论生成对抗网络在中学历史教学中的应用技巧

寇兆欣

[摘   要]为创设生动的教学情境，吸引学生注意力，激发学生学习积极性，可利用人工智能的生成对抗网络技术辅助教学。这种方法可用于新课导入和学生疲倦时，但要注意与教学内容紧密结合，不可滥用。研究者结合历史教学实例对此进行了阐释。

[关键词]人工智能;生成对抗网络;中学;历史教学

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是对人的意识、思维的信息过程的模拟，制造出能够像人类一样思考的机器是科学家们最伟大的梦想之一。人工智能是一个研究范围十分广泛的学术领域，包括机器学习、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。大部分人对人工智能的了解来自如《终结者》《机器人瓦利》《超体》的科幻影片，其中的机器人异常强大、能力非凡。然而现实中的人工智能更接地气，包括搜索引擎、邮件过滤器、智能语音助手Siri、二维码扫描器、游戏中的NPC（非玩家扮演角色）等，这些都是近60年来人工智能技术实用化的产物。以下将以生成对抗网络[1]为例讨论人工智能在中学历史教学中的应用技巧。

一、生成对抗网络的基本介绍

生成对抗网络是人工智能中的一个重要分支。它体现了两个网络的互相博弈：一个是生成器，即生成“假图片”;另一个是判别器，用于判断输入图片的真伪，目标在于让判断器无法判断生成器的图片是真还是假[2]。生成对抗网络自2014年被首次提出至今，其应用已不仅局限于生成图片，还包括图片转换、图像修复、图像超分辨率、风格迁移、文本生成、视频生成等。简言之，运用该技术可以改变原照片人物的表情或容貌，从而突出某些特征，生成逼真的“假人脸”。生成对抗网络的提出对于人工智能和机器学习的发展具有深远意义，使人工智能图像的生成进入了“眼见不一定为实”的阶段。例如：一张表情严肃的人物照片，一段表情和动作都很夸张的人物视频，一段脱口秀表演的音频，它们彼此之间本来毫无关联，通过生成对抗网络技术，可以让静止的图片人物用夸张的表情和动作说一段脱口秀，从而生成一个生动的新视频。

二、生成对抗网络下的课堂教学实例

以人教版高中历史教材《中外历史纲要》下册中“世界多极化和经济全球化”一课为例，传统课堂导入环节多由教师口头讲解或播放相关图片、视频等。本节课上，笔者将原本教师要说的“台词”交给了一位公众人物。导入视频中的人是学生熟悉的一位前美国总统，以某个视频中另一个人的夸张表情和动作，用历史教师的声音，说出了课堂导入的“台词”：

一直以来，在世界各国组成的大朋友圈里，美国最活跃，处于主导地位，而经常为他点赞的有英、法、德等国家，还不时地评价附和一下。而俄罗斯却不理睬他，经常与他唱反调。中国呢，在这个朋友圈里比较活跃，但从来不拉帮结派欺负别人，是一个热爱和平的世界好朋友。而在2015年3月份，这个世界好朋友建立了一个群，还在朋友圈里做广告，邀请大家加入，引起圈内人的热烈讨论。大家知道这是什么群吗？对，就是“亚投行”，截止到2020年7月，亚投行已有103位群友了。下面我们就来了解一下这个群。

借用與本课相关的名人之口，说出教师的课堂导语，这一不同于往日的教学方式，可调动学生学习的积极性，激发其学习热情。接下来，转入正式新授内容，教师可给学生播放亚投行的相关视频并提出两个问题：

（1）美国为什么要阻止英法两国加入亚投行？

（2）英法两国为什么不顾美国的阻拦而毅然加入亚投行？这说明了什么？

学生带着问题观看视频，之后在小组内讨论这些问题。学生可能会归纳出类似“多极化趋势不可逆转”的结论。最后，教师在学生讨论的基础上做总结。

通过生成对抗网络辅助教学主要适用于以下情况：一是新课导入时，二是学生进入疲倦期时。其目的都是创设更生动的问题情境，吸引学生注意，激发学生学习的热情。

三、生成对抗网络辅助教学的具体操作

一是需要准备和本课相关的人物图片。如讲到与美国相关的，可以用美国总统;讲秦汉大一统时，可以用秦始皇、汉武帝或者董仲舒等。

二是准备用于图片深度学习的视频。如可以用在网络上找到的模板视频，消除原音后，再用与课堂相关的语音内容进行配音;也可以用自己拍摄的表情动作。

三是安装Python运行环境[4]并制作视频，注意素材图片人物最好选择睁开眼睛，张着嘴巴且露牙齿的形象，用于进行深度学习的视频可以选择表情丰富、感情充沛、口型标准的人物形象，且最好选择像素均为256×256的图片和视频，这样比较容易匹配，算法不易出错。

四、生成对抗网络应用于教学的注意事项

一是避免涉及政治敏感的素材，如不能使用现在政治人物的图片;二是认真对待严肃的历史知识，不能制造“搞笑”效果，比如两次鸦片战争、从局部抗战到全面抗战这些沉重的历史事件;三是注意道德伦理问题，对视频和图像的使用要在法律允许的范围内，应向学生传递正确的三观;四是不能过度娱乐化，素材的选择要贴合教材，不要使学生分心。

总之，人工智能技术的应用是一把双刃剑。使用得当，可以促进教学;但是使用不当或过于频繁，也可能带来反效果或不良影响。因此，教师要进行慎重选择。

参考文献

[1]谭营.人工智能之路[M].北京：清华大学出版社，2019：12.

[2]彭泊词，邵一峰.生成对抗网络研究及应用[J].现代计算机，2020（27）： 20-21.

[3]高源.人工智能应用探究[J].电子制作，2019（10）：11-12.

[4]叶虎.深度学习：从Python到TensorFlow应用实战[M].北京：清华大学出版社，2020：70.

（责任编辑   郭向和）