時(shí)間：2023-06-13 16:15:03
序論：在您撰寫人工智能的辯證思考時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
誠然，如果在現(xiàn)在這個(gè)基礎(chǔ)上給予機(jī)器人以意識(shí)，它能夠更加了解人類，能更加明白人類的喜好，能更好地服務(wù)于人類?？墒牵阌袥]有想過，如果有一天，一個(gè)超級(jí)聰明的機(jī)器人不再滿足于屈服于人類，它的目標(biāo)沒有與人類一致，那將產(chǎn)生什么后果？如果全部的機(jī)器人都存在這種思想的話，將會(huì)產(chǎn)生什么后果？我們將處于何種境地？
這些問題是值得思考并且應(yīng)提前做好應(yīng)對的準(zhǔn)備，但并不是說不能研發(fā)相關(guān)的智能機(jī)器，而是要辯證對待，積極利用其好處。
網(wǎng)上曾有人說，如果人工智能獲得意識(shí)，那么他們便反過來奴役人類了，未來將是人工智能的天下，由此搞得人心惶惶。很多人沒有了解到意識(shí)的起源，做出這種杞人憂天的猜測，是沒有任何實(shí)際意義的?，F(xiàn)在我們應(yīng)該做的是摸清它的運(yùn)行規(guī)律，了解它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，掌握運(yùn)用人工智能的方法，而不是胡亂猜測。
關(guān)鍵詞：人工智能；案例教學(xué)；應(yīng)用
1引言
作為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的全新領(lǐng)域即人工智能，其正在迅速成長與成熟、新方法、新理念、新技術(shù)并且不斷壯大，同樣也包含著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、信息論各類學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。人工智能包含的主要內(nèi)容有知識(shí)表示和推理機(jī)制、問題求解和搜索算法，自然語言理解、專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等；也作為計(jì)算機(jī)科學(xué)各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，國內(nèi)外各高校都非常重視，都將人工智能作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程。人工智能包含的學(xué)科多，知識(shí)點(diǎn)雜、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，算法難度高復(fù)雜，在此情況下各高校采用傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”單一教學(xué)模式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)地位；課堂教學(xué)與實(shí)際操作、理論與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相脫節(jié)；加上理論知識(shí)強(qiáng)，案例缺乏，容易使學(xué)生感覺空洞；學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，也達(dá)不到鍛煉其分析問題、解決問題的思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。如何讓學(xué)生高效的學(xué)習(xí)一直是教師研究的課題，在大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的大背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)廣泛應(yīng)用和存在于生活、工作各個(gè)方面，其在教育教學(xué)中表現(xiàn)出的創(chuàng)新性、互動(dòng)性尤為突出，并極具優(yōu)勢。
2基于案例的教學(xué)研究
此方法開始于上世紀(jì)20年代左右，最早是由美國哈佛商學(xué)院所提倡的，基于當(dāng)時(shí)特殊的商業(yè)管理真是背景和特殊事件，能夠有效的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性、積極性和應(yīng)用能力，開展案例教學(xué)后，學(xué)生實(shí)際解決問題能力有了很大的提高。但此教學(xué)研究方法知道到上世紀(jì)80年代后期，才引起教師的重視。1986年由美國研究小組提出《準(zhǔn)備就緒的國家：二十一世紀(jì)的教師》書中，強(qiáng)烈推薦此方法在實(shí)際教學(xué)的重要性，并說明今后在教學(xué)過程中將其作為一種重要的教學(xué)方法應(yīng)用于各類課程中去。
3基于人工智能的案例教學(xué)研究及應(yīng)用
3.1案例精選
此方法第一步是案例選取，案例的好壞是決定案例教學(xué)效果關(guān)鍵因素。案例的選取需要滿足以下要求：（1）符合現(xiàn)在的教學(xué)目標(biāo)，明確學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)等，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，以此提高學(xué)生分析、解決問題的能力；（2）案例要有代表性、趣味性，由于人工智能課程內(nèi)容多、抽象，需要將枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為趣味生動(dòng)的案例，有利于吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性；例如，講到“知識(shí)表示”這部分內(nèi)容中引入“機(jī)器人搬積木”、“野人修道士渡河”案例；（3）采用互動(dòng)的形式，此為人工智能的案例教學(xué)研究重要特征，同時(shí)也是教學(xué)目標(biāo)得以充分展現(xiàn)的必要條件。能夠調(diào)動(dòng)大家的積極性，學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
3.2案例的執(zhí)行
（1）講授法。基于教學(xué)內(nèi)容具體知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)案例；通過教師講解，幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)。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，后講解理論知識(shí)；二是“理論—案例”,即教師先講解知識(shí)，再給出教學(xué)案例；案例的呈現(xiàn)方式不同,會(huì)直接影響案例的功能，也會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、學(xué)習(xí)效果。為了使案例能更好地為教學(xué)服務(wù),教師講解案例之前應(yīng)從創(chuàng)設(shè)案例情境開始,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）互相討論法。大學(xué)生課余時(shí)間充沛，鑒于此，將班級(jí)學(xué)生分為若干小組，教師將事先準(zhǔn)備好的案例分配給各組，學(xué)生采用組內(nèi)互動(dòng)討論的形式，設(shè)計(jì)出此案例的各種解決方法。課堂上，將本小組的解決方法用課件展現(xiàn)給其他小組。講解完成后，學(xué)生開始互相討論，對比各自的方法，然后由老師進(jìn)行分析、對比和總結(jié)。以此來增強(qiáng)學(xué)生對學(xué)科知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)用能力的掌握。（3）相互辯證法。課后，采用相互辯證的方法，組織大家相互辯論。選擇一些綜合應(yīng)用比較強(qiáng)的案例。與簡單的案例相比，綜合應(yīng)用案例能更加高效地啟發(fā)學(xué)生全方位地思考和探索問題的解決方法。相互辯證法是一種探索新型的教學(xué)形式，學(xué)生的自主性強(qiáng)，能夠在辯論中充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，充分運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)來維護(hù)自己的觀點(diǎn)，還可以促使學(xué)生查閱大量資料，拓展知識(shí)面。
4結(jié)語
通過以上論述，人工智能技術(shù)開始應(yīng)用于教學(xué),與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的聯(lián)系。其發(fā)展必將對現(xiàn)代教育起巨大推動(dòng)作用。在教學(xué),可以基于人工智能技術(shù)建立人類推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運(yùn)用,展示出越來越好的實(shí)用性。
參考文獻(xiàn)：
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論文關(guān)鍵詞：人類智能，人工智能，認(rèn)知，心理學(xué)
人工智能技術(shù)無論是在過去，現(xiàn)在還是將來，都作為科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。人類對自己本身的秘密充滿好奇，隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，人類不斷破譯人體的生命密碼。而以生物科學(xué)為基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。人們希望通過某種技術(shù)或者某些途徑能夠創(chuàng)造出模擬人思維和行為的“替代品”，幫助人們從事某些領(lǐng)域的工作。為了讓計(jì)算機(jī)能夠從事一些只有人腦才能完成的工作，解脫人的繁重的腦力勞動(dòng)，人類對自身的思維和智能不斷地研究探索。但是，科學(xué)技術(shù)是一柄雙刃劍，人們對人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展存在著恐慌。如果機(jī)器真的具有了人類的智能，在未來的某一天，他們會(huì)不會(huì)取代人類而成為地球的主宰者？人類智能和人工智能，誰才是未來的傳奇？
1.你在和誰說話？
“先進(jìn)的人工智能機(jī)器人不但擁有可以亂真的人類外表，而且還能像人類一樣感知自己的存在。”這是人工智能發(fā)展到高級(jí)階段的目標(biāo)和任務(wù)。那么，我們在不久的未來能否實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)目標(biāo)呢？人類真的能發(fā)明出足以亂真的智能人類嗎？隔著一堵墻，我們是否能分辨出正在與我們對話的是一部機(jī)器還是人類？
1.1. 人工智能的定義
人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是相對于人的智能而言的。正是由于意識(shí)是一種特殊的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，所以根據(jù)控制論理論，運(yùn)用功能模擬的方法心理學(xué)，制造電腦模擬人腦的部分功能，把人的部分智能活動(dòng)機(jī)械化，叫人工智能。人工智能的本質(zhì)是對人思維的信息過程的模擬，是人的智能的物化。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能發(fā)展的過程歸納為機(jī)器不斷取代人的過程。
1.2. 人工智能技術(shù)的發(fā)展
幾個(gè)世紀(jì)以來，人類依靠智慧，發(fā)明了許多機(jī)器，使人類能夠從許多體力勞動(dòng)中解放出來。從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，40多年來取得長足的發(fā)展，成為一門廣泛的交叉和前沿科學(xué)?？茖W(xué)家發(fā)明了汽車，火車，飛機(jī)，收音機(jī)等等，它們模仿我們身體器官的功能，但是這些不能模仿人類大腦的功能畢業(yè)論文格式范文。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人類開始真正有了一個(gè)可以模擬人類思維的工具，在以后的歲月中，無數(shù)科學(xué)家為這個(gè)目標(biāo)努力著。1997年5月，IBM公司研制的深藍(lán)（Deep Blue）計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國際象棋大師卡斯帕洛夫（Kasparov）。在一些地方計(jì)算機(jī)幫助人進(jìn)行其它原來只屬于人類的工作，計(jì)算機(jī)以它的高速和準(zhǔn)確為人類發(fā)揮著它的作用。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得人工智能有了突破性的進(jìn)展。計(jì)算機(jī)不僅能代替人腦的某些功能，而且在速度和準(zhǔn)確性上大大超過人腦，它不僅能模擬人腦部分分析和綜合的功能，而且越來越顯示某種意識(shí)的特性。真正成了人腦的延伸和增強(qiáng)。
1.3. 人工智能的研究領(lǐng)域
人工智能是一種外向型的學(xué)科，也是一門多領(lǐng)域綜合學(xué)科。它不但要求研究它的人懂得人工智能的知識(shí)，而且要求有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，哲學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)，只有這樣才可能讓一臺(tái)什么也不知道的機(jī)器模擬人的思維。而人工智能的最根本目的是模擬人類的思維，因此，它的研究領(lǐng)域與人類活動(dòng)息息相關(guān)。什么地方只要有人在工作，他就可以運(yùn)用到那個(gè)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段主要研究領(lǐng)域有專家系統(tǒng)，機(jī)器學(xué)習(xí)，模式識(shí)別，自然語言理解，自動(dòng)定理證明，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)心理學(xué)，機(jī)器人學(xué)，博弈，智能決定支持系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。
2.機(jī)器真的可以思考嗎？
機(jī)器真的可以思考嗎？機(jī)器的思考?xì)w根結(jié)底還是模仿人類的思維模式，正是“思考”這一人類的本質(zhì)屬性，使得人工智能和心理學(xué)從最初就緊密地聯(lián)系在一起。心理學(xué)研究人腦中信息的輸入、輸出、存儲(chǔ)和加工，并研究人腦各個(gè)部位的功能。最早的雙核計(jì)算機(jī)模仿人的左右腦，在人腦不同區(qū)域主管各個(gè)不同功能這一原理的基礎(chǔ)上，來設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)不同功能的芯片。以此為出發(fā)點(diǎn)，心理學(xué)家和計(jì)算機(jī)學(xué)者進(jìn)一步合作，通過研究人解決問題的方法來研究開發(fā)人工智能。隨著人工智能的發(fā)展，所要求實(shí)現(xiàn)的職能愈加復(fù)雜，但最基本的方式還是邏輯推理和歸納，這正是心理學(xué)家和邏輯學(xué)家的專業(yè)領(lǐng)域。心理學(xué)家以研究探討人類邏輯思維方式為人工智能提供了基本原理和原則。
2.1. 人類意識(shí)的本質(zhì)
意識(shí)是世界的內(nèi)在規(guī)定、一般規(guī)律和組成部分，是具有客觀實(shí)在性同世界的其它組成部分處在對立統(tǒng)一關(guān)系中的事物。意識(shí)普遍存于世界和萬物之中，世界是包含意識(shí)的世界，萬物是包含意識(shí)的萬物。沒有意識(shí)存在于其中的世界不是我們現(xiàn)實(shí)生活中的世界，沒有意識(shí)存在于其中的萬物也不是我們天天眼見手觸的萬物。有了意識(shí)的存在，世界和萬物就有了生機(jī)和活力。
2.1.1. 意識(shí)是與物質(zhì)相對應(yīng)的哲學(xué)范疇，與物質(zhì)既相對立又相統(tǒng)一的精神現(xiàn)象。
意識(shí)是自然界長期發(fā)展的產(chǎn)物，由無機(jī)物的反應(yīng)特性，到低等生物的刺激感應(yīng)性，再到動(dòng)物的感覺和心理這一生物進(jìn)化過程是意識(shí)得以產(chǎn)生的自然條件。意識(shí)是社會(huì)的產(chǎn)物，人類社會(huì)的物質(zhì)生產(chǎn)勞動(dòng)在意識(shí)的產(chǎn)生過程中起決定的作用。辯證唯物主義在強(qiáng)調(diào)物質(zhì)對意識(shí)起決定作用的前提下肯定意識(shí)對于物質(zhì)具有能動(dòng)的反作用，在意識(shí)活動(dòng)中人們從感性經(jīng)驗(yàn)抽象出事物的本質(zhì)、規(guī)律形成理性認(rèn)識(shí)，又運(yùn)用這些認(rèn)識(shí)指導(dǎo)自己有計(jì)劃、有目的地改造客觀世界。
2.1.2. 從意識(shí)的起源看，意識(shí)是物質(zhì)世界發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物；從意識(shí)的本質(zhì)來看，意識(shí)是客觀存在在人腦中的反映。
意識(shí)是人腦對客觀存在的反映：第一，正確的思想意識(shí)與錯(cuò)誤的思想意識(shí)都是客觀存在在人腦中的反映；第二，無論是人的具體感覺還是人的抽象思維，都是人腦對客觀事物的反映；第三，無論是人們對現(xiàn)狀的感受與認(rèn)識(shí)，還是人們對過去的思考與總結(jié)，以至人們對未來的預(yù)測，都是人腦對客觀事物的反映。 意識(shí)的能動(dòng)作用首先表現(xiàn)在，意識(shí)不僅能夠正確反映事物的外部現(xiàn)象，而且能夠正確反映事物的本質(zhì)和規(guī)律；意識(shí)的能動(dòng)作用還突出表現(xiàn)在，意識(shí)能夠反作用于客觀事物，以正確的思想和理論為指導(dǎo)心理學(xué)，通過實(shí)踐促進(jìn)客觀事物的發(fā)展。
2.2. 人類意識(shí)與人工智能的關(guān)系
認(rèn)知心理學(xué)和人工智能，是認(rèn)知科學(xué)的兩個(gè)組成部分。人工智能使用了心理學(xué)的理論，心理學(xué)又借用了人工智能的成果。人類意識(shí)與人工智能兩者具有以下關(guān)系：
l人工智能是研究用機(jī)器模擬和擴(kuò)展人的智能的科學(xué)。它撇開了人腦的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和意識(shí)的社會(huì)性，而只是把人腦作為一種信息處理的過程，包括信息的接收、記憶、分析、控制和輸出五部分?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)用相應(yīng)的部件來完成著五個(gè)過程，就構(gòu)成了人工智能或電腦。
l人工智能可以代替人的某些腦力勞動(dòng)，甚至可以超過人的部分思維能力，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它發(fā)揮著越來越重要的作用。人工智能的出現(xiàn)不僅解放了人的智力，而且為研究人腦的意識(shí)活動(dòng)提供了新的方法和途徑。它說明了人的意識(shí)活動(dòng)不管多么復(fù)雜，都是以客觀物質(zhì)過程為基礎(chǔ)的，而不是什么神秘的超物質(zhì)的東西，人們完全可以用自然科學(xué)的精確方法來加以研究和模擬，它進(jìn)一步證實(shí)了辯證唯物主義意識(shí)論的科學(xué)性畢業(yè)論文格式范文。
l人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展，深化了我們對意識(shí)相對獨(dú)立性和能動(dòng)性的認(rèn)識(shí)。機(jī)器思維即人工智能表明，思維形式在思維活動(dòng)中對于思維內(nèi)容具有相對獨(dú)立性，它可從人腦中分化出來，物化為機(jī)械的、物理的運(yùn)動(dòng)形式，部分地代替人的思維活動(dòng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能將向更高水平發(fā)展，反過來推動(dòng)科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力和人類智慧向更高水平發(fā)展，對人類社會(huì)進(jìn)步將起著巨大的推動(dòng)作用。
3. 人工智能的未來
人工智能是為了模擬人類大腦的活動(dòng)而產(chǎn)生的科學(xué)，人類已經(jīng)可以用許多新技術(shù)新材料模擬人體的許多功能，諸如皮膚，毛發(fā)，骨骼等等，也就是說，人類可以創(chuàng)造出“類人體”。只要能夠模擬人的大腦的功能，人就可以完成人工生命的研究工作，人創(chuàng)造自己，這不但在科學(xué)上，而且在哲學(xué)上都具有劃時(shí)代的意義。這就是人工智能承擔(dān)的歷史使命。
在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，知識(shí)爆炸，科技的增長超出了人類承受的速度。各種新科技的出現(xiàn)層出不窮，隨之而來的成果簡直讓人瞠目結(jié)舌，克隆、基因芯片、轉(zhuǎn)基因等等，人類自身的秘密開始一層一層的揭開。我們?nèi)四X的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，人體的基因鏈也逐漸被科學(xué)技術(shù)解剖。我們希望將來的人工智能機(jī)器能將我們從繁重的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)中解放出來心理學(xué)，例如機(jī)器人做家務(wù)，帶孩子，做司機(jī)，秘書等等一系列我們不愿意花太多精力或者有太多限制條件的工作。然而，人類由于多種“性能”都不如機(jī)器人，反而退化成為機(jī)器人的奴隸？他們會(huì)不會(huì)有一天無法忍受人類對他們的“剝削”和“壓迫”，挑戰(zhàn)人類的統(tǒng)治？很多的科幻作品和電影中都預(yù)言了這樣的場景，未來的智能機(jī)器人和人類爭奪有限的地球資源，并最終打敗人類，成為新的地球統(tǒng)治者。這也正是絕大多數(shù)心理學(xué)家和哲學(xué)家對人工智能的發(fā)展憂心忡忡的原因。
人工智能的發(fā)展，也只能無限接近于人的智能，而不能超越人的智能。因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)的本質(zhì)，是模擬人類的思維過程，是為人類服務(wù)的。我們在進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的同時(shí)，擔(dān)心被我們所發(fā)明的物質(zhì)所毀滅。正如人類發(fā)明了原子能，用于取代正在逐漸消逝的礦物能源，然而當(dāng)原子能用于軍事領(lǐng)域的時(shí)候，他產(chǎn)生的力量也足以毀滅人類文明。科技本身并不是問題，人類如何運(yùn)用自己掌握的技術(shù)，才是問題的關(guān)鍵。我們最大的敵人不是我們發(fā)明的技術(shù)，而是我們自己本身。
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【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代 人工智能 應(yīng)用研究
當(dāng)前，世界已全面進(jìn)入以大數(shù)據(jù)共享、信息爆炸為特點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代。富有智能化和人性化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)成為了人們青睞和關(guān)注的焦點(diǎn)。人工智能作為互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代凝聚高端技術(shù)的超值網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)安全性、提高網(wǎng)絡(luò)操作自動(dòng)化等方面意義重大。現(xiàn)階段，已有更多行業(yè)領(lǐng)域的用戶在應(yīng)用人工智能，體驗(yàn)這一技術(shù)所帶來的新生活。
1 人工智能簡述
人工智能，即Artificial Intelligence，是現(xiàn)代社會(huì)特有的綜合類前沿學(xué)科，交叉云集了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制方法論、信息論、神經(jīng)生物學(xué)、語言學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，主要用來研究機(jī)器在思考、學(xué)習(xí)、規(guī)劃等行為的擬人態(tài)進(jìn)化，使之解決問題的能力大幅提升。人工智能發(fā)展至今已有超過60載歲月，其成就在整個(gè)歷程中熠熠生輝，代表著人類文明的不斷發(fā)展與超越。人工智能經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展變革：第一階段是以人工智能驅(qū)動(dòng)機(jī)器設(shè)備，代替或輔助人類思考并解答難題；第二階段是研發(fā)智能機(jī)器人，處理不同系統(tǒng)及環(huán)境信息的交互工作，如不確定性信息的處理工作；第三階段的代表成果就是數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)海量模糊信息采集與分析，可視化技術(shù)發(fā)展迅猛，計(jì)算機(jī)具有自主學(xué)習(xí)能力。
2 人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域代表成就
任何一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，都源于人類開展生產(chǎn)生活的實(shí)際需求，人工智能技術(shù)的研究也不例外，發(fā)展至今已經(jīng)為解決不同領(lǐng)域的實(shí)際需求提供了眾多技術(shù)應(yīng)用。目前，人工智能在下列應(yīng)用領(lǐng)域中取得了代表性成就：
2.1 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)，其實(shí)是由龐大的程序組編寫完成的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，廣泛積累不同專業(yè)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，這些知識(shí)均可事先歸納分析，可按具體模式表示，從而幫助用戶憑借領(lǐng)域?qū)＜业墓逃兄R(shí)進(jìn)行推理解決問題。專家系統(tǒng)可系統(tǒng)化分析輸入信息并結(jié)合已有知識(shí)體系進(jìn)行全面推理，提出建O性的決策建議，相當(dāng)于發(fā)揮行業(yè)專家的作用。
2.2 數(shù)據(jù)庫智能檢索
人工智能想要做到全面模擬人類思維和動(dòng)作，需要建設(shè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫資源，便于及時(shí)開展智能檢索。數(shù)據(jù)庫基于計(jì)算機(jī)軟件開展，存儲(chǔ)了海量專業(yè)學(xué)科知識(shí)，也稱之為知識(shí)庫系統(tǒng)，一旦有用戶需要查閱解決該學(xué)科的專業(yè)問題，都可通過智能檢索功能實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地檢索。
2.3 程序自動(dòng)設(shè)計(jì)
自動(dòng)化的程序設(shè)計(jì)就是借助更高規(guī)格高標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)來完成指定功能的程序設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)需要用戶輸入所設(shè)計(jì)程序的需求目標(biāo)，并對整個(gè)流程和架構(gòu)有更為高級(jí)的描述，系統(tǒng)就能自動(dòng)組織對應(yīng)程序完成設(shè)計(jì)。高度自動(dòng)化的程序設(shè)計(jì)編寫方式，也展現(xiàn)了人工智能系統(tǒng)的思考、學(xué)習(xí)、修正自身缺陷的擬人態(tài)功能。
2.4 目標(biāo)模式識(shí)別
模式識(shí)別，顧名思義正是為識(shí)別不同物體的特征是否匹配目標(biāo)對象而具備的功能?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)加強(qiáng)了模式識(shí)別系統(tǒng)功能，能夠提高機(jī)器對外界信息的感知能力，不斷接受外界信息，對所處環(huán)境的特征進(jìn)行識(shí)別，加強(qiáng)概念理解。當(dāng)前，目標(biāo)模式識(shí)別已由二維向三維層面升級(jí)，為研究智能機(jī)器人提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
當(dāng)然，人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不止上述這些，還在機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺圖像處理（machine vision）、自然語言理解（Natural Language Understanding）、自然信息博弈論等方面發(fā)揮著重要的作用。
3 不同行業(yè)的人工智能技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
目前，眾多企業(yè)為求發(fā)展，與內(nèi)部運(yùn)營管理中加強(qiáng)了人工智能的應(yīng)用，聚力解決各項(xiàng)問題，為企業(yè)贏得了經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)著社會(huì)發(fā)展。
3.1 企業(yè)管理應(yīng)用
將人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中，需要人的智能和人工智能之間的辯證關(guān)系，靈活運(yùn)用工智能應(yīng)用平臺(tái)加強(qiáng)對企業(yè)內(nèi)部各項(xiàng)管理智能軟件的開發(fā)工作，借助靈活的人工智能技術(shù)幫助企業(yè)實(shí)施科學(xué)決策。
3.2 水利管理應(yīng)用
人工智能能夠在水情控制與洪災(zāi)預(yù)報(bào)中發(fā)揮作用。如可使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等技術(shù)，模擬汛期的最大洪峰與洪水總量，研究更有針對性的抗洪模型，提高了洪災(zāi)預(yù)報(bào)精度和汛期準(zhǔn)度，有效發(fā)揮防洪降災(zāi)、攔洪儲(chǔ)水的重要作用。同時(shí)，人工智能還能夠分析大江大河的復(fù)雜地質(zhì)與環(huán)境系統(tǒng)，對治理河流起到良好的輔助作用。
3.3 建筑行業(yè)應(yīng)用
目前，建筑行業(yè)的用地規(guī)劃、給排水工程、暖通空調(diào)工程、施工管理等內(nèi)容都在應(yīng)用人工智能。已有企業(yè)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法發(fā)明了結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)探傷法，可查探建筑結(jié)構(gòu)損傷度；也可在市政工程建設(shè)中不斷強(qiáng)化正反向混合推理的理論思想，查明城市污水處理管網(wǎng)故障；可構(gòu)建用于分析建筑工程性能效益的系統(tǒng)，加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目性能效益預(yù)測和實(shí)際效益分析。
3.4 機(jī)械行業(yè)應(yīng)用
人工智能同樣成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的機(jī)械行業(yè)技術(shù)中的重頭戲。如：人們利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，設(shè)計(jì)出土方工程的機(jī)械調(diào)度的優(yōu)化方案；多個(gè)工程都可搭建含多目標(biāo)的尋優(yōu)函數(shù)模型。許多大型機(jī)械裝置，都配置了人工智能操作平臺(tái)，可提高安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控水平，增強(qiáng)機(jī)械操作自動(dòng)化，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)效率。
3.5 商品銷售預(yù)測應(yīng)用
人工智能的各種函數(shù)模型或優(yōu)化算法，可在商品銷售金額的預(yù)測中發(fā)揮巨大作用。如：在計(jì)算機(jī)中輸入不同商品某一時(shí)間段的銷售額，形成非線性系統(tǒng)進(jìn)行分析，評估各種影響因素。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，不斷放大自分布處理、自組織學(xué)習(xí)、自適應(yīng)與自容錯(cuò)等特性，體現(xiàn)強(qiáng)大的預(yù)測功能。
當(dāng)然，人工智能還廣泛應(yīng)用到電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用、企業(yè)財(cái)務(wù)管理、航班信息查詢、教學(xué)服務(wù)、心理咨詢公路建設(shè)、焊接制造、等眾多方面，為更多企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)束語
互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的人工智能應(yīng)用，將會(huì)隨著科技力量的不斷壯大而實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用。人們應(yīng)該高度重視人工智能理論與技術(shù)的探究，從而更好地為全人類服務(wù)。
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作者簡介
李君，男，江西省上饒市人。上海財(cái)經(jīng)大學(xué)浙江學(xué)院，主要從事教學(xué)軟件管理類工作。
關(guān)鍵詞：人工智能；異化；規(guī)范；生態(tài)文明觀
中圖分類號(hào)：TP18
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、人工智能技術(shù)的發(fā)展及其影響
人工智能技術(shù)研究開始于20世紀(jì)50年代中期，距今僅有60年的發(fā)展歷程，但是其迅猛的發(fā)展速度，廣泛的研究領(lǐng)域以及對人類產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響等令人驚嘆。調(diào)查顯示，77.45%的人認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中人工智能技術(shù)的影響較大，并且86.27%的人認(rèn)為人工智能技術(shù)的發(fā)展對人類的影響利大于弊；認(rèn)為人工智能技術(shù)對人類生活影響很小且弊大于利的人權(quán)占很小一部分。人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用直接關(guān)系到人類社會(huì)生活，并且發(fā)揮著重要的作用。人工智能技術(shù)的發(fā)展方向和領(lǐng)域等由人類掌控著，所以人類應(yīng)該盡可能地把人工智能技術(shù)的弊處降到最低以便更好地為人類造福。2016年3月份，圍棋人工智能AlphaGo與韓國棋手李世h對弈，最終比分4∶1，人類慘敗。4月份，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)正式了一款名為“佳佳”的機(jī)器人，據(jù)了解，機(jī)器人“佳佳”初步具備了人機(jī)對話理解、面部微表情、口型及軀體動(dòng)作匹配、大范圍動(dòng)態(tài)環(huán)境自主定位導(dǎo)航和云服務(wù)等功能。而在這次正式亮相之前，“佳佳”就擔(dān)綱主持了2016“首屆全球華人機(jī)器人春晚”和“誰是棋王”半Q賽。人工智能技術(shù)確實(shí)給人類帶來了諸多的便利，給人類生產(chǎn)生活帶來便利；但是，人工智能技術(shù)的快速發(fā)展超乎人類的預(yù)測，引起了人類的恐慌和擔(dān)憂。百度CEO李彥宏稱，人工智能是“披著羊皮的狼”。毋庸置疑，科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，當(dāng)人類醉心于科學(xué)技術(shù)所帶來的福利中時(shí)，更應(yīng)當(dāng)注意其帶來的負(fù)面作用。人類發(fā)明和創(chuàng)造科學(xué)技術(shù)最終是為了造福人類，而非受到科技的異化。
隨著科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)越來越成熟，在此整體趨勢之下，不同的人群對人工智能技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用有著不同的看法。調(diào)查結(jié)果顯示，在關(guān)于機(jī)器人會(huì)不會(huì)擁有人類的思維甚至超過人類的問題方面，27.45%的人認(rèn)為機(jī)器人會(huì)擁有人類的思維和超過人類；而56.86%的人認(rèn)為機(jī)器人不會(huì)擁有人類的思維和超過人類，小部分人對此不是很清楚。由于受到人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的沖擊，如機(jī)器人保姆、AlphaGo圍棋等智能產(chǎn)品對人類發(fā)展帶來的威脅，一部分人仍然對人工智能技術(shù)的發(fā)展擔(dān)憂甚至認(rèn)為終有一天機(jī)器人將代替人類、征服人類、控制人類。但是，大部分的人在機(jī)器人是否能夠超過人類方面，保持樂觀積極的態(tài)度，認(rèn)為機(jī)器人永遠(yuǎn)不會(huì)擁有人類的思維并且超越人類，因?yàn)槿祟愂羌夹g(shù)的主導(dǎo)者，人類掌握著技術(shù)的發(fā)展方向，技術(shù)終究是為了人類服務(wù)。這一看法肯定了人類的無止境的創(chuàng)新，然而，在人類醉心于技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，應(yīng)意識(shí)到某些創(chuàng)新確實(shí)超出了人類的預(yù)料，如AlphaGo與李世h圍棋人機(jī)大戰(zhàn)就是人類在技術(shù)面前失敗的慘痛教訓(xùn)。因此，面對科技對人類的異化，人類要時(shí)刻保持警惕，適時(shí)地總結(jié)“技術(shù)異化”的緣由和解決對策。
二、人工智能技術(shù)發(fā)展面臨的問題及其原因
隨著技術(shù)的革新，人工智能技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，與人們的日常生活聯(lián)系也愈加密切。從智能手機(jī)的普及到自動(dòng)駕駛汽車的研制成功，再到生產(chǎn)、建設(shè)、醫(yī)療等領(lǐng)域人工智能技術(shù)的應(yīng)用，都表明了人工智能技術(shù)正悄無聲息地改變著我們生活方式。誠然，人工智能技術(shù)使我們的生活更加豐富多彩，給我們帶來了極大便利，但與此同時(shí)，人工智能技術(shù)也給社會(huì)帶來了一系列不可忽視的問題：人工智能技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用對勞動(dòng)市場造成沖擊；人工智能系統(tǒng)在收集、統(tǒng)計(jì)用戶數(shù)據(jù)過程中個(gè)人隱私及信息安全方面的隱患；人類對人工智能產(chǎn)品的依賴引發(fā)的身心健康問題；人工智能引起的責(zé)任認(rèn)定問題等。斯蒂芬?霍金在接受BBC采訪時(shí)表示，“制造能夠思考的機(jī)器無疑是對人類自身存在的巨大威脅。當(dāng)人工智能發(fā)展完全，就是人類的末日?！北硎就瑯訐?dān)憂的還有特斯拉的創(chuàng)始人馬斯克，他曾直言，“借助人工智能，我們將召喚出惡魔。在所有的故事里出現(xiàn)的拿著五芒星和圣水的家伙都確信他能夠控制住惡魔，但事實(shí)上根本不行。”不可否認(rèn)，人工智能技術(shù)是把雙刃劍，有利亦有弊，爭議從來就沒有停止過，而最不容忽視的莫過于人工智能技術(shù)引發(fā)的一系列倫理困境，關(guān)于人工智能的倫理問題成了重中之重。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，47.55%的人認(rèn)為人工智能所引發(fā)的倫理問題是因?yàn)槿诵缘乃伎迹急容^大；而22.55%的人認(rèn)為是由于人們價(jià)值觀念的改變；29.9%的人認(rèn)為是利益分化與失衡以及一些其他的原因?qū)е碌?。由此可以看出?dǎo)致人工智能倫理困境的原因是多方面的。主要總結(jié)為以下幾個(gè)方面。
第一，從技術(shù)層面來看，人工智能技術(shù)在現(xiàn)階段仍然有很大的局限性。人工智能是對人腦的模仿，但人腦和機(jī)器還是存在本質(zhì)區(qū)別的，人腦勝于人工智能的地方，就是具有邏輯思維、概念的抽象、辯證思維和形象思維。人工智能雖能進(jìn)行大量的模仿，但由于不具備形象思維和邏輯思維，僅能放大人的悟性活動(dòng)中的演繹方法，不可能真正具有智能，這決定了機(jī)器不能進(jìn)行學(xué)習(xí)、思維、創(chuàng)造。此外，智能機(jī)器人也不具備情感智能，它們根本無法去判斷自己行為的對錯(cuò)，也無法自動(dòng)停止自己的某項(xiàng)行為，所以如果人工智能技術(shù)一旦被不法分子利用，后果不堪設(shè)想。可見，由于人工智能自身技術(shù)上的局限性導(dǎo)致的倫理問題已經(jīng)影響到其未來發(fā)展。
第二，從規(guī)制層面來看，倫理規(guī)制的缺失和監(jiān)督管理制度的不完善是導(dǎo)致倫理問題產(chǎn)生的重要原因。科技的發(fā)展目標(biāo)是為人類謀求幸福，但我們必須認(rèn)識(shí)到，無論是在科技的應(yīng)用還是發(fā)展過程中總是存在一些難以控制的因素，倘若沒有相應(yīng)的倫理原則和倫理規(guī)制加以約束，后果難以想象。在目前人工智能領(lǐng)域，缺乏一套成體系的關(guān)于人工智能技術(shù)產(chǎn)品的從設(shè)計(jì)、研究、驗(yàn)收到投入使用的監(jiān)督管理方案，也沒有一個(gè)國際公認(rèn)的權(quán)威性的規(guī)范及引導(dǎo)人工智能技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)用的組織或機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)有的監(jiān)督體制遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于人工智能技術(shù)的發(fā)展速度，無法匹配技術(shù)發(fā)展的需要。缺乏相關(guān)監(jiān)管制度的約束，人工智能技術(shù)就不可避免會(huì)被濫用，從而危害社會(huì)。
第三，從社會(huì)層面來看，公眾對人工智能技術(shù)的誤解也是原因之一。人工智能作為一門發(fā)展迅猛的新興學(xué)科，屬于人類研究領(lǐng)域的前沿。公眾對人工智能技術(shù)的了解十分有限，調(diào)查顯示，對人工智能技術(shù)只是了解水平較低的人較多，占62.75%，以致部分人在對人工智能技術(shù)沒有真實(shí)了解的情況下，在接觸到人工智能技術(shù)的負(fù)面新聞后就夸大其詞，人云亦云，最終導(dǎo)致群眾的恐慌心理，從而使得更多不了解人工智能技術(shù)的人開始害怕甚至排斥人工智能技術(shù)。我們必須清楚，人工智能是人腦的產(chǎn)物，雖然機(jī)器在某些領(lǐng)域會(huì)戰(zhàn)勝人，但它們不具備主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造思維，也不具備面對未知環(huán)境的反應(yīng)能力，綜合能力上，人工智能是無法超越人腦智能的。在李世h對弈AlphaGo的曠世之戰(zhàn)中，盡管人工智能贏了棋，但人類贏得了未來。
三、人工智能技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)向
人工智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)深入到人類社會(huì)生活的方方面面，其最終發(fā)展目標(biāo)是為人類服務(wù)。但是，科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，它在造福人類的同時(shí)，不可避免地會(huì)給人類帶來災(zāi)難，因此，人類應(yīng)該趨利避害，使人工智能和科學(xué)技術(shù)最大化地為人類服務(wù)。這就要求人類必須從主客體兩個(gè)角度出發(fā)，為人工智能技術(shù)的健康發(fā)展找出路。
1.技術(shù)層面
（1）加強(qiáng)各個(gè)國家人工智能的對話交流與合作。人工智能自20世紀(jì)50年代被提出以來，尤其是近六十年來發(fā)展迅速，取得了許多豐碩的成果。如Deep Blue在國際象棋中擊敗了Garry Kasparov； Watson 戰(zhàn)勝了Jeopardy的常勝冠軍；AlphaGo 打敗了頂尖圍棋棋手李世h。從表面上看，人工智能取得了很大的進(jìn)步，但深究這些人工智能戰(zhàn)勝人類的案例，我們發(fā)現(xiàn)這些成功都是有限的，這些機(jī)器人的智能范圍狹窄。造成這一現(xiàn)象的很大一部分原因就在于國際間人工智能技術(shù)的對話交流與合作還不夠積極，所以加強(qiáng)各個(gè)國家人工智能的對話和交流迫在眉睫，同時(shí)也勢在必行。
（2）跨學(xué)科交流，擺脫單一學(xué)科的局限性。從事人工智能這項(xiàng)工作的人必須懂得計(jì)算機(jī)知識(shí)、心理學(xué)和哲學(xué)。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一項(xiàng)科學(xué)要想走得長遠(yuǎn)就必須有正確的意識(shí)形態(tài)領(lǐng)域的指導(dǎo)思想的介入。在人工智能這項(xiàng)技術(shù)中，有些科學(xué)家們可能只關(guān)注經(jīng)濟(jì)利益而沒有引進(jìn)相應(yīng)的倫理評價(jià)體系，最終使得技術(shù)預(yù)測不到位，沒有哲學(xué)的介入，等真正出現(xiàn)問題時(shí)就晚了。所以要加強(qiáng)科學(xué)家與哲學(xué)家的溝通交流，令科學(xué)家能更多地思考倫理問題，提高哲學(xué)素養(yǎng)，在人工智能技術(shù)中融入更多的哲學(xué)思想，保證人工智能技術(shù)能朝著正確、健康方向發(fā)展。
（3）人工智能技術(shù)的發(fā)展，要與生態(tài)文明觀相結(jié)合。在人工智能技術(shù)發(fā)展中，要注入更多的生態(tài)思想，這關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的長遠(yuǎn)大計(jì)。在人工智能發(fā)展中，若是產(chǎn)生資源過度消耗、環(huán)境破壞、生態(tài)污染等全球性的環(huán)境問題時(shí)，人類必須制止并進(jìn)行調(diào)整。人工智能技術(shù)要想發(fā)展得更好，前景更加明亮，前途更為平坦，就必須保持與生態(tài)文明觀一致，與人類自身利益一致，為人類造福。
2.人類自身層面
（1）增強(qiáng)科學(xué)家道德責(zé)任感?？茖W(xué)技術(shù)本身并沒有善惡性，而研發(fā)的科學(xué)家或是使用者有善惡性。人工智能將向何處發(fā)展，往往與研發(fā)人工智能的科學(xué)家息息相關(guān)?？茖W(xué)家應(yīng)打破“個(gè)體化原理”，要融入社會(huì)中去，關(guān)注社會(huì)道德倫理問題，承擔(dān)起道德責(zé)任，為自己、他人、社會(huì)負(fù)責(zé)，多去思考自己研發(fā)的技術(shù)可能帶來的后果，并盡可能去避免，多多進(jìn)行思考，嚴(yán)格履行科學(xué)家的道德責(zé)任。
（2）提高公眾文化素養(yǎng)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對人工智能技術(shù)了解水平較低的人較多，占62.75%；而非常了解的人較少，占4.41%；另外，對人工智能技術(shù)了解的人占21.08%，不了解的人占11.76%。由此可以看出，大部分的人對人工智能技術(shù)都能有所了解，但都不是很深入，而且仍有部分人對人工智能技術(shù)絲毫不了解，所以，人工智能技術(shù)對于個(gè)體的影響是比較微小的，其發(fā)展還沒有深入到個(gè)人的日常生活中。特別是在一些關(guān)于人工智能的科幻電影的渲染，可能使那些對于人工智能技術(shù)并不了解或是一知半解的人產(chǎn)生偏見。在日常生活中，人工智能給人類帶來了極大的便利。通過提高公眾的文化素養(yǎng)，使公眾正確認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)，將是緩解甚至是解決人工智能技術(shù)某些倫理問題的重要途徑之一。
（3）加大監(jiān)督力度。人類需要通過建立一個(gè)完善的監(jiān)督系統(tǒng)引導(dǎo)人工智能技術(shù)的發(fā)展。對于每項(xiàng)新的人工智能技術(shù)產(chǎn)品從產(chǎn)生到使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要做好監(jiān)督工作，以此來減少人工智能技術(shù)的負(fù)面影響，緩解甚至減少人工智能技術(shù)的倫理問題。
3.道德法律用
（1）通過立法規(guī)范人工智能技術(shù)的發(fā)展。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，90.69%的人認(rèn)為有必要對人工智能技術(shù)所引發(fā)的科技倫理問題實(shí)行法治，由此可以看出，要想保證科技的良好健康發(fā)展，必須要建立健全相關(guān)法律條例。然而我國在這一方面的法律還存在很大的漏洞，相關(guān)法律條文滯后于人工智能的發(fā)展，并未頒布一套完整的關(guān)于人工智能的法律體系。沒有規(guī)矩不成方圓，在人工智能領(lǐng)域亦是如此。我們都無法預(yù)測將來人工智能將發(fā)展到何種地步，這時(shí)就需要人類預(yù)先加以適當(dāng)?shù)南拗疲梅煞ㄒ?guī)加以正確引導(dǎo)，使其朝安全、為人類造福的方向發(fā)展。
（2）構(gòu)建人工智能技術(shù)倫理準(zhǔn)則并確立最高發(fā)展原則。要構(gòu)建以為人類造福為最終目的的倫理準(zhǔn)則。人工智能技術(shù)的倫理問題已經(jīng)給人類造成了很多負(fù)面影響，而要防止其帶來更多負(fù)面影響，構(gòu)建合適的人工智能技術(shù)倫理準(zhǔn)則勢在必行。
此外，要確立以人為本的最高發(fā)展原則 。一切科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都應(yīng)把人的發(fā)展作為出發(fā)點(diǎn)。人工智能的發(fā)展也是如此，要將以人為本、為人類服務(wù)為出發(fā)點(diǎn)，并作為最高發(fā)展原則。
四、結(jié)語
科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，人類只有消除人工智能技術(shù)的潛在威脅，發(fā)揮人工智能技術(shù)最大化效用，避免倫理困境重演，才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的良性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人工智能與人類的良性互動(dòng)。
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關(guān)鍵詞：人工生命；人工智能；人造生命；物理主義
中圖分類號(hào)：N031 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16711165(2011)02002104
一般認(rèn)為，“人工生命”、“人工智能”和“人造生命”是三個(gè)分別從計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域、智能研究和基因工程領(lǐng)域提出的概念。20世紀(jì)90年代未，中科院曾邦哲提出人工生物系統(tǒng)（artificial biosystem）的工程生物系統(tǒng)概念，用以整合計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和遺傳工程領(lǐng)域的兩個(gè)概念。概念上的整合一方面體現(xiàn)了“人工生命”與“人造生命”兩者之間的承接性，另一方面也預(yù)示著“人工生命”發(fā)展與生物學(xué)理論發(fā)展之間的密切關(guān)聯(lián)。誠如“人工生命是具有自然生命現(xiàn)象的人造系統(tǒng)”[1]，那么進(jìn)入微觀領(lǐng)域，生命規(guī)律的探索與對生命分子的操作使得“人工生命”具有了反身性。這種反身性恰恰體現(xiàn)了“人工生命”研究并不在于使人“非人化”［2］，使生命也成為技術(shù)的對象，而是包含了一定生命認(rèn)識(shí)的特殊生命活動(dòng)。那么，剖析人類基因組計(jì)劃的推進(jìn)過程，就可能找到“人工生命”概念演進(jìn)背后內(nèi)在思想動(dòng)因，從而為洞悉生命科學(xué)發(fā)展趨勢提供一條線索。
一、“人工生命”階段：肯定物理主義
在人體細(xì)胞核內(nèi)，質(zhì)量只有0.0000005毫克，寬度僅為0.02微米的DNA包含著大約30億個(gè)堿基排列?？茖W(xué)家相信人類DNA序列是人類生命的決定因素，人類生命活動(dòng)中發(fā)生一切事情都與這一序列息息相關(guān)。［3］除了特殊情況之外，DNA中含有的龐大信息能夠被一字不差地復(fù)制，然后傳給后代。要想獲得這些信息，就需要測定DNA序列的堿基序列，這也是人類基因組計(jì)劃的核心工作。那么，測序工作則成為“人工生命”的一個(gè)階段，對生命信息傳遞過程的模擬也就構(gòu)成了“人工生命”研究的起點(diǎn)。
基于人類全部24條染色體中3×109個(gè)堿基具有固定性的化學(xué)關(guān)系即A-T、G-C，于是DNA堿基序列的測定工作實(shí)際上可以被描述為科學(xué)家接受生命分子信號(hào)的過程。應(yīng)用申農(nóng)所建立的一般信息系統(tǒng)模型，在一定的指令下進(jìn)行信號(hào)傳遞成為“人工生命”的最初目標(biāo)。強(qiáng)人工生命觀念將“生命系統(tǒng)的演化作為一個(gè)可以從任何特殊媒介物中抽象出來的過程”(John Von Neumann)。以搶占計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的方式，生命演化過程被計(jì)算機(jī)程序模擬出來。人們相信，如果生命遵循既定的程序，那么只要編寫好程序，生命就能進(jìn)行準(zhǔn)確的信號(hào)傳遞，也就實(shí)現(xiàn)了“人工生命”。首先試圖為生命編寫程序的是生物學(xué)家林登邁爾。20世紀(jì)60年代中期，林登邁爾為紅海藻、青苔等植物的生長發(fā)育建立模型，提出了一種被稱為“L-系統(tǒng)”的形態(tài)發(fā)生系統(tǒng)，又被稱為“繁殖（發(fā)生）算法”。在編寫好的程序下，生命系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為信號(hào)系統(tǒng)。生命信號(hào)模型以量化或模型化的方式來展示生命的屬性。這意味著：“如果具有馮•諾伊曼式的自我復(fù)制能力或繁殖的能力，那么這個(gè)實(shí)體就是有生命的?！保?］
馮•諾伊曼所證明的自我繁殖的生命信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)和了人們對微觀生命分子世界的物理主義觀點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是將諸如細(xì)胞這樣一個(gè)具有新陳代謝功能的生命單元放在既定的關(guān)系下。盡管將生命活動(dòng)視為一種生命信號(hào)傳遞顛覆了傳統(tǒng)的生命物質(zhì)實(shí)體論，卻仍然將生命置于某種固定關(guān)系下，意味著其也不可能跳出物理主義的決定論框架。一方面，“人工生命”研究進(jìn)行了生命信號(hào)傳遞模，并在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中建立虛擬生命系統(tǒng)；另一方面，人們在質(zhì)疑申農(nóng)的一般信息模型的同時(shí)也開始質(zhì)疑“人工生命”。針對申農(nóng)的一般信息模型，有學(xué)者認(rèn)為：“申農(nóng)通訊信息系統(tǒng)模型具有兩方面的重大缺陷：一是該模型未能注意信息系統(tǒng)的一般反饋性機(jī)制；二是該模型描述的還僅僅是信息接收系統(tǒng)?！保?］可見，申農(nóng)的一般信息模型不具有反饋性機(jī)制或不能夠自創(chuàng)生。于是，這樣一種生命的信息論觀點(diǎn)，即“在生命運(yùn)動(dòng)之中物質(zhì)實(shí)體-載體是流動(dòng)的，組織形式-信息才是穩(wěn)定保持的”［6］，表明“人工生命”所模擬的對象是在既定關(guān)系之下的生命信號(hào)的傳遞過程。
面對人類基因組計(jì)劃這樣巨大的基因工程項(xiàng)目，測定了組成人類DNA的約30億個(gè)堿基中85%的堿基序列只是完成了所謂工作草圖。獲得的基因草圖只是為給基因命名、分析基因創(chuàng)造了條件，需要進(jìn)一步找到能夠提供信息的標(biāo)記基因，進(jìn)行基因追蹤，但尋找基因的工作卻相當(dāng)復(fù)雜。一般信息模型不可能作為模擬這一活動(dòng)的基礎(chǔ)。
二、“人工智能”階段：懷疑物理主義
一般認(rèn)為，人類共有5萬~10萬個(gè)基因，如果某個(gè)基因發(fā)生了變異或者產(chǎn)生缺陷，必然會(huì)引起機(jī)能上的障礙。根據(jù)變異的DNA標(biāo)記基因來確定另外一個(gè)基因的位置，這樣就可以將其位置制成詳細(xì)的地圖，通過檢查DNA序列來識(shí)別基因突變。學(xué)者們以DNA標(biāo)記為基礎(chǔ)的DNA基因圖譜尋找致病基因。在一階段，“人工生命”模擬的對象是尋找基因，而尋找基因的關(guān)鍵則體現(xiàn)為對信息的識(shí)別。人類基因組計(jì)劃在此階段的工作可以反映“人工智能”的研究。
盡管早在1956年，美國的麥卡錫就提出“人工智能”(artificial intelligence)概念，但直到20世紀(jì)80年代末，人們才將“人工智能”作為“人工生命”的一種形式。“人工智能”階段需要計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確識(shí)別信息。對于智能的研究涉及諸如意識(shí)（consciouness）、自我（self）、心靈（mind）、無意識(shí)（unconscious mind）等問題。對此，之前將生命作為信號(hào)系統(tǒng)的一般信息模型顯然無法發(fā)揮作用。面對信息的識(shí)別和反饋機(jī)制等一系列問題，人們試圖將信息學(xué)、控制論、自動(dòng)化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)各學(xué)科整合，并在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)嵺`，甚至在機(jī)器人、經(jīng)濟(jì)政治決策、控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)中應(yīng)用。然而，這種學(xué)科上的整合并沒有使人們找到合適的模型來取代之前的信號(hào)模型用以描述識(shí)別信息過程所具有的非線性特征。
對此，一部分學(xué)者試圖通過重新定義“人工智能”概念，區(qū)分出強(qiáng)“人工智能”和弱“人工智能”的方式來解決問題。弱“人工智能”用模擬識(shí)別信息后所表現(xiàn)出的行為來反推對信息的識(shí)別，也就是讓機(jī)器的行為看起來就像是人所表現(xiàn)出的智能行為一樣。而強(qiáng)“人工智能”則將識(shí)別信息的功能強(qiáng)加于計(jì)算機(jī)，如約翰•羅杰斯•希爾勒（John Rogers Searle）就計(jì)算機(jī)和其他信息處理機(jī)器的工作形式提出“計(jì)算機(jī)不僅是用來研究人的思維的一種工具；相反，只要運(yùn)行適當(dāng)?shù)某绦?，?jì)算機(jī)本身就是有思維的”［7］。無論是強(qiáng)“人工智能”還是弱“人工智能”，都將“人工智能”劃分為四類：機(jī)器“像人一樣思考”、 “像人一樣行動(dòng)”、“理性地思考”和“理性地行動(dòng)”。但是，這兩種觀點(diǎn)都沒有進(jìn)一步對任何一種類型進(jìn)行模型化。這就表明盡管在觀念上人們已經(jīng)不再將生命系統(tǒng)作為信號(hào)系統(tǒng)，但其仍成為“人工生命”模擬的對象。
1999年，獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的布洛貝爾創(chuàng)立了著名的“蛋白質(zhì)的命運(yùn)”假說，即關(guān)于新生成的蛋白質(zhì)去向的“信號(hào)假說”。他認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)存在某種信號(hào)，這種信號(hào)決定了新生成的蛋白質(zhì)的去向。這意味著每個(gè)蛋白質(zhì)都能夠獲得向某個(gè)地方移動(dòng)的信息，就像郵編一樣，可以讓蛋白質(zhì)找到準(zhǔn)確位置。也就是說，由十幾個(gè)氨基酸組成的“信號(hào)肽”使得蛋白質(zhì)能夠識(shí)別信息，并在某種程度上具有了主動(dòng)性。這種主動(dòng)性與物理主義的決定論觀點(diǎn)發(fā)生了沖突。
弄清各種基因各自會(huì)生成何種蛋白質(zhì)成為需找基因的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)槿绻懒诵盘?hào)肽的基因，就可以知道周圍的基因是決定何種蛋白質(zhì)的基因。“信號(hào)肽”的發(fā)現(xiàn)大大推進(jìn)了人類基因計(jì)劃，然而，“人工智能”研究中并沒有明確給出一個(gè)可以超越一般信息模型的新模型。
三、“人造生命”階段：突破物理主義
在識(shí)別了基因信息之后，就需要對基因突變作出解釋。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，致命的基因突變由于地域特征和環(huán)境不同，其結(jié)果也會(huì)各不相同。這就意味著，人們在對待人類基因時(shí)必須考慮環(huán)境的因素：一方面，環(huán)境可能使基因突變形成惡性基因，另一方面則也能促使發(fā)生有益的突變，從而形成更為適應(yīng)環(huán)境的基因整體。從后者來看，環(huán)境如何引發(fā)新基因整體的形成就成為對基因與環(huán)境之間關(guān)系所進(jìn)行的解釋，這也就成為人類基因組計(jì)劃的后期工作，此階段的“人工生命”研究也將面臨更為深入的問題。
“對基因整體性的認(rèn)識(shí)大體有兩類。一類是在分子遺傳學(xué)堅(jiān)信基因獨(dú)立性存在的前提下，根據(jù)不同功能種類的基因間的協(xié)同關(guān)系詮釋基因系統(tǒng)的整體存在。而今，這一方向已在原核生物領(lǐng)域取得輝煌的成果；另一類是在關(guān)注物種(種群)的發(fā)育和進(jìn)化并結(jié)合分子生物學(xué)的基礎(chǔ)上，探究基因的整體存在，即基因集成、基因組織單元及其關(guān)系的研究。目前，這一方向已受到綜合進(jìn)化論者及其他一些生物學(xué)者的高度重視。”［8］后者恰恰體現(xiàn)了環(huán)境對基因的作用?！叭嗽焐钡奶岢鰟t將這種作用的意義凸顯出來。從其他生命體中提取基因建立新染色體的操作，實(shí)際上就是將特定基因從已有的環(huán)境中分離開來，再將提取的基因染色體放入新的環(huán)境之中，即嵌入已經(jīng)被剔除了遺傳密碼的細(xì)胞中，這樣染色體在新環(huán)境中形成新的基因組織，控制這個(gè)細(xì)胞，發(fā)育變成新的生命體。2010年5月20日，美國私立科研機(jī)構(gòu)克雷格•文特爾研究所宣布：世界首例人造生命――完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生，并將“人造生命”起名為“辛西婭”。這項(xiàng)具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn)表明：新的生命體可以在實(shí)驗(yàn)室里“被創(chuàng)造”，而不是一定要通過“進(jìn)化”來完成?！靶廖鲖I”的產(chǎn)生在一定意義上證明了可以通過人工環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)對基因的作用。
“人造生命”為“人工生命”提出了更深層次的問題?！叭斯ど备拍畈煌趥鹘y(tǒng)生命觀和科學(xué)觀。“傳統(tǒng)生物學(xué)用分析方法研究生命。通過分析，解剖現(xiàn)有生命的物種、生物體、器官、細(xì)胞、細(xì)胞器，即通過分析現(xiàn)有生命的最小部件來理解生命。人工生命用綜合方法研究生命，在人工系統(tǒng)中對簡單的零件進(jìn)行組合，使其產(chǎn)生類同生命的行為，力圖在計(jì)算機(jī)或其他媒體中合成生命?！保?］“人造生命”則進(jìn)一步模擬生命整體功能如何形成。這也改變了對生命的認(rèn)識(shí)，從“如吾所說的生命（lifeasweknowit）”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭缙渌艿纳╨ifeasitcouldbe）”［10］。生命作為各個(gè)功能疊加的物理主義觀念被打破，取而代之的是一種功能整體性觀念。
“人造生命”已有的成果在一定程度上揭示了環(huán)境對基因整體功能的作用機(jī)制，如果能夠找到體現(xiàn)這種機(jī)制的模型，就將推動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展。事實(shí)上，人類基因組計(jì)劃都是建立在DNA分子序列的符號(hào)化前提下的。沒有這種符號(hào)操作，人們就不可能應(yīng)用計(jì)算機(jī)來獲得、識(shí)別并整合生命信息。而這一符號(hào)學(xué)思路恰恰應(yīng)和了美國著名的科學(xué)家、認(rèn)知心理學(xué)家、人工智能學(xué)家西蒙（Simon Blackurn）的理論。西蒙的“物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)”進(jìn)一步闡釋了這一思路?！拔锢矸?hào)系統(tǒng)假設(shè)”強(qiáng)調(diào)“所研究的對象是一個(gè)具體的物質(zhì)系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)的構(gòu)造系統(tǒng)、人的神經(jīng)系統(tǒng)、大腦的神經(jīng)元等。所謂符號(hào)就是模式，如任何一個(gè)模式，只要它能和其他模式相區(qū)別，他就是一個(gè)符號(hào)?！保?1］“物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)”從信息論模型進(jìn)入了符號(hào)學(xué)模型。“人工生命”從對“生命表現(xiàn)出的行為的功能模擬”轉(zhuǎn)向?qū)Α吧鼉?nèi)在創(chuàng)造機(jī)制的功能模擬”。
這種符號(hào)學(xué)模型提示，在經(jīng)常變化的環(huán)境作用下，微觀生命分子形成了不同的功能整體，具有內(nèi)在的適應(yīng)性意義。人們在無法支配環(huán)境的情況下支配基因，就可能造成有害的影響。從“人工生命”、“人工智能”到“人造生命”的概念演進(jìn)，可以得出承認(rèn)生命本身具有內(nèi)在意義，具有一定的主動(dòng)性將成為未來生命科學(xué)理論發(fā)展的一種趨勢。
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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)部對科學(xué)反思和科學(xué)外部人員對科學(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)則是對科學(xué)本性的理性分析，以及對科學(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。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，以親切的場景對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)?？茖W(xué)課讀本，也可以應(yīng)用于課外場景。本文則以小學(xué)《人工智能讀本》為例，對HPS教育進(jìn)行初步摸索與實(shí)踐，以期對小學(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。科學(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)對社會(huì)的影響和社會(huì)對科學(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?！度斯ぶ悄茏x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于社會(huì)的多方面影響。通過對于科技是一把“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的挑戰(zhàn)、人工智能的具體應(yīng)對策略，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?！度斯ぶ悄茏x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，對職業(yè)科學(xué)教師進(jìn)行HPS培訓(xùn)便是必要的。
(三)多場景開展小學(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?！度斯ぶ悄茏x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)用在其他場景，如研學(xué)旅行、科技館等場所。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)教育的重要場所。在該場景下，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)用場景等方面加以改進(jìn)，為提升國民科學(xué)素養(yǎng)做出努力。
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