基於智能授導系統的軟件開發策略研究

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1、基於智能授導系統的軟件開發策略研究摘要教育信息化是國民經濟和社會信息化的重要組成部分，是實現教育跨越式發展的重要手段。伴隨著互聯網絡的日益發展，智能化與人性化將是數字化教學重要的發展方向。本文選擇自適應智能授導系統作為數字化技術輔助教學研究的一個切入點，綜合先進的智能方法，在理念與技術應用之間尋找恰當的連接點，從理論功能層面優化完善智能授導的系統構建策略，從具體技術實現的角度提高系統的自適應能力，並最終達到促進學習者知識獲取的目的關鍵詞智能授導系統；輔助教學；語義Web中圖分類號TP31文獻標識碼A文章編號1674-6708(

2、2012)58-0165-02計算機輔助教學（CAI）是以對話方式利用多媒體計算機的功能與特點與學生討論教學內容、安排教學進程和進行教學訓練的方法與技術。但是存在交互能力差和缺乏虛擬技術支持、智能性及教學策略等問題。人工智能（AI）是計算機科學、信息論、神經生理學、控制論、心理學、語言學等多種學科互相交叉滲透而發展起來的一門綜合性學科。它用人工的方法在機器（計算機）上執行智能行為：感知、理解、學習、判斷、推理、規劃、設計、求解等。其技術特征主要是具有搜索功能、知識表示能力、一定的推理功能、抽象功能、語音識別功能及模糊信息處理能

3、力1智能授導系統智能授導系統(ITS)技術是在對計算機輔助教學研究局限性的改革突破中發展起來的，它不僅克服瞭僅僅關註學生行為的缺陷，還引入瞭對知識的描述以及智能推理技術，智能授導系統的獨特之處是能依據每個學習對象的不同需求而調整教學策略ITS從上個世紀80年代提出到至今已有30多年瞭，幾乎涉及人工智能技術的所有問題，而且一直是人工智能技術在教育領域的核心研究之一。比較有代表性的是Peng-KiatPek和Kim-LengPoh應用貝葉斯網絡構建的學生模型可以較好的估計出學生的學習興趣值，從而對學生的學習行為方向進行預測；Die

4、trichAlbert和CordHockemeyer通過分析知識空間理論而得出的超文本結構和知識空間在結構上的有很強的相似性，通過對知識空間進行建模，使之適用於網絡Web結構模式:JoelMartin和KurtVanLehn使用貝葉斯網絡技術對學生的學習結果進行評估，有效的分析出學生學習過程中的問題和不足；DeclanKelly和Bren­danTangney提岀瞭一種多Agent技術(Multi-AgentSystem,MAS),通過對個體的個性化學習進行動態建模的智能框架的建構重組，滿足瞭學習者的不同需求。隨著國內

5、數字化教學與教育信息化的大趨勢，最近幾年國內對於該領域的研究發展的相對比較快，而且需要進行綜合性的研究，以不斷促進智能授導系統的實際應用價值2自適應智能授導系統機制由於個體學習者基本上是基於資源的自主學習，在教學上的有效組織主要體現在學習資源的組織、傳遞和共享上，良好的資源組織和個性化資源服務是學習個體最強烈的需求。為瞭支持個體的自主學習，輔助教學研究十分強調“授導”。“授”即系統地對教學內容的組織和傳播，通常反映為學習目標制定、學習材料序列化、學習路徑引導以及學習結果評價等方面；而“導”則側重對學生的具體學習過程提供針對性的

6、學習支持2.1網絡智能授導的技術實現網絡輔助教學平臺設計者們一直致力於智能授導機制的理論研究和實現，不僅在理論上提出很多模型和設想，而且實踐上也有所突破，特別是可以借助計算機網絡技術和人工智能技術構建一個更有針對性的、更智能的信息空間，為學習者提供個性化的學習支持。通過調研，網絡輔助教學中智能授導的研發技術路線主要是模擬課堂面授的路線、人工智能的技術路線和網絡協同進化的路線2.2本體的智能授導機制根據Brusilovsky提出的關於虛擬校園環境的部件理論知道,當前分佈式虛擬環境支撐的網絡教學平臺大多是圍繞內容部件、行為部件、通

7、信部件、管理部件來提供學習者本體的智能授導應用功能1）內容部件是輔助教學系統的核心，多由構成課程的多媒體教學材料組成。運用靜態超媒體比較容易實現，以一種同有的結構和形式呈現給學習者同樣的教學內容。但是會產生由適應性內容所呈現的各種方法與技術問題，例如：附加解釋、前提知識解釋、比較性解釋、解釋變體、信息排序等。其實現需依賴於知識表示與呈現技術，特別是知識建模和知識本體的研究；2）行為部件主要功能是需要學生通過“做”的交互方式來完成的自主學習的過程，表現形式多指學習導航、練習、測試、模擬、實驗等。其三個主要應用方向是自適應導航、自

8、適應測試和虛擬實驗;3）通信部件在智能授導系統中起到媒介作用，主要是支持學生與教師之間、學生相互之間的交流和溝通的通信工具，支持學習社區的協作學習和協同進化；其3個主要應用方向為）針對交互信息的知識發現、學習者智能互助和群體智慧；4）管理部件主要是支持教學過程中必要的管理職能