基于scorm的网络智能教学系统知识树模型分析

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1、啥尔滨理工大学工学硕士学位论文1．1课题背景第1章绪论随着计算机和网络应用的日趋普及，网络远程教育已为越来越多的人所认识和接受，成为一种新型的教学方式。2l世纪将是人类全面进入信息化社会的世纪，信息时代对人才提出全新的要求，加快信息技术教育进程，是提高我国综合国力的一项长期而又紧迫的战略任务。教育部最近郑重提出，教育必须迎接挑战，而且必须迎接来自互联网的网上教学的挑战。远程教育(DistanceEducation)[11是指教与学在物理时空位置上相互分离的教育方式，或指将课程传送到校园外的一处或多处学员的教育。随着现代信息技术在远程教育中越来越广泛地应用，远程教育已不仅仅是原

2、有意义上的远程教育，而是融现代信息和多媒体技术为一体的新型教育方式。随着网络的进一步发展，它最终将成为人们接受教育的重要途径[2】【31。网络教育是当今国际国内教育的主流发展方向，其开放性、协同学习、共享资源、无时空限制为学习者构建了一个随时随地自主学习的终身学习环境。标准化和智能化是现代网络教育的两个最关键的问题。·资源组织的标准化“’：资源组织是智能教学系统中的一个重要环节，资源组织的标准化为不同教学系统平台之间实现资源共享提供了前提条件。·智能化”1：指的是教学系统能根据学生的实际情况选取教学内容和教学方法，对学生实施个别化教学。将教学资源、教学方法、表现形式优化组合，

3、建立一个教与学的互动环境，激发教学双方主体的主动性和创造性。即学生能够迸行适应性的学习。目前网络教育资源的共享基本上停留在简单的HTML网页和其他常用文件共享的基础上，缺少统一的结构，课件重复开发严重，资源管理共享难度大，学习资源在教学平台间难以交互f61。同时，现有的一些智能教学系统由于知识表示以及推理方法的领域相关特性，系统构建与系统运用、系统模块之间动态有机联系不强，进而导致学生模型弱化等问题，限制了系统在进行个别化教学过程中的智能性和推广运用，在动态反映学生学习过程中不断变化的认知能力和知识水平，进而做出相应调整等方面智能上存在很大程度的不足【7】【8I。教学是知识的

4、传播过程，教学领域知识是教学活动的核心『9¨”J。研究表明，将领域知识分解成不同粒度的知识点，使用知识树的结构将它们组织起来是比较适宜的知识组织和表现形式，它有利于建立知识体系中的关联和推理机制，利于知识的组织、管理和可视化，能够满足大多数学科知识表示的需求。因此，在智能教学系统中如何有效地建立和维护知识树是一个重要的问题㈣【12】。针对这些问题，本课题以黑龙江省电信网络教育平台的研究开发为背景，采用国际通用的网络教育技术标准SCORM规范，同时对远程教育系统中的知识表示方法和推理等技术进行研究，设计开发了一个基于SCORM规范的可共享、互操作的智能化网络教学平台，并从系统的

5、知识表示入手，对系统中动态知识树模型进行深入研究，实现动态教／学、领域无关、人机交互、自适应、个别化等智能特点。1．2国内外相关技术发展状况分析随着现代计算机技术和通讯技术的迅猛发展，计算机网络迅速普及。有关资料表明，我国的上网人数仅次于美国，经常上网人数已达3000万，网络和多媒体技术的发展给远程教育带来了新形式、新内容和新挑战【l”。现代远程教育以计算机网络及卫星数字通讯技术为支撑，具有时空自由、资源共享、系统开放、便于协作等优点。世界各国在发展现代远程教育时都深刻认识到，学习资源的可共享性和系统的互操作性对于网络远程教育的实用性和经济性具有决定性意义，这种开放性的教育必

6、将成为继续教育的主要形式1”】。远程教育迸一步发展必须走规范化、标准化、智能化的道路，否则很难摆脱低水平重复的尴尬境地。因此，国际上有众多组织在研究、探讨和制定远程教育标准和规范【15]。SCORM[”】是由美国联邦政府下的组织ADL制订的。它吸取了各组织相关规范的精华，提出共享对象这一概念，从技术思想上看类似软件开发中的组件、构件的作用，具有一定的技术优势，符合当前软件技术的发展趋势。尽管实现起来相对复杂，但这将对远程教育标准化、全球化、产业化起到积极的推动作用。智能教学系统(IntelligentTutoringSystem，ITS)[171是涉及人工智能(Artific

7、ialIntelligence，AI)、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学的综合性课题，其研究的最终目的是由计算机系统负担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哈尔滨理工火学工学硕士学位论文现最佳教学。ITS研究的意义在于减轻人类教师的教学工作量、提高教学质量、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。1．2．1远程教育系统的标准化研究现状分析为实现远程教育的