人工智能教育對于培養中學生信息素養的作用

張倍敏

摘 要：信息素養是信息時代國民應具備的基本素養，人工智能代表著信息技術的前沿。該文在分析信息素養的內涵基礎上，探討了人工智能在教育中的應用情況，提出了人工智能的理論和技術課程應該在中學的教育中作較為系統的介紹，以全面提高學生的信息素養。

關鍵詞：人工智能；信息素養；信息技術

一、信息素養的內涵

1.信息意識 信息意識是信息素養的首要因素，主要指人們對信息及其交流活動在社會中的地位、價值、功能和作用的認識，換句話說，就是指人們對信息的判斷、捕捉的能力。信息意識的強弱將直接影響人們利用信息的程度和效果。人們只有有了信息意識，才有可能有信息的需求，進一步去尋找信息和利用信息，并主動學習與信息處理有關的技術。

2.信息能力 信息能力是信息素養的重要方面，是指人們獲取信息、處理信息、利用信息、創造信息、交流信息的技術和能力。人們只有掌握一定的信息技能，才能有效地開展各種信息活動，有效地利用信息和創造信息，充分發揮信息的價值，變信息為動力和優勢。

3.信息道德 信息道德是指人們在整個信息交流活動過程中表現出來的信息道德品質。它是對信息生產者、信息加工者、信息傳播者及信息使用者之間相互關系的行為進行規范的倫理準則，是信息社會每個成員都應該自覺遵守的道德標準。

二、人工智能技術在教育中的應用

1.智能體（agent） agent技術早在70年代出現在人工智能領域，通過感知、學習、推理以及行動能夠基于知識庫的訓練模仿人類社會的行為。隨著其進一步發展，它在遠程教育領域發揮著越來越重要的作用。一套完整的遠程教育系統中包含許多子系統，如答疑、作業發布、考試、交互等等子系統。這些子系統都有各自的數據庫用來存儲信息。為了提高整個系統的智能性，可以引入智能技術，把眾多子系統的數據庫鏈接起來，實現信息資源的共享。

2.智能CAI（ICAI） 隨著計算機技術的飛速發展，計算機輔助教學（CAI）已受到教育界的重視，成為學科教學改革的一種重要手段。許多學校都在開發CAI課件，但大多數CAI課件只是機械地按照教學設計者事先設計好的教學模式和內容向學生傳授知識，并沒有體現出個性化學習，無法做到因材施教。

3.智能教學系統ITS 智能教學系統（intelligent tutoring system，ITS）是涉及人工智能、計算機科學、認知科學、教育學、心理學和行為科學的綜合性課題，其研究的最終目標是由計算機負擔起人類教育的主要責任，即賦予計算機系統以智能，由計算機系統在一定程度上代替人類教師實現最佳教學。我國ITS的研究起步較晚，但近幾年隨著計算機的普及和教育軟件需求增大，ITS的發展較快。ITS按照功能分為四個模塊：專家知識模塊、學生模塊、教師模塊、人機接口模塊。

三、人工智能教育對學生信息素養的作用

人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是計算機科學的一個分支，是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。換言之，它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規劃以及問題求解等思維活動，來解決需要人類專家才能處理的復雜問題。

綜上所述，作為信息技術一個不可缺少的重要組成部分，人工智能的基本內容在中學信息技術課程中是不能不專門提及的，以往某些教材中用一兩頁篇幅作個簡單介紹的方法根本不足以反映人工智能學科的全貌。我們認為，中學階段開設人工智能課程可以在以下幾個方面對學生的信息素養培養產生積極作用：

1.多種思維方式的培養和信息素養的綜合鍛煉 現實世界的問題可以按照結構化程度劃分成三個層次：結構化問題，是能用形式化（或稱公式化）方法描述和求解的一類問題；非結構化問題，難以用確定的形式來描述，主要根據經驗來求解；半結構化問題則介于上述兩者之間。一般說來，中學階段開設的傳統意義上的信息技術課程中所介紹的信息技術，例如多媒體技術、網絡技術、數據庫技術、算法與程序設計等，都是求解結構化問題的基本技術。而人工智能技術則是解決非結構化、半結構化問題的一類有效技術。

2.體驗人類專家解決復雜問題的思路，提高學生的邏輯思維能力 這里以人工智能學科中“專家系統”技術的體驗、學習與應用過程為例進行說明。在專家系統的應用過程中，一個實際的專家系統不僅能夠為用戶給出相關領域的專家水平建議或決策，而且能夠通過解釋機制，以用戶容易理解的方式解釋專家系統的具體推理過程。學生可以向專家系統提出諸如“為什么（Why）”、“如何（How）”、“如果……會怎么樣”等問題，系統接受用戶的問題指令后，可以根據推理的邏輯進程，即時將答案呈現給用戶，整個過程如同教師與學生在進行面對面的教學。

3.了解信息技術發展的前沿，激發對信息技術未來的追求 人工智能技術在一定程度上代表著信息技術的前沿，通過人工智能知識、技術的學習與體驗，中學生能夠對信息技術發展的前沿知識有一定程度的了解，這樣有助于他們開闊視野，培養興趣，激發對信息技術美好未來的追求，從而為今后進入大學或走向社會奠定良好的基礎。

四、結束語

中學生的信息素養的培養是當前信息技術課的一個重要目標，而在現有的中學信息技術課程中，關于人工智能的知識只作了簡單的介紹，學生們對于人工智能研究的廣大領域不能有詳細的概念，這對于中學生的信息化認識和信息素養的培養不夠全面。因此在中學信息技術課中加大人工智能的知識介紹是信息技術課改革的重要內容。

參考文獻：

[1]雷曉慶.網絡環境下大學生的信息素養及其培養[J].太原大學學報，2004（2）：38.

[2]王永慶.人工智能原理與方法[M].西安：西安交通大學出版社，2002，1-53.

（作者單位：江西省贛州四中 341200）