人工智能賦能教育概念精選(九篇)

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第1篇：人工智能賦能教育概念范文

美國?佛羅里達州

繼NASA公布了火星登陸計劃的更多細節后，這輛從2016年11月就開始建造的未來火星登陸車，最近在佛羅里達州揭開了它的真面目。這輛擁有6個輪子、全電動的新式火星登陸車被專門設計來滿足探索火星表面的挑戰。登陸車體重約2 268公斤，體長8.5米，最高時速可達112公里。它將于2017年下半年被安置在肯尼迪航天中心，用于幫助人們進行“宇航員訓練體驗”。

王麗婧說：雖說是用來滿足探索火星表面的挑戰，但未來火星登陸的名單上可沒有它的名字，這輛概念車只是為了激起人們對太空探索的興趣。毫無疑問，實現火星登陸計劃之前，NASA還將制造出更多的“輔助者”。

黑客組織攜“病毒”席卷全球

全球

你中毒了嗎？2017年5月，一種名為“WannaCrypt”的蠕蟲病毒開始在互聯網上蔓延，它可以使被感染的電腦在10秒內鎖住，電腦里所有文件全被加密無法打開，只有按彈窗提示交贖金才能解密。這種“勒索病毒”的投放者“影子經紀人”曾聲稱盜取了全球最頂尖的黑客團隊“方程式組織”的攻擊武器，通過釋放和販賣黑客工具在網絡上橫行。

E伯爵說：我真是服了這些網絡上的“軍火商”了！隨著網絡時代的發展，黑客入侵、病毒破壞，各種利用安全漏洞的手段也是層出不窮，相信這種侵擾和破壞他人正常生活的行為，已經招致了無數“中招”者們的無限怨念了。

《超級爺爺創游記》揭開創新秘籍

以色列

提起以色列，相信很多人都對這個被稱作“創業國度”的國家感到好奇。終于在今年上線的探訪紀實類紀錄片《超級爺爺創游記》中，歷史學者曹景行帶領我們深入以色列高校、初創企業與政府機構等部門，探秘以色列的創業生態。他發現“以色列創新創業的最成功之處在于其可以吸引人才，以色列人很重視教育，思辨能力強”。

毛穎說：都說以色列人為了生存在創業，我怎么看都是借口，創新思維一旦養成，那新點子還不是泉涌般擋都擋不住啊。說起來我們也應該對自身的發展形成一點危機意識，看看別人家的創業者們，如何從逆境中闖出一條生路，答案就在這里。

人工智能，“人類文明史的終結”？

2017GMIC全球移動互聯網大會，霍金再談“AI”

中國?北京

人工智能會威脅到人類嗎？關于這個問題，霍金表示十分擔憂，在這次遠程亮相全球移動互聯網大會中，他更是重申了這一點。他認為人類需警惕人工智能發展威脅。人工智能一旦脫離束縛，就會以不斷加速的狀態重新設計自身，而人類由于受到漫長的生物進化的限制，將無法與之競爭，從而被取代?！叭斯ぶ悄苁怯懈不己拓毨У臐摿Φ模茄芯咳藛T必須能夠創造出可控的人工智能。”

貓哥說：解放勞動力？無數勞動人民心中深切的吶喊此起彼伏。那么問題來了，被取代丟了飯碗，還是重振旗鼓開辟新的行業？比起一味地想辦法控制人工智能的崛起，依我看還是先想法子趕緊另謀出路比較實際一點。

C919首飛成功，搶占空運“大蛋糕”

中國?上海

2017年5月5日這天，中國又一次吸引了世界的目光，首款國際主流水準的國產大型客機C919成功首飛。在C919飛機制造產業鏈條上，中國商飛與各個供應商結成“生命共同體”，組建了16家合資企業。從關鍵技術攻克到商業模式創新，中國商飛正在努力躋身世界民用航空制造I兩大巨頭空客與波音創造的強勢競爭中。

萌萌子說：就沖著這種發展模式的創新觀念，我們也應該拿出來表揚一番。尚且不論咱的大飛機技術水平在世界上處于什么地位，你就告訴我哪個能剛會走路就能飛奔的吧，如果有那也是人家天賦異稟，咱還是老老實實一步步來，穩妥些。

“人造風洞”，發電全靠“浪”

澳大利亞

第2篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞：多媒體技術 網絡通信技術 虛擬現實 建構主義

綜合近年來國內外多種教育技術雜志上所刊登的主要論文以及國際上每年召開一次的規模最大的有關多媒體教育應用的國際會議（即“教育多媒體與超媒體”世界大會）上所的基本觀點，可以看出當前多媒體教育應用有以下幾個值得注意的發展趨勢：

一、多媒體技術與網絡通信技術的結合

1995年末，在國際信息界有一件最引人注目的大事，就是美國SUN公司在Internet上推出了“WWW瀏覽器HotJava”，這是SUN公司用Java語言開發的一種全新的可動態執行的瀏覽器。其突出特點是具有動畫功能，可向用戶提供超文本格式的圖形、圖像、語音、動畫與卡通等多種媒體信息；并能把靜態文檔變成可動態執行的代碼，這就徹底改變了Internet瀏覽器只能用來查詢檢索Internet網上信息的狀況，為Internet的教育應用開辟了新的廣闊前景，這是因為HotJava的動態可執行特性無異于賦給用戶一種遠程交互的功能。

例如，一個用戶可以利用HotJava編寫一段Java應用程序以實現仿真的頁面，而其它的3W用戶只要使用HotJava瀏覽器就不僅可以看到這個仿真頁面，還可以與之進行交互。

利用HotJava的這種動態可執行特性，用戶在檢索到某些重要文獻或教學資料時，不僅能看到靜止頁面還可通過點擊某個圖標或熱鍵而看到圖文聲并茂的仿真實驗或算法執行過程的直觀演示。顯然，這樣一種交互功能和用第一代Internet瀏覽器只能觀看靜態頁面的效果相比是有本質不同的，它對于教育應用（尤其是遠距離教育應用）具有特別重要的意義。

可以說，HotJava的出現不僅是Internet瀏覽器的重大革新，也為多媒體技術與網絡通信技術的結合找到了最理想的結合點：從此基于Internet網的多媒體教育應用就日益發展起來。目前不僅西方發達國家在大力開發基于Internet的多媒體教育應用，就是臺灣、香港等地區也在這方面投入相當多的人力和物力。這是多媒體教育應用中十分值得引起我們重視的一個新趨勢，也是當前發展最快的一個趨勢，我們必須迎頭趕上去。

二、多媒體技術與仿真技術的結合

多媒體計算機和仿真技術結合可以產生一種強烈的幻覺，使得置身其中的人全身心地投入到當前的虛擬現實世界中，并對其真實性絲毫不產生懷疑，通常把這種技術稱之為“虛擬現實”（VirtualReality,簡稱VR）。

換句話說，虛擬現實是由多媒體技術與仿真技術相結合而生成的一種交互式人工世界，在這個人工世界中可以創造一種身臨其境的完全真實的感覺。要進入虛擬現實的環境通常需要戴上一個特殊的頭盔，他可以使你看到并感覺到計算機所生成的整個人工世界。為了和虛擬環境進行交互，還需要戴上一副數據手套──它使穿戴者不僅能感知而且能操作虛擬世界中的各種對象。

由于設備昂貴，目前VR技術還主要是應用于少數高難度的軍事和醫療模擬訓練以及一些研究部門，但是在教育與訓練領域VR技術有不可替代的非常令人鼓舞的應用前景，所以這一發展趨勢也應引起我們的注意。

VR技術在教育中應用的另一個例子是創建一種虛擬的物理實驗室。物理學按其本身的性質提出了許多“如果……將會怎樣”的問題，這些問題最好通過直接觀察物理作用力對各種客體的作用效果來進行探索。

休斯頓大學和NASA（美國國家航空和宇航局）約翰遜空間中心的研究人員建造了一種稱之為“虛擬物理實驗室”的系統，利用該系統可以直觀地研究重力、慣性這類物理現象。使用該系統的學生可以做包括萬有引力定律在內的各種實驗，可以控制、觀察由于改變重力的大小、方向所產生的種種現象，以及對加速度的影響。這樣，學生就可以獲得第一手的感性材料（直接經驗），從而達到對物理概念和物理定律的較深刻理解。

隨著對多媒體技術和仿真技術研究的深入，實現“虛擬現實”的理論方法也有很大發展。原來應用VR離不開昂貴的專用硬件或輔助設備（如頭盔、數據手套、高分辨率的圖形工作站等），近年來這種情況開始有所改變。

例如在ED-MEDIA世界大會（即“教育多媒體與超媒體”世界大會）上，出現了一種全新的稱作“QTVR”（快速虛擬）的系統。這種系統已實際應用于學習城市的設計與規劃，其優異的性能價格比令人驚嘆！QTVR技術與普通VR技術在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用頭盔和數據手套這類硬件來產生幻覺，而是使用360度全景攝影技術所拍攝的高質量圖像來生成逼真的虛擬情景。因此它允許用戶在Windows操作系統或是Macintosh微機的操作系統支持下，在普通微機上（無需用高檔的圖形工作站）只利用一只鼠標和一個鍵盤（無需戴頭盔和數據手套）就能真實地感受到和VR技術中一樣的虛擬情景。

學習城市設計與規劃的學生利用QTVR系統可以創建一座逼真的虛擬城市，當學生改變城市場景的視圖時（例如向左或向右，朝上看或朝下看，攝像機頭向目標移近或移遠等），被觀察的場景仍能正確保持并能使人產生環繞該城市瀏覽觀光的真實幻覺。與此同時，城市中的各種物理實體（如建筑物、道路、橋梁、樹木、交通工具和地形等等）可以用鼠標任意拾取并進行操縱（例如使其旋轉，以便從不同角度進行觀察，并且還可以進入到建筑物內部的各個房間去觀看）。

更令人難以置信的是，由于采用了先進的圖像壓縮算法，在QTVR系統中，用來表征城市某個虛擬場景的360度高質量全景照片的存儲容量竟只有550K字節左右。

顯然，QTVR對于學習城市設計與規劃的學生是非常適宜的，甚至對于實際的城市設計與規劃人員也是非常實用的，因為它可以使學生或設計人員隨時改變城市的布局并立即感受到新布局所產生的效果，從而對設計或規劃及時作出修改或補充。顯然按這種方式設計與按傳統的圖紙設計或按CAD設計，其效率和質量將有天壤之別。

QTVR的重要意義在于，它開辟了多媒體技術與仿真技術結合的新途徑，為“虛擬現實”技術的大眾化鋪平了道路。從此，VR技術將有可能走出高級研究院與大學的“象牙之塔”，以優質價廉的全新面貌逐步普及到各個教育領域，甚至進入中小學課堂。

三、多媒體技術與人工智能技術的結合

把多媒體技術引入輔助教學系統可以大大改善輔助教學環境，更容易激發學生的學習積極性和主動性，從而能顯著提高教學效果。但是多媒體系統由于缺乏推理機制和學生模型的支持，所以不能確定學生的知識水平和認知特點；不能根據學生自己的意愿和理解能力去提供適合該生的學習材料，并作出有針對性的指導，即不能作到因材施教。

智能輔助教學系統由于具有“教學決策”模塊、“學生模型”模塊（用于記錄學生的認知結構和認知能力）和“自然語言接口”，因而具有能與教師相媲美的下述功能：

1.了解每個學生的學習能力、認知特點和當前知識水平；

2.能根據學生的不同特點選擇最適當的教學內容和教學方法，并可對學生進行有針對性的個別指導；

3.允許學生用自然語言與“計算機導師”進行人機對話（由于機器理解自然語言問題尚未解決，目前絕大多數智能教學系統還難以做到這點）。

但是智能輔助教學系統過分強調教師的指導作用，而且目前的智能輔助教學系統其教學方式都比較單調，難以作到圖文、音像并茂，因而在激發學生興趣，提高學生的主動性、積極性方面受到較大的限制。

由以上分析可見，在多媒體教學系統和智能輔助教學系統之間存在性能互補關系，將二者結合起來就可以揚長避短，從而研制出高性能的新一代智能輔助教學系統。

實現智能多媒體輔助教學系統的關鍵是：建構適合輔助教學需要的多媒體系統和設法使多媒體系統具有智能。

要使多媒體教學系統具有智能，主要涉及學生模型建造和人工智能領域的知識表示與知識推理，后者要求探索出一種適合于多媒體環境的新的知識表示方法和相應的推理機制。

四、多媒體技術與建構主義學習理論的結合

建構主義學習理論是認知學習理論的一個重要分支，建構主義的起源應追溯至皮亞杰的兒童思維發展理論，可謂源遠流長。

但是自八十年代初期以來，盡管認知心理學已逐漸取代行為主義心理學占據了統治地位，而建構主義學習理論在很長一段時期內并未產生明顯的影響。直至近年來，隨著多媒體技術的日益普及，建構主義學習理論才逐漸引起人們的廣泛的注意，按照建構主義學習環境進行教改試驗研究的學校也日漸增多。

建構主義學習環境包含四大屬性或四大要素，即“情景”、“協商”、“會話”和“意義建構”。顯然，多媒體技術的特性與功能最有利于四大屬性的充分體現，例如：

1.“情景”――建構主義學習理論強調創設真實情景，把創設情景看作是“意義建構”的必要前提，并作為教學設計的最重要內容之一。而多媒體技術正好是創設真實情景的最有效工具，如果再與仿真技術相結合，則更能產生身臨其境的逼真效果。

2.“協商”與“會話”――協商與會話過程主要通過語言（少數場合用文字）作媒介，這就要求計算機輔助教學系統必須有語音功能，即要用多媒體計算機才能支持。

3.“意義建構”――建構主義學習理論認為，意義建構是學習的目的，它要靠學生自覺、主動去完成。教師和外界環境的作用都是為了幫助和促進學生的意義建構。

多媒體技術由于能提供界面友好、形象直觀的交互式學習環境（有利于學生的主動探索、主動發現），能夠提供圖、文、聲并茂的多重感官綜合刺激（有利于學生更多、更好地獲取關于客觀事物規律與內在聯系的知識），還能按超文本方式組織與管理各種教學信息和學科知識（有利于發展聯想思維和建立新舊概念之間的聯系），因而對學生認知結構的形成與發展，即對學生關于當前所學知識的意義建構是非常有利的，也是其它媒體或其他教學環境無法比擬的。

正是由于上述原因，近年來建構主義學習理論在西方尤其是在美國有較大的發展，加上HotJava的出現使多媒體教育應用與Internet網進一步融合，而網絡又為“協商”、“辯論”、“會話”這類教學模式的應用提供了最理想的條件，它可以不受時空和地域的限制，這樣就使建構主義學習環境更趨完善，建構主義學習理論也就日漸風行。

當然，這不等于說建構主義學習理論是萬應靈丹，能解決學習領域的一切問題，例如，情感領域和動作技能領域的教育目標就不一定能通過建構主義學習環境來達到，但是就認知領域的教育目標而言，借助多媒體技術（若有條件還可結合網絡通信技術）實現的建構主義學習環境，確實非常有利于學生認知結構的形成與發展則已得到愈來愈多試驗的證實。這是值得我們國內教育界認真思索與借鑒的。

參考文獻：

［1］ 朱之劍，呂進編.多媒體技術及其應用［M］.杭州：浙江科技出版社，1997.5.

［2］ 曾芬芳編. 虛擬現實技術［M］.上海：上海交通大學出版社，1997.6.

［3］ 雷運發等編.多媒體技術與應用［M］.北京：中國水利水電出版社，2001.8.

［4］ 王一平，孫大勇編.Internet瀏覽器［M］.大連：大連理工大學出版社，1999.6.

第3篇：人工智能賦能教育概念范文

【關鍵詞】創意產業 藝術設計 人才培養 課程改革 課程結構設計

后信息社會即將來臨，以創意經濟為主要特征的哲思時代將逐步取代以知識經濟為主要特征的網絡時代，信息社會發展成為更高一級的社會形態——后信息社會而存在。在后信息社會，創意產業帶動的創意經濟突飛猛進，創意成為緊缺資源，具有創新能力的創意設計人才成為創意產業發展的第一資源。由此，創意設計人才培養面臨著巨大的機遇與挑戰：一方面，創意設計人才需求旺盛；另一方面，面臨新時代，藝術設計專業人才培養改革勢在必行。人才培養重在過程與方式，而課程則是體現這一過程與方式的必然路徑。倘若我們把人才培養當成登山的話，那山頂即是我們要達到的目標。目標可以是一致的，但要達到目標所經歷的路徑是可以不一致的，“殊途同歸”便是這個道理，“殊途”恰是個性與特色的根本體現。因此，面向新時代的未來課程體系建設即是為人才培養開鑿坦途，改革與建設將成為必然趨勢。

一、藝術設計未來發展趨勢

（一）設計思維從平面向空間轉變。平面思維是指人的各種思維線條在平面上聚散交錯，也就是哲學意義上的普遍聯系，這種思維具有跳躍性和廣闊性，聯系和想象是它的本質。我們通常所說的形象思維屬于平面思維的范疇。聯系和想象是平面思維的核心，其特點通常表現為事項之間的跳躍性連接，在這一思維的過程中，它受到邏輯的制約，反過來又常常受到聯想的支持，否則思維的流程就會被堵塞?？臻g思維也稱“多元思維”“全方位思維”“整體思維”“立體思維”或“多維型思維”，是指跳出點、線、面的限制，能從四面八方去思考問題的思維方式，也就是要“立起來思考”。平面思維是線性思維向著縱橫兩個方向擴張的結果。當思維定向以后，中心確定以后，它就要從幾個方面去分析說明這個問題。當這些點并不構成空間，而是處于同一平面不同方位的時候，思維就進入了平面思維。平面思維，可以從不同的方面去說明思維的中心，可以相對地達到認識某一方面的全面性，但它仍然是囿于某個平面中的全面，并不是反映對象整體性的全面，因而這種全面相對于立體思維來說，仍然是不全面的。只有當思維上升為立體思維，從而研究認識對象的各個方面及各個方面上的各個點即各種規定性以及這些平面、這些點及其周圍事物的相互聯系時，才能夠獲得最無片面性的整體認識。對設計而言，印刷平面的造型方式和媒體的局限性已不能適應時代的需求了，空間信息傳播設計將是藝術設計專業未來發展的必然趨勢，設計中創意思維的空間思維方式即將成為主流。

（二）設計產品從物質實體化向虛擬現實轉變。上世紀80年代，數字思想家Jaron Lanier率先提出“虛擬現實”VR （Virtual Reality）觀點，于科幻小說作家威廉·吉布森在1982年發表于《omni》雜志的短篇小說《融化的鉻合金》（Burning Chrome）中首次創造出來，并在后來的小說《神經漫游者》中被普及的賽博空間（Cyberspace）概念一致，也稱靈境技術或人工環境。VR是一項綜合集成技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等領域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行復雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形（CG）技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。概括地說，虛擬現實是人們通過計算機對復雜數據進行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統的人機界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現實在技術思想上有了質的飛躍。這一技術早已在影視特效設計、工業產品設計、城市規劃設計、室內設計等現代設計效果表現中廣泛應用，如科幻電影《阿凡達》中潘多拉星球里高達900英尺（約274米）的參天巨樹、星羅棋布飄浮在空中的群山、色彩斑斕充滿奇特植物的茂密雨林、晚上各種動植物還會發出光。VR的浸沒感（Immersion）、交互性（Interactivity）和構想性（Imagination）讓人仿佛身臨其境，亦真亦幻，精彩絕倫。后信息時代，VR技術能為設計創意帶來無限可能。

（三）信息刺激從單一感知性向多感知性轉變。多感知性（Multi—Sensory）是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，目前虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。美國哲學家邁克爾·海姆在其由牛津大學出版的著作《The Metaphysics of Virtual Reality》中指出：“虛擬實在為轉移西方參與的哲學提供了機會。從畢達哥拉斯到亞里士多德，從貝克萊到羅素，有關哲學的參與感有賴于視覺，從而把人們置于旁觀者的位置。要想觸動人們，就需要引入更多的感官知覺。虛擬實在可以開發出一種反饋，其中參與包括整個身體的開發性和敏感性。”①

（四）服務對象從大眾化向個人化轉變。后信息社會，電腦個人化和普及化，信息界面更為個性化和智能化，對人的尊重與關懷更為突出，設計也將成為個性化服務。設計的個性化服務具有潛在優勢。首先，顧客可以及時反映對產品的個性化要求，從專業人士或設計師那里得到及時、有針對性的服務，從而獲得了預期利益的滿足或使不合理的預期利益得到了糾正，降低了購買風險，提高了總價值。其次，顧客通過各種信息渠道及時地與產品提供者進行溝通，節省了尋找、挑選購買產品時消耗的時間和精力。最后，個性化服務可以使生產者與顧客之間建立起學習型、良好的合作伙伴關系，會提高顧客的忠誠度，創造固定顧客。兒童和老人逐漸受到社會的關注，為他們提供服務的兒童文化創意產業和老年文化創意產業將應運而生，兒童和老人成為設計服務的對象。

（五）技術支撐由少數學科向多學科轉變。伴隨著需求的個性化與多樣性，設計要解決的問題不再只是視覺問題，由于設計師需要考慮的問題已經超越了傳統實踐的范疇，涉及諸如建筑、數碼產品等媒介，以及社會科學及自然科學等領域，所以對設計師自身而言如果要解決問題要么成為精通較多學科的專家，要么就學會與來自更廣泛學科的專家進行合作。2010年10月，AIGA 設計教育者會議“新的環境/新的實踐”在羅利 （Raleigh） 的北卡羅來納州立大學 （North Carolina State University）舉行，組織者之一梅勒迪斯·戴維斯 （Meredith Davis）談道：“設計問題龐大而復雜，僅憑一人之力是無法解決的，工作和生活都被錯綜復雜的網連接起來，結構和形態也都是變動的，結果更是無法預知。離開社會談經濟，或者離開科技談文化，離開認知談物質將都變得不切實際。” 會議上，伊利諾伊大學 （University of Illinois） 教授吉米·盧 （Jimmy Luu） 大膽地認為，一個好的設計師可以給跨學科合作帶來類似移情和通感的力量，要了解不同的知識構架，觀察并很好地將它們融合在一起。②由此可見，跨界與融合已成為設計界發展的主題與趨勢。

二、未來藝術設計人才基本能力結構及培養方式

創造教育是未來創意設計人才培養的主流教育理念。創造教育思想雖然自古有之，但明確提出創造教育并具體、系統地實施卻是在20世紀的三四十年代。1916年，美國實用主義哲學家、教育家杜威率先提出了學校培養創造型人才的學說，并進行了深入的研究探討。創造教育理論認為：人人都具有創造潛能，這種潛能如果發揮得好，就能促進經濟、科技、社會乃至人類的全面進步，所以教育就要努力挖掘人的這種創造潛能，培養人的創造思維，研究創造規律，傳授創造技法。創造教育理論對于我們今天的教育改革和教育實踐都具有重大的指導意義。蘇聯教育家和心理學家贊科夫則從1957年至1977年通過長達20年的教育實驗研究，使創造教育趨向了系統化。他提出了教育應發展學生三個方面的能力，即觀察力、思維能力和實際操作能力，基本上確定了創造教育的核心內容。因此，我們將未來藝術設計人才基本能力界定為藝術觀察力、創新思維能力和創意表達能力，建立“圖釘式”創造教育模型，如圖1所示。

（一）藝術觀察能力。基于眼的專業化訓練，培養具有面性特征的對自然形態和色彩的感受能力，有一雙具有國際視野、敏銳把握市場規律、從平淡中發現美的慧眼。

（二）創新思維能力?；谀X的專業化訓練，培養具有點性特征的發散的平面思維和多維的空間思維能力，有一個兼具形象思維和邏輯思維、富有哲學思維和創意思維的大腦。

（三）創意表達能力。基于手的專業化訓練，培養具有線性特征的創意設計表達能力，有一雙具有天賦的造型能力、神筆馬良般點石成金的巧手。

三、未來藝術設計專業課程體系結構設計改革的基本思路

（一）以主干學科分布為邏輯，建構由“心理學+消費者行為學+市場營銷學+美學+人機工學+創造學+美術學+設計學+傳播學+計算機圖形學+材料學+信息科學”組成的學科系統性專業課程體系。各學科之間又有大的研究范疇，心理學、消費者行為學和市場營銷學研究的是客戶（人），美學和人機工學研究的是客戶（人）與人物之間的關系，創造學、設計學和美術學研究的是設計者自身（人）與物之間的關系，計算機圖形學、材料學和信息科學研究的是設計產品（物）。此外，針對不同對象和不同功能的設計，還需要有更為深入的關鍵的學科支撐。以兒童文化創意產業發展需求的藝術設計人才培養課程改革為例，兒童發展與教育心理學、人工智能等都是必要學科。有些學科無法以課程實踐來加以學習，發達國家的做法是，通過“研究性習慣”來塑造“跨學科行為模式”作為探索調查形式之一的重要價值。③

（二）以學生能力發展為邏輯，建構由“發現設計認識設計創造設計應用設計”的階段性專業課程體系。發現設計階段是設計課程教學的初級階段，雖是基礎，但相當重要，主要培養學生對形態感受認識和設計語言認識。認識設計階段是設計課程教學的次初級階段，主要培養學生藝術設計基礎要素認知能力。設計創造階段是設計課程教學的中級階段，主要培養藝術專業概念設計能力。設計應用階段是設計課程教學的高級階段，主要培養不同領域的設計技能的綜合運用能力。

（三）以設計生產流程為邏輯，建構“造型造圖造物造境”的技術性專業課程體系。造型是設計生產的初級階段，主要培養學生“師造化”的藝術觀察過程；造圖是設計生產的第二階段，主要培養學生“得心源”的藝術表現過程；造物是設計生產的中級階段，主要培養學生將圖紙付諸生產制作的工藝設計能力；造境是設計生產的高級階段，主要培養學生將設計產品進行商品化的包裝、裝飾與展示設計的能力。

（四）以研究內容關系為邏輯，建構由“造型基礎+設計基礎+基礎設計+專業設計”組成的研究性專業課程體系。各研究內容關系如圖2所示。

造型基礎是研究視覺與技術（材料、工藝、結構）的關系，主要研究形態與色彩。本階段打破了傳統教學模式，將傳統片面訓練學生的“造型能力”轉變為訓練學生對“形態、色彩、材質、空間”等視覺元素的感受力，引入設計意識，強調造型中“有意味的形式”，從根本上開拓學生創新思維，培養學生良好的基礎與興趣，鼓勵學生自覺自發地進行藝術創作。設計基礎是研究技術與功能（物質功能、對人的功能、對環境的功能）的關系，主要研究原理、技法、思維、概念等知識和技能?；A設計是研究功能與視覺（物、人和環境系統）的關系，主要研究設計元素之間的創意和諧關系。專業設計是研究設計與經濟領域的關聯，主要研究設計在商業媒體中的應用。

結語

設計的靈魂在于創意，創意的靈魂在于文化。文化與創意的融合為社會創造了奇跡，猶如爛漫綻放的火花，把人類帶入哲思的創意經濟時代。

（注：本文為2012年湖南省教改項目，項目名稱為《基于兒童文化創意產業發展需求的高校藝術設計人才培養模式改革研究與實踐》，項目編號：622）

注釋：

①邁克爾·海姆. 虛擬實在的形而上學[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?， 2000.

②③Julie Lasky. 多學科交叉： 專業的重新定義[EB/OL].

http：///group/topic/18377596/. 2011—03—18/2012—08—12.

第4篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞:農牧業信息化;發展現狀;發展趨勢

0　引言

進入21世紀以來，雖然基于工業社會要求的農業機械化、化學化、水利化和電氣化在世界許多國家還沒有全面完成，但隨著信息技術的迅猛發展，以數字化為核心、網絡化為趨勢的信息化產業逐漸深入到社會的各個領域。信息化技術同時不斷深入到農牧業生產的各環節中，形成了以數字化為特征的“數字農業”，給農牧業這個傳統領域注入了新的活力[1]。農牧業信息化對于農業經濟深入增長具有深遠的影響，并且可以促進傳統農業向現代化農業的轉變[2]。加強農牧業信息化建設是發展現代農業的重要內容。

農牧業信息化是現代農業的重要標志，在駕馭農村市場經濟中處于前置性的基礎地位，是提高農業的綜合生產力和經營管理效率的有力手段[3]，是農業實現現代化的必經途徑。隨著信息社會和知識經濟時代的到來，農業信息技術將在農業和農村經濟的發展中發揮越來越大的作用[4]。沒有農牧業的信息化，就沒有國民經濟的信息化，也就沒有整個社會的信息化。農牧業信息化應當成為中國這個農業大國一種必然和必須的發展趨勢，深入研究農牧業信息化是一項亟待探討而且具有重大意義的課題[5]。

1　農牧業信息化的概念

1. 1　信息化信息化概念包括信息和信息化兩個最基本的概念。信息化是一個過程，與工業化和現代化一樣，是一個動態變化的過程。在這個過程中包含3個層面和6大要素。所謂3個層面，一是信息技術的開發和應用過程，是信息化建設的基礎;二是信息資源的開發和利用過程，是信息化建設的核心與關鍵;三是信息產品制造業不斷發展的過程，是信息化建設的重要支撐。6大要素是指信息網絡、信息資源、信息技術、信息產業、信息法規環境與信息人才。信息化就是在經濟和社會活動中通過普遍采用信息技術和電子信息裝備，更有效地開發和利用信息資源，推動經濟發展和社會進步[6]。

1. 2　農業信息化

農業信息化有狹義和廣義之分:狹義的農業信息化是指農業的數字化和網絡化;廣義的農業信息化是指農業全過程的信息化，在農業領域全面地發展和應用現代信息技術，使之滲透到農業生產、流通、消費以及農村社會、經濟和技術等各個具體環節的全過程，從而極大地提高農業效率和農業生產力水平[7]。賈善剛指出:農村信息化的概念不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項信息技術在農業上普遍而系統的應用過程。

梅方權年認為，農村信息化是一個廣義的概念，應是農業全過程的信息化，是用信息技術裝備現代農業，依靠網絡化和數字化支持農業經營管理，監測管理農業資源和環境，支持農業經濟和農村社會信息化[8]。

農業信息化可以從4個方面來加以描述和概括:一是農業勞動者的高度智能化;二是農業基礎設施裝備信息化;三是農業技術操作自動自控化;四是農業經營管理信息網絡化[5， 9]。農業信息化不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項技術在農業上普遍而系統應用的過程。

農業中所應用的信息技術包括計算機、信息存儲和處理、通訊、網格、多媒體、人工智能以及“3S”技術(即地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS)等。在發達國家，信息技術在農業上的應用大致有以下方面:農業生產經營管理、農業信息獲取及處理、農業專家系統、農業系統模擬、農業決策支持系統和農業計算機網絡等[5， 10]。數字化作為農業信息化的核心內容，就是按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。在數字水平上，對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展。數字農業主要包括農業要素(生物要素、環境要素、技術要素和社會經濟要素)的數字信息化、農業過程的數字信息化(數字化實施和數字化設計)以及農業管理的數字信息化[1， 11]。農業信息化實質是充分利用信息技術的最新成果，全面實現農業生產、管理、農產品加工、營銷以及農業科技信息和知識的獲取、處理、傳播與合理利用，加速傳統農業的改造，大幅度地提高農業生產效率、管理和經營決策水平，促進農業持續、穩定、高效發展進程。農業信息技術就是實現農業各種信息采集、處理、傳播和貯存等方面的技術。

根據信息技術在農業應用領域的不同，主要分為氣象遙感技術、衛星定位技術、農業專家系統和農業自動化技術等[4]。數字農業的本質是把信息技術作為農業生產力重要要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊和電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。

筆者認為，農業信息化是指涉農領域(農、林、牧、副、漁)所有對象的數字信息化，具體體現在農業基礎設施裝備的數字信息化、農業生產過程的數字信息化、農業資源環境的數字信息化、農業生產管理的數字信息化、農業經營管理的數字信息化、農業市場流通的數字信息化、農業勞動者的高度智能化以及農民生活的數字信息化，應用計算機技術、微電子技術、人工智能技術、自動控制技術、“3S”技術、通信技術和網絡技術等高新技術實現農業的數字信息化，并付諸實施于農田精耕細作、病蟲害防治、林區規劃管理、畜禽漁業的生產操作自動化和數字化管理以及農民生活消費的網絡信息化等方面，集農業科學、計算機科學、地球科學、信息科學以及網絡科學等高端科學于一體的綜合性領域。

1. 3　畜牧業信息化

畜牧業信息就是對畜禽品種資源的遺傳育種、飼養管理、飼料營養、疫病防制、器械設備、畜產品加工及其經濟利用的有關理論和應用研究中表現出來的信息，主要包括各種畜禽遺傳育種信息、飼料營養信息、畜禽經濟信息、生產和經營管理信息、疾病防治信息以及專家人才信息等內容。根據畜牧業結構和研究內容，畜牧業信息可以劃分為畜牧業自然資源信息、畜牧業生產信息、畜牧業科技信息、畜牧業經濟信息、畜產品市場流通信息、畜產品加工信息、疫病防治信息、飼料營養信息、器械設備信息和單位屬性信息等類別[12]。畜牧業信息化指的是在畜牧業領域充分利用信息技術的方法手段和最新成果的過程。具體來說，就是在畜牧業生產、流通、消費以及農村經濟、社會和技術等各個環節全面運用現代信息技術與智能工具，實現畜牧業的科學化與智能化過程。畜牧業信息化不僅包括計算機技術，還包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多種技術在農業上普遍而系統的應用。

畜牧業信息化的內涵至少包括以下領域:一是畜牧業生產管理信息化，包括畜禽疫病防治、畜禽飼養管理等各個方面;二是畜牧業經營管理信息化，包括與畜牧業經營有關的經濟形勢、畜禽供求、國民收入、固定資產投資、物資購銷和物價變動等;三是畜牧業科學技術信息化，是利用信息技術快捷與方便的特點，改變傳統的畜牧業技術推廣方法和手段，加快科技成果的傳播和轉化，提高畜牧業的科技含量和競爭力;四是畜牧業市場流通信息化，指畜牧業生產資料供求信息、動物產品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧業信息化具有豐富的內涵，主要包括:畜牧業信息服務系統化和網絡化;畜牧業生產設施裝備信息化;畜牧業技術操作機械化和自動化;畜牧業管理決策信息化;畜牧業勞動者的信息化和知識化等[14]。

筆者認為，畜牧業信息化是指畜牧業飼養設施的操作自動化及數字信息化、畜牧業生產管理的數字信息化、畜牧業經營管理的數字信息化、畜牧業市場流通的數字信息化和畜牧業勞動者的高度智能化等，運用計算機技術、人工智能技術、自動控制技術、無線射頻識別技術、“3S”技術、通信以及網絡技術，實現精細飼喂、科學育種、飼養環境的監控、疫情監測、疾病防治以及產品溯源等。

2　農牧業信息化的發展狀況

2. 1　國外發展狀況世界農業信息化技術的發展大致經過3個階段:第1階段是20世紀五六十年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段;第2個階段是20世紀七八十年代的計算機數據處理和知識處理階段;第3個階段是20世紀90年代以來農業數據庫開發、網絡和多媒體技術應用、農業生產自動化控制等的新發展階段。

農業自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養殖、工廠化蔬菜花卉生產、倉庫管理、環境監測與控制以及農產品精深加工中，如配合飼料全部生產流程的自動控制、日光溫室中溫濕度控制、灌溉及采收自動化控制。通過研制和使用農業機器人，代替人從事一些繁重的農事操作，如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養以及作物育種等方面。

美國自20世紀70年代以來將計算機應用逐步推廣到農場范圍。典型的農業信息化系統有: 1975年，美國內布拉斯加大學創建了AGNET聯機網絡，現在已發展成為世界上最大的農業計算機網絡系統;美國國家農業書館和美國農業部共同開發的AGRICOLA;信息研究系統CRIS可提供美國農業所屬各研究所、試驗站和學府的研究摘要。

美國計算機在農牧業信息化中的應用已相當普遍。譬如:畜禽飼養的計算機化，有管理豬生產的計算機信息系統;管理農業機械化的計算機以及在在農副產品加工方面也有廣泛的應用;其中，計算機在溫室環境方面的應用最顯其能。

早在20世紀80年代，日本農林水產省就“人工智能與農業”專門組織了一個調查委員會，列出了知識工程在農業中應用的一整套實施項目;日本已建立了一些農業生產自動化管理系統，如植物工廠的蔬菜生產管理系統(菠菜、番茄、黃瓜、茄子、西紅柿和草莓等已進入批量生產)、陸田水田耕作、畜牧生產、家畜衛生系統、農業工程和機械管理系統等。

德國在農業科學研究中，已廣泛使用電子、信息技術等監測和自動控制各種試驗場所的溫度、濕度、光照時間和強度、風向風速等各項要素，均自動監測和記錄;德國還研究出許多用計算機編程控制的試驗儀器和設備;在農業生產中，裝有遙感地理定位系統的大型農業機械可以在室內計算機自動控制下完成各項農田作業[15-16]。

荷蘭在畜禽養殖基礎設施以及溫室種植方面的信息化工作水平處于世界前列。荷蘭的科研人員在十多年前應用數字化技術，在奶牛自動飼養管理系統Porcod系統的基礎上研發成功母豬自動飼養Velos管理系統[17]。

目前，農業信息技術研究主要集中在以下各方面:農業信息網絡技術、農業數據庫系統、農業管理系統、農業專家系統、“3S”系統、農業自動化控制技術、多媒體技術、精準農業、生物信息技術以及數字化圖書館技術[15， 18]。

2. 2　國內發展狀況

20世紀70年代中期，計算機應用技術開始進入我國農業領域，少數農業研究機構開展了計算機農業應用研究，從此農業信息化逐步在我國農業生產當中得以發展應用，具體發展階段[19]如表1所示。

表1　我國農業信息化發展階段

階段時間主要內容起步階段1981-1985年科學計算、科學規劃模型和統計方法應用普及發展階段1986-1995年數據處理(EDP)、大型數據庫的建立和MIS系統開發提高階段1996-2000年國家在“攻關”和“863”項目中都分別設置農業信息技術重大專題和課題快速發展階段2000至今農業信息化技術全面向農業生產實際滲透

我國農業信息化進程起步較晚。20世紀80年代以來，將系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統和地理信息系統等技術應用于農業、資源、環境和災害方面的研究，已取得一些重要成果，不少成果已得到應用，有些成果已達到國際先進水平。如中國農業科學院草原研究所應用現代遙感和地理信息技術建立了“中國北方草地、草畜平衡動態監測系統”[20]。

中國國家科技部從1990年開始連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，“數字農業”漸成氣候，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治和蘋果生產管理專家系統?！笆濉逼陂g，國家科技部等部門繼續加大對以“數字農業”為主要內容的農業信息技術研究，以“精準農業”、“虛擬農業”、“智能農業”和“網絡農業”等內容為切入點，組織實施“數字農業科技行動”。通過該行動的實施，突破一批“數字農業”的關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國“數字農業”的技術框架，從而加速了我國農業信息化進程[1]。

2003年，科技部“863計劃”在生物與現代領域啟動實施了“數字農業技術研究示范”重大專項。這些專項以突破一批關鍵技術、研制一批數字農業產品、開發數字農業技術平臺、集成示范應用為目標，構建我國“數字農業”的科學技術體系及示范應用體系。在農田信息自動采集、農田植物生長模擬與數字化設計、稻麥品質遙感檢測、數字化種植技術平臺構建等方面取得了突破性進展[21]。“863計劃”智能計算機主題連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治、蘋果生產管理專家系統[22]。由農軟開發的農牧場管理系統、育種分析系統和目前尚待完善的實驗室數據分析系統、專家系統、決策支持系統等已在部分科研管理部門和現代化農牧場推廣使用[15]?，F在，國內研制的多媒體小麥管理系統(WMS)和棉花生產管理系統(COTMAS)都可以應用于生產[23]。我國與世界各國一樣，畜牧業信息建設與利用也是從單機到網絡的一個發展過程。在單機應用方面，主要用于生產管理和決策應用[12]。我國畜牧業充分利用以計算機為核心的信息資源優勢，走畜牧業現代化和信息化的道路[24]。

3　我國農牧業信息化發展面臨的問題

目前，我國農業信息化存在的問題有:農民素質不高、信息化意識和利用信息的能力不強;農業產業化程度不高，難以形成正常的信息需求;網絡成本較高，阻礙了信息化的普及;農業信息化基礎工作水平低;信息技術實用性差，農業信息服務體系還沒有完成，農業信息網絡人才缺乏[25]。信息技術的進一步發展必須建立在網絡化的基礎上。我國的農牧業信息網絡化的發展雖然對我國農牧業的發展起到了一定作用，但在建設過程中存在許多問題[12]。我國畜牧業信息化水平與發達國家相比還有很大差距，主要表現在:畜牧業基礎設施薄弱，畜牧信息資源缺乏，尤其是能提供給用戶的有效資源嚴重不足;畜牧信息技術成果應用程度低，嚴重阻礙了畜牧業現代化的發展，這也正是當前實施畜牧業信息化迫切需要解決的問題。目前，在畜牧業生產部門及基層畜牧場，由于受地域的限制和傳統畜牧業的束縛，信息技術的普及遠遠不能同其他行業相比，從事畜牧行業的人員平均素質也遠低于其他行業部門，尤其是基層的管理人員及邊遠的農牧場，其受教育程度普遍較低[26]。

筆者認為，我國農牧業信息化發展亟待解決的主要問題依然是農民科學素質的提高、信息化基礎設施的建立與完善及完全解決“最后一公里”的難題。

4　我國農牧業信息化的發展方向

1)網絡化。信息技術發展是以微電子技術為基礎、計算機技術和網絡技術相互融合的高新技術。

2)智能化。信息技術的智能化發展進步很快，在農業上的應用也將得到長足的進展。農業專家系統、農業管理信息系統和農業決策支持系統的開發與應用是其中最突出的表現。

3)數字化。數字化內涵包含兩層意思:一是隨著數字技術的發展，原來的模擬信號被轉換成數字信號，實現了在計算機網絡上的高保真和快速傳播，可以制成數字視頻和音頻信號在網絡上傳遞，實現遠程教育等;二是表現在科學計算可視化和虛擬現實技術[25]上。

建立統一的技術標準和規范，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，建立數字農業應用服務系統，通過系統集成和應用示范，逐步建立我國數字農業的科學技術體系。在統一的技術標準下，對數字農業關鍵技術進行研究開發，通過系統集成構建數字農業技術平臺，初步形成我國數字農業技術框架。在我國不同生態經濟類型和不同農業生產管理類型地區，對數字農業技術進行集成應用示范，取得顯著的社會經濟效益，促進當地農業信息化的跨越發展，加速農業生產由傳統、粗放、經驗型向智能、精準和數字化方向的轉變，提高農業生產力水平。通過該行動的實施，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國數字農業的技術框架，加速我國農業信息化進程，并逐步實現農業生產的精確化、遠程化、自動化和虛擬化[1]。

我國的畜牧業發展已經進入到了新的發展階段，建設集約化、專業化和優質高效的現代畜牧業已經成為必然[27]。在推進信息化的過程中，要通過計算機網絡及通訊技術，把畜牧信息及時與準確地傳達到用戶手中，實現畜牧生產、管理和畜產品營銷網絡化，加速傳統畜牧業的改造和升級，大幅度提高畜牧業生產效率、管理和經營決策水平[26];改變傳統的畜牧業模式，使農民依靠信息引導進入市場、組織生產，走畜牧業現代化和信息化之路;加強對畜牧信息化工作的宣傳，提高人們的信息意識和利用信息的能力積極促進畜牧業信息化的發展[24， 26]。當前，現代信息技術與農業融合所衍生的“精準農業\"、“虛擬農業\"、“智能農業\"和“網絡農業\"等均是數字農業的不同側面，成為農業信息化發展的方向[28]。

筆者認為，我國農牧業信息化應逐步實現農牧業生產的操作的全面自動化以及完全智能化，并最終進入網絡化農牧業。

5　我國農牧業信息化的作用

農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果，必將大大推動農業信息化，推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展。

作為21世紀農業的重要標志，發展數字農業及相關技術是我國發展現代農業必然選擇的支撐技術，因此將數字農業確立為解決“三農”問題的平臺，符合時展的需要。數字農業展現了美好的前景，它將極大解放農業生產力，改變農業作業方式，實現農業生產質的飛躍[1]。先進的信息收集、處理和傳遞技術將有效地克服農業生產的分散化和小型化的行業弱勢。

強大的計算能力、智能化技術和軟件技術，使農業生產中極其復雜和多變的生產要素定量化、規范化和集成化，改善了時空變化大和經驗性強的弱點。將信息技術與航空航天遙感技術(RS)、農業地理信息系統技術(AGIS)以及全球定位系統(GPS)等相結合，加強了對影響農業資源、生態環境、生產條件、氣象、生物災變和生產狀況的宏觀監測與預警預報，提高了農業生產的可控性、穩定性和精確性，并能對農業生產過程實行科學與有效的宏觀管理[5]。信息自動化技術使現代的養殖業有了根本性的改變，是形成統一標準化飼養的一種優化養殖方式。它有利于優化畜牧業區域布局;有利于解決人畜混居、相互交叉感染問題;有利于減少與外界接觸，減少傳染病的預防發生;有利于改善農民的生活環境，保護人們的身體健康;有利于改善畜禽養殖環境和生產性能的發揮;有利于提高畜禽的品質;有利于先進技術和設備的推廣和生產效率的提高;有利于畜禽生產的宏觀管理和相互之間的協調，從而促進畜禽業迅速發展，提高養殖者的經濟效益[29]。同時，利用計算機控制實現自動補料、補水和補光等作業，節約勞動力。另外，通過多媒體模擬，可以在最適宜時期擴大生產，在市場行情最佳時銷售，從而獲得最大利潤[30]。

廣泛應用現代信息技術，促進農業和農村經濟結構調整，增強農業的市場競爭力，發展農村經濟，建設現代農業，增加農民收入，加速農村現代化進程，促進農業生產過程實現自動化和高效益化;通過計算機對來自于農業生產系統中的信息進行及時采集和處理，根據處理結果迅速地去控制系統中的某些設備、裝置或環境，從而實現農業生產過程中的自動檢測、記錄、統計、監視、報警和自動啟停等，實現農業自動化生產和對自然環境的實時監測[4， 23]。傳統的農業生產方式得以改造，農業生產效率將大幅度提高，生產成本下降;加快新品種選育，提高病蟲害預測、預報和防止水平，減少損失，增加產出，獲得更大的效益，這將提高人類對自然的認知能力，最大限度地控制和利用水、土、氣等自然資源，減少農業生產的不穩定性[29]?？茖W指導農業生產管理，增加農副產品產量，提高農產品質量，降低農業生產成本，提高經濟效益;實現科學化管理，提高對農業和農村經濟發展的政策決策水平，最大限度避免自然災害對農業造成的損失。

6　結束語

推動農牧業信息化有利于實現農牧業生產的全面自動化及數字化;有利于降低農業生產的成本，提高農業生產的效率;有利于農牧業生產的集中管理，有利于降低傳統農業靠天吃飯的不穩定性;有利于減少農產品市場波動，提高農業市場流通效率，從而增加農業生產的經濟效益。

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第5篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞：創客；創客教育；創新教育；創客空間

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、技術創新時代的教育訴求

第三次工業革命要求教育理念、教學方式、學習環境、學習方法和學習實踐朝向個性化、合作化、建構化、數字化、定制化等新的教育理念發展，對重塑教育模式將產生革命性的影響。西方發達國家已經在教育方面積極開展應對，通過調整創新人才培養模式，在創新教育過程中以個體化、多元化、生命化、差異化、民主化和實踐化等為核心主題成為其教育的基本品質追求。在此背景下，創客教育作為培養適應第三次工業革命需要的創新人才來滿足時代與社會發展的應對措施之一，引發了全球創客教育運動。2009年美國總統奧巴馬在“教育創新運動”的發言中提倡“每一個學生都應成為創造者，而不僅僅是消費者”[1]。之后，2012年美國啟動“創客教育運動”，由《創造》雜志的創始人DaleDougherty領導這場運動，其目標是為全美所有的青少年在科學、技術、工程、藝術、數字等領域發展自信、創造力和興趣，讓每一個青少年成為創客。在我國創客教育中，2015年總理在今年的政府工作報告中明確提出，讓“眾多‘創客’脫穎而出”，而且在考察深圳柴火創客空間同時也指出“讓眾多‘創客’自由創業、能夠成業”。創客教育不僅得到了來自國家最高領導層的關注，更是源于我國對教育教學變革的深刻需求。(1)實踐教學更新與發展的需要。現實實踐教學滯后于時代、社會和教育發展的要求，尤其是網絡技術、數字技術和媒體技術對社會各領域的滲透也要求實踐教學做出相應的改變。另外，在實踐教學過程中，期望通過提問、完成任務等方式調動學生參與，表面上互動很活躍，但是學生發展受限。(2)課堂教學機會平等的需要[2]。教育機會平等日益關注課堂教育機會的平等，尤其在教學過程中的機會平等，如何為不同家庭背景的學生提供平等的資源，為喜歡創造的學生搭建學習活動環境與場所，為不同學習風格、能力的學生營造良好的環境氛圍和評價標準等，這都是在教學過程機會平等中所要考慮的問題。(3)課程知識更新的需要。信息技術的飛速發展導致知識更替周期縮短，而現有的課程知識存在著單一性、陳舊性和僵化性問題，忽視了對學生未來發展的作用；片面強調了課程知識的科學性、基礎性和專業性，忽視了創新性、人文精神和文化素養的融合。也就是說，課程知識的設置與選擇缺失了人格養成的需要。由此，課程知識更新不僅要考慮“什么知識最有價值”的問題，而且還需要考慮“誰的知識最有價值”的問題。因此，進一步研究創客教育的本質特點、價值特征以及對未來創新人才培養模式和成長規律帶來的影響是值得教育工作者深入探討的一個重要課題，也是需要政府、學界乃至全社會高度關注。

二、創客與創客空間

對于“創客”這一概念，源自美國《連線》雜志前主編克里斯•安德森(ChrisAnderson)創造的英文單詞“Maker”，但是迄今尚無標準定義，眾說紛紜。比如，克里斯•安德森在著作《創客：新工業革命》中認為，“創客是一群以創新為基本追求，通過借助各種數字化、智能化和開源化工具努力把各種創意轉變為現實的人群”[3]。也有人認為“創客既是一群喜歡或享受創新的人，又是一種文化，一種態度，一種學習方式”[4]。還有人認為“創客體現的是一種理性思維，把分享和傳播知識作為每個人應盡的義務，并作為一種樂趣，鑄就一種良好之久的人格和習慣，鼓勵創新各種分享盈利模式，在分享的同時，保護首創者的利益和積極性”[5]。由此看來，創客的本質是以創新滿足需求，熱衷于創意、設計、制造的人群。這一群體存在著明顯的特征：創新是其首要特征，即以創造性思維為核心，強調了他們具有開發和設計某種新穎、獨特、有社會價值或個人價值產品的能力和挑戰的精神；其次是分享特征，強調了他們以開放、參與的精神，樂于與他人合作、交流共同將創意變成現實；最后是實踐特征，即強調通過動手操作，將理論與實踐聯系起來，做到行知合一，體現了“做中學”的實踐精神。作為創客活動的載體，創客空間被視為是人們能夠聚集在一起通過分享知識與創意，并以共同工作來創造新事物的實體實驗室[6]。截至2015年5月，全世界當前知名的創客空間多達1914處，其中，1157處正在積極地開展各種各樣的活動，352處正在籌建計劃中，它們分布在120多個國家，500多個地區，而且通過一個松散網絡相互連接，形成了“創客空間”網絡[7]。比如，國外知名創客空間有美國Artisan'sAsylum、TechShop、德國ChaosComputerClub、英國AccessSpace等，國內知名創客空間有深圳柴火空間、北京創客空間、清華大學創客空間、溫州中學創客空間等等。一個典型的創客空間包括了焊接設備、3D打印機、激光切割機、樂高玩具、小電路裝置等新型數字化生產設備，以及Arduino開源硬件與軟件平臺。這些實體創客空間并不是孤立性存在，它經過互聯網聯結形成了一種匯聚展現文化、分享創意與創造產品的中心。首先，創客空間是一個開放創造的中心，創客空間既可以為創意者提供各種數字化制造工具和服務，也可以為創業者提供從創意到原型，甚至到產品的整個過程服務；其次，創客空間是一個文化交流的中心，國內外各類創客空間通過開展“制匯節”“創客嘉年華”“創客馬拉松”“創意夏令營”等多種聚會活動，使創客空間不僅成為一個展示創意、創造與創新的平臺，也是一個展現與分享不同創客空間文化的舞臺；最后，創客空間還是一個學習與分享創意的中心。創客空間根植于技術愛好者、藝術家、工程師、軟件設計師等具有創造激情的人群，形成了一種跨界組合交流的創意分享圈，使參與者能夠分享全球網絡資源，包括創意、開源軟件與數字設備等等。

三、創客教育的理念、模式及價值特征

(一)創客教育的理念

從上述創客的特征分析來看，創客教育是實現創新能力提升和創新人才培養的有效途徑。創客教育的本質是以實踐性、非盈利性和多樣性的方式實現創新人才培育這一夙愿。2014年，資深創客LibbyFalck指出創客教育將是開啟第三次工業革命的“金鑰匙”[8]。2014年美國白宮首次承辦了“創客嘉年華”活動，總統奧巴馬宣布了由白宮主導的推動創客教育的整體措施，最終將創客教育視為一種“美國大眾文藝復興”[9]。2015年新媒體聯盟地平線報告(高等教育版)中，“創客空間”被入選未來2-3年內加快高等教育領域技術應用的關鍵技術之一，創客教育被認為是提升學生實踐力、探究力和創造力，促進高等教育學習變革的戰略性策略[10]。從創客教育發展趨勢來看，創客教育理念的核心在于通過動手實踐培養學生的創新意識、創新思維和創新能力，幫助學生解除課堂上帶來的約束，包括認知約束、課程約束、才能約束、領域約束和變化性約束[11]。創客教育要培養學生對創新的基本認知，這種認知本身就是一種知識結構，強調了學生在解決真實問題中形成敏銳的觀察力和思考力。創客教育著重發展的是學生創新能力，包括了學習能力、發現問題能力、設計解決問題方案能力和實踐其方案的能力。因此，創客教育不僅僅是一種活動形式，作為思維、探究和行動的獨特模式，還需要想象力、協作力和創造性整合資源的能力。從更為廣泛意義上來看，創客教育的實施對于學生優化學科知識結構并改變其學習方式，以及突破現行的教育體制規約和資源的限制具有雙重意義。

(二)創客教育的模式

目前，“創客”似雨后春筍般的興起，在社區、企業、高校和中小學校都可以見到“創客達人”。如今，創客教育也從小眾走向大眾，正逐步形成一個完整的創客教育研究體系和實施體系。創客運動在教育、文化與商業的廣泛語境下不斷探索自身的實踐模式，尤其與社會創業、學校教育之間的融合形成了基于創業驅動的社會創客教育模式和基于專業驅動的學校創客教育模式?；趯I驅動的學校創客教育模式，一般由學校以工作坊、創意實驗室、綜合實踐中心、創客空間等形式為在校學生發揮創意提供一個公平、開放和自由的學習環境，保證每一個有創意的學生能夠有機會投入到創造過程中，而且通過開設一些創意類課程讓全校學生都可以選修。比如，清華創客空間、溫州中學、昆陽二小等學校。這種模式的主要目標是以創客活動為載體，打破學科與專業界限，通過跨學科、跨學界進行專業實踐，進而為社會發展培養具有實踐能力和專業創新精神的人才。其主要特點在教學內容上采用模塊化結構，由基本理論、案例分析和實踐演練等模塊組成，突出了學科的互補性和創意性原則；在實踐活動上，既有專業實踐，也有社會實踐，讓學生在提高技能過程中，又能提高其社會責任感等素質發展；而且，這一模式非常注重跨學科的團隊組建，將不同學科背景的學生聚集在一起，集思廣益，取長補短，利用多元化的知識結構進行思維聚合，無疑這是一條產生創意的“快捷通道”。但是，這一模式在實際運行過程中面臨的問題，一是創客教育與專業教育之間融合的質量，如何實現知識的跨專業流動；二是對于專業教師提出更高的要求，如何讓專業教師保持較高的創新力以及對創客教育持有較高的認同感。與學校創客模式相比，基于創業驅動的社會創客教育模式更為注重的是服務理念，即通過信息服務、技術服務和創業服務讓每一個人的創意“照進”現實，最終推動社會創新發展與進步。這種教育模式主要以社區形式開展各種非正式學習活動，而不是依靠行政職能部門；以自治的方式運行，借助分享會、開放日、培訓課、集訓營等形式展開基于項目的學習活動，即強調了在學習過程中圍繞某一項目或主題展開活動，充分選擇、利用、整合學習資源，并在實踐體驗和探索創造中提升個人創新能力并享受“創意落地”的愉悅。這一教育模式除了發展個人興趣的同時，還需要對接社會化需求，兼顧創意的社會價值實現。比如美國Noisebridge創客空間、上?！靶萝囬g”創客空間、海爾創客空間等為代表形成了一批新型的創新創業服務基地，從創意到設計，再到產品原型、規模生產，直至形成商業利益的服務鏈，實現創意的社會化價值。當然，這一教育模式在實際運作過程中也面臨諸多問題，比如，創客教育資源對接與整合，以及運作資金、活動支持和項目管理等等。

(三)創客教育的價值特征

(1)“專業能力”是創客教育的基礎。任何時代都需要能力，能力作為人類引以為豪的一種本質力量，集“知識、技能、行為、態度與價值觀等在內的一個復雜的綜合體”，其中內蘊著人類的創新性、能動性和內發性[12]。在創客教育中，通過智能硬件制作以及軟件編程等內容學習培養學生的專業能力，并將專業能力作為學生未來應對職業要求與社會需要的關鍵能力，這種關鍵能力不單單只是解決問題的能力和應對社會挑戰的機智，更為重要的是創造性地運用自己的智慧與潛力來沖破種種實踐瓶頸，彰顯主體的精神能量與專業智慧。專業能力是在實踐場域中“做”出來的，而不是憑借各種“證書”或“聲譽”證明的。因此，只有學生在創客教育中真正獲得專業能力，并將專業能力應用于專業實踐中去，增強自身的創新力方能讓創客教育獲得“立本之基”。否則，創客教育將成為“無源之水，無本之木”。(2)“工匠精神”是創客教育的核心。“工匠精神”代表了一種對卓越品質的追求，體現了一種專業實踐創新的精神，反映了一種的職業價值取向和行為表現，與其人生觀和價值觀緊密相連。其內涵包括了持之以恒的信念、精益求精的追求、注重細節的品質、一絲不茍的堅持和敬業樂群的態度。要想具備這樣的精神，一方面需要動手創造與親身經歷才能磨練出這樣的內生性品質，任何其他人不能代替，另一方面表現了要熱愛自己所做的事情，并在“做”的過程中追求極致。因此，“工匠精神”的生成路徑必然隱含在實踐問題的復雜之中、發展之中與研究之中。實際上，這種精神是個人在專業實踐過程中形成并表現出來的，而且還體現為一種實踐方式，既成之于實踐，也用之于實踐。(3)“協同環鏈”是創客教育發展的關鍵。克里斯•安德森多次強調“創客運動是一種全新的開放式創新模式，不是簡單的DIY(DoitYourself，親自動手做)，而是DIT(DoitTogether，一起來做)”[13]。這種“一起來做”意味著不同的人群、機構和資源等都可以參與進來形成協同效應。由此可見，創客教育這個生態系統，必須突破原有的傳統教育相互隔離形式與封閉的狀態，形成校內與校外主體相互溝通、資源相互共享、文化相互融合的一種循環良好的創客教育協同環鏈。其中，協同環鏈主體包括了社區、企業、政府、家庭和學校等。協同形式包括了校內協同與校外協同，其中校內協同涉及到實習與實訓協同、教學與實踐協同、教師與名師協同、創新與創業協同；校外協同涉及到校校協同、校企協同、家校協同、社校協同；政校協同。因此，協同環鏈的形成需要不同主體協同合作，共同推進創客教育發展，如下圖所示。(4)“全人發展”是創客教育的終極目標。創客運動給教育帶來的影響，不僅僅是教育理念的革新，教學內容與學習方法的更新，而且還涉及到人際溝通、團隊協作、創新問題解決、批判性思維和專業技能等在內的全方位學生能力與素質的發展，倡導的是以“價值認知—價值理解—價值實踐”為過程的一個“知、情、意、行”的完整教育模式。這與全人發展所宣稱的理念具有內在的一致性?！叭税l展”所強調的是以人的發展為基礎，注重人的主體性和發展的完整性，追求的是一種人的整體性發展。這種整體性顯示著理性與感性、科學與藝術、做事與做人、育才與育人的平衡。因此，以“全人發展”作為創客教育的終極目標，既符合了學生發展的需要，又符合了未來社會的要求，直接凸顯創客教育的本體價值。

四、我國創客教育未來發展的若干思考

(一)以學齡特征及其認知發展水平為導向，構建以興趣促進創新力發展的創客教育目標體系

目前，由于我國各級各類學校創客教育氛圍日益濃厚，以創客教育形式為抓手，以培養學生自主創新能力為中心，鼓勵學生開展創意活動，在動手操作實踐中提升專業實踐能力。但是我國創客教育還處在初級階段，不同的學校層次開展創客教育的目標體系應考慮分層性與對接性，以滿足學生在不同認知發展階段獲得能力與素質的提升。在小學階段，學生的認知發展處在感性思維階段，好奇心與豐富的想象是他們創造力形成與發展的兩個突出表現，這是創新人才成長的奠基階段。在創新力培養上，一方面應注重在學習活動中滿足學生的好奇心，為激發他們的豐富想象力搭建創意空間，側重培養創新意識；另一方面在著眼全體學生創新素養提升的基礎上，著力于有創新潛力天賦學生的個性發展。在中學階段，學生認知發展處在邏輯抽象思維階段，由經驗型水平向理論型水平急劇轉化時期，具有更大的主動性和意向性特點。這一階段是學生創造力發展的關鍵期，對提高國民素質和創新人才具有至關重要的意義。在創新力培養上，學校應根據辦學特色為學生提供豐富多彩的STEAM校本課程，設計各種基于真實問題解決的探究性學習活動以對接融合數學類、科學類和藝術類等核心課程，提高學生科學、技術、工程和數學等方面的素養與能力。在大學階段，學生具備了豐富的專業知識與實踐技能，有一定的辯證邏輯思維能力和創意能量。在創新力培養上，以技術與文化創業的形式拓展創新人才培養版圖。創業的核心和本質是創新，創新支撐著創業。同時，創業是一種行為上的創新，而不是停留在觀念與思維的創新，創業是創新的行動化和體現形式。由此創新比創業更根本，創業為“表”，創新為“里”[14]。以創業引導學生創新力的發展，勢必要求改革我國高等教育人才培養模式，推進創意、創新、創業“三創融合”的創新教育模式，將科學研究、人才培養和社會服務緊密地結合起來，實現從注重知識、能力和素質向更加重視自我價值實現的轉變，提高人才培養的內涵與質量。由此可見，構建以興趣促進創新發展的創客教育目標體系是多元的，是按照每一個學生的自身認知特點、實際需求和發展取向而定。因此，政府與教育部門需要加強創新人才培養頂層設計和系統規劃研究，厘清精英教育與大眾教育、教育公平與教育質量、教育理論與教育實踐、能力與素質、國家本位課程與地方/學校本位課程的關系，改革創新人才綜合評價體系，為創新人才選拔與發展開辟綠色通道。

(二)以“做中學”為主路徑，構建內嵌式的創客教育課程體系

創客教育重視以“做中學”為主渠道的推進以及創客教育與通識教育及專業教育的融合。這種以“做中學”為主路徑的教育方式，強調在知識學習過程中，有機融合知行合一的教育理念，著重培養學生的務實創新精神、創新意識和基本的專業實踐技能。美國學習科學專家索耶認為“創造的源頭不是意念，而是人的行動，即人的實踐活動是產生創造力的源泉”[15]。創客教育與專業課程的融合，目的在于以學致用，將所學知識與生活實踐聯系起來，將動手操作和實踐體驗的元素融入到各學科教學和人才培養的全過程中，開展基于創造的學習，而不是增加多少學分或課程數量?？v觀創客教育都在積極構建以“人文通識課程—學科專業課程—跨學科交叉課程”為主線的課程體系。在人文通識課程設置方面，其目的是加強情意領域的個性化教育，著重培養學生的人文精神、良好價值觀、健全的人格與高尚的道德品質，以塑造學生的完美人性。如華南師范大學附小吳向東老師依托Scratch軟件開發的《兒童數字文化創作課程》[16]；美國《基于創造的學習：教室中的制作、修補與工程學》課程中的“人類基于制作與創造的學習與生存的歷史起源”等[17]。在學科專業課程設置方面，其目標是通過所學學科知識、技能解決相關問題，著重強化學生的專業實踐能力與創新意識，是“創意落地”的基本保障。中小學以趣味編程、電子元件組裝和簡單的機器人設計為課程主要內容，如常州管雪沨老師研發的《小學生趣味編程》課程、北京吳俊杰老師研發并執教的《Scratch編程》《人工智能》課程[18]；高校則以電學、數學、邏輯學、可視化編程相結合的綜合實踐課程，利用編寫復雜程序并結合智能元件或智能機器人設計解決實際問題，如溫州大學開設的《人工智能與機器人》課程等；在跨學科交叉課程設置方面，強調以團隊形式培養學生的原創設計與產品開發能力，重點提升學生的首創精神，如溫州中學謝作如老師依托Arduino、Scratch軟件開發并實施的《S4A和互動媒體技術》課程[19]、清華大學開設的《跨學科系統集成設計挑戰》課程等[20]。目前，創客教育在我國還處在初級開展階段，創客教育在發展過程中始終面對的一個大挑戰是專業師資隊伍的缺失以及如何使其他學科領域的教師對創客教育產生熱情支持與廣泛認同。如果說創客課程的設計、開發與實施決定了創客教育與學科教育相互融合、彼此滲透的深度和廣度，那么來自教師的理解、支持與認同則決定了兩者之間融合的力度和黏度。在這一方面，美國一些學校做出了有益的探索與嘗試，并取得了良好的效果[21]。

(三)形成中小學、高校與政府三位一體協同發展的創客教育機制，打通阻礙創新人才培養系統的教育壁壘

縱觀不同教育階段的各級各類學校都在如火如荼地開展創客教育活動，但是在現行的教育體制規約下各教育階段處在一種割裂的狀態，導致創客教育形成了“鐵路警察，各管一段”的狀況，各方難以達成共識和形成合力。而培養創新人才是一件系統的工程，要求各級各類的創客教育共同作用來完成，這就需要在創新人才培養上突破創客教育存在的割裂狀態，協力促進中小學與高校，甚至與社會創客教育相互銜接，有效溝通，形成“三位一體”的多元協同發展機制。首先，在人才培養關系方面，中小學、高校和政府之間在教育目標和內容上不應是一種“銜接”關系，更應是一種“合作”關系，這種存在關系應從簡單的輸送生源提升到三者之間合作共同為國家培養創新人才。對高校來說，利用專業優勢為中小學開展創客教育提供技術指導和智力支持，同時也為中小學在創客教育師資短缺方面提供培訓服務；對中小學來說，與高校開展課程合作，編寫優質創客教育課程，為學生開展高質量的創客活動奠定基礎。對于政府來說，除為中小學以及高校開展創客教育提供必要的經費支持與政策保障外，中小學及高校的創客教育發展為教育行政部門制定創新人才規劃綱要提供現實依據。其次，在教育資源建設方面需從“分段”到“共享”，由于現代學校受封閉式辦學傳統的影響，以及擔心優質教育資源共享而削弱自身競爭力、失去自身辦學特色的心理，在教育資源建設上還存在“分段”問題，這需要政府引導各級學校在教育資源建設上形成相互共享的關系。一方面中小學利用高校資源(設備、工具和空間)開設多樣化創客教育選修課以豐富創客教育活動內容；另一方面，高校利用中小學實踐基地延伸教育創新理念，構建多元化創新人才合作培養模式；同時，教育行政部門在更大范圍和更深層面為創客教育資源共享系統化、制度化提供政策性保障，以發揮優質創客教育資源共享的最大化功能和作用；最后，在創新研究與教育科研方面應從“供需”到“共贏”，除中小學為高校提供教育實踐平臺，高校為中小學提供教育實驗場域外，雙方還可以在創新人才研究的目標與內容、模式與方式、科研成果轉化與分享、課程改革等諸多方面開展合作，這也為地方政府與教育行政部門推廣創客教育理念，開展創客教育活動，實現創客文化發展提供科學依據。中小學、高校、政府與教育部門三方主體在創客教育需求上具有內在的一致性，而且三方的需求也具有現實的互補性，其最終目標就是在創客教育中協同發展，共同培養出具有創新精神、專業實踐能力和可持續發展潛能的創新人才。

(四)培養學校內部創客文化，推動創新人才培養模式和教育體制的改革

創客教育能否真正成為推動創新人才培養模式改革的重要途徑和教育體制改革與發展的重要助推器，關鍵的一環是在于學校內部能否醞釀出一種濃厚的創客文化氛圍。當我們為美國教育在創客文化培育方面做出的各種努力而贊嘆不已時，這不僅需要我們關注創客教育開展之“術”，更要深入觀察與思考創客教育發展之“道”，即創客文化的基因是如何滲透到美國教育的每一個空間，并與學校辦學理念、教學氛圍、實踐環境相融合。當我們談及美國波士頓“128號公路”高新技術地帶、硅谷到陶潤斯創新研究中心時，就不能忽視與此毗鄰的MIT、哈佛大學、斯坦福大學、佐治亞大學等高校濃厚的創客文化對這些高新區域發展所帶來的巨大影響。這些區域的發展“不是政府造出來的，也不是產生于僵化的體制。只有一種自由的創新體制，才能創造這樣的奇跡。發展高科技，……，更重要的是能充分發揮人的創造力的各種教育體制與文化，用以造就創新的棲息地”[22]。正如美國麻省理工學院教授尼古拉斯•尼葛洛龐帝(NicholasNegroponte)在論及創新文化氛圍時指出，“創新如何發生？新思想源自何方？最通常的答案是：提供良好的教育體制，鼓勵不同的觀點，培養協作精神”[23]。因此，創客文化的生成需要學校在創建的創客空間基礎上開展多樣化創造活動，以開放、合作、共享的方式鼓勵學生主動參與到活動之中，引導學生理性、有序、切實地投入到活動之中，幫助學生在參與過程中樹立正確的創新精神，培養靈活、新穎的創意理念，不斷增強學校創客文化的自覺。

五、結語

目前，教育創新與改革不僅僅在于教育理論結構或實踐方式發生變化，更為重要的是教育思維方式轉變，在這種轉變方式的指引下帶來教與學環境變化、知識與課程關系變化、學習評價方式變化、教育文化與政策導向變化，即一種教育范式的轉型。創客教育作為數字技術時代對教育創新訴求一種形式，其重要價值在于能夠觸動教育思維方式變革的“神經”，對教育結構與體制、教育文化及信念帶來“雙重”變革。倘若我們對創客教育的認識僅限在技術實踐層面，一味地追求“潮流”，不對教育改革及關鍵性教育范式轉型帶來的意義與艱巨性做出深入思考和細致工作，那么，創客教育也只能是曇花一現，流于形式。

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第6篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞：連鎖經營管理；現代學徒制

中圖分類號：G71文獻標識碼：A

收錄日期：2018年3月27日

高職教育是與地方社會經濟發展聯系最緊密的教育，發展核心在于培養學生的行業服務能力，主動且有效的服務區域經濟發展。我國曾多次對高職教育“增強社會服務能力”提出明確要求，要求各高職院校要以提升專業服務產業發展能力為出發點，提高專業人才培養質量，進一步提升高職教育服務區域社會經濟的能力，要用現代信息技術改造傳統教學模式，共享優質教學資源。

一、研究背景

（一）連鎖經營管理類人才需求旺盛。20世紀90年代中期以來，連鎖經營企業在沿海地區迅速發展，對各類連鎖經營人才的需求不斷增加。浙江省是經濟強省、消費大省，是國內連鎖企業的布局重點。在浙江，各類連鎖企業起步早、發展快，對連鎖經營管理人才的需求尤其旺盛。近年來，浙江省不斷加快推行經濟轉型升級，其中一個重點是大力發展包括連鎖零售業、連鎖餐飲業、連鎖住宿業在內的現代服務業，與此同時，浙江省正大力推進城鎮化的發展進程，這些戰略舉措均直接導致相關各類連鎖企業的人才需求快速增長。麥可思研究院2017年的2013屆大學畢業生三年后職業發展跟蹤評價調查表明：在“住宿和飲食業”就業的高職高專生三年內獲得職位晉升的比例最高，為74%，其次是“零售商業”，為69%，而住宿和飲食業、零售商業是連鎖經營管理專業面向的主要就業行業。據統計，截至2015年，社會零售額達到14，000億元，其中連鎖業占到30%～37%，約5，000億元左右，由此導致的對各類連鎖經營管理人才的新增需求量激增。

（二）連鎖經營管理類專業人才供給有限。從人才供給的角度看，目前浙江省內僅有包括浙江經貿職業技術學院在內的8所高職院校和個別中職學校開設了連鎖經營管理專業，每年畢業的連鎖經營管理專業人才僅有1，000多人，遠遠不能滿足社會需求。最近幾年，浙江經貿職業技術學院連鎖經營管理專業開展的人才需求調研結果均顯示，在浙江省的連鎖零售、連鎖餐飲、連鎖經濟型酒店等行業，連鎖經營企業的快速發展正在遭遇人才數量和人才素質的雙重阻礙。根據2017年浙江經貿職業技術學院連鎖經營管理專業人才需求調研結果，專業緊密型校企合作基地杭州聯華華商集團、永輝超市、華住酒店集團、星巴克、華潤萬家Ole’等企業年人才需求量超過1，000人，急需補充大量高素質技能型人才。

（三）符合新零售需求的專業人才短缺。隨著人口、經濟和科技的發展變化，互聯網和科技創新賦能零售行業，不僅引發了新一輪消費升級，也顛覆了傳統消費品牌和服務方式。特別是互聯網、云計算、物聯網、大數據、人工智能等技術應用的不斷發展，大量的新產品、新服務、新模式涌現，改變著人們的消費習慣、變革消費模式、重塑消費流程，催生線上線下、體驗分享等多種消費業態興起。2017年，以多業種、多業態融合為趨勢、以數據深度挖掘和分析為驅動，以用戶體驗升級為核心的新零售迅速崛起，新零售時代的新商業對高素質技能型人才提出新要求，這對高職院校而言，其連鎖經營管理專業服務行業的能力就面臨著新的挑戰和機遇，要想可持續發展，在同類職業院校中具有核心競爭力，就需要結合區域經濟轉型不斷提升專業服務行業的能力。

二、提升連鎖經營管理專業服務行業能力的實踐路徑選擇

連鎖經營管理專業要以地區經濟社會發展和現代服務業轉型升級的人才需求為依據，不斷完善和創新體制機制，強化內涵建設，促進專業與產業、課程內容與職業標準、教學過程與經營過程的良好對接，進一步提高人才培養質量，提升社會服務能力；同時，提升專業教師服務行業發展的能力，不斷拓展社會服務范圍。

（一）探索現代學徒制，改革人才培養模式?，F代學徒制現在已經在部分高職院校試點，并且取得了一定的成績。現代學徒制強調學校與企業“雙主體”育人，學生在校期間有雙重身份，既是學生又是學徒，有學校老師和學校師傅“雙師”教學，要求培養學校、合作企業、在校學生三方都要簽訂合同，共同完成人才培養任務。通過機制完善來確保學生學校所學與企業所用相一致，有利于學生從入學初就能直接接觸企業，學到有用的知識、過硬的技術和愛崗敬業的職業精神，以體現其就業競爭優勢。

我院連鎖經營管理專業實行“雙帶頭人”制度，即學校專業帶頭人及企業專業帶頭人，堅持三年一次的專業指導委員會制度，以及一年一次專業人才需求調研，進企業與企業專家面對面交流、進兄弟院校調研、找畢業生調研，并進行重點對象重點訪談，進一步完善人才培養方案及人才培養機制。專業積極探索現代學徒制人才培養模式，選擇行業龍頭企業開展學徒制研究，主要以杭州聯華華商集團、華住酒店集團、永輝超市三家企業為主要合作對象，從課程建設、師資建設和基地建設，到招生就業全方位合作，合作企業參與學院育人過程，使學院的專業教學充分體現相關行業企業的需求以及行業的發展趨勢，培養人才的不可替代性。

（二）引進校企合作課程，實現課程體系優化。高職院校專業建設的重點強調的是對某一產業崗位或崗位群所必需的技術技能理論知識和實踐操作能力的掌握，課程是其重要載體，所以高職院校專業建設的重點落在課程建設上。

我院連鎖經營管理專業課程體系構建是根據產業崗位需求分析其核心能力，根據核心能力確定5門核心課程，同時從服務于專業課程需要建立基礎課程，并根據學生后續發展需要建立拓展課程。專業人才培養方案以專業核心課程為中心，以基礎課程和拓展課程為補充，從專業實際和學生個性化需求出發，引入校企合作課程，為學生的發展提供可選擇的人才培養方案。校企雙方在課程體系開發、課程建設、課程實踐教學環節、課程評價等方面進行深層次的探索與溝通，企業參與合作開發課程、合作編寫教材、指導學生課程實訓，實現專業課程體系優化。

（三）豐富校企合作形式，創新實踐教學體系。高職教育在重視理論教學的同時，高度重視實踐教學。實踐教學不僅是學生學習技術技能的重要途徑，更是培養創新人才、培養學生探索知識、發現知識的能力，學生在實踐教學過程中，在不斷嘗試，不斷錯誤和不斷修正錯誤中進行思考，提煉出解決問題的知識和解決問題的能力，能夠改變傳統的“填鴨式”教育，真正做到從“要我學”到“我要學”的轉變。

我院連鎖經營管理專業校企合作實現深度融合和良性互動，形成長效的校企合作運行機制。校企合作企業不僅接收畢業生頂崗實習和畢業實習，企業實踐教學還滲透到學生大一、大二的課程實訓及專業綜合實訓，實現學生從連鎖企業“認知實訓”到“門店營運實訓”到“企業總部綜合實訓”三年貫穿一體的實踐教學體系，學生從不同階段的實踐教學中能夠逐漸積累經驗，為后期的頂崗實習和畢業實習打下良好的基礎。

（四）共建共享校企資源，實現校企無縫對接。高職院校專業建設是一項長期且復雜的工作，需要“硬件+軟件”兩種資源來支撐。硬件資源主要是指實訓基地建設，而軟件資源主要是指教師隊伍建設。

我院連鎖經營管理專業按照人才培養方案的要求進行實訓基地建設，與校企合作企業共建共享資源，與企業共建校外合作基地、校內實訓基地、產業學院等多種形式的實踐教學基地，強化教學過程的開放性、實踐性和職業性。學校通過提供場地和管理，企業提供技術和設備，校企聯合組織企業員工、學生培訓及實訓，為實訓基地創建真實的崗位訓練和職場氛圍。

校企合作企業和學校師資互通，實現學校老師到企業上課，企業兼職教師進學院課堂的雙交流制度，使得企業教師和學校老師實現理論知識和實踐操作技能的互補，雙方還共同開發微課等信息化課程，共建連鎖經營管理教學資源庫，合作開展應用性研究，實現校企無縫對接。

（五）提升教師服務能力，拓展社會服務范圍。高職院校專業教師在服務行業能力方面，應不滿足于學校人才培養和技術開發，而要拓展社會服務范圍，讓自己深入企業調研，為企業員工授課，為企業提供咨詢，從而進一步提升自己的教育教學能力。

隨著終身教育理念的深入，學校的學歷教育和企業的在崗培訓已經密不可分，形成互補的狀態，企業的在崗培訓已經成為滿足企業員工個人未來發展需求的一種重要手段。連鎖經營管理行業就業門檻較低，隨著新零售、新技術、新概念的出現，很多員工有培訓需求，所以專業在完成基本的學校課堂教學基礎上，要重視對在崗和下崗人員及部分剩余勞動力的培訓，提升其知識與技能水平，滿足不同人員對技術技能培訓的需求。

第7篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞：遺傳算法；Web使用挖掘；關聯規則

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)18-31628-03

Research on Web Usage Mining Based on Genetic Algorithm

GAO Huai-jin,LI Guo-hui

(School of Mathematics and Information Science,Weifang University,Shandong 261061,China)

Abstract:This paper gives a mining model of association rules based on genetic algorithm in order to mining the information of web usage log, and also quantify relevant information character by an example, code using an array of real numbers, structure a fitness function. Finallycan mining user rules that hide in the user registration information. It provide accurate and viable association rules for personalized service systems, forecast and analyse the user's behavior.

Key words: GA(genetic algorithm);web usage mining;association rules

1 引言

Web挖掘的目的就是要從大量的Web網站上的信息中提取對用戶有用的信息與知識。為了達到這一目的，可以把Web挖掘看成是搜索問題，將整個Web信息數據庫看作一個大搜索空間，而把挖掘算法看成一種搜索策略。顯然，當Web信息數據庫容量極其巨大時，進行窮舉搜索是不可行的，必須采取一種有效的搜索策略。應用遺傳算法在Web數據庫中進行搜索，對隨機產生的一組規則進行進化，直到該Web信息數據庫能夠被該組規則覆蓋，從而挖掘出隱含在Web數據庫中的規則，找到用戶所需要的信息與知識，為用戶提供個性化服務。

2 Web使用挖掘

Web挖掘是數據挖掘在Web上的應用，可以分為Web內容挖掘、Web結構挖掘和Web使用挖掘[1][2]。其中Web使用挖掘的主要目的在于分析用戶的行為模式（或稱訪問習慣），發現用戶訪問Web頁面的模式規律，為智能Web服務提供知識依據，因此需要分析描述Web用戶訪問行為特征的關聯規則。關聯規則是描述Web用戶行為特征的重要依據，是用戶行為特征的知識表示，Web關聯規則是通過分析用戶訪問的Web頁面(URL)之間的關聯關系得來的，具體應用在Web使用挖掘中有其特殊的表現形式，事實上，Web關聯規則(Web Association Rules，下簡稱WAR)是一種知識的表現形式。與一階邏輯的產生式大體相同，而WAR是考察用戶的客觀訪問規律所獲取的知識，用戶對Web站點的訪問過程是與URL訪問序列、訪問時間有關系，如果在挖掘WAR時忽略這種關系，那么挖掘出的關聯規則就僅僅是URL之間的一種關聯關系，而割裂用戶的實際訪問規律，因此，將通常意義上的關聯規則挖掘與序列模式挖掘相結合，考察關聯規則的條件與結論及其內部項的時序關系，挖掘有效的WAR，將為基于Web使用挖掘的個性化服務系統提供準確、可行的關聯規則。

3 基于遺傳算法的Web使用挖掘模型

Web使用挖掘中的信息除了服務器的日志記錄外，還包括服務器日志、瀏覽器端日志、注冊信息、用戶會話信息、交易信息、Cookie中的信息、用戶查詢、鼠標點擊流等一切用戶與站點之間可能的交互記錄。可見Web使用挖掘的數據量是非常巨大的，而且數據類型也相當豐富。通過處理服務器日志文件等這些數據，結合站點的拓撲結構信息，可以發現用戶的瀏覽模式，如用戶聚類、關聯規則、序列模式等，理解用戶的行為，進而實現預測用戶的行為，為用戶提供個性化服務。從而提出了一種基于遺傳算法的關聯規則挖掘模型，如圖1所示：

圖1 基于遺傳算法的關聯規則挖掘模型

該模型的工作過程如下：

根據用戶的問題信息將其通過預處理器被編碼成有限長的消息并為每個屬性(字段)創建映射表，然后依據屬性(字段)由SQL查詢器在Web信息數據庫中查詢生成臨時消息表，再依據屬性映射表將臨時消息表離散化處理之后生成消息表：由遺傳算法求出滿足條件的種群，最后將種群中適應度較高的個體作為解輸出到優化器，然后由優化器對規則進行提取生成關聯規則返回給用戶。

4 實例分析

根據某網站的用戶注冊登記信息，由此建立了一個用戶信息數據庫。用戶基本信息表的屬性(字段)如表1所示。通過收集這些信息并運用遺傳算法方法對其進行分析和關聯規則的挖掘，從而實現了遺傳算法在Web使用挖掘上的應用。具體求解步驟如下：

表1 用戶基本信息表

4.1量化

為了能夠對用戶信息進行編碼，必須先根據用戶信息特征進行量化[3]。

定義1 量化(Measurement)：就是對數據庫中的屬性值按照一定的方法分類，并賦給一個正整數表示的方法。

定義2 成熟度(Mature)：是量化值的線性函數。量化值越小，成熟度越小，反之，則越大。主要來衡量某個個體對網絡的依賴程度。

根據量化定義，先對用戶基本信息表中的各個字段進行量化再進行編碼。

(1)Province的量化

用戶所處的地域是Web中關心的一個重要的參數。其部分省份量化表如表2所示。量化原則是先根據地域分組，同一組的具有相同的量化值。北京、上海等直轄市化為一組，具有最高的量化值5；東部省份城市化為一組，其量化值為4；中部省份城市為一組，其量化值為3；西部省份城市為一組，其量化值為2；偏遠省份城市的量化值為1，各組的量化值依次降低。根據成熟度的定義可知中西部省份相對于東部省份以及直轄市而言，其對網絡的依賴程度還不是很高。其余字段都遵循同樣的量化原則。后面挖掘出的關聯規則，其解釋可能不止一種。例如：表2中，北京、天津、上海等具有相同的量化值5，在挖掘出的關聯規則中只能解釋為直轄市而無法指出具體的地方。

表2Province的量化

(2)Action的編碼

用戶在填寫上網活動時，允許同時選擇多個，同時查詢中要采用關系數據庫，因此首先就要滿足1NF（第一范式）[4]，不能有子表，對用戶的選擇必須進行處理，否則是無法存儲到數據庫中的。Action的編碼值與成熟度無關，Action的編碼值與別的量化值有完全不同的意義，因此，在適應度函數構造中是不包含此項的。所采用的方法是：表3中，舉出8項用戶上網最有可能進行的活動，然后編號，每項活動，用戶選擇就賦值為1；否則為0。這樣就會得到一個8位的二進制的序列，然后轉換成十進制存儲。最后提出規則以后，再對其解碼即可知道所代表的意義。例如：編碼為00110001，十進制數是49。說明該用戶平時上網的主要活動是在線游戲、體育和聊天。若用戶上網活動的選擇項不止8項，則相應調整二進制位數。

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表3 Action的編碼表

4.2編碼

在遺傳算法中如何描述問題的可行解，即把一個問題的可行解從其解空間轉換到遺傳算法所能處理的搜索空間的轉換方法就稱為編碼。由于遺傳算法應用的廣泛性，迄今為止人們已經提出了許多種不同的編碼方法，總的來說，可以分為三大類：二進制編碼方法、符號編碼方法、浮點數編碼方法[6]。二進制編碼方法是遺傳算法中最主要的一種編碼方法，它的優點是：容易產生和操作、理論上容易處理、幾乎任何問題都可以用二進制編碼，但是二進制編碼也存在一些缺點：首先是表示精度與算法效率之間的矛盾；其次，某些問題中要將屬性值先轉化為實數值然后再將實數值轉化為二進制編碼，這樣在遺傳算法的操作過程中，需要不斷地對碼串進行譯碼，增加了算法的計算量，降低了算法的效率。所以本實例中不采用二進制編碼，而是直接采用實數數組的方法進行編碼。

實數數組中元素的個數與事務數據庫中的字段個數相對應，元素值代表了元素的屬性值，如表4所示的事務數據庫。

表4 事務數據庫的字段

用一個長度為N的數組來表示表2所表示的事務數據庫的個體編碼，A[1]表示字段1，A[2]表示字段2，…，A[R]表示字段R。例如：用數值i(i∈N)表示屬性值i，就可以用數組A[R]的元素值來表示相對應的字段的屬性值。另外用值0表示此屬性與其它的屬性無關聯。由此，表4所示的數據庫的編碼結構如圖2所示。

圖2 編碼數組結構

采用實數數組的編碼方法，這種編碼方法具有精度高、便于空間搜索的優點，實現起來也比較簡便。在利用實數數組的方法進行編碼過程中，實數數組的元素個數與事務數據庫中的字段的個數相對應，實數數組的元素值則代表了字段的屬性值。其實進行了這樣的編碼后交叉、變異等的操作就變成了對數組的操作。

根據以上對各個字段的量化，結合上面所述的實數數組的編碼方法，可得到用戶基本信息表的量化和編碼結果。經過量化和編碼后的用戶基本信息表如表5所示：

表5 量化和編碼后用戶基本信息表

4.3 適應度函數的構造

適應度函數是遺傳算法與應用問題的唯一接口，是種群中個體優劣的一種量化反映，它的構造直接影響問題求解的效率。為了構造適應度函數，再引入關聯規則及支持度、可信度等的概念[5]：

定義3關聯規則也稱之為關聯模式，是形如x?圯y的規則，其中x，y是關于數據庫中屬性取值的斷言：由于某些事務的發生引起另外一些事件的發生。

定義4設T是事務數據，即T={t1,t2,...tn}，其中ti(1?燮i?燮m) 是每個事務的數據，這些數據稱為數據項。I是T中所有數據項（物品）的集合即I={i1,i2,...in} ，ij是T中的一個數據項。每個事務中含有I的一個子集。關聯規則是一種蘊含關系：x?圯y，其中，x∈I,y∈I且x∩y=? 。

定義5支持度（support）表示x?圯y在T事務數據庫中出現的普遍程度，稱規則x?圯y在事務數據庫T中具有大小為s%的支持度。

定義6可信度(confidence)說明x?圯y成立的必然性，稱規則x?圯y在事務數據庫T中具有大小為c%的可信度。

支持度是對關聯規則重要性的衡量。支持度說明了這條規則在所有的事物中有多大的代表性，顯然，支持度越大，關聯規則越重要。有些關聯規則的可信度雖然很高，但是支持度卻很低，說明該規則使用的機會很少，因此也并不重要。鑒于關聯規則的如此特性，考慮用關聯規則的支持度來定義它的適應度函數?？梢赃@樣來篩選規則，先用支持度來篩選規則，然后在滿足最小支持度的規則中確定它的關聯程度和關聯性。因此規則的適應度可以簡便的作如下定義：

fitness(Ri)=S'/S=P 當S'>Sq 當S'

式中S'為經過遺傳操作所形成的一條新規則的支持度，s為用戶給定的支持度的閾值。當R'為符合要求的規則時，它的適應度函數值應大于1，否則適應度函數值將小于1，這條規則在下一代遺傳中就會被淘汰。

在遺傳算法進行搜索時只以適應度函數為依據，利用種群中每個個體的適應度值來進行搜索。一般而言，適應度函數是直接由目標函數變換而成的，有時也要根據問題的要求，對目標函數進行一定的適應度尺度變換(Fittness Scaling)。

在實例中，采用的方法是把實數數組元素值線性相加。根據前面知道，A[i]值越大，說明擁有該屬性的個體對網絡的依賴程度越大；反之，則越小。所以，適應度函數為：

根據適應度大小將整個群體分成n個子種群，fi(x)表示第i組的適應度函數，每一組的規則數目是M/n(M為初始群體的個數)。fi(1)適應度最小，fi(2) 次之，然后依次增加。

4.5實例運行參數和結論

實例運行中對遺傳算法需要設定的初始參數主要有：

(1)個體編碼的長度L=8。編碼的長度與所用的編碼的方法有關。當用二進制編碼來表示個體時，編碼串長度與L的選取和問題所要求的求解的精度有關；使用浮點數編碼來表示個體時，編碼串長度L與決策變量的個數N相等。在本文中，編碼的長度等于數據庫中我們希望相關的字段的個數。

(2)初始群體的大小M=200。群體的大小M表示群體中所含個體的數量。當M取值較小時，可提高遺傳算法的運算速度，但卻降低了群體的多樣性，有可能引起遺傳算法的早熟現象；而當M的取值較大時，又會使得遺傳算法的運行效率降低。所以要綜合這兩個方面的因素來考慮。

(3)變異概率Pm=1%。變異決定了物種的多樣性。但若變異概率取值過大的話，雖然能夠產生出較多的新個體，但又可能破壞掉很多較好的模式，使得遺傳算法的性能近似于隨機搜索算法的性能，因此，在本文中，選擇的變異概率為1%。

(4)終止代數T=10。終止代數是表示遺傳算法運行結束條件的一個參數，它表示遺傳算法運行到指定的進化代數之后就停止運行，并將當前群體中的最佳個體作為最優解輸出。在本文中，我們要求的是滿足用戶給定閾值的規則，因此最后輸出的解不是一個最優解，而是一個符合要求的規則的集合。在本例中的終止代數是：經過兩代運算后，沒有小于用戶給定閾值的規則。

(5)初始群體分的子群數n=3。

根據以上算法，可在表5中發現部分關聯規則如下，從而得出用戶想要的結論。

①：T(10%support，90%confidence)

說明：T(這只是一種合理的解釋)，由此可以看出在一些家庭條件較好的女中學生經常長時間上網聊天、玩在線游戲、收發郵件。

②：T(32%support，78%confidence)

說明：T

5 小結

與Web使用挖掘中的其它算法比較，遺傳算法具有很好的全局搜索能力，將其用于Web使用挖掘時它能較好的處理數據庫中不同屬性之間的相互關系。在Web使用挖掘中引入遺傳算法，其優勢在于不僅有傳統方法挖掘的準確性，又有進化計算所具有的智能預見性、適應性，不僅能從現有的數據中準確得出所蘊涵的關聯規則，更以預知的方式挖掘出未來將產生的關聯規則，并且，應用這些關聯規則可以為基于數據挖掘的智能Web系統提供更進一步的知識支持。

參考文獻：

[1]張云濤,龔玲.數據挖掘原理與技術[M].北京:電子工業出版社,2004.

[2]宋愛波,董逸生,吳文明.等.Web挖掘研究綜述[J].計算機科學,2001,28(11):13-16.

[3]賈兆紅,倪志偉,趙鵬.改進型遺傳算法及其在數據挖掘中的應用[J].計算機應用,2002,22(9):31-33.

[4]薩師煊,王珊.數據庫系統概論(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2002.

[5]王小平,曹立明.遺傳算法――理論、應用與軟件實現[M].西安:西安交通大學出版社,2002.

[6]王文杰.人工智能原理與應用[M].北京:人民郵電出版社,2004.

第8篇：人工智能賦能教育概念范文

關鍵詞：高校教師；跨學科；交往；學術創新

中圖分類號：G645.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-0059（2013）01-0034-06

馬克思?韋伯在其著名的“以學術為志業”的演講中提到，以學術為志業的人應全身心地投入到所在學科的研究中，需要有從事研究的“熱情”，有了“熱情”才能激發出靈感，有了靈感才有學術上的創新。靈感也離不開智力上艱苦地思考。本研究認為，學術人從事學術研究的“熱情”與“靈感”也源于學術人之間的學術交往，尤其是跨學科交往。此處的“跨學科交往”特指學術人基于共同的興趣、愛好或利益跨越學科邊界、專攻領域等進行的一種私人間的跨學科合作、交流行為及他們之間建立的聯系。相關研究證明，高校教師跨學科交往在其學術創新中發揮著重要作用。那么，高校教師跨學科交往在其學術創新中到底是如何發揮作用的？如何促進高校教師進行跨學科交往？

高校教師跨學科交往常常發生在非正式學術場合，與教師在學術職業發展中建立的各種學術關系密切相關，具有很大的私密性。基于研究對象的此種特殊性，以學術人的自傳、口述史、著作的序言及后記、學科發展史等作為研究資料，在考慮到歷史資料的獲取性及學術人學科分布的情況下，查找及篩選出如下案例：科學社會學創始人默頓（Robert King Merton）、科學哲學著名學者庫恩（Thomas Samuel Kuhn）、政治哲學家沃格林（Erich Voeglin）、經濟學家兼人工智能專家西蒙（Herbert Alexander Simon）、數學家及控制論創始人維納（Norbert Wiener）、生物學家梅達沃（PeterBrian Medawar）。本研究主要通過案例分析解決提出的問題。

一、核心概念界定：學術創新

案例中的學術人都在自己的研究領域取得了卓越的學術成就。本研究認為，他們取得的學術成就是學術創新的表現。學術創新一方面表現為開辟新的學科或新的研究領域。例如，默頓創立了科學社會學。20世紀40-60年代，美國的社會學界對科學的社會學方面只有極少的關注，還沒有形成研究的熱潮。默頓憑敏銳的學術直覺確立了一系列研究問題并把它們作為科學社會學研究的問題群，借鑒其他研究領域的方法并將其發展成科學社會學學科專有的研究方法。通過以上努力，默頓為科學社會學的研究確立了一定的研究“范式”。西蒙在學術職業生涯的開始階段，以經濟學家的身份研究管理行為中的決策問題。隨著計算機技術的發展，西蒙用計算機模擬人的決策過程，開辟了認知心理學和人工智能學科的新領域。維納把數學與物理學結合起來，創立了控制論。另一方面，學術創新表現為在某研究領域取得突破性的成果。例如，庫恩寫成《科學革命的結構》一書，其“范式”理論在科學哲學領域獨樹一幟；梅達沃發現生理組織免疫性，取得生理學領域中的突破。

總之，學術創新意味著學術人在同時代的學術知識基礎上，在有限的學術空間中開辟了新的學術空間，從而為新知識的探求和獲得打開了一扇窗口，奠定了新知識合法性的基礎。

二、非正式跨學科組織：強關系中的跨學科交往

學術人因共同的興趣、愛好等常常聚在一起，久而久之便形成了非正式的組織。學術人的學科背景及研究專長多種多樣且各不相同，因此，這些非正式組織往往具有明顯的跨學科性質。那么，是什么因素促使學術人組建非正式跨學科組織的？跨學科交流最主要的障礙是學科知識、價值觀及學科利益，學術人在非正式跨學科組織中是如何克服學科文化帶來的障礙的？非正式跨學科組織在學術人學術創新中是如何發揮作用的？

20世紀30年代，巴伯、科恩（I.Bernard Cohen）和默頓組成了三個人的跨學科小組。巴伯和默頓當時所學專業是社會學，科恩所學專業是科學史，他們三人都對社會學與科學史之間的聯系感興趣，在思索二者的聯系上他們相互影響。與此同時，三人小組還得到了化學家及科學史創始人喬治?薩頓，生物化學家、科學史學家和帕累托派生物學家亨德森（L.J.Henderson），前化學家、自學成才的科學史學家、哈佛大學校長詹姆斯?布萊恩特?科南特（James Bryant Conant）三位具有跨學科背景的著名教師的影響，三位老師經常參與及關注三人跨學科小組的討論。40年代，巴伯又和庫恩、庫恩的好朋友吉利斯皮、杜普里組成四人跨學科小組。在40年代末，他們都在哈佛大學讀研究生。在第二次世界大戰期間，他們都在某個軍隊或政府部門服務。完成了一定量的服務后，1949年，巴伯獲得了社會學博士學位，吉利斯皮獲得了史學博士學位，庫恩獲得了物理學博士學位，三年后杜普里也獲得了史學博士學位。在哈佛的那些日子里，雖然他們在不同的系，但這種差別并沒有妨礙他們彼此相識，并培養他們對科學史和科學社會學的共同興趣。巴伯是聯結30年代三人跨學科小組和40年代四人跨學科小組的紐帶。通過人際關系網絡，庫恩和默頓也互相熟悉?？茖W社會學、科學史和科學哲學彼此交叉，思想通過社會網絡從相關的探索領域流入和流出。

從以上案例可以看出，默頓和庫恩參與的跨學科小組的成員雖然具有不同的學科背景及學科專長，如社會學、科學史、歷史學、物理學等，但他們有共同的學術興趣，即探索社會學與科學史相關的問題。對四人跨學科小組來說，他們年齡相近（這意味著他們都受到同時代社會文化價值觀的影響），都在哈佛大學求學并且二戰期間都曾參軍。共同的學術興趣及共同的成長經歷無形中促使他們走在一起并形成密切的關系。“相似孕育聯系”是同質性原理最基本的含義。在個人人際關系網絡中，人們與他們相識的人在年齡、性別、種族、教育、行為特點、個人內在性格等方面存在很大的一致性。同質性在人們信息的接收、態度的形成及互動中發揮著重要作用，通過這種方式，同質性框定了人們的社會世界。根據同質性原理，有共同特點的人們經常進行社會互動。當人們互相信任和認可時，他們更有可能進行支持性的互動。人類信息溝通的一個基本原理也認為，溝通的個體之間相似程度越高，越容易進行溝通。雖然大量研究認為，學科文化（知識、價值觀、利益等）是跨學科交往中最主要的、難以克服的障礙。從此案例中我們可以看出，跨學科小組成員間各方面高度的同質性使他們在學術交流上較容易克服學科文化帶來的障礙。同質性使他們相互信任、理解與支持，即使學術觀點有所不同，也不會影響彼此間的關系。學術人私人密切關系的建立與學術交流二者相互促進、相得益彰。西蒙的經歷也證明了這一點：西蒙在伊利諾伊理工學院工作期間，參加了考爾斯委員會每周關于經濟學的討論班。西蒙回憶說：“這個名單（指參與討論班的人員）中包括不少于9位未來的諾貝爾獎得主。討論的智力水平也給人以深刻印象，而給人印象最深的是，所有的人在最尖銳的意見分歧中仍不失為最親密的朋友。我從我與考爾斯委員會進行合作研究中得到的最有價值的禮物是結交了一批終身的朋友?！?/p>

長時間的合作與交流使相互交往的學術人甚至發展出一種非常默契、微妙的交流方式，這種交流方式在他們的學術發展中起了富有創造性的共鳴作用。庫恩回憶他的一個同事時說，“卡維爾是一個主要研究倫理學和美學的哲學家，他得出的結論同我的十分一致，一直是一個激勵和鼓舞我的源泉。而且，他還是唯一的一個可以同我只用一言半語探索思想。這種交流方式表明，他的理解力足以為我指出怎樣通過或繞過我在準備第一個手稿時所遇到的主要障礙?！雹栉髅珊桶惖暮献髦校麄兺饷總€周六見面，在廣泛的話題中“漫游”――尤其談得多的是“問題解決”和阿倫正在設計的“下棋語言”。阿倫往往會從語言和計算機這一頭出發提供想法，而西蒙則從人類解題和啟發式方面所了解的東西出發。這是一種角色專門化，是由各人的條件所決定的，他們倆適度地堅持了好多年?！霸谡麄€時期我們處于最密切的交流之中，并且通過長期聯系，發展了不同尋常的交流能力。我們甚至能交流我們的微妙的思想。”

學術人聚在一起，最重要的活動是學術互動?？铝炙够觾x式理論為我們理解與分析學術互動提供了一個有用的視角。簡要地說，互動儀式是指，在具體情境下，聚集的人群在象征性的神圣客體的影響下，經過互動激發出一定的情感能量，從而促使人們相互認同和團結在一起。對學術共同體來說，“真理”是神圣客體，因為它體現了學術共同體中最高的認知范疇和道德范疇，是最高價值場所。學術人因探討思想、真理而走在一起，進行討論、演講、辯駁，并對證據不斷地進行考察與說明，等等。在互動中，學術人通過他們的思考來確定觀念的有效性。在具體的演講或爭論中，某個主導個體就其關注的論題發表所堅持的觀點，提出一套統一的話語，由此把大家關注的焦點提到神圣客體的位置。然而，因為學術人總是持有不同的觀點，很難達成一致，因此，對學術人來說，互動過程的重要性大于對神圣客體――“真理”的認同。學術互動的目的在于揭示一種世界觀，一種將理解本身視作目的的訴求。因此，學術互動的核心不在于特定的論述或信念，而在于活動本身。“核心在于特殊的言說行動：超越情境的對話的進行，連接過去和未來的文本。正是對這一共同活動的深層意識，把知識分子結合為一個儀式共同體?！痹趯W術互動中，不同的思想觀念在學術人之間流進流出。在互動中，因學術人受關注程度及參與互動程度不同，學術人的情感（如自信、熱情、良好的自我感覺等）常常時而高漲、時而低落?；拥某蓡T們對各種觀點的感受與互動中激發的情感能量產生摩擦，常常激發出學術人創造性的神圣火花。對知識分子來說，產生的不僅僅是思想觀點，而是能感受到成功的思想觀點。從案例中我們難以看出三人跨學科小組和四人跨學科小組成員們是如何互動的。我們只能通過歷史的想象還原他們當時熱烈討論的情景。我們還能想象出各位教師的參與和關注也激勵了他們學術探究的熱情。德國大學研討班的授課方式非常注重學術互動，從沃格林的回憶與感受中我們可以窺見學術互動的重要作用：“這些小組取決于討論班的建制、個人友誼，以及這些人與其他人之間的關系，最終結晶出一種所謂的Geistkreis（精神或知識圈子）建制。一群年輕人每月有規律地見面，其中有一個人會就他選擇的主題做個演講……這是個有教養的團體。此群體的一個重要特征是，我們都是因為在追求這門或那門科學上的知識興趣而走到一起，且同時有相當數量的成員不單單屬于大學，而且還從事種種商業活動。”

非正式跨學科組織在學術人的學術創新中是否一定發揮著積極、正面的影響？這或許取決于學術人自己對學術領域的把握。梅達沃經常參加一個叫“理論生物學俱樂部”的團體的活動，其成員包括米德爾塞克醫學院生物學教授伍杰及他的一位年輕同事佛洛伊德（W.Floyd）、植物學家威瑟斯（R.Withers）、劍橋胚胎學家李約瑟、生物學界著名科學家沃丁頓（C.H.Waddington）及哲學家波普爾。在俱樂部中，梅達沃與沃丁頓相互認識并相互熟悉。在學術生涯早期階段，梅達沃在沃丁頓的影響下，研究毫無進展。梅達沃認為，造成這種結果的原因之一是受到沃丁頓的錯誤引導，并認為沃丁頓只是位嘩眾取寵的科學家。從梅達沃的學術經歷中，可以找到另一種猜測性的解釋：梅達沃大學期間學習的是動物學，畢業后從事的是胚胎學與組織移植方面的研究，與動物學幾乎不相關。由此看出，對研究領域涉獵不深也是梅達沃做出錯誤學術判斷的一個重要原因。

三、與陌生人的相遇：弱關系中的跨學科交往

除了以強關系形式在非正式跨學科組織中的交往外，通過人際交往獲得學術靈感的另一種重要途徑是在不同場合與陌生人的相遇與交流。這種交往的主要特點是，交往的對象之間僅僅相識，相互了解得并不深入，他們的感情基礎很薄弱。這種關系即格蘭諾維特（Mark S.Granovetter）所說的弱關系（weak ties）?！叭蹶P系”指類似認識但不熟知的人（acquaitances）之間的關系，“強關系”指類似朋友（friends）、親人間的關系。隨著社會系統的進化、勞動分工及專業化的發展，多種多樣的專業化角色間的相互依賴關系使每個人只能了解其他人人格的一小部分，弱關系由此而生。弱關系成為個人融入現代社會的重要因素，而不僅僅代表著疏離。弱關系發揮著橋梁作用，它把不同的強關系聯系在一起，進行著信息的傳遞。嵌入在同一社會圈子里的個體一般與圈子里的其他人關系更緊密，互惠性和互動性更強，因此，他們有很大的同質性。如果個體需要不同的信息，那么他們更可能在不同的、而不是自己的社會圈子中尋找。弱關系更有助于接觸到異質性資源。聯系不同社會圈子起橋梁作用的人更容易獲得社會資本。相關研究指出，來自不同學科的科學家，他們曾在不同的部門接受訓練，有著不同的導師，在不同的期刊上，參加不同的會議。他們間的關系相當于弱關系。強關系在人際影響方面有相對優勢，弱關系在信息傳播方面有相對優勢。以弱關系形式在不同場合與陌生學者的相遇在學術人的學術創新中如何發揮作用？

經過非常嚴格的選拔，庫恩人選哈佛大學研究員協會（Society of Fellows Harvard University）。哈佛大學研究員協會是哈佛榮譽退休校長勞倫斯?洛威爾（A.Lawrence Lowell）為紀念他的妻子由個人捐贈成立的。洛威爾堅信，不同學術領域學者之間的非正式討論具有很高的價值。學會建立的目的是讓處于學術職業早期階段的人們從正式的、傳統的大學教育的要求中解放出來，給他們一次在大學任何院系、部門從事研究與學習的機會。研究員協會會員任期為三年，會員來自著名大學不同學科，他們都是學術精英。會員人數控制在30人以內，每年入選10人左右。初級研究員和高級研究員每周一晚上進行晚宴會餐，初級會員兩周一次午餐聚會，也經常有一些訪問學者加入進來。在提到研究員協會的經歷時，庫恩說道：“我的一位同事要我讀一讀感覺心理學、特別是格式塔心理學的文章。還有一位介紹我看本杰明?李?沃夫（Beniamin LeeWhorf）是怎樣考慮語言對世界觀的作用。W.V.O.奎因（Quine）則為我解開了區別分析和綜合的哲學之謎。這是研究班所容許的自由探索，只有通過這樣的探索我才能看到路德維克?弗萊克（Ludwik Fleck）的幾乎沒有人知道的專題著作《科學事實的出現和發展》，此文先于我而提出了我的許多想法。弗萊克的著作同另一位實習生弗朗西斯?X?薩頓（Francis X.Satton）的評論一起，使我意識到需要把這些想法置于有關科學界的社會學之中?！?/p>

哈佛研究員協會通過人為的努力把不同學科的學者聚攏在一起。不可否認，存在有些會員早已相互熟知的情況，但大部分會員也許是僅僅相識，成員間的關系很大程度上是弱關系。庫恩說起哈佛研究員協會對其學術發展的影響時，重點提到獲得了多方面的信息，這也印證了庫恩與其他會員的關系在很大程度上是弱關系。哈佛研究員協會的各種弱關系為庫恩的學習帶來了豐富的資源，在多學科的小環境中與社會學家間的互動增強了庫恩意外發現的能力。“沒有那一段自由時期，要轉到一個新的領域就困難多了，甚至根本辦不到?！?/p>

弱關系的形成還與學術人的角色、地位密切相關。學科帶頭人、實驗室領導等比一般的科研人員有更多的機會參加各種學術會議、合作項目的洽談等，他們更容易獲得多方面的信息并把信息傳達給科研團隊中的其他成員，他們擔任著“信息守門員”的角色?！坝^念領導者的角色就像一條林蔭大道，新的觀念和事物順著這個大道進入到系統，他們因而被認為具備導向能力?！泵愤_沃作為研究小組的導師及負責人，他在國際會議上結成的弱關系中獲得的有用信息為其研究小組帶來了很大的機遇：1948年，梅達沃在斯德哥爾摩參加國際遺傳學大會期間，愛丁堡農業研究委員會動物育種研究組織的主任唐納德（Hugh DonMd）與他花了很多時間討論如何分辨異卵雙生與同卵雙生牛犢的問題，梅達沃答應幫唐納德解決技術上的問題。一個無意問的承諾，開辟了梅達沃科研小組獲得新成果的方向：梅達沃與其合作者比林漢和布倫特三人在此問題的研究過程中意外地發現了組織移植中的免疫耐受性，為此他們榮獲了1960年諾貝爾醫學生理學獎。

從心理學角度看，弱關系主要是通過影響人的心理認知過程這一中間變量對學術創新發揮作用的。心理學相關研究表明，個體解決問題的能力與其所具有的相關知識密切相關。個體所具有的相關知識主要包括需要解決的問題、事實、所處環境、精通的技術、解決問題的相關經驗，等等。弱關系為個體提供了異質性的、非冗余的信息，這增加了個體的相關知識儲備，使個體對相關領域有了更多的了解。個體通過弱關系認識的人往往具有不同的背景及不同的做事方式，這也為個體提供了廣泛的視角。非冗余的信息及多樣的視角為個體提供了各種各樣的問題解決方案，并為個體提供了在不同方案間進行細微比較的可能，從而進一步促使個體在認知上對事物間的關系進行非同尋常的聯想，結果提高了個體創新性地解決問題的能力。此外，在弱關系中，個體與所交往的人沒有強烈的認同感，個體更傾向于在多樣性的聯系中認同自己，這促使個體更自主地進行反思與思考。

四、學術系統中的認可機制：跨學科交往機會的獲得

學術人進入什么樣的學術機構，將與哪些教師建立師生關系，將與哪些人進行跨學科交往，這些人際互動環境雖然是個人自我選擇的結果，但在很大程度上卻受到學術系統認可機制的影響。學術系統主要存在普遍主義和特殊主義兩種取向的認可機制。普遍主義認為，學者個人內部特征（如個性、天賦、創造性、努力程度等）的不同導致學術產出不同，從而使學術人獲得不同程度的認可及學術系統內不同的地位。特殊主義認為，學者在學術系統中地位的獲得主要是由于本科及研究生教育背景（畢業機構的聲譽或地位）、工作機構聲譽與環境、職業流動、學科特點、導師關系等眾多復雜的外在支持條件和因素。兩種學術認可取向在現實的學術生活中是相互交叉影響的。二者相互交叉影響的最主要原因是組織內部環境，即“精英機構內部存在的一種基于對學術人的內隱資質加以篩選（先賦性因素），再給予其能力釋放和發揮以制度和環境支持（贊因素）的加速度催化效應機制”㈣。科學界對榮譽等資源的分配遵循著馬太效應或稱為優勢積累效應，指的是，“非常有名望的科學家更有可能被認定取得了特定的科學貢獻，并且這種可能性會不斷增加，而對于那些尚未成名的科學家，這種承認就會受到抑制?！遍惉F實學術生活中的人際關系是聯結普遍主義和特殊主義的紐帶。人際關系、學術系統認可機制及優勢積累效應，三者共同影響著高校教師跨學科交往機會的獲得及將與誰交往的可能性。

庫恩選擇哈佛大學且被哈佛錄取已然隱含了庫恩將來有可能與某些領域優秀教員相遇的可能性及與同樣基于自我選擇被哈佛錄取的地位相同的同學相遇的可能性，這些人都可能以不同的方式開拓他的視野。庫恩本科主修物理學并寫出了優秀的畢業論文，出色的個人角色表現引起了哈佛校長科南特的注意?？颇咸厥堑谝粋€引導庫恩對科學史產生興趣的老師。1941年，哈佛大學根據羅斯?？偨y的行政命令成立了科學研究與發展辦公室，科南特任辦公室副主任，庫恩也進入了這個辦公室。戰后，二人又都恢復了他們在哈佛的生活，科南特是哈佛大學的校長，庫恩則是物理系的研究生。庫恩個人出色的表現及與科南特的關系使庫恩贏得了入選哈佛大學研究員協會的機會。庫恩的出色表現繼續為他的優勢積累過程創造新的機會：由于庫恩曾是全國研究理事會的一名成員，再加上他在哈佛研究員協會的一段重要歷程，庫恩因此獲得了哈佛大學的全職教學職位。這個教學職位是公共課和科學史課程的講師，這一教學項目是科南特親自開設的?！爱斎唬瑤於骺赡懿恢溃c有多方面影響而且恰巧又是這所大學的校長的這位科學家一學者之間的個人互動，在他入選哈佛大學的過程中起了重要作用?！?958-1959年間，庫恩應邀到行為科學高級研究中心做訪問研究員。當時的行為科學高級研究中心主要引進社會學、認知心理學、行為科學等學科的研究人員，而庫恩本科及研究生階段所學專業是物理學，后來的研究主要是科學史，從當時的情境看，行為科學與物理學和科學史之間的制度化的界限是不可逾越的。年輕學者在沒有相關科研學術成果出版而得到同行的認可時，在他們學術職業發展的這一階段，是沒有機會被提名為這個中心的研究員的。作為年輕學者的庫恩為什么能人選呢？這是因為，年輕學者的知名度或認可來源于他們在學術界相關學術組織機構中的地位、相關學科教師關系網絡以及通過優勢積累以前獲得的各種機會（如哈佛研究員協會會員、哈佛教師等機會的獲得某種程度上代表了個人的表現）。哈佛大學是精英機構，在這樣的精英機構中，有影響的教員很容易與其他精英機構建立起聯系。因此，對庫恩來說，他早期在行為科學不同領域中的知名度，在相當程度上得益于這類機構網絡和跨學科網絡。這些網絡既是社會網絡，也是認識網絡，他們超越了當時大學的界限和學科的界限。在行為科學高級研究中心，庫恩再次獲得意外發現，由此促成《科學革命的結構》一書的完成。