人工智能教學(xué)策略

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇人工智能教學(xué)策略范文，相信會(huì)為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

人工智能教學(xué)策略范文第1篇

關(guān)鍵詞：人工智能；計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并對教學(xué)過程產(chǎn)生了深刻的影響。其中，人工智能技術(shù)產(chǎn)生的影響最為深刻。它將先進(jìn)的教學(xué)手段引入教學(xué)過程，在營造理想的學(xué)習(xí)環(huán)境、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及提高教學(xué)效率等方面起到了重要作用。

一、人工智能

1. 人工智能的定義

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透發(fā)展起來的一門綜合性的交叉學(xué)科和前沿學(xué)科。其精確定義是：一個(gè)電腦系統(tǒng)具有人類知識和行為，并具有學(xué)習(xí)、推斷、判斷來解決問題、記憶知識和了解人類自然語言的能力。

2. 人工智能的研究內(nèi)容

人工智能作為一門綜合性學(xué)科，其研究內(nèi)容涉及到許多方面，其中與教學(xué)實(shí)際關(guān)系較為密切的是以下四個(gè)方面：

（1） 問題解決。問題解決（Problem Solving）是人工智能研究初期的主要研究內(nèi)容之一，也是其他內(nèi)容的研究基礎(chǔ)，它主要研究計(jì)算機(jī)的知識表達(dá)和推理技術(shù)。

在教育領(lǐng)域中，研究問題解決的實(shí)際意義在于，把人類解決問題的基本過程賦予計(jì)算機(jī)，使其能夠按照人類的思維規(guī)律進(jìn)行問題解決，幫助學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。

（2）模式識別。模式識別（Pattern Recognition）是近三十年來在信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興科學(xué)，后期它又受到了人工智能科學(xué)的影響，得到了新的發(fā)展。因此，常被作為人工智能學(xué)科的一個(gè)分支。

簡單地說，模式識別就是研究用電子計(jì)算機(jī)代替人來識別事物和環(huán)境的方法。所謂模式是指那些供參照模仿用的理想化的標(biāo)本。因此，具體來說，模式識別的含義就是識別出給定的事物與哪一個(gè)標(biāo)本相同或相似。模式識別有時(shí)可以理解為模式分類，即判別給定的事物應(yīng)該屬于哪一類標(biāo)本。被識別的給定事物通常是字母、符號、漢字、圖像、聲音、語言、景物，也可以是統(tǒng)計(jì)數(shù)字、圖表、教授狀態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)等，應(yīng)用于教育時(shí)則稱為教育模式識別和學(xué)習(xí)模式識別。

（3）自然語言理解。對自然語言理解（Natural Language Processing，簡稱NLP）的研究能為實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然語言直接通信提供可能，并減少軟件生產(chǎn)的負(fù)擔(dān)，從而間接地推動(dòng)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，提高自動(dòng)化操作效率。因此，它已經(jīng)成為人工智能研究中最為棘手的問題。

自然語言是人機(jī)對話的最方便的語言，其發(fā)展的最終目標(biāo)是把自然語言作為程序語言來使用，使計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行自然語言，不需要中間的解釋過程。

在教育領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)對自然語言的理解有助于人機(jī)對話的實(shí)現(xiàn)，從而能夠增進(jìn)計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間的交互作用，把原有的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)條件下的計(jì)算機(jī)主動(dòng)變?yōu)橹悄苡?jì)算機(jī)輔助教學(xué)條件下的人機(jī)交互主動(dòng)。

（4）專家系統(tǒng)。所謂專家系統(tǒng)是指一個(gè)（或一組）能在某特定領(lǐng)域內(nèi)，以人類專家的水平去解決該領(lǐng)域中困難問題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其特點(diǎn)在于能把人類專家在解決問題過程中使用的啟發(fā)性知識、判斷性知識分成事實(shí)與規(guī)則，以適當(dāng)形式存儲到計(jì)算機(jī)中，建立知識庫，并基于知識庫采用合適的產(chǎn)生式系統(tǒng)，按輸入的原始數(shù)據(jù)選擇合適的規(guī)則進(jìn)行推理、演繹，作出判斷和決策，可起到專家的作用，因此稱為專家系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)是人工智能中最為重要的研究內(nèi)容，在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也最為廣泛與活躍。教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，以最合適的教案和教學(xué)方法對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)。

二、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

1. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的定義

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，簡稱CAI）是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，以對話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。CAI能為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境。通過綜合應(yīng)用多媒體、超文本、人工智能和知識庫等計(jì)算機(jī)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式上單一、片面的缺點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知主體作用的發(fā)揮。同時(shí)，它所提供外部刺激的多樣性有助于知識的獲取與保持。因此，使用CAI能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。

2. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀

盡管計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)要比傳統(tǒng)的教學(xué)模式先進(jìn)不少，但并不是最完善的，它還存在許多不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1） 缺乏人機(jī)交互能力。在教學(xué)過程中，CAI課件的教學(xué)信息是按預(yù)先設(shè)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供，教師只能按預(yù)定的課件流程進(jìn)行操作，學(xué)生的學(xué)習(xí)也是被動(dòng)的，不能很好地參與教學(xué)過程。因此，人機(jī)交互能力沒有很好地體現(xiàn)出來。

（2）缺乏師生互動(dòng)。學(xué)生在自學(xué)及使用現(xiàn)有的CAI課件時(shí)，大多采用的是自主學(xué)習(xí)的方式。使用這種方式時(shí)鮮有師生互動(dòng)，因此課件的效果會(huì)大打折扣。同時(shí)由于缺乏網(wǎng)絡(luò)支持，現(xiàn)有的絕大多數(shù)CAI課件都是在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行的，無法使用網(wǎng)絡(luò)來快速更新知識內(nèi)容，更無法提供便捷的學(xué)習(xí)討論空間、隨時(shí)隨地的師生交流方式以及遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)現(xiàn)的條件。

（3） 缺乏智能性。現(xiàn)有的CAI系統(tǒng)很多都沒有智能性，無法進(jìn)行有針對性的教育。學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)的，他們不能根據(jù)自身情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。對教師而言，教學(xué)參與度太低，他們不能按照學(xué)生的認(rèn)知模型為其準(zhǔn)備最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容，更不能給予不同的教學(xué)模式與方法。

（4） 缺乏廣泛性。CAI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是圍繞某一知識領(lǐng)域，對于教學(xué)內(nèi)容、問題的設(shè)計(jì)和答案的呈現(xiàn)，都必須在原設(shè)計(jì)系統(tǒng)允許范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn),無法根據(jù)具體教學(xué)、學(xué)習(xí)情況提出新的方案。

由此可見，傳統(tǒng)的CAI系統(tǒng)本身具有無法克服的缺點(diǎn)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)將會(huì)越來越多地應(yīng)用在教育領(lǐng)域。把人工智能技術(shù)引入CAI系統(tǒng)，使CAI系統(tǒng)能合理安排教學(xué)內(nèi)容，變化教學(xué)方法來滿足個(gè)性化教學(xué)的需要，因此就產(chǎn)生了智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。

三、智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，將AI引入CAI中，使CAI系統(tǒng)可以理解教什么、教誰以及如何教，因而也就能合理安排教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方法，去滿足個(gè)別教學(xué)的需要，這就是以AI技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)理論為基礎(chǔ)而形成的智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(Intelligent Computer Assisted Instruction，簡稱ICAI)。它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)新領(lǐng)域，代表了一種新的教學(xué)思想和教學(xué)方式。智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)，提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)的效率。

1. 智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

ICAI系統(tǒng)主要是在知識表示、推理方法和自然語言理解等三方面應(yīng)用人工智能技術(shù)。其本質(zhì)上是一個(gè)基于知識的教學(xué)專家系統(tǒng)，通常由專家模塊、學(xué)生模塊、教師模塊和智能接口模塊組成。它的組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：

（1）專家模塊（知識庫）。專家模塊是由題域知識構(gòu)成，它包括兩方面的知識：一是教材內(nèi)容、提問信息、教材重點(diǎn)、難點(diǎn)、評價(jià)等有關(guān)課程的知識；二是有關(guān)應(yīng)用這些知識來生成問題，推理解題的知識。其功能有：作為系統(tǒng)全部知識的來源，為系統(tǒng)其他模塊頻繁調(diào)用，以實(shí)時(shí)完成用戶行為響應(yīng)，通過知識庫知識，生成相應(yīng)的問題、任務(wù)以及解釋；通過同步問題解答，并通過預(yù)期學(xué)生行為與實(shí)際學(xué)生行為之間的比較，評價(jià)學(xué)生知識掌握程序以及學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)方式偏好等。這個(gè)部分相當(dāng)于一個(gè)根據(jù)事實(shí)進(jìn)行演繹推理求出解答的專家部件。

（2）學(xué)生模塊。系統(tǒng)通過學(xué)生模塊建立對學(xué)生的了解，通過比較學(xué)生行為與專家行為，對學(xué)生進(jìn)行智能模擬，包括學(xué)生的知識狀態(tài)、認(rèn)知特點(diǎn)和個(gè)性特點(diǎn)等。學(xué)生模塊用來表示學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史、當(dāng)前知識水平、解題行為等方面的知識。其任務(wù)是：表示學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度，反映學(xué)生已掌握和未掌握的部分，通過發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并作出錯(cuò)誤根源的假設(shè)，為進(jìn)一步指導(dǎo)提供依據(jù)。

（3）教師模塊（教學(xué)策略模塊）。在CAI 課件的交互作用中，教學(xué)策略是與教學(xué)內(nèi)容融合在一起，通過教學(xué)的分支來體現(xiàn)的。這樣做的不足是，某一教學(xué)內(nèi)容只能按某一種（或幾種）固定的教學(xué)策略來教。而在ICAI中，教學(xué)策略與教學(xué)內(nèi)容是分開的。這樣在教學(xué)過程中，系統(tǒng)可隨時(shí)根據(jù)教學(xué)的需要，選擇不同的教學(xué)策略。

教師模塊的主要任務(wù)是在一定的教學(xué)原理的指導(dǎo)下，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，并通過接口以適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)形式，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻展示給學(xué)生。該模塊的主要功能有：為學(xué)生提供學(xué)習(xí)環(huán)境；指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)；解釋現(xiàn)象、過程和原因；為學(xué)生提供幫助和學(xué)習(xí)材料；監(jiān)視和評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（4） 智能接口模塊。智能接口模塊的作用是處理學(xué)生與系統(tǒng)間的信息交流。模塊要完成兩項(xiàng)任務(wù)，一是在教學(xué)模塊作出教學(xué)決策后，智能接口模塊要以一定的形式把教學(xué)內(nèi)容發(fā)送出去；二是建立學(xué)生輸入信息的方式，接收學(xué)生輸入的信息。

2. 智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向

ICAI系統(tǒng)在發(fā)展中不是孤立、單一的，它是伴隨著多種技術(shù)以及人工智能在多種領(lǐng)域應(yīng)用的不斷發(fā)展而發(fā)展的。其未來的發(fā)展方向表現(xiàn)為以下幾方面：

（1）與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。隨著多媒體技術(shù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，多媒體教育應(yīng)用與Internet網(wǎng)進(jìn)一步融合，CAI 不僅僅只在智能上單一發(fā)展，它不可避免地還要向多維的網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展。目前，已有不少基于Internet網(wǎng)的多媒體教育系統(tǒng)在使用，它們借助網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，完成在線學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)討論、網(wǎng)上測試等多種教學(xué)任務(wù)。將網(wǎng)絡(luò)CAI與智能CAI有機(jī)結(jié)合，互相補(bǔ)充，能構(gòu)建成一個(gè)新的系統(tǒng)工程。

（2）智能（Intelligent Agent）技術(shù)的使用。人工智能（AI）技術(shù)在ICAI中的應(yīng)用，除了體現(xiàn)在對多媒體教學(xué)系統(tǒng)中引入學(xué)生模塊和知識推理機(jī)制以外，還可以起到在“智能導(dǎo)航”瀏覽中，使用“智能”技術(shù)代替教師、學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)學(xué)習(xí)和搜索學(xué)習(xí)的作用。

在CAI中，學(xué)生學(xué)習(xí)查詢有效知識可以使用進(jìn)行搜索、導(dǎo)引，由于它自身具備的學(xué)習(xí)功能，能夠主動(dòng)、高效地從Internet中發(fā)現(xiàn)和收集用戶所需要的信息。因此，它有助于解決使用單一關(guān)鍵字匹配查詢、搜索引擎引起的大量無關(guān)信息的涌現(xiàn)、信息檢索的精確度不高等問題。將“智能”技術(shù)引入到ICAI中，將使得教師和學(xué)生在教與學(xué)的過程中，提高知識選取效率、加強(qiáng)交互學(xué)習(xí)和自主能動(dòng)性學(xué)習(xí)。

（3）遠(yuǎn)程教學(xué)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)CAI、智能CAI以及多協(xié)作，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程教學(xué)模式。ICAI系統(tǒng)不僅可以作為教師，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)，也可以作為學(xué)生，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，還可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)、交流、協(xié)作過程中多方面的。因此,具有多種特性優(yōu)勢的遠(yuǎn)程教學(xué)具有廣闊的發(fā)展前景。

（4）虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)也叫人工現(xiàn)實(shí)（Artificial Reality）,是由多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而生成的一種交互式人工世界。它的根本目標(biāo)就是達(dá)到真實(shí)體驗(yàn)和基于自然技能的人機(jī)交互。在教學(xué)輔助中，使用創(chuàng)建的虛擬環(huán)境，在一般人所不能親身體驗(yàn)的情景中，達(dá)到演示、操作的教學(xué)目的。目前在教學(xué)中使用的有：基于Web的火電廠的虛擬實(shí)景建構(gòu)學(xué)習(xí)、建筑設(shè)計(jì)的實(shí)景化學(xué)習(xí)、醫(yī)學(xué)內(nèi)消化道實(shí)景教學(xué)等。

四、結(jié)語

到目前為止，人工智能技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的關(guān)系。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的成效將更加明顯。新世紀(jì)的教學(xué)手段將是以智能化CAI為主線，多學(xué)科、多方位發(fā)展的新技術(shù)的體現(xiàn)。這種手段產(chǎn)生了人機(jī)交互、人機(jī)共生等全新概念，大大擴(kuò)展了人類的能力，促進(jìn)了教育事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]何克抗.教學(xué)媒體的理論與實(shí)踐[M].北京:北京師范大學(xué)出版

社,2003.

[2]謝三毛.人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用[J].華東交通大

學(xué)學(xué)報(bào),2005(12).

[3]劉志勇,王阿利,張偉斌.人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中應(yīng)用研

人工智能教學(xué)策略范文第2篇

關(guān)鍵詞：新工科；人工智能導(dǎo)論；實(shí)踐教學(xué)；校企合作；案例庫

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展，為了應(yīng)對中國產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命，適應(yīng)“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展，同時(shí)將國際工程教育思想本土化，“新工科”應(yīng)運(yùn)而生[1]。信息技術(shù)發(fā)展催生出了人工智能相關(guān)的專業(yè)，國內(nèi)高校紛紛設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。近年來，人工智能技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著人類社會(huì)正逐漸走進(jìn)智能社會(huì)，人工智能將深刻影響人類社會(huì)。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，高等教育的價(jià)值也將進(jìn)一步提高[2]。因此，各高校應(yīng)盡快建立與新工科相一致的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，并深入研究我國人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)平臺及成果轉(zhuǎn)化等方法，改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學(xué)方法，形成有新工科特色的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學(xué)科劃分的，因此，目前的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系以理論為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，同時(shí)也是人工智能“入門性”和“引導(dǎo)性”的課程。但是，目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實(shí)踐課程不足、教材理論過強(qiáng)、教學(xué)模式老舊及實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)需求不適應(yīng)等問題。尤其是人工智能導(dǎo)論課程，缺乏實(shí)踐教學(xué)將會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣和積極性。因此，為了解決這些問題，并使高校跟上人工智能時(shí)代的腳步，抓住高等教育發(fā)展的新機(jī)遇，進(jìn)行面向新工科的人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式探索具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1人工智能對新工科人才的新要求

1.1具備多學(xué)科交叉知識。人工智能導(dǎo)論是一個(gè)多個(gè)學(xué)科交叉而成的一門課程。人工智能導(dǎo)論主要包括知識系統(tǒng)、智能搜索技術(shù)、腦科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、專家系統(tǒng)、智能計(jì)算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此，一個(gè)合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學(xué)科知識。1.2具備多領(lǐng)域應(yīng)用能力。人工智能導(dǎo)論的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會(huì)生活的各個(gè)行業(yè)（如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會(huì)治安、交通領(lǐng)域及服務(wù)業(yè)等）[5]。人工智能導(dǎo)論課程要求學(xué)生在學(xué)好理論前提下也應(yīng)該掌握各行業(yè)的相關(guān)知識，只有這樣才能提高人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展成為了我國現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量，人工智能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號角下，人工智能技術(shù)作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程中的一個(gè)大趨勢。因此，當(dāng)今新形勢下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義。1.4具備人工智能人文素養(yǎng)。人的內(nèi)在品質(zhì)就是人文素養(yǎng)，人文科學(xué)的知識水平和研究能力是人文素養(yǎng)的重要組成部分，人文素養(yǎng)是人文科學(xué)體現(xiàn)出來的以人為研究對象和中心的精神[6]。人工智能對人類社會(huì)帶來的是便利還是帶來災(zāi)難，關(guān)鍵是使用者的思想道德和人文素養(yǎng)。因此，培養(yǎng)具有人文精神的人工智能專業(yè)人才具有重要的意義。

2人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，許多高校已經(jīng)認(rèn)識到傳統(tǒng)的人工智能導(dǎo)論課程已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)和學(xué)生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學(xué)科力量薄弱情況下進(jìn)行人工智能導(dǎo)論的實(shí)踐教學(xué)。目前人工智能導(dǎo)論的課程設(shè)置上主要存在的問題如下：⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術(shù)的快速發(fā)展，也帶動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異。對于高校來說，要緊跟人工智能技術(shù)前沿，傳授學(xué)生的知識也要緊跟人工智能的發(fā)展。目前，雖然也出現(xiàn)了不少新的人工智能導(dǎo)論教材，但在課堂上能夠教學(xué)的新內(nèi)容仍然不多，教材內(nèi)容仍然集中在傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)（如問題求解、知識表示、歸結(jié)原理及經(jīng)典推理等技術(shù)）上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導(dǎo)論課程應(yīng)作為本科生課程的一個(gè)延續(xù)，但部分高校對研究生人工智能導(dǎo)論課程的教學(xué)重視不夠。很多本科生已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容在研究生階段又進(jìn)行了重復(fù)。因此，在新工科背景下培養(yǎng)高層次的人工智能人才，就必須要在研究生階段加強(qiáng)新工科人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)，選擇合理的人工智能導(dǎo)論課程，改革研究生階段人工智能導(dǎo)論的教學(xué)理念和教學(xué)模式。⑶實(shí)踐課程不足。實(shí)踐教學(xué)是提高人工智能新工科人才能力的重要路徑。目前，大多數(shù)院校的人工智能導(dǎo)論課程理論與實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密，對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不夠，只知道理論，而不進(jìn)行實(shí)際的實(shí)踐應(yīng)用就不能成為合格的人工智能新工科人才。另外，大多數(shù)地方高校的人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足，實(shí)驗(yàn)條件差，驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)較多，實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足，學(xué)生對人工智能新技術(shù)的接觸不夠。⑷人工智能導(dǎo)論教材理論性過強(qiáng)。目前，現(xiàn)有的人工智能導(dǎo)論教材以理論為主，缺乏人工智能實(shí)踐內(nèi)容。在課程教學(xué)過程中學(xué)生經(jīng)常會(huì)感覺索然無味，當(dāng)實(shí)踐課程開設(shè)不足時(shí)，這種情況會(huì)非常明顯。學(xué)生會(huì)漸漸的對人工智能導(dǎo)論課程失去興趣和熱情，最終會(huì)導(dǎo)致課程的教學(xué)質(zhì)量和效果下降，不能達(dá)到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預(yù)期。⑸教學(xué)模式老舊。人工智能導(dǎo)論是多學(xué)科交叉的課程，課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象、多知識點(diǎn)是新工科的特點(diǎn)。然而，大多數(shù)地方高校仍然采用過去的課堂教學(xué)模式（即“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式），這種單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式以教師為主，學(xué)生的主動(dòng)性不夠，只是在被動(dòng)接收知識。學(xué)校這種重視理論不重視實(shí)踐的教學(xué)模式，在一定程度上影響了新工科人才的實(shí)踐能力，從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)社會(huì)需求脫節(jié)。

3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)初探

3.1人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐平臺建設(shè)。為了提高學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的興趣，南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在人工智能導(dǎo)論授課過程中廣泛應(yīng)用多種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，如采用開源的PaddlePaddle百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺，希冀一體化人工智能實(shí)踐教學(xué)平臺及大數(shù)據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺。教師可以在實(shí)踐教學(xué)過程中方便的使用這些平臺進(jìn)行授課，學(xué)生也可以在課堂中跟隨老師完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并能夠在課下進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)練習(xí)及提交作業(yè)。3.2人工智能導(dǎo)論課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)過程中，以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，開展相關(guān)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)，南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對人工智能導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實(shí)驗(yàn)課程包括搜索優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)、智能計(jì)算實(shí)現(xiàn)、貝葉斯分類實(shí)驗(yàn)、最近鄰算法實(shí)驗(yàn)、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。最后，通過期末課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式改革。⑴校企合作為使人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)不與企業(yè)脫節(jié)，校企合作是關(guān)鍵。應(yīng)積極派遣教師進(jìn)企業(yè)進(jìn)修，了解企業(yè)需求，并提高教師的工程能力。從2018年以來，南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院每年暑假期間累積派遣教師58人/次前往百度、中興、科大訊飛、神舟數(shù)碼及江蘇傳智播客公司等進(jìn)修培訓(xùn)。同時(shí)已經(jīng)在固定時(shí)間邀請相關(guān)企業(yè)講師到學(xué)校進(jìn)行人工智能方面的項(xiàng)目教學(xué)。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊(duì)伍及校企協(xié)調(diào)的實(shí)踐教學(xué)模式，從而避免人工智能導(dǎo)論課程實(shí)踐與企業(yè)實(shí)際脫節(jié)。⑵“雙導(dǎo)師”負(fù)責(zé)制人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程實(shí)行“雙導(dǎo)師”制，邀請企業(yè)中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人才任教或任職，校企合作建立實(shí)踐教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，改革教學(xué)策略及教學(xué)方法，以項(xiàng)目為牽引，將人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程作為第二課堂學(xué)分。還要積極制定人工智能相關(guān)的科技作品競賽的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，積極引導(dǎo)學(xué)生參加各種人工智能相關(guān)的比賽，從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。⑶采用案例教學(xué)法以案例導(dǎo)入進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生興趣。首先，從人工智能競賽的部分賽事中、（如百度的人工智能大賽，“2020年全國人工智能大賽”，“2020中國高校計(jì)算機(jī)大賽人工智能創(chuàng)意賽”等）中選取貼近實(shí)際問題的案例作為人工智能導(dǎo)論實(shí)踐課程的案例來源。然后，采用目前主流的人工智能開發(fā)軟件進(jìn)行算法代碼的編寫，引導(dǎo)學(xué)生采用Python語言調(diào)用第三方接口庫進(jìn)行算法的實(shí)現(xiàn)。最后，讓學(xué)生使用主流的編程語言（如C++、Java等）開發(fā)完善算法或進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語

在新工科背景下，人工智能導(dǎo)論作為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)注重提高學(xué)生解決問題的能力。在這種背景下，筆者結(jié)合近年來了解到的企業(yè)需求和上課的實(shí)際，對人工智能導(dǎo)論實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行初探，具體如下：①校企合作，構(gòu)建人工智能實(shí)踐平臺；②建立案例庫，優(yōu)化實(shí)踐的內(nèi)容；③校企“雙導(dǎo)師”制，采用案例教學(xué)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐方面的能力。

參考文獻(xiàn):

[1]楊晴,王曉墨,成曉北等.新工科背景下的新能源科學(xué)與工程專業(yè)——哈佛大學(xué)工科教育在學(xué)科交叉方面的啟示[J].高等工程教育研究,2019.S1:23-24，33

[2]李明媚,成希,羅娟.人工智能時(shí)代的高等教育之變與不變[J].黑龍江高教研究,2020.2:41-44

[3]陳義明,劉桂波,張林峰等.智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)的理論思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2020.309(9):103-107

[4]劉永,胡欽曉.論人工智能教育的未來發(fā)展:基于學(xué)科建設(shè)的視角[J].中國電化教育,2020.2:37-42

[5]姚琳,石志國.人工智能課程體系與教學(xué)方法研究[J].中國大學(xué)教學(xué),2019.10:19-22

人工智能教學(xué)策略范文第3篇

關(guān)鍵詞:教學(xué)模式;創(chuàng)新;在線課程

在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，主要以幻燈片展示與板書相結(jié)合的形式進(jìn)行教學(xué)。然而，面對人工智能、教育信息化等技術(shù)浪潮，教學(xué)模式也急需創(chuàng)新。教學(xué)模式的創(chuàng)新，就是為了給學(xué)生們構(gòu)建智能化、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、終身化的教育體系。教學(xué)模式的創(chuàng)新，使得學(xué)習(xí)者能夠自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容和方式。教學(xué)模式的創(chuàng)新，拓展了學(xué)習(xí)者受教育的時(shí)間與空間。教學(xué)模式的創(chuàng)新，改變了傳統(tǒng)的教師講授式的“重教”的教育理念，使學(xué)生的學(xué)習(xí)個(gè)性化，最終達(dá)到教師與學(xué)生共融的目標(biāo)。那么，教學(xué)模式如何創(chuàng)新呢，我們介紹以下創(chuàng)新路徑。

1加強(qiáng)在線課程平臺建設(shè)，實(shí)踐教學(xué)模式的創(chuàng)新

“開放、共享”理念逐漸被教師和學(xué)者們認(rèn)可，使得開放的教育資源逐漸走向更加科學(xué)、系統(tǒng)。在線課程平臺可以滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，使學(xué)生在碎片化時(shí)間中促進(jìn)生成性學(xué)習(xí)和智慧性學(xué)習(xí)的發(fā)生。在線課程平臺采取“化整為零”、“自上而下”的民主化和平民化建設(shè)理念，匯集了大量的優(yōu)秀教育資源，拓展了知識傳播路徑，為學(xué)生提供了自由共享的學(xué)習(xí)空間。同時(shí)，在線課程也以它的非結(jié)構(gòu)化和易于重用的特點(diǎn)和優(yōu)勢，促進(jìn)了教師應(yīng)用在線課程。高校的翻轉(zhuǎn)課堂和微課建設(shè)實(shí)現(xiàn)了理念轉(zhuǎn)向，以適用性和實(shí)用性為著力點(diǎn)和突破口為在線課程平臺建設(shè)出力，建設(shè)了一批國家精品課程，使得教育資源更加開放和共享。在線課程平臺的建設(shè)，使得學(xué)生可以在課余的時(shí)間自主學(xué)習(xí)。課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)結(jié)束后有客觀題供學(xué)生檢測預(yù)習(xí)效果，客觀題在題庫中隨機(jī)選取，每個(gè)學(xué)生的客觀題不盡相同，但是整套題的難易程度是相同的，便于教師在查看學(xué)生的預(yù)習(xí)效果時(shí)，可以更好地區(qū)分學(xué)生預(yù)習(xí)效果的差異性。課后復(fù)習(xí)，與課前預(yù)習(xí)的題庫的設(shè)置理念相同。然而，遠(yuǎn)程教育師生時(shí)空分離的環(huán)境中，學(xué)習(xí)效率與教學(xué)質(zhì)量難以保證。那么，我們必須要有相適應(yīng)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)系統(tǒng)，而取得學(xué)業(yè)的良好保證是學(xué)習(xí)分析技術(shù)，運(yùn)用多類分析方法和數(shù)據(jù)模型解釋與預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，從而準(zhǔn)確把握學(xué)科教學(xué)目標(biāo)，調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)過程。

2人工智能助力教學(xué)模式的創(chuàng)新

人工智能技術(shù)中的智能輔助系統(tǒng)和教育機(jī)器人可以監(jiān)控學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)和用戶畫像技術(shù)，搜集學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，平臺為學(xué)生提供適切的學(xué)習(xí)資源和路徑。結(jié)合知識圖譜，建立領(lǐng)域知識庫，輔助教師針對學(xué)生的不同能力生成不同試題并進(jìn)行作業(yè)批改。通過提供沉浸式的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)參與到學(xué)習(xí)中。除此之外，任何事物均有兩面性。反思性實(shí)踐者的教師和學(xué)生，需要教師批判地分析和判斷人工智能技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)體驗(yàn)。

3教學(xué)相長、創(chuàng)新管理模式推動(dòng)教學(xué)模式的創(chuàng)新

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為主導(dǎo)，在線課程倡導(dǎo)“以學(xué)習(xí)者為中心”。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響下，在線課程體現(xiàn)的教學(xué)模式受到制約。傳統(tǒng)的教學(xué)模式“重教”，在線課程“重學(xué)”。“重教”與“重學(xué)“不能截然對立，應(yīng)在“重教”基礎(chǔ)上“重學(xué)”，達(dá)到教學(xué)相長的目的。在線課程，讓教師樹立以學(xué)生為中心的理念，主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)引發(fā)的教育教學(xué)改革。教師在平時(shí)應(yīng)注重加強(qiáng)線上課程和線下教學(xué)環(huán)節(jié)的整體設(shè)計(jì)，線上注重課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)結(jié)果的反饋，節(jié)省了批改作業(yè)的時(shí)間。線下注重教學(xué)的教，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。要營造良好的在線教育建設(shè)環(huán)境，切實(shí)有效地調(diào)動(dòng)教師建設(shè)在線課程的積極性和主動(dòng)性。需要有配套的制度加以支持在線課程的建設(shè)。建立高效的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，幫助老師擺脫瑣碎的事務(wù)性工作。在信息推送、學(xué)習(xí)互動(dòng)環(huán)節(jié)減輕教師的工作量，使教師有更多的精力和時(shí)間投入到關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，開展深層次的交互和共享。在制度設(shè)計(jì)上，給予教師更多支持，比如在工作量計(jì)算、職稱評定等方面進(jìn)行一定比例的傾斜，給予獎(jiǎng)勵(lì)在在線課程研究方面有建樹的教師。

人工智能教學(xué)策略范文第4篇

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)教師；知識結(jié)構(gòu)；TPITK；案例剖析

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7503（2013）05-0038-03

引言

教師知識結(jié)構(gòu)對教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果具有重要影響。信息技術(shù)教師作為信息技術(shù)教育的實(shí)施者，其知識和知識結(jié)構(gòu)直接影響著信息技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量。TPACK框架自2005年首次提出以來，對信息化教育環(huán)境下教師的知識建構(gòu)及知識結(jié)構(gòu)梳理具有重要指導(dǎo)意義。國內(nèi)對于信息技術(shù)教師的TPACK研究還處于初步階段，尤其是基于案例的信息技術(shù)教師TPACK特征分析還不多見。因此，本文在TPACK基礎(chǔ)上提出針對信息技術(shù)教師的知識結(jié)構(gòu)模型TPITK，并對其做出基于案例的深入剖析。

一、TPACK簡介

（一）TPACK內(nèi)涵

2005年，美國學(xué)者Koehler和Mishra從教師知識角度出發(fā)。在學(xué)科教學(xué)知識的基礎(chǔ)上，首次提出TPACK這一教師知識新框架。

TPACK框架在Shulmanl31141教授提出的“學(xué)科教學(xué)知識”基礎(chǔ)上加入了技術(shù)知識，并突出在技術(shù)使用中學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)法的角色，以及技術(shù)對它們產(chǎn)生的反作用。它是學(xué)科內(nèi)容知識、一般教學(xué)法知識和技術(shù)知識三者的復(fù)雜互動(dòng)，是整合了這三種知識而形成的新知識。它強(qiáng)調(diào)其中的三種知識元素都是有效技術(shù)整合必不可少的成分，并且這三種知識領(lǐng)域不能分離，應(yīng)形成一個(gè)整體。

（二）TPACK構(gòu)成要素

TPACK模型有三個(gè)單一的知識要素：學(xué)科內(nèi)容知識、

一般教學(xué)法知識（Pedagogical Knowledge，PK）和技術(shù)知識（TechnologicalKnowledge，TK），以及這些知識要素交互所形成的學(xué)科教學(xué)知識（Pedagogical Content Knowledge，PCK）、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識、整合技術(shù)的教學(xué)知識（Technological PedagogicalKnowledge，TPK）、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識。

二、TPITK理論框架分析

TPACK框架應(yīng)用于信息技術(shù)教師可進(jìn)一步衍化為TPITK框架。TPITK框架由七種知識要素構(gòu)成，即信息技術(shù)知識（ITK）、一般教學(xué)法知識（PK）、技術(shù)知識（TK）、信息技術(shù)教學(xué)知識（PITK）、整合技術(shù)的信息技術(shù)知識（TITK）、整合技術(shù)的教學(xué)知識（TPK）和整合技術(shù)的信息技術(shù)教學(xué)知識（TPITK）。

TPITK框架是TPACK框架的子集，是特定適用于信息技術(shù)教師的知識結(jié)構(gòu)模型。框架中的三個(gè)基礎(chǔ)知識要素——ITK、PK和TK代表了信息技術(shù)教師需具有的三個(gè)專業(yè)特性——學(xué)術(shù)性、師范性和技術(shù)性。當(dāng)然，技術(shù)性能否成為與學(xué)術(shù)性、師范性并列的第三向度尚有疑問，但是，無可否認(rèn)的是，技術(shù)在今天的教師職業(yè)養(yǎng)成和職業(yè)發(fā)展中占有十分重要的地位。基礎(chǔ)知識經(jīng)由互動(dòng)整合和動(dòng)態(tài)平衡形成的核心知識——TPITK正是信息技術(shù)教師專業(yè)綜合素養(yǎng)的體現(xiàn)。

核心知識TPITK指在不同境脈下重建信息技術(shù)知識、一般教學(xué)法、技術(shù)三者之間動(dòng)態(tài)平衡的意識和能力。TPITK是一種策略性的思維方式，它的形成不是各知識要素的簡單組合或拼湊，而是經(jīng)由陳述性知識（信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法和技術(shù)的定義、術(shù)語、事實(shí)和描述），通過在相同或不同情境中的練習(xí)和運(yùn)用，轉(zhuǎn)化為程序性知識（完成一項(xiàng)或多項(xiàng)信息技術(shù)教學(xué)任務(wù)所涉及的步驟），最后形成策略性知識（在技術(shù)環(huán)境下對信息技術(shù)課程、學(xué)習(xí)者、課堂境脈的計(jì)劃、組織、評價(jià)與概括）。

三、基于教學(xué)案例的教師TPITK剖析

對教師知識框架的分析不能脫離特定的課堂境脈。為此，下文結(jié)合2011年“永中杯”全國普通高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課特等獎(jiǎng)案例，挖掘特定情境下優(yōu)秀教師TPITK框架中的具體知識構(gòu)成，并分析教師在實(shí)踐中運(yùn)用TPITK的特征表現(xiàn)。

（一）教學(xué)過程

本案例涉及內(nèi)容是廣東教育出版社出版的《人工智能初步》信息技術(shù)（選修5）中的第1章第2節(jié)，主要任務(wù)是讓學(xué)生了解人工智能的基本內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對人工智能技術(shù)進(jìn)一步探索求知的欲望。整個(gè)教學(xué)過程分為課題引入、實(shí)例分析、分組實(shí)踐、課堂延伸四個(gè)部分。

1.課題引入

首先，教師通過圖片和視頻展示校機(jī)器人隊(duì)訓(xùn)I練和比賽場景，吸引學(xué)生注意，提出人工智能概念。然后，教師引入限時(shí)還原魔方環(huán)節(jié)，并提問學(xué)生：你在解魔方時(shí)用到了身體的哪些器官？學(xué)生通過現(xiàn)場體驗(yàn)回答出眼睛、大腦、手三個(gè)必不可少的器官。最后，在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，學(xué)生由這三個(gè)器官歸納出人類智能的三大要素：感覺要素、思考要素、運(yùn)動(dòng)要素。

2.實(shí)例分析

教師展示自制教具——魔方機(jī)器人，并提出問題：機(jī)器人解魔方需要哪些器官？學(xué)生通過觀察實(shí)物及類比人類智能，思考后得出答案。

教師通過實(shí)物結(jié)合PPT介紹機(jī)器人各器官，使學(xué)生對機(jī)器人有一個(gè)整體印象。然后教師操作機(jī)器人，使之分階段演示解魘方。通過電腦攝像頭，學(xué)生能清楚地觀察到機(jī)器人的局部特征。在此過程中，教師步步遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納出人工智能三大要素：感覺要素、思考要素、行為要素。

教師播放機(jī)器人解魔方完整視頻，讓學(xué)生思考導(dǎo)致視頻中機(jī)器人與現(xiàn)場機(jī)器人智能差異的原因，為后續(xù)探究作鋪墊。

3.分組實(shí)踐

教師用實(shí)物及PPT展示“百變飛碟”機(jī)器人，使學(xué)生對該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及功能有一個(gè)整體了解，激起學(xué)生探究欲望。然后教師介紹圖形化編程軟件——能力風(fēng)暴，讓學(xué)生大致了解編程的思想及流程。

教師按小組分發(fā)“百變飛碟”，布置任務(wù)，讓學(xué)生通過圖形化編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行動(dòng)。在學(xué)生探索過程中，教師巡回指導(dǎo)，并通過電腦攝像頭展示學(xué)生探索過程及學(xué)生作品。最后，各小組匯報(bào)成果，教師層層設(shè)問，幫助學(xué)生總結(jié)影響機(jī)器人智能差異的因素。

4，課堂延伸

教師通過提問：你還想讓機(jī)器人做哪些事情？未來的機(jī)器人又會(huì)是怎樣的呢？引導(dǎo)學(xué)生暢談現(xiàn)在，憧憬未來。最后，教師與學(xué)生一同總結(jié)課程。

（二）具體知識

通過對上述教學(xué)過程的整理分析，筆者總結(jié)出該教師的TPITK具體知識構(gòu)成及能力體現(xiàn)，如表1所示：

（三）特征表現(xiàn)

通過深入剖析本案例，以及對2011年“永中杯”全國普通高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課30個(gè)案例的梳理分析，筆者總結(jié)出具有良好TPITK的教師會(huì)呈現(xiàn)出以下特征：

第一，擁有扎實(shí)的教學(xué)主題知識和良好的課程整合能力。從本案例可以看出，教師深刻理解人工智能的相關(guān)概念、理論及發(fā)展脈絡(luò)，熟練掌握機(jī)器人工作原理和實(shí)踐操作，正確把握知識點(diǎn)間的聯(lián)結(jié)與層次遞進(jìn)關(guān)系。在授課過程中，教師還整合進(jìn)通用技術(shù)“簡易機(jī)器人制作”模塊相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生對技術(shù)的思想有所領(lǐng)悟，技術(shù)的方法得以運(yùn)用。在其他案例中還體現(xiàn)了信息技術(shù)教學(xué)主題與數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科的整合。

第二，具有清晰系統(tǒng)的教學(xué)策略。在本案例中，教師設(shè)計(jì)的教學(xué)主線、教學(xué)互動(dòng)和任務(wù)都緊密圍繞“人工智能基礎(chǔ)知識”進(jìn)行，教學(xué)中每一步驟都以前一步為基礎(chǔ)，著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)逐層深入。并且，教師通過不斷提問，促使學(xué)生將“思考”貫穿于“看聽做”整個(gè)過程中。從另一些優(yōu)質(zhì)課案例也可看出，教師能根據(jù)學(xué)生情況進(jìn)行教學(xué)推理，以適合學(xué)生理解的方式授課。

第三，勇于設(shè)計(jì)基于技術(shù)支持的課，樂于將技術(shù)交到學(xué)生手上。“人工智能初步”是有關(guān)基礎(chǔ)性知識的純理論課，但在本案例中，教師精心設(shè)計(jì)，使各個(gè)理論知識點(diǎn)都具有技術(shù)實(shí)踐的支撐，并使用觸手可及且不斷變化的技術(shù)手段，如電腦攝像頭、簡易計(jì)時(shí)器軟件等優(yōu)化知識表征、加強(qiáng)師生互動(dòng)。教師不僅通過演示機(jī)器人使學(xué)生對人工智能有整體直觀的把握，而且將機(jī)器人交到學(xué)生手中，讓學(xué)生在探索中直接體驗(yàn)人工智能。在此，技術(shù)不僅是教師呈現(xiàn)內(nèi)容的工具，更是學(xué)生獲取知識的手段。在另一些優(yōu)質(zhì)理論課案例中，教師均通過技術(shù)使理論先落實(shí)到實(shí)踐，待學(xué)生有經(jīng)驗(yàn)性的感知后，再將實(shí)踐上升到理論。

第四，敢于將即興的創(chuàng)作融入精心的教學(xué)計(jì)劃中。教學(xué)是一個(gè)復(fù)雜和結(jié)構(gòu)不良的問題，很少有——也許沒有一般的原理可適用于任何情境。同樣，也很難有一成不變的教學(xué)計(jì)劃能框定整個(gè)教學(xué)過程。本案例中，教師并不忽視或排斥學(xué)生在探索機(jī)器人過程中的失敗，而是即興于學(xué)生的失敗中挖掘共性，臨時(shí)增設(shè)內(nèi)容，幫助學(xué)生解決問題，促進(jìn)學(xué)生思考。在其他案例中也能看到多處此種超越教學(xué)計(jì)劃的即興創(chuàng)作。

人工智能教學(xué)策略范文第5篇

關(guān)鍵詞：

中圖分類號： TP391．7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095－2163（2011）03－0027－04

Application of Multi－AGENT in Network Intelligent Tutoring System

WANG Jianhua

Abstract：During many years, traditional modes of computer-aided teaching can not meet the educational needs of universities and colleges. And there exist a low degree of intelligence, lack of teaching strategies and other shortcomings for most of the traditional teaching system softwares. So intelligent tutoring system has become a research hotspot of intelligent computer education. Combined with the features of Multi-AGENT and the application theory in intelligent tutoring system, the paper presents the design model of network intelligent tutoring system based on Multi-AGENT, analyzes in detail system-level functions, and gives out the classification design of system database, as well as the characteristics of system model.

Key words：

0 引言

智能教學(xué)系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于教育領(lǐng)域，使得高校的教學(xué)方法、教學(xué)手段有了很大的改變，從而徹底地改變了人們的教育觀念和教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以為教學(xué)雙方提供海量的教學(xué)資源，使學(xué)習(xí)者之間在海量的用戶中實(shí)現(xiàn)了無限溝通和交流。多AGENT系統(tǒng)應(yīng)用于智能教學(xué)系統(tǒng)是最新的技術(shù)，建構(gòu)主義教育思想和人工智能領(lǐng)域中理論的結(jié)合使得智能化的、面向?qū)W習(xí)效果的、交互的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)模型的建立成為可能[1]。本文提出了一個(gè)基于多AGENT的網(wǎng)絡(luò)自主和協(xié)作模式的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，并分析了系統(tǒng)的邏輯功能和特點(diǎn)。

1 多AGENT系統(tǒng)及應(yīng)用

1．1 多AGENT系統(tǒng)的概念

多AGENT系統(tǒng)是由多個(gè)可計(jì)算的AGENT組成的集合。每個(gè)AGENT能作用于自身和環(huán)境，操縱環(huán)境的部分表示，并與其它AGENT通訊，從而通過AGENT間的合作、協(xié)商、協(xié)調(diào)、聯(lián)盟，模擬現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的群體智能活動(dòng)，完成復(fù)雜的任務(wù)[2]。多AGENT的這些特點(diǎn)正可以用來解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的問題。

Multi－AGENT系統(tǒng)是指一些通過多個(gè)AGENT協(xié)作完成某些任務(wù)或達(dá)到某些目標(biāo)的計(jì)算系統(tǒng)。單個(gè)AGENT的能力是有限的，但可以通過適當(dāng)體系結(jié)構(gòu)把多個(gè)AGENT組織起來，從而彌補(bǔ)各個(gè)AGENT的不足，使整個(gè)系統(tǒng)的能力超過任何單個(gè)AGENT的能力。多AGENT系統(tǒng)表示一個(gè)問題需要多個(gè)求解實(shí)體，這種系統(tǒng)具有傳統(tǒng)分布，并發(fā)問題求解的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有復(fù)雜的交互模式。

1．2 多AGENT系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

多AGENT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的選擇影響系統(tǒng)自主性、自適應(yīng)性的程度。體系結(jié)構(gòu)中必須有共同的通信協(xié)議或傳遞機(jī)制。對于特定的應(yīng)用，應(yīng)該選擇與多AGENT系統(tǒng)相匹配的結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[3]將多AGENT體系結(jié)構(gòu)劃分為以下三種。

（1）集中式結(jié)構(gòu)。采用類似星型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，將AGENT分成若干個(gè)組，每個(gè)組內(nèi)的AGENT 采取集中式管理，即每一組AGENT提供一個(gè)控制AGENT，以此來控制和協(xié)調(diào)組內(nèi)不同AGENT的合作，如任務(wù)規(guī)劃和分配等等。

（2）分布式結(jié)構(gòu)。各AGENT組之間和組內(nèi)各AGENT之間均為分布式結(jié)構(gòu)，各AGENT組或組內(nèi)各AGENT無主次之分，處于平等地位。

（3）層次式結(jié)構(gòu)。集合了集中式和分布式兩類結(jié)構(gòu)。其中包含一個(gè)或多個(gè)層次結(jié)構(gòu)，每個(gè)層次結(jié)構(gòu)有多個(gè)AGENT，這些AGENT可以采用分布式或者集中式。相鄰層之間的AGENT可以直接通信，或者利用控制AGENT進(jìn)行廣播通信。

1．3 多AGENT技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用

智能AGENT可以以虛擬的教師、虛擬的學(xué)習(xí)伙伴、虛擬的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和虛擬的圖書館管理員身份出現(xiàn)，從而增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性、個(gè)性化和人性化色彩，改善人機(jī)教學(xué)效果，使遠(yuǎn)程教學(xué)效果達(dá)到和超過傳統(tǒng)的教學(xué)效果[4]。在學(xué)習(xí)過程中，智能AGENT可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異安排學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)習(xí)建議；在練習(xí)和訓(xùn)練過程中，智能AGENT根據(jù)各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)水平，為學(xué)生提供合適的習(xí)題與實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于私人教師進(jìn)行個(gè)別授課與個(gè)別輔導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生在網(wǎng)上學(xué)習(xí)迷航時(shí)，智能AGENT還能起到導(dǎo)航的作用，為學(xué)生指點(diǎn)迷津，順利地將學(xué)生帶到目的地。

2 基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)模型

本文提出的基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)，主要面向三類使用者：學(xué)生、教師和管理者。通過相對應(yīng)的AGENT對使用者的使用行為進(jìn)行學(xué)習(xí)和模擬，從而可以引導(dǎo)其個(gè)性化地使用該學(xué)習(xí)系統(tǒng)。系統(tǒng)除了要實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生在課堂教學(xué)中的一切功能以外，還要提供許多遠(yuǎn)程功能，例如：作業(yè)的提交和評價(jià)、同學(xué)間的協(xié)作學(xué)習(xí)、教學(xué)策略的實(shí)時(shí)更新等。筆者提出的基于多AGENT的智能教學(xué)模型如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)在邏輯上由數(shù)據(jù)提供層、訪問控制層、公共服務(wù)層、教學(xué)應(yīng)用層、用戶協(xié)作層和用戶層6個(gè)部分構(gòu)成。

2．1 用戶層

教學(xué)系統(tǒng)的所有用戶可分為學(xué)生、教師和管理員三個(gè)部分。由于用戶角色的不同以及行為和思維習(xí)慣的不同，導(dǎo)致其使用的系統(tǒng)功能不同，使用習(xí)慣也不同。由于不同的用戶可能來自于不同的網(wǎng)絡(luò)平臺，例如互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)WAP網(wǎng)、各種類型的終端設(shè)備等，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以整合所有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺。用戶無論在何種網(wǎng)絡(luò)平臺下，都可以正常使用系統(tǒng)。

2．2 用戶協(xié)作層

對于使用系統(tǒng)的所有用戶，用戶協(xié)作層負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證。對于已經(jīng)登錄到系統(tǒng)中的用戶，用戶協(xié)作層中的“學(xué)生協(xié)作AGENT”和“教師協(xié)作AGENT”負(fù)責(zé)多個(gè)學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)以及多個(gè)教師之間的協(xié)作教學(xué)。根據(jù)不同學(xué)生用戶的特性，并依據(jù)系統(tǒng)掌握的教學(xué)策略和規(guī)則，系統(tǒng)會(huì)適當(dāng)?shù)貙W(xué)生用戶按照不同的原則進(jìn)行分組，或者將各方面程度相近的學(xué)生分成一組，或者將不同程度的學(xué)生分成一組，以模擬實(shí)際的教學(xué)環(huán)境。

2．3 教學(xué)應(yīng)用層

學(xué)生用戶和教師用戶的一切教學(xué)活動(dòng)都在教學(xué)應(yīng)用層中完成。有關(guān)教學(xué)的每一個(gè)應(yīng)用都分別對應(yīng)一個(gè)AGENT，可引導(dǎo)用戶進(jìn)行操作、為用戶提供個(gè)性化操作界面和教學(xué)內(nèi)容；與其它AGENT進(jìn)行通信、協(xié)作，智能地選擇適合用戶的教學(xué)策略。

（1） 學(xué)生與教師共同的應(yīng)用

教學(xué)系統(tǒng)模型中關(guān)于教師和學(xué)生共同的應(yīng)用有討論答疑、作業(yè)管理、課程報(bào)告管理、學(xué)習(xí)評價(jià)管理等。

① 討論答疑AGENT面向所有用戶提供討論服務(wù)，可以根據(jù)學(xué)生用戶不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格、問題討論的范圍等因素智能地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分組討論。

② 作業(yè)管理AGENT協(xié)助教師AGENT負(fù)責(zé)為不同類型、不同程度的學(xué)生用戶分發(fā)作業(yè)，協(xié)助學(xué)生用戶提交作業(yè)。

③ 課程報(bào)告AGENT協(xié)助教師AGENT為學(xué)生用戶提供大作業(yè)、設(shè)計(jì)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小論文以及畢業(yè)論文等的出題、選題等工作。

④ 學(xué)習(xí)評價(jià)AGENT的功能是與和教學(xué)相關(guān)的各個(gè)AGENT實(shí)時(shí)通信和協(xié)作，負(fù)責(zé)完成教師教學(xué)過程和學(xué)生學(xué)習(xí)過程的所有評價(jià)工作。最后將評價(jià)結(jié)果保存到相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

（2） 學(xué)生活動(dòng)應(yīng)用

學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中獨(dú)有的應(yīng)用主要有學(xué)習(xí)、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和測試等。

① 學(xué)習(xí)是學(xué)生用戶使用教學(xué)系統(tǒng)最多的功能，學(xué)習(xí)AGENT引導(dǎo)學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)專業(yè)知識。根據(jù)不同學(xué)生用戶的類型和學(xué)習(xí)風(fēng)格，為用戶提供個(gè)性化的操作界面。

② 練習(xí)AGENT根據(jù)學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)效果，為用戶智能地提供練習(xí)題目。還可以根據(jù)學(xué)生用戶歷史練習(xí)成績，提供難度適中的練習(xí)題，使學(xué)生用戶能逐漸適應(yīng)新知識，從而循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)。練習(xí)AGENT還可以為小組用戶提供相應(yīng)難度的習(xí)題供大家比賽，從而檢驗(yàn)小組學(xué)習(xí)效果。

③ 實(shí)驗(yàn)AGENT的功能是協(xié)助教師AGENT設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目和引導(dǎo)學(xué)生用戶完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為實(shí)驗(yàn)題目提供智能仿真環(huán)境，幫助學(xué)生用戶提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

④ 測試AGENT協(xié)助教師AGENT完成學(xué)科測試的出題工作，包括試卷結(jié)構(gòu)的設(shè)定、智能組卷的完成以及試卷分發(fā)等工作；協(xié)助學(xué)生AGENT完成測試過程、答案提交等工作。

（3） 教師活動(dòng)應(yīng)用

教師用戶在教學(xué)系統(tǒng)有的應(yīng)用主要有課程管理、教學(xué)內(nèi)容管理、教學(xué)資源管理、試題管理等功能。

① 課程管理AGENT負(fù)責(zé)課程的開設(shè)、課程信息的維護(hù)、知識點(diǎn)的劃分、制定知識點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)規(guī)則以及基本教學(xué)策略的制定等工作。

② 教學(xué)內(nèi)容AGENT主要負(fù)責(zé)協(xié)助教師按知識點(diǎn)內(nèi)容將教學(xué)內(nèi)容錄入課程內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中，并負(fù)責(zé)對其進(jìn)行維護(hù)。

③ 資源管理AGENT協(xié)助教師AGENT負(fù)責(zé)對圖片、聲音、視頻等教學(xué)資源進(jìn)行管理。包括教學(xué)資源的錄入、修改、刪除等。

④ 試題管理AGENT協(xié)助教師AGENT完成對學(xué)科試題庫的建設(shè)，包括題型管理、題目管理、難度設(shè)定等。同時(shí)與練習(xí)AGENT和測試AGENT協(xié)作，為學(xué)生用戶提供個(gè)性化試題服務(wù)。

2．4 公共服務(wù)層

構(gòu)成教學(xué)系統(tǒng)的各AGENT需要通信與協(xié)作，系統(tǒng)的不同用戶還會(huì)有不同的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)需求，系統(tǒng)需要安全穩(wěn)定地運(yùn)行，還需要為用戶提供豐富、準(zhǔn)確的幫助信息，這一切功能的實(shí)現(xiàn)都通過系統(tǒng)的公共服務(wù)層來提供。

公共服務(wù)層為所有AGENT服務(wù)，是AGENT應(yīng)用和底層數(shù)據(jù)庫之間的接口。公共服務(wù)層由教學(xué)策略AGENT、查詢服務(wù)AGENT、系統(tǒng)消息AGENT、系統(tǒng)安全AGENT和在線幫助AGENT構(gòu)成。

2．5 訪問控制層

為了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全，系統(tǒng)特別在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和公共服務(wù)層之間設(shè)置了一個(gè)訪問控制層。訪問控制層負(fù)責(zé)接受公共服務(wù)層的訪問要求，直接訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，返回訪問結(jié)果，并負(fù)責(zé)響應(yīng)訪問控制層的數(shù)據(jù)挖掘請求。

2．6 數(shù)據(jù)提供層

智能教學(xué)系統(tǒng)需要海量數(shù)據(jù)支持，包括課程內(nèi)容提供、各類用戶信息、學(xué)生歷史成績數(shù)據(jù)、教學(xué)策略數(shù)據(jù)、教學(xué)資源及系統(tǒng)知識規(guī)則庫等。將以上每一類數(shù)據(jù)單獨(dú)存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫里，方便數(shù)據(jù)的分類和管理，形成數(shù)據(jù)倉庫。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫功能設(shè)計(jì)

基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)，要想實(shí)現(xiàn)其智能的功能設(shè)計(jì)，需要海量的數(shù)據(jù)支持。面對海量用戶群，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)該支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及分布式存儲和處理。系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)分成以下7個(gè)數(shù)據(jù)庫分別存儲與處理。

（1）學(xué)生信息庫。學(xué)生信息庫用于存儲所有學(xué)生用戶的自然信息，包括為學(xué)生用戶登錄系統(tǒng)提供的用戶名、密碼、姓名、性別、出生日期等信息，還包括興趣、愛好、家庭情況、學(xué)習(xí)習(xí)慣等信息。另外，還記錄學(xué)生用戶在教學(xué)系統(tǒng)中的所有活動(dòng)內(nèi)容日志。

（2）教師信息庫。教師信息庫用于存儲所有教師用戶的自然信息，包括為教師用戶登錄系統(tǒng)提供的用戶名、密碼、姓名、性別、出生日期等信息，也包括興趣、愛好、家庭情況、教學(xué)習(xí)慣等信息。與學(xué)生用戶類似，教師信息庫同時(shí)也會(huì)記錄教師用戶的所有活動(dòng)內(nèi)容日志。

（3）學(xué)生成績庫。學(xué)生成績庫記錄所有學(xué)生用戶的成績信息，包括練習(xí)成績、測驗(yàn)成績、考試成績等信息。做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，學(xué)生成績庫是系統(tǒng)眾多AGENT進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析處理的數(shù)據(jù)來源。系統(tǒng)為學(xué)生用戶提供的一切學(xué)習(xí)內(nèi)容，都是建立在已有學(xué)生成績數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，教師AGENT和學(xué)習(xí)評價(jià)AGENT的活動(dòng)也離不開對學(xué)生成績數(shù)據(jù)的挖掘與分析。

（4）課程內(nèi)容庫。課程內(nèi)容庫用于存儲某一門課程包括章節(jié)設(shè)計(jì)、知識點(diǎn)設(shè)計(jì)和全部知識在內(nèi)的全部內(nèi)容，還包括所有知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。為了適應(yīng)智能教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)要求，對任何一個(gè)知識點(diǎn)允許多名教師用戶設(shè)計(jì)不同的教學(xué)過程，以滿足不同用戶的學(xué)習(xí)要求。

（5）教學(xué)策略庫。教學(xué)策略庫是智能教學(xué)系統(tǒng)的靈魂，根據(jù)課程內(nèi)容庫中存儲的知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)會(huì)為不同學(xué)生用戶隨機(jī)或有目的地、智能地生成不同的教學(xué)策略。根據(jù)學(xué)習(xí)評價(jià)AGENT的反饋，不斷地強(qiáng)化優(yōu)規(guī)則、淘汰劣規(guī)則，由此建立起穩(wěn)定的教學(xué)策略規(guī)則庫。

（6）教學(xué)資源庫。教學(xué)資源庫用于存儲課程的全部教學(xué)資源。由于智能教學(xué)系統(tǒng)是開放的，學(xué)生用戶和教師用戶是海量的，所以教學(xué)資源庫對所有用戶是開放設(shè)計(jì)的。所有用戶都可以自主創(chuàng)建教學(xué)資源，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，優(yōu)秀的資源會(huì)得到越來越多的使用機(jī)會(huì)，從而更多地應(yīng)用于教學(xué)策略中。

（7）系統(tǒng)知識庫。系統(tǒng)知識庫用于存儲智能教學(xué)系統(tǒng)除教學(xué)策略之外的規(guī)則。

4 系統(tǒng)模型特點(diǎn)

本文設(shè)計(jì)的智能教學(xué)系統(tǒng)模型最大限度地模擬現(xiàn)實(shí)世界人類的教學(xué)活動(dòng)，通過多AGENT之間的信息共享、溝通協(xié)作，以海量教學(xué)資源和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)更新豐富的教學(xué)策略，為不同用戶提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)界面，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式。系統(tǒng)模型主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）最大限度地模擬現(xiàn)實(shí)世界。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)要想真正發(fā)揮作用，贏得使用者的喜愛，就要實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化教學(xué)、人性化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)教學(xué)策略管理。這就要求網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)最大可能地接近真實(shí)世界的教學(xué)環(huán)境，最大可能地模擬學(xué)校教學(xué)生活，只有這樣，學(xué)習(xí)者才能有真實(shí)感、親切感，才能喜歡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，愿意使用該系統(tǒng)，因此，才能高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。

本文提出的智能教學(xué)系統(tǒng)模型，通過將現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)教學(xué)任務(wù)適當(dāng)?shù)胤纸鉃槎鄠€(gè)步驟，系統(tǒng)豐富的功能由多個(gè)不同的AGENT互相協(xié)作完成，所有AGENT各司其職，比較全面地模擬了現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)境。

（2）多AGENT分工合作。系統(tǒng)由多個(gè)AGENT協(xié)作完成教學(xué)任務(wù)，各AGENT之間既可以單獨(dú)完成既定的任務(wù)，也可以通過溝通和協(xié)作完成較復(fù)雜的大型任務(wù)。詳細(xì)的分工使系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)清晰明了，便于具體實(shí)現(xiàn)。

（3）引入學(xué)習(xí)風(fēng)格的評價(jià)。學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的、帶有個(gè)性特征的學(xué)習(xí)方式，是學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向的總和。學(xué)習(xí)策略指學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)傾向指學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情緒、態(tài)度、動(dòng)機(jī)、堅(jiān)持性以及對學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容等方面的偏愛。系統(tǒng)模型中的學(xué)生AGENT在學(xué)生登錄成功后，負(fù)責(zé)監(jiān)測、記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格方面的數(shù)據(jù)，并記入到學(xué)生信息庫中。根據(jù)長時(shí)間監(jiān)測的結(jié)果智能地總結(jié)出該學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而根據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)界面。

有些學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向會(huì)隨學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)環(huán)境的不同而變化。系統(tǒng)的學(xué)生AGENT會(huì)根據(jù)學(xué)生信息庫中數(shù)據(jù)的變化動(dòng)態(tài)地跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而動(dòng)態(tài)地改變教學(xué)策略，讓學(xué)習(xí)者真正體會(huì)到是在一個(gè)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)環(huán)境當(dāng)中。

（4）分組協(xié)作教學(xué)。系統(tǒng)模型當(dāng)中引入了學(xué)習(xí)風(fēng)格的評價(jià)內(nèi)容，學(xué)生協(xié)作AGENT可以將學(xué)習(xí)者的不同學(xué)習(xí)風(fēng)格作為分組的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)。系統(tǒng)還可以分析教師的教學(xué)風(fēng)格，從而為學(xué)生提供個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面向整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，龐大的教師群和學(xué)生群在同時(shí)使用，就涉及師生結(jié)對的問題。系統(tǒng)通過對教師教學(xué)風(fēng)格和學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格的匹配，為學(xué)生智能分配教師、為教師智能分配學(xué)生，而且這一過程是動(dòng)態(tài)的。學(xué)生用戶面對的是一位或多位虛擬教師，教師面對的是多位虛擬學(xué)生。這一技術(shù)徹底實(shí)現(xiàn)了師生之間協(xié)作教學(xué)，從而最大限度地提高了教學(xué)效率。

（5）教學(xué)策略的實(shí)時(shí)調(diào)整。系統(tǒng)中數(shù)量眾多的AGENT分工協(xié)作，實(shí)時(shí)采集教學(xué)活動(dòng)的所有信息，存入系統(tǒng)的多個(gè)數(shù)據(jù)庫中，從而形成了海量的教學(xué)活動(dòng)信息資源庫。系統(tǒng)的各個(gè)AGENT會(huì)通過數(shù)據(jù)挖掘AGENT所提供的服務(wù)，從各個(gè)數(shù)據(jù)庫中挖掘最新的關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而動(dòng)態(tài)地改變教學(xué)策略。教學(xué)策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整豐富了教學(xué)系統(tǒng)的功能，使系統(tǒng)更加人性化，同時(shí)也使學(xué)生用戶感到所面對的是一位有性格、有情緒、會(huì)隨時(shí)改變教學(xué)方法的虛擬教師。

（6）多元的教學(xué)評價(jià)機(jī)制。真實(shí)、完全地反映用戶使用教學(xué)系統(tǒng)的情況，就要客觀、全面地對教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行評價(jià)，這就要求系統(tǒng)的評價(jià)主體與評價(jià)內(nèi)容必須具有多元性[5]。在本文所提供的系統(tǒng)模型中，學(xué)生AGENT可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的自我評價(jià)、或?qū)π〗M成員的評價(jià)、對虛擬教師的評價(jià)以及對教學(xué)策略的評價(jià)；教師AGENT可以對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價(jià)、可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價(jià)、也可以對同行的教學(xué)工作進(jìn)行評價(jià)。系統(tǒng)的評價(jià)主體由傳統(tǒng)的單一評價(jià)主體―教師，擴(kuò)展到由學(xué)習(xí)者、小組成員、教師等構(gòu)成的多元評價(jià)主體。評價(jià)量規(guī)表從學(xué)習(xí)內(nèi)容的評價(jià)、探究活動(dòng)過程的評價(jià)、以及學(xué)習(xí)成果的評價(jià)等多個(gè)方面展開，為學(xué)生提供一個(gè)更為寬松的評價(jià)環(huán)境與更為科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)。

5 結(jié)束語

智能化教育一直是全世界教育界和教育技術(shù)領(lǐng)域的理想和目標(biāo)。計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)得到廣泛的應(yīng)用。新的教育理論層出不窮，特別是人工智能理論和技術(shù)的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)智能教學(xué)提供了廣闊的發(fā)展空間。然而，在中國現(xiàn)有的教育體制和技術(shù)支持下，真正的智能教育理論實(shí)現(xiàn)起來非常困難，導(dǎo)致現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)出現(xiàn)了很多無可奈何的尷尬。網(wǎng)絡(luò)教育是“人－機(jī)－人”的交互過程，在這一過程中，如何提高網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的智能化程度是目前教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重大課題。

本文結(jié)合多AGENT的特性及在智能教學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用的理論，提出了基于多AGENT的智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型，詳細(xì)分析了系統(tǒng)各層次的功能，并給出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的分類設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)模型的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 許彥青，申瑞民，張同玖，等． 加強(qiáng)學(xué)習(xí)算法的智能多在遠(yuǎn)

程教學(xué)中的應(yīng)用[J]． 計(jì)算機(jī)工程，2001（8）：125－127．

[ 2 ] 程顯毅． AGENT計(jì)算[N]． 哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 2－

003．

[ 3 ] 張林，徐勇，劉福成． 多Agent系統(tǒng)的技術(shù)研究[J]． 計(jì)算機(jī)技術(shù)

與發(fā)展，2008（8）：80－87．

[ 4 ] 仇芒仙． 基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究[J]． 計(jì)算機(jī)工程

與應(yīng)用，2003（16）：169－172．