孫瑋
摘要:在人工智能成為推動科技和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量的當(dāng)下,高職學(xué)生的人工智能基礎(chǔ)培養(yǎng)是培養(yǎng)未來技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一步。本文旨在探討高職學(xué)生人工智能基礎(chǔ)培養(yǎng)研究探索(引導(dǎo)學(xué)生理解人工智能的基本原理和技術(shù)特點(diǎn),通過展示人工智能在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例了解人工智能的應(yīng)用方式,自主體驗(yàn)人工智能的應(yīng)用、認(rèn)識人工智能對學(xué)習(xí)方式的影響并講解相關(guān)法律法規(guī)等),從多方面進(jìn)行高職學(xué)生人工智能素養(yǎng)構(gòu)建,并分析未來可能存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:人工智能;信息技術(shù);素養(yǎng)構(gòu)建
引言
教育部《教育信息化2.0行動計(jì)劃》的通知中要求加強(qiáng)學(xué)生信息素養(yǎng)培育,完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn),充分適應(yīng)信息時(shí)代,智能時(shí)代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容[1]。人工智能作為當(dāng)前科技和產(chǎn)業(yè)變革的核心推動者,正在根本性地轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊纳?、職業(yè)以及教育學(xué)習(xí)的模式。教學(xué)管理流程越來越多地融合了人工智能技術(shù),而在高職教育中,人工智能相關(guān)的課程內(nèi)容也正逐步成為教學(xué)的關(guān)鍵組成部分。
一、人工智能技術(shù)的概念
人工智能(Artificial Intelligence,簡稱AI)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)。其包括學(xué)習(xí)、推理、問題解決、語言理解、感知、視覺識別、語音識別等一系列智能行為。
“人工”表示這種智能是由人類創(chuàng)造出來的,而不是自然產(chǎn)生的。人工智能是通過使用計(jì)算機(jī)和算法,模擬人類智能行為的技術(shù)和系統(tǒng)?!叭斯ぶ悄堋敝荚谑褂?jì)算機(jī)系統(tǒng)具備類似人類智能的能力,如學(xué)習(xí)、理解、推理、語言處理、感知和問題解決等。這涉及模擬和復(fù)制人類的認(rèn)知過程和行為,以便計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行類似于人類的智能任務(wù)。
“智能”是指系統(tǒng)或機(jī)器表現(xiàn)出的一種類似于人類智能的能力。人工智能系統(tǒng)被設(shè)計(jì)和訓(xùn)練,以模擬和執(zhí)行與人類相關(guān)的智能任務(wù)。其涉及諸如意識(Consciousness)、自我(Self)、思維(Mind)(包括無意識的思維(Unconscious Mind))等問題。
人工智能的發(fā)展受益于計(jì)算機(jī)科學(xué)的多個(gè)子領(lǐng)域,如算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、概率論等。隨著技術(shù)的進(jìn)步,人工智能在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)展,成為現(xiàn)代科技和社會發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力之一,見圖1。
二、智能時(shí)代高職學(xué)生人工智能素養(yǎng)構(gòu)建
在智能時(shí)代背景下,構(gòu)建高職學(xué)生的人工智能素養(yǎng)是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)[2],它不僅涉及學(xué)生對人工智能知識的認(rèn)知和理解,還包括了思維訓(xùn)練、技能實(shí)踐以及倫理觀的培養(yǎng)。2023年5月北京師范大學(xué)發(fā)布的《青少年人工智能素養(yǎng)核心框架》提供了一個(gè)很好的參考模型,這個(gè)框架通過劃分AI認(rèn)知、AI能力以及AI安全與倫理三大領(lǐng)域,明確了青少年在人工智能學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該掌握的核心內(nèi)容。
據(jù)此可以進(jìn)一步探討如何為高職學(xué)生構(gòu)建適合他們的人工智能素養(yǎng)。主要包含以下要素:(1)知識。作為基礎(chǔ),包括人工智能的基本概念、原理、發(fā)展歷程以及應(yīng)用場景等。這為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);(2)思維。包括計(jì)算思維、批判性思維和創(chuàng)新思維等。這些思維訓(xùn)練有助于學(xué)生更好地理解和掌握人工智能技術(shù),同時(shí)也培養(yǎng)他們解決問題的能力;(3)技能。著重于動手實(shí)踐能力的培養(yǎng),如編程技能、數(shù)據(jù)分析能力、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)踐等。這些技能的掌握是學(xué)生將來能夠在人工智能領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱的關(guān)鍵;(4)倫理。涉及人工智能安全與隱私保護(hù)、倫理道德觀念等。隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用,倫理問題日益凸顯,因此培養(yǎng)學(xué)生的倫理觀念是非常必要的。
在實(shí)施過程中,這4個(gè)要素應(yīng)該相互聯(lián)系、相互支撐,形成一個(gè)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)體系。通過知識學(xué)習(xí),學(xué)生可以構(gòu)建起對人工智能的基本認(rèn)識;通過思維訓(xùn)練,促進(jìn)知識的深入理解和技能的形成;通過技能實(shí)踐,將知識和思維轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作能力;最后通過倫理教育,確保學(xué)生能夠在明確道德界限的前提下運(yùn)用人工智能技術(shù)。
三、體驗(yàn)人工智能的應(yīng)用、認(rèn)識人工智能對學(xué)習(xí)方式的影響
在教學(xué)中,教師首先介紹人工智能的定義、歷史發(fā)展、基本原理和主要研究方向。讓學(xué)生了解人工智能的范圍和目標(biāo)以及它如何逐步從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。其次介紹人工智能領(lǐng)域的基本概念和術(shù)語,如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、算法等,幫助學(xué)生建立起基本的人工智能知識框架。接著展示人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例,引導(dǎo)學(xué)生了解人工智能在各行各業(yè)(如智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智能物流、智慧交通)的應(yīng)用,鼓勵和教導(dǎo)學(xué)生盡早盡快創(chuàng)造性地、合乎規(guī)范地駕馭人工智能,學(xué)會和人工智能合作與協(xié)作。
人工智能的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛,常見的人工智能產(chǎn)品應(yīng)用主要有:(1)智能助理。像Siri、小度音箱這樣的語音助手利用自然語言處理和語音識別技術(shù),幫助用戶執(zhí)行各種任務(wù),如設(shè)置提醒、查詢信息和控制智能家居設(shè)備;(2)智能家居。智能家居產(chǎn)品利用人工智能技術(shù),如機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺,來提高家居設(shè)備的自動化程度和智能化水平,例如智能照明系統(tǒng)、智能安防攝像頭和智能溫控器;(3)推薦系統(tǒng)。通過分析用戶的歷史行為和偏好,推薦系統(tǒng)能夠向用戶推薦他們可能感興趣的產(chǎn)品、音樂、視頻、新聞等內(nèi)容,提高用戶體驗(yàn)和銷售轉(zhuǎn)化率;(4)自然語言處理。自然語言處理(NLP)技術(shù)被應(yīng)用于文本分析、情感分析、智能客服和自動文檔摘要等領(lǐng)域,幫助人們更高效地處理大量的文本數(shù)據(jù);(5)醫(yī)療診斷。在醫(yī)療領(lǐng)域被用于醫(yī)學(xué)影像分析、病理學(xué)診斷、基因組學(xué)研究等,有助于提高疾病診斷的準(zhǔn)確性和效率;(6)金融風(fēng)控。在金融領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于欺詐檢測、信用評分、投資組合管理等方面,幫助金融機(jī)構(gòu)降低風(fēng)險(xiǎn)并提高效率;(7)智能交通。在交通領(lǐng)域的應(yīng)用包括交通流量預(yù)測管理、智能交通信號控制、自動駕駛技術(shù)等,有助于提高交通效率和安全性;(8)教育。在教育領(lǐng)域被用于個(gè)性化教育、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺等,幫助教育機(jī)構(gòu)更好地滿足學(xué)生的需求。
學(xué)生接觸到的人工智能產(chǎn)品主要是小度音響,智能導(dǎo)航等生活類應(yīng)用。為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和互動體驗(yàn),在教學(xué)中,教師通過創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)情境引導(dǎo)學(xué)生了解以文心一言、剪映、輕顏相機(jī)為代表的和學(xué)生學(xué)習(xí)生活密切相關(guān)的人工智能的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀。
(一)生成式人工智能
生成式人工智能在教育領(lǐng)域引發(fā)了廣泛的關(guān)注和憂慮。其主要原因之一是它具備以對話形式回答用戶問題,并提供個(gè)性化意見和建議的能力,從而實(shí)現(xiàn)了減負(fù)增效的技術(shù)價(jià)值和社會效用[3]。尤其當(dāng)生成式人工智能與其他技術(shù)相結(jié)合時(shí),它不僅可以生成文字,還能創(chuàng)造圖片、視頻、演示文稿、代碼、網(wǎng)站等,甚至實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能。通過機(jī)器學(xué)習(xí),生成式人工智能能夠自動化地進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn),為現(xiàn)有產(chǎn)品增添智能,從而將它們發(fā)展成為人工智能產(chǎn)品。
帶領(lǐng)學(xué)生注冊賬號,體驗(yàn)基于語言模型的國產(chǎn)聊天機(jī)器人文心一言的應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識今后要逐漸接受學(xué)習(xí)方式將從“搜索就是學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)成“對話式學(xué)習(xí)”。演示出錯過程,讓他們明白AI生成的回答并不總是準(zhǔn)確可信的,需要判斷信息來源和真實(shí)性,進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證和思考。講解《喬治·馬丁等17位作家起訴ChatGPT侵權(quán)》案例和《著作權(quán)法》引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和世界觀,培養(yǎng)學(xué)生的法治意識和倫理道德素養(yǎng)[4]。
(二)濾鏡功能
在照片和視頻拍攝和制作過程中,圖像畫質(zhì)越高觀賞效果越好。除了提高相機(jī)的分辨率,各種軟件在畫質(zhì)提升方面都有其自身優(yōu)勢。濾鏡的普及使用就是人工智能技術(shù)在畫質(zhì)提升方面重要的應(yīng)用。
1.顏色濾鏡
顏色濾鏡還有一個(gè)專業(yè)的稱呼——調(diào)色濾鏡,這也是目前最受歡迎的濾鏡解決方案之一。通過調(diào)節(jié)各種不同的像素值亮度、對比度、色相、暗角等參數(shù)得到與原圖不同色調(diào)的效果,可以統(tǒng)稱為顏色或調(diào)色濾鏡。
時(shí)下流行的美顏濾鏡中所用的顏色濾鏡實(shí)現(xiàn)原理是通過“顏色查找算法”進(jìn)行識別、映射、調(diào)色,這種方式統(tǒng)稱為LUT顏色濾鏡,可以理解為優(yōu)化升級版的普通顏色濾鏡,有效減少了使用濾鏡時(shí)的功耗。
2.幾何濾鏡(改變像素)
改變圖像的像素是幾何濾鏡實(shí)現(xiàn)的重要步驟,可以聯(lián)想一下“哈哈鏡特效”,這種濾鏡與顏色無關(guān),主要通過改變像素點(diǎn)的幾何信息而實(shí)現(xiàn)特效,也可以將人臉變形的這些特效都理解為“幾何濾鏡”。還有一些美型功能也是通過類似的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,如“大眼、瘦臉瘦身,縮小鼻翼”等。
3.智能濾鏡與混合濾鏡
智能濾鏡,顧名思義就是通過深度學(xué)習(xí)的方式融會貫通各種濾鏡方案,根據(jù)不同的應(yīng)用場景自動調(diào)節(jié)濾鏡特效,如不同風(fēng)格的濾鏡、高級智能調(diào)色等方案,還有目前比較熱門的AI人像濾鏡。除此之外,還有一個(gè)混合濾鏡,混合濾鏡綜合了各種濾鏡方案,可以運(yùn)行多種濾鏡功能,甚至還可以實(shí)現(xiàn)各種美顏操作,這也是比較常見的濾鏡方案。
(三)智能字幕配音功能
現(xiàn)如今,在刷短視頻、觀看電影解說、科普解說等時(shí),常常會聽到使用AI配音工具生成的聲音,它們非常的方便和實(shí)用。前期拍攝好的短視頻,由學(xué)生自己利用智能文案輸入關(guān)鍵字生成文案再進(jìn)行智能配音和添加字幕。剪映是抖音的一款視頻剪輯工具,其中也包含了文字轉(zhuǎn)語音的功能。使用該功能非常簡單:將需要添加配音的視頻拖放到時(shí)間線上,右鍵選擇“識別字幕/歌詞”,然后系統(tǒng)會自動為你生成字幕。
在字幕中,可以通過點(diǎn)擊右上角的朗讀選項(xiàng)選擇不同的角色配音,有多款男女生配音可以選用。除了能夠?qū)⒁曨l原聲轉(zhuǎn)為字幕同時(shí)進(jìn)行一鍵配音,字幕與視頻的時(shí)間節(jié)點(diǎn)也能夠完美匹配[5]。目前各大視頻公司都提供了AI智能創(chuàng)作平臺助力創(chuàng)作,例如,騰訊智影是騰訊公司旗下的一個(gè)在線智能視頻創(chuàng)作平臺,是集素材搜集、視頻剪輯、渲染導(dǎo)出和發(fā)布于一體的免費(fèi)在線剪輯平臺。其中有許多實(shí)用的功能,如文本配音、數(shù)字人播報(bào)、自動字幕識別、文章轉(zhuǎn)視頻、去水印、視頻解說、橫轉(zhuǎn)豎等功能,依托騰訊完善的版權(quán)基礎(chǔ),擁有豐富的素材庫,極大地降低了視頻制作的門檻,提高了視頻制作的速度,幫助用戶更好地進(jìn)行視頻化的表達(dá)。類似還有其他不少軟件功能也非常強(qiáng)大如微軟文本轉(zhuǎn)語音,它是微軟Azure服務(wù)中的一個(gè)免費(fèi)功能,可以生成非常逼真自然的語音,支持多種語言,包括方言如四川話、粵語和東北話等。創(chuàng)作者可以通過文本轉(zhuǎn)語音工具調(diào)整語速和語調(diào),選擇不同的人物角色和情緒,還可以通過調(diào)整SSML(語音合成標(biāo)記語言)來控制文本不同部分的聲音效果。
(四)畫質(zhì)修復(fù)功能
畫質(zhì)修復(fù)功能是一種利用人工智能技術(shù)來改善圖像或視頻質(zhì)量的方法。這種功能通常用于修復(fù)受損、模糊或失真的圖像,以提高其清晰度、細(xì)節(jié)和色彩表現(xiàn),使其更加清晰、逼真和可用。在實(shí)際應(yīng)用中,畫質(zhì)修復(fù)功能可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,包括數(shù)字?jǐn)z影、醫(yī)學(xué)影像、監(jiān)控視頻等。例如,對于受損的老照片或低分辨率圖像,畫質(zhì)修復(fù)功能可以恢復(fù)其原本的清晰度和色彩,使用戶能夠更好地欣賞和保存這些珍貴的記憶。在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域,畫質(zhì)修復(fù)功能可以幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地診斷疾病,提高醫(yī)療診斷的水平。在監(jiān)控視頻領(lǐng)域,畫質(zhì)修復(fù)功能可以改善監(jiān)控畫面的清晰度和細(xì)節(jié),提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的效果和可靠性。
四、成果與反思
在教學(xué)中,教師采用案例分析、技術(shù)展示、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等方式來呈現(xiàn)人工智能的典型應(yīng)用案例,引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展思維,深入了解人工智能的特點(diǎn)和應(yīng)用方式,鼓勵學(xué)生思考人工智能如何解決現(xiàn)實(shí)問題。通過這樣的教學(xué)方式學(xué)生能夠理性認(rèn)識人工智能對個(gè)人未來職業(yè)發(fā)展和人類社會發(fā)展的影響,并且能夠親身體驗(yàn)其在學(xué)習(xí)和工作中的實(shí)際應(yīng)用。此外,教師還向?qū)W生介紹了人工智能實(shí)現(xiàn)的簡單原理,講解案例和法規(guī)幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和世界觀,培養(yǎng)他們的法治意識和倫理道德素養(yǎng)。盡管人工智能在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用取得了一定的成果,但仍然面臨一些挑戰(zhàn),如何保護(hù)教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全和隱私成了其中一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。此外教師也需要不斷地學(xué)習(xí),進(jìn)行角色多元化擴(kuò)展來應(yīng)對人工智能時(shí)代的變化與發(fā)展。
結(jié)語
未來人工智能技術(shù)將更加深入地融入教育領(lǐng)域,為學(xué)生提供更加個(gè)性化、智能化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。教育數(shù)據(jù)分析將成為教育領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,有助于教師更好地了解學(xué)生需求,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法??鐚W(xué)科合作將成為教育領(lǐng)域的一大趨勢,未來將利用人工智能技術(shù)解決更多實(shí)際問題,人工智能也逐漸成為高職計(jì)算機(jī)教育重要教學(xué)內(nèi)容之一。
參考文獻(xiàn):
[1]張萌.人工智能時(shí)代下高職學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)模式的探索[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào),2020(03):140-142.
[2]駱忠強(qiáng),熊興中.新一代人工智能背景下電子信息類人才基礎(chǔ)能力培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇,2020(45):9-10.
[3]焦建利,陳麗,吳偉偉.由ChatGPT引發(fā)的教育之問:可能影響與應(yīng)對之策[J].中國教育信息化,2023,29(03):19-32.
[4]徐升,佟佳睿,胡祥恩.下一代個(gè)性化學(xué)習(xí):生成式人工智能增強(qiáng)智能輔導(dǎo)系統(tǒng)[J].開放教育研究,2024,30(02):13-22.
[5]谷青.人工智能技術(shù)在視頻制作中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng),2023(06):62-64.