人工智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)大全11篇

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篇（1）

中圖分類號(hào)：TP18

“人工智能”一詞最早是在20世紀(jì)50年代末期在Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支學(xué)科，但又同時(shí)包含了很多領(lǐng)域的不同學(xué)科，例如生物信息學(xué)、機(jī)械理論學(xué)、數(shù)理推論、語言文化等，它的研究領(lǐng)域非常的廣泛，包括機(jī)器翻譯研究、智能控制研究、專家系統(tǒng)學(xué)、機(jī)器人研究、語言和圖像理解研究、遺傳編程研究、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)研究、航天科學(xué)與應(yīng)用、龐大的信息處理、儲(chǔ)存、管理研究。此后，越來越多的科研人員開始了對(duì)人工智能技術(shù)的研究。國際上比較先進(jìn)的研究機(jī)構(gòu)有麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、賓夕法尼亞大學(xué)、耶魯大學(xué)、德國人工智能研究中心、索尼公司等，中國的先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)主要有清華大學(xué)、北京紫光優(yōu)藍(lán)機(jī)器人技術(shù)有限公司、中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究院、北京大學(xué)、南京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京郵電大學(xué)等幾十家機(jī)構(gòu)。

目前，將人工智能應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)教育中是很多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，在近些年的研究中取得了很大的進(jìn)步，取得了一些先進(jìn)的成果，但是在研究中也遇到了一些問題，需要研究人員進(jìn)行解決并創(chuàng)新。本文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)教育的現(xiàn)狀，探討了人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用，通過研究提出了做好人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中應(yīng)用的有效措施，最后對(duì)人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 網(wǎng)絡(luò)教育的現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)教育的觀念以及接受教育的方式發(fā)生了巨大的改變，“網(wǎng)絡(luò)教育文化”日趨成熟。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展給傳統(tǒng)的教育模式帶來新的挑戰(zhàn)，它除了將傳統(tǒng)教育模式的一些顯著不足進(jìn)行了改變以外，同時(shí)使教學(xué)更富有吸引力和生氣，吸引更多的人愿意到Internet教學(xué)中來學(xué)習(xí)自己想要的知識(shí)，他們可以不受時(shí)間、空間、身份的限制，到這個(gè)虛擬的課堂來進(jìn)行“充電”。但在當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)教育還在初級(jí)的發(fā)展階段，在實(shí)際的推廣和應(yīng)用中還存在著一些問題：

（1）在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的過程中，支持學(xué)習(xí)的服務(wù)系統(tǒng)沒有很好的滿足學(xué)習(xí)者的要求，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的手段和給學(xué)習(xí)者答疑的方法都比較落后，服務(wù)的方式受到一些客觀因素的限制；

（2）網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有很的問題存在，例如空間的分散性差，時(shí)間的流動(dòng)性和自主性差，除此之外，便攜性也比較差等；

（3）目前，雖然網(wǎng)絡(luò)教育中進(jìn)行的考試具有開放性，但是考試的公平公正性、考試類型的科學(xué)性、出題的權(quán)威性都很難保證；

（4）目前來看，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身具有了信息查詢能力，但這種查詢的能力是很有限的。

2 人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

2.1 智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)是在1980年左右由美國的研究大師波恩切克提出來的，是決策支持系統(tǒng)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，由于智能決策支持系統(tǒng)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，在網(wǎng)絡(luò)教育的應(yīng)用和研究方面表現(xiàn)出很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?。例如，智能決策支持系統(tǒng)在數(shù)字和移動(dòng)圖書館中的得到了廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)能夠?yàn)閿?shù)字圖書館的管理人員提供決策和管理所需的數(shù)據(jù)、信息，幫助他們明確決策和管理的目標(biāo)，通過建立決策模型并加以修改或完善，為數(shù)字圖書館正確、有效的管理和決策提供必要的支持。

2.2 智能教學(xué)系統(tǒng)

智能教學(xué)系統(tǒng)是在1970年以后迅速發(fā)展起來的，可以為學(xué)習(xí)者提供一種智能的授課環(huán)境，它將計(jì)算機(jī)的模擬功能來體現(xiàn)在整個(gè)教學(xué)過程中，使用人工智能技術(shù)和多媒體技術(shù)等先進(jìn)的教學(xué)手段，共同形成一個(gè)交互式的開放的教學(xué)系統(tǒng)，在這個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)生可以主動(dòng)的獲取學(xué)習(xí)知識(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)人情況來進(jìn)行合理和科學(xué)的教學(xué)，以達(dá)到最佳的、理想的教學(xué)效果。

2.3 智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)

支持服務(wù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)的重要構(gòu)成要素。建立和維持一個(gè)高效靈活、強(qiáng)有力的支持服務(wù)子系統(tǒng)是有效地開發(fā)、管理和實(shí)施計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育項(xiàng)目的保證。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)可以創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者方便快捷地調(diào)用各種資源，以獲得學(xué)習(xí)的成功。

2.4 智能硬件網(wǎng)絡(luò)

智能網(wǎng)是20世紀(jì)80年代初期興起的研究課題。隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅要求多媒體綜合化的信息處理能力，而且要求網(wǎng)絡(luò)能夠提供高級(jí)信息處理能力。就目前的狀況而言，對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)教育網(wǎng)絡(luò)賦予其一定的“智能”，從硬件性能本身加以提升是一種不乏遠(yuǎn)見的選擇。

3 做好人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中應(yīng)用的有效措施

3.1 加大資金的支持

對(duì)于做好人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用工作，絕對(duì)離不開資金的支持，因此各級(jí)政府部門應(yīng)該做好相關(guān)的預(yù)算，落實(shí)好國家對(duì)于支持人工智能技術(shù)的相關(guān)政策，對(duì)于在人工智能技術(shù)發(fā)展中做出突出貢獻(xiàn)的企業(yè)和科研單位要給予一定的資金支持，支持這些企業(yè)、科研單位的研究工作，促進(jìn)人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中更好的發(fā)展和應(yīng)用。

3.2 加快人員培訓(xùn)工作，建立技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)

人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用工作具有技術(shù)性、專業(yè)性強(qiáng)等很多特征，因此，必須培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人工智能專業(yè)人才，同時(shí)還要對(duì)這些人員進(jìn)行全面的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，使得這些人員既要懂管理，又要精通人工智能的專業(yè)知識(shí)，通過全面的業(yè)務(wù)培訓(xùn)和人才引進(jìn)，建立人工智能的技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，使得這些人的才能得到很好的發(fā)揮，在人工智能方面有所創(chuàng)新，保證人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中得到更好的應(yīng)用。

3.3 加強(qiáng)和先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)的合作

在人工智能技術(shù)研究方面，美國、英國、德國等國家都走在世界的前列，而我國的人工智能技術(shù)研究的能力較低，與上述發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距。因此，如何縮小這種差距，實(shí)現(xiàn)人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中更好的應(yīng)用，就需要我們的研究人員加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，和這些國家的先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的溝通和聯(lián)系，借鑒其先進(jìn)的研究經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自己的實(shí)際需要，進(jìn)行一些實(shí)際的合作。

4 結(jié)束語

由于人工智能技術(shù)本身存在著巨大的優(yōu)勢(shì)，人工智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也會(huì)不斷地進(jìn)行發(fā)展而趨于成熟，這將極大地改善并且優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)教育的學(xué)習(xí)環(huán)境，全面提升網(wǎng)絡(luò)教育的整體教學(xué)質(zhì)量，并有望增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教育的全面開放性。為了做好人工智能在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用，需要加大資金的支持，加快人員培訓(xùn)工作，建立技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)和先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)的合作，使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的支持服務(wù)更加人性化和擬人化，更加體現(xiàn)以人為本的關(guān)懷精神。

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篇（2）

教育是著眼于未來的事業(yè)，教育的首要任務(wù)就是為未來社會(huì)培養(yǎng)相適應(yīng)的合格人才。隨著人工智能的誕生和發(fā)展，我國已經(jīng)開始將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域，并顯示出人工智能對(duì)于彌補(bǔ)當(dāng)前教育存在的種種缺陷和不足，推動(dòng)教學(xué)現(xiàn)代化和教育發(fā)展改革進(jìn)程起著越來越重要的作用。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展中，工程科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)不斷融合，相互進(jìn)步。近幾年，隨著人工智能技術(shù)，機(jī)器人技術(shù)，虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)不斷的融合發(fā)展，衍生出一系列的醫(yī)學(xué)診療技術(shù)，儀器，大大推進(jìn)了醫(yī)學(xué)發(fā)展。從2013年到2017年，國務(wù)院、發(fā)改委、FAD連續(xù)發(fā)文，多次提及醫(yī)療走智能化、云化的趨勢(shì)，為推動(dòng)智能醫(yī)療領(lǐng)域保駕護(hù)航。智能與醫(yī)學(xué)的結(jié)合已經(jīng)是大勢(shì)所趨，因此，為培養(yǎng)大量智能醫(yī)學(xué)人才極有必要對(duì)智能醫(yī)學(xué)教育新模式進(jìn)行深入研究。

一、目前醫(yī)學(xué)教育以及醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)狀況

智能醫(yī)學(xué)工程是一門將人工智能、傳感技術(shù)等高科技手段綜合運(yùn)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興交叉學(xué)科，研究?jī)?nèi)容包括智能藥物研發(fā)、醫(yī)療機(jī)器人、智能診療、智能影像識(shí)別、智能健康數(shù)據(jù)管理等。

智能醫(yī)學(xué)工程的畢業(yè)生掌握了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)理論，對(duì)智慧醫(yī)院、區(qū)域醫(yī)療中心、家庭自助健康監(jiān)護(hù)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的醫(yī)學(xué)現(xiàn)象、醫(yī)學(xué)問題和醫(yī)療模式有較深入的理解，能熟練地將電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)，應(yīng)用于醫(yī)療信息大數(shù)據(jù)的智能采集、智能分析、智能診療、臨床實(shí)踐等各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是融合型創(chuàng)新人才的最好培養(yǎng)方式。智能醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)需要各學(xué)科間的相互交融更為緊密，學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力才能得到更好的培養(yǎng)。與此同時(shí)，由于絕大部分醫(yī)工結(jié)合的專業(yè)大部分歸屬與工科學(xué)院下，缺乏必要的臨床經(jīng)驗(yàn)，因而學(xué)生不能很好的把握新技術(shù)的應(yīng)用。

而國內(nèi)相關(guān)人才缺口還非常大，目前，國內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。但是囿于培養(yǎng)時(shí)間與培養(yǎng)模式，他們往往只能針對(duì)具體某一方向，并且目前的培養(yǎng)體系還多著重于工學(xué)技術(shù)的研究，缺乏臨床實(shí)踐。

二、智能+醫(yī)學(xué)教育的必要性探究

2.1技術(shù)進(jìn)步對(duì)醫(yī)療人員的診療幫助

以癌癥的治療為例，由于針對(duì)癌癥藥物的研究何藥物數(shù)量非常巨大，對(duì)于普通醫(yī)生在短時(shí)間內(nèi)難以進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷針對(duì)癌癥的研究和藥物數(shù)量非常巨大，具體來說，目前已有800多種藥物和疫苗用于治療癌癥。但是，這對(duì)于醫(yī)生來說卻有負(fù)面的影響，因?yàn)橛刑喾N選擇可供選擇，使得為病人選擇合適的抗癌藥物變的更加困難。同樣，精確醫(yī)學(xué)的進(jìn)步也是非常困難的，因?yàn)榛蛞?guī)模的知識(shí)和推理成為決定癌癥和其他復(fù)雜疾病的最終瓶頸。今天，許多受過專業(yè)訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)研究員需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間來檢查一個(gè)病人的基因組數(shù)據(jù)并作出治療決定。

上述問題在擁有工學(xué)、醫(yī)學(xué)雙背景的醫(yī)生手中已經(jīng)不是問題，通過目前日漸成熟的AI技術(shù)，對(duì)于大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，通過可靠的編程手段，通過人工智能技術(shù)，建立完備的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，幫助醫(yī)生進(jìn)行診療。據(jù)調(diào)查，美國微軟公司已經(jīng)研制出幫助醫(yī)生治療癌癥的人工智能機(jī)器，其原理是對(duì)于所有關(guān)于癌癥的論文進(jìn)行檢索，并提出對(duì)于病人治療最有效的參考方案，它可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)來幫助醫(yī)生找到最有效，最個(gè)性化的癌癥治療方案，同時(shí)提供可視化的研究數(shù)據(jù)。

2.2智能醫(yī)學(xué)對(duì)于新時(shí)代醫(yī)生培養(yǎng)的影響

人工智能通過計(jì)算機(jī)可為學(xué)生提供圖文并茂的豐富信息和數(shù)據(jù)，一方面加強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，人工智能可幫助教師完成繁雜的、需適應(yīng)各種教學(xué)的教學(xué)課程、課件等設(shè)計(jì)，使教師將更多的精力專注于學(xué)與教的行為和過程，從而提高教學(xué)效率。正如前面所述例子，智能網(wǎng)絡(luò)模塊化學(xué)習(xí)平臺(tái)可使教學(xué)擺脫以往對(duì)于示教病例的依賴，拓展了學(xué)生們的學(xué)習(xí)空間和時(shí)間，可極大地提高醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。

教育與人工智能相結(jié)合將會(huì)創(chuàng)新教育方式和理念。北京師范大學(xué)何克抗教授在《當(dāng)代教育技術(shù)的研究?jī)?nèi)容與發(fā)展趨勢(shì)》中提到當(dāng)代教育技術(shù)的五大發(fā)展趨勢(shì)之一就是“愈來愈重視人工智能在教育中應(yīng)用的研究”。結(jié)合上述人工結(jié)合上述人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的創(chuàng)新作用，下面就人工智能結(jié)合醫(yī)學(xué)學(xué)教育新模式提出一些構(gòu)想。

三、交叉醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)

3.1建立智能醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系的必要性

目前智能醫(yī)學(xué)的研發(fā)和臨床還存在隔閡，臨床醫(yī)生并沒有很好地理解人工智能，無法從實(shí)踐出發(fā)提出人工智能能夠解決的方向，而人工智能的產(chǎn)業(yè)界熱情高漲，卻未必能踩準(zhǔn)點(diǎn)，所以產(chǎn)業(yè)界需要和臨床深度溝通融合，才能真正解決看病難、看病貴的問題，緩解醫(yī)療資源緊張。目前，國內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。

3.2醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系初步構(gòu)想

篇（3）

1 緒論

隨著現(xiàn)代通信與信息技術(shù)的高速發(fā)展, 以網(wǎng)絡(luò)教育為基礎(chǔ)的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展，并且取得了良好的社會(huì)效應(yīng)和教育效應(yīng)。然而一般的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)教育方法較為單一，用戶和系統(tǒng)之間的交互性較差，用戶界面也較為單一。Agent技術(shù)提供了一種網(wǎng)絡(luò)智能程序設(shè)計(jì)方法，多Agent則放松對(duì)集中式、規(guī)劃、順序控制的限制，提供了分散控制和并行處理，該技術(shù)適用于多用戶和并發(fā)處理，適用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)。基于Agent的智能網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)能夠通過個(gè)性化分析準(zhǔn)確了解用戶學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)重點(diǎn)，并且根據(jù)用戶個(gè)性化信息推導(dǎo)問題的最佳答案。本論文論述了多Agent理論在網(wǎng)絡(luò)智能答疑系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 Agent技術(shù)概述

Agent技術(shù)是人工智能的一種，其概念是由麻省理工學(xué)院的著名計(jì)算機(jī)學(xué)家和人工智能學(xué)科創(chuàng)始人之一的Minsky首先提出。 Agent可以理解為計(jì)算社會(huì)中的一些特殊個(gè)體，它的體系結(jié)構(gòu)就是用軟件或硬件的方式來實(shí)現(xiàn)Agent的過程[2]。Agent的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示[3]。

圖1 Agent 基本結(jié)構(gòu)

從圖2.1中可知，Agent主要由環(huán)境感知模塊、執(zhí)行模塊、通訊模塊、信息處理模塊、決策與智能控制模塊以及知識(shí)庫和任務(wù)表組成。環(huán)境感知模塊、執(zhí)行模塊和通訊模塊負(fù)責(zé)與系統(tǒng)環(huán)境和其它Agent 進(jìn)行交互，任務(wù)表為該Agent 所要完成的功能和任務(wù)。信息處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)感知和接收到的信息進(jìn)行初步地加工、處理和存儲(chǔ)，決策與智能控制模塊是賦予Agent 智能的關(guān)鍵部件。它運(yùn)用知識(shí)庫中的知識(shí)對(duì)信息處理模塊處理所得到的外部環(huán)境信息和其它Agent 的通訊信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析、推理，為進(jìn)一步的通訊或從任務(wù)表中選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)供執(zhí)行模塊執(zhí)行做出合理的決策。

3 網(wǎng)絡(luò)智能答疑結(jié)構(gòu)框圖

基于多Agent理論的網(wǎng)絡(luò)智能答疑系統(tǒng)的功能如下：

（1）用戶通過登陸能對(duì)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，運(yùn)用自然語言進(jìn)行提問，并可對(duì)提問方式進(jìn)行選擇，也可選擇系統(tǒng)自動(dòng)回答的相關(guān)參數(shù)。

（2）系統(tǒng)可以通過常見問題庫、知識(shí)庫及課件素材庫中搜索答案并自動(dòng)回答用戶所提問題，也可以通過e-mail、BBS或留言板等方式使用戶的問題得以解答。

（3）系統(tǒng)呈現(xiàn)在用戶瀏覽器上的答案應(yīng)包括兩方面內(nèi)容：一是多媒體形式的問題解答；二是用戶應(yīng)鞏固復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)建議、少量練習(xí)題等。

（4）系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成和維護(hù)常見問題庫（FAQ庫），并保持其結(jié)構(gòu)良好性，同時(shí)還應(yīng)該支持專任教師用戶的人工維護(hù)（增加、刪除和修改等）。

多Agent系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)從整體上對(duì)多個(gè)Agent集體行為的性質(zhì)進(jìn)行分析與定義，因此Agent 是能自主學(xué)習(xí)、適應(yīng)環(huán)境的實(shí)體，應(yīng)用基于多Agent系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，能克服一般系統(tǒng)的局限和不足，提高了系統(tǒng)的智能性，達(dá)到了個(gè)性化教育和改善教學(xué)效果的目的?；诙郃gent思想的智能答疑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 答疑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

智能答疑系統(tǒng)由接口層、功能實(shí)現(xiàn)層和數(shù)據(jù)服務(wù)器三層體系，其中接口層由學(xué)員Agent和教師Agent通過Internet與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互，其中接口可以實(shí)現(xiàn)學(xué)員以多種方式連接系統(tǒng)并且提問；；功能實(shí)現(xiàn)層是整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用核心，由Agent自主進(jìn)行學(xué)習(xí)、自動(dòng)答疑、自動(dòng)交互等功能；數(shù)據(jù)服務(wù)器主要是管理用戶資料和存放知識(shí)庫等大型數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)庫Agent可以自動(dòng)生成和維護(hù)常見問題庫。

客戶端Agent包括學(xué)習(xí)者、教師和管理員三類用戶，每類用戶均通過瀏覽器登錄系統(tǒng), 經(jīng)過客戶端的Agent處理, 與服務(wù)器端的Agent進(jìn)行聯(lián)系, 并從服務(wù)器端取回相應(yīng)需要的數(shù)據(jù)。功能實(shí)現(xiàn)層就是各個(gè)Agent實(shí)體進(jìn)行通信的過程，由Agent自主進(jìn)行學(xué)習(xí)、自動(dòng)答疑、自動(dòng)交互；數(shù)據(jù)服務(wù)器Agent在接收到學(xué)習(xí)者Agent的描述后，會(huì)自動(dòng)根據(jù)提取的特征詞進(jìn)行數(shù)據(jù)庫匹配。由于一般數(shù)據(jù)庫層所包含的數(shù)據(jù)量較大，因此必須使用高效快速的搜索算法進(jìn)行結(jié)果匹配，才能滿足多用戶同時(shí)應(yīng)用的需求。

4 主要Agent設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)智能答疑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)智能答疑系統(tǒng)的功能，把整個(gè)系統(tǒng)拆分為多個(gè)Agent系統(tǒng)，并且對(duì)主要的Agent進(jìn)行設(shè)計(jì)。

總體來看，客戶端Agent除了用戶的權(quán)限有區(qū)別外，其他行為模型是一致的，在系統(tǒng)收到客戶端信息匹配后，由通信層的Agent進(jìn)行信息的提取、問題分類等工作。對(duì)于人機(jī)交互界面的Agents,主要功能是對(duì)身份信息的識(shí)別和提取，首先由系統(tǒng)提示用戶輸入個(gè)人信息，然后由交互界面的Agent進(jìn)行判斷，如果用戶信息錯(cuò)誤，則轉(zhuǎn)到提示錯(cuò)誤界面，如果用戶信息正確，則轉(zhuǎn)到系統(tǒng)的下層界面，流程圖如圖3所示。

圖3 Agent 登錄流程

通信層Agent包括用戶管理Agent，用戶模型Agent，答疑Agent，教學(xué)管理Agent，答疑信息Agent等Agent組件，分別負(fù)責(zé)用戶管理、用戶模型匹配、用戶提問處理、答疑系統(tǒng)維護(hù)等，以答疑Agent為例進(jìn)行說明。

在答疑Agent中，用戶進(jìn)入提問后，系統(tǒng)給出提問輸入界面，等待用戶輸入。在用于確定提出來的問題后，點(diǎn)擊“提交問題”，此時(shí)系統(tǒng)的答疑Agent開始工作，工作原理如圖4所示。

圖 4 答疑Agent 工作原理

答疑Agent通過與外界的交互感知了解用戶的輸入動(dòng)作，得到用戶輸入的問題，通過目標(biāo)分解，把用戶問題分解為小問題。通過數(shù)據(jù)庫對(duì)問題進(jìn)行匹配，提取出問題的答案等知識(shí)信息。然后在輸出層對(duì)問題整合，并且最終把整合后的信息傳遞給用戶。

5 結(jié)論

本文論述了智能答疑系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)教育中的重要地位，介紹了Agent系統(tǒng)和主要結(jié)構(gòu)，分析了多Agent系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)答疑中的作用，對(duì)整個(gè)答疑系統(tǒng)的功能及其功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了論述和剖析，最后結(jié)合系統(tǒng)中Agent的功能，分析了Agent的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)思路。

參考文獻(xiàn)

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篇（4）

中圖分類號(hào): TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

Research on the constitution of ITS by adaptiveperspective.

Abstract：The research of Intelligent Tutoring System (ITS) has been changed along with the appearance of the different technology―supported learning environments. This paper analyzes the influence and enlightenment that distributed cognition theory has on ITS-based the prototype of ITS, choose the self-adaptation techniques of ITS as a research entry point of digital technology aided teaching software and find the appropriate connection point between the concept and technology of Intelligent Tutoring, and then propose constitution strategy to improve the ITS. Finally, a new model of distributed adaptive ITS is presented and eventually improvetheabilityof system’s self-reasoningand self-organization.

Key words：ITS; adaptive; adjunct instruction

0 引言

人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、控制論、心理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科互相交叉滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科[1]。人工智能的本質(zhì)問題就是研究如何制造出人造的智能機(jī)器或系統(tǒng)，來模擬人類智能活動(dòng)的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。其技術(shù)特征主要是具有搜索功能、知識(shí)表示能力、一定的推理功能、抽象功能、語音識(shí)別功能及模糊信息處理能力。

智能授導(dǎo)系統(tǒng)〔ITS)是一種學(xué)習(xí)技術(shù)系統(tǒng)，能根據(jù)學(xué)習(xí)者的特定目標(biāo)、需求和偏好，利用教學(xué)方法和學(xué)科知識(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容。它的發(fā)展源于對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的改進(jìn)，克服了僅僅關(guān)注學(xué)生行為的缺陷，引入了對(duì)知識(shí)的描述以及智能推理技術(shù)。ITS大都由學(xué)習(xí)者模塊、專家模塊、課程與診斷模塊和通訊模塊組成[2]。Hartley和Seeman最早提出一個(gè)ITS的框架應(yīng)該包括專門知識(shí)（專家模型）、學(xué)生的知識(shí)（學(xué)生模型）和教學(xué)策略知識(shí)（導(dǎo)師）[3]。近十幾年的研究中比較有代表性的是Peng-Kiat Pek和Kim-Leng Poh應(yīng)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的學(xué)生模型可以較好的估計(jì)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣值，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為方向進(jìn)行預(yù)測(cè)[4]。Dietrich Albert和Cord Hockemeyer分析知識(shí)空間理論而得出超文本結(jié)構(gòu)和知識(shí)空間在結(jié)構(gòu)上的有很強(qiáng)的相似性，通過對(duì)知識(shí)空間進(jìn)行建模，使之適用于網(wǎng)絡(luò)Web結(jié)構(gòu)模式[5]。Joel Martin和Kurt VanLehn使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，得出學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的缺陷和不足[6]。Declan Kelly和Brendan Tangney提出了一種多Agent技術(shù)(Multi-Agent System，MAS)，通過對(duì)個(gè)體的個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模的智能框架的建構(gòu)重組，滿足了學(xué)習(xí)者的不同需求[7]。在構(gòu)建策略和技術(shù)支持上的最新研究[8-10]都對(duì)數(shù)字化技術(shù)輔助教學(xué)軟件的開發(fā)提供了新的思路和算法。

目前ITS的研究和實(shí)現(xiàn)在自推理能力和自組織上存在不足，未能充分發(fā)掘ITS的自學(xué)習(xí)能力。基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)支持，從自適應(yīng)角度出發(fā)，給出分布式自適應(yīng)的智能授導(dǎo)系統(tǒng)模型，強(qiáng)化自適應(yīng)策略推理機(jī)制，提高ITS的自組織和自適應(yīng)能力。

1 分布式ITS

從分布式學(xué)習(xí)的角度分析傳統(tǒng)ITS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐，在系統(tǒng)開發(fā)過程中存在的問題有：①傳統(tǒng)“智能推理”系統(tǒng)缺乏與環(huán)境的靈活交互能力；②認(rèn)知監(jiān)控與激勵(lì)機(jī)制的缺失；③忽視系統(tǒng)最本質(zhì)、最具價(jià)值的“授導(dǎo)”服務(wù)功能，沒能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與認(rèn)知目標(biāo)；④人機(jī)交互過程不夠和諧。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，分布式智能授導(dǎo)理論[11]提供了一種全新的分布式模式和問題求解途徑，恰當(dāng)?shù)乇硎龀鰯?shù)字化教育的主題，其核心思想強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者為中心、關(guān)注學(xué)習(xí)活動(dòng)、注意學(xué)習(xí)情境脈絡(luò)，使建構(gòu)性的學(xué)習(xí)過程理論替代了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論。

分布式學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)模式，它允許學(xué)習(xí)者、指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容分布于不同的位置，使教和學(xué)可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制而作用，其關(guān)鍵要素包括基于Web的模塊化內(nèi)容、智能導(dǎo)師、互操作與重用、更大范圍的協(xié)同工作。綜合國內(nèi)外有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和Philip Bell、William Winn、傅小蘭、李克東等中外學(xué)者的觀點(diǎn)，分布式ITS的主要特征可以概括為[12]：重點(diǎn)在于對(duì)觀點(diǎn)特征的表述，資源的交流與共享是必要條件，分布式系統(tǒng)中的制品主要用于拓展學(xué)習(xí)主體的能力，分布式學(xué)習(xí)環(huán)境取決于學(xué)習(xí)本體的特征以及認(rèn)知方式。

目前針對(duì)ITS存在的不足，學(xué)者們主要采用項(xiàng)目反應(yīng)原理、數(shù)據(jù)挖掘、分布式人工智能、計(jì)算機(jī)智能網(wǎng)格、自然語言處理、可擴(kuò)展標(biāo)記語言等技術(shù)對(duì)ITS進(jìn)行改進(jìn)。最終目標(biāo)是以分布式學(xué)習(xí)理論和教育教學(xué)理論為指導(dǎo)，應(yīng)用人工智能中的多Agent技術(shù)，根據(jù)認(rèn)知本體的數(shù)據(jù)模型和知識(shí)類型確定認(rèn)知過程中采用的基本認(rèn)知策略。

2 分布式自適應(yīng)ITS的模型構(gòu)建

2.1 分布式自適應(yīng)ITS的機(jī)理特征

自適應(yīng)是軟件系統(tǒng)中的概念，可以看作是一個(gè)能根據(jù)環(huán)境變化智能調(diào)節(jié)和控制自身特性以使系統(tǒng)能工作在最優(yōu)狀態(tài)的機(jī)制與功能，它可以為智能授導(dǎo)系統(tǒng)提供了一種響應(yīng)外界環(huán)境變化而產(chǎn)生自身調(diào)節(jié)的一種能力。這意味著軟件能夠主動(dòng)實(shí)現(xiàn)自身功能性的調(diào)整與適應(yīng)，而與使用者對(duì)系統(tǒng)的操作方式無關(guān)。從分布式角度分析，ITS應(yīng)是一種具有自適應(yīng)能力的知識(shí)系統(tǒng)，就人機(jī)交互而言，其自適應(yīng)能力依據(jù)用戶維、知識(shí)維和決策維發(fā)生變化。自適應(yīng)的核心技術(shù)是能夠讓機(jī)器廣義的“學(xué)習(xí)”機(jī)制，系統(tǒng)自適應(yīng)能力的產(chǎn)生是否在很大程度上取決于它能否自組織地自我學(xué)習(xí)和完善。通常情況下用適應(yīng)性(adaptive)與順應(yīng)性(adaptable)來表示自適應(yīng)的ITS系統(tǒng)的不同方式[12]，其區(qū)別如圖1所示給出的智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2 學(xué)習(xí)者模型建模

研究表明，學(xué)習(xí)者模型是分布式自適應(yīng)ITS的核心，而學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中存在著大量不確定性的因素和信息，因而成功獲取學(xué)習(xí)者的情況是其它環(huán)節(jié)正確運(yùn)行的保障。在學(xué)習(xí)者模型設(shè)計(jì)中，基于自適應(yīng)為特征的設(shè)計(jì)思路，本文不僅利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的條件概率分布量化知識(shí)項(xiàng)之間的組織關(guān)系及依賴關(guān)系，很好地反映學(xué)習(xí)者特定領(lǐng)域中的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還讓學(xué)習(xí)者模型的相關(guān)知識(shí)項(xiàng)的狀態(tài)隨時(shí)可以改變，使學(xué)習(xí)者模型具有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力和自學(xué)習(xí)能力。圖2給出了具有自適應(yīng)特征的學(xué)習(xí)者模型結(jié)構(gòu)。

2.3 分布式自適應(yīng)ITS模型

根據(jù)Brusilovsky提出的虛擬校園環(huán)境的部件理論[13]及以自適應(yīng)為特征的技術(shù)支持，本文給出了一種新的基于分布式自適應(yīng)的ITS模型（如圖3所示）。它主要由內(nèi)容部件、行為部件、通信部件和管理部件組成，其中內(nèi)容部件是輔助教學(xué)系統(tǒng)的核心，由構(gòu)成課程的多媒體教學(xué)材料組成，實(shí)現(xiàn)時(shí)依賴于知識(shí)表示與技術(shù)呈現(xiàn)，特別是依賴于知識(shí)建模和本體的研究。行為部件主要功能是需要學(xué)習(xí)者通過“做”的交互方式來完成的自主學(xué)習(xí)的過程，表現(xiàn)形式有自適應(yīng)學(xué)習(xí)導(dǎo)航、自適應(yīng)練習(xí)與測(cè)試、自適應(yīng)模擬模擬實(shí)驗(yàn)等。通信部件起到媒介作用，主要是支持學(xué)習(xí)者與教學(xué)專家之間、學(xué)習(xí)者相互之間的交流和溝通的通信工具，支持學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)和協(xié)同進(jìn)化。管理部件主要是支持教學(xué)過程中必要的管理職能。在功能模塊實(shí)現(xiàn)上主要由學(xué)習(xí)者模型庫、領(lǐng)域知識(shí)庫和教學(xué)決策庫組成。

3 分布式自適應(yīng)ITS的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 智能授導(dǎo)機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持

數(shù)字化技術(shù)輔助教學(xué)中智能授導(dǎo)的研發(fā)技術(shù)路線主要有模擬課堂面授的路線、人工智能的技術(shù)路線和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的路線。在分布式自適應(yīng)ITS中，由于學(xué)習(xí)者本體基本上是基于資源的自主學(xué)習(xí)，其最強(qiáng)烈的需求是學(xué)習(xí)資源的組織傳遞和共享以及人機(jī)協(xié)同進(jìn)化[8]中的自組織性。為滿足此要求，具有自適應(yīng)特征的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的技術(shù)路線十分突出“授導(dǎo)”特性，即滿足了系統(tǒng)地對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組織和傳播，又兼顧對(duì)學(xué)習(xí)者本體提供針對(duì)性的適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的技術(shù)路線是基于網(wǎng)絡(luò)這一分布式系統(tǒng)自身知識(shí)獲取的主動(dòng)性與持續(xù)性，充分發(fā)揮人機(jī)協(xié)同進(jìn)化中的反饋性與自組織性，激發(fā)群體智慧的生成，從而影響學(xué)習(xí)者個(gè)體的較低層次的進(jìn)化。

莊秀麗等研究闡述了Web2.0網(wǎng)絡(luò)中如何通過拓展人群關(guān)系網(wǎng)絡(luò)來聚合所需資料[14]，學(xué)習(xí)者應(yīng)用學(xué)習(xí)資源的行為螺旋往復(fù)、不斷拓展與優(yōu)化，實(shí)質(zhì)上它構(gòu)成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的過程，學(xué)習(xí)者在參與、分享、共創(chuàng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為中，群體智慧自然而然地產(chǎn)生，并對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極作用。這充分證明了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間為分布式自適應(yīng)ITS的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備了外在條件與技術(shù)支持。

3.2 分布式自適應(yīng)ITS的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)智能授導(dǎo)機(jī)制，基于本文提出的模型和智能網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)中借助AI中的產(chǎn)生式算法、模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段組建內(nèi)在的組織領(lǐng)域知識(shí)庫，原因在于領(lǐng)域知識(shí)獲取是賦予智能授導(dǎo)系統(tǒng)具有推理、判別與自適應(yīng)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)而最終形成的知識(shí)庫基本包含兩類知識(shí)：陳述式的學(xué)科知識(shí)與反映專家經(jīng)驗(yàn)的程序式知識(shí)。在教學(xué)決策庫的構(gòu)建中采用了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，首先通過學(xué)習(xí)者特征分析模塊引導(dǎo)學(xué)習(xí)者與系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話，確定挖掘目標(biāo)、提交系統(tǒng)參數(shù)，產(chǎn)生初步挖掘結(jié)果；其次通過對(duì)領(lǐng)域知識(shí)庫中的專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和系統(tǒng)領(lǐng)域背景知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，得出補(bǔ)充的挖掘結(jié)果；最后結(jié)合自適應(yīng)測(cè)量推理機(jī)產(chǎn)生全面的挖掘結(jié)果，并在教學(xué)決策庫中對(duì)其做出合理的決策結(jié)果。

此外，把群體決策技術(shù)引入到分布式自適應(yīng)ITS中充分發(fā)揮了自適應(yīng)的特征。通過從系統(tǒng)工程的視角分析，給出了由問題維、用戶維、過程維等構(gòu)成的描述學(xué)習(xí)者群體決策結(jié)構(gòu)，較好反映了群體決策對(duì)象之間綜合信息關(guān)系。同時(shí)選擇專門為語義Web設(shè)計(jì)的本體表示語言O(shè)WL語言來描述學(xué)習(xí)者模型[15]，它具有更強(qiáng)大的功能來表示語義和容易被機(jī)器理解的特點(diǎn)。

在輔助教學(xué)軟件的初步開發(fā)實(shí)踐中，測(cè)試發(fā)現(xiàn)本模型能夠滿足學(xué)習(xí)者模型所要求具備的自學(xué)習(xí)性、自組織性和自適應(yīng)性特征。

4 結(jié)束語

針對(duì)當(dāng)前ITS研究的不足，本文選擇了基于自適應(yīng)為特征的分布式ITS作為數(shù)字化技術(shù)輔助教學(xué)軟件開發(fā)研究的一個(gè)切入點(diǎn)，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的思想來設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)者原型模型來滿足適應(yīng)性和個(gè)性化的要求，融入了先進(jìn)成熟的AI技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和群體決策技術(shù)，更多的關(guān)注系統(tǒng)各模塊的標(biāo)準(zhǔn)化、形式化構(gòu)建以及分布式系統(tǒng)的協(xié)同工作，達(dá)到知識(shí)的共享與重用，還選擇了專門為語義Web設(shè)計(jì)的本體表示語言O(shè)WL語言來描述學(xué)習(xí)者模型，并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化的技術(shù)路線，最后給出了分布式自適應(yīng)的智能授導(dǎo)系統(tǒng)模型。此模型能夠讓機(jī)器更好的理解網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容和對(duì)知識(shí)進(jìn)行顯性的描述，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)智能授導(dǎo)方式整合信息并產(chǎn)生自適應(yīng)策略機(jī)制的不足。如何提高自適應(yīng)特征下教學(xué)決策效率是今后研究工作的另一個(gè)重點(diǎn)。

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基金項(xiàng)目:

篇（5）

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)31-pppp-0c

1 研究背景

Internet和WWW技術(shù)的迅猛發(fā)展給傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、學(xué)習(xí)和答疑模式帶來了新的思路和方法，基于Internet和WWW技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用并且取得了良好的教學(xué)效果。然而，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)存在交互手段缺乏，智能性較低，針對(duì)用戶水平的個(gè)性化幫助和輔導(dǎo)較少的問題，難以制定針對(duì)個(gè)人的教學(xué)方法。Agent是一種網(wǎng)絡(luò)智能算法，多Agent則是由多個(gè)Agent組成的系統(tǒng)，多Agent具有分散控制、并行處理等特點(diǎn)，適用于多用戶和并發(fā)處理，適用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)。本文論述了基于多Agent的智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

2 Agent技術(shù)概述

Agent技術(shù)也稱技術(shù)，從廣義上來說，包括具有智能的任何實(shí)體，如人類、智能硬件、智能軟件等。Agent定義可以分為軟件Agent和硬件Agent定義，其中軟件Agent是指執(zhí)行用戶任務(wù)，具有一定的人工智能，可以與環(huán)境相互作用自主完成任務(wù)的軟件程序。硬件Agent是指可以從環(huán)境中獲得反映環(huán)境中所發(fā)生事件的數(shù)據(jù)，執(zhí)行相關(guān)影響的行為主體。

智能Agent技術(shù)能夠用戶完成某項(xiàng)任務(wù)，并且不斷積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提高問題處理能力?？傮w來說，智能Agent有以下四個(gè)方面的特性：

1）自主性：Agent具有屬于自身的計(jì)算資源和行為控制機(jī)制，能夠在其他Agent干涉的情況下自動(dòng)運(yùn)行，并且自身具有學(xué)習(xí)功能，能根據(jù)自身內(nèi)部狀態(tài)、感知到的外界環(huán)境信息和本身已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)決定和控制自身的狀態(tài)和行為。

2）自發(fā)性：Agent的行為總是為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)在目標(biāo)，自主的產(chǎn)生主動(dòng)的行為對(duì)環(huán)境做出反應(yīng)。

3）反應(yīng)性：Agent能夠探測(cè)并感知所處的外界環(huán)境，并且能對(duì)相關(guān)事件的發(fā)生自主作出反應(yīng)。

4）社會(huì)性：Agent處于由多個(gè)Agent構(gòu)成的社會(huì)環(huán)境中，能夠與其他Agent進(jìn)行交互和通訊，實(shí)現(xiàn)與其他Agent的合作和協(xié)調(diào)，并且共享其他Agent的知識(shí) 。

Agent一般由感知模塊、執(zhí)行模塊、通訊模塊、處理模塊、控制模塊、知識(shí)庫和任務(wù)表組成。其中感知模塊、執(zhí)行模塊和通訊模塊與其他的Agent和外界環(huán)境交互，處理模塊對(duì)感知和接收到的信息進(jìn)行加工、處理和存儲(chǔ)，控制模塊對(duì)接收到的信息進(jìn)行分析、推理并做出決策。

多Agent系統(tǒng)是指由多個(gè)Agent組成的松散的聯(lián)邦，所有Agent成員的活動(dòng)均是自制的和獨(dú)立的，其他Agent成員也不限制他的目標(biāo)和行為。每個(gè)Agent對(duì)于所要完成的任務(wù)具有不完全的信息或能力，任務(wù)的執(zhí)行和計(jì)算是異步的?？梢钥闯觯瑔蝹€(gè)Agent的功能并不強(qiáng)大，但是一旦通過適當(dāng)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)把Agent組織起來構(gòu)成多Agent系統(tǒng)，系統(tǒng)就具有很強(qiáng)的求解能力，能夠處理一些復(fù)雜的問題。

3 答疑系統(tǒng)模型

3.1 系統(tǒng)的主要功能

智能網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)的關(guān)鍵在于能夠?qū)μ釂栍脩暨M(jìn)行個(gè)性化分析，根據(jù)個(gè)性化分析的結(jié)果搜索用戶提問的答案，并且以多媒體的形式顯示問題答案。系統(tǒng)同時(shí)具有自學(xué)習(xí)功能，可以根據(jù)用戶的新問題和補(bǔ)充的系統(tǒng)的知識(shí)庫，具有自學(xué)習(xí)功能。答疑系統(tǒng)的主要功能如下。

1）用戶可以選擇同步提問和異步提問等提問方式，也可選擇系統(tǒng)自動(dòng)回答，在登陸后向系統(tǒng)提問。

2）系統(tǒng)可以以多種方式回答用戶問題，既可以通過知識(shí)庫、問題庫、課件庫搜素答案并自動(dòng)回答用戶問題，也可通過BBS，e-mail或留言板回答用戶提問。

3）系統(tǒng)在搜索完用戶問題答案之后，在用戶瀏覽器上顯示的答案即包括多媒體形式（圖文并茂）的問題解答，又包括用戶應(yīng)鞏固復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)建議、少量練習(xí)題等。

4）系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的提問自動(dòng)生成以及維護(hù)常見數(shù)據(jù)庫，保持結(jié)構(gòu)良好性，同時(shí)支持教師等高級(jí)別用戶的人工維護(hù)操作，比如增加、刪除和修改。

3.2 智能答疑系統(tǒng)的組成和關(guān)系

智能答疑系統(tǒng)主要包括用戶子系統(tǒng)、教師子系統(tǒng)、知識(shí)庫子系統(tǒng)和答疑子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

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圖1答疑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

各子系統(tǒng)的功能如下：

1）用戶子系統(tǒng)：用戶子系統(tǒng)搜集用戶個(gè)性化信息，實(shí)現(xiàn)用戶的智能化、個(gè)性化提問好回答。用戶子系統(tǒng)的功能包括用戶信息注冊(cè)，用戶個(gè)性化信息分析，用戶提問整理抽象等。

2）教師子系統(tǒng)：教師子系統(tǒng)用于教師登陸實(shí)現(xiàn)指示庫的人工維護(hù)，包括知識(shí)的增加、刪除和修改等。

3）知識(shí)庫子系統(tǒng)：知識(shí)庫子系統(tǒng)用于系統(tǒng)知識(shí)庫的保存，維護(hù)和擴(kuò)展。知識(shí)庫保存的指示分為兩個(gè)方面，一方面是有關(guān)課程的內(nèi)容，就是課程的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，第二個(gè)方面是典型例題，例題答案。知識(shí)庫的維護(hù)和擴(kuò)展是指知識(shí)庫子系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的提問頻率和提問方法不斷優(yōu)化調(diào)整知識(shí)庫的結(jié)構(gòu)，提高頻繁提問知識(shí)點(diǎn)的權(quán)重。

4）答疑子系統(tǒng)：在用戶登陸系統(tǒng)并且提問之后，該子系統(tǒng)一方面接受用戶提出的問題，另一方接收用戶Agent提供的用戶子信息，根據(jù)用戶信息采用對(duì)應(yīng)的推理規(guī)則尋求問題的答案。同時(shí)，它還可以對(duì)問題和答案進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并且把統(tǒng)計(jì)結(jié)果傳遞給知識(shí)庫子系統(tǒng)，知識(shí)庫子系統(tǒng)可以根據(jù)答疑子系統(tǒng)傳遞過來的信息來維護(hù)和優(yōu)化知識(shí)庫。

5）接口子系統(tǒng)：接口子系統(tǒng)一方面多種形式接受用戶的問題，處理傳統(tǒng)的鍵盤輸入之外，還可以通過e-mail、BBS或留言板等方式輸入，并且把問題經(jīng)過整理后傳遞到答疑子系統(tǒng)。并且根據(jù)答疑子系統(tǒng)的回答情況，以多媒體的形式顯示問題答案。

3.3 知識(shí)庫的設(shè)計(jì)

由于SQL語言風(fēng)格統(tǒng)一，可以獨(dú)立完成數(shù)據(jù)庫中全部操作，并且集據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)控制語言等功能于一體，因此系統(tǒng)知識(shí)庫采用SQL數(shù)據(jù)庫，在系統(tǒng)的構(gòu)建中，涉及到的知識(shí)庫主要有用戶信息庫、知識(shí)試題庫和答疑推理庫。其中用戶信息庫用來保存用戶的注冊(cè)信息，存放用戶名、口令字和身份信息，由于口令信息并不固定，因此調(diào)用用戶的個(gè)人信息表保存登錄時(shí)輸入的個(gè)人信息。注冊(cè)人員身份包括用戶和教師，其中用戶個(gè)人信息保存于用戶表中，教師個(gè)人信息保存于教師表中。知識(shí)試題庫用于存放試題和知識(shí)信息，其中知識(shí)信息表按照知識(shí)章節(jié)-課程等進(jìn)行保存，試題信息按照章節(jié)-字符保存并建立索引，并且試題信息表根據(jù)用戶的提問和教師的解答不斷進(jìn)行自動(dòng)擴(kuò)充。答疑推理庫保存不同水平的用戶的答疑推理需求，從而根據(jù)不同的用戶制定個(gè)性化的答疑推理方法。

4 基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)

4.1 多Agent實(shí)現(xiàn)

篇（6）

智能科學(xué)精品課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)長期堅(jiān)持“嚴(yán)肅對(duì)待教育工作、嚴(yán)格要求學(xué)生、嚴(yán)密組織教學(xué)過程”的先進(jìn)教育理念，履行“嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)改革是教育發(fā)展的動(dòng)力”的指導(dǎo)思想[1]。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞“人工智能”和“智能控制”國家精品課程、“人工智能”國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程、“人工智能PK人類智能”國家級(jí)精品視頻公開課、“智能控制”國家級(jí)精品資源共享課程、“智能科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”（國家級(jí)）、“人工智能網(wǎng)絡(luò)課程”教育部國家新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程以及“智能控制”、“人工智能”、“機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)”和“智能系統(tǒng)原理與應(yīng)用”等省級(jí)和校級(jí)智能科學(xué)系列課程群建設(shè)，潛心教學(xué)改革，建立了以師生互動(dòng)、多維交叉、強(qiáng)化實(shí)踐為特點(diǎn)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，取得一些獲得同行首肯的教學(xué)改革成果[2-7]。

本文著重介紹教學(xué)團(tuán)隊(duì)在智能科學(xué)精品課程群建設(shè)方面的基本情況。

一、智能科學(xué)精品課程群的建立

該團(tuán)隊(duì)逐步推進(jìn)智能科學(xué)精品課程群建設(shè)，不斷積累教學(xué)改革成果。首先，利用頗具特色的優(yōu)秀教材群，建立起國內(nèi)首個(gè)立體交叉的智能科學(xué)教材體系。其次，把多元智能理論和本體論的知識(shí)組織方法用于課程群建設(shè)，并建立了智能科學(xué)課程群之間的內(nèi)在聯(lián)系，建成國家級(jí)智能科學(xué)精品課程群。再次，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合多元資源，創(chuàng)建開放式軟硬件訓(xùn)練環(huán)境，促進(jìn)智能科學(xué)精品課程群的進(jìn)一步建設(shè)與發(fā)展。

（1）率先建設(shè)立體交叉的智能科學(xué)教材體系

智能科學(xué)具有高度交叉、多學(xué)科融合的特點(diǎn)，結(jié)合這些特點(diǎn)研究了不同課程、不同學(xué)歷層次、不同學(xué)科門類之間的交叉鏈接關(guān)系。建設(shè)以信息學(xué)科類本科生教育為主，兼顧碩士和博士研究生的教材體系，并輻射到管理類、機(jī)械類等專業(yè)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)教材不斷更新，自1987年以來共出版人工智能、機(jī)器人學(xué)、智能控制等教材共20個(gè)版本[8-13]。例如，《人工智能及其應(yīng)用》、《機(jī)器人原理及其應(yīng)用》和《智能控制》均為我國相關(guān)課程的第一部具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的著作，被譽(yù)為“智能三部曲”，為國內(nèi)高等院校廣泛使用。

（2）建立多層次智能科學(xué)精品課程群

團(tuán)隊(duì)把多元智能理論和本體論的知識(shí)組織方法運(yùn)用于課程群建設(shè)，并依據(jù)個(gè)性化元素特征和個(gè)體差異構(gòu)建模塊化課程體系及系列化課程設(shè)置，并據(jù)此設(shè)計(jì)課程群及課程相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

設(shè)計(jì)出各課程間的橫向關(guān)系和專業(yè)間的縱向關(guān)系，即建立智能科學(xué)課程群之間在知識(shí)、技能、素質(zhì)三個(gè)維度上的橫向聯(lián)系，以及在本科生、碩士研究生、博士研究生三個(gè)學(xué)歷層次與專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課專業(yè)層次上的縱向關(guān)系。

經(jīng)過長期建設(shè)，10年來共獲準(zhǔn)12項(xiàng)各級(jí)質(zhì)量工程等立項(xiàng)，建立與形成了國家級(jí)智能科學(xué)精品課程群。其中包括國家級(jí)精品課程、全國雙語教學(xué)示范課程、國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、全國優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程、國家級(jí)規(guī)劃教材、國家級(jí)精品視頻公開課和國家級(jí)精品資源共享課程以及省級(jí)和校級(jí)精品課程等。

（3）整合資源，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)建開放式訓(xùn)練軟硬件教學(xué)環(huán)境

教學(xué)改革沒有最好，只有更好。教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷增加與逐步完善智能科學(xué)精品課程群的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，開設(shè)智能科學(xué)相關(guān)培訓(xùn)課程和專題講座。注重整合各種資源，增強(qiáng)智能學(xué)科與其他學(xué)科的交叉，創(chuàng)建開放式訓(xùn)練環(huán)境和訓(xùn)練中心，建設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練中心、大學(xué)生智能移動(dòng)機(jī)器人科技創(chuàng)新平臺(tái)等。此外，還積極參與智能類學(xué)科競(jìng)賽，如“飛思卡爾”大學(xué)生智能車競(jìng)賽、全國大學(xué)生智能設(shè)計(jì)大賽、ACM/ICPC程序設(shè)計(jì)大賽，以及多種智能機(jī)器人和智能小車大賽等。

經(jīng)過多年精品課程建設(shè)與積累，目前，教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案或演示文稿、重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)、作業(yè)、參考資料目錄和課程全程教學(xué)錄像等教學(xué)必需資源均進(jìn)行了持續(xù)建設(shè)與更新補(bǔ)充。其中一些特色資源得到建設(shè)與共享。首先，共享國家級(jí)教學(xué)名師積累的豐富教學(xué)資源。通過建立名師工作室、名師示范項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室和名師圖書室，形成多元化的帶教制度，使老教師的教學(xué)理念和經(jīng)驗(yàn)得以傳承。這樣就能夠加快年輕教師的培養(yǎng)與成長。其次，共享網(wǎng)絡(luò)課程資源。各門網(wǎng)絡(luò)課程均采用智能技術(shù)中的知識(shí)推理和智能算法來實(shí)現(xiàn)編程、答疑和虛擬實(shí)驗(yàn)，具有智能化、個(gè)性化、情境化和形象化等特色，以及導(dǎo)航系統(tǒng)多樣化、向?qū)W(xué)習(xí)個(gè)性化和情景化學(xué)習(xí)等功能。促進(jìn)了各課程教學(xué)改革，提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，深受學(xué)生歡迎。再次，共享實(shí)驗(yàn)資源。教學(xué)實(shí)驗(yàn)從無到有，從弱到強(qiáng)，逐步建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科研實(shí)驗(yàn)室，全面向?qū)W生開放，使廣大學(xué)生共享實(shí)驗(yàn)資源。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)揮了主動(dòng)性，提出并積極驗(yàn)證和探索自己的思路，從而更好地掌握知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力。

二、改革課程教學(xué)，建設(shè)精品課程群

著力課程教學(xué)改革，建立以精品課程群為核心、以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、以實(shí)踐訓(xùn)練深化教學(xué)效果的課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，保證課程群的教學(xué)和教改的順利進(jìn)行，加強(qiáng)了教師隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)管理，建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，保證課程群的教學(xué)質(zhì)量。

（1）建立以精品課程群為核心，以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)訓(xùn)深化教學(xué)效果的課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系。

提出“以趣導(dǎo)課、以疑啟思、以法解惑、以律求知”的“四以”教學(xué)方法。建立“課堂講授+啟發(fā)互動(dòng)+創(chuàng)新實(shí)踐”三位一體的教學(xué)模式，探索出“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)”（Project-orientedlearning）和“做中學(xué)、趣導(dǎo)思”的主動(dòng)教學(xué)方法和學(xué)生培養(yǎng)途徑。開發(fā)雙語教學(xué)平臺(tái)，改進(jìn)與強(qiáng)化雙語教學(xué)模式，完善雙語教學(xué)的方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

（2）加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，改進(jìn)管理，改革考試，促進(jìn)課程群的教學(xué)和教改的順利進(jìn)行。

總結(jié)并推行“嚴(yán)肅對(duì)待教學(xué)工作，嚴(yán)格要求學(xué)生，嚴(yán)密組織教學(xué)過程，嚴(yán)謹(jǐn)施行教學(xué)改革”的“四嚴(yán)”教育思想，指導(dǎo)教師隊(duì)伍思想建設(shè)[1]。注重對(duì)青年教師的業(yè)務(wù)培養(yǎng)，提高他們的授課水平。改革考試制度和方法，培養(yǎng)學(xué)生思維、分析能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力。

（3）建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，監(jiān)控課程教學(xué)全過程，保證課程群的教學(xué)質(zhì)量。

將控制論（Cybernetics）中的閉環(huán)控制信息反饋和故障診斷理念引入教學(xué)質(zhì)量評(píng)估過程，建立教學(xué)質(zhì)量的診斷、分析與校正評(píng)價(jià)系統(tǒng)DIACES （Diagnosis，Analysis and Correction Evaluation System）。

（4）利用教師試講、督導(dǎo)聽課、網(wǎng)上評(píng)教、同行評(píng)議、講課競(jìng)賽、質(zhì)量評(píng)優(yōu)、師生座談、公開示范課等一系列措施，反映教學(xué)中的存在問題和成功范例。然后通過集體討論分析，提出對(duì)存在問題的糾正措施或?qū)Τ晒Ψ独耐茝V意見，實(shí)現(xiàn)評(píng)估監(jiān)控過程的自動(dòng)化、智能化與常態(tài)化，保證教師授課技能、教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

三、經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論

在智能科學(xué)精品課程群建設(shè)過程中，取得了豐碩成果，探索與積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。主要體會(huì)如下：

（1）在該精品課程群建設(shè)中，始終貫徹“以人為本”的育人理念，把多元教學(xué)理論和本體論的知識(shí)組織方法用于課程群建設(shè)，創(chuàng)建因材施教和探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境。以“教書育人”為根本任務(wù)，堅(jiān)持“嚴(yán)肅對(duì)待教學(xué)工作，嚴(yán)格要求學(xué)生，嚴(yán)密組織教學(xué)過程題，嚴(yán)謹(jǐn)施行教學(xué)改革”（“四嚴(yán)”）教育指導(dǎo)思想，奠定創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。

（2）注重“課程核心”教育定位，總結(jié)出“以趣導(dǎo)學(xué)、以疑啟思、以法解惑、以律求知”（“四以”）的教學(xué)方法和“做中學(xué)、趣導(dǎo)思”的綜合素質(zhì)培養(yǎng)方法。做到師生互動(dòng)，理論聯(lián)系實(shí)際，深化教學(xué)，摸索出創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。

（3）建立覆蓋多層次、多專業(yè)、多語種、立體配套的智能科學(xué)精品課程群系列教材體系，實(shí)現(xiàn)課程群系列教材的“精品化”。建立網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、智能化的多維教育網(wǎng)絡(luò)課程體系。建立一種教學(xué)質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，即質(zhì)量診斷、分析與校正閉環(huán)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。這些措施為課程教學(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力保障。

篇（7）

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）33-0229-03

一、引言

非全日制研究生教育，是指與全日制研究生教育相對(duì)應(yīng)的，功能互補(bǔ)的，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展需要的，以培養(yǎng)高層次創(chuàng)造型人才為目標(biāo)的現(xiàn)代教育體系，是我國研究生教育體系的重要組成部分。非全日制研究生教育的主要內(nèi)容，包括教育的思想定位、教育目標(biāo)、教育方法、教育技術(shù)手段、教育過程管理等，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。隨著國家建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的相繼實(shí)施，非全日制研究生教育的規(guī)范和發(fā)展開始受到社會(huì)和教育界的關(guān)注。非全日制研究生教育以在職人員為主要培養(yǎng)對(duì)象，以不離崗學(xué)習(xí)為主要學(xué)習(xí)形式，在教育對(duì)象、教學(xué)及管理方面有其自身的特點(diǎn)并具有明顯的特殊性，因此，在教育教學(xué)活動(dòng)中出現(xiàn)了一些問題。其中，如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量成為非全日制研究生培養(yǎng)過程中亟待解決的問題。

網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)（Web Intelligent Tutoring System簡(jiǎn)稱WITS）是基于World WideWeb技術(shù)的智能教學(xué)系統(tǒng)（Intelligent Tutoring System簡(jiǎn)稱ITS）。ITS是以認(rèn)知科學(xué)為理論基礎(chǔ)，綜合利用人工智能技術(shù)、教育心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門學(xué)科成果形成的，對(duì)學(xué)生實(shí)施有效教學(xué)的技術(shù)。智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)利用計(jì)算機(jī)模擬教師的教學(xué)思維過程，以學(xué)生為中心、以計(jì)算機(jī)為媒介，形成開放式交互的教學(xué)方式，能夠達(dá)到真正個(gè)別化教學(xué)的目的。以Web為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為ITS的教學(xué)理念和功能實(shí)現(xiàn)提供了較為理想的技術(shù)平臺(tái)以及海量的信息資源。

在非全日制研究生教育中，面臨的實(shí)際問題是學(xué)生與教師的見面交流機(jī)會(huì)較少，缺乏教學(xué)互動(dòng)相長的平臺(tái)。而且，非全日制學(xué)生一般都有正式職業(yè)，且分散在社會(huì)各行各業(yè)，平時(shí)對(duì)大學(xué)圖書資料等教學(xué)資源的利用機(jī)會(huì)不多，因此將網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)平臺(tái)引入非全日制研究生的教育和培養(yǎng)過程是非常必要的，對(duì)于提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量起著重要的作用。本文將選取非全日制研究生的教學(xué)培養(yǎng)作為網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)的具體應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)非全日制研究生課程教學(xué)中面臨的典型問題進(jìn)行分析，然后依據(jù)網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)思想和模型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)構(gòu)建一種適用于非全日制研究生教學(xué)培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)。

二、智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)架介紹

綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)、網(wǎng)頁制作技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)）、多媒體技術(shù)以及面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，研究并開發(fā)了基于Web的智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。該教學(xué)平臺(tái)主要分為四個(gè)模塊：學(xué)生模塊、教師模塊、交流模塊及資料庫，如圖1所示。

學(xué)生模塊是系統(tǒng)為不同學(xué)習(xí)者提供的個(gè)別化教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)界面。學(xué)生首先登陸系統(tǒng)，然后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生可自愿參與評(píng)估測(cè)試，了解自己的知識(shí)水平、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣及風(fēng)格等。后續(xù)學(xué)習(xí)中系統(tǒng)將根據(jù)評(píng)估測(cè)試結(jié)果、學(xué)生學(xué)習(xí)記錄以及教師反饋等選擇教學(xué)知識(shí)庫中適合該生特點(diǎn)與實(shí)際水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并可根據(jù)學(xué)生情況動(dòng)態(tài)生成教學(xué)過程，以及根據(jù)學(xué)生情況采用不同的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的個(gè)別化教學(xué)。學(xué)生也可在該模塊中提交作業(yè)，便于教師掌握學(xué)習(xí)情況。交流模塊是學(xué)生和教師互動(dòng)的模塊，學(xué)生可以在此提出問題等待答疑，并有相關(guān)論壇可以留言討論。每個(gè)學(xué)期開始，學(xué)生可自主進(jìn)入選課系統(tǒng)。選課系統(tǒng)主要由兩部分組成，基礎(chǔ)模塊和復(fù)合模塊。其中，基礎(chǔ)模塊主要由必修課程和基礎(chǔ)課程組成，而復(fù)合模塊主要針對(duì)非全日制研究生“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的特點(diǎn)，增加了選修課程，保證整個(gè)選課系統(tǒng)既滿足了基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、先進(jìn)性，又增強(qiáng)了社會(huì)適用性、針對(duì)性和務(wù)實(shí)性。教師模型是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中組織、管理和實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的核心。它由現(xiàn)實(shí)的教師主體和計(jì)算機(jī)化的教師屬性以及行為能力組件構(gòu)成，用于網(wǎng)上授課、課件、知識(shí)傳授、組織討論、考試和管理等。其中，教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)策略、IT應(yīng)用水平等是影響教師模型的關(guān)鍵因素。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)策略決定課程教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、知識(shí)點(diǎn)劃分和知識(shí)內(nèi)容的組織規(guī)則，同時(shí)，也影響課程素材的組織規(guī)則和問題答疑的組織規(guī)則。教師的IT應(yīng)用水平是教師應(yīng)用智能教學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)能力，是教師靈活應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的技術(shù)要素。教師一般是通過學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)生成課程教學(xué)內(nèi)容，通過學(xué)生評(píng)價(jià)狀態(tài)控制學(xué)習(xí)過程，并通過交流模塊的答疑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生問題的解答。此外，教師模型還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于知識(shí)庫系統(tǒng)的維護(hù)。交流模塊主要是提供一個(gè)交流的環(huán)境來實(shí)現(xiàn)同學(xué)之間、師生之間實(shí)時(shí)的相互交流的需求，以便于師生之間、同學(xué)之間及相關(guān)人員的交流、設(shè)問、解答等。通過建立交流模塊可以解決學(xué)生無法在課堂上實(shí)時(shí)解決的一些問題，亦能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、分布式的協(xié)作學(xué)習(xí)。交流模塊主要包括答疑、公共BBS、專題討論、公告留言等版塊。通過交流教師可以將一些較為普遍或?qū)I(yè)性較強(qiáng)的問題進(jìn)行統(tǒng)一回答，并一些公告信息。在公共BBS中，任何人都可以發(fā)表意見和建議，提高學(xué)生的表達(dá)能力并提高學(xué)習(xí)興趣。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、需要設(shè)立一些專題，在某一時(shí)間由學(xué)生和教師共同參與討論，通過網(wǎng)上聊天的形式，讓學(xué)生發(fā)表見解，教師加以引導(dǎo)，加深對(duì)于該問題涉及知識(shí)的理解。資料庫模塊是非全日制研究生網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)和資源來源。知識(shí)庫模型中主要包括課程知識(shí)點(diǎn)、課程素材庫、課程習(xí)題庫等，并提供查詢打印功能。課程知識(shí)點(diǎn)匯聚了課程中具有獨(dú)立屬性和相互關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)。課程素材庫包括與相關(guān)例題、圖片、音視頻文件等素材，為學(xué)習(xí)提供內(nèi)容和形式支持。課程習(xí)題庫則按照章節(jié)提供習(xí)題及參考答案。該模塊最為突出的特點(diǎn)是加入了Web搜索功能組件，該組件的作用主要針對(duì)知識(shí)庫系統(tǒng)滿足不了學(xué)生答疑問題時(shí)轉(zhuǎn)向Web搜索，獲取知識(shí)答案。

三、智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建方法及關(guān)鍵技術(shù)

1.三層B/S分布式計(jì)算結(jié)構(gòu)。為了有效地減少網(wǎng)絡(luò)流量、防止客戶端肥大、易于數(shù)據(jù)更新及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的連接，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)采用了“三層B/S分布式計(jì)算結(jié)構(gòu)”的Web技術(shù)，形成基于Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。三層B/S分布式計(jì)算結(jié)構(gòu)分為三部分：客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。客戶端提供一個(gè)可視化接口，用來顯示信息和收集數(shù)據(jù)，它只與應(yīng)用服務(wù)器打交道。在智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中有三類客戶：學(xué)生、教師和管理員。他們各自具有不同的用戶界面，不同的用戶界面顯示的信息也不同，從而體現(xiàn)不同的用戶身份。應(yīng)用服務(wù)器主要用來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯，是連接客戶與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的橋梁。它主要根據(jù)用戶發(fā)出的請(qǐng)求執(zhí)行某種任務(wù)，并與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器打交道。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定義、維護(hù)、訪問、更新和管理，并對(duì)應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。可以采用某一種數(shù)據(jù)庫管理也可以是多個(gè)數(shù)據(jù)庫的集合。常用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器有Oracle、Sybase等。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)正是基于上述B/S結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)：教學(xué)信息表示層、教學(xué)應(yīng)用邏輯層和教學(xué)資源訪問層進(jìn)行實(shí)施的。

篇（8）

中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)24-6600-02

Research and Implementation of Self-adaptive Distance Eduection Platform Based on Specialist System

WEN Guo-qi1, YANG Ke1,YING Guan-yi2

(1.Tianzhuang Coal Preparation Plant of Pingdingshan Tianan Coal Mining CO.,LTD, Pingdingshan 467013,China; 2. Wuyang Iron and Steel, Hebei Iron & Steel Group Co., Ltd, Pingdingshan 462500,China)

Abstract: The rapid development of the computer-centered internet and multi-media technologies is fundamentally changing our ways of work,association and life and in the meanwhile,it’s deeply influencing our education.The simple teaching mode and less intelligence are common problems in the net education, which brings contradiction between net teaching platform and students.The article introduces a self-adaptive learning platform of distance education which is based on specialist system,the aim is to achieve personal net education.

Key words: specialist system;personal net education;a self-adaptive learing platform of distance education

近十年來,科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)為人類社會(huì)帶來了一系列的深刻變革。信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用改變了人們工作、生活和學(xué)習(xí)的方式,遠(yuǎn)程教育的發(fā)展也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要是以“系統(tǒng)”為中心,沒有體現(xiàn)以“學(xué)習(xí)者”為中心的思想。為了解決這一矛盾,在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中引入了自適應(yīng)學(xué)習(xí)概念。所謂自適應(yīng)學(xué)習(xí),就是指學(xué)習(xí)不是一個(gè)被動(dòng)的接受知識(shí)的過程,而是主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過程[1]。開發(fā)自適應(yīng)遠(yuǎn)程教育平臺(tái)就是要為每一個(gè)學(xué)習(xí)者提供適應(yīng)其需求特點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源,自動(dòng)地調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)容以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的興趣,真正達(dá)到“因材施教”的目的。

1 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育存在的不足

目前,基于Web的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)在國內(nèi)外已有不少,但是總體來說仍存在以下一些問題:

1) 目前網(wǎng)上的課程內(nèi)容基本上是教師的教案,教學(xué)的重點(diǎn),難點(diǎn),例題分析,練習(xí)和測(cè)試題等,主要是幫助學(xué)習(xí)者鞏固課堂上所學(xué)的知識(shí),很難實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)上自主學(xué)習(xí),更難進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

2) 不具備真正的“以學(xué)習(xí)者為中心”的網(wǎng)上教學(xué)管理功能。目前大多數(shù)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站,除了對(duì)用戶進(jìn)行注冊(cè)登記外,不再進(jìn)行其他管理活動(dòng),不關(guān)心學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況,而學(xué)習(xí)者也無法記錄和了解自己的學(xué)習(xí)情況,整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)呈無序狀態(tài)。

3) 不能對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行較客觀的評(píng)價(jià)。盡管有些網(wǎng)站設(shè)有對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)的測(cè)試、考試及評(píng)價(jià)系統(tǒng),可是絕大多數(shù)只是將傳統(tǒng)測(cè)試、考試試題電子化,并以此作為評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)成績(jī)的手段,沒有很好的利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)成績(jī)做出客觀、及時(shí)的評(píng)價(jià)。因此,學(xué)習(xí)者難以進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

由此可見,要克服目前基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中存在的問題,探討基于網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一項(xiàng)迫切而重要的工作。

2 專家系統(tǒng)介紹

2.1 專家系統(tǒng)的定義及其基本特征

什么是專家系統(tǒng)目前尚無統(tǒng)一定義的、精確的、公認(rèn)的定義。但一般來說,所謂專家系統(tǒng)就是利用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的某一特定領(lǐng)域內(nèi)人類專家的知識(shí),來解決過去需要人類專家才能解決的現(xiàn)實(shí)問題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]。專家系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),但與一般的程序系統(tǒng)不同,其知識(shí)庫和程序是分開的,易于修改和增刪,其有很大的靈活性,而在一般程序中,知識(shí)是以隱式方式存在的,程序完成之后就確定了,一般不易修改。與數(shù)據(jù)庫不同之處在于,它與邏輯推理有聯(lián)系,具有啟發(fā)性,而一般的數(shù)據(jù)庫只是對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理,提供檢索方法。

一個(gè)高性能的專家系統(tǒng)應(yīng)具備如下特征[3]:

1) 具有專家水平的知識(shí)。專家系統(tǒng)間做的一個(gè)最重要的目標(biāo)是達(dá)到一個(gè)專家在解決任務(wù)時(shí)所體現(xiàn)出的高水平的性能。

2) 符號(hào)處理。專家系統(tǒng)使用符號(hào)推理。

3) 一般問題的求解能力。

4) 復(fù)雜度與難度。

5) 具有解釋功能。

6)具有獲取知識(shí)的能力。

7) 知識(shí)與推機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立。

2.2 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),如圖1所示。該結(jié)構(gòu)在目前專家系統(tǒng)建造中比較流行。包括六個(gè)部分[4]:知識(shí)庫、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫、人機(jī)接口、解釋程序以及知識(shí)獲取程序。

2.3 專家系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵有兩大部分:一是建造知識(shí)庫,二是設(shè)計(jì)推理機(jī)制與策略。一般一個(gè)專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可按三個(gè)步驟進(jìn)行[5]。

1) 初步設(shè)計(jì)。分析要求解的領(lǐng)域問題,在領(lǐng)域?qū)＜业膮f(xié)作下明確專家系統(tǒng)期望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和專家系統(tǒng)如何從整個(gè)問題中分離出來,又怎樣與其它子系統(tǒng)嵌接起來;確定參與系統(tǒng)研制的合作專家和知識(shí)源;在領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)下,對(duì)專家系統(tǒng)求解的問題進(jìn)行了解,通過各種知識(shí)源的知識(shí)獲取和領(lǐng)域?qū)＜业呐浜?專家系統(tǒng)求解目標(biāo)任務(wù)的主要概念、關(guān)系、假設(shè)、約束等進(jìn)行圖解形式的描述;選擇合適的知識(shí)表示方法,把圖解形式的內(nèi)容形式化表達(dá)出來,并確定推理的控制方向等內(nèi)容。

2) 開發(fā)原型系統(tǒng)。選擇合適的程序設(shè)計(jì)語言或?qū)＜蚁到y(tǒng)開發(fā)工具,設(shè)計(jì)推理機(jī)制或借用工具語言已具備的推理機(jī)制,把形式化表示的知識(shí)以專家系統(tǒng)求解目標(biāo)或圖解形式中的模塊為單元,逐個(gè)單元地把知識(shí)轉(zhuǎn)換為適合程序設(shè)計(jì)語言或工具能接受的內(nèi)部編碼的形式,輸入知識(shí)庫。在不斷供給知識(shí)庫新的知識(shí)的同時(shí),要不斷地對(duì)已有知識(shí)和新加入的知識(shí)的正確性及協(xié)調(diào)性進(jìn)行用例測(cè)試。這種不斷擴(kuò)充知識(shí)庫和不斷測(cè)試的過程一般可以發(fā)現(xiàn)已形式化的知識(shí)有許多不完善之處,從而需要在領(lǐng)域?qū)＜业呐浜舷虏粩嗾{(diào)整。這一階段產(chǎn)生出可運(yùn)行的專家系統(tǒng)雛形,包括知識(shí)獲取模塊和解釋機(jī)制等可交付使用[6]。

3) 知識(shí)庫的維護(hù)。當(dāng)開發(fā)出原系統(tǒng)之后,讓領(lǐng)域?qū)＜疫x擇一些有代表性的試驗(yàn)用例,在可能的情況下讓領(lǐng)域?qū)＜矣眠@些試驗(yàn)例子進(jìn)行實(shí)際問題的求解,通過實(shí)際例子的運(yùn)行可能出現(xiàn)新的問題,比如人機(jī)接口的輸入輸出模塊,知識(shí)庫中的知識(shí)不全或不精確等,甚至領(lǐng)域?qū)＜疫€會(huì)人為地需要完善知識(shí)庫中的某些知識(shí)。這一階段理想方式是在上一階段提供一個(gè)知識(shí)獲取模塊和解釋機(jī)制,讓領(lǐng)域?qū)＜一蛭磥淼膶?shí)際用戶與知識(shí)庫直接打交道。

3 專家系統(tǒng)在開發(fā)本系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 智能答疑模型的設(shè)計(jì)

本答疑模型是一個(gè)自適應(yīng)性的知識(shí)庫系統(tǒng),分為人工答疑和自動(dòng)答疑兩部分,允許學(xué)習(xí)者通過瀏覽器在線提問、離線提問、BBS、發(fā)送E-mail等,不受時(shí)空的限制。智能答疑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

當(dāng)學(xué)生提出問題后,對(duì)學(xué)生提出的這些問題的知識(shí)點(diǎn)和語義進(jìn)行分析處理,并查找所有相關(guān)問題。其中答疑知識(shí)庫的構(gòu)造主要是實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息向智能答疑的知識(shí)轉(zhuǎn)換,進(jìn)行知識(shí)庫的層次化和結(jié)構(gòu)化處理,并通過推理機(jī)制進(jìn)行教學(xué)信息的存取控制。答疑知識(shí)庫主要包括教學(xué)庫和問題庫。教學(xué)庫匯集了按特定環(huán)境和條件進(jìn)行有效教學(xué)的方法和策略,這些方法和策略采用產(chǎn)生式規(guī)則表示。問題庫中保存了在教學(xué)中遇到的問題,首先是確定問題的范圍,然后通過對(duì)問題的分析,找出各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的層次關(guān)系和語義聯(lián)系等信息。

3.2 智能網(wǎng)上測(cè)試模型的設(shè)計(jì)

智能化的網(wǎng)上測(cè)試主要體現(xiàn)在智能組卷上。如何保證生成的試卷能最大程度地滿足不用用戶的需要,并具有隨機(jī)性、科學(xué)性、合理性,是首要解決的問題。

智能組卷的智能性主要體現(xiàn)在組卷的過程是根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的程度,確定測(cè)試知識(shí)點(diǎn)權(quán)值以及難度系數(shù)范圍等參數(shù),然后基于一種算法從題庫中抽取滿足要求的試卷。另外,智能組卷采用基于專家知識(shí)的表示及實(shí)現(xiàn)方法模擬人的思維來確定試卷題型比例等參數(shù)。因此它能充分體現(xiàn)組卷系統(tǒng)的“因材施教”的能力。

4 結(jié)束語

遠(yuǎn)程教育以其不受時(shí)空限制和獨(dú)具的交互性越來越受到人們的關(guān)注,但是目前的研究開發(fā)大多數(shù)還只是將老師的課堂教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單、機(jī)械地挪到網(wǎng)上,并沒有充分利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)中交互和智能分析的優(yōu)勢(shì)。今后遠(yuǎn)程教育應(yīng)該朝著智能化,個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的方向發(fā)展。本人提出開發(fā)一種基于專家系統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育平臺(tái),也只是某些理論在實(shí)際中的應(yīng)用,相信隨著人們不斷的深入研究,遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)將具有更為深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn):

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篇（9）

在當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展引起的智能化普遍應(yīng)用的情況下，深入探索智能教學(xué)環(huán)境下的教育理念、教學(xué)模式和教學(xué)方法，充分利用現(xiàn)有信息技術(shù)成果，研究更加先進(jìn)的智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型，不僅可行，而且也是智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)研究、開發(fā)和應(yīng)用中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。文章擬主要分析當(dāng)前智能化教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法。

一、智能化教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能教學(xué)系統(tǒng)是以認(rèn)知科學(xué)為理論基礎(chǔ)，綜合利用人工智能技術(shù)、教育心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門學(xué)科的成果而形成的一種對(duì)學(xué)生實(shí)施有效教學(xué)的技術(shù)。系統(tǒng)的智能性主要表現(xiàn)為能夠?qū)崿F(xiàn)“一對(duì)一”的教學(xué)，這種教學(xué)模式被譽(yù)為是最有效果的教學(xué)方式?！耙粚?duì)一”的教學(xué)方式可以歸結(jié)為以下三點(diǎn)：（1）指導(dǎo)教師可以采用測(cè)試和問題的方式來探測(cè)學(xué)生實(shí)時(shí)的知識(shí)狀態(tài)。（2）在學(xué)生開始學(xué)習(xí)某個(gè)知識(shí)之前，指導(dǎo)教師能夠?yàn)樗O(shè)計(jì)一條從最基礎(chǔ)知識(shí)到某一個(gè)具體知識(shí)的學(xué)習(xí)路徑。（3）在教師和學(xué)生的交互過程中，教師能夠了解潛在的探測(cè)此學(xué)生所具有的學(xué)習(xí)風(fēng)格，并且提供風(fēng)格匹配的教學(xué)材料給學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。

基于以上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及人工智能技術(shù)，設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的智能教學(xué)系統(tǒng)來模擬人類教師的教學(xué)方式和行為已經(jīng)成為可能，并且很有前景。使用具有智能性的智能教學(xué)系統(tǒng)，將可以有效地彌補(bǔ)其教育教學(xué)上的缺陷和不足，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)效率，對(duì)教育具有極大的推動(dòng)作用。

二、智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1.智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

進(jìn)行科學(xué)的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須從了解學(xué)習(xí)的發(fā)生機(jī)制和學(xué)習(xí)的本質(zhì)問題入手。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是架設(shè)于學(xué)習(xí)理論與教育教學(xué)實(shí)踐之間的一座橋梁。縱觀教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展軌跡，可以清晰地看到學(xué)習(xí)理論對(duì)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響最為深刻。每一次學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，都必然為教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來巨大的觸動(dòng)和沖擊。學(xué)習(xí)理論的發(fā)展大致可以分為行為主義學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知廣義學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和人本主義學(xué)習(xí)理論等，所以相應(yīng)地出現(xiàn)了基于行為主義的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論、基于認(rèn)知主義的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論、基于建構(gòu)主義的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和基于人本主義的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論。

2.智能教學(xué)系統(tǒng)的的主要功能

智能教學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵在于能夠?qū)W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)并能夠給出相應(yīng)的學(xué)習(xí)建議，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的智能化。主要功能包括：

(l)建立教學(xué)內(nèi)容的智能知識(shí)庫。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，按知識(shí)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的劃分，并建立學(xué)習(xí)要素的數(shù)據(jù)庫。

(2)對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)效果是學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要標(biāo)志，學(xué)習(xí)過程包括在線學(xué)習(xí)、在線練習(xí)、在線測(cè)試、實(shí)踐教學(xué)，收集學(xué)習(xí)過程信息，進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

(3)學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議。根據(jù)學(xué)習(xí)情況給出學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，然后根據(jù)學(xué)習(xí)效果給出學(xué)習(xí)指導(dǎo)和學(xué)習(xí)建議，從而使學(xué)習(xí)過程具有更強(qiáng)的針對(duì)性，以達(dá)到提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的目的。

(4)學(xué)習(xí)導(dǎo)航。及時(shí)收集學(xué)生的應(yīng)答信息，并加以分析處理，評(píng)判學(xué)生的成績(jī)；為不同的學(xué)生選擇不同的教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)生不具備學(xué)習(xí)條件的知識(shí)過濾掉；幫助學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，判斷并標(biāo)示出學(xué)生當(dāng)前最需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，提供針對(duì)性的個(gè)別輔導(dǎo)和適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充材料。

（5）教學(xué)方法。允許學(xué)生用自然語言與計(jì)算機(jī)導(dǎo)師進(jìn)行交流，這樣就突破了傳統(tǒng)的學(xué)法指導(dǎo)和教法，并且教法還可以針對(duì)特定學(xué)生進(jìn)行，即“一對(duì)一”教學(xué)模式。

3.智能教學(xué)系統(tǒng)的組成

(1)領(lǐng)域模型。存放傳授給學(xué)生的課程專業(yè)知識(shí)，還能生成問題，提供對(duì)問題的正確解答以及求解問題的過程。領(lǐng)域模型一般包含兩方面的知識(shí)：一是有關(guān)課程的內(nèi)容，二是有關(guān)應(yīng)用這些知識(shí)來求解問題的知識(shí)，即過程知識(shí)。知識(shí)表示方法有語義網(wǎng)絡(luò)、規(guī)則等。

(2)診斷模型。利用診斷規(guī)則來分析學(xué)生的響應(yīng)，判斷學(xué)生己經(jīng)懂得的知識(shí)或?qū)W生產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念，并傳遞到學(xué)生模型的當(dāng)前狀態(tài)中去。

(3)學(xué)生模型。準(zhǔn)確反映學(xué)生的知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力等，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)個(gè)別化教學(xué)提供依據(jù)。

(4)教師模型。結(jié)合教學(xué)策略和課程結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，為學(xué)生選擇問題供他們解答，監(jiān)督和評(píng)價(jià)他們的行為，當(dāng)學(xué)生需要時(shí)為他們選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)習(xí)材料。教師模型中，交叉和解釋模式以及學(xué)生模型是實(shí)現(xiàn)“面向個(gè)人以交互方式進(jìn)行教學(xué)”的具體手段。教師模型中采用的教學(xué)策略主要有診斷或排錯(cuò)法、蘇格拉底法、教練法等。

(5)人機(jī)接口。人機(jī)接口作為學(xué)生與系統(tǒng)之間交流信息的媒介，它所提供的表達(dá)知識(shí)和信息的手段必須是學(xué)生熟悉并便于使用的。

4.智能教學(xué)系統(tǒng)的使用

學(xué)生使用教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，可以自己選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，也可以在教師模型的作用下由系統(tǒng)引導(dǎo)進(jìn)入某一教學(xué)單元。教師利用測(cè)試結(jié)果，通過診斷模塊和診斷規(guī)則來判斷學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知能力，通過學(xué)生的總體認(rèn)知能力來決定學(xué)生下一步的行為。

（1）教學(xué)診斷模塊。主要負(fù)責(zé)判斷學(xué)生對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，進(jìn)而能判斷學(xué)生的當(dāng)前知識(shí)水平，為判斷學(xué)生的認(rèn)知能力提供依據(jù)。

（2）能力測(cè)定模塊。主要負(fù)責(zé)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)之前、教學(xué)期間和教學(xué)之后都要進(jìn)行。通過評(píng)價(jià)取得反饋信息以修正、完善教學(xué)計(jì)劃，為教師模型制定正確的教學(xué)策略提供條件，保證教學(xué)的順利完成。它是本系統(tǒng)的重要部分。

（3）學(xué)生行為評(píng)定。對(duì)學(xué)生行為的評(píng)價(jià)，依據(jù)評(píng)價(jià)的目的不同，分絕對(duì)評(píng)價(jià)和相對(duì)評(píng)價(jià)兩種方法，系統(tǒng)中以教學(xué)目標(biāo)為基準(zhǔn)進(jìn)行絕對(duì)評(píng)價(jià)，以掌握學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的程度和診斷學(xué)生知識(shí)、能力結(jié)構(gòu)中的缺欠，即根據(jù)專家知識(shí)庫中的測(cè)試題目信息及學(xué)生的回答情況，給出分析結(jié)果及相應(yīng)各認(rèn)知能力不同層次的分?jǐn)?shù)比重，為制定相應(yīng)的教學(xué)策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（4）試題評(píng)定。主要是對(duì)試卷的要求進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，包括學(xué)生測(cè)試的內(nèi)容是否是學(xué)習(xí)過的，是否符合教學(xué)大綱的要求，試題分?jǐn)?shù)的比例是否符合難度比例、認(rèn)知層次比例和各章節(jié)的分配比例。

（5）教學(xué)內(nèi)容生成。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力、當(dāng)前的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)歷史，利用教學(xué)策略生成個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容。

三、結(jié)語

智能教學(xué)系統(tǒng)能監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的知識(shí)共享與交互，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的按需學(xué)習(xí)和教師的因材施教，體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)思想。但是，目前的智能教學(xué)系統(tǒng)的研究可以說仍然處于基礎(chǔ)理論的研究階段，其主要的研究方法就是將遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)的智能教學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合，運(yùn)用人工智能技術(shù)來更加有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)的個(gè)性化和智能化。

參考文獻(xiàn):

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篇（10）

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A、

1　引言

智能科學(xué)的理論、技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展成為信息技術(shù)創(chuàng)新的重要生長點(diǎn)，“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)是面向21世紀(jì)、具有廣闊發(fā)展前景和巨大應(yīng)用需求的新型專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)具有信息科學(xué)、智能科學(xué)、腦與認(rèn)知科學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)方法學(xué)的基本理論知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)、人工智能、信息網(wǎng)絡(luò)、信息處理、自動(dòng)控制、系統(tǒng)優(yōu)化專業(yè)知識(shí)和綜合技能的高級(jí)復(fù)合型人才。2004年，北京大學(xué)開始在“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)招生，開創(chuàng)了“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)本科教育的先河。隨后，國內(nèi)更多院校陸續(xù)開設(shè)該專業(yè)，現(xiàn)在“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)在全國已初具規(guī)模。

盡管“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)被譽(yù)為“操縱未來的專業(yè)”，但將其納入本科教育，仍處于探索階段，可供參考的資料和形成的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體系非常有限，仍需要開拓創(chuàng)新，努力探索，大膽實(shí)踐。本文結(jié)合我校在專業(yè)建設(shè)過程中的一些探索和想法，就教學(xué)平臺(tái)建設(shè)談一些體會(huì)，重點(diǎn)談?wù)n程體系、實(shí)驗(yàn)體系、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的問題。

2　課程體系建設(shè)

計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的結(jié)合，形成了以計(jì)算機(jī)為核心的信息網(wǎng)絡(luò)，由此引發(fā)的信息革命也是一場(chǎng)數(shù)字化革命，智能革命的時(shí)空動(dòng)力是網(wǎng)絡(luò)革命，促使信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為智能網(wǎng)絡(luò)。“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的課程體系建設(shè)應(yīng)以計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)涵為邏輯起點(diǎn)，以數(shù)字信息獲取、處理和響應(yīng)的本質(zhì)屬性為中心，由淺入深地推理和演繹出一套完整的理論體系，在理論框架的指導(dǎo)下科學(xué)合理地建立一套完整的課程體系。結(jié)合我院的實(shí)際，我們?cè)趯?duì)學(xué)生、學(xué)科和社會(huì)需求研究的基礎(chǔ)上，確定了課程內(nèi)容。我們把對(duì)學(xué)習(xí)主體的尊重、學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)的需要協(xié)調(diào)起來，在課程體系建設(shè)方面重點(diǎn)考慮了以下內(nèi)容：

(1)面向應(yīng)用

我院是以教學(xué)為主的高等院校，重點(diǎn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。

(2)以學(xué)生為中心

課程體系的建設(shè)應(yīng)樹立以學(xué)生為本、為學(xué)生服務(wù)的思想，有利于學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(3)突出特色

信息通信是我院的傳統(tǒng)和特色，它和測(cè)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)。根據(jù)我院的辦學(xué)特色，參考其他兄弟院校的培養(yǎng)方案，我們將該專業(yè)培養(yǎng)的重點(diǎn)放在智能信息處理、智能機(jī)器人兩個(gè)方向上。

按照課程設(shè)置的原則，遵循國家的相關(guān)規(guī)定，參考其他院校的經(jīng)驗(yàn)，我院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系圍繞“三個(gè)平臺(tái)，兩個(gè)方向，一個(gè)目標(biāo)”進(jìn)行建設(shè)。三個(gè)平臺(tái)分別為公共基礎(chǔ)課平臺(tái)、專業(yè)基礎(chǔ)課平臺(tái)、專業(yè)課平臺(tái)；兩個(gè)方向分別為智能信息處理和智能機(jī)器人；一個(gè)目標(biāo)為培養(yǎng)有特色、面向就業(yè)的工程應(yīng)用型人才。具體如圖1所示：

3　實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

“智能科學(xué)與技術(shù)”是一個(gè)新興專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系尚處于探索階段?？偨Y(jié)近年來智能信息處理和智能機(jī)器人理論研究成果和實(shí)驗(yàn)設(shè)備開發(fā)已有素材的基礎(chǔ)上，我們?cè)凇爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)上重點(diǎn)考慮了以下幾方面：

(1)層次化

實(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面是為了配合理論教學(xué)而設(shè)置的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，一方面是為了提高學(xué)生的綜合能力而進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此外還應(yīng)面向?qū)W生就業(yè)，通過各種方法和手段開展實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

(2)開放性

開放性包含兩個(gè)層面的含義，一是開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地；二是開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己選擇部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生理解和解決問題的能力，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

(3)有特色

立足我院信息通信特色，強(qiáng)化智能信息處理、智能機(jī)器人方向的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。

為此，我們的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)體系圍繞“三個(gè)層次，兩個(gè)方向”進(jìn)行建設(shè)。三個(gè)層次是配合理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、提高學(xué)生能力的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新的開放性實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)方向是奇偶智能信息處理和智能機(jī)器人，智能信息處理以圖形圖像為主要處理對(duì)象，進(jìn)行圖像處理、模式識(shí)別等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，以軟件設(shè)計(jì)為主、部分結(jié)合硬件；智能機(jī)器人重點(diǎn)放在了以硬件設(shè)計(jì)為主的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2所示：

4　創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在高等學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)中，國家明確提出了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。作為新興的專業(yè)，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)更是應(yīng)該從一開始就抓住這個(gè)機(jī)遇，制定創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式。我們認(rèn)為，培養(yǎng)創(chuàng)新精神需要堅(jiān)持“一個(gè)中心”、“三個(gè)結(jié)合”，即以學(xué)生為中心，課內(nèi)與課外相結(jié)合，科學(xué)與人文相結(jié)合，教學(xué)與研究相結(jié)合，逐漸形成獨(dú)具特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。重點(diǎn)考慮做好以下幾方面的工作：

(1)加強(qiáng)學(xué)生集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，建立實(shí)習(xí)基地，加強(qiáng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、開放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、認(rèn)真求實(shí)和獨(dú)立思考的創(chuàng)新意識(shí)。

(2)增加選修課、跨學(xué)科課程和素質(zhì)拓展類課程，提高學(xué)生的求知欲、進(jìn)取心、挑戰(zhàn)欲、自信心、意志力等。

(3)積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生參加各種競(jìng)賽，參加學(xué)科競(jìng)賽是引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、靈活創(chuàng)新的有效途徑。

篇（11）

摘要：應(yīng)用人才培養(yǎng)模式改革是高水平計(jì)算機(jī)持續(xù)發(fā)展的保障。文章按照國家和軍隊(duì)?wèi)?yīng)用需求，結(jié)合軍隊(duì)院校特色，從保持課程群教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)設(shè)置課程群、在課程實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力等方面出發(fā)，探討如何依托教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)資源培養(yǎng)高水平計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才。.

關(guān)鍵詞：課程群建設(shè)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用；教學(xué)團(tuán)隊(duì)；創(chuàng)新型應(yīng)用人才；教學(xué)改革

1 從走出去到引進(jìn)來，確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性

1.1 走出去，拓展教育理念

在國家和軍隊(duì)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才培養(yǎng)需求不斷提高的背景下，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)主動(dòng)跟蹤國際計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科和教育理念的最新發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)謀劃計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程群建設(shè)方案，在兩年多的建設(shè)過程中，有計(jì)劃地選派優(yōu)秀教員出國訪學(xué)，把握前沿教育理念，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)實(shí)力逐漸與國際接軌。近5年來，計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員出國參加了多個(gè)國際會(huì)議，包括SIGGRAPH（Asia）、ICPR2010、SIGIR2010、IJCAI2011、ICIAR2011等，及時(shí)掌握了計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的最新進(jìn)展，充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容。2011年9月教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員赴韓國忠南大學(xué)參加NUDT-CNU雙邊交流會(huì)，加強(qiáng)了兩校教學(xué)和學(xué)術(shù)交流，擴(kuò)大了團(tuán)隊(duì)的國際影響。

1.2 引進(jìn)來，促進(jìn)自身發(fā)展

2011年1月國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院聘請(qǐng)圖靈獎(jiǎng)獲得者康奈爾大學(xué)John Hopcroft教授來校講授課程，來自全國各地的教師、學(xué)生以及本校師生共60余人聆聽了課程，反響熱烈。2011年7月由殷建平教授和祝恩副教授擔(dān)任主席和PC委員的人工智能領(lǐng)域的國際會(huì)議MDAI2011在長沙召開，進(jìn)一步提升了計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)力和國際聲譽(yù)。

1.3 定路子，保持先進(jìn)性

計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)擁有1名全國優(yōu)秀教師、3名全軍優(yōu)秀教師和1名湖南省教學(xué)名師。團(tuán)隊(duì)建設(shè)了多門精品課程，始終結(jié)合科研優(yōu)勢(shì)，瞄準(zhǔn)領(lǐng)域發(fā)展前沿，及時(shí)更新教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)對(duì)原理、方法、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)等方面的融會(huì)貫通，教學(xué)實(shí)踐凸顯綜合性、設(shè)計(jì)性、自主性和創(chuàng)新性。分層次、多元化的培養(yǎng)模式成效顯著，培養(yǎng)了大批具有高信息素養(yǎng)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、技術(shù)與指揮并重的高素質(zhì)人才。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在高性能計(jì)算方向具有國際領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，在圖形圖像處理、智能計(jì)算、科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理庫管理等方向承擔(dān)了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、國家863計(jì)劃等高水平科研項(xiàng)目。

2 面向國家和軍隊(duì)?wèi)?yīng)用需求，科學(xué)設(shè)置課程群，促進(jìn)課程體系的整體優(yōu)化

課程建設(shè)是對(duì)單門課程的教學(xué)內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)作調(diào)整和改進(jìn)，相對(duì)于整個(gè)課程體系來說是局部?jī)?yōu)化。課程群建設(shè)不僅注重課程內(nèi)部的銜接和組織，更強(qiáng)調(diào)課程之間的關(guān)系，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的貫通能力，提高綜合素質(zhì)。課程群建設(shè)始終參照國際國內(nèi)相關(guān)課程體系，從課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教材選定等多角度人手進(jìn)行改革，同時(shí)注重科學(xué)研究，確保了課程群教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程群體系如圖l所示。

2.1 依據(jù)部隊(duì)實(shí)際需求，分層次培養(yǎng)人才，構(gòu)建動(dòng)態(tài)型課程群

課程群設(shè)置緊跟國家和軍隊(duì)信息化建設(shè)新需求，通過選派部分老師到部隊(duì)講學(xué)和體驗(yàn)生活、持續(xù)對(duì)歷屆畢業(yè)生進(jìn)行追蹤、聽取用人單位反饋等多種途徑，了解部隊(duì)新軍革對(duì)新型軍事人才的需求，打破單一類型人才培養(yǎng)模式，采用分層次、多元化的思想，積極探索新型人才培養(yǎng)模式，為部隊(duì)培養(yǎng)技術(shù)和指揮兩類人才。前者理論功底扎實(shí)、技術(shù)操作熟練，勝任技術(shù)研發(fā)工作；后者懂需求、會(huì)技術(shù)、能管理，將成為信息系統(tǒng)的需求提出者、軟件開發(fā)的參與者以及信息系統(tǒng)的維護(hù)者的技術(shù)型指揮人才。對(duì)畢業(yè)生的追蹤調(diào)查結(jié)果表明，這種動(dòng)態(tài)型、探索式的創(chuàng)新型課程群建設(shè)能夠滿足國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)不同類型學(xué)生的任職需要，能夠與國家和軍隊(duì)信息化建設(shè)的需要緊密結(jié)合，凸顯學(xué)校信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.2 根據(jù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化課程群科學(xué)計(jì)算在國家和軍隊(duì)武器裝備研制與維護(hù)中有著極為廣泛的應(yīng)用，如軍用計(jì)算機(jī)的研制、各種導(dǎo)彈的研制與仿真實(shí)驗(yàn)、航空航天設(shè)備的研發(fā)以及各種武器裝備的仿真訓(xùn)練器的研制等。這些應(yīng)用往往都是一些大型的科學(xué)工程，怎樣科學(xué)合理地對(duì)科學(xué)計(jì)算課程子群進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新，使學(xué)員畢業(yè)后具有科學(xué)與工程計(jì)算相關(guān)方面扎實(shí)的基礎(chǔ)以及較強(qiáng)的應(yīng)用能力，這一直是教學(xué)團(tuán)隊(duì)研究的主要課題。團(tuán)隊(duì)教員積極參與部隊(duì)導(dǎo)師行、武器裝備試驗(yàn)基地調(diào)研以及武器裝備預(yù)研課題等工作，努力探索國家和軍隊(duì)對(duì)科學(xué)計(jì)算課程子群的應(yīng)用能力需求，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，力爭(zhēng)科學(xué)合理地對(duì)科學(xué)計(jì)算課程群進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新，提出課程群在本科階段設(shè)置“數(shù)值分析”與“仿真與模擬技術(shù)”2門課程。在教學(xué)內(nèi)容改革上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)注重計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在數(shù)值問題和仿真建模方面有關(guān)計(jì)算思維訓(xùn)練的要求，較大幅度修訂了課程群的授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)注意選擇與國家和軍隊(duì)?wèi)?yīng)用能力需求相關(guān)的核心基礎(chǔ)以及應(yīng)用較廣泛的內(nèi)容，包括數(shù)值建模、數(shù)值穩(wěn)定及收斂分析和仿真實(shí)驗(yàn)。

3 在“強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)、重應(yīng)用能力”的模式下實(shí)施課堂教學(xué)

在確定教學(xué)內(nèi)容之后，我們?cè)趯?shí)際的教學(xué)過程中，從便于學(xué)生學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容嘗試了自頂向下逐級(jí)分解法、自底向上逐級(jí)歸納抽象法、“提綱一展開一小結(jié)”法、參與式教學(xué)法、目標(biāo)制導(dǎo)教學(xué)法、章回小說式教學(xué)法、情感教學(xué)法、交互式教學(xué)法等多種不同的教學(xué)方法和教學(xué)技巧。

從2002年開始，課程組便搭建了618因特網(wǎng)、AI天堂和軍網(wǎng)多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，學(xué)生與教師可以在課外進(jìn)行流暢而生動(dòng)的溝通互動(dòng)，教師利用這些平臺(tái)指導(dǎo)學(xué)生開展自學(xué)活動(dòng)。學(xué)校軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開通后，課程組精心設(shè)計(jì)和建設(shè)的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)課程、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程、人工智能網(wǎng)絡(luò)課程等成為課堂教學(xué)的有力助手，在輔助教學(xué)和幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面發(fā)揮著巨大作用。

3.1 科學(xué)計(jì)算課程子群

科學(xué)計(jì)算首要的應(yīng)用特色就是一整套解決科學(xué)問題的普適的方法論，即數(shù)值建?！獢?shù)值穩(wěn)定性及收斂性分析—仿真實(shí)驗(yàn)。課程組在教學(xué)組織上以從簡(jiǎn)到繁的案例不斷強(qiáng)調(diào)這一方法。而這一方法在不同問題或同一問題不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用中也可以融入不同的教學(xué)方法，如導(dǎo)彈軌跡的數(shù)值建模（案例式）、數(shù)值求導(dǎo)的穩(wěn)定性分析（研討式）、插值實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展的穩(wěn)定性調(diào)試（自主探討式）等。

3.2 數(shù)據(jù)管理課程子群

除為本科生開設(shè)數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程外，課程組還結(jié)合科研工作建設(shè)并完善了先進(jìn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、實(shí)用數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)等一系列課程。指導(dǎo)研究生在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、海量信息處理、復(fù)雜信息系統(tǒng)開發(fā)等方向開展課題研究。

3.3 智能計(jì)算課程子群

課程組在對(duì)麻省理工學(xué)院和約克大學(xué)的模式識(shí)別課程的教學(xué)組織方式進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，將模式識(shí)別的許多應(yīng)用研究問題引入課程實(shí)踐環(huán)節(jié)。這些研究問題為研究生課題選題提供了依據(jù)，部分研究生針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的研究問題撰寫的課程論文經(jīng)過討論修改被國際刊物錄用。在研討課程自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)中，介紹國內(nèi)外的最新研究成果，同時(shí)引入課題組的研究成果，針對(duì)關(guān)鍵的開放研究問題組織學(xué)員進(jìn)行研究性地學(xué)習(xí)和討論，學(xué)員經(jīng)歷了查閱剖析文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)交流討論的過程，為從事科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。

3.4 可視計(jì)算課程子群

課程組在查閱國外多本主流教材的基礎(chǔ)上，充分將各知識(shí)點(diǎn)前后貫通，綜合案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)手段，組織學(xué)員進(jìn)行圖形實(shí)踐創(chuàng)作比賽，調(diào)動(dòng)了學(xué)員對(duì)圖形設(shè)計(jì)的興趣。針對(duì)工程碩士、工學(xué)碩士、工學(xué)博士分別構(gòu)建不同的可視計(jì)算課程，課程子群設(shè)置分層次、重繼承、有深度。針對(duì)不同課程內(nèi)容知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從經(jīng)典的ISAS教學(xué)法、MCLA教學(xué)法、Workshop教學(xué)法和Project-learning教學(xué)法中選擇合適的教學(xué)方法。例如，能力素質(zhì)模型建立時(shí)會(huì)涉及數(shù)學(xué)思維、計(jì)算思維、編程實(shí)現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)合作等各項(xiàng)能力。課程組針對(duì)不同類型研究生對(duì)可視計(jì)算技術(shù)的目標(biāo)要求不同，設(shè)計(jì)相應(yīng)的能力素質(zhì)模型。

4 發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中培養(yǎng)能力

實(shí)踐教學(xué)作為高等教育的重要組成部分，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力是課程群體系實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)是吸收、消化課程內(nèi)容的第一實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)既要考慮對(duì)基本知識(shí)的理解又要考慮對(duì)后續(xù)內(nèi)容的鋪墊；既強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能的融合，又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。實(shí)訓(xùn)是對(duì)課程內(nèi)容的總結(jié)，在加強(qiáng)案例教學(xué)的同時(shí)，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，合理安排實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容；既要考慮課程內(nèi)容銜接，又要考慮加強(qiáng)工程化訓(xùn)練，把提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力貫穿于整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的始終。

4.1 加強(qiáng)校企合作，獲取最新實(shí)驗(yàn)資源

學(xué)院與國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)密切交流與合作，得到了Microsoft、Oracle等公司的技術(shù)支持，以O(shè)racle教據(jù)庫等免費(fèi)資源作為教學(xué)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，多名教師獲得了IBM、Oracle、Microsoft等公司數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的培訓(xùn)合格證，實(shí)驗(yàn)軟環(huán)境得到充分改善。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)與企業(yè)合作，將企業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)與學(xué)校的理論知識(shí)優(yōu)勢(shì)充分結(jié)合，共同設(shè)計(jì)和建設(shè)課程群中的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

4.2 分層次設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程體系的設(shè)置涵蓋技能、基本知識(shí)、設(shè)計(jì)、綜合、創(chuàng)新5個(gè)層次。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)各類學(xué)生的特點(diǎn)，按演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)4個(gè)層次組織。各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目彼此銜接，循序漸進(jìn)，便于學(xué)生掌握。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇具有靈活性，既有必做項(xiàng)目，也有較多的選做項(xiàng)目，適應(yīng)不同層次的學(xué)生要求。演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握DBMS的一般性操作，綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，要求學(xué)生綜合利用程序設(shè)計(jì)、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)交互、信息安全以及數(shù)據(jù)庫課程所學(xué)知識(shí)，開發(fā)一個(gè)（基于網(wǎng)絡(luò)的）MIS系統(tǒng)，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的安全保障體系，同時(shí)要求提供新穎的人機(jī)交互界面和交互方式。

4.3 針對(duì)不同學(xué)生群體設(shè)置多元化實(shí)踐教學(xué)方案

考慮到計(jì)算機(jī)專業(yè)與信息大類非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方案不同，我們實(shí)施了多元化的實(shí)踐教學(xué)方案。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案重在綜合性和設(shè)計(jì)性。課程組為該類學(xué)生設(shè)計(jì)了9個(gè)實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)DBMS的高級(jí)使用及研發(fā)能力。在2009年之前的培養(yǎng)方案中，學(xué)生完成這9個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，還要在軟件工程課程設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)開發(fā)，學(xué)生需要完成數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)和軟件工程實(shí)驗(yàn)后，才能體驗(yàn)一個(gè)完整的軟件開發(fā)過程。在2009年的培養(yǎng)方案中，根據(jù)信息化建設(shè)的需求，我們?yōu)橛?jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生單獨(dú)開設(shè)了數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)課程，強(qiáng)化學(xué)生的信息基礎(chǔ)；信息大類非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案則偏重于驗(yàn)證性和綜合性。我們偏向計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用方向設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)：SQL語句、存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入、導(dǎo)出、備份、MIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。這些實(shí)驗(yàn)旨在強(qiáng)調(diào)DBMS一般應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.4 結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)模塊

教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)“十一五”實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)中心”的建設(shè)任務(wù)，圍繞其中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向子項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了“人工智能”基礎(chǔ)實(shí)踐能力訓(xùn)練模塊、“機(jī)器人中的智能技術(shù)”綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)項(xiàng)目、“智能信息系統(tǒng)的軍事應(yīng)用”主題創(chuàng)新活動(dòng)，同時(shí)將“人工智能”基礎(chǔ)實(shí)踐能力訓(xùn)練模塊細(xì)化為專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)兩個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)單元以及自然語言處理和神經(jīng)計(jì)算兩個(gè)提高型實(shí)驗(yàn)單元，明確了每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元的目的和內(nèi)容，包括基于sics prolog的搜索實(shí)驗(yàn)和約束滿足問題實(shí)驗(yàn)、基于移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的智能agent實(shí)驗(yàn)等。智能計(jì)算子群和綜合實(shí)驗(yàn)子群采用課堂教學(xué)與課外活動(dòng)相結(jié)合的方法來加強(qiáng)實(shí)踐教育，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握專業(yè)技能，教師全程參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)并在實(shí)際的創(chuàng)新實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。上述一系列活動(dòng)的開展取得了良好的效果，如基于LEGO機(jī)器人的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)成果在銀河之光計(jì)算機(jī)文化節(jié)上和實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目檢查中獲得學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和專家的好評(píng)。

5 結(jié)語

通過近4年的試行，高水平計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才培養(yǎng)模式改革在國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院取得實(shí)質(zhì)性成效。目前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)出的學(xué)員超過9000名，他們遍布軍內(nèi)外機(jī)關(guān)、科研院所、高等學(xué)校、部隊(duì)及地方IT企業(yè)。大量調(diào)查數(shù)據(jù)表明，這些學(xué)員的綜合素質(zhì)、學(xué)術(shù)水平、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)造性思維均得到明顯提高，受到用人單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：