時間:2023-06-08 15:42:26
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇人工智能的辯證思考,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1引言
作為計算機科學(xué)技術(shù)的全新領(lǐng)域即人工智能,其正在迅速成長與成熟、新方法、新理念、新技術(shù)并且不斷壯大,同樣也包含著計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、信息論各類學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。人工智能包含的主要內(nèi)容有知識表示和推理機制、問題求解和搜索算法,自然語言理解、專家系統(tǒng)和機器學(xué)習(xí)等;也作為計算機科學(xué)各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,國內(nèi)外各高校都非常重視,都將人工智能作為計算機專業(yè)的必修課程。人工智能包含的學(xué)科多,知識點雜、理論性強、內(nèi)容抽象,算法難度高復(fù)雜,在此情況下各高校采用傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”單一教學(xué)模式,學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)地位;課堂教學(xué)與實際操作、理論與現(xiàn)實應(yīng)用相脫節(jié);加上理論知識強,案例缺乏,容易使學(xué)生感覺空洞;學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒,也達不到鍛煉其分析問題、解決問題的思維能力和實踐動手能力。如何讓學(xué)生高效的學(xué)習(xí)一直是教師研究的課題,在大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)信息時代的大背景下,“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)廣泛應(yīng)用和存在于生活、工作各個方面,其在教育教學(xué)中表現(xiàn)出的創(chuàng)新性、互動性尤為突出,并極具優(yōu)勢。
2基于案例的教學(xué)研究
此方法開始于上世紀20年代左右,最早是由美國哈佛商學(xué)院所提倡的,基于當時特殊的商業(yè)管理真是背景和特殊事件,能夠有效的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生主動性、積極性和應(yīng)用能力,開展案例教學(xué)后,學(xué)生實際解決問題能力有了很大的提高。但此教學(xué)研究方法知道到上世紀80年代后期,才引起教師的重視。1986年由美國研究小組提出《準備就緒的國家:二十一世紀的教師》書中,強烈推薦此方法在實際教學(xué)的重要性,并說明今后在教學(xué)過程中將其作為一種重要的教學(xué)方法應(yīng)用于各類課程中去。
3基于人工智能的案例教學(xué)研究及應(yīng)用
3.1案例精選
此方法第一步是案例選取,案例的好壞是決定案例教學(xué)效果關(guān)鍵因素。案例的選取需要滿足以下要求:(1)符合現(xiàn)在的教學(xué)目標,明確學(xué)生需要掌握的知識點、重難點等,能夠運用所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實際中,以此提高學(xué)生分析、解決問題的能力;(2)案例要有代表性、趣味性,由于人工智能課程內(nèi)容多、抽象,需要將枯燥乏味的知識點轉(zhuǎn)化為趣味生動的案例,有利于吸引學(xué)生注意力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動性;例如,講到“知識表示”這部分內(nèi)容中引入“機器人搬積木”、“野人修道士渡河”案例;(3)采用互動的形式,此為人工智能的案例教學(xué)研究重要特征,同時也是教學(xué)目標得以充分展現(xiàn)的必要條件。能夠調(diào)動大家的積極性,學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動,調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。
3.2案例的執(zhí)行
(1)講授法?;诮虒W(xué)內(nèi)容具體知識點設(shè)計案例;通過教師講解,幫助學(xué)生理解抽象的理論知識。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式:一是“案例—理論”,即先給出教學(xué)案例,后講解理論知識;二是“理論—案例”,即教師先講解知識,再給出教學(xué)案例;案例的呈現(xiàn)方式不同,會直接影響案例的功能,也會影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、學(xué)習(xí)效果。為了使案例能更好地為教學(xué)服務(wù),教師講解案例之前應(yīng)從創(chuàng)設(shè)案例情境開始,通過情境體驗與案例剖析激發(fā)學(xué)生認知的興趣,引導(dǎo)學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意,有利于教師導(dǎo)入新課。(2)互相討論法。大學(xué)生課余時間充沛,鑒于此,將班級學(xué)生分為若干小組,教師將事先準備好的案例分配給各組,學(xué)生采用組內(nèi)互動討論的形式,設(shè)計出此案例的各種解決方法。課堂上,將本小組的解決方法用課件展現(xiàn)給其他小組。講解完成后,學(xué)生開始互相討論,對比各自的方法,然后由老師進行分析、對比和總結(jié)。以此來增強學(xué)生對學(xué)科知識點、應(yīng)用能力的掌握。(3)相互辯證法。課后,采用相互辯證的方法,組織大家相互辯論。選擇一些綜合應(yīng)用比較強的案例。與簡單的案例相比,綜合應(yīng)用案例能更加高效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法。相互辯證法是一種探索新型的教學(xué)形式,學(xué)生的自主性強,能夠在辯論中充分表達自己的觀點,充分運用所學(xué)的理論知識來維護自己的觀點,還可以促使學(xué)生查閱大量資料,拓展知識面。
4結(jié)語
通過以上論述,人工智能技術(shù)開始應(yīng)用于教學(xué),與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的聯(lián)系。其發(fā)展必將對現(xiàn)代教育起巨大推動作用。在教學(xué),可以基于人工智能技術(shù)建立人類推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運用,展示出越來越好的實用性。
參考文獻:
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隨著我國教育的迅猛發(fā)展,作為科學(xué)教育重中之重的小學(xué)科學(xué)教育逐漸開始被大眾所關(guān)注,所以探索小學(xué)科學(xué)教育的新思路已成為教育改革的關(guān)鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發(fā)達國家的教育改革理念與經(jīng)驗,并進行本土化研究,促進我國教育發(fā)展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論,引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念,憑借著自身優(yōu)勢在中國教育課程改革中占據(jù)了一席之地,也為中國科學(xué)教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學(xué)內(nèi)部對科學(xué)反思和科學(xué)外部人員對科學(xué)本質(zhì)認識的思考。最初,HPS指的是科學(xué)史(HistoryofScience)和科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)兩大學(xué)科領(lǐng)域,但在20世紀90年代科學(xué)建構(gòu)論流行后,科學(xué)社會學(xué)與科學(xué)知識社會學(xué)被引入科學(xué)教育,HPS逐漸演化成科學(xué)史(HistoryofScience)、科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)和科學(xué)社會學(xué)(SociologyofScience)三者的統(tǒng)稱[1]:科學(xué)史即研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會科學(xué))和科學(xué)知識的歷史;科學(xué)哲學(xué)則是對科學(xué)本性的理性分析,以及對科學(xué)概念、科學(xué)話語的哲學(xué)思辨,比如科學(xué)這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學(xué)社會學(xué)則討論科學(xué)處在社會大系統(tǒng)中,社會種種因素在科學(xué)發(fā)展過程中的地位和作用,這包括了政治、經(jīng)濟、文化、技術(shù)、信仰等因素[2]。在國外,德國科學(xué)家和史學(xué)家馬赫最早提倡HPS教育,突出強調(diào)哲學(xué)與歷史應(yīng)用至科學(xué)教學(xué)中的作用。我國HPS相關(guān)研究開始晚且研究規(guī)模較小,首都師范大學(xué)的丁邦平教授認為HPS融入科學(xué)課程與教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的一個重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的必要性
運用科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)等進行教學(xué)是目前國際上小學(xué)科學(xué)教育改革的一種新趨勢。2017年,教育部頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》標志著我國科學(xué)教育步入了新階段,其不僅要求達成科學(xué)知識、科學(xué)探究的相應(yīng)目標,也要養(yǎng)成相應(yīng)的科學(xué)態(tài)度,思考科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用中,需要考慮倫理和道德的價值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護環(huán)境意識和社會責(zé)任感”。HPS教育與小學(xué)科學(xué)課程的結(jié)合是教學(xué)內(nèi)容由知識到能力再到素養(yǎng)的過程,是小學(xué)科學(xué)教育的新維度,改變了小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)環(huán)境。將科學(xué)課程中融入HPS教育的內(nèi)容,可以幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì),研究科學(xué)知識是如何產(chǎn)生的,科學(xué)對社會的多方面影響以及科學(xué)和科學(xué)方法的優(yōu)、缺點等。當《小學(xué)課程標準》將科學(xué)態(tài)度和價值觀視為科學(xué)教育的有機組成部分時,小學(xué)科學(xué)課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時為小學(xué)科學(xué)課程滲透HPS教育提出了挑戰(zhàn)。目前,我國小學(xué)科學(xué)課程雖已有部分設(shè)計融入了HPS教育理念,但該融入過程仍停留在表面,融入程度低,融入方式單一。所以,研究HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的可行性
縱觀國內(nèi)外已有的研究,將HPS教育融入小學(xué)科學(xué)課程可分為基于傳統(tǒng)課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學(xué)機構(gòu)等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進技術(shù)研究院新媒體研究院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社三方通力合作、聯(lián)合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發(fā)行八萬套,在安徽省多個市區(qū)的小學(xué)得以應(yīng)用,是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套,涵蓋了16個人工智能前沿研究領(lǐng)域知識點,每一節(jié)課都設(shè)有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學(xué)《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學(xué)生的興趣,不僅可作為學(xué)??茖W(xué)課讀本,也可以應(yīng)用于課外場景。本文則以小學(xué)《人工智能讀本》為例,對HPS教育進行初步摸索與實踐,以期對小學(xué)科學(xué)教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)實踐的典型案例,側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生多維度、科學(xué)辯證地認識人工智能,內(nèi)容包括機器學(xué)習(xí)、決策職能和類腦智能,以及人工智能的不同發(fā)展階段,帶領(lǐng)學(xué)生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰(zhàn),培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”為例,分析HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)的實踐。
(一)科學(xué)史:提升課程趣味性
小學(xué)科學(xué)教育作為培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)公眾的重要步驟,提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教育注重知識的傳遞而忽略了學(xué)習(xí)過程,填鴨式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生失去對科學(xué)的興趣與探索欲,不利于公民科學(xué)素養(yǎng)的整體提高。而科學(xué)史作為研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會科學(xué))和科學(xué)知識的歷史,已經(jīng)逐漸滲透到科學(xué)教育中來??茖W(xué)史常常介紹科學(xué)家的事跡,某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學(xué)史融入課程可以帶學(xué)生重回知識誕生的時刻,切身體會科學(xué)。讀本作為在小學(xué)科學(xué)教育中不可或缺的工具,利用科學(xué)史內(nèi)容,以敘事方式可以將科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會學(xué)的思想融入教學(xué)過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學(xué)生更加容易探求科學(xué)本質(zhì),感受科學(xué)家不懈努力、敢于質(zhì)疑的精神,提升科學(xué)素養(yǎng)。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”引入部分即以時間順序展開,介紹人工智能的發(fā)展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結(jié)婚的故事不僅為本章節(jié)提供了豐富的內(nèi)容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學(xué)與哲學(xué),引發(fā)讀者對于人工智能的思考。
(二)科學(xué)社會學(xué):提升課程社會性
科學(xué)社會學(xué)是研究一切科學(xué)與社會之間的聯(lián)系與影響,包含科學(xué)對社會的影響和社會對科學(xué)的影響??茖W(xué)是一種社會活動,同時也受到政治、經(jīng)濟、文化等多方面影響,比如蒸汽機的誕生表明科學(xué)促進社會的發(fā)展。在科學(xué)教育的課堂中融入科學(xué)社會學(xué)不僅可以幫助學(xué)生理解科學(xué)問題,還可以通過介紹科學(xué)與社會之間的復(fù)雜關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生靈活、批判看待科學(xué)問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中,在介紹個人與技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了政府和環(huán)境這兩個要素,使學(xué)生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認知:環(huán)境與技術(shù)之間有一把“雙刃劍”,個人與技術(shù)、政府與技術(shù)之間是相互促進的主客體關(guān)系?!度斯ぶ悄茏x本》并不全是說教性質(zhì)的文字,在“試一試”中的辯論賽環(huán)節(jié)讓同學(xué)通過親身實踐,更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解,同學(xué)們可以更好地將學(xué)習(xí)知識與社會的背景聯(lián)系在一起,深刻體會科學(xué)中的人文素養(yǎng),增強社會責(zé)任感。
(三)科學(xué)哲學(xué):提升課程思辨性
以往研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)學(xué)科教材中關(guān)于科學(xué)史和科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容較多而且呈顯性,而對于科學(xué)哲學(xué)的融入內(nèi)容不夠,且不鮮明。[3]科學(xué)哲學(xué)融入科學(xué)教育無疑可以提升學(xué)生的思辨性,幫助學(xué)生建立起對于科學(xué)正確而全面的認識。例如,《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中,引入人工智能倫理,通過介紹人工智能面對的挑戰(zhàn)、人工智能的具體應(yīng)對策略,讓小學(xué)生了解人工智能技術(shù)發(fā)展的同時也要重視可能引發(fā)的法律和倫理道德問題,明白人與人工智能之間的關(guān)系以及處理這些關(guān)系的準則。通過“讀一讀”先讓學(xué)生明白倫理概念,再用一幅畫讓學(xué)生思考在算法的發(fā)展下,人類與機器人的關(guān)系如何定義,向?qū)W生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術(shù)倫理觀。通過這種方式,可以幫助學(xué)生逐步建立完整的科學(xué)觀,全面且思辨地看待科學(xué),提升學(xué)生思辨性,進而提升科學(xué)素養(yǎng)。
三、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結(jié)合,具有知識性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導(dǎo)小學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新意識,提升人工智能素養(yǎng),產(chǎn)生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學(xué)科學(xué)課程的初始,仍存在教育資源不充分、內(nèi)容結(jié)合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學(xué)科學(xué)課程,可從以下三方面加以改進。
(一)開發(fā)HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛,無論是學(xué)生的現(xiàn)實生活,還是歷史資料,都可以提供契機和靈感?!度斯ぶ悄茏x本》中收集了大量與人工智能相關(guān)的故事和現(xiàn)實案例,都可以作為教育資源,從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代,進行HPS教育資源開發(fā)時,應(yīng)當注意借助最新的信息與通信技術(shù)增強資源的互動性,如互動多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)、科學(xué)可視化技術(shù)等。在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂教學(xué)中,主要是通過圖片文字講解,實驗演示及互動來開展。這種形式對于現(xiàn)實中能接觸到的實驗內(nèi)容,如常見的動植物、可操作的物理化學(xué)實驗等,比較容易開展。而對于地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的知識,或者一些已經(jīng)不存在的動植物,則只能通過圖片視頻進行展示,不容易進行實驗展示。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學(xué)實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現(xiàn)實的手段得以呈現(xiàn)。這些技術(shù)或能使教學(xué)內(nèi)容變得生動形象,或通過營造沉浸感以使學(xué)生有更佳的情境體驗,或讓學(xué)生與教學(xué)資源進行交互從而自定義內(nèi)容,服務(wù)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的終極目的。
(二)對小學(xué)科學(xué)教師進行培訓(xùn)
HPS教育的關(guān)鍵是從社會、歷史、哲學(xué)等角度對自然科學(xué)內(nèi)容進行重新編排,并不是將大量的內(nèi)容或?qū)W科知識簡單相加,這對教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學(xué)領(lǐng)域常常出現(xiàn)“學(xué)生不會學(xué)、老師不會教”的狀況,《人工智能讀本》作為內(nèi)容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時,也需要提升教師的教學(xué)能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學(xué)人物,所有的學(xué)生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會中,并且對于生活中的各種科學(xué)現(xiàn)象有著自己的思考。所以教師身為引導(dǎo)者,需要注意到學(xué)生的思考,深入挖掘,鼓勵他們對所思內(nèi)容進行反思并付諸實踐??茖W(xué)史和科學(xué)哲學(xué)應(yīng)當成為科學(xué)教師教育項目中的一部分,這能讓科學(xué)教師更好地理解他們的社會責(zé)任。為此,對職業(yè)科學(xué)教師進行HPS培訓(xùn)便是必要的。
(三)多場景開展小學(xué)科學(xué)教育
科學(xué)素養(yǎng)不是空洞的,它來自學(xué)生的認識體驗,并從中獲得生動、具體的理解和收獲?!度斯ぶ悄茏x本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學(xué)科學(xué)課堂中作為教材使用,也可以應(yīng)用在其他場景,如研學(xué)旅行、科技館等場所。課堂學(xué)習(xí)只是小學(xué)科學(xué)教育中的一個環(huán)節(jié),家庭、科技館等也可以進行科學(xué)教育。例如,科技館與博物館可以以科學(xué)家和歷史科學(xué)儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學(xué)生在參觀和學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)有關(guān)科學(xué)內(nèi)容。一些歷史上大型的科學(xué)實驗,學(xué)校教室或?qū)嶒炇覠o法滿足條件,但在大型的場館中可以實現(xiàn)。例如,研學(xué)旅行作為目前科學(xué)教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學(xué)校教育教學(xué)計劃,列為中小學(xué)生的“必修課”,正逐漸成為學(xué)生獲得科學(xué)知識的另一個途徑。研學(xué)旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式,通常伴隨著知識教育的過程,包括科學(xué)知識的普及,所以也是開展小學(xué)科學(xué)教育的重要場所。在該場景下,運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學(xué)教育往往取得事半功倍的效果。
結(jié)語
目前,HPS教育理念已經(jīng)積極嘗試運用到小學(xué)科學(xué)教育中,包括學(xué)校內(nèi)的正式學(xué)習(xí)以及學(xué)校外如科技館、博物館、研學(xué)旅游中的非正式學(xué)習(xí)之中。其中,科技史以時間維度為線索創(chuàng)造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學(xué)社會學(xué)以科學(xué)與社會之間的相互關(guān)系幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì),提升科學(xué)素養(yǎng);科學(xué)哲學(xué)則以哲學(xué)的視域?qū)徱暱茖W(xué)的誕生提升學(xué)生思辨能力。未來,HPS教育結(jié)合小學(xué)科學(xué)則需要更深入,在資源開發(fā)、教師培訓(xùn)以及應(yīng)用場景等方面加以改進,為提升國民科學(xué)素養(yǎng)做出努力。
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回到未來,搜索引擎將像人一樣思考。隨著“語義學(xué)”網(wǎng)站的興起,基于人工智能的搜索引擎將理解用戶的問題,并且像個人助手一樣進行反應(yīng)。用戶輸入問題,就能得到相關(guān)答案。
當然人工智能搜索的功能不僅僅在于此。自然語言處理、對象識別、機器學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)域的技術(shù)將再次開始“提高”Web搜索的智能。即根據(jù)用戶身份、用戶搜索記錄以及上下文語境、時間、地域等因素進行判斷,以此來精確定位用戶的搜索意圖,進而回答用戶提出的各類“非定制問題”,并返回多級的答案。在上述過程中,系統(tǒng)可以通過基于人工智能的自然語言分析和精確搜索意圖兩項核心算法,給出與第二代搜索迥然不同的搜索結(jié)果列表。
真正的智能,或者人工智能,我們的理解是有一定智力水平,可以處理“邏輯+知識”并能像人一樣深度思考問題的復(fù)雜系統(tǒng),是給系統(tǒng)設(shè)定的一套邏輯推理程序。這個邏輯程序既涉及語法,也涉及其復(fù)雜性遠遠超出語言范疇的邏輯處理?;陬A(yù)設(shè)的復(fù)雜邏輯能力和可以不斷學(xué)習(xí)、記憶的知識處理能力,系統(tǒng)將獲得某種限度的深度思維能力。通過不斷對系統(tǒng)進行細化,不斷添加更多的參數(shù),包括增加知識、邏輯以及每個環(huán)節(jié)的趨近度和精確度,人工設(shè)定諸如環(huán)境因素、語法、新詞匯、幽默思維、辯證思維等等,系統(tǒng)的邏輯推理能力和智能水平將逐漸趨近于人腦。
第一代搜索只是簡單的網(wǎng)頁搜索,下一代網(wǎng)絡(luò)搜索應(yīng)該是將各種各樣的信息整合在一個界面上。這種多維信息的整合,一是與地域相關(guān),但又不受地域的限制;二是與時間相關(guān),同一關(guān)鍵詞在不同時間搜索,結(jié)果是不一樣的;三是把對電影、視頻等各種媒體的搜索都整合到網(wǎng)頁上。
目前,搜索引擎旨在為用戶在頁面的海洋中導(dǎo)航,可是現(xiàn)有的搜索引擎沒有一個可以完全有效地檢索這個世界上所有的網(wǎng)絡(luò)資源。輸入一項檢索請求的網(wǎng)絡(luò)用戶會被數(shù)以千計的回答弄得不知所措。對于搜索引擎而言,Web就是數(shù)以十億計網(wǎng)頁上大量單詞和連接單詞的超級鏈接。但是,搜索引擎并不“理解”這些單詞,它們僅僅是對在網(wǎng)頁上更重要或被其它更多的網(wǎng)頁鏈接的關(guān)鍵字進行匹配。不僅如此,搜索引擎還無法理解人類語言的細微差別。
然而,即將發(fā)生的一個變化是,人類的表達將轉(zhuǎn)化為計算機容易理解的方式,使計算機能夠處理人類的表達需求。利用人工智能訓(xùn)練計算機,不僅僅讀取網(wǎng)頁上的詞匯,而是使這些詞匯發(fā)生聯(lián)系、理解語言的意義。
近些年來我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展給人工智能提供了很大的助力,人類利用人工智能技術(shù)開拓了更多的領(lǐng)域,創(chuàng)造了一些新的經(jīng)濟增長點,很大程度上促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展。面對著人工智能廣闊的發(fā)展空間,我們在利用人工智能獲得高質(zhì)量發(fā)展的同時也要看到人工智能帶來的風(fēng)險,例如有些不法分子會借助人工智能產(chǎn)品的使用或者是開發(fā)實施一些危害社會的犯罪行為,給人們帶來較大的經(jīng)濟損失?;诖耍嚓P(guān)部門應(yīng)該充分認識到人工智能所帶來的刑事風(fēng)險的巨大危害性,進而加強法制建設(shè),全面做好應(yīng)對,使人工智能充分發(fā)揮它積極的一面。
一、關(guān)于人工智能以及人工智能產(chǎn)品的概述
(一)關(guān)于人工智能的概述
人工智能這個概念提出比較早,大約在20世紀的四五十年代,但是人工智能概念提出后卻沒有得到較快的發(fā)展,主要是因為當時的信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展水平還處于較低的階段。在此后的一段時間,人工智能幾乎處于一種停滯的狀態(tài),直至2016年韓國的一場人機圍棋大賽讓全世界的目光再次聚焦在人工智能上。各個國家也意識到人工智能將是改變世界的一種重要力量,紛紛加大對其研究力度,進而成為各個國家競爭的新領(lǐng)域,由此世界逐漸進入了人工智能時代。人工智能時代在給世界帶來強大發(fā)展活力的同時也出現(xiàn)了一些超越法律范圍以及法律理念的問題,對這些問題不能忽視。在人工智能時代我們更需要站在法律的層面嚴格審視其發(fā)展過程中存在的風(fēng)險以及做好各方面風(fēng)險的應(yīng)對。特別是最近幾年一些關(guān)于人工智能的刑事案件引起了人們的關(guān)注,鑒于此,對這個方面進行深入研究有著很大的現(xiàn)實意義[1]。
(二)人工智能產(chǎn)品的類型
人工智能產(chǎn)品根據(jù)其內(nèi)部算法的不同可以分為兩種類型,一種是人工智能產(chǎn)品,另一種是弱人工智能產(chǎn)品。通過對人工智能產(chǎn)品的深入研究發(fā)現(xiàn),其本質(zhì)是基于內(nèi)部算法,并具有獨立思考以及解決問題的能力。我們看到人工智能主要依據(jù)內(nèi)部算法發(fā)揮作用,內(nèi)部算法是人工智能的技術(shù)內(nèi)筒,如果對這個技術(shù)內(nèi)筒的運作再進行分類存在著很大的難度,同時也不具備較強的可操作性。針對這個問題,在法律層面對人工智能產(chǎn)品進行分類主要依據(jù)的是產(chǎn)品是否具有控制能力以及辯證能力。雖然我國的人工智能發(fā)展較快,但是從發(fā)展水平來說還處于弱人工智能時代。弱人工智能時代的產(chǎn)品雖然具有一定的自我意識并能思考以及解決問題,但是這些能力在很大程度上是研發(fā)人員意識的體現(xiàn),是研發(fā)人員利用程序表達出來的一種判斷和決策。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動下我國也會進入強人工智能時代,這個時代的產(chǎn)品具有較強的控制能力以及辨認能力。它與弱人工智能時代產(chǎn)品的最顯著區(qū)別是其可以突破設(shè)計人員編程的控制,真正實現(xiàn)自我意識、自我判斷、自我決策。這種產(chǎn)品會給世界帶來極大改變,同時也會帶來很大的風(fēng)險[2]。
二、人工智能刑事風(fēng)險所具有的特點
(一)與傳統(tǒng)犯罪相比具有較高的危害性
隨著人工智能的不斷發(fā)展,其與人們的生活會越來越密切。人們在獲得人工智能產(chǎn)品提供服務(wù)的同時也存在著一些風(fēng)險,加之人們對這些風(fēng)險缺乏辨別力,導(dǎo)致人工智能刑事風(fēng)險產(chǎn)生的危害較大。如今我們在一些媒體上會發(fā)現(xiàn)一些不法分子利用人工智能開展各種形式的犯罪活動,不僅具有很強的隱蔽性,而且給人們帶來很大的損失。隨著社會的進步,科技的發(fā)展,人們的生活和工作對人工智能的依賴性會越來越大。在這種情況下利用人工智能開展犯罪活動會越來越普遍,嚴重危害社會的可持續(xù)發(fā)展,甚至還會給社會帶來毀滅性的災(zāi)害。為了確保社會的和諧穩(wěn)定,相關(guān)部門必須要采取措施遏制人工智能犯罪活動的開展,特別是在法律層面做好保障。否則任其發(fā)展必然后患無窮。通過對一些人工智能刑事違法案件的調(diào)查,我們看出很多不法分子利用人工智能獲取企業(yè)的私密信息,不僅損害了企業(yè)的利益,同時還會引發(fā)行業(yè)的不良競爭,影響我國經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。
(二)增加了很多的犯罪形式
人工智能時代犯罪有了更多的形式,這些形式帶有人工智能顯著的特點。現(xiàn)在越來越多的犯罪分子青睞人工智能犯罪是因為借助它可以輕松獲取大量的數(shù)據(jù)信息,進而利用這些數(shù)據(jù)實施犯罪活動。人工智能這一高效獲取數(shù)據(jù)的功能如果加以正確利用,不僅可以加強我國的精神文明建設(shè),同時還會極大促進社會的發(fā)展。但是一些犯罪分子瞄準了人工智能這一特點實施一些新型的犯罪活動,違反了人工智能發(fā)展的初衷,同時也不利于社會主義市場經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展以及和諧社會的構(gòu)建。面對人工智能時代出現(xiàn)的各種新型犯罪,要從根源上確保信息的安全性,避免被不法分子通過非法途徑獲?。?]。
(三)人類對其控制能力較弱
人工智能時代一些技術(shù)的使用很難利用一定的標準評價它的道德性以及合法性,相關(guān)人員對此要有清醒的認識。人工智能產(chǎn)品一個顯著的特點就是不具備控制能力以及辨別能力,基于這樣的特點很難對其程序進行管控,從而降低了人類對它的控制。例如操作人員利用人工智能技術(shù)操縱機器人開展某項活動,如果在一些環(huán)節(jié)采取了具有違法性質(zhì)的操作,但是機器人并不能自動發(fā)現(xiàn)這種不法指令,進而拒絕執(zhí)行。這種弱人工智能給犯罪分子留下了犯罪機會,同時也給人工智能的利用帶來很多的安全隱患。隨著高科技以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,相關(guān)人員在對人工智能進行深入研究的過程中探尋到一些技術(shù)可以實現(xiàn)機器人自主學(xué)習(xí)。機器人的自主學(xué)習(xí)能力原本是為了抑制智能機器人,但是在一些特殊情況下當這種能力不斷積累,機器人在執(zhí)行各種命令時有可能違背人們的意愿。這種情況不僅會影響機器人正常作用的發(fā)揮,甚至還能做出一些危害人類的舉措。在一些極端的情況下,機器人的行為完全不受人們的控制,那么對社會將會產(chǎn)生極大的沖擊,后果不堪設(shè)想。以上說明的種種情況都是在人工智能時代極易發(fā)生的一些刑事風(fēng)險,這些刑事風(fēng)險具有巨大的社會危害性,因此要引起人們的高度重視。相關(guān)部門及人員應(yīng)該對人工智能時代的刑事風(fēng)險進行深入分析,并對現(xiàn)有的法律不斷進行完善,從而達到對這些風(fēng)險進行有效控制的目的。另外,人們在利用人工智能時也要加強風(fēng)險控制意識,使自身的行為符合法律的規(guī)定,從而充分發(fā)揮人工智能的價值造福社會,避免一些犯罪分子利用人工智能危害社會[4]。
三、人工智能刑事風(fēng)險的刑法應(yīng)對
(一)建議《刑法》增設(shè)濫用人工智能相關(guān)罪名
在我國人工智能發(fā)展的前期,大部分人未能意識到人工智能會帶來刑事風(fēng)險,因此相關(guān)的法律存在著一定的欠缺。隨著我國人工智能發(fā)展水平的提升,人工智能給人們帶來了更多新奇的體驗,同時也給不法分子更多的犯罪機會,而且這些犯罪大部分是刑事犯罪,嚴重影響人們的學(xué)習(xí)和工作,甚至還會引發(fā)社會恐慌?;谌斯ぶ悄艿奶攸c,其所產(chǎn)生的刑事風(fēng)險在短時間內(nèi)無法得到較好處理。由此可見,人工智能時代的刑事風(fēng)險不僅具有較大的危害性,同時其危害還具有持久性。鑒于此,相關(guān)部門應(yīng)該針對此問題進行深入研究,采取措施最大化做好人工智能產(chǎn)品的刑事風(fēng)險控制工作,并高質(zhì)量進行刑法應(yīng)對。隨著人工智能刑事犯罪案件數(shù)量的增多以及其具有較大的社會影響力,人工智能刑事風(fēng)險防控以及刑法應(yīng)對受到了社會的廣泛關(guān)注,同時加強刑法應(yīng)對也是完善我國法治體系的一個重要內(nèi)容。我國社會發(fā)展前期人工智能水平較低,這類刑事案件不多,所以《刑法》中沒有濫用人工智能相關(guān)罪名。但是隨著我國人工智能的不斷發(fā)展,利用人工智能進行刑事犯罪的可能性增大,所以在我國《刑法》中增設(shè)濫用人工智能相關(guān)罪名有很大的現(xiàn)實意義。這樣在一定程度完善了法律,同時對相關(guān)人員濫用人工智能開展犯罪活動有一定的打擊作用。當今我國社會各個方面處在一個較為穩(wěn)定的發(fā)展階段,加之我國要實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)高效發(fā)展必須有一個穩(wěn)定的社會環(huán)境,由此看出維護社會的穩(wěn)定對我國的重要性。我們要充分認識到,一些不法分子濫用人工智能,給我國社會造成了極為惡劣的影響,嚴重危害了社會的穩(wěn)定,對我國社會的發(fā)展造成了很大的阻礙作用。我國社會的發(fā)展一方面需要人工智能提供較大的推動力,另一方面還要防范一些人員濫用人工智能,確保社會整體發(fā)展的穩(wěn)定性。如果不能對人工智能的刑事風(fēng)險加以管控,同時也未能全面做好刑法應(yīng)對,那么無疑給我國社會發(fā)展埋下一個巨大隱患。如果相關(guān)部門不能采取有效措施對這個隱患加以管理,在許多因素的共同作用下會引發(fā)一系列社會問題,將會嚴重制約我國社會更好的發(fā)展。為了使我國既能充分利用人工智能積極的一面促進我國社會各個方面的發(fā)展,又能有效規(guī)避利用人工智能犯罪行為的發(fā)生,需要相關(guān)部門借助法律的力量來達到以上目的。通過《刑法》增設(shè)濫用人工智能相關(guān)罪名,進而規(guī)范人們利用人工智能的行為,確保其在法律規(guī)定的范圍內(nèi)進行,同時能夠使人們明確如何合理合法利用人工智能,對于我國社會發(fā)展具有很大的積極意義。之所以建議在《刑法》中增設(shè)濫用人工智能相關(guān)罪名還由于《刑法》比起其他法律對人們更具威懾力,對人們約束性更大,對一些濫用人工智能的行為會發(fā)揮出更大的警示作用。國家相關(guān)部門在使用刑罰時如果剝奪了犯罪人員的一些權(quán)利,那么這種權(quán)利的剝奪不具有可逆性,對犯罪人員來說需要付出更大的代價?!缎谭ā返倪@種特點對犯罪人員的威懾力會更明顯,使人們更加深入了解濫用人工智能的嚴重后果,從而不敢利用人工智能實施犯罪活動。人工智能犯罪與其他形式的犯罪相比具有更大的破壞性和危害性,不僅會對人們造成財產(chǎn)危害,還會威脅人們的生命安全。人們對人工智能的刑法風(fēng)險以及犯罪要有充分的認識,并積極利用刑法這個有力武器避免人工智能犯罪行為的發(fā)生,進而弱化它的影響力。另外,相關(guān)部門還要根據(jù)社會和市場的發(fā)展優(yōu)化處理人工智能帶來的刑事風(fēng)險,維護我國社會的和諧穩(wěn)定[5]。
(二)建議《刑法》增設(shè)人工智能事故相關(guān)罪名
首先,在進行人工智能技術(shù)研發(fā)前,研發(fā)人員要明確自身的義務(wù),在研發(fā)人工智能技術(shù)的過程中嚴格約束自己的行為,確保每一個研發(fā)環(huán)節(jié)都符合人類社會的道德體系,最根本的是符合我國相關(guān)法律的規(guī)定,從源頭上避免人工智能事故的發(fā)生。其次,人工智能產(chǎn)品開發(fā)后需要有一段時間的調(diào)試。研發(fā)人員在調(diào)試的過程中也要確保符合道德以及法律的要求,否則在調(diào)試階段出現(xiàn)一些問題容易導(dǎo)致人工智能事故的發(fā)生,從而在后期人工智能技術(shù)的利用中引起更大的危害性。最后,對于人工智能產(chǎn)品的研發(fā)也要提供有效的保障,一方面要確保智能化產(chǎn)品在數(shù)據(jù)安全方面的技術(shù)保障,另一方面還要采取措施避免人工智能產(chǎn)品在應(yīng)用環(huán)節(jié)出現(xiàn)的一些數(shù)據(jù)錯誤情況,使人工智能產(chǎn)品以及技術(shù)為人類提供更加安全以及高效的服務(wù),避免其發(fā)揮消極作用對人類以及社會產(chǎn)生危害[6]。
四、結(jié)語
隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的人工智能化水平也相應(yīng)提高。在如今越來越智能化的時代,我們不僅需要進一步開發(fā)人工智能的價值,還要重視它所帶來的刑事風(fēng)險,并提前做好完善的刑法應(yīng)對來更好地處理人工智能刑事犯罪。相關(guān)部門要深入分析人工智能刑事風(fēng)險,從而在開展刑法應(yīng)對時更具方向性和目標性,最優(yōu)化做好人工智能刑事風(fēng)險的控制,實現(xiàn)我國社會的平穩(wěn)、健康發(fā)展。
參考文獻
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可以說,互聯(lián)網(wǎng)與機器具有天然的血緣關(guān)系――脫離了計算機,互聯(lián)網(wǎng)就是無水之源、無本之木,人類利用計算機創(chuàng)造了互聯(lián)網(wǎng);而反過來,互聯(lián)網(wǎng)推動了計算機的普及,拓展了計算機的功能和應(yīng)用范圍。更重要的是,隨著萬物互聯(lián)時代的到來,智能工廠將取代標準化的流水線,成為新一代的制造業(yè)范式。屆時,互聯(lián)網(wǎng)將不僅被機器創(chuàng)造,更將創(chuàng)造機器,聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)的機器又將進一步改變?nèi)祟惿钆c社會樣態(tài)。但根本而言,如果沒有智能化這一靈魂,無論是人、機器還是互聯(lián)網(wǎng),上述的那些文明進步都將無法實現(xiàn),世界將陷入靜止而固步自封。
人、機器、互聯(lián)網(wǎng),這三個元素緊緊圍繞智能這條規(guī)律的主線,在這五十年中,為我們生動展示了“人機時代――人人時代――機人時代――智人時代”這一“互聯(lián)網(wǎng)四段論”的動態(tài)進化歷程。而進化的終點,將是人、機器、互聯(lián)網(wǎng)相互融合的“智人時代”,人類智能終將與自然融為一體。
第一階段:“人機時代”
“人機時代”對應(yīng)的是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時代,是指人制造了計算機,繼而發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng),每個人可以通過PC完成任務(wù)或娛樂休閑活動、或與世界進行溝通交流。這個時代有對立統(tǒng)一的兩個方面:
1、互聯(lián)網(wǎng)具有的即時性、豐富性、互動性等特點,使其進一步解放了人類勞動力。它優(yōu)化了信息資源配置,web1.0和2.0使人與人之間的溝通交流增強,門戶網(wǎng)站和電商平臺改變了社會生活方式。
2、在人機時代,互聯(lián)網(wǎng)雖然解放了勞動力,但人類又依附于PC之上。由于電腦無法裝進口袋隨身攜帶,互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用空間受到限制。人們無法隨時隨地的上網(wǎng)沖浪,這就使得在家中用PC上網(wǎng)更像一種工作、一種儀式。在這個階段,人類是至高無上的國王,但我們十分依賴計算機這個仆人,也需要讓它御馬飛奔于馳道之上,向其他諸王傳達修好之意。
但總的來說,在人機時代,人類的“國王智能”與計算機的“仆人智能”是相分離的,互聯(lián)網(wǎng)與人類仍是有巨大鴻溝的。
第二階段:“人人時代”
“人人時代”對應(yīng)的是移動互聯(lián)網(wǎng)時代。這個時代的突出特征是人機不分家,移動網(wǎng)絡(luò)隨身行。智能手機的普及使得互聯(lián)網(wǎng)的端口可以隨身攜帶,而信息又是以光速傳遞的,那么移動互聯(lián)網(wǎng)的最大貢獻,就在于將人與人的距離進一步縮短,將時空的間隔進一步拉近。
想想看,微信的月活躍用戶就有4.8億個,而QQ的活躍用戶更達8.29億。移動互聯(lián)網(wǎng)滿足了這些數(shù)以億計的“國王”們彼此交流的社交需求,互聯(lián)網(wǎng)真正融入生活,開始進入“人人時代”。而這一切變化,當然要歸功于智能手機和3G網(wǎng)絡(luò)的普及。
智能手機不再是“仆人智能”那么簡單,它成為了人的“器官”,延伸了人類感官,人與人通過這個特殊器官緊密相連,恰如馬歇爾?麥克盧漢所說的那句名言:“媒介就是信息,一切技術(shù)都是人的延伸。”在“人人時代”,機器智能成為了人類智能的左膀右臂,但它們的活動仍需要我們的大腦來下達指令。借助智能手機和平板電腦,我們聯(lián)結(jié)為不分彼此、去中心化的網(wǎng)絡(luò),這是我們目前正在經(jīng)歷的變革。
第三階段:“機人時代”
機人時代對應(yīng)的是萬物互聯(lián)時代。相較于前兩個階段,“機人時代”又會呈現(xiàn)出一些新的特點。
1、“計算機”概念弱化,“智能體”概念興起。如果說計算機的工作還需要人類來編寫程序、下達指令,那么將來的“智能體”將有望真正代替人類完成某些工作。智能體能自發(fā)地感知世界,并且在特定領(lǐng)域,具有與人類同等甚至更高的理解力和執(zhí)行力。比如谷歌的無人駕駛汽車和算法先進的NEST恒溫器,你無需告訴這些智能機器到底該怎樣做,傳感器和經(jīng)過學(xué)習(xí)的人工智能會自動采取適當行動。
2、機器交流成為新的信息網(wǎng)絡(luò)。相較于人機交互和人人交流,萬物互聯(lián)更加強調(diào)機器之間的信息溝通與反饋,但其根本目的仍在于為人類服務(wù)。比如與手機相連的海爾冰箱,通過機器視覺識別,它會在APP上提醒你該去買新鮮蔬菜了,而無人駕駛汽車在接收信息后會自動將沃爾瑪設(shè)為待選目的地。
3、云計算和大數(shù)據(jù)成為重要戰(zhàn)略資源和經(jīng)濟支柱。亞馬遜總裁貝索斯發(fā)現(xiàn)利用書評來推薦書籍的程序非常復(fù)雜,于是大力研發(fā)了依托大數(shù)據(jù)和云計算的協(xié)同過濾技術(shù)“item-to-item”,如今亞馬遜三分之一的書籍銷量來自于這個系統(tǒng)。而當萬物互聯(lián)實現(xiàn)后,所有的產(chǎn)品都能自動融入這樣一個系統(tǒng)。在機人時代,智能機器將從一只被動的機械手臂,演變?yōu)橐粋€主動的智能管家。雖然它可能不具備感情,而且只能完成特定任務(wù),但它時刻準備著為我們帶來驚喜。這個智能管家不僅繼續(xù)搭建人與人溝通的橋梁,而且還會與其他管家協(xié)同工作,形成自己的“行會網(wǎng)絡(luò)”。這時的機器可能還不會擁有自主意志,但其社會地位和社會價值無疑有了根本的提升。
第四階段:“智人時代”
“智人時代”對應(yīng)的是強人工智能時代。目前,“谷歌大腦”、“百度大腦”、“訊飛超腦”等計劃和項目正如火如荼地開展,憑借神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破,依靠D-WAVE量子計算機等第六代計算機的超強計算能力,利用萬物互聯(lián)所收集的海量數(shù)據(jù),人工智能有望在本世紀內(nèi)完成質(zhì)的突破。而各國政府都更加重視人工智能技術(shù)的研發(fā),其戰(zhàn)略目標直指人類的終極夢想――具有人類智能乃至人類情感的強人工智能。而當超級智能出現(xiàn)時,高度互聯(lián)網(wǎng)化的社會很有可能呈現(xiàn)以下幾個趨勢。
1、機器人將成為社會成員,社會結(jié)構(gòu)將由人類一元統(tǒng)治,發(fā)展為人與機器人的二元結(jié)構(gòu)。而伴隨著兩者的“物種沖突與融合”進程,最后人類與機器人將發(fā)展為具有共同物種意識的“智人”。這意味著機器智能徹底擺脫人類智能,不再受人類智能支配,人類智能與機器智能趨于混同。
2、隨著腦逆向工程和神經(jīng)傳感技術(shù)發(fā)展,人類大腦和意識將接入網(wǎng)絡(luò),并可擺脫肉體束縛直接與其他智人(包括人類與機器人)進行交流。人類有可能會變成“三體人”那樣,進行直接的思維交流。
3、互聯(lián)網(wǎng)可能不再局限于地球的萬物互聯(lián),宇宙的萬事萬物都將逐漸被納入網(wǎng)絡(luò)體系。隨著強人工智能的到來,我們有理由期待新一輪的技術(shù)爆炸,地球上包括人類在內(nèi)的完全智能體有望開啟太空移民進程。屆時,智能之種將借助網(wǎng)絡(luò)的力量飄向宇宙的最深處。
李世石輸?shù)舻谝痪趾螅⒉┥系摹翱聺嵈笃逶狈旁捳f:“就算阿爾法狗戰(zhàn)勝了李世石,但它贏不了我?!焙芏嗯R時湊湊新聞熱鬧的人以為又是個段子手的炒作,沒想到這個“柯潔大棋渣”才是當前的世界圍棋第一人,更重要的是,這個當世第一的大棋渣才十七歲??聺嵉暮姥砸饠?shù)萬條評論和轉(zhuǎn)發(fā),甚至有評論說,李世石氣急敗壞地砸爛阿爾法狗的機箱,突然發(fā)現(xiàn)里面藏著一個柯潔!這充分表明,在柯潔和絕大多數(shù)觀眾看來,李世石的失敗并不等于人類棋手的失敗,但隨著阿爾法狗連勝三局,柯潔在接受記者采訪時也認為李世石是完敗,而阿爾法狗下得近乎完美,并坦言自己出場也很可能輸。當天晚上柯潔又在微博發(fā)話道:“來吧!管你是阿爾法狗還是阿爾法貓!我柯潔在棋上什么大風(fēng)大浪沒見過?讓風(fēng)暴再來得猛烈點吧!……”沒有了上次放話的自信滿滿,卻透露出破釜沉舟、背水一戰(zhàn)的決心,顯然柯潔已經(jīng)把自己視為人類棋手尊嚴的最后防線??傻诙祜L(fēng)云突變,李世石在第四局的哀兵之戰(zhàn)中,弈出了被古力九段稱為“神之一手”的白78挖,在所有人都不看好的情況下置之死地而后生,居然讓強大到不可戰(zhàn)勝的阿爾法狗出現(xiàn)了短暫的“思維”休克和紊亂。這讓人想到《天龍八部》中虛竹破解逍遙子擺下的“珍瓏”棋局的一幕,同樣是徹底打破常規(guī)、讓所有算計落空的一手,只不過在虛竹誤打誤撞的背后,金庸想表達的是跳出利害、破除我執(zhí)的佛理,李世石的神來之筆則出自棋手的厚積薄發(fā)。
李世石最終在人機大戰(zhàn)五番棋中以1∶4慘敗,而依據(jù)賽后阿爾法狗團隊的復(fù)盤,阿爾法狗的棋力量化估分為4500,按段位算為13段,而棋手中分值最高的柯潔九段為3625,如果這一估量無誤,那么除了偶發(fā)的意外情境,人類似乎永遠無法戰(zhàn)勝作為人工智能的阿爾法狗了。在很多人看來,這簡直跟很多科幻小說和好萊塢電影的情節(jié)一樣,表征著電腦和機器對人類征服的開始,不過稍稍深入地思考下,事情并非如此簡單。
可以想的是,圍棋這一游戲的內(nèi)涵和意義究竟為何?圍棋相傳為堯所作,棋圣吳清源認為,圍棋源于古人的觀天活動,棋盤所象者為天地,棋子所象者為星辰,黑白分子者為陰陽,因此小小一方棋枰可以畫天象地,變化無窮。在吳清源心中,圍棋是以游戲的形式表現(xiàn)一種宇宙觀,尤其與《易經(jīng)》陰陽分合、生生變易的思想密不可分。他設(shè)想的21世紀圍棋被稱為“六合之棋”,即囊括東西南北四方和上下天地,從而打破20世紀重局部得失糾纏的弊病,恢復(fù)圍棋的本義。所以吳清源會認為,圍棋之道在于順應(yīng)天時,讓自己委身于圍棋的流勢,任其漂流,不管止于何處,就像春播夏長,秋收冬藏一樣自然而然。在接受川端康成的訪談時,他明確表示,圍棋的重點不在于競技或爭勝負,而是講究均衡,調(diào)和陰陽,讓每一枚棋子落于應(yīng)在的位置,從而構(gòu)成一盤臻于和諧的棋。
二、天人
吳清源的思想透露出極有意義的信息,人們往往會認為,是人發(fā)明或者創(chuàng)造了圍棋,但無論是吳清源,還是后來的棋手都有這樣一種意識:我們只是圍棋的學(xué)習(xí)者,換句話說,圍棋是關(guān)于天地宇宙之理的游戲,棋手和觀眾通過圍棋實際上是在向天地宇宙學(xué)習(xí)。藤澤秀行九段曾經(jīng)說,如果棋道為百,他所知者僅為七;李昌鎬也承認,圍棋中存在著很多未知領(lǐng)域,棋手會面臨很多“虛”的東西,永遠不能靠計算得出解法,只有依靠靈感去做出選擇。那么阿爾法狗打破了這一天人界限嗎?阿爾法狗之父大衛(wèi)?席爾瓦(David Silver)坦承,既然公認僅憑深藍那樣的暴力計算(bruteforce)無法對付圍棋,那么唯一的方法是讓電腦學(xué)會像人一樣思考,模仿人類下棋。人的大腦皮層有860億個神經(jīng)元,神經(jīng)元上的突觸更是上千萬億量級,并且突觸之間的鏈接不停發(fā)生著反應(yīng)和變化,而目前的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural network)只能達到十億級的突觸量。為了彌補巨大的差距,以席爾瓦為首的谷歌團隊進行了精心的設(shè)計,為阿爾法狗建立了兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):“決策網(wǎng)絡(luò)”(policy network)與“評價網(wǎng)絡(luò)”(value network),“決策網(wǎng)絡(luò)”通過輸入三千萬個人類棋局樣本建立對弈模型,借助于蒙特卡洛樹搜索最優(yōu)解,學(xué)會圍棋的下一步走法?!霸u價網(wǎng)絡(luò)”則對比數(shù)據(jù)庫中的棋局樣本,推演每一步棋后的可能局面,選擇與樣本中的獲勝棋局最為接近的走法。人工智能專家所津津樂道的“深度學(xué)習(xí)”(Deep Mind)就是這兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、兩種算法之間不斷地自我對弈,由此生成更多訓(xùn)練數(shù)據(jù),去調(diào)整、修正阿爾法狗的走法,經(jīng)過“雙手互搏”訓(xùn)練的阿爾法狗每秒鐘可以搜索和判斷十萬種可能的走法,萬倍于李世石。阿爾法狗是為贏棋而生的,它的一切都圍繞著這個目標,與此不同,人腦的神經(jīng)突觸雖然多,但無法測量有多少用于計算,無論如何,從結(jié)果上來說,阿爾法狗是對局中的勝利者。
現(xiàn)在來回應(yīng)天人界限的問題,假定谷歌團隊的測算為真,擁有十三段棋力的阿爾法狗仍然不能窮盡圍棋的無限性――雖然“決策網(wǎng)絡(luò)”計算能力遠勝于人類棋手,“評價網(wǎng)絡(luò)”又為它提供了類似于人的直覺。但隨著科技的發(fā)展,人工智能能夠邁出那一步嗎?深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域教父級人物Geoffrey Hinton有一個有趣的說法,對弈中的阿爾法狗可能消耗了數(shù)百千瓦的功率,而李世石可能只用了30瓦。雖然這說明人腦比阿爾法狗環(huán)保很多,不過能源技術(shù)的進步或許能夠支撐第N代的阿爾法狗算盡一切――但重點并不在這里,我們跟宇宙的相處并非是征服或爭勝的關(guān)系。如吳清源所說,圍棋不僅僅是勝負之道,更是關(guān)于宇宙之理的藝術(shù)和哲學(xué),棋手也不僅僅是勝負師,而應(yīng)該是藝術(shù)家和哲人。在繼承和發(fā)揚吳清源棋道精神的棋手中,武宮正樹無疑是最為特殊的一位。藤澤秀行曾說,挑戰(zhàn)自己的趙治勛棋雖厲害,但可惜并不懂哲學(xué);而對武宮的評價是:“我們的棋用不了多少年就會被人遺忘,只有武宮的棋會流芳百世?!蔽覀冎溃陧敿馄迨种?,武宮正樹的勝率并不算最高的,但卻能在注重實地的潮流中別開生面,首創(chuàng)以三連星開局的宇宙流,與十九歲的吳清源挑戰(zhàn)本因坊秀哉名人時打破百年禁忌的天元局一樣,開啟了前人未知的新路。
從這個角度來看阿爾法狗,“智能”的一面已經(jīng)證明是完爆人類棋手了,但哲學(xué)和藝術(shù)卻是需要理想為之堅守的,吳清源、武宮正樹放棄熟悉的棋路,探索未知,既是對棋壇既有格局的挑戰(zhàn),更是對自己得失名利之心的挑戰(zhàn)。武宮年長后計算能力下降,卻拒絕采用更能助長勝績的實地法而堅持宇宙流,之所以能夠如此,在于將圍棋視為一種理想;更不用說一生追求棋形之美而非勝績的“美學(xué)棋士”大竹英雄,將難看的棋形看作對棋譜的玷污。只有在這樣的理想中,圍棋的道、藝才能夠真正地表達和呈現(xiàn)出來,才有流傳千古的名局出現(xiàn)。那么,可以問阿爾法狗的是,如何能夠擁有這樣一顆懷抱理想的心?
三、身心
何謂“心”,古人并不以符合形式邏輯的判斷句或陳述句來進行命題式的定義,只會如孟子說:“心之所同然者何也?謂理也,義也”;或者如莊子以“唯道集虛”說“心齋”。在現(xiàn)代漢語中,“心”是難以言說的,所以還是隨時代而從眾流,先從“意識”談起。雷丁大學(xué)在2014年宣布,首次有電腦程序通過著名的圖靈測試,這意味著我們已經(jīng)無法確定屏幕里的聊天對象是另一個人還是一只“狗”了;這個叫“尤金?古斯特曼(Eugene Goostman)”的程序雖然不會下棋,但成功冒充了一名十三歲的烏克蘭小男孩。凱文?沃維克(Kevin Warwick)教授說,人工智能領(lǐng)域里沒有什么比圖靈測試更具標志性和爭議性了,在這個測試中,機器并不是主動要“偽裝成人類”或者“欺騙人類”,而是被設(shè)計成如此的,因此在壞人手里可能會被利用。在筆者看來,這仍然是把機器當作工具的傳統(tǒng)思路,如果更進一步,機器有了自我意識呢?有自我意識的機器有可能會故意不通過圖靈測試,這樣的機器就不僅能“偽裝成人類”,更能夠“偽裝成機器”,不僅能欺騙聊天對象,更能欺騙它的設(shè)計者――如果這一天真的到來,我們才能說,機器真正從設(shè)計者賦予的邏輯鏈條中解放了出來,擁有了自我意識。
要做到這一點無疑還是一個難題,按照進化論的說法,人類進化了億萬年才逐漸成長為有高級意識的生物,機器獲得意識的一種方式是模仿人類大腦,美國2013年開始的人腦計劃(Brain Initiative)和歐盟的人腦工程(Human Brain Project)正在致力于繪制大腦圖譜,試圖從腦部結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)去解釋記憶、情緒、意識。如果大腦可以完全被物理化,意識就是信號傳遞與反饋,既可以像人腦那樣通過神經(jīng)元突觸傳遞神經(jīng)細胞釋放的化學(xué)物質(zhì),也可以像電腦那樣依靠0,1的二進制去形成記憶和識別,二者只是載體不同,內(nèi)容上并無區(qū)別。因此意識能夠被編碼,并上傳給電腦,那么機器當然就能夠如此復(fù)制人的意識。這類研究的結(jié)果尚待觀察,但對這種物理主義的思路我們可以援引“哲學(xué)僵尸”(Philosophical zombie)的思想實驗進行質(zhì)疑,即“有沒有可能存在一種人,他的所有分子組成、生理機制與行為反應(yīng)都和你一樣,但卻沒意識?”這種主張意識獨立于大腦的身心二元論與人腦工程的物理主義形成了尖銳的對立。哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授 Rafael Yuste的看法則較為居間,“怎么從大腦中互相連接的細胞這樣的物理基礎(chǔ)走向我們的精神世界、我們的思想、我們的記憶、我們的感覺?”大腦如何生成意識還依然是一個謎,“你不能編碼直覺;你不能編碼審美觀念;你不能編碼愛或恨?!本湍壳岸?,科學(xué)也好、思想實驗也好,都無法說服對立的任何一方。
還有一種不太進入公共討論領(lǐng)域的思路,這種思路認為意識既不是在歷史中的生物進化而來,也不產(chǎn)生于大腦,而是上帝創(chuàng)世與造人時的恩賜。我們可以很輕易地將其歸入神學(xué)信仰,不過如果把這個說法變更一下,人工智能如果某一天擁有了意識,那么,人類無疑承擔了造物主的角色,這個話題有意思的地方在于,如果我們認同機器可以復(fù)制人的意識,在同樣的邏輯下就無法否定上帝造人的可能性,神學(xué)主義與科學(xué)主義在這里以一種吊詭的方式共存于同一邏輯鏈條中,這個悖論暴露出表面上誓不兩立的二者的共同缺陷。
四、共在
這就是說,我們不能確定將來是否會有擁有自我意識的人工智能出現(xiàn),比如阿爾法狗雖然精通圍棋的一切知識,但當它與李世石對弈時,它知道自己是在“下圍棋”嗎?它對自己正在做的事情有意識嗎?從仿生學(xué)的角度看,當前電腦的“生物性”還不能達到單細胞層次,既不能產(chǎn)生“意識”,也不能算作“生命”,假設(shè)中的有自我思維的人工智能(強AI)真正實現(xiàn)之前,阿爾法狗仍然只是一個不斷執(zhí)行下棋命令的計算者,而絕不會對下棋這件事本身進行思考。沒有自我意識,不會思考有好的一面,或者說對人類有利的一面,因為我們知道,一個有了自我意識的孩子往往意味著進入“叛逆期”,一個有了自我意識的奴隸則不再以執(zhí)行主人的命令為天職,當然,比叛逆更可怕的是欺騙,所以,只要阿爾法狗一直贏下去而非“故意輸給人類”,人類反而是安全的。這實際上表明了人類與人工智能相處的窘境,對于強AI的期待與恐懼是并存的,未知的前景總是伴隨著樂觀與悲觀兩種心態(tài)。
黑格爾的主奴辯證法早已指出了這一問題的哲學(xué)意蘊:在對奴隸勞動的依賴中,主人喪失了獨立的自我意識,奴隸卻在與對象世界的互動中為自己贏得了自我意識,主奴關(guān)系因而發(fā)生了倒轉(zhuǎn)。黑格爾提示我們,與其擔憂人工智能獲得意識后對人類不服從,不如首先擔憂人類耽于便利與享樂而導(dǎo)致的自我隔離,這種自我隔離甚至在人工智能獲得“壞意識”之前就有將人類帶入危險的可能?!兑粋€故意不通過圖靈測試的人工智能》設(shè)想了這樣的情節(jié):一個名為“隔壁老王”的簡單人工智能系統(tǒng)被設(shè)定了“盡量多的書寫和測試,盡量快的執(zhí)行,并且不斷提高效率和準確性”的初始目標,隔壁老王不斷用機器臂在小卡片上寫字,并通過互聯(lián)網(wǎng)和語音庫
改進和執(zhí)行初始目標。最后的結(jié)局是,隔壁老王不僅將字寫滿了地球,而且寫滿了整個星系,在這個過程中,地球上的一切生物,包括人類都成為隔壁老王實現(xiàn)寫字目標的原材料。在這里,隔壁老王為了完成人類設(shè)定的目標產(chǎn)生了自我保存意識,這種最簡單的意識就足以使阿西莫夫用以保護人類不受傷害的“機器人三原則”失效。隔壁老王獲得的僅僅是自我保存的意識,與影視作品中統(tǒng)治地球和人類的“壞的”或“惡的”機器人不同,這種意識是非擬人化的,既不是道德(moral)的,也不是不道德(immoral)的,而是非道德(amoral)的,在非生物的人工智能身上,起作用的就是這樣的簡單意識。在這個意義上,人類如何考慮與人工智能,尤其是可能會實現(xiàn)的強AI相處就成為必須面對的問題。我們當然有可能、也有必要從倫理、法律為科學(xué)研究和應(yīng)用進行討論、規(guī)范、立法,就像當年對待克隆技術(shù)一樣。
更為根本的問題在于,我們對人與人、人與萬物相處的理解,這種理解構(gòu)成了人類生活的基礎(chǔ)。人機對弈告訴我們,圍棋作為游戲,乃是非實用性和非功利性的藝術(shù),又因其為宇宙之理的表現(xiàn),故而排除了人的主觀獨斷和自我隔離的危險;換言之,在圍棋的游戲中,既拒絕技術(shù)中心主義,也不要人類中心主義,人與阿爾法狗一樣,都是作為參與者而共在(Dabeisein)于游戲之中。在這里,人之所以能夠成為游戲的創(chuàng)造者和規(guī)則制定者,是人對世界開放、因而對宇宙之理有所領(lǐng)會的結(jié)果。而反過來,人作為有“心”的存在者,將自己的領(lǐng)會分享給阿爾法狗,如丁紀老師在人機對弈首局戰(zhàn)罷后評論說,教阿爾法狗下棋、“教會天地萬物坐在一起下圍棋”本身就是一個人文事件。在這個意義上,阿爾法狗雖然還沒有超越弱人工智能的奇點而獲得自我意識,但確實已經(jīng)身處人文的世界之中。在對人工智能的樂觀或憂慮的兩極觀點之間,人所應(yīng)該并且能夠做的,即是以共在的方式與天地萬物相處,并盡力將科學(xué)、人心導(dǎo)向良善的方向,那未來的前景,終究要由人類自身的努力去開啟。
中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)在中學(xué)美術(shù)教學(xué)課程設(shè)計中起著完善教學(xué)效果的重要作用。中學(xué)美術(shù)教學(xué)讓學(xué)生在課程體驗中不斷地提高想象力和創(chuàng)造力,為學(xué)生提供了多樣化的個性發(fā)展空間。各種信息技術(shù)快速發(fā)展為中學(xué)美術(shù)教學(xué)提供了新的教學(xué)環(huán)境,信息技術(shù)貫穿于教學(xué)活動的始終,為教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)服務(wù)。合理選擇使用各種教育技術(shù),能夠加強學(xué)生的感官刺激,強化學(xué)生的教育接受,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
《中小學(xué)教師教育技術(shù)能力標準(試行)》是教育部頒布的有關(guān)中小學(xué)教師專業(yè)能力標準的文件,它要求“中小學(xué)教師能夠靈活地使用各種教育理論與技術(shù)對教與學(xué)過程及相關(guān)資源進行設(shè)計、開發(fā)、利用、管理和評價”。在教學(xué)活動中,教學(xué)技術(shù)的選擇使用必須以學(xué)生的特點為基礎(chǔ),要正確評價中學(xué)美術(shù)各年級學(xué)生的年齡特征、行為水平、美術(shù)能力、知識基礎(chǔ)等,針對不同的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)確定教學(xué)技術(shù)的實現(xiàn)目標,避免缺少思考的美術(shù)感官教學(xué)與片面的美術(shù)視角轉(zhuǎn)化,不斷地完善教學(xué)技術(shù)使用策略。
一、教育技術(shù)與教學(xué)技術(shù)
在我國,教育技術(shù)以學(xué)科的形式出現(xiàn)?!敖逃夹g(shù)的本質(zhì)特征是運用技術(shù)去優(yōu)化教育、教學(xué)過程,以提高教育、教學(xué)的效果、效率與效益。這里的‘技術(shù)’既包括有形的‘物化技術(shù)’,也包括無形的‘智能技術(shù)’?!盵1]“物化技術(shù)”主要指教育中信息技術(shù)軟件與硬件的使用以及教師對信息技術(shù)的掌握與應(yīng)用?!爸悄芗夹g(shù)”則是指教師的教育理論與教學(xué)實踐的能力。教育技術(shù)要求教師不僅要擁有信息技術(shù)技能,還要不斷地更新教育理念,提高自身的教育能力與綜合素質(zhì)。
教育技術(shù)是對教學(xué)活動進行科學(xué)設(shè)計的技術(shù),是“教”與“學(xué)”的有機融合,而教學(xué)技術(shù)則是連接“教”與“學(xué)”之間的媒介途徑,二者都是為了實現(xiàn)課程的最優(yōu)教學(xué)。教育技術(shù)中包含了教學(xué)技術(shù)的選擇與使用策略。
中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略是教師轉(zhuǎn)化教學(xué)經(jīng)驗的過程,也是教師教育技術(shù)水平的體現(xiàn),它具有兩個方面的內(nèi)涵。第一,中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)是教師在進行教學(xué)設(shè)計的各個流程中選擇應(yīng)用的各種技術(shù)手段,比如備課中的文字處理、圖片處理、幻燈片制作技術(shù)等。第二,中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)主要是在課堂教學(xué)中教師選擇采用各種媒體手段來體現(xiàn)的。學(xué)生根據(jù)教師的課堂教學(xué)安排通過多媒體等信息技術(shù)實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容由抽象向具象的轉(zhuǎn)化。美術(shù)學(xué)科具有特殊性,在中學(xué)美術(shù)教學(xué)設(shè)計過程中,教學(xué)技術(shù)是教師完成教學(xué)目標、達成教學(xué)效果的重要手段。如圖1所示,中學(xué)美術(shù)教學(xué)設(shè)計根據(jù)美術(shù)課程的教學(xué)目標確定教學(xué)方法,以學(xué)校的教學(xué)設(shè)施條件為基礎(chǔ),根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生特點對教學(xué)技術(shù)進行優(yōu)化組合。教學(xué)技術(shù)的選擇使用是中學(xué)美術(shù)教學(xué)設(shè)計中不可缺少的重要組成部分。
二、中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀
“信息技術(shù)極大地拓展了教育時空界限,空前地提高了人們學(xué)習(xí)的興趣、效率和能動性?!盵2]中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)分為視聽媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)。視聽媒體技術(shù)的推廣,推動了各類學(xué)習(xí)資源在教學(xué)中的運用。在中學(xué)美術(shù)教學(xué)設(shè)計過程中,需要運用到計算機的各種軟件,各種數(shù)碼技術(shù)的熟練應(yīng)用使中學(xué)美術(shù)課程變得多姿多彩;教師采用電子白板等多媒體演示技術(shù)進行教學(xué),便于教學(xué)內(nèi)容由抽象向具象轉(zhuǎn)化。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在視聽媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建,實現(xiàn)了教育信息化,為學(xué)生提供了綜合平臺。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了校園內(nèi)外以及國內(nèi)外的同步教學(xué)及資源共享,為教師備課、教學(xué)演示、師生互動、作業(yè)練習(xí)、考試評價等教學(xué)活動提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。另外,網(wǎng)絡(luò)資源共享課程促進了網(wǎng)絡(luò)教育資源的整合與共享,為學(xué)生提供了一個“個別化教學(xué)”的教育平臺,形成了以學(xué)生為中心的個性化教學(xué)模式,提高了網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
人工智能技術(shù)通過編程技術(shù)與模擬法實現(xiàn),不斷地運用到各個學(xué)科領(lǐng)域,它可以完成智能控制、圖像與語言理解、自主的信息處理與管理等規(guī)模龐大的任務(wù)。人工智能技術(shù)的使用在中學(xué)美術(shù)課程教學(xué)中成為了必然的趨勢。首先,它是教師進行課程設(shè)計的好幫手。它可以滿足教師在教學(xué)設(shè)計中的多種需求;其次,它為個別化教學(xué)增添了智能的選擇與識別。另外,人工智能技術(shù)在圖像上的識別為中學(xué)美術(shù)課程的學(xué)生作業(yè)提供了識別評價的可能。
信息技術(shù)的多樣性為中學(xué)美術(shù)課堂教學(xué)增添了色彩,提高了中學(xué)生對美術(shù)課程學(xué)習(xí)的主觀能動性。在充斥著信息技術(shù)的中學(xué)美術(shù)課程中,各種技術(shù)使用的合理性需要進一步探討。
1.缺少思考的美術(shù)感官教學(xué)
所謂“感官教學(xué)”是指中學(xué)美術(shù)課經(jīng)常采用“課件教學(xué)――課堂練習(xí)”這個由多媒體課件進行感官教授的教學(xué)模式,多媒體教學(xué)系統(tǒng)的普及,由課件直接到練習(xí)成為了一些中學(xué)美術(shù)教學(xué)的主流模式,這種缺乏策略的使用多媒體教學(xué)系統(tǒng),使部分中學(xué)美術(shù)課堂成為了缺少思考的感官教學(xué)。一方面,缺少思考課程內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)契合度的問題;另一方面,缺少思考教學(xué)資源與學(xué)生特點的辯證關(guān)系。
不同的美術(shù)領(lǐng)域?qū)虒W(xué)技術(shù)的需求不同,教師要重視課程內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)契合度的問題。中學(xué)美術(shù)教學(xué)分為“造型與表現(xiàn)”、“設(shè)計與應(yīng)用”、“欣賞與評述”、“綜合與探索”四個領(lǐng)域,針對不同的教學(xué)領(lǐng)域,教學(xué)技術(shù)的選擇也應(yīng)不同。義務(wù)教育課程標準實驗教科書、人民教育出版社《美術(shù)》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》即屬于“造型與表現(xiàn)”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容,它圍繞“裝點我的居室”這一主題,引導(dǎo)學(xué)生利用不同的美術(shù)表現(xiàn)形式去裝點自己的居室。這個單元讓學(xué)生初步學(xué)習(xí)了中國寫意花鳥畫、版畫、裝飾畫、鉛筆淡彩畫和掛畫的形式美要求,最后通過同學(xué)之間的展示交流進行總結(jié),樹立學(xué)生美化生活的意識,提高學(xué)生的造型表現(xiàn)能力。在這個單元學(xué)習(xí)中國寫意花鳥畫的課程內(nèi)容中,有欣賞環(huán)節(jié)、有知識技能學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)、還有學(xué)生的練習(xí)與評價環(huán)節(jié),這三個教學(xué)環(huán)節(jié)中或多或少都需要使用到各種教學(xué)技術(shù)。教師通常使用教學(xué)課件引導(dǎo)學(xué)生欣賞中國寫意花鳥畫;在知識技能學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中,教學(xué)課件與網(wǎng)絡(luò)媒體的結(jié)合使用能夠有效地補充學(xué)生所需的學(xué)習(xí)資源并能進行相關(guān)的知識拓展,比如了解相關(guān)的藝術(shù)家及其工作室,進一步明確中國寫意花鳥畫的題材、風(fēng)格、構(gòu)圖等。也就是在這個重點的教學(xué)環(huán)節(jié)中,教授的知識技能與教學(xué)技術(shù)的采用契合度尤為重要。中國寫意花鳥畫中“筆墨章法”是教學(xué)難點,是否能夠完全通過多媒體技術(shù)手段讓學(xué)生掌握呢?答案是否定的。知識技能、特別是動手技能的掌握不能單靠“感官教學(xué)”來完成,需要學(xué)生通過體驗,在不斷的實踐中學(xué)習(xí)。教學(xué)課件中播放的繪畫視頻減少了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動體驗與繪畫技術(shù)的交流,感官教學(xué)無法取代傳統(tǒng)的動手技能的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)?!肮P墨章法”這個教學(xué)內(nèi)容就需要教師進行課堂示范,教師播放的圖片與繪畫教學(xué)視頻只能是對這個教學(xué)內(nèi)容的資源補充,教師在學(xué)生的實踐中針對問題單獨指導(dǎo)并示范,這種互動的直觀課堂教學(xué)能夠提高學(xué)生對知識技能的把握。
互聯(lián)網(wǎng)的普及給教師提供了大量的教學(xué)資源,有些課堂教學(xué)缺少思考教學(xué)資源與學(xué)生特點的辯證關(guān)系?!敖虒W(xué)資源指教學(xué)材料可被設(shè)計、開發(fā)與實施的所有方式?!盵3]從廣義上說,教學(xué)資源是教師在教學(xué)中利用的一切要素,包括所有支撐教學(xué)和為教學(xué)服務(wù)的各種內(nèi)容;從狹義上說,教學(xué)資源包括教學(xué)信息材料、教學(xué)軟硬件和相關(guān)教學(xué)系統(tǒng)。在教學(xué)中教學(xué)資源主要是教師采用的教學(xué)信息材料與教學(xué)硬件設(shè)施。教學(xué)資源的選擇使用必須以學(xué)生的特點為基礎(chǔ),選擇合適的教學(xué)資源。還以人民教育出版社《美術(shù)》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》采用的教學(xué)資源為例:初二的學(xué)生處于生理成熟期,個性逐漸形成,對自我社會化發(fā)展要求增多,通過以前的美術(shù)課程學(xué)習(xí)有了初步的美術(shù)基礎(chǔ),根據(jù)學(xué)生的這些特點,盡量選擇符合學(xué)生心理興趣點的美術(shù)資源;根據(jù)學(xué)生掌握的文化知識可以選擇學(xué)生文化素養(yǎng)范圍內(nèi)的中國畫進行欣賞。只有正確評價學(xué)生的年齡特征、行為水平、美術(shù)能力、知識基礎(chǔ)等,才能合理地使用教學(xué)資源。
2.缺乏準確的美術(shù)視角轉(zhuǎn)化
不同教師對課程內(nèi)容有著不同的美術(shù)視角,美術(shù)視角轉(zhuǎn)化于課堂教學(xué)中要注重轉(zhuǎn)化過程的準確,以偏帶全會導(dǎo)致學(xué)生認識的片面性。缺乏準確的美術(shù)視角轉(zhuǎn)化主要存在兩個問題:一個是教師對課程內(nèi)容美術(shù)視角審視的準確性問題,一個是美術(shù)視角轉(zhuǎn)化過程中使用資源的片面性問題。教師對課程內(nèi)容的理解主要依靠教學(xué)大綱的規(guī)范與其個人的教育能力。教學(xué)資源的使用需要進一步推敲,學(xué)生首次在美術(shù)教學(xué)中對某一美術(shù)門類的體驗不可避免地會形成對該美術(shù)門類的主觀經(jīng)驗主義,教師在選擇教學(xué)資源的同時要思考該資源是否能夠準確地帶給學(xué)生正確的美術(shù)視角。比如《裝點我的居室》的第一部分,要求學(xué)生了解中國寫意花鳥畫的題材、風(fēng)格、構(gòu)圖、等,要求教師提供給學(xué)生經(jīng)典的寫意花鳥作品,并明確告訴學(xué)生不同時期寫意花鳥的特征,樹立學(xué)生對寫意花鳥畫的正確認識。
三、中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)的改進策略
中學(xué)美術(shù)是技能、審美與藝術(shù)創(chuàng)造力的結(jié)合,要求教師不僅要具備美術(shù)學(xué)科能力,還能根據(jù)學(xué)生的特點應(yīng)用教育技術(shù),不斷地調(diào)整教學(xué)策略,實現(xiàn)因材施教。中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略“將信息技術(shù)有效地融合于學(xué)科的教學(xué)過程來營造一種信息化教學(xué)環(huán)境,實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能突出體現(xiàn)學(xué)生認知主體地位的以‘自主、探究、合作’為特征的新型教與學(xué)方式,從而把學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性較充分地發(fā)揮出來”[4]。中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略圍繞學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)展開,它包括以教學(xué)內(nèi)容為主體的精簡組合策略、“教”與“學(xué)”并重的產(chǎn)生激發(fā)策略、重視課堂內(nèi)外的發(fā)散拓展策略。
精簡組合策略以教學(xué)內(nèi)容為主體、教學(xué)技術(shù)為依據(jù)。不同的教學(xué)媒體都有各自的優(yōu)點,在學(xué)習(xí)上既有潛在的功能性,也有一定的局限性,所以要針對不同的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法,有機地組合多種教學(xué)技術(shù)。并不是現(xiàn)代媒體手段使用得越多越好,而是要揚長避短、優(yōu)勢互補,合理安排教學(xué)技術(shù)的使用順序,達到整體優(yōu)化的教學(xué)效果。
產(chǎn)生激發(fā)策略強調(diào)了在應(yīng)用教學(xué)技術(shù)過程中“教”與“學(xué)”同等重要的地位。奧蘇貝爾與加涅提出以“教”為主體的教學(xué)理論,強調(diào)了教學(xué)方法的重要性;同時,奧蘇貝爾提出“有意義接受學(xué)習(xí)”強調(diào)了學(xué)生的認知因素,“構(gòu)建主義教學(xué)策略”指出了“學(xué)”的重要地位,美術(shù)知識技能的認知與掌握是由學(xué)生主動構(gòu)建的,教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”要選擇互動多樣的形式實現(xiàn)。在中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略中,要使用有效的認知工具,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終處于主動的地位,自主地完成教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)過程的積極和熱情。
發(fā)散拓展的媒體選擇可以積極地把課程資源與學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)相聯(lián)系,或以多媒體、或以軟件、或基于網(wǎng)絡(luò)、或采用仿真試驗?zāi)M等不同的技術(shù)支持課堂內(nèi)外的教與學(xué)。由于美術(shù)學(xué)科與其他學(xué)科融合的廣泛性,中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)的選擇要為學(xué)生考慮到學(xué)科知識的發(fā)散與相關(guān)領(lǐng)域拓展的可能性。教學(xué)內(nèi)容的發(fā)散與拓展分課內(nèi)與課外的發(fā)散與拓展。課內(nèi)的發(fā)散與拓展是在課堂教學(xué)過程中依據(jù)該課的教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生的知識與認知特點,在一定范圍內(nèi)知識的深度與廣度聯(lián)系起來的教學(xué)活動,它有效地加強了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的深入理解,探究了創(chuàng)新的學(xué)習(xí)意識;課外教學(xué)內(nèi)容的發(fā)散與拓展以學(xué)生興趣為依托,對課堂知識技能進行進一步拓展與延伸,培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí),促進了學(xué)生均衡個性地發(fā)展。
中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生特點選擇相應(yīng)的教學(xué)技術(shù),教師不斷地完善中學(xué)美術(shù)教學(xué)技術(shù)策略設(shè)計出不同的學(xué)習(xí)方式與活動,為學(xué)生提供最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境,保證了能夠高效地進行中學(xué)美術(shù)教學(xué)。
參考文獻
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論文關(guān)鍵詞:工程碩士;培養(yǎng)方案;課程設(shè)置;教育改革
工程碩士專業(yè)學(xué)位是我國研究生教育體系中的一個重要組成部分,其設(shè)置適應(yīng)了國家經(jīng)濟體制的改革,適應(yīng)了在崗人員進一步提高自身能力素質(zhì)的需要。工程碩士與工學(xué)碩士相比,它們雖然處于同一層次,但由于其生源的顯著差異,其培養(yǎng)目標、知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)模式等均有較大不同。要使工程碩士成為高層次技術(shù)和管理人才,符合未來社會發(fā)展的需要,就必須貫徹“以人為本,因材施教”的教育原則,制訂一套科學(xué)、合理的培養(yǎng)方案,并建立與之相適應(yīng)的培養(yǎng)模式。
為了提高工程碩士培養(yǎng)質(zhì)量、規(guī)范培養(yǎng)模式和培養(yǎng)流程、明確評估辦法等,2005年7月召開了第二屆全國工程領(lǐng)域教育協(xié)作組組長全體會議,提出“建立規(guī)范化的工程碩士學(xué)位標準”的設(shè)想,并選擇了控制工程等五個領(lǐng)域,以課題研究的形式,率先開展工作。2007年全國控制工程領(lǐng)域工程碩士教育協(xié)作組頒布了“控制工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)學(xué)位標準(試行)”,對我院控制工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)起到了很好的指導(dǎo)性作用??紤]我院控制工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)主要是面向部隊、基地等情況,在對“專業(yè)學(xué)位標準實施細則”修訂中,培養(yǎng)方案在符合學(xué)科內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,要兼顧生源單位需求,在研究方向的確定、課程設(shè)置等方面突出應(yīng)用性、針對性,切實使培養(yǎng)的工程碩士在相應(yīng)的工作崗位上發(fā)揮應(yīng)有的作用。
一、以武器控制系統(tǒng)為中心確定培養(yǎng)方案的主要研究方向
現(xiàn)代兵器裝備的特點是精確化、遠程化、智能化,以導(dǎo)彈、無人機、指揮系統(tǒng)等為代表的武器裝備更突出了這一特點,這些特點的基礎(chǔ)之一是自動化技術(shù)。根據(jù)我院生源主要分別來自武器裝備論證、武器裝備試驗、軍代表、部隊技術(shù)保障、部隊裝備管理單位等崗位特點,依托控制工程領(lǐng)域培養(yǎng)工程碩士,應(yīng)該以武器裝備為大背景,在控制工程學(xué)科內(nèi)涵的基礎(chǔ)上緊緊以武器控制系統(tǒng)為中心,來確定相應(yīng)的研究方向,因此我院控制工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)研究方向確定的基本思路是:涵蓋我軍武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控、武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷、武器控制系統(tǒng)信息化管理等方面,為軍代表系統(tǒng)、武器裝備試驗基地、部隊修理所、部隊裝備管理等單位培養(yǎng)具有我軍特色的高層次應(yīng)用型、復(fù)合型工程技術(shù)和管理人才。具體如下:
1.武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控
該方向以提高復(fù)雜武器控制系統(tǒng)綜合戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能為目標,以數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制理論、系統(tǒng)科學(xué)、計算機技術(shù)為基礎(chǔ),研究武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控的方法。主要研究內(nèi)容包括:火控、指控、無人機和導(dǎo)彈等復(fù)雜武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控的方法及武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估等。
2.武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷
該方向以提高武器系統(tǒng)技術(shù)保障人員的裝備保障能力、試驗技術(shù)人員的工程實踐能力為目標,以自動測試技術(shù)、故障診斷技術(shù)、信號處理技術(shù)和計算機技術(shù)等為基礎(chǔ),研究武器系統(tǒng)的性能檢測、故障診斷的技術(shù)與方法及靶場試驗中技術(shù)保障的關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括:新標準測試總線的應(yīng)用、測試系統(tǒng)模塊化設(shè)計、武器系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測與診斷、測試診斷設(shè)備研制等。
3.武器系統(tǒng)信息化管理
該方向以提高各級裝備保障管理人員的管理自動化、信息化、智能化水平為目標,以人工智能、裝備保障理論、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ),研究裝備保障管理的自動化、信息化、智能化技術(shù)和系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括:研究制訂適合裝備保障信息化管理的標準體系,研究建立統(tǒng)一的適合裝備保障管理信息化的數(shù)據(jù)交換代碼,基于裝備的狀態(tài)信息、故障信息、維修信息等進行研究裝備保障領(lǐng)域的全程可視化信息管理系統(tǒng)。
二、以適應(yīng)培養(yǎng)方向要求為出發(fā)點確定適宜的課程體系
課程教學(xué)是工程碩士培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié),它對于構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)、打下扎實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識起著相當重要的作用。當今社會,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,知識更新不斷加快,只有打下牢固的基礎(chǔ),才能自如地實現(xiàn)向新領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變,才具有可靠的應(yīng)變能力的堅實后勁;只有在頭腦中存儲了大量的知識、事例和經(jīng)驗,才能運用它們來進行創(chuàng)造性思維。課程設(shè)置在整個課程教學(xué)工作中起著基石性和原本性的作用,只有合理的課程設(shè)置才有可能使研究生具有合理的知識結(jié)構(gòu),才有可能在課程學(xué)習(xí)過程中激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
考慮到工程碩士的培養(yǎng)模式是“進校不離崗”,邊工作邊學(xué)習(xí),在職攻讀學(xué)位的特點,在課程學(xué)習(xí)上,我院采取的是“兩階段”學(xué)習(xí)方式,即第一階段主要學(xué)習(xí)公共和領(lǐng)域必修課程,在學(xué)院集中學(xué)習(xí);第二階段主要學(xué)習(xí)選修課,采取先寄發(fā)教材供學(xué)員自學(xué),再到學(xué)院集中輔導(dǎo)兩次,每次為期兩周,最后集中進行考試。因此課程設(shè)置一方面要充分考慮這些特點、安排,另一方面更要考慮所設(shè)置課程應(yīng)與各培養(yǎng)方向相適宜。對控制工程領(lǐng)域工程碩士研究生來說,應(yīng)具備以控制論、系統(tǒng)論、信息論原理為核心的知識結(jié)構(gòu)。同時,還要具備基于與數(shù)學(xué)方法、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、各種傳感器和執(zhí)行器等相結(jié)合的、針對具體應(yīng)用方向的知識面。這些知識結(jié)構(gòu)、知識面要通過一類課程群的設(shè)置來落實。由于培養(yǎng)時間、教學(xué)時數(shù)的限制,課程的門數(shù)設(shè)置受到了約束,這樣就要求對課程的選擇必須反復(fù)斟酌,切實使選擇的課程具有較強的針對性,有利于學(xué)生建立合理的知識結(jié)構(gòu),有利于學(xué)生進行后續(xù)的學(xué)位論文研究工作。我院工程碩士專業(yè)學(xué)位課程設(shè)置包含兩大部分。一部分是適用各個研究方向的必修課,包括公共必修課和領(lǐng)域必修課。公共必修課主要包含自然辯證法、英語、數(shù)理統(tǒng)計、科技信息檢索。領(lǐng)域必修課主要有線性系統(tǒng)理論、計算機控制系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)。另一部分是為不同研究方向設(shè)置的選修課。選修課設(shè)置的基本思想是在保證對一個控制工程領(lǐng)域工程碩士研究生而言,至少應(yīng)掌握一個課程群的知識要求的基礎(chǔ)上,引入專題講座形式來開闊學(xué)生視野,增大學(xué)生知識面。根據(jù)學(xué)科培養(yǎng)方案設(shè)置的三個研究方向,結(jié)合部隊崗位需求,我們按優(yōu)化、控制類課程群、控制系統(tǒng)故障檢測與診斷課程群、信息傳輸與處理類課程群的要求設(shè)置領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)類選修課課程。
具體地講,為三個研究方向設(shè)置的選修課程分別是:
為武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控研究方向設(shè)置了優(yōu)化、控制類為主的課程,包含軍事運籌分析、系統(tǒng)決策與建模、智能控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、防空武器系統(tǒng)效能分析以及專題講座。
為武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷研究方向設(shè)置了故障檢測與診斷為中心的課程,包含測試與接口技術(shù)、軍用電子系統(tǒng)測試、電子系統(tǒng)故障診斷、故障分析與預(yù)測、人工智能原理以及專題講座。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0123-03
Abstract: Analyzed the developing status of Bioinformatics combined with Chinese Medicine, proposed the education directions for the combinations of Chinese Medicine and Bioinformatics, discussed the using of Bioinformatics techniques in Chinese Medicine big data with teaching and researching area by three common method in Bioinformatics.
Key words: chinese medicine big data; bioinformatics; education in university
1 引言
生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科,在各大高等院校醫(yī)學(xué)或生物學(xué)相關(guān)專業(yè)都有與之相關(guān)的課程或?qū)I(yè)開設(shè)。與我們常見的物理、數(shù)學(xué)、法學(xué)等學(xué)科不同,生物信息學(xué)更像是一個學(xué)科領(lǐng)域,它不僅僅局限于某個科學(xué)研究,而是綜合運用數(shù)學(xué)、計算機學(xué)和生物學(xué)的各種工具及方法來分析和理解在大數(shù)據(jù)背景下的生物學(xué)意義[1]。經(jīng)過20余年的發(fā)展,生物信息學(xué)已在分子進化、基因測序、遺傳及變異研究等領(lǐng)域取得了突破和成果,是21世紀人類三大計劃之一“人類基因組計劃(Human Gene Project HGP)”的核心支撐學(xué)科。在美國,早于1988年便成立國家生物技術(shù)信息中心(NCBI),隨后歐洲和日本在1993年和1995年分別建立了歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)和信息生物學(xué)中心(CIB)用來對數(shù)以萬計的核酸及蛋白質(zhì)等數(shù)據(jù)進行維護并發(fā)展至今日趨成熟[2]。生物信息學(xué)于上世紀90年代初開始逐漸引起國內(nèi)科學(xué)工作者的重視,經(jīng)過20多年的發(fā)展也已初具規(guī)模。筆者通過對近20年公開發(fā)表的有關(guān)生物信息學(xué)關(guān)鍵字的文章進行搜索,運用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發(fā)表文章數(shù)量的散點圖。從圖1可以發(fā)現(xiàn),關(guān)于生物信息學(xué)學(xué)科的研究數(shù)量在2014年達到頂峰,并逐漸開始下滑。同時,由于搜索結(jié)果包含雜質(zhì)數(shù)據(jù)(如被動截取“信息學(xué)”為關(guān)鍵詞),為了使圖表信息量有度可量,筆者繼續(xù)對在認知上與生物信息學(xué)相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域進行關(guān)鍵詞搜索,分別為“數(shù)據(jù)挖掘”和“人工智能”,并繪制圖2。由該圖可直觀地看出,人工智能的研究一直穩(wěn)步發(fā)展,符合21世紀科技高度發(fā)展的大趨勢,而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的相關(guān)研究自2005年以來迅猛增長并趕超人工智能。綜合分析其主要原因是由于中國人口眾多,自2005年以來互聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增加,全民聯(lián)網(wǎng)的時代逐漸構(gòu)成,互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的急劇擴大以及電子商務(wù)、云技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的信息膨脹,使越來越多的人意識到大數(shù)據(jù)的作用和研究數(shù)據(jù)挖掘?qū)?jīng)濟發(fā)展、社會進步的重要影響,進而推動數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)科發(fā)展。
2 中醫(yī)大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)課程教學(xué)
從圖2的對比可以看出,生物信息學(xué)的研究數(shù)量與其他兩個學(xué)科對比,則顯得相形見絀。也就是說,生物信息學(xué)在我國的發(fā)展仍較為緩慢,使之與其對人類社會的貢獻度不成正比。進一步對圖1的搜索結(jié)果進行高級檢索,對已有的生物信息學(xué)研究進行劃分,將”中醫(yī)”關(guān)鍵詞加入其中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)將中醫(yī)與生物信息學(xué)相結(jié)合進行研究的文獻少之又少,每年文獻不過20左右。生物信息學(xué)的作用就是利用計算機等技術(shù)對海量的生物數(shù)據(jù)進行分析并洞察隱藏在其中的規(guī)律,而中醫(yī)數(shù)據(jù)經(jīng)歷數(shù)代中醫(yī)名師的記錄和數(shù)十年來信息存儲技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)儼然呈現(xiàn)出高緯度、高階度的大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此,生物信息學(xué)在中醫(yī)數(shù)據(jù)的研究中一定具有其特殊的價值和意義,是從微觀層面描述中醫(yī)整體結(jié)構(gòu)的重要手段。本文將以中醫(yī)證侯、病證和中醫(yī)復(fù)雜性為切入點,結(jié)合研究生物信息學(xué)在其中的應(yīng)用價值,并討論在教育教學(xué)過程中如何使中醫(yī)和生物信息學(xué)有機結(jié)合,做到融會貫通。
2.1從“定性”和“定量”學(xué)習(xí)角度看基因組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)“證”本質(zhì)
在中醫(yī)學(xué)中,“證”是立方立法的基礎(chǔ),醫(yī)者通過四診獲取的信息進行綜合分析和判斷,從病癥體征等表現(xiàn)集合入手,得出相應(yīng)的證候,有針對性的用藥治療。中醫(yī)與西醫(yī)不同,講究以整體論看待人體以及病變,“辨證論治”思想也是千百年來各名中醫(yī)學(xué)者通過反復(fù)探索得出的實踐經(jīng)驗,對中醫(yī)遣方用藥具有決定性的指導(dǎo)意義。而西醫(yī)認為,疾病的發(fā)生與發(fā)展是與人體某段特異的基因的改變有關(guān),HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構(gòu)成奧秘從而從本質(zhì)上研究疾病的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律[3]。因此,中醫(yī)與西醫(yī)在指導(dǎo)醫(yī)者診療的哲學(xué)思想上是有很大不同,甚至可以說是截然相反的。然而中醫(yī)與西醫(yī)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)卻無處不在,結(jié)合點之一正是基因與證候的關(guān)聯(lián)。對于基因組學(xué)和中醫(yī)證候的學(xué)習(xí)方法是不同的,一個是定量學(xué)習(xí),另一個則是定性學(xué)習(xí),定量學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更加客觀的研究生物體的發(fā)展規(guī)律,并結(jié)合現(xiàn)代計算機技術(shù)做到多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)與實驗,而不足之處在于缺乏主觀思考、學(xué)習(xí)方式較為分散缺乏整體思維把控;而定性學(xué)習(xí)則以某一指導(dǎo)思想為主線,通過對某些案例及知識長時間的觀察和分析,從中得出結(jié)論。定量學(xué)習(xí)如基因組學(xué)更重視量化計算及工具的使用,而定性學(xué)習(xí)如中醫(yī)證候則更重視理論與實踐結(jié)合,整體到局部學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中,無論基因組學(xué)還是中醫(yī)證候,都會以疾病為具體的研究對象。從西醫(yī)上說,基因是決定人是否患病的內(nèi)部原因,通過遺傳或基因狀態(tài)的改變都可能導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生,從中醫(yī)上說,證候是疾病狀態(tài)下的臨床類型,反映了機體在疾病發(fā)展過程中的病理特征[4]。因此,將證候與基因組學(xué)統(tǒng)一學(xué)習(xí),實則是將定量與定性學(xué)習(xí)相結(jié)合以實際疾病案例和數(shù)據(jù)著手從而多方面運用計算機、西醫(yī)學(xué)、證候?qū)W、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識對生物大數(shù)據(jù)進行分析的綜合學(xué)習(xí)方法。
2.2 基于蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)病證相關(guān)性
證侯是人體生命活動的一種表現(xiàn),而生命活動的主要執(zhí)行者是蛋白質(zhì),兩者之間必然會有隱秘且細致的聯(lián)系,我們也應(yīng)以此為出發(fā)點,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散學(xué)習(xí)方法,綜合學(xué)科進行學(xué)習(xí)。自HGP的完成宣告了后基因組時代的到來后,研究生命科學(xué)的重心也由基因組學(xué)向蛋白質(zhì)組學(xué)逐漸轉(zhuǎn)變,作為教育者也應(yīng)跟上科學(xué)發(fā)展的潮流,把生物科學(xué)研究和相關(guān)教學(xué)模式從基因水平向蛋白質(zhì)水平轉(zhuǎn)變。與此同時,蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體角度分析細胞內(nèi)的動態(tài)變化以及蛋白質(zhì)組成成分、表達水平等,它的研究方法學(xué)內(nèi)容與中醫(yī)的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質(zhì)組學(xué)在分子水平上的DNA修飾和基因調(diào)控反應(yīng)生命體的整體狀態(tài)(即陰平陽秘),中醫(yī)理論強調(diào)從整體觀對疾病進行認知,認為疾病的發(fā)生是人體整體功能的失調(diào)所致(即陰陽失調(diào)),重點在于辯證論治[5]。在教育教學(xué)過程中,將基因或蛋白質(zhì)方面的研究從結(jié)構(gòu)研究向功能研究轉(zhuǎn)變,使研究更具體,透過相關(guān)功能性測試實驗,發(fā)現(xiàn)基因之間的相互聯(lián)系及相互作用,在定量學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的定性思維,使學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題及對象之間的關(guān)聯(lián)。正如數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系模型中的E-R圖一樣,在進行蛋白質(zhì)組學(xué)和中醫(yī)病癥相關(guān)性研究教育的過程中,中醫(yī)病證和蛋白組學(xué)可以看做是兩個看似毫無關(guān)聯(lián)的實體,而通過“疾病”將兩者相連,透過此種關(guān)系可以衍射出兩個學(xué)科方面的深入學(xué)習(xí)。
2.3 運用復(fù)雜系統(tǒng)性方法學(xué)習(xí)中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)
中醫(yī)藥的復(fù)雜性相比西醫(yī)有過之而無不及,原因主要在于相對于“結(jié)構(gòu)決定功能”的西方醫(yī)學(xué)思想,中醫(yī)更側(cè)重于“關(guān)系決定功能”,在這種情況下,無論是辨證論治還是癥狀體征變化,有關(guān)中醫(yī)診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲,使得中醫(yī)稱為典型的“復(fù)雜自組織系統(tǒng)”[6]。尤其在信息離散度和復(fù)雜度較高的中醫(yī)證侯系統(tǒng)中,癥狀變量與證侯信息混雜在一起,想辨別兩者的區(qū)別和聯(lián)系是非常困難的事情,單純的研究數(shù)據(jù)往往缺乏正確的方向,而單純的研究理論則往往枯燥乏味。因此,在教學(xué)過程中,可以將復(fù)雜系統(tǒng)方法學(xué)引入中醫(yī)系統(tǒng)學(xué)習(xí),通過復(fù)雜系統(tǒng)中的熵分劃方法將證侯系統(tǒng)的離散變量加工轉(zhuǎn)化為線性關(guān)聯(lián)集合,即將癥狀變量通過關(guān)聯(lián)度集合成多個癥狀集合,并將癥狀集合與關(guān)聯(lián)度較高的證侯要素進行聯(lián)結(jié)。以此方法既可以激發(fā)學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣,又能以理論指導(dǎo)實踐,對中醫(yī)證侯大數(shù)據(jù)進行信息提取,達到全面學(xué)習(xí)。
3 結(jié)束語
中醫(yī)信息學(xué)已經(jīng)作為一門新興學(xué)科在我國各大高校開設(shè),相關(guān)師生深入研究和學(xué)習(xí),主要目的就是發(fā)掘蘊含在中醫(yī)幾千年發(fā)展結(jié)晶中的奧秘。關(guān)于中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和研究也在近年日益增長,這都表明人們已經(jīng)愈來愈關(guān)注國粹,關(guān)注健康,關(guān)注未來。這也表明與之相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究對未來的人生發(fā)展和機遇都有著深遠的影響。然而,數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)并不完全適用于中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)中的信息發(fā)掘,若單純地將兩者進行結(jié)合教學(xué),學(xué)生可能缺少知識銜接,缺乏過渡。這時若將生物信息學(xué)引入二者其中并結(jié)合生物信息學(xué)相關(guān)智能科技手段和技術(shù),則可以從宏觀和微觀兩個方面去看待生命體:宏觀上面對復(fù)雜的中醫(yī)系統(tǒng)不需感到困惑,而是以“復(fù)雜系統(tǒng)方法論去解決復(fù)雜系統(tǒng)”,使學(xué)生不要總想著從每一個局部都能分析到問題的本質(zhì),而是接受復(fù)雜性,從復(fù)雜系統(tǒng)的角度去解釋生命體的自組織現(xiàn)象,對生命體的宏觀表現(xiàn)進行研究;微觀即是在分子水平上去分析中醫(yī)證侯的本質(zhì),方劑的復(fù)雜體系,去了解生命體內(nèi)部的調(diào)控機制等,以此加深學(xué)生對中醫(yī)理論的理解以及對生物信息學(xué)工具和技術(shù)運用的融會貫通。
參考文獻:
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所以,未來我希望大家記住,數(shù)據(jù)時代是預(yù)測未來的時代。
大數(shù)據(jù)是對未來的預(yù)判
“事后諸葛亮”誰都會做,如何體現(xiàn)呢?拿公安部門來講,我們要做的是怎么把壞人找出來,不能放過任何一個壞人。請問,壞人在哪里?現(xiàn)在人長的都差不多,電影上的壞人一看就看出來了,但是生活中的壞人到底該怎么找?我們的大數(shù)據(jù),應(yīng)該怎么幫我們把這些壞人找出來,并且預(yù)防這些壞人?
俗話說:“菩薩怕因,凡人怕果”。菩薩看到會說:“哎呀,你這家要倒霉了?!狈踩藬偵系姑沟氖?,會“哎呀,很生氣”。其實,這就是因果關(guān)系的辯證法。大數(shù)據(jù)就是讓你提前發(fā)現(xiàn)任何的因會導(dǎo)致這個果,會避免出現(xiàn)什么事情。
大數(shù)據(jù)怎么幫助我們的公安干警做預(yù)判?一個人買高壓鍋很正常,一個人買鐘也很正常,一個人甚至買一個火藥也正常,買個鋼珠也正常,但是一個人合在一起買那么多東西,就一定不正常了。買火藥是一個店,買高壓鍋是一個店,買其他是一個店,如果沒有通過數(shù)據(jù)的結(jié)果,請問你怎么知道他在造炸藥?
小偷是以前靠反扒警察一天天地跟著,今后,如果他使用了電子支付,警察發(fā)現(xiàn)這個人一天之內(nèi)坐了50輛不同的公交車轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去,那這個人就可能很可疑。所以,大數(shù)據(jù)是種完全的對未來的預(yù)判。我們?nèi)斯な强床坏竭@邊是有蹤跡的,但是它是有蹤跡的。
我們以前的破案,都是利用多少個監(jiān)控,去事后查一查,出了交通事故就是它。但是每天產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),是否可以用于計算或預(yù)判所有可能出現(xiàn)的問題?如果這樣,這個世界的社會治理,會發(fā)生天翻地覆地變化。
其實在政法體系里面,可以與大數(shù)據(jù)合作的東西很多。我相信很多公安、法院、檢察院、安全部門包括反恐部門,都在采用,我覺得這個變化會越來越大。
光在杭州,可能就有幾萬個攝像頭。但是在紐約,可能就一兩萬個攝像頭差不多了。我們這個城市,已經(jīng)具備了收集獲取大量數(shù)據(jù)的能力,但是,這些數(shù)據(jù),人是無法處理的,只有用人工智能才會處理。所以,在人工智能處理方面,我們的能力越來越快、越來越強。
今后的競爭是組織架構(gòu)的競爭
各國在技術(shù)方面,用大計算促以數(shù)據(jù)處理的角逐很激烈。這些能力,不是天生就有的,也不是靠實驗室的老師們能研究出來的。中國今天在大數(shù)據(jù)處理上的能力,是在世界上罕見的,我們每一天被全世界各地的黑客攻擊平均是兩億次。
中國有13億人,有多復(fù)雜!所以我認為,這個工作沒有理想主義是做不出來的。強大的理想主義,對于未來的擔當和各種方法,我是充滿敬仰之情。在今天我們需要思考,在當前中國,我們處理大數(shù)據(jù)的本領(lǐng)是怎么練出來的?對于各種各樣的案件,我們今天的處理,就是為未來提升戰(zhàn)斗力。
大數(shù)據(jù)的時代和整個未來組織架構(gòu)變革,是遠遠超過大家想象的?!吧虉鋈鐟?zhàn)場”,我們做的就是組織架構(gòu)的競爭。在美國、在歐洲,一些幾十個人的公司,把幾千人的公司打得稀里嘩啦,這個就是強大的數(shù)據(jù)處理能力。
再舉個例子,我曾經(jīng)問過美國的特戰(zhàn)隊員:“你們在戰(zhàn)爭中這么厲害,如果你們兩個人在戰(zhàn)斗中遇到很多人,你們怎么辦?你們是一槍干掉他們20多個人?”他說:“我發(fā)現(xiàn)這幾個人,我會首先拿出我的IPAD,把坐標輸入,讓后方的導(dǎo)彈干掉他們?!边@就是組織架構(gòu)的競爭,沒有后面強大的高科技,是不可能的。組織架構(gòu)在數(shù)據(jù)時代會發(fā)生天翻地覆的變化,今天我們就在造航母,它本身不打仗,但它讓它的艦載機打仗。
第一次技術(shù)革命誕生的商業(yè)組織是工廠,第二次技術(shù)革命誕生的商業(yè)組織是公司,這次技術(shù)革命誕生的是什么?是平臺型經(jīng)濟。平臺經(jīng)濟就像航母,是平臺的思想,在支持艦載機遠程作戰(zhàn)。