論生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)在中學(xué)歷史教學(xué)中的應(yīng)用技巧

寇兆欣

[摘? ?要]為創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的教學(xué)情境，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，可利用人工智能的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學(xué)。這種方法可用于新課導(dǎo)入和學(xué)生疲倦時(shí)，但要注意與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，不可濫用。研究者結(jié)合歷史教學(xué)實(shí)例對(duì)此進(jìn)行了闡釋。

[關(guān)鍵詞]人工智能;生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò);中學(xué);歷史教學(xué)

人工智能（Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI）是對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程的模擬，制造出能夠像人類一樣思考的機(jī)器是科學(xué)家們最偉大的夢(mèng)想之一。人工智能是一個(gè)研究范圍十分廣泛的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。大部分人對(duì)人工智能的了解來(lái)自如《終結(jié)者》《機(jī)器人瓦利》《超體》的科幻影片，其中的機(jī)器人異常強(qiáng)大、能力非凡。然而現(xiàn)實(shí)中的人工智能更接地氣，包括搜索引擎、郵件過(guò)濾器、智能語(yǔ)音助手Siri、二維碼掃描器、游戲中的NPC（非玩家扮演角色）等，這些都是近60年來(lái)人工智能技術(shù)實(shí)用化的產(chǎn)物。以下將以生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)[1]為例討論人工智能在中學(xué)歷史教學(xué)中的應(yīng)用技巧。

一、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的基本介紹

生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)是人工智能中的一個(gè)重要分支。它體現(xiàn)了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互相博弈：一個(gè)是生成器，即生成“假圖片”;另一個(gè)是判別器，用于判斷輸入圖片的真?zhèn)?，目?biāo)在于讓判斷器無(wú)法判斷生成器的圖片是真還是假[2]。生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)自2014年被首次提出至今，其應(yīng)用已不僅局限于生成圖片，還包括圖片轉(zhuǎn)換、圖像修復(fù)、圖像超分辨率、風(fēng)格遷移、文本生成、視頻生成等。簡(jiǎn)言之，運(yùn)用該技術(shù)可以改變?cè)掌宋锏谋砬榛蛉菝?，從而突出某些特征，生成逼真的“假人臉”。生成?duì)抗網(wǎng)絡(luò)的提出對(duì)于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，使人工智能圖像的生成進(jìn)入了“眼見(jiàn)不一定為實(shí)”的階段。例如：一張表情嚴(yán)肅的人物照片，一段表情和動(dòng)作都很夸張的人物視頻，一段脫口秀表演的音頻，它們彼此之間本來(lái)毫無(wú)關(guān)聯(lián)，通過(guò)生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以讓靜止的圖片人物用夸張的表情和動(dòng)作說(shuō)一段脫口秀，從而生成一個(gè)生動(dòng)的新視頻。

二、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)下的課堂教學(xué)實(shí)例

以人教版高中歷史教材《中外歷史綱要》下冊(cè)中“世界多極化和經(jīng)濟(jì)全球化”一課為例，傳統(tǒng)課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)多由教師口頭講解或播放相關(guān)圖片、視頻等。本節(jié)課上，筆者將原本教師要說(shuō)的“臺(tái)詞”交給了一位公眾人物。導(dǎo)入視頻中的人是學(xué)生熟悉的一位前美國(guó)總統(tǒng)，以某個(gè)視頻中另一個(gè)人的夸張表情和動(dòng)作，用歷史教師的聲音，說(shuō)出了課堂導(dǎo)入的“臺(tái)詞”：

一直以來(lái)，在世界各國(guó)組成的大朋友圈里，美國(guó)最活躍，處于主導(dǎo)地位，而經(jīng)常為他點(diǎn)贊的有英、法、德等國(guó)家，還不時(shí)地評(píng)價(jià)附和一下。而俄羅斯卻不理睬他，經(jīng)常與他唱反調(diào)。中國(guó)呢，在這個(gè)朋友圈里比較活躍，但從來(lái)不拉幫結(jié)派欺負(fù)別人，是一個(gè)熱愛(ài)和平的世界好朋友。而在2015年3月份，這個(gè)世界好朋友建立了一個(gè)群，還在朋友圈里做廣告，邀請(qǐng)大家加入，引起圈內(nèi)人的熱烈討論。大家知道這是什么群?jiǎn)幔繉?duì)，就是“亞投行”，截止到2020年7月，亞投行已有103位群友了。下面我們就來(lái)了解一下這個(gè)群。

借用與本課相關(guān)的名人之口，說(shuō)出教師的課堂導(dǎo)語(yǔ)，這一不同于往日的教學(xué)方式，可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。接下來(lái)，轉(zhuǎn)入正式新授內(nèi)容，教師可給學(xué)生播放亞投行的相關(guān)視頻并提出兩個(gè)問(wèn)題：

（1）美國(guó)為什么要阻止英法兩國(guó)加入亞投行？

（2）英法兩國(guó)為什么不顧美國(guó)的阻攔而毅然加入亞投行？這說(shuō)明了什么？

學(xué)生帶著問(wèn)題觀看視頻，之后在小組內(nèi)討論這些問(wèn)題。學(xué)生可能會(huì)歸納出類似“多極化趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)”的結(jié)論。最后，教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上做總結(jié)。

通過(guò)生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)主要適用于以下情況：一是新課導(dǎo)入時(shí)，二是學(xué)生進(jìn)入疲倦期時(shí)。其目的都是創(chuàng)設(shè)更生動(dòng)的問(wèn)題情境，吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

三、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的具體操作

一是需要準(zhǔn)備和本課相關(guān)的人物圖片。如講到與美國(guó)相關(guān)的，可以用美國(guó)總統(tǒng);講秦漢大一統(tǒng)時(shí)，可以用秦始皇、漢武帝或者董仲舒等。

二是準(zhǔn)備用于圖片深度學(xué)習(xí)的視頻。如可以用在網(wǎng)絡(luò)上找到的模板視頻，消除原音后，再用與課堂相關(guān)的語(yǔ)音內(nèi)容進(jìn)行配音;也可以用自己拍攝的表情動(dòng)作。

三是安裝Python運(yùn)行環(huán)境[4]并制作視頻，注意素材圖片人物最好選擇睜開(kāi)眼睛，張著嘴巴且露牙齒的形象，用于進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的視頻可以選擇表情豐富、感情充沛、口型標(biāo)準(zhǔn)的人物形象，且最好選擇像素均為256×256的圖片和視頻，這樣比較容易匹配，算法不易出錯(cuò)。

四、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于教學(xué)的注意事項(xiàng)

一是避免涉及政治敏感的素材，如不能使用現(xiàn)在政治人物的圖片;二是認(rèn)真對(duì)待嚴(yán)肅的歷史知識(shí)，不能制造“搞笑”效果，比如兩次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)、從局部抗戰(zhàn)到全面抗戰(zhàn)這些沉重的歷史事件;三是注意道德倫理問(wèn)題，對(duì)視頻和圖像的使用要在法律允許的范圍內(nèi)，應(yīng)向?qū)W生傳遞正確的三觀;四是不能過(guò)度娛樂(lè)化，素材的選擇要貼合教材，不要使學(xué)生分心。

總之，人工智能技術(shù)的應(yīng)用是一把雙刃劍。使用得當(dāng)，可以促進(jìn)教學(xué);但是使用不當(dāng)或過(guò)于頻繁，也可能帶來(lái)反效果或不良影響。因此，教師要進(jìn)行慎重選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]譚營(yíng).人工智能之路[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019：12.

[2]彭泊詞，邵一峰.生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)研究及應(yīng)用[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2020（27）： 20-21.

[3]高源.人工智能應(yīng)用探究[J].電子制作，2019（10）：11-12.

[4]葉虎.深度學(xué)習(xí)：從Python到TensorFlow應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2020：70.

（責(zé)任編輯? ?郭向和）