泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于延（哈爾濱師范大學(xué)，哈爾濱 150025）

泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于延
（哈爾濱師范大學(xué)，哈爾濱 150025）

本文提出了一種泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)模型。該模型將用戶學(xué)習(xí)體驗(yàn)作為反饋輸出到知識(shí)庫中，使情境和知識(shí)得到更有效的融合。

泛在環(huán)境；智能教學(xué)系統(tǒng)；情境

近年來，智能教學(xué)系統(tǒng) （ITS，Intelligent Tutoring System）一直是智能教育領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)技術(shù)。智能教學(xué)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是智能化地針對學(xué)習(xí)者個(gè)人提供一對一的教學(xué)情境和教學(xué)方法，它以認(rèn)知科學(xué)為理論基礎(chǔ)，綜合了信息科學(xué)、人工智能科學(xué)、心理學(xué)等眾多現(xiàn)代教育技術(shù)［1］。

1　國內(nèi)外研究進(jìn)展

20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)被應(yīng)用到教育領(lǐng)域。60年代開始進(jìn)入了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）應(yīng)用時(shí)期，70年代以后，結(jié)合人工智能技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了智能教學(xué)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)，一些學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)研發(fā)出了大量的智能教學(xué)系統(tǒng)實(shí)例。

20世紀(jì)90年代以后，智能教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)得到充分發(fā)展和進(jìn)步，研究性學(xué)習(xí)、協(xié)作型學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)等方法和技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

我們國家智能教學(xué)系統(tǒng)的研究雖然起步較晚，但北京大學(xué)、清華大學(xué)、北方交通大學(xué)等高校紛紛推出自行研制的智能教學(xué)系統(tǒng)，對我國智能教育事業(yè)的發(fā)展起到良好作用。

2　泛在學(xué)習(xí)

泛在學(xué)習(xí)指的是無處不在的學(xué)習(xí)，是在泛在計(jì)算環(huán)境下提出的概念。泛在學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)情境在學(xué)習(xí)過程中的重要作用，強(qiáng)調(diào)教學(xué)系統(tǒng)要有很強(qiáng)的情境感知能力并與學(xué)習(xí)者和情境有很強(qiáng)的交互功能。泛在學(xué)習(xí)的理論和方法已經(jīng)成為人工智能知識(shí)管理領(lǐng)域非常熱門和有效的方法。

泛在環(huán)境下的知識(shí)建模技術(shù)，有基于框架、規(guī)則、模型以及本體的多種形式，可以在一定程序上解決了知識(shí)的存儲(chǔ)、表示和處理的問題，并且部分實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的共享和復(fù)用［2］。

泛在環(huán)境下的知識(shí)管理技術(shù)可以采用集成情境的知識(shí)管理模型。將用戶和情境當(dāng)作知識(shí)的一種，與傳統(tǒng)知識(shí)條目一起參與智能挖掘和處理［3］。

3　泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)

圖　智能教學(xué)系統(tǒng)模型Fig.The model of intelligent tutoring system

泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的知識(shí)建模和知識(shí)管理都強(qiáng)調(diào)情境與知識(shí)本身的集成，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也不能不考慮與情境集成。如圖是本文設(shè)計(jì)的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下智能教學(xué)系統(tǒng)模型。

泛在計(jì)算：也稱普適計(jì)算，是一切泛在環(huán)境的基礎(chǔ)和前提，無處不在的計(jì)算決定了無處不在的學(xué)習(xí)。

知識(shí)庫：基于泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的知識(shí)模型，系統(tǒng)要把通過泛在計(jì)算環(huán)境下獲取的知識(shí)、情境、用戶信息形式化地存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。包括顯性知識(shí)和隱性知識(shí)。

知識(shí)挖掘推送：為了實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)，為每一個(gè)用戶量身定制知識(shí)內(nèi)容和情境，需要設(shè)計(jì)多樣化的智能算法來檢索和挖掘知識(shí)庫，從而為用戶推送恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)內(nèi)容。

教學(xué)策略提供：有了恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和情境，還需要恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略保證學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣，這一層負(fù)責(zé)教學(xué)策略的挖掘和推送。

用戶應(yīng)用層：能為用戶提供形式多樣的應(yīng)用界面，以滿足不同用戶的個(gè)性化學(xué)習(xí)要求。

在用戶應(yīng)用層，根據(jù)用戶的學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)，要對知識(shí)庫進(jìn)行及時(shí)反饋和更新。因?yàn)椋脩舻膶W(xué)習(xí)行為和過程本身就是情境體驗(yàn)，就是知識(shí)。

4　結(jié)語

本文介紹了智能教學(xué)系統(tǒng)以及其發(fā)展，介紹了泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下知識(shí)建模和管理，提出了一種泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的智能教學(xué)系統(tǒng)模型。該模型將用戶學(xué)習(xí)體驗(yàn)作為反饋輸出到知識(shí)庫中，使情境和知識(shí)得到更有效的融合。

［1］ 許高攀，曾文華，黃翠蘭.智能教學(xué)系統(tǒng)研究綜述［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2009，（11）：4019-4022.

［2］ 于延.泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下知識(shí)建模研究［J］.黑龍江科學(xué)，2016，（03）:116-117.

［3］ 于延.泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下知識(shí)管理研究［J］.黑龍江科學(xué)，2016，（04）:90-91.

The design of intelligent teaching system in ubiquitous learning environment

YUYan
（Harbin Normal University，Harbin 150025，China）

This paper presented a model of intelligent tutoring system in ubiquitous learning environment.The model can be used as feedback output tothe knowledge base，which makes the situation and knowledge more efficient.

Ubiquitous environment；ITS；Situation

TP312

A

1674-8646（2016）10-0150-02

2016-01-12

黑龍江省自然基金“泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下集成情境的知識(shí)建模與知識(shí)管理技術(shù)研究”（F201319）；黑龍江省教育廳科技項(xiàng)目“基于多AGENT的智能教學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”（12541247）；黑龍江省應(yīng)用開發(fā)研究項(xiàng)目“支持情境感知的智能教學(xué)系統(tǒng)模型及應(yīng)用研究”；哈爾濱師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目

于延（1976-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，副教授，從事智能教育與數(shù)字游戲研究。