智能教学系统的模型和知识库研究.pdf

140 计算机技术与应用进展-2006 智能教学系统的模型和知识库研究 陈坤邓贵仕 大连理工大学系统工程研究所大连116024 摘要：随着对网络教学的不断发展，智能教学系统建设的一个重要的方面一一教学知识库成为一 个重要的研究领域。本文通过对事实库和规则库的研究，并结合老师教学模型，得到了一种切实可行 的知识库的开放性的建设方案，一方面解决了知识点之问的复杂的关系，另一方面达到了对学生学习 进度和老师教学质量的控制和监督。 关键词：知识库智能教学系统事实库规则库 ：兰。 口 随着计算机和网络技术的发展，人们对知识获取的地域和时间性的限制显著减少，越来越多的人进行 网络教学活动，很多大学中学都开办了“远程教育”，但是大多数实际运作中的教学系统都是非智能化的， 填鸭式教学，将完全相同的课件呈现给参与学习的所有学生学习，因而无法实现“因人旋教”和“因人施 测”，更无法达到“建构主义”(让学生自主地去构建知识、获取知识、更新知识)的教育学思想…【4J。于 是将人工智能领域和网络教育领域结合起来，对在网上进行的自适应学习、自适应测试进行研究，实现完 全意义上的“因人施教”、“因人施测”，是十分必要的，而智能教学系统的核心就是知识库，一个好的知识 库可以提高系统的效率和效果，并从根本上决定智能教学系统的成败和质量，所以智能教学系统的知识库 建设是我们的核心任务。 2智能教学系统简介 2．1设计思想 代末)、建构主义学习与教学理论(90年代初至今)三次大的演变。建构主义学习理论是认知主义学习理 论的必威体育精装版发展，它强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信 息加工的主体、知识意义的主动建构者，而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意 义的帮助者、促进者。 2．2系统功能 通过学生多次的网上学习和测试结果的记录、统计和计算(采用模糊综合评价法)，得到学生的各个方 面的素质水平(采用国际公认的标准：识记、理解、应用、分析、综合、评价)，从而制定出该生素质和特 点的教学策略和教学方法，达到“白适应教学”，实现“因人施教”，提高教学效果。 3事实库设计 教学系统中知识点众多，各个知识点关系复杂，因而事实库的设计既要考虑各个知识点安排的合理性 也要注意各个知识点的复杂的组织关系，是知识库设计中十分关键的一个环节“1。 大多数知识点存在教学的先后关系，即一个或几个知识点是其他知识点的基础”1，同时我们也发现， 这种先后关系有一部分是跨章节的，非规则的，于是知识点的关系可以看成简单的}目状结构(如图1)。我 们要在数据库中体现这种复杂的关系，如果采用增加字段的思路(即罗列众多“前知识点”和“后知识点”)， 会造成数据库的大量冗余。 我们用以下思路体现知识点间的前后关系(如表1)。通过对知识点进行有规律的统一编号，我们可以 得到一个大体的知识关系，即(1)大知识点包括小知识点，(2)某一知识点是另一知识点的“前知识点”， 但是不是所有的关系都可以由这样的编码方案解决，所以我们设汁了“本知识点的其他基础知识点”字段， 进行补充说明。 I I l l 第章知识点 l 第二章知识点 i 第三章知识点 图1智能教学系统知识点关系图 表1数据库中知识点关系表 字段名称 本知识点编号 本知识点名称 奉知识点的其他基