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《智能教学系统_ITS_的研究现状及其在中国的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、文章编号:1006—9860(2007)02—0095—05智能教学系统(ITS)的研究现状及其在中国的发展陈天云,张剑平(浙江师范大学教育学院,浙江金华321004)摘要:本文在分析智能教学系统(ITS)概念、结构、特征的基础上,介绍了ITS的研究现状、研究重点,并分析了历届ITS国际会议论文集论文分布情况,最后阐述了ITS在中国的研究与应用现状,并探讨了ITS的发展趋势。关键词:智能教学系统;ITS;人工智能;研究现状;发展趋势中图分类号:G434文献标识码:A人工智能应用于教育的早期就产生了智能教学系统(IntelligentTutoringSystem,简称ITS)
2、,ITS是一项涉及人工智能、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担当学习者的引导者和帮助者,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。ITS的应用改变了传统的教学模式,使学生的学习积极性和主动性得到了充分发挥,提高了教学效率,有助于学生智力的开发和能力的培养。ITS的当前状况如何?有哪些典型系统的应用值得研究?它的未来发展趋势怎样?这些都是人们十分关注的问题。一、ITS的概念、结构、特征与典型系统(一)ITS的概念。ITS的基本框架最初由Hartley&Sleeman(1973)提出,他们
3、认为ITS必须处理三类知识:1.领域知识,即专家模型(ExpertModel);2.学习者知识,即学生模型(StudentModel);3.教学策略的知识,即导师模型(TutorModel)。[1]这也是ITS的最初研究框架,之后的30年里,它一直成为指导ITS设计与开发的经典理论。虽然ITS的发展已有30多年,但关于什么是ITS目前国内外尚无统一的定义,不同的学者结合自己的研究实践提出了不同的看法,他们的观点分歧主要在于对ITS中“I”即智能的理解不同[2]。目前国内学者普遍接受的一个观点是认为ITS是一种借助人工智能技术,让计算机扮演教师的角色实施个别化教学,向不同需求
4、、不同特征的学习者传授知识,提供指导的适应性学习支持系统(A-daptiveLearningSystem)。[3](二)ITS的结构。ITS是一个复杂的软件系统,关于它的结构,不同的研究者也有不同的观点:有三模块说(Hartley&Sleeman等),即认为ITS由学生模型(StudentModel)、专家模型或领域知识库(Ex-pertModelorDomainKnowledgeDatabase)以及导师模型(TutorModel)三部分组成;四模块说(Woolf,Burns&Capps,Wenger,BurtonandBrown,Dede等),即在三模块说的基础上加了
5、一个人机接口模块(Intellige-ntInterface);五模块说(JosephBeck,MiaStern,andErikHaugsjaa),即在四模块说的基础上将专家模型与领域知识库独立出来。国内学者对ITS的结构比较赞同四模块说,即认为一个典型的ITS系统主要有四个组成部分:专家模型(领域知识)、学生模型、教师模型(教学策略)和智能人机接口,如图1所示[4]:专家模型(领域知识库):用于表示教学领域的相关知识,以及作为专家能够基于这些知识解决有关问题的问题求解知识。学生模型:ITS通过学生模块建立对学生的了解,通过比较学生行为与专家行为,对学生进行智能模拟,包括学
6、生的知识状态、认知特点和个性特点等。目前,已有多种学生模型的构建方法,如覆盖模型、差别模型和干扰模型等。教师模型(教学策略):其主要任务是根据一定的教学原理,选择适当的教学内容并以适当的表达形式,在适当的时候呈现给学生。该模块运行的关键系统名称开发者时间教学领域关键技术SCHOLARCarbonell1970地理学自然语言对话、语义网SOPHIEBrown,Burton&deKleer1975电子学自然语言对话MYCINShortliffe1976医学专家系统BUGGYBrown&Burton1978算术错误诊断、不正确知识LISPTutorAnderson,Farrell
7、andSauers1984LISP语言辅导认知模型、模式追踪GeometryTutorAnderson,Boyle&Yost1985几何学模式追踪PIXIESleeman1987代数诊断模型、模式追踪CIRCSIM-TutorByung-InCho,JoelA.Michael,Al1989医学自然语言对话ANATOM-TutorBeaumont1994适应性超媒体系适应性内容呈现ACLSEliot,C.andWoolf,B.1995医学情境模拟SQL-TutorMitrovic1996SQL语言辅导约束模型ADIS
