隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，多媒體計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并對教育、教學(xué)過程產(chǎn)生著深刻影響。為了使教學(xué)改革能與之相適應(yīng)，需要引入先進(jìn)的教學(xué)手段，而使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)(Computer Aided Instruction, CAI)可以提供理想的教學(xué)環(huán)境，容易激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性和主動性，從而顯著提高教學(xué)效果。多媒體技術(shù)的日益發(fā)展以及與其它領(lǐng)先技術(shù)的結(jié)合，必然促進(jìn)CAI的進(jìn)一步發(fā)展。  人工智能(Artificial Intelligence,      AI)是20世紀(jì)50年代中期興起的一門新興邊緣科學(xué)，它既是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支，又是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來的綜合性學(xué)科。人工智能又稱為智能模擬，是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模仿人類的感知、思維、推理等思維活動。它研究和應(yīng)用的領(lǐng)域包括模式識別、自然語言理解與生成、專家系統(tǒng)、自動程序設(shè)計(jì)、定理證明、聯(lián)想與思維的機(jī)理、數(shù)據(jù)智能檢索等。例如，用計(jì)算機(jī)模擬人腦的部分功能進(jìn)行學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和決策；模擬醫(yī)生給病人診病的醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)；機(jī)械手與機(jī)器人的研究和應(yīng)用等。本文針對CAI的發(fā)展前景，重點(diǎn)論述人工智能技術(shù)對CAI，尤其是對智能化CAI產(chǎn)生的重大影響，并通過一個實(shí)例說明實(shí)現(xiàn)的思路與設(shè)想。 sKX%<n$  
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計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)及其現(xiàn)狀 A/U tf0{3"  
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1.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng) w^*jhvV%kW  
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計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)即利用計(jì)算機(jī)代替教師進(jìn)行教學(xué)，把教學(xué)內(nèi)容編成各種“課件”，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的程度選擇不同的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而使教學(xué)內(nèi)容多樣化、形象化，便于因材施教。如各種教學(xué)軟件、試題庫、專家系統(tǒng)等。CAI無論是在普通教育、高等教育還是在繼續(xù)教育中都扮演著重要的角色。在國外，CAI課件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于學(xué)校和家庭中，并收到了很好的效果。在我國，盡管CAI的研究起步較晚，但發(fā)展很快，自上世紀(jì)80年代起，已有一批實(shí)力雄厚的高等院校把CAI的發(fā)展列為重點(diǎn)研究課題。 JHf}LZu  
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2.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀 (!';  
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CAI的實(shí)現(xiàn)需要應(yīng)用AI技術(shù)及編制復(fù)雜的程序，如自然語言理解、知識表示、推理方法等，一些AI技術(shù)的特殊應(yīng)用成果，如代數(shù)說明、符號合成、醫(yī)療診斷及理論證明等均被應(yīng)用于CAI系統(tǒng)，以提高其智能性和實(shí)用性。 pg~`NN  
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早期絕大多數(shù)CAI課件大都使用決策理論和隨機(jī)學(xué)習(xí)的模式，它極大地簡化了學(xué)習(xí)過程的表達(dá)形式。例如早期的地質(zhì)教學(xué)系統(tǒng)(SCHOCAR)等。后來，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，CAI系統(tǒng)中添加了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為及訓(xùn)練策略，同時AI技術(shù)被應(yīng)用于建立學(xué)習(xí)顧問模塊(存放所要教課程的問題和技能)。這種方法能控制訓(xùn)練策略并給出適合學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。目前為了獲取對課程知識表示和控制的靈活性和模塊性，有些CAI系統(tǒng)還用AI技術(shù)來表示訓(xùn)練計(jì)劃和策略。例如多數(shù)程序設(shè)計(jì)語言的CAI均屬此例。 #oYX0wvl  
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到目前為止，所使用的絕大多數(shù)傳統(tǒng)的CAI都是將全部教學(xué)信息以編程方式預(yù)置于課件中，這樣的CAI課件一旦制作完成，任何較大的教學(xué)改動都會給維護(hù)工作帶來極大的不便。因此現(xiàn)有的CAI系統(tǒng)面臨許多挑戰(zhàn)，它主要存在以下幾方面的問題。  \~  
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（1）缺乏開放性 X/1Z9a+W  
不具有開放性是目前CAI課件最大的缺點(diǎn)。使用者無法對課件進(jìn)行任何修改，只能利用已有資源按設(shè)定的路線進(jìn)行教學(xué)。其弊端在于：① s8``U~D  
固定內(nèi)容的局限性使課件的適用面狹窄；② 設(shè)定的運(yùn)行路線使授課缺乏自主性；③ 授課的針對性不強(qiáng)；④ 無法利用新出現(xiàn)的資源在較高起點(diǎn)上進(jìn)行二次開發(fā)。 !qH=l-7A  
（2）缺乏人機(jī)交互能力 rr4yJ;qpeP  
現(xiàn)有CAI大多以光盤作為信息的載體，將教材中的內(nèi)容以多媒體的形式展現(xiàn)出來，教學(xué)信息是按預(yù)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供給學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者使用CAI課件學(xué)習(xí)是完全被動的。在課堂教學(xué)中，一般只能通過教師按預(yù)定的課件流程進(jìn)行操作，無論學(xué)生還是教師都不能很好地參與教與學(xué)的過程，因此人機(jī)交互沒有很好地實(shí)現(xiàn)。 )_EobE\  
（3）忽視課程本身的特點(diǎn) $gZ|=(y&r  
各門課程在教學(xué)上有不同的要求，但現(xiàn)有課件對于這些不同要求完全不予理會。例如很多課程都要涉及到大量的曲線或曲面，對有些課程來說，將這些曲線或曲面給出一個簡單的展示就足夠了，而有些課程這樣的展示不能達(dá)到教學(xué)目的的要求。例如：在講授計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中各種曲線或曲面的生成算法時，如果能在課件中直接動態(tài)地展示這些圖形的生成過程，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，無疑會使計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)更具有吸引力，從而大大提高教學(xué)效率。 ,Z%!38gGsu  
（4）缺乏教師與學(xué)生的互動 8I