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面向未成年人的人工智能技术发展蓝图——面向未成年人的人工智能技术规范研究(四)

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电化教育研究 2024年第4期45卷 39-45页

作者：李玉顺沈希安欣吴永和北京师范大学教育技术学院北京100875 华东师范大学教育信息技术学系上海200062

随着ChatGPT等新型人工智能技术的进一步发展,未成年人成长面临着新的风险与挑战,急需构建面向未成年人的人工智能规范体系。文章从人才发展、AI向善和人机共融视角出发,构建了面向未成年人的人工智能技术规范体系模型:“技术内容规范... 详细信息

随着ChatGPT等新型人工智能技术的进一步发展,未成年人成长面临着新的风险与挑战,急需构建面向未成年人的人工智能规范体系。文章从人才发展、AI向善和人机共融视角出发,构建了面向未成年人的人工智能技术规范体系模型:“技术内容规范”将基础性、时代性和价值性三个维度的知识结合在一起,旨在从核心素养的角度规范学生能接触到的人工智能技术内容;“技术工具规范”围绕可用性、适用性、安全性、价值观对AI学习工具的设计、开发和应用全过程提出规范要求,旨在从应用监管角度保障未成年人的使用体验;“技术伦理规范”基于以人为本、公平公正、安全可控原则,对人工智能技术伦理治理提出要求,旨在从安全伦理角度促进未成年人、社会、自然和人工智能的和谐共处。

关键词：人工智能未成年人技术规范核心素养应用监管安全伦理

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黄河典型入干支流噬菌体群落结构特征研究

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 306-314页

作者：王冰雪吴宗治陈天一刘树枫梁恩航刘唐北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 教育部水沙科学重点实验室北京大学环境工程系北京100871 深圳大学化学与环境工程学院深圳518061

利用宏基因组学技术,分析黄河典型入干支流湟水河、渭河和洛河水体及沉积物中噬菌体的群落结构,并对三条支流的噬菌体多样性、宿主和功能潜能进行比较。结果显示,从宏基因组中识别出的99.77%的未知vOTUs无法与NCBI Refseq参考数据库聚类... 详细信息

利用宏基因组学技术,分析黄河典型入干支流湟水河、渭河和洛河水体及沉积物中噬菌体的群落结构,并对三条支流的噬菌体多样性、宿主和功能潜能进行比较。结果显示,从宏基因组中识别出的99.77%的未知vOTUs无法与NCBI Refseq参考数据库聚类,表明噬菌体群落的物种新颖度较高。检出的噬菌体隶属15科158属,湟水河中特有的噬菌体属最多,Pbi1virus,Badnavirus,Ea214virus和Gammabaculovirus仅在该支流中检出。3条支流的噬菌体群落结构具有显著差异,且沉积物中群落的空间异质性更大。多种辅助代谢基因(AMGs)表明噬菌体可能参与了湟水河、渭河及洛河采样区域的氮、碳和磷等元素的循环过程,但3条支流中的AMGs分布无差异。噬菌体群落的宿主范围跨越18个原核生物门,以变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为主,1.8%的噬菌体具有跨门感染的潜在能力。洛河的水体及沉积物中富集了感染Planctomycetota的噬菌体,渭河沉积物样本中感染Chloroflexota的噬菌体含量较高。细菌群落和噬菌体群落存在显著的相关性,且水体中噬菌体与其宿主的一致性比沉积物更高。

关键词：支流病毒宏基因组学噬菌体群落群落结构特征

给水系统病毒群落及其潜在宿主和功能基因的分布特征

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 701-712页

作者：莫秋月晏思岑陈琪陈天一吴宗治刘唐陈倩刘树枫深圳大学化学与环境工程学院深圳518060 北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 教育部水沙科学重点实验室北京大学环境工程系北京100871

基于宏基因组测序,对饮用水供应系统重要监测断面的病毒群落结构、潜在宿主和特定功能基因开展研究。结果表明,该类系统中存在大量未知分类的病毒,双链DNA病毒丰度为94%~100%。Siphoviridae和Myoviridae等噬菌体是已知病毒的主要类群。... 详细信息

基于宏基因组测序,对饮用水供应系统重要监测断面的病毒群落结构、潜在宿主和特定功能基因开展研究。结果表明,该类系统中存在大量未知分类的病毒,双链DNA病毒丰度为94%~100%。Siphoviridae和Myoviridae等噬菌体是已知病毒的主要类群。常规净水工艺和深度处理可降低病毒物种丰富度、多样性和潜在活跃度,经过输配管网后,丰富度和多样性有所回升。水处理过程抑制了病毒作为辅助代谢基因交换媒介的作用,水源地病毒主要携带与能量代谢、糖类/氨基酸/辅因子合成有关的多样化基因,可提高细菌宿主的新陈代谢能力。常规净水工艺处理后,病毒主要编码青霉素结合蛋白辅助代谢基因。值得注意的是,长期置于医院环境的样本中携带抗生素抗性基因的病毒丰度(35%)远远高于其他样本(≤2.6%),且抗性基因种类更加多样化。研究结果阐释了饮用水处理过程、管网输配和环境风险暴露对病毒群落和功能的显著影响,可为给水系统后续运营管理的优化提供理论依据。

关键词：给水系统病毒群落潜在宿主辅助代谢基因抗生素抗性基因宏基因组

语言学知识驱动的空间语义理解能力评测数据集研究

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语言战略研究 2024年第5期9卷 7-21页

作者：詹卫东孙春晖肖力铭北京大学中文系北京100871

近20年来,深度学习技术显著提升了机器的自然语言处理能力,使之在诸多任务上接近甚至超过人类水平。机器学习的对象不再是直接来自人类语言学研究成果(知识),而是人类语言材料(数据)。在靠数据和算力驱动的大语言模型几近建成巴别塔的当... 详细信息

近20年来,深度学习技术显著提升了机器的自然语言处理能力,使之在诸多任务上接近甚至超过人类水平。机器学习的对象不再是直接来自人类语言学研究成果(知识),而是人类语言材料(数据)。在靠数据和算力驱动的大语言模型几近建成巴别塔的当下,语言学家通过深挖语言现象总结的语言学知识价值何在?本文提出从知识到数据的研究思路,设计了空间语义理解的6项任务:空间信息正误判别、异常空间信息识别、缺失参照成分补回、空间语义角色标注、空间表达异形同义判别、空间方位关系推理,以构建中文空间语义理解能力评测数据集为例,介绍从SpaCE2021到SpaCE2024数据集的设计思想、数据集制作概况以及机器在空间语义理解任务上的表现。总的来看,参加SpaCE赛事的大语言模型,在依赖表面分布特征(形式线索)的任务上容易获得好成绩,在依赖深层语义理解(认知能力)的任务上容易表现不好。因此,在人工智能高速发展使得语言学知识在计算机信息处理领域被动边缘化的当下,语言学知识的价值需要拓展,即用于指导小而精的高品质语言数据,以提升机器学习的效果和效率。为了计算应用的目的,语法研究应该在观察充分、描写充分、解释充分之上,追求更具挑战性的目标——生成充分。

关键词：人工智能大语言模型语言学知识空间语义理解数据合成

通过触觉编码和声音为视力障碍者提供远程虚拟陪伴

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生物化学与生物物理进展 2024年第1期51卷 158-176页

作者：葛松黄轩拓林衍旎李沿橙董问天党卫民徐晶晶伊鸣许胜勇北京大学电子学院教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 北京大学信息科学技术学院北京100871 北京大学第六医院北京大学精神卫生研究所国家卫生健康委员会精神卫生学重点实验室(北京大学)国家精神心理疾病临床医学研究中心(北京大学第六医院)北京100191 山东大学微电子学院济南250100 北京大学基础医学院神经生物学系神经科学研究所神经科学重点实验室北京大学公共卫生学院北京100191

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本... 详细信息

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本文提出了一种将周边环境信息转化成头颈部触觉指令、并辅助以语音交互的系统,其有效性、安全性、信息量等均优于现有体外辅助技术,同时也具有低成本、低风险、适合多种生活和工作场景等优势。方法该系统借助最新的远程无线网络通讯技术、芯片技术,利用前方人员随身佩戴的微小型电子设备、摄像头和感应器,以及云端庞大的数据库和计算能力,后台人员可以实时、充分地远程(比如跨越城市)了解前方的现场景象、环境参数和人员状态等信息,通过对比云端数据库和内存数据库、AI辅助识别和人工综合分析,快速获得最合理的行动方案,并将行动指令及时传给前方人员,实现盲人导航功能。同时,也用语音互动对话提供人文关怀、情感寄托。结果本文首次提出了“远程虚拟陪伴概念”,并演示了相应的硬件和软件以及多种生活场景下的测试效果。除了可以实现基础的导航功能,比如帮助视觉障碍人群完成在超市购物、咖啡厅寻座、街道行走,以及完成更加复杂的拼图、日常娱乐打牌功能,还可以满足骑行等速度相对快的移动指令要求。结论实验结果表明,这种“远程虚拟陪伴”装置适用大量场景和需求,不仅可以用于视觉障碍人群出行、购物、娱乐,也可用于陪伴老人出行、辅助野外探险或旅行等,具有广泛的发展和应用前景。

关键词：人工视觉辅助远程虚拟伴侣触觉代码盲人导航

基于扩展FC知识图的协作学习支架设计与应用研究——以问题解决类协作学习为例

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远程教育杂志 2024年第2期42卷 45-55页

作者：何文涛崔馨怡朱玲林陶雨晴浙江师范大学浙江省智能教育技术与应用重点实验室浙江金华321004 浙江师范大学教育技术系浙江金华321004

问题解决类协作学习是教育改革中应用较为广泛的一种教学方式,但实践效果并不理想。提供学习支架是解决协作学习效果欠佳的有效手段之一。但以往研究多是教师凭个人经验为学生提供协作学习所需资源或工具作为学习支架,较少考虑支架设计... 详细信息

问题解决类协作学习是教育改革中应用较为广泛的一种教学方式,但实践效果并不理想。提供学习支架是解决协作学习效果欠佳的有效手段之一。但以往研究多是教师凭个人经验为学生提供协作学习所需资源或工具作为学习支架,较少考虑支架设计步骤间的数据依赖关系,难以回答支架内容设计是否合理、支架位置是否准确、对问题探究过程是否有益、还需进行哪些优化等细节问题。为此,研究倡导利用扩展FC知识图呈现问题解决过程中学生可能出现的思维卡点、思维错路、易遗忘与混淆知识等信息作为学习支架设计的依据,提出了基于扩展FC知识图的问题解决类协作学习支架设计原型,详细阐述了学习支架设计的具体流程与方法。此外,研究还据此进行了个案研究,分析了支架的启用率及其对协作学习的交互效果、言语交互水平、知识点激活范围和行为转换的影响,证明了该原型的可行性与有效性。研究指出:支架内容量与表述方式是优化学习支架的两个重要维度,学习支架的启用并非越频繁越好,中等程度的支架启用率更利于协作学习的开展和学生独立思考、问题解决能力的培养。

关键词： FC知识图问题解决协作学习学习支架

准噶尔盆地西北缘断裂带构造变形机制--基于物理实验模拟研究

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地质通报 2024年第4期43卷 527-535页

作者：豆方鹏李江海彭谋北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 北京大学地球与空间科学学院北京100871

准噶尔盆地西北缘发育以红车(红山嘴、车排子)、克白(克拉玛依、百口泉)和乌夏(乌尔河、夏子街)为代表的边缘断裂系统,是影响石炭纪—三叠纪地层发育特征和控制油气聚集的关键因素。准噶尔盆地西北缘断裂带属性及形成机制是地球科学界... 详细信息

准噶尔盆地西北缘发育以红车(红山嘴、车排子)、克白(克拉玛依、百口泉)和乌夏(乌尔河、夏子街)为代表的边缘断裂系统,是影响石炭纪—三叠纪地层发育特征和控制油气聚集的关键因素。准噶尔盆地西北缘断裂带属性及形成机制是地球科学界广泛讨论的问题,并一直存在争议。基于区域地质背景和前人研究成果,采用物理砂箱实验模拟准噶尔盆地西北缘断裂带构造变形机制。实验结果表明,乌夏、克白断裂带主要由一条西倾的主断裂控制,两侧断裂不对称分布,为不对称状花状断裂。红车断裂带主要由2条主断裂控制,呈雁列状分布,整体表现为近似对称的花状构造。通过物理模拟正演,认为准噶尔盆地西北缘早石炭世—晚三叠世演化过程可分为2个阶段,即残余洋盆俯冲阶段和右旋走滑阶段。准噶尔盆地西北缘构造石炭纪—三叠纪地层圈闭发育,可能是逆冲断裂和褶皱形成的断鼻、断块和排列背斜,这些伴生构造圈闭是准噶尔盆地西北缘油气成藏的关键因素。

关键词：准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷物理模拟断裂带构造变形

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联通主义学习交互的动态演化机制研究

中国远程教育 2024年第8期44卷 42-54页

作者：张婧婧牛晓杰徐亚倩杨业宏北京师范大学教育技术学院青岛大学师范学院

联通主义强调学习是一个通过交互不断建立连接并逐步发展形成网络学习社区的过程，网络在联通主义学习中起着基础性、关键性的作用。尽管社会网络分析方法已被应用于揭示联通主义学习中网络的静态特征，但对交互演化特征及机制展开的研... 详细信息

联通主义强调学习是一个通过交互不断建立连接并逐步发展形成网络学习社区的过程，网络在联通主义学习中起着基础性、关键性的作用。尽管社会网络分析方法已被应用于揭示联通主义学习中网络的静态特征，但对交互演化特征及机制展开的研究仍然较少。动态生长进化是联通主义学习的典型特征之一，因此，本研究尝试基于国内第一门cMOOC的交互数据，采用纵向概率社会网络分析方法对互惠性、传递性、同质性、择优连续性四种效应进行了检验，以解释联通主义学习中社会交互的动态演化机制。深入了解学习交互的动态网络及其演化有助于我们探讨如何构建强大的同伴互助的学习社区，从而提升cMOOC中的在线学习体验。

关键词： cMOOC 社会网络 SIENA 动态演化交互特征

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21世纪西方性别数字鸿沟研究

地理科学进展 2024年第6期43卷 1247-1260页

作者：王睿冯健北京大学城市与环境学院北京100871

性别数字鸿沟是西方学术界较为热门的研究话题,对该话题的梳理和探讨有助于推动国内相关研究发展。性别数字鸿沟的研究历程可以通过分析文献计量软件CiteSpace的运行结果,将其划分为三个阶段。性别数字鸿沟的研究主题种类多样,涉及空间... 详细信息

性别数字鸿沟是西方学术界较为热门的研究话题,对该话题的梳理和探讨有助于推动国内相关研究发展。性别数字鸿沟的研究历程可以通过分析文献计量软件CiteSpace的运行结果,将其划分为三个阶段。性别数字鸿沟的研究主题种类多样,涉及空间、时间、社会三大视角,覆盖了从全球尺度到家庭空间、从学校教育到职业生涯、从刻板印象到社会环境的各个领域。性别数字鸿沟的影响因素主要有宏观的社会、经济、政策因素,基本的平台载体引导因素以及人们主观的心理因素。为了应对已有的和可能的性别数字鸿沟现象,学者们提出了种种建议,部分国家和地区也已经出台了各类举措,不过要想有切实的效果,在政策制定和推行实施阶段还需要认真推敲。

关键词：性别数字鸿沟数字鸿沟西方学术界信息通信技术(ICT) CiteSpace