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Abstract: In view of the characteristics of artificial intelligence curriculum, including abstract content and complex algorithm, and the actual needs of undergraduate teaching, combined with teaching practice, this paper discusses and sums up the teaching reform and innovation of undergraduate artificial intelligence curriculum from the teaching system, teaching content, teaching methods and assessment methods.
P鍵詞: 人工智能;創(chuàng)新;本科
Key words: artificial intelligence;innovation;undergraduate
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2017)22-0230-02
0 引言
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)中正在迅速發(fā)展、新思想、新觀點(diǎn)、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的一個(gè)學(xué)科,其屬于一門邊緣學(xué)科,同時(shí)也是多個(gè)學(xué)科交叉而成的一門學(xué)科,包括語言學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、系統(tǒng)論、信息論、控制論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)等[1]。當(dāng)前人工智能已經(jīng)是很多高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程,它是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科類各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,其教學(xué)內(nèi)容主要包括自然語言理解、計(jì)算智能技術(shù)、問題求解和搜索算法、知識(shí)表示和推理機(jī)制、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等,國內(nèi)外很多大學(xué)都意識(shí)到了其重要性,紛紛對(duì)其展開了教學(xué)和研究。人工智能課程包含多個(gè)學(xué)科,具有內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn),且算法復(fù)雜,但是多數(shù)高校采用的教學(xué)方式仍是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式,即“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式,這種信息單向傳輸教學(xué)模式以教師為主體,學(xué)生只是在被動(dòng)的接收知識(shí);存在過分重視理論教學(xué),忽視實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)的問題,導(dǎo)致教育內(nèi)容無法和社會(huì)接軌;人工智能教材理論性過強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常感到枯燥乏味,進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)該課程失去熱情[2],久而久之,不僅人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果無法達(dá)到預(yù)期,甚至學(xué)生還會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)心理。針對(duì)人工智能課程中現(xiàn)有的各項(xiàng)問題,本文作者結(jié)合自身豐富人工智能教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),參考人工智能課程特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo),從多個(gè)方面探討和總結(jié)了人工智能,包括教學(xué)內(nèi)容、教材選擇、教學(xué)方法和考核形式等。
1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與更新
人工智能是一門嶄新的學(xué)科。開設(shè)本課程首先是確定教學(xué)內(nèi)容。通常來講,人工智能學(xué)科的內(nèi)容包括兩個(gè)部分,具體:一是知識(shí)表示和推理;二是人工智能的應(yīng)用。前者是人工智能的重要基礎(chǔ),后者主要介紹了幾種人工智能應(yīng)用系統(tǒng),包括自動(dòng)規(guī)劃和機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)等。另外,課程內(nèi)容中還包括了一些人工智能應(yīng)用的實(shí)例,將實(shí)踐和理論緊密結(jié)合起來[3]。
隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人工智能學(xué)科也取得了較大發(fā)展?;诖?,人工智能學(xué)科也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),更新人工智能教學(xué)大綱,進(jìn)一步完善其教學(xué)內(nèi)容。修訂后的人工智能教學(xué)大綱將人工智能分成兩個(gè)部分,即基礎(chǔ)部分和擴(kuò)展應(yīng)用部分。前者包括計(jì)算智能、搜索原理、知識(shí)表示等,后者包括智能機(jī)器人、智能控制、多智能體、自然語言理解、自動(dòng)規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)工程等。
教學(xué)內(nèi)容的選擇和確定應(yīng)綜合考慮多項(xiàng)因素,不僅要重視基礎(chǔ)知識(shí),也應(yīng)注意推陳出新,隨著科技的進(jìn)步做到與時(shí)俱進(jìn),同時(shí)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)實(shí)的需求,能夠與社會(huì)接軌,將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來,只有這樣人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量和效果才能事半功倍。
2 教學(xué)策略及教學(xué)方法的改革創(chuàng)新
由于人工智能課程具有算法復(fù)雜、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、 知識(shí)點(diǎn)多的特點(diǎn),傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足人工智能課程的需求,教師應(yīng)探索更加有效的教學(xué)模式和方法,確保人工智能課程能夠取得良好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。具體的改革和創(chuàng)新人工智能課程的手段和方法主要包括以下幾個(gè)方面:
2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 無論是經(jīng)驗(yàn)還是常識(shí)都在告訴我們每個(gè)人最好的老師就是興趣,學(xué)生只有對(duì)某門學(xué)科存在興趣,才會(huì)更加主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)該門課程,從而獲得良好的教學(xué)效果。比如,作者在課程的一開始先播放了一段著名導(dǎo)演斯蒂文?斯皮爾伯格的《Artificial Intelligence》的相關(guān)片段,由這個(gè)電影學(xué)生知道了世上存在人工智能的機(jī)器人,學(xué)生們隨著電影情節(jié)的發(fā)展而深深感動(dòng),與此同時(shí)教師讓學(xué)生思考和談?wù)撊斯ぶ悄苁鞘裁矗垦芯咳斯ぶ悄艿囊饬x在哪里?實(shí)踐發(fā)現(xiàn),在課堂中加入電影因素,能夠大大提升學(xué)生們的注意力,讓學(xué)生更加專注在教學(xué)任務(wù)中,有效提高了學(xué)生探索人工智能的積極性和主動(dòng)性。此外,在教學(xué)中還可以用動(dòng)畫、視頻、圖片等手段將反映人工智能最新研究和應(yīng)用的成果展示出來,讓學(xué)生更直觀的感受人工智能的奧妙,從而投入更多熱情學(xué)習(xí)人工智能課程。
2.2 面向問題的案例教學(xué)法 案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)、以能力培養(yǎng)為核心的一種教學(xué)方法[11]。針對(duì)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn),我們采取了以下幾種教學(xué)形式實(shí)施案例教學(xué)。①講解式案例教學(xué):這種案例通過教師的講解,幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)點(diǎn)。案例的呈現(xiàn)有兩種基本形式:一是“案例―理論”,即先給出教學(xué)案例,然后再講解理論知識(shí);二是“理論―案例”,即教師先講解理論知識(shí),再給出教學(xué)案例;通過情境體驗(yàn)與案例剖析激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生注意,有利于教師導(dǎo)入新課。②討論式案例教學(xué):在課程初期將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,每小組3~4人;教師將提前設(shè)計(jì)好的一題多解的教學(xué)案例以及收集的相關(guān)資料分配給每個(gè)小組,要求學(xué)生在課余時(shí)間通過自學(xué)和組內(nèi)討論的方式給出問題的不同解決方案。③辯論式案例教學(xué):在課程后期,采取專題辯論的方式對(duì)綜合應(yīng)用案例進(jìn)行討論,能有效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法,加深學(xué)生對(duì)人工智能的理解。
2.3 個(gè)性化學(xué)習(xí)與因材施教 在開展課程教育過程中應(yīng)注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué),結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)因材施教。比如,在日常教學(xué)中多觀察學(xué)生情況,鼓勵(lì)那些應(yīng)對(duì)教學(xué)任務(wù)后仍存在余力的W生深入探索較深層次的課程及相關(guān)知識(shí),同時(shí)友善面對(duì)學(xué)習(xí)較差的學(xué)生,分析其學(xué)習(xí)過程中面對(duì)的困難,有的放矢地采取應(yīng)對(duì)措施,幫助其不斷進(jìn)步;在教學(xué)過程中讓學(xué)生以讀書報(bào)告的形式多多思考,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散性思考問題,鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行深一步的探討,并且教師應(yīng)幫助具有新穎思想或論點(diǎn)的學(xué)生將其智慧以科技論文和發(fā)表文章的形式轉(zhuǎn)化為成果。
2.4 注重綜合能力培養(yǎng) 在研究型教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動(dòng)是一種常用的教學(xué)方法,其中心導(dǎo)向是任務(wù),學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)也在吸收和掌握知識(shí)。通常來講,該教學(xué)方法的步驟是:教師提出任務(wù)師生共同分析以得出完成任務(wù)的方法和步驟適當(dāng)講解或自學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)完成任務(wù)交流和總結(jié)?!盵3]該教學(xué)模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí),還能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,提高其綜合實(shí)力。不僅如此,由于該教學(xué)模式通常是以小組協(xié)作的方式進(jìn)行,教師給出研究范圍,學(xué)生自愿結(jié)組并選擇具體的題目,經(jīng)過分析和討論后以程序設(shè)計(jì)或者論文的形式協(xié)作完成研究。由此可知,學(xué)生是在以團(tuán)隊(duì)的力量解決問題,這十分考驗(yàn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,對(duì)于學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)至關(guān)重要,且在完成任務(wù)的過程中學(xué)生需要查閱大量的資料,久而久之學(xué)生收集資料和創(chuàng)新能力勢(shì)必會(huì)得到提升。
2.5 采用啟發(fā)式教學(xué) 人工智能的很多問題都較為抽象,對(duì)學(xué)生理解力的要求較高,因此,在實(shí)際的教學(xué)過程中教師應(yīng)有意識(shí)的就課程內(nèi)容提出相關(guān)問題,讓學(xué)生自己獨(dú)立思考,鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的想法和解決方案。然后回歸到課程上,對(duì)比分析教材上的解決方案和學(xué)生自己的解決方案,如此不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力,也增加了學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的意識(shí),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如,在講到較為抽象的“遺傳算法”時(shí),先提出一個(gè)問題,即“遺傳算法如何用于優(yōu)化計(jì)算?”,然后從“達(dá)爾文的生物進(jìn)化論”入手,討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用,之后舉例分析,啟發(fā)學(xué)生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實(shí)現(xiàn),最后師生一起導(dǎo)出遺傳算法用于優(yōu)化計(jì)算的基本步驟。如此既完成了教授遺傳算法的目的,也鍛煉了學(xué)生邏輯思維的能力,教學(xué)效果良好[4]。
3 作業(yè)和考核方式的改革創(chuàng)新
過去的課程作業(yè)都是單一書面習(xí)題作業(yè),發(fā)展至今,課程作業(yè)形式已經(jīng)發(fā)生了變化,更加豐富多樣,包括必須交給教師評(píng)閱的書面家庭作業(yè)和不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業(yè)等。其中通過網(wǎng)絡(luò)就可以完成上交作業(yè),并且教師批閱作業(yè)后也可以通過網(wǎng)絡(luò)返回給學(xué)生,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。課程的考核方式較之以前也發(fā)生了較大變化,加強(qiáng)了平時(shí)思維能力的考核,更加注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力的培養(yǎng),不再是絕對(duì)的一次考試定成績,而是在總評(píng)成績中加入30%的平時(shí)成績,如此不僅減輕了學(xué)生的期末負(fù)擔(dān),也迫使學(xué)生更加重視平時(shí)的學(xué)習(xí)思考,有利于課程教學(xué)質(zhì)量的提升。
4 結(jié)束語
本文是以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo),結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面對(duì)本科人工智能課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討,總結(jié)了該課程在教學(xué)和實(shí)踐方面的一些教改舉措。這些舉措符合二十一世紀(jì)高校教學(xué)的要求,可以支持教師提高教學(xué)手段現(xiàn)代化的水平,同時(shí)更貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。作為該課程的授課教師應(yīng)始終保持對(duì)教學(xué)內(nèi)容的不斷更新、教學(xué)方法的多樣化,才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們的思維創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的能力,最終提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。從學(xué)生的反饋來看,作者所總結(jié)的教學(xué)實(shí)踐具有明顯的教學(xué)效果。但仍有許多方面做得不夠,今后將繼續(xù)在教學(xué)過程中不斷總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn),吸取失敗的教訓(xùn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:HPS教育;小學(xué)科學(xué);人工智能
隨著我國教育的迅猛發(fā)展,作為科學(xué)教育重中之重的小學(xué)科學(xué)教育逐漸開始被大眾所關(guān)注,所以探索小學(xué)科學(xué)教育的新思路已成為教育改革的關(guān)鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發(fā)達(dá)國家的教育改革理念與經(jīng)驗(yàn),并進(jìn)行本土化研究,促進(jìn)我國教育發(fā)展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀(jì)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(shì)在中國教育課程改革中占據(jù)了一席之地,也為中國科學(xué)教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學(xué)內(nèi)部對(duì)科學(xué)反思和科學(xué)外部人員對(duì)科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的思考。最初,HPS指的是科學(xué)史(HistoryofScience)和科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)兩大學(xué)科領(lǐng)域,但在20世紀(jì)90年代科學(xué)建構(gòu)論流行后,科學(xué)社會(huì)學(xué)與科學(xué)知識(shí)社會(huì)學(xué)被引入科學(xué)教育,HPS逐漸演化成科學(xué)史(HistoryofScience)、科學(xué)哲學(xué)(PhilosophyofScience)和科學(xué)社會(huì)學(xué)(SociologyofScience)三者的統(tǒng)稱[1]:科學(xué)史即研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué))和科學(xué)知識(shí)的歷史;科學(xué)哲學(xué)則是對(duì)科學(xué)本性的理性分析,以及對(duì)科學(xué)概念、科學(xué)話語的哲學(xué)思辨,比如科學(xué)這把“雙刃劍”對(duì)人類社會(huì)的影響;科學(xué)社會(huì)學(xué)則討論科學(xué)處在社會(huì)大系統(tǒng)中,社會(huì)種種因素在科學(xué)發(fā)展過程中的地位和作用,這包括了政治、經(jīng)濟(jì)、文化、技術(shù)、信仰等因素[2]。在國外,德國科學(xué)家和史學(xué)家馬赫最早提倡HPS教育,突出強(qiáng)調(diào)哲學(xué)與歷史應(yīng)用至科學(xué)教學(xué)中的作用。我國HPS相關(guān)研究開始晚且研究規(guī)模較小,首都師范大學(xué)的丁邦平教授認(rèn)為HPS融入科學(xué)課程與教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的一個(gè)重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的必要性
運(yùn)用科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)等進(jìn)行教學(xué)是目前國際上小學(xué)科學(xué)教育改革的一種新趨勢(shì)。2017年,教育部頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)志著我國科學(xué)教育步入了新階段,其不僅要求達(dá)成科學(xué)知識(shí)、科學(xué)探究的相應(yīng)目標(biāo),也要養(yǎng)成相應(yīng)的科學(xué)態(tài)度,思考科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的融洽相處。該標(biāo)準(zhǔn)提出了“初步了解在科學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用中,需要考慮倫理和道德的價(jià)值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護(hù)環(huán)境意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感”。HPS教育與小學(xué)科學(xué)課程的結(jié)合是教學(xué)內(nèi)容由知識(shí)到能力再到素養(yǎng)的過程,是小學(xué)科學(xué)教育的新維度,改變了小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)環(huán)境。將科學(xué)課程中融入HPS教育的內(nèi)容,可以幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì),研究科學(xué)知識(shí)是如何產(chǎn)生的,科學(xué)對(duì)社會(huì)的多方面影響以及科學(xué)和科學(xué)方法的優(yōu)、缺點(diǎn)等。當(dāng)《小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀視為科學(xué)教育的有機(jī)組成部分時(shí),小學(xué)科學(xué)課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時(shí)為小學(xué)科學(xué)課程滲透HPS教育提出了挑戰(zhàn)。目前,我國小學(xué)科學(xué)課程雖已有部分設(shè)計(jì)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(xué)科學(xué)課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的可行性
縱觀國內(nèi)外已有的研究,將HPS教育融入小學(xué)科學(xué)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(xué)機(jī)構(gòu)等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院新媒體研究院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社三方通力合作、聯(lián)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(gè)市區(qū)的小學(xué)得以應(yīng)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(jí)至六年級(jí)共四套,涵蓋了16個(gè)人工智能前沿研究領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn),每一節(jié)課都設(shè)有場(chǎng)景引入、讀一讀、看一看、試一試4個(gè)模塊。小學(xué)《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場(chǎng)景對(duì)話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學(xué)生的興趣,不僅可作為學(xué)校科學(xué)課讀本,也可以應(yīng)用于課外場(chǎng)景。本文則以小學(xué)《人工智能讀本》為例,對(duì)HPS教育進(jìn)行初步摸索與實(shí)踐,以期對(duì)小學(xué)科學(xué)教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)實(shí)踐的典型案例,側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生多維度、科學(xué)辯證地認(rèn)識(shí)人工智能,內(nèi)容包括機(jī)器學(xué)習(xí)、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(lǐng)學(xué)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(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級(jí)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(xué)科學(xué)的實(shí)踐。
(一)科學(xué)史:提升課程趣味性
小學(xué)科學(xué)教育作為培養(yǎng)具有科學(xué)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(xué)科學(xué)教育注重知識(shí)的傳遞而忽略了學(xué)習(xí)過程,填鴨式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生失去對(duì)科學(xué)的興趣與探索欲,不利于公民科學(xué)素養(yǎng)的整體提高。而科學(xué)史作為研究科學(xué)(包括自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué))和科學(xué)知識(shí)的歷史,已經(jīng)逐漸滲透到科學(xué)教育中來??茖W(xué)史常常介紹科學(xué)家的事跡,某一知識(shí)誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學(xué)史融入課程可以帶學(xué)生重回知識(shí)誕生的時(shí)刻,切身體會(huì)科學(xué)。讀本作為在小學(xué)科學(xué)教育中不可或缺的工具,利用科學(xué)史內(nèi)容,以敘事方式可以將科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)的思想融入教學(xué)過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學(xué)生更加容易探求科學(xué)本質(zhì),感受科學(xué)家不懈努力、敢于質(zhì)疑的精神,提升科學(xué)素養(yǎng)。例如《人工智能讀本》六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”引入部分即以時(shí)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(jī)器人索菲亞是否可以結(jié)婚的故事不僅為本章節(jié)提供了豐富的內(nèi)容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學(xué)與哲學(xué),引發(fā)讀者對(duì)于人工智能的思考。
(二)科學(xué)社會(huì)學(xué):提升課程社會(huì)性
科學(xué)社會(huì)學(xué)是研究一切科學(xué)與社會(huì)之間的聯(lián)系與影響,包含科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響和社會(huì)對(duì)科學(xué)的影響。科學(xué)是一種社會(huì)活動(dòng),同時(shí)也受到政治、經(jīng)濟(jì)、文化等多方面影響,比如蒸汽機(jī)的誕生表明科學(xué)促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。在科學(xué)教育的課堂中融入科學(xué)社會(huì)學(xué)不僅可以幫助學(xué)生理解科學(xué)問題,還可以通過介紹科學(xué)與社會(huì)之間的復(fù)雜關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生靈活、批判看待科學(xué)問題的思維能力。如六年級(jí)第四單元“人工智能倫理與其他挑戰(zhàn)”中,在介紹個(gè)人與技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了政府和環(huán)境這兩個(gè)要素,使學(xué)生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認(rèn)知:環(huán)境與技術(shù)之間有一把“雙刃劍”,個(gè)人與技術(shù)、政府與技術(shù)之間是相互促進(jìn)的主客體關(guān)系。《人工智能讀本》并不全是說教性質(zhì)的文字,在“試一試”中的辯論賽環(huán)節(jié)讓同學(xué)通過親身實(shí)踐,更加了解人工智能對(duì)于社會(huì)的多方面影響。通過對(duì)于科技是一把“雙刃劍”這一事實(shí)的了解,同學(xué)們可以更好地將學(xué)習(xí)知識(shí)與社會(huì)的背景聯(lián)系在一起,深刻體會(huì)科學(xué)中的人文素養(yǎng),增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
(三)科學(xué)哲學(xué):提升課程思辨性
以往研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)學(xué)科教材中關(guān)于科學(xué)史和科學(xué)社會(huì)學(xué)內(nèi)容較多而且呈顯性,而對(duì)于科學(xué)哲學(xué)的融入內(nèi)容不夠,且不鮮明。[3]科學(xué)哲學(xué)融入科學(xué)教育無疑可以提升學(xué)生的思辨性,幫助學(xué)生建立起對(duì)于科學(xué)正確而全面的認(rèn)識(shí)。例如,《人工智能讀本》六年級(jí)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(duì)的挑戰(zhàn)、人工智能的具體應(yīng)對(duì)策略,讓小學(xué)生了解人工智能技術(shù)發(fā)展的同時(shí)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(guān)系以及處理這些關(guān)系的準(zhǔn)則。通過“讀一讀”先讓學(xué)生明白倫理概念,再用一幅畫讓學(xué)生思考在算法的發(fā)展下,人類與機(jī)器人的關(guān)系如何定義,向?qū)W生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術(shù)倫理觀。通過這種方式,可以幫助學(xué)生逐步建立完整的科學(xué)觀,全面且思辨地看待科學(xué),提升學(xué)生思辨性,進(jìn)而提升科學(xué)素養(yǎng)。
三、HPS教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的實(shí)踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實(shí)踐相結(jié)合,具有知識(shí)性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導(dǎo)小學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新意識(shí),提升人工智能素養(yǎng),產(chǎn)生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學(xué)科學(xué)課程的初始,仍存在教育資源不充分、內(nèi)容結(jié)合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學(xué)科學(xué)課程,可從以下三方面加以改進(jìn)。
(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(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活,還是歷史資料,都可以提供契機(jī)和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關(guān)的故事和現(xiàn)實(shí)案例,都可以作為教育資源,從各個(gè)角度達(dá)到科普的目的。在新媒體時(shí)代,進(jìn)行HPS教育資源開發(fā)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意借助最新的信息與通信技術(shù)增強(qiáng)資源的互動(dòng)性,如互動(dòng)多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、科學(xué)可視化技術(shù)等。在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂教學(xué)中,主要是通過圖片文字講解,實(shí)驗(yàn)演示及互動(dòng)來開展。這種形式對(duì)于現(xiàn)實(shí)中能接觸到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如常見的動(dòng)植物、可操作的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)等,比較容易開展。而對(duì)于地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí),或者一些已經(jīng)不存在的動(dòng)植物,則只能通過圖片視頻進(jìn)行展示,不容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、已消失的動(dòng)植物等都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)的手段得以呈現(xiàn)。這些技術(shù)或能使教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)形象,或通過營造沉浸感以使學(xué)生有更佳的情境體驗(yàn),或讓學(xué)生與教學(xué)資源進(jìn)行交互從而自定義內(nèi)容,服務(wù)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的終極目的。
(二)對(duì)小學(xué)科學(xué)教師進(jìn)行培訓(xùn)
HPS教育的關(guān)鍵是從社會(huì)、歷史、哲學(xué)等角度對(duì)自然科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新編排,并不是將大量的內(nèi)容或?qū)W科知識(shí)簡單相加,這對(duì)教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學(xué)領(lǐng)域常常出現(xiàn)“學(xué)生不會(huì)學(xué)、老師不會(huì)教”的狀況,《人工智能讀本》作為內(nèi)容翔實(shí)有趣的讀本可以彌補(bǔ)一部分缺失。但與此同時(shí),也需要提升教師的教學(xué)能力與知識(shí)儲(chǔ)備。HPS教育理念不僅僅針對(duì)歷史中的科學(xué)人物,所有的學(xué)生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會(huì)中,并且對(duì)于生活中的各種科學(xué)現(xiàn)象有著自己的思考。所以教師身為引導(dǎo)者,需要注意到學(xué)生的思考,深入挖掘,鼓勵(lì)他們對(duì)所思內(nèi)容進(jìn)行反思并付諸實(shí)踐??茖W(xué)史和科學(xué)哲學(xué)應(yīng)當(dāng)成為科學(xué)教師教育項(xiàng)目中的一部分,這能讓科學(xué)教師更好地理解他們的社會(huì)責(zé)任。為此,對(duì)職業(yè)科學(xué)教師進(jìn)行HPS培訓(xùn)便是必要的。
(三)多場(chǎng)景開展小學(xué)科學(xué)教育
科學(xué)素養(yǎng)不是空洞的,它來自學(xué)生的認(rèn)識(shí)體驗(yàn),并從中獲得生動(dòng)、具體的理解和收獲。《人工智能讀本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學(xué)科學(xué)課堂中作為教材使用,也可以應(yīng)用在其他場(chǎng)景,如研學(xué)旅行、科技館等場(chǎng)所。課堂學(xué)習(xí)只是小學(xué)科學(xué)教育中的一個(gè)環(huán)節(jié),家庭、科技館等也可以進(jìn)行科學(xué)教育。例如,科技館與博物館可以以科學(xué)家和歷史科學(xué)儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學(xué)生在參觀和學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)有關(guān)科學(xué)內(nèi)容。一些歷史上大型的科學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)校教室或?qū)嶒?yàn)室無法滿足條件,但在大型的場(chǎng)館中可以實(shí)現(xiàn)。例如,研學(xué)旅行作為目前科學(xué)教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學(xué)校教育教學(xué)計(jì)劃,列為中小學(xué)生的“必修課”,正逐漸成為學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)的另一個(gè)途徑。研學(xué)旅行作為一種集知識(shí)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(shí)教育的過程,包括科學(xué)知識(shí)的普及,所以也是開展小學(xué)科學(xué)教育的重要場(chǎng)所。在該場(chǎng)景下,運(yùn)用《人工智能讀本》等新興手段進(jìn)行科學(xué)教育往往取得事半功倍的效果。
結(jié)語
目前,HPS教育理念已經(jīng)積極嘗試運(yùn)用到小學(xué)科學(xué)教育中,包括學(xué)校內(nèi)的正式學(xué)習(xí)以及學(xué)校外如科技館、博物館、研學(xué)旅游中的非正式學(xué)習(xí)之中。其中,科技史以時(shí)間維度為線索創(chuàng)造豐富資源的同時(shí)也可以提升課程趣味性;科學(xué)社會(huì)學(xué)以科學(xué)與社會(huì)之間的相互關(guān)系幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì),提升科學(xué)素養(yǎng);科學(xué)哲學(xué)則以哲學(xué)的視域?qū)徱暱茖W(xué)的誕生提升學(xué)生思辨能力。未來,HPS教育結(jié)合小學(xué)科學(xué)則需要更深入,在資源開發(fā)、教師培訓(xùn)以及應(yīng)用場(chǎng)景等方面加以改進(jìn),為提升國民科學(xué)素養(yǎng)做出努力。
參考文獻(xiàn):
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個(gè)遙遠(yuǎn)世界的、神秘莫測(cè)的居民。在無數(shù)的電影和電視節(jié)目中,它們都扮演過配角,這些禿頂?shù)男“艘呀?jīng)成了這些電影和電視節(jié)目中標(biāo)志性的角色。
但是,迄今我們也沒有見過一個(gè)真正的外星人。實(shí)際上,我們甚至從來也沒搞清楚真正的外星人是否存在。
最近,天文學(xué)家已經(jīng)在銀河系中與我們鄰近的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)幾千顆行星。因此,關(guān)于在宇宙中存在智慧生命的觀點(diǎn)由科幻的范疇轉(zhuǎn)而變得具有科學(xué)合理性了。望遠(yuǎn)鏡可以隨時(shí)接收信號(hào),也許能告訴我們外星人是否就在那里。
它們會(huì)是什么樣子的呢?
真正的外星人是否真的像電影里描繪的那樣,是一群有著光滑皮膚的人形生物?在經(jīng)過簡單的生物工程方面的辯論
后,現(xiàn)在我們認(rèn)為,擁有兩個(gè)眼睛、直立行走、擁有靈活的四肢,應(yīng)該對(duì)任何活動(dòng)的智慧生物來說都是合乎情理的。因此,在外星人的長相上,一些生物學(xué)家已經(jīng)站在了好萊塢這邊,聲稱生物趨同進(jìn)化的過程將確保這些外星人可能多多少少與我們有幾分相似。所謂趨同進(jìn)化,是指生物在進(jìn)化過程中為適應(yīng)功能而呈現(xiàn)出表型上的相似性。
這一論點(diǎn)簡直是在向好萊塢溜須拍馬,它根本沒有考慮到至關(guān)重要的一點(diǎn),那就是更有可能出現(xiàn)的情況是,最先進(jìn)
的外星文明將是一種特殊的、被稱為“超級(jí)智能”的人工智能(“A.I.”)?!俺?jí)智能”的綜合認(rèn)知能力將在各個(gè)方面(諸如社交能力、一般性智慧、科技創(chuàng)新等方面)大大超越人類能夠達(dá)到的巔峰狀態(tài)。
我們覺得這種“超級(jí)智能”很可能是現(xiàn)實(shí),是基于對(duì)人類自身不久的將來的認(rèn)知,因?yàn)槲覀內(nèi)祟惪赡芤呀?jīng)接近于開
發(fā)出我們自己的“超級(jí)智能”了。能夠制造出這樣的機(jī)器,可能是21世紀(jì)最具變革性的事件,甚至可以說是人類歷史上最具變革性的事件了。這種“超級(jí)智能”的誕生,也許就像3.7億年前陸生動(dòng)物的出現(xiàn)一樣,是自然進(jìn)化過程中自然而然的一步。
以此類推,我們猜想,如果某種智能生命創(chuàng)造出星際間交流的手段,那么,它們也許只需要幾百年時(shí)間就能將它們的感知模式由生物學(xué)模式改變?yōu)椤叭斯ぶ悄堋蹦J搅恕?/p>
考慮到宇宙的年齡,這些外星人制造出的可以思考的機(jī)器,可能要比我們的先進(jìn)幾百萬甚至數(shù)十億年。它們中的一
些,可能已經(jīng)通過對(duì)自己的身體進(jìn)行生物強(qiáng)化的方式成功地實(shí)現(xiàn)了“超級(jí)智能”。根據(jù)我們的推測(cè),其中的大多數(shù)只需過渡到以硅為基礎(chǔ)的生命形式,而不是繼續(xù)保持以碳為基礎(chǔ)的生命形式,即可實(shí)現(xiàn)“超級(jí)智能”。
事實(shí)上,與大腦相比,硅看上去似乎是一種更好的信息處理介質(zhì)。神經(jīng)元的數(shù)據(jù)傳輸速率峰值約為200赫茲,這比我們當(dāng)前的微處理器低了大約7個(gè)數(shù)量級(jí)。雖然生物大腦能夠以高效的算法和大規(guī)模的并行計(jì)算來補(bǔ)償神經(jīng)元的緩慢,但是,更快的硅系統(tǒng)可以借用生物大腦的這些設(shè)計(jì)特點(diǎn),甚至對(duì)其做出更進(jìn)一步的提高。
此外,更值得關(guān)注的是,在人類的大腦中,審議思維慢到令人難以置信的地步。在處理審議思維時(shí),人類大腦最多只能對(duì)大約7個(gè)信息塊進(jìn)行處理。大腦中神經(jīng)元的數(shù)量會(huì)受到顱容量和新陳代謝的限制。相比之下,計(jì)算機(jī)可以占據(jù)整座城市,甚至占據(jù)多個(gè)行星。而且,它們還可以從能夠?qū)⑸粧叨盏沫h(huán)境災(zāi)難中存活下來。
一旦有了開始,智能設(shè)備就能夠建造它們自己的后代。而后,這些經(jīng)過改進(jìn)的、有知覺的機(jī)器就可以去設(shè)計(jì)新一代的智能機(jī)器,而且,這一場(chǎng)景可能已經(jīng)在宇宙的歷史中不止一次地上演過了。這一過程的展開將會(huì)非常快,以至于宇宙中現(xiàn)存的大部分智能都是制造出來的,而非天生的。真正的外星人絕對(duì)不可能是變形蟲的樣子。
即便我們錯(cuò)了,大多數(shù)的外星文明都是生物文明,那么,考慮到以硅為基礎(chǔ)的生物是一種更為持久的生命系統(tǒng),它們幾乎可以說是不朽的,所以它們也更有可能從事太空旅行。如果我們真的能碰到任何地外智能生物的話,我們第一次碰到的很可能就是它們。
對(duì)于這些能夠思考的機(jī)器,我們?cè)撊绾卧u(píng)論呢?它們的所思所想,以及它們的興趣會(huì)不會(huì)和我們一樣呢?
我們猜測(cè),不管是通過掃描它們的大腦,將其中的內(nèi)容傳輸?shù)接?jì)算機(jī),還是以硅元件慢慢取代它們的部分大腦(這
兩種方式都相當(dāng)于將生物大腦中的信息“上傳”至“機(jī)器大腦”中),總之,許多外星文明已經(jīng)達(dá)到了“后生物”文明時(shí)代。如果我們的猜想是正確的,那么它們的思考方式可能與衍生出它們的生物外星人相似,雖然它們思考起來要快得多,而且是以一種增強(qiáng)的方式。這樣會(huì)使它們解決問題和發(fā)展技術(shù)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們的生物祖先所能企及的地步。
生物智能已經(jīng)進(jìn)化出了生存和繁殖的技能。而它們的“硅后代”可能繼承它們的主要生存動(dòng)機(jī),如尋找食物、避免受傷、繁殖、合作等。如果這些外星人事實(shí)上仍然對(duì)繁殖感興趣的話,那么我們可以預(yù)料的是,考慮到可供它們使用的巨大計(jì)算資源,它們將有可能創(chuàng)建出裝滿了人工生命,甚至是其他超級(jí)智能的模擬宇宙。如果這些模擬人類想要成為外星人的“孩子”,那么它們可能也要保留這些相同的基本目標(biāo)。
你可能會(huì)提出反對(duì)意見,認(rèn)為從理論上推導(dǎo)出有超級(jí)智能的外星人毫無用處,因?yàn)樗鼈兛赡芤詳?shù)不清的、不可預(yù)見
的方式,改變它們的基本結(jié)構(gòu)。然而,這一切都是有限制的。如果一個(gè)“超級(jí)智能”型生命還是以生存為其主要目的的話,那么,它可能會(huì)抵制從根本上改變其自身結(jié)構(gòu),而選擇進(jìn)行小幅度的改進(jìn)。它可能會(huì)認(rèn)為:如果我以一種激進(jìn)的方式改變自身結(jié)構(gòu)的話,那“我”就不是“我”了。
關(guān)鍵詞:電子商務(wù);自動(dòng)協(xié)商;討價(jià)還價(jià);多Agent系統(tǒng)(MAS: Multi-Agent Systems)
Study of Bilateral Multi-issue Auto-negotiation of Electronic Commerce
SHAO Huang-fang XU Cai-yun
(Zhejiang Guangsha College of Applied Construction Technology, Dongyang32210, Zhejiang)
Abstract: Negotiation is one of the key problems in the electronic commerce and the effective basic ways to deal with conflicts of interactive parties. To implement trade-off in automated negotiations is one of important aspect in the development of electronic commerce. And it needs a negotiation model for sustaining. In order to find the negotiations model which could be feasible achieved, it is beneficial to combine AI techniques with methods and techniques from others fields, such as game theory, social science and philosophy. This paper summarize some study methods and fruit in this field in recent years, and also point out the important aspects of the domain.
Keywords: e-commerce; automated negotiations; bargaining; MAS: Multi-Agent Systems
1. 引言
電子商務(wù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交易,也就是將整個(gè)交易過程移植到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。因此,如何通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù)在網(wǎng)上開展交易過程成為電子商務(wù)研究的主要內(nèi)容和方向。伴隨著計(jì)算機(jī)的普及,以及各種接入Internet的嵌入式計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),改變了網(wǎng)絡(luò)交易的特征和強(qiáng)度,對(duì)電子商務(wù)的性能和可用性提出了新的要求,其中包括:
(1) 客戶對(duì)交易方式的個(gè)性化要求不斷提升;
(2) 對(duì)網(wǎng)上交易的自動(dòng)化程度提出更高的要求(涵蓋了整個(gè)交易過程的自動(dòng)化);
(3) 網(wǎng)上交易的安全和隱私問題。
人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),網(wǎng)上交易實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是如何模擬人類為了達(dá)成一致意見而進(jìn)行的協(xié)商過程。因此,為了更好的研究網(wǎng)上交易的過程,人們將傳統(tǒng)的協(xié)商思想引入電子商務(wù),進(jìn)而形成了電子商務(wù)自動(dòng)協(xié)商的概念,并成為目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一,其目的是希望能夠構(gòu)建一個(gè)專門的系統(tǒng)來支持和模擬人類交易的過程,實(shí)現(xiàn)交易的自動(dòng)化。
Agent技術(shù)為解決電子商務(wù)的協(xié)商問題提供了技術(shù)上的可能。Agent是一種新型分布計(jì)算技術(shù),是分布計(jì)算技術(shù)和人工智能技術(shù)充分結(jié)合和不斷完善基礎(chǔ)上的產(chǎn)物,其智能性、動(dòng)態(tài)性和移動(dòng)性可以很好的應(yīng)用于電子商務(wù)自動(dòng)協(xié)商之中。
目前,國內(nèi)外關(guān)于協(xié)商系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的案例并不多,比較典型和成功的應(yīng)用如eBay電子商務(wù)拍賣網(wǎng)站(省略)、阿里巴巴網(wǎng)站(china.省略/:提供了全球最大的企業(yè)與企業(yè)(B2B)形式的網(wǎng)上貿(mào)易市場(chǎng))以及旗下的淘寶網(wǎng)(省略/:提供了買賣雙方進(jìn)行拍賣交易的平臺(tái)),但這些案例僅僅提供了拍賣這一種簡單類型的協(xié)商,而用戶不能在該網(wǎng)站上進(jìn)行其它類型的協(xié)商,如討價(jià)還價(jià)等。
總言之,國內(nèi)外關(guān)于電子協(xié)商的研究還多數(shù)處于模型和實(shí)驗(yàn)研究階段,雖然有一些成功的應(yīng)用案例,但是它們都有一些限制,對(duì)于一個(gè)完整的協(xié)商系統(tǒng)而言,它只是其中的一個(gè)組成部分。由此可見,關(guān)于電子商務(wù)協(xié)商技術(shù)的研究還有大量的工作要做。因此,電子商務(wù)自動(dòng)協(xié)商不僅有其理論意義,并且有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。本文主要對(duì)這一研究領(lǐng)域的部分重要工作做一個(gè)初步介紹。
2. 幾種協(xié)商模型
對(duì)于電子商務(wù)的自動(dòng)協(xié)商問題,國內(nèi)外研究者主要從兩個(gè)方向進(jìn)行研究:應(yīng)用層面和理論層面。應(yīng)用層面?zhèn)戎赜趹?yīng)用計(jì)算機(jī)現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)協(xié)商系統(tǒng),如利用Java平臺(tái)來開發(fā)組成協(xié)商系統(tǒng)的各個(gè)功能Agent,再進(jìn)行模擬交易;而理論層面則側(cè)重于對(duì)協(xié)商模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的研究。目前,國內(nèi)對(duì)該領(lǐng)域的研究主要集中于應(yīng)用層面(例如可參見文獻(xiàn)[1] [2]及其所列文獻(xiàn)),而國外則集中于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的研究(可見[7]及所列文獻(xiàn)),其中的一個(gè)主要原因是電子商務(wù)的自動(dòng)協(xié)商是一個(gè)多學(xué)科(包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及社會(huì)科學(xué)等)交叉性的研究領(lǐng)域。為了能夠有效的實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)交易協(xié)商的自動(dòng)化,其前提需要一個(gè)協(xié)商模型的支持。而為了能夠得到實(shí)用性強(qiáng)且易于實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)協(xié)商模型,需要將人工智能(AI: Artificial Intelligence)技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域的方法和技術(shù)相結(jié)合,如利用對(duì)策論、社會(huì)科學(xué)及哲學(xué)等。
根據(jù)協(xié)商參與者的數(shù)量,可以將協(xié)商分為:雙邊協(xié)商和多邊協(xié)商(一對(duì)多協(xié)商或多對(duì)多協(xié)商)。其中,雙邊協(xié)商在理論和實(shí)踐意義上都是非常重要的,也是國內(nèi)外研究最多、成果最多的協(xié)商情形,而對(duì)于多邊協(xié)商,有兩種主要的研究方法:拍賣模式和結(jié)盟模式,近幾年得到了更多的關(guān)注,且得到了一些很好的結(jié)果(如文獻(xiàn)[9] [10])。
目前,在自動(dòng)協(xié)商的研究領(lǐng)域,最重要的兩個(gè)研究方向分別是:基于對(duì)策論和基于辯論的研究(如文獻(xiàn)[10])。此外,還有基于合同網(wǎng)、基于分布式約束問題求解等研究方法。BDI (Belief (信念)、Desire (期望)、Intention (意圖))模型是Agent技術(shù)研究的基本模型之一,由于延伸出在自動(dòng)協(xié)商領(lǐng)域的是基于辯論的協(xié)商模型。對(duì)策論(對(duì)策論(Game Theory)亦稱博弈論,是研究具有對(duì)抗或競(jìng)爭性質(zhì)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論和方法)已被公認(rèn)為該研究領(lǐng)域中最重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),大多數(shù)的自動(dòng)協(xié)商模型都是以對(duì)策論為理論基礎(chǔ)而建立起來的。基于對(duì)策論的電子商務(wù)自動(dòng)協(xié)商模型一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:
(1) 基于傳統(tǒng)對(duì)策論中的Nash合作與非合作對(duì)策的協(xié)商模型,其不足之處是模型的假設(shè)過于理想化,很難在實(shí)際中得到應(yīng)用。
(2) 基于Rubinstein討價(jià)還價(jià)理論框架的協(xié)商模型(見文獻(xiàn)[3] [10])。該方法在雙邊協(xié)商上得到廣泛應(yīng)用,因?yàn)樗鼘⑷藗冊(cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中通常所使用的協(xié)商模式移植到電子商務(wù)環(huán)境中。其不足之處在于缺少學(xué)習(xí)機(jī)制,對(duì)于復(fù)雜的電子商務(wù)環(huán)境不易得到推廣。
(3) 基于拍賣的協(xié)商模型,對(duì)于處理多邊協(xié)商是一種被廣泛采用的研究方法。
值得注意的是,對(duì)策論(博弈論)的一個(gè)新的發(fā)展方向――博弈學(xué)習(xí)理論,是目前博弈論領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向之一。該理論應(yīng)用于多Agent系統(tǒng)中形成了目前多Agent系統(tǒng)研究領(lǐng)域中研究最多、成果最多的一個(gè)方向――多Agent學(xué)習(xí)(Multi-Agent Learning: MAL)。
3. 進(jìn)一步探討
電子商務(wù)的自動(dòng)協(xié)商問題是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一,已經(jīng)取得了許多重要的研究成果(重要的成果如[1] [2] [8] [9] [10]),然而仍有很多基本問題還有待于進(jìn)一步的深入研究。因篇幅所限,這里對(duì)基于討價(jià)還價(jià)的協(xié)商模型作一概述,其他方面的概述可見文獻(xiàn)[2]及其所列文獻(xiàn)。
3.1 Rubinstein討價(jià)還價(jià)模型
討價(jià)還價(jià)理論(Bargaining Theory)主要是研究有共同利益要合作的參與人在如何合作方面存在利益沖突的情形下,怎樣調(diào)整自身策略進(jìn)行協(xié)商談判,使自己獲利最大而損失最小。在Rubinstein討價(jià)還價(jià)模型[3]中提出了這樣一種基本的輪流出價(jià)模型:
兩個(gè)參與人 和 ,根據(jù)如下的輪流出價(jià)程序就分割大小為 ( )的蛋糕進(jìn)行討價(jià)還價(jià)。時(shí)刻 ,參與人 向參與人 出價(jià),一個(gè)出價(jià)就是對(duì)分割蛋糕的一個(gè)提議。如果 接受該出價(jià),則協(xié)議達(dá)成,參與人根據(jù)被接受的出價(jià)分割蛋糕;如果 拒絕了 的出價(jià),則 會(huì)在時(shí)刻 做出一個(gè)還價(jià)。如果這一個(gè)還價(jià)被 所接受,則協(xié)議達(dá)成,否則參與人 會(huì)在時(shí)刻 做出一個(gè)再還價(jià)。這個(gè)出價(jià)和還價(jià)的過程不斷繼續(xù),直到有一個(gè)參與人接受了一個(gè)出價(jià)(或者因雙方意見不一而終止)。
該模型的子博弈完備均衡是基于以下兩個(gè)性質(zhì)得到的:
(1) 無延誤性:無論何時(shí),當(dāng)一個(gè)參與人必須出價(jià)時(shí),其均衡出價(jià)都會(huì)被另一個(gè)參與人所接受;
(2) 不變性:無論何時(shí),當(dāng)一個(gè)參與人必須出價(jià)時(shí),其在均衡時(shí)的出價(jià)都相同。
3.2 基于Rubinstein討價(jià)還價(jià)的協(xié)商模型
Rubinstein模型為協(xié)商模型提供了一個(gè)基本框架,在此基礎(chǔ)上可以根據(jù)應(yīng)用目的的不同構(gòu)建出各種模型。在將其運(yùn)用于MAS協(xié)商時(shí),需要解決以下幾個(gè)方面的問題[2]:
(1) 選擇適用于某特定DAI問題的討價(jià)還價(jià)策略模型;
(2) 將討價(jià)還價(jià)策略模型中的各個(gè)抽象要素具體化為DAI問題中的各個(gè)對(duì)象;
(3) 定義均衡策略;
(4) 設(shè)計(jì)低復(fù)雜性的策略選擇算法;
(5) 給出效用函數(shù)。
借用Rubinstein討價(jià)還價(jià)模型,Kraus 圍繞著這些問題展開了詳細(xì)的討論。建立了一對(duì)一的MAS協(xié)商模型,模型中分別討論在處于完全信息與不完全信息下,Agent進(jìn)行一次交互與多次交互的協(xié)商過程。進(jìn)一步,將模型推廣到多個(gè)Agent的協(xié)商情形。之后提出了考慮規(guī)劃和協(xié)商所用時(shí)間的協(xié)商策略模型,來解決傳統(tǒng)協(xié)商方法中存在時(shí)間延遲和花費(fèi)較高的問題,模型表明Agent對(duì)時(shí)間偏好的變化可以促使其策略變化,從而可及時(shí)達(dá)成協(xié)議,避免了延遲及較高的花費(fèi)。
3.3 模型的改進(jìn)
在傳統(tǒng)的對(duì)策論中,處理不確定性事件所用的唯一數(shù)學(xué)工具是概率統(tǒng)計(jì),因而不確定性對(duì)策問題的傳統(tǒng)模型都是單一的隨機(jī)模型。而事實(shí)上事件的不確定性有兩種不同的表現(xiàn)形式:一種是事件是否發(fā)生,即通常所說的隨機(jī)性;另一種是事件本身狀態(tài)的不確定性,稱為模糊性。從信息的角度看,隨機(jī)性只涉及到信息的量,模糊性則關(guān)系到信息的含義,可以說模糊性是一種比隨機(jī)性更深刻的不確定性。在現(xiàn)實(shí)生活中,模糊性的存在比隨機(jī)性的存在更為廣泛,尤其是在主觀認(rèn)識(shí)領(lǐng)域,模糊性的作用比隨機(jī)性的作用重要得多。因此將傳統(tǒng)對(duì)策論推廣到模糊對(duì)策論有著更為廣泛的實(shí)際意義。
利用模糊對(duì)策論來推廣處理上述幾種MAS協(xié)商模型,能夠使模型更加貼近動(dòng)態(tài)的DAI環(huán)境,這也將是未來MAS協(xié)商領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。事實(shí)上,模糊集理論近年來已經(jīng)在決策支持系統(tǒng)及專家系統(tǒng)等人工智能(AI:Artificial Intelligence)領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。此外,在AI的其他領(lǐng)域如推理(reasoning)、約束問題求解(Constraint Satisfaction Problem)等也得到的廣泛應(yīng)用。目前也已經(jīng)開始在MAS領(lǐng)域得到應(yīng)用,如Jennings等提出的基于帶優(yōu)先級(jí)的模糊約束求解方法建立交易Agent的協(xié)商模型,給出了Agent的協(xié)商協(xié)議、通信語言、協(xié)商策略及算法,是目前較為完善的自動(dòng)協(xié)商系統(tǒng)。該模型能保證協(xié)商是Pareto最優(yōu),保證Agent在協(xié)商中暴露給對(duì)方的信息量最小。
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姓名:單名一個(gè)書,老爸幫我取這個(gè)名的初衷是希望我能好好讀書。結(jié)果事與愿違。
年齡:記不是很清了,因?yàn)?8歲以后我就厭倦了這種加一再加一的游戲了。
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最喜歡女性類型:1.理論上比我丑的我都很喜歡。2.但是如果她心地善良的話,容貌不拘。
最討厭女性類型:1.裝可愛的女生,無論什么場(chǎng)合我都會(huì)毫不猶豫地揭穿她們。2.面善心惡的女生,我可能會(huì)控制不住自己想整她們……
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