智能化实验教学管理论文

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【摘要】应用人工智能及决策支持技术，结合网络环境，开发基于人工智能的计算机辅助教学系统，研究学生学习思维的特征和过程，寻求学习知识的模式，使学生获得个别化自适应学习的方法，真正做到因人施教，从而使学生学得更快、更有效，为学生营造一个适合个体特征的学习环境；与此同时解决现有教育软件针对性不强的问题，提高计算机辅助教学系统“智能化”水平，并根据学生的知识基础、能力基础和学习历史有针对性地组合学习菜单，提供合适的学习方法和训练策略，帮助学生学习。

【关键词】“互联网+”;人工智能;实验教学

辅助系统目前实验辅助教学系统缺乏开放性、人机交互能力、教师与学生的互动及智能性；智能实验辅助教学系统利用“互联网+”信息，采用人工智能的专家系统（ExpertSystem）和决策支持系统（DecisionSupportSystem，DSS）相结合，使决策支持系统无法表示复杂决策过程的局限性的缺陷，通过两者的结合将定性、定量分析有机结合，可以使实验数学辅助系统更具有智能性。但是人工智能“知识库”具有“瓶颈”问题，虽然专家系统能够有效地解决实际问题，但是知识表达较困难、知识的系统整理和逻辑思维表达也很困难，这就使知识获取受到极大的限制，所以如何解决这个困难，使辅助系统更智能化本课题有必要进一步研究。

一、国内外研究现状述评

国内关于人工智能教育教学应用的理论研究和技术开发研究较多，而实践应用研究则相对偏少。有关智能实验辅助教学系统对于适应性学习支持的研究还不够深入；构建真实的智能教学环境相关研究国内还较少，亟待我们在以后的研究中加以改进[1]。国外技术现状1971年首次提出自适应考试CAT（ComputerAdaptiveTest）[2]，在以后几年中得到了广泛的应用，随着支持网上教学平台系统的出现，互联网已经冲破了时间和地域的限制，通过计算机和网络技术把教学内容传递到相隔一定距离的个人或分散在不同地域和群体，如美国NTU远程教育是著名的教程教育机构，它实现了“远程教育”、“网络培训”和“在线学习”。[3]

二、“互联网+”智能化实验教学辅助系统的主内容

智能化成绩考核：自动组卷，尤其对主观题根据难易进行组卷；在考核方面可以查看成绩，对学生操作错误有分析过程，并给出正确的答案，对所有成绩进行分数排序，可以进行作业提交与批阅等。提供人工判卷功能：除系统能自动判卷，教师根据实际情况也可以对学生考核在网上进行人工打分，最后将成绩自动上传并存储在数据库中。随时更新数据库及在线出题功能：教师可以根据教学任务和要求，补充及修改题库，对非本专业知识的考核提供在线出题，以满足不同任课教师的需求。智能化监控：教师可以监控每个学生的实验情况，发现问题通过屏幕对话交流，如对违纪、缺考等学生进行监控。智能考勤：对学生出勤进行考核。

三、技术要求

应用上采用“互联网+”人工智能相结合，人工智能主要是专家系统和决策支持，其中人工智能“知识库”是整个课题知识点应用中心，知识提取的主要任务就是构建知识图以及生成图结点间的关系，本课题将重点选取简单、有效、扩展性良好的方法，另外在知识图的结点和边上附加合适的权重对于上层应用至关重要。推理机的设计也是本课题的难点之一，找到一个切实有效的推理算法是解决问题的关键，本系统采用加权不确定性推理，用加权因子表示证据的相对重要性，根据证据的可靠情况实时地修正知识的可信度值，可以提高不确定性推理的准确度。

四、系统总体设计

首先确定系统整体功能模块，如成绩考核模块、作业模块等，然后设计环境方案，采用B/S结构进行系统设计，多层次B/S结构是目前很有优势并且具有先进的Internet构建技术，它特别适用于构建Internet的应用系统，无论从性能、可扩展性及成本都是首选，最后是网络设计方案，系统程序安装在指定服务器上，用户在客户端访问WEB服务器，完成自己相应工作，远程用户可以通过Internet访问WEB服务器，完成所需要的所有操作。1、数据库设计。开发数据库是非常重要的，可以用DB2，因为它适用于所有平台，虽然价格最高，但有可伸缩性、并行性及安全性。同时可以在后期实现各个信息系统之间的挂接。

与以往的辅助教学系统不同，它增加了软件的智能化，通过人工智能的推理机进行知识选择、判断、处理，能自动生成各种问题与练习，能诊断学生错误，分析原因并采取纠正措施。利用“互联网+”人工智能实现智能化课堂教学管理，使教学质量提高，增加学生学习兴趣，教师授课方式发生历史性转变。

参考文献

[1]徐鹏.国内人工智能教育应用研究现状与反思.现代远距离教育[J].2009年第5期总第125期.

[2]高晓康.计算机辅助测试技术及其应用.计算机自动测量与控制[J].2001年9月（5）

[3]郭婷婷.无限的学习空间--------记美国NTU的远程教育[J].中关村[J].2003年第06期

作者:金艳 单位:长春医学高等专科学校