人工智能教育的应用场景大全11篇

人工智能教育的应用场景篇（1）

 

为落实2021年市委1号文和《南京市关于加快应用场景开发建设2021年行动方案》（宁新产业办〔2021〕1号）要求，2021年全市将1000个应用场景，其中下达我区80个以上应用场景的目标任务，为确保目标任务顺利完成，特制定本行动计划。

一、总体要求

应用场景一般是指在城市基础设施建设运营管理、产业发展、民生服务等领域，对新技术新产品有应用需求的各类工程、项目。通过应用场景开发建设，可以推进新技术新产品的示范应用和迭代升级，助力新技术新产品推广应用。

——在搭建主体上。应用场景可分为产业发展、城市治理、民生服务等类别，不完全由政府主导，更强调政府“搭台”，企业“出题”和“答题”。搭建主体可包括政府部门、事业单位、团体组织、企业等各类主体。

——在技术应用上。通过对5G、人工智能、云计算、大数据、区块链、工业互联网、量子通信等八大产业链领域先进技术的应用，通过系统性解决方案完成搭建，促进新产品新技术的落地验证或迭代升级。

——在项目特质上。应用场景必须具备开放性和吸附性，通过对外合作，完成场景建设。通过场景建设，对外输出可复制推广的成功经验和模式。

——在建设方案上。应用场景必须有明确具体的建设方案和投资主体，经过论证项目切实可行，一般为在建项目，或者已经具备建设实施的基本条件即将开工建设的项目。

二、主要目标

加快5G、人工智能、区块链、大数据、工业互联网、量子通信等先进技术集成创新和融合应用，提高城市治理能力和精细化管理水平，促进产业转型发展，培育和壮大新增长极，保障和改善民生，为各类市场主体创新成果应用提供更多市场机遇，有力支撑更高水平现代化国际性城市中心建设。2021年，围绕产业发展、城市治理、民生服务等领域80个以上的应用场景。

三、重点任务

（一）围绕产业发展，开发一批经济数字化应用场景

1. 拓展数字化制造场景。加大智能制造装备、新能源汽车等八大产业链应用场景开发力度。围绕数据采集和感知、高清视频、机器视觉、精准远程操控、现场辅助、数字孪生等六类典型应用场景，鼓励制造业企业积极探索“5G+工业互联网”融合应用，推动智能化、数字化转型。实施企业内网升级工程，引导和支持重点企业应用5G、IPv6、TSN、工业PON等新技术部署企业内网，实现生产设备的广泛互联和数据互通。加快促进省市重大科技成果转化，支持未来网络与实体经济深度融合，深化工业互联网在先进制造业领域的应用。（责任单位：区发改委，各园区）

2. 拓展数字化文旅场景。结合零售、餐饮、出行等服务业数字化转型，加大应用场景开发力度，助推平台经济、共享经济、在线经济等新兴服务经济发展。围绕内容创作、设计展示、信息服务、消费体验等文化领域关键环节，推动人工智能、大数据、超高清视频、5G、VR等技术应用，促进传统文化产业数字化升级，培育新型文化业态和文化消费模式。深挖采集重点旅游区域基础数据，导入VR、AR能力，建设以社交媒体为主导的营销渠道，为游客提供个性化智能服务。（责任单位：区文旅局、商务局，区委宣传部，各园区）

3. 拓展数字化消费场景。提升潮流街区数字化消费场景，激发数字消费潜力。积极引入新零售新服务业态，打造汇集5G应用、刷脸支付、网红直播为一体的新消费商圈，建设环境舒适、购物便捷、科技感强的网红街区，塑造城市消费新形态。推广直播线上带货等新场景，推动无接触服务向住宿、生鲜零售、物流、金融等应用场景延伸。（责任单位：区商务局，各园区）

4. 拓展数字化金融场景。引导金融机构积极探索应用区块链、人工智能等技术，提高金融行业运转效率、优化服务流程、降低交易成本、保障交易安全。建设数字金融平台，丰富平台应用场景，持续优化平台各功能板块，将平台打造为以技术驱动、生态共建、数据融合、价值共享为特色的数字金融平台。引导金融行业在智能客服、智能身份识别、智能营销、智能风控、智能投顾、智能量化交易等业务中，拓展“人工智能+金融”应用场景，形成标准化、模块化、智能化、精准化的风险控制系统。（责任单位：区金融监管局，各园区）

（二）围绕城市治理，开发一批治理数字化应用场景

5. 智慧政务。探索运用区块链等技术提升数据共享和业务协同能力，重点推进电子证照、电子档案、数字身份等居民个人信息的全链条共享应用。打造企业服务平台，实现惠企政策与企业精准匹配，推出数字化服务企业的应用场景。强化新技术在“互联网+”监管领域的应用，推动实现线上监管和“非接触式”监管。（责任单位：区行政审批局、发改委、信息中心，各园区、街道）

6. 智慧警务。建设市域社会治理现代化指挥中心，打造智慧警务应用生态和智慧家园平台，推进智能安防建设。推进政法各部门间的数据共享和业务协同以及执法监督、法律服务、特殊人群管理等全方位联动应用。以人工智能、大数据、物联网、5G等前沿科技为重点，构建符合现代警务机制和社会治理要求的新一代智慧警务体系，做强智慧警务支撑。（责任单位：区委政法委、建邺公安分局、区司法局，各园区、街道）

7. 智慧交通。聚焦汽车自动驾驶与交通安全、智慧公路建设、城市交通靶向治理等领域，推动5G、大数据、云计算、人工智能、北斗导航等技术在智慧交通的应用示范。实施数据驱动打造“新型公交都市”行动计划。聚焦智慧轨道交通建设与运营等典型应用场景，围绕智慧车辆、智能维护、智慧建设、智慧制造等，推动机器人、环境智能感知及控制、智能安检、北斗导航、5G、建筑信息模型（BIM）等技术在轨道交通项目中推广应用。（责任单位：区发改委、建设局，各园区）

8. 智慧生态。积极参与全市生态环境智慧应用平台建设，健全水灾害监测预警、灾害防治、应急救援体系。支持大气、水、土壤等生态环境质量监测与评估，污染物及温室气体排放控制与污染源监管等领域关键产品研发与集成示范应用，持续推动环境质量改善，切实维护生态安全。积极建设“智慧园林一张图”。（责任单位：区发改委、生态环境局、城管局，各园区、街道）

9. 智慧应急管理。建设城市安全综合应用系统，开展城市风险多变量预警分析模型研制和城市风险源标注。开展危化品全流程管理信息化系统建设，形成企业安全信用脸谱，深化建设应用，强化指挥信息网安全边界防护，推进融合通信系统建设。（责任单位：区应急管理局、信息中心，各园区、街道）

10. 智慧城管。建设城管大数据运行管理平台，推进系统同构、数据同构，提升协同治理效能、问题预警发现能力和处置效率。加大生活垃圾分类投放收运等关键产品研发与集成示范应用力度，科技助力垃圾分类。建设服务城市精细化管理及城市安防、交通管理的智慧灯杆，拓展智慧停车、智慧井盖等应用场景。（责任单位：区城管局、城管水务集团，各园区、街道）

11. 智慧建设。构建建设工程综合服务管理平台，实现建设工程全流程、全区域、全要素监管。推动先进技术赋能城市建设和建筑业应用场景的开发。（责任单位：区建设局、城建集团，各园区、街道）

12. 新型基础设施。推进城市公共基础设施数字化建设改造。加快交通、水电气热等市政领域数字终端、系统改造建设。加快5G网络规模部署和商业应用，推进车站、社区、商场等重点区域5G基站和配套网络建设，推进骨干网、城域网扩容，推动家庭宽带千兆、百兆接入普及。推进工业、交通、物流等重点领域物联感知设施部署。探索开展无人机、机器人运转所需配套设施建设。（责任单位：区发改委、建设局、城建集团，各园区、街道）

（三）围绕民生服务，开发一批民生数字化应用场景

13. 聚焦社区生活。开展“美丽家园”行动，加强人工智能技术在车牌识别、人脸识别、区域管控、异常行为分析等方面融合应用，推进住宅小区尤其是老旧小区安防监控设备增设和改造。逐步提升小区特别是老旧小区的数字化和智慧化水平，利用智慧家园（智慧物业）管理平台，实现政务服务协同化、业主自治在线化、居民生活便捷化。（责任单位：区房产局、公安分局、新城房产集团，各街道）

14. 聚焦医疗健康。在医疗健康领域引入人工智能、5G、区块链、物联网、身份认证等技术，加快推进“智慧医院”“互联网医院”建设，围绕医院智能化管理、智能化诊疗等关键环节，加快预导诊机器人、语音录入、人工智能辅助诊疗等技术布局，推动医院内部流程再造，提高医疗质量和效率。拓展云计算、人工智能等技术在影像读片、病症筛查、远程医疗等领域的应用场景建设。（责任单位：区卫健委，各园区、街道）

15. 聚焦现代教育。探索人工智能、区块链、5G等先进技术在教育领域的应用场景开发开放。推动未来教室建设、综合素质评价、在线学习、学业测评、体能测评、校园安全、招生和培训等方面的智能化工作，逐渐形成教育大数据，通过大数据分析推动教育现代化。建设以移动终端、智慧教室、智慧校园、智慧教育云等为主要标志的智慧教育环境，推动场景示范应用。（责任单位：区教育局，各园区、街道）

16. 聚焦智慧房产。以全国住房租赁市场发展试点为契机，着重打造市场监测、租赁监管、智慧物业、智慧房安等智慧房产重点示范子项目应用，协同探索城市治理新模式。（责任单位：区房产局，各园区、街道）

17. 聚焦智慧水务和电力。推动信息技术与水务业务深化融合，基本完成智慧水务总体框架搭建，统筹推进水务调度、排水管理、河湖管理应用系统开发，建成智慧水务平台。鼓励面向智能配电网的5G技术融合应用，实施智能化管理，进行实时监测和预警，提高电网安全性和经济性。（责任单位：区水务局，各相关园区、街道）

18. 聚焦智慧文体。不断提升文化科技融合建设水平，发展数字出版、游戏动漫、影音娱乐、小视频、直播等一批文创应用场景建设。丰富工业设计、工艺设计、建筑设计、环境设计等多元化场景内容。（责任单位：区委宣传部、区文旅局，各园区、街道）

 

附表：1. 重点应用场景项目登记表

2. 重点应用场景项目汇总表

附表1

重点应用场景项目登记表

应用场景

项目名称

 

应用场景

所在区域

建邺区

应用场景

所属领域

¨产业发展：（具体细分领域）

¨城市治理：（具体细分领域）

¨民生服务：（具体细分领域）

¨其他领域：（具体细分领域）

应用场景

搭建单位

 

 

搭建单位简介

 

注：不超过150字

 

搭建单位性质

¨国家机关 ¨事业单位 ¨社会团体 ¨国有企业 ¨民营企业

¨外资企业 ¨其他（请注明）

搭建单位联系人

姓 名

 

手机号码

 

应用场景简介

注：不超过200字

应用场景

建设实施方案

一、建设背景和可行性分析

二、建设思路和目标

包括对产业发展的示范带动，对本地新技术、新产品的集聚与使用等。

三、建设主体及建设内容

四、进度安排

五、资金概算

六、保障措施（其它）    

可另附页

照片

请提供搭建单位宣传图片1-2张，应用场景项目图片1-2张，照片不小于1MB，照片不要复制在WORD文档中，连同该表放在同一文件夹中一并提交。（如有视频，也可提供）

附表2

重点应用场景项目汇总表

序号

应用场景

所属类别

具体细分领域

应用场景建设区域

应用场景项目名称

应用场景

搭建单位

项目起止日期

项目投资额       （万元）

应用场景概述（不超过200字）

欢迎合作

的方向

是否有本区企业参与（具体合作情况）

是否应用南京市创新产品（产品名称及使用情况）

联系人

联系

方式

1

城市治理

智慧

政务

XX区

XX

单位全称

2020.03-

2023.03

3000

例：以物联网、云计算、大数据、人工智能等为支撑，建设数据中台和业务中台，加快各类信息资源的整合共享。项目建设将为南京市软件企业提供新技术研究和新产品应用机会。

……

 

例：1、物联网感知层技术

2、大数据分析与挖掘技术

3、人工智能计算机视觉技术

4、数字孪生技术

……

……

……

XX

填：手机号码

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

人工智能教育的应用场景篇（2）

【中图分类号】G40—057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2014）02—0108—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2014.02.015

The Leap是2013年美国科技界最为流行的体感设备之一，它允许用户通过最简单的手势让人和电脑之间进行交互，并开创了基于体感技术的Airspace应用商店，主要涉及游戏与应用，其受欢迎程度堪与iPhone推出时媲美。与微软的Kinect不同，The Leap的体积仅有普通优盘大小，在桌面近距离的4立方英尺空间内就可灵活操控，灵敏度是Kinect的200倍，支持USB插拔，并支持Windows、Linux和Mac OS多操作系统，价格也更为低廉，弥补了Kinect在上述方面的不足。基于手势的交互方式目前吸引了众多开发者的目光，The Leap所提出的手势操控方向极具潜力。如果能将The Leap的手势操控优势应用于教育游戏设计，将是研究教育游戏的一个崭新领域。本研究认为，The Leap概念视角下的教育游戏，即基于手势操控、适用于桌面近距离、面向教育目的新型电子游戏。下文将针对此类教育游戏设计进行阐述。

一 应用可行性

体感技术应用于电子游戏，源于微软在2005年发明的Kinect技术。由于Kinect等原有体感设备定位中远距离，因此一般适合肢体的大幅度展开，游戏公司开发游戏中可被归类进教育游戏的其类型多数为体育运动、动作冒险型，集中于家庭内的健身娱乐，其它学科领域涉及相对较少。

随着Leap Motion的The Leap推出，各种充满想象力的社会应用案例显现：著名的美国国家航空航天局（NASA）利用The Leap远程控制Athlete六臂探测器。美国的Robbie Tilton使用The Leap操控全息图，用Leap Motion技术来翻转地球。此外，官方商城Airspace应用程序也包含使用手指操纵操作系统或浏览网页、手势改变来控制地图收缩、让工程师与3D模型相互作用、精确绘制2D或3D画面、玩高速控制的游戏、在空气中划动来签署数字文档等功能。

上述案例均证明了The Leap无穷的潜力，无论是高端的科学界还是普通的IT爱好者都可以发挥其强大功能，进行互动应用，承担专业训练和模拟等内容。从广义上的严肃游戏概念（即以应用为目的的游戏）进行分析，The Leap的功能特性已胜任开发教育游戏的资格；而在更进一步的游戏化元素融入过程，则需要对The Leap概念视角下体感控制型教育游戏的设计进行更深入研究。

二 知识特性分析

The Leap除了是一种设备，也是一种新型的体感控制理念，核心当属桌面近距离手势操控。显然，TheLeap的功能性指向明确，在使用它进行教育游戏设计前需要分析其适合开发的知识特性。本研究将根据Airspace游戏应用特性以及官方应用指南进行分析。

1 Airspace的游戏应用特性

（1）游戏类型

本研究参考智能操作平台具备代表性的iTunes游戏分类法，并对其进行适当整合，设计为如下游戏类型：动作、探险、休闲、、教育、音乐、智力、体育、角色扮演、策略、竞速、其它游戏。截至2013年8月初，对Airspace全部50款游戏应用进行调研分析，由图1可知，休闲游戏占据36%，比例优势明显，这与目前用户在智能设备使用时间呈碎片化的现状相符；动作游戏、智力游戏各占16%，比例仅次于休闲游戏，动作游戏的产生与The Leap本身需要用户进行体感操作的运动本质相符，智力游戏则与其容易消磨时间及用户普遍追求更高的自身成就感有较大关联，这两类也是各大移动应用平台上极受欢迎的类型；音乐游戏比例占10%，其产生与游戏本身追求节奏感较为适合手指操控有关；探险、教育、体育、角色扮演、竞速均在10%以下，显示出目前这些类型游戏设计、考量方面的不成熟；、策略、其它游戏比例为0，显示出开发者在这些类型上的信心不足。以上可知，休闲、动作、智力、音乐游戏这些类型在The Leap概念视角下的设计相对较为成熟，适合目前游戏的开发，其余类型仍需要探索。

（2）智力属性

参考加德纳的多元智力分类，对上述50款游戏应用进行调研，本研究对每个游戏应用中最具代表性的单项智力进行属性统计。由图2可知，身体/动觉智力占42%，呈绝对优势，这与The Leap体感动作的定位有直接关联，任何操作都脱离不开身体/动觉智力；空间智力占26%，逻辑/数学智力占22%，这两项比例仅次于身体/动觉智力，空间智力的体现与体感设备在3D空间操控优势有关，逻辑/数学智力则与游戏粘性的优势有较大关联；音乐智力为8%，与手指操控的优势有关；语言智力为2%，自然智力、人际智力、内省智力均为0，说明这些智力属性目前在游戏设计中较难体现。以上可知，身体/动觉智力、逻辑/数学智力、空间智力与音乐智力较为适合目前The Leap概念视角下的设计，其余智力仍需游戏设计的后续完善来配合体现。

2 官方应用指南

据官方对Airspace应用内容的统计，大部分与手术、游戏、建筑、设计、工程相关，所涉及到的学科有教育学、文学、理学、工学、农学、医学、艺术学、军事学，说明这些学科已能够就The Leap进行知识内容的体感操控设计。其余学科，如哲学、经济学、法学、管理学则尚未涉及，说明其知识内容目前尚无适合的设计文档纳入。据官方的技术宣传，除了在电脑前进行体感操控，Leap Motion还将透过The Leap影响一些传统行业，如雕塑家、建筑师可利用该技术完成一份虚拟作品，然后再通过3D打印机将模型打印出来。可以预见，未来The Leap将对更多的学科产生影响。

三 设计模型

1 设计框架

明确游戏定位与知识特性后，需设计游戏的理念框架。依据建构主义的支架理论，“学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者”，The Leap在此过程中扮演起支架的角色。如图3所示，学生在教师引导下，借助支架支持，操控人机交互界面进入游戏场景获取信息并加之加工内化；此外，教师通过建设、分配教学单元，结合动作技能指向的规则融合教育性与游戏性，为游戏场景的顺利演化提供支持。相较传统课堂内的支架式教学，The Leap取代了教师较大部分的支架作用，为学生提供情境以及帮助，并以体感的优势促进学生感知信息，引导学生更有效率地管理学习，教师的作用则更多转移到后台的调控。

图3 设计框架图

利用The Leap概念视角下设计的体感控制型教育游戏，可以配合混合式学习，根据现实条件将传统学习与游戏化学习结合，使二者优势互补，取得最优化的学习效果。

2 场景模型

场景模型是构建整个游戏程序的单位模块，代表了游戏的设计风格。通过对Airspace游戏应用的调研，以及参考iTunes的TOP50教育游戏场景（截至2013年8月1日），本研究依据教育性与游戏性结合程度，认为The Leap概念视角下的教育游戏场景模型可分为以下三类：仿真型、题库型、融合型。

如图4所示，在仿真型场景模型内，游戏情节被弱化，内容单薄，仅仅起到引导作用，称为引导情节，其在整个游戏内的所占比例较少。每一个引导情节均引导游戏者进入指定的仿真知识内容，学习完成后进入下一个引导情节。仿真知识内容占到大部分比例，其决定整个游戏的风格为仿真操控。仿真型场景模型因仿真特点而具备沉浸式体验优势，但教育性与游戏性的联系不够紧密，其较为适合理学、工学、军事学、医学、农学等学科的体感游戏设计。

（2）题库型

如图5所示，在题库型场景模型内，游戏情节饱满，能表达丰富的故事背景。在每个游戏情节中，均链接有若干题库，这些题库承担知识的传授，游戏者可依据游戏规则在游戏情节与题库之间切换。各个游戏情节之间承前启后，串联顺畅，但是代表知识内容的题库与游戏情节不存在必然联系。题库型场景模型理论上适用于所有学科，设计开发的难度相对较低，但教育性与游戏性的联系性不理想，从而影响游戏体验。

（3）融合型

如图6所示，在融合型场景模型内，每个场景中游戏情节与教学内容的主题相同，两者以交叉相融的方式存在于场景。游戏情节推动教学内容所在进程发展，教学内容又发展为游戏情节的一部分继而丰富游戏情节。两者在游戏过程中，联系紧密，相辅相成。融合型场景模型的游戏体验性好，但设计难度较高，需要游戏设计者对知识特性与游戏情节统筹兼顾，其较为适合教育学、理学、工学、农学、医学、艺术学、军事学等学科的体感游戏设计。

四 游戏元素

游戏元素就像血肉，让游戏变得丰满，构建起完整的设计对象。本研究提出The Leap概念视角下常用的游戏元素，帮助游戏设计者进行了解，在具体设计时依据游戏类型合理使用。

1 明确的主题

游戏必须第一时间让游戏者了解游戏所专注的目标与类型，避免游戏者产生迷惘情绪从而丧失兴趣，因此明确的主题需要开门见山式展示给游戏者。关于主题介绍的说明文档需要制作多个版本，包括应用商城内的主题简介、游戏载入时的引导界面所含主题简介、游戏帮助文档中的主题简介等，确保游戏者能在寻找游戏与游戏过程中都能随时获悉游戏的主题。

2 适合手势操控的动作交互设定

The Leap概念视角下的教育游戏，在进行交互设定时引入最适合手势操控的动作形式，最大限度的发挥自身优势。在The Leap支持下的多种动作选择时，游戏设计者应关注当前交互所处游戏进程以及游戏者的当前运动量等，宜选择连贯自然、符合游戏者适应水平的手势动作去支持当前交互设定。手势操控交互设定与传统PC交互有较大区别，如鼠标单击选择菜单可调整为手指长按，光标移动可调整为手指挥动，具体操作对象可调整为双指（或多指、手掌）捏握等形式。此外，由于Leap Motion的SDK（Soft-ware Development Kit，软件开发工具包）支持多种手势的自定义命令，因此也允许游戏设计者发挥天马行空的创意设计具备个性的游戏交互。

3 推动游戏发展的情节

情节是推动游戏发展的元素。情节在游戏过程中，起到营造故事氛围、增加游戏内涵、延长游戏寿命等作用。好的情节应为游戏者制造良好的剧情代入感，同时注意使用简单直接的故事将各个游戏元素串联起来，避免因一味强调曲折的节奏感而影响游戏者的体验。游戏情节的设计可参考融合型、仿真型、题库型的场景模型对故事的比例进行安排，避免盲目代入过少故事影响趣味性，或代入过多故事影响教学重点呈现。

4 符合游戏定位的角色外形

视觉是影响感官的要素之一。游戏设计者提出角色外在形象和视觉特征，由美工人员根据策划文档进行设计与建模。角色外形应体现游戏定位的时代背景，与情节互相呼应。个性鲜明、特色明显的角色将使游戏者在操作时更能深入其境、浑然忘我。

5 适应对象层次的任务挑战

任务挑战是增加游戏粘性的要素。游戏设计者需要分析游戏者的特征，尽量预设不同难度、不同形式的任务，使不同游戏者都能在游戏中找到适合自己的游戏环节，从而提高探索与解决问题的能力。在仿真型模型中任务可设计为直线型的串联任务，将若干个知识单元分布在对应的小任务中，任务的表述一般接近于课堂教学；在题库型模型中任务的概念被弱化，一般由故事情节代替任务引导学习者进入题库练习，任务的要求较低；在融合型模型中，对于任务要求较高，任务的表述需结合背景故事，任务的细节展开需巧妙安排知识点的游戏化呈现。

6 激动人心的奖励

与任务挑战相联系的是激励机制。一个游戏若只有挑战却没有激励，将会很快让游戏者失去兴趣。从马斯洛需求层次理论可知，游戏者渴求自我实现的成就感。游戏设计者必须安排激励机制，以经验、物品、称号、成就等形式配合任务的进行，吸引游戏者持续参与。此外，对游戏者的奖励需及时反馈到交互界面，避免隐晦、多层级的获取形式。

7 烘托气氛的音效

音效也是影响感官的要素，在游戏设计中已是不可或缺的“绿叶”。音效承担着配合情节设计，渲染游戏环境的作用，它从多维度丰富游戏，为提高游戏者的感官效果服务。音效的设计风格可根据游戏者特征、故事情节的世界观、学科（知识）背景等，作出益于营造气氛的选择。

8 增加粘性的竞争

SNS（Social Networking Services，社会型网络服务）社区化是目前网络趋势之一，游戏者渴望与他人进行比较，在竞争与合作中获得奖励。游戏设计者可根据游戏类型在任务中引入不同形式的竞争机制，提高用户可持续发展意识，促进团队合作精神，增加整个游戏的粘性从而延长游戏周期寿命。

9 NPC型的功能

考虑到教师无法参与到每次游戏化教学，需设计一个NPC型的功能。此功能以虚拟人物或指令操作等形式存在，为游戏者提供线索，减少其误操作，此外也解读训练内容、练习内容等，帮助玩家及早融入操作。

五 规则控制

在流程控制方面，鉴于教学“循序渐进”的原则以及目前较多智能应用单线程的现状，本研究认为在The Leap概念视角下，宜选择单线程进行流程设计，比较符合实际情况，但不否定个别大型游戏程序选择多线程。

在UI（User Interface，图形界面）设计方面，游戏设计者应重点关注程序界面的无盲点切换、场景风格的统一性、体现知识主体的特征性等。

在游戏规则方面，游戏设计者除了需提供最基本的操作指南，还需控制游戏者数据的增减，制订进入场景的条件参数，维护竞争机制下的前提平衡与奖励公平，并规划无用户情形下的游戏运转方式等，确保整个游戏顺利运行。

人工智能教育的应用场景篇（3）

关键词：

智慧旅游；“非同质化”应用型人才；培养模式

自2011年我国正式提出“智慧旅游”的构想之后，智慧旅游便成为了旅游市场的发展热点，本论文提出的高等旅游教育人才培养非同质化是指在旅游人才培养模式同质化的过程中月各培养模式中的培养目标、培养体制、培养过程、培养方法和手段等进行调整使不同院校旅游专业的学生更加适应多元化的旅游市场需求,增强其专业核心竞争力提高其行业内就业率,降低其流失率,使高等旅游教育更紧密地与旅游行业相结合,提高高等旅游教育对旅游行业的贡献率。

1智慧旅游背景下对旅游管理人才的新要求

1.1对于信息技术素养的要求

在智慧旅游中，主要是利用互联网和计算机技术，与传统的旅游信息收集是有区别的，但是，智慧旅游和当下的电子商务也有很大的区别，他除了通过电子及计算机技术展现旅游概念和风景信息之外，还在旅游服务上进行智慧的定义，也就是在旅游产业中引入智能化服务概念。所以智慧旅游更加注重旅游人才信息技术方面的素养,这是旅游信息化的最高阶段。按照美国相关的管理规定，针对学生培养条件来看，在智慧旅游概念的基础上，新型的旅游人才培养内容涵盖了：在遵守社会公德和法律的条件下能够通过计算机获取相应的信息，并懂得使用相应技术，在互联网条件下实现新的沟通交流模式，在办理旅游业务过程中，能更有效地收集到相关信息，并根据智慧旅游的信息需求，对旅游信息的种类进行归纳，在互联网基础上，通过相应的技术解决在旅游过程中所遇到的困难，并能带动旅游产品的消费，促进市场经济的发展。

1.2对于新设备运用能力的要求

现在，在智慧旅游的发展过程中，不仅需要相关技术的支撑，更需要相应的人才支撑。对于智慧旅游来说，其所包含的内容是与当下的科学技术相一致的，并且在管理以及服务领域营销等各个方面都与当下的科技发展相一致。比如在智慧旅游景点中，其景区以及酒店等相关建筑都通过电子设备相关联，并可以通过社交平台了解到相应的信息，还可以进行有效的营销活动，这些都需要科学技术人才的支撑才能实现。因此了解及运用新兴技术设备进行管理、服务、营销，是智慧旅游背景下的人才培养战略应该包含的内容。

1.3对创新能力的要求

在旅游发展中，创新是其发展的关键因素，而在智慧旅游的背景下，旅游企业在经营模式中所做的改变，是为了适应市场的变化，并根据消费者的需求，提供相应的服务以及旅游体验，进一步推动消费者的消费实力，并优化旅游资源的结构，保证旅游形态与当下的社会变化相一致，并在传统服务的概念基础上，实现个性化定制服务，融入创新的理念，体现人性化的服务模式，让消费者切实感受到智慧旅游的优势以及高质量。此外，针对智慧旅游的营销模式来说，除了创新的理念，还应该利用相关的技术，挖掘消费者的喜好和需求，并满足消费者的消费欲望，利用智慧旅游的平台，提升消费模式，并将旅游产品通过智慧旅游平台的推广，提升其品质，开展实时有效的营销活动。

2智慧旅游背景下旅游管理“非同质化”应用型人才培养模式

2.1转变人才培养观念，培养高素质智慧旅游人才

教育人员在进行课堂实践和过程中，要树立创新实践思维，以市场实践为主，培养学生的综合素质和专业能力，从而最大限度的集中优质资源来促进人才培养质量的提高。当然，我们的旅游管理专业的教育者还要认识到智慧旅游并不是我们旅游行业发展的最终目标，随着我们旅游行业的日新月异，旅游业教育理论与市场发展规律也一定会出现新的变化，因此，我们还必须具备一定的理论前瞻性。另外在教师人员的选拔方面，为了提高高校旅游管理专业教育理论的时代创新性，我们最好邀请国内知名企业的老总和旅游管理者来为学生授课，从而使当前智慧旅游背景下旅游市场发展过程中的先进理论能够流入课堂，从而提高学生的学习兴趣和综合素质。使其在智慧旅游工程发展过程中能够真正将所学知识运用到实践中去，实现其职业价值。从而提高旅游人才资源的利用效率。

2.2通过多元化平台，加强校企合作

高校旅游管理教育千万不能脱离市场发展的大潮，要学会从市场中求发展，求创新，求突破，只有这样，才能使智慧旅游之光真正照入学生教师的心中，才能使学校的教育风气为之一变，从而走向创新之路，因此，可以采取校企合作的方式来对旅游管理人才进行专业定向培养，通过企业建立旅游管理实践基地，从而为学生的实践创新能力的提高奠定坚实的基础，使学生既能够接触到当前旅游市场发展的先进理论，也能够开阔眼界，拓展思路，企业为学生的实践活动提供相应的平台，让学生更了解实际工作，并全面感受旅游工作的实质性内容，从而获得真实的职业经验，方便今后工作过程中问题的解决。另外还要邀请企业内的优秀旅游管理者定期到学校进行旅游经验指导，通过演讲，座谈会等方式将企业优秀管理者的经验传播给学生，从而使学生掌握更多的实践技巧，尤其在智慧旅游背景下，旅游行业的发展非常注重从业人员对网络技术和信息技术的掌握，因此我们的旅游管理者和学校旅游管理专业的教育者要准确定位，把握智慧旅游发展中最核心的问题，通过对这些问题的解答来增强学生对旅游行业及智慧旅游创新的理解与把握，从而尽早适应未来旅游产业的高速发展。另外，在与学生交流的过程中，旅游管理者和高校专业教师要多以实例为佐证，通过对实例的探究阐述来增强学生对智慧旅游概念和规律的把握，这对于指导学生的专业学习也是非常有帮助的。

2.3丰富教师队伍，提高教师自身水平

在智慧旅游观念深入高校专业教育的过程中，对教师队伍进行补充丰富，提高教师队伍的整体水平是我们提高教育质量，创新旅游专业教育思路的重要前提。纵观当前我国各高校的旅游管理专业，之所以教学质量上不去，创新观念发展缓慢，主要是因为教师队伍素质不高导致的，我国很多高校的旅游管理专业设置时间较短，办学经验非常少，很多旅游专业教师都是由其他岗位临时抽调过去的，因此对旅游管理课程的核心与本质了解甚少，因此也就无法使学生接触到旅游市场发展的最新理论，很多教师对于旅游管理专业理论根本没有细致研究，只会照本宣科，不仅使学生味同嚼蜡，而且也无法激发学生的创新思维，极大限制了学生专业技能的提高，因此我们必须对现有的旅游专业教师队伍进行完善改革，引进大批旅游管理专业的专业人才，聘请一大批真正懂业务，懂市场，懂理论的高素质人才加入，例如企业优秀旅游管理者和国内知名的旅游管理研究专家等等，都是非常合适的人选，另外还可以定期在校内开展教师培训课，邀请知名专家和企业管理者来现场授课，或者通过网络多媒体技术进行远程授课的方式加强学校专业人才的内部培养，只有从内外两个方面多管齐下，才能彻底扫除当前我国旅游专业教师队伍中业务不精，教学不良的风气，从而对学生产生积极的引导作用，真正彻底的将我国旅游专业教育改革进行到底。

2.4优化课程结构，科学设置课程

能够优化课程结构，科学设置课程是我们旅游管理专业发展的关键所在，不仅关系着学生学习能力及实践创新能力的提升，也关系着我国智慧旅游发展的速度与进程，旅游业要求学生具备多方面的综合素质，因此学生在学习专业知识的过程中也必须接触到当前市场发展的先进理论，例如网络技术，信息技术等等，只有打好基础，才能在未来的工作中能够熟练的运用基础网络工具来实现智慧旅游信息化处理，所以我们的高校一定要在课程设置方面多下功夫，不仅要有针对性而且要争取做到全面培养，对当前我国旅游管理专业的课程结构进行进一步的改革创新，例如多开设网络技术，计算机等选修课程，这些都是我们智慧旅游发展创新中对从业人员提出的最基本的素质要求，另外，我们的高校还要对课程设置进行充分的细化，当前旅游业发展迅速，尤其是智慧旅游时代的到来，对于旅游行业的专业要求更高，很多旅游领域被纷纷细化，形成了不同的学科分支，因此，我们的高校人才培养模式也要顺应智慧旅游创新发展规律，通过人才的精准化投放，精准化培养来提高人才的利用效率，从而推动我国智慧旅游行业的进一步发展。

结束语

旅游行业是我国第三产业的重要组成部分，无论在提高国民精神文化水平，还是在促进国民经济发展方面都发挥着不可或缺的作用，因此我们对旅游服务业的人才培养机制必须加以重视，及时解决旅游管理人才“智慧化”过程中存在的一系列问题，智慧旅游背景下旅游管理“非同质化”应用型人才的培养模式一直以来是学界的一个争论焦点所在，主要是由于当前智慧旅游在我国旅游行业中占有重要地位，也是我国传统旅游业发展转型的一次契机，是高新科技与旅游市场经济相结合的一次创新进步。因此我们的高校人才培养模式要及时传统理念，根据市场发展需求与时俱进，从而提高高校的旅游管理人才培养能力，为我国智慧旅游背景下旅游业的发展储备更多高素质，高品质，高能力的旅游管理人才。

作者：魏凤云 刘海洋 单位：长春师范大学历史文化学院

人工智能教育的应用场景篇（4）

一、前言

当前的人工智能虽然还不够完善但其在人类的发展进程中起到了巨大的作用。因为其具有了超强的学习和分析的能力，在个人以及人工智能较量的过程中人工智能一直都是处在领先的地位，为此可以利用到人工智能来促进到人类社会的快速发展。

二、相关概念阐述

人工智能又称AI，是模拟物种智能应用的技术实现和科学。机器智能的科研市场领域包括各种图像和语言结构的快速识别，以及使用语言直接处理和服务机器人。它不仅相当于人类行为的智能，还可以系统地模拟物种的思维，并将在几年内超越历史上的物种。在未来，机器人不断学习，以使仿人机器人模仿人类的学习方式，在这一过程，获得新的各种知识，智能机器人的学习过程更快，可以实现对海量综合数据的深入分析。此外，人工智能机器人不仅可以获得更准确的结果，而且具有独特且更快的信号传输速率。许多科学家有能力超越人类自身。在深入思考核心问题时，实际上，很多人因为机器人是人类设计的，所以不可能超越人类的历史，但是人工智能机器人可能具有集成的学习功能，因此这种可能性将变得非常大。人工智能机器人具有继续学习技术的能力，没有人能够预测学习数据后的整体智能水平。

三、人工智能视域下机器人学习的适切性

在当前的文化和教育生活环境中，由于智能教育的兴起，大数据情境系统功能可以为学生综合分析和选择各种类型的信息，从而重用具有潜在影响的知识可以促进智能教育的发展。智能机器人继续学习，但借助计算机来分析综合数据，例如，以完全掌握规则并进行非常有效的分析和预测。可以看出，机器人正为人类智能教育而学习更有益。在教育中，信息化的进程在今天的时代，智能教育无疑已经成为吸引学生在学习过程中的重要因素。将学习与先进技术核心技术结合起来的方法有很多。人工智能机器人必然会给文化教育生态系统带来帮助。向人工智能机器人学习的方式很多，学校教师可以提高和教育的整体质量和效率，学生也可以赢得符合自身市场需求的学习服务，这有助于减轻学生和家长的负担。

四、人工智能视域下机器人学习的应用创新研究

从人工智能技术的角度来看，智能机器人学习是目前世界上最先进的技术。大数据在教育相关领域的应用具有很好的业务前景。人工智能机器人持续学习的应用可以帮助一些学生实现相关知识与数据之间的联系。

（一）机器人学习与教育之间的融合仅从当前的现象来看，大多数教师不了解核心技术，而了解该技术的人也不了解教育，这很容易导致无法在教育与核心之间形成良好的关系。因为技术研发人员不了解教育，所以不能从教育的多个角度审视开发过程，优秀的教师也不能从技术角度回应数据的全面发展。在人工智能开发领域，机器人应该深入地整合到学习和教育中。组织技术实施和教育核心领域的相关人员进行直接沟通和交流，使人工智能机器人在学习和应用过程中能够更充分地认识到技术研发和生产人员的过程。

（二）机器人学习在学习场景方面的应用人工智能在学校教育领域的应用，因其未来的发展趋势而呈现出明显的趋势。然而，随着学校教育核心领域的许多专业学科的介入，对学习人工智能机器人的要求将越来越高。当你开始学习同一个主题时，需要在同一个应用程序中逐步建立不同的场景。这对机器人来说更难在未来继续学习，但也是最值得创新的。仿人机器人普遍对大量综合数据进行深入分析，分析每个学习内容主题的特点和各部分学生的特点，并采取相应的更有针对性的基本教学方法，提高同学教育的速度和效率。

人工智能教育的应用场景篇（5）

一、教师应致力于使语文教学环境生活化

智障学生的学习带有浓厚的情感色彩，对熟悉的生活情景感到亲切、有兴趣。语文课堂教学若从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物出发，使学生体会到语文处处在我们身边，让学生从中发现语文问题，他们的学习兴趣就会更高涨，因此，作为我们教师就必须要敢于创新教育，注重从学生的生活中去寻找语文资源使学生学之有用。

我在“各行各业”主题教学中，带学生了解、认识“警察”这一职业时，考虑到智障学生对警察接触不多的现状，我找来《黑猫警长》的动画片，播放给学生看，让他们在欢快、轻松的气氛中，感受到警察的神勇，断案的机智，更重要的是让他们了解警察这种职业。比如在日常的教学中，结合我们所要传授的知识，我们可以把教室的一角布置成天气预报台，里面包括年月日的更替，几种天气的变化，与气候和天气密切相关的标志性动植物，以及人的衣饰和运动的转变等等。让智障儿童去观察、认识、在更换或者报道，从而使知识在这种生活化的环境中不知不觉的浸润到学生的头脑中。根据教材内容，我们还可以把教室布置成舞会、动物园、游乐场等不同的生活化环境和情境。那种身临其境、无拘无束、轻松愉快的生活气息，会完全激发起学生学习的欲望和兴趣，进而乐于去学习和运用。

二、教师应把所教授的语文教学内容生活化

生活是语文的源头活水。当学习内容和智障学生熟悉的生活背景越贴近，学生自觉接纳知识的程度就越高。因此，在教学中，教师要善于结合教学内容尽可能的创设一些生动、鲜活的生活情境，从学生平时看得见、摸得着、感觉得到的事物入手，具有一定吸引力的生活化的语文教学，才能激发出智障生的学习兴趣，吸引他们参与到学习中去。

（一）引入学校生活

学校是学生生活的重要舞台，这座舞台上发生的一些故事可以引入到学生的学习中来。例如：开学初，我班一名学生拾到别班同学的手套主动送还的事情，利用班会或队会，都可以让学生们去说、去讲。

（二）联系社会生活

社会是一道广阔的背景，更是学习语文一片天地。沟通课堂内外，充分利用学校、家庭和社区等教育资源，开展综合性学习活动，拓宽学生的学习空间，增加学生语文实践的机会。例如：学校组织的一些参观、游园活动等，可以让学生说一说或者写一写你看到了什么，知道了什么，有什么感想等。

（三）结合家庭生活

家庭是儿童学习语文的第一场所，父母是儿童的第一任启蒙老师。在这里，儿童获得了很多知识。教师可以抓住每个学生家庭的特点巧妙设计语文教学。例如：有的学生家长是卖服装的，则可以让他设计一下服装广告等等。这样一来，学生的积极性高昂，家长更是倍加赞许。

三、教师采用的语文教学方法生活化

对智障生来说，抽象的单纯的说教是枯燥无味、难以接受的。只有在富有生活特色的课堂上，学生们才能对学习内容充满兴趣，有了兴趣，学生才会变“要我学”为“我要学”；这样的学习活动不仅能陶冶学生的情操，还能提高他们自身的语文素养，使培智学校语文教学变得生动、活泼起来。在教学方法上，我们从丰富多彩的生活中受到启示：生活是五彩缤纷的，教学方法也应该百花齐放。培智学校语文教学要与生活相结合，采取多种教学方法综合进行，注重走进生活去学习语文知识，在愉快的游戏中，玩中学，学中玩，以提高教学效率。

（一）生活场景体验法

就是将学生带入一定的情景中去学习，达到预期的教学效果，这是生活化教学中最常用到的方法之一。智障生理解能力差，对他们来说来自生活的可以直接感知的知识往往比较容易理解和掌握。因此，在教学中，结合教材的内容，让智障生走进生活，让生活中的一些场景再现，可以促进其对语文知识的学习和掌握。生活场景展示法，可以利用真实场景和模拟场景进行。我在教《有礼貌的孩子》这一课时，结合教材特点和学生生活实际，采用半扶半放、扶放结合的教学方法，模拟生活场景，让智障生向课文中的“小红”学习，上学时向家人告别，利用学校这一真实的生活场景，让学生练习到了学校怎样与老师、学生家长、同学打招呼，引导学生在生活中做一个有礼貌的孩子。

又如教学语言训练“让座“时，我设计了“乘坐公共汽车”这一情景，在进行语言训练的同时，要求学生进行乘车实践。利用班里的课桌椅拼搭成公共汽车，教师进行讲解并示范，然后请各类学生进行活动，使学生在场景展示中知道乘车的一些常识，并要求学生对 “让座”中的故事进行表演，使学生知道要给老人及有困难的人让座。这样的场景展示使学生加深了印象，大大提高了学习的效果。因此，生活场景展示法能扩展教学的空间，补偿智障生的生理、心理的缺陷，促进智障生的生活适应能力的发展。

（二）生活游戏活动法

人工智能教育的应用场景篇（6）

[中图分类号]G40―057

[文献标识码]A

[论文编号]1009―8097(2009)13―0242―02

教学活动中，教师的主导作用不容忽视，教师是教学活动的组织者和引导者、是学习活动的评价者、是渐进层次学习的激发者；教学活动中“学生为主体、教师为主导”，教师现场的言传身教尤为重要，不要指望单靠学生个别化学习、自我学习机械操作，再好的学习资源未必带来预期的成效。而正确运用恰当的技术手段，实现师者，所以传道授业解惑也，真正解决课堂和远程等教学存在问题。本文将在以下进行探讨。

一　光技术在多媒体虚拟仿真课堂教学的应用

从认识论来看，学习的本质是立体的、精神的、多向的、开放的。真实的学习是人与自然、与人相互作用，在开放系统中进行互动，而教育技术则要通过创建学习环境来达到目的。学习环境由内容、媒体(包括软件和硬件)、人员(包括教育工作者和其他学习者)、方法和场所等要素组成，构成一个教育信息传播的系统，即：传播什么信息(内容)，通过什么来储存和传递信息(媒体和人员)，如何传递(方法)，在哪里传递(场所)。在课堂上用何种技术、方法才能做到教师现场仿真的言传身教、师生互动和教师的主导作用呢?有没有一种理想的技术手段和方法能真实再现教学情景呢?本人认为采用光电三维成像技术能最好的虚拟仿真课堂真实的教学情景，促进学生个别化学习、自我学习。由于情景逼真，互动性好，虚拟地建立起与真实环境相近的学习场景，开发基于网络的、具有自然语言理解与产生功能的“人一机”交互学习环境，对多个不同课室教学、网络远程个体或集中教学，尤其是在职成年人学习最佳。适应当今信息化发展进程，适应未来教学模式向着更深层次发展的要求。本文只从观念技术的角度来探究光技术在多媒体虚拟仿真教学的应用，主要是在课堂教学，运用恰当的人工智能技术手段，再配合有线、无线、卫星、微波等网络通信技术，实现仿真互动，起到教师的主导作用，教师现场的言传身教逼真，实现教育人性化的活动，再现与真实环境相近的学习场景，符合教育技术理论逻辑起点教与学的属性。

二　光技术及其应用效果

1　光电子新技术

常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。光电子技术是以先进探测器和激光器为基础，由光学技术、电子技术、精密机械技术和计算机技术等密切结合而形成的一项高技术。它既改变了传统光学的单纯观察功能，又大大扩展了电子技术的功能。由于光电子技术具有探测精度高、传递信息速度快、信息容量大、抗干扰和保密能力强等优点，因而在军事上得到了广泛应用，在现代战争中已显示了其特有的威力。

而光电子三维成像技术和全息摄影术不同，不需要依靠连贯的激光束产生图像。它使用普通光束即可。普通照相机的镜头工作原理类似模拟计算机，通过程序的运行将外界传来的信息(光线)转换成平面媒介上(通常是胶片)的图像。

[因特网消息1999年7月7日报道]，美国伊利诺依州大学电气工程师大卫布莱迪在数字计算机而非光学镜头的帮助下，利用射电天文学家绘制天空的数学方法从光线中提取出足够的信息来生成三维图像。研究人员用卤灯照亮一只小小的塑料恐龙，将来自恐龙的光线分离成两束。当这两束光线再度会合时，它们相互干扰，虽然强度不如没有受到过干扰的光线，但是所有的波型却都很和谐。在恐龙模型转动时，科学家们记录下来了128种干扰波。这些干扰波中包含有该物体三维图像的全部信息，计算机程序可以对它们作还原处理。

这项技术最大的优点是无论景深多大，它都能保持清晰的聚焦，这一点与传统光学镜头相比表现出极大的优势。决定图像解晰度的唯一因素就是物体离开镜头的距离。这一特点使其对于三维显微具有特别的应用意义。布莱迪设想他发明的技术可用来拍摄细胞在产生交互作用时的高清晰度图像。共焦显微技术采用的是扫描技术，聚焦平台来回移动，以获得细胞的细部信息，从而生成三维图像。利用这种方法，当细胞在移动时，要拍摄到细胞的移动过程就是非常困难的。有了布莱迪发明的科学方法，记录装置就可利用排列成圆圈的光学感应器帮助研究人员记录实时的三维数据。

科学家们指出，即使要拍摄的对象远离感应器，这项技术仍然有用。麻省理工学院电气工程师乔治说：“这个系统同样可以用来拍摄篮球比赛的三维影片。如果你的家中有三维播放机，你就可以在虚拟现实状态下观看篮球比赛，观看者会感觉自己仿佛就在场内一样。”

2　光电三维成像技术在多媒体虚拟仿真课堂教学的具体应用及效果

现在的有线、无线、卫星和微波等网络远程教学，学生面对的都是单向平面银幕，一是没有互动缺乏双向交流，而是画面平面呆板与真实情景差别太大，很难调动学生的兴趣。就是普通的现场课堂教学，应用多媒体课件，也由于画面内容很难反馈真实形象化的情景而大打折扣。如果能将课堂教学情景、课件内容立体可视化，再配合声音、资源库双向互动，完全模拟真实情景，与现场无异，那将是教育教学新的飞跃。有什么适当的技术能实现刺激鼓励指导学生的思考和自动学习方法呢?光电三维成像技术就能在课堂教学应用中虚拟仿真真实场景，而虚拟现实是指通过特殊的输入设备和一些能实现三维图形和三维音效的特殊输出设备来模拟人和环境之间的交互技术。假如远程课堂教学，通过有线、无线、卫星、微波等通信传输，使用课堂多媒体光电三维成像设备，主教室和各分教室双方的三维立体全息图像便瞬间出现在对方面前，就好像一个真人站在你面前一样，然后你便可以和他随意交谈，使用各种表情，那是一种呈现在空气中的光学立体影像，不需要任何屏幕之类的媒质，不像今天的网络卫星远程教学、可视电话还需要一个屏幕才能显像。光虚拟现实技术可很好地应用到虚拟学习环境的建立。它可以虚拟地建立起与真实环境相近的学习场景，使学生似乎已处于真实环境之中。

当然，屏幕还有作用，显示课件文本等其它信息。过去的所谓三维显像技术显示的并不是真正的三维图像，而是在二维平面上利用人体肉眼的双眼像差而虚拟出的“伪三维图像”，长期观看这种伪三维图像，会损伤视力或造成视觉疲劳。这样，教学所使用的各式方法(如演讲法、问题教学法、设计教学法、复述背诵法、小组研讨法、访问式教学法、辩论法、座谈研讨法、甚至实验教学)都能应用光电三维多媒体

虚拟仿真成像技术达成教学目标[手段]。当然，要真正将光技术应用于实践非一朝一夕，但可以采取过度方法，如先实现屏幕显示三维立体画面，学生观看而无需头盔等辅助设备，能实现师生声像远程互动，虚拟地建立起与真实环境比较相近的学习场景，再随光技术发展和实现，使学生似乎处于真实环境之中将成为现实。光电三维成像技术不但可以应用于多媒体虚拟仿真课堂教学，还可以应用在网络远程在线教学、虚拟学习社区等。由于有教师和学习者之间通过网络进行社会交互的一种虚拟仿真环境建构，有强烈的社交真实感和虚拟社区归属感，不仅可增强学生的在线学习的持久性，提高学习绩效，而且能加强合作和学习满足感，提升合作学习水平。现在，在线学习者只是独立的个体，容易产生焦虑、逆反心理和丧失学习动力，会导致学习的挫折感和低效率。

3　采用中间件技术

中间件(middleware)是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。满足大量应用的需要运行于多种硬件和OS平台支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互支持标准的协议支持标准的接口。利用中间件技术，将多媒体虚拟仿真应用类似于中间件，任何设计制作软件，包括现在应用的课程教学所需软件，如PowerPoint、Photoshop、Dreamweavcr、Flash等，都可无缝应用。教师无需专门培训，教学应用与以前无异，只是效果大为改观，真实再现场景，其它技术工作则由人工智能管理平台后的多媒体和课程制作人员负责，避免和改善教师计算机焦虑现象。

三　结合我校实践探讨多媒体人工智能课堂教学的管理模式

我校现有四个校区，分布在越秀区、海珠区、番禺区和珠海市，多媒体课室有279间，都基本配置了多媒设备，部分校区具有初级的网络多媒体教学平台。网络学院在省内有50来个教学点，上万名在读生，使用的是目前市场上唯一支持百万级用户的Blackboard网络教学平台。不过由于校区距离较远，不少老师要长年往返于各校区上课，虽然教师身临现场授课，但运作成本较高。网络教学点分布较广，学员分散，对学生来说，多媒体属于模拟交际而非学生直接参与的自然交际，缺乏自然语言进行人际交流的环境。而远程教育更需要互动和教师的主导作用，教师现场的言传身教尤为重要。

未来的新型多媒体教学将是以多媒体技术、计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、传感技术、光技术、人工智能和虚拟仿真技术等的有机结合，能够全面整合网络各种“资源”而形成先进的网络多媒体教学平台。在这种教学平台上.多媒体教室不再是孤立的，它已融入到校园网教学系统中，并以校园网资源为“背景”构建出一个富有时代特色的现代化教学环境：即集教学、管理、娱乐为一体的“数字化校园”。多媒体课室是现代教学环境建设的重要组成部分，是教育技术信息传递的展示平台，是教师了解、联系、应用教育技术的桥梁。既然新型多媒体教学、特别是网络课堂教学如此重要，一般的管理就远不能适应现代化的课堂教学应用。

结合我校的教学实际，本人认为，未来的新型多媒体课堂教学将是一个系统集成，不但要从后端课堂教学管理考虑，还要联系前端课件制作。即多媒体课室管理人员既要参与后端维护保养，也要了解甚至参与前端课件制作，这就需要先进的多媒体人工智能管理平台管理，从制作到应用一条龙服务，时刻把握教师课堂教学需求的命脉，为管理和新技术应用于课堂教学提供依据。即教师只需在其中一个教室就可通过网络开启其它多个接收教室的多媒体设备(无须电教人员参与)，对教师上课教室实施“直播”方式，通过安装在课室的特殊的多媒体光电三维成像、自动跟踪拾音等摄录设备，实现三维图形和三维音效来模拟人和环境之间场景的拾取，多个教室通过特殊的输入设备和一些能实现三维图形和三维音效的特殊输出设备，真实呈现在空气中的主课室教学光学立体影像，各分教室还可以现场与主讲教师交流。并同步录制仿真教学内容，作为课件保存录入资源库中。网络学院的学生可在课堂或家中电脑上，调用资源，远程课堂上的特殊设备也真实呈现在空气中的主课室教学光学立体影像，与现场无误。人工智能管理平台集中监测、控制和管理，教师可在办公室或家中的计算机上，利用人工智能管理平台的多媒体教学系统，远程开启网络教室，同在网络多媒体教室中的学生们实现远程点对点虚拟仿真场景答疑。可将多次答疑场景自动汇编入库，与相关课程智能结合，当点播网络虚拟课程，真实再现上课场景，学生有疑问时，可即时点击提问，人工智能管理平台随即快速智能搜索虚拟课程答疑库，如有相关知识即刻虚拟回复场景，如没有随即跳过继续上课，而此问题现场摄录保存到虚拟仿真场景答疑系统，在下次相关教师登陆远程点对点虚拟仿真场景答疑系统时，人工智能管理平台系统自动插入其中，与现场答疑无异，随答疑量增多，人工智能管理平台上的智能搜索虚拟课程答疑库容量增大，将能即时回复大多数疑难需求。

四　结束语

信息时代的到来，社会节奏的加快，知识呈现出高速增长和快速更新之势。随着科学技术的发展，还会有更多的新技术应用在教育技术中，光技术就是其中重要的一项，21世纪将是光技术应用发展的时代。

参考文献

人工智能教育的应用场景篇（7）

人工智能(ArtificialIntelligence，以下简称AI)成为全球热点，各国抢先布局人工智能战略。近5年来，各国纷纷出台人工智能战略计划，如美国《为人工智能的未来做好准备》与《国家人工智能研究与发展战略规划》报告，英国《人工智能：未来决策制定的机遇与影响》报告等。在世界各国纷纷规划人工智能发展的情况下，中国政府也加紧人工智能顶层设计。

“人工智能”首次写入中国政府工作报告。在2017年全国两会上，国务院总理李克强在政府工作报告中指出，要“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”。[1]这是政府工作报告中首次提及人工智能，体现出国家最高领导层对人工智能的高度重视。

中国政府推动顶层设计迭代升级，加快细化人工智能发展战略。2016年5月，国家发改委、科技部、工信部、中央网信办4部委联合《“互联网+”人工智能3年行动实施方案》。2017年7月，国务院正式《新一代人工智能发展规划》，12月14日，工信部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》。可以看出，政府正在加紧细化发展“人工智能”的战略规划，其中《新一代人工智能发展规划》指出：“当前，我国国家安全和国际竞争形势更加复杂，必须放眼全球，把人工智能发展放在国家战略层面系统布局、主动谋划，牢牢把握人工智能发展新阶段国际竞争的战略主动，打造竞争新优势、开拓发展新空间，有效保障国家安全。”[2]

2017年11月15日，科技部宣布国家15个部门联合成立新一代人工智能发展规划推进办公室，负责推进新一代人工智能发展规划和重大科技项目的组织实施，标志着新一代人工智能发展规划和重大科技项目进入全面启动实施阶段，再次彰显政府大力发展人工智能的决心，人工智能产业政策环境利好。

(二)人工智能投融资金额呈增长趋势，资本驱动市场快速发展人工智能作为重要发展战略，带给产业市场新发展机遇，吸引互联网企业与创业公司纷纷进入。近年来，资本市场高度重视人工智能产业，市场投融资不断增长。根据统计数据显示，2012-2017年中国人工智能产业投融资金额呈增长趋势，其中2017年融资额创历史新高，达435.2亿元（见图1）。其中，2017年旷视科技C轮融资达4.6亿美元，单轮融资金额创新高。同时，短短几年内人工智能领域迅速出现独角兽企业，2017年国内寒武纪、旷视科技、出门问问、商汤科技企业估值已超10亿美金[3]

图1 2012-2017年中国人工智能投融资发展状况

数据来源：DCCI互联网数据研究中心

中美引领人工智能未来发展，中国人工智能市场应用发展迅速。美国人工智能市场发展较早，技术研发实力较强，中国市场紧随其后，数据显示（见图2），亚欧及北美地区人工智能创新技术企业较多，其中，美国和中国领先全球其他国家。同时，相比欧美国家市场，中国市场拥有更加庞大的用户规模及应用场景，人工智能应用范围广泛。

图2 全球人工智能市场创新技术企业地域分布

数据来源：DCCI互联网数据研究中心

二、硬件升级与平台开放驱动人工智能加速前进

(一)芯片、算法等软硬件技术不断升级2017年人工智能芯片化进程加快，更多符合人工智能设计的芯片出现在市场中。芯片是人工智能应用的硬件基础，随着人工智能的快速发展，原有CPU的运算能力已经不能满足人工智能计算的需要，比如谷歌的GoogleBrain项目，为训练超过10亿个神经元的深度神经网络，使用包含16000个CPU核的并行计算平台。近年来，人工智能计算芯片正在从以传统CPU为主转变为通用及专用人工智能芯片，越来越多的GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等芯片技术应用在市场中。与CPU相比，GPU在浮点运算、并行计算等方面能够提供数十倍的CPU性能，FPGA处理特定数据更有优势，矩阵运算等灵活性、适用性更强。2017年5月，谷歌正式推出人工智能芯片第二代TPU（Tensor Processing Unit，张量处理单元）；9月华为集成NPU(Neural Network Processing Unit， 嵌入式神经网络处理器)专用硬件处理单元的人工智能芯片麒麟970；11月，寒武纪科技新一代人工智能芯片1H8、1H16、1M。从CPU到GPU、FPGA，再到TPU、概率芯片等，人工智能硬件设施逐渐完善，硬件市场从计算通用设施向满足人工智能发展需求的新一代硬件设施发展。

人工智能算法与研究模型不断完善，加速人工智能市场应用。算法是人工智能技术的核心，从AlphaGo到AlphaZero，算法升级推动人工智能技术不断提高，其中常用的机器学习算法有回归、贝叶斯、正则化、降维、决策树、神经网络、机器学习等。现有算法技术不断优化，如标准人脸识别数据集LFW(自然场景下标注的人脸数据库)上，现有算法的识别准确率已高达99.8%，超过人类的识别精度。而且，在天池AI医疗大赛中，机器对肺部结节图像的智能诊断达到专业医生级的水准，3毫米及以上的微小结节的检测准确率超过95%。

随着人工智能市场兴起，中国市场对人工智能领域的研究迅速发展。近年来中国企业与高校纷纷投入对人工智能研究分析，其中百度、腾讯、阿里、360等企业及清华、北大、同济、西安科技等高校陆续建立人工智能相关实验室或研究院。中国人工智能相关文献及期刊数量也在不断增长，根据国内知网数据显示，2017年相关文献和期刊数量同比2016年分别增长62.5%、64.8%（见图3）。

图3 2012-2017年中国人工智能相关文献与期刊数量状况

资料来源：中国知网

(二)国内外企业加速布局开源与开放平台平台开源与开放能够加速人工智能市场化发展，是现阶段人工智能快速发展的需要。人工智能平台开源、开放能够快速积累数据资源，不断检验算法模型，在实践中优化人工智能技术，提升人工智能平台应用能力。同时开源、开放的思维能够降低算法与数据的技术门槛，推广通用技术应用，降低市场开发成本，并促使社会各界协同运作，提升企业内部与外部专业人才协作能力。

为加速市场应用，国内外企业加快布局开源、开放。此前，国外互联网巨头纷纷开源深度学习等项目，如谷歌开源TensorFlow，脸谱开源Torch，微软开源CNTK，IBM开源SystemML，亚马逊开源MXnet。2017年，中国企业加速布局开源、开放平台，如百度开源自动驾驶系统Apollo，DuerOS开放平台。同时，中国政府高度重视开放平台的发展，2017年11月科技部公布首批国家新一代人工智能开放创新平台名单，包括百度（自动驾驶）、阿里云（城市大脑）、腾讯（医疗影像）、科大讯飞（智能语音）。

三、移动互联网推动人工智能加深应用

(一)移动互联网为人工智能技术提供丰富应用场景人工智能技术是推动移动互联网智能化发展的核心力量。近年来中国移动互联网用户人口红利逐渐消失，移动互联网进入平稳发展阶段，智能化成为移动互联网发展的下一波浪潮，人工智能技术成为突破点。通过计算机视觉、语音语义识别等，人工智能技术将能替代重复性劳动工作，并提供智能语音、智能检索、图片识别与处理、数据挖掘与分析等服务，在降低人力成本的同时创新服务模式。

人工智能市场空间巨大，领先技术试水应用，其中移动互联网为人工智能提供丰富的应用场景。中国移动网民规模庞大，用户触网移动化趋势加深，根据中国互联网络信息中心（CNNIC）统计数据显示，截至2017年12月，中国手机网民规模达7.53亿，使用手机上网的网民占比由2016年的95.1%提升至97.5%[4]。庞大的用户规模带动网络数据规模增长，助力人工智能技术提升。同时，在人工智能真正走向产业、市场的过程中，移动互联网提供丰富的应用场景，涵盖通信、新闻、音乐、视频、游戏、购物、银行支付等多个领域。现阶段在生活中，计算机视觉、语音语义识别等技术在图片美化、会议翻译、防盗预警、语音助手等方面已经发挥作用。

(二)移动互联网垂直领域加深应用人工智能

从被广泛认知到应用于各个行业，人工智能技术发展迅速。2016年，AlphaGo与世界围棋大师的比赛引发热议，人工智能的认知度明显提高。2017年，越来越多人工智能技术广泛应用于交通、医疗、教育等行业中。人工智能技术能够从底层推动服务升级，具有显著溢出效应，其广泛应用将改变生活。根据中国《新一代人工智能发展规划》，制造、农业、物流、金融、商务、家居成为中国开展人工智能应用试点的六大重点行业和领域，结合移动互联网市场特点，以下我们将从交通、医疗、教育、电商零售、生活娱乐五个场景中分析人工智能的应用方式。

1.交通：人工智能深入交通管理体系，升级出行应用服务。

在交通领域，人工智能主要应用于改善城市交通管理及升级交通出行方式，其中，在交通管理方面，人工智能可以识别城市交通实时状况，立体化监管交通安全，合理调度出行资源，提升交通运营效率。2017年杭州市上线“城市数据大脑”，它能够判断路况，实时提出信号灯调整建议，提前干预、防控拥堵，监控交通乱象并报警，在试点区域高峰期间使平均行车速度提升15%，120救护车到达现场时间缩短一半[5]。在出行方面，人工智能技术广泛应用于自动驾驶、无人驾驶等自主无人系统，而基于人工智能的类脑操作能够变革汽车等交通出行方式。中国已开始试水自动驾驶，如2017年在百度AI开发者大会上，李彦宏直播驾驶无人车参会。同时，随着福特、大众等传统汽车厂商与谷歌、百度等互联网公司的加速布局，移动出行也被看做人工智能领域的重要战场。

在移动互联网中，人工智能还能升级地图、打车等出行服务。地图导航等应用集合POI[6]、路况、卫星影像、街景等多种复杂数据信息，而人工智能提升应用平台数据信息处理效率，提升躲避拥堵、路径规划的能力，其中ETA（Estimated Time of Arrival，预计到达时间）误差率已降低到15.13%[7]。同时，在打车场景中，估价、拼车及订单分配、运力调度的背后都有人工智能技术的支持。

2.医疗：从辅助诊疗到疾病检测，人工智能提升医疗服务效率与准确率。

人工智能在医疗领域应用前景广阔，资本市场十分活跃。近年来，全球医疗人工智能产业投资呈增长趋势，根据IDC数据显示，2016年总交易额就已达7.48亿美元，交易数量达90个（见图4）。

图4 2012-2016年全球医疗人工智能投融资情况

数据来源：IDC

基于医疗数据的采集、计算、分析与判断，人工智能应用于辅助诊疗、药物研发、医疗机器人、基因测序等多个方面。在辅助诊疗方面，人工智能在医疗图像诊断中应用较多，即通过计算机视觉和深度学习技术，对X光、超声、CT等医疗图像分析，判别肺结核、甲亢、乳腺癌等多种疾病，精准定位病灶。在移动医疗服务中，智能语音助手还能够辅助医生在问询过程中记录病历，其医学术语识别准确率高于98%，而且人工智能技术能够增强远程采集医疗数据的准确性，实时管理健康数据，提供用药提醒、辅助诊疗等服务。人工智能还可结合患者病史、相关案例用药记录等数据，整理临床治疗经验，为不同患者治疗提供合理建议。在药物研发方面，人工智能可以整合药物实验数据，模拟药物发现过程中的HTS（高通量筛选）过程，缩短药物发现及实验的时间，提高药物研发成功率，降低药物研发成本。在医疗机器人方面，手术机器人带有机器人视觉、智能控制系统，现阶段主要应用在外科手术中，具有创伤小、手术精准度高、机体损伤小、术后恢复快等优势。在基因测序方面，人类基因组含有约31.6亿个DNA碱基对，约有20000到25000个蛋白质编码基因，人工智能技术依靠智能运算和分析能力，通过模型训练，能够提升基因测序水平。整体来看，人工智能在医疗领域的应用能够覆盖“治疗前-治疗中-治疗后及康复”的全过程，有望降低误诊率漏诊率，提升诊疗效率，解决优质资源分配不均等问题。

3.教育：人工智能带动个性化教育，促进教育体系智能化。

对于教师及学校而言，人工智能能够解放教师在重复性工作中的时间，提升学校运营效率。近年来，运用人工智能等多种技术的智能教学系统（ITS）、智能计算机辅助教学（CAI）迅速发展，以人工智能为基础，结合电子校务应用、辅助教学课件、辅助学习应用、网络教学平台等，学校教育体系趋于智能化。其中，人工智能可以替代老师完成作业批改、成绩测评等部分工作，还可以辅助教育工作者管理校车、辅助备课等教育研发及学校的管理工作。

对于学生而言，人工智能应用于题目搜寻、制定学习计划中，或以虚拟助手的形式辅助完成学习等，推动教育更具针对性、更个性化。现今市场中题库等学习应用辅助教学，可实现拍照答题、语音找题、对话与听力练习等，能够针对经常出现的错题多次投放相似题型，基于一段时间的学习成果进行评定与建议等。传统教育中强调“因材施教”，人工智能能够带动个性化教育，在机器系统与用户不断一对一练习的过程中，产品应用不断了解和掌握学生的学习状况，从而有针对性地辅助学习。

4.电商零售：从供应体系到营销、客服，人工智能深入电商零售服务。

在电商零售中，人工智能助力精准营销，颠覆交易方式。基于应用使用行为及消费数据等，人工智能技术能够分析用户对产品颜色、品牌、类型等喜好状况，并推荐给用户优选方案，助力电商营销。此外，2017年“淘咖啡”“缤果盒子”等无人便利店在中国首次崭露头角，人误识别率0.02%， 商品误识别率0.1%，其中计算机视觉、生物识别、传感是核心应用技术，它的出现颠覆了原有的零售方式。

人工智能升级物流运送模式，提高供应体系运营效率。产品供应与物流体系智能化是大势所趋，2017年亚马逊启用“无人驾驶”智能供应链，基于云技术、大数据分析、机器学习和智能系统等，可以自动预测、自动采购、自动补货、自动分仓，精准发货，库存自动化管理，过程中零人工干预，同时中国京东建成无人仓，实现收货、存储、订单拣选、包装的无人化智能操作。此外，2017年结合人工智能的无人机、无人车不断试水配送服务。

5.生活娱乐：人工智能引领社交升级，创新服务生活

人工智能创新交互方式，引领社交升级。2017年，以语音语义识别、机器学习技术为核心的语音助手不断完善，苹果Siri、微软小娜、亚马逊Alexa及百度度、搜狗语音助手、科大讯飞灵犀语音等不断升级服务能力，这种语音助手已经成为移动搜索和多种服务的入口，其便利性、趣味性丰富大众生活。

同时，人工智能服务还可以助力媒体、娱乐。在冗杂的信息内容中，人工智能通过文本分析及计算机视觉等筛查涉黄、暴力、等违法及不良信息，构建舆情分析等信息监测系统，维护健康的媒体环境，同时，基于机器学习的自动化新闻写作机器人还可以从事部分新闻编辑工作。在娱乐中，人工智能技术能够辅助创作虚拟人物，如结合VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等技术，提升游戏人物的真实性等。

四、人工智能发展面临的挑战与发展建议

（一）技术发展面临的挑战与建议 1.人工智能专业人才稀缺。

人工智能发展迅速，技术人才缺失成为发展掣肘。人工智能市场发展迅速，专业人才需求增长迅速，现阶段技术人才的有效供给不能满足当前市场的需要，中国人工智能人才缺口较大，国内人才市场面临专业对口人才数量少、相关技术人才技能水平较低、经验丰富人才稀缺等问题。随着人工智能企业增多，专业技术人才成为企业竞争的战场，中国需要加速人工智能专业人才的培养。

专业技术人才是人工智能产业发展的重要力量，培养人工智能技术人才需要政府、学校和企业协同运作。政府加强人工智能人才战略设计，通过政策扶持，吸引国内应用数学、计算机网络、生物科技等相关学科人才或程序员等相关专业人才，同时积极吸纳海外专家人才，加强高端人才储备；学校在基础教育增加人工智能相关学科知识，在高等教育中增设人工智能专业学科，建立适应人工智能发展需要的复合型人才培养计划，加强扶持人工智能科研工作，同时校企合作，提升储备人才的实战能力；企业和教育培训机构应加强相关技能培训，加深与国际顶尖行业专家的交流，或通过融资并购等吸纳更多专业人才。

2.底层及核心技术有待提高，基础设施尚需完善。

人工智能产业尚不成熟，计算芯片、算法等技术亟需突破。现阶段，人工智能底层及核心技术应用以“弱人工智能”为主，无监督学习模型算法、语音语义识别技术等存在缺陷，情感表现等尚未突破，如当前的智能语音助手并不能完全理解复杂的人类语言，图像识别技术不能完全理解图片图像中的元素，核心技术的不成熟是人工智能应用受限的主要原因。同时人工智能安全技术也面临巨大的挑战，随着人工智能技术的普遍应用，复杂的人工智能相关软件在应用初期会存在多种可攻击途径。在这样的局势下，未来人工智能发展的空间仍十分巨大。

人工智能技术的成熟化应用是漫长而复杂的过程，行业参与者应更加理性看待。人工智能是一门复杂的综合性学科，需要多个技术领域的创新突破，在基础设施方面，要创新核心传感器、高速计算芯片、计算平台等关键技术，提升机器的感知与计算能力；在算法模型方面，要完善自然语言处理、深度学习、计算视觉等算法程序和框架模型，提升机器感知理解能力与分析决策水平，增强机器自主学习能力。在产业技术解决方案方面，在生物识别、人机接口、数据库系统等方面寻求更智能的识别、分析及决策的应对方案。同时，在开源开放环境下，需多方加强技术合作战略合作，共同构建智能生态。

（二）市场发展面临的挑战与建议 1.数据存储、计算市场迅速发展，但数据安全面临新挑战。

现阶段数据规模不能满足人工智能市场化应用的需要，数据存储、计算能力有待提升，同时开放环境下的数据隐私安全面临新挑战。人工智能所需数据需经过筛选，数据的标注和采集成本较高，同时，不同场景中的数据维度多样，数据标准不一，如何将现有数据维度转变为人工智能所需成为发展难题。现阶段人工智能对数据规模要求较高，但人工智能的目的是让计算机或机器等能够模拟人的思维和行为，人工智能技术的发展应避免过度依赖数据。此外，随着数据规模的增长，数据能否规范使用、用户隐私能不能得到保障也将成为市场健康发展面临的问题。

为推动数据使用规范化，政府与企业需要协同运作，建立合理的数据管理机制。如，在数据采集的过程中，改善数据测量方法，减少主观因素造成的误差，在不同行业逐渐完善数据采集标准，高效地将非结构化数据转化为机器识别所需数据。同时在数据管理时，明确数据采集、存储、分析的规范，设置权限管理，强化责任意识，并通过政策法规，加强行业自律。

2.市场应用刚刚起步，基础服务能力尚不足。

人工智能市场仍处于发展初级阶段，产品有待市场检验。人工智能产业技术门槛较高，同时公共数据资源分散，人工智能基础服务设施难以集中使用与管理，人才及技术成本较大，企业进入及发展难度较大。尽管语音助手等产品已开始应用，但服务水平高低不同，人工智能在交通、医疗、生活等领域的应用也才刚刚开始，诸多应用场景尚未挖掘。

市场发展需要增强企业协同能力，不断创新产品服务。市场通过打造资金、技术、数据资源整合的公众服务平台，可以加速孵化人工智能创新企业。同时，企业也要加大培养专业人才，多方联合加强对人工智能的研究，拓展深化人工智能应用场景。

五、人工智能发展趋势预测

人工智能教育的应用场景篇（8）

互联网教育尤其是线上K12培优项目一直是投资热门，直播1对1模式风口过后，教育圈内最火的应该是AI项目了。据亿欧智库的报告显示，2017年人工智能教育融资额度达42.17亿元，其中超80%属于早期投资项目，这个赛道有望诞生多个独角兽公司。

笔者发现，当前布局人工智能的在线教育大体分为三派：

教学或题库测评类工具产品，比如作业盒子等；

培训机构应用AI技术，比如好未来等；

人工智能教育引擎及平台提供商，比如高木学习等。

现在摆在AI教育创投从业者面前的问题是：到底以技术实力论英雄的AI教育的泡沫有多大？真金不怕火炼的AI教育项目的核心能力在哪里？如何才能落地？ 本文试做解读。

一、为什么“自适应”其实并非真正的AI？一位投资人朋友曾向我这样说道：“既懂互联网行业又完全懂本行业的业务的管理型人才不超过十个，这是在‘互联网+’双创浪潮中每个垂直行业头部项目就几家能玩转的原因。”而认知和技术门槛更高的“AI+”情况恐怕会更加不妙，甚至很多人把“自适应”与“AI教育”划等号。

自适应学习（Adaptive Learning）的鼻祖是美国的Knewton公司，它通过评估不同学生对知识材料掌握度进行个性化推荐，有点类似于今日头条的兴趣引擎。 Knewton在国内的门徒众多，目前大概有40多家项目宣布发力做“自适应”，比如“乂学教育”（学练测自适应）、“学吧课堂”（题库自适应）、“英语 流利说”（英语口语纠正）、“一起作业”（家长、老师在线监控）等等。

嘉御基金创始人卫哲说过，“90%的人工智能项目都是伪AI”，鉴别的依据是看项目“算法速度”，如果是代数级而不是几何级计算那就不是“真AI”，以此来考验自适应项目，得到的结论未免让人失望。

初级的自适应项目是人工预设指令或编程规则推荐，高级的自适应是基于知识图谱推荐，即使是高级的自适应项目由于没有按照既定的教学大纲和教学目标有 逻辑地展开，在具体知识学习之中并不系统。关键是很多自适应项目采集的是各科最优秀特级教师的能力，导致其算法本身是线性的、模拟人学习而已。

自适应的技术原理就好比AlphaGo是应用了人类最优秀围棋大师的能力而非是完全迥异机器深度学习和自演化模型；自动驾驶AI应用了某个人类零误 差老司机的感知能力而非是基于全网海量交通大数据做运算和决策；人工智能医生是应用了看X片最快最准的医生的经验而非是海量数据库训练；显然按这样的路径 训练出的机器并非是真正的AI。

“真正拥有充分教学大数据及算法速度的‘AI教师’是能轻松超越拥有30年教龄特级教师的，并且可以突破人类的知识局限，对算法模型进行自动演化，找到人类从未尝试过的策略。”高木学习创始人刘瞻这样描述AI教师。

刘瞻是帝国理工学院科班出身，早在2015年开启AI教育创业，他认为判断真伪AI教育项目具体有三个考察维度：

（1）自适应是基于模拟优秀老师的知识图谱推荐知识，而真正的AI教育机器人则是泡在“教学实践大数据”中做深度学习。

（2）自适应主要用作知识盲点的统计，但无法分析出知识体系之间的本质联系，用AI更重要的任务是找到行为背后的原因，比如某学生表面上二次函数是 薄弱环节，既有可能是其对二次函数的各细分知识点掌握不牢，也有可能是前置知识点一次函数、函数的思想理解不透彻，还有可能是方程求解的问题；甚至有可能 是抽象思维或计算能力的问题，AI会根据该学生数据和“知识路径矩阵”，找到问题背后的原因从而匹配出最优学习路径。

（3）人类教师的情感因素能左右学生的学习效果，AI教师也应综合考虑学生的自信心与成就感的培育与激发，从而确保学生学习过程“知”、“情”、“意”的一体化。

二、AI教育的核心：帮助每个学生找到“元认知能力”AI教育并不会改变“老师-学生”的二元结构，甚至人工智能教育还要在师生两端彻底解决互联网教育未完成的两大难题：

如何帮助学生找到学习方法、提升学习效率？在中国一个普通中学生80%的学习时间是低效的。

如何帮助老师对学生更高效的“因材施教”？目前在我国师资资源依然整体短缺并且分布不均，1对1培优成本高、小班普及率低等问题依然突出。

AI教育的优势在于通过数据化形式分析学生自己都不清楚的“症结”，即所谓的“懂我更懂教好我”，同时AI还能帮助老师实现教学效果的稳定化和可控化。AI在充分收集和处理教与学两端的大数据后，还得在具体教学场景之中个性化建模，最终实现“让学生更会学，让老师更会教”，这是人工智能教育的目的。

陶行知先生说过，“教是为了不教”，教育本质不是灌输知识，而是要启发学生思考并让学生掌握自主学习的能力。目前很多伪AI学习神器只能“授人以 鱼”但并不能“授人以渔”，我国基础教育历来缺乏方法论课程，只有极少数有天赋的学生能自主制定适合自己的学习方案，而绝大多数天资处于平均线的学生在混 沌中摸索。如果从AI的视角来看，所谓“天赋”不过是少数幸运儿自觉不自觉的分享了“元认知能力”。

当人主动设定学习计划、自我反馈、动态调整学习策略时，就接近了“元认知”，在大数据时代，这种元认知能力是能被定量化分析的，AI 教育可以为学习者提供关于反复激活元认知能力的“训练法”。根据刘瞻的解读，AI教育的“训练法”就好比给蹒跚学步的婴儿安上矫正走姿的“学步车”，具体 应用什么样“训练模型”则是由AI根据大数据进行场景化定制的，有可能是通向学习目标所需要的“云梯”，有可能是“舟楫”，或者是“拐杖”等等，这些模型 能不断调取和强化人的“元认知能力”。

尽管市面上90%项目都是着眼于知识点和解题训练的自适应，真正AI教育项目比如高木学习的AI不仅包含自适应的知识图谱大数据，而且还能不断从学 生的行为数据中演化“知识路径矩阵”即AI可根据学生对知识和能力体系的理解定制出个性化学习路径。与此同时，AI让学生在对知识的理解与记忆过程中不仅 训练知识掌握度，还不自觉地训练了元认知能力，这套“个性化学习引擎”其实是在培养学生“忘掉所有知识后”剩下的元认知能力，具有普适化的特点。

实际上，AI教育并不需要局限在某一学习阶段、某一学科的知识体系，完全可以打造一个跨学科、跨门类、跨阶段使用的“通用知识学习引擎”，也就是说，除了应用在K12领域外，AI教育还可以应用在高等教育阶段，甚至在辅导大学生时比中小学生会更为轻松，无须综合考虑学生的学习动力因素等。

反过来讲，如果市面上的人工智能教育项目只能用于某一单科或只能教K12，就不是基于大数据获取和智能化引擎的“全才”和“通才”，基本可视为基于特定领域专家总结的经验规则的“伪AI”。

三、为什么AI教育项目落地，to B模式比to C模式更容易跑通？当前AI教育项目的商业化进程走向大体分为两大派：

一派是自建场景的颠覆派，试图开发新的测试软件以抓取学生的数据，甚至引入一些把AR（增强现实）、MR（混合现实）等黑科技，其目标是以“AI教师”完全取代真人老师教学，属于“人机对抗”模式，较为典型的是乂学教育的松鼠AI。

另一派是升级现行教育体系、不另创场景的改良派，属于“人机共教”模式，较为典型的是高木学习的AI Tutor。

一般走人机对抗模式最终走的是to C模式；而“人机共教”走的是to B模式。鉴于我国当前AI教育的应用场景主要为教学机构包括全日制学校与培训机构，而非一个个分散的学生；只有让AI去辅助老师备课、上课，嵌入到学生作 业和训练，帮助学生提分和学校提升升学率，才能帮助AI更快落地并且找到盈利模式。

从“全日制学校”应用AI的实践上看， AI能让老师“心中有数（据）”，提升教学的针对性，AI教师实际上相当于真人老师的“智能助教”，可以减轻老师50%的工作负荷量，比如AI帮老师批改 作业，把数据分析的可视化呈现出来帮助老师定制教研方案。因此，在市场推广过程中，AI教育项目不需要担心基层老师的接受阻力，能让老师摆脱“汗水老师” 的局面也是基础教育机构所希望看到的。

由于全日制学校获取的大数据比培训机构更加海量、持续、高频，因此高木学习更看重AI在全国全日制学校场景中的数据价值，积极在全国推行城市合伙人制度，并计划与地方教育主管部门合作推出全国教师AI应用能力培训公益活动。

To B模式中另一大企业客户就是体制外的培训机构，他们所面对的学生付费意愿强、购买力相对旺盛，是AI教育项目获得稳健现金流的必争之地，那么当前培训机构应用AI教育项目开展“人工智能双师班”的效果如何呢？

首先，AI教练能保持教学效果稳定化输出，解决原本老师教学效果不确定的弊端。

其次，AI 提升了老师的工作效率，突破了培训机构因为名师稀缺且流动性大限制培训机构的规模化发展的瓶颈。

人工智能教育的应用场景篇（9）

人工智能时代的教育变革

一、人工智能驱动智慧教育

当前，以人工智能为代表的技术创新进入到一个前所未有的活跃期。当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时展迫切需要一场教育变革。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。

二、智慧教育的理念内涵

综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。

智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。

虚拟和增强现实（VR/AR）技术在教学中的应用与前景展望

一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域

（一）虚拟现实和增强现实技术的起源

虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”。增强现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。

我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技术得到相当的重视。2016 年3 月17 日全国两会授权的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出：“大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”

（二）虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域

1. 虚拟现实技术

虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

虚拟现实具有特性，即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能(Intelligent) 和自我演进演化(Evolution) 特征。头戴式虚拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。

虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技术。虚拟现实是未来科技发展的方向之一，它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、软件设计开发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。通过虚拟现实关键技术的突破以及“虚拟现实+”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟现实应用系统，为网络与移动终端应用带来全新发展，将会推动许多行业实现升级换代式的发展。虚拟现实可以应用于国防军事、航空航天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。

2. 增强现实技术

增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强现实技术基于计算机的显示与交互、网络的跟踪与定位等技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景，以对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。

增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。

增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式（head-attached）、手持式（hand-held）、空间展示（spatial）。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看Magic Leap 增强现实演示视频。

增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮助游客自助游玩景区，以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、发展历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。

二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用

虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔，主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、创设学习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿越和跨界知识融合等多方面的优势。虚拟现实和增强现实技术的应用，能够为教育工作者提供全新的教学工具，同时，能激发学生学习新知识的兴趣，让学生在动手体验中迸发出创新的火花。因此虚拟现实和增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式，符合新一轮教学改革的教育理念，有助于学生核心素养的培养。虚拟现实和增强现实设备有多种，这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。

（一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用

头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品，国内有微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等100 多种虚拟现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应用。

学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验， 使人如身临其境，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星际运行的课程时，在现实生活中学生无法遨游太空，如果戴上头戴式虚拟现实设备，就可以让学生从各个角度近距离观察行星、恒星和卫星的运行轨迹，观察每个星球的地表形状和内部结构，甚至能够降落在火星或月球上进行“实地” 考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴设备， 手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。

（三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用

手持式增强现实设备多采用移动设备与APP 软件相结合的方式。APP 有视+AR、AR、4D 书城、幻视、视AR、尼奥照照等，另外有多种增强现实图书都有相配套的APP，如《机器人跑出来了》《实验跑出来了》《恐龙争霸赛来了》这套“科学跑出来”系列增强现实科普读物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个APP，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP 中提供了丰富的教育资源，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP 与相配套的纸质图书一起使用，用手机摄像头扫描图书上的图片，在手机屏幕上即可呈现出演示效果；另一种使用方法是运用APP 下载增强现实资源并与外界实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP 进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。

三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析

（一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件

虚拟现实和增强现实教学资源存在形式多种多样， 根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。如果学生在课堂上有些知识点未能掌握，可以重新学习一遍，增加对知识的巩固和理解，有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习，也可以课后弥补，同时可以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。

（二）虚拟现实与增强现实技术为学生提供更加真实的情景

在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如数学课的立体几何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒子结构、生物课的细胞结构等，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同，教学效果也会因人而异，甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情景可以帮助学生对知识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。

（三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣

由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、操作以及与他人合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一干二净，而采用虚拟现实和增强现实技术组织教学，新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。

（四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化

我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均的情况。经济发达地区无论是软硬件配置， 教学师资和教学资源都非常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展，加大教育投资力度，而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡教育资源不均衡问题的一把金钥匙，有利于缓解教育资源两极分化，扩大优质资源的分享范围，能让教育资源不再受限于地区和学校，让教育发达地区的名教师通过虚拟现实和增强现实课堂走进山村学校，能通过整体优化教育资源配置，来缩小城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。

四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题

虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和推广普及等方面还存在很多问题。

（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题

人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由于现在的科技还无法做到高度还原真实场景，许多用户使用配置达不到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感；虚拟现实界面中的视觉反差较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配，影响大脑对所呈现影像的分析和判断，从而产生眩晕感；虚拟现实设备的内容有相当一部分资源是从PC电脑版上移植过来的，UI 界面不能很好地匹配虚拟现实设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一，画面感光线太强或太弱都不能让用户接受；虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动，会有微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。

（二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺

目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发人员技术力量不足，很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备；中小学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实，不知道如何在教学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。因此，针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少，课程资源短缺是虚拟现实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。但随着虚拟现实和增强现实技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行，未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方式的颠覆性改变。

（三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容

当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个3D 视频或虚拟现实软件游戏的基础上构成虚拟现实教学。虽然学生在虚拟世界玩得津津有味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生得到了沉浸式的体验感，但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点讲解还停留在现实世界中，课本内容的单调、枯燥并没有因软件的存在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、有趣和有针对性，这种只重视形式而不重视内容、教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能称为“伪虚拟现实课堂”。

（四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普及困难

企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实和增强现实设备销售价格居高不下， 很多学校因资金问题望而却步，无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，进而导致虚拟现实和增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强、通用性较差和易用性差等问题。受硬件局限性的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。另外在新型传感应用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多问题亟待解决。三维建模技术也需进一步完善，大数据与人工智能技术的融合处理等都有待进一步提升。以上诸多原因的存在制约了虚拟现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。

五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望

虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响

随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增强现实技术与人工智能、大数据和物联网融合，将会让虚拟现实和增强现实技术应用如虎添翼。

人工智能教育的应用场景篇（10）

一、教师实践智慧的消解

传统的教师发展是在工具理性主导下的，以知识技能为主要取向的发展之路。它属于理智取向的教师发展观。赞成这种发展观点的学者认为，教师要进行有效的教学，最重要的是自己要拥有内容和拥有把这些内容传授给学生的知识和技能。可是当技术化或技能化成为教师专业化的追求，而教师专业自主性则体现在对如何做的琢磨上，忘记了追寻为什么，这样就导致一个恶性循环：教师专业化导致教师技能化，而过分技能化又导致教师专业化发展，自主性逐渐丧失，也使得教师的实践智慧在技术技能的追求中慢慢地消解，它表现在：

1.计划性。实践智慧就是使教师在瞬间知道该怎么做，是一种与他人相处的临场的机智和才艺，而不是简单的行动前的计划。可是许多教师却把教学过程看做是价值中立的技术性过程，将教育生活世界的多样丰富性转换成可观察的一个个变量来研究。如果把每一个人的内部经验的个体性和整体性分解成为可观察、可量化的均质的要素，那么这种以主客二分的思维方式及教育的科学研究范式，就会使教师忽视教育现场的特点及教育的人际间伦理道德意识，会将教师在教学过程中临时发生的情景做出迅速而及时的临场的天赋性扼杀，也最终使教师的发展偏离教育的实践智慧。

2.机械性。教学比舞台表演要求更高，因为教学不是彩排，而是一个人际间互动的过程。教学需要现场的技巧，知道瞬间如何理解变化的情境，要及时、瞬间知道孩子的感受，要知道怎么做，如何呈现事物，何时停止，如何创造教室中的气氛。不具备这些技巧的教师往往变成任务的执行者或演说者。教师需要实践智慧是因为要在具体的情境中做出即时的判断和处理，对自身的实践不断进行反思的结果。

教师实践性智慧既不是传统意义上理论在实践中的运用，也不是实践中教学经验的简单总结。它渗透和内化于教育教学的各个方面，是一种反思性和实践性的机智。基于此，采取行动研究的校本培训模式是提升教师实践智慧的有效途径。

二、行动研究是提升教师实践性智慧的有效途径

行动研究是指社会情境（教育情境）的参与者为提高对所从事的社会或教育实践的理性认识，为加深对实践活动及其依赖背景的理解所进行的反思研究。严格说来，行动研究并不是一种孤立的研究方法，而是一种教育研究活动，是一种教师和教育管理人员密切结合本职工作，综合运用各种研究方法，以直接推动教育工作的改进为目的的教育研究活动。

行动研究的主旨是把理论与实践紧密地结合起来，其方式是通过实践主体与研究主体的协商或沟通，尤其是使实践者成为研究者，来缩小研究者与实践者之间的距离；把研究整合到教育情境之中，使理论能够在改进教育实践中产生直接的和即时的作用。

行动研究与教师实践性智慧的提升有着分解不开的关联。行动研究是对学校教育实践情景的研究；实践性智慧是在实践中的反思和体验。也就是说，教师实践性智慧的提升与行动研究有着共同的目标指向，即基于实践，并为了实践。从此意义上讲，教师实践性智慧的提升是行动研究的旨归，行动研究是提升教师实践性智慧的有效途径。

三、行动研究为教师实践智慧的发展提供了平台

行动研究就是在研究者、实际工作者和其他工作人员共同合作下，从现实环境中发现问题并予以研究解决，从而提高实际工作中的行为质量的研究。行动研究是一种以解决某一教育教学实际问题为导向的现场研究法。

行动研究的过程是教师教学实践智慧的提升过程。实践智慧是在教学实践活动中形成的有关教学整体的真理性的直觉认识。它来源于教学经验，通过对具体的教学情境和教学事件的关注和反思，提升感性的、表面化的经验，从而内化为教师的实践能力。实践智慧主要表现在对知识传授的超越、教学机智及对自我完善的不懈追求等方面。教师在行动研究中不仅要善于发现问题，而且要根据自己的教育教学实际及其面临的问题选择所需要的教育理论知识。因此，发现问题、分析问题、解决问题的过程是一个动态的、充满创造性的过程。教师不可能按预定的“计划”去行动，只能在行动中根据变化的情况采取应对措施。

在行动研究中反思，是教师通过系统的、客观的、科学的分析和研究，对教学实践进行细致观察并发现问题，对教学实践重新审视，采取新的策略并付诸实践。在具体的教学实践活动中，新的问题和新的情况会随时出现，面对生成的、发展的教学现实，教师不但要认识其发展的合理性和必然性，而且要认识它在促进学生不断发展方面存在的不完善性和不合理性。通过反思和批判其存在的不合理性，从而促进教学智慧的生成。

四、提升教师实践智慧的行动研究模式

教师实践性智慧既不是传统意义上理论在实践中的应用，也不是实践中教学经验的简单总结。它渗透和内化于教育教学的各个方面，是一种反思性和实践性的机智。缘于此，在校本培训中可采取下述模式以提升教师实践智慧。

行动研究是校本培训的主要模式之一。简单地说，行动研究就是教师在自然、真实的教育场景中对自身实践的系统反思。对教师来说，参与行动研究的收获之一就是实践智慧的提升。因此通过行动研究来促使教师实践性智慧的快速发展，已经成为教师培训的一种重要的取向。

总之，优秀的行动研究不是把目光聚焦在枯涩的理论展现之上，而是扎根于教育实践，诉诸于教师专业生活。这种培训应该浸润着以校为本、以人为本的价值理念，应该涌动着反思和智慧的灵性，应该越过传统的藩篱，为教师实践性智慧的提升提供一个更加广阔的空间。

参考文献：

［1］鞠玉翠.行动研究何以联结教育理论与实践［J］.山东教育科研，2002.7.

［2］吴德芳.论教师的实践智慧［J］.教育理论与实践，2003.

［3］施良方.教学理论：课堂教学的原理、策略与研究［M］.上海：华东师范大学出版社，1999.3.

［4］王春华.论行动研究与教师的可持续发展［J］.理论学刊，2006.5.

人工智能教育的应用场景篇（11）

作者简介：朱培逸（1980-），男，安徽潜山人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，讲师；徐本连（1974-），男，江苏镇江人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，副教授。（江苏常熟215500）

基金项目：本文系常熟理工学院教研教改项目“大电类专业实践教学体系平台设计与研究”（JX11012104）的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）13-0017-02

根据常熟理工学院电气与自动化工程学院自动化专业培养卓越工程师计划的标准，以个人发展和行业企业需求为导向，以自动化专业所需的工程技术为主线，以企业工程项目为背景，遵循企业开发实际项目的要求，以增强学生的工程实践能力、设计能力和创新能力为核心，改革、整合和优化现有的课程体系，以满足培养复合型、高素质、满足未来需要的优秀工程型人才的需求。[1-3]从提高人才培养质量、实现培养标准的角度，在坚持人文精神与科学精神融合、通识教学与专业教育整合、个性培养与社会责任并重的同时，着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，加强学生创新意识和创新竞赛训练，“真刀真枪”做毕业设计，从而进一步提高学生能力和素质的培养，充分发挥课程教学在卓越工程师培养中的重要作用。[4，5]本文将介绍实践教学、创新教育、国际化教育和校企合作培养模式等方面的探索实践。

一、加强实践教学

常熟理工学院自动化（智能低压电器技术）专业“卓越工程师教育培养计划”坚持联系工程实际，强调以智能低压电器行业为背景，通过学生在本科四年学习期间的专业认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节进一步加强实践教学。通过专业认识实习建立智能低压电器领域的整体概念，以各生产车间现场轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习，使得学生了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统等电气技术对工农业生产及社会生活的影响和作用；了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统的工作原理、基本结构与组成、生产工艺与组装流程等；重点了解智能型低压电器、智能低压电网供配电系统生产过程、技术工具、系统架构、管理规范、实施过程、电气技术及应用系统的发展趋势等。专业课程群实践主要是与专业课程知识密切相关的企业学习阶段，通过结合生产实际，系统学习自动化（智能低压电器技术）专业的企业核心课程群即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程；课程的理论部分由相关企业导师进行讲解，结合课程的理论学习所进行的现场参观、考察、讲解和操作，使学生验证、理解并掌握课程理论的内容，提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。同时增加专业综合性工程实践，通过采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测等过程，掌握工程研发过程管理及文档编写，全面提高学生工程意识、创新意识等。毕业设计环节是实践教学改革最为关键的部分，要求学生能结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订，设计指导采取双导师制，在企业完成；毕业设计要求学生独立完成，通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力，独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文，使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力得到显著提升。

二、注重创新教育

卓越工程师创新教育就是以培养学生的创新精神和实践能力为基本的价值取向，就是以实现学生的全面发展和培养创新型人才为主的教育；就是增强学生锐意进取、开拓创新的精神，使学生形成创造性的思维和能力，具有坚强的意志、持久的毅力，具有求真务实的科学态度和科学精神；就是培养学生善于发现问题和解决问题的能力；就是培养学生善于质疑、乐于动手、勤于实践的意识和习惯，提高实践操作能力；就是培养学生能够参与生产经营、推动技术进步的实践，促进科技成果向现实生产力转化的能力，能够适应和支撑产业发展，掌握过硬实用技能，具有较高科学文化素质的工程人才。[6]注重创新教育，抓住关键环节，掌握其内在规律，才能取得理想的效果。首先，培养创造型人才的关键是要有创造型教师，因此，对教师进行创新教育要加强教学团队和专业平台建设。通过在教学团队和专业平台上精心设计教学内容，提高教师的创造能力，譬如自动化（智能低压电器技术）专业的核心课程群（即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程）在教学内容上抛弃了传统的教学内容，完全采用基于工程背景的方式来编写教材，将传统教材中的原理描述融合到工程问题、工程案例和工程项目中，将课程理论的讲述直接搬到企业的工程现场，派工程经验丰富的企业导师和实践能力较强的校内导师共同讲解，将以前学生感觉工程原理和工程实际完全脱钩的现象彻底扭转。其次，还要加强创新教育的课程和内容，增强学生学习的兴趣，利用课程知识运用所产生的社会价值激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的创新激情。树立以人为本的教育理念，注重学生的个性发展。因此卓越计划教育不仅要培养学生的创造才能，更要注重学生的个性和志向的发展，做到爱护、尊重和激发学生学习的主动性、积极性和独立性，让每个学生的个性和潜能得到更大的发展。再次，需要加强教学方法的创新。在教学方法方面，凡教学内容与生产实践关系密切、工程知识密集的课程，如智能低压电器技术专业课程群所涉及的课程（现代电力电子应用技术、低压电器检测技术、低压电器制造过程控制工程、计算机控制技术、电网供配电系统组态软件及其应用等），以工厂、车间、工段、生产线、单机设备等为教学背景，或结合工厂实际讲授，或在企业培训期间对相关课程的内容进行强化。通过自学、讨论、设计、研究、训练和竞赛等方式设置能力培养型课程。以课程设计类的大作业替代部分作业和考试，进行基于问题、基于项目、基于设计的教学，增强学生的工程设计能力和工程知识运用能力，改革课程的考核方法。考核方式应该使学生由评价的客体转变到评价的主体，增加学生课堂学习的主动性和参与实践的积极性，充分发挥学生的学习自。最后，作为卓越计划的最后一个环节――毕业设计不仅要求毕业设计的内容形式上注重其创新性，同时还可以检验卓越计划的效果。毕业设计要求结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订，设计指导采取双导师制，在企业完成。毕业设计要求学生独立完成，通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力，独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文，使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力获得显著提升。

三、强调国际化

“卓越工程师教育培养计划”树立了“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，因此要加强学生国际化的培养。[4]首先，课程体系的国际化。一方面培养学生能在国际化和多元文化的社会工作环境下生存的能力；另一方面吸引外国留学生到本校学习，他们的参与对本专业学生和教学过程都有益处。通过设置与国际接轨的课程体系和教学内容，提高课程国际通用程度，实现课程的精品化、国际化与网络化，从而提高学生应用外语来学习和掌握学科专业先进知识的能力。其次，语言学习国际化。为学生提供国际化的语言学习环境，采用前两年分级模式的英语课程、后两年自主选修提高层次的英语课程，辅以英语专题实训、竞赛等课外活动实现外语教学四年不断线，因材施教，使不同水平基础和不同发展需求的学生的英语水平和能力得到发展，具备外语交流的可持续发展能力。同时积极组织学生参与国际交流、到海外企业实习，拓展学生的国际视野，提升学生跨文化交流、合作能力和参与国际竞争的能力。最后，教师队伍国际化。积极引进国外先进的教育资源和具有高水平国际知识、经验的工程教师，提高师资队伍的国际化水准，一方面可以通过增加教师出国访问进修的人员比例以及到国外进行学术交流的人数，另一方面邀请知名学者、专家来校进行访问和举办讲座，聘请著名学者为客座教授或高级访问学者等措施，使教师构成呈现国际化的特征。[7，8]

四、注重企业参与

“卓越工程师教育培养计划”实行3年校内的系统理论学习、1年校外的企业工程实践的人才培养模式，因此企业的参与是该计划的关键。首先，专业认识实习阶段将以企业的各个生产车间现场为主题，轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习，企业将为学生认识阶段的学习提供场地――企业的生产车间，提供学习的对象――企业生产的产品以及讲授的老师――企业提供具有丰富实践经验的企业导师，学生通过听取企业文化教育专题报告、参观企业产品展示中心、到企业各生产车间现场实习与轮流调研、网上调研与查找资料等方式，增加对自动化（智能低压电器技术）专业的认识。其次，针对智能低压电器技术课程群教材的编写，我们将充分发挥企业导师实践经验丰富、校内教师归纳、概括能力较强的优势，结合企业的工程问题、工程案例和工程项目编写出版《低压电器设计与制造》、《智能电网供配电系统》、《低压电器检测技术》、《低压电器制造过程控制工程》、《电网供配电系统组态软件及其应用》等教材，而且课程的理论部分也由相关企业导师进行讲解，结合课程的理论学习所进行的企业现场参观、考察、讲解和操作，使学生验证、理解并掌握课程理论的内容，提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。再次，专业综合性工程实践环节采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测过程；通过参与企业实际项目完成规定的实践环节学习。在企业进行专业综合工程实践过程中安排具有工程师资格的现场人员做指导教师，锻炼学生的专业综合应用能力。最后，毕业设计环节也是结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，设计指导采取校内导师与企业导师双导师制，在企业完成。整个学习过程中，企业将全程提供场地并且通过向学生展示或学生参与智能低压电器领域相关产品的设计、制造、检测、调试、维护、系统集成、管理等过程。同时，从实习单位聘请一批稳定的、经验丰富的工程师担当学生在企业学习阶段的指导老师，其中包括企业实习教师、企业授课教师和企业导师。企业实习教师承担学生企业实习环节的指导；企业授课教师承担在学校内或企业中的课程教学、专题讲座等；而企业导师主要负责学生的日常学业指导和学生的毕业设计（论文）指导，进行学生实践能力的培养。企业导师一般为企业有丰富工程实践经验的工程技术人员，在企业学习阶段实行校内导师和校外导师指导的双导师制，在企业学习过程中通过学校教师、企业相关技术人员授课，学生现场学习，通过认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节参与企业的生产、工程项目和科研实践。

参考文献：

[1]张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究,2010,(4).

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011,(6).

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4).

[4]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,(4).

[5]袁剑波,郑健龙.工程实践能力:培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究,2002,(3).