[自然科学]第六章 人工智能教育 第二节 人工智能教育应用

人工智能教育对于 信息素养培育的重要作用

对多种思维方式的培养和信息素养的综合锻炼
结构化问题的解决：程式化的解决方法 非结构化、半结构化问题的解决：知识＋推理

体验人类专家解决复杂问题的思路，提高学生的逻辑思 维能力
Jonassen认为：那些自行设计专家系统的学生将会在这种活动 中受益匪浅，因为这是一个对所学知识进行深度加工的过程。

了解信息技术发展的前沿，激发对信息技术未来的追求

它将信息检索从目前基于关键词层面提高到基 于知识（或概念）层面，对知识有一定的理解 与处理能力，能够实现分词技术、同义词技术、 概念搜索、短语识别以及机器翻译技术等。智 能搜索引擎允许网民采用自然语言进行信息的 检索，为他们提供更方便、更确切的搜索服务。 这类搜索引擎的代表有：尤里卡、问一问、 21ilink、孙悟空、悠游等；国外代表：Ask jeeves、Google等。
同理，“AI的教育应用”包括： 1. 学习AI(Learn about AI)
把人工智能作为学习对象，内容包括人工智能的基础知识、基本技能及其对社 会的影响等。
2.
用AI学习(Learn with AI)
学生把人工智能技术与工具作为学习工具，主要包括用人工智能来处理信息。
例：智能搜索引擎
3. 从AI学习(Learn from AI) 教师把人工智能作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、辅助备课、
（3）教师模块（教学模块）


任务:与学生进行交流并为他们选择合适的问题，对答 案进行评价，对学生请求给予帮助并给出解决问题的 方法和手段，必须包括自然语言识别、教学方式及课 程内容的知识。 教学策略


基于诊断模块的教学策略：通过评价学生的答案来判断学生 的理解力，在通过程序反馈来告诉学生用错了哪些知识和遗 漏了哪些该用的知识。 测验学习者已有知识程度策略。 辅导式教学策略：鼓励学生执行一些像游戏一样具有积极性 的教学程序，从中培养学生获取知识和解决问题的能力。
第六章 人工智能与教育
第二节 人工智能教育应用
学习要点掌

了解教育技术中的AI领域 掌握智能导师系统的构成 了解智能答疑系统与教学自动化系统 掌握智能代理的概念、特点及其应用
一、教育技术中的AI领域

1. 2. 3.

从应用对象看，“计算机的教育应用”包括（3L）：
学习计算机 (Learn about computer)； 用计算机学习(Learn with computer)； 从计算机学习(Learn from computer)。
3.智能导师系统实例

（1）AEDLE智能导师 （2）Z＋Z智能教学系统
（1） ADELE
ADELE
Agent for Distance Education－Light Edition



作者：美国南加利福尼亚大学信息科学学院 功能：临床医学诊断的教学 由模拟角色、解释引擎、会话管理器三部分组成，可以利用因特 网进行远程教学。 基于病例的临床诊断： 系统向学生提供某一特殊的医学条件和病例，让学生通过 练习和ADELE系统适当的引导来学习临床医学知识。

2.ITS的模块



系统试图传授给学生的知识，代 表了专家的智能； 了解每个学生的学习能力、认知 特点和当前知识水平； 能根据学生的特点选择最适当的 教学内容和教学方法，并可对学 生进行针对性的个别指导； 能理解人类自然语言的人机接口 模块。
——专家模块 ——学生模型 ——教师模型 ——智能界面
（1）专家系统模块

知识类型:

陈述型知识 程序型知识 元知识

基本功能： 能理解自然语言，允许用自然语言提出各种询问 具有较强的联想能力，能根据对需求的大致描述找到有 关知识 具有推理能力，能根据存储的知识，演绎出所需的答案 具有较强的知识获取能力，并具有自学功能

关键：使智能系统具有专家知识，或说使教学专家与 计算机进行“知识交流”(这个过程称为知识处理)。
张剑平主编 教育科学出版社 2004
•高中人工智能教材的比较研究
第1章 初识人工智能 1.1 什么是人工智能 1.2 人工智能可以为我们做什么 第2章 了解人工智能语言 2.1 了解Prolog 2.2 使用Prolog 2.3 人工智能语言 第3章 用计算机表示知识 3.1 知识及其类型 3.2 知识表示入门 3.3 知识表示的常用方法 第4章 用计算机推理 4.1 什么是专家系统 4.2 专家系统如何工作 4.3 如何开发专家系统 第5章 用智能搜索解决问题 5.1 可以通过搜索求解的问题 5.2 穷举式搜索 5.3 启发式搜索与博弈 第六章 人工智能的发展与未来 6.1 人工智能的发展 6.2 人工智能的未来
二、人工智能教育义：是借助人工智能技术，让计算机扮演教 师的角色实施个别化教学，向不同需求、不同特 征的学习者传授知识、提供指导的一种适应性学 习支持系统。 就本质上看，以下系统是相同的：
1. 2. 3. 4.

ITS，Intelligent Tutoring System ICAI,Intelligent Computer-Assisted System IIS，Intelligent Instruction System AIS，Adaptive Instructional Systems
管理教学等工作。
高中《信息技术 》新课程的构成 信息技术基础
信息获取 信息加工与表达 信息资源管理 信息技术与社会
必修（2学分）:
选修(2+X学分):
1
2
3
4
5
算 法 与 程 序 设 计
多 媒 体 技 术 应 用
网 络 技 术 应 用
数 据 管 理 技 术
人 工 智 能 初 步
高中教材:
《人工智能初步》

知识处理包括知识表示、 知识获取和知识管理三个过程。 知识表示形式： 语义网络可用来表示事实性知识 产生式规则用来表示技能知识和建立解决方法的模块 问题解答法则表达课程知识 混合知识表达法表达课程内容并回答学生提问和评价答案的 正确性
（2）学生模块

任务：存储学生对所教课程内容的理解能力， 建立目的是对学生的错误及其解答问题的策略 进行分析，使教学模块能指出错误的原因并给 出正确的解题方法，从而提高学生的知识及能 力。