JAVA與人工智能相結(jié)合在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用

陳艷平

(貴州大學(xué)，貴陽 550025)

1 JAVA編程的特點(diǎn)

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)，JAVA語言可以很好地處理軟件所暴露的問題，提升軟件的穩(wěn)定性。JAVA編程自誕生伊始就屬于大眾型產(chǎn)品，它適用于多項(xiàng)領(lǐng)域，最常用在計(jì)算機(jī)軟件中。就技術(shù)特性而言，JAVA編程有著很高的實(shí)用性。

1.1 語法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

JAVA程序設(shè)計(jì)極大推動(dòng)了計(jì)算機(jī)軟件的升級(jí)，它的語法結(jié)構(gòu)比較單一，相較于傳統(tǒng)的C語言和C++，它的基本結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)太大變化，用戶的接受程度也更高一些。JAVA編程語言的基本參考對(duì)象就是C語言和C++語言，它承繼了兩者的優(yōu)點(diǎn)，能夠借助便捷的方式體現(xiàn)繁雜的程序，進(jìn)而優(yōu)化工作效率。

1.2 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方式

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序研發(fā)時(shí)，各種語言都有自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，而JAVA編程語言在市場(chǎng)實(shí)踐過程中憑借自身面向?qū)ο蟮奶匦垣@得了很多使用者的好評(píng)。JAVA編程能夠根據(jù)功能的不同對(duì)程序進(jìn)行不同程度的分割，變成一個(gè)個(gè)小模塊，這也是一種對(duì)程序的分解。調(diào)查顯示，JAVA編程語言面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)非常有價(jià)值，如果程序員要對(duì)某一程序進(jìn)行改動(dòng)，那么只用改動(dòng)這一個(gè)特定程序即可，不用改變其他程序，而且也不會(huì)對(duì)其他模塊造成影響。這個(gè)優(yōu)勢(shì)是獨(dú)特的，而JAVA也正是因此能夠優(yōu)化整個(gè)軟件的性能。

1.3 具有可移植性、安全性和解釋性

JAVA語言可移植性強(qiáng)大、安全系數(shù)極高、解釋性優(yōu)異。就可移植性而言，JAVA編程語言允許使用者在互聯(lián)網(wǎng)上下載應(yīng)用軟件，同時(shí)還能做出多項(xiàng)優(yōu)化，極大削減下載的阻礙。就安全性而言，JAVA編程語言能夠在本質(zhì)上確保網(wǎng)絡(luò)安全。對(duì)于解釋性而言，就是使用者在執(zhí)行JAVA程序后能夠解釋該語言，節(jié)約了很多時(shí)間。

1.4 具有平臺(tái)獨(dú)立性

平臺(tái)獨(dú)立性是JAVA編程語言最大的優(yōu)勢(shì)。通常而言，JAVA編程軟件編寫出來的語言是不用再處理的，也不用其他形式的修改，能夠直接放在平臺(tái)上運(yùn)行，編譯一次就能多次運(yùn)行。JAVA編程要借助JAVA虛擬機(jī)來完成，要先破解中間翻譯碼，然后安裝且校驗(yàn)，最后在計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生代碼。在這些工作都做完之后，開始運(yùn)行。這一過程對(duì)于運(yùn)行的要求較低，只要系統(tǒng)支持JAVA虛擬機(jī)，程序就能正常運(yùn)行。

1.5 具有拓展性、靈活性

JAVA編程語言的靈活性極高，程序員可以充分借鑒已有程序進(jìn)行發(fā)揮，衍生出新的創(chuàng)新案例，而且還不會(huì)破壞已有程序，在原來程序能夠正常運(yùn)行的前提下進(jìn)行程序拓展，具有廣闊的發(fā)展前景。

1.6 具有多線程性

多線程這一優(yōu)點(diǎn)是JAVA語言編程特有的，能夠進(jìn)一步確保應(yīng)用的良好運(yùn)行。JAVA軟件有著同步原語功能，保證了共享數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，程序員可以充分發(fā)揮多線程特性來執(zhí)行各種不同的操作，使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠多方面呈現(xiàn)出來。

2 JAVA與人工智能的關(guān)系

人可以通過語言將自己所具有的知識(shí)、思想、情感、愿望等傳達(dá)給計(jì)算機(jī)，這樣的語言被稱為知識(shí)語言或智能語言。JAVA語言具有可移植性等優(yōu)點(diǎn)，能夠提供強(qiáng)大的類庫，而且JAVA提供的面向?qū)ο蠛投嗑€程特性允許用戶針對(duì)試圖解決的現(xiàn)實(shí)世界問題建立更接近的模型，JAVA語言可以用來輔助解決人工智能系統(tǒng)的問題。

隨著理論探索的深入，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論異軍突起，逐漸成為當(dāng)前主要的人工智能技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)神秘腦神經(jīng)工作機(jī)制的一種模擬，可通過模擬人腦結(jié)構(gòu)來對(duì)信息進(jìn)行記憶和處理，擅長(zhǎng)在輸入輸出數(shù)據(jù)時(shí)學(xué)習(xí)重要知識(shí)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)如下：①分布式存儲(chǔ)和容錯(cuò)性。②信號(hào)處理的高度并行性。③信息的處理與存儲(chǔ)合二為一。④極強(qiáng)的學(xué)習(xí)功能。JAVA與模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)的結(jié)合將成為今后JAVA與人工智能相結(jié)合的主流方式，這種以JAVA為核心技術(shù)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)開發(fā)工具被稱為模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)JAVA專家系統(tǒng)外殼(FNNJESS)。

3 JAVA與人工智能相結(jié)合在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的智能化主要體現(xiàn)在因材施教和情感交流兩方面。從因材施教方面來看，沒有JAVA和人工智能理論支持的多媒體教學(xué)系統(tǒng)因缺乏推理機(jī)制和模型而不能確定學(xué)生的知識(shí)水平和認(rèn)知特點(diǎn)，不能根據(jù)學(xué)生的意愿和理解能力來提供適合不同學(xué)生的指導(dǎo)資料，而智能化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠解決這一問題。智能化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)由知識(shí)模塊、學(xué)生模塊和教師模塊共同組成。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)使用多媒體技術(shù)將圖片、聲音等利用JAVA鏈接來進(jìn)行教學(xué)。教師需對(duì)教師模塊的知識(shí)庫進(jìn)行更新、修改、完善，并利用教學(xué)模塊進(jìn)行組織教學(xué)和監(jiān)督教學(xué)。學(xué)生需要在學(xué)生模塊學(xué)習(xí)知識(shí)庫的內(nèi)容并及時(shí)完成模塊指定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時(shí)教學(xué)系統(tǒng)會(huì)將學(xué)生在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)情況反饋給教師。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)每個(gè)模塊里的內(nèi)容都在進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，每個(gè)模塊內(nèi)容的變化都會(huì)影響其他模塊。JAVA技術(shù)與人工智能的結(jié)合除了體現(xiàn)在教學(xué)系統(tǒng)中引入學(xué)生模型和知識(shí)推理機(jī)制外，還可使網(wǎng)絡(luò)信息庫中的導(dǎo)航機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)智能化。利用超文本技術(shù)組織的網(wǎng)絡(luò)信息庫符合人類的聯(lián)想思維，便于閱讀、瀏覽、查詢。網(wǎng)絡(luò)的連接不需要太廣闊的范圍，避免學(xué)習(xí)者迷失于資料中。最理想的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)方式是學(xué)習(xí)者在瀏覽網(wǎng)頁時(shí)能高效率找到自己感興趣的學(xué)習(xí)主題。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的因材施教還要求在沒有教師的情況下能動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)智能分組，可根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)水平、思維方式的傾向性等來組成多個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)小組。成員的分配可采用取長(zhǎng)補(bǔ)短的方式來進(jìn)行，這樣有利于提高協(xié)作學(xué)習(xí)效果。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)課堂的各協(xié)作學(xué)習(xí)小組之間還可以進(jìn)行合作、交流、競(jìng)爭(zhēng)等活動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)課堂將不再是個(gè)體與網(wǎng)絡(luò)的對(duì)話，而是和實(shí)際課堂一樣生動(dòng)活潑。因材施教是智能化的初級(jí)特征，情感交流是智能化的高級(jí)特征。具備了傳統(tǒng)教學(xué)中情感交流的網(wǎng)絡(luò)課堂是有人情味的，這正是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)智能化的最高境界。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為遠(yuǎn)程教學(xué)的一種重要形式，其情感交流目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)還需要JAVA和人工智能的輔助。

4 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為了當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助教育的研究熱點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)完善的網(wǎng)上虛擬教學(xué)系統(tǒng)而言，利用JAVA進(jìn)行設(shè)計(jì)并結(jié)合人工智能領(lǐng)域中的不確定推理等理論使系統(tǒng)從單純的被動(dòng)信息索取向主動(dòng)信息獲取轉(zhuǎn)變已是大勢(shì)所趨，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展前景更加廣闊。