淺談智能計算機輔助教學的論文

　　計算機輔助教學系統(tǒng)在各教育領域都扮演著重要的角色。下面是學習啦小編給大家推薦的淺談智能計算機輔助教學的論文，希望大家喜歡!

　　淺談智能計算機輔助教學的論文篇一

　　《淺談智能計算機輔助教學》

　　摘要：計算機輔助教學系統(tǒng)在各教育領域都扮演著重要的角色。然而，現(xiàn)有的計算機輔助教學系統(tǒng)面臨許多挑戰(zhàn)，亟待改變。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各支撐學科的進步，人工智能技術(shù)逐漸被引入到現(xiàn)代教育技術(shù)中。智能計算機輔助教學系統(tǒng)將成為教育技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：計算機輔助教學;智能計算機輔助教學;CAI系統(tǒng)

　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機在教學過程中占有了一席之地。計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction――CAI)就是利用計算機輔助教師進行教學活動，通過學生與計算機間的交互從而達到教學目的。計算機輔助教學大致有兩種方式：一種是將教師在課堂上用語言和板書的形式難以表述清晰的重點、難點以課件的方式呈現(xiàn)給學生，這種課件一般是以課堂演示的方式使用;另一種是以電子教案的形式出現(xiàn)。電子教案中不僅包括學習內(nèi)容及重點、難點的演示，還包括一些習題及習題的分析與解答等內(nèi)容。

　　因為受到支撐學科及計算機水平的限制，CAI軟件的實現(xiàn)水平遠遠落后于CAI理論的發(fā)展。目前占主導地位的仍是基于行為主義學習理論的CAI軟件系統(tǒng)。眾所周知，這種軟件通常都是基于框面，采用小步驟的分支式程序設計，學生在使用這種軟件時則是被動地接受知識?，F(xiàn)在，我國CAI軟件的總體制作水平不高，軟件的智能性和通用性不強，使得CAI軟件的局限性比較大，有的僅僅是課堂教學的改版，教學內(nèi)容、教學方法一成不變，無法根據(jù)學生的具體情況向他們提供合適的學習資料，進行恰當?shù)膫€性化教學，從而達到實現(xiàn)學生全面發(fā)展的目標。而且軟件如果需要增加新的結(jié)構(gòu)相似的教學內(nèi)容時，開發(fā)人員還需重新編程，這樣既給開發(fā)者增加了許多重復性勞動，又給學習者造成了諸多不便。

　　目前使用的CAI軟件存在著以下一些缺點：(1)網(wǎng)絡支持不足：現(xiàn)在的大多數(shù)CAI軟件是以光盤形式存在，在單機環(huán)境下運行。雖然大多具有網(wǎng)絡支持，但是大多的網(wǎng)絡支持都是針對這一版本的軟件進行的系統(tǒng)修補，而很少針對教學內(nèi)容進行更新維護，這樣的軟件生命周期不會很長。(2)教師的參與度不足：現(xiàn)在的大多數(shù)CAI軟件在制作時就沒有考慮到教師的參與，這些軟件的學習和使用都是學生自主進行。通過這些軟件，教師沒有辦法了解學生的學習情況，學生在碰到問題時也沒有辦法向教師求助，師生之間不能進行交流。這樣的軟件無法實現(xiàn)個別化教學。(3)監(jiān)督機制不完善：現(xiàn)在的CAI軟件之所以僅僅被視作一種教學輔助工具，而不是一種完全獨立的教學手段，在很大程度上就是因為缺少必要的監(jiān)督機制，得不到教育主管部門和社會大眾的認可。

　　綜上所述，現(xiàn)有的計算機輔助教學系統(tǒng)存在諸多問題，這些問題使計算機輔助教學系統(tǒng)不能適應新的要求。因此，智能計算機輔助教學系統(tǒng)將成為教育技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。

　　智能計算機輔助教學(Intelligent Computer Assisted Instruction――ICAI)是一種新的教育技術(shù)，它以認知科學和思維科學為理論基礎，綜合了人工智能技術(shù)、教育學、心理學等各門學科的知識，對學生進行有效的教育。

　　ICAI系統(tǒng)主要由三個部分組成：知識庫、學生模型和教師模型。知識庫包含學科知識和教學知識兩部分;學生模型提供了學生的程度：學生知道什么和不知道什么，代表了學生的智能活動;教師模型提供了教學方法，負責指導系統(tǒng)怎樣進行教學活動，代表了教師的智能活動。此外，ICAI系統(tǒng)通常還包含一個具有自然語言處理的智能人機接口。

　　由此可見，ICAI系統(tǒng)將教學內(nèi)容與教學方法分開，根據(jù)學生模型提供的信息，通過系統(tǒng)的智能搜索與推理，動態(tài)生成適合于特定學生的教學內(nèi)容與策略;通過智能診斷機制判定學生的學習水平，分析學生產(chǎn)生錯誤的原因，從而向?qū)W生提出針對錯誤的修改意見，下一步的學習策略;通過對所有學生的錯誤進行統(tǒng)計，智能診斷機制將及時向教師提供教學策略的更改建議;通過對學生模型、教學過程、教學結(jié)果的智能分析，向教學主管部門提供對教師教學工作的評價意見?？梢哉f，一個理想、完美的ICAI系統(tǒng)就是一個自主、優(yōu)秀的“教師”。

　　要開發(fā)一個好的智能計算機輔助教學系統(tǒng)，需要考慮以下幾個方面：

　　1.模擬人類將記憶與思維合一

　　由于計算機技術(shù)不斷地發(fā)展，計算機數(shù)據(jù)交換方式也在不停地發(fā)展，從而提升了處理器與存儲器之間的配合，這使智能計算機輔助教學系統(tǒng)進行模擬人類記憶與思維活動變得可能，從而可以同時應付多種不同的情況，進行多方位的綜合性思考。

　　2.模擬人類較好地解決不確定性問題

　　現(xiàn)實世界中的事物大多是模糊的、不確定的，人類可以又快又好地處理這樣的事物，但目前的計算機輔助教學系統(tǒng)無法做到這一點，為了能夠?qū)Σ淮_定性進行正確處理，需要從軟件上彌補這一缺陷。

　　3.模擬人類較好地解決自主學習問題

　　人類具有感知能力，能通過各種感覺器官感知外部世界，從而得到所需要的有關(guān)信息，但目前的計算機輔助教學系統(tǒng)卻不具備這種能力，它需要人們把已經(jīng)表示出來的各種信息通過一些輸入設備輸入才能進行處理。雖然目前人們已經(jīng)通過各種軟件和硬件的方法能夠與計算機輔助教學系統(tǒng)直接交互，但是這已經(jīng)限制了計算機輔助教學系統(tǒng)的應用。

　　4.與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)深層次教學

　　隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，智能計算機輔助教學系統(tǒng)不僅要在智能上有所發(fā)展，還要在多維的網(wǎng)絡空間中發(fā)展進步?；诰W(wǎng)絡環(huán)境的智能計算機輔助教學系統(tǒng)要利用網(wǎng)絡的優(yōu)勢，完成在線學習、實時討論、隨堂練習、網(wǎng)上測試等多種教學任務，實現(xiàn)遠程教學。

　　5.人工智能技術(shù)的使用

　　人工智能技術(shù)在智能計算機輔助教學系統(tǒng)中的應用，主要體現(xiàn)在對普通的計算機輔助教學系統(tǒng)中引入了知識推理機制，如，每次課程結(jié)束時，系統(tǒng)會根據(jù)學生的隨堂測試情況確定學生的新的認知水平，作為下次學習的起始依據(jù)，并且向?qū)W生提出新的學習建議。

　　6.提高虛擬學習環(huán)境的人機交互性

　　虛擬學習環(huán)境是由多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種交互式人工世界。它的最根本的目的就是要實現(xiàn)基于自然技能的人機交互。在智能計算機輔助教學系統(tǒng)中，使用這種虛擬學習環(huán)境，能夠在一般人所不能親身體驗的情景中，達到演示、操作完美統(tǒng)一的教學目的。

　　7.開發(fā)更有效的幫助系統(tǒng)

　　評價一個智能計算機輔助教學系統(tǒng)的優(yōu)劣、智能性的高低，主要看該系統(tǒng)在學生遇到困難的時候，是否能夠及時地提供適當?shù)?、有啟發(fā)性的幫助。而現(xiàn)有的教學系統(tǒng)并不能夠很好地做到這一點。因此，開發(fā)更有效的幫助系統(tǒng)也是今后努力的方向。