智能化教学系统研究

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科技教育

智能化教学系统研究

梁海

(哈尔滨加格达奇大兴安岭职业学院

哈尔滨

165000)

摘要:本文简要介绍了人工智能技术在教育CAI中的应用,提出了一个基于Agent的智能Cai模型及一些实现的设想。关键词:建构主义CAI人工智能Agent中图分类号:G40文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)07(b)-0192-01

1建构主义(constructivism)理论

教学系统是人工智能技术与教学结合的产建构主义认为,知识不是通过教师传授得物,是指导学生在某一学科领域学习的环到而是学习者在一定的情境即社会文化背景境,它能够根据学生的学习行为,在学生的下,借助学习获取知识的过程和其他人的帮学习过程中动态地形成教学的交互作用。助,利用必要的学习资料,通过建构的方式而3.1专家模块

获得。建构主义提倡在教师指导下的、以学专家模块是一个关于要讲授课题的专习者为中心的学习,也就是说,既强调学习者家系统,它的知识库中存储的是学科领域的认知主体作用,也不忽视教师的指导作用。知识(专家知识),专家模块在课题领域范围教师是意义建构的帮助者、促进者。学习者内运行时,能够利用知识库中的知识,按规是住处加工的主体、是意义的主动建构者。

则生成课题所需的内容,所以可以把专家建构主义认为学习是在一定的情境即知识动态地提供给教学模块,具体地说,专社会文化背景下,借助其他人的帮助即通家模块有两个功能,一是生成问题、答案过人际间的协作活动而实现的意义建构过及解释,这时专家模块的作用是充当所讲程,因此建构主义学习理论认为“情境”、授课程的资源;二是参与对学生学习行为、“会话”和“意义建构”是学习环的评价,这时专家模块的作用是充当评价境中的四大要素或四大属性。“情境”:学的标准.为了能准确地评价学生的学习行习环境中的情境必须有利于学生对所学内为,专家模块必须能生成每一题目的正确容的意义建构。“协作”:协作发生在学习解答路径及详细的评价标准.过程的始终。协作对学习资料的搜集与分3.2学生模块

析、假设的提出与验证、学习成果的评价学生模块也是一个专家系统,它的知直至意义的最终建构均有重要作用。“会识库中存储的是学生的各种学习行为.学话”:会话是协作过程中的不可缺少环节。生模块的作用是通过一定的诊断方法,找学习小组成员之间必须通过会话商讨如何出学生当前的学习特征,即建立学生模型.完成规定的学习任务的计划;此外,协作学具体地说,学生模块主要完成两个任务,一习过程也是会话过程,在此过程中,每个学个是对学生错误的识别,即找出学生有什习者的思维成果(智慧)为整个学习群体所么样的误解或缺少什么样的技能以致产生共享,因此会话是达到意义建构的重要手当前的错误回答;另一个是对学生行为的段之一。“意义建构”:这是整个学习过程解释,即说明学生错误的产生过程.的最终目标。所要建构的意义是指:事物3.3教学模块

的性质、规律以及事物之间的内在联系。教学模块具有系的指导能力,其灵活指在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮导能力达到十分广泛细的程度,可以是学生助学生对当前学习内容所反映的事物的性一有错误就打断,也可以让学生充分自由,质、规律以及该事物与其它事物之间的内直至学生要求提供帮助时才给予指导。模在联系达到较深刻的理解。

块中教学内容与教学策略是分不开的,这样在教学策略生成呈现哪一部分教学内容策2计算机辅助教学的现状

略,它能将专家模块生成的教学的内容和学我国目前开发的许多CAI系统,大多生模块作对比,找出学生所缺少的知识。用于辅助教师教学,多半是基于演示的,再3.4界面模块

深一层次也只不过是用于学生自测,这些界面模块的作用是处理学生与系统间CAI系统与先进的教育理念是不相适应的信息交流,具体地说,界面模块要完两项的。不能做到以学生为中心,几乎没有培任务,一项是在教学模块做出教学决策后,养学生创新精神的能力。要充分发挥新的界面模块要以一定的形式把教学内容发送建构主义教学理念的优势,在计算机中实出去;另一项是建立学生输入信息的方式,现建构主义认为的“情境”、“协作”、“会接收学生输入的信息。对于一个教学系话”和“意义建构”四大要素,还必须认真统,界面的设计不但影响系统的可操作性,研究计算机人工智能的许多原理与技术,更重要的是输入、输出方式能极大地影响将智能代理技术应用于教育工作。

发送题目的可理解程度,就像不同的教师在讲授同样的内容时会产生不同的教学效3智能化教学系统

果一样。在界面的设计中,有两个非常重在计算机科学的众多领域中,人工智要的方向,一是多媒体技术,它不但能使界能(ArtificialIntelli-gence,AI)无疑是最富面的设计多样化,促进知识的接收,而且可有挑战性和创造性的一个领域。伴随人工以改变传媒方式,使教学设计也随之变化;智能的诞生和发展,人们试图把计算机用于另一个方向是自然语言接口,如果这一问教学领域,随着现代科技的飞速发展,人工题得到突破,会大大加宽人机通道,对智能智能在教育领域得到了广泛应用,并对教化教学系统的发展起到极大的促进作用。

育、教学过程产生着深刻的影响。智能化

在贯穿于这些模块中的相应的技术就

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是基于各种人工智能算法的智能代理技术。

4智能代理技术在CAI系统中的应用

所谓的代理技术(Agent)是当前计算机科学领域中使用最为广泛的术语之一,一个能为AI领域的大部分研究人员所接受的定义是将Agent视为在某一环境下能持续自主地发挥作用、具有生命周期的计算实体。一般具有以下特征:①自主性;②社会性;③反应性;④主动性:Agent能够遵循承诺采取主动的行动,它的行为是为了实现其内在的任务,是一个目标制导(Goal-Directed)的行为实体。

依据建构主义观点,设计的CAI系统应能够根据学习者学习内容创建合理的学习情境,发挥计算机虚拟环境的优势。CAI系统应是学习者良好的助手,能够帮助学习者分析和查找资料,帮助学习者提出和分析问题,并给出合理的解释和可能的证明。能随时跟学习者进行对话,和学习者就相关的学习内容进行讨论。

智能代理主要由以下几部分组成:主任IA驻留机器内存,负责安排CAI系统各IA的工作,执行主任IA发来的各种命令,同时负责处理其它IA上传信息,进行整理,排序,它还负责整个CAI系统的信息存储与管理。导演IA:能够根据秘书IA传来的教学内容,进行学习情境的设计,为学习者创造虚拟学习环境。助手IA:由秘书IA安排,帮助学习者查找资料,辅助提出问题和分析问题。会话IA:由秘书IA安排,负责与学习者聊天,交谈,和学习者就学习内容展开争论与讨论。评估IA:由秘书IA安排,负责对学习内容进行总结、评估,最终给学习者的学习过程进行评价,并接受学习者的反馈信息。整个CAI系统由一系列IA组成,共同完成辅助学习者完成一定学习内容的任务。整个CAI系统像一个教学服务实体,组织管理有序,为学习者服务。各Agent协作系统结构。

5结语

从对智能化教学系统结构的分析,我们不难发现,人工智能技术的发展也必将会对智能化教学系统的发展起到巨大推动作用。随着人工智、面向对象、多媒体及分布系统等技术的发展,对智能化教学系统的未来和发展起到更大的推动作用。基于建构主义理论为基础的CAI系统,必将成为未来智能化教学系统的主流,也必将促进教师的教学水平的提高。

参考文献

[1]何克抗.建构主义学习理论与建构主义

学习环境[J].教育传播与技术,1996(3).[2]康华光.电子技术基础——数字部分,高

等教育出版社.

“协作”