1、毕业论文姓名：学号：专业：班级：指导老师：教学软件中的人工智能方法摘要介绍了计算机教学软件应用现状，分析了现代教育技术与传统教育模式的各自特点，探讨了 CAI 的实现原理及利用 CAI 对教学的改进方案，并对智能计算机教学软件进行了详细讨论，最后说明了将计算机技术、人工智能技术与网络技术运用于教学中的必然性，必要性。关键词：教学软件； 人工智能； 研究The method of artificial intelligence in teaching softwareAbstractIntroduces the computer teaching status quo of the applic
2、ation software, the paper analyzes the characteristics of modern education technology and the traditional education mode, discusses the implementation principle of CAI and to take advantage of CAI teaching improvement scheme, and the intelligent computer teaching software are discussed in detail, fi
3、nally explains the computer technology, artificial intelligence technology and network technology used in teaching the inevitability, necessity。Key words：Teaching software ；Artificial intelligence； research目 录第 1 章 引言第二章 教学软件的发展2.1 什么是教学软件 2.2 教学软件的特点2.3 教学软件与教学课件的区别 2.4 教学软件在教学中的发展现状2.4.1 教学软件在教学中的
4、优势2.4.2 教学软件在教学中存在的问题第 3 章 人工智能的发展 3.1 什么是人工智能3.2 人工智能的发展史3.3 人工智能的应用领域第 4 章 教学软件与人工智能的结合4.1 教学软件中的人工智能发展趋势4.2 教学软件中的人工智能方法应用于课堂的优缺点及意义。4.3 教学软件中的人工智能方法应用模式4.4 应着重解决的几个问题结束语致谢 参考文献 附录 名词术语及缩略词第 1 章 引言随着现代信息的飞速发展，多媒体计算机在教育教学领域得到了广泛应用，并对教育、教学过程产生着深刻影响。为了使教学改革能与之相适应，需要引入先进的教学手段，而教学软件的人工智能开发和运用显得格外重要，以提
5、供理想的教学环境和教学方法，激发学习者的学习积极性和主动性，从而显著提高教学效果。计算机信息技术的日益发展以及与其它领先技术的结合，必然促进人工智能的进一步发展。人工智能是 20 世纪 50 年代中期兴起的一门新兴边缘科学，它既是计算机科学的一个分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性学科。人工智能又称为智能模拟，是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模式识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习
6、、推理、联想和决策；模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。第 2 章 教学软件的发展过程2.1 什么是教学软件？教学软件是一种根据教学目标设计，表现特定的教学内容，反映一定教学策略的计算机教学程序，它可以用来存贮、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作，并对学生的学习作出评价的教学媒体。2.2 教学软件的特点1、图、文、声像并茂，激发学生学习兴趣。多媒体教学软件由文本、图形、动画、声音、视频等多种媒体信息组成，图文声像并茂，所以给学生提供的外部刺激不是单一的刺激，而是多种感官的综合刺激，这种刺激能引起学生的学习兴趣和提高学生的学习积极性。2、友好的交互环境，调动
7、学生积极参与。多媒体教学软件提供图文并茂、丰富多彩的人机交互式学习环境，使学生能够按自己的知识基础和习惯爱好选择学习内容，而不是由教师事先安排好，学生只能被动服从，这样，将充分发挥学生的主动性，真正体现学生的认知主体的作用。3、丰富的信息资源，扩大学生知识面。多媒体教学软件提供大量的多媒体信息和资料，创设了丰富有效的教学情景，不仅利于学生对知识的获取和保持，而且大大地扩大了学生的知识面。4、超文本结构组织信息，提供多种学习路径。超文本是按照人的联想思维方式非线性地组织管理信息的一种先进的技术。由于超文本结构信息组织的联想式和非线性，符合人类的认知规律，便于学生进行联想思维。另外，由于超文本结构
8、的信息结构的动态性，学生可以按照自己的目的和认知特点重新组织信息，按照不同的学习路径进行学习。2.3 教学软件与教学课件的区别一、教学软件是一种根据教学目标设计，表现特定的教学内容，反映一定教学策略的计算机教学程序，它可以用来存贮、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作，并对学生的学习作出评价的教学媒体。由软件人员专门开发，投入市场使用的软件。二、教学课件是老师用来辅助教学的工具，根据自己的创意，先从总体上对信息进行分类组织，然后把文字、图形、图象、声音、动画、影像等多种媒体素材在时间和空间两方面进行集成，使他们融为一体并赋予它们以交互特性，从而制作出各种精彩纷呈的多媒体课件，教学课件是教学
9、软件的一个组成部分。2.4 教学软件在教学中的发展现状2.4 教学软件在教学中的优势。第一、创设生动活泼的学习情境，激发学生学习兴趣。计算机多媒体技术以其鲜明的画面、直观生动的影像和灵活多变的方式引起学生的注意，激发学生的学习兴趣和动机。教师采用投影、CD、VCD、多媒体课件等手段，能使呈现的教学内容生动形象、富有感染力。运用多媒体技术图、文、声、像等丰富的媒体表现功能，在创设教学情境、吸引学生注意力、激发内心情感等方面具有独特的作用，有利于充分激发学生的学习兴趣和求知欲望。甚至可以把知识的学习融人新颖别致的娱乐形式中，发挥寓教于乐的教学优势。第二、教学方式形象生动，有利于培养学生的思维能力、
10、想象能力和创造能力。用多媒体手段教学，集声、像、字动态显示，图文并貌、形象生动，达到了抽象概念具体化，微观概念宏观化的良好效果，理解接受，让学生尤如亲历其中，得到体验，单纯的死记硬背上升为了理解应用，提高了学生的思维力，想象力和创新力。 爱因斯坦曾经说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步并且是知识进化的源泉。”教师要适当的运用多媒体激发学生的灵感。 第三、利用人机交互功能，获得迅速直接的教学反馈。计算机多媒体课堂效果如何，只有经过教学反馈才能得知。通过计算机软件及多媒体技术的强大人机交互功能，师生在教与学的过程中，随时都能获得教学反馈，得知学生的学习
11、效果。比如课堂演示讲解中的大量练习，每题都能知道结果，还能即时帮助学生找出发生错误的原因。即使是在测试学生学习专业知识的掌握程度时，也可配合课件实施。第四、有效地提高信息的接受量。课堂学习的内容是有限的，而多媒体教学手段则可以在极短的时间内把与课文相关的内容引入课堂，从而拓宽学生的视野，加大课堂的容量。能将每课的训练重点、思想内容、艺术特色有机地结合在一起。 实践证明，多媒体的介入，使得课内外知识得以和谐统一，有效强化对重要信息的摄取，直接控制教学进程，使学生自觉自愿地走进博大精深的传统的文化。第五、多媒体教学有助于学生增强想象力和提高审美能力。多媒体能够把活动的形象、逼真的音响和变化的情节展
12、现给学生，并激发他们的想象力，以便根据多媒体中展示的内容在补充独有的想象世界。人都具有审美感受能力，当代中学生也不例外。教师教读一首古典诗歌，其中的情感美和意境美单凭文字是很难再现的。只有借助美术、音乐等多媒体手段才能使学生直接感受到其中的美。如教雨霖铃念奴娇赤壁怀古这两首诗词，用美术可以分别展示友人分离时的情景和祖国壮丽雄伟的图景。诗中的实景和虚景、动景和静景、远景和近景均能以流动的画面一一展现；用音乐还能表达两首诗歌所表现出来的不同风格即婉约派和豪放派。同时，诗中的难舍难分的情感和壮志难酬的感慨也能一一抒发出来。让学生从具有不同特点的诗歌作品中获得审美的享受。2.4.2 教学软件在教学中存
13、在的问题第一、过分强化多媒体教学，减少师生之间的互动性。教学软件给课堂带来了生机与活力，产生了积极的效果，但或多或少存在一些问题。我们必须清醒地认识到，多媒体技术决不是一种全能教学工具，不是任何时候、任何课程都必须使用的最佳选择，为运用而运用，造成了教学上的失误，只有正确认识多媒体教学的作用才能使其效能得到充分发挥，使教师和学生真正受益。在教学过程中，做到把多媒体教学与传统教学模式有机地相结合。在课堂教学过程中，教师和学生之间的相互交流、交互影响对形成一种有助于认知活动的教学环境是至关重要的。有些教师由于片面理解课堂教学效率，认为传授大量的课堂教学知识就会提高教学效率，以至于过分强调教学内容的
14、信息量，强调在单位时间内给予学生尽量多的信息。在这种课堂教学状态下，使学生难以适应，思维始终处于高度紧张状态，对课堂上所传授的知识也是囫囵吞枣，只是盲目地跟随课件记笔记，对教师快速讲解的内容没有时间认真去听，课后学生再重新理解上一堂课教师讲授的知识时，很难做到较好地吸收精髓。通常教师为了方便学生学习，会将多媒体教材发布在校园网供学生课后阅读，这样似乎体现了运用现代教学手段的优势，却忽视了作为教学主体的学生在课堂教学中的积极参与、积极思考的主动性。因此，多媒体教学中要特别重视发挥学生的主体能动性，增强教师与学生的互动，努力提高教学质量和教学效果。第二、过分强化多媒体教学而淡化教师教学主导作用。现
15、在的多媒体课件在整个教学过程中，从头到尾完全由多媒体教学主导，教师难以发挥作用，学生的思维完全被课件演示的内容所引导。看似课堂活跃，实则学生成了被随意填塞的知识容器。这与过去传统的“填鸭式”被动教学模式没有什么区别，仅仅是变换了教学的媒体，由原来的“黑板+ 粉笔” 变为“屏幕+ 计算机 ”而已。尽管教学信息量大了，教师的教学速度加快了，但是，因不重视教师的主导作用，使得学生难以消化和理解课堂所讲授的内容，更谈不上思考与辨析。第三、过分强化计算机功能而淡化了学生主体地位。在多媒体教学课件的设计与制作中，往往以教师预想的教学过程和教学思路为基础，更多地关注了计算机在多媒体课件中发挥的功能，而忽视了
16、以学生为主体的教学过程，使学生仍处于被动学习状态，导致学生产生厌学情绪。第四、过分强化媒体技术而淡化教学内容。多媒体教学课件能使枯燥、抽象、复杂的教学内容变得生动形象、直观具体、简单明了。然而，有时我们在教学中只是一味追求课堂上教学过程中的“奢华”，没有考虑所涉及的情境是否符合教学内容的需要，是否突破了教学的难点。其结果是既影响学生学习知识的注意力，又削弱教学内容的重点。第 3 章 、人工智能的发展3.1 什么是人工智能“人工智能”一词最初是在 1956 年 Dartmouth 学会上提出的。从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。人工智能（Artificial In
17、telligence），英文缩写为 AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。3.2 人工智能的发展史人工智能的传说可以追溯到古埃及，但
18、随着 1941 年以来电子计算机的发展，技术已最终可以创造出机器智能，“人工智能”（ARTIFICIAL INTELLIGENCE）一词最初是在1956 年 DARTMOUTH 学会上提出的，从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展，在它还不长的历史中，人工智能的发展比预想的要慢，但一直在前进，从 40 年前出现至今，已经出现了许多 AI 程序，并且它们也影响到了其它 技术的发展。计算机时代1941 年的一项发明使信息存储和处理的各个方面都发生了革命。这项同时在美国和德国出现的 发明就是电子计算机。第一台计算机要占用几间装空调的大房间，对程序员来说是场噩梦：仅仅为运行一
19、 个程序就要设置成千的线路。1949 年改进后的能存储程序的计算机使得输入程序变得简单些，而且计算机 理论的发展产生了计算机科学，并最终促使了人工智能的出现。计算机这个用电子方式处理数据的发明，为人工智能的可能实现提供了一种媒介。虽然计算机为 AI 提供了必要的技术基础，但直到 50年代早期人们才注意到人类智能与机器之间 的联系。 NORBERT WIENER 是最早研究反馈理论的美国人之一。最熟悉的反馈控制的例子是自动调温器。它 将收集到的房间温度与希望的温度比较，并做出反应将加热器开大或关小，从而控制环境温度。这项对反馈 回路的研究重要性在于：WIENER 从理论上指出，所有的智能活动都是
20、反馈机制的结果。而反馈机制是有可 能用机器模拟的。这项发现对早期AI 的发展影响很大。1955 年末，NEWELL 和 SIMON 做了一个名为“逻辑专家“(LOGIC THEORIST）的程序。这个程序被许多人 认为是第一个 AI 程序。它将每个问题都表示成一个树形模型，然后选择最可能得到正确结论的那一枝来求解 问题。“逻辑专家“对公众和 AI 研究领域产生的影响使它成为 AI 发展中一个重要的里程碑。1956 年，被认为是 人工智能之父的JOHN MCCARTHY 组织了一次学会，将许多对机器智能感兴趣的专家学者聚集在一起进行了一 个月的讨论。他请他们到 VERMONT 参加 “ DART
21、MOUTH 人工智能夏季研究会“。从那时起，这个领域被命名为 “人工智能“。虽然 DARTMOUTH 学会不是非常成功，但它确实集中了 AI 的创立者们，并为以后的 AI 研究奠定了基础。DARTMOUTH 会议后的 7 年中，AI 研究开始快速发展。虽然这个领域还没明确定义，会议中的一些思想 已被重新考虑和使用了。 CARNEGIE MELLON 大学和 MIT 开始组建 AI 研究中心。研究面临新的挑战：下一步需 要建立能够更有效解决问题的系统，例如在“逻辑专家“中减少搜索；还有就是建立可以自我学习的系统。1957 年一个新程序，“通用解题机“(GPS）的第一个版本进行了测试。这个程序是由
22、制作“逻辑专家“ 的同一个组开发的。GPS 扩展了 WIENER 的反馈原理，可以解决很多常识问题。两年以后，IBM 成立了一个 AI 研 究组。HERBERT GELERNETER 花 3 年时间制作了一个解几何定理的程序。当越来越多的程序涌现时，MCCARTHY 正忙于一个 AI 史上的突破。1958 年 MCCARTHY 宣布了他的新成 果：LISP 语言。 LISP 到今天还在用。“LISP“的意思是“表处理“(LIST PROCESSING），它很快就为大多数 AI 开发者采纳。1963 年 MIT 从美国政府得到一笔 220 万美元的资助，用于研究机器辅助识别。这笔资助来自国防部
23、高级研究计划署（ARPA），已保证美国在技术进步上领先于苏联。这个计划吸引了来自全世界的计算机科学家，加快了 AI 研究的发展步伐。竞赛以人类的智慧创造出堪与人类大脑相平行的机器脑（人工智能），对人类来说是一个极具诱惑的领域，人类为了实现这一梦想也已经奋斗了很多个年头了。而从一个语言研究者的角度来看，要让机器与人之间自由交流那是相当困难的，甚至可以说可能会是一个永无答案的问题。人类的语言，人类的智能是如此的复杂，以至于我们的研究还并未触及其导向本质的外延部分的边沿。大量程序以后几年出现了大量程序。其中一个著名的叫“SHRDLU“。“SHRDLU“是“微型世界“项目的一部分，包括 在微型世界（例
24、如只有有限数量的几何形体）中的研究与编程。在 MIT 由 MARVIN MINSKY 领导的研究人员发现，面对小规模的对象，计算机程序可以解决空间和逻辑问题。其它如在 60 年代末出现的“STUDENT“可相关书籍以解决代数问题，“SIR“可以理解简单的英语句子。这些程序的结果对处理语言理解和逻辑有所帮助。70 年代另一个进展是专家系统。专家系统可以预测在一定条件下某种解的概率。由于当时计算机已 有巨大容量，专家系统有可能从数据中得出规律。专家系统的市场应用很广。十年间，专家系统被用于股市预 测，帮助医生诊断疾病，以及指示矿工确定矿藏位置等。这一切都因为专家系统存储规律和信息的能力而成为可能。
25、70 年代许多新方法被用于 AI 开发，著名的如MINSKY 的构造理论。另外 DAVID MARR 提出了机器视觉方 面的新理论，例如，如何通过一副图像的阴影，形状，颜色，边界和纹理等基本信息辨别图像。通过分析这些信 息，可以推断出图像可能是什么。同时期另一项成果是 PROLOGE语言，于 1972 年提出。 80 年代期间，AI 前进更为迅速，并更多地进入商业领域。1986 年，美国 AI 相关软硬件销售高达 4。25 亿 美元。专家系统因其效用尤受需求。象数字电气公司这样的公司用 XCON 专家系统为 VAX 大型机编程。杜邦，通用 汽车公司和波音公司也大量依赖专家系统。为满足计算机专家
26、的需要，一些生产专家系统辅助制作软件的公 司，如 TEKNOWLEDGE 和 INTELLICORP 成立了。为了查找和改正现有专家系统中的错误，又有另外一些专家系统被设计出来。日常生活人们开始感受到计算机和人工智能技术的影响。计算机技术不再只属于实验室中的一小群研究人员。 个人电脑和众多技术杂志使计算机技术展现在人们面前。有了像美国人工智能协会这样的基金会。因为 AI 开发 的需要，还出现了一阵研究人员进入私人公司的热潮。150 多所像DEC（它雇了 700 多员工从事 AI 研究）这样的公司共花了10 亿美元在内部的 AI 开发组上。其它 AI 领域也在 80 年代进入市场。其中一项就是机
27、器视觉。 MINSKY 和 MARR 的成果如今用到了生产线上的相机和计算机中，进行质量控制。尽管还很简陋，这些系统已能够通过黑白区别分辨出物件形状的不同。到 1985 年美国有一百多个公司生产机器视觉系统，销售额共达 8 千万美元。但 80 年代对 AI 工业来说也不全是好年景。86-87 年对 AI 系统的需求下降，业界损失了近 5 亿美元。象 TEKNOWLEDGE 和 INTELLICORP 两家共损失超过 6 百万美元，大约占利润的三分之一巨大的损失迫使许多研究领 导者削减经费。另一个令人失望的是国防部高级研究计划署支持的所谓“智能卡车“。这个项目目的是研制一种能完成许多战地任务的机
28、器人。由于项目缺陷和成功无望，PENTAGON 停止了项目的经费。尽管经历了这些受挫的事件，AI 仍在慢慢恢复发展。新的技术在日本被开发出来，如在美国首创的模糊逻辑，它可以从不确定的条件作出决策；还有神经网络，被视为实现人工智能的可能途径。总之，80 年代 AI 被引入了市场，并显示出实用价值。可以确信，它将是通向 21 世纪之匙。 人工智能技术接受检验 在“沙漠风暴“行动中军方的智能设备经受了战争的检验。人工智能技术被用于导弹系统和预警显示以 及其它先进武器。AI 技术也进入了家庭。智能电脑的增加吸引了公众兴趣；一些面向苹果机和 IBM 兼容机的应用 软件例如语音和文字识别已可买到；使用模糊
29、逻辑，AI 技术简化了摄像设备。对人工智能相关技术更大的需求促 使新的进步不断出现。人工智能已经并且将继续不可避免地改变我们的生活。强、弱人工智能(BOTTOM-UP AI)强人工智能观点认为有可能制造出真正能推理（REASONING）和解决问题（PROBLEM_SOLVING）的智能机器，并且，这样的机器能将被认为是有知觉的，有自我意识的。强人工智能可以有两类：类人的人工智能，即机器的思考和推理就像人的思维一样。非类人的人工智能，即机器产生了和人完全不一样的知觉和意识，使用和人完全不一样的推理方式。弱人工智能观点认为不可能制造出能真正地推理（REASONING）和解决问题（PROBLEM_S
30、OLVING）的智能机器，这些机器只不过看起来像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。主流科研集中在弱人工智能上，并且一般认为这一研究领域已经取得可观的成就。强人工智能的研究则处于停滞不前的状态下。3.3 人工智能的应用领域机器翻译，智能控制，专家系统，机器人学，语言和图像理解，遗传编程机器人工厂，自动程序设计，航天应用，庞大的信息处理，储存与管理，执行化合生命体无法执行的或复杂或规模庞大的任务等等。值得一提的是，机器翻译是人工智能的重要分支和最先应用领域。不过就已有的机译成就来看，机译系统的译文质量离终极目标仍相差甚远；而机译质量是机译系统成败的关键。第 4 章 、教学软件与人工
31、智能的结合4.1 教学软件中的人工智能发展趋势计算机在教育领域的广泛应用，对教育、教学过程产生着深刻影响。为了使教学改革能与之相适应，需要引入先进的教学手段，而使用计算机辅助教学系统(Computer Aided Instruction, CAI)可以提供理想的教学环境，容易激发学习者的学习积极性和主动性，从而显著提高教学效果。多媒体技术的日益发展以及与其它领先技术的结合，必然促进 CAI 的进一步发展。 人工智能(Artificial Intelligence, AI)是 20 世纪 50 年代中期兴起的一门新兴边缘科学，它既是计算机科学的一个分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神
32、经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性学科。人工智能又称为智能模拟，是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模式识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。本文针对 CAI 的发展前景，重点论述人工智能技术对 CAI，尤其是对智能化 CAI 产生的重大影响，并通过一个实例说明实现的思路与设想。4.2 教学软件中的人工智能方法应用于课堂的优缺点及意义。所使用的绝
33、大多数传统的 CAI 都是将全部教学信息以编程方式预置于课件中，这样的 CAI 课件一旦制作完成，任何较大的教学改动都会给维护工作带来极大的不便。因此现有的 CAI 系统面临许多挑战，它主要存在以下几方面的问题。（1）缺乏开放性不具有开放性是目前 CAI 课件最大的缺点。使用者无法对课件进行任何修改，只能利用已有资源按设定的路线进行教学。其弊端在于： 固定内容的局限性使课件的适用面狭窄； 设定的运行路线使授课缺乏自主性； 授课的针对性不强； 无法利用新出现的资源在较高起点上进行二次开发。（2）缺乏人机交互能力现有 CAI 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，教学信息
34、是按预置的教学流程机械式地提供给学习者，学习者使用 CAI 课件学习是完全被动的。在课堂教学中，一般只能通过教师按预定的课件流程进行操作，无论学生还是教师都不能很好地参与教与学的过程，因此人机交互没有很好地实现。（3）忽视课程本身的特点各门课程在教学上有不同的要求，但现有课件对于这些不同要求完全不予理会。例如很多课程都要涉及到大量的曲线或曲面，对有些课程来说，将这些曲线或曲面给出一个简单的展示就足够了，而有些课程这样的展示不能达到教学目的的要求。例如：在讲授计算机图形学中各种曲线或曲面的生成算法时，如果能在课件中直接动态地展示这些图形的生成过程，充分发挥计算机辅助教学的优点，无疑会使计算机图形
35、学的教学更具有吸引力，从而大大提高教学效率。（4）缺乏教师与学生的互动现有 CAI 课件在学生自学以及进行操作使用时，如何学习都是学生自己的事。教师不能完全了解学习者的情况，学生在碰到问题时不能向教师求助，师生之间互相封闭，谈不上师生互动，因此课件所起的效果大打折扣。同时由于缺乏网络支持，现有的绝大多数 CAI 课件都是在单机环境下运行的，它们无法利用网络的优势使知识内容快速更新，当然更无法提供便捷的学习讨论空间、随时随地的师生交流方式以及远程教学实现的条件。（5）缺乏教学策略在课件的开发过程中实际上离不开教学策略的设计，但课件的制作者往往并未意识到这一点。例如：现有的绝大多数课件都是单一的展
36、播式的，这样的课件制作“精美”，但它不可逆、不能互动。实际上运用课件教学只是手段而不是目的，应该在教学设计理论的指导下讲求课件的实效性，着眼点在于对学生学习新知识、掌握新技术、培养各种能力有帮助，而不是表面上的制作“精美”。（6）缺乏智能性现有的 CAI 课件系统不能对不同程度的学生进行有针对性的教育，学生的学习是被动的，不能由系统自动提供助学信息而使学生有选择地学习。对教师而言，其教学不能积极地参与其中，不能根据系统提供的信息按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容，更不能给予不同方式的教学模式与方法，因此不具有智能性。综上所述，现有的 CAI 存在许多问题，随着新技术的不断出现，这些问题
37、将使 CAI 越来越不能适应新的要求。因此以智能 CAI 为代表的新的计算机辅助教学系统将成为教育技术上需要不断探求、努力实现的发展方向。4.3 教学软件中的人工智能方法应用模式随着教育改革的深入、多媒体技术的发展，多媒体在教育领域越来越得到广泛的运用，并形成了以下几种主要模式。1、多媒体投影教学多媒体投影教学就是将多媒体投影教学系统作为教学媒体和教学手段引入传统的教学中，使传统的课堂教学模式得以优化的现代教学模式之一。它主要由多媒体计算机、液晶投影机、VCD、录像机、实物展示仪、屏幕、扩音设备等组成。在该模式中，教师可利用多媒体计算机和投影设备将有关教学内容采用动画、图像、声音的形式编制成多
38、媒体课件，边演示边讲解，使教学内容形象化、具体化，加深学生的理解，达到最佳学习效果。2、多媒体交互教学多媒体交互式教学是在多媒体投影教学模式的基础上加以改进、完善、构建的一个现代化多功能计算机局域网络教学系统。在该模式中，教师和学生是由网络联系起来的工作站,教师可以做到讲、演、练三位一体化教学。学生可以在学习过程中，根据需要适时地使用学生机器进行实践操作。真正做到讲、演、练三位一体化的同步教学，实现了教与学、学与用的最佳结合。3、远程网络教学远程网络教学是指区域利用多媒体互联网进行的教学活动，主要由多媒体服务器、多媒体计算机、光缆和多媒体教学资源信息库等组成。网络教学的开放性决定了网络上的信息
39、资源是共享的，为求学者提供了平等享用教育资源的机会，网络教学的兴起，使每一个人都可以根据自己的需要得到继续学习的机会，适应终身学习的需要，顺应了时代的潮流。4.4 应着重解决的几个问题应用多媒体教学是课堂教学改革的方向之一。但在教学实践中，必须注意解决好以下几个问题。1、教师在制作课件时应注意解决好三个关系首先是“内容与形式”的关系。教师在制作课件时，应当根据教学内容的性质和特点选择恰当的技术手段和表现形式，在制作多媒体课件时，要看教学内容是否需要，而不能片面追求媒体信息的“大而全”，主要以完成教学任务为目的。其次是“效果与效率”的关系。一般的原则是：用语言、文字、图形等多媒体形式就能表现得十
40、分清楚的内容，就不需要也没必要花费大量时间和精力去搜集影像资料、制作动画片断，否则，课件的质量提高了一些，但投入过大，就显得得不偿失，效果不一定相应提高。最后是“现代与传统”的关系。多媒体教学与传统教学手段之间的关系，应该是相辅相成的关系。认为多媒体技术可以完全取代传统教学手段，片面追求感官效果，以至于一些本来可以几句话说清楚的问题，也要动用大量复杂的多媒体形式来表现，显然是不切实际的，也是不提倡的。2、教师的主导作用不能因多媒体手段的运用而被削弱大量运用多媒体进行教学以发挥学生的主题作用，但同样需要发挥教师的主导作用。其实，多媒体教学作为一种现代化的教学手段，是用来提高课堂教学的效率、解决一
41、些传统教学不易解决的问题的，并无法取代教师。教师凭借自身丰富的教学经验和生动的讲解，通过师生间的情绪感染，来调动学生学习的积极性，并使学生能够自觉的参与到新的教学当中去，这种作用不但不能削弱相反更需加强。另外，由于课件事先做好，灵活性可能较差，有时会限制教师的临场发挥，这时就要求教师发挥自身的作用来解决这个矛盾，实现课堂教学效益的最大化。3、解决好课件的播放速度与学生记笔记的关系问题在传统教学方式下，教师板书的同时学生也就完成了记笔记的过程。但在多媒体教学方式中由于教师不需要在黑板上板书，就加快了讲课的节奏，就可能出现学生做笔记忘了听课，听课又做不了笔记的问题。如有可能，教师可以事先将讲课提纲
42、发给学生，让学生做好预习，这样学生就可以专心听课而不用再想着做笔记的事情，这样对教学效果的提高大有裨益。4、要多给学生理论与实践相结合的机会实验课是培养学生创新能力和实践能力的重要课程，教师就不能用多媒体演示来代替学生动手操作的实验，特别是对于学生理、化、生等自然科学课程的实验课，主要是通过实验教学方式提高学生的观察能力、辩别能力、动手能力。通过实验促使学生探求、理解和掌握相关的知识，又可从中训练学生的实验操作技能，最终提高整体能力。因此在教学中，充分发挥实验教学的功能，对于提高教学效果、实现培养目标具有不可低估的的作用。在恰当应用多媒体教学手段讲清基本理论的同时，还必须重视理论与实验结合，让
43、学生从反复的科学实验中培养能力。结束语多媒体教学已被实践证明是一种行之有效的辅助教学手段。合理地利用多媒体教学，一方面可以创造生动活泼的教学情景，激发学生的学习兴趣，让学生在愉悦的环境中获取基础知识，优化课堂教学，提高学习效率，提高教学质量；另一方面，实际应用中也确实存在一些问题，但这些不应该阻碍多媒体教学应用的发展，我们毕竟应顺应时代发展的潮流，更新教学理念。所以，如何有效地运用多媒体教学手段达到提高教学效果和教学效率的目的，并不断改进和完善，是教育界人士应该长期正确面对和深入研究的课题。 参考文献1刘逸文.冷眼相看多媒体教学J.教学仪器与实验.第 17 卷2005 年第 1 期2丁俊.多媒
44、体技术在计算机教学中的应用J.福建电脑.2006 年第 5 期3马占山.多媒体教学的优势及其存在的问题和对策B.青海师专学报(教育科学).2005 年第 6 期4赖文继.关于多媒体教学新模式的探究C.桂林电子工业学院学报.第 25 卷第 2 期 2005 年 4 月 5周毓萍;余益峰. 多媒体和网络现代教育模式对培养大学生信息素养的影响 2011(01) 6徐世贵. 新课程与教师专业能力的提升 2010 7赵莉 .论多媒体技术在教学中的作用 2009(04) 8陈艳容 .多媒体教学的“ 优“与“ 优“ 2007(02) 9陈伟华. 基于多媒体辅助的引探发现教学模式 期刊论文 -教育导刊 2007(10) doi:10.3969/j.issn.1005-3476.2007.10.013 10黄晓洲 .多媒体教学的研究与实践 2008(32) 11方其桂 .CAI 课件制作教程 2010 12瞿彩萍 .多媒体辅助教学的优势和存在的问题 2001(10)附录 名词术语及缩略词CAI 全称为计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ）AI 全称为人工智能（Artificial Intelligence）
