關(guān)于人工智能教育的思考
張劍平
（浙江師范大學(xué) 教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，金華 321004）
[摘要] 人工智能理論和技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿，應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的中學(xué)信息技術(shù)課程體系中增加人工智能課程，以便更全面地培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。本文結(jié)合作者參加教育部高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)研制的實(shí)踐，討論了人工智能課程在高中信息素養(yǎng)教育中的作用、分析了國內(nèi)外中學(xué)人工智能教育現(xiàn)狀，對(duì)人工智能課程的內(nèi)容確定及其相關(guān)問題進(jìn)行了較為深入的探討。
[關(guān)鍵詞] 信息素養(yǎng)；信息技術(shù)；人工智能；高中課程
一、信息素養(yǎng)培養(yǎng)與中學(xué)信息技術(shù)教育
在全國中小學(xué)信息技術(shù)教育工作會(huì)議上，教育部決定從2001年起用5到10年左右時(shí)間在全國中小學(xué)普及信息技術(shù)教育，這對(duì)于科教興國戰(zhàn)略的實(shí)施具有十分深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。在信息技術(shù)教育的各個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生利用信息的態(tài)度、途徑、方法即學(xué)生的信息素養(yǎng)，在很大程度上關(guān)系到信息技術(shù)教育的成敗。近年來，世界各國都普遍重視學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，我國《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中也滲透了把培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)作為我國中小學(xué)信息技術(shù)課程開展重要內(nèi)容的觀點(diǎn)[1]。當(dāng)前，我國教育部正在進(jìn)行新一輪中學(xué)課程改革，其中高中信息技術(shù)課程的一個(gè)重要目標(biāo)就是對(duì)高中生進(jìn)行信息素養(yǎng)教育。
我們知道，信息素養(yǎng)是一種可以通過教育所培養(yǎng)的，在信息社會(huì)中獲得信息、利用信息、開發(fā)信息方面的修養(yǎng)與能力。信息素養(yǎng)目前尚無一致的定義，通常認(rèn)為應(yīng)當(dāng)包含以下四個(gè)方面的內(nèi)容[2]：
1、信息意識(shí)與情感 具有使用計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)來解決工作、生活中問題的意識(shí)，具有使用信息技術(shù)的積極態(tài)度與濃厚興趣。這里包括了敢用與敢想兩個(gè)方面。
2、信息倫理道德修養(yǎng) 能夠遵循信息應(yīng)用人員的倫理道德規(guī)范，不從事非法的信息活動(dòng)，知道如何保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，知道如何防范計(jì)算機(jī)病毒和其他計(jì)算機(jī)犯罪活動(dòng)。
3、信息科學(xué)技術(shù)常識(shí) 具有一定的信息科學(xué)與信息技術(shù)常識(shí)，能夠閱讀信息技術(shù)的通俗文章和參與有關(guān)的討論。作為更高層次的要求，還應(yīng)當(dāng)了解信息技術(shù)發(fā)展歷史與發(fā)展趨勢(shì)。
4、信息能力 能夠利用信息技術(shù)獲取、評(píng)價(jià)和分析所需的信息。能夠且開發(fā)、利用和傳播信息，這里可以分為幾個(gè)不同的層次。從使用信息技術(shù)系統(tǒng)的能力角度看，信息能力主要包括5個(gè)方面：信息系統(tǒng)的基本操作能力；應(yīng)用軟件的使用能力；信息資源的利用能力；信息資源的開發(fā)能力；信息系統(tǒng)的開發(fā)能力。
可見，信息素養(yǎng)包含了技術(shù)和人文兩個(gè)層面的意義。在技術(shù)層面上，信息素養(yǎng)反映的是人們搜索、鑒別、篩選、利用信息的處理技能。從人文層面上看，信息素養(yǎng)反映了人們對(duì)于信息的情感、態(tài)度和價(jià)值觀，它建立在技術(shù)層面的基礎(chǔ)之上，涉及到獨(dú)立學(xué)習(xí)、協(xié)同工作，個(gè)人和社會(huì)責(zé)任等各個(gè)方面的內(nèi)容。
設(shè)置信息技術(shù)課程，進(jìn)行信息技術(shù)方面的學(xué)科教學(xué)，是信息素養(yǎng)培育的最主要手段[2]。應(yīng)當(dāng)針對(duì)信息素養(yǎng)的具體要求，結(jié)合高中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和情感需求開展信息技術(shù)教育，使學(xué)生了解常用信息技術(shù)的基本原理，掌握基本方法與技能，具有較強(qiáng)的信息意識(shí)，知道信息技術(shù)的發(fā)展情況及其對(duì)人類社會(huì)的影響，自覺按照法律和道德規(guī)范進(jìn)行信息活動(dòng)。為了有效達(dá)到上述教學(xué)目標(biāo)，必須科學(xué)、審慎地選擇高中信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容。
二、人工智能教育對(duì)于信息素養(yǎng)培養(yǎng)的重要作用
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，是一門研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬和延伸人腦功能的綜合性學(xué)科。換言之，它研究如何用計(jì)算機(jī)模仿人腦所從事的推理、證明、識(shí)別、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃以及問題求解等思維活動(dòng)，來解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題[3]。例如，咨詢、診斷、預(yù)測(cè)、規(guī)劃等決策性問題。人工智能也是一門涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。與一般的信息處理技術(shù)相比，人工智能技術(shù)在求解策略和處理手段上都有其獨(dú)特的風(fēng)格。
人工智能研究處于信息技術(shù)的前沿，它的研究、應(yīng)用和發(fā)展在一定程度上決定著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向[5]。同時(shí)，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了急切的需求。今天，人工智能的不少研究領(lǐng)域如自然語言理解、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能檢索、機(jī)器人技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都走在了信息技術(shù)的前沿，有許多研究成果已經(jīng)進(jìn)入人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中，并對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。
綜上，作為信息技術(shù)一個(gè)不可缺少的重要組成部分，人工智能的基本內(nèi)容在中學(xué)信息技術(shù)課程中是不能不專門提及的。而且，以往的某些教材中用一、兩頁篇幅作個(gè)簡(jiǎn)單介紹的方法也根本不足以反映人工智能學(xué)科的全貌。因此，十分有必要在高中階段的信息技術(shù)課程中專門設(shè)立人工智能選修課。我們認(rèn)為，高中階段開設(shè)人工智能課程可以在以下幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)生積極作用：
1）對(duì)多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉
現(xiàn)實(shí)世界的問題可以按照結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個(gè)層次：結(jié)構(gòu)化問題，是能用形式化（或稱公式化）方法描述和求解的一類問題；非結(jié)構(gòu)化問題難以用確定的形式來描述，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來求解；半結(jié)構(gòu)化問題則介于上述兩者之間。一般說來，中學(xué)階段開設(shè)的傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)課程中所介紹的信息技術(shù)，例如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、算法與程序設(shè)計(jì)等，都是求解結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)，而人工智能技術(shù)則是解決非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題的一類有效技術(shù)。
把人工智能課程引入我國現(xiàn)行的高中信息技術(shù)教育，可以讓學(xué)生在體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)人工智能知識(shí)與技術(shù)的過程中獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化問題解決過程的了解，從而培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式[4]，達(dá)到提高信息素養(yǎng)的目的。通過人工智能課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生還將了解人工智能語言的基本特征，學(xué)到智能化問題求解的最為基本的策略。
2）體驗(yàn)人類專家解決復(fù)雜問題的思路，提高學(xué)生的邏輯思維能力
這里以人工智能學(xué)科中“專家系統(tǒng)”技術(shù)的體驗(yàn)、學(xué)習(xí)與應(yīng)用過程為例進(jìn)行說明。
在專家系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，一個(gè)實(shí)際的專家系統(tǒng)不僅能夠?yàn)橛脩艚o出相關(guān)領(lǐng)域的專家水平建議或決策，而且能夠通過解釋機(jī)制，以用戶容易理解的方式解釋專家系統(tǒng)的具體推理過程。學(xué)生可以向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出諸如“為什么(Why)”“如何(How)”“如果……會(huì)怎么樣”等問題，系統(tǒng)接受用戶的問題指令后，可以根據(jù)推理的邏輯進(jìn)程，即時(shí)將答案呈現(xiàn)給用戶。整個(gè)過程如同教師與學(xué)生在進(jìn)行面對(duì)面的教學(xué)，在該過程中，學(xué)生可以充分體驗(yàn)人類專家的求解思路和推理風(fēng)格，有助于提高他（她）們的分析、思維與判斷能力。
另一方面，在專家系統(tǒng)的教學(xué)過程中，可以要求學(xué)生自行構(gòu)建由產(chǎn)生式規(guī)則組成的知識(shí)庫，或進(jìn)一步利用工具軟件來開發(fā)簡(jiǎn)單的實(shí)用型專家系統(tǒng)。為了完成該項(xiàng)工作，學(xué)生一開始就要編制開發(fā)規(guī)劃、制定知識(shí)獲取策略，并具體付諸實(shí)施，這是一個(gè)不斷深化的過程。學(xué)生還得明確與系統(tǒng)有關(guān)的所有變量或相關(guān)的因素，并且將這些變量和因素轉(zhuǎn)化為問題求解，得出相應(yīng)的結(jié)論。在進(jìn)行一系列問題求解分析之后，運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)則來表示知識(shí)，以此建立起來專家系統(tǒng)還可以讓其他的學(xué)生去運(yùn)用和體驗(yàn)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
由于專家系統(tǒng)中的知識(shí)組織與推理過程是對(duì)人類專家思維方式的一種模擬，因此上述知識(shí)庫的組織和系統(tǒng)的推理過程能夠較好地體現(xiàn)學(xué)生的思維過程。在建造知識(shí)庫過程中，學(xué)生需要將原來零碎的未成型的知識(shí)概念化、形式化和條理化，從而內(nèi)化為學(xué)生自己的東西。所以，建造知識(shí)庫的過程不但能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，而且有助于學(xué)生對(duì)該類領(lǐng)域知識(shí)的深層思考并有利于長久記憶，同時(shí)也學(xué)會(huì)了專家系統(tǒng)的基本開發(fā)技術(shù)。正如美國著名的學(xué)習(xí)論專家Jonassen所指出的：那些自行設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的學(xué)生將會(huì)在這種活動(dòng)中受益匪淺，因?yàn)檫@是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度加工的過程[6]。
3）了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿，激發(fā)對(duì)信息技術(shù)未來的追求
人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿，通過人工智能知識(shí)、技術(shù)的學(xué)習(xí)與體驗(yàn)，高中學(xué)生能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)發(fā)展的前沿知識(shí)有一定程度的了解，這樣有助于他（她）們開闊視野，培養(yǎng)興趣，激發(fā)對(duì)于信息技術(shù)美好未來的追求，從而為今后進(jìn)入大學(xué)或走向社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)。
三、中學(xué)人工智能教育現(xiàn)狀
就總體而言，國外包括人工智能教育在內(nèi)的中學(xué)信息技術(shù)教育呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的格局。以美國為例，現(xiàn)階段的中學(xué)信息技術(shù)教育課程的開設(shè)大致分為以下幾類[7]：
學(xué)校除在科學(xué)課程中的某些部分講授信息技術(shù)知識(shí)之外，還開設(shè)專門的信息技術(shù)必修或選修課程，這類課程包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)語言、人工智能等；
學(xué)校未開設(shè)完整的信息技術(shù)課程，僅在數(shù)學(xué)或物理等自然科學(xué)課程中介紹一些信息技術(shù)方面的知識(shí)。
在美國現(xiàn)行的高中階段信息技術(shù)課程中，其內(nèi)容包括以下兩個(gè)部分：
（1）旨在培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)技能與意識(shí)的內(nèi)容。這方面的知識(shí)主要有：
信息加工與應(yīng)用。使學(xué)生學(xué)會(huì)使用各種進(jìn)行信息資源(包括文本、數(shù)據(jù)、圖像、聲音等信息)處理與應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件和工具；
信息技術(shù)系統(tǒng)概論。從包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的各種信息技術(shù)產(chǎn)品的軟件和硬件介紹起，使學(xué)生對(duì)信息技術(shù)系統(tǒng)組成有一個(gè)全面完整的認(rèn)識(shí)．對(duì)日常工作和生活中使用的各種信息技術(shù)產(chǎn)品的組成和功能有所了解．并初步掌握其使用方法。
人工智能概論。使學(xué)生認(rèn)識(shí)人工智能的意義及其應(yīng)用，并介紹自動(dòng)化系統(tǒng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。使學(xué)生認(rèn)識(shí)信息技術(shù)的大量運(yùn)用以及人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展可能對(duì)人類社會(huì)造成的各種影響。
（2）計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語言，編寫程序，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)產(chǎn)品完成一定的任務(wù)，培養(yǎng)邏輯運(yùn)算和抽象思維能力。
在我國，由于師資、設(shè)備等條件的制約，目前尚未在中學(xué)開設(shè)專門的人工智能課程。隨著科教興國與教育信息化步伐的加快，近年來我國愈來愈重視青少年人工智能知識(shí)的啟蒙教育。例如：1997年出版的由教育部長陳至立任編委會(huì)名譽(yù)主任、清華大學(xué)出版社出版的計(jì)算機(jī)科普教育叢書《計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)十萬個(gè)為什么》（全套共12本）中，就包括了《人工智能》一書。由清華大學(xué)李衍達(dá)院士主編、清華大學(xué)出版社2000年出版的青少年科學(xué)教育叢書信息科學(xué)與技術(shù)系列一套8本中，也包含有《人類智慧與人工智能》一書。
隨著Internet技術(shù)與應(yīng)用的迅速發(fā)展，在西方發(fā)達(dá)國家，大量的網(wǎng)上資源已經(jīng)成為不可缺少的人工智能教育資源。例如，下面是兩個(gè)可供中學(xué)生學(xué)習(xí)、體驗(yàn)人工智能知識(shí)與技術(shù)的典型站點(diǎn)：
專家系統(tǒng)網(wǎng)站 http://www.expertise2go.com/。該網(wǎng)站除了專家系統(tǒng)知識(shí)介紹、專家系統(tǒng)工具的下載外，還有許多實(shí)際的小型專家系統(tǒng)可供用戶在線使用。例如，“PC機(jī)配置顧問（Desktop PC Product Advisor）”專家系統(tǒng)，可以通過人－機(jī)對(duì)話方式為用戶需添置的PC機(jī)提供合理的硬、軟件配置規(guī)劃。中小學(xué)生可以通過它來感受專家系統(tǒng)解決問題的思路與過程，增加對(duì)人工智能知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。
符號(hào)運(yùn)算網(wǎng)站http://www.wolfram.com/。“Mathematica”是一個(gè)著名的符號(hào)運(yùn)算軟件，該網(wǎng)站中提供了大量的用Mathematica解決實(shí)際問題的演示程序，中學(xué)生可以通過該網(wǎng)站來在線運(yùn)行相應(yīng)的符號(hào)運(yùn)算軟件，進(jìn)行多項(xiàng)式相乘、除，因式分解等符號(hào)運(yùn)算。事實(shí)上，在中學(xué)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等學(xué)科中，可以利用上述符號(hào)運(yùn)算軟件來解決大量的符號(hào)運(yùn)算問題。
總體來說，Internet上人工智能的中文信息資源十分貧乏。但在某些領(lǐng)域的研究與應(yīng)用方面，也有一些不錯(cuò)的網(wǎng)站資源。例如，在機(jī)器翻譯領(lǐng)域，“看世界”（http://www.readworld.com/tran/index.html）和“魯能信息港網(wǎng)譯中心”（http://www.luneng.com/translate/livetrans.htm）就是兩個(gè)較為典型的在線翻譯網(wǎng)站。該網(wǎng)站提供有在線方式的英－漢、漢－英文本翻譯、網(wǎng)站即時(shí)英－漢翻譯、郵件翻譯等功能，十分適宜于中學(xué)生進(jìn)行機(jī)器翻譯的學(xué)習(xí)與體驗(yàn)。
我國不久前推出了由張景中院士主持開發(fā)的“Z+Z”智能教育軟件[8]。這是一個(gè)多功能、交互式的工具型智能教育軟件系列，其中包括初中代數(shù)、三角函數(shù)、解析幾何、立體幾何、初中物理、初中化學(xué)等多個(gè)軟件。該軟件的基本功能是能夠智能解題、人機(jī)交互、自動(dòng)推理和動(dòng)態(tài)作圖。以《立體幾何》為例，其具體功能包括：題目構(gòu)成與自動(dòng)求解，提供自動(dòng)求解、交互求解、手工求解等三種解題方式；動(dòng)態(tài)作圖，能繪制、編輯各種具有動(dòng)態(tài)智能性的幾何圖形和幾何關(guān)系，并可通過菜單添加結(jié)論以構(gòu)成證明題或計(jì)算題；空間圖形測(cè)量與計(jì)算：對(duì)所作圖形中的長度、角度、面積、體積等幾何量可進(jìn)行空間動(dòng)態(tài)測(cè)量。Z+Z智能教育軟件已經(jīng)通過審定并作為教育部推薦軟件列入中小學(xué)教材圖書目錄。從而為人工智能技術(shù)在我國中小學(xué)教育的應(yīng)用邁出了可喜的一大步。
2001年12月，中國人工智能學(xué)會(huì)正式成立了教育工作委員會(huì)，并將于2002年10月在北京召開“第一屆全國人工智能教育學(xué)術(shù)研討會(huì)”，會(huì)議主題為“信息時(shí)代的智能教育”。該會(huì)議的內(nèi)容將包括：國內(nèi)外人工智能教育的現(xiàn)狀及我國人工智能教育改革的思考、在普通高等學(xué)校中開展人工智能基礎(chǔ)教育的問題、關(guān)于試辦人工智能本科專業(yè)的討論等一系列與人工智能教育相關(guān)的問題。這意味著我國的人工智能教育已經(jīng)走出大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的象牙塔，將在大眾化、普及化層面躍上一個(gè)新的臺(tái)階。
四、中學(xué)人工智能教育的基本思路
我們認(rèn)為，高中人工智能作為高中信息技術(shù)系列課程中的任意選修課程，確定該課程的教學(xué)內(nèi)容的基本思路應(yīng)當(dāng)是：
必須充分考慮到高中階段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇那些與中學(xué)生學(xué)習(xí)、生活關(guān)系密切的，學(xué)生們看得見、摸的著的人工智能實(shí)際應(yīng)用問題作為案例展開教學(xué)。
高中人工智能課程目標(biāo)的基本點(diǎn)應(yīng)該是了解和體驗(yàn)。通過該課程的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生了解人工智能的基本概念與基本特點(diǎn)，能夠用專家系統(tǒng)、符號(hào)運(yùn)算等人工智能技術(shù)去解決簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題；體驗(yàn)人工智能技術(shù)的豐富魅力，感受人工智能技術(shù)對(duì)人類學(xué)習(xí)、生活的重要作用；獲得對(duì)包含人工智能在內(nèi)的信息技術(shù)前沿應(yīng)用的初步了解；激發(fā)對(duì)信息技術(shù)發(fā)展與未來生活的追求。
人工智能作為一門獨(dú)立的課程，其最基本的工具人工智能語言的介紹是不可缺少的，但必須考慮中學(xué)生的特點(diǎn)安排教學(xué)，只介紹它的主要特征和最為簡(jiǎn)單的應(yīng)用方法。例如，了解一種常用的人工智能語言（如 Prolog），能用遞歸方法編寫簡(jiǎn)單程序求解問題。
隨著我國中小學(xué)“校校通”網(wǎng)絡(luò)工程的發(fā)展，利用Internet開展高中信息技術(shù)課程教學(xué)將成為可能。在人工智能課程的教學(xué)活動(dòng)中，必須充分發(fā)揮網(wǎng)上信息資源和網(wǎng)上軟件資源的作用。例如，利用相應(yīng)的網(wǎng)站可以在線（Online）進(jìn)行專家系統(tǒng)、符號(hào)運(yùn)算、機(jī)器翻譯等內(nèi)容的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，直接通過Internet運(yùn)行各種應(yīng)用軟件，既可節(jié)約大量的軟件購置成本，又可降低應(yīng)用軟件安裝與維護(hù)的技術(shù)難度。
具體來說，高中人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容，可以選擇人工智能領(lǐng)域的以下幾個(gè)基本部分展開：
1．基本概念
了解結(jié)構(gòu)化問題、半結(jié)構(gòu)化問題、非結(jié)構(gòu)化問題的基本概念，知道問題的結(jié)構(gòu)化程度是相對(duì)的，它可以隨著人們對(duì)問題的認(rèn)識(shí)深度而轉(zhuǎn)化；了解人工智能的基本概念，知道人工智能的產(chǎn)生、發(fā)展及其主要應(yīng)用領(lǐng)域；了解幾種典型的人工智能技術(shù)（例如，指紋識(shí)別、機(jī)器翻譯等）基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域；理解人工智能技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)硬、軟件發(fā)展和社會(huì)需求的推動(dòng)而向前發(fā)展的客觀規(guī)律。
2．知識(shí)表示與機(jī)器學(xué)習(xí)
了解知識(shí)的基本概念，會(huì)用常用的方法表示知識(shí)；了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念與應(yīng)用領(lǐng)域，知道人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的基本思想；了解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念與及其學(xué)習(xí)策略。
3．推理與專家系統(tǒng)
感受用專家系統(tǒng)解決問題的基本過程，了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理；了解專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理，知道不精確推理的基本原理；了解專家系統(tǒng)解釋機(jī)制的基本概念及其它在專家系統(tǒng)中的重要作用；能夠利用常用的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)開發(fā)工具建造簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)。
4．問題求解初步
了解人工智能語言的主要特征，能用一種常用的人工智能語言解決最簡(jiǎn)單的問題；了解遞歸的基本思想，能夠用遞歸方法編寫簡(jiǎn)單程序求解問題；學(xué)會(huì)將簡(jiǎn)單的問題求解定義為狀態(tài)空間搜索問題的基本方法；了解用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的思想與缺點(diǎn)；知道采用啟發(fā)式搜索的必要性，以及它的基本原理。
5．符號(hào)運(yùn)算
了解符號(hào)運(yùn)算的基本工作原理，體驗(yàn)符號(hào)運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn);能夠使用一個(gè)常用的符號(hào)運(yùn)算軟件求解中學(xué)課程中相關(guān)的符號(hào)運(yùn)算問題。
五、需要進(jìn)一步探討的問題
在高中人工智能課程的設(shè)置與實(shí)施過程中，還有以下問題需要進(jìn)一步探討與研究：
1．課程知識(shí)覆蓋面與深度問題。高中人工智能作為一門選修課程，如何根據(jù)我國人口眾多、教育發(fā)展不平衡的實(shí)際情況，在教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)深度等方面做出一個(gè)科學(xué)、合理且又切實(shí)可行的方案？如何針對(duì)高中學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和開課學(xué)校師資、設(shè)備、軟件的實(shí)際情況開展教學(xué)？
2．課程名稱的確定問題。例如，考慮到高中信息技術(shù)課程體系現(xiàn)狀以及課程所涵蓋知識(shí)面的需求，可以考慮將該課程定名為《智能信息處理》。這樣，課程內(nèi)容中除了包括上述人工智能概念、技術(shù)與應(yīng)用，還可以包括信息技術(shù)的其他前沿內(nèi)容的簡(jiǎn)單介紹。
3．課程教學(xué)過程設(shè)計(jì)問題。在課程的教學(xué)中如何讓學(xué)生通過實(shí)例演示或?qū)嶋H應(yīng)用，體驗(yàn)常見的人工智能技術(shù)的應(yīng)用過程、知道其基本的工作原理？如何結(jié)合Internet信息資源檢索與利用的活動(dòng)實(shí)踐，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式開展人工智能教學(xué)？例如，在專家系統(tǒng)的教學(xué)中可以設(shè)計(jì)如下的教學(xué)活動(dòng)：通過一個(gè)簡(jiǎn)單專家系統(tǒng)的使用，體驗(yàn)用專家系統(tǒng)求解問題的基本過程。進(jìn)一步，采用一個(gè)常用的專家系統(tǒng)外殼，以小組合作方式設(shè)計(jì)、建造一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的小型專家系統(tǒng)。
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http://www.pep.com.cn/ZHONGXUESHUXUE/xxjstd/z+zjz.htm
該文刊登在《電化教育研究》2003年第1期P24～28上
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