泛在学习环境下的智能教学系统设计

于延（哈尔滨师范大学，哈尔滨 150025）

泛在学习环境下的智能教学系统设计

于延
（哈尔滨师范大学，哈尔滨 150025）

本文提出了一种泛在学习环境下的智能教学系统模型。该模型将用户学习体验作为反馈输出到知识库中，使情境和知识得到更有效的融合。

泛在环境；智能教学系统；情境

近年来，智能教学系统 （ITS，Intelligent Tutoring System）一直是智能教育领域研究的热点技术。智能教学系统的最大特点是智能化地针对学习者个人提供一对一的教学情境和教学方法，它以认知科学为理论基础，综合了信息科学、人工智能科学、心理学等众多现代教育技术［1］。

1　国内外研究进展

20世纪50年代，计算机被应用到教育领域。60年代开始进入了计算机辅助教学（CAI）应用时期，70年代以后，结合人工智能技术的发展，促进了智能教学系统的研究和实现，一些学者和研究机构研发出了大量的智能教学系统实例。

20世纪90年代以后，智能教学系统技术得到充分发展和进步，研究性学习、协作型学习、移动学习、网络教学系统等方法和技术不断涌现。

我们国家智能教学系统的研究虽然起步较晚，但北京大学、清华大学、北方交通大学等高校纷纷推出自行研制的智能教学系统，对我国智能教育事业的发展起到良好作用。

2　泛在学习

泛在学习指的是无处不在的学习，是在泛在计算环境下提出的概念。泛在学习强调情境在学习过程中的重要作用，强调教学系统要有很强的情境感知能力并与学习者和情境有很强的交互功能。泛在学习的理论和方法已经成为人工智能知识管理领域非常热门和有效的方法。

泛在环境下的知识建模技术，有基于框架、规则、模型以及本体的多种形式，可以在一定程序上解决了知识的存储、表示和处理的问题，并且部分实现了知识的共享和复用［2］。

泛在环境下的知识管理技术可以采用集成情境的知识管理模型。将用户和情境当作知识的一种，与传统知识条目一起参与智能挖掘和处理［3］。

3　泛在学习环境下的智能教学系统

图　智能教学系统模型Fig.The model of intelligent tutoring system

泛在学习环境下的知识建模和知识管理都强调情境与知识本身的集成，泛在学习环境下的智能教学系统设计也不能不考虑与情境集成。如图是本文设计的泛在学习环境下智能教学系统模型。

泛在计算：也称普适计算，是一切泛在环境的基础和前提，无处不在的计算决定了无处不在的学习。

知识库：基于泛在学习环境下的知识模型，系统要把通过泛在计算环境下获取的知识、情境、用户信息形式化地存储到数据库中。包括显性知识和隐性知识。

知识挖掘推送：为了实现个性化教学环境设计，为每一个用户量身定制知识内容和情境，需要设计多样化的智能算法来检索和挖掘知识库，从而为用户推送恰当的学习内容。

教学策略提供：有了恰当的教学内容和情境，还需要恰当的教学策略保证学习者的学习效果和学习兴趣，这一层负责教学策略的挖掘和推送。

用户应用层：能为用户提供形式多样的应用界面，以满足不同用户的个性化学习要求。

在用户应用层，根据用户的学习效果和体验，要对知识库进行及时反馈和更新。因为，用户的学习行为和过程本身就是情境体验，就是知识。

4　结语

本文介绍了智能教学系统以及其发展，介绍了泛在学习环境下知识建模和管理，提出了一种泛在学习环境下的智能教学系统模型。该模型将用户学习体验作为反馈输出到知识库中，使情境和知识得到更有效的融合。

［1］ 许高攀，曾文华，黄翠兰.智能教学系统研究综述［J］.计算机应用研究，2009，（11）：4019-4022.

［2］ 于延.泛在学习环境下知识建模研究［J］.黑龙江科学，2016，（03）:116-117.

［3］ 于延.泛在学习环境下知识管理研究［J］.黑龙江科学，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

黑龙江省自然基金“泛在学习环境下集成情境的知识建模与知识管理技术研究”（F201319）；黑龙江省教育厅科技项目“基于多AGENT的智能教学系统关键技术研究”（12541247）；黑龙江省应用开发研究项目“支持情境感知的智能教学系统模型及应用研究”；哈尔滨师范大学大学生创新基金项目

于延（1976-），男，黑龙江哈尔滨人，硕士，副教授，从事智能教育与数字游戏研究。