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【摘要】本文介绍了ICAI的基本原理，阐述一个基于Web智能CAI系统的设计
【关键词】Web ICAI ICAI原理PHP MYSQL
一、引言
传统的CAI系统是将全部教学信息以教学流程方式预置于课件中的，当学生使用一个CAI课件进行学习时，教学信息是按预置的教学流程呈现给学生的。也就是说，一旦设计好，不管学生的起点如何，都将一视同仁进行教学、学习的过程，不能根据不同学生的实际情况和学习中的不同阶段进行动态调整，这不但没有做到因材施教，也不利于学生主观能动性的发挥。然而传统的CAI还存在着缺乏智能性、缺乏教师的参与、缺乏督导人员的监督等因素。随着网络的发展，一种基于WEB的智能CAI在一定程度上表现出专家或教师的某些智能特征，具有开放性、共享性、交互性、协作性，能更有效的为现代教育教学服务。
二、智能CAI（ICAI）
1、ICAI概述
智能计算机辅助教学（Intelligent Computer Assisted In-struction简称ICAI）以认知学为理论基础，将人工智能技术应用到CAI，是智能化的CAI。
3、ICAI系统的特点
（1）ICAI系统可以在更大程度上逼真地模拟教师的教学和指导行为，以多策略决策直接面向个别别化的学生。可以说，ICAI系统是一个能够综合应用教学心理学和教学法知识的CAI系统。它允许学生根据自己当时的状态和教学策略的要求与计算机进行较为广泛和灵活的交互活动。
（2）ICAI系统是具有模糊化的诊断功能（称为学生诊断模块），它不仅可以简单反馈学生解题过程中的正确与错误，而且还具备自学习、自组织能力，能够及时、有效地针对学生的学习状态，引导学生完成整个学习过程。这就使CAI摆脱了以往生硬而僵化的固定“步骤”，变得更具灵活性，更容易为学生所接受。
（3）基于WEB的ICAI系统是教师将教学内容制成超文本文件或动态网页，发布到Internet或Intranet的web服务器上。系统具有交互功能、即时反馈功能、导航功能、信息过滤功能，学生只要使用Web浏览器，登录到相应的Web服务器，来实现教学内容的学习。这样学生不仅可以不受时间、空间和地域的限制学习，而且还可以个别的学习。系统是基于Web的，可以同时接受多个用户访问，能够是资源的利用率大大的提高。
三、系统的结构设计
1、系统的总体设计
系统采用Browser/Server体系结构，系统由Web服务器端执行的应用系统，在客户端只需运行Web浏览器软件，就可以完成所有的应用、处理过程。采用PHP及ActiveX作为开发技术，数据库访问控件作为数据库访问手段，数据库利用Mysql进行管理。所有的执行程序放置在服务器端。
2、系统的功能模块的设计
（1）教学区
教师进入本系统后，可以很方便的看到学生信息库中全体学生的学习情况，并根据自己学生的特点，结合专家诊断的形成性评价，选择一种教学策略，对教学内容更科学的设计，（包括教学设计、内容结构设计，方便、快捷的导航机制设计、交互设计、优美的界面布局设计等等），使教学信息更丰富、清晰，更具有科学性、条理性，更易于学生的获取知识，理解、掌握、巩固知识。也可由系统自己提供一种教学策略，根据教学内容的特点，生成相应的教学课件。
教师进入本系统后，可根据学生信息库中反馈的信息，通过专家系统对教学对象的分析，形成评价，选出合理的建议性教学策略、教学方法和相应的问题。给出一种快速、有效的方法，帮助学生解决学习过程中所遇到的问题，或对学生存在问题的作出相应的回答。
（2）学习区
当学生开始学习某门课程时，要先进行注册登记，除了一般的信息，如姓名、性别、联系方式等等，还包括学生对自己认知能力的估测能力值，比如自己的知识水平等级、认知能力等级、认知风格、偏好的学习策略等等，这些数据将作为学生认知模型的初始数据。
当学生进入系统可以看见自己的历史记录和学习状态，以及系统给出的相应的评价，呈现出相应的教学策略。然后再根据自己的喜好和实际学习情况选择学习分支。
①学习向导
系统会根据学生信息库的情况、根据学生选择的学习内容的特点、根据对学生估测能力和学生认知风格，推荐一个最合适该教学内容的学习策略，但学生在进行学习时，由于学习策略是开放的，他可以不接受这个推荐的设置，可以选择一个最适合自己学习特点的学习策略，系统也能根据学生选择，提供适应性的学习策略的支持，并生成相应的学习步骤和提供相关的文献、资料。同时在问题、练习的呈现上，系统会根据学生的差异，在呈现方式、形式上存在着差异，做到因材施教。整个学习向导的设计主要以个别教学为中心。
②互动学习
学生进入系统选择相应的学习内容，根据自己存在的问题和需要，选择一种学习方式。比如：
（a）基于提问问答的
学生在学了相关的内容之后，若存在什么问题，可以直接向系统提出相应的问题，然后由专家系统根据学生的具体特征，呈现问题的相关知识、相关超链接的资料，以及注意点和总结性话题，而且还呈现出相应知识练习，让学生逐步巩固知识点。学生也可在线搜索相关学科的老师是否在线，若有则显示老师的信息，学生可以直接呼叫申请，将问题呈现给相应的老师得以解决。学生还可直接进入本系统的虚拟社区进行灌水，或将问题呈现在BBS上，和网络上的学者进行实时交流或通过回复贴子得以解决。或者学生将问题以电子邮件的方式提交老师、学生或专家进行探讨。
（b）基于游戏的
学生进入该区，系统也会系统会根据学生的具体情况、特征，生成相应的问题，让学生可以进行有时间限制的速答，学生顺利通过可以将学生的积分累加，失败可以重复有限的次数，或进行闯关等游戏式的学习。等等
③协作学习
基于网络的协作学习是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术，由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。在基于web网络的协作学习过程中，基本的协作式策略有四种：竞争、协同、伙伴与角色扮演。
四、ICAI软件设计要注意以下几个方面：
1、知识库
文本、图象、声音、动画、数字影象等多媒体教学资源最好用多媒体数据库mysql管理，便于分类、增删、修改、查询等操作。教学内容要分章、节、课、知识点等有序存贮，构成知识点逻辑关系表。习题库要分章、节、课、知识点、题型、难度系数等因素有序存贮，构成题库逻辑关系表。以便专家决策系统调用这些多媒体教学资源。
2、学生模型
学生相关的信息库最好用数据库mysql管理，计算机自动记录学生的学习情况，每次上机日期、时间、学习内容、得分、错题等信息。以便专家系统对学生错误进行自动“诊断”，作出针对性的辅导或学习建议。
3、专家决策
根据学生的学习情况，教师的教学经验，设计算法，设计多重判断条件决定程序流程的走向。选择学生学习内容，难度等级的习题。这部分逻辑关系复杂、难度较大。老师们可以先抓住主要矛盾，设计较简单的算法和判断条件，在实际应用中逐步增加完善智能化功能。
参考文献
[1]广东黄伟祥《浅谈INTERNET与教育》中小学电教2001年第7期
[2]吉林郑燕林李卢一《网络教学系统的基本构成及其运行特点》中小学电教2001年
[3]浙江师范大学张剑平博士《智能计算机辅助教学概论》
[4]北京师范大学现代教育技术研究所余胜泉、何克抗《基于Internet的教学系统》
【关键词】Web ICAI ICAI原理PHP MYSQL
一、引言
传统的CAI系统是将全部教学信息以教学流程方式预置于课件中的，当学生使用一个CAI课件进行学习时，教学信息是按预置的教学流程呈现给学生的。也就是说，一旦设计好，不管学生的起点如何，都将一视同仁进行教学、学习的过程，不能根据不同学生的实际情况和学习中的不同阶段进行动态调整，这不但没有做到因材施教，也不利于学生主观能动性的发挥。然而传统的CAI还存在着缺乏智能性、缺乏教师的参与、缺乏督导人员的监督等因素。随着网络的发展，一种基于WEB的智能CAI在一定程度上表现出专家或教师的某些智能特征，具有开放性、共享性、交互性、协作性，能更有效的为现代教育教学服务。
二、智能CAI（ICAI）
1、ICAI概述
智能计算机辅助教学（Intelligent Computer Assisted In-struction简称ICAI）以认知学为理论基础，将人工智能技术应用到CAI，是智能化的CAI。
3、ICAI系统的特点
（1）ICAI系统可以在更大程度上逼真地模拟教师的教学和指导行为，以多策略决策直接面向个别别化的学生。可以说，ICAI系统是一个能够综合应用教学心理学和教学法知识的CAI系统。它允许学生根据自己当时的状态和教学策略的要求与计算机进行较为广泛和灵活的交互活动。
（2）ICAI系统是具有模糊化的诊断功能（称为学生诊断模块），它不仅可以简单反馈学生解题过程中的正确与错误，而且还具备自学习、自组织能力，能够及时、有效地针对学生的学习状态，引导学生完成整个学习过程。这就使CAI摆脱了以往生硬而僵化的固定“步骤”，变得更具灵活性，更容易为学生所接受。
（3）基于WEB的ICAI系统是教师将教学内容制成超文本文件或动态网页，发布到Internet或Intranet的web服务器上。系统具有交互功能、即时反馈功能、导航功能、信息过滤功能，学生只要使用Web浏览器，登录到相应的Web服务器，来实现教学内容的学习。这样学生不仅可以不受时间、空间和地域的限制学习，而且还可以个别的学习。系统是基于Web的，可以同时接受多个用户访问，能够是资源的利用率大大的提高。
三、系统的结构设计
1、系统的总体设计
系统采用Browser/Server体系结构，系统由Web服务器端执行的应用系统，在客户端只需运行Web浏览器软件，就可以完成所有的应用、处理过程。采用PHP及ActiveX作为开发技术，数据库访问控件作为数据库访问手段，数据库利用Mysql进行管理。所有的执行程序放置在服务器端。
2、系统的功能模块的设计
（1）教学区
教师进入本系统后，可以很方便的看到学生信息库中全体学生的学习情况，并根据自己学生的特点，结合专家诊断的形成性评价，选择一种教学策略，对教学内容更科学的设计，（包括教学设计、内容结构设计，方便、快捷的导航机制设计、交互设计、优美的界面布局设计等等），使教学信息更丰富、清晰，更具有科学性、条理性，更易于学生的获取知识，理解、掌握、巩固知识。也可由系统自己提供一种教学策略，根据教学内容的特点，生成相应的教学课件。
教师进入本系统后，可根据学生信息库中反馈的信息，通过专家系统对教学对象的分析，形成评价，选出合理的建议性教学策略、教学方法和相应的问题。给出一种快速、有效的方法，帮助学生解决学习过程中所遇到的问题，或对学生存在问题的作出相应的回答。
（2）学习区
当学生开始学习某门课程时，要先进行注册登记，除了一般的信息，如姓名、性别、联系方式等等，还包括学生对自己认知能力的估测能力值，比如自己的知识水平等级、认知能力等级、认知风格、偏好的学习策略等等，这些数据将作为学生认知模型的初始数据。
当学生进入系统可以看见自己的历史记录和学习状态，以及系统给出的相应的评价，呈现出相应的教学策略。然后再根据自己的喜好和实际学习情况选择学习分支。
①学习向导
系统会根据学生信息库的情况、根据学生选择的学习内容的特点、根据对学生估测能力和学生认知风格，推荐一个最合适该教学内容的学习策略，但学生在进行学习时，由于学习策略是开放的，他可以不接受这个推荐的设置，可以选择一个最适合自己学习特点的学习策略，系统也能根据学生选择，提供适应性的学习策略的支持，并生成相应的学习步骤和提供相关的文献、资料。同时在问题、练习的呈现上，系统会根据学生的差异，在呈现方式、形式上存在着差异，做到因材施教。整个学习向导的设计主要以个别教学为中心。
②互动学习
学生进入系统选择相应的学习内容，根据自己存在的问题和需要，选择一种学习方式。比如：
（a）基于提问问答的
学生在学了相关的内容之后，若存在什么问题，可以直接向系统提出相应的问题，然后由专家系统根据学生的具体特征，呈现问题的相关知识、相关超链接的资料，以及注意点和总结性话题，而且还呈现出相应知识练习，让学生逐步巩固知识点。学生也可在线搜索相关学科的老师是否在线，若有则显示老师的信息，学生可以直接呼叫申请，将问题呈现给相应的老师得以解决。学生还可直接进入本系统的虚拟社区进行灌水，或将问题呈现在BBS上，和网络上的学者进行实时交流或通过回复贴子得以解决。或者学生将问题以电子邮件的方式提交老师、学生或专家进行探讨。
（b）基于游戏的
学生进入该区，系统也会系统会根据学生的具体情况、特征，生成相应的问题，让学生可以进行有时间限制的速答，学生顺利通过可以将学生的积分累加，失败可以重复有限的次数，或进行闯关等游戏式的学习。等等
③协作学习
基于网络的协作学习是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术，由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。在基于web网络的协作学习过程中，基本的协作式策略有四种：竞争、协同、伙伴与角色扮演。
四、ICAI软件设计要注意以下几个方面：
1、知识库
文本、图象、声音、动画、数字影象等多媒体教学资源最好用多媒体数据库mysql管理，便于分类、增删、修改、查询等操作。教学内容要分章、节、课、知识点等有序存贮，构成知识点逻辑关系表。习题库要分章、节、课、知识点、题型、难度系数等因素有序存贮，构成题库逻辑关系表。以便专家决策系统调用这些多媒体教学资源。
2、学生模型
学生相关的信息库最好用数据库mysql管理，计算机自动记录学生的学习情况，每次上机日期、时间、学习内容、得分、错题等信息。以便专家系统对学生错误进行自动“诊断”，作出针对性的辅导或学习建议。
3、专家决策
根据学生的学习情况，教师的教学经验，设计算法，设计多重判断条件决定程序流程的走向。选择学生学习内容，难度等级的习题。这部分逻辑关系复杂、难度较大。老师们可以先抓住主要矛盾，设计较简单的算法和判断条件，在实际应用中逐步增加完善智能化功能。
参考文献
[1]广东黄伟祥《浅谈INTERNET与教育》中小学电教2001年第7期
[2]吉林郑燕林李卢一《网络教学系统的基本构成及其运行特点》中小学电教2001年
[3]浙江师范大学张剑平博士《智能计算机辅助教学概论》
[4]北京师范大学现代教育技术研究所余胜泉、何克抗《基于Internet的教学系统》