多媒體智能教學(xué)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

前言

　　《多媒體智能教學(xué)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)》是周曉軍在他的博士論文的基礎(chǔ)上修訂完成的。他的博士論文完成于2001年，同年他的導(dǎo)師陳肇雄研究員和黃河燕研究員推薦他來北京語言大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院工作?！　∷诒本┱Z言大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院工作了八年。結(jié)合工作的實(shí)際，他又繼續(xù)對(duì)“智能教學(xué)系統(tǒng)”（Intelligent Tutoring system，ITS）領(lǐng)域的有關(guān)問題進(jìn)行跟蹤研究。本書融入了他多年從事教學(xué)和科研的新成果，添加了更多的相關(guān)開發(fā)實(shí)例，還豐富了一些網(wǎng)絡(luò)對(duì)外漢語教學(xué)的內(nèi)容?？梢哉f這本書是他在智能教學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期研究和實(shí)踐的結(jié)晶?！　　岸嗝襟w智能教學(xué)系統(tǒng)”是現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的研究課題，而且是一個(gè)難度大、學(xué)科多、交叉廣、技術(shù)新、發(fā)展快的前沿課題。在這樣的領(lǐng)域能夠持續(xù)追蹤、研究、實(shí)踐，八年來孜孜不倦，是很不容易的?！　∮腥祟悮v史以來，就有了教育；有了教育，也就有了教育技術(shù)。人類歷史上文字、紙張、筆墨、書本的出現(xiàn)，都曾促進(jìn)人類“教育技術(shù)”的進(jìn)步，人類文化由于教育技術(shù)的變革與進(jìn)步，得以更好地利用與傳承，這是大家都了解并公認(rèn)的?！　∧壳?，以IT技術(shù)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)（包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、光盤、互聯(lián)網(wǎng)通信、自然語言信息處理以及人工智能等相關(guān)技術(shù)）的革命，是一次人類歷史上空前廣泛而深刻的教育技術(shù)革命，這場(chǎng)革命還在進(jìn)行之中，它將會(huì)給世界和人類的社會(huì)、文化、工作、生活帶來怎樣的變化，迄今為止還是難以預(yù)料的。

內(nèi)容概要

本書提供了基于SC方法的復(fù)雜知識(shí)劃一表示方法和細(xì)粒度知識(shí)模型構(gòu)建方法，在簡(jiǎn)化知識(shí)處理難度、加速知識(shí)整理速度的同時(shí)，能守知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)化層次屬性標(biāo)注，促進(jìn)了ITS系統(tǒng)復(fù)雜知識(shí)之間廣泛語義聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)；創(chuàng)造性地提出了面向ITS的知識(shí)樹增長(zhǎng)模型，通過知識(shí)樹動(dòng)態(tài)構(gòu)建、知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和語義的映射過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生模型和教師模型動(dòng)態(tài)一體化構(gòu)建，并與動(dòng)態(tài)教學(xué)規(guī)劃和知識(shí)學(xué)習(xí)過程完全集成；系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法以及運(yùn)用軟件代理的策略，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，智能良好，系統(tǒng)的智能化功能添加或改進(jìn)更加方便；通過層次知識(shí)索引實(shí)現(xiàn)知識(shí)存儲(chǔ)與知識(shí)調(diào)用無關(guān)，在保證知識(shí)有機(jī)聯(lián)系的同時(shí)，使得知識(shí)可以動(dòng)態(tài)智能化添加和系統(tǒng)維護(hù)，保證對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的正確定位和實(shí)時(shí)診斷，便利知識(shí)智能化查詢；通過基于SC文法規(guī)則機(jī)制的智能推理方法，實(shí)現(xiàn)了啟發(fā)式的知識(shí)搜索和調(diào)用，開展教學(xué)過程的智能化控制和實(shí)現(xiàn)；開放的軟件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，便利了系統(tǒng)的擴(kuò)展；在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)規(guī)劃以及系統(tǒng)體系化開發(fā)上，運(yùn)用了機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)制和概率統(tǒng)計(jì)分析方法；通過知識(shí)內(nèi)容與知識(shí)學(xué)習(xí)無關(guān)策略保證了系統(tǒng)領(lǐng)域無關(guān)的特性，使得系統(tǒng)可以作為一個(gè)通用的開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行廣泛的多媒體智能教學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)一步研究和系列化開發(fā)。在本書的這些研究工作中，系統(tǒng)性地融合了遺傳算法的基本方法和進(jìn)化計(jì)算的設(shè)計(jì)思想，通過知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)循環(huán)和知識(shí)樹映射，促進(jìn)了系統(tǒng)的自適應(yīng)持續(xù)優(yōu)化，保證了系統(tǒng)的個(gè)別化最優(yōu)化智能教學(xué)過程。

作者簡(jiǎn)介

　　周曉軍，男，籍貫陜西，工學(xué)博士，目前在北京語言大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院工作，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橹悄芙虒W(xué)系統(tǒng)、現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等，參加多個(gè)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，參編多部學(xué)術(shù)專著。

書籍目錄

第一章　引論  1.1　ITS與相關(guān)學(xué)科研究  1.2　發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題  1.3　研究?jī)?nèi)容與選題理由  1.4　研究思路與研究特點(diǎn)第二章　研究綜述　2.1  ITS研究背景    2.1.1  CAl      2.1.2 ITS    2.1.3  智能教育網(wǎng)站與遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)　2.2　ITS的研究?jī)?nèi)容    2.2.1  概念理解    2.2.2  結(jié)構(gòu)組成    2.2.3 ITS研究的主要問題　2.3　國(guó)內(nèi)外ITS研究狀況    2.3.1  國(guó)內(nèi)外研究工作總結(jié)    2.3.2　典型系統(tǒng)介紹    2.3.3　ITS國(guó)際會(huì)議　2.4　ITS發(fā)展思考    2.4.1  計(jì)算機(jī)在教育中的應(yīng)用趨勢(shì)分析    2.4.2　ITS學(xué)科發(fā)展第三章　領(lǐng)域無關(guān)的多媒體ITS  3.1　問題的提出  3.2　研究思路和研究方法    3.2.1　機(jī)器翻譯與ITS      3.2.2　SC文法體系    3.2.3　智能多代理系統(tǒng)  3.3　基于SC文法的知識(shí)表示  3.4　系統(tǒng)智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  3.5　智能推理機(jī)制  3.6　基于sc文法的代理解釋器運(yùn)行實(shí)例  3.7　智能教學(xué)策略  3.8　智能知識(shí)組織  3.9　教學(xué)實(shí)例分析    3.9.1　知識(shí)樹和知識(shí)森林    3.9.2　知識(shí)點(diǎn)層次索引    3.9.3　知識(shí)點(diǎn)屬性標(biāo)注    3.9.4　知識(shí)樹映射    3.9.5　教學(xué)過程智能控制  3.10　結(jié)論與展望第四章　ITS開發(fā)環(huán)境  4.1　要點(diǎn)探索  4.2　平臺(tái)主要內(nèi)容介紹  4.3  系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的面向?qū)ο蟮姆椒?   4.3.1　知識(shí)點(diǎn)對(duì)象    4.3.2　知識(shí)樹類    4.3.3　教學(xué)策略對(duì)象    4.3.4　規(guī)則對(duì)象    4.3.5　情景案例對(duì)象  4.4　庫(kù)命令函數(shù)  4.5　平臺(tái)實(shí)現(xiàn)  4.6　平臺(tái)的通用性和擴(kuò)展性……第五章　學(xué)生建?！〉诹隆〗處熌Ｐ团c錯(cuò)誤診斷第七章　MIMBATS總體設(shè)計(jì)　第八章　MIMBATS領(lǐng)域?qū)＜业诰耪隆《嗝襟w智能人機(jī)接口第十章　基于VRML的網(wǎng)絡(luò)情景模擬教學(xué)第十一章　VRML常用建模方法第十二章　網(wǎng)絡(luò)協(xié)同式智能教學(xué)第十三章　國(guó)內(nèi)外部分網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)介紹第十四章　E-Chinese漢語網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第十五章　結(jié)論與展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.2 發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題　　雖然ITS系統(tǒng)由于能夠通過計(jì)算機(jī)模擬人類最優(yōu)秀教師實(shí)現(xiàn)個(gè)別化的最佳教學(xué)模式，從而被公認(rèn)為是21世紀(jì)人類教育的發(fā)展方向，有關(guān)研究文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)水平也相對(duì)成熟，計(jì)算機(jī)價(jià)格性能比直線下降，但人類社會(huì)目前將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于教育，仍然主要是基于計(jì)算機(jī)的教育（Com puter Based Instruction，CBI），即CAI或CAI的部分改進(jìn)。目前，ITS系統(tǒng)大都處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，只有極少數(shù)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)人類教育中得到運(yùn)用。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上真正意義上的ITS系統(tǒng)還微乎其微，對(duì)人們的現(xiàn)實(shí)影響還很小。這一方面是由于目前ITS的發(fā)展與人們的期望還存在較大的差距，同時(shí)也反映了ITS系統(tǒng)研究開發(fā)相對(duì)滯后的不良現(xiàn)狀。客觀分析造成這種現(xiàn)狀的原因如下：　?。?）認(rèn)知學(xué)科雖然發(fā)展很快，.取得了一些研究成果，但對(duì)人類學(xué)習(xí)機(jī)制和認(rèn)知過程的理解和解釋仍然不能完全得到解決。通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)這一高度智能化的過程，存在理論支持不足的障礙。單從ITS系統(tǒng)的研究開發(fā)角度進(jìn)行人類學(xué)習(xí)機(jī)制和認(rèn)知過程等方面的研究顯然無法實(shí)現(xiàn)?！　。?）教育軟件開發(fā)存在投資多、風(fēng)險(xiǎn)大、周期長(zhǎng)、升級(jí)快、要求高等特點(diǎn)，而ITS系統(tǒng)投資與CAI開發(fā)費(fèi)用相比，呈幾何數(shù)增長(zhǎng)，因而雖然社會(huì)上存在巨大的ITS系統(tǒng)潛在需求，但教育軟件開發(fā)商不愿去或很少?gòu)氖抡嬲饬x上的ITS系統(tǒng)的開發(fā)。由于現(xiàn)實(shí)ITS產(chǎn)品很少，廣大用戶關(guān)于ITS系統(tǒng)的概念不多，客觀上造成了現(xiàn)實(shí)教育軟件在技術(shù)上還沒有真正發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)?！　。?）ITS系統(tǒng)研究開發(fā)需要計(jì)算機(jī)界和教育界等多方面的合作。由于跨領(lǐng)域、跨行業(yè)合作困難，同時(shí)又沒有便于教育專家和優(yōu)秀教師使用并藉以實(shí)現(xiàn)其先進(jìn)教育思想和教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)平臺(tái)，造成教育軟件在形式上、技術(shù)上堆砌的成分太多以及內(nèi)容欠缺、先進(jìn)的教學(xué)思想缺乏的不良現(xiàn)狀，使產(chǎn)品更新?lián)Q代難，生命力和擴(kuò)展性相對(duì)較差。

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