人工(gōng)智能對學習障礙兒童具有積極作用

2020-03-25

  社會在進步,人類在發展,每一(yī)個人的成長與發展都影響着社會的發展,在以人爲本的今天,學習障礙兒童的發展更應該得到廣泛的關注。人工(gōng)智能的發展讓學習障礙兒童看到了新的希望。

  發布在中(zhōng)國社會科學網的一(yī)篇标題爲“人工(gōng)智能對學習障礙兒童具有積極作用”的文章讓我(wǒ)們走進人工(gōng)智能,走進人工(gōng)智能對學習障礙兒童的積極作用。

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  原文如下(xià):

  學習障礙(Learningdisabilities,LD)源于神經發育異常,是一(yī)種由生(shēng)物(wù)、心理、環境等因素共同作用,具有高度異質性的臨床綜合征,表現爲智力正常的兒童在獲取與使用聽(tīng)、說、讀、寫或數學能力上有明顯困難。據美國精神疾病診斷與統計手冊研究顯示,5%—17%的學齡兒童符合學習障礙的标準。臨床與調查研究發現,學習障礙兒童普遍存在焦慮、抑郁、退縮等内化問題行爲,以及攻擊、違紀、偷竊等外(wài)化問題行爲。與學習障礙有關的問題作爲一(yī)種社會現象,給兒童、家庭及社會帶來的影響不容忽視,它會導緻兒童産生(shēng)違紀,甚至嚴重的違法行爲,影響兒童學業與人際交往,妨礙家庭正常生(shēng)活、危害社會安全。随着學習障礙研究的發展與新技術的湧現,學習障礙的鑒别與幹預研究也發生(shēng)動态變化。研究發現,人工(gōng)智能技術在學習障礙兒童診斷與幹預方面發揮了突破性作用。

  提高學習障礙兒童診斷精準性

  研究發現,人工(gōng)智能技術在學習障礙兒童診斷方面發揮了巨大(dà)的運用價值。人工(gōng)智能可視化、豐富生(shēng)動的呈現方式不僅能引起學習障礙兒童的好奇,促使學習障礙兒童積極配合研究,同時,其高度仿真的機器人模型與超高的性能,有助于提高學習障礙鑒别的科學性與精準性。

  1.通過兒童情緒和行爲反應進行鑒别。歐亨榮(NihalOuherrou)等人的研究發現,通過在虛拟學習環境(VirtualLearningEnvironments)中(zhōng)使用信息交流技術(InformationandCommunicationTechnology,ICT),識别不同學生(shēng)在學習過程中(zhōng)的面部表情,可以鑒别個體(tǐ)是否爲學習障礙兒童。研究對42名學生(shēng)(其中(zhōng),實驗組14人,對照組28人)在玩課堂遊戲時的七種基本面部表情分(fēn)析(憤怒、厭(yàn)惡、恐懼、快樂、悲傷、驚訝和中(zhōng)性),發現虛拟教學環境中(zhōng)存在情緒差異,與正常兒童相比,學習障礙兒童表現出更多的負面情緒。蘇魯爾(AmanySobhySorour)等學者發現,有學習障礙的兒童和沒有學習障礙的兒童在課堂行爲表現上存在顯著差異。此外(wài),穆斯塔法(HassanM.H.Mustafa)通過人工(gōng)智能技術識别學習障礙兒童的情緒、行爲等反應,發現學習障礙兒童存在如注意力不集中(zhōng)、缺乏自信、較少參與課堂互動等現象。可見,通過虛拟教學環境,可以從學生(shēng)的面部表情和行爲反應來鑒别個體(tǐ)是否爲學習障礙患者。

  2.通過模拟人類思維的智能系統進行鑒别。賽義德(KhaledNasserElsayed)認爲,在課堂教學中(zhōng),教師需要花費(fèi)大(dà)量精力在學業成績靠後的學生(shēng)身上,包括課堂反應、作業完成情況等,而這些均可以通過“專家系統”來解決。同時,我(wǒ)們也可以将學習障礙兒童通過“專家系統”進行診斷。診斷方式爲:系統将識别該案例(即學生(shēng))的知(zhī)識結構等形成框架,然後從知(zhī)識庫中(zhōng)檢索與該框架匹配的案例,并使用它作爲與新案例匹配的模型,再利用“專家系統”逐項診斷。當學生(shēng)被診斷爲障礙兒童且明确障礙類型時,則由“專家系統”解釋障礙原因,并提出解決辦法。解決辦法如:由“專家系統”通過人機互動的方式,參與學習障礙兒童問題解決過程,并提供有針對性的幫助(如專家參與兒童獲取和使用新知(zhī)識的過程,幫助學習障礙兒童進行實例訓練并及時歸納總結)。當匹配失敗時,則系統将繼續在其餘列表中(zhōng)進行檢索,直至成功。可見,“專家系統”可以采用分(fēn)類技術,逐步對學習障礙兒童進行診斷。此外(wài),戴維(JulieM.David)等人的研究發現,學習障礙受一(yī)種或多種未知(zhī)因素的影響,因此,鑒别個體(tǐ)是否是學習障礙者是一(yī)項複雜(zá)的任務。而調查法等傳統方式鑒别會因數據缺失、施測過程難以控制等因素,導緻鑒别缺乏真實性。因此,可以通過模糊邏輯或神經模糊系統,将有關聯的缺失值納入新的算法和主成分(fēn)分(fēn)析(PrincipalComponentAnalysis,PCA),利用PCA計算缺失值,進行降維處理,以提升鑒别的準确性。模糊邏輯是一(yī)個概念系統,其原理和方法是模仿人腦的推理思維,将不确定或模糊性信息,利用分(fēn)類器、模糊模型和神經模糊模型,對數據的一(yī)緻性進行評價,進而提高學習障礙鑒别的精準性。不難看出,随着人工(gōng)智能的不斷發展,其新型技術已在學習障礙兒童診斷中(zhōng)發揮創新型和前瞻性作用。

  提升學習障礙兒童幹預有效性

  如今,人工(gōng)智能技術已成爲推動社會快速穩定發展的主要技術力量之一(yī)。人工(gōng)智能特别是機器學習技術已應用于特殊教育研究,如智能輔導系統,在一(yī)定程度上提高診斷學習障礙科學性的同時,通過有效幹預,能夠幫助學習障礙兒童克服困難,提升家庭和社會應對學習障礙的能力。

  1.使用信息與通信技術進行學業幹預。亞當斯(Adams)等人使用該技術發現,ICT可通過學習障礙兒童的學習動機與學業有效性進行幹預。在學習動機方面,歐亨榮等人研究發現,ICT可以通過強化完成學業任務的獨立性、确保高質量的自主學習、參與課堂讨論、與同伴一(yī)起學習、獲得同伴和老師的認可等途徑,提高學習障礙兒童的學習動機。此外(wài),卡菲(JamalElKafi)等人提出了新的适應性學習方法(Adaptativelearningapproach),如根據障礙者的學習風格和認知(zhī)能力,爲個體(tǐ)提供自适應智能對話(huà)系統,讓兒童參與互動對話(huà),以更好地進行學習體(tǐ)驗。實質上,智能對話(huà)系統或“聊天機器人”是一(yī)個程序,其目的是通過模仿人類老師,盡可能使用接近人類自然語言與學習障礙兒童保持互動與溝通,交談時間爲幾分(fēn)鍾或更長。通過給學習障礙者一(yī)種與人交談的印象,提升兒童的自信心,進而提高學習效率。

  2.對虛拟教學環境中(zhōng)學生(shēng)情緒與行爲反應進行幹預。越來越多的研究者關注情緒反應對學習障礙幹預研究的重要性。賽斯卡(MohamedSathik)和喬納森(sēn)(SofiaG.Jonathan)認爲,虛拟教學環境中(zhōng)的消極與積極情緒,有助于了解學生(shēng)對學習任務的理解。此外(wài),有學者提出情緒在學習過程中(zhōng)的反應過程,即理解學生(shēng)情緒的情感輔導系統(AffectiveTutoringSystem,ATS),使用ATS進行面部表情識别不需要教師等的參與,便可以了解學生(shēng)的真實情緒反應。這表明,情緒可能在學習過程中(zhōng)扮演着非常重要的角色,依賴學習障礙兒童的情緒反應,在虛拟課堂環境互動過程中(zhōng)進行幹預,有助于根據學習障礙兒童的情感狀态調整環境,提高學業任務表現。此外(wài),布德羅(KyleBoudreaux)通過人工(gōng)智能語音命令進行行爲幹預取得了一(yī)定進展。

  綜上所述,人工(gōng)智能的發展爲特殊教育研究提供了創新型與前瞻性的研究思路、方法與工(gōng)具;對學習障礙兒童心理與行爲的研究成果運用于人工(gōng)智能領域,同時推動了人工(gōng)智能對特殊教育對象研究的進步。通過對人工(gōng)智能、特殊教育及心理學三大(dà)學科領域的新近研究成果的交叉研究,可以更好解決現實中(zhōng)特殊教育兒童存在的心理與行爲問題,逐步推進三個學科領域面臨的問題。同時,這種結合也将推動彼此的發展,提升各自社會應用價值,解決兒童現存問題,提升家庭幸福感,減少社會安全隐患。(來源:中(zhōng)國社會科學網-中(zhōng)國社會科學報作者:王彥姣姜永志(zhì))

  (本文系内蒙古自治區高等學校青年科技英才支持計劃(NJYT-19-B20)階段性成果)

  (作者單位:西北(běi)師範大(dà)學心理學院;内蒙古師範大(dà)學心理學院)

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