ICAI的探索.pdf

第11卷第4期 广西工学院学报 V01．11No．4 oF 2000年12月 JouRNAI．oFGuANGXlUNIVERslTYTEcHNOLOGY I)ec．2000 文章■号1004—6‘10(2000)04一0042-03 ICAI的探索 聂永红1，邓国和2 (1．广西工学院计算机工程系，广西柳州54s006#2．广西师范大学数计学院，广西桂林541004) 摘要t奉文主要介绍智能计算机辅助教学系统(陀AI)的发展、与传统cAr的区别、教学过程及形式．并在此 基础上，详细阐述了设计智能教学系统的关键技术． 关■词：IcAI；人工智能f知识库I模块 中囝分娄号：TP37；TP387文献标识码：A o引言 人工智能(Artifical 人工智能将会是计算机应用研究的前沿课题。人工智能科学研究始于50年代，经过四十多年来的发展，人 工智能理论、技术和方法已被广泛应用于科研、医疗卫生和社会生活各个方面，并取得了重大成果．特别 是人工智能在教育、教学领域上的成功应用·开创了智能化教学系统，从而使cAI教学发展进入了一个崭 新阶段． 1 ICAI系统概述 克服了传统CAI诸多方面的弱点，为学习者提供了一种新型的学习环境，它能根据学习者的学习特点、学 习历史状况和学习风格，采用不同的教学方法和教学策略。lcAI系统的成功主要在知识表示、推理方法和 自然语言理解等方面应用了人工智能原理． 1．1 lcAI的由来 cAI是由程序主义教学发展而来的。由于当时的cAI课件缺乏应变能力，不能根据学习者的不同层次 和实际需要及不同学习阶段进行动态调整(即不能做到因材施教)。到了70年代，计算机教育专家为克服 上述缺点开始尝试将人工智能(AI)技术引进cAl系统，当时研究的动机是要创造出与优秀教师相媲美的 。智能导师”，必须赋予机器高级智能，即其智了解不同学习者的学习能力，学习状况和当前知识水平，并 且能根据木同特点的学生选择最佳教学策略，允许人机对话采用自然语言来沟通信息传递的功能。为了实 现这些功能建造“学生模型”模块以记录学生的知识水平和历史知识，建造“教师模型”模块以作出智能 教学策略，建造“自然语言”接口模块以沟通学习者与教学系统的信息传递(见图1)。基于上述思想建造 的CAI系统就称为“智能教学系统”，这种系统诞生以来发展很快，目前已成为国际上cAI的主流方向． 1．2 ICAI的发展 库 啦■日■-2∞o-os一20 停●■介，聂永虹(1963，4-)t女。河南洛阳市人，广西工学臃讲师． 万方数据 第‘期 聂永红等tIcAI的探宗 43 采用了由事实、概念和过程组成的语义网络形 式，使用了苏格拉底对话方式进行教学，通过 推理机(教师模块)产生问题让学习者应答并 作出评价，系统中具备诊断学习者的错误和纠 正错误的功能．1975年由Brown．Burtin和 Beu研制了电子仪器故障检测系统 (SOPHIE)，用来帮助和指导学生检查电路故 障及其产生原因．该系统把领域知识和用于回 答学生问题的启发式策略结合在一起，与此同 时，对学生的不正确学习路径提出批评，并提 圉l智健教学系统 供另外的供选择的路径．1982年clancey开发 了GuID0系统，用于就医疗诊断知识的问题求解，它采取了“双向至动对话”方式进行教学的过程． 总之，我们可以看到，在IcAI的不同发展时期，研究的重点也不尽相同：早期的ICAI主要集中在专 业知识的表示上；进入80年代，系统研究主要集中在使用人工智能技术，明确表示了学生模块和教师模块， 强调认知科学的指导作用}进入90年代，由于计算机技术、人工智能理论和方法、建构主义理论等的发展， 将IcAI系统的研究集中在协作教学模式、建构学生模型和智能超媒体cAI系统研究等方面。 1．3 ICAI与CAI的差别 衰1 cAI与IcAI酌差别 2 ICAI系统教学过程及形式 2．1 I