人工智能(néng)對(duì)學(xué)習障礙兒童具有積極作用

2020-03-25

  社會在進(jìn)步,人類在發(fā)展,每一個人的成(chéng)長(cháng)與發(fā)展都(dōu)影響着社會的發(fā)展,在以人爲本的今天,學(xué)習障礙兒童的發(fā)展更應該得到廣泛的關注。人工智能(néng)的發(fā)展讓學(xué)習障礙兒童看到了新的希望。

  發(fā)布在中國(guó)社會科學(xué)網的一篇标題爲“人工智能(néng)對(duì)學(xué)習障礙兒童具有積極作用”的文章讓我們走進(jìn)人工智能(néng),走進(jìn)人工智能(néng)對(duì)學(xué)習障礙兒童的積極作用。

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  原文如下:

  學(xué)習障礙(Learningdisabilities,LD)源于神經(jīng)發(fā)育異常,是一種(zhǒng)由生物、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、說、讀、寫或數學(xué)能(néng)力上有明顯困難。據美國(guó)精神疾病診斷與統計手冊研究顯示,5%—17%的學(xué)齡兒童符合學(xué)習障礙的标準。臨床與調查研究發(fā)現,學(xué)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、偷竊等外化問題行爲。與學(xué)習障礙有關的問題作爲一種(zhǒng)社會現象,給兒童、家庭及社會帶來的影響不容忽視,它會導緻兒童産生違紀,甚至嚴重的違法行爲,影響兒童學(xué)業與人際交往,妨礙家庭正常生活、危害社會安全。随着學(xué)習障礙研究的發(fā)展與新技術的湧現,學(xué)習障礙的鑒别與幹預研究也發(fā)生動态變化。研究發(fā)現,人工智能(néng)技術在學(xué)習障礙兒童診斷與幹預方面(miàn)發(fā)揮了突破性作用。

  提高學(xué)習障礙兒童診斷精準性

  研究發(fā)現,人工智能(néng)技術在學(xué)習障礙兒童診斷方面(miàn)發(fā)揮了巨大的運用價值。人工智能(néng)可視化、豐富生動的呈現方式不僅能(néng)引起(qǐ)學(xué)習障礙兒童的好(hǎo)奇,促使學(xué)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(néng),有助于提高學(xué)習障礙鑒别的科學(xué)性與精準性。

  1.通過(guò)兒童情緒和行爲反應進(jìn)行鑒别。歐亨榮(NihalOuherrou)等人的研究發(fā)現,通過(guò)在虛拟學(xué)習環境(VirtualLearningEnvironments)中使用信息交流技術(InformationandCommunicationTechnology,ICT),識别不同學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中的面(miàn)部表情,可以鑒别個體是否爲學(xué)習障礙兒童。研究對(duì)42名學(xué)生(其中,實驗組14人,對(duì)照組28人)在玩課堂遊戲時的七種(zhǒng)基本面(miàn)部表情分析(憤怒、厭惡、恐懼、快樂、悲傷、驚訝和中性),發(fā)現虛拟教學(xué)環境中存在情緒差異,與正常兒童相比,學(xué)習障礙兒童表現出更多的負面(miàn)情緒。蘇魯爾(AmanySobhySorour)等學(xué)者發(fā)現,有學(xué)習障礙的兒童和沒(méi)有學(xué)習障礙的兒童在課堂行爲表現上存在顯著差異。此外,穆斯塔法(HassanM.H.Mustafa)通過(guò)人工智能(néng)技術識别學(xué)習障礙兒童的情緒、行爲等反應,發(fā)現學(xué)習障礙兒童存在如注意力不集中、缺乏自信、較少參與課堂互動等現象。可見,通過(guò)虛拟教學(xué)環境,可以從學(xué)生的面(miàn)部表情和行爲反應來鑒别個體是否爲學(xué)習障礙患者。

  2.通過(guò)模拟人類思維的智能(néng)系統進(jìn)行鑒别。賽義德(KhaledNasserElsayed)認爲,在課堂教學(xué)中,教師需要花費大量精力在學(xué)業成(chéng)績靠後(hòu)的學(xué)生身上,包括課堂反應、作業完成(chéng)情況等,而這(zhè)些均可以通過(guò)“專家系統”來解決。同時,我們也可以將(jiāng)學(xué)習障礙兒童通過(guò)“專家系統”進(jìn)行診斷。診斷方式爲:系統將(jiāng)識别該案例(即學(xué)生)的知識結構等形成(chéng)框架,然後(hòu)從知識庫中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(xué)生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(guò)人機互動的方式,參與學(xué)習障礙兒童問題解決過(guò)程,并提供有針對(duì)性的幫助(如專家參與兒童獲取和使用新知識的過(guò)程,幫助學(xué)習障礙兒童進(jìn)行實例訓練并及時歸納總結)。當匹配失敗時,則系統將(jiāng)繼續在其餘列表中進(jìn)行檢索,直至成(chéng)功。可見,“專家系統”可以采用分類技術,逐步對(duì)學(xué)習障礙兒童進(jìn)行診斷。此外,戴維(JulieM.David)等人的研究發(fā)現,學(xué)習障礙受一種(zhǒng)或多種(zhǒng)未知因素的影響,因此,鑒别個體是否是學(xué)習障礙者是一項複雜的任務。而調查法等傳統方式鑒别會因數據缺失、施測過(guò)程難以控制等因素,導緻鑒别缺乏真實性。因此,可以通過(guò)模糊邏輯或神經(jīng)模糊系統,將(jiāng)有關聯的缺失值納入新的算法和主成(chéng)分分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA),利用PCA計算缺失值,進(jìn)行降維處理,以提升鑒别的準确性。模糊邏輯是一個概念系統,其原理和方法是模仿人腦的推理思維,將(jiāng)不确定或模糊性信息,利用分類器、模糊模型和神經(jīng)模糊模型,對(duì)數據的一緻性進(jìn)行評價,進(jìn)而提高學(xué)習障礙鑒别的精準性。不難看出,随着人工智能(néng)的不斷發(fā)展,其新型技術已在學(xué)習障礙兒童診斷中發(fā)揮創新型和前瞻性作用。

  提升學(xué)習障礙兒童幹預有效性

  如今,人工智能(néng)技術已成(chéng)爲推動社會快速穩定發(fā)展的主要技術力量之一。人工智能(néng)特别是機器學(xué)習技術已應用于特殊教育研究,如智能(néng)輔導系統,在一定程度上提高診斷學(xué)習障礙科學(xué)性的同時,通過(guò)有效幹預,能(néng)夠幫助學(xué)習障礙兒童克服困難,提升家庭和社會應對(duì)學(xué)習障礙的能(néng)力。

  1.使用信息與通信技術進(jìn)行學(xué)業幹預。亞當斯(Adams)等人使用該技術發(fā)現,ICT可通過(guò)學(xué)習障礙兒童的學(xué)習動機與學(xué)業有效性進(jìn)行幹預。在學(xué)習動機方面(miàn),歐亨榮等人研究發(fā)現,ICT可以通過(guò)強化完成(chéng)學(xué)業任務的獨立性、确保高質量的自主學(xué)習、參與課堂讨論、與同伴一起(qǐ)學(xué)習、獲得同伴和老師的認可等途徑,提高學(xué)習障礙兒童的學(xué)習動機。此外,卡菲(JamalElKafi)等人提出了新的适應性學(xué)習方法(Adaptativelearningapproach),如根據障礙者的學(xué)習風格和認知能(néng)力,爲個體提供自适應智能(néng)對(duì)話系統,讓兒童參與互動對(duì)話,以更好(hǎo)地進(jìn)行學(xué)習體驗。實質上,智能(néng)對(duì)話系統或“聊天機器人”是一個程序,其目的是通過(guò)模仿人類老師,盡可能(néng)使用接近人類自然語言與學(xué)習障礙兒童保持互動與溝通,交談時間爲幾分鍾或更長(cháng)。通過(guò)給學(xué)習障礙者一種(zhǒng)與人交談的印象,提升兒童的自信心,進(jìn)而提高學(xué)習效率。

  2.對(duì)虛拟教學(xué)環境中學(xué)生情緒與行爲反應進(jìn)行幹預。越來越多的研究者關注情緒反應對(duì)學(xué)習障礙幹預研究的重要性。賽斯卡(MohamedSathik)和喬納森(SofiaG.Jonathan)認爲,虛拟教學(xué)環境中的消極與積極情緒,有助于了解學(xué)生對(duì)學(xué)習任務的理解。此外,有學(xué)者提出情緒在學(xué)習過(guò)程中的反應過(guò)程,即理解學(xué)生情緒的情感輔導系統(AffectiveTutoringSystem,ATS),使用ATS進(jìn)行面(miàn)部表情識别不需要教師等的參與,便可以了解學(xué)生的真實情緒反應。這(zhè)表明,情緒可能(néng)在學(xué)習過(guò)程中扮演着非常重要的角色,依賴學(xué)習障礙兒童的情緒反應,在虛拟課堂環境互動過(guò)程中進(jìn)行幹預,有助于根據學(xué)習障礙兒童的情感狀态調整環境,提高學(xué)業任務表現。此外,布德羅(KyleBoudreaux)通過(guò)人工智能(néng)語音命令進(jìn)行行爲幹預取得了一定進(jìn)展。

  綜上所述,人工智能(néng)的發(fā)展爲特殊教育研究提供了創新型與前瞻性的研究思路、方法與工具;對(duì)學(xué)習障礙兒童心理與行爲的研究成(chéng)果運用于人工智能(néng)領域,同時推動了人工智能(néng)對(duì)特殊教育對(duì)象研究的進(jìn)步。通過(guò)對(duì)人工智能(néng)、特殊教育及心理學(xué)三大學(xué)科領域的新近研究成(chéng)果的交叉研究,可以更好(hǎo)解決現實中特殊教育兒童存在的心理與行爲問題,逐步推進(jìn)三個學(xué)科領域面(miàn)臨的問題。同時,這(zhè)種(zhǒng)結合也將(jiāng)推動彼此的發(fā)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:中國(guó)社會科學(xué)網-中國(guó)社會科學(xué)報作者:王彥姣姜永志)

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

  (作者單位:西北師範大學(xué)心理學(xué)院;内蒙古師範大學(xué)心理學(xué)院)

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