論生成對抗網絡在中學歷史教學中的應用技巧

寇兆欣

[摘? ?要]為創設生動的教學情境，吸引學生注意力，激發學生學習積極性，可利用人工智能的生成對抗網絡技術輔助教學。這種方法可用于新課導入和學生疲倦時，但要注意與教學內容緊密結合，不可濫用。研究者結合歷史教學實例對此進行了闡釋。

[關鍵詞]人工智能;生成對抗網絡;中學;歷史教學

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是對人的意識、思維的信息過程的模擬，制造出能夠像人類一樣思考的機器是科學家們最偉大的夢想之一。人工智能是一個研究范圍十分廣泛的學術領域，包括機器學習、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。大部分人對人工智能的了解來自如《終結者》《機器人瓦利》《超體》的科幻影片，其中的機器人異常強大、能力非凡。然而現實中的人工智能更接地氣，包括搜索引擎、郵件過濾器、智能語音助手Siri、二維碼掃描器、游戲中的NPC（非玩家扮演角色）等，這些都是近60年來人工智能技術實用化的產物。以下將以生成對抗網絡[1]為例討論人工智能在中學歷史教學中的應用技巧。

一、生成對抗網絡的基本介紹

生成對抗網絡是人工智能中的一個重要分支。它體現了兩個網絡的互相博弈：一個是生成器，即生成“假圖片”;另一個是判別器，用于判斷輸入圖片的真偽，目標在于讓判斷器無法判斷生成器的圖片是真還是假[2]。生成對抗網絡自2014年被首次提出至今，其應用已不僅局限于生成圖片，還包括圖片轉換、圖像修復、圖像超分辨率、風格遷移、文本生成、視頻生成等。簡言之，運用該技術可以改變原照片人物的表情或容貌，從而突出某些特征，生成逼真的“假人臉”。生成對抗網絡的提出對于人工智能和機器學習的發展具有深遠意義，使人工智能圖像的生成進入了“眼見不一定為實”的階段。例如：一張表情嚴肅的人物照片，一段表情和動作都很夸張的人物視頻，一段脫口秀表演的音頻，它們彼此之間本來毫無關聯，通過生成對抗網絡技術，可以讓靜止的圖片人物用夸張的表情和動作說一段脫口秀，從而生成一個生動的新視頻。

二、生成對抗網絡下的課堂教學實例

以人教版高中歷史教材《中外歷史綱要》下冊中“世界多極化和經濟全球化”一課為例，傳統課堂導入環節多由教師口頭講解或播放相關圖片、視頻等。本節課上，筆者將原本教師要說的“臺詞”交給了一位公眾人物。導入視頻中的人是學生熟悉的一位前美國總統，以某個視頻中另一個人的夸張表情和動作，用歷史教師的聲音，說出了課堂導入的“臺詞”：

一直以來，在世界各國組成的大朋友圈里，美國最活躍，處于主導地位，而經常為他點贊的有英、法、德等國家，還不時地評價附和一下。而俄羅斯卻不理睬他，經常與他唱反調。中國呢，在這個朋友圈里比較活躍，但從來不拉幫結派欺負別人，是一個熱愛和平的世界好朋友。而在2015年3月份，這個世界好朋友建立了一個群，還在朋友圈里做廣告，邀請大家加入，引起圈內人的熱烈討論。大家知道這是什么群嗎？對，就是“亞投行”，截止到2020年7月，亞投行已有103位群友了。下面我們就來了解一下這個群。

借用與本課相關的名人之口，說出教師的課堂導語，這一不同于往日的教學方式，可調動學生學習的積極性，激發其學習熱情。接下來，轉入正式新授內容，教師可給學生播放亞投行的相關視頻并提出兩個問題：

（1）美國為什么要阻止英法兩國加入亞投行？

（2）英法兩國為什么不顧美國的阻攔而毅然加入亞投行？這說明了什么？

學生帶著問題觀看視頻，之后在小組內討論這些問題。學生可能會歸納出類似“多極化趨勢不可逆轉”的結論。最后，教師在學生討論的基礎上做總結。

通過生成對抗網絡輔助教學主要適用于以下情況：一是新課導入時，二是學生進入疲倦期時。其目的都是創設更生動的問題情境，吸引學生注意，激發學生學習的熱情。

三、生成對抗網絡輔助教學的具體操作

一是需要準備和本課相關的人物圖片。如講到與美國相關的，可以用美國總統;講秦漢大一統時，可以用秦始皇、漢武帝或者董仲舒等。

二是準備用于圖片深度學習的視頻。如可以用在網絡上找到的模板視頻，消除原音后，再用與課堂相關的語音內容進行配音;也可以用自己拍攝的表情動作。

三是安裝Python運行環境[4]并制作視頻，注意素材圖片人物最好選擇睜開眼睛，張著嘴巴且露牙齒的形象，用于進行深度學習的視頻可以選擇表情豐富、感情充沛、口型標準的人物形象，且最好選擇像素均為256×256的圖片和視頻，這樣比較容易匹配，算法不易出錯。

四、生成對抗網絡應用于教學的注意事項

一是避免涉及政治敏感的素材，如不能使用現在政治人物的圖片;二是認真對待嚴肅的歷史知識，不能制造“搞笑”效果，比如兩次鴉片戰爭、從局部抗戰到全面抗戰這些沉重的歷史事件;三是注意道德倫理問題，對視頻和圖像的使用要在法律允許的范圍內，應向學生傳遞正確的三觀;四是不能過度娛樂化，素材的選擇要貼合教材，不要使學生分心。

總之，人工智能技術的應用是一把雙刃劍。使用得當，可以促進教學;但是使用不當或過于頻繁，也可能帶來反效果或不良影響。因此，教師要進行慎重選擇。

參考文獻

[1]譚營.人工智能之路[M].北京：清華大學出版社，2019：12.

[2]彭泊詞，邵一峰.生成對抗網絡研究及應用[J].現代計算機，2020（27）： 20-21.

[3]高源.人工智能應用探究[J].電子制作，2019（10）：11-12.

[4]葉虎.深度學習：從Python到TensorFlow應用實戰[M].北京：清華大學出版社，2020：70.

（責任編輯? ?郭向和）