发展成人教育;进一步促进教育改革等,但它也确实已经和将要给教育带来诸多不利影响。但是,我们不能因此而“因噎废食”。实现由我们的特殊国情和时代背景所决定的现代教育技术的跳跃式发展,积极推进教育技术的进步和教育技术的普及应当是我们的当务之急。关键的问题是,我们应该树立恰当的教育技术观。
(一)树立恰当的教育技术的结构观。我们知道,技术由外向内是由工具手段、方法技能和智慧经验三大要素所构成的。教育技术从结构层次上来看就应该由教育工具手段、教育方法技能和教育智慧经验三大要素由外向内有机整合而成。其中,教育智慧经验和教育方法技能处于内隐层,教育工具手段处于外显层。前者是一种无形的、非物质性的而又客观存在的技术,是在人们的社会实践中起到实实在在作用的技术。而且,从某种意义上说,这种技术的作用并不亚于外显的物质性的技术,更不能被后者所取代。
我们认为,教育技术离不开外显的工具手段,但归根结底更离不开人掌握的智慧经验和方法技能,正如知识经济的外在表现是高新技术,而内在核心却是高素质的人才一样,教育技术的核心归根结底是掌握教育技术核心层的人,人对教育技术起最终的导向作用,决定着教育技术的发展方向。因此,第教育技术结构的把握应把对人的理解放在首位,而现实中出现的对教育技术结构的错误理解是导致人们“重”某些方面”、“轻”某些方面的主要原因。
(二)树立恰当的教育技术的价值观。回顾教育技术发展史,我们不难发现,教育技术价值观经历了从人文主义的教育技术价值观到科学主义的教育技术价值观的转变。从哲学意义上讲,人文主义的教育技术价值观以价值理性为依据,重视教育技术的人文价值;科学主义的教育技术价值观以工具理性为依据,重视教育技术的科学价值。在某种程度上,我们不难发现,纯粹价值理性的思变和无为以及工具理性的失衡和异化。
目前,人们对教育技术只看到其物化层面的强大优势,如多媒体化、网络化、智能化、交互化和虚拟现实等,忽略了教育技术的人文价值,结果导致了教育不再注重引导学生思考人生的目的、意义和价值,忽视了学生第完美和健全人性的追求,从而造成学生品德、人格、情感教育的荒疏和缺乏。如上所述的教育技术带来的负面效应就是很好的印证。我们认为,教育技术的价值观应该实现科学主义的教育技术价值观和人文主义的教育技术价值观的有机整合。
中国职业技术教育杂志征稿信息
《中国职业技术教育》杂志是由中华人民共和国教育部主管,教育部职业技术教育中心研究所、中国职业技术教育学会和高等教育出版社共同主办的一份综合性中文期刊,集政策指导性、学术理论性和应用服务于一身,是教育部指导全国职业教育工作的重要舆论工具,是服务各级各类职业教育机构的主要阵地。
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再给大家推荐职业教育范文:人工智能背景下职业教育变革及模式建构
董文娟1,黄尧2(1.天津大学教育学院,天津300350;2.北京师范大学国家职业教育研究院,北京100875)
摘要:顺应人工智能时代的浪潮,基于新兴技术的职业教育变革及新模式建构势在必行。该文从职业教育智慧化、经济发展、政策保障、信息化生态重构四个方面,剖析了人工智能时代职业教育变革的现实诉求,并进一步分析了当前职业教育外部环境及其自身发展的困境。人工智能背景下职业教育的变革体现出融合、创新、跨界、终身化的新特征。基于此,从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面,探究职业教育的变革路径及模式建构。最后探讨了职业教育模式变革还面临回归教育本质、规避技术弊端等挑战,并提出“适应—引领人工智能”的发展目标。
关键词:人工智能;职业教育变革;模式建构;智慧化
“人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。特别是在移动互联网、超级计算等新理论、新技术及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能发展呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。”[1]人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力,为我国供给侧结构性改革下的“新常态”经济发展注入新动能,使人们的思维模式和生活方式发生了深刻变革。近年来,国家高度重视与社会经济发展联系最为密切的职业教育,积极推进职业教育信息化,运用人工智能改革教学方法和人才培养模式,构建新型智能职教体系,提升信息技术引领职业教育创新发展的能力。
一、人工智能背景下职业教育变革的现实诉求
人工智能对传统教育理念产生了革命性冲击,职业教育结构不断调整,劳动力素质与市场需求的矛盾、学习方式与自我价值实现的矛盾等促使职业教育向智慧化、智能化发展。目前,我国处于教育信息化2.0、工业4.0的新时期,全球范围内新一轮的科技革命和产业变革正在加速进行。“一带一路”“中国制造2025”人工智能等重大国家战略的提出,及以新技术、新产业为特征的新兴经济模式要求教育领域,尤其是职业教育培养行业、产业急需的技术技能型、智慧型人才,具备更高的创新创业能力和跨界整合能力,促进智慧化发展,助力经济转型升级。
(一)职业教育智慧化诉求:职业教育信息化发展的必然选择
“智慧教育是以物联网,大数据等信息技术为依托,创造智慧教学环境,转换教育方法,内容与手段,注重教育网络化,个性化和智能化的一种教育新模式。”[2]智慧教育作为“一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育行为(系统)”,被视为教育信息化发展的高端形态[3]。因此,职业教育的智慧化并非简单的数字化,强调信息技术推动职业教育教学模式和方法的变革,改变思维模式,创建价值等方面共享的学习共同体,培养创新型、智慧型人才。
职业教育智慧化是职业教育信息化发展的必然选择。目前,我国的职业教育信息化水平正在稳步提高,投入持续增加,各种智能信息技术应用于教育教学、实习实训、测量评价等领域,并逐步成熟,正在努力打造一个信息化、智慧化的现代职业教育生态系统。新时期我国很多地区及职业院校积极提升现有信息化系统的智慧化水平,积极创建智慧校园、智慧社区等,逐步实现了组织管理的智慧化、资源环境的智慧化和服务评价的智慧化。
(二)经济发展诉求:人工智能时代的新兴经济需要高技能智慧型人才
人工智能时代职业教育运用移动互联网、大数据等新兴技术,与经济及其他部门跨界融合,不断创造新产品、新业务,推动职业教育模式创新,形成了以互联网为基础设施、人工智能为实现手段的经济发展新常态。人工智能时代是以现代科学技术为支撑的新时代,各行各业的运作发展和对知识技术的掌握要求达到了更高层面,相应的教育需求也有所提升,市场环境渴求勇于创新、个性化的高技能智慧型人才。职业教育要应对行业上升发展的劳动力需求问题,基于人工智能应用,提高技能培养层级,以适应新的社会劳务需求。现代企业生产依托互联网科技,与智能化设备直接联接,通过数据分析和应用,促进科技成果转化为生产力。劳动密集型企业已不适应现代行业、产业发展,需升级为网络智能型,与此同时,职业院校的课程模式、专业设置、实习实训、师资结构等也做出相应的调整和革新,既促进了职业教育的智慧化、智能化,又推动了产业升级和工业变革。
(三)政策保障:国家从宏观层面保障人工智能时代的职业教育发展
2016年是我国人工智能元年,2017年我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,提出了“将发展人工智能放在国家战略层面进行系统谋划和布局”,这预示着我国人工智能时代的全面到来,为我国职业教育的发展提供了良好的宏观政策环境。人工智能给职业教育带来了符合时代精神的新内容,积极融合信息技术,整合职业教育资源,提升公共服务水平,影响和改变了原有的教育生态。紧密依托信息共享平台,突破时空限制,让学习者自我选择,更加人性化和智能化。我国很多职业院校已经开启了智慧校园的行动计划,一些大中城市也在积极制定实施智慧城市的发展规划,在良好的政策保障中提升智慧化水平。
(四)信息化生态重构诉求:人工智能时代的职业教育变革是对职业教育信息化生态系统的重构
“依据《2006-2020年国家信息化发展战略》,我国正在有序推进数字教育向智慧教育的跃迁升级和创新发展。”[4]在新兴智能信息技术的催促下,技术变革带来了职业教育系统的颠覆性创新改革,打破现有的条条框框,改革传统教育模式,再造教育业务新流程。在职业教育领域创新应用物联网、大数据、人工智能等先进技术,提升各科各门教育教学业务,打造各级各类智能实训部门、培训机构,覆盖贯通中高职院校,整合系统内外现有资源,推进智慧教育生态有序发展,为各类用户提供最适合、最智能的职业教育资源和服务,完成对职业教育信息化生态系统的重构。
二、当前职业教育发展的现实困境
人工智能对各行各业的影响具有革命性和颠覆性,可能带来新的发展机遇,也可能带来不确定性的挑战,比如可能会改变就业结构、影响政府管理、威胁经济安全等,还可能会冲击法律与社会伦理,影响社会稳定乃至全球治理。当前,人工智能与“大众创业、万众创新”浪潮席卷而来,职业院校既是人工智能应用的战场,又是培养技术创新型人才的“梦工厂”[5]。人工智能时代的职业教育信息化发展迅速,影响是广而深的,对职业教育外部环境及其本身都造成了极大的冲击。
(一)职业教育外部环境发展困境
“据联合国教科文组织预测,到2020年,人工智能将替代20亿个工作岗位”[6],那些技术含量低、重复性强的技能将被智能机器、数码设备所替代,工业机器人也将大面积应用。智能设备替代行业劳动力,能够降低劳动成本,且具有高效、易操作等竞争优势。传统职业教育培养模式很难适应未来行业、产业的发展需求,人工智能冲击职业教育就业岗位,撼动其所依附的岗位基础,对职业教育的生存与定位产生了威胁。因此,根据智能时代职业教育的岗位特征与需求,提升职业人才的知识结构和专业技能,是新形势下职业教育的发展方向。
(二)职业教育自身发展困境
近年来,人工智能在职业教育领域内的应用和提高是目前职业教育的发展趋势。我国重视职业教育信息化、智能化发展,各级各类职业院校在信息化基础设施建设、校园信息化管理等方面都有了显著提升,但信息技术与职业教育的深度融合仍不够紧密,表现出信息化管理效率低、科学决策水平低等现象。人工智能背景下职业教育自身发展的困境表现在:
1.课程与教学困境
职业院校新课程改革提倡构建智慧课堂,制定个性化学习计划,注重课堂实施效果。但目前的实际课程教学仍是以教师为中心,强调知识的灌输,重视统一性和计划性,与教育改革提倡的个性化教学相去甚远。教学方法、教学理念更新慢,很难激发学生的内在学习动力,创新性思维弱,使得个性化教育的无法实现。近年来,中央、省、市、县四级教育平台逐步建立起来,课程与教学的层级设计逐步完善,但在实施的过程中,各级平台之间存在沟通不畅等问题,各级资源内容不系统,不衔接,导致无序叠加和资源的重复浪费,“精品课程”等项目丰富了课程资源,但质量不高。在线课程与教学以传统的科目、章节为单元,构建系统性的在线教育内容,为用户提供专业化的知识选择,但由于受时间条件等限制,大多数受教育者习惯于碎片化学习,连贯性和整体性差,缺乏对课程与教学体系的系统性学习。
2.认知困境
随着人工智能时代的到来,许多职业院校将“未来教室”“智慧课堂”定位为未来发展方向,进行了多种尝试和改革,如MOOC混合教学、翻转课堂、多屏教学等,但“管理者和施教者对智慧教育的理解多停留在‘智慧课堂=多媒体+传统教学的层面’,教学观念和思维依然固化,并没有因为新技术的参与而得到实质改变”[7],缺乏对多媒体网络架构和智能学习平台的深层认识,更缺乏对管理评价和互动交流等模块的理解与掌握,虽投入大量人力财力采购了数量巨大、设备精良的多媒体设备和智能服务设备,但没有充分有效使用,大大限制了智慧教育的发展潜力。
3.用户困境
传统教学以群体教育为基本单元,教师和学习者作为学习共同体,在管理、学习的互动过程中形成强大的群体约束力,促进双方共同进步。在信息化教育时代,学习者自由掌握学习时间和进度,遇到问题可能无法及时解决并获得反馈,无法进行面对面交流,因此,基于人工智能网络化学习平台,学习者需要高自控力、高学习能力才能适应这种全新的学习方式。
4.评价困境
传统的评价方式多依靠经验和观察,智慧型评价则是基于学习过程的一种发展性评价,以采集到的学习数据为客观基础。在人工智能、数字信息化环境下教育效果的评价实际要受到很多因素的影响和局限,在信息技术与职业教育融合的过程之中,许多智能技术应用于教育教学实践,难以进行定性定量的智慧评价,如互动交流及深层次的学习评价等。
三、人工智能背景下职业教育变革的新特征
人工智能带来了思维模式的创新,改变了人们认识问题、思考和解决问题的方式,越来越多地依赖人与智能网络的协同创新。人工智能背景下的职业教育变革围绕经济社会发展大局,“主动服务国家重大发展战略,加大虚拟现实、云计算等新技术应用,体现校企合作、知行合一等职教特色,以应用促融合、以融合促创新、以创新促发展。”[8]人工智能背景下职业教育的变革必将加速推进职业教育的现代化、智能化进程,表现出了融合、创新、跨界和终身化的新特征。
(一)融合
人工智能技术科学应用于当前职业教育,在最短的时间内整合、重组大量的知识信息,形成科学的技术技能知识体系,为职业教育资源、企业资源、产业资源、社会资源等一切有可能联结的资源融合提供了可能。为促进职业教育的智慧化发展,在现有的合作模式、集团模式、产教融合模式等实体协作发展的基础上,建立智能互动的智慧教育供给平台、常态化智慧课堂和大数据化智慧教育生态系统,为我国新兴经济发展提供高技能、智慧型人才支撑。
(二)创新
信息化时代下“变”为创新立足之要点。创新时代最需要提升的就是创造智慧。“由知识的理解记忆,转向知识的迁移、应用并最终指向创造发明”[9],以提高学习者的学习能力和应用能力,提升其创新思维和智慧思维,不断开拓人类社会发展的高度和宽度。智能化、信息化的时代是创新不断的时代,是原有知识不断被更新、技术不断被升级的时代。人工智能促使社会化协同大规模发展,促进职业教育体系核心要素的重组与重构,创新生产关系,呈现出新的协作架构,开创了新的教育供给方式,增加了教育的选择性,推动了教育的民主化。学习者能够按照自己的价值观、兴趣与爱好等选择适合自己个性发展的学习方式和学习内容,促进学习者个性化、多样化发展,最终实现教育公平。
(三)跨界
智能科学与职业教育连接起来,搭建起两者沟通的桥梁,跨越了人工智能虚拟教育和线下实体教育的界限,实现了两者之间的融合。教育供给由竞争资源转变为协同合作,直线型的中心组织管理转向去中心化、泛化管理。通过大数据智能技术平台、远程教育平台等对职业教育资源进行整合共享,跨越教育边界,与市场、行业、企业以及职业教育培训机构对接,提供更加便捷的智慧化服务。
(四)终身化
人工智能时代职业教育的变革坚持“以人为本”的教育理念,满足学习者在任意时间、任意地点、以任意方式、任意步调终身学习的需求[10]。打破了地域和时间的限制,体现了教育的泛在化、个性化和终身化,与终身教育理念的发展目标不谋而合。人工智能时代社会经济发展加快,人们追求高层次自我价值的实现,充分体现出终身学习的必要性和紧迫性。目前,我国正在积极创建泛在学习环境,致力于构建终身化学习型社会,努力创造有利条件向全民提供终身教育与学习的机会。
四、人工智能背景下职业教育发展的模式建构
人工智能背景下职业教育的变革预示着全新思维意识形态、社会发展形态的变革,重塑职业教育可持续发展的新思维,重构信息时代职业教育的价值链和生态系统。智能化技术科学将现代职业教育内部各要素,以及内部要素与外部环境之间,通过虚拟技术和智能化手段互联贯通,突破传统教育价值的链状模式,使职业教育由传统模式走向“人工智能+职业教育”模式的建构。人工智能对职业教育课程、教学、评价、管理、教师发展等方面产生系统性影响,为职业教育提高教育质量和提升服务水平提供了技术支持和现实路径,解决不能兼顾职业教育规模和质量的矛盾问题。下面将从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面来探究职业教育的变革路径及模式建构。
(一)人工智能背景下职业教育的课程模式
人工智能时代的信息知识、科学技术正在以前所未有的速度增长、更新和迭代,呈现出了碎片化、多元化、创新性、社会性的特征。人工智能背景下职业教育的课程模式是为学习者提供按需可随时选择的知识储备智能模式,解决了传统职业院校课程教学的滞后性,呈现的是现代职业教育的前沿信息和内容。课程革命愈演愈烈,灵活多样的微课、慕课等形式层出不穷,在线课程将成为常态,信息传播媒介、知识获取方式等都发生了巨大改变,课程内容和结构的表现形态、呈现方式、实施及评价等也都进行了相应变革。智能化信息科学技术为课程的设计、架构、实施提供了快捷和便利,为学习者的个性化、终身化选择提供了多种渠道。人工智能背景下职业教育的课程模式的建构表现为:首先,线上线下融合的大规模开放课程融入现代职业教育,课程的表现形态和实施途径呈现出智能化、数字化、立体化的特征,成为学校常态课程的有机组成部分,为学习者提供了更多的可选择机会,使实施个性化课程成为可能。现代职业教育的课程内容强调学术性与生活性相互融合与转化,融入社会资源,立足于我国社会经济的新常态和学习者的全面发展,实现社会化协同发展,共赢共创;其次,课程实施的空间得以拓展,跨越了社会组织边界、职业院校边界,将从班级、年级、全校扩展到网络社区以及更大的空间。课程的整体结构从分散走向整合,以技术为媒介,形成跨学科、多学科整合的课程;最后,课程内容的组织、课程的实施逐步模块化、碎片化、移动化与泛在化,社会化分工更加精细,教师也将承担教学设计、技术开发、在线辅导等不同的角色。
(二)人工智能背景下职业教育的教学模式
人工智能时代将信息技术有效地融合于职业教育各学科的教学过程,从知识的传递转变为认知的建构,从注重讲授和内容,转变成重视学习过程[11],构建“以教师为主导,以学生为主体”的以数字化、智能化为特征的智慧教学模式,重视学生的主体地位,引导学生“自主、探究、合作”。人工智能背景下职业教育的教学模式的建构表现为:首先,人们的学习方法、认知方式和思维模式已经发生了巨大的转变。信息化教学使得信息技术已成为学习者认知的必要工具,认知方式也由“从技术中学”转型为“用技术学”。其次,信息化教学的重点从“面向内容设计”转变到“面向学习过程设计”,更加重视学习者发现问题、分析和解决问题能力的培养,关注学习者的学习过程,以及其获得学习活动的体验。同时,信息化教学要将课堂内的学习知识和课堂外的实践活动联结互动,按照学习者的个性化需求和认知方式自主选择学习内容。第三,智慧教学将成为课堂教学的新重点。日常教学工作形态不再是点线面的连接,而是呈现为智能化、立体化的教学空间,智慧课堂将会促进学习者的深度学习、交互学习和融合学习,智能备课、批阅以及个性化指导等也将成为教育者新的教学工作形式。从机械评价学习结果转变成适应性评价学习结果。第四,在线教学、整合技术的学科教学法将成为新的教学形态,促进教育均衡发展,实现跨学校、跨区域的流转。移动学习、远程协作等信息化教学模式,能够实现教师的“教”与学生的“学”的全面实时互动,最大限度地调动学习者的主观能动性,提升教学质量与人才培养质量。
(三)人工智能背景下职业教育的学习模式
智能系统和互联网络为学习者提供了丰富多元的学习资源和环境,推进了教育教学活动与学习环境的融合发展,人工智能背景下职业教育的学习模式也逐步建立起来,具体表现为:首先,智能时代的互联网络全面覆盖每一个人、每一个角落,活动空间由课堂内拓展到课堂外,学习与非正式学习正在互相补充、互相与融合,导致学习者的学习行为变化、学习方式的革新。其次,基于互联网出现了一批创新的学习方式,借助情景感知技术及智慧信息技术,进行真实过程体验的情境学习,促进学习者知识迁移运用的情境化和社会化。第三,借助互联网云技术和各种应用工具,学习者可根据自身学习需求,选择最优学习方式,也可利用数据分析技术,追踪记录学习路径和学习交互过程,随时随地获取个性化教学服务和量身定制的学习资源,拓宽了智慧教育视野。第四,各职业院校开始拓展校园智慧学习的时间和空间,以实现虚拟和现实相互结合的智慧校园育人环境。推进网络学习空间建设,加强教与学全过程的数据采集和分析,“引导各地各职业院校开发基于工作过程的虚拟仿真实训资源和个性化自主学习系统”[12],强化优质资源在学习环境中的实际应用。
(四)人工智能背景下职业教育的环境模式
智慧教育环境是以大数据、多媒体、云计算等智能信息技术为基础而构建的虚实融合、智能适应的均衡化生态系统。信息技术与职业教育的深度融合,为师生的全面发展提供了智慧化的成长环境,如智慧云平台、智慧校园。人工智能背景下职业教育的环境模式的建构表现为:首先,智慧教育环境将信息技术与职业教育服务结合、面对面教学和在线学习结合,形成数字化的、虚实结合的职业教育智能服务新模式。其次,智慧教育环境将促进各种智能化、数字化信息技术融入职业院校的各个业务范围和业务领域,与系统内的其他业务横向互联、纵向贯通,且信息能够适时生成和采集,全过程实现数字化与互联化。第三,智慧教育环境能够感知学习者所处的学习情境,理解学习者的行为与意图,满足学习者的个性化需求,提供多元化的适应服务和智能感知的信息服务。互联网应用基于智能数据分析,实现智能调节与自动监控,为学习者提供定制式的学习服务和个性化的学习环境。未来教室必将变成“虚拟+现实”的智慧课堂,在网络空间中参与线上课程、线下活动,实现线上线下互动交流。同时,智慧校园的创建和管理,能够对每个班级、学区进行动态管理,构建出一个以问题、任务为线索,学生实现自主学习的知识体系和促进师生互动、生生互动的智慧管理平台。到2020年,“90%以上的职业院校建成不低于《职业院校数字校园建设规范》要求的数字校园,各地普遍建立推进职业教育信息化持续健康发展的政策机制”[13],以学习者为中心的自主、泛在学习普遍开展,精准的智能服务能够满足职业教育的终身化定制。
(五)人工智能背景下职业教育的教师发展模式
人工智能背景下职业教育的变革对教师的专业发展、素质能力提出了新要求,改变了教师的能力结构和工作状态。教育信息化大背景下,互联网技术、多媒体手段的产生、智能化设备的使用极大提高了教师的专业发展和能力素养,以适应新课程改革与教育信息化的要求。人工智能背景下职业教育的教师发展模式的建构表现为:首先,新时代教师专业发展的内在要求和外在环境都要求教师能够认识、了解和应用互联网新技术工具,促使教师专业发展能力和素养的提升和丰富。其次,教师的专业发展要面向实际、情境化、网络化的教学问题,教师需要在多变的教育情境中综合运用核心教学技能,将信息技术知识、学科内容知识、教学法知识很好地融合并迁移运用。新时代的教师要学会掌握使用智能化设备和数字化网络资源,积极加强与其他专家、教师的合作,或远程工作,形成基于智慧教育技术的多元化的学习共同体。教师的工作状态由个体的单独工作转变为群体的共同协作,大大提升了教师的工作效率。第三,信息化背景下教师的教学理念要发生转变,由促进学生“接受学习”转变为“主动建构”,由“被动适应”转变为“主动参与”,越来越强调以学生为中心的过程体验,从了解信息技术转变为掌握智慧教育技术,保持学科知识,教学方法,核心技术的动态平衡,促进学生智慧学习的发生。第四,信息化教师要学会使用智能化教育技术,积极开发数字化学习资源,创设丰富多元的教学活动,鼓励学生掌握智能信息工具,学会探究和解决问题,发展提升学生的创新思维能力和信息化学习能力。教师的信息化教学能力和素养全面提升,信息技术应用能力实现常态化。
(六)人工智能背景下职业教育的评价模式
现代教育价值趋于多元,以互联网为基础的智能化信息技术使教育评价在评价依据、评价内容、评价主体等多个方面实现了全面转变。人工智能背景下职业教育的评价模式的建构表现为:首先,互联网信息技术应用于学习过程使得伴随式评价成为可能,更加关注学习者的个体差异和特点。强调过程评价和多元共同评价,更加客观全面,重视评价过程的诊断与改进功能,以促进学习者的个性化发展。其次,互联网、大数据、智能云技术的出现使得评价的技术和手段多样化、智能化,节省人力物力财力,提高了评价的科学性、针对性。第三,以大数据为基础的适应性评价因人而异,可获得及时反馈,可真实地测评学习者的认知结构、能力倾向和个性特征等,从知识领域扩展到技能领域、情感、态度与价值观,构建以学习者核心素养为导向的教育测量与评价体系,促进学习者发展。
(七)人工智能背景下职业教育的管理模式
智能化信息技术、云计算技术、大数据技术等能够促进大规模社会化协同,拓展教育资源与服务的共享性,提高教育管理、决策与评价的智慧性,因此,基于互联网的教育管理必将逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下职业教育的管理模式的建构表现为:首先,互联网将家庭、学校、社区等紧密、方便地联系在一起,拓宽了家长和社会机构参与学校管理的渠道,各利益相关者可共同参与现代职业院校的学校管理,协作育人。其次,新时代的职业院校管理模式通过可视化界面进行智能化管理,业务数据几乎全部数字化,能有效降低信息管理系统的技术门槛,使管理工作更加轻松、高效。通过深度的数据挖掘与分析,能够实现个性化、精准资源信息的智能推荐和服务,为管理人员和决策者提供及时、全面、精准的数据支持,以提高决策的科学性。第三,通过互联网信息技术可以实现全方位、随时的远程监督与指导,从督导评估转变为实时评估,可以实现大规模的实时沟通与协作,促进社会化分工,促进职业院校内部重构管理业务流程,使管理智能化、网络化、专业化。
(八)人工智能背景下职业教育的组织模式
人工智能时代信息科学技术的蓬勃发展冲击着学校内部的组织结构向智能化、网络化的方向发展,各职业院校需要合理调整内部组织结构和资源分配,通过互联网加快信息流动等方式,提高各职业院校组织管理的效率和活力。人工智能背景下职业教育的组织模式的建构表现为:首先,当今时代人工智能的产生不可能替代学校教育,但可以改变学校教育的基本业务流程。人工智能推动了学校组织结构向网络化方向发展,教学与课程是提供信息数据的重要平台,学校组织则构成了教育大数据生态系统。其次,“互联网+职业教育”的跨界融合将打破学校的围墙的阻隔,互联网将学校组织与企业、科研院所等社会机构紧密联系起来,提供优质教育资源供给,共同承担知识的传授、传播、转化等功能,促进学校组织体系核心要素的重构。第三,建设“智慧校园”,实现线上线下融合的智慧校园育人环境,实施一体化校园网络认证,推动智能化教育资源共建共享,实现职业教育信息化建设的均衡发展。
五、人工智能背景下职业教育的模式变革面临的挑战及发展目标
人工智能将推进大数据、云技术等智能信息技术深层次融入职业教育课程与教学、组织与管理、评价与反馈等领域,形成社会化多元供给,为学习者提供多样化的参与方式、自主选择的学习形式和及时获得反馈的评价途径,有利于实现职业教育的共建、共享、共治。但其全面实现,还面临着诸多挑战。
(一)挑战
首先,职业教育的新模式建构需要充足的资金支持。各职业院校积极建构智慧校园,努力实现智慧化产学研环境,打造一体化智慧城市网络等核心技术的开发,都需要资金的根本保障。政府要给予资金政策保障并加强监管,资金管理部门要合理规划,合理利用,专款专用,落到实处。其次,职业教育的新模式建构的成果表现离不开学习者对技术的理解、掌握和应用。在实际实施过程中,教育工作者既要利用信息技术优势变革职业教育,也要避免技术中心主义倾向,“避免一味追赶技术新潮而不顾学生身心健康等,技术本身是一个祸福相依的辩证法。”[14]第三,“目前的教育实践中,仍未能充分实现人机合理分工和双边优势互补。人工智能终端系统擅长逻辑性、单调重复的工作,而人类则更适合情感性、创造性和社会性的工作。”[15]现阶段,信息化技术水平还有待提高,智能机器不能完全胜任知识传播、数据处理等工作,有待于进一步开发和完善,绝对依赖互联网络和设备,还存在一定的风险。
(二)发展目标
人工智能时代职业教育变革重新架构了职业教育发展模式,完成了对资源的重新整合配置,改变了人的思维方式、学习方式和生活方式。人工智能时代下没有职业教育模式的改革,就不可能建构真正的现代化职业教育。人工智能背景下职业教育的发展目标可以概括为个三方面:
1.“智慧脑”与“智能脑”融通
随着第四次产业革命的到来,信息技术爆发式发展,造就了以电脑、互联网为基础的智能脑。职业教育智慧化发展的一个目标就是如何让学习者发挥人脑“智慧脑”与机器设备“智能脑”的“双脑”共同协作[16]。人工智能时代职业教育与信息技术的深度融合,就是要通过“智慧脑”和“智能脑”的协同作用,发挥互补优势,进行融通式学习,而不是简单地人脑与电脑的技术对接。
2.“现实世界”与“虚拟世界”结合
在人工智能时代,网络虚拟技术的发展使人类拥有了真实与虚拟两个世界,虚拟信息技术的兴起在一定程度上会影响职业教育的实体教育,实体教育的发展也需要虚拟技术的支撑。但在具体的学习实践中,还会存在利用这两个世界时顾此失彼、难以平衡的问题。目前,虚拟化教育技术在职业教育领域不断应用与推广,职业教育的发展模式不断优化,使得职业院校线上线下的边界逐渐消融,“现实世界”与“虚拟世界”更好地结合。人工智能时代职业教育的本质没有发生根本改变,学习者要学会利用这两个世界虚实融合、高度互动,充分发挥出自身的优势,更好地学习与生活。
3.职业教育“适应人工智能”发展为“引领人工智能”
从 2011 年在 BBC 4 台亮相,《黑镜》每一集都像剧名一样,通过不同的故事勾勒出一面由像科幻更像未来打造而成的“黑色镜子”,这面镜子从不同角度真实而又直接地反射出人性的本质。用惊悚、紧凑的剧情带领观众去看到在高科技的生活下,人类的互动焦虑、对自我存在的迷惘以及人性险恶的一面。
靠着种种对于科技的尖锐观察,加上对人性灰暗残忍的预言,两季播完逐渐累积出极高的人气与讨论度,该剧成为众人口中的神剧之一。在第一季中,英国首相被迫和猪发生关系并进行直播,这种骇人听闻的场景揭穿了社交网络背后虚无的原罪; 第二季中,玛莎想让男友重新回到自己身边,却在人工智能的方向里迷失了自己……这些故事都用一个复杂震撼的前景做开头,由此引出对科技世界的思考。
英剧变美剧
就当影迷不知何年何月才有第三季时,Netflix公司突然宣布接手《黑镜》,一次续约两季共十二集。终于不用苦等更新,而是一次性看够六集,确实让人内心激动,许多人都在自己的微博或是朋友圈发了非常相似的状态――看《黑镜》。不过比起第一、二季,转战 Netflix 的《黑镜》实在不能称得上非常成功。
不少人肯定了《黑镜》系列的主题和深度,不过却认为这一季质感不如以前。英剧变美剧了,是不少观众的吐槽,从高逼格的英剧变成了快餐的美剧,却也粗暴地反映了在观众心中这一季和前作的差异。把对于科技的恐惧或批判融入一个让人能够同情或感同身受的故事,却面临一定程度的困难,也让故事情节和执行上皆有明显落差。
意犹未尽里挣扎
《黑镜》第三季,描绘到的新科技和生活应用包括:在线直播、记忆储存、人工智能和人造人、智能科技及虚拟现实(VR)混合实境以及虚拟社交评价等。看完全集,只能说和其他剧相比有自己的特点,但是和前两季相比,不像以前那样震撼人心了。
第一集是一个关于打分的故事,每个人的手里都有一部打分机,不但要对自己见过的每一个人打分,而且自己也在被各种规则评价权衡着。这个故事把重心放在了讨论社交媒体年代下个人身份属性的缺失,但最终没有打破被科技掌控的状态。第二集则讲述的是美国背包客为了赚钱参加了增强现实(AR) 实验性恐怖生存游戏,最终倒在了自己的精神噩梦中。第三集关乎监控与控制。而第四集干脆就把故事背景搬到了美国,讲了一对女同性恋者之间的故事。第五集用 VR 来完成一场消灭基因缺陷的杀戮,而最后一集则把重点集中在了对科技和未来的担忧上。
一说教就尴尬了
相比前两季最珍贵的特质,比如对现实的嘲讽、对“科技异化”的忧虑、对人性本恶的思考仍在。第三季《黑镜》存在着明显缺陷,即对传统“黑镜表达”的偏离,反转不足,说教意味太浓。虽然说讨论娈童、反战的主题没什么不好,但如果从传统的“黑镜表达”来看,这些主题还是有所偏离。
本季《黑镜》更像是把一般人对于科技的根本恐惧,比如计算机容易被骇、虚拟现实会让人过于着迷,直接被带进一个直白到接近剥削的故事里,既无耸动题材背后的人性辩证,也缺乏让人思考的动力或理由。本质上其实与 B 级科技惊悚片没有太多差别,即使中间有些转折或翻转结局,整体仍让人感觉困惑或无奈。
新课改旨在改变传统课程过于注重单向知识传授(知识灌输)的倾向,要求教师在教学过程中充分尊重“学生才是学习的主体”这一客观事实,并引导和指导学生开展自主、合作、探究式学习,使学生在获得基础知识与基本技能的过程中学会学习,形成正确的价值观及健康的人格,以适应未来生存及发展的挑战。
光阴荏苒,新课改已走过十五个年头,很多学校在推进新课改方面做出了积极的努力和有益的探索,并取得了一定成果。但总体情况不容乐观:以“知识灌输”和“机械训练”为主的教学方式在很多学校仍然大行其道;很多学校对推行新课改依然顾虑重重,徘徊不前;也有一些地区在推行新课改时,急于求成,用力过猛,从而引发教师的抵触情绪及家长的反对,骑虎难下。
毋庸置疑,新课改的目标指引、价值主张、内在逻辑及其所倡导的学习方式都是正确的,而且至今仍未过时,可为什么在推进过程中却阻力重重呢?有人认为是“片面追求升学率”的思想阻拦了新课改的步伐;也有人认为“教师的墨守成规”是新课改的最大掣肘;还有人认为“对分数高度敏感,对课改又充满误解的家长”才是推进新课改的最大压力源。以上这些观点都具有一定的客观性及合理性,但仍属于零散的、单一维度的、表层化的看法,缺乏对新课改阻力因素的系统性分析,也因此难以理清各种阻力之间的矛盾,也就难以找到化解复杂矛盾的突破口。如果找不到化解矛盾的突破口,新课改的相关者就会陷入“公说公有理,婆说婆有理”,各执一词,互不相让的困局,从而产生严重的内耗,误了新课改,误了区域教育的发展,误了学生!
为了不误课改,不误学生,让我们用思维导图来系统地梳理一下新课改的阻力因素(见图1)。
如图1所示,新课改的阻力主要源于现实压力、思维误区、能力局限三个方面。所谓“现实压力”主要是指家长对学生成绩的高度敏感以及学校对升学率的高度关注。这当然是可以理解的,但理解不等于认同,因为新课改与学生成绩和升学率并非对立的关系,新课改主张“让学生学会学习”,试问会学的学生与不会学的学生相比,哪个成绩会更好?新课改倡导“探究式学习”,反对“死记硬背”与“机械训练”,试问前者与后者相比,哪种效能更高?不言自明!其实家长与学校(校长与教师)所担心的并非是推行新课改,而是担心改不好。而这种担心又是源于他们没有看到或者没有找到可以确定能够保证“学生成绩不会下滑”的有效策略。
阻碍新课改实施的“思维误区”主要是指推动者的“二元对立”思维及参与者教学认知上的“路径依赖”。而在“二元对立”思维中最突出的问题当属把“教”与“学”对立起来,把“师”与“生”对立起来。之所以如此,是由于在新课改的推进过程中,一些激进的推动者陷入了两大误区:一个是急于求成,另一个是矫枉过正。急于求成是因为没有把新课改参与者(教师、学生、家长)的认知水平、能力基础、思维惯性考虑进去,一刀切,急转弯,结果大家适应不了,欲速而不达;矫枉过正是指片面强调“生主体”及“学中心”,完全否定“师”的作用及“教”的价值,甚至机械地限制“教”,结果把相互依存、相互转化、相互促进的辩证统一关系搞成了完全对立关系。教学认知上的“路径依赖”是指教师、学生、家长基于先前的经验,已经习惯了“死记硬背”和“机械训练”的学习方式,虽然深受其苦,但是在缺乏新的、更高效的、可以掌握的学习策略支持下,他们对自主、合作、探究式学习缺乏信心。
所谓“能力局限”主要包括两个方面:一是推动者缺乏对新课改的领导力,二是参与者(主要是教师)缺乏对新课改的支持力。领导力是指新课改的推动者对教学本质、课改本质、教师素养等相关要素的认知水平以及与课改参与者的沟通协调能力。支持力是指教师在新课改理念引领下,对教法与学法的升级能力。
综合以上分析,我们会发现:纷杂的矛盾只是表象,其实一切冲突都指向“缺乏能够被各方所认可和接受的有效支持策略”这一症结,只要打开这一症结,所有问题便会迎刃而解,诸多矛盾也会烟消云散。
二、找到化解新课改阻力的突破口
韩愈在其《进学解》中说:“万山磅礴必有主峰,龙衮九章但挚一领。”可见越是解决复杂的问题,越不能眉毛胡子一把抓,而是要寻找到突破口,并以适应之策略,巧妙化解之。
新课改所遇到的各种阻力,看似纷繁复杂,掣肘极多,其实只要牵住 “较快地让学生学会学习”这个牛鼻子,整头牛便自然跟着你走了。因为只有学生会学了,新课改所倡导的“自主、合作、探究”式学习才能真正得以落实。所谓“会学”是指学生掌握了一些有效的学习策略,并且能够运用这些策略来独立建构学科知识体系,独立解决某些学科问题。在缺乏有效学习策略支持的情况下,所谓的“自主”只能是一种“自主支配学习时间的权力”而非“高效利用学习时间的能力”,有了“自主之权”而无“自主之能”,只能算是形式上的自主;在缺乏有效学习策略支持的情况下,合作学习虽然能够培养学生的合作意识,发展学生的合作素养,但合作的效能与层次却不会太高;在缺乏有效学习策略支持的情况下,探究的深度与效能都会受到影响,常常停在问题表层,探不进去,隔靴搔痒,雾里看花,这样的探究自然难以让人欢喜。
当然有些人会有这样的假设:只要给学生足够的信任,足够的自,学生一定就能找到适合自己的有效学习策略。这个假设成立吗?当然不成立!这是一个理想化的模型,在现实中,能够在有限学习时间内悟出有效学习策略的学生毕竟只是少数,大多数学生还是需要被引导和指导的。相信“每个孩子都是天才”是教育者应有的情怀,而承认“并非每个孩子都是天才”才是教育者的理智。因此,能落实新课改的教师一定是能给学生提供“学法升级”支持的教师,而非让学生无所依靠,放任自流的教师。
三、以思维可视化为支点撬动新课改
阿基米德曾说:“给我一个支点,我可以撬起整个地球。”而思维可视化教学策略则可以成为撬动新课改的支点,因为它能满足“较快地让学生学会学习”这一关键要求,而这正是化解新课改诸多阻力的突破口。
所谓“思维可视化”是指运用图示或图示组合把本不可见的思维路径、思维结构呈现出来的过程。而“思维可视化教学策略”则是指在教学实践中师生共同运用思维可视化技术,通过“独立思考”或“思维共振”的方式来建构学科知识网络、生成问题解决策略模型的教学策略。
为什么思维可视化教学策略能较快地让学生学会学习呢?其基本原理,大体可以概括为“一直观、两重于”。所谓“一直观”是指借助图示或图示组合来提高思维信息传递及加工的效能,因为大脑对“图”非常敏感,所以被画出来的思维,更容易被理解、被评价、被迁移。所谓“两重于”是指在教学过程中始终坚持“思维发展重于知识获取”和“策略生成重于问题解决”的基本原则,使学生的学习从“识记主导”升级为“思考主导”,在知识网络建构及问题解决策略模型建构过程中发展出较强的提炼、概括、推理、分析、综合等思维能力,并学会运用追问、比较、批判、转换、发散、聚合等思考策略。
当图示的直观性与思维的结构性、严密性、概括性结合起来,便会形成互补优势:一方面,抽象复杂的思维过程变得一目了然;另一方面,简明直观的图示被赋予丰富的思维,有了灵魂。在教学实践中,如果能较好地运用思维可视化教学策略,一张图就可以唤醒学生的思考意识,一张图就可以让学生领悟学习某类知识的关键策略。图2说明了学生是如何通过一张图示来获得有效学习策略的。
如图2所示,教师在运用思维可视化教学策略指导学生学习初中地理“西双版纳”一课时,首先通过“设问引思”及“追问启思”唤醒学生思考意识;接下来师生共同运用“逆向思考”策略,由果溯因,一步一步地理清旅游资源、自然资源、人文资源、植被特征、气候类型、地理位置(纬度位置、海陆位置)、地形特征等地理要素之间的关系,最终生成一张简明清晰的“西双版纳丰富旅游资源形成关系探究图”,不但完成了这节课的核心知识建构,而且领悟到“提要素――理关系――建结构”这一重要学习策略的方法及意义。那么,这节课的教学价值就远远超越了“西双版纳”,甚至超越了地理学科,它让学生获得的是可以跨学科迁移的有效学习策略,经过多次强化(实践运用),这一学习策略便可以被内化为学生的自主学习能力。
除了“能较快地让学生学会学习”这一优势,思维可视化教学策略还能为“合作学习”提供工具性支持:师生之间、生生之间、小组之内、小组之间都可以借助“图示”这个可视化媒介来进行思想交流,思维碰撞。基于“思维可视化”的交流,结构清晰,一目了然,比单一的语言或文字交流的效能要高得多。
四、借助思维可视化应对新挑战
对于新课改而言,除了要有效化解旧阻力之外,还需准备应对新挑战。“信息智能文明”时代的大幕正徐徐拉开,纷至沓来的“互联网+教育”、虚拟现实、人工智能等新科技对传统教育产生了重大冲击,人类的学习目标、学习方式及学习组织形式都将发生重大转变,新课改要如何与时俱进?
辩证地看,新教育技术的崛起对新课改既有“危”也有“机”:其中的“危”主要是指在“互联网恐慌”压力及“教育技术创新”推力的双重作用下,原来推动新课改的中坚力量会被“新技术热”所裹挟,从而降低对新课改的关注度,陷入“形式大于本质”的误区。其中的“机”主要是指新教育技术可以为新课改所倡导的自主、合作、探究式学习提供有力的技术支持。例如各种形式的在线教学资源(微课、慕课)就为学生的自主学习提供了不受时空限制的内容支持,使自主学习、合作学习变得更加便捷。
工程硕士专业学位是我国研究生教育体系中的一个重要组成部分,其设置适应了国家经济体制的改革,适应了在岗人员进一步提高自身能力素质的需要。工程硕士与工学硕士相比,它们虽然处于同一层次,但由于其生源的显著差异,其培养目标、知识结构、能力结构和培养模式等均有较大不同。要使工程硕士成为高层次技术和管理人才,符合未来社会发展的需要,就必须贯彻“以人为本,因材施教”的教育原则,制订一套科学、合理的培养方案,并建立与之相适应的培养模式。
为了提高工程硕士培养质量、规范培养模式和培养流程、明确评估办法等,2005年7月召开了第二届全国工程领域教育协作组组长全体会议,提出“建立规范化的工程硕士学位标准”的设想,并选择了控制工程等五个领域,以课题研究的形式,率先开展工作。2007年全国控制工程领域工程硕士教育协作组颁布了“控制工程领域工程硕士专业学位标准(试行)”,对我院控制工程领域工程硕士的培养起到了很好的指导性作用。考虑我院控制工程领域工程硕士的培养主要是面向部队、基地等情况,在对“专业学位标准实施细则”修订中,培养方案在符合学科内涵的基础上,要兼顾生源单位需求,在研究方向的确定、课程设置等方面突出应用性、针对性,切实使培养的工程硕士在相应的工作岗位上发挥应有的作用。
一、以武器控制系统为中心确定培养方案的主要研究方向
现代兵器装备的特点是精确化、远程化、智能化,以导弹、无人机、指挥系统等为代表的武器装备更突出了这一特点,这些特点的基础之一是自动化技术。根据我院生源主要分别来自武器装备论证、武器装备试验、军代表、部队技术保障、部队装备管理单位等岗位特点,依托控制工程领域培养工程硕士,应该以武器装备为大背景,在控制工程学科内涵的基础上紧紧以武器控制系统为中心,来确定相应的研究方向,因此我院控制工程领域工程硕士专业研究方向确定的基本思路是:涵盖我军武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控、武器控制系统性能测试与故障诊断、武器控制系统信息化管理等方面,为军代表系统、武器装备试验基地、部队修理所、部队装备管理等单位培养具有我军特色的高层次应用型、复合型工程技术和管理人才。具体如下:
1.武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控
该方向以提高复杂武器控制系统综合战术技术性能为目标,以数学、力学、控制理论、系统科学、计算机技术为基础,研究武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法。主要研究内容包括:火控、指控、无人机和导弹等复杂武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法及武器系统作战效能评估等。
2.武器控制系统性能测试与故障诊断
该方向以提高武器系统技术保障人员的装备保障能力、试验技术人员的工程实践能力为目标,以自动测试技术、故障诊断技术、信号处理技术和计算机技术等为基础,研究武器系统的性能检测、故障诊断的技术与方法及靶场试验中技术保障的关键技术。主要研究内容包括:新标准测试总线的应用、测试系统模块化设计、武器系统运行状态监测与诊断、测试诊断设备研制等。
3.武器系统信息化管理
该方向以提高各级装备保障管理人员的管理自动化、信息化、智能化水平为目标,以人工智能、装备保障理论、计算机技术、数据库技术、多媒体技术、网络技术等为基础,研究装备保障管理的自动化、信息化、智能化技术和系统。主要研究内容包括:研究制订适合装备保障信息化管理的标准体系,研究建立统一的适合装备保障管理信息化的数据交换代码,基于装备的状态信息、故障信息、维修信息等进行研究装备保障领域的全程可视化信息管理系统。
二、以适应培养方向要求为出发点确定适宜的课程体系
课程教学是工程硕士培养的一个重要环节,它对于构建合理的知识结构、打下扎实的基础理论和系统的专业知识起着相当重要的作用。当今社会,科学技术迅猛发展,知识更新不断加快,只有打下牢固的基础,才能自如地实现向新领域的转变,才具有可靠的应变能力的坚实后劲;只有在头脑中存储了大量的知识、事例和经验,才能运用它们来进行创造性思维。课程设置在整个课程教学工作中起着基石性和原本性的作用,只有合理的课程设置才有可能使研究生具有合理的知识结构,才有可能在课程学习过程中激发研究生的创新意识与创新能力。
考虑到工程硕士的培养模式是“进校不离岗”,边工作边学习,在职攻读学位的特点,在课程学习上,我院采取的是“两阶段”学习方式,即第一阶段主要学习公共和领域必修课程,在学院集中学习;第二阶段主要学习选修课,采取先寄发教材供学员自学,再到学院集中辅导两次,每次为期两周,最后集中进行考试。因此课程设置一方面要充分考虑这些特点、安排,另一方面更要考虑所设置课程应与各培养方向相适宜。对控制工程领域工程硕士研究生来说,应具备以控制论、系统论、信息论原理为核心的知识结构。同时,还要具备基于与数学方法、计算机技术、网络技术、通信技术、各种传感器和执行器等相结合的、针对具体应用方向的知识面。这些知识结构、知识面要通过一类课程群的设置来落实。由于培养时间、教学时数的限制,课程的门数设置受到了约束,这样就要求对课程的选择必须反复斟酌,切实使选择的课程具有较强的针对性,有利于学生建立合理的知识结构,有利于学生进行后续的学位论文研究工作。我院工程硕士专业学位课程设置包含两大部分。一部分是适用各个研究方向的必修课,包括公共必修课和领域必修课。公共必修课主要包含自然辩证法、英语、数理统计、科技信息检索。领域必修课主要有线性系统理论、计算机控制系统、自动测试系统。另一部分是为不同研究方向设置的选修课。选修课设置的基本思想是在保证对一个控制工程领域工程硕士研究生而言,至少应掌握一个课程群的知识要求的基础上,引入专题讲座形式来开阔学生视野,增大学生知识面。根据学科培养方案设置的三个研究方向,结合部队岗位需求,我们按优化、控制类课程群、控制系统故障检测与诊断课程群、信息传输与处理类课程群的要求设置领域专业技术类选修课课程。
具体地讲,为三个研究方向设置的选修课程分别是:
为武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控研究方向设置了优化、控制类为主的课程,包含军事运筹分析、系统决策与建模、智能控制、人工神经网络、防空武器系统效能分析以及专题讲座。
为武器控制系统性能测试与故障诊断研究方向设置了故障检测与诊断为中心的课程,包含测试与接口技术、军用电子系统测试、电子系统故障诊断、故障分析与预测、人工智能原理以及专题讲座。
当前的世界正处于科学技术突飞猛进、人类生活节奏日益加快及信息大爆炸的环境当中。现代人已经大跨步的迈进了以新媒体为主导的信息化时代,大量的信息充斥着我们日常生活中的方方面面。作为信息制造者、接受者并肩负着传达信息的设计者,在当下信息化社会中,如何科学而又系统地处理信息、传播信息,进而更好的实现信息传达的意义和价值,是摆在每一个设计工作者面前的一个重要课题。
1、科学技术与艺术的辩证关系
科技与艺术的关系,如同手心与手背的正反两面。
艺术是从视觉语言的创意处理来反映对社会各种思考,而科技所作的是源源不断地为艺术提供着更多的表现形式和展示舞台来为艺术创造条件。反过来,艺术又通过这些可能性资源刺激着科学技术继续向更高层次发展,为其提供更多的创新、灵感及引导。
人体解剖学的探索、研究,为人类开展艺术研究的绘画和雕塑提供了重要的理性支撑;
颜料化学成分的加入,为画家们的创作提供了更为广阔的、层次分明的表现力;
光学的应用与研究,更促进了摄影技术的诞生,进而发展为人类史上一种新的艺术形成,摄影艺术的产生,对传统艺术产生了重要且深远的影响。反过来,摄影艺术对于所要表现内容更高标准、高审美的要求,又促使摄影技术不断更新、发展; 这一切,无不体现着科技与艺术相互推进、相辅相成的辩证关系。处在信息化时代的大潮中,这两者的关系将越发体现的更为显著,所带来的结果也必将强烈和迅猛。
2、工业化时代为艺术提供了广阔创作空间
随着工业化时代的到来,摄影、摄像及电影技术的发展愈发成熟,这些技术下产生的机器化图像技术为艺术创作提供了更多、更广的创作空间,艺术家们操刀上阵,为这些新的图像技术赋予了思想和灵魂。这种影像记录的技术手段迅速成为流行文化的传媒手段,同时更成为一种新兴的艺术形式。
与此同时,影像复制技术也同时被发明与大肆发展起来,同样为艺术创作提供了新的创作可能。
印刷术的发明与发展,更为最初的文学创作提供了广为传播的技术支持,进而发展成为艺术创作领域中的版画艺术。新技术手段的发展,为版画艺术创作提供了更多的模板制作手段及印刷设备支撑。
在那个工业化飞速发展的时代里,机器制造并生产着一切,这一点深深地触动了艺术家的创作欲望。这便是用机器完成艺术创作,而不仅仅是影像的记录和再次复制。20世纪70年代,在计算机诞生初期,计算机图像处理技术还没出现的年代,卢布尔亚纳的艺术家Bogoslav Kalas就于1971―1972年制造了一种“绘画机器”,即便所呈现的作品显得简陋且粗糙。
3、信息时代的艺术大发展
随着计算机技术的大幅提高,“计算机绘画”完全成为现实,它可以完成更为复杂,更为高级的绘画作品了。
计算机图像绘图技术的快速发展及应用,数字图像技术为艺术创作再一次铺平了前进的道路。数字图像处理技术的发展,对广告设计业产生了重大而且深远的影响,从而使艺术创作中产生了虚拟的,梦幻般的表现手段。这一技术为艺术创作开创的新视角,为人类想象力的升华,提供了可能,并且是所有传统艺术都无法相比拟和再制的。
随着技术进一步更新,MMX技术得以应用于CPU中,使得CPU处理速度大幅提升,极大地促进了计算机对数字媒体的处理能力;随之而来的又一次飞越或发展,是基于光存储技术的出现,CD、DVD完全取代软盘,使得计算机记录多媒体信息的容量极度增加,多媒体信息的存储和有了更为广阔的发挥空间,进而计算机信息处理跨入多媒体时代,多种不同媒体的功能,在这种技术的帮助下,轻而易举便完成融合,使得人们幻想达到丰富而刺激的感官体验成为现实。
同时,多媒体技术的广泛应用,还弥补了传统电视、电影的线性叙事方式,它利用多媒体技术软件,轻松调用所需影音文件,将其自有整合,从而构成全新的艺术表现形式―非线性编辑技术发展起来。人工智能技术,人机界面几乎在同一时期,也一同发展起来,并广为应用,促使了互动技术与艺术的完美结合。
近年来,随着网络技术的广泛普及与迅猛发展,人们的工作、学习、生活越来越便捷了。同时也带动了网络艺术的发展与推广。网络艺术创作与人工智能技术的相结合,使借用这一成果创作的艺术作品互动性增强。而虚拟现实技术与分布式多媒体技术的结合,还有待于更多的实践与研究,使其更早的应用于网络艺术中去,让我们的艺术创作可以随时随地光临每个人身边。
4、新科技与数字化技术对艺术设计的影响
在信息技术领域以外,材料科学,生物科学等领域的发展同样给艺术创作带来发展空间。新化学材料及基因科学的相结合,更是触动了新一代的艺术家参与实验,以力求尽早为艺术创作再辟蹊径。
还有实时互动装置艺术及“湿媒体”技术与艺术尝试,都在向我们预示着更高一级的技术与艺术结合的新形态还会不停出现,这是技术与艺术相互推进的必然趋势。
5、艺术与技术的完美结合
艺术创作取得突破成就,必然是由于新技术的促进与相互融合的结果,确切地讲是科技与人类智慧碰撞的结果。由于艺术形态的发展是伴随着物质生产发展所进行的,因此每个时代,每个时期所产生的新科学、新工艺、新材料,必然都会促使艺术产生新的类别,新的造型,新的装饰语言,产生新的艺术风格,从而造就出一个时代的艺术成为当时科学技术发展高度的标志。
任何一个时代,富有其特定时代性的艺术创作,都是科学技术与艺术相结合的产物。新的科学技术的发明和应用,必定会给这个时代的艺术创作注入新的物质表现形式;也必定造就当时人们新的审美观念和审美思潮。当今网络技术及人工智能技术的发展,使艺术的互动性得到强化。新的科技成果得以发明和广泛应用,能使艺术创作产生新的表现形式,从而促使人们审美观念的转换及提升;新的科技成果的发展,反过来又会促使艺术创作不断采用新的材料、新的工艺、新的技术,从而满足人们对新的物质和精神层面的需求。
任何时代,任何艺术表现形态,都将与当时的科技成果完美结合,从而最大限度的保证,更快速高效地完成信息传达与情感交流的目的。
6、科学可视化对计算机图形发展的推动作用
1950年前后,Lawrence Liver more国家实验室开始进行有关武器以粒子、热流体等方面的研究,这些研究真正意义上使得计算机图形与动画软件开发相结合。包括了真实感图像、分子模型、计算机动画及三维可视化等方面的技术与艺术尝试。极大地推进了现在科学可视化的艺术表现。
1965年,Vtah大学的计算机系获得美国国防部高级研究计划署每年500万美金,共计三年资助,用于开展计算机技术的研究。研究出了很多计算机图形技术中最重要的算法和理论。这些成果包括隐藏曲面、渲染、批量渲染、Z-buffer、材质、光照、环境贴图、面部动画等。
1981年,Quantel公司推出了最早的视频处理系统Paint Dox,具有画板、调色板、画笔、喷涂及粉笔等多种创作手法,进而对图像进行逐帧修改处理。1982年,Quantel再次了另一款视频处理设备Mirage。
1986年,Quantel发表了世界上第一套非线性编辑系统Harry,从而解决了必须逐帧处理的问题,使得编辑时间大幅节省。
随后,又有人开发出了分层编辑视频及特效制作的纯软件系统Flame,及后来的Digital Fusion、After Effects等非线性编辑软件。这些非线性编辑技术的出现,使得计算机艺术表现,又增加了新颖的表现手段,同时也拓宽了艺术创作的展示空间。
8、数字视觉应用技术的广泛应用
伴随着计算机图形技术的发展与日成熟,计算机图形技术被广泛的应用于军事、医药、建筑、电视及商业广告等各行业中。计算机图形技术的广泛应用,使得我们日常所接受到的信息内容变得更加的富有动感和视觉刺激性,同时也触碰着我们对于所接收信息的心理反应及信息消化。
不可否认的是,数字视觉应用技术的广泛应用,的确很大程度上改变了我们的生活,某种意义上讲,它也正改变着我们的一些观念和思想。
9、结语
文中广泛搜集全球第一手的新媒体艺术资料,并结合优秀学者针对此话题具有代表性论述作为参考,严格秉承严谨的治学态度,探索性的专业精神完成本文撰写。力求避免华而不实空谈畅想,提出自己对于新媒体技术与艺术设计相结合的疑问和困惑,进而梳理成序,提出论点,分析,调研,收集整理,寻求新媒体与艺术设计的契合点。从而解决我对于新媒体技术与艺术设计相结合,提升信息品质的疑惑。
希望通过本文,能引发更多有识之士的深入思考并能对我国信息化设计的未来发展,起到抛砖引玉的作用,同时为我们现行的视觉传达艺术设计与新媒体艺术设计教学工作起到引导实践教学的作用。
参考文献:
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一、关于理性人和囚徒困境的介绍
囚徒困境这个事例常常在有关博弈论的讨论中出现,它最主要贡献是突出反映了个体理性与群体理性的冲突,并且在目前学界的讨论下,这一冲突似乎尚未能得到完美的解决。造成这一冲突的原因,并不是由于该博弈的前提――理性人假设出现了问题,而是基于囚徒困境中或者博弈论中理性人的假定在不同条件(规则)下的作用。正是由于没有分清这一前提在不同背景知识下的运用,一方面保证了囚徒困境这个博弈能够用逻辑的或者说是理性的方式解决(找到这个博弈的纳什均衡点),另一方面也导致了事件的解决结果并不是那么的令人满意(因为我们面临的是不同的条件与知识背景)。“‘博弈参与人是理性的’是博弈论的公设,然而理性人的假定存在许多博弈困境。囚徒困境与公地悲剧反映的是个体理性与集体理性之间的冲突”(潘天群《博弈论中理性人的假设困境》,《经济学家》2003.4,)。
起初,博弈论专家假定博弈中的参与人是理性的――具有使自己效用最大化的推理能力,然而,奥曼等人发现,这样的假定是不够的,我们必须假定,“一个博弈中的每个参与人都是理性的”是该博弈所有参与人组成的“群体”所知道的,即每个人都是理性的是群体中的“公共知识”(或翻译成共同知识)。(潘天群《群体推理的逻辑与群体理性》,《东南大学学报(哲学社会科学版)》,2007年7月第9卷第4期)。
有关囚徒困境我们可以这样表述。
假设有A、B二人,因为偷盗被警察抓捕归案。为了防止两人串供,因此将两人分开审问。这时A、B二人均面对了两种选择,一是招认,二是不招认。例如,对于A来说,A面临着招认与不招认的选择。我们可以假设,如果A招认,B可以选择招认,也可以选择不招认。当A招认B不招认时,A当场释放B判刑8年;当A招认B也招认时,各判刑5年。如果A不招认,B也可以选择招认或者不招认。当A不招认B招认时,B当场释放,A判刑8年;当A不招认B也不招认时,两人各判刑1年。
同理,当审问B的时候,只需要参考上面的过程就可以很容易地得到答案。
我们可以简单地列一个表,用来表示上述的过程:
以A为例,对该博弈进行分析。
由于参与博弈的双方均为理性人,且为公共知识,那么A会有如下的思考:
当B招认时,A可以选择招认或者不招认。
当B招认而A不招认的时候,B被当场释放,A被判刑8年;当B招认A也招认时,B与A各判刑5年。判刑5年远远好于判刑8年,因此,当B招认时,基于理性人的假设要使自己的收益最大并且损失最小,A会毫不犹豫地选择招认。
当B不招认时,A也可以选择招认或者不招认。
当B不招认并且A也不招认时,两人各判刑1年。当B不招认而A招认时,B被判刑8年,A被当场释放。A基于理性人假设作出了以上的推理,显而易见的是,当场释放要好于判刑1年。为了使自己收益最大并且损失最小,A会毫不犹豫地选择招认。
因此,不管B是否招认,A都会毫不犹豫地选择招认。
同理,作为一个理性人,B也会按照A的思维模式那样作出选择,答案是――毫不犹豫地招认。
两人均招认就是囚徒困境这个博弈的纳什均衡点。很明显也很抱歉,通过理性手段进行推理,想使自己的收益最大而损失最小,但是结果却不是那么的令人满意。在我们看来,两者均不招认各判刑1年的损失要远远小于两人各判刑5年,或者单就A或B一个人来说,当场释放的收益要明显地大于个人的判刑5年,因此,在某些人看来,理性的参与人在这个博弈中并不能使自己的收益最大损失最小,相反的,个人理性在这个囚徒困境的博弈中成为了获得最大利益的障碍,在这样的情况下,就出现了“两难”决策。
二、“囚徒困境”博弈的潜在规则,以及阿克塞尔罗德的实验及其规则变动
应该得出的一个认识就是,上文所提到的那个“囚徒困境”博弈属于一次性的完全信息静态博弈,它本身所具备的规则与阿克塞尔罗德所做的实验有着显著的区别――一次性的囚徒困境博弈与重复性的囚徒困境博弈的规则区别。为了便于分辨,我们依次将上文的两个囚徒困境博弈分别简称为Game1与Game2。
G1应该具备以下的这些规则。
(1)对策者(谋求合作的双方)没有什么手段可以用来实施威胁或作出许诺。由于对策者不会许诺他们自己采取某种特定的策略,因此每个人都得考虑对方可能采取的所有策略。此外,每一个对策者都可以使用所有可能的策略。(2)没有什么办法能够确定对方在某个特定的对局中将如何选择,这就消除了使用元对策”分析的可能。“元对策”允许诸如“选择与对方相同的策略”的选择,同时也消除了通过观察对方与第三者局而形成某种信誉的可能。因此对策者唯一可利用的信息(积累的知识)是他们相互作用的历史。(3)不能消灭对方,也不能放弃对局,因此对策者在每次对局时只能选择合作或背叛。(4)不能改变对方的收益值。这个收益值已经包括了每个对策者关于对方利益的考虑之中。(周海林《“合作”的条件与机理――从囚徒困境谈谈可持续发展的制度基础》,《软科学》2001年第15卷第3期)
我们可以试着列出一个表格,以更清晰地对几个步骤中的规则的区别作出清晰的划分。
博弈前(step1)博弈中(step2)博弈后(step3)
[?摇?摇?摇?摇?摇?摇一次博弈的完成?摇?摇?摇?摇]
对于G1的第一条规则,G2由于是重复多次的囚徒,将会出现一些不同的情况。阿克塞尔罗德所提出的例如宽容性和可激怒性就可以在step3之后体现出来。可激怒性可以简单地看成是规则1中所说的实施威胁。当参与博弈的双方A和B进行一次博弈时,A作出不合作的决定时(第一次博弈),B在step3得知了这个消息之后,也就是下一次博弈时(第二次博弈),可以选择不合作,对A进行威胁,表示自己是可激怒的。这里的威胁,是分属于两次博弈的,而这在一次性博弈中明显无法做到。宽容性也同样如此,当A表示悔过(在第三次博弈选择合作时),B可以立即在step3中得知,并在第四次博弈时原谅A,作出合作的选择。当然,如果仅从理性人的角度出发,在有限次的囚徒困境博弈中,次次不合作才应该是这个博弈的纳什均衡,但是在阿克塞尔罗德的试验中,次次不合作这个策略的得分明显低于某些策略,并且选择这个策略的人并不是绝大多数,理论和现实有着明显的差异。
对于G1的第二条规则,同样也是如此。一次性的囚徒困境G1作为某个特定的对局(特地被警察隔离开而无法串供),博弈双方都无法确定对方将采取何种策略,从而致使使用“元策略”的可能性变为0。G2作为多次重复的囚徒困境,由于能够清楚地知道对方在每一轮的选择(指已经选择过的步骤),因此可以对接下的自我的选择和他人的选择做出推断。甚至像“一报还一报”策略直接选择与对方上一步策略相同的策略。还有的参与者对博弈对手的合作与不合作的次数进行概率计算,并由此作出自己的选择,如道宁策略,这在G1中是无法出现的。阿克塞尔罗德甚至做了两次重复多次的囚徒困境实验,这样对于G2的参与者来说,他们的选择不仅仅可以基于与自己的博弈对手相互作用的历史,更可以基于博弈对手与参与这次试验的每一个人的相互作用的历史。道德博弈中所说的个人信誉问题在这里凸显出来。
总的看来,在step1中,作为囚徒困境的博弈参与者A可以了解到B以往的策略选择以及信誉问题,并可在一定程度上影响到自身策略的选择。例如贪婪的策略在面对比较仁慈的策略时,总是比较占优势。并且在step2中,A与B可以看到对方是如何选择,并进一步影响到step3之后,选择宽容还是惩罚――合作还是不合作。
从step1到step3就显示出主体交互性在博弈中的重要作用,因为G1中,G1(step1)到G1(step3),A与B做为博弈参与者并没有真正的形成交互(双方被隔离了),即主体间性。而在阿克塞尔罗德的试验中G2(step1)到G2(step3)中,博弈的双方A和B不但互有信息交流,而且在一定程度上影响到自我决策的选择。
三、主体间性对囚徒困境的影响
主体间性从定义上来说是主体与主体之间的统一性,但在不同的领域中,主体间性的意义是有差异的。
在主体间性概念的形成历史过程中,事实上涉及了三个领域,从而也形成了三种涵义不同的主体间性概念,这就是:社会学的主体间性、认识论的主体间性和本体论(存在论、解释学)的主体间性。这里就不一一详细叙述。
博弈论是交互的决策论。2005年诺贝尔经济学奖的获得者奥曼曾经给博弈论下过一个非常描述性的定义:博弈论是“交互的决策论”,其定义十分简洁凝练。展开来说,博弈论是研究发生直接相互作用的行为者采取的决策以及这种决策的均衡问题。换言之,一个经济主体(行为者)在决策时必须考虑到对方的反应,所以用“交互的决策论”来描述博弈论可谓言简意赅。(张践明《“囚徒困境”・理性悖论・交互认知论》,《湘潭大学学报(哲学社会科学版)》,2007年11月第34卷第6期)
而交互认知是主体间性的具体化例证。在重复囚徒困境这个博弈中,就充分地体现出交互认知的重要性。
如step1的中,博弈的双方可以对彼此过去的决策选择进行详尽的考察,基于生存博弈的道德博弈也可因此而建立起来。双方的私有信息(在这里可以简单地看做自己和对方的博弈历史选择)是否可以交换,交换的方式与程度,均可在一定程度上影响到后来的决策。阿克塞尔罗德进行第二次重复囚徒困境博弈的一部分原因也在此――建立在双方知己知彼的基础上的合作应该如何产生,知己知彼是源于上一轮的博弈参与者参与博弈并决策的历史。这样就把双方的私有信息公开化,变成了公共知识。
在step2中,G1博弈双方从完全不知道对方做出什么决策发展到G2可以看到对方的决策,这又是一次交互的行为,由于是多次重复博弈,step2的交互致使博弈双方A和B不仅仅看重眼前的利益,更会看中将来的利益,从而使合作有可能发生,当然其中也包括从不合作决策与报复性决策等。
在G2(step3)中,A或者B完全可以借由这个环节来告诉对方自己对于对方的选择是满意还是不满意,并在以后的多次博弈中体会到对方的感受,对方同样可以表达出来并由此形成第三次交互。
还是拿一报还一报策略进行说明。A使用策略未知,而B使用的是一报还一报策略。设在第200次博弈中(我们称为N1、N2、N3……),A选择不合作,B选择合作,G2(N200(step3))中,B发现A不合作,并想表达自身的不满,因此立即在G2(N201(step2))中选择不合作以此来警告A。A在G2(N201(step3))中感受到了B的不满,如果双方进行了重复多次的博弈,A通过G2(N202(step1))回顾双方合作的历史发现,B对于犯错的人具有宽容性,于是立即在G2(N202(step2))中选择合作表示自己悔过,B在接下来的步骤中感受到A的悔意,在下一次的博弈中选择合作表示自己知道并安慰A……从而形成了重复性的三次交互、信息交换。当然,以上的只是基于交互理论的假想,但是在阿克塞尔罗德的实验中,我们不应该仅仅把双方固有的策略选择看作是电脑程序的自动化,而应该看作是在理性人基础上的信息交互,从而修正自己的策略。
四、结语
可否像人工智能体Agert那样在博弈中具备自主交互的学习参与博弈的理性能力,并由此改变自己的策略?
有关新型智能体Agent的设定,有这么几条可以作为囚徒困境这个博弈的参考:
①能够面向陌生状态与不确定性,积极主动地进行认知与行动。②每个智能体都有自己不同的知识背景、心智品质、能力与个性,甚至具备诸如友善性、真诚性等人类特征。它的这些能力与特征都不是被设定为一成不变的,它可以随着情况的变化而不断地进行能动的自我更新。它不是在一个一步到位的、静态的模式中模拟智能,而是在一系列过程性的、动态连续的进程中发展智能。
如果在多次重复的囚徒困境的理性人设定中附加如上的设定,是否可以使G2更加地清楚明白,更容易地走向合作?
当然,以上的附加只是基于多次重复囚徒困境的假设。面对G1的一次性的完全信息静态博弈,我们只能持以悲观的态度。
宾默说,理性参与人的独立选择行为又会产生非帕累托效率的结果,这并不存在任何自相矛盾的地方。囚徒困境的规则不利于实现理性合作,就像把一个人双手反绑之后要他表演手技一样。因此,不要希望在囚徒困境规则约束下理性参与人会成功地达成合作。
参考文献:
[1]罗伯特・阿克塞尔罗德.合作的进化.合作的复杂性――基于参与者竞争与合作的模型.
[2]宾默.博弈论与社会契约.
[3]格若赫姆・罗铂.博弈论导引及其应用.
他写道:“恩格斯的《自然辩证法》就像珠宝的光芒一样照耀着我四十年的研究生活。”[3]在牛顿时代,研究机械力学,没有辩证法相对来讲还过得去。然而,在今天,辩证法成为自然科学研究必不可少的方法。相对论和量子力学离开了辩证法将寸步难行。现代科学的许多复杂问题不能单靠实验的方法来解决,要借助于想象力和哲学思维。例如,我们无法直接观测电子等许多基本粒子的实际运动状态,只能在一些模型或理论的基础上进行间接观测,而这种模型或理论的建立就需要哲学的帮助。关于几十亿光年以外的天体情况,几十亿年以前的宇宙状况等,都无法直接用实验来验证。各种宇宙学说的建立离不开哲学的指导。辩证法对现代科学的指导作用一天比一天重要。
人类借助于科学实验活动,把我们的认识从已知的此岸引向未知的彼岸,包含了观察、假设、推理、实验、论证、检验等阶段。在每个阶段中,以及从这一阶段转移到另一阶段时,都必须要有充分的依据、合理的原因、严谨的推理、科学的验证。归纳、演绎、类比、分析、综合的过程,就是对感性材料进行整理,通过科学抽象做出哲学概括的过程,这对整个科学实践活动起着一般方法论的作用,是最高层次的科学方法。地壳运动的板块模型的建立是现代地质学的重大发现。这之前经历了大陆漂移假说、海底扩张假说和板块构造学说三个阶段。最先把大陆漂移作为一个假说提出的德国气象学家魏格纳,设想全球的大陆曾经都连在一起,称之为“联合古陆”,并给出联合古陆破裂、漂移过程的图示。
魏格纳认为使大陆漂移的动力是地球自转的离心力及太阳和月亮产生的潮汐力。但是,地球物理学家的计算表明,这个力实在太小,不足以推动大陆的漂移。20世纪60年代,美国地质学家赫斯提出“海洋扩张假说”,他认为,大陆不是作为独立体运动的,而是与海底连在一起在地幔软流圈上移动。60年代末,在海底扩张说的基础上,美国的摩根、法国的勒比雄和英国的麦肯齐共同提出了“地球板块构造模型”,这一学说成为新的地球构造理论。从大陆漂移学说、海底扩张学说到地球板块构造学说,每一个学说的提出,都是从假设开始,在观察或实验方法无法企及的情况下,借助抽象思维的能力,反复分析、推理而概括得出的结论。所以,“概括”作为一种思维方法在每一个阶段演进中发挥着至关重要的作用。我国著名数学家华罗庚,从20世纪50年代起,带领数学工作者深入生产一线,潜心探索一条让数学更好地为发展国民经济服务的途径。
他在常年实践的基础上总结出一套行之有效的科学方法,概括为:大统筹、广优选、联运输、精统计、抓质量、理数据、建系统、策发展、抓工具、巧计算、重实践、明真理。凝练的36个字,处处闪烁着哲学思维的光芒,今天这套方法依然具有强大的生命力。这是哲学方法论在自然科学中的典型应用。事实证明,只有那些认真实践而又善于思索的人、善于概括总结的人,才有可能在科学探索中捷足先登,摘取科学之果,也才能成为推广科学成果、促进科学进步的强大力量。从这种探索过程中可以看到,随着现代科学技术的迅速进步及其向各个领域的广泛渗透,尤其是数学方法的推广和应用,控制论、信息论、系统论等横断学科的发展,使自然科学和社会科学在方法论上逐步相互渗透,日渐趋向统一。正如著名科学家钱学森所指出的:“在现代科学技术中所用的研究方法也逐渐统一了,不能区分自然科学的方法论和社会科学的方法论。”