阳志梅[1]2004年在《计算机辅助教学专家系统的研究与构建》文中指出目前，高等院校的高级语言教学中普遍存在着学生多教师少的问题，将程序设计和程序调试的经验进行总结构建教学专家知识库，研制开发辅导学生上机的教学专家系统有助于教师及时对学生上机出现的问题进行辅导。 本文主要就如何开发该编程辅助教学专家系统给出了设计方案，并最终实施。该系统采用产生式知识对教学专家的领域知识进行表示。文章首先分析了国内外专家系统的基本原理和开发方法，重点对知识库的构建、推理机制进行了探讨。其次，针对高级语言教学，本文设计了教学专家系统知识库和推理机，并从逻辑结构和物理结构两个层次详细讨论了该系统的知识库，分析了知识的管理策略；在以往存在的正向推理和反向推理的推理决策基础上，由于实际学生编程出现的问题动态复杂，教学专家知识不能精确定位所有问题，设计了模糊推理方法，详细描述了推理算法。最后，按照软件工程理论，本文对该编程辅助教学专家系统进行了总体设计、详细设计，并最终编码实现了该系统，进一步验证了文中提出的推理算法和知识库构建策略。 系统能够将从教学专家处获取的领域知识用智能编辑程序的方式输入知识库以及方便的整理规则知识，对用户提供友好的界面。系统运行良好，能够针对高级语言初学者程序中出现的大部分错误，经过推理分析，指示并提出改正方法。
张治[2]2010年在《研究型课程专家系统的研究与开发》文中提出研究型课程旨在培养学生的创新精神和创造能力,引导学生经历科技探索和项目实践的过程。但由于认识偏差、评价滞后、管理困难、资源不足、师资缺乏、教法低效等原因,研究型课程在上海各中学并未得到很好落实,很多实验性示范性高中也在以少数尖子学生的深入开展来掩盖对全体学习者支持的不足,加之政府在监管方面的滞后、校长课程领导力和教师课程执行力的不足,家庭教育功利化思想严重等原因,研究型课程的教育理想并没有变成现实。本论文在深入调研的基础上,依据基于问题的学习和研究型课程的基本理念,旨在利用现代信息支持研究型课程实施,将研究型课程理论与专家系统技术相结合,构筑现实教师与虚拟专家相配合的研究型课程教育、管理、支持和评价平台,方便学校或教育主管部门组织、管理、支持学生的研究型课程实施并评价开展情况,充分利用珍稀的专家型教师资源,促进研究型课程在实践环节诸多问题的解决,促进高中学生研究型课程的普及性发展。研究型课程专家系统是将专家系统技术应用于教育领域的一项技术,是信息技术与教育理念的整合。本课程专家系统的开发,提炼了众多研究型课程领域研究人员的成果和优秀教师的实践智慧,使计算机操作系统能模拟人类教育专家的决策过程,以解决需要专家型教师解决的问题。研究采用经验抽提的方法,先大量整理课程理论和实践经验,抽提出研究型课程教学中真实的优秀教师应有的核心技术和有效策略,并进一步模式化。然后根据专家系统开发的基本原理,完成对管理、组织、评价、教育教学等专门知识和经验的整合,形成规则化、形式化的知识工程。该过程使研究型课程的教育教学变成可以被计算机智能化模拟人类教育专家的工作过程成为可能。在系统开发的基础上通过大量的实践不断修改完善系统,不断拓展资源,积累案例,根据学生运用反馈,不断调整软件功能,促进系统本身的智慧生长。目前已经开发了能因应学生个性特征的、界面友好、资源丰富、运行智能、管理科学、操作方便的研究型课程专家系统作为学生开展课题研究资料的来源、交流的媒介、认知的工具、管理的手段、组织的平台、评价的助手,促进了研究型课程的普及性开展,构筑了上海教育现代化独具特色的“基础设施”。论文研究开发成功后,在上海大学附属中学和吴淞中学等学校进行了试用,实践效果显示：研究型课程专家系统可以提高学生学习的参与率；解决了学生与教师沟通的及时性,促进师生之间的更高层次的合作和对话；可以减轻学校组织、管理、评价的大量繁琐工作,辅助教师的工作,方便教务部门和班主任管理学生学业成绩的工作；可以促进虚拟合作、激励学生的进取心,推动学生群体“创新碎片”和创造灵感的凝聚,激发学生的创新热情和持续探索的动力,从而促进研究型课程的实施。本论文的研究可以帮助人们进一步认识研究型课程的意义与价值,引发人们思考课程执行过程中的实践策略,同时为信息技术整合教育教学的方式方法提供借鉴。
智勇[3]2004年在《分布式学习环境中的智能授导系统研究》文中研究说明当前，网络的发展已使我们学习、工作与生活发生了难以想象的变化，应该说计算机与网络是人类迄今为止发明的最重要、最有力的学习工具。我们更是愿意相信方法技术的变革会为传统的教学带来更大的创新机会，智能化与人性化无疑将是计算机辅助教学发展的重要方向。这一概念使数字化技术的教育领域应用充满了创新，如果一种创新有生命力，那么它就必然有用。 在上述背景所提出的内在动因驱使下，如何把握以分布式学习理论为基础的智能教学系统研究的发展取向；如何运用先进的智能方法，在理念与技术应用之间寻找一个恰当的突破口，从功能层面优化完善ITS的系统构建；如何从具体技术实现的角度提高系统的自适应能力，并最终到达促进学习者知识获取的目的，是本研究试图探究与解决的主要问题。 本文首先回顾了ITS研究的起源、发展与主要的内容框架。在问题反思的基础上，结合智能化软件应用的主流趋势，探讨与总结了分布式学习环境中“智能”教学的应用取向，并随后在此基础上分析了分布式认知理论对ITS的影响与启示；承继对问题的理论分析，对于分布式学习环境中的ITS建模而言，笔者提出了以“自适应”为特征的建模概念。其主要观点在于系统自身知识获取的主动性与持续性，主要途径在于人机协同进化中的反馈性与自组织性。并进一步在抽象分析的基础上将自适应的概念具体到反馈式知识获取、群体协作的教学决策、进化系统的开发策略以及动态学生建模等几个方面；与自适应的思路相一致，基于案例的推理，作为从应用角度支持分布式自适应建模的一种技术，是对专家经验知识与产生式推理智慧最直接的补充与拓展。为此，笔者简要介绍了这项技术的工作原理，研究了CBR技术的对于分布式教学应用的意涵，提出了结合规则与案例集成应用的观点，并针对两个具体案例进行了分析。除此之外，为了验证理论方法在实践应用中的可行性与合理性，以“数据结构”的学科知识为基础，设计与实现了DS-Tutor的原型系统。通过对实践过程的总结与反思，进一步加深了对智能方法辅助教学的认识。
王永恒[4]2008年在《基于WEB的计算机辅助教学系统的研究与设计》文中指出计算机辅助教学作为对传统教学的补充,能充分发挥网络在教学中的优势,体现以学生为主体、教师为主导,构建学生充分参与和自主学习的环境等现代教育思想。随着计算机技术的不断发展,计算机网络辅助教学得到越来越广泛的应用,网络教学已经成为现代教育流行的教学模式。“基于WEB的计算机辅助教学系统的研究与设计”主要包括在线学习、在线考试和师生交互叁个子系统,其中在线学习子系统包括学生、教师及管理员叁个用户。学生可以实现在线学习(包括下载课件和浏览课件),作业处理和在线测试等功能;教师可以实现在线课件提交和作业处理等功能;管理员可以实现在线班级管理和修改个人信息等。在线考试子系统中学生可以实现在线考试、在线查询成绩等操作,管理员可以实现学生信息管理,课程管理和试题管理等。另外通过师生交互可以实现师生间的在线提问和答疑。本文对开发计算机辅助教学平台的可行性和必要性进行了分析,论述了平台开发的理论知识,介绍了平台开发所采用的.NET技术,介绍了基于.NET的多层构架的发展过程,提出了建立多层构架的分布式应用程序;阐述了建立多层构架系统的技术原理。层次体系结构风格是一种被广泛应用于系统软件和应用软件设计的体系结构风格,本文选择了分层架构中的B/S模式。本文采用了面向对象的软件设计方法,利用UML建模方法完成了辅助教学系统的分析和数据库的设计,使分析过程与开发过程更紧密地结合起来,提出了一个更加清晰,易于开发和实用的总体框架结构。本文对在线考试子系统进行了详细介绍,介绍了在线考试系统各个模块的设计过程,给出了实现在线考试系统的部分代码及运行界面。
安静[5]2011年在《基于专家系统的英语辅助教学系统的设计与实现》文中研究说明基于规则的专家系统是应用前景较好的人工智能的分支,将专家系统理论结合数据挖掘技术以及互联网平台,应用于大学英语教学的工作与科研中,可以达到事半功倍的效果。本文首先介绍了专家系统的原理、发展及应用,然后对大学英语教学所面临的困难,提出了一套解决方案,即：利用数据挖掘技术及人工智能中的专家系统理论,实现一套英语辅助教学系统。该系统针对用户的不同,主要包括两个部分：一是基于专家系统理论建立的英语辅助教学模块,这是针对于教师用户的,模块利用框架式和产生式相结合的知识表达方式对英语知识点进行分类和汇总,利用优化过的Apriori算法对试题的知识点关联情况进行分析；二是利用系统已有的数据,建立学生自主学习模块,以学生个人为单位实现自我诊断等功能,通过学生的多次练习,提出自主学习的建议题目等,使学生能够有针对性地进行练习。最后根据软件系统的开发流程对整个系统进行设计与实现。目前此系统已通过Visual Studio 2005集成开发环境和Microsoft SQL Server 2000数据库实现,运行环境为Windows 2000/XP以上版本的X86系统。经过大量数据的测试和运行,系统能够给出合理的结论,具有很好的应用价值。
王晓东[6]2003年在《基于Ontology知识库系统建模与应用研究》文中研究指明知识库系统是制约智能化教学系统有效、实用的一个瓶颈。主要原因有：一是，知识库中的知识不能满足系统的需要，因为要想使知识库的知识包罗万象，是不可能的，也是不现实的；同时，知识的表示也制约了系统的功能。二是，尽管开发了许多智能化教学系统，但很少用知识工程的方法设计知识库。这样势必影响知识的管理、获取和共享，从而影响系统的维护和扩充。因此，如何构建知识库系统是智能化教学系统研究的关键之一。 知识库系统的研究不能只侧重于知识的表示及其推理机制。对于大型知识库系统，由于需要知识共享及知识转换，必须根据建模的思想来开发。 基于Ontology知识库系统的建模，是目前知识工程界研究的热点。把Ontology建模引入到教育技术领域，意义在于，根据Ontology建模和相关知识表示标准及交换协议，建立的知识库，便于知识交流、转换和共享。Ontology形式化地表达了领域知识的基本概念、属性、处理方法和内在关系。这种表述可被重用和共享，便于知识的查找。基于Ontology建立的知识库系统可靠性高，因为，可以通过更可靠的软件对形式化表达的正确性进行检查。通过Ontology可以规范任务的形式化表达，有助于任务的解析，便于明确定义教学过程中学习者和系统的角色及智能教学过程的任务。使用Ontology进行建模，可以使其系统结构、文档和编码都更清晰，便于系统的维护。 本文基于Ontology，研究了知识库系统建模原理，并应用该建模方法建立《数据结构》领域本体模型。在对学习支持系统(SPSS)的设计中，利用领域知识本体模型，有效的支持了知识的共享、获取和管理，也支持了教学系统的开发。 第一章提出了研究的问题。论述了知识库系统的重要性，并综述了相关的研究。 第二章首先探讨了与知识库系统相关的学习技术，智能教学系统和电子绩效支持系统。分别讨论了它们的组成和特点。然后，对学习技术构架与教育资源规范进行了探讨。学习技术标准的体系结构对学科知识库系统的开发具有指导作用。 第叁章研究了知识库系统构建的原理。建立知识库涉及到如下几个方面的问题：一是，关于知识的表示。二是，关于知识库的构造。叁是，关于知识库的管理(包括知识的获取)。由于知识库的结构是由知识的表示方法决定的，因此，只要根据具体的问题或用户需求和系统的特点，选择好知识的表示方法，那么知识库的结构也就决定了。为了能准确的选择知识的表示方法，建立有效的知识库，就需要对知识进行分析。本章在对知识类型、知识组织进行分析的基础上，主要研究了Ontology建模原理。 第四章基于Ontology对《数据结构》知识库进行设计。该章使用第叁章所述的建模方法，对《数据结构》知识库系统建模，包括《数据结构》任务本体和领域本体。分析了知识库系统任务层应具有的功能，设计了推理层(功能层)的教学推理器、算法设计学习器、知识查询与编辑等功能模块，构建了《数据结构》领域本体，并用IDEF5图表和细化描述语言对部分本体进行的描述。 第五章把基于Ontology建立的《数据结构》知识库模型，应用到学习支持系统(SPSS)中。本章我们对学习支持系统(SPSS)进行了设计，并利用《数据结构》知识库系统本体模型建立了知识库，有效地支持了知识的查询和学习指导。 第六章总结研究结论和成果、指出进一步要做的工作。 研究的整体思路是：首先提出问题；然后，研究Ontology建模原理；第叁，根据Ontology建模方法建立《数据结构》知识库系统本体模型：最后，把研究成果应用到SPSS开发中。 解决的关键问题：初步建立了基于Ontology知识库系统建模的基本理论和方法体系，构建了《数据结构》本体模型，设计和实现了本体模型的知识查询算法和疑难问题答疑模块，并应用到SPSS系统中。
陆青[7]2007年在《基于WEB的ICAI系统设计与实现》文中指出Internet网络的发展开创了现代远程教育的新纪元，远程教学中的课程设计、教学方法及适应性教学观念由此产生了深刻的变革。WWW系统和数据库是网络化信息服务的基础。把数据库同WWW服务器相结合这种一体化的信息系统，将成为下一代Internet开发的新领域。基于此，本文就是研究如何实现基于WEB的且带有一定智能性的计算机辅助教学过程的。本文从ICAI的组成部分以及各部分的具体设计入手，构建了基于WEB的ICAI系统。ICAI包括知识库、教学策略和学生模型叁部分。该系统将课程划分为多个知识点，用知识图来表示各个知识点间的关系，并用超文本页面来讲解每一个知识点；根据知识点的特点，采用不同的教学方法，对学生进行测试，并根据测试成绩对教学方法进行调整：利用学生的初始登录信息和对知识点的学习情况，构建学生模型，更好的体现因材施教。系统在B／S方式下，设计该ICAI系统，充分利用SQL Sever关系数据库管理系统的优势，实现对数据的完整性、安全性进行严格控制，以保证整个网络内部数据库信息的完整和一致；对Visual C++的数据库访问技术(MFC ODBC，DAO，OLE DB和ADO)，HTML技术、ASP技术等进行了深入的研究与应用；重点解决了教学策略算法的设计、测试策略算法的设计和诊断策略算法的设计。本文的突出特点是：系统通过数据库来存放知识点的内容和教学法规则，做到知识和策略相分离，使其不局限于一门课程，具有较大的灵活性。
王英姿[8]1997年在《以知识点为中心的智能教学系统构建方法研究及实用教学系统的设计》文中研究表明智能教学系统是涉及人工智能、计算机科学、认知科学和教育学的综合性课题，其研究的最终目的是由计算机系统担负起人类教育的主要责任，即赋予计算机系统以智能，由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。智能教学系统研究的意义在于减轻人类教师的教学工作量、提高教育质量、增进人类对其自身认知过程的了解和带动相关学科的发展。这就要求计算机系统具备领域知识、教学知识、了解学生的能力以及跟学生交互的能力。而具备上述知识和能力对目前的计算机而言是困难的，所以智能教学系统研究中有知识的表示、对学生的评估、学生错误的诊断、教学规划、人机自然语言对话处理等技术难题。智能教学系统研究的难度在于：一是它涉及到多门学科，所用到的相关学科的技术即使在本学科也是不成熟的，并且这些技术应用于教学系统会产生新的问题；二是人类对其自身的学习过程缺乏认识。所以说，智能教学系统的研究有相当的难度，是个世界性难题。 智能教学系统的研究有二十年的时间，基于认知科学、人工智能中有些关键问题仍不能很好地得以解决这样一个事实，有必要探索智能教学系统的构建方法和首先突破的应用领域，开发实用的教学系统，然后再在此实用教学系统上研究智能教学系统中未解决的问题。 本课题的研究旨在探索一种构建智能教学系统的新的思路，以克服以往研究方法上的不足。本文以中小学基础教育为智能教学系统的主要应用领域，重点进行了以知识点为中心的智能教学系统的构建方法的研究，并将所提出的方法应用于实用系统的设计中，此外，还就基于范例的教学系统的设计和实现技术等进行了研究。 本文的工作主要是围绕以下叁个方面进行的：以知识点为中心的智能教学系统构建方法研究；在此构建方法框架下进行中学化学智能教学系统MSCITS的设计和实现；对近年来研究得较多的基于范例的教学系统做了认真的分析，并设计了一个基于范例的网上专业阅读教学系统。 本文的研究具有以下特点： 1．提出了以知识点为中心的智能教学系统构建方法。在此构建方法框架下提出了领域知识库的组织、学生评估模型构造、错误诊断及原
应武[9]2009年在《面向小学数学目标测评的ICAI系统研究与实现》文中研究指明面向小学数学目标测评的ICAI研究,合理利用当前的优秀测评体系,从教师、学生、专家叁方面进行综合评价,通过不断实践调整评价权值和方式,研究具有智能化的教学系统。着重从几个方面进行了研究:目标测评与控制研究;交互行为研究;导航迷失研究。课题采用以目标测评为导向避免了无的放矢,把目标蕴涵在知识和教学过程中,结合了对学生的多元评价研究成果,研究了对学生内在监控和激励方式,注重对学生学习反馈的及时性的研究。利用计算机技术有效的解决传统教学反馈的滞后性,随意性,无目的性的问题。同时研究了利用知识元的教学观念解决教学重组、导航迷失等问题,提出了知识细分与目标属性结合的思想,重组知识网络,并结合路径导航路线设计初步解决迷失问题。本系统利用Visual Basic和Access软件工具开发了面向小学生学习数学的教学系统。该系统能够体现出一定教学水平,将网络技术和现代教学方法结合起来,在这种教学环境下,学生可以自主学习。里面包括了课件学习、知识点学习、任务测试、智能学习四个部分,特别是智能学习,既可以选择难易程度,也可以自由选择学习路径,很好的体现因材施教的教学方式。在这种网络教学中,激发学生学习兴趣,充分发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。
卢丹丹[10]2009年在《基于人工智能的大学英语辅助教学专家系统》文中研究表明人工智能是研究人类智能活动规律的科学,在大学英语教学中应用人工智能技术,结合Internet,开发辅助教学专家系统,能有效解决目前大学英语教学改革中面临的师资不足、教学模式单一等问题,实现教学资源共享,有效提高教学质量、减轻教师负担、加强学生自主学习能力。论文介绍了人工智能的原理、特点及应用领域,分析了目前大学英语教学面临的问题,提出了基于人工智能技术的大学英语辅助教学系统的实现方案。该系统包括两个重要部分:采用专家系统理论建立的教师英语辅助教学专家系统模块,利用产生式和框架式相结合对英语专家的领域知识进行知识表示,运用不确定性模糊推理分析,使教师了解学生知识点的掌握情况,指导教学;采用BP神经网络建立学生自主学习系统模块,分析学生测试情况,使学生能自我诊断,通过学生累次练习结合艾宾浩斯记忆遗忘曲线,给出学生自主学习建议,使学生能进行有针对性的学习。最后,按照软件工程理论,对该系统进行了总体设计、详细设计,并编码实现了该系统。该系统已在Windows平台上用Visual Studio 2005集成开发环境和Microsoft SQL Server 2000数据库实现,实验结果表明系统通过推理分析能帮助教师掌握学生学习情况,使学生能自主学习,具有良好的应用价值。
参考文献：
[1]. 计算机辅助教学专家系统的研究与构建[D]. 阳志梅. 中南大学. 2004
[2]. 研究型课程专家系统的研究与开发[D]. 张治. 华东师范大学. 2010
[3]. 分布式学习环境中的智能授导系统研究[D]. 智勇. 南京师范大学. 2004
[4]. 基于WEB的计算机辅助教学系统的研究与设计[D]. 王永恒. 南京信息工程大学. 2008
[5]. 基于专家系统的英语辅助教学系统的设计与实现[D]. 安静. 北京化工大学. 2011
[6]. 基于Ontology知识库系统建模与应用研究[D]. 王晓东. 华东师范大学. 2003
[7]. 基于WEB的ICAI系统设计与实现[D]. 陆青. 南昌大学. 2007
[8]. 以知识点为中心的智能教学系统构建方法研究及实用教学系统的设计[D]. 王英姿. 中国科学院研究生院（计算技术研究所）. 1997
[9]. 面向小学数学目标测评的ICAI系统研究与实现[D]. 应武. 浙江工业大学. 2009
[10]. 基于人工智能的大学英语辅助教学专家系统[D]. 卢丹丹. 北京化工大学. 2009
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