淺談智能計算機(jī)輔助教學(xué)的論文

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

　　淺談智能計算機(jī)輔助教學(xué)的論文篇一

　　《淺談智能計算機(jī)輔助教學(xué)》

　　摘要：計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)在各教育領(lǐng)域都扮演著重要的角色。然而，現(xiàn)有的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)面臨許多挑戰(zhàn)，亟待改變。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各支撐學(xué)科的進(jìn)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(jī)輔助教學(xué)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(jī)輔助教學(xué);智能計算機(jī)輔助教學(xué);CAI系統(tǒng)

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)在教學(xué)過程中占有了一席之地。計算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Assisted Instruction――CAI)就是利用計算機(jī)輔助教師進(jìn)行教學(xué)活動，通過學(xué)生與計算機(jī)間的交互從而達(dá)到教學(xué)目的。計算機(jī)輔助教學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)內(nèi)容及重點、難點的演示，還包括一些習(xí)題及習(xí)題的分析與解答等內(nèi)容。

　　因為受到支撐學(xué)科及計算機(jī)水平的限制，CAI軟件的實現(xiàn)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于CAI理論的發(fā)展。目前占主導(dǎo)地位的仍是基于行為主義學(xué)習(xí)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(shè)計，學(xué)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(qiáng)，使得CAI軟件的局限性比較大，有的僅僅是課堂教學(xué)的改版，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法一成不變，無法根據(jù)學(xué)生的具體情況向他們提供合適的學(xué)習(xí)資料，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膫€性化教學(xué)，從而達(dá)到實現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展的目標(biāo)。而且軟件如果需要增加新的結(jié)構(gòu)相似的教學(xué)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(fù)性勞動，又給學(xué)習(xí)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(luò)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(jī)環(huán)境下運行。雖然大多具有網(wǎng)絡(luò)支持，但是大多的網(wǎng)絡(luò)支持都是針對這一版本的軟件進(jìn)行的系統(tǒng)修補，而很少針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新維護(hù)，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(xué)習(xí)和使用都是學(xué)生自主進(jìn)行。通過這些軟件，教師沒有辦法了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生在碰到問題時也沒有辦法向教師求助，師生之間不能進(jìn)行交流。這樣的軟件無法實現(xiàn)個別化教學(xué)。(3)監(jiān)督機(jī)制不完善：現(xiàn)在的CAI軟件之所以僅僅被視作一種教學(xué)輔助工具，而不是一種完全獨立的教學(xué)手段，在很大程度上就是因為缺少必要的監(jiān)督機(jī)制，得不到教育主管部門和社會大眾的認(rèn)可。

　　綜上所述，現(xiàn)有的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)存在諸多問題，這些問題使計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)不能適應(yīng)新的要求。因此，智能計算機(jī)輔助教學(xué)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(jī)輔助教學(xué)(Intelligent Computer Assisted Instruction――ICAI)是一種新的教育技術(shù)，它以認(rèn)知科學(xué)和思維科學(xué)為理論基礎(chǔ)，綜合了人工智能技術(shù)、教育學(xué)、心理學(xué)等各門學(xué)科的知識，對學(xué)生進(jìn)行有效的教育。

　　ICAI系統(tǒng)主要由三個部分組成：知識庫、學(xué)生模型和教師模型。知識庫包含學(xué)科知識和教學(xué)知識兩部分;學(xué)生模型提供了學(xué)生的程度：學(xué)生知道什么和不知道什么，代表了學(xué)生的智能活動;教師模型提供了教學(xué)方法，負(fù)責(zé)指導(dǎo)系統(tǒng)怎樣進(jìn)行教學(xué)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(jī)接口。

　　由此可見，ICAI系統(tǒng)將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法分開，根據(jù)學(xué)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(xué)生的教學(xué)內(nèi)容與策略;通過智能診斷機(jī)制判定學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，分析學(xué)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(xué)習(xí)策略;通過對所有學(xué)生的錯誤進(jìn)行統(tǒng)計，智能診斷機(jī)制將及時向教師提供教學(xué)策略的更改建議;通過對學(xué)生模型、教學(xué)過程、教學(xué)結(jié)果的智能分析，向教學(xué)主管部門提供對教師教學(xué)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(jī)輔助教學(xué)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(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展，計算機(jī)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(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模擬人類記憶與思維活動變得可能，從而可以同時應(yīng)付多種不同的情況，進(jìn)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(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)無法做到這一點，為了能夠?qū)Σ淮_定性進(jìn)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(xué)習(xí)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(jī)輔助教學(xué)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(shè)備輸入才能進(jìn)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(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)直接交互，但是這已經(jīng)限制了計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用。

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

　　隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)不僅要在智能上有所發(fā)展，還要在多維的網(wǎng)絡(luò)空間中發(fā)展進(jìn)步。基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的智能計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)要利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，完成在線學(xué)習(xí)、實時討論、隨堂練習(xí)、網(wǎng)上測試等多種教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)。

　　5.人工智能技術(shù)的使用

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

　　6.提高虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的人機(jī)交互性

　　虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是由多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)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(jī)交互。在智能計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中，使用這種虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠在一般人所不能親身體驗的情景中，達(dá)到演示、操作完美統(tǒng)一的教學(xué)目的。

　　7.開發(fā)更有效的幫助系統(tǒng)

　　評價一個智能計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)劣、智能性的高低，主要看該系統(tǒng)在學(xué)生遇到困難的時候，是否能夠及時地提供適當(dāng)?shù)?、有啟發(fā)性的幫助。而現(xiàn)有的教學(xué)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。