人工智能賦能教育概念精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人工智能賦能教育概念范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

縱觀今年的AI行業，說不上風起云涌，談不上拼得頭破血流，但光從“巨頭云集”四個字來看，就可窺見風平浪靜之下其實暗流涌動。國外有谷歌、蘋果，國內則有百度、阿里、騰訊、華為等多家企業入局。從拼技術到拼產品，從拼入口到拼布局，各個企業在AI領域大放異彩，展現著自身的獨特魅力。

AI基因上：BAT各有優勢，大數據算法全面更勝一籌

論AI基因，這個支撐企業整個AI戰略構想的核心基礎優勢，可以說是不可或缺，它著實能為企業在AI領域的布局帶來極大幫助，也是一家企業進軍AI最大的底氣。總體看來，BAT三家互聯網巨頭在布局AI領域均有優勢，但因自身業務的不同，其AI基因的優勢又表現在不同方面。

百度：AI基因意味著擁有先天的優勢，依靠搜索引擎業務起家的百度，在掌握與人密切相關的數據算法領域算得上是得心應手。同時，作為人工智能的雛形搜索引擎業務，擁有它就相當于掌握了人工智能的鑰匙，只需依據數據內容付諸實踐便能打破許多關卡，擁有比其他企業更多的機會。

一方面，數據是企業做AI的源頭，也是引領AI走向的一大支撐點，擁有數據便于掌握AI大致的發展方向；另一方面，百度搜索的數據樣本較為全面復雜，范圍涉及場景較為廣泛，涵蓋從天文地理到日常的生活信息，累積了豐富多樣的樣本數據，這一切，都是基于百度算法技術的支撐，也為其在AI領域的全布局上提供了最基本的算法和數據支持。因而，AI基因這一方面，百度比其他企業有了更多的發展機遇。

阿里：依靠電商起家的阿里，雖然不具備像百度一般的海量大數據，但是阿里在掌握電商消費者數據層面也有著自身的優勢。與百度一樣，阿里在AI領域也早已開始布局，其有著百萬級用戶規模的云計算業務，同時也憑借在電商領域的豐富場景應用，阿里在大數據層面也有著自身的實力所在；此外，阿里在商業場景上所得來的數據，也是支撐其人工智能產品最終落地的基石。

騰訊：雖然在先天技術上略遜色于其他兩家，但騰訊也有著豐富的應用場景。依靠在社交網絡、媒體等業務的深耕，加上微信、QQ的龐大用戶體量，使得騰訊在開發AI業務上更多基于提升用戶體驗上入手。從這方面看來，騰訊的AI基因更多傾向于豐富場景上的驅動，還有其龐大的用戶數據體系支撐。

綜合來看，三家互聯網巨頭在進軍AI領域上有著天然的AI基因，只是因各自所涉及業務的不同，AI基因也各不相同。但從綜合實力來看，擁有全方位的技術支持和豐富的場景應用，以及掌握算法功能才是開啟AI領域的最佳起點。

AI產品上：場景出現重合，涉足范圍廣泛者博得頭彩

人工智能領域雖說涉及的場景豐富，但最終還是無法脫離人們的衣食住行等各個方面。無論各企業在AI領域的構想如何豐富多彩，最終的成果檢驗還是要看產品的落地。因而，人工智能概念出現了這么多年，近兩年終于加快了產品落地的步伐，國內尤以BAT為首的人工智能產品現已扎堆面世，為人們開啟了新一輪的AI產品檢驗潮。

百度：借助先發優勢，百度現已有多款人工智能產品落地，涉及的場景范圍廣泛且全面。其中，百度研發的一款智能音箱產品raven H搭載旗下的人工智能操作系統DuerOS 2.0，在這項系統的加持下，raven H在語音對話交互方面達到高度智能化，同時在與人類交互的功能上還能不斷學習和進化，以達到與用戶使用習慣的高度融合。這款智能音箱產品擁有很強的喚醒率，即使相隔一堵墻也能被輕易喚醒服務，還能用于控制家居產品如燈光、電視等家居產品，相當于掌握了智慧家庭入口。

同時，在人工智能產品發展逐漸步入正軌，許多人工智能場景如智慧生活、智慧出行等方面急需語音系統支持的情況下，百度的人工智能操作系統DuerOS應運而生，為賦能上下游產業鏈付諸行動。在上游，百度DuerOS與紫光展銳、ARM等芯片廠商達成合作，提升硬件基礎以最終賦能于人工智能產品上；在下游，百度DuerOS與海爾、美的、TCL等傳統家電廠商同樣達成戰略合作。有了DuerOS的支持，用戶將能通過DuerOS，實現對電視、冰箱等智能家電產品的操控。

另外，百度研發的深度語音識別系統Deep Speech，在高精度的語音識別領域展開部署。當下的AI領域，語音識別涉及的場景也較為廣泛，人工智能的初衷就是帶給人們無處不在的便捷體驗，“能動嘴盡量不動手”的語音識別更是深受AI研發企業的歡迎，也深受消費者的追捧。在這項語音識別系統的加持下，相關產品不僅為用戶提供了多國語言的互譯功能，也為用戶帶來了便捷的翻譯體驗。

除此之外，百度還研發了無人駕駛技術平臺Apollo，旨在建立多方合作的生態體系，為汽車企業和用戶搭建一套新的完整的自動駕駛系統，推動無人自動駕駛技術發展和普及。目前，Apollo已經開放兩款落地產品，其中一款小度人車交互系統，不僅擁有智能語音助手和人臉識別功能，還能實現疲勞檢測和AR導航，目前小度車載系統已與多家車企達成合作，多款車型將進入量產階段。

阿里：同樣，語音這項連接人工智能與人類頻率頗高的交互接口，阿里也有涉足。其中，阿里云研發的一款人工智能產品ET大腦，在智能領域實現了新的突破，除了具備智能語音交互和生物識別等技術，還能幫助人們在復雜的情況下快速做出最佳選擇。

同時，在智慧家庭領域，阿里研發的一款智能音箱產品天貓精靈，在語音識別上也擁有多項功能，此外通過內置人機交互系統開放給業界，已有多家產品鏈接到天貓精靈，為布局全局的智慧家庭入口奪得先機。

騰訊：在人工智能領域后入局的騰訊，在人工智能領域的開發更加注重提升自家產品的用戶體驗上。圍繞智能語音識別和自然語言處理等板塊，騰訊目前已提供了多種人工智能服務，為自身產品在語音識別上進一步提升用戶體驗。

此外，騰訊擁有為智能音箱廠商提供后臺支持的云小微，在微主機Ministation衍生的智能家居設想上，逐步拓展到在線教育和家庭控制中心等。

綜合來看，BAT三家所研發的人工智能產品雖有不同，但都涉及了同一個生活場景，那便是智慧家庭領域。尤其是涉及多個人工智能領域場景維度的語音交互系統，包括冰箱、空調、智能音箱等家用電器。在這方面，誰能擁有強大的語音操控系統，誰就能牢牢把握這一出現頻率較高的交互接口。同時，為人類帶來豐富驚喜體驗的人工智能領域，同樣需要豐富的產品加以支撐，才能為往后智慧生活的進一步實現提供有力的產品支撐。

AI理念上：與自身業務緊密結合，取得先機者得天下

AI理念，即企業做AI的核心思想。從最初的產品定位，到產品的生產和落地，均離不開最初的理念支持，即產品將要成為什么樣、將為人類帶來何種便利，每個階段都圍繞最初的理念開展?？傮w看來，BAT的人工智能理念是在自身原有業務的基礎上，圍繞AI領域展開構想，并將這一設想付諸實踐。

百度：從百度的人工智能理念來看，人工智能在未來會涵蓋其所有的產品和服務，成為新的增長引擎。而事實上，百度在人工智能領域早已從七、八年前開始，從基礎層到感知層以及生態層和應用層等，百度均有著明晰的戰略規劃方向。此外，經過一段時期的打磨和經驗總結，百度的人工智能理念開始跟隨產品一同落地，整個人工智能戰略規劃也從理論開始走向實用階段。

阿里：電商起家的阿里，在人工智能的布局比百度稍晚一些，其人工智能理念多圍繞電商這一核心業務，從倉儲到物流，從產品到制造，阿里在零售業的人工智能軌跡很清晰，并且與自家業務緊密結合。同時阿里發揮所長，全面賦能零售體系。

騰訊：在AI矩陣布局上，騰訊目前擁有人工智能實驗室、微信智能語音團隊等技術的支持。同時其人工智能領域更關注場景、計算能力等，騰訊同樣也是從自身業務出發，布局游戲、社交和內容AI，對比其他兩家來說起步較晚，但初涉人工智能領域的騰訊也不甘落后，建起了人工智能實驗室，用于人工智能方面的研究和開發。

綜合來看，在人工智能的戰略布局和理念構想上，百度已經搶占了先機，從技術優勢到場景落地，戰略規劃進一步照進現實。因而在人工智能領域，必然是取得先機者擁有絕對的話語權，在未來的業務范圍拓張上也卯足了底氣。

AI基因、產品、理念的加持下，未來的AI行業誰將劍指巔峰？

綜上所述，人工智能產業最終的走向必然是加快產品落地的同時邁向高度商業化的未來。無論是阿里的智慧新零售，還是騰訊的場景重要性，抑或是是百度的從出行，到賦能實體制造業的全方位操作，都在各自的領域有著明確的產品構想。

因而，在AI基因、AI產品以及AI理念的加持下，接下來的人工智能產業，各個企業都將在自身基礎的戰略布局上，進一步將計劃落地實施。不過需要注意的是，人工智能這個龐大的產業，并非一家企業就能獨自撐起，而是需要各行各業的相互協作共同推動，才能將企業的人工智能核心理念從理想照進現實。因此，在企業界的共同推動下，未來的人工智能社會化場景中，人工智能所帶給人們的便捷將得到更大化的展現，人類的生活是無處不在的方便和舒適。

這種便捷或許將在以下兩個場景中得到高度化的體現。日常家庭生活上，只需“開口說話”這一個動作，便能順利操控各個家居產品工作，實現家居產品與用戶需求的高度融合；日常交通出行上，也無需用戶親自“動手”，汽車便能自動上路，不僅從一定程度上解放了人的雙手，同時也“解放”了“腦袋”，留給用戶足夠的思維空間專注其他工作，方便又安全。

篇(2)

關鍵詞：智能家居；遠程操控；交互；體驗

隨著科技的飛速發展，傳統的生活方式已無法滿足人們對智能化生活的需求，家居行業也從原有的生產型向服務型轉變，使智能家居朝著以人為本的生活體驗感方向發展，室內設計的思維方式也隨之發生了根本性變化。無論是家電、照明、門鎖都可以實現一鍵智能操作，激勵設計師對智能生活進行新的探索與思考，讓用戶體驗到智能化時代的發展。智能家居是國家重點關注的一項新興產業。2021年7月13日，工業和信息化部等十部門聯合印發《5G應用“”行動計劃（2021—2023年）》的通知，文件指出大力推動5G全面協同發展，深入推進5G賦能千行百業，向著“需求牽引供給，供給創造需求”的高水平發展模式不斷邁進。推動5G與智能家居的深度融合，應用語音控制、感應控制、遠程控制等新技術，不斷豐富了5G技術的應用場景。人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是通過對人類意識和思維過程進行模擬與拓展，進而產生類似于人的行為的一門新興技術科學。家居產品+AI技術，讓產品擁有了新的生命力。5G帶來更快網速、更少延遲、更多設備的接入，拉近人與萬物智能互聯的距離，最終實現“萬物觸手可及”。智能家居以“家”為環境體驗中心，幫助我們在生活中提高時間和能耗利用率。5G（物聯網技術）+AI（人工智能技術）為“萬物智能”帶來了更多可能。用戶通過發送指令將傳統的家具設備變為物聯網設備，接入網絡端，進一步拓展AI人工智能技術在室內設計中的應用空間，實現遠程智能操控，達到互聯互通的功能，使人們也逐漸意識到人工智能對社會發展的作用。

一、智能家居在室內設計中的需求

伴隨著物聯網科學技術的快速成長與生活需求的升級，人們對室內空間的需求不再僅僅停留在居住層面。智能家居的起始都是本著為人們的生活帶來便利、安全、舒適、簡易的原則來實現可持續發展的[1]。人工智能在日常室內設計中發揮著巨大作用，通過局部改造的方式，使智能家居融合智能化的家電組合，讓場景空間使用起來更智慧、便捷。例如在宜家的線上設計平臺，用戶站在電腦前，滑動鼠標就能實現各種商品模塊的自由組合，讓各個單品發揮自身的作用，實現個性化的需求，提升時間效率?？梢姡斯ぶ悄芤亚娜粷B透到我們生活的方方面面，需要我們準確抓住用戶的實際需求，把生活場景融入室內設計方案中來。

（一）情感化設計需求

在物質生活穩步提升的同時，人與環境之間的溝通及互動越來越受到重視，將智能家居系統與室內設計美學的結合與應用之間建立關聯，使智能家居產品的情感化設計得到強化，賦予室內空間設計以情感內涵，實現人們對美好生活的無限向往。設計師在智能家居的設計過程中，堅持以人為本的思想，把用戶的生活習慣放在智能家居整體情感化設計的首位，幫助人們在日常生活中，提高時間的利用率，擺脫瑣事的重復率。例如“一鍵回家”模式，智能家居會自動計算你到家還有幾分鐘，在你到家前自動幫你打開家里的空調。當主人站在家門口時，智能家居能夠自己辨別主人的身份和聲音，門自動打開后她會說：“主人今天辛苦了，歡迎回家?！蓖盹堖^后，自動開啟“觀影模式”，在家就能享受到影院級別的觀影氛圍。智能家居最大的優勢是通過“5G+AI”技術遠程操控家中的相關設備，可以做到人未到，設備先運行，提高人們生活體驗的舒適度，把氛圍感拉滿。

（二）可持續發展需求

智能家居是綠色住宅和生態住宅的結合，把智能家居與現代室內設計相結合[2]。對于綠色住宅和生態住宅而言，智能家居也是可持續發展的延續。智能家居通過自動化的集中控制系統，控制燈具照明或其他電器設備，監控能源的消耗，減少生活中能源的浪費，實現節能環保的設計理念。智能家居的發展目標是構建管理家居設備與日常生活的智能控制系統，具備交互能力的超級機器人，滿足人們的各種情感需求。在一定程度上，根據主人的飲食、心理反應和行為習慣等進行綜合思考，自動切換不同的智能化場景模式。

（三）保障安全性需求

智能家居在室內設計中的有效應用，大大提高了人們家居生活的安全系數，避免了許多不必要的意外發生。安全防盜是用戶生活和工作中最關心的問題。通過對家居環境的監控，根據實際需求，增加攝像機的影像功能，方便用戶在工作或出差時，及時查看家中老人和兒童的生活動態，提前預警家中的安全隱患，真正將家居空間的安全做到防患于未然。

二、智能家居對室內設計的影響

當5G全面應用于家居，家庭安防與家居產品共同組成一個完整的家居智能生態圈，讓家庭生活變得更便捷、更安全、更加互動，讓人們對單一的家電產品有了更高的要求，更加注重家居場景智能化帶來的互動體驗。利用“5G+AI”技術，未來在家居服務領域中，將會衍生出更多搭載人工智能的機器人或生活管家，為人們提供生活助理、兒童教育、老人陪伴、監控監測等服務，增加更多的互動體驗。智能家居從功能上的轉變，從使用上的靈活，從設計理念上的維度拓寬，實現人與產品之間的溝通、人與環境之間的交流、人與人之間更好的生活方式。智能家居以用戶的幸福感為出發點，為住戶的生活環境帶來便利，萬物互聯是室內設計未來的發展趨勢。

（一）對室內設計風格的影響

設計師將智能家居融入室內設計中，調整兩者的關系，保證設計格局的統一。智能家居在選擇設計方案時，要體現一定的時代性，滿足用戶的居住需求。所以，作為設計師應當注重用戶的風格、愛好和環境氛圍，不能從單一的角度考慮問題，要把多方面因素考慮進來，最終選擇一套滿足用戶需求和良好環境氛圍的設計方案[3]。智能家居強調人與生活環境的和諧共生，使設計風格更具多樣性和可變性。在進行室內設計時，設計師首先要對居住環境進行綜合分析，包括家具裝飾、照明、通風、結構、空間等。比如燈光，不僅起到照明、美化作用，更屬于藝術美學的范疇，靈活運用燈光照明，可以增添室內空間的層次感。

（二）對設計理念的影響

智能家居的重點是解決在生活中遇到的麻煩，更好地提高人們生活的安全保障和品質。因此，在一定程度上要減少電能、燃氣的消耗，減少二氧化碳和其他有害氣體的排放，這一轉變帶來了室內設計理念的改變，從功能上來看，室內設計要更加注重儲藏空間的設計，對有限空間進行最大化利用，兼顧收納性和美觀性。

（三）對室內陳設的影響

在設計室內環境時，要根據不同的戶型結構，結合實際情況融入智能家居，實時美化室內造型和家具擺放，最大限度地創造優質的室內環境。室內陳設會影響整體空間格局。從簡單的家用電器到繁雜的古董字畫，可對室內環境進行點綴，應用無線遙控技術規劃陳設格局，豐富人們的日常生活。在使用家庭影院控制系統時，通過無線技術，不需要復雜的工序布線，使用互聯網技術將使電視、電腦、手機互聯，達到音視頻資源的共享。

三、智能家居在室內設計中的應用

（一）應用在客廳中

快節奏的生活壓力使人們下班后，渴望通過一鍵式聯動開啟智能化家居生活。智能家居懂得主人的情感想法，及時幫助主人處理不想去完成的家務，把家居生活打理得井井有條。當主人忙碌到無法抽身陪伴家人時，智能家居還能成為家人的“閨蜜”，在客廳通過實時語音對講、播放音樂、聊天互動，分享生活樂趣，增添“人性化色彩”，實現以人為本的高品質智能家居生活新體驗。通常情況下，客廳空間相對較大，是主人與客人進行休閑娛樂的互動空間。智能燈光照明系統，巧妙地把各種燈光的明暗變化、場景互換、電動窗簾、背景音樂的變化舞動等智能控制功能融為一體，讓家居由靜變動，讓系統更好地服務生活。聲控系統和感應系統的設計，使用戶的生活更加方便，減少電能消耗，減少資源浪費。當你需要會客時，點擊控制器的客廳會客場景，即可進入會客模式。智能家居系統的應用，使客廳空間設計更靈活多樣，功能更加多元化。

（二）應用在廚房中

對智能家居的控制不應局限于距離，通過對用戶的痛點分析，設計師應從人的生活安全出發，做好家居產品的防火設計，解決用戶在廚房使用中可能遇到的問題。通過傳感器對智能家居的家居環境進行實時監測，這樣便能在做飯時，對廚房內的溫度、火勢、燃氣等使用情況進行實時監控，一旦家中發生事故，達到報警閾值，用戶就能在終端第一時間得到報警信息，更快地求助物業或消防部門進行廚房的安全隱患處理，既能降低用戶的損失，又能給用戶帶來足夠的安全感。智能家居使室內空間設計變得更加靈活，在廚房設計中，智能烹飪為人們帶來的便利性更具吸引力。智能烹飪的操作簡單，用戶只需買好食材，在機器上選擇食譜，完成食材準備工作，再放入機器中，點擊“開始”即可進行烹飪，讓用戶每天都能吃到不同口味的佳肴。相比傳統烹飪，智能家居幫助用戶節省出大量精力去做其他事情，智能化廚房可以提升室內空間的使用率，實現廚房一體化，改變人們對廚房臟、亂、差的固有印象。

（三）應用在臥室中

在臥室設計中的重點是提高舒適性。所以，室內照明與空氣質量成為設計的關鍵點。智能家居是綠色住宅和生態住宅的結合，是把智能家居與現代室內設計相結合[4]。建立綠色生態家居環境，從情感角度出發與智能家居進行互動，形成了情感共鳴?；邮侵悄芗揖又凶钪匾脑?，為了讓用戶有更好的體驗，交互模式必須符合用戶的行為習慣。工作日時，當你還在睡夢里，舒緩的背景音樂會喚你起床，同時上班鬧鐘會自動響起，呼喚你開始元氣滿滿的一天。周末時，會提醒主人“明天周末了，要晚點起床嗎？”當床感應到你起身時，窗簾會緩緩自動拉開。智能化的窗簾系統，滿足用戶白天夜間對自然光線的需求。當你睜開眼，傳感器會自動感應，燈的亮度會隨著環境中光線強度的變化而變化。通過床頭燈的智能控制，用戶根據需求自行選擇照明模式。隨著你離開臥室，背景音樂會自動關閉，并切換到你到達的新空間。當你在睡夢中醒來，可以選擇起夜模式，這樣室內的燈光會沿著衛生間的方向依次慢慢點亮。當你再回到臥室時，燈光會依次暗下來。當室內空氣質量不好時，可自動激活室內的新風系統對室內空氣進行循環；溫度調節系統則可根據不同季節和天氣的變化，以及不同的使用人群自動進行溫度和濕度的調節。

（四）應用在衛生間

智能家居中衛生間的功能，已不再是傳統意義上的廁所概念，人們更加關注的是衛生間的舒適與健康。在室內設計中，需要重視衛生間內部的采光和通風。一般情況下，衛生間的通風和采光，相對其他空間會弱一些。在衛生間和過道安裝感應燈，設置開關聯動，再也不用摸黑開關燈了。智能感應燈光會跟隨用戶的行走路徑，自動開啟燈光。當你走到衛生間或起夜時，傳感器感應到人一離開臥室，衛生間的燈會自動打開，當人離開超過十分鐘，衛生間的燈就自動關閉，讓我們的家居生活變得更簡單智能。在辛苦忙碌了一天之后，洗個熱水澡對很多上班族來說是個不錯的解壓方式。伴隨著使用頻率的增加，內部環境常處于相對較潮濕的狀態。安裝室內通風系統，通過自然通風和機械通風結合的方式，應用智能家居系統調節衛生間的溫度和濕度變化，可以有效提升浴室的舒適性和便利性。

四、結語

在互聯網和科技飛速發展的今天，人們對生活空間的個性化、美觀性也有了更高的需求，“5G+AI”技術已走進了我們的生活。對設計師而言，不斷進行創新實踐，通過智能家居實現“技術+藝術”的互聯，關注整個家庭智能家居設備間的互動，創造出充滿科技的未來空間。智能家居與人們的情感需求進行交互，讓智能家居生活幸福感飆升，5G時代的到來，使人工智能技術的應用更加廣泛，使萬物互聯的智能家居生活逐漸變成現實。

參考文獻：

[1]金華明.基于智能家居背景下住宅室內設計研究[J].吉林建筑大學，2019（17）：54.

[2]張晨，黃萬財.信息時代室內設計與智能家居結合的實踐與研究[J].藝術教育，2019（9）：267-268.

篇(3)

關鍵詞：賦能理論；應用型高校；旅游管理專業；創意型人才培養模式

一、旅游管理專業創意型人才培養目標提出的背景

21世紀是知識經濟的時代，創意思維和創意人才成為各個企業發展壯大的關鍵因素；資本和技術主宰一切的時代已經過去，創意經濟的時代已經來臨。創意在旅游發展過程中變得越來越重要，國內外創意旅游的實踐發展的如火如荼。而發展創意旅游最緊缺的就是創意型旅游人才，旅游管理專業的創意型人才主要是指在創意旅游背景下，能夠將創意與旅游密切結合的能策劃、有創意、善進取、會管理、懂營銷的高層次旅游人才[1]。旅游管理專業創意型人才培養目標的提出與旅游業的發展趨勢以及旅游業的人才發展規劃密切相關。賦能是當代一個新創的概念，還沒有被眾多專家學者過多的解讀，也沒有形成比較準確權威的定義。它最初是積極心理學中的一個名詞，旨在通過言行、態度、環境的改變給予他人正能量。后來被廣泛的應用在商業和管理學，其基本的概念輪廓已經呈現，賦能顧名思義，就是為誰或某個主體賦予某種能力和能量?；谫x能理論的創意型人才培養模式主要包含兩層含義：一方面學校和教師成為創意人才的平臺和環境。學校成為學生發揮才能的平臺而非絕對的管理關系,教育者的核心職能是變成文化和價值觀的締造者，文化變得更為重要，因為學生愿意和志同道合的人在一起。另一方面賦能強調學生內心自主的意識，通過賦能，充分激發學生的創意潛能，使之成為學習的主導者[2]。近年來，我國旅游產業規模不斷擴大，旅游業已經成為國民經濟新的增長點。據中國旅游研究院最新研究數據表明，2017年中國旅游總收入為45700億元，同比增長15.99%；國內旅游人數達到50億人次，同比增長12.64%；全年全國旅游業對GDP的綜合貢獻為9.13萬億元，占GDP總量的11.04%。根據我國《“十三五”旅游業發展規劃的通知》，預計到2020年，國內旅游規模將達到68億人次，旅游投資總額2萬億元，旅游業總收入將達到7萬億元，中國旅游業已經進入快速發展的黃金期，大眾旅游時代將全面來臨。根據國家旅游局《“十三五”旅游人才發展規劃綱要》，我國對旅游管理專業人才培養的要求是適應行業發展的應用型、復合型、創新型的人才，要求推動高等院校建立和完善適應旅游業新業態、新趨勢的需要調整專業設置的機制。這些都對應用型高校旅游管理專業創意型人才的培養提出了新的要求[3]。

二、應用型高校旅游管理專業人才培養現狀

旅游管理是一門實踐性很強的應用型學科，對專業學生的要求除了相關理論知識外，還應具備較強的實踐能力、創意能力、溝通能力等。因此，為了滿足新形勢下社會對旅游人才培養的需求，以及推動旅游管理專業教學改革的深化，以期促進學生自主學習，提高高校教學質量，培養高校旅游管理專業應用型人才已到了刻不容緩的階段[4]。從目前來看，高校的專業人才培養模式明顯滯后于企業對人才的需求，由于多數應用型高校旅游管理專業起步較晚，處于旅游職業院校和旅游重點院校的中間，既缺乏辦學歷史，也缺少區位優勢，加上自身辦學思路不清晰，導致在傳統人才培養模式中，人才培養目標和定位模糊，課程設置缺乏特色，教學方法陳舊單一，造成學生自主學習能力差，學習積極性不高。

（一）旅游管理的專業定位模糊。目前大多數應用型高校雖然設置了旅游管理專業，但對于旅游高等教育的建設和發展還缺乏清晰的定位和認識，具體表現為人才培養目標和定位模糊，對旅游市場的需求和變化不敏感，教學內容和課程設置銜接不好，教學方式相對落后。這些都限制了學生創新創意能力的發展，造成了一部分學生畢業后找不到工作，還有一部分進入社會又轉行的現象。隨著我國旅游業進入快速發展的黃金期，對于旅游管理人才的需求也不同于以往的單一的服務型人才，更加傾向于具有創新和創意能力的中高級管理人才。因此，當前應用型高校旅游管理專業最主要的任務就是確立明確的人才培養目標和清晰地專業定位，加強對旅游市場的把控能力[5]。

（二）課程設置不符合專業特色。大多數應用型高校旅游管理專業的人才培養方案缺乏特色，課程設置體系混亂，缺乏整體性和邏輯性，部分課程明顯滯后于旅游市場的需求，部分前沿課程缺乏專業師資（如《創意旅游》、《茶藝服務與管理》《園林景觀設計》《酒店建筑設計》等），課程內容重復、交叉現象嚴重（如《旅游市場營銷》《飯店營銷》《酒店管理》《前廳與客房管理》等），缺乏高質量、能反映行業動態的本科層次旅游管理專業系列教材[6]。部分高校仍把理論知識作為旅游管理專業課程體系的核心，教學內容缺乏實踐性和創新性，課程模式落實不到位。

（三）課堂教學方法傳統缺乏創新。從總體上看，應用型高校旅游管理專業的教學方法普遍比較單一，缺乏創新，沒有真正形成教師充分賦能的生動局面。一直以來，高校課堂形成的以教師講解為主的教學方法對學生發揮主動性、提高自主能力產生了消極的影響，容易導致學生學習主觀能動性差、積極性不高和課堂參與度較低等問題，從而使教學模式變為灌輸式的教學，使學生感到乏味，不能發揮旅游教學的優勢。由此可見，通過賦能創新教學方法對旅游人才培養至關重要，教師有必要從賦能的視角重新審視旅游教學，找到提高學生學習興趣和教學效率的的有效途徑，為當前應用型高校的旅游教學提供有益的借鑒。

（四）師資力量與社會接軌性不高。旅游管理專業的學科特點要求教師具有豐富的行業實踐經驗和較強的創新創意能力。目前我國應用型高校旅游管理專業普遍存在教師專業水平不高、教學理念陳舊等現象。教師專業化程度不高，部分教師是從歷史、地理專業轉行過來，因此對課程理念和教學方法缺乏系統把握，加上缺少從事旅游工作的實踐經驗，對旅游人才的需求特點把握不準，難以將理論進行深入研究，也不能將理論與實踐很好的結合，從而導致教學效率低下，無法完成人才培養目標。

三、賦能理論下的高校旅游管理專業創意型人才培養模式

為更好適應新形勢下我國旅游產業對人才的需求，實現旅游管理創意型人才培養目標，應用型高校在深入分析當前旅游管理人才培養現狀的基礎上，應當不斷改革和創新旅游管理專業的人才培養模式。旅游管理本科專業應該在人才培養機制、課程設置、實踐教學、師資隊伍等環節加強學生創新創意教育，著重培養旅游管理專業的創意型人才[7]。

（一）構建旅游管理專業本科教育創意型人才培養機制。高校應根據應用型本科院校的辦學定位和培養理念，對人才培養機制和教育體系構建進行深入系統的研究，對現有學科結構、課程體系進行改革和創新，增設創意類課程，對現有教學體系進行優化重組，以理論教學為基礎，以復合應用能力培養為核心，“學、研、產”相結合全面培養復合應用型人才[8]。1.明確創意型人才培養理念。未來新科技帶來的旅游產業和新經濟的發展需要更多實踐能力強、創意能力強，且具備跨學科知識的高素質的應用型、復合型人才?！盎ヂ摼W+”時代，應用型高校應在培養創意型人才的理念指導下，找準自身專業定位，通過加強教學改革凸顯專業特色。高校要培養創意型旅游人才，首先應滿足當前新形勢下社會對創意型旅游人才的需要，結合旅游專業實際特點，創新教學觀念與培養模式，明確旅游專業特色定位。在賦能經濟背景下，培養適應新形勢下我國旅游業發展需要，具有扎實的專業理論知識，具有較強創新精神和創意能力的中高級創意型旅游人才。2.突出人才培養的創意素質與能力。旅游管理專業創意型人才培養的重點在于突出其創意素質與自主創意能力。一般而言，創意能力的發揮，需要能力主體具有五個方面的素質。第一，應具有品德素質：誠信、責任心、正直、公平、自我控制、團隊精神、注重質量。第二，應具有經營管理素質：主動性、公關能力、談判能力、戰略思維、營銷能力、服務意識。第三，應具有文化素質：審美辨別力、分析性思維、行業經驗、溝通技能、創意能力。第四，應具有社會影響力素質：遵守規則、政策運用力、個人影響力、人脈資源。第五，應具有成就欲望素質：創意控制力、敏感性、冒險精神、捕捉機遇、組織管理能力。

（二）引入以賦能授權為導向的教學方法。結合旅游專業課程的特點，旅游高等教育以課前、課中、課后的教學場景應用為需求，重建師生的教學關系，讓教師“因材施教”“以導代教”，充分賦予學生權利，鼓勵學生發揮創意能力，讓學生“按需學習”、“自主學習”，從而實現教與學的方式變革，推動實現學生個性化成長。1.通過賦能授權轉變師生關系。在新的教學理論中，教師關注的不再是如何控制學生，而是如何激發學生的創造力和學習熱情。課堂的賦能授權將成為未來教學管理發展的新趨勢，高等院校在教學管理中積極引入賦能授權充分發揮其控制效能，將成為提升教學效果的重要手段。具體而言，賦能授權就是要使每一位學生積極、主動地參與到課堂教學中來，讓他們時刻關注組織目標和學習任務，及時發現并解決問題，充分發揮每一名學生的創新和創意能力。教師可以通過游戲教學、競賽教學、獎勵教學等寓教于樂的方式，營造出和諧、活潑的課堂氛圍，以每個學生為課堂主體，尊重學生的學習需求，讓學生主動學習、樂于學習、愛上學習。2.采用項目任務驅動法進行教學。通過理論教學、實踐教學中以項目為載體的“任務驅動”教學法，構建以“興趣驅動”為導向的旅游專業人才培養模式，緊緊圍繞“任務”這一前提，通過教師對學生賦能，激發學生的創意能力，進而實現創意的教學模式，推行旅游管理類導游模擬、餐飲實訓、旅游營銷、商務禮儀等基礎課程的教學方法的改革和創新，構建“項目引領、任務驅動、興趣導向”的教學模式，實現“教、學、做、創意”一體化。3.通過創建智慧課堂全面應用旅游教育數據。在大數據背景下，通過手機客戶端、云平臺等完成在線測試、系統報告、教學評價、在線答疑、課堂互動等。利用物聯網、大數據等采集、整理、分析師生互動環節的數據，及時掌握每名學生的實際情況，以便及時調整教學策略。未來人工智能快速發展的態勢之下，程序化的工作將被人工智能所取代，因此，高?？梢源蛟煸诰€教學平臺，借助先進的教學設備和在線教學系統，實現教師線上教學，線下跟進指導的高效教學模式，增強師生間的互動性，提升學生的學習興趣和學習能力。

（三）建立旅游管理專業本科教育創意型實踐教學流程。旅游管理專業最大的專業屬性就是極強的實踐性。因此旅游管理創意型人才的培養，應注重提高實踐教學在人才培養中的比重。具體說來，實踐教學流程可以從校內實踐和校外實習兩個方面來建立。校內實踐方面，一方面教師應該增加教學內容中的實踐項目的比例，培養學生動手操作能力；另一方面，學院可以定期舉辦各種創意大賽，通過比賽，提高學生獨立撰寫項目策劃書、報告書和旅游文案的能力，同時學生通過完成比賽的籌劃工作，也可以鍛煉自身的執行力和創造力。校外實習方面，高校應和知名旅游企業合作，共同打造校外實踐基地，為在校大學生提供技能培訓、工作實習崗位和指導學生職業發展規劃等?！捌髽I的競爭就是人才的競爭”，通過校企合作，不但架起了旅游企業與高校深層次合作和交流的橋梁，也是實現人才賦能的關鍵突破，有助于學生在實踐過程中樹立自我認知、職業規劃意識，從而更迅速的融入到職場環境中，推動企業和人才相互賦能，實現雙贏。

（四）打造符合旅游管理專業需要的創意賦能型師資隊伍。高質量的師資隊伍是高校最具競爭力的資本，也是學生賦能的主導因素。應用型高校應秉承與人才相互賦能、相互成就的理念，在教師引進與培養上不斷進行深度思考，賦予教師足夠成長和發展的空間，鼓勵每一位教師主動思考創新，實現自身和學生的價值。隨著00后大軍走進大學校園，越來越多的高校開始轉變人才培養模式。這群年輕人以其獨特的學習方式、處事風格，極強的自我思辨和創新能力，不斷刺激和挑戰著傳統高校的教學管理模式，從一味的灌輸式教學，單純的由教師指派任務，完成目標到如今的需要被理解，被認同，提供給學生充分的創新創意空間。具體從以下幾個方面實施：1.制定科學的創新創意型師資培養計劃。應用型高校旅游管理專業可根據現有師資情況，通過鼓勵教師讀研讀博、外派深造、學術交流、下企業掛職等多種方式提高教師的實踐水平和創新創意能力，培養“雙師型”教學隊伍。2.通過教研結合，全面提升教師教學科研水平。教學與科研相輔相成，應用型高校應利用多種手段提升教師科研能力，如鼓勵教師積極申報和參與創意旅游方面的課題，發表創意旅游方面的文章等，倡導教師將科研成果應用到教學中來，開拓學生的視野并培養學生的創新創意能力。3.邀請校外專家，深入課堂，進行實踐指導。應用型高?？梢越柚Ｆ蠛献鞯目蚣芏ㄆ谝M校外專家和經驗豐富的旅游業內人士到校內講學，將行業最新動態和理念帶進課堂，便于學生把握旅游業發展的趨勢，為創意型旅游人才培養奠定堅實的基礎。綜上所述，旅游產業的發展依賴于創意人才的脫穎而出，依賴于全社會對創意人才的重視與培育，依賴于不斷創新的人才培養機制。基于賦能理論的人才培養模式通過賦予學生自主學習的權利和空間，讓學生全面參與教學，提高學生的自主能力和學習興趣，增加師生間的合作，發揮學生的想象力和創造力?；谫x能理論的人才培養模式能夠更新教師的教學觀念和教學方法，對培養創意型人才有所指導，為旅游管理專業創意型人才培養提供良好的平臺。

參考文獻:

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篇(4)

關鍵詞：設計；人工物；自然主義；心靈哲學

Abstract: What is the essence of design is that it creates technical artifacts. Dual nature of artifact is dual realization of design. When reviewing dual nature of artifact， we found that dual nature of artifact is the same as mind-body problem in mind philosophy， just being at different forms. Base & significance of philosophy of design research is able to being some character of mind philosophy. It must go on design research when going on human studies.

Key words: design; artifact; naturalism; mind philosophy

一、問題的提出

設計，先天的具有交叉學科或跨學科的性質。我們已經看到，如同工程問題和文化問題一樣，以傳統的認知主義的認知方式，在單一（學科）維度上進行設計研究（如設計科學和設計哲學等）是心有余而力不足的。認知主義范式在此類問題研究上困難重重。因此，設計的高層次理論研究（如設計科學與設計哲學）非常薄弱，設計問題長期徘徊在人文社會科學學術視野的邊緣地帶，直接導致了工程問題和產業問題研究的滯后。我們意識到了設計哲學的必要性，看到了它的可能性；但是，我們更需要看到它的可行性。因此，有必要追問設計存在的哲學基礎，并闡明其意義。否則，由于高層次的哲學理論和倫理價值的缺位，設計研究還是無法擺脫長期處于學術邊緣地帶的困境。類似地，工程研究（如工程哲學和工程倫理）與產業研究（如產業哲學）也將無法擺脫學術邊緣地帶的困境。

當然，如此追溯設計的哲學基礎并不是一種基礎主義的方式，這將更多地涉及到自然主義和心靈哲學等領域。而在此所涉及到的設計問題，主要屬于自然科學或工程科學領域，而不屬于藝術和美學領域。為了追問設計的哲學基礎與意義，我們將首先從概念分析切入，分析設計概念定義時所遇到的問題；其次討論一般的技術人工物（以下簡稱人工物）所體現的設計的形式實現與意向實現的雙重實現屬性；接著探討在智能人工物的設計問題上設計所體現出來的哲學基礎與意義；最后探討了有關于設計的進一步研究內容。

二、設計的概念困境

Simon指出：凡是以將現存情形改變成向往情形為目標而構想行動方案的人都在搞設計；生產物質性人工物的智力活動與為病人開藥方或為公司制訂新銷售計劃或為國家制定社會福利政策等這些智力活動并無根本不同。（[1]，第103頁）自然科學關心自然世界事實上是怎樣的；設計關心人工物應該是怎樣的且是否滿足功能需求的?，F代設計是技術與藝術的結合，技術性主要是由設計科學這種設計過程的系統性學說來完成人工物的形式構造，而藝術性主要是由設計哲學（及美學）來實現人工物的功能和期望，凸顯人工物的意義。重要的是，設計越來越多地具備文化意義，美術設計、外觀設計和概念設計，甚至工程設計也成為展示人文景觀的必經途徑，它們是文化認知和跨文化交流的基礎。越來越多的研究人員，哲學的與非哲學的，包括廣告設計師、建筑師、工程師和技術專家等，認為設計的哲學研究是必要的。

設計哲學可以看作是通過哲學的方式追求并探索關于設計的洞察力（[2]， pp.216）但是，設計哲學，作為一種特殊的科學哲學，作為一種新近進入學術視野的研究領域，該如何闡述它的哲學基礎和意義呢？明顯地，僅僅從客觀性或“實踐哲學”角度闡述設計的哲學意義是不充分的。我們必須追問設計在什么問題（領域）、什么意義上是具有深刻的哲學原理和倫理價值的，因而設計哲學得以成立并逐漸脫離學術邊緣地帶。

如此追問的一個重要原因在于，設計盡管幾乎與人類歷史一樣古老，但設計作為獨立被關注的對象或領域只是近代以來的事情。1907年德國才建立了第一個由建筑師、工程師和生產者聯合的設計聯盟，提出了現代設計哲學思想：藝術與工程結合。1996年，西蒙在《人工科學》第三版中正式提出“設計科學”概念，（[1]，第103頁）而“設計哲學”（Philosophy of Design）概念大部分出現于最近幾年的文獻中。（[3]；[4]， pp.293-313）

設計如此不受重視，究其原因，有兩個原因值得關注：

第一，所謂“形而下者謂之器，形而上者謂之道”。由于設計與器物聯系十分緊密，并缺乏高層次的哲學原理和倫理價值的研究支持，設計因此長期以來處于學術視野的邊緣地帶。

第二，從客觀性的三重根性質來看，人們對客觀性的認知方式的順序是看、說、做。（[5]，第29頁）恰恰是近代以后人們對客觀性的認識到達“做”或“實踐哲學”的層次，設計的研究才進入學術視野中。

我們已經看到如此不受重視的嚴重后果。對于設計這樣年輕的交叉學科研究領域，最突出的問題是概念的混亂。試想，一位語言學家和一位計算機專家合作設計一套語音辨別系統。他們對同一個事物，如系統設計的整體認識、語音輸入、識別與輸出等環節的認識，都是基于各自學科背景的研究語言進行描述與思考。他們所使用的理論上的沖突與差異是顯性的，尤其是他們來自不同的背景學科；設計過程中有許多問題是違反他們各自學科的本體論、認識論和理論適用情景的；關于設計的過程及其本身的研究和理論建設，他們缺乏一個清晰的研究范圍、邊界和焦點問題；對于他們這些先期的研究者而言，建立滿意的文獻資料庫，確定類似認識論的基礎，以及建立關于設計過程及其本身的廣域學科理論，都存在著非常明顯的障礙。（[6]， pp.346）

從詞的意義演變歷程來看，“Design”（設計）*源于拉丁語“Designara”，本意是“畫上符號”，（[7]， pp.491-492）把設計思想以符號、圖像和模型等方式表達出來。到18世紀，設計的詞義仍限定在藝術范疇之內，1786年版的《大不列顛百科辭典》對“設計”的解釋是：“藝術作品的線條、形狀，在比例、動態和審美方面的協調。在此意義上，設計與構成同義，可以從平面、立體、結構、輪廓的構成等諸方面加以思考，當這些因素融為一體時，就產生了比預想更好的效果。”伴隨著大工業的發展，產品設計和建筑工程等工業設計活動越來越成為“設計”概念的主導方面。（[8]，第28頁）18世紀之前的設計活動屬于“藝術設計”，偏重于藝術表現；19世紀后的屬于“工程設計”，偏重于技術構造；現代設計則是藝術與技術的結合，在明確的意向目標或功能定位的前提下，用藝術、技術和工程等手段組織各種資源來籌劃，以期實現意向目標或功能。西蒙更是強調“凡是以將現存情形改變成向往情形為目標而構想行動方案的就是設計”。以比較藝術的方式介入并改變現存情景是理解現代設計的關鍵。

由于缺乏理論基礎和技術基礎上的一般共識，設計的概念混亂還體現在以下幾個方面：

一、幾個關鍵術語，如Design、Design Process和Designing，在不同的領域中研究者使用不同的意義，或者在同一領域中不同的研究者使用的是不同的意義，又或在文獻中使用不同層次的抽象意義。（[6]， pp.347）

二、設計有多種隱喻：（1）設計是創造性的天賦；（2）設計是解決問題；（3）設計是在可能的解決方案范圍內尋找恰當的路徑；（4）設計是對各部分的綜合。（[9]，轉引自[6]， pp.351）

三、Design（ing）有多種用法。作名詞可以指某項具體設計或者設計的結果，又或者設計本身的元概念；作動（名）詞可以指某項設計的活動；其他的還可以做形容詞、副詞等等。

需要注意的是，當我們同時面對Design Process（設計的過程）和Design（設計的結果）時，盡管兩者有所區別，但是它們相互之間是緊密相關的。要理解Design Process（設計的過程）的性質需要理解Design（設計的結果），反之亦然。（[10]， pp.291）因為，設計的過程直接結果（即人工物）同時具備物理結構和意向功能的雙重屬性，使得Design Process與Design不可分割。

綜合上述，我們仍然無法形成有確定內涵和外延的設計的概念，正如我們無法確切定義文化概念一樣。只有在單個學科維度上，才能給出相對有確定內涵和外延的設計定義；但是對于具有交叉學科或跨學科性質的設計問題而言，這樣一種具有確定內涵和外延的認知主義方式的概念定義法則，已經不適用了。無法對概念本身進行有效分析，就意味著在正面分析上難以對設計的相關哲學問題進行研究。為了能夠繼續研究設計及其哲學問題，我們采取迂回策略，通過研究設計的結果，即人工物的相關性質，進而探討設計的相關性質。

三、設計的結果（人工物）的雙重屬性

關于人工物的屬性描述有三種：

（1） 目標（Goal/Purpose）、特性（Character）和工作環境（Environment）；（[1]，第5頁）

（2） 意向功能（Function）、物理結構（Physical Structure）和人類活動情景（Context of Human Action）；（[10]， pp.295）

（3） 自然結構（Natural Structure）、社會功能（Societal Function）和技術過程性（Process of Technology）。（[11]，第29頁）

（1）的描述比較籠統，（2）比（1）更具體一些，并且（2）中的人類活動情景還可更細分為設計的情景（Context of Design）和使用的情景（Context of Use），其中使用的情景與（1）中人工物的工作環境相當。（3）的技術過程性其實就是設計的情景，此外，（3）中第一和第二個屬性描述引用了（2）的研究，所以可以認為（3）是（2）部分描述。綜合起來，（2）的屬性描述更有代表性。人工物就是為滿足特定的意向目標或功能而運用技術等手段創造的具有特定物理結構的事物。

人工物，作為設計的結果，與設計的過程密不可分。設計的過程既包括物理結構的實現，又包括功能的實現；因此，人工物，無論是創造還是使用，都包含在人類活動情景內。（[10]， pp.297）用更簡潔的方式表達人工物的屬性就是：物理結構與意向功能。即一方面，人工物具有特定結構的物理對象；另一方面，人工物又是具有特定功能的意向對象。必須強調的是，對技術人工的描述既不能只用物理方面的屬性也不能只用意向方面的屬性，必須是雙方面的結合，這就是人工物的雙重屬性，而且與心靈哲學的心身問題是同種類型。人工物是設計的直接后果，因此，人工物的雙重屬性問題就是設計的雙重實現問題：形式化實現和意向（功能）性實現。

一個人工物被創造之后肯定具有一定的結構和功能，但經常出現與預期功能不一定的功能，如自行車可以代步，也可以作為運動鍛煉的器材，而同樣是代步功能的人工物，既可以使自行車也可以是飛機。可見，即便是穩定存在的人工物結構與功能也不是一一對應的。根本原因在于結構與功能在人工物上是統一的，而在人類活動情景——設計的情境和使用的情境——中是分裂的：

a) 物理對象——物理結構——設計的情景

b) 意向對象——意向功能——使用的情景

人工物的雙重屬性的分離性表現為：物理結構在設計的情境中實現，而意向功能在使用的情境中實現。設計過程是根據功能預設組織物理結構的，如果把設計過程看作是黑箱系統，那么輸入的是功能預設，輸出的是物理結構，預設的功能又要在使用的情境中實現。設計過程就是解決物理結構與意向功能如何在人工物上統一的問題。

這樣的分離使得在人工物的設計過程中兩種設計策略：（1）結構導向設計、（2）功能導向設計。這樣的分離狀況在人工物的設計過程中完全展現出來：（a）物理結構與意向功能之間有無特定關聯或規律？若有，是什么？（b）結構與功能能否相互還原，或者只是一方還原到另一方？若是，又如何還原？（c）結構與功能之間怎么能夠架起一座橋梁，消解或降低由此帶來的設計困難？……

這樣的分離狀況也反映在Simon的人工科學理論里。他認為，人工物可以看成是“內部”環境（人工物自身的物質和組織）和“外部”環境（人工物的工作環境）的接合點——“界面”。（[1]，第6頁）

內外部環境的分離的好處是，只要對內部環境作極少的假定，就可根據人工物的系統目標與對系統外部環境的了解來預測行為。從內部環境的角度來看，經常地，一個特定系統能否實現特定的目標或能否適應環境，只取決于外部環境的些許幾個特征，而與外部環境的細節根本無關。這是一種體內平衡狀態，無論是生物還是人工物，多數優秀的設計的一個重要的特性就是體內平衡。設計者想方設法將內部系統與外部環境分離，以使內部系統與目標之間的關系保持不變，不受表征外部環境的多數參量在大范圍上變動的影響。（第8頁）內外部環境的可分離性，對于所有復雜的大系統，無論是人工系統還是自然系統，都有程度不等的可分離性。Simon因此推論得出：整個自然界是按不同的“層次”（Levels）組織的層級結構（Hierarchy），這個大系統由相互聯系的子系統組成，每個子系統在結構上又是層級式的，直到達到某個基本子系統的最低層次。（第117頁）

Simon這種人工物的“層級理論”是典型的結構功能主義，盡管結構與功能之間的關系經歷長久爭論，并且無數設計者無不想方設法解決或跨越結構與功能分離的關系，但仍然沒有令人信服的說法。必須承認，在現實設計情境中，層級理論無疑提供了一個使設計過程更簡便更高效的路徑，所以，關于設計的諸多理論幾乎是層級系統方法論一統天下。即便是建構關于設計理論的統一理論建構的框架體系也是層級結構和結構功能主義方式。例如設計理論的元理論結構（Meta-theoretical Structure for Design Theory）包含十個層次：（1）事物的直接理解、（2）目標的描述、（3）設計要素的行為、（4）選擇機制、（5）設計方法、（6）設計過程結構、（7）關于設計師和協作的內在過程的理論、（8）一般設計理論、（9）設計理論和事物理論的認識論問題與（10）設計的本體論問題。（[4]， pp.305-306）

綜合上述，對一般技術人工物的分析，設計仍然停留器物層面上，還沒有涉及到深層次的哲學理論和倫理價值問題。因此，我們將更進一步探討特殊的人工物——智能人工物——所涉及到的設計問題及其哲學意義。

四、智能人工物的雙重屬性與心身問題

作為一類特殊的人工物，智能人工物[如人工智能系統（AI）、專家系統或機器人]自然具備物理結構與意向功能的雙重屬性。在AI領域，這樣的雙重屬性被表述為：形式化（Formalization）和意向性（Intentionality）；并且它們在建立AI與哲學的聯系上起著舉足輕重的作用。（[12]，導言第8頁）形式化問題是AI設計的關鍵問題，無論是認知主義還是聯結主義都是一樣。認知主義視角下，任意事物，只要能形式化，就可以由計算機通過符號邏輯來實現；聯結主義也是以形式化開始，如網絡拓撲結構，建立分布式表述算法來實現。但是，意向性問題在AI兩大體系中有不同的表現。認知主義認為意向性是區分人和機器的根本特征之一，人有意向性而機器沒有；但在聯結主義視野中，上述表達將被打上嚴重的問號！聯結主義通過拓撲結構/物理結構來實現運算，雖然還無確鑿的經驗證據表明拓撲結構具有意向性，但是有關身體意向性和認知的具身化（Embodiment）（[13]， pp.4）的研究已經暗示著這種可能性。

我們可以通過比較機器人、克隆人與自然人的性質和關系來更深入探討這類形式化（物理結構/身體）與意向性（意向功能/心靈）的雙重屬性問題。在此，有一點必須說明：自然人是否能與機器人、克隆人在同維度上比較？

傳統上，人被認為是萬物之靈，擁有智慧和心靈特征是人與動物的本質區別，更是與機器的區別。此外，克隆人作為人工物來看待也涉及到嚴肅的倫理問題。如果我們困于傳統的認知情景，那將肯定無法突破現有理論體系，無從深入地探討設計的哲學問題。但是，按照自然主義的理解，所有的存在都是自然性的；自然人是，克隆人也是，機器人也是。甚至，機器人設計的極限狀態就是運用生物技術和基因技術，直接設計制造與自然人屬性一樣的“生化人”；因此，三者是可以比較的。此外，認知科學可以通過自然科學方式研究人的心靈問題，當然可以運用設計這種自然科學和工程科學的手段研究人的心靈問題。也就是說，自然人和克隆人、機器人都可以理解為具備雙重屬性：物理結構（或身體）和意向功能（或心靈）。

機器人是典型的人工物；克隆人其實也是人工物。雖然存在著倫理爭議，目前也沒有現世，但它可以是為了滿足特定的意向功能——如為不孕夫婦制造孩子——而運用克隆技術等手段創造的具有與自然人同樣生理結構的“人”。機器人、克隆人與自然人這三種“人”都具有類似的物理結構：自然人和克隆人主要由碳、氫、氧等元素組成，有計算決策中心（無數腦神經元連接而成的大腦）和運動系統（肌肉、骨骼和神經）；機器人主要由硅、銅、鋁等元素組成，有計算決策中心（無數晶體管連接而成的中央處理器與存儲器）和運動系統（齒輪、導線、馬達與機械臂）。它們也有類似的功能，如跨越障礙的行為，模式識別或判別尺寸大小等“思考”活動。

以自然主義方式進行認知考察，機器人、克隆人和自然人無本質區別，只是形式化復雜度和意向性復雜度的大小有所不同。三者各自的雙重屬性就是人工物雙重屬性不同表達形式。所以，心靈哲學的心身問題是人工物雙重屬性的一個特例，而人工物的雙重屬性問題就是設計的雙重實現問題。因此，心靈哲學的心身問題也是設計的雙重實現問題的一個特例。也就是說，設計的哲學基礎與意義具有心靈哲學的性質，設計也不再是一個只關乎器物層面的學術邊緣領域。

五、小結

正如Simon所說：“在相當大的程度上，要研究人類便要研究設計科學”。（[1]，第129頁）然而僅研究設計科學是不充分的，我們需要更多地研究設計哲學及其相關等問題。當傳統的認知主義范式對設計這種交叉學科性質的問題力不從心的時候，有必要使用另外一種認知范式（如聯結主義）來研究設計問題。這不僅僅是聯結主義與心靈哲學研究密切相關，而且設計研究與心靈哲學研究密切相關，因此，未來對設計的研究將有更多的進路，如（1）聯結主義方式的設計概念體系，（2）設計形式化實現機制，（3）身體意向性與設計的意向性實現，（3）具身化與設計雙重實現問題等。隨著設計研究（如設計理論和設計哲學）的不斷深入，不僅將使設計在學術領域獲得與其在現實生活中的同等重要地位；而且，必將大力推動工程研究（如工程哲學和工程倫理）與產業研究（如產業哲學）的進度，并有助于它們擺脫在學術研究中的邊緣地位；可能更為重要的是，設計研究可以作為心靈哲學研究的類比形式，正如人工神經網絡可以作為大腦研究的類比形式一樣，設計的研究意義非同一般。隨著設計科學和設計哲學的研究推進，必將大力促進并推動心靈哲學等對人的研究的進展。

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篇(5)

關鍵詞：貝葉斯網絡；遠程教學；學生模型；學生評估模型

中圖分類號：TP181 文獻標識碼：B 文章編號：1004-373X(2008)02-129-05

Application of Bayesian in Long-range Teaching System

MA Aili,ZHANG Zhuokui

(College of Science,Xidian University,Xi′an,710071,China)オ

Abstract：Bayesian network in experts system is centered around the use of probability requires a massive amount of data in the form of conditional probabilities.Firstly it generalizes Bayesiannetworks,introduces its application to student model of long-range teaching system.Then emphasizes the structure and functions and probability reasoning algorithm of student models.Modeling our long-range teaching system that uses Bayesian network as student models.Fulfillment reveals that this model really reflects the study problems currently.

Keywords：Bayesian network;long-range teaching system;student model;assessment model of studentオ

1 引 言

隨著計算機在教學中的地位變得越來越重要，遠程教育越來越受到人們的重視。人們一直在研究和解決遠程教育教學互動過程，想要建立一個互動式的個性化學習環境，使互動過程達到共識，教學雙方主體能夠充分發揮其主觀能動性和創造性，以獲得最佳教學效果。多年來，智能計算機輔助教學(Intelligent Computer Assisted Instruction，ICAI)模式在遠程教育領域中占據著主導地位。

但是，隨著相關研究的深入，不少問題逐漸出現。其中尤為突出的是對學習者的建模不成功，設計的學生模型要么復雜得難以處理，要么過于簡單，缺乏實用價值。由于對學習者的建模直接關系著對ICAI系統智能性的評價，因此，學習者的建模問題成為了制約ICAI發展的瓶頸。

近幾年，國外ICAI發展迅速，國內發展較晚。ICAI能夠建立并維護學生模型。借助于學生模型，一方面，系統對學生學習行為及狀態進行正確的評價和估計，并了解學生的認知能力和狀態，讓學生了解自己的學習情況，進而采取相應的學習策略，開展下一步的學習；另一方面，通過學生的評價，具體測度學生知識學習過程中的薄弱環節，能幫助教師客觀地了解自己教學對象的整體情況，便于教師適時地調整自己的教學計劃和教學進度。

學生模型能夠描述學生的知識水平、學習能力和認知特點。本質上是基于規則的計算機程序，以學生做題的方式來解決實際問題。因為建模過程中以及問題的求解過程中存在著很多不確定性因素，所以本文的學生模型使用貝葉斯網。近年來，貝葉斯網廣泛應用于專家系統中，成為圖形化表示一組變量關系和處理專家系統中不確定性的強大工具。本文旨在研究貝葉斯網絡技術在構建學生模型中的應用，目的是能夠找到一種將貝葉斯網絡技術方便的應用于學生建模領域的方法，以此提高ICAI系統中學生模型對不確定性信息的處理能力。

2 貝葉斯網絡理論與應用

2.1 貝葉斯網概述

貝葉斯網絡又稱為信度網絡，是目前不確定知識表達和推理領域最有效的理論模型之一。從1988年Peal給出明確定義之后，己經成為近十幾年來研究的熱點。

對于每一個節點有2種信息需要指定：首先是網絡中有向弧這樣一種變量之間依賴關系：如果XY，則節點X是Y的父母，Y是X的后代；任一變量在給定他的父母節點值時條件獨立于他的非后代節點集。其次貝葉斯網絡中的有向邊更多表示的是條件概率關系，所以每一變量都有條件概率表。オ

2.2 貝葉斯網絡的應用

貝葉斯網在不確定知識表示及推理方面表現出的卓越性能，為人工智能研究領域提供了有力的工具。貝葉斯網絡的應用主要包括:基于貝葉斯網絡的應用軟件系統開發，基于貝葉斯網絡的實例應用等。目前，貝葉斯網絡己經在故障診斷、預測、軍事決策、智能機器人、醫學上的病理診斷、商業上的金融市場分析、信息智能檢索、數據挖掘等領域得到了應用。

近年來，貝葉斯網絡還常被用來表達有監督的學習形式。有監督的學習應用的是支持推理方法，他提供了解釋，以支持所發生現象的原因其目的是對原因之間的相互影響進行分析。貝葉斯網絡所能實現的各種功能和適應的應用領域，都是由貝葉斯網絡本身的特性所決定的，熟悉貝葉斯網絡的原理是正確應用網絡所必不可少的。

2.3 相關概念

2.4 概率推理

貝葉斯概率是觀測者對某一事件的發生的相信程度。觀測者根據先驗知識和現有的統計數據，用概率的方法來預測未知事件發生的可能性。貝葉斯概率不同于事件的客觀概率，客觀概率是在多次重復實驗中事件發生的頻率的近似值，而貝葉斯概率則是利用現有的知識對未知事件的預測。利用貝葉斯網絡模型進行計算的過程稱為貝葉斯網絡推理。貝葉斯網的推理就是在給定一組證據變量觀察值的情況下，計算一組查詢變量取值的概率分布的過程。在一次推理中，那些值已確定的變量構成的集合稱為證據E，證據節點的取值由于已經確定，故他們取觀測值的概率就是1。需要求解的變量集合稱為假設F。

3 學生模型

3.1 模型概述

本系統主要模擬遠程教學中教師對學生進行互動式的個性化輔導的過程及方法，為學生提供一個個性化的、智能化的預習、練習、復習和作業完成環境。

學生模型通常被劃分為長期學生模型和短期學生模型2個組成部分。短期學生模型負責收集當前系統在學生與計算機交互過程中捕捉到的學生信息，然后對這些信息進行篩選、過濾、轉化等處理，將這些信息轉換成按照一定教學策略要求可以在ICAI系統內部獲得處理的數據。最后，短期學生模型將本次獲得的數據存儲到數據庫中，作為學生學習的歷史記錄保留。短期學生模型承擔了對學生的當前學習表現進行表示和處理的任務。長期學生模型的主要任務則是通過分析學生的歷史記錄，以模型的方式刻畫學生所具有的相對穩定的學習風格、知識掌握水平、學習變化趨勢等。長期學生型對當前學習者的描述是ICAI系統教學決策的重要數據來源，是系統為學生提供教學方案的依據，長期學生模型在整個系統中地位十分重要。

根據前述貝葉斯網學生模型的設計思想，設計了一個以貝葉斯網為學生模型的模擬系統。該系統主要是模擬數學的教學。

該系統的功能結構圖如圖2所示：

學科知識庫代表這一學科的主要知識點，學科規則庫代表學科知識所用到的所有規則，題庫是這一學科每一章節所涉及的預習題、練習題與測試題。對于題庫里的每一題，推理機能夠根據學科知識庫與學科規則庫，以及與學生紀錄中的歷史信息相結合形成教學資源信息控制模型，最后通過決策控制轉換為長期學生模型。學生行動解釋器完成相應信息處理，并給出學生答題情況的及時信息反饋。當學生需要幫助時，教師行動解釋器會給予相應的幫助，并會根據不同學生的情況給于不同的教學決策。學生的答題情況會及時存在該學生的歷史記錄中，便于學生及教師對該生予以全面了解。

3.2 學生模型

貝葉斯網上節點的概率表示學生對該節點代表知識的掌握程度，節點的概率值集合反映當前學生狀態。

學生模型中對于每個知識點的掌握，采用多層覆蓋模型。例如:對于知識單元a，他的覆蓋模型可以定義為一個三元組:(a,x1,x2)。其中,x1為自己把握知識體系的能力值;x2為瀏覽時間。Э杉,學習狀態由自己把握知識體系的能力值、瀏覽時間和推導分值來決定，若對自己把握知識體系的能力值、瀏覽時間和推導分值的綜合評定未達到設置的閾值，就認為學生尚未掌握該單元的知識，知識狀態標記為U(Unknown);若評定結果為通過，則認為學生掌握了該單元的知識，狀態標記K(Known)。系統可以根據此分類，對每個學習頁面附加可視化操作。使學生可以清晰地了解自己目前的狀態，便于做出調整和改進。

當學生在用戶界面上選擇題目后，短期學習模型與教學資源控制模型相互結合形成新的學生解題模型。首先系統處理學生在操作界面上的行動，然后根據概率推理法計算貝葉斯網各節點的概率，從而更新學生模型狀態，最后發送至學生學習記錄中。他記錄了學生學習某一知識點所用時間、對學科知識和學科規則掌握狀態的概率統計、學生做練習題的多少及在這一過程中所受幫助、學生所做測試及其得分。

3.3 算法

根據用戶的先驗知識構造的貝葉斯網絡稱為先驗貝葉斯網絡。把先驗貝葉斯網絡與數據相結合而得到的貝葉斯網絡稱為后驗貝葉斯網絡，先驗貝葉斯網絡到后驗貝葉斯網絡的過程稱為貝葉斯網絡學習。貝葉斯網絡學習使用數據對先驗知識進行修正，貝葉斯網絡能夠持續學習，上次學習得到的后驗貝葉斯網絡便成為下一次學習的先驗貝葉斯網絡。

這里的模擬系統的概率推理采用Pearls采樣法：首先，為網絡上的節點做初始實例化，非證據節點實例化如下值:用Btime表示學生做測試題或練習題時所用時間，Stime表示學生學習某一知識點時所用時間。對學習時間和學習效果做了簡單說明。

學生在做練習題或測試題時：

3.4 應用實例

下面舉例說明模擬系統的實現：求極限：

在此題中涉及的知識規則主要有：反比例規則、反三角函數規則、求導規則、求極限規則、洛必達法則等。當學生開始做題時，這些規則會自動從規則庫中提取與教師決策系統一起形成貝葉斯網解題模型。命題變量的值只取K或U。學生在初次使用某規則時，根據學生在預習或學習此知識點時的學習效果F來決定根節點概率。若學生在學習某一知識點時Fе到細擼可以賦予分節點的概率值>0.5，若某一知識點沒有預習到，系統根據學習記錄自動給根節點賦概率初值0.5（若原來已使用過的規則，系統會從學生的學習記錄中讀取概率值）。其余節點的概率值，學生開始解題后由Pearls算法求出。圖解如圖3所示。

如果學生輸入x+∞時，arctan x的極限值為π2以及yπ2時，π2-y的極限值為0，那么說明學生掌握了這2個知識點及規則，其成為證據節點，為KУ母怕飾1，經Pearls算法完成概率推理。其他節點的概率值也會隨之更新，即得到后驗貝葉斯網，由此可反映出證據節點對學生解題模型的影響。此時如圖4所示。

由圖4可見,由貝葉斯網建立的學生模型不僅能清晰地記錄學生的當前行為，而且可以對學生的未來行為作一預測。學生的行為可以寫入短期模型中，用以更新學生的學習記錄。當學生下次登入時，可以直接調用。

4 學生評價模型

學生學習評估是學生模型的重要部分，也是模擬教學系統進行學習組織的重要依據。在教師知道每一個學生哪些概念需要加強時，學習效率無疑會得到提高。根據系統對學生學習行為和狀態的正確評價讓學生了解自己的學習情況，進而采取相應的學習策略，開展進一步的學習。

由于學生水平評價涉及多個因素，采用模糊數學方法對多個因素進行定量、綜合評價，將使得模擬系統獲得準確的反饋信息，從而使教學過程朝著最優化發展。在學生學習后，對學生學習行為、結果給以評價并反饋給學生，讓學生可以充分了解自己的薄弱環節。

結果表明,學生學習成績優的成分有27.5%，良的成分有42%，中的成分有20.5%，差的成分有10%。若成績優的成分+良的成分+中的成分≥教學目標，就認為學生已經掌握了所要學的知識點。這就完成了對認知能力的評價。在做測試時題型也有許多種，也可以根據上述方法把每種題型賦予不同的權重綜合考慮。制定多級評定標準，對學生有更全面了解。

5 結 語

學生模擬系統是遠程教學發展的必然趨勢，其中學生模型是進行此教學系統開發的關鍵部分。本文主要介紹了貝葉斯網在遠程教學中應用。現有的模擬系統也有許多不足之處，這里把重點放在貝葉斯網絡在建模中的應用。然而，學生模型中知識的表示方法也是非常重要的。

參 考 文 獻

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［6］王萃寒，趙晨，余飛揚,等.智能計算機輔助教學系統的實現研究[J].計算機工程與科學,2003,25(3):83-85,89.

篇(6)

英語新課標已經實施好幾年了，各種各樣的教學改革如過江之鯽，川流不息，成果相當豐碩。減負的呼聲在近兩年日益高漲，如何真正減輕學生的課業負擔，讓學生學得快樂，學得輕松，已經成為當前我們教師的頭等大事。英語作業的布置也需要改革，聽說方面的練習要發揮油般的功能，幫助師生從題海中解放出來?！队⒄Z課程標準》對初中畢業生聽說能力的要求是：能根據語調和重音理解說話者的意圖；能聽懂有關熟悉話題的談話，并能從中提取信息和觀點；能借助語境克服生詞障礙，理解大意；能聽懂接近正常語速的故事和記敘文，理解故事的因果關系；能在聽的過程中用適當的方式做出反應；能針對所聽語段的內容記錄簡單信息；能就簡單的話題提供信息，表達簡單的觀點和意見，參與討論；能與他人溝通信息，合作完成任務；能在口頭表達中進行適當的自我修正；能有效地詢問信息和請求幫助；能根據話題進行情景對話；能用英語表演短?。荒茉谝陨峡谡Z活動中語音語調自然，語氣恰當。沒有相應的聽說作業，我們是不可能完成新課程標準的要求的。

《教育的理想與信念》的作者肖川博士曾說：“作業是教師精心準備的送給孩子的一個禮物?！薄白鳂I給孩子綜合運用知識、發展和表現個人天賦提供機會，使教學的影響延續到全部的生活中?！庇⒄Z教學是語言教學，聽說練習在課堂教學中處于首要位置，但課后的作業中就沒有聽說的地位了。因此，許多學生三年下來只是在課堂上比較被動地接受聽說練習，他們的英語聽說水平遠不如閱讀和寫作水平。這種現象與我們新課標中提出的素質教育目標有很大的距離，因此，必須改變課后作業的布置方式，把聽力作業放到課后作業中去，提高學生的英語聽說水平。而聽力作業的批改也是很重要的一步，語音作業與書面作業的結合是英語作業的最高境界，批改形式還可以體現英語學科的特色。

二、國內外同類課題的綜述

在以往的科研中，聽力作業的布置和批改人們研究的比較少，而且多數是小學老師的研究成果。這主要是因為過去應試教育的大環境中老師比較重視教學法和知識研究有關，而且聽力考試的難度通常比較低，對教師的影響比較有限。網上有位老師從自己的實際出發（因為他是語文老師改行到英語老師），總結了自己的教學過程，充分發揮了英語磁帶的作用，使自己的短處變成了長處，取得了很好的成績。這個案例對我們的英語教學現狀產生了深刻的意義，也說明對聽力作業布置和批改的研究有很重要的現實作用。

三、課題目標

本課題力求通過3年的努力，讓學生在完成聽力作業的過程中掌握更好的英語學習方法和技巧，從而總結出有廣泛運用意義的聽力作業布置和批改方法。眾所周知，在培養學生聽說能力的過程中，聽力作業起著相當重要的作用。一方面，可以讓學生通過聽錄音，訓練學生的聽力；另一方面，可以讓學生先聽錄音，然后跟錄音朗讀，從而讓學生掌握標準、正宗的英語語音；再次，還可以通過聽力作業來檢查學生課后聽、說、讀的作業，使作業有聲化、具體化、實物化；而且用聽力教學能改善當前許多農村學生英語學習氛圍差的實際情況。

四、實施條件

我們的英語教材是書本和磁帶完美結合的典范，老師和同學們可以很方便地用它們提高英語聽力水平。在網絡時代，我們可以獲得的聽力材料是相當多的，而且多數質量較好，學生中自己擁有的帶MP3功能的電子產品也數量不少。這樣我們的硬件環境就十分完備了，對我們聽力作業的布置和批改是很有利的。學生對完成聽力作業也有很高的積極性，因為新鮮的事物對我們青少年的吸引力是無窮的。通過一段時間的練習，我們的學生能比較快地提高自己的英語聽說水平，學習的積極性就能自然地延續。時間長了就能培養學生聽磁帶的習慣，進而把做聽力作業內化為自覺行為。

五、活動計劃

本課題的活動時間是3年，參與的對象是本校09級新生中的5、6兩個班的學生和英語老師。主要是老師組織實施，學生是活動的主體，課代表和小組長各自分工，全體師生共同努力，共同提高我們的英語教學水平。我們的活動主要分3個階段來完成。 轉貼于

第一階段：2009年9月-2010年8月。這個階段學生聽課文的錄音磁帶，分小組開展活動。根據學生的居住特點分成若干個小組，每周固定時間和地點聽磁帶。2009年9月-2010年2月，學生通過聽課文磁帶掌握英語音標、基本句型的朗讀方法，初步聽懂課文內容。在課堂上指導學生先看書聽磁帶，直到能脫離課文聽懂磁帶。每周要求組長記錄聽磁帶的時間和內容，周一上交記錄和磁帶，老師根據記錄和磁帶給學生的聽力作業打分，幫助學生解決當中出現的問題。對完成情況好的小組給予表揚，并總結好的方法推廣；對完成情況不理想的小組提出要求，必要時老師親自參與他們的活動。通過這個階段的活動，學生能比較自覺地養成聽磁帶的好習慣。2010年2月的寒假，老師布置聽力作業，要求學生在暑假看電視的時候多關注英語節目。2010年3月-8月是鞏固階段，學生在這個階段還是以小組聽磁帶為主，但每個月要求自己做一份錄音作業。老師指導學生挑選比較有特征的對話和短文，重點練習基本句型的朗讀方法，并且進行評比，把好的作業展示給大家。評比可以讓同學們自己組織，發一個獎狀，這樣對學生的英語學習會有很大的推動。這個階段的工作對后面的活動作用很明顯，一定要做細做實。2010年7月和8月暑假布置10個錄音片段作業，要求同學們認真模仿課文的錄音，要發揮出自己的最佳水平錄出精品語段。

第二階段：2010年9月-2011年8月。在前一個階段的基礎上，我們的聽力作業就可以相對多元化，不僅可以聽磁帶，也可以利用學生的電子產品。聽力材料也可以拓展到與課文相當難度的課外內容，通過多媒體的幫助，可以極大地調動學生的積極性，這樣學生在做聽力作業的時候就可以得到多方面的練習，甚至可以有機地整合學習和娛樂。當然，這個階段要求家長適當關心孩子們電子產品里的內容，不能讓有些學生借聽錄音的名義觀看與學習無關的影視。在課堂上也可以穿插一些英語的視頻材料，調節課堂氣氛，同時也可以引導學生自己挑選合適的聽力內容。這時小組活動的一個主要內容是聽磁帶寫句子，這樣對學生的聽力和詞匯能力都有很大的幫助。

第三階段：2011年9月-2012年6月。這個階段的聽力作業要接軌中考的聽力考試，因此2011年9月要讓同學們多接觸前幾年的中考聽力題，讓他們了解中考聽力題的內容和方向。每個星期除了前兩個階段的聽力作業外，老師要準備相應的中考聽力題讓同學們練習。這樣可以擴大我們作業的效果，同時同學們也會因為中考的原因對聽力作業更加重視。2012年2月寒假要求學生根據自己的理解，把課文中的聽力內容改編成中考題，并且錄好，到開學時上交，老師批改后挑選好的作業當作聽力練習，在課堂上當作中考聽力練習題。這樣對學生的影響會很大。2012年3月-6月，老師利用新概念英語一級的材料，把它們改為中考聽力題，讓同學們多聽。同時也要到兄弟學校交流一些聽力作業，把其中的精品當聽力作業讓同學們完成。

六、預期成果

成果主要是論文、師生的聽力材料、階段性的總結材料和結題報告。論文預期寫3-5篇，內容與學生在做聽力作業中出現的問題相關。師生的聽力材料會有很多，其中老師部分可以當學生的課堂和課后練習題，學生的聽力材料可以當成長檔案的收入材料，在以后的生活學習中它們也是一份獨特的內容。

七、研究方法

本課題研究的理論基礎是建構主義理論、多元智力論、現代教育學、現代心理學和科學研究方法論等。本課題的主要研究方法為文獻索引法、行動研究法，以網絡技術、人工智能、多媒體技術為基礎的信息技術作為研究手段，采用觀察、問卷調查、經驗總結、實驗、對比分析等方法和手段，進行多個輪回的研究。

篇(7)

【關鍵詞】虛擬現實技術；網絡虛擬實驗室；3ds Max；VRML

Based on Virtual Reality Technology of The Construction of the Network Virtual Chemical Laboratory Design

YAN Xiao-li ZHENG Yan-bin YAO Fei SU Jing-xia

【Abstract】This article first introduces the network based on virtual reality technology， virtual chemical laboratory of architecture， and then introduces the combination of 3ds Max software and VRML language implementation of virtual test scenarios interaction function and the method of animation effects theory， lays the foundation for the construction of network virtual laboratory.

【Key words】Virtual reality technology； Network virtual laboratory； 3ds Max； VRML

0 引言

隨著虛擬現實技術和計算機網絡技術的發展，虛擬現實技術應用的領域已經深入到軍事、醫學、教育等各個領域。利用虛擬現實技術建立的化學實驗室與傳統實驗室相比高效、開放、靈活、用戶自定義等優點決定了它在遠程教育中的良好應用前景，必將成為教學活動的重要環節。

1 虛擬現實技術與網絡虛擬實驗室

虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）是以計算機技術為核心生成的一個三維空間的虛擬世界，借用專用設備為用戶提供關于視覺、聽覺、觸覺的感官的模擬，并通過鍵盤鼠標等操作實現人機交互，使用戶有身臨其境之感。虛擬現實技術的突出特征為“3I”，即 Immersion（沉浸性）、Imagination（想象性）、Interactive（交互性）[1]。根據用戶參與VR的形式以及沉浸的程度，本文用的是桌面虛擬現實系統。

1989年，美國弗吉尼亞大學（University Of Vinginia）威廉?沃爾夫（William Wulf）教授首次提出了虛擬實驗室的概念：用來描述計算機網絡化的虛擬實驗環境[2]。本文要建立虛擬實驗室就是基于互聯網環境下完成的網絡虛擬化學實驗系統。

基于虛擬現實技術的網絡虛擬實驗室指的是在網絡中創建一個可視化的三維環境，其中每個可視的三維模型代表一種實驗對象，用戶通過對鼠標和鍵盤的操作，可以模擬和仿真具體的試驗對象、實驗環境和實驗過程，從而實現對實驗的模擬，實現與真實實驗環境下相一致的實驗效果，達到同樣的教學目的和要求。

2 網絡虛擬化學實驗室體系結構

網絡虛擬化學實驗室體系結構主要由兩部分構成：服務器端（Server）和客戶端（Client），如圖1所示。其中客戶端的功能是客戶通過直觀的界面操作來實現人機交互。界面上有各種操作，都是基于模擬軟件，即虛擬實驗平臺來實現的。服務器端的主要功能則是及時響應客戶端的請求。由于此軟件的訪問量較之商業網站的訪問量少很多，因此可以建立一個比較小的云平臺，當客戶向服務器發出請求時，就把請求轉入云端進行集中處理。但是為了避免多個客戶對共享資源的互斥訪問，要采用并發處理機制，這樣才能及時的響應客戶端的多用戶請求。

客戶端與服務器端的交互是通過一系列的協議和連接來實現的?？蛻糁鳈C上安裝有支持Java語言的瀏覽器，Web服務器為Java Application，啟動后服務器便會在端口偵聽客戶端的請求。當客戶端通過瀏覽器向Web服務器提出HTTP請求時，Web服務器就會通過HTTP協議把客戶所需要的文件資料傳送到瀏覽器上，此時客戶就可以在瀏覽器上閱讀了。在這一過程中，通信接口作為客戶端和服務器端的媒介，通過TCP/IP協議和數據庫接口進行通信[3]。

3 實驗場景建模實現

虛擬現實場景的制作通常有如下三種途徑：第一是通過數碼相機或攝像機進行實景拍攝，然后制成全景圖；第二是使用計算機編程的方法直接生成，常用的程序設計語言有VRML、OpenG、LX3D等；第三則是使用商品化的軟件制作虛擬的三維場景和動畫，如用3ds Max、EON Studio等[4]。

為了使用戶最大程度上的“沉浸感”，要求虛擬化學實驗場景與真實實驗環境高度一致。將虛擬實驗室場景的建模分為兩大類：一是實驗室基礎環境，包括實驗室內部環境以及實驗室基礎設施；二是虛擬實驗器材，包括實驗器材以及實驗藥品等。對于這些虛擬實驗室內部構造的實現不僅需要形似，更需要其在材質、紋理、內部結構方面都十分逼真。

圖1 網絡虛擬化學實驗室體系結構

對于虛擬實驗環境的建模，比如天花板、窗戶等的建?？刹捎脤嵕疤摂M現實技術。實景虛擬現實平臺是對現實場景的處理和再現，因而展現的是完全真實的場景。相比于利用3ds Max建模得到的效果，更能使用戶沉浸其中。

對于那些比較比較簡單的實驗藥品和儀器，由3ds Max建模實現。3ds Max建模軟件包含了基本的幾何模型，這些幾何模型不僅在建模時可以直接使用，也可以將其作為基礎，實現較復雜的模型的創建。對于實驗儀器和設備而言，建模時最重要的是要根據實際情況賦予不同的物品不同的材質。賦材質時可以使用VRML中的Appearance （外觀節點）反應造型的屬性。如物體的材質、表面顏色、透明度等。

實驗室很多其它場景如燒杯，藥品架、投影儀等的建模都可以采用以上的原理實現。

4 交互功能以及動畫場景的實現

VRML是一種用于建立真實世界的場景模型或人們虛構的三維世界的場景建模語言，它在3ds Max創造出的三維場景，不僅可以插入多種多種VRML節點，同時也可以將其直接導出到VRML中，因此可以利用VRML的傳感器節點，實現實驗中的交互功能以及動畫效果。

4.1 交互功能實現

在虛擬實驗系統中，可通過VRML中的檢測、感知等節點實現用戶和虛擬對象之間的交互。

根據用戶在場景中的動作，將檢測器分為兩類：觸摸型的傳感器和感知型的傳感器。將動作從廣義上分為兩類：一類是用戶的輸入設備對于對象的操作，一類是用戶和場景中的某對象接近的程度，對象進而做出反應。用戶在虛擬實驗室系統中，將鼠標作為主要的輸入設備，這時采用第一類檢測器檢測鼠標單擊、指向和拖動等動作，從而對場景做出做出相應的回應。

以KMnO4制造O2實驗為例，在實驗過程中需要加熱，因此單擊鼠標點燃酒精爐，此時觸摸型傳感器中的接觸檢測器節點（TouchSensor）可以很好地檢測鼠標是否單擊了對象，從而做出反應。在實驗時難免會出現虛擬空間物體之間的碰撞，此時可以感知型傳感器中的碰撞傳感器節點（Collision）可以用來檢測何時用戶和虛擬空間中的造型發生碰撞并作出反應，同時該節點中的ROUTE路由提交的事件可以啟動一個聲音節點，使實驗場景更加真實。

對于一些復雜的計算、智能推理能力等，可以利用VRML的Script節點。Script節點包含一個程序腳本，可以定義和改變場景中對象的行為和外觀。在Script初始化時（即事件被檢測到時）調用程序腳本將事件和節點從VRML傳遞到Java程序中，同時將命令從Java程序傳遞到VRML中[5]。比如在實驗過程中處理自由落體及反彈就可以利用此節點。

4.2 動畫場景實現

對于VRML場景來說，交互功能僅僅能夠實現對場景的控制，為了達到虛擬現實的目的，還需要制造動畫的效果。在VRML中實現動畫實際上就是借助于時間檢測傳感器節點確定發生變化的時間，借助于描述場景中造型的狀態，利用外觀變化的內插節點來控制他們的外觀和狀態隨著時間的變化以產生動畫的效果。

VRML設計了許多插補器節點對應不同的狀態變化，利用插補的方法構建場景中的動畫效果，如實現造型位置變化的位置插補器（PositionInterpolator）、實現方位變化的朝向插補器（OrientationInterpolator）、實現顏色變化的顏色插補器（Colour Interpolator）以及坐標插補器（CoordinateInterpolator）等[6]。

仍然以KMnO4制造O2為例說明，在此實驗中涉及到的有藥品顏色的變化、O2的增加等動態變化。這時可以采用時間傳感器和顏色插補器（Colour Interpolator）描述實驗啟動后KMnO4變為MnO2時的顏色變化（紫色變為黑色）；用位置插補器（PositionInterpolator）和時間傳感器來描述O2由少變多時的動態效果。

5 結束語

基于虛擬現實技術的化學實驗室不僅彌補傳統化學實驗教學的不足，同時為教師提供了一個良好的教學環境、為學生提供了一個學習化學的平臺，同時為其它實驗課程的教學改革與發展提供了技術支持，對于推動教學體制的改革有及其深遠的意義。

【參考文獻】

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[4]文孟飛，陽春華.網絡環境下虛擬現實實驗室構建探析[J].廣東廣播電視大學學報，2004（04）：27-30.

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[6]胡小強.虛擬現實技術[M].北京郵電大學出版社，2005：255-257.

基金項目：河南師范大學國家大學生創新創業訓練計劃項目（201210476065）。

作者簡介：閆曉麗（1993―），女，河南平頂山人，本科，研究方向為虛擬現實技術 。

鄭延斌（196年―），男，河南新鄉人，博士，教授，主要研方向為虛擬現實、人工智能。