浅谈人工智能在计算机辅助教学中的应用 Of Artificial Intelligence in Computer Aided Teaching
班级：计科083班 姓名：杨绍宏 学号：200810405325
【摘要】
随着计算机技术与信息技术的发展，人工智能在教育技术中的应用也逐渐深入，成为计算机教学发展的一大趋势。本文从人工智能和计算机辅助教学两者的概念出发，介绍了人工智能的概念、人工智能的科学范畴和研究内容以及人工智能的特征。介绍了计算机辅助教学的概念、现状及其中所存在的一些问题。阐述了人工智能与计算机辅助教学系统的关系及其人工智能在计算机辅助教学中的应用，最后概述了智能计算机系统，并探讨了智能计算机辅助教学系统未来的发展方向。
【关键词】
人工智能 计算机辅助教学 智能计算机辅助教学系统
Abstract: With computer technology and information technology, artificial intelligence application of technology in education has gradually deepening the development of computer teaching to become a major trend.In this paper, both artificial intelligence and computer-aided teaching concept, introduced the concept of artificial intelligence, artificial intelligence research scope and content of science and artificial intelligence features.Introduced the concept of computer aided instruction, current situation and of the existence of some problems.Artificial Intelligence and Computer Aided Instruction described the relationship between systems and artificial intelligence in computer-aided teaching, and finally an overview of intelligent computer systems, and intelligent computer-aided teaching system of the future direction of development.Key words：Artificial intelligence, Computer aisted instruction, Intelligent computer-aided instruction system
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动时能识别不断改变的环境；（3）开发用符号识别来模拟人类专家行为的程序，即专家系统。但是，从研究的性质来说，人工智能一般可分为理论研究和工程研究两个方面。理论研究主要是对有关开发和理解人和机器智能方面理论进行研究和探索．而工程研究则主要是设计和开发研究人工智能的工具和像专家系统这样的产品。但是，这并不是说，它们彼此是独立的；相反，它们是彼此依赖和不可分割的。随着人工智能理论和技术逐步被采用，并具体地开发出产品。理论和工程研究之间的界限将会缩小，直至消失。
2.3 人工智能的技术特征
（1）具有搜索功能。采用一定搜索策略可以快速地找到答案。
（2）知识表示能力。可以表示一些不精确的、模糊的知识（适合表示多媒体数据）。
（3）一定的推理功能。可以从给定的实事、前题中找出答案、发现知识。 （4）抽象功能。抽象用以区分重要与非重要的特征，借助抽象可将处理问题中的重要特征和变式与大量非重要特征和变式区分开来，使处理变得更有效、更灵活。对用户来说,往往只需要叙述“是什么问题”，“要做什么”，而把“怎么做”留给智能程序来完成。
（5）语音识别功能及模糊信息处理能力。有处理不精确和模糊信息的能力。
3.计算机辅助教学
3.1 计算机辅助教学定义
计算机辅助教学(Computer Aided Instruction简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。利用多媒体计算机的功能与特点，利用计算机辅助教师完成各个教学环节，并通过与计算机之间的交互活动，激发学生的学习积极性和主动性，帮助学生更有效地学习。使用CAI系统，有利于认知主体作用的发挥，它所提供的图象、声音、动画等信息有利于学生知识的获取与保持。达到提高教学效果的目的。
3.2 计算机辅助教学现状
CAI的实现需要应用AI技术及编制复杂的程序，如自然语言理解、知识表示、推理方法等，一些AI技术的特殊应用成果，如代数说明、符号合成、医疗诊断及理论证明等均被应用于CAI系统，以提高其智能性和实用性。早期绝大多数CAI课件大都使用决策理论和随机学习的模式，它极大地简化了学习过程的表达形式。例如早期的地质教学系统(SCHOCAR)等。后来，随着人工智能技术的发展．CAI系统中添加了学生的学习行为及训练策略．同时AI技术被应用于建立学习顾问模块(存放所要教课程的问题和技能)。这种方法能控制训练策略并给出适合学生的学习内容。目前为了获取对课程知识表示和控制的灵活性和模块性，有些CAI系统还用AI技术来表示训练计划和策略。
3.3 计算机辅助教学存在的问题
（1）计算机辅助教学系统的闭塞性不具有开放性是目前以及理论证明等均被应用于计算机辅助教学系统，以提高其智能性和实用性。其弊端在于固定内容
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4.2 智能计算机辅助教学(ICAI)系统
教学过程是一个复杂的教与学的思维过程，它需要教师以其专门知识和经验为依据，经过吸收、讲解、推理、示例、综合等多个步骤才能较好地完成。计算机辅助教学实际上是一个由计算机系统辅助教师进行教学及学生进行学习并得以实现的系统。从人工智能的角度看。智能计算机辅助教学系统以认知学为理论基础，将人工智能技术应用于CAI，是智能化的CAI，是一个教学型专家系统，它的任务是根据学生的特点、弱点和基础知识，以最适当的教学方案和教学方法对学生进行教学和辅导。
在智能CAI中。教学思想、方法、学习内容可用知识形式表示，如何解决知识的形式化表示以及知识的访问与调用问题，是人工智能的核心技术之一。也是将AI引入教育技术领域中所要面临的一个问题。知识库是实现知识推理与专家系统的基础，可以用知识库作为智能CAI的构建环境。在知识库中，教学内容等的有关知识可以用事实与规则表示，并存储于知识库内，教学与学习过程即是对知识库中知识进行推理，并最终得出所需结果的过程。ICAI系统的一般包括以下几个模块：
（1）知识库
知识库是关于教学内容的模块。解决“教什么”的问题。知识库中的教学内容有待于教学与控制模块和学生模块进行选取、调用。知识库可以做到教学资源共享。知识库内知识可以进行更新。
（2）学生模块
用于记录学生的学习情况。对学生学习的各个环节信息进行搜集，以便系统对学生的学习情况进行自动评估，提出具有针对性的学习建议和个别化的辅导。学生模块描述学生对教学内容理解、掌握的程度，系统可以根据学生模块的具体情况调整教学策略并提供适当的反馈。
（3）用户接口模块
这是系统与用户交流的界面。整个系统依靠用户接口模块把教学内容呈现给用户、接受用户输入的信息、并向用户提供反馈。大多数的教学系统使用图形用户界面或者自然语言交流界面，或者两者兼备。
（4）教学与控制模块
这是教学过程与整个系统的控制模块，涉及到“如何教”的问题。它具有领域知识、教学策略和人机对话等方面的知识。根据学生模型提供的学生学习情况，通过智能系统的搜索与推理，得出智能化的教学方法与教学策略，能够较科学地评估学生的学习水平，还可以通过分析学生以往的学习兴趣和学习习惯，预测学生的知识需求和常犯错误，动态地将不同的学习内容、学习方法与不同的学生匹配．智能地分析学生错误的原因进而有针对地提出合理的教学建议、学习建议以
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6.结束语
计算机辅助教学及计算机管理教学，以优化教育、教学过程为目的，被誉为教育史上的第四次革命，是现代教育技术的重要内容和手段，是当前教育革命的突破口。计算机辅助教学既是计算机应用的重要领域，也是进行知识教学、知识处理和知识转化的重要技术。计算机辅助教学，既是知识工程的重要内容，也是计算机技术和信息技术的产物。计算机辅助教学正处于知识经济、知识工程、知识创新、科教兴国、科学技术与教育相结合的交叉点。随着人工智能技术的发展，计算机辅助教学的成效将更加明显。在当今教育改革的大环境下，应当使更多的教育工作者关注ICAI的建设与发展，并为ICAI系统的发展起到更大的推动作用。
【参考文献】
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2001
