人工智能教育对于培养中学生信息素养的作用

张倍敏

摘 要：信息素养是信息时代国民应具备的基本素养，人工智能代表着信息技术的前沿。该文在分析信息素养的内涵基础上，探讨了人工智能在教育中的应用情况，提出了人工智能的理论和技术课程应该在中学的教育中作较为系统的介绍，以全面提高学生的信息素养。

关键词：人工智能；信息素养；信息技术

一、信息素养的内涵

1.信息意识 信息意识是信息素养的首要因素，主要指人们对信息及其交流活动在社会中的地位、价值、功能和作用的认识，换句话说，就是指人们对信息的判断、捕捉的能力。信息意识的强弱将直接影响人们利用信息的程度和效果。人们只有有了信息意识，才有可能有信息的需求，进一步去寻找信息和利用信息，并主动学习与信息处理有关的技术。

2.信息能力 信息能力是信息素养的重要方面，是指人们获取信息、处理信息、利用信息、创造信息、交流信息的技术和能力。人们只有掌握一定的信息技能，才能有效地开展各种信息活动，有效地利用信息和创造信息，充分发挥信息的价值，变信息为动力和优势。

3.信息道德 信息道德是指人们在整个信息交流活动过程中表现出来的信息道德品质。它是对信息生产者、信息加工者、信息传播者及信息使用者之间相互关系的行为进行规范的伦理准则，是信息社会每个成员都应该自觉遵守的道德标准。

二、人工智能技术在教育中的应用

1.智能体（agent） agent技术早在70年代出现在人工智能领域，通过感知、学习、推理以及行动能够基于知识库的训练模仿人类社会的行为。随着其进一步发展，它在远程教育领域发挥着越来越重要的作用。一套完整的远程教育系统中包含许多子系统，如答疑、作业发布、考试、交互等等子系统。这些子系统都有各自的数据库用来存储信息。为了提高整个系统的智能性，可以引入智能技术，把众多子系统的数据库链接起来，实现信息资源的共享。

2.智能CAI（ICAI） 随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助教学（CAI）已受到教育界的重视，成为学科教学改革的一种重要手段。许多学校都在开发CAI课件，但大多数CAI课件只是机械地按照教学设计者事先设计好的教学模式和内容向学生传授知识，并没有体现出个性化学习，无法做到因材施教。

3.智能教学系统ITS 智能教学系统（intelligent tutoring system，ITS）是涉及人工智能、计算机科学、認知科学、教育学、心理学和行为科学的综合性课题，其研究的最终目标是由计算机负担起人类教育的主要责任，即赋予计算机系统以智能，由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。我国ITS的研究起步较晚，但近几年随着计算机的普及和教育软件需求增大，ITS的发展较快。ITS按照功能分为四个模块：专家知识模块、学生模块、教师模块、人机接口模块。

三、人工智能教育对学生信息素养的作用

人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。换言之，它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动，来解决需要人类专家才能处理的复杂问题。

综上所述，作为信息技术一个不可缺少的重要组成部分，人工智能的基本内容在中学信息技术课程中是不能不专门提及的，以往某些教材中用一两页篇幅作个简单介绍的方法根本不足以反映人工智能学科的全貌。我们认为，中学阶段开设人工智能课程可以在以下几个方面对学生的信息素养培养产生积极作用：

1.多种思维方式的培养和信息素养的综合锻炼 现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次：结构化问题，是能用形式化（或称公式化）方法描述和求解的一类问题；非结构化问题，难以用确定的形式来描述，主要根据经验来求解；半结构化问题则介于上述两者之间。一般说来，中学阶段开设的传统意义上的信息技术课程中所介绍的信息技术，例如多媒体技术、网络技术、数据库技术、算法与程序设计等，都是求解结构化问题的基本技术。而人工智能技术则是解决非结构化、半结构化问题的一类有效技术。

2.体验人类专家解决复杂问题的思路，提高学生的逻辑思维能力 这里以人工智能学科中“专家系统”技术的体验、学习与应用过程为例进行说明。在专家系统的应用过程中，一个实际的专家系统不仅能够为用户给出相关领域的专家水平建议或决策，而且能够通过解释机制，以用户容易理解的方式解释专家系统的具体推理过程。学生可以向专家系统提出诸如“为什么（Why）”、“如何（How）”、“如果……会怎么样”等问题，系统接受用户的问题指令后，可以根据推理的逻辑进程，即时将答案呈现给用户，整个过程如同教师与学生在进行面对面的教学。

3.了解信息技术发展的前沿，激发对信息技术未来的追求 人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿，通过人工智能知识、技术的学习与体验，中学生能够对信息技术发展的前沿知识有一定程度的了解，这样有助于他们开阔视野，培养兴趣，激发对信息技术美好未来的追求，从而为今后进入大学或走向社会奠定良好的基础。

四、结束语

中学生的信息素养的培养是当前信息技术课的一个重要目标，而在现有的中学信息技术课程中，关于人工智能的知识只作了简单的介绍，学生们对于人工智能研究的广大领域不能有详细的概念，这对于中学生的信息化认识和信息素养的培养不够全面。因此在中学信息技术课中加大人工智能的知识介绍是信息技术课改革的重要内容。

参考文献：

[1]雷晓庆.网络环境下大学生的信息素养及其培养[J].太原大学学报，2004（2）：38.

[2]王永庆.人工智能原理与方法[M].西安：西安交通大学出版社，2002，1-53.

（作者单位：江西省赣州四中 341200）