Dạy học giải quyết vấn đề trong giảng dạy các phương pháp giải quyết vấn đề của trí tuệ nhân tạo

Bài báo này trình bày trường hợp áp dụng dạy học giải quyết vấn đề khi giảng dạy các phương pháp giải quyết vấn đề của môn Trí tuệ nhân tạo. Phương pháp dạy học sẽ làm cho quá trình học tập được tự nhiên và hiệu quả. Học tập các phương pháp giải quyết vấn đề của Trí truệ nhân tạo sẽ làm cho việc dạy và học hiệu quả hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dạy học giải quyết vấn đề trong giảng dạy các phương pháp giải quyết vấn đề của trí tuệ nhân tạo JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE 2012, Vol. 57, No. 5, pp. 21-31 DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG GIẢNG DẠY CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Nguyễn Tân Ân Trường Đại học Sư phạm Hà Nội E-mail: nguyentanan@yahoo.com Tóm tắt. Bài báo này trình bày trường hợp áp dụng dạy học giải quyết vấn đề khi giảng dạy các phương pháp giải quyết vấn đề của môn Trí tuệ nhân tạo. Phương pháp dạy học sẽ làm cho quá trình học tập được tự nhiên và hiệu quả. Học tập các phương pháp giải quyết vấn đề của Trí truệ nhân tạo sẽ làm cho việc dạy và học hiệu quả hơn. Từ khóa: Dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp giảng dạy, trí tuệ nhân tạo.1. Mở đầu Dạy học giải quyết vấn đề (DH GQVĐ) là quá trình đưa người học tiếp cận tri thứcmới theo chiến lược luôn luôn đặt họ vào tình huống có vấn đề cần nhận thức để họ nảysinh nhu cầu tìm hiểu vấn đề, phát hiện giải pháp và giải quyết vấn đề đó. Quá trình diễnra với sự dẫn dắt, hỗ trợ của thầy cho đến khi vấn đề được giải quyết xong, người học thoátkhỏi tình huống có vấn đề và lĩnh hội hoàn toàn tri thức mới. Đối tượng của môn học Trí tuệ nhân tạo là nghiên cứu cơ chế của các hành vi thôngminh ở người và ở máy, trên cơ sở đó nghiên cứu thiết kế, chế tạo ra những máy thôngminh. Từ đó ta thấy hành vi thông minh ở người là cơ sở, là điểm tựa cho các hành vithông minh ở máy. Tuy nhiên mặc dù chịu nhiều ảnh hưởng của hành vi thông minh ởngười nhưng không phải bao giờ hành vi thông minh ở máy cũng hoàn toàn dập khuônnhững hành vi thông minh ở người. Trong thực tế một số phương pháp không theo kiểucon người được cài vào máy lại cho kết quả tốt hơn những phương pháp theo kiểu conngười. Ví dụ một số hệ chuyên gia mặc dù sử dụng rất nhiều tri thức của con người nhưngkhi giải quyết vấn đề (GQVĐ) lại không cố gắng bắt chước quá trình hoạt động trí tuệ củacon người. Nghiên cứu hành vi thông minh ở máy cũng giúp con người nhìn lại hành vitrí tuệ của mình từ đó điều chỉnh làm cho các hành vi trí tuệ của mình bớt rườm rà hơn,chính xác hơn. Dạy các phương pháp GQVĐ ở máy theo quan điểm DH GQVĐ ta sẽ gặptrường hợp nội dung dạy học (các bước GQVĐ ở máy) và quá trình dạy học (các bước giảiquyết vấn đề trong DH GQVĐ) có nhiều điểm tương đồng. Sự tương đồng này làm choquá trình dạy học diễn ra một cách tự nhiên, có nhiều thuận lợi, người học dễ nắm vững 21 Nguyễn Tân Ânkiến thức đồng thời từ cách GQVĐ ở máy nhìn lại các bước GQVĐ trong DH GQVĐ tacũng rút ra được nhiều bài học lý thú và bổ ích. Trong Trí tuệ nhân tạo, biểu diễn vấn đề và giải quyết vấn đề là hai nội dung đi liềnvới nhau. Để tập trung vào các phương pháp GQVĐ, bài báo này sẽ hạn chế nội dung bànluận trong trường hợp giải quyết vấn đề trong không gian trạng thái. Bài toán GQVĐ trong không gian trạng thái được phát biểu như sau: Cho khônggian tìm kiếm, đó là không gian các trạng thái có thể vô hạn hoặc hữu hạn, trong đó cómột trạng thái được gọi là trạng thái đầu và một tập các trạng thái được gọi là tập các trạngthái đích. Cho tập các toán tử biến đổi các trạng thái, đó là tập các ánh xạ từ không giantrạng thái vào không gian trạng thái. Yêu cầu cần tìm một đường đi từ trạng thái đầu tớimột trong những trạng thái đích. Con đường giải bài toán loại này là con đường luôn luôngặp và gải quyết những vấn đề mới cho đến khi toàn bộ bài toán được giải xong hoặc pháthiện ra bế tắc để kết luận bài toán không giải được. Trong khi đó, cấu trúc của quá trình GQVĐ trong DH GQVĐ được mô tả như Sơđồ 1. Các bước GQVĐ bắt đầu từtrạng thái xuất phát tìm các giải phápvượt qua các cản trở để đến trạng tháiđích. Từ bài toán GQVĐ trongkhông gian trạng thái và sơ đồ quátrình GQVĐ trong DH GQVĐ nêutrên ta thấy việc GQVĐ trong không Sơ đồ 1. Cấu trúc quá trình GQVĐ trong DH GQVĐgian trạng thái và việc GQVĐ trongDH GQVĐ có sự tương đồng: - Cùng xuất phát từ vấn đề ban đầu đi tìm con đường để đi tới đích. - Cùng phải lựa chọn các phương án giải quyết vấn đề hiện tại - Cùng phải theo phương án lựa chọn giải quyết vấn đề đặt ra để đến kết quả. Từ đó có thể nói giảng dạy cách GQVĐ trong không gian trạng thái không gì thíchhợp hơn là dạy theo quan điểm DH GQVĐ. Bài báo này sẽ phân tích quá trình dạy học theo tinh thần DH GQVĐ trong trườnghợp nội dung giảng dạy cũng là GQVĐ và những bài học khi so sánh các phương phápGQVĐ trong nội dung dạy học với quá trình giải quyết vấn đề trong DH GQVĐ. Bài báogồm 3 phần: Phần 1: giới thiệu; Phần 2: Nhắc lại một số điều về phương pháp DH GQVĐ;Phần 3: DH GQVĐ khi giảng dạy các ...