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自二十世纪九十年代起,以多媒体和Inter为标志的信息技术革命,正以惊人的速度改变着人们的工作、学习、生产和生活方式.信息技术的发展在教育领域也进行着深刻变革,使教育技术、教育体制与教学模式产生新的重大飞跃.
传统的计算机辅助教学系统是运行在单机下环境下的,在知识的更新上面缺乏便捷性,教学安排是事先制定的,并不能完全满足不同学生的不同要求,对学生学习效果的检查手段也是不完善的.
智能计算机辅助教学系统(IntelligenceComputer-AidedInstruction--ICAI)是目前顺应教育理论与教育改革发展趋势的一种新型计算机辅助教学系统.自从20世纪70年代第一个ICAI系统产生以来,世界各国纷纷拉开了ICAI系统研究的序幕.在运用此系统进行学习的过程中,学生不需按照系统设计者在设计时所规定的教学序列学习,教学序列是由程序在运行时产生的,比运用传统的计算机辅助教学系统效果更好.
智能计算机辅助教学是以认知学为理论基础,将人工智能技术应用于CAI,是智能化的CAI.它将教学内容与教学策略分开,根据学生的认知模型提供的信息,通过智能系统的搜索与推理,动态生成适合于个别化教学的内容与策略,通过智能诊断机制判断学生的学习水平,分析学生产生错误的原因,同时向学生提出更改建议、以及进一步学习内容的建议,通过对全体学生出现的错误分布统计,智能诊断机制将向教师提供教学重点、方式、测试重点、题型的建议,为教师提供友好的教学内容、测试内容维护界面,无需改变软件的结构即可调整教学策略,通过对学生认知模型、教学内容、测试结果的智能分析,向教学督导人员提供对任课教师教学业绩评价的参考意见.可以说,一个理想、完美的ICAI系统就是一个自主、优秀的“教师”.
ICAI将计算机技术、多媒体技术、Inter技术与教育、教学改革相结合,通过在教学模式、教学媒体、学生模型三方面的智能化设计,创造一种新的教学形式,有利于培养学生较强的信息获取、信息分析和信息加工能力,发挥主动性、创造性,培养能适应二十一世纪激烈竞争的新型人才,同时ICAI也反映了信息社会的客观需要,是教育技术发展的历史必然.不难看出,ICAI与传统的CAI相比,更加符合教育教学的规律,切合学生的认知习惯,具有明显的优越性.
ICAI的历史可上溯至上世纪70年代,当时有人提出了自适应CAI系统的概念(这些系统能使CAI因材施教地适应不同学生的不同水平要求),并开发建立了一系列能够训练学习者进行计算和词汇记忆的系统.由于这类系统能够自动选出难度与学生能力相适应的问题供学习者选用,因此称为自适应教学系统,它是ICAI系统的萌芽.到了70年代,ICAI的研究才真正开展起来.这一阶段前期的研究重点是建立专家模块,后期的研究重点逐渐转为建立学生模型模块.80年代,教学策略问题开始受到重视.因此,ICAI系统的研究主要集中在如何使用人工智能技术确切地表示学生模型和教师模型上,以使教学系统具有更高层次的应答敏感和全局观念.80年代,C1ancey开发了GUIDON系统,Burton开发了WEST系统,Stevens和Hollan开发了STEAMER系统等等.进入90年代以后,合作教学模式、认知学生模型构造和智能超媒体辅助教学系统成为ICAI新的发展方向.另外,由于对专家系统外壳(ExpertSystemShell)的研究日益受到重视,ICAI在这方面也取得了一些成果,如著名的PIXIE系统.除此之外,还有人提出了智能超媒体教学系统的概念.在智能超媒体教学系统中,ICAI模块可以利用超媒体提供的友好界面来激发学生的学习兴趣和学习动机,同时还可以利用超媒体向学生提供图文声像并茂的解释信息,传统的CAI课件系统是在单机上将全部教学内容,以编程的方式预置于课件中.学生学习时,教学过程是按课件规定的路径和内容展开的.由于缺乏必要的通信手段和智能特性,无法实现任课教师与学生之间的交互,和按学生的不同认知能力准备教案的因材施教教学.随着计算机网络技术的日臻成熟,人工智能在专家系统领域取得的成功,它们为CAI的发展提供了新的空间.我们认为CAI的发展方向在于网络化、智能化.
由于基于知识点库的ICAI系统采用了先进的设计理念,结合超文本和多媒体技术,通过计算机将文本、图像、声音、动画等各种媒体信息结合起来.因此,ICAI系统从以下四个方面必然会对教育、教学产生深刻的影响:
1.有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥.
2.有利于知识的获取与保持.
3.可实现对教学信息最有效的组织与管理.
4.可作为认知工具实现最理想的学习环境.
综上所述,在经济全球化,科技飞速发展的今天,人才是一个国家和民族的宝贵财富,而人才的竞争取决于教育,教育的发展不可避免的遇到互联网多媒体等技术的应用,我们要抓住这个大好时机,努力使我国教育跟上世界发展的趋势,为我国建设培养出具有高科技含量的人才,提高他们的创新意识.ICAI系统应用,在智能化计算机辅助教学作为一种新型教学形式、促进我国教育、教学改革等方面必将起到积极的推动作用.