运用网络智能教学系统 促进中小学个性化教学发展.doc

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1、运用网络智能教学系统 促进中小学个性化教学发展摘要：本文在研究了智能教学系统理论和实践的基础上，创新性地提出了智能网络化课堂教学这种溶合网络智能教学系统和传统教学方式优点的新型教学方式，旨在我国人口众多而又教育资源缺乏的情况下实行更有效率的个性化教学。关键词：智能教学系统，网络化课堂教学，智能网络化课堂教学Keywords：Intelligent Tutoring System (ITS), Network Class, Intelligent Network Class1 智能教学系统简述1.1 智能教学系统定义智能教学系统(Intelligent Tutoring System，简称ITS

2、)是一种新兴的辅助教学方式。一般来说，智能教学系统是将人工智能技术引入到计算机辅助教学中，能根据学生的认知能力、心理特征实施个性化教学的系统，是人工智能技术和计算机技术实现最佳教学方式的系统1。系统应达到两方面的要求：用计算机模拟优秀的人类教师进行教学；计算机必须在某些方面具有超越人类教师的教学能力。智能教学系统所实现的教学方式非常注重个性化教学。而所谓智能教学(intelligent tutoring)，就要求计算机系统能够提供个性化的、因人而异的有效教学。为了能够实施有效的教学，智能教学系统必须做到三懂：懂知识、懂学生、懂如何教。具体地说，智能教学系统必须具备教学领域专家所具有的知识，能通

3、过一系列的交互而去了解并记忆学生的知识现状和心理特征、学习能力等，以及知道如何组织教学内容。1.2 网络智能教学系统的主要优点智能教学系统有单机版的和网络版的，本文所讨论的智能教学系统主要是指网络版的。目前，网络智能教学系统主要应用在远程网络教学中，网络智能教学系统具有以下优点：（1）个性化、智能化教学：智能教学系统可以允许学生自行控制学习进度，能根据学生当前的知识水平提供难度适宜的学习材料，能根据不同的学生特性提供不同风格、不同类型、不同教学方法的学习材料，从而实现个性化教学。（2）交互性强：智能教学系统的教学过程是在学生与计算机之间频繁的直接对话活动下进行的。系统具有自然语言的理解能力，从

4、而能理解学生意图，培养学生的控制和参与能力，提高学生学习的主动性和积极性；同时系统利用反馈信息，调整教学的广度和深度；改变了传统教育中学生处于被动和从属的地位。（3）科学性强：表现在系统拥有来自专家的全面知识，同时又可以更佳的组织方式呈现给学生，可以避免因教师个人条件限制而带来的教学水平差异。系统可以动画、视频、图片、文字等媒体形式向学生讲授知识，能克服某些科学规律难以呈现和不便在课堂讲授的困难，增强了学生学习环境的科学性。（4）教育资源共享性好，学习不受时空的限制：呈现在网络上的教育资源不再局限于某一学校或个人，教育不再受时间和空间的限制，使得更多的人能获得教育的机会，促进了教育的开放性。（

5、5）能自动生成各种问题与练习，能评价学生的学习行为：作业和考试系统使学生拥有众多的练习机会；学生在系统上的表现：学习时间、答题状况、点击顺序都在一定程度上反映了学生的学习态度和学习能力，从而教师可以根据这些评价的行为监控学生的学习效果。（6）能自动解答问题：系统设置了答疑系统，能根据学生提出的问题自动回答。（7）能诊断学生的错误：系统可以根据学生的错题和知识点的语义网络，分析的学生的错误原因，能对学生及时纠正和提高。（8）科学地复习策略：能根据遗忘规律和学生学习的薄弱环节对学生给予复习提示，使得学生能及时得到巩固和提高。2 应用于网络化课堂的智能教学系统2.1 基础教育与智能教学系统既然网络智

6、能教学系统有这么多的优点，大家自然会想到：网络智能教学系统能否应用于教育的最重要领域-基础教育的传统教学方式中？如何实现两者的有机整合？我们认为，不论是现在还是将来，远程网络教学都无法完全取代传统教育方式，特别是在基础教育中。远程网络教学中师生、生生之间交流较差，缺乏教师的参与，使得学习过程都是学生自己的事，教师对学生了解程度较低。系统的决策能力和应变能力不如传统方式的强，对学生出错的诊断能力水平也比不上传统教学方式。在学生管理、学习监督、教学评价等方面远程教学系统还存在不少问题。更为重要的是，传统教学方式对培养学生的与人相处能力、协作能力、交流能力，提高学生的道德水准，塑造学生的健康人格等具

7、有远程教学系统无法比拟的优势。而塑造健康的人格，培养社会主义合格的公民才是基础教育最重要的目的，甚至重要过科学知识的传授。而在传统教育方式中，班级容量往往很大，在大城市中班级容量更大，造成教师课堂上没有足够的精力和时间去关注每一位学生，只能采取折中办法使教学内容适合中等程度的学生，更有些学校为了重点率而将教学对准少部分尖子生，无法面对全体，无法实行个别化教学，造成学生学习差异的拉大。同时，大班容量造成课堂上师生互动不畅，交流不充分，反馈不及时。很多“差生”就是在这种方式下形成的。我国著名的基础教育家魏书生曾说过，所谓“差生”，并不是学生本身差，而是因为没有得到适合其特点的教育教学方式。国家教育

8、部已经意识到我国的基础教育存在不少问题，所以制定了新课程标准以推行素质教育，素质教育的精髓是“因材施教，提升素质”。事实上，在大班体制下，采用常规教学方式根本就不可能实行“因材施教”。欧美发达国家解决这个问题的办法是采用“小班授课制”，一个班只有1522个学生。由于人数少，教师能根据每个学生的特点，制定相应的教育策略，从而达到个别化教育，因材施教。这也就不难解释为什么国外“大众化”高等教育培养出来的大学生素质却强过我国“精英化”高等教育培养出来的大学生了。而我国人口众多，完全照搬国外经验是不可行的，国家没有那么大的财力去建设那么多教育资源。而“素质教育、因材施教”是迫不容缓的。这个时候，我们想

9、到了智能教学系统。智能教学系统的智能化、个性化的优势正是解决困绕我国基础教育界的长期问题的一个重要解决办法。因此，我们将网络智能教学系统和传统教学方式整合在一起不仅仅是非常有必要的，而且是非常迫切的。整合的方式应该是有机的，是为提高教学的效率和质量而整合，是为素质教育实行因材施教而整合的，决不是教学资源的堆积或教学的简单重复。2.2 网络化课堂教学事实上，虽然网络远程教育已经开展很长一段时间了，但网络远程教学和传统教学方式的结合的研究在教育界依然处于基础阶段，提到最多的是教师授课过程中将网络上的一些教学资源呈现给学生，以加深学生的印象。此外，让学生在网络上查找教学资源，进行学习和探究也是目前教

10、育界研究的一个重点。目前，教育界将网络教学和传统教学方式整合定义为：网络化课堂教学。教育信息化和教育改革一书给“网络化课堂教学”下的定义是：“网络化课堂教学是信息技术与传统教学整合而产生的新的现代课堂教学形式，其教学活动是在课堂与网络的双重环境下，以学生为主体，教师为主导的理念下进行的。”由此可以看出，网络化课堂教学既不同于传统课堂教学，也不同于网络教学，它吸纳了传统课堂教学与网络教学的优势，形成了一种更趋完美的教学模式。2.3 智能网络化课堂教学网络化课堂教学虽然已经将网络远程教学和传统教学方式整合起来了，也取得了一定的成果，但不可否认，目前的整合处于初级阶段，更多的是教育资源的简单利用。而

11、且，如果是让学生太多的自行查找网络资源，也容易让学生迷航。智能教学系统具有智能化、个性化的特点，而且它集成了专家的知识，拥有丰富的教学资源，方便学生查找和使用。如果将智能教学系统应用于网络化课堂教学，那么必将对目前网络化课堂教学研究推进一大步。为了区别于以前的网络化课堂教学模式，我们采用一个新的名词来表示智能教学系统和传统教学整合模式智能网络化课堂教学。2.4 智能网络化课堂教学模式的大胆革新创建智能网络化课堂教学模式最重要的目的是为了解决传统教学中无法解决的个别化教学问题，如果还是象以前那样只是简单地在课堂教学中呈现一下智能教学系统的资源，对于解决问题意义不大。所以，我们要大张旗鼓地改革，只

12、要改革能促进学生身心地发展，符合教育发展的规律，能推动社会的进步，我们就要大胆地革新。我们设想的智能网络化课堂的教学模式是这样的：（1）创建具备高度个性化学习特征的智能教学系统，将丰富的、相关的教学资源集成在系统中，这是进行智能网络化课堂教学的基础。（2）知识点的学习阶段：知识点的初步学习时不仅可以让学生在课余时间利用家里的电脑的进行学习，还可以在日常教学时间内安排全班学生到学校电脑室进行学习。在电脑室进行学习时，教师不再以“讲”为主，而是以指导为主。提出学习目标，学生以分组或自学的方式对智能教学系统的知识点进行学习，教师对有疑惑的学生进行个别指导。由于智能教学系统本身具有个性化教学特征，能根

13、据学生的认知能力和心理特征选择不同难度的内容进行教学，而且具有智能答疑系统，可以解决学生的不少问题。再加上教师的个别指导，那么即使在大容量班级情况下，也能使每个学生得到适合自身特点的教学，从而做到因材施教。（4）知识点的答疑阶段：知识点的答疑阶段是指学生已经对知识点进行了初步学习，但可能还有疑问。此阶段可以安排在普通教室里进行。教师可以先对各种常见问题进行统一讲评，然后再对学生的疑难问题进行个别讲解或通过学生的协作解决问题。待添加的隐藏文字内容3（5）作业和测试阶段：作业和测试应彻底抛弃掉传统教学模式中使用纸张作业本和试卷的模式，使用智能教学系统的作业和测试系统，科学组卷，在电脑上测试、评分并

14、查看学生的答题情况。智能教学系统具有强大的诊断纠错能力，可以对学生的错误分析，呈现正确的解决方式，提供适当的复习提示，促进学生提高。作业和考试系统对试题的统计分析功能方便让教师了解学生的整体答题情况，并对教学策略作出相应地调整。在此阶段需要注意的一个问题是，由于作业和测试系统可以轻松的出卷组卷，教师不可因此就加大学生的作业量，增加学生负担。此外，作业和测试应注意主观题和客观题的适当组合，以考察学生各方面的能力。（6）复习巩固阶段：复习巩固阶段建议学习在系统的提示下进行复习。2.5 智能网络化课堂教学实施的关键基于对智能网络化课堂教学的模式和特征分析，实施智能网络化课堂教学的关键有三点：（1）教

15、育主管部门和教师必须转变教学观念：观念的转变关系到素质教育能否成功的最关键之处。素质教育需要的是提高学生的能力和素质，需要提高学生的信息化素养。不能再采用过去的分数至上，上线率至上方式教学。（2）软件基础：目前网络智能教学系统并不多见，实施的教学效果也还未尽如意，教学资源的数量和质量都需要进一步提高。在这一点上，我们广大教育工作者、学校、教育主管部门和教育科研机构需要作进一步的努力。（3）完善硬件基础：事实上，目前在深圳的家庭中90%以上拥有电脑，而且基本上拥有电脑的家庭都联网了。100%的深圳中小学拥有多个网络教室，但是目前利用率较底，智能网络化课堂的实施，正好可以将这些设施充分利用起来。3 结束语目前全国中小学都在探讨新课改的教法和学法，各级教育主管部门和广大教育工作者都在努力寻找提高教师和学生素质的方法，而智能教学系统正是可以帮助我们正确实施新课改、提高师生素质的重要工具。因此，运用智能教学系统，实施智能网络化课堂教学，对推动中小学个性化教学，实施素质教育将会是一个暂新的途径，一个值得期待的途径。【参考文献】1 宋云娴，白鹏. 智能教学系统设计与实现. 电子工业出版社，2002.【作者简介】本文作者任教于深圳市沙头角中学，复旦大学软件工程硕士。硕士毕业论文基于个性化学习的网络智能教学系统深获导师、评委的好评。Email：zhengweiying 。