時間:2023-06-08 15:42:26
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇人工智能的辯證思考,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
1引言
作為計算機科學技術的全新領域即人工智能,其正在迅速成長與成熟、新方法、新理念、新技術并且不斷壯大,同樣也包含著計算機網絡、數學、信息論各類學科的交叉和邊緣學科。人工智能包含的主要內容有知識表示和推理機制、問題求解和搜索算法,自然語言理解、專家系統(tǒng)和機器學習等;也作為計算機科學各專業(yè)重要的基礎課程,國內外各高校都非常重視,都將人工智能作為計算機專業(yè)的必修課程。人工智能包含的學科多,知識點雜、理論性強、內容抽象,算法難度高復雜,在此情況下各高校采用傳統(tǒng)的“教師講、學生聽”單一教學模式,學生處于被動學習地位;課堂教學與實際操作、理論與現實應用相脫節(jié);加上理論知識強,案例缺乏,容易使學生感覺空洞;學生易產生厭學情緒,也達不到鍛煉其分析問題、解決問題的思維能力和實踐動手能力。如何讓學生高效的學習一直是教師研究的課題,在大數據和網絡信息時代的大背景下,“互聯網+”已經廣泛應用和存在于生活、工作各個方面,其在教育教學中表現出的創(chuàng)新性、互動性尤為突出,并極具優(yōu)勢。
2基于案例的教學研究
此方法開始于上世紀20年代左右,最早是由美國哈佛商學院所提倡的,基于當時特殊的商業(yè)管理真是背景和特殊事件,能夠有效的發(fā)展和培養(yǎng)學生主動性、積極性和應用能力,開展案例教學后,學生實際解決問題能力有了很大的提高。但此教學研究方法知道到上世紀80年代后期,才引起教師的重視。1986年由美國研究小組提出《準備就緒的國家:二十一世紀的教師》書中,強烈推薦此方法在實際教學的重要性,并說明今后在教學過程中將其作為一種重要的教學方法應用于各類課程中去。
3基于人工智能的案例教學研究及應用
3.1案例精選
此方法第一步是案例選取,案例的好壞是決定案例教學效果關鍵因素。案例的選取需要滿足以下要求:(1)符合現在的教學目標,明確學生需要掌握的知識點、重難點等,能夠運用所學的理論知識應用到實際中,以此提高學生分析、解決問題的能力;(2)案例要有代表性、趣味性,由于人工智能課程內容多、抽象,需要將枯燥乏味的知識點轉化為趣味生動的案例,有利于吸引學生注意力,激發(fā)學習興趣和主動性;例如,講到“知識表示”這部分內容中引入“機器人搬積木”、“野人修道士渡河”案例;(3)采用互動的形式,此為人工智能的案例教學研究重要特征,同時也是教學目標得以充分展現的必要條件。能夠調動大家的積極性,學生和學生之間、學生與教師之間的互動,調動學生的主觀能動性。
3.2案例的執(zhí)行
(1)講授法。基于教學內容具體知識點設計案例;通過教師講解,幫助學生理解抽象的理論知識。案例的呈現有兩種基本形式:一是“案例—理論”,即先給出教學案例,后講解理論知識;二是“理論—案例”,即教師先講解知識,再給出教學案例;案例的呈現方式不同,會直接影響案例的功能,也會影響到學生的學習情緒、學習效果。為了使案例能更好地為教學服務,教師講解案例之前應從創(chuàng)設案例情境開始,通過情境體驗與案例剖析激發(fā)學生認知的興趣,引導學生對將要學習的內容產生注意,有利于教師導入新課。(2)互相討論法。大學生課余時間充沛,鑒于此,將班級學生分為若干小組,教師將事先準備好的案例分配給各組,學生采用組內互動討論的形式,設計出此案例的各種解決方法。課堂上,將本小組的解決方法用課件展現給其他小組。講解完成后,學生開始互相討論,對比各自的方法,然后由老師進行分析、對比和總結。以此來增強學生對學科知識點、應用能力的掌握。(3)相互辯證法。課后,采用相互辯證的方法,組織大家相互辯論。選擇一些綜合應用比較強的案例。與簡單的案例相比,綜合應用案例能更加高效地啟發(fā)學生全方位地思考和探索問題的解決方法。相互辯證法是一種探索新型的教學形式,學生的自主性強,能夠在辯論中充分表達自己的觀點,充分運用所學的理論知識來維護自己的觀點,還可以促使學生查閱大量資料,拓展知識面。
4結語
通過以上論述,人工智能技術開始應用于教學,與教學現代化有著密切的聯系。其發(fā)展必將對現代教育起巨大推動作用。在教學,可以基于人工智能技術建立人類推理模型學習工具等諸多的運用,展示出越來越好的實用性。
參考文獻:
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[2]陳柯蒙,張寧.人工智能的發(fā)展探析[J].新西部(理論版),2012(05).
隨著我國教育的迅猛發(fā)展,作為科學教育重中之重的小學科學教育逐漸開始被大眾所關注,所以探索小學科學教育的新思路已成為教育改革的關鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發(fā)達國家的教育改革理念與經驗,并進行本土化研究,促進我國教育發(fā)展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論,引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念,憑借著自身優(yōu)勢在中國教育課程改革中占據了一席之地,也為中國科學教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學內部對科學反思和科學外部人員對科學本質認識的思考。最初,HPS指的是科學史(HistoryofScience)和科學哲學(PhilosophyofScience)兩大學科領域,但在20世紀90年代科學建構論流行后,科學社會學與科學知識社會學被引入科學教育,HPS逐漸演化成科學史(HistoryofScience)、科學哲學(PhilosophyofScience)和科學社會學(SociologyofScience)三者的統(tǒng)稱[1]:科學史即研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史;科學哲學則是對科學本性的理性分析,以及對科學概念、科學話語的哲學思辨,比如科學這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學社會學則討論科學處在社會大系統(tǒng)中,社會種種因素在科學發(fā)展過程中的地位和作用,這包括了政治、經濟、文化、技術、信仰等因素[2]。在國外,德國科學家和史學家馬赫最早提倡HPS教育,突出強調哲學與歷史應用至科學教學中的作用。我國HPS相關研究開始晚且研究規(guī)模較小,首都師范大學的丁邦平教授認為HPS融入科學課程與教學是培養(yǎng)學生理解科學本質的一個重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學科學課程的必要性
運用科學史、科學哲學等進行教學是目前國際上小學科學教育改革的一種新趨勢。2017年,教育部頒布的《義務教育小學科學課程標準》標志著我國科學教育步入了新階段,其不僅要求達成科學知識、科學探究的相應目標,也要養(yǎng)成相應的科學態(tài)度,思考科學、技術、社會與環(huán)境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學技術的研究與應用中,需要考慮倫理和道德的價值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護環(huán)境意識和社會責任感”。HPS教育與小學科學課程的結合是教學內容由知識到能力再到素養(yǎng)的過程,是小學科學教育的新維度,改變了小學科學課程的教學環(huán)境。將科學課程中融入HPS教育的內容,可以幫助學生理解科學本質,研究科學知識是如何產生的,科學對社會的多方面影響以及科學和科學方法的優(yōu)、缺點等。當《小學課程標準》將科學態(tài)度和價值觀視為科學教育的有機組成部分時,小學科學課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時為小學科學課程滲透HPS教育提出了挑戰(zhàn)。目前,我國小學科學課程雖已有部分設計融入了HPS教育理念,但該融入過程仍停留在表面,融入程度低,融入方式單一。所以,研究HPS教育理念融入小學科學課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學科學課程的可行性
縱觀國內外已有的研究,將HPS教育融入小學科學課程可分為基于傳統(tǒng)課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學機構等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學技術大學先進技術研究院新媒體研究院、中國科學技術大學出版社三方通力合作、聯合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發(fā)行八萬套,在安徽省多個市區(qū)的小學得以應用,是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套,涵蓋了16個人工智能前沿研究領域知識點,每一節(jié)課都設有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學生的興趣,不僅可作為學校科學課讀本,也可以應用于課外場景。本文則以小學《人工智能讀本》為例,對HPS教育進行初步摸索與實踐,以期對小學科學教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學科學的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學科學實踐的典型案例,側重引導學生多維度、科學辯證地認識人工智能,內容包括機器學習、決策職能和類腦智能,以及人工智能的不同發(fā)展階段,帶領學生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰(zhàn),培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”為例,分析HPS教育理念融入小學科學的實踐。
(一)科學史:提升課程趣味性
小學科學教育作為培養(yǎng)具有科學素養(yǎng)公眾的重要步驟,提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統(tǒng)的小學科學教育注重知識的傳遞而忽略了學習過程,填鴨式教學導致學生失去對科學的興趣與探索欲,不利于公民科學素養(yǎng)的整體提高。而科學史作為研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史,已經逐漸滲透到科學教育中來。科學史常常介紹科學家的事跡,某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學史融入課程可以帶學生重回知識誕生的時刻,切身體會科學。讀本作為在小學科學教育中不可或缺的工具,利用科學史內容,以敘事方式可以將科學哲學與科學社會學的思想融入教學過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學生更加容易探求科學本質,感受科學家不懈努力、敢于質疑的精神,提升科學素養(yǎng)。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”引入部分即以時間順序展開,介紹人工智能的發(fā)展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結婚的故事不僅為本章節(jié)提供了豐富的內容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學與哲學,引發(fā)讀者對于人工智能的思考。
(二)科學社會學:提升課程社會性
科學社會學是研究一切科學與社會之間的聯系與影響,包含科學對社會的影響和社會對科學的影響??茖W是一種社會活動,同時也受到政治、經濟、文化等多方面影響,比如蒸汽機的誕生表明科學促進社會的發(fā)展。在科學教育的課堂中融入科學社會學不僅可以幫助學生理解科學問題,還可以通過介紹科學與社會之間的復雜關系,培養(yǎng)學生靈活、批判看待科學問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中,在介紹個人與技術的基礎上引入了政府和環(huán)境這兩個要素,使學生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認知:環(huán)境與技術之間有一把“雙刃劍”,個人與技術、政府與技術之間是相互促進的主客體關系?!度斯ぶ悄茏x本》并不全是說教性質的文字,在“試一試”中的辯論賽環(huán)節(jié)讓同學通過親身實踐,更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解,同學們可以更好地將學習知識與社會的背景聯系在一起,深刻體會科學中的人文素養(yǎng),增強社會責任感。
(三)科學哲學:提升課程思辨性
以往研究發(fā)現,國內學科教材中關于科學史和科學社會學內容較多而且呈顯性,而對于科學哲學的融入內容不夠,且不鮮明。[3]科學哲學融入科學教育無疑可以提升學生的思辨性,幫助學生建立起對于科學正確而全面的認識。例如,《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中,引入人工智能倫理,通過介紹人工智能面對的挑戰(zhàn)、人工智能的具體應對策略,讓小學生了解人工智能技術發(fā)展的同時也要重視可能引發(fā)的法律和倫理道德問題,明白人與人工智能之間的關系以及處理這些關系的準則。通過“讀一讀”先讓學生明白倫理概念,再用一幅畫讓學生思考在算法的發(fā)展下,人類與機器人的關系如何定義,向學生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術倫理觀。通過這種方式,可以幫助學生逐步建立完整的科學觀,全面且思辨地看待科學,提升學生思辨性,進而提升科學素養(yǎng)。
三、HPS教育理念融入小學科學課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結合,具有知識性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導小學生培養(yǎng)科學創(chuàng)新意識,提升人工智能素養(yǎng),產生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學科學課程的初始,仍存在教育資源不充分、內容結合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學科學課程,可從以下三方面加以改進。
(一)開發(fā)HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛,無論是學生的現實生活,還是歷史資料,都可以提供契機和靈感?!度斯ぶ悄茏x本》中收集了大量與人工智能相關的故事和現實案例,都可以作為教育資源,從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代,進行HPS教育資源開發(fā)時,應當注意借助最新的信息與通信技術增強資源的互動性,如互動多媒體技術、虛擬現實技術、增強現實技術、科學可視化技術等。在傳統(tǒng)的科學課堂教學中,主要是通過圖片文字講解,實驗演示及互動來開展。這種形式對于現實中能接觸到的實驗內容,如常見的動植物、可操作的物理化學實驗等,比較容易開展。而對于地球與宇宙科學領域的知識,或者一些已經不存在的動植物,則只能通過圖片視頻進行展示,不容易進行實驗展示。通過虛擬現實技術、增強現實技術等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現實的手段得以呈現。這些技術或能使教學內容變得生動形象,或通過營造沉浸感以使學生有更佳的情境體驗,或讓學生與教學資源進行交互從而自定義內容,服務于學生科學素養(yǎng)提升的終極目的。
(二)對小學科學教師進行培訓
HPS教育的關鍵是從社會、歷史、哲學等角度對自然科學內容進行重新編排,并不是將大量的內容或學科知識簡單相加,這對教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學領域常常出現“學生不會學、老師不會教”的狀況,《人工智能讀本》作為內容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時,也需要提升教師的教學能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學人物,所有的學生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會中,并且對于生活中的各種科學現象有著自己的思考。所以教師身為引導者,需要注意到學生的思考,深入挖掘,鼓勵他們對所思內容進行反思并付諸實踐??茖W史和科學哲學應當成為科學教師教育項目中的一部分,這能讓科學教師更好地理解他們的社會責任。為此,對職業(yè)科學教師進行HPS培訓便是必要的。
(三)多場景開展小學科學教育
科學素養(yǎng)不是空洞的,它來自學生的認識體驗,并從中獲得生動、具體的理解和收獲?!度斯ぶ悄茏x本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學科學課堂中作為教材使用,也可以應用在其他場景,如研學旅行、科技館等場所。課堂學習只是小學科學教育中的一個環(huán)節(jié),家庭、科技館等也可以進行科學教育。例如,科技館與博物館可以以科學家和歷史科學儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學生在參觀和學習過程中學習有關科學內容。一些歷史上大型的科學實驗,學校教室或實驗室無法滿足條件,但在大型的場館中可以實現。例如,研學旅行作為目前科學教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學校教育教學計劃,列為中小學生的“必修課”,正逐漸成為學生獲得科學知識的另一個途徑。研學旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式,通常伴隨著知識教育的過程,包括科學知識的普及,所以也是開展小學科學教育的重要場所。在該場景下,運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學教育往往取得事半功倍的效果。
結語
目前,HPS教育理念已經積極嘗試運用到小學科學教育中,包括學校內的正式學習以及學校外如科技館、博物館、研學旅游中的非正式學習之中。其中,科技史以時間維度為線索創(chuàng)造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學社會學以科學與社會之間的相互關系幫助學生理解科學本質,提升科學素養(yǎng);科學哲學則以哲學的視域審視科學的誕生提升學生思辨能力。未來,HPS教育結合小學科學則需要更深入,在資源開發(fā)、教師培訓以及應用場景等方面加以改進,為提升國民科學素養(yǎng)做出努力。
參考文獻:
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回到未來,搜索引擎將像人一樣思考。隨著“語義學”網站的興起,基于人工智能的搜索引擎將理解用戶的問題,并且像個人助手一樣進行反應。用戶輸入問題,就能得到相關答案。
當然人工智能搜索的功能不僅僅在于此。自然語言處理、對象識別、機器學習等人工智能領域的技術將再次開始“提高”Web搜索的智能。即根據用戶身份、用戶搜索記錄以及上下文語境、時間、地域等因素進行判斷,以此來精確定位用戶的搜索意圖,進而回答用戶提出的各類“非定制問題”,并返回多級的答案。在上述過程中,系統(tǒng)可以通過基于人工智能的自然語言分析和精確搜索意圖兩項核心算法,給出與第二代搜索迥然不同的搜索結果列表。
真正的智能,或者人工智能,我們的理解是有一定智力水平,可以處理“邏輯+知識”并能像人一樣深度思考問題的復雜系統(tǒng),是給系統(tǒng)設定的一套邏輯推理程序。這個邏輯程序既涉及語法,也涉及其復雜性遠遠超出語言范疇的邏輯處理?;陬A設的復雜邏輯能力和可以不斷學習、記憶的知識處理能力,系統(tǒng)將獲得某種限度的深度思維能力。通過不斷對系統(tǒng)進行細化,不斷添加更多的參數,包括增加知識、邏輯以及每個環(huán)節(jié)的趨近度和精確度,人工設定諸如環(huán)境因素、語法、新詞匯、幽默思維、辯證思維等等,系統(tǒng)的邏輯推理能力和智能水平將逐漸趨近于人腦。
第一代搜索只是簡單的網頁搜索,下一代網絡搜索應該是將各種各樣的信息整合在一個界面上。這種多維信息的整合,一是與地域相關,但又不受地域的限制;二是與時間相關,同一關鍵詞在不同時間搜索,結果是不一樣的;三是把對電影、視頻等各種媒體的搜索都整合到網頁上。
目前,搜索引擎旨在為用戶在頁面的海洋中導航,可是現有的搜索引擎沒有一個可以完全有效地檢索這個世界上所有的網絡資源。輸入一項檢索請求的網絡用戶會被數以千計的回答弄得不知所措。對于搜索引擎而言,Web就是數以十億計網頁上大量單詞和連接單詞的超級鏈接。但是,搜索引擎并不“理解”這些單詞,它們僅僅是對在網頁上更重要或被其它更多的網頁鏈接的關鍵字進行匹配。不僅如此,搜索引擎還無法理解人類語言的細微差別。
然而,即將發(fā)生的一個變化是,人類的表達將轉化為計算機容易理解的方式,使計算機能夠處理人類的表達需求。利用人工智能訓練計算機,不僅僅讀取網頁上的詞匯,而是使這些詞匯發(fā)生聯系、理解語言的意義。
近些年來我國科學技術的快速發(fā)展給人工智能提供了很大的助力,人類利用人工智能技術開拓了更多的領域,創(chuàng)造了一些新的經濟增長點,很大程度上促進了我國經濟的發(fā)展。面對著人工智能廣闊的發(fā)展空間,我們在利用人工智能獲得高質量發(fā)展的同時也要看到人工智能帶來的風險,例如有些不法分子會借助人工智能產品的使用或者是開發(fā)實施一些危害社會的犯罪行為,給人們帶來較大的經濟損失?;诖?,相關部門應該充分認識到人工智能所帶來的刑事風險的巨大危害性,進而加強法制建設,全面做好應對,使人工智能充分發(fā)揮它積極的一面。
一、關于人工智能以及人工智能產品的概述
(一)關于人工智能的概述
人工智能這個概念提出比較早,大約在20世紀的四五十年代,但是人工智能概念提出后卻沒有得到較快的發(fā)展,主要是因為當時的信息技術以及互聯網技術的發(fā)展水平還處于較低的階段。在此后的一段時間,人工智能幾乎處于一種停滯的狀態(tài),直至2016年韓國的一場人機圍棋大賽讓全世界的目光再次聚焦在人工智能上。各個國家也意識到人工智能將是改變世界的一種重要力量,紛紛加大對其研究力度,進而成為各個國家競爭的新領域,由此世界逐漸進入了人工智能時代。人工智能時代在給世界帶來強大發(fā)展活力的同時也出現了一些超越法律范圍以及法律理念的問題,對這些問題不能忽視。在人工智能時代我們更需要站在法律的層面嚴格審視其發(fā)展過程中存在的風險以及做好各方面風險的應對。特別是最近幾年一些關于人工智能的刑事案件引起了人們的關注,鑒于此,對這個方面進行深入研究有著很大的現實意義[1]。
(二)人工智能產品的類型
人工智能產品根據其內部算法的不同可以分為兩種類型,一種是人工智能產品,另一種是弱人工智能產品。通過對人工智能產品的深入研究發(fā)現,其本質是基于內部算法,并具有獨立思考以及解決問題的能力。我們看到人工智能主要依據內部算法發(fā)揮作用,內部算法是人工智能的技術內筒,如果對這個技術內筒的運作再進行分類存在著很大的難度,同時也不具備較強的可操作性。針對這個問題,在法律層面對人工智能產品進行分類主要依據的是產品是否具有控制能力以及辯證能力。雖然我國的人工智能發(fā)展較快,但是從發(fā)展水平來說還處于弱人工智能時代。弱人工智能時代的產品雖然具有一定的自我意識并能思考以及解決問題,但是這些能力在很大程度上是研發(fā)人員意識的體現,是研發(fā)人員利用程序表達出來的一種判斷和決策。在科學技術發(fā)展的推動下我國也會進入強人工智能時代,這個時代的產品具有較強的控制能力以及辨認能力。它與弱人工智能時代產品的最顯著區(qū)別是其可以突破設計人員編程的控制,真正實現自我意識、自我判斷、自我決策。這種產品會給世界帶來極大改變,同時也會帶來很大的風險[2]。
二、人工智能刑事風險所具有的特點
(一)與傳統(tǒng)犯罪相比具有較高的危害性
隨著人工智能的不斷發(fā)展,其與人們的生活會越來越密切。人們在獲得人工智能產品提供服務的同時也存在著一些風險,加之人們對這些風險缺乏辨別力,導致人工智能刑事風險產生的危害較大。如今我們在一些媒體上會發(fā)現一些不法分子利用人工智能開展各種形式的犯罪活動,不僅具有很強的隱蔽性,而且給人們帶來很大的損失。隨著社會的進步,科技的發(fā)展,人們的生活和工作對人工智能的依賴性會越來越大。在這種情況下利用人工智能開展犯罪活動會越來越普遍,嚴重危害社會的可持續(xù)發(fā)展,甚至還會給社會帶來毀滅性的災害。為了確保社會的和諧穩(wěn)定,相關部門必須要采取措施遏制人工智能犯罪活動的開展,特別是在法律層面做好保障。否則任其發(fā)展必然后患無窮。通過對一些人工智能刑事違法案件的調查,我們看出很多不法分子利用人工智能獲取企業(yè)的私密信息,不僅損害了企業(yè)的利益,同時還會引發(fā)行業(yè)的不良競爭,影響我國經濟的高質量發(fā)展。
(二)增加了很多的犯罪形式
人工智能時代犯罪有了更多的形式,這些形式帶有人工智能顯著的特點?,F在越來越多的犯罪分子青睞人工智能犯罪是因為借助它可以輕松獲取大量的數據信息,進而利用這些數據實施犯罪活動。人工智能這一高效獲取數據的功能如果加以正確利用,不僅可以加強我國的精神文明建設,同時還會極大促進社會的發(fā)展。但是一些犯罪分子瞄準了人工智能這一特點實施一些新型的犯罪活動,違反了人工智能發(fā)展的初衷,同時也不利于社會主義市場經濟的穩(wěn)定發(fā)展以及和諧社會的構建。面對人工智能時代出現的各種新型犯罪,要從根源上確保信息的安全性,避免被不法分子通過非法途徑獲?。?]。
(三)人類對其控制能力較弱
人工智能時代一些技術的使用很難利用一定的標準評價它的道德性以及合法性,相關人員對此要有清醒的認識。人工智能產品一個顯著的特點就是不具備控制能力以及辨別能力,基于這樣的特點很難對其程序進行管控,從而降低了人類對它的控制。例如操作人員利用人工智能技術操縱機器人開展某項活動,如果在一些環(huán)節(jié)采取了具有違法性質的操作,但是機器人并不能自動發(fā)現這種不法指令,進而拒絕執(zhí)行。這種弱人工智能給犯罪分子留下了犯罪機會,同時也給人工智能的利用帶來很多的安全隱患。隨著高科技以及人工智能技術的不斷發(fā)展,相關人員在對人工智能進行深入研究的過程中探尋到一些技術可以實現機器人自主學習。機器人的自主學習能力原本是為了抑制智能機器人,但是在一些特殊情況下當這種能力不斷積累,機器人在執(zhí)行各種命令時有可能違背人們的意愿。這種情況不僅會影響機器人正常作用的發(fā)揮,甚至還能做出一些危害人類的舉措。在一些極端的情況下,機器人的行為完全不受人們的控制,那么對社會將會產生極大的沖擊,后果不堪設想。以上說明的種種情況都是在人工智能時代極易發(fā)生的一些刑事風險,這些刑事風險具有巨大的社會危害性,因此要引起人們的高度重視。相關部門及人員應該對人工智能時代的刑事風險進行深入分析,并對現有的法律不斷進行完善,從而達到對這些風險進行有效控制的目的。另外,人們在利用人工智能時也要加強風險控制意識,使自身的行為符合法律的規(guī)定,從而充分發(fā)揮人工智能的價值造福社會,避免一些犯罪分子利用人工智能危害社會[4]。
三、人工智能刑事風險的刑法應對
(一)建議《刑法》增設濫用人工智能相關罪名
在我國人工智能發(fā)展的前期,大部分人未能意識到人工智能會帶來刑事風險,因此相關的法律存在著一定的欠缺。隨著我國人工智能發(fā)展水平的提升,人工智能給人們帶來了更多新奇的體驗,同時也給不法分子更多的犯罪機會,而且這些犯罪大部分是刑事犯罪,嚴重影響人們的學習和工作,甚至還會引發(fā)社會恐慌。基于人工智能的特點,其所產生的刑事風險在短時間內無法得到較好處理。由此可見,人工智能時代的刑事風險不僅具有較大的危害性,同時其危害還具有持久性。鑒于此,相關部門應該針對此問題進行深入研究,采取措施最大化做好人工智能產品的刑事風險控制工作,并高質量進行刑法應對。隨著人工智能刑事犯罪案件數量的增多以及其具有較大的社會影響力,人工智能刑事風險防控以及刑法應對受到了社會的廣泛關注,同時加強刑法應對也是完善我國法治體系的一個重要內容。我國社會發(fā)展前期人工智能水平較低,這類刑事案件不多,所以《刑法》中沒有濫用人工智能相關罪名。但是隨著我國人工智能的不斷發(fā)展,利用人工智能進行刑事犯罪的可能性增大,所以在我國《刑法》中增設濫用人工智能相關罪名有很大的現實意義。這樣在一定程度完善了法律,同時對相關人員濫用人工智能開展犯罪活動有一定的打擊作用。當今我國社會各個方面處在一個較為穩(wěn)定的發(fā)展階段,加之我國要實現經濟高質高效發(fā)展必須有一個穩(wěn)定的社會環(huán)境,由此看出維護社會的穩(wěn)定對我國的重要性。我們要充分認識到,一些不法分子濫用人工智能,給我國社會造成了極為惡劣的影響,嚴重危害了社會的穩(wěn)定,對我國社會的發(fā)展造成了很大的阻礙作用。我國社會的發(fā)展一方面需要人工智能提供較大的推動力,另一方面還要防范一些人員濫用人工智能,確保社會整體發(fā)展的穩(wěn)定性。如果不能對人工智能的刑事風險加以管控,同時也未能全面做好刑法應對,那么無疑給我國社會發(fā)展埋下一個巨大隱患。如果相關部門不能采取有效措施對這個隱患加以管理,在許多因素的共同作用下會引發(fā)一系列社會問題,將會嚴重制約我國社會更好的發(fā)展。為了使我國既能充分利用人工智能積極的一面促進我國社會各個方面的發(fā)展,又能有效規(guī)避利用人工智能犯罪行為的發(fā)生,需要相關部門借助法律的力量來達到以上目的。通過《刑法》增設濫用人工智能相關罪名,進而規(guī)范人們利用人工智能的行為,確保其在法律規(guī)定的范圍內進行,同時能夠使人們明確如何合理合法利用人工智能,對于我國社會發(fā)展具有很大的積極意義。之所以建議在《刑法》中增設濫用人工智能相關罪名還由于《刑法》比起其他法律對人們更具威懾力,對人們約束性更大,對一些濫用人工智能的行為會發(fā)揮出更大的警示作用。國家相關部門在使用刑罰時如果剝奪了犯罪人員的一些權利,那么這種權利的剝奪不具有可逆性,對犯罪人員來說需要付出更大的代價?!缎谭ā返倪@種特點對犯罪人員的威懾力會更明顯,使人們更加深入了解濫用人工智能的嚴重后果,從而不敢利用人工智能實施犯罪活動。人工智能犯罪與其他形式的犯罪相比具有更大的破壞性和危害性,不僅會對人們造成財產危害,還會威脅人們的生命安全。人們對人工智能的刑法風險以及犯罪要有充分的認識,并積極利用刑法這個有力武器避免人工智能犯罪行為的發(fā)生,進而弱化它的影響力。另外,相關部門還要根據社會和市場的發(fā)展優(yōu)化處理人工智能帶來的刑事風險,維護我國社會的和諧穩(wěn)定[5]。
(二)建議《刑法》增設人工智能事故相關罪名
首先,在進行人工智能技術研發(fā)前,研發(fā)人員要明確自身的義務,在研發(fā)人工智能技術的過程中嚴格約束自己的行為,確保每一個研發(fā)環(huán)節(jié)都符合人類社會的道德體系,最根本的是符合我國相關法律的規(guī)定,從源頭上避免人工智能事故的發(fā)生。其次,人工智能產品開發(fā)后需要有一段時間的調試。研發(fā)人員在調試的過程中也要確保符合道德以及法律的要求,否則在調試階段出現一些問題容易導致人工智能事故的發(fā)生,從而在后期人工智能技術的利用中引起更大的危害性。最后,對于人工智能產品的研發(fā)也要提供有效的保障,一方面要確保智能化產品在數據安全方面的技術保障,另一方面還要采取措施避免人工智能產品在應用環(huán)節(jié)出現的一些數據錯誤情況,使人工智能產品以及技術為人類提供更加安全以及高效的服務,避免其發(fā)揮消極作用對人類以及社會產生危害[6]。
四、結語
隨著人工智能技術的不斷發(fā)展,我國的人工智能化水平也相應提高。在如今越來越智能化的時代,我們不僅需要進一步開發(fā)人工智能的價值,還要重視它所帶來的刑事風險,并提前做好完善的刑法應對來更好地處理人工智能刑事犯罪。相關部門要深入分析人工智能刑事風險,從而在開展刑法應對時更具方向性和目標性,最優(yōu)化做好人工智能刑事風險的控制,實現我國社會的平穩(wěn)、健康發(fā)展。
參考文獻
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可以說,互聯網與機器具有天然的血緣關系――脫離了計算機,互聯網就是無水之源、無本之木,人類利用計算機創(chuàng)造了互聯網;而反過來,互聯網推動了計算機的普及,拓展了計算機的功能和應用范圍。更重要的是,隨著萬物互聯時代的到來,智能工廠將取代標準化的流水線,成為新一代的制造業(yè)范式。屆時,互聯網將不僅被機器創(chuàng)造,更將創(chuàng)造機器,聯入網絡的機器又將進一步改變人類生活與社會樣態(tài)。但根本而言,如果沒有智能化這一靈魂,無論是人、機器還是互聯網,上述的那些文明進步都將無法實現,世界將陷入靜止而固步自封。
人、機器、互聯網,這三個元素緊緊圍繞智能這條規(guī)律的主線,在這五十年中,為我們生動展示了“人機時代――人人時代――機人時代――智人時代”這一“互聯網四段論”的動態(tài)進化歷程。而進化的終點,將是人、機器、互聯網相互融合的“智人時代”,人類智能終將與自然融為一體。
第一階段:“人機時代”
“人機時代”對應的是傳統(tǒng)互聯網時代,是指人制造了計算機,繼而發(fā)明了互聯網,每個人可以通過PC完成任務或娛樂休閑活動、或與世界進行溝通交流。這個時代有對立統(tǒng)一的兩個方面:
1、互聯網具有的即時性、豐富性、互動性等特點,使其進一步解放了人類勞動力。它優(yōu)化了信息資源配置,web1.0和2.0使人與人之間的溝通交流增強,門戶網站和電商平臺改變了社會生活方式。
2、在人機時代,互聯網雖然解放了勞動力,但人類又依附于PC之上。由于電腦無法裝進口袋隨身攜帶,互聯網的應用空間受到限制。人們無法隨時隨地的上網沖浪,這就使得在家中用PC上網更像一種工作、一種儀式。在這個階段,人類是至高無上的國王,但我們十分依賴計算機這個仆人,也需要讓它御馬飛奔于馳道之上,向其他諸王傳達修好之意。
但總的來說,在人機時代,人類的“國王智能”與計算機的“仆人智能”是相分離的,互聯網與人類仍是有巨大鴻溝的。
第二階段:“人人時代”
“人人時代”對應的是移動互聯網時代。這個時代的突出特征是人機不分家,移動網絡隨身行。智能手機的普及使得互聯網的端口可以隨身攜帶,而信息又是以光速傳遞的,那么移動互聯網的最大貢獻,就在于將人與人的距離進一步縮短,將時空的間隔進一步拉近。
想想看,微信的月活躍用戶就有4.8億個,而QQ的活躍用戶更達8.29億。移動互聯網滿足了這些數以億計的“國王”們彼此交流的社交需求,互聯網真正融入生活,開始進入“人人時代”。而這一切變化,當然要歸功于智能手機和3G網絡的普及。
智能手機不再是“仆人智能”那么簡單,它成為了人的“器官”,延伸了人類感官,人與人通過這個特殊器官緊密相連,恰如馬歇爾?麥克盧漢所說的那句名言:“媒介就是信息,一切技術都是人的延伸?!痹凇叭巳藭r代”,機器智能成為了人類智能的左膀右臂,但它們的活動仍需要我們的大腦來下達指令。借助智能手機和平板電腦,我們聯結為不分彼此、去中心化的網絡,這是我們目前正在經歷的變革。
第三階段:“機人時代”
機人時代對應的是萬物互聯時代。相較于前兩個階段,“機人時代”又會呈現出一些新的特點。
1、“計算機”概念弱化,“智能體”概念興起。如果說計算機的工作還需要人類來編寫程序、下達指令,那么將來的“智能體”將有望真正代替人類完成某些工作。智能體能自發(fā)地感知世界,并且在特定領域,具有與人類同等甚至更高的理解力和執(zhí)行力。比如谷歌的無人駕駛汽車和算法先進的NEST恒溫器,你無需告訴這些智能機器到底該怎樣做,傳感器和經過學習的人工智能會自動采取適當行動。
2、機器交流成為新的信息網絡。相較于人機交互和人人交流,萬物互聯更加強調機器之間的信息溝通與反饋,但其根本目的仍在于為人類服務。比如與手機相連的海爾冰箱,通過機器視覺識別,它會在APP上提醒你該去買新鮮蔬菜了,而無人駕駛汽車在接收信息后會自動將沃爾瑪設為待選目的地。
3、云計算和大數據成為重要戰(zhàn)略資源和經濟支柱。亞馬遜總裁貝索斯發(fā)現利用書評來推薦書籍的程序非常復雜,于是大力研發(fā)了依托大數據和云計算的協同過濾技術“item-to-item”,如今亞馬遜三分之一的書籍銷量來自于這個系統(tǒng)。而當萬物互聯實現后,所有的產品都能自動融入這樣一個系統(tǒng)。在機人時代,智能機器將從一只被動的機械手臂,演變?yōu)橐粋€主動的智能管家。雖然它可能不具備感情,而且只能完成特定任務,但它時刻準備著為我們帶來驚喜。這個智能管家不僅繼續(xù)搭建人與人溝通的橋梁,而且還會與其他管家協同工作,形成自己的“行會網絡”。這時的機器可能還不會擁有自主意志,但其社會地位和社會價值無疑有了根本的提升。
第四階段:“智人時代”
“智人時代”對應的是強人工智能時代。目前,“谷歌大腦”、“百度大腦”、“訊飛超腦”等計劃和項目正如火如荼地開展,憑借神經網絡技術的突破,依靠D-WAVE量子計算機等第六代計算機的超強計算能力,利用萬物互聯所收集的海量數據,人工智能有望在本世紀內完成質的突破。而各國政府都更加重視人工智能技術的研發(fā),其戰(zhàn)略目標直指人類的終極夢想――具有人類智能乃至人類情感的強人工智能。而當超級智能出現時,高度互聯網化的社會很有可能呈現以下幾個趨勢。
1、機器人將成為社會成員,社會結構將由人類一元統(tǒng)治,發(fā)展為人與機器人的二元結構。而伴隨著兩者的“物種沖突與融合”進程,最后人類與機器人將發(fā)展為具有共同物種意識的“智人”。這意味著機器智能徹底擺脫人類智能,不再受人類智能支配,人類智能與機器智能趨于混同。
2、隨著腦逆向工程和神經傳感技術發(fā)展,人類大腦和意識將接入網絡,并可擺脫肉體束縛直接與其他智人(包括人類與機器人)進行交流。人類有可能會變成“三體人”那樣,進行直接的思維交流。
3、互聯網可能不再局限于地球的萬物互聯,宇宙的萬事萬物都將逐漸被納入網絡體系。隨著強人工智能的到來,我們有理由期待新一輪的技術爆炸,地球上包括人類在內的完全智能體有望開啟太空移民進程。屆時,智能之種將借助網絡的力量飄向宇宙的最深處。
李世石輸掉第一局后,微博上的“柯潔大棋渣”放話說:“就算阿爾法狗戰(zhàn)勝了李世石,但它贏不了我?!焙芏嗯R時湊湊新聞熱鬧的人以為又是個段子手的炒作,沒想到這個“柯潔大棋渣”才是當前的世界圍棋第一人,更重要的是,這個當世第一的大棋渣才十七歲。柯潔的豪言引起數萬條評論和轉發(fā),甚至有評論說,李世石氣急敗壞地砸爛阿爾法狗的機箱,突然發(fā)現里面藏著一個柯潔!這充分表明,在柯潔和絕大多數觀眾看來,李世石的失敗并不等于人類棋手的失敗,但隨著阿爾法狗連勝三局,柯潔在接受記者采訪時也認為李世石是完敗,而阿爾法狗下得近乎完美,并坦言自己出場也很可能輸。當天晚上柯潔又在微博發(fā)話道:“來吧!管你是阿爾法狗還是阿爾法貓!我柯潔在棋上什么大風大浪沒見過?讓風暴再來得猛烈點吧!……”沒有了上次放話的自信滿滿,卻透露出破釜沉舟、背水一戰(zhàn)的決心,顯然柯潔已經把自己視為人類棋手尊嚴的最后防線。可第二天風云突變,李世石在第四局的哀兵之戰(zhàn)中,弈出了被古力九段稱為“神之一手”的白78挖,在所有人都不看好的情況下置之死地而后生,居然讓強大到不可戰(zhàn)勝的阿爾法狗出現了短暫的“思維”休克和紊亂。這讓人想到《天龍八部》中虛竹破解逍遙子擺下的“珍瓏”棋局的一幕,同樣是徹底打破常規(guī)、讓所有算計落空的一手,只不過在虛竹誤打誤撞的背后,金庸想表達的是跳出利害、破除我執(zhí)的佛理,李世石的神來之筆則出自棋手的厚積薄發(fā)。
李世石最終在人機大戰(zhàn)五番棋中以1∶4慘敗,而依據賽后阿爾法狗團隊的復盤,阿爾法狗的棋力量化估分為4500,按段位算為13段,而棋手中分值最高的柯潔九段為3625,如果這一估量無誤,那么除了偶發(fā)的意外情境,人類似乎永遠無法戰(zhàn)勝作為人工智能的阿爾法狗了。在很多人看來,這簡直跟很多科幻小說和好萊塢電影的情節(jié)一樣,表征著電腦和機器對人類征服的開始,不過稍稍深入地思考下,事情并非如此簡單。
可以想的是,圍棋這一游戲的內涵和意義究竟為何?圍棋相傳為堯所作,棋圣吳清源認為,圍棋源于古人的觀天活動,棋盤所象者為天地,棋子所象者為星辰,黑白分子者為陰陽,因此小小一方棋枰可以畫天象地,變化無窮。在吳清源心中,圍棋是以游戲的形式表現一種宇宙觀,尤其與《易經》陰陽分合、生生變易的思想密不可分。他設想的21世紀圍棋被稱為“六合之棋”,即囊括東西南北四方和上下天地,從而打破20世紀重局部得失糾纏的弊病,恢復圍棋的本義。所以吳清源會認為,圍棋之道在于順應天時,讓自己委身于圍棋的流勢,任其漂流,不管止于何處,就像春播夏長,秋收冬藏一樣自然而然。在接受川端康成的訪談時,他明確表示,圍棋的重點不在于競技或爭勝負,而是講究均衡,調和陰陽,讓每一枚棋子落于應在的位置,從而構成一盤臻于和諧的棋。
二、天人
吳清源的思想透露出極有意義的信息,人們往往會認為,是人發(fā)明或者創(chuàng)造了圍棋,但無論是吳清源,還是后來的棋手都有這樣一種意識:我們只是圍棋的學習者,換句話說,圍棋是關于天地宇宙之理的游戲,棋手和觀眾通過圍棋實際上是在向天地宇宙學習。藤澤秀行九段曾經說,如果棋道為百,他所知者僅為七;李昌鎬也承認,圍棋中存在著很多未知領域,棋手會面臨很多“虛”的東西,永遠不能靠計算得出解法,只有依靠靈感去做出選擇。那么阿爾法狗打破了這一天人界限嗎?阿爾法狗之父大衛(wèi)?席爾瓦(David Silver)坦承,既然公認僅憑深藍那樣的暴力計算(bruteforce)無法對付圍棋,那么唯一的方法是讓電腦學會像人一樣思考,模仿人類下棋。人的大腦皮層有860億個神經元,神經元上的突觸更是上千萬億量級,并且突觸之間的鏈接不停發(fā)生著反應和變化,而目前的人工神經網絡(artificial neural network)只能達到十億級的突觸量。為了彌補巨大的差距,以席爾瓦為首的谷歌團隊進行了精心的設計,為阿爾法狗建立了兩個神經網絡:“決策網絡”(policy network)與“評價網絡”(value network),“決策網絡”通過輸入三千萬個人類棋局樣本建立對弈模型,借助于蒙特卡洛樹搜索最優(yōu)解,學會圍棋的下一步走法?!霸u價網絡”則對比數據庫中的棋局樣本,推演每一步棋后的可能局面,選擇與樣本中的獲勝棋局最為接近的走法。人工智能專家所津津樂道的“深度學習”(Deep Mind)就是這兩個神經網絡、兩種算法之間不斷地自我對弈,由此生成更多訓練數據,去調整、修正阿爾法狗的走法,經過“雙手互搏”訓練的阿爾法狗每秒鐘可以搜索和判斷十萬種可能的走法,萬倍于李世石。阿爾法狗是為贏棋而生的,它的一切都圍繞著這個目標,與此不同,人腦的神經突觸雖然多,但無法測量有多少用于計算,無論如何,從結果上來說,阿爾法狗是對局中的勝利者。
現在來回應天人界限的問題,假定谷歌團隊的測算為真,擁有十三段棋力的阿爾法狗仍然不能窮盡圍棋的無限性――雖然“決策網絡”計算能力遠勝于人類棋手,“評價網絡”又為它提供了類似于人的直覺。但隨著科技的發(fā)展,人工智能能夠邁出那一步嗎?深度學習領域教父級人物Geoffrey Hinton有一個有趣的說法,對弈中的阿爾法狗可能消耗了數百千瓦的功率,而李世石可能只用了30瓦。雖然這說明人腦比阿爾法狗環(huán)保很多,不過能源技術的進步或許能夠支撐第N代的阿爾法狗算盡一切――但重點并不在這里,我們跟宇宙的相處并非是征服或爭勝的關系。如吳清源所說,圍棋不僅僅是勝負之道,更是關于宇宙之理的藝術和哲學,棋手也不僅僅是勝負師,而應該是藝術家和哲人。在繼承和發(fā)揚吳清源棋道精神的棋手中,武宮正樹無疑是最為特殊的一位。藤澤秀行曾說,挑戰(zhàn)自己的趙治勛棋雖厲害,但可惜并不懂哲學;而對武宮的評價是:“我們的棋用不了多少年就會被人遺忘,只有武宮的棋會流芳百世?!蔽覀冎溃陧敿馄迨种?,武宮正樹的勝率并不算最高的,但卻能在注重實地的潮流中別開生面,首創(chuàng)以三連星開局的宇宙流,與十九歲的吳清源挑戰(zhàn)本因坊秀哉名人時打破百年禁忌的天元局一樣,開啟了前人未知的新路。
從這個角度來看阿爾法狗,“智能”的一面已經證明是完爆人類棋手了,但哲學和藝術卻是需要理想為之堅守的,吳清源、武宮正樹放棄熟悉的棋路,探索未知,既是對棋壇既有格局的挑戰(zhàn),更是對自己得失名利之心的挑戰(zhàn)。武宮年長后計算能力下降,卻拒絕采用更能助長勝績的實地法而堅持宇宙流,之所以能夠如此,在于將圍棋視為一種理想;更不用說一生追求棋形之美而非勝績的“美學棋士”大竹英雄,將難看的棋形看作對棋譜的玷污。只有在這樣的理想中,圍棋的道、藝才能夠真正地表達和呈現出來,才有流傳千古的名局出現。那么,可以問阿爾法狗的是,如何能夠擁有這樣一顆懷抱理想的心?
三、身心
何謂“心”,古人并不以符合形式邏輯的判斷句或陳述句來進行命題式的定義,只會如孟子說:“心之所同然者何也?謂理也,義也”;或者如莊子以“唯道集虛”說“心齋”。在現代漢語中,“心”是難以言說的,所以還是隨時代而從眾流,先從“意識”談起。雷丁大學在2014年宣布,首次有電腦程序通過著名的圖靈測試,這意味著我們已經無法確定屏幕里的聊天對象是另一個人還是一只“狗”了;這個叫“尤金?古斯特曼(Eugene Goostman)”的程序雖然不會下棋,但成功冒充了一名十三歲的烏克蘭小男孩。凱文?沃維克(Kevin Warwick)教授說,人工智能領域里沒有什么比圖靈測試更具標志性和爭議性了,在這個測試中,機器并不是主動要“偽裝成人類”或者“欺騙人類”,而是被設計成如此的,因此在壞人手里可能會被利用。在筆者看來,這仍然是把機器當作工具的傳統(tǒng)思路,如果更進一步,機器有了自我意識呢?有自我意識的機器有可能會故意不通過圖靈測試,這樣的機器就不僅能“偽裝成人類”,更能夠“偽裝成機器”,不僅能欺騙聊天對象,更能欺騙它的設計者――如果這一天真的到來,我們才能說,機器真正從設計者賦予的邏輯鏈條中解放了出來,擁有了自我意識。
要做到這一點無疑還是一個難題,按照進化論的說法,人類進化了億萬年才逐漸成長為有高級意識的生物,機器獲得意識的一種方式是模仿人類大腦,美國2013年開始的人腦計劃(Brain Initiative)和歐盟的人腦工程(Human Brain Project)正在致力于繪制大腦圖譜,試圖從腦部結構和功能出發(fā)去解釋記憶、情緒、意識。如果大腦可以完全被物理化,意識就是信號傳遞與反饋,既可以像人腦那樣通過神經元突觸傳遞神經細胞釋放的化學物質,也可以像電腦那樣依靠0,1的二進制去形成記憶和識別,二者只是載體不同,內容上并無區(qū)別。因此意識能夠被編碼,并上傳給電腦,那么機器當然就能夠如此復制人的意識。這類研究的結果尚待觀察,但對這種物理主義的思路我們可以援引“哲學僵尸”(Philosophical zombie)的思想實驗進行質疑,即“有沒有可能存在一種人,他的所有分子組成、生理機制與行為反應都和你一樣,但卻沒意識?”這種主張意識獨立于大腦的身心二元論與人腦工程的物理主義形成了尖銳的對立。哥倫比亞大學神經生物學教授 Rafael Yuste的看法則較為居間,“怎么從大腦中互相連接的細胞這樣的物理基礎走向我們的精神世界、我們的思想、我們的記憶、我們的感覺?”大腦如何生成意識還依然是一個謎,“你不能編碼直覺;你不能編碼審美觀念;你不能編碼愛或恨。”就目前而言,科學也好、思想實驗也好,都無法說服對立的任何一方。
還有一種不太進入公共討論領域的思路,這種思路認為意識既不是在歷史中的生物進化而來,也不產生于大腦,而是上帝創(chuàng)世與造人時的恩賜。我們可以很輕易地將其歸入神學信仰,不過如果把這個說法變更一下,人工智能如果某一天擁有了意識,那么,人類無疑承擔了造物主的角色,這個話題有意思的地方在于,如果我們認同機器可以復制人的意識,在同樣的邏輯下就無法否定上帝造人的可能性,神學主義與科學主義在這里以一種吊詭的方式共存于同一邏輯鏈條中,這個悖論暴露出表面上誓不兩立的二者的共同缺陷。
四、共在
這就是說,我們不能確定將來是否會有擁有自我意識的人工智能出現,比如阿爾法狗雖然精通圍棋的一切知識,但當它與李世石對弈時,它知道自己是在“下圍棋”嗎?它對自己正在做的事情有意識嗎?從仿生學的角度看,當前電腦的“生物性”還不能達到單細胞層次,既不能產生“意識”,也不能算作“生命”,假設中的有自我思維的人工智能(強AI)真正實現之前,阿爾法狗仍然只是一個不斷執(zhí)行下棋命令的計算者,而絕不會對下棋這件事本身進行思考。沒有自我意識,不會思考有好的一面,或者說對人類有利的一面,因為我們知道,一個有了自我意識的孩子往往意味著進入“叛逆期”,一個有了自我意識的奴隸則不再以執(zhí)行主人的命令為天職,當然,比叛逆更可怕的是欺騙,所以,只要阿爾法狗一直贏下去而非“故意輸給人類”,人類反而是安全的。這實際上表明了人類與人工智能相處的窘境,對于強AI的期待與恐懼是并存的,未知的前景總是伴隨著樂觀與悲觀兩種心態(tài)。
黑格爾的主奴辯證法早已指出了這一問題的哲學意蘊:在對奴隸勞動的依賴中,主人喪失了獨立的自我意識,奴隸卻在與對象世界的互動中為自己贏得了自我意識,主奴關系因而發(fā)生了倒轉。黑格爾提示我們,與其擔憂人工智能獲得意識后對人類不服從,不如首先擔憂人類耽于便利與享樂而導致的自我隔離,這種自我隔離甚至在人工智能獲得“壞意識”之前就有將人類帶入危險的可能。《一個故意不通過圖靈測試的人工智能》設想了這樣的情節(jié):一個名為“隔壁老王”的簡單人工智能系統(tǒng)被設定了“盡量多的書寫和測試,盡量快的執(zhí)行,并且不斷提高效率和準確性”的初始目標,隔壁老王不斷用機器臂在小卡片上寫字,并通過互聯網和語音庫
改進和執(zhí)行初始目標。最后的結局是,隔壁老王不僅將字寫滿了地球,而且寫滿了整個星系,在這個過程中,地球上的一切生物,包括人類都成為隔壁老王實現寫字目標的原材料。在這里,隔壁老王為了完成人類設定的目標產生了自我保存意識,這種最簡單的意識就足以使阿西莫夫用以保護人類不受傷害的“機器人三原則”失效。隔壁老王獲得的僅僅是自我保存的意識,與影視作品中統(tǒng)治地球和人類的“壞的”或“惡的”機器人不同,這種意識是非擬人化的,既不是道德(moral)的,也不是不道德(immoral)的,而是非道德(amoral)的,在非生物的人工智能身上,起作用的就是這樣的簡單意識。在這個意義上,人類如何考慮與人工智能,尤其是可能會實現的強AI相處就成為必須面對的問題。我們當然有可能、也有必要從倫理、法律為科學研究和應用進行討論、規(guī)范、立法,就像當年對待克隆技術一樣。
更為根本的問題在于,我們對人與人、人與萬物相處的理解,這種理解構成了人類生活的基礎。人機對弈告訴我們,圍棋作為游戲,乃是非實用性和非功利性的藝術,又因其為宇宙之理的表現,故而排除了人的主觀獨斷和自我隔離的危險;換言之,在圍棋的游戲中,既拒絕技術中心主義,也不要人類中心主義,人與阿爾法狗一樣,都是作為參與者而共在(Dabeisein)于游戲之中。在這里,人之所以能夠成為游戲的創(chuàng)造者和規(guī)則制定者,是人對世界開放、因而對宇宙之理有所領會的結果。而反過來,人作為有“心”的存在者,將自己的領會分享給阿爾法狗,如丁紀老師在人機對弈首局戰(zhàn)罷后評論說,教阿爾法狗下棋、“教會天地萬物坐在一起下圍棋”本身就是一個人文事件。在這個意義上,阿爾法狗雖然還沒有超越弱人工智能的奇點而獲得自我意識,但確實已經身處人文的世界之中。在對人工智能的樂觀或憂慮的兩極觀點之間,人所應該并且能夠做的,即是以共在的方式與天地萬物相處,并盡力將科學、人心導向良善的方向,那未來的前景,終究要由人類自身的努力去開啟。
中學美術教學技術在中學美術教學課程設計中起著完善教學效果的重要作用。中學美術教學讓學生在課程體驗中不斷地提高想象力和創(chuàng)造力,為學生提供了多樣化的個性發(fā)展空間。各種信息技術快速發(fā)展為中學美術教學提供了新的教學環(huán)境,信息技術貫穿于教學活動的始終,為教學活動的各個環(huán)節(jié)服務。合理選擇使用各種教育技術,能夠加強學生的感官刺激,強化學生的教育接受,提高學生的綜合素質。
《中小學教師教育技術能力標準(試行)》是教育部頒布的有關中小學教師專業(yè)能力標準的文件,它要求“中小學教師能夠靈活地使用各種教育理論與技術對教與學過程及相關資源進行設計、開發(fā)、利用、管理和評價”。在教學活動中,教學技術的選擇使用必須以學生的特點為基礎,要正確評價中學美術各年級學生的年齡特征、行為水平、美術能力、知識基礎等,針對不同的學習環(huán)節(jié)確定教學技術的實現目標,避免缺少思考的美術感官教學與片面的美術視角轉化,不斷地完善教學技術使用策略。
一、教育技術與教學技術
在我國,教育技術以學科的形式出現?!敖逃夹g的本質特征是運用技術去優(yōu)化教育、教學過程,以提高教育、教學的效果、效率與效益。這里的‘技術’既包括有形的‘物化技術’,也包括無形的‘智能技術’。”[1]“物化技術”主要指教育中信息技術軟件與硬件的使用以及教師對信息技術的掌握與應用?!爸悄芗夹g”則是指教師的教育理論與教學實踐的能力。教育技術要求教師不僅要擁有信息技術技能,還要不斷地更新教育理念,提高自身的教育能力與綜合素質。
教育技術是對教學活動進行科學設計的技術,是“教”與“學”的有機融合,而教學技術則是連接“教”與“學”之間的媒介途徑,二者都是為了實現課程的最優(yōu)教學。教育技術中包含了教學技術的選擇與使用策略。
中學美術教學技術策略是教師轉化教學經驗的過程,也是教師教育技術水平的體現,它具有兩個方面的內涵。第一,中學美術教學技術是教師在進行教學設計的各個流程中選擇應用的各種技術手段,比如備課中的文字處理、圖片處理、幻燈片制作技術等。第二,中學美術教學技術主要是在課堂教學中教師選擇采用各種媒體手段來體現的。學生根據教師的課堂教學安排通過多媒體等信息技術實現了教學內容由抽象向具象的轉化。美術學科具有特殊性,在中學美術教學設計過程中,教學技術是教師完成教學目標、達成教學效果的重要手段。如圖1所示,中學美術教學設計根據美術課程的教學目標確定教學方法,以學校的教學設施條件為基礎,根據不同的教學內容與學生特點對教學技術進行優(yōu)化組合。教學技術的選擇使用是中學美術教學設計中不可缺少的重要組成部分。
二、中學美術教學技術的現狀
“信息技術極大地拓展了教育時空界限,空前地提高了人們學習的興趣、效率和能動性?!盵2]中學美術教學技術分為視聽媒體技術、網絡技術和人工智能技術。視聽媒體技術的推廣,推動了各類學習資源在教學中的運用。在中學美術教學設計過程中,需要運用到計算機的各種軟件,各種數碼技術的熟練應用使中學美術課程變得多姿多彩;教師采用電子白板等多媒體演示技術進行教學,便于教學內容由抽象向具象轉化。
網絡技術在視聽媒體技術的基礎上構建,實現了教育信息化,為學生提供了綜合平臺。網絡技術實現了校園內外以及國內外的同步教學及資源共享,為教師備課、教學演示、師生互動、作業(yè)練習、考試評價等教學活動提供了豐富的網絡環(huán)境。另外,網絡資源共享課程促進了網絡教育資源的整合與共享,為學生提供了一個“個別化教學”的教育平臺,形成了以學生為中心的個性化教學模式,提高了網絡教育教學和人才培養(yǎng)的質量。
人工智能技術通過編程技術與模擬法實現,不斷地運用到各個學科領域,它可以完成智能控制、圖像與語言理解、自主的信息處理與管理等規(guī)模龐大的任務。人工智能技術的使用在中學美術課程教學中成為了必然的趨勢。首先,它是教師進行課程設計的好幫手。它可以滿足教師在教學設計中的多種需求;其次,它為個別化教學增添了智能的選擇與識別。另外,人工智能技術在圖像上的識別為中學美術課程的學生作業(yè)提供了識別評價的可能。
信息技術的多樣性為中學美術課堂教學增添了色彩,提高了中學生對美術課程學習的主觀能動性。在充斥著信息技術的中學美術課程中,各種技術使用的合理性需要進一步探討。
1.缺少思考的美術感官教學
所謂“感官教學”是指中學美術課經常采用“課件教學――課堂練習”這個由多媒體課件進行感官教授的教學模式,多媒體教學系統(tǒng)的普及,由課件直接到練習成為了一些中學美術教學的主流模式,這種缺乏策略的使用多媒體教學系統(tǒng),使部分中學美術課堂成為了缺少思考的感官教學。一方面,缺少思考課程內容與教學技術契合度的問題;另一方面,缺少思考教學資源與學生特點的辯證關系。
不同的美術領域對教學技術的需求不同,教師要重視課程內容與教學技術契合度的問題。中學美術教學分為“造型與表現”、“設計與應用”、“欣賞與評述”、“綜合與探索”四個領域,針對不同的教學領域,教學技術的選擇也應不同。義務教育課程標準實驗教科書、人民教育出版社《美術》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》即屬于“造型與表現”領域的學習內容,它圍繞“裝點我的居室”這一主題,引導學生利用不同的美術表現形式去裝點自己的居室。這個單元讓學生初步學習了中國寫意花鳥畫、版畫、裝飾畫、鉛筆淡彩畫和掛畫的形式美要求,最后通過同學之間的展示交流進行總結,樹立學生美化生活的意識,提高學生的造型表現能力。在這個單元學習中國寫意花鳥畫的課程內容中,有欣賞環(huán)節(jié)、有知識技能學習的環(huán)節(jié)、還有學生的練習與評價環(huán)節(jié),這三個教學環(huán)節(jié)中或多或少都需要使用到各種教學技術。教師通常使用教學課件引導學生欣賞中國寫意花鳥畫;在知識技能學習環(huán)節(jié)中,教學課件與網絡媒體的結合使用能夠有效地補充學生所需的學習資源并能進行相關的知識拓展,比如了解相關的藝術家及其工作室,進一步明確中國寫意花鳥畫的題材、風格、構圖等。也就是在這個重點的教學環(huán)節(jié)中,教授的知識技能與教學技術的采用契合度尤為重要。中國寫意花鳥畫中“筆墨章法”是教學難點,是否能夠完全通過多媒體技術手段讓學生掌握呢?答案是否定的。知識技能、特別是動手技能的掌握不能單靠“感官教學”來完成,需要學生通過體驗,在不斷的實踐中學習。教學課件中播放的繪畫視頻減少了教師與學生、學生與學生之間的互動體驗與繪畫技術的交流,感官教學無法取代傳統(tǒng)的動手技能的培訓與學習?!肮P墨章法”這個教學內容就需要教師進行課堂示范,教師播放的圖片與繪畫教學視頻只能是對這個教學內容的資源補充,教師在學生的實踐中針對問題單獨指導并示范,這種互動的直觀課堂教學能夠提高學生對知識技能的把握。
互聯網的普及給教師提供了大量的教學資源,有些課堂教學缺少思考教學資源與學生特點的辯證關系。“教學資源指教學材料可被設計、開發(fā)與實施的所有方式?!盵3]從廣義上說,教學資源是教師在教學中利用的一切要素,包括所有支撐教學和為教學服務的各種內容;從狹義上說,教學資源包括教學信息材料、教學軟硬件和相關教學系統(tǒng)。在教學中教學資源主要是教師采用的教學信息材料與教學硬件設施。教學資源的選擇使用必須以學生的特點為基礎,選擇合適的教學資源。還以人民教育出版社《美術》八年級下冊第二單元《裝點我的居室》采用的教學資源為例:初二的學生處于生理成熟期,個性逐漸形成,對自我社會化發(fā)展要求增多,通過以前的美術課程學習有了初步的美術基礎,根據學生的這些特點,盡量選擇符合學生心理興趣點的美術資源;根據學生掌握的文化知識可以選擇學生文化素養(yǎng)范圍內的中國畫進行欣賞。只有正確評價學生的年齡特征、行為水平、美術能力、知識基礎等,才能合理地使用教學資源。
2.缺乏準確的美術視角轉化
不同教師對課程內容有著不同的美術視角,美術視角轉化于課堂教學中要注重轉化過程的準確,以偏帶全會導致學生認識的片面性。缺乏準確的美術視角轉化主要存在兩個問題:一個是教師對課程內容美術視角審視的準確性問題,一個是美術視角轉化過程中使用資源的片面性問題。教師對課程內容的理解主要依靠教學大綱的規(guī)范與其個人的教育能力。教學資源的使用需要進一步推敲,學生首次在美術教學中對某一美術門類的體驗不可避免地會形成對該美術門類的主觀經驗主義,教師在選擇教學資源的同時要思考該資源是否能夠準確地帶給學生正確的美術視角。比如《裝點我的居室》的第一部分,要求學生了解中國寫意花鳥畫的題材、風格、構圖、等,要求教師提供給學生經典的寫意花鳥作品,并明確告訴學生不同時期寫意花鳥的特征,樹立學生對寫意花鳥畫的正確認識。
三、中學美術教學技術的改進策略
中學美術是技能、審美與藝術創(chuàng)造力的結合,要求教師不僅要具備美術學科能力,還能根據學生的特點應用教育技術,不斷地調整教學策略,實現因材施教。中學美術教學技術策略“將信息技術有效地融合于學科的教學過程來營造一種信息化教學環(huán)境,實現一種既能發(fā)揮教師主導作用又能突出體現學生認知主體地位的以‘自主、探究、合作’為特征的新型教與學方式,從而把學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性較充分地發(fā)揮出來”[4]。中學美術教學技術策略圍繞學生、教師、教學內容與教學技術展開,它包括以教學內容為主體的精簡組合策略、“教”與“學”并重的產生激發(fā)策略、重視課堂內外的發(fā)散拓展策略。
精簡組合策略以教學內容為主體、教學技術為依據。不同的教學媒體都有各自的優(yōu)點,在學習上既有潛在的功能性,也有一定的局限性,所以要針對不同的教學內容與教學方法,有機地組合多種教學技術。并不是現代媒體手段使用得越多越好,而是要揚長避短、優(yōu)勢互補,合理安排教學技術的使用順序,達到整體優(yōu)化的教學效果。
產生激發(fā)策略強調了在應用教學技術過程中“教”與“學”同等重要的地位。奧蘇貝爾與加涅提出以“教”為主體的教學理論,強調了教學方法的重要性;同時,奧蘇貝爾提出“有意義接受學習”強調了學生的認知因素,“構建主義教學策略”指出了“學”的重要地位,美術知識技能的認知與掌握是由學生主動構建的,教師的“教”與學生的“學”要選擇互動多樣的形式實現。在中學美術教學技術策略中,要使用有效的認知工具,讓學生在學習過程中始終處于主動的地位,自主地完成教學內容,激發(fā)學生對學習任務和學習過程的積極和熱情。
發(fā)散拓展的媒體選擇可以積極地把課程資源與學生的認知結構相聯系,或以多媒體、或以軟件、或基于網絡、或采用仿真試驗模擬等不同的技術支持課堂內外的教與學。由于美術學科與其他學科融合的廣泛性,中學美術教學技術的選擇要為學生考慮到學科知識的發(fā)散與相關領域拓展的可能性。教學內容的發(fā)散與拓展分課內與課外的發(fā)散與拓展。課內的發(fā)散與拓展是在課堂教學過程中依據該課的教學內容,根據學生的知識與認知特點,在一定范圍內知識的深度與廣度聯系起來的教學活動,它有效地加強了學生對教學內容的深入理解,探究了創(chuàng)新的學習意識;課外教學內容的發(fā)散與拓展以學生興趣為依托,對課堂知識技能進行進一步拓展與延伸,培養(yǎng)了學生的自主學習,促進了學生均衡個性地發(fā)展。
中學美術教學技術策略根據不同教學內容與學生特點選擇相應的教學技術,教師不斷地完善中學美術教學技術策略設計出不同的學習方式與活動,為學生提供最佳的學習環(huán)境,保證了能夠高效地進行中學美術教學。
參考文獻
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論文關鍵詞:工程碩士;培養(yǎng)方案;課程設置;教育改革
工程碩士專業(yè)學位是我國研究生教育體系中的一個重要組成部分,其設置適應了國家經濟體制的改革,適應了在崗人員進一步提高自身能力素質的需要。工程碩士與工學碩士相比,它們雖然處于同一層次,但由于其生源的顯著差異,其培養(yǎng)目標、知識結構、能力結構和培養(yǎng)模式等均有較大不同。要使工程碩士成為高層次技術和管理人才,符合未來社會發(fā)展的需要,就必須貫徹“以人為本,因材施教”的教育原則,制訂一套科學、合理的培養(yǎng)方案,并建立與之相適應的培養(yǎng)模式。
為了提高工程碩士培養(yǎng)質量、規(guī)范培養(yǎng)模式和培養(yǎng)流程、明確評估辦法等,2005年7月召開了第二屆全國工程領域教育協作組組長全體會議,提出“建立規(guī)范化的工程碩士學位標準”的設想,并選擇了控制工程等五個領域,以課題研究的形式,率先開展工作。2007年全國控制工程領域工程碩士教育協作組頒布了“控制工程領域工程碩士專業(yè)學位標準(試行)”,對我院控制工程領域工程碩士的培養(yǎng)起到了很好的指導性作用??紤]我院控制工程領域工程碩士的培養(yǎng)主要是面向部隊、基地等情況,在對“專業(yè)學位標準實施細則”修訂中,培養(yǎng)方案在符合學科內涵的基礎上,要兼顧生源單位需求,在研究方向的確定、課程設置等方面突出應用性、針對性,切實使培養(yǎng)的工程碩士在相應的工作崗位上發(fā)揮應有的作用。
一、以武器控制系統(tǒng)為中心確定培養(yǎng)方案的主要研究方向
現代兵器裝備的特點是精確化、遠程化、智能化,以導彈、無人機、指揮系統(tǒng)等為代表的武器裝備更突出了這一特點,這些特點的基礎之一是自動化技術。根據我院生源主要分別來自武器裝備論證、武器裝備試驗、軍代表、部隊技術保障、部隊裝備管理單位等崗位特點,依托控制工程領域培養(yǎng)工程碩士,應該以武器裝備為大背景,在控制工程學科內涵的基礎上緊緊以武器控制系統(tǒng)為中心,來確定相應的研究方向,因此我院控制工程領域工程碩士專業(yè)研究方向確定的基本思路是:涵蓋我軍武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質量監(jiān)控、武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷、武器控制系統(tǒng)信息化管理等方面,為軍代表系統(tǒng)、武器裝備試驗基地、部隊修理所、部隊裝備管理等單位培養(yǎng)具有我軍特色的高層次應用型、復合型工程技術和管理人才。具體如下:
1.武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質量監(jiān)控
該方向以提高復雜武器控制系統(tǒng)綜合戰(zhàn)術技術性能為目標,以數學、力學、控制理論、系統(tǒng)科學、計算機技術為基礎,研究武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質量監(jiān)控的方法。主要研究內容包括:火控、指控、無人機和導彈等復雜武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質量監(jiān)控的方法及武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估等。
2.武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷
該方向以提高武器系統(tǒng)技術保障人員的裝備保障能力、試驗技術人員的工程實踐能力為目標,以自動測試技術、故障診斷技術、信號處理技術和計算機技術等為基礎,研究武器系統(tǒng)的性能檢測、故障診斷的技術與方法及靶場試驗中技術保障的關鍵技術。主要研究內容包括:新標準測試總線的應用、測試系統(tǒng)模塊化設計、武器系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測與診斷、測試診斷設備研制等。
3.武器系統(tǒng)信息化管理
該方向以提高各級裝備保障管理人員的管理自動化、信息化、智能化水平為目標,以人工智能、裝備保障理論、計算機技術、數據庫技術、多媒體技術、網絡技術等為基礎,研究裝備保障管理的自動化、信息化、智能化技術和系統(tǒng)。主要研究內容包括:研究制訂適合裝備保障信息化管理的標準體系,研究建立統(tǒng)一的適合裝備保障管理信息化的數據交換代碼,基于裝備的狀態(tài)信息、故障信息、維修信息等進行研究裝備保障領域的全程可視化信息管理系統(tǒng)。
二、以適應培養(yǎng)方向要求為出發(fā)點確定適宜的課程體系
課程教學是工程碩士培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié),它對于構建合理的知識結構、打下扎實的基礎理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識起著相當重要的作用。當今社會,科學技術迅猛發(fā)展,知識更新不斷加快,只有打下牢固的基礎,才能自如地實現向新領域的轉變,才具有可靠的應變能力的堅實后勁;只有在頭腦中存儲了大量的知識、事例和經驗,才能運用它們來進行創(chuàng)造性思維。課程設置在整個課程教學工作中起著基石性和原本性的作用,只有合理的課程設置才有可能使研究生具有合理的知識結構,才有可能在課程學習過程中激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。
考慮到工程碩士的培養(yǎng)模式是“進校不離崗”,邊工作邊學習,在職攻讀學位的特點,在課程學習上,我院采取的是“兩階段”學習方式,即第一階段主要學習公共和領域必修課程,在學院集中學習;第二階段主要學習選修課,采取先寄發(fā)教材供學員自學,再到學院集中輔導兩次,每次為期兩周,最后集中進行考試。因此課程設置一方面要充分考慮這些特點、安排,另一方面更要考慮所設置課程應與各培養(yǎng)方向相適宜。對控制工程領域工程碩士研究生來說,應具備以控制論、系統(tǒng)論、信息論原理為核心的知識結構。同時,還要具備基于與數學方法、計算機技術、網絡技術、通信技術、各種傳感器和執(zhí)行器等相結合的、針對具體應用方向的知識面。這些知識結構、知識面要通過一類課程群的設置來落實。由于培養(yǎng)時間、教學時數的限制,課程的門數設置受到了約束,這樣就要求對課程的選擇必須反復斟酌,切實使選擇的課程具有較強的針對性,有利于學生建立合理的知識結構,有利于學生進行后續(xù)的學位論文研究工作。我院工程碩士專業(yè)學位課程設置包含兩大部分。一部分是適用各個研究方向的必修課,包括公共必修課和領域必修課。公共必修課主要包含自然辯證法、英語、數理統(tǒng)計、科技信息檢索。領域必修課主要有線性系統(tǒng)理論、計算機控制系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)。另一部分是為不同研究方向設置的選修課。選修課設置的基本思想是在保證對一個控制工程領域工程碩士研究生而言,至少應掌握一個課程群的知識要求的基礎上,引入專題講座形式來開闊學生視野,增大學生知識面。根據學科培養(yǎng)方案設置的三個研究方向,結合部隊崗位需求,我們按優(yōu)化、控制類課程群、控制系統(tǒng)故障檢測與診斷課程群、信息傳輸與處理類課程群的要求設置領域專業(yè)技術類選修課課程。
具體地講,為三個研究方向設置的選修課程分別是:
為武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗優(yōu)化與質量監(jiān)控研究方向設置了優(yōu)化、控制類為主的課程,包含軍事運籌分析、系統(tǒng)決策與建模、智能控制、人工神經網絡、防空武器系統(tǒng)效能分析以及專題講座。
為武器控制系統(tǒng)性能測試與故障診斷研究方向設置了故障檢測與診斷為中心的課程,包含測試與接口技術、軍用電子系統(tǒng)測試、電子系統(tǒng)故障診斷、故障分析與預測、人工智能原理以及專題講座。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0123-03
Abstract: Analyzed the developing status of Bioinformatics combined with Chinese Medicine, proposed the education directions for the combinations of Chinese Medicine and Bioinformatics, discussed the using of Bioinformatics techniques in Chinese Medicine big data with teaching and researching area by three common method in Bioinformatics.
Key words: chinese medicine big data; bioinformatics; education in university
1 引言
生物信息學是一門新興學科,在各大高等院校醫(yī)學或生物學相關專業(yè)都有與之相關的課程或專業(yè)開設。與我們常見的物理、數學、法學等學科不同,生物信息學更像是一個學科領域,它不僅僅局限于某個科學研究,而是綜合運用數學、計算機學和生物學的各種工具及方法來分析和理解在大數據背景下的生物學意義[1]。經過20余年的發(fā)展,生物信息學已在分子進化、基因測序、遺傳及變異研究等領域取得了突破和成果,是21世紀人類三大計劃之一“人類基因組計劃(Human Gene Project HGP)”的核心支撐學科。在美國,早于1988年便成立國家生物技術信息中心(NCBI),隨后歐洲和日本在1993年和1995年分別建立了歐洲生物信息學研究所(EBI)和信息生物學中心(CIB)用來對數以萬計的核酸及蛋白質等數據進行維護并發(fā)展至今日趨成熟[2]。生物信息學于上世紀90年代初開始逐漸引起國內科學工作者的重視,經過20多年的發(fā)展也已初具規(guī)模。筆者通過對近20年公開發(fā)表的有關生物信息學關鍵字的文章進行搜索,運用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發(fā)表文章數量的散點圖。從圖1可以發(fā)現,關于生物信息學學科的研究數量在2014年達到頂峰,并逐漸開始下滑。同時,由于搜索結果包含雜質數據(如被動截取“信息學”為關鍵詞),為了使圖表信息量有度可量,筆者繼續(xù)對在認知上與生物信息學相關的科學領域進行關鍵詞搜索,分別為“數據挖掘”和“人工智能”,并繪制圖2。由該圖可直觀地看出,人工智能的研究一直穩(wěn)步發(fā)展,符合21世紀科技高度發(fā)展的大趨勢,而數據挖掘技術的相關研究自2005年以來迅猛增長并趕超人工智能。綜合分析其主要原因是由于中國人口眾多,自2005年以來互聯網用戶不斷增加,全民聯網的時代逐漸構成,互聯網信息產業(yè)的急劇擴大以及電子商務、云技術等網絡相關產業(yè)的發(fā)展帶來的信息膨脹,使越來越多的人意識到大數據的作用和研究數據挖掘對經濟發(fā)展、社會進步的重要影響,進而推動數據挖掘的學科發(fā)展。
2 中醫(yī)大數據背景下的生物信息學課程教學
從圖2的對比可以看出,生物信息學的研究數量與其他兩個學科對比,則顯得相形見絀。也就是說,生物信息學在我國的發(fā)展仍較為緩慢,使之與其對人類社會的貢獻度不成正比。進一步對圖1的搜索結果進行高級檢索,對已有的生物信息學研究進行劃分,將”中醫(yī)”關鍵詞加入其中,結果發(fā)現將中醫(yī)與生物信息學相結合進行研究的文獻少之又少,每年文獻不過20左右。生物信息學的作用就是利用計算機等技術對海量的生物數據進行分析并洞察隱藏在其中的規(guī)律,而中醫(yī)數據經歷數代中醫(yī)名師的記錄和數十年來信息存儲技術的發(fā)展已經儼然呈現出高緯度、高階度的大數據結構。因此,生物信息學在中醫(yī)數據的研究中一定具有其特殊的價值和意義,是從微觀層面描述中醫(yī)整體結構的重要手段。本文將以中醫(yī)證侯、病證和中醫(yī)復雜性為切入點,結合研究生物信息學在其中的應用價值,并討論在教育教學過程中如何使中醫(yī)和生物信息學有機結合,做到融會貫通。
2.1從“定性”和“定量”學習角度看基因組學學習中醫(yī)“證”本質
在中醫(yī)學中,“證”是立方立法的基礎,醫(yī)者通過四診獲取的信息進行綜合分析和判斷,從病癥體征等表現集合入手,得出相應的證候,有針對性的用藥治療。中醫(yī)與西醫(yī)不同,講究以整體論看待人體以及病變,“辨證論治”思想也是千百年來各名中醫(yī)學者通過反復探索得出的實踐經驗,對中醫(yī)遣方用藥具有決定性的指導意義。而西醫(yī)認為,疾病的發(fā)生與發(fā)展是與人體某段特異的基因的改變有關,HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構成奧秘從而從本質上研究疾病的產生和發(fā)展規(guī)律[3]。因此,中醫(yī)與西醫(yī)在指導醫(yī)者診療的哲學思想上是有很大不同,甚至可以說是截然相反的。然而中醫(yī)與西醫(yī)的內在關聯卻無處不在,結合點之一正是基因與證候的關聯。對于基因組學和中醫(yī)證候的學習方法是不同的,一個是定量學習,另一個則是定性學習,定量學習有助于學生更加客觀的研究生物體的發(fā)展規(guī)律,并結合現代計算機技術做到多學科交叉學習與實驗,而不足之處在于缺乏主觀思考、學習方式較為分散缺乏整體思維把控;而定性學習則以某一指導思想為主線,通過對某些案例及知識長時間的觀察和分析,從中得出結論。定量學習如基因組學更重視量化計算及工具的使用,而定性學習如中醫(yī)證候則更重視理論與實踐結合,整體到局部學習。在學習的過程中,無論基因組學還是中醫(yī)證候,都會以疾病為具體的研究對象。從西醫(yī)上說,基因是決定人是否患病的內部原因,通過遺傳或基因狀態(tài)的改變都可能導致疾病的產生,從中醫(yī)上說,證候是疾病狀態(tài)下的臨床類型,反映了機體在疾病發(fā)展過程中的病理特征[4]。因此,將證候與基因組學統(tǒng)一學習,實則是將定量與定性學習相結合以實際疾病案例和數據著手從而多方面運用計算機、西醫(yī)學、證候學、數學等學科知識對生物大數據進行分析的綜合學習方法。
2.2 基于蛋白質組學學習中醫(yī)病證相關性
證侯是人體生命活動的一種表現,而生命活動的主要執(zhí)行者是蛋白質,兩者之間必然會有隱秘且細致的聯系,我們也應以此為出發(fā)點,培養(yǎng)學生的發(fā)散學習方法,綜合學科進行學習。自HGP的完成宣告了后基因組時代的到來后,研究生命科學的重心也由基因組學向蛋白質組學逐漸轉變,作為教育者也應跟上科學發(fā)展的潮流,把生物科學研究和相關教學模式從基因水平向蛋白質水平轉變。與此同時,蛋白質組學是從整體角度分析細胞內的動態(tài)變化以及蛋白質組成成分、表達水平等,它的研究方法學內容與中醫(yī)的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質組學在分子水平上的DNA修飾和基因調控反應生命體的整體狀態(tài)(即陰平陽秘),中醫(yī)理論強調從整體觀對疾病進行認知,認為疾病的發(fā)生是人體整體功能的失調所致(即陰陽失調),重點在于辯證論治[5]。在教育教學過程中,將基因或蛋白質方面的研究從結構研究向功能研究轉變,使研究更具體,透過相關功能性測試實驗,發(fā)現基因之間的相互聯系及相互作用,在定量學習的過程中培養(yǎng)學生的定性思維,使學生善于發(fā)現問題及對象之間的關聯。正如數據庫實體關系模型中的E-R圖一樣,在進行蛋白質組學和中醫(yī)病癥相關性研究教育的過程中,中醫(yī)病證和蛋白組學可以看做是兩個看似毫無關聯的實體,而通過“疾病”將兩者相連,透過此種關系可以衍射出兩個學科方面的深入學習。
2.3 運用復雜系統(tǒng)性方法學習中醫(yī)藥復雜系統(tǒng)
中醫(yī)藥的復雜性相比西醫(yī)有過之而無不及,原因主要在于相對于“結構決定功能”的西方醫(yī)學思想,中醫(yī)更側重于“關系決定功能”,在這種情況下,無論是辨證論治還是癥狀體征變化,有關中醫(yī)診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲,使得中醫(yī)稱為典型的“復雜自組織系統(tǒng)”[6]。尤其在信息離散度和復雜度較高的中醫(yī)證侯系統(tǒng)中,癥狀變量與證侯信息混雜在一起,想辨別兩者的區(qū)別和聯系是非常困難的事情,單純的研究數據往往缺乏正確的方向,而單純的研究理論則往往枯燥乏味。因此,在教學過程中,可以將復雜系統(tǒng)方法學引入中醫(yī)系統(tǒng)學習,通過復雜系統(tǒng)中的熵分劃方法將證侯系統(tǒng)的離散變量加工轉化為線性關聯集合,即將癥狀變量通過關聯度集合成多個癥狀集合,并將癥狀集合與關聯度較高的證侯要素進行聯結。以此方法既可以激發(fā)學生對理論學習的興趣,又能以理論指導實踐,對中醫(yī)證侯大數據進行信息提取,達到全面學習。
3 結束語
中醫(yī)信息學已經作為一門新興學科在我國各大高校開設,相關師生深入研究和學習,主要目的就是發(fā)掘蘊含在中醫(yī)幾千年發(fā)展結晶中的奧秘。關于中醫(yī)藥數據的數據挖掘技術和研究也在近年日益增長,這都表明人們已經愈來愈關注國粹,關注健康,關注未來。這也表明與之相關的學習和研究對未來的人生發(fā)展和機遇都有著深遠的影響。然而,數據挖掘的技術并不完全適用于中醫(yī)藥復雜系統(tǒng)中的信息發(fā)掘,若單純地將兩者進行結合教學,學生可能缺少知識銜接,缺乏過渡。這時若將生物信息學引入二者其中并結合生物信息學相關智能科技手段和技術,則可以從宏觀和微觀兩個方面去看待生命體:宏觀上面對復雜的中醫(yī)系統(tǒng)不需感到困惑,而是以“復雜系統(tǒng)方法論去解決復雜系統(tǒng)”,使學生不要總想著從每一個局部都能分析到問題的本質,而是接受復雜性,從復雜系統(tǒng)的角度去解釋生命體的自組織現象,對生命體的宏觀表現進行研究;微觀即是在分子水平上去分析中醫(yī)證侯的本質,方劑的復雜體系,去了解生命體內部的調控機制等,以此加深學生對中醫(yī)理論的理解以及對生物信息學工具和技術運用的融會貫通。
參考文獻:
[1] 鐘濤.基于復雜系統(tǒng)方法的慢性胃炎中醫(yī)問診證侯建模研究[D].上海:華東理工大學,2014.
[2] 譚從娥,王米渠,馮文哲等. 生物信息學分析寒癥海量數據的探索[J].中華中醫(yī)藥學刊,2008,26(12):2569-2570.
[3] 李方玲,梁嶸.對中醫(yī)證侯規(guī)范化研究的探討[J].遼寧中醫(yī)雜志,2006,33(4):386-387.
所以,未來我希望大家記住,數據時代是預測未來的時代。
大數據是對未來的預判
“事后諸葛亮”誰都會做,如何體現呢?拿公安部門來講,我們要做的是怎么把壞人找出來,不能放過任何一個壞人。請問,壞人在哪里?現在人長的都差不多,電影上的壞人一看就看出來了,但是生活中的壞人到底該怎么找?我們的大數據,應該怎么幫我們把這些壞人找出來,并且預防這些壞人?
俗話說:“菩薩怕因,凡人怕果”。菩薩看到會說:“哎呀,你這家要倒霉了?!狈踩藬偵系姑沟氖?,會“哎呀,很生氣”。其實,這就是因果關系的辯證法。大數據就是讓你提前發(fā)現任何的因會導致這個果,會避免出現什么事情。
大數據怎么幫助我們的公安干警做預判?一個人買高壓鍋很正常,一個人買鐘也很正常,一個人甚至買一個火藥也正常,買個鋼珠也正常,但是一個人合在一起買那么多東西,就一定不正常了。買火藥是一個店,買高壓鍋是一個店,買其他是一個店,如果沒有通過數據的結果,請問你怎么知道他在造炸藥?
小偷是以前靠反扒警察一天天地跟著,今后,如果他使用了電子支付,警察發(fā)現這個人一天之內坐了50輛不同的公交車轉來轉去,那這個人就可能很可疑。所以,大數據是種完全的對未來的預判。我們人工是看不到這邊是有蹤跡的,但是它是有蹤跡的。
我們以前的破案,都是利用多少個監(jiān)控,去事后查一查,出了交通事故就是它。但是每天產生的大量數據,是否可以用于計算或預判所有可能出現的問題?如果這樣,這個世界的社會治理,會發(fā)生天翻地覆地變化。
其實在政法體系里面,可以與大數據合作的東西很多。我相信很多公安、法院、檢察院、安全部門包括反恐部門,都在采用,我覺得這個變化會越來越大。
光在杭州,可能就有幾萬個攝像頭。但是在紐約,可能就一兩萬個攝像頭差不多了。我們這個城市,已經具備了收集獲取大量數據的能力,但是,這些數據,人是無法處理的,只有用人工智能才會處理。所以,在人工智能處理方面,我們的能力越來越快、越來越強。
今后的競爭是組織架構的競爭
各國在技術方面,用大計算促以數據處理的角逐很激烈。這些能力,不是天生就有的,也不是靠實驗室的老師們能研究出來的。中國今天在大數據處理上的能力,是在世界上罕見的,我們每一天被全世界各地的黑客攻擊平均是兩億次。
中國有13億人,有多復雜!所以我認為,這個工作沒有理想主義是做不出來的。強大的理想主義,對于未來的擔當和各種方法,我是充滿敬仰之情。在今天我們需要思考,在當前中國,我們處理大數據的本領是怎么練出來的?對于各種各樣的案件,我們今天的處理,就是為未來提升戰(zhàn)斗力。
大數據的時代和整個未來組織架構變革,是遠遠超過大家想象的?!吧虉鋈鐟?zhàn)場”,我們做的就是組織架構的競爭。在美國、在歐洲,一些幾十個人的公司,把幾千人的公司打得稀里嘩啦,這個就是強大的數據處理能力。
再舉個例子,我曾經問過美國的特戰(zhàn)隊員:“你們在戰(zhàn)爭中這么厲害,如果你們兩個人在戰(zhàn)斗中遇到很多人,你們怎么辦?你們是一槍干掉他們20多個人?”他說:“我發(fā)現這幾個人,我會首先拿出我的IPAD,把坐標輸入,讓后方的導彈干掉他們?!边@就是組織架構的競爭,沒有后面強大的高科技,是不可能的。組織架構在數據時代會發(fā)生天翻地覆的變化,今天我們就在造航母,它本身不打仗,但它讓它的艦載機打仗。
第一次技術革命誕生的商業(yè)組織是工廠,第二次技術革命誕生的商業(yè)組織是公司,這次技術革命誕生的是什么?是平臺型經濟。平臺經濟就像航母,是平臺的思想,在支持艦載機遠程作戰(zhàn)。