人工智能在英语教学的应用(精选12篇)
随着现代科技的飞速发展,多媒体计算机在教育领域得到了广泛应用,并对教育、教学过程产生着深刻影响。为了使教学改革能与之相适应,需要引入先进的教学手段,而使用计算机辅助教学系统(Computer Aided Instruction, CAI)可以提供理想的教学环境,容易激发学习者的学习积极性和主动性,从而显著提高教学效果。多媒体技术的日益发展以及与其它领先技术的结合,必然促进CAI的进一步发展。人工智能(Artificial Intelligence, AI)是20世纪50年代中期兴起的一门新兴边缘科学,它既是计算机科学的一个分支,又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性学科。人工智能又称为智能模拟,是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模式识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如,用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策;模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统;机械手与机器人的研究和应用等。本文针对CAI的发展前景,重点论述人工智能技术对CAI,尤其是对智能化CAI产生的重大影响,并通过一个实例说明实现的思路与设想。计算机辅助教学系统及其现状 1 计算机辅助教学系统
计算机辅助教学(CAI)即利用计算机代替教师进行教学,把教学内容编成各种“课件”,学习者可以根据自己的程度选择不同的内容进行学习,从而使教学内容多样化、形象化,便于因材施教。如各种教学软件、试题库、专家系统等。CAI无论是在普通教育、高等教育还是在继续教育中都扮演着重要的角色。在国外,CAI课件已经广泛应用于学校和家庭中,并收到了很好的效果。在我国,尽管CAI的研究起步较晚,但发展很快,自上世纪80年代起,已有一批实力雄厚的高等院校把CAI的发展列为重点研究课题。2 计算机辅助教学的现状
CAI的实现需要应用AI技术及编制复杂的程序,如自然语言理解、知识表示、推理方法等,一些AI技术的特殊应用成果,如代数说明、符号合成、医疗诊断及理论证明等均被应用于CAI系统,以提高其智能性和实用性。
早期绝大多数CAI课件大都使用决策理论和随机学习的模式,它极大地简化了学习过程的表达形式。例如早期的地质教学系统(SCHOCAR)等。后来,随着人工智能技术的发展,CAI系统中添加了学生的学习行为及训练策略,同时AI技术被应用于建立学习顾问模块(存放所要教课程的问题和技能)。这种方法能控制训练策略并给出适合学生的学习内容。目前为了获取对课程知识表示和控制的灵活性和模块性,有些CAI系统还用AI技术来表示训练计划和策略。例如多数程序设计语言的CAI均属此例。
到目前为止,所使用的绝大多数传统的CAI都是将全部教学信息以编程方式预置于课件中,这样的CAI课件一旦制作完成,任何较大的教学改动都会给维护工作带来极大的不便。因此现有的CAI系统面临许多挑战,它主要存在以下几方面的问题。(1)缺乏开放性
不具有开放性是目前CAI课件最大的缺点。使用者无法对课件进行任何修改,只能利用已有资源按设定的路线进行教学。其弊端在于:①
固定内容的局限性使课件的适用面狭窄;② 设定的运行路线使授课缺乏自主性;③ 授课的针对性不强;④ 无法利用新出现的资源在较高起点上进行二次开发。(2)缺乏人机交互能力
现有CAI大多以光盘作为信息的载体,将教材中的内容以多媒体的形式展现出来,教学信息是按预置的教学流程机械式地提供给学习者,学习者使用CAI课件学习是完全被动的。在课堂教学中,一般只能通过教师按预定的课件流程进行操作,无论学生还是教师都不能很好地参与教与学的过程,因此人机交互没有很好地实现。(3)忽视课程本身的特点
各门课程在教学上有不同的要求,但现有课件对于这些不同要求完全不予理会。例如很多课程都要涉及到大量的曲线或曲面,对有些课程来说,将这些曲线或曲面给出一个简单的展示就足够了,而有些课程这样的展示不能达到教学目的的要求。例如:在讲授计算机图形学中各种曲线或曲面的生成算法时,如果能在课件中直接动态地展示这些图形的生成过程,充分发挥计算机辅助教学的优点,无疑会使计算机图形学的教学更具有吸引力,从而大大提高教学效率。
(4)缺乏教师与学生的互动
现有CAI课件在学生自学以及进行操作使用时,如何学习都是学生自己的事。教师不能完全了解学习者的情况,学生在碰到问题时不能向教师求助,师生之间互相封闭,谈不上师生互动,因此课件所起的效果大打折扣。同时由于缺乏网络支持,现有的绝大多数CAI课件都是在单机环境下运行的,它们无法利用网络的优势使知识内容快速更新,当然更无法提供便捷的学习讨论空间、随时随地的师生交流方式以及远程教学实现的条件。(5)缺乏教学策略
在课件的开发过程中实际上离不开教学策略的设计,但课件的制作者往往并未意识到这一点。例如:现有的绝大多数课件都是单一的展播式的,这样的课件制作“精美”,但它不可逆、不能互动。实际上运用课件教学只是手段而不是目的,应该在教学设计理论的指导下讲求课件的实效性,着眼点在于对学生学习新知识、掌握新技术、培养各种能力有帮助,而不是表面上的制作“精美”。(6)缺乏智能性
现有的CAI课件系统不能对不同程度的学生进行有针对性的教育,学生的学习是被动的,不能由系统自动提供助学信息而使学生有选择地学习。对教师而言,其教学不能积极地参与其中,不能根据系统提供的信息按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容,更不能给予不同方式的教学模式与方法,因此不具有智能性。
综上所述,现有的CAI存在许多问题,随着新技术的不断出现,这些问题将使CAI越来越不能适应新的要求。因此以智能CAI为代表的新的计算机辅助教学系统将成为教育技术上需要不断探求、努力实现的发展方向。3 智能化计算机辅助教学系统(ICAI)智能计算机辅助教学系统(Intelligent Computer Aided Instruction, ICAI)以认知学为理论基础,将AI技术应用于CAI,是智能化的CAI。在ICAI系统中,学生的学习可以借助于智能化计算机对大量知识进行选择、判断、处理,使学习内容更有针对性,从而提高学习效果。
教学过程是一个复杂的教与学的思维过程。它需要教师以其专门知识和经验为依据,经过吸收、讲解、推理、示例、综合等多个步骤才能较好地完成。一个教学型专家系统的任务是根据学生的特点、弱点和基础知识,以最适当的教学方案和教学方法对学生进行教学和辅导。因此,从AI的角度看,计算机辅助教学实际上是一个由计算机系统辅助教师进行教学及学生进行学习并得以实现的“专家系统”。因而,在CAI中引人AI思想,即使用专家系统的方法、工具,构建智能CAI(即ICAI)。这样构建成的专家系统的主要特点是具有诊断和调试修改功能、具有良好的人机界面。
随着计算机在教学中的地位变得越来越重要, 人工智能跟教学的结合也越来越紧密。智能教学系统 (Intelligent Tutoring System, 简称ITS) , 由于研发过程大量采用人工智能的技术和方法, 故相对于一般的计算机辅助教学系统 (Computer Aided Instruction, 简称CAI) 具有更高的智能。在实际应用中对数据结构课程建立的智能教学系统, 针对了课程具有的概念众多、算法灵活、抽象性强、习题众多等特点, 同时结合了教学中注重基本概念、加强语言基础、注重算法思想、启发式教学等成功的经验, 应用了大量的人工智能技术和方法, 并对师生的应用反馈进行了多次的修正。
二、DSITS的构成
数据结构智能教学系统 (DSITS) 利用人工智能技术来了解学生对教学内容的掌握程度和学习的薄弱环节, 并建立起学生模型, 然后根据掌握的学生情况相应地调整教学, 安排学习材料的策略。DSITS的体系结构包括五个部分:DS知识库、DS专家模块、DS学生模型、教学与DS控制模块和用户接口模块。
DS知识库是整个DSITS的基础, 其组成如下: (1) 逻辑结构知识库, 涵盖了数据结构教学中最重要的线性和非线性数据结构的所有逻辑原型描述和物理存储描述, 和与之对应的常用语言所对应的代码; (2) 算法实例库, 包括数据结构教学中的大部分物理结构对应基础操作的经典算法、扩展算法, 以及代表性的搜索和排序算法; (3) 知识架构库, 构建弹性的数据结构知识架构, 并且对于知识结节点的逻辑顺序和各知识节点进行权值量化; (4) 多媒体教材库, 对于现存的较有代表性的多媒体和超媒体教学文件, 按照知识架构对于相关的声音、图片、图像、动画等素材进行框架存储, 以备示例、说明、参照, 以及形成相关教学参考等的使用; (5) 习题练习库, 集成了数据结构教学中涉及的多方面的习题库、考试题库和特定题型题库等, 并建立统一接口的习题练习库; (6) 语音库, 语音教学中涉及的语音内容。
DS专家模块是对实例库中的经典例子生成算法或进行算法的解释。 (1) 建立问题模型库, 此库以模型的方式来描述一般性的数据结构问题, 用于规范数据结构问题。 (2) 建立算法生成模块, 将生成得到的结果和学生给出的结果进行比对。比较分成多个方面, 其一是结果比较、其二是逻辑线路比较, 以决定进行学生所给答案的正确程度。 (3) 建立学生状态调整模块, 通过学生回答问题的情况来更新学生模块中的学生学习状况库以反映学生的当前学习状况。 (4) 建立模糊解决方案模块, 用于解决当学生在数据结构学习中遇到问题或者存在迷惑时给予解答或帮助。
DS学生模型包括: (1) 学生基本信息库, 内容有学生的基本信息、前导课程的学习状况、个人喜好特点分析等; (2) 学生学习状况库, 内容包括学生对于典型示例、习题练习的学习结果分析, 以及学生在数据结构知识架构中的掌握状态; (3) 学生教学建议模块, 对特定学生, 根据其学习状况的具体情况以及知识架构的掌握程度来给出学习内容建议、学习流程建议、学习习题个体化建议等, 并且以此为基础, 针对学习小组、自然班等群体给出综合性的学习方案以及特色教学建议。 (4) DS教学控制模块, 应对教师教学或者学生自主学习、练习的需求, 通过DS知识库、DS专家模块和DS学生模块之间对应模块的交互, 来完成具体的需求。
建立智能教学方案模块, 根据实际教学的经验, 动态设置教学周期, 根据不同时期内的教学任务的特点兼顾DS学生模型中学生学习状况库的内容, 自主的进行教学方案调整, 对于团体性的教学单位智能教学方案可以因材施教, 从而提高教学效果。
用户接口模块, 提供在线的和离线的双重服务接口。建立教师、学生, 以及一般游客不同的用户功能接口;建立教师、学生不同权限的维护接口, 减少系统维护员的维护量;设立专门的系统维护界面, 方便系统的功能扩展和升级。
三、人工智能技术方法在DSITS的应用
在介绍了DSITS的主要结构后, 下面着重讨论几种关键的人工智能技术方法在其中的应用。
1. 智能代理。
智能代理是处于一定环境的计算机系统中, 其设计目标可以在这个环境中采取自主的行动。自然的, DSITS具有跟智能代理相同的特性, 特别是在DS教学控制模块中的自主教学方案和个性化自学任务的建立中发挥重要的指导作用。在自主教学方案的建立过程中, 智能代理可以在先在考虑诸多数据结构、教师教学经验的基础上来确定教学周期, 再针对特定的周期, 通过对DS学生模型中学生学习状况库以及个人信息相关内容的分析, 来掌握施教群体的知识基础, 掌握学生学习情况、学习癖好等内容, 从而确定较为合理的教学方案。在用户接口模块中, 针对学生的反馈信息, 智能代理能够按照一定的策略进行处理, 而策略的制定可以通过问卷与样本为参考, 样本由学生和教师或者师生间多对多形式的对话来完成。
2. 知识表示。
知识组织得好还是坏, 对DSITS的成功与否起着决定性的作用。在系统应用中使用的知识表示手段主要是如下几种:框架和语义网络特别适用于表示定义性知识, 它们能方便地描述各种物理实体之间的语义关系。DS专家模块中学生学习状况模块和DS知识库中的知识架构库基本确定了学生对于数据结构的知识架构的了解情况, 并且是后继的教学和学习的相关策略的基础。逻辑表示也是表示知识的一种重要方法。对于DS知识库中概念和知识架构的内容以及逻辑表示可以降低其存储量, 更方便于帮助系统的构造。DS知识库中的算法模块主要是针对经典算法的分析, 以逻辑表示为基础, 则其他集成的习题练习的算法分解合成更加容易。产生式规则是简单却强有力的知识表示工具。上述逻辑表示的概念、知识架构和分析分解后的算法组成部分, 连同框架和语义网络存储的DS专家模块中的学生学习状况模块和DS知识库中的知识架构库, 通过产生式规则都可以用统一的形式表示出来。
3. 机器学习。
DSITS不可避免要使用到机器学习技术。例如DSITS可以从一个学生对大量问题的回答中分析总结出该学生的解题癖好和思维倾向, 上述过程自然就采用机器学习的技术。机器学习领域中的许多技术都可以应用于ITS中, 它们包括:神经网络、基于统计的学习、归纳逻辑编程、数据挖掘等。
4. 搜索策略。
DSITS中搜索策略的使用较多, 例如存在于学生学习模块里的将学生的问题答案和典型问题求解的比较过程中。由于使用了产生式规则将状态性知识和框架和语义网络存储的架构过程性知识统一在了一起, 那么在使用产生式规则的正向、反向或者双向推理的过程中, 使用启发式搜索来代替盲目搜索, 就是较为合理的办法。
四、结论
人工智能技术方法在DSITS中的突出作用是对“教”和“学”两方面本质特性的形式化和模型化, 并使这些模型能够对新感知的事实进行学习和推理, 最终具有一种人类般的动态应变的能力。正是这种动态应变的能力, 使DSITS的实际应用达到了较好的教学效果, 激发了学生的学习兴趣, 改善了学习效果。
参考文献
[1]刘凤岐.人工智能[M].北京:机械工业出版社, 2011.
[2]严蔚敏, 吴伟民.数据结构 (C语言版) [M].北京:清华大学出版社, 2006.
关键词:多元智能理论;英语教学;应用
中图分类号:G633.41文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2011)12-129-01
美国著名心理学家和教育家霍华德•加德纳(Howard Gardner)于1983年出版了《智能的结构》(Frames ofMind)一书,正式提出了多元智能理论。该理论问世以来,对美国教育改革的理论和实践产生了广泛的积极影响,也对我国教育界产生了巨大的影响。
一、多元智能理论
多元智能理论是美国哈佛大学著名心理学家霍华德•加德纳于20世纪80年代所提出的一种智能理论。所谓多元智能,指的是孩子会用不同的智能来学习或表现,加德纳指出,每个人都具有七种不同的智能:语言智能、逻辑智能、空间智能、肢体运动智能、音乐智能、人际智能和内省智能。后来,他又加了两种智能:自然观察智能和生存智能。加德纳认为,每个学生都会发展出某些特别发达的智能并倾向用这些方式来学习。我们要能够观察出学生的倾向,并借助他们的智能,应用不同的教学方式来让学生更有效地学习。
二、中学英语教学中多元智能的开发
1、创设语言环境,优化语言智能
多元智能理论倡导多元情境化的教学,在多元学习情境中,学生的学习机会均等,学习的内容、自由度及学习的时间相对灵活,课堂文化氛围开放,师生、生生交互互动,评价多元。教师在英语课堂教学中,应创设一个丰富的语言环境,为学生提供可充分发挥的空间,通过讲故事、朗读、报告、访谈、阅读、写作等多种形式,来激发学生的好奇心和求知欲。教师在英语课堂教学中应找出引人入胜的切入点,为学生提供理解知识的多个导入点和通向运用它的途径。
2、指导阅读训练,促进逻辑智能
逻辑智能涵盖数学、科学和逻辑三个领域,它主要指数学和思维方面的能力,包括推理和运算的能力。英语学科同样拥有某些数学概念,如排列、组合、编码、对称等,掌握这些概念可以促进外语习得。阅读是语言输入的主要途径。阅读训练中,采用不同的提问策略、提出开放性问题、让学生预测和改变逻辑结果等能够增强他们的逻辑思维能力。
3、运用空间表征策略,开发空间智能
空间智能指对结构、空间、色彩、线条和形状的感悟能力,包括用视觉手段和空间概念来表达情感和思想的能力。采用电影、电视、投影片、多媒体、挂图、图解、图表等形象化工具辅助教学,有助于激活视觉──空间智能。处理以说明文体为主的课文,可设计流程图、矩阵图或层次结构图来呈现文章的主题和主要概念;处理叙事体课文,可以采用视图化大纲或网络图,有助于理清课文脉络和要点。
4、创造音乐环境,培养音乐智能
音乐智能指感知、欣赏并运用音乐表达思想感情的能力。在教学中创造音乐智能环境,可激发学生的兴趣,渲染课堂气氛,强化记忆,达到良好的教学效果。在外语学习中配合音乐会使记忆课程变得轻松、简单,适时地安排学生听或唱英文歌曲能够消除疲劳、活跃课堂学习气氛、提高认知与情感水平。除了听唱英文歌曲,在英语教学中,教师还可以根据教学内容寻找各种艺术活动与教学主题的结合点,使各种艺术形式有效地激发学生的兴趣,带动英语学习。
5、加强动觉训练,提高肢体──运动智能
肢体──运动智能指个体控制自身的肢体、运用动作和表情来表达思想感情和解决问题的能力。游戏与认知发展、语言发展和情绪发展密切相关,在玩中学有利于身心健康和智能发展;在玩中看、听、说,体现了“在做中学”的原则。现行教材把课堂游戏纳入教学内容,其中演示类游戏较多。演示类或戏剧游戏属于动觉游戏,能够同时训练学生的肢体语言、口语和书面语,促进语言与肢体的配合、动作与表情的协调。
6、开展合作学习,塑造人际交往智能
人际交往智能指的是对他人的表情、说话、手势动作的敏感程度以及个人觉察、体验他人的情绪、情感并做出适当反应的能力。创设积极的人际交往环境最好的办法就是开展小组合作学习。合作学习能营造轻松自如的学习气氛、降低学生的焦虑感。学生之间愿意沟通,愿意表达自己真实的思想感情。教师可以对小组指导或提供帮助,与学生面对面的交流,有利于形成师生之间的合作关系。
7、认识元认知要素,开启自我认识智能
心理学研究表明,元认知是智能的核心,元认知意识能鼓励学生做出成功的选择,并有效地修正自己的行为。教师让学生主动认识自己智能活动过程,养成计划、监控和调整的习惯。
三、结语
呼唤有智慧的教育,培养有个性的学生,已经成为当今我国教育改革的主旋律。如何从根本上革除我国传统教育中重知识传授、轻智慧养成的弊病,如何在教育教学的过程中彰显学生的个性,使拥有不同天资和强项的学生都能够得到最适合其自身特质的充分发展,最终实现人的全面发展。这始终是教育领域中备受瞩目的核心命题。我们设想通过《多元智能理论在课堂教学中的运用》的课题研究能更好地探索这一核心命题。
一、选定该课题的理论依据和客观背景:
理论依据:加德纳多元智能理论的内涵和意义给予的启发。本课题正是基于霍德华·加德纳(H · Gardner)提出的重大理论成果“多元智能”而构建的。鉴此国内外研究的现状,为避免“多元智能”研究出现“星星点点、各自为战、自我封闭”的无序状态,加强“多元智能”研究工作的整体规划、分工合作和结构优化,我们集聚一批骨干教师,通过合理安排或重组课程结构和教材内容,构建多样化的学生“多元智能”教育模式和课堂教学策略,以获得学生多元智能的充分发展。
加德纳只是告诉我们应该换一种思路来理解智能,至于实践领域中如何操作和实施,并将这些操作和实施提升到理论层面予以审视,他并没有给出明确的答案,这固然为创造力的发挥留出了无限空间。通过这样一个丰富多样又没有既定答案的探索过程,不断发展的多元智能应用领域将有广阔的美好前景。
客观背景:多元智能理论是扬长补短提高素质的有效途径 长期以来我们都以传统的观念来看待学生的智力水平,把智力主要限于语言和数理逻辑能力方面,以传统的智力观为基础的智力测验和考试,也主要集中在语言表达和数理推断方面。一般学生的语数外成绩好,我们就会说他是个好学生,反之就不能称为是个好学生。以这样的标准来评判我们学生的话,那么在我们学校就读的大部分学生都可以被扣上后进生的帽子。我们周边有多所声誉较好的民办和公办初级中学,在这样的情况之下来我校就读的学生相对都是就近入学、学习基础比较困难的学生。毫无疑问用传统的理念来看待我们的学生,指导我们的管理行为、教学行为,只能带来恶性循环,老师教得苦,学生学得累,而且收效甚微。
我们认为,发展“多元智能”的理念,尊重每一个学生的自然个性和公平地看待全体学生,最后必能评估个別学生的成就,并发展学生的潜能,从而重建学生的自信和学习兴趣,最终达到个人全面的改进和发展。同时我们注意到:发展“多元智能”的理念,不可忽略“木桶理论”,学生智能不看最高,而看最矮,本课题研究是“扬长补短”,而不是“扬长避短”,在扬长的同时,促进学生弱势的发展。当然,既扬长又不避短,是一种理想的教育境界,在实际操作过程中,对一些特殊学生,进行个性化的特殊教育。这一课题的开展有利于打破我校传统教学的格局,启发教师符合中国素质教育要求的具有校本特色的学生“多元智能”的教学策略;有利于开发学生学习实力、综合智能和创新能力的培养;有助于提升大批教师的综合素质和科研能力;有助于结合新课程改革,构建学校学生“多元智能”发展的“多元化”的教育教学管理模式。引进“洋理论”搞“本土化”的多元智能开发的现实意义最终在于:促进基础教育主动适应现实社会发展的需要。
二、丰富的内容与巧妙的方法 该课题的研究试图解决人们最关心的话题:在今后的25年之内,学生将需要什么样的知识和能力呢?21世纪他们需要什么样的技能?有什么能够对他们今后的人生有所帮助的妙计良策吗?未来学家认为21世纪的学生需要更强的交际能力,包括口头表达能力、听力、写作能力和更高水平的思维能力,这些技能将使他们变得极具判断力和创造力。他们同时还需要一些其他的技能,诸如终身学习以及获取、搜集和组织信息的能力。另外,他们还需要自我管理的能力,自我激励的心态,从而对自我有一个明确而健康的自我认识,需要高度的自我责任感以确保他们能够健康成长。有了这些技能,他们在与他人共同解决问题时将会显得更富有合作精神。21世纪的学生不仅需要掌握上述全部的技能,他们还需要会运用,并且愿意用一些富有创造性的方式去使用新的技术。
加德纳经过研究发现每个人有九种不同的智能和特质:语言智能、数理逻辑智能、视觉空间智能、身体运动智能、自省智能、人际关系智能、音乐智能、自然观察智能和存在智能。每个人都同时拥有这九项智能,只是九项智能在每个人身上以不同的方式、不同的程度组合存在,使得每个人的智能都有各自的特点。大多数人的智能只要给予适当的激励、机会和引导,加上个体本身的努力,可以得到更好的相应的发展,同时各种智能的发展又是相互配合、相互促进的。
我们以美国霍德华·加德纳提出的重大理论成果“多元智能”为理论依据,以学校为视角,以 “多元智能”教学与评价为主体,以课题组织为“纽带”,坚持“为多元智能而教,通过多元智能来教”的研究原则,通过运用 “整体规划、分科实验、整合推广”的干预策略,为我校“多元智能”教育构建模式,创设有利的“支撑系统”,使学生的多元智能、创新意识及个性潜能都得到最大的发展。在研究中,我们采取运用多元智能创设情境的方法。如,以知识背景创设激趣增智的情景,以形体动作创设激趣增智的情景,以视觉形象创设激趣增智的情景,以交流互动创设激趣增智的情景,以多元重组创设激趣增智的情景,以热点新闻创设激趣增智的情景。
三、课题实践带来的可喜成果与深刻反思
1、巧用多元智能妙得多元智能
如,数学教师教学中巧妙利用了视觉空间智能开发学生数理逻辑智能。在圆柱体,圆锥体的教学中,以前我们老师总是责怪学生把表面积的公式与体积公式相混淆。现在老师在教学时让学生亲手感知了这些公式的推导,课前让学生准备好自制的模型,上课时先让学生自己设计如何完成测试表面积和体积的任务,然后选出可行的,并进行验证。这样学生真正理解和掌握了这一知识与技能。
2、创设智能情境有效互动激趣
借助多元智能创设课堂学习情境,使课堂教学模式发生了变化。
3、扬个性之长促综合素质提高
. 多元智能理论的科学运用,促进教育行为的转变:平等对待每个学生,帮助学生扬长补短。面对这种情况,老师、家长都很着急,这样下去,他将来的发展肯定要受到影响。在多元智能理论这个理念的支持下,我们任课老师互相协调,想尽办法开发他的语言智能,上课时经常有目的地让他介绍解题思路,经常让他谈自己的想法,发表自己的看法;平时经常有意识的找他聊天,让他谈自己的感受并坚持写随笔。渐渐地他对语文产生了兴趣,面对现实,他也清楚地认识到自己偏科的严重性,由此又带动了他对英语的学习,现在他的各科成绩比较均衡,期中考试语文、英语都达到八十分以上。
这样的案例在我们学校比比皆是。老师们不再抱怨,而是接受学生的现状,仔细分析每一位学生的情况,并对症下药地实施个别教育,使得学生的优势智能得到了最大限度的发挥,弱势智能也因此得到挖掘、补偿和发展。
总之我们老师都积极尝试利用多元智能理论开发学生的多元智能,让他们体会成功的喜悦。课堂更有活力了,教学更富创意了,学生更为聪明了,发展也更为全面了。
4、课题研究促进了教师的专业发展
通过课题研究老师的理论水平和实际操作水平都有了长足的进步,课题推动了我们学校教师专业素质的提高,骨干教师、高学历教师、高职称教师逐渐增多,撰写并获奖发表的论文增多了,一批优秀教师脱颖而出。教师队伍得到加强。
今后,我们将一如既往地深入进行《多元智能理论在教学中的应用》这一课题研究,在原有的基础上围绕课题健全多元评价机制和评价标准,促进师生素质的全面提高。此外,我们还将以教研组为单位进行多元智能理论依托的各类课型、课堂教育教学模式的研究,使得这一课题最终能取得操作性更强的成果,建立师生成长档案,跟踪探索教书育人规律。
《多元智能理论在课堂教学中的应用》实验总结
三年一班
董丽丽
摘要
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等,研究成果已经广泛地用于了各行各业,当然也包括游戏。
本文主要简介了电脑游戏中的人工智能技术,提出了通过了“游戏中的图灵测试”的游戏是最适合玩家娱乐的理念,介绍了目前网络游戏中流行的外挂技术以及部分人工智能在游戏中应用的技术。
关键字 人工智能 电脑游戏 遗传算法 应用
1.电脑游戏与人工智能的关系
电脑游戏从诞生以来,由于其强大的模拟现实作用,越来越受到人们的喜爱。随着现代计算机、网络、虚拟现实、人工智能等技术的发展,游戏的拟人化越来越逼真。高度的拟人化使得现代电脑游戏能够模仿人类社会中的各种情形,并把这些情形通过视觉、听觉、甚至触觉等多种感官反映到人的大脑,从而对人们的现实生活产生巨大冲击。
无论是什么游戏,游戏玩家都希望在游戏中能够体验到现实中无法体验到的刺激,得到现实中无法得到的满足。这些刺激和满足主要表现在特定的挑战、社会化、幻想、情感等方面。
人们在玩电脑游戏的时候,也希望游戏中的其他角色能够拥有某些程度上的智能。这些智能可以使得人们能够在游戏的同时得到满足,它可以使人在进行游戏中不觉得孤单。然而,这种智能必须得到控制。如果游戏中的机器角色的智能明显高于玩家的能力,玩家会有很强烈的挫败感,之后便会放弃这样的游戏。所以,人工愚蠢(Artificial Stupidity)技术也是必不可少的。在游戏中,太强或太弱的人工智能都是不合适的。
那何种程度的人工智能才是合适的呢?回答这个问题首先要考虑怎样的机器可以算作智能机器。这里就不能不提人工智能之父图灵。图灵在1950年提出了“图灵实验”的概念,他认为能够通过图灵实验的机器是具有智能的。其实,在游戏中也是一样的。“图灵实验”在游戏中可以这样描述:当玩家和其他玩家同诸多机器在同时游戏时,如果这个玩家通过游戏规则中的任何方式都无法分辨游戏中的其他角色哪个是其他玩家,哪个是机器的线程,那么我们可以说这个游戏通过了“游戏中的图灵测试”。一般来说,通过了“游戏中的图灵测试”的游戏是最适合玩家娱乐的。
最近网络游戏大量流行,我觉得,网络游戏也许是人工智能最佳的实验场合。因为网游是现实社会的一个简化版本,这在里,大量需要各种处理问题的知识与技巧,需要各种类型的知识表示与处理结构,其复杂度远比操作系统或编译原理要高得多。在网游中,目前人工智能的应用主要集中在外挂上,在游戏开发者手里,人工智能反而应用的不多,最多只有寻径算法等少数算法,而外挂中,各种自动化技术的应用,可以明显将玩家从复杂的操作中解放出来。可以这么说,任何正常玩家能够实现的功能,外挂全都可以实现,除非玩家本身就不知道如何玩。外挂不但可以模拟单个玩家的行为,甚至可以模拟团队活动。所以说,外挂在表达智能行为方面是足够的。在知识表示、知识发现与知识传播等等方面也远比现实中要简单的多。我们甚至可以这样改进图灵实验,如果在网游中,你不能成功区别哪些角色是普通玩家,哪些又是外挂角色的话,那么就可以认为该外挂掌握了足够的智能了。
2.人工智能在游戏中的应用
人工智能在游戏中的目标主要有五个:一是为玩家提供适合的挑战;二是使玩家处于亢奋状态;三是提供不可预知性结果;四是帮助完成游戏的故事情节;五是创造一个生动的世界。这个生动的世界可以是类似现实生活中的世界,也可以是与现实世界完全不同的世界。但不管何种世界都要求有一整套能够自圆其说的游戏规则。
在游戏制作过程中,实现人工智能的关键主要有:虚拟现实与拟人化、动画效果与机器角色场景感知、机器角色的机器学习和进化、玩家与机器角色之间的平衡性、人工愚蠢技术、确定性人工智能技术与非确定性人工智能技术的互补。
人工智能在游戏中应用的技术非常之多,如:有限状态自动机(Finite State Machines)、模糊逻辑(Fuzzy Logic)、产生式系统(production system)、脚本设计(Scripting)、基于规则的人工智能和系统(Rules-based AI and Systems)、贝叶斯推论(Bayesian Inference)和非确定性贝叶斯网络(Bayesian Networks for Uncertainty Decisions)、人工生命(Artificial life)、决策树(Decision Tree)、专家系统(Expert system)、神经网络(Neural Networks)、遗传算法(Genetic Algorithms)等。限于文章篇幅,下面只具体介绍这八种较容易理解的技术:有限状态自动机、模糊逻辑、产生式系统、决策树、人工生命、专家系统、神经网络和遗传算法。
2.1有限状态自动机
有限状态自动机(FSM “finite state machine”)是为研究有限内存的计算过程和某些语言类而抽象出的一种计算模型。有限状态自动机拥有有限数量的状态,每个状态可以迁移到零个或多个状态,输入字串决定执行哪个状态的迁移。有限状态自动机可以表示为一个有向图。
有限状态自动机有多种类型:接受器判断是否接受输入;转换器对给定输入产生一个输出。常见的转换器有Moor机与Mealy机。Moore 机对每一个状态都附加有输出动作,Mealy 机对每一个转移都附加有输出动作。
有限状态自动机还可以分成确定与非确定两种。非确定有限状态自动机可以转化为确定有限状态自动机。
有限状态自动机识别的语言是正规语言。有限状态自动机除了它在理论上的价值,还在数字电路设计、词法分析、文本编辑器程序等领域得到了应用。
2.2 模糊逻辑
模糊逻辑(Fuzzy Logic),模仿人脑的不确定性概念判断、推理思维方式,对于模型未知或不能确定的描述系统,以及强非线性、大滞后的控制对象,应用模糊集合和模糊规则进行推理,表达过渡性界限或定性知识经验,模拟人脑方式,实行模糊综合判断,推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。模糊逻辑善于表达界限不清晰的定性知识与经验,它借助于隶属度函数概念,区分模糊集合,处理模糊关系,模拟人脑实施规则型推理,解决因“排中律”的逻辑破缺产生的种种不确定问题 模糊逻辑通常使用 IF/THEN 规则,或构造等价的东西比如模糊关联矩阵。规则通常表达为如下形式: IF 模糊变量 IS 模糊集合 THEN 动作
例如,一个非常简单的使用风扇的温度调节器:IF 温度 IS 非常冷 THEN 停止风扇IF 温度 IS 冷 THEN 减速风扇IF 温度 IS 正常 THEN 保持现有水平IF 温度 IS 热 THEN 加速风扇注意没有 “ELSE”。所有规则都被求值,因为温度在不同程度上可以同时是“冷”和“正常”。
2.3产生式系统一个产生式系统(production system)由下列3部分组成:
一个总数据库(global database),它含有与具体任务有关的信息。
一套规则,它对数据库进行操作运算。每条规则由左右两部分组成,左部鉴别规则的适用性或先决条件,右部描述规则应用时所完成的动作。应用规则来改变数据库。一个控制策略,它确定应该采用哪一条适用规则,而且当数据库的终止条件满足时,就停止计算。
产生式规则是对数据库进行操作的一系列规则。规则的一般形式是:
IF 条件 THEN 操作
即满足应用的先决条件后,就对数据库实行后面的操作。
控制策略规定了操作的顺序,即在任何条件下用什么规则进行操作,什么条件下停止运行,它规定了问题的求解的搜索策略和路线。控制策略一般可分为不可撤回方式和试探法两大类,试探法又包括回溯法和图搜索法两种。
2.4 决策树
决策树(Decision Tree)一般都是自上而下的来生成的。每个决策或事件(即自然状态)都可能引出两个或多个事件,导致不同的结果,把这种决策分支画成图形很像一棵树的枝干,故称决策树。
决策树提供了一种展示类似在什么条件下会得到什么值这类规则的方法。比如,在贷款申请中,要对申请的风险大小做出判断,图是为了解决这个问题而建立的一棵决策树,从中我们可以看到决策树的基本组成部分:决策节点、分支和叶子。
决策树中最上面的节点称为根节点,是整个决策树的开始。本例中根节点是“收入>¥40,000”,对此问题的不同回答产生了“是”和“否”两个分支。
决策树的每个节点子节点的个数与决策树在用的算法有关。如CART算法得到的决策树每个节点有两个分支,这种树称为二叉树。允许节点含有多于两个子节点的树称为多叉树。
每个分支要么是一个新的决策节点,要么是树的结尾,称为叶子。在沿着决策树从上到下遍历的过程中,在每个节点都会遇到一个问题,对每个节点上问题的不同回答导致不同的分支,最后会到达一个叶子节点。这个过程就是利用决策树进行分类的过程,利用几个变量(每个变量对应一个问题)来判断所属的类别(最后每个叶子会对应一个类别)。举例如下:
假如负责借贷的银行官员利用上面这棵决策树来决定支持哪些贷款和拒绝哪些贷款,那么他就可以用贷款申请表来运行这棵决策树,用决策树来判断风险的大小。“年收入>¥40,00”和“高负债”的用户被认为是“高风险”,同时“收入<¥40,000”但“工作时间>5年”的申请,则被认为“低风险”而建议贷款给他/她。
2.5人工生命
人工生命(Artificial life)是通过人工模拟生命系统,来研究生命的领域。人工生命的概念,包括两个方面内容:1)、属于计算机科学领域的虚拟生命系统,涉及计算机软件工程与人工智能技术,以及2)、基因工程技术人工改造生物的工程生物系统,涉及合成生物学技术。
虽然人工生命(AL)领域与人工智能(AI)领域的确有明显的重叠区,但他们有截然不同的初衷和演生史.以研究是否以及如何实现模拟智能的人工智能研究,早在计算机诞生后的初期就已经兴起,然而以试图澄清emergent behaviors的本质的人工生命的研究者们,可以说一直不知其他人在做类似的工作而孤军作战,直到80年代末,这个领域才正式的诞生。人工生命分为以下两种主导观念
强人工生命:主张“生命系统的演化过程,是一个可以从任何特殊媒介物中抽象出来的过程.”(John Von Neumann).Notably, Tom Ray 在Tierra模拟试验中第一次展示了,进化过程在有着抢占计算机存储空间之争的计算机程序的某种群体中极易发生。
弱人工生命:认为不通过基于碳“生命过程”的生成是不可能的.他们的研究不是去模拟这一过程,而是试图去理解单个的现象。通常通过agent based model进行研究,它通常可提供最简的可能结论,就是: 我们不知道自然界中的什么生成了这种现象,但是通过模拟也许可以找到复杂生物现象的原理。
2.6专家系统
专家系统(expert system)是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一。运用特定领域的专门知识,通过推理来模拟通常由人类专家才能解决的各种复杂的、具体的问题,达到与专家具有同等解决问题能力的计算机智能程序系统。它能对决策的过程作出解释,并有学习功能,即能自动增长解决问题所需的知识。
专家系统是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个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,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
2.7神经网络 神经网络(Neural Networks)首先要以一定的学习准则进行学习,然后才能工作。现以人工神经网络对手写“A”、“B”两个字母的识别为例进行说明,规定当“A”输入网络时,应该输出“1”,而当输入为“B”时,输出为“0”。
网络学习的准则是:如果网络做出错误的的判决,则通过网络的学习,应使得网络减少下次犯同样错误的可能性。首先,给网络的各连接权值赋予(0,1)区间内的随机值,将“A”所对应的图像模式输入给网络,网络将输入模式加权求和、与门限比较、再进行非线性运算,得到网络的输出。在此情况下,网络输出为“1”和“0”的概率各为50%,也就是说是完全随机的。这时如果输出为“1”(结果正确),则使连接权值增大,以便使网络再次遇到“A”模式输入时,仍然能做出正确的判断。
如果输出为“0”(即结果错误),则把网络连接权值朝着减小综合输入加权值的方向调整,其目的在于使网络下次再遇到“A”模式输入时,减小犯同样错误的可能性。如此操作调整,当给网络轮番输入若干个手写字母“A”、“B”后,经过网络按以上学习方法进行若干次学习后,网络判断的正确率将大大提高。这说明网络对这两个模式的学习已经获得了成功,它已将这两个模式分布地记忆在网络的各个连接权值上。当网络再次遇到其中任何一个模式时,能够作出迅速、准确的判断和识别。一般说来,网络中所含的神经元个数越多,则它能记忆、识别的模式也就越多。
2.8遗传算法
遗传算法(Genetic Algorithm)是一类借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗传机制)演化而来的随机化搜索方法。它的主要特点是直接对结构对象进行操作,不存在求导和函数连续性的限定;具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力;采用概率化的寻优方法,能自动获取和指导优化的搜索空间,自适应地调整搜索方向,不需要确定的规则。遗传算法的这些性质,已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。它是现代有关智能计算中的关键技术。遗传算法的基本运算过程如下:
a)初始化:设置进化代数计数器t=0,设置最大进化代数T,随机生成M个个体作为初始群体P(0)。
b)个体评价:计算群体P(t)中各个个体的适应度。
c)选择运算:将选择算子作用于群体。选择的目的是把优化的个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代。选择操作是建立在群体中个体的适应度评估基础上的。
d)交叉运算;将交叉算子作用于群体。所谓交叉是指把两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作。遗传算法中起核心作用的就是交叉算子。
e)变异运算:将变异算子作用于群体。即是对群体中的个体串的某些基因座上的基因值作变动。
群体P(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体P(t 1)。
f)终止条件判断:若tT,则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为最优解输出,终止计算
3.结论与展望
我们玩电脑游戏,主要是为了得到一种放松、一种享受、以及在现实生活中无法得到的一种快感。这需要电脑游戏能制作得符合玩家的口味,游戏的主题能够吸引玩家深入,游戏的规则和结果能够使得玩家满意。而在这一切中,人工智能技术扮演了相当重要的角色。
就目前来说,技术上的困难主要来源于两个方面:一是游戏中的非确定状态实在太多,人的情感是极其复杂的,并非是简单的数理关系就能表现出来的;二是现有的硬件和计算机网络水平还不是很高。
目前要解决这些困难,在技术上来说还是不成熟的。对于数量极多的非确定状态来说,尽可能地提高硬件和计算机网络的速度,可能是一个解决方法。但是要提高硬件和计算机网络的速度也并非易事,而更有效的办法是提高软件的执行速度。比如使用更有效的算法或神经网络等新技术。
随着游戏制作技术和计算机技术日趋发达,这些问题终将被解决,我们未来的游戏也将会更加完善。我曾经见过很多这样的玄幻小说,就是带着个头盔便可以进入一个虚拟的游戏世界,人在里面的感觉和真实世界一样,例如游戏里挨打身体真的会疼。也许,在不久的将来,游戏中的一串代码和人的感觉会具有相似的效果。
参考文献
百度百科 http://baike.baidu.com/ 维基百科 http://zh.wikipedia.org/ Tom Meigs.顶级游戏设计[M].北京:电子工业出版社,2004年5月
John David Funge.人工智能在计算机游戏和动画中的应用——认知建模方法[M].北京:清华大学出版社,2004年6月
人工智能技术在航天器数据监视中的应用研究
通过对航天器数据监视需求的`分析,指出了智能监视是航天器数据监视的必然趋势,并对航天器数据智能监视的可行性进行了分析.在深入探讨人工智能技术研究成果的基础上,给出了基于人工智能技术的航天器数据智能监视系统(SDIMS)方案.
作 者:朱维宝 李砥擎 孙波 ZHU Weibao LI Diqing SUN Bo 作者单位:北京空间飞行器总体设计部,北京,100094 刊 名:航天器工程 ISTIC英文刊名:SPACECRAFT ENGINEERING 年,卷(期): 16(3) 分类号:V556.3 关键词:航天器 智能监视 综合测试 在轨运行管理一、建立动态生成的化学教学过程机制
多元智能的理论强调不能过分注重某一方面认识方式的重要性, 不应把学生局限在某种人为设定的类型和预设的计划里。要求我们在思维时打破定式, 不要使概念封闭起来, 而是“重建联系” (包括群体之间、个人之间甚至是自我与自我之间) , 努力探索多方面性, 理解从“有序”到“无序”的跨越, 从“相互作用”到“有效组织”以及他们之间的动态联系过程……多元化互动思维为我们重新认识教学过程提供了一个全新的思维视野。
教学过程是一个复杂的体系, 从上图看到, 从目标最初设计开始, 根据学生多元智能的动态发展特征, 在教学中必然有一个再认识和根据新的信息反馈改造重组教学的动态过程。这其中有四个教学因素的生成:首先, 不符合最初设计的信息的出现。如果根据多元智能的策略加以利用, 就可以直接投入到课堂的教学内容生成之中, 而且这些内容可以为不断重组的课堂教学创造灵感, 为进一步的教学互动提供原材料;其二, 教学过程思路的生成。包括组织教法、重点和难点的调整和练习内容顺序的调整, 是随着教学内容和教学的具体环境以及学生的情况而生成的, 教学内容的动态变化和学生的适时发挥要求教学的方式方法以及组织形式得到相应的调整, 在教学主体的评价和参与的过程中, 这些调整就是自然的和水到渠成的, 这是教学过程生成的一个重要的组成部分;其三, 课堂教学目标的动态生成。从结果来看, 最初的目标预设与后来的实际教学发生错位, 必然带来目标的重新定位。正如上图所示, 整个过程应是开放和动态的并且不断调整的, 从课前的预设到课堂上的随时调整, 从新的目标预设到再一次的调整, 整个过程都是处在变化之中的。正是由于学生的主体地位和多元智能特征, 教师不仅仅在课堂教学过程中应该随时调整目标, 而且应向课外进行双向的延伸。一方面教师对整个课堂有了全新的认识, 这个时候的反思和研究很有实质性;另一方面, 学生对整个学习过程有了更深刻的体验, 无论对个性化智能的发展还是全面的提高都有实际意义。
二、多元化智能策略构建下化学教学过程的特征
1. 重过程创造反机械预设, 教与学是一个连续的过程
以往的化学教学以系统的观念为基础, 教学追求练习效果的最优化, 教学过程设计具体精确, 尤其是目标的预设严格按照课堂教学的步骤和环节进行策划的, 这样虽然保证了化学课堂教学的有序进行, 导致教学过程的模式化和程序化。多元动态的教学过程就是努力改变这种机械预设的程序化模式, 重视动态的教学过程, 重视动态教学资源的充分利用, 并引导这种资源为教学的继续互动和新目标的再生服务。重视动态目标的不断生成, 反对机械的精细性, 在教学中时时注意变动性和不确定性, 并在教学中重视学习过程中有意义的再创造意识的培养, 保证教学交流和发展过程中动态资源的再生和师生之间积极有效的不断互动。
2. 多元化智能教学策略中学生主体的作用方式发生了变化
以往的化学教学过于注重教师的传授和启发, 忽视了学生之间的互动, 这种单边的教学活动形式带来的直接困惑就是学生主体地位和创新精神的压抑, 学生的学习多是一种被动的接受而非有意识的学习创造。实质上教学过程的内在展开逻辑是“多向互动, 动态生成”的, 学生技能的形成机制是多方面的, 有来自教师的指导, 更有来自学生之间的碰撞和交流, 以及自身的反省。多元智能多向互动对化学的最大冲击是教学方式方法的变革。随着教学和课程改革的不断推进, 学习方式也更加趋向多元化和综合化。灵活变动的教学不允许单一教学方式的存在, 化学课堂的随机性和人与人的互动性, 注定了教学的方式方法是不断调整和变化的, 是多种多样的, 是综合发展的。
3. 提倡多元化智能和个性
多元化智能教学策略反对中心论, 同一生成性的本质对过程的要求是变化和不定的, 以往的化学教学就是过于注重方式的统一、结果的统一甚至是唯一, 而在动态的教学过程中要倡导学生不断的思维和创新, 对个性和特色的要求也不断增强, 学生之间的差距和不同不应再被视为错误和麻烦, 而是多元化的组成。
关键词:智能手机;大学英语教学;应用探索
手机被称为课堂上的“第三者”,让老师在课堂的教学中如临大敌。如今大学很多课堂都面临着这样一种现象,老师在讲台上兢兢业业的上课,学生在讲台下手刷手机刷的飞起,个个成为了“低头族”。学生上课发微信,玩游戏,刷手机的现象屡禁不止,老师使出千般手段也无法让学生的注意力从手机上移开,很多学校都出台相关“禁止学生上课玩手机”的规定,有些老师也采取玩手机扣平时分,对玩手机的学生上课提问等等手段,甚至是开展手机入袋的活动,要求学生上交手机,但是,都收效甚微,有些学生拒绝上交手机,或者是有两个手机可用,或者是上交手机后注意力也跟着手机走了,上课效果奇差。针对这种现象,本文想要探讨能否把智能手机对课堂的危害转化为教学的优势。
因为大学英语作为大学的一门必修的公共基础课程,它的性质决定了大学英语无法像专业课一样对大学生具有吸引力,而且更多学生的目的是为了通过大学英语四六级考试,拿到证书。因此,大学英语课堂如何吸引学生,提高学生的学习兴趣,把学生的注意力从手机转移到课堂上来都是老师要面临的问题。而且英语作为一种应用型国际化的语言,注重实际应用和实践,传统的英语教学的以老师为中心,注重讲解和传受的模式都应该有所转变。因此,如何让智能手机成为在大学英语教学中帮助学生学习和帮助老师教学的工具是本文需要探讨的主题。
在智能手机的应用软件中,拥有着海量的英语教学资源。VOA,BBC,CNN等新闻的应用程序都可以通过智能手机的应用商店下载到手机里,每天不仅可以追踪到时事新闻,而且可以把英语学习的视听说结合起来。一些英语学习资料也可以在手机的应用商店中找到,例如一些英语教材或者是电子英文书籍,更甚至是一些微课和慕课,都可以下载到手机中,帮助学生利用碎片化的随时随地的学习,开阔他们的视野,增加他们的学习兴趣,而且也可以使学习更加的个性化,学生可以根据自己的学习水平,学习需求和学习进度来调整自己的学习。还有帮助学生背诵单词的软件例如百词斩和沪江开心词场,百词斩这款软件为每一个单词提供了有趣的配图和例句,帮助学习者有效的记忆单词,使背单词从原来的枯燥单调到趣味十足,让记单词成为一种乐趣,而沪江开心词场也是一款背单词的软件,它通过学习、测试、复习的游戏闯关模式,帮助学习者掌握词汇,添加了学习的乐趣。智能手机的应用商店里除了这些还有各种各样的英语词典应用软件,例如有道词典,金山词霸,牛津英汉双解大词典,等等等等,与厚重的传统英语字典相比,这些词典的实时更新和携带方便的优势更加明显,它们可以使学生学习英语不受空间时间的限制,而且还教授正确的发音,在课堂或课后都可以帮助学生自主学习。[2]微信或者QQ等聊天软件也让老师和学生之间的沟通更加方便和简单,老师可以把学习资料通过聊天软件发送给学生,帮助学生预习或者是复习,学生也可以随时随地的问老师学习上或生活上的各种困惑,智能手机使老师和学生之间的互动更加的便捷了,同时微信群或QQ群也方便学生之间的自由交流和讨论。学会搜索和应用网络的学习资料也是如今社会学生的必备技能,利用智能手机的无线网络或移动网络优势,老师可以用网上预习,网上作业或者网上资料查询等方式来帮助学生提高学习的积极性和学习的热情,扩展他们的知识面[3]。智能手机的拍照和录音,摄像等功能也可以帮助学生把课堂没吸收消化的知识点记录下来,帮助学生存储知识,学生可以课后去研究复习,提高了学习效率。由此可见,智能手机的很多功能和应用软件其实对学习有很大的帮助的,智能手机对于课堂,或者说对于教学的影响关键在于我们如何去应用它。
智能手机被称为是继报刊广播电视和互联网之后的第五媒体,由于其具有便携性、即时性的优势,集个性化和互动化于一身,发展势不可挡,几乎每一个大学生拥有智能手机,甚至不止一个,在这种情况下,采取强制手段禁止学生使用手机是不现实的,智能手机只是一种方便人们交流和便于人们生活的工具,没有绝对的好与坏,无论是家长,老师还是社会对智能手机的使用都应该做出正面的引导,教导学生学会正确的应用这一工具,为他们的学习和生活带来便利。而且,英语是一门语言,是人与人之间用来沟通和交流的工具,基于此目的,英语的学习活动发生在真实自然的场景中将更加有益于学习者的消化吸收,智能手机的种种强大的功能可以帮助学习者在更好的英语环境中进行英语的学习。[4]因此,在学习英语的过程中,如何帮助学生从发微信,玩游戏,刷手机到用智能手机查找学习资料,讨论学习问题,使用学习软件等,需要家长师生和全社会的共同努力。
参考文献:
[1]新华网.课堂玩手机成“国际难题”老师:手机成“打不退的第三者”.[N].[2014-04-27].http://news.xinhuanet.com/edu/2014-04/27/c_126438302_2.htm
[2]李瑞侠,于文平.智能手机在大学英语教学中的应用.[J].英语教师,2015(22)
[3]孙玉峰.互联网+背景下手机在中职教学的应用.[J].教育现代化,2016(22)
人工神经网络在飞机总体外形智能CAD中的应用
将人工神经网络应用于飞机总体外形智能CAD中,针对现有方法的局限性,研究了参数神经网络,提出了一种综合考虑影响神经网络学习3个主要因素(权值、激励函数和拓扑结构)的WAFS学习算法,并研究了隶属函数的`神经网络表达和基于神经网络的并行推理,给出了有关应用实例.
作 者:刘振凯 贵忠华 蔡青 Liu Zhenkai Gui Zhonghua Cai Qing 作者单位:刘振凯,Liu Zhenkai(西安交通大学机械工程学院,西安,710049)贵忠华,蔡青,Gui Zhonghua,Cai Qing(西北工业大学CAD/CAM研究中心,西安,710072)
刊 名:航空学报 ISTIC EI PKU英文刊名:ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA 年,卷(期): 19(6) 分类号:V221 TP391 关键词:人工神经网络 飞机总体外形 智能CAD通过对水质的监测,分析了沈阳浑南人工湿地示范工程对生活污水中污染物的去除效果.进水COD、NH3-N、TP、BOD5、TN的质量浓度分别为198.2~273.3、39.90~67.95、3.48~7.21、80.3~182.5、55.23~70.95mg/L,各项指标平均去除率分别为91.82%、98.37%、90.19%、97.04%、20.32%.分析结果表明,浑南垂直流人工湿地可以安全越冬,利用水流的.进入和排出有效地和空气进行气体交换,缓解床体内氧气不足的缺点,大大提高了对污染物的去除.
作 者:刘佳 孙浩诚 李亚峰 王晓东 LIU Jia SUN Hao-cheng LI Ya-feng WANG Xiao-dong 作者单位:刘佳,LIU Jia(沈阳建筑大学,市政与环境工程学院,沈阳,110168;沈阳振兴环保产业集团,沈阳,110014)
孙浩诚,SUN Hao-cheng(沈阳振兴环保产业集团,沈阳,110014)
李亚峰,LI Ya-feng(沈阳建筑大学,市政与环境工程学院,沈阳,110168)
王晓东,WANG Xiao-dong(辽宁省医药规划设计研究院,沈阳,110001)
一、使用便捷,语音标准,既实用又实效
1.操作简单,使用方便。以前使用录音机,要重复听一个对话就得反复倒带,而且不是倒多就是倒少,很难把握。有了智能语音教具,把这些麻烦事彻底解决了,上课时再也不用担心找不到该听的地方了,只需拿识别笔轻轻一点,立刻就会播放出相应的内容。想听哪里就听哪里,想听多少遍都可以轻松实现,这样既节省了时间,又提高了课堂教学的效率。
2.语音纯正,标准带读。老师在课堂上随时随地只要轻轻一点,就可以播放纯正、清晰的读音,学生按照标准语音学习,可以很自然的养成良好的发音习惯,有效地提高了学生的听力水平和口语水平。众所周知,语音教学是英语课程教育的启蒙阶段,小学阶段的学习必须确保学生获得地道的、纯正的语音语调,因此,在语音教学中,巧妙合理的使用智能教具系统能够最大限度的让学生学习到标准的语音。
二、有声教具使英语课堂变得生动活泼,给英语课堂注入了新的活力
智能语音教具系统的一大亮点就是它提供了有声教具制作功能,利用它我们常用的歌曲、词汇、对话等教学便有了新的模式。
1.唱英文歌曲,活跃课堂气氛。唱英语歌曲是小学英语教学中不可缺少的“调味剂”,唱英文歌可以营造浓郁的英语氛围,活跃课堂气氛。但课本上的歌曲有限,我经常从网络上下载简单节奏感强的英语儿歌,并做成有声教具。上课用识别笔点击歌曲的隐形码,学生就可以跟着一起唱起来,课堂气氛十分活跃。如教学《my birthday》单元的生日礼物词汇时,我先让学生听、学歌曲《Are you sleeping》,当优美、欢快的旋律回荡在教室里时,学生的学习情绪一下子就被调动起来。接着再教授课文中的几个词汇,在学生基本掌握了之后,我把本节课的词汇和句子代入到歌曲《Are you sleeping》中,使学生在学中唱、在唱中学,在愉悦的气氛中学到了新知,大大地激发了他们学习英语的兴趣。
2.图片实物能够发声,教学单词形象直观。语言是抽象的东西,让学生单靠死记硬背来记单词,显然会使英语教学变得枯燥无味。教师完全可以利用智能语音教具把任意图片、实物等制成生动有趣的有声教具辅助教学。在有声教具的刺激下,注意力很快集中,学习的积极性也随之调动起来。如:在学习人体器官单词时,我利用系统的中英文朗读功能输入单词合成声音,做成有声教具。上课时,我把隐形码贴在玩具熊的五官上,学生轻轻一点,五官便会发声自我介绍。学生惊呼:哇,太棒了!学生跟着“五官老师”朗读、学习,整个学习效果好极了。
三、语音合成功能实现人机对话,训练学生用英语思维
用中英文朗读中的语音合成功能让机器向学生提出与课文内容相关的问题,通过人机对话,让学生在轻松的环境中努力听懂英语问题,自然而然的用英语回答,这样学生对开口说英语不再感觉胆怯,从小培养用英语思考开口的习惯。这套系统生成的英文语音可以调节语速,我经常先用慢点的速度给学生听教学内容,等他们练习熟练后,再用符合英美人士发音习惯的速度放给他们听,让他们从小能够在学习中接触到流畅的英语,为以后上升到用英语交流打好基础。
四、语音教具能活化教材,拓宽学生的知识面
智能语音教具系统的使用方便、快捷,代替了书写及语言的叙述,节省了时间,大大增加了课堂容量。而且,运用智能语音进行教学,信息量大,能活化教材的内容,使学生精神更集中,在有限的课堂时间内接触更丰富的知识,教师可以从课本出发,补充大量的相关资料。如在教学谈论天气这一话题时,我利用智能语音来播放雨、风等自然界的声音,在活跃的氛围中让学生接受新知。再如在教学《what would you like?》单元的good to know时,我事先找好了英美人士的就餐习惯资料,像第一道菜吃甜点,常吃的甜点有哪些。上课时用软件系统合成语音,读给学生听,让学生对英美国家的文化有了一定的了解。
五、发音评测和每日推荐提升了学生的英语素养
1983 年, 美国著名心理学家霍华德·加德纳在《智力结构:多元智能》一书中提出了在教育界颇具影响的多元智能理论:“智力是在文化环境中解决问题并创造一定价值的能力, 提出并解决新问题的能力, 是不断积累新知识的能力;智力不是传统意义上天生固有的认知能力, 很容易通过智力试卷测定的能力”。加德纳通过自己多年的研究及经验与理论相结合, 最终将人类智能类型分为以下八种类型:语言文学智能、逻辑数学智能、空间智能、音乐旋律智能、身体运功智能、人际关系智能、自我认识智能和自然观察者智能。随着社会的发展, 这一理论在国内外的教育体系中得到了广泛的利用, 在我国也比较盛行。
随着这一理论的提出和发展, 我国中小学常以多元智能理论为基础, 遵循理论与实际相结合以及理论结合当代社会的发展。由于不同地区和不同经济状况导致的具体教育环境的差异, 对于这个理论的应用和认识存在偏差。人们对智力开发和挖掘的错误认识, 认为孩子智力越早开发越好, 中学后就基本稳定, 这就造成了当下社会学生任务重, 学习任务多等严重的教育问题。在另一方面也使得加德纳的多元智能理论在职业教育中没有得到很好的应用。在世界经济全球化的今天, 英语作为大多数中国人的第二语言, 也是世界大多数国家的通用语言, 加强对英语的学习是很有必要的。研究多元智能理论在职业英语教学的应用是非常有必要的, 通过了解多元智能理论在职业英语教学中的重要性, 以及如何运用多元智能理论使学习者在学习过程中更好地学习, 从而提高学习者学习热情和提高教学质量。
二、多元智能理论对职业英语教学的重要性
随着时代的发展, 多元智能理论的应用也变得更加广泛, 各个行业都有涉及, 对教育行业的影响也是无法忽视的。如何在职业英语教学过程中应用多元智能理论一直是众多学者和研究者关注的热点。多元智能理论的应用对职业英语教学能起到什么作用呢?
在职业英语教学过程中应用多元智能理论有利于丰富课堂内容加深学习者的印象。在职业英语教学过程中运用智能理论可以使教师形成更好的教学内容观, 教学过程中教师传授的不仅仅是课本上的知识, 教师应根据自身经验结合教学任务, 找到一种可以让学生更容易接受的教学方式。教学内容应该是来自师生对课程内容、教材内容与教学实际的综合加工, 教学内容的多元化需要教师在教材的基础上, 通过备课来增添更加适合本校、本班学生实际的素材, 增加对学生对学习内容的理解和掌握, 这有利于教师正确对待教材和对教学内容的理解。在教学过程中, 教师应根据教学任务的不同, 合理地改变教学方式, 保证学习者对教学知识充满兴趣和积极性。教师在教学过程中应根据不同时期安排不同的学习内容, 保证学生学习效率。合理地利用多元智能理论, 能提高教师的教学内容观, 能够促进教师与学生间的关系, 从而促进了师生关系和谐, 这是提高教学质量的关键。
三、多元智能理论对职业英语教学中的应用
(一) 语言文学智能的应用
多元智能理论认为, 智能应该强调两个方面的能力, 一是解决实际问题的能力, 二是生产及创造出社会需要的有效产品的能力。然而在职业英语教学中应更加注重解决问题的能力, 教师在教学过程中应该加强对学习者各种能力的培养。首先, 教师应加强对学习者语言文学智能的开发和形成, 学习者的语言文学智能在生活和学习中的很多方面可以得到体现。例如, 在英语教学过程中的听说课程中, 教师应该鼓励学生开口说英语, 充分利用课本和网络教材做好对学习者的教育, 树立对学习者学习的信心。多智能理论建议教师在教学过程中可以组织一些学习活动, 例如看英文电影、听英文故事, 以及用英语进行合理的交谈和参加有关比赛等。
(二) 逻辑数理智能的应用
教师在教学过程应根据多元智能理论来挖掘学习者逻辑数理智能能力。在平常学习应有目的地去引导学习者去运用推理和判断能力, 加强对学习者的逻辑思考能力, 鼓励学习者开动大脑, 培养他们多角度的分析和解决问题能力。也可以利用一些课余时间给学习者安排一些任务, 比如做一些智力游戏和创新课题等。为了提高学习者英语学习水平, 教师和学校应结合具体实际情况, 依据多元智能理论来从环境和学习者考虑, 争取最大限度地将学习者的学习热情和英语成绩提高。
(三) 身体运动智能的应用
生命是革命的本钱, 一个健康的身体是做任何事的资本。所以对于职业英语的学习者而言, 学习固然重要, 但拥有一个健康的身体是学习的前提。对于一个职业英语学习者来说, 应该树立以德智体美全面发展为目标, 平时加强体育锻炼, 积极参加学校组织的课余活动。英语作为一种语言, 要想在学习过程中很好的理解它, 就需要能说会演, 会简单利用一些肢体动作来表达思想和感情。这就应用到了多元智能理论中的身体运动智能, 通过培养学习者身体运动智能能力, 能更好地使学习者表达出自己的想法, 同时也会使学习者在日常生活中更加具有活力, 能够更好地适应社会的需要和发展。
(四) 人际交往智能的应用
人与人的交流是必不可少的, 在学校内需要和老师同学进行交流, 交换意见和探讨问题, 在家庭中需要和父母及亲人们多多交流, 彼此关心。在社会上需要和更多人一起共事, 以探讨工作和生活上的其他事情。因而这就需要教师在英语教学过程中应用多元智能理论, 积极开发学生们的人际交往智能方面的潜能。人作为社会的一份子, 需要更快更好地融入社会, 更好地在社会中发展, 这就需要具有交际能力, 可以很快达成共识, 很快地融入到别人的话题中。在职业英语教育过程中, 教师应该有意识地去培养学习者的交际能力, 组织一些相关活动, 这样就有利于学生提高人际交往的能力。
(五) 自然观察者智能的应用
察言观色在日常生活中经常被人们提起, 在职业英语学习过程中, 要学会通过对方说话的语气, 以及说话时候的表情来猜测对方的心情。在交谈过程中, 应该认真与对方交谈, 并分析其是否愿意继续交谈下去, 有时候人们在不愿意搭理谈话者的时候, 表现为说话简短而匆忙, 这样就没必要拉着对方长谈, 想他人之所想。观察能力是当代社会所要求人们必须要具有的。作为一名学生, 应该具有观察能力, 能够辨别好人和坏人, 能够察觉环境的变化和氛围等。因而教师应该鼓励学习者每天坚持写观察日记或者看一些有关的视频, 让学生们可以清楚地描绘自己所观察到的, 学习不是一时的, 这需要每天的积累。所以作为英语教师应该多鼓励学生从小事做起, 一步一个脚印。
(六) 自我认识智能的应用
在学习过程中, 学习者难免会犯错, 这就要求教师们正确地引导学生认识自己的错误, 并认真反思, 从而加以改正。在反思过程中成才和进取, 是提高职业英语教学的重要方法之一。在反思的过程中, 还可以对某些知识进行巩固和加深。与此同时, 学生们可以对自己的能力进行检测, 知道自己不足之处, 进而更好地提高自己的英语水平。
四、结论
在职业英语教育过程中应用多元智能理论是很广泛的。通过利用多元智能理论, 可以加深学生的学习质量, 提高学校教学质量。充分合理地利用多元智能理论, 培养学生全面发展, 使学生们能够更好地适应社会发展, 所以在职业英语教育过程中应用多元智能理论是很有必要的, 是提高学生成绩和提高教学质量的重要方法之一。
参考文献
[1]黄吟, 李冬鹏.“多元智能”理论在高职英语课堂活动中研究与实践[J].现代交际, 2010 (5) .
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