中国教育

　　自从１９５９年美国ＩＢＭ公司研制成功世界上第一个计算机辅助教学系统，从而宣告人类开始进入计算机教育应用时代以来，计算机辅助教学的理论基础经历了行为主义学习理论（６０年代初至７０年代末）、认知主义学习理论（７０年代末至８０年代末）、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最新发展，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。这个阶段被认为是ＣＡＩ理论发展的成熟阶段。

　　ＣＡＩ技术的发展

　　受计算机技术、认知学、教育学发展的制约，ＣＡＩ课件的实现技术大大落后于ＣＡＩ理论的发展。目前比较成熟并占领市场的仍是基于行为主义学习理论的ＣＡＩ课件系统。这种课件的形式为大家所熟悉，它们共同的技术特点是基于框面，采用小步骤的分支式程序设计，学生作为软件的使用者，被动地接受知识的灌输。

　　下面本文分别介绍基于认知主义学习理论和建构主义学习理论的ＣＡＩ课件系统。

　　智能ＣＡＩ（ＩＣＡＩ）

　　智能计算机辅助教学（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ———ＩＣＡＩ）以认知学为理论基础，将人工智能技术应用于ＣＡＩ，是智能化的ＣＡＩ。

　　ＩＣＡＩ将教学内容与教学策略分开，根据学生的认知模型提供的信息，通过智能系统的搜索与推理，动态生成适合于个别化教学的内容与策略；通过智能诊断机制判断学生的学习水平，分析学生产生错误的原因，同时向学生提出更改建议、以及进一步学习内容的建议；通过对全体学生出现的错误分布统计，智能诊断机制将向教师提供教学重点、方式、测试重点、题型的建议；为教师提供友好的教学内容、测试内容维护界面，无需改变软件的结构即可调整教学策略；通过对学生认知模型、教学内容、测试结果的智能分析，向教学督导人员提供对任课教师教学业绩评价的参考意见。可以说，一个理想、完美的ＩＣＡＩ系统就是一个自主、优秀的“教师”。

　　以现有的科学技术水平而言，短时期内显然无法实现具备上述全部功能的ＩＣＡＩ系统。一般认为，只要具有下列一个或几个特征的ＣＡＩ系统就可以称之为ＩＣＡＩ系统。

　　１、能自动生成各种问题与练习；

　　２、根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习内容和进度；

　　３、在了解教学内容的基础上自动解决问题，生成解答；

　　４、具有自然语言生成与理解能力，以便实现比较自由的教学问答系统，提高人机交互的主动性；

　　５、对教学内容有解释咨询能力；

　　６、能诊断学生错误，分析原因并采取纠正措施；

　　７、能评价学生的学习行为；

　　８、能评价教师的教学行为。

　　不难看出，ＩＣＡＩ与传统的ＣＡＩ相比，更加符合教育教学的规律，切合学生的认知习惯，具有明显的优越性。

　　网络ＣＡＩ（ＮＢＣＡＩ）

　　网络ＣＡＩ（ＮｅｔｗｏｒｋＢａｓｅｄＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＩｎｓｔｒｕｃ—ｔｉｏｎ———ＮＢＣＡＩ）是学生和教师通过计算机网络进行课程内容的学习、讲授、练习和测试。网络ＣＡＩ的实现主要有两种：基于ＷＷＷ的ＣＡＩ和基于Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ的ＣＡＩ。

　　基于ＷＷＷ的ＣＡＩ是教师将教学内容制成超文本文件，发布到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或Ｉｎｔｒａｎｅｔ的ＷＷＷ服务器上，学生通过使用ＷＷＷ浏览器，登录到相应的网站以实现远程教学（ＤｉｓｔａｎｃｅＬｅａｒｎｉｎｇ）内容的学习。它的主要优点是不受地域的限制，能够方便地做到资源共享。缺点是速度慢，缺乏智能性。

　　基于Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ的ＣＡＩ是教师和学生通过各自的客户端软件，组织教学内容和学习课程知识。其优点是功能开发灵活方便、软件运行速度快和易于研制ＩＣＡＩ。但不足之处是Ｃｌｉｅｎｔ端计算机应装有特定的Ｃｌｉｅｎｔ端软件。

　　近年来，随着网络技术的日臻成熟，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ以前所未有的速度延伸，具有较高传输速率的校园网与企业内部Ｉｎｔｒａｎｅｔ的普遍建立，使网络ＣＡＩ成为研究的热点。国内外一些著名的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ站点纷纷设立网络学校，接受学生的注册或非注册的学习。在著名搜索引擎Ｙａ—ｈｏｏ的ｈｔｔｐ：／／ｄｉｒ．ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ／Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ／Ｄｉｓｔａｎｃｅ＿Ｌｅａｒｎｉｎｇ／下，列出了近百个提供此种服务的网站地址。

　　ＣＡＩ技术的新动态

　　ＣＡＩ在沿着智能化与网络化两大趋势发展的同时，在国外又有了新的进展，即将协同学习（ＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＬｅａｒｎｉｎｇ）的概念引入ＣＡＩ。协同学习是指多个用户使用同一个系统，对某个问题在互相帮助的前提下进行研究。对单个用户而言，他能在借鉴系统其余用户解决问题的思想基础上，提出自己的解决方案。对于用户提出的错误方案，系统会按一定的诊断机制指出问题的所在，以及弥补缺陷的方法。在网络环境下使用协同方式进行学习的一个代表是由日本人建造的ＣＡＭＥＬＯＴ。

　　现有ＣＡＩ的主要不足

　　我们从江苏省镇江市连邦软件专卖店，以及山东双信正版软件专卖店在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上提供的有关ＣＡＩ软件的销售信息中，共查找到８３种处于销售状态的ＣＡＩ软件，分析其说明后得到如下表的统计结果：

　　表：ＣＡＩ软件市场的组成

　　单机环境网络环境使用超媒体

　　９７．６％２．４％６％具有智能有教师参与有督导参与０％１．２％０％

　　通过以上资料不难看出，在市场上占绝对统治地位的是单机环境下运行的ＣＡＩ软件，这类软件大多以光盘作为信息的载体，将教材中的内容以多媒体的形式展现出来，个别的具备题库功能。通过以上对ＣＡＩ市场调查结果的分析，我们认为现有的ＣＡＩ软件存在着以下几点不足：

　　１、缺乏网络支持现有的绝大多数ＣＡＩ课件是被刻录在光盘上，在单机环境下运行，无法利用网络在知识更新上方便与快捷的优势。这样的ＣＡＩ课件一旦生产完成就再也无法对教学的内容进行更新和维护，因而是没有生命力的，将随着时间的发展而逐步被淘汰。

　　２、缺乏智能性缺乏智能性的ＣＡＩ课件系统，因为无法按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容，也就无法达到教育学所要求的个别化教学和启发式教学。

　　３、缺乏教师的参与现有的ＣＡＩ课件系统在售出后，如何操作、如何进行学习都是学生自己的事。教师完全不了解学生的情况，学生在碰到问题时，也不能向教师求助，师生之间根本没有交流。这使得软件的适应性很差。

　　４、缺乏督导人员的监督现有的ＣＡＩ始终被作为是一种辅助教学的方式，而不是一种独立的教学手段，在很大程度上是因为缺乏必要的监督与制约机制。没有监督与制约的教学体制，当然不会得到教育部门和社会的认可。

　　智能ＣＡＩ展望

　　基于网络环境的智能计算机辅助教学系统（ＮｅｔｗｏｒｋＢａｓｅｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ———ＮＢＩＣＡＩ），是网络ＣＡＩ与智能ＣＡＩ相互取长补短，以有机方式构建的一个新系统工程。

　　在ＮＢＩＣＡＩ系统中，学生通过使用学生机房或是家中的计算机可以登录到ＮＢＩＣＡＩ的Ｓｅｒｖｅｒ端，ＮＢＩＣＡＩ会按其不同的认知水平为其准备不同难度的教学内容。完成学习时，系统通过各自适应的测试（ＣＡＴ）确定学生新的认知水平，作为其下一次登录学习时为其准备学习内容的依据，并向学生提出进一步安排学习内容的建议。学生在学习过程中可以实时地与其他在线的学习者进行讨论，并可通过ｅ－ｍａｉｌ的形式与教师进行交流。

　　教师使用自己的计算机，在教研室或家中登录到ＮＢＩＣＡＩ的Ｓｅｒｖｅｒ端，检查学生的学习进度，学习情况。并依据学生的实际情况，有针对性地对教学内容、测试内容进行更新。

　　督导人员在教务机构通过计算机连到ＮＢＩ—ＣＡＩ的Ｓｅｒｖｅｒ端，对教学过程进行监督，对教学效果按一定的教育统计学规则进行评价。

　　针对传统ＣＡＩ的发展趋势与不足，和对ＮＢＩＣＡＩ的分析，我认为ＣＡＩ的生命力与发展方向在于网络化与智能化。传统的基于行为主义学习理论的ＣＡＩ课件将逐步退出市场，代之以基于建构主义学习与教学理论的ＮＢＩＣＡＩ课件。（江苏王昌达）