摘要：随着经济的发展,越来越多的家庭为孩子购买能够随时随地在线学习的设备。然而,在非面对面教学中,教育者难以掌握学习者的知识状态、学习进度以及未来可能的学习情况。同时,学习者面对海量的网上学习资源难以找到适合自己的资源。针对上面的问题,开发设计了以知识追踪为驱动的智能导学系统。首先,介绍了知识追踪的基本概念与常见的模型以及应用现状。其次,将知识追踪的结果运用到系统中。最后,通过实验表明,系统能够很好地解决上述问题。

摘要：智能导学系统能够提供个性化的自主学习服务,但仍然面临诸多挑战,如对学习者理解不足、用户体验较差、自动化程度有限等。针对这些挑战与问题,本研究设计并实现了涵盖领域知识层、基础模型层和用户接口层的三层架构新型导学系统,并以“雷达数学”系统为例进行介绍。领域知识层借助知识空间等理论,构建符合教学和认知规律的学科知识图谱和教学策略库;基础模型层利用深度学习、自然语言处理等技术,实现更精准的学习者模型、个性化教学策略模型和自动批阅模型,提升系统对学习者的理解和自动化程度;用户接口层基于可解释人工智能技术与游戏化设计理论,构建可解释的认知地图和个性化导航等服务,改善系统用户的体验。在此基础上,本研究针对学习者、教师、家长等不同角色,阐述了新型智能导学系统的三类典型应用场景并对其发展趋势进行了展望。

摘要：智能导学系统(ITS)是借助人工智能技术,让计算机扮演专家指导者向不同特征学习者传授知识、提供学习指导的适应性学习支持系统。它有着不同于传统导学系统的基本结构与运行机制,学生模型建构与适应性指导是其两大核心特征。学生模型建构过程是ITS导学过程中通过追踪学生学习过程逐步形成特定学生知识学习模型。按照建构方式不同,常见的学生模型有四种,分别是期望与错误概念调整适应的学生模型、贝叶斯网络的学生模型、学习追踪的学生模型以及基于限制的学生模型,它们采用不同的学习行为指标。有效的人机互动不仅要以学生模型为基础,教学模型、课程脚本数据库还需要储存丰富的言语指导行为策略。ITS人机互动教育心理学研究,以及教育技术学、计算机科学领域的探索性设计研究进展启示:我国要推动ITS发展应联合不同领域研究者在已有基础上进行跨学科研究与设计;多研究专家教师的言语指导行为,形成科学系统的互动结构、脚本与策略;重视情感对学生学习的影响,建构集认知与情感为一体的学生模型。

摘要：智能导学系统是借助人工智能技术,让计算机扮演虚拟导师向学习者传授知识、提供学习指导的适应性学习支持系统。它已经广泛应用于美国的教育领域,在促进学生个性化学习方面发挥了重要作用。智能导学系统的理论基础和关键技术是什么?如何应用于教学?应用于教学的现状和效果如何?有哪些研究热点?未来发展趋势怎样?借第十届教育数据挖掘国际会议于2017年6月25-27日在湖北武汉举办的机会,笔者就上述问题对三位与会专家进行了专访。第一位专家是美国波尔得(Boulder)语言科技公司董事长兼首席科学家罗纳德·科尔(Ronald ***)教授。科尔教授在科罗拉多大学波尔得分校成立了口语研究中心(CSLR),研发口语对话系统、话语识别器、动画人物系统等先进技术以及融入这些技术的虚拟导师及语言治疗师。十五年来,科尔教授专注于交互性虚拟导师及语言治疗师等新一代学习工具的研发。第二位专家是美国孟菲斯大学心理学系和智能系统中心亚瑟·格雷泽(Arthur ***)教授。他同时兼任牛津大学教育系高级研究员,研究专长包括认知科学、话语处理、学习科学、人工智能、软件开发、语篇理解、教育软件设计以及人机交互。格雷泽教授及其同事设计开发了多种集心理学与学习、语言及话语技术为一体的系统。格雷泽教授2010年获国际语篇与话语协会(Society for Text and Discourse)"杰出科学贡献奖";2011年获美国心理学会"心理学应用于教育培训杰出贡献奖"等。第三位专家是孟菲斯大学心理学系、电子与计算机工程系胡祥恩教授。他同时兼任华中师范大学心理学院院长,教育部青少年网络心理与行为重点实验室高级研究员,孟菲斯大学智能系统研究所高级研究员,先进分布式智能教学系统研究与发展学习中心主任。研究领域包括数学心理、研究设计与统计、认知心理,研究项目获得美国国家科学基金会、美国陆军研究实验室、美国海军科研办公室等机构的资助。

摘要：为了更准确地判断学生的知识掌握状态,设计开发了一个基于集成算法的知识追踪智能导学系统。该系统从学生的学习行为数据出发,提出了一种新的基于集成算法的知识追踪模型,将当前主流的知识追踪模型的结果进行集成,达到更加准确地判断学生知识掌握状态的目的。实验表明,该系统可以较为准确地判断学生的知识掌握状态,预测学生未来的学习表现,便于教师了解学生的知识掌握状态,从而进行有针对性地教学;也便于学生了解自身的知识掌握状态,从而进行自适应性学习。

摘要：智能导学系统作为前沿的人工智能教学工具,借助人工智能技术来替代人类教师,对不同需求及特征的学习者实现个性化、智能化教学。其中,反馈设计在智能导学系统中发挥重要作用,可提升学习者的认知水平、学习体验及元认知能力。目前,在国内智能导学系统的研究中反馈设计的研究尚待完善。本文基于优化智能导学系统的互动学习环节,以提高学习者的认知水平、学习体验和元认知能力为导向,首先从影响反馈效果的因素出发,对智能导学系统中反馈设计的通用性原则进行了概括;其次,从反馈功能的视角,借鉴国外已有的智能导学系统反馈的设计,最终形成了反馈系统中认知、情感、元认知三个层面的设计方法,以期为智能导学系统中反馈的设计研究提供参考。

摘要：通过对远程教育现状分析 ,指出当前远程教育系统中普遍存在的问题 .根据个性化学习理论 ,利用人工智能技术 ,分析设计了一种智能导学系统 ,阐述了其主要对象模型、系统结构和运行机制 ,以及研究的关键问题 .这种智能导学系统可以有效地解决远程教育中存在的弊端 ,实现个性化。

摘要：针对网络自主学习中出现的各种问题,分析设计了一种智能导学系统,阐述了在自主学习中智能导学系统的优点、功能、实现以及研究的关键问题。采用这种智能导学系统,有效地解决了网络自主学习中存在的弊端,最终实现智能化、个性化的学习。

摘要：智能导学系统是针对CAI系统的不足而提出的能够基于领域知识和学生模型进行决策、指导的教学系统。多Agent技术为智能导学系统的设计与实现提供了解决方案。本文主要讨论了基于多Agent技术开发的智能导学系统的功能设计以及数据库系统设计。

摘要：本文通过对基于Internet的学习现状分析,指出了当前Internet环境下学习系统中普遍存在的问题。根据个性化学习理论,利用软件工程、数据挖掘和人工智能等技术,分析设计了一种智能导学系统-IT(SIntelligentTutoringSystem),阐述了ITS主要对象模型、系统结构和运行机制,以及研究的关键问题。通过这种ITS可以有效地解决网络学习中现存的弊端,实现个性化、智能化教学。