前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇大学心理活动总结范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
5月25日是全国大学生心理健康日,“5·25”的谐音即为“我爱我”,提醒大学生“珍惜生命,关爱自己”。核心内容是:关爱自我,了解自我,接纳自己,关注自己的心理健康和心灵成长,提高自身心理素质,进而爱别人,爱社会。
当日我校进行了以5.25为主题活动,由于我当天下午前两节有课,没能参加全部的活动,当我到达现场时,正在放映《阿甘正传》,它是美国百部经典名片之一,美国“反智电影”的代表作,展现历史与个人的约定,以小人物的经历透视美国政治社会史的史诗片。
之后又进行了团体活动,全部的心理卫生员肩并肩站成两列,由老师选出一名自愿者,进行高空人体传送,这个活动具有很高的难度,需要量我们之间默契的配合,彼此之间要相互信任,溶入其中,如果传递时任意一个人大意,走神,提前抽走力的话,就会导致活动的失败。
这次525团体活动,增加了我们对了于心理学的了解,增加彼此之间的了解,友情。
一、学生参与“心理健康活动月”的调查分析
自开展学生心理健康活动月以来,创新活动形式,丰富活动内容,力求让学生在心理活动系列中能有所收获,有所触动。因此,每年的活动现场都组织学生进行现场调查,了解学生的心理需求,了解学生关注的焦点问题,为活动组织提供有力支持。以2012年学生心理健康活动月的现场调查为例进行分析。
1.学生对开展心理活动重要性认识的调查。在2012年开展心理健康活动月的活动现场,随机调查的1499名学生中,1358名学生认为开展心理健康教育活动可以帮助自己更好地体验活动中的轻松,感悟心理点评带来的触动,具有重要意义,占91%;仅有31人(2%)认为是否开展活动不重要,关键在自觉。
2.学生对“我喜欢的心理活动”投票的调查。2012年开展的心理健康活动月系列活动中,仅就几项心理活动进行摸底,调查学生的欢迎程度。结果显示,绝大多数学生都喜欢这些轻松、简单、易投人、具有创意性和专业性的活动形式,部分学生对所喜欢的多个活动项目进行投票。心理游戏、许愿树、涂鸦等有现场指导或解答的活动更受学生欢迎。这些活动形式也是我院开展心理健康活动月的保留项目之一。在调查“学生对参与心理活动后的主观反馈(收获、意见或建议)”的主观反馈条目中,95%的学生表示“有收获”、“在活动中认识到新朋友”、“在活动中对自己有了新发现”、“存在同样的问题但处理方式不一样”等;约so%的学生表示“自己希望能接受有关心理活动的培训,便于在班级中操作”;也有14%的学生提出“希望能在平时也组织类似的心理活动内容和项目”。
二、开展“心理健康活动月”的成效及经验
经过多年的不懈努力,我院的心理健康教育工作已经取得初步成效,至目前为止,尚未发生学生群体或个体的极端事件。学院的心理工作人员能及时发现学生的心理问题,并对之进行系统的专业心理咨询与辅导,将校园不稳定因素化解在萌芽状态,为建设和谐校园做出贡献。根据近年来心理健康活动月的活动总结,可以看到:
1.“情景体验式”先进教育理念的导入。“情境体验式”的基本教育理念是:在吸收行为主义、认知主义、人本主义理论的基础上,通过“情境—体验—认知”的活动模式,让学生在活动情境中充分体验,感受互动双方的尊重、理解,充分发挥自我主动性,面对活动情景需要,进行人际关系的协调,引导学生在轻松、愉快的活动氛围中捕捉心灵碰撞的火花,探寻及建立适应,促进心理的健康发展。我院2009年心理健康活动月的实践表明,情景体验式的教育理念大受学生欢迎,在此理念指导下各种活动内容收到很好的效果。因此,在2009年以后的各年度心理健康活动月的方案策划中,有意加重了“情景体验式”活动形式的比重,包括许愿树、心理游戏、心理涂鸦、师生讲堂、心理手抄报、心理海报、沙盘体验等活动内容。这些活动的开展,有效地调动学生参与的积极性和热情,“乐在其中、感悟心中”,甚至有不少学生提议平时也要多开展类似的活动,也有学生建议进行专业的培训,学会掌握后便于班级活动的开展。
2.学生心理健康活动月开展具有重要意义。根据《2010一2011年大学生心理健康报告》数据显示:九成多的大学生饱受心理问题的困扰,其中人际交往压力、就业压力、自我管理能力不强是造成心理困扰的重要原因。87%的大学生会开导身边存在心理问题的朋友。而约38%的大学生遇到烦心事或感到压抑时不向任何人诉说。这反映了部分学生对心理健康问题还是抱“讳疾忌医”的态度,不愿暴露自己内心深处的问题。部分学生找不到与他人沟通的契机,无法倾诉自己的烦恼,在解决问题的能力方面有待提高。而心理活动的开展可以帮助学生很快融人活动场景中,在愉悦、轻松的氛围中,调节压抑的情绪,感受愉悦与轻松;在多人互动中可“以人为镜”,通过他人与自己的互动进一步了解自我;在活动的互动中,可以直接观察学习他人的言行,逐步认同自己与他人,将自己的问题“常态化”,从而减轻心理负担。
3.学院高度重视、组织实施有力。心理健康教育工作的开展离不开学院领导的高度重视和大力支持。每年心理健康活动月的启动仪式、闭幕式、各活动现场,分管学生管理的院领导、学生处处长、副处长、系书记等领导都会亲临现场,与学生共同参与各种心理活动,体验心理活动的乐趣,倾听学生的心理需求,有效缩短了师生之间的心理距离。开展心理健康活动月所需的人力、物力也得到学生处、系等部门的大力支持和积极配合,尽可能将资源进行调配、组织、并付诸于实施,才使得各年度心理健康活动月的开展越来越充满活力。
【关键词】略读课文教学 策略
随着课程改革的不断深入,略读课文在语文教学中的地位和作用越来越突出,以人教版实验教材为例,随着年级的增加,教材略读篇目编排比例呈不断递增趋势。教师们大都认识到略读课文是学生得以有效进地行课外自由阅读的拐杖。
略读课文作为一种课程形态,教师在教学过程中要如何进行教学设计,采用什么策略来实现用教材教略读课文?以下是本人的一些想法,以期抛砖引玉:
一、紧抓提示,凸显重点
(一)围绕导读提示设计学习流程,引领自主阅读
新课标指出:“学会运用多种阅读方法。”“加强对阅读方法的指导,让学生逐步学会精读、略读和浏览。”学习略读课文时,可引导学生根据文前的导读提示提炼阅读方法,开展有效阅读。
如《万年牢》课文前的导读提示是这样的:
父亲在道德难题面前,放弃了汽车,选择了诚信,做到了以诚待人。下面这篇课文,讲述了另一位父亲真诚地为人、做事的故事。默读课文,想想课文围绕父亲做糖葫芦讲了哪几件事,从哪些地方可以看出父亲做事认真、实在。联系生活实际,和同学交流读后的体会。这一处导读提示紧扣本组课文的训练目标――“阅读本组课文,理解重点语句和段落,思考一下课文中讲述的这些故事,对我们做人处世有什么启示”,且文本语言质朴、意思明白,因此在引领学生阅读时,不妨就采用“拿来主义”,请学生围绕导读提示来设计学习流程:
1.初读课文,读准确,读通顺。
2.默读课文,思考:课文围绕父亲做糖葫芦讲了哪几件事?请你分别用一句简洁的话来概括一下。
3.再一次细细地品读课文,课文的哪些具体描写可以看出父亲做事认真、实在?请你画出关键的语句,标上序号。
在这一环节的自主阅读中,教师根据学生理解上的难点,引导学生体会文中提及的三处“万年牢”的意思及它们之间的联系。
4.联系自己的生活实际,与大家交流一下读后的感受。
整个阅读过程,学生就是在导读提示的“三读一悟”中开展的。学生根据提示,了解了三次阅读不同的速度要求,明确了三次阅读不同的目标任务,充分展开自读、同伴共读。这不仅是一次阅读的训练,也是一种读书方法的培养。
略读课文是孩子们施展阅读本领之地,导读提示则成了学生走进文本的“敲门砖”。像教材中《乌塔》《七月的天山》《全神贯注》等课文,导读提示层次清晰、循序渐进,对学生来说相对易于操作,因此也可围绕导读提示来引领学生进行自主阅读。
(二)细化导读提示突出学习重点,指导文本赏析
略读课文中也安排了许多名篇名段,它们之所以成为经典,不仅是因为其具有隽永的内涵,更重要的是它们的遣词造句、语言表达、谋篇布局等都是可供临摹的典范。阅读这样的文本,学生如果粗枝大叶地读,“语文”方面的习得就会微乎其微。那么如何从导读提示入手细化目标,引领学生抓住重点来学呢?
1.设计旁注,品味语言表达
如《慈母情深》一文的导读提示是这样的:
在突如其来的灾难面前,父爱迸发出巨大的力量;在日常生活中,母爱又是何等的深沉。阅读下面的课文,画出描写母亲外貌和语言的语句,体会课文是怎样表现母亲的深情的。
提示中要求学生“体会课文是怎样表现母亲的深情的”。光凭这样“大而空洞”的提示,学生很难品读出作者的匠心独具。我们对这一处提示进行了精细的二次加工,采用对重点语段进行旁批评点的形式指导学生突破自读自悟中出现的难点。
2.由表及里,关注谋篇布局
如《灯光》一文在导读提示中这样提到:
“多好啊!”这句话分别是谁在什么情况下说的?他们在说这句话的时候,看到了什么,会想到些什么?
作为六年级的学生,阅读课文解答这样的问题,不算什么难事。但阅读就止步于此吗?通过细读文本我们发现,文中反复出现的“多好啊”这句话是作者构思上的文脉,与文眼“灯光”相衬。课文由天安门广场的灯光写起,叙述了战争年代郝副营长的美好憧憬与英雄壮举,结尾又回到写灯光,照应开头,寄托了作者的哀思与心愿。
如上所述,教材中选编的略读课文有不少值得深究的训练点,我们不妨“略”中求“精”,选准训练的着力点(语言、结构、情感表达等),保证学生一文一得,促进语文能力的提升。
(三)借助导读提示重构学习要点,关注学法迁移
叶圣陶先生曾经说过:“就教学而言,精读是主体,略读只是补充;但是就效果而言,精读是准备,略读才是应用。”“如果只注意于精读,而忽略了略读,功夫便只做得一半。”“精读文章,只能把它认作例子与出发点,既熟习了例子,又定了出发点,就得推广开来,阅读略读书籍。”
从这一点来看,略读课文是从学习转向运用的桥梁。学习中,我们应引导学生对已有的阅读知识和方法进行总结提炼,并鼓励他们尝试运用这些方法和经验。
1.过渡性阅读,掌握阅读方法
如《金色的鱼钩》(人教版课标本五年级下册)一文的导读提示是这样的:
用较快的速度默读课文,想想课文讲了一件什么事;把令你感动的部分找出来,有感情地多读几遍;再说说你对“在这个长满了红锈的鱼钩上,闪烁着灿烂的金色的光芒”这句话的理解。
对照单元学习目标,我们将学习的重点设定为:聚焦“老班长”这一人物形象,学习刻画人物的方法。引导学生抓住描写老班长语言、动作、神态的语言进行文本细读,感知老班长这一人物形象。这样也为学习下一课“老汉的形象”在学法上作了铺垫。
2.比较性阅读,感知表达异同
我们引领学生对精读课文与略读课文进行比较。如四年级上册“作家笔下的动物”这一组课文,学习略读课文时,借助提示,我们可充分采用比较阅读的方法:丰子恺的《白鹅》与俄国叶・诺索夫的《白公鹅》,写法上有哪些异同;《猫》和《母鸡》都是老舍写的,在写法上、情感表达上又有什么不同。
还可以将略读课文与略读课文进行比较。如学习六年级上册《跑进家来的松鼠》一文时,可以引导学生从五年级上册的《松鼠》入手,然后从写作内容、结构安排、语言风格、情感表达等方面进行对比阅读,进一步了解不同体裁文章的异处。
(四)补充导读提示延伸学习过程,拓宽文本视野
1.拓展阅读,树立原著意识
教材中有较多的略读课文是名著的节选或片段,如《景阳冈》选自《水浒》,《猴王出世》选自《西游记》,《金钱的魔力》出自《百万英镑》,等等。在学习了这样的经典选文之后,学生的阅读兴趣正浓,我们应适时补充阅读要求,引导学生去认真读原著,由点及面,拓宽阅读的视野。
2.积累语言,培养欣赏水平
阅读这些略读课文,如同徜徉在经典规范的语言长河中,老舍的《母鸡》、萧红的《祖父的园子》、叶文玲的《我的“长生果”》、琦君的《桂花雨》、冯骥才的《珍珠鸟》……带给我们美的享受。因此要引导学生积累经典规范的精彩句段,读读背背,写写读书笔记,做到“厚积薄发”。
3.掌握方法,提升阅读能力
略读课文更要关注阅读方法的习得,使学生在阅读中积累方法,如:快速浏览、信息搜索法、名著欣赏法、比较阅读法等。如《各具特色的民居》一文的导读提示中写道:“和多姿多彩的戏剧艺术一样,许多地方的民居也是特色鲜明……”文中介绍了客家民居与傣家竹楼的特色,阅读之后,我们可以补充要求:搜集其他特色鲜明的民居,运用本文学到的说明写法,试着介绍一种你感兴趣的民居。这样,学生在语文实践中初步掌握信息搜索与整理的方法,读写结合,提升了语文能力。从文本出发,巧用导读提示,使学生学“法”用“法”,做好精读教学与略读教学的有效链接,这样才能真正发挥略读课文的独特功能,构建起学生阅读的绿色“生态环境”。
二、板块推进因文而异
“略读课文更需整体把握,不宜肢解课文。建议采取几遍读的方法。如,一读,读正确读流利,口诵心惟;二读,画画批注,粗知大意;三读,交流收获(可以是受到教育启发、好词佳句、文章写法、读书方法),积累语言。”此语在阐明略读课文的教学基本步骤的同时也传递这些信息:一是课堂教学结构要“简”;二是课文作为教学用的“语料”,要明晰不是课文的精读和略读,而是课型上呈现的方式为精读和略读,不同的课文,其教学目标、方式、形态方面也不一样;三是略的是教师的教,改“圈养”为“放养”。教师在精读课文教学中授之以“法”,学生在略读课文中循法学习;四是要“略”中求“精”,选准着力点对学生进行训练、让其倾吐、吸收。因此,依据文本不同题材、体裁、类型特点采用恰当的教学方法显得尤为重要。
(一)简化结构,板块推进。
与流线式教学相比,以板块形式推进方式进行教学,开放学生学习的空间,更能遵循“以学论教,顺学而导”的理念,教师在教学中会更加关注“生成资源”。采用诸如“整体感知-自读自悟-交流点拨-积累拓展”板块设计方式。给学生留足自主阅读的时间,让学生自己去探索、辨析、历练,培养学生潜心会文、不动笔墨不读书的习惯,以学生已有的经验和知识基础,学习实际情况、实际需要定教学内容,根据学生的课堂反馈形成或调整教学思路,再引导学生质疑解难、交流点拨,才能落实语文能力训练。
(二)因文而异,选择教法。
教师进行教学设计时,关注文本的题材、体裁、类型特点,精心选择恰当的教学方法。
五上的《松鼠》《假如没有灰尘》要引导学生在获得科学真知中得到乐趣,在学习课文的过程中感到新鲜而富有新意;揣摩说文章的知识理趣、感悟其修辞表达手法表现的浓浓语文味并迁移练笔,不能上成科学课。
1.比较读
精读课文与略读课文比较。如四上《猫》和《母鸡》同为老舍写的,在写法上、情感表达有什么不同;《白鹅》(丰子恺)和《白公鹅》(俄国叶・诺索夫)同写鹅,各写鹅的哪些特点,写法有哪些异同。
略读课文与略读课文比较。如教学六上《跑进家来的松鼠》时,可以让学生从五上《松鼠》入手,温故知新,再从内容、结构、语言、情感等方面弹性设置深入(多角度)对比阅读环节,完善认知结构。
2.迁移读
略读课文的阅读提示往往含有知识和能力、过程和方法、情感态度和价值观,找准精读课文与略读课文的共生点,依据(教材呈现)阅读提示来设计(含单元导读、课文导学提示语、插图,泡泡提示语等)教学目标,按略读课文导学提示语学习要求和方法,选好切入口,作为学生自主学习课文的路径,更好地发挥训练阅读、迁移能力和陶情冶趣的功能。
3.重点突破法
五上《慈母情深》《学会看病》,前者的编写意图是让学生学会感恩母亲伟大无私的爱,还想告诉贫困家庭的孩子,读书是改变人生的命运的重要方式。文章文学性较强,如果当作普通的记叙文去分析时间、人物、地点、事件,教得太实、太全会割裂文章的整体气韵。设计让学生画出描写母亲外形和语言的语句,注重语言形象去想象感受环节,体会课文是怎样表现在生活的困苦中母亲的辛劳、深情、对我的支持;体会短句成段快节奏的形式。后者是逆向思维的方式,主要表现另一种母爱的表现方式(鼓励独立),侧重揣摩描写母亲矛盾心理活动变化,让学生带着“文中的母亲到底是不是冷漠、狠心的母亲?”这个问题去寻找母亲几处语言、心理活动,感受母亲的矛盾、担心、焦急。而后对比两篇文章:同是写母亲,写无私的母爱,表达方式有什么不同?
三、适度拓展积累运用
大量的课外阅读,会帮助学生构筑厚实的语文基础、全面提高语文素养、提升文化品位、造就健全人格。教师有责任引导学生接触名著,领略经典的魅力,享受“名著之旅”。
1.拓展阅读
香港学生在历次国际阅读评估比赛中名列前茅,主要原因之一是教师围绕课文,拓展一组阅读材料,一节课可能上好几篇课文,让学生在大量的材料中迅速提取所需要的信息,进行选择、判断、概括。这足以证明:大量略读,有助于阅读能力、阅读水平的快速提升。崔峦老师在全国第七届青年阅读教学观摩活动总结时也指出:“有效地穿插拓展的阅读比较少见。应当在读好课文的前提下,让学生尽可能地多接触一点与课文相关的资料。”如《世界地图引出的发现》这篇课文关于科学研究发现,涉及许多深奥的地理知识,课前教师可布置学生观察世界地图,了解七大洲、四大洋、查找大陆漂移说的相关资料;在课中,教师设计补充魏格纳去实地考察的一些情况、医生的劝阻及他长眠在冰天雪地中为地质事业献身的震撼人心的资料;课后阅读魏格纳或其他科学家关于科学研究的故事再交流。此外,选读课文也可以按内容分别插入相关专题单元,让学生在学完略读课文后拓展阅读。
2.拓展实践
略读课文教学设计还应该考虑给学生自我拓展空间的环节,留下举一反三的天地。如教学《学会看病》,教师可以这样设计拓展学生的视野:阅读毕淑敏讲述亲子关系的《孩子,我为什么打你》;让学生到医院去一趟,搞清楚看病的程序,再让学生试以儿子的口吻描述到医院后的经过,也学着文章描写人物心理活动变化;或者描写一件发生在医院的事情,将叙述和心里活动交织进行描述,促进读与写的有效迁移。教师还可考虑为学生搭设实践机会的平台,让其展示才能、张扬个性。如教学《索溪峪的“野”》,可让学生介绍索溪峪,评选“优秀小导游”……要尽可能使略读课文教学有声有色,让学生在语言实践中提升语文能力。
3.积累语言
纵观人教新教材,许多略读课文出自名家之手:《母鸡》(老舍)《祖父的园子》(萧红)、《我的“长生果”》(叶文玲)、《桂花雨》(绮君)、《松鼠》(布封)、《珍珠鸟》(冯骥才)、《慈母情深》(梁晓声)、《学会看病》(毕淑敏)……教师要在课堂上引导学生积累经典规范的优美语言、精彩句段,做好读书笔记,便利自己习作时“厚积薄发”。如:《珍珠鸟》的开头“真好!朋友送我一对珍珠鸟。”冰心曾经评点:“这个‘真好!’开头起得很带劲,这劲中有着无限的喜乐。”这就绝佳的语言训练点,应该这让学生感悟理解后,也尝试在习作中将表达情感的简短词语放在文章的开头或结尾。
教学是一个多元化行为,从开放的角度看,不能完全信守“略读课不能上成精读课”或“精读课不能上成略读课”的“教条”,还需要实事求是地根据《课标》、教师自身、教材、学生的实际,创造性地设计教法,运用教材,使略读课文教学预约精彩、“别有洞天”。因为万变不离其宗的是:学生在自主、有益的语言实践中尝试运用阅读技能、方法,获得语文素养的逐步发展与提升,享受到课内外阅读带来的快乐,才是最根本的。
参考文献
[1]田本娜:《我与小学语文教学》,人民教育出版社,2006年10月
[2]叶圣陶、朱自清:《略读指导举隅》,沈阳出版社,2000年6月
80年代初,在美国、日本、接着在我国国内都掀起了一股研究神经网络理论和神经计算机的热潮,并将神经网络原理应用于图象处理、模式识别、语音综合及机器人控制等领域。近年来,美国等先进国家又相继投入巨额资金,制定出强化研究计划,开展对脑功能和新型智能计算机的研究。
人脑是自生命诞生以来,生物经过数十亿年漫长岁月进化的结果,是具有高度智能的复杂系统,它不必采用繁复的数字计算和逻辑运算,却能灵活处理各种复杂的,不精确的和模糊的信息,善于理解语言、图象并具有直觉感知等功能。
人脑的信息处理机制极其复杂,从结构上看它是包含有140亿神经细胞的大规模网络。单个神经细胞的工作速度并不高(毫秒级),但它通过超并行处理使得整个系统实现处理的高速性和信息表现的多样性。
因此,从信息处理的角度对人脑进行研究,并由此研制出一种象人脑一样能够“思维”的智能计算机和智能信息处理方法,一直是人工智能追求的目标。
神经网络就是通过对人脑的基本单元---神经元的建模和联结,来探索模拟人脑神经系统功能的模型,并研制一种具有学习、联想、记忆和模式识别等智能信息处理功能的人工系统。本文介绍神经网络的特点以及近年来有关神经网络与混沌理论、模糊计算和遗传算法等相结合的混合神经网络研究的动态。
一.神经网络和联结主义
回顾认知科学的发展,有所谓符号主义和联结主义两大流派。符号主义从宏观层次上,撇开人脑的内部结构和机制,仅从人脑外在表现出来的智能现象出发进行研究。例如,将记忆、判断、推理、学习等心理活动总结成规律、甚至编制成规则,然后用计算机进行模拟,使计算机表现出各种智能。
符号主义认为,认识的基本元素是符号,认知过程是对符号表示的运算。人类的语言,文字的思维均可用符号来描述,而且思维过程只不过是这些符号的存储、变换和输入、输出而已。以这种方法实现的系统具有串行、线性、准确、简洁、易于表达的特点,体现了逻辑思维的基本特性。七十年代的专家系统和八十年代日本的第五代计算机研究计划就是其主要代表。
联接主义则与其不同,其特点是从微观出发。联接主义认为符号是不存在的,认知的基本元素就是神经细胞(神经元),认知过程是大量神经元的联接,以及这种联接所引起的神经元的不同兴奋状态和系统所表现出的总体行为。八十年代再度兴起的神经网络和神经计算机就是这种联接主义的代表。
神经网络的主要特征是:大规模的并行处理和分布式的信息存储,良好的自适应、自组织性,以及很强的学习功能、联想功能和容错功能。与当今的冯.诺依曼式计算机相比,更加接近人脑的信息处理模式。主要表现如下:
神经网络能够处理连续的模拟信号。例如连续灰度变化的图象信号。
能够处理混沌的、不完全的、模糊的信息。
传统的计算机能给出精确的解答,神经网络给出的是次最优的逼近解答。
神经网络并行分布工作,各组成部分同时参与运算,单个神经元的动作速度不高,但总体的处理速度极快。
神经网络信息存储分布于全网络各个权重变换之中,某些单元障碍并不影响信息的完整,具有鲁棒性。
传统计算机要求有准确的输入条件,才能给出精确解。神经网络只要求部分条件,甚至对于包含有部分错误的输入,也能得出较好的解答,具有容错性。
神经网络在处理自然语言理解、图象模式识别、景物理解、不完整信息的处理、智能机器人控制等方面有优势。
符号主义和联接主义两者各有特色,学术界目前有一种看法:认为基于符号主义得传统人工智能和基于联接主义得神经网络是分别描述人脑左、右半脑的功能,反映了人类智能的两重性:精确处理和非精确处理,分别面向认识的理性和感性两个方面,两者的关系应该是互补而非互相代替。理想的智能系统及其表现的智能行为应是两者相互结合的结果。
接下去的问题是,符号AI和联接AI具体如何结合,两者在智能系统中相互关系如何?分别扮演什么角色?目前这方面发表的文献很多,大致有如下几种类型:
1.松耦合模型:符号机制的专家系统与联接机制的神经网络通过一个中间媒介(例如数据文件)进行通讯。
2.紧耦合模型:与松耦合模型相比较,其通讯不是通过外部数据进行,而是直接通过内部数据完成,具有较高的效率。其主要类型有嵌入式系统和黑板结构等。
3.转换模型:将专家系统的知识转换成神经网络,或把神经网络转换成专家系统的知识,转换前的系统称为源系统,转换后的系统称为目标系统,由一种机制转成另一种机制。如果源系统是专家系统,目标系统是神经网络,则可获得学习能力及自适应性;反之,可获得单步推理能力、解释能力及知识的显式表示。当然,转换需要在两种的机制之间,确定结构上的一致性,目前主要问题是还没有一种完备而精确的转换方法实现两者的转换。有待进一步研究。
4.综合模型:综合模型共享数据结构和知识表示,这时联接机制和符号机制不再分开,两者相互结合成为一个整体,既具有符号机制的逻辑功能,又有联接机制的自适应和容错性的优点和特点。例如联接主义的专家系统等。
近年来神经网络研究的另一个趋势,是将它与模糊逻辑、混沌理论、遗传进化算法等相结合,即所谓“混合神经网络”方法。由于这些理论和算法都是属于仿效生物体信息处理的方法,人们希望通过她们之间的相互结合,能够获得具有有柔性信息处理功能的系统。下面分别介绍。
二.混沌理论与智能信息处理
混沌理论是对貌似无序而实际有序,表面上看来是杂乱无章的现象中,找出其规律,并予以处理的一门学科。早在七十年代,美国和欧洲的一些物理学家、生物学家、数学家就致力于寻求在许许多多不同种类的不规则性之间的联系。生物学家发现在人类的心脏中有混沌现象存在,血管在显微镜下交叉缠绕,其中也有惊人的有序性。在生物脑神经系统中从微观的神经膜电位到宏观的脑电波,都可以观察到混沌的性态,证明混沌也是神经系统的正常特性。
九十年代开始,则更进一步将混沌和神经网络结合起来,提出多种混沌神经网络模型,并探索应用混沌理论的各种信息处理方法。例如,在神经元模型中,引入神经膜的不应性,研究神经元模型的混沌响应,研究在神经网络的方程中,不应性项的定标参数,不定性时间衰减常数等参数的性质,以及这些参数于神经网络混沌响应的关系,并确定混沌---神经网络模型具有混沌解的参数空间。经过试验,由这种混沌神经网络模型所绘出的输出图形和脑电图极为相似。
现代脑科学把人脑的工作过程看成为复杂的多层次的混沌动力学系统。脑功能的物理基础是混沌性质的过程,脑的工作包含有混沌的性质。通过混沌动力学,研究、分析脑模型的信息处理能力,可进一步探索动态联想记忆、动态学习并应用到模式识别等工程领域。例如:
对混沌的随机不规则现象,可利用混沌理论进行非线性预测和决策。
对被噪声所掩盖的微弱信号,如果噪声是一种混沌现象,则可通过非线性辨识,有效进行滤波。
利用混沌现象对初始值的敏锐依赖性,构成模式识别系统。
研究基于混沌---神经网络自适应存储检索算法。该算法主要包括三个步骤,即:特征提取、自适应学习和检索。
模式特征提取采用从简单的吸引子到混沌的层次分支结构来描述,这种分支结构有可能通过少数几个系统参数的变化来加以控制,使复杂问题简单化。自适应学习采用神经网络的误差反传学习法。检索过程是通过一个具有稳定吸引子的动力学系统来完成,即利用输入的初始条件与某个吸引子(输出)之间的存在直接对应关系的方法进行检索。利用这种方法可应用于模式识别。例如黑白图象的人脸识别。
三.模糊集理论与模糊工程
八十年代以来在模糊集理论和应用方面,也有很大进展。1983年美国西海岸AI研究所发表了称为REVEAL的模糊辅助决策系统并投入市场,1986年美国将模糊逻辑导入OPS---5,并研究成功模糊专家系统外壳FLOPS,1987年英国发表采用模糊PROLOG的智能系统FRIL等。除此通用工具的研制以外,各国还开发一系列用于专用目的的智能信息处理系统并实际应用于智能控制、模式识别、医疗诊断、故障检测等方面。
模糊集理论和神经网络虽然都属于仿效生物体信息处理机制以获得柔性信息处理功能的理论,但两者所用的研究方法却大不相同,神经网络着眼于脑的微观网络结构,通过学习、自组织化和非线性动力学理论形成的并行分析方法,可处理无法语言化的模式信息。而模糊集理论则着眼于可用语言和概念作为代表的脑的宏观功能,按照人为引入的隶属度函数,逻辑的处理包含有模糊性的语言信息。
神经网络和模糊集理论目标相近而方法各异。因此如果两者相互结合,必能达到取长补短的作用。将模糊和神经网络相结合的研究,约在15年前便已在神经网络领域开始,为了描述神经细胞模型,开始采用模糊语言,把模糊集合及其运算用于神经元模型和描述神经网络系统。目前,有关模糊---神经网络模型的研究大体上可分为两类:一类是以神经网络为主,结合模糊集理论。例如,将神经网络参数模糊化,采用模糊集合进行模糊运算。另一类以模糊集、模糊逻辑为主,结合神经网络方法,利用神经网络的自组织特性,达到柔性信息处理的目的。
与神经网络相比,模糊集理论和模糊计算是更接近实用化的理论,特别近年来美国和日本的各大公司都纷纷推出各种模糊芯片,研制了型号繁多的模糊推理板,并实际应用于智能控制等各个应用领域,建立“模糊工程”这样一个新领域。日本更首先在模糊家电方面打开市场,带有模糊控制,甚至标以神经---模糊智能控制的洗衣机、电冰箱、空调器、摄象机等已成为新一代家电的时髦产品。我国目前市场上也有许多洗衣机,例如荣事达洗衣机就是采用模糊神经网络智能控制方式的洗衣机。
四.遗传算法
遗传算法(Genetic Algorithm :GA)是模拟生物的进化现象(自然、淘汰、交叉、突然变异)的一种概率搜索和最优化方法。是模拟自然淘汰和遗传现象的工程模型。
GA的历史可追溯到1960年,明确提出遗传算法的是1975年美国Michigan大学的Holland博士,他根据生物进化过程的适应现象,提出如下的GA模型方案:
1.将多个生物的染色体(Chromosmoe)组成的符号集合,按文字进行编码,称为个体。
2.定义评价函数,表示个体对外部环境的适应性。其数值大的个体表示对外部环境的适应性高,它的生存(子孙的延续)的概率也高。
3.每个个体由多个“部分”组合而成,每个部分随机进行交叉及突然变异等变化,并由此产生子孙(遗传现象)。
4.个体的集合通过遗传,由选择淘汰产生下一代。
遗传算法提出之后,很快得到人工智能、计算机、生物学等领域科学家的高度重视,并在各方面广泛应用。1989年美国Goldberg博士发表一本专著:“Genetic Algorithms in Search,Optimization and Machine Learning”。出版后产生较大影响,该书对GA的数学基础理论,GA的基本定理、数理分析以及在搜索法、最优化、机器学习等GA应用方面进行了深入浅出的介绍,并附有Pascal模拟程序。
1985年7月在美国召开第一届“遗传算法国际会议”(ICGA)。以后每隔两年召开一次。近年来,遗传算法发展很快,并广泛应用于信息技术的各个领域,例如:
智能控制:机器人控制。机器人路径规划。
工程设计:微电子芯片的布局、布线;通信网络设计、滤波器设计、喷气发动机设计。
图象处理:图象恢复、图象识别、特征抽取。
调度规划:生产规划、调度问题、并行机任务分配。
优化理论:TSP问题、背包问题、图划分问题。
人工生命:生命的遗传进化以及自增殖、自适应;免疫系统、生态系统等方面的研究。
神经网络、模糊集理论和以遗传算法为代表的进化算法都是仿效生物信息处理模式以获得智能信息处理功能的理论。三者目标相近而方法各异;将它们相互结合,必能达到取长补短、各显优势的效果。例如,遗传算法与神经网络和模糊计算相结合方面就有:
神经网络连续权的进化。
传统神经网络如BP网络是通过学习,并按一定规则来改变数值分布。这种方法有训练时间过长和容易陷入局部优化的问题。采用遗传算法优化神经网络可以克服这个缺点。
神经网络结构的进化。
目前神经网络结构的设计全靠设计者的经验,由人事先确定,还没有一种系统的方法来确定网络结构,采用遗传算法可用来优化神经网络结构。
神经网络学习规则的进化。
采用遗传算法可使神经网络的学习过程能够适应不同问题和环境的要求。
基于遗传算法的模糊推理规则的优化,以及隶属度函数的自适应调整也都取得很好效果。
上述神经网络、模糊计算、遗传算法和混沌理论等都是智能信息处理的基本理论和方法。近年来学术界将它们统称为“计算智能”。有关这方面更详细的内容,可参阅我们编著的下列著作:
“神经网络与神经计算机”(1992年科学出版社出版)