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摘要：随着教育和网络技术的发展，全球化教育将成为未来教育的主要模式，它要求CAI向网络化、智能化方向发展。文章在学习现有教育学界理论成果的基础上，提出一个网络环境下的智能化远程教学数据库模型。根据学生的学习状态和目的，动态的生成所要学习的知识，并且通过测试进行导航，以达到个性化教学的需求。
关键词：ICAI；远程教学；知识库；学生模型
随着教育发展的需要和计算机科学的发展，计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）应运而生。加之人工智能、数据库、专家系统的出现和发展，人工智能和CAI相结合，产生了智能化CAI系统（Intelligent Computer Assisted Instruction,ICAI）。ICAI是在CAI的研究开发基础上增添了人工智能技术、数据库技术等多学科，成为一个真正意义上的综合性研究领域。
一、ICAI的研究和發展
1、ICAI的特点。ICAI即智能化的CAI，是将教学内容与教学策略分开，根据学生个人的学习目的，学习状态和学习特点，通过智能系统的搜索与推理，动态生成适合于个性化教学的内容与策略。
ICAI是以认知主义为指导，认为人的认识不是简单的刺激和反应的连接，而在于依靠个体主观的构造作用形成新的认知结构，新的学习一定要适合学习者当时的认知发展水平。在提问—回答过程结束之后让学生学习哪些知识不仅依据学生回答的结果来决定，而且要考虑学生当前的认知结构和认知水平。因此，以认知主义为指导的ICAI更符合个性化教学的需求。
2、ICAI系统中的智能教学数据库。知识库是人工智能技术和数据库技术相结合的产物，ICAI系统的实现就是以数据库为基础的。知识库把知识从应用程序中分离出来，并由知识系统程序去处理。数据库的大部分管理技术对知识库同样适用。在ICAI系统中，建立知识库首先要确定它的表示结构，然后转化为数据库结构，最后在数据库中实现。作为一个ICAI软件，必须将教与学结合起来。智能教学数据库就是为了这样一个目的来设计和实现的，从这种意义上讲智能教学数据库就是一个组织、存储知识结构并指导、测试、评估学生的自主学习的一个软件体系。
二、设计方案
1、分析教学目标。主要是对整门课程及各教学单元进行教学目标分析，以确定当前所学知识中与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的内容。
2、意义构建。意义建构是指在进行教学目标分析的基础上，首先选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的“主题”（或称作“基本内容”），然后再围绕这个主题进行意义建构。
3、情境创设。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的情境有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化和索引当前学习到的新知识，赋予新知识以某种意义；如果原有知识与经验不能同化新知识，则要引起“顺应”过程，即对原有认知结构进行改造与重组。总之，通过“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构。而同化与顺应离不开原有的知识、经验与表象，情境创设为提取记忆中的这些知识、经验与表象创造了有利条件。
4、自主学习设计。在以“学”为中心的建构主义学习环境中常用的教学方法有“支架式教学法”、“随机进入教学法”等。根据所选择的不同教学方法，对学生的自主学习作不同的设计，但主要目标是一致的，即：要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的首创精神；要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识，要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案（实现自我反馈）。
5、教学模式设计。目前流行的教学模式大致有三种类型：传统的以教师为中心的教学模式—教师中心模式、基于建构主义的以学生为中心的教学模式—学生中心模式和既发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式—双主模式。
基于建构主义的学生中心模式可以概括为：以学生为中心，在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
双主模式则既不完全以教师为中心，也不完全以学生为中心，而是既发挥教师的主导作用又充分体现学生的认知主体作用，它吸收了“教师中心模式”和“学生中心模式”两者的长处。要求在基本保留“传递—接受”教学活动进程的条件下，对这种进程加以认真改造，即利用以计算机为核心的教育技术，在建构主义理论指导下通过人机交互让学生去主动思考、探索和发现，从而形成一种新的教学活动进程的稳定结构形式：在整个进程中，学生处于中心地位或处于传递—接受学习状态，但更多的时候是在教师帮助下进行主动思考与探索；教学媒体既可作为辅助教学的工具，又可作为学生自主学习的认知工具；教材要素也各自有不同的作用，彼此之间有不同的联系。
学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者，教师则是教学过程的组织者、指导者，教师要对学生的意义建构过程起促进和帮助作用。以“学”为中心的教学设计的每一个环节，若想要取得较理想的学习效果，离不开认真组织和精心指导。以“学”为中心，并不意味着教师责任的减轻和降低，而是恰恰相反，这是对教师提出了更高的要求
（作者单位：佳木斯大学公共计算机教研部）
关键词：ICAI；远程教学；知识库；学生模型
随着教育发展的需要和计算机科学的发展，计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）应运而生。加之人工智能、数据库、专家系统的出现和发展，人工智能和CAI相结合，产生了智能化CAI系统（Intelligent Computer Assisted Instruction,ICAI）。ICAI是在CAI的研究开发基础上增添了人工智能技术、数据库技术等多学科，成为一个真正意义上的综合性研究领域。
一、ICAI的研究和發展
1、ICAI的特点。ICAI即智能化的CAI，是将教学内容与教学策略分开，根据学生个人的学习目的，学习状态和学习特点，通过智能系统的搜索与推理，动态生成适合于个性化教学的内容与策略。
ICAI是以认知主义为指导，认为人的认识不是简单的刺激和反应的连接，而在于依靠个体主观的构造作用形成新的认知结构，新的学习一定要适合学习者当时的认知发展水平。在提问—回答过程结束之后让学生学习哪些知识不仅依据学生回答的结果来决定，而且要考虑学生当前的认知结构和认知水平。因此，以认知主义为指导的ICAI更符合个性化教学的需求。
2、ICAI系统中的智能教学数据库。知识库是人工智能技术和数据库技术相结合的产物，ICAI系统的实现就是以数据库为基础的。知识库把知识从应用程序中分离出来，并由知识系统程序去处理。数据库的大部分管理技术对知识库同样适用。在ICAI系统中，建立知识库首先要确定它的表示结构，然后转化为数据库结构，最后在数据库中实现。作为一个ICAI软件，必须将教与学结合起来。智能教学数据库就是为了这样一个目的来设计和实现的，从这种意义上讲智能教学数据库就是一个组织、存储知识结构并指导、测试、评估学生的自主学习的一个软件体系。
二、设计方案
1、分析教学目标。主要是对整门课程及各教学单元进行教学目标分析，以确定当前所学知识中与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的内容。
2、意义构建。意义建构是指在进行教学目标分析的基础上，首先选出当前所学知识中的基本概念、基本原理、基本方法和基本过程作为当前所学知识的“主题”（或称作“基本内容”），然后再围绕这个主题进行意义建构。
3、情境创设。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的情境有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化和索引当前学习到的新知识，赋予新知识以某种意义；如果原有知识与经验不能同化新知识，则要引起“顺应”过程，即对原有认知结构进行改造与重组。总之，通过“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构。而同化与顺应离不开原有的知识、经验与表象，情境创设为提取记忆中的这些知识、经验与表象创造了有利条件。
4、自主学习设计。在以“学”为中心的建构主义学习环境中常用的教学方法有“支架式教学法”、“随机进入教学法”等。根据所选择的不同教学方法，对学生的自主学习作不同的设计，但主要目标是一致的，即：要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的首创精神；要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识，要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案（实现自我反馈）。
5、教学模式设计。目前流行的教学模式大致有三种类型：传统的以教师为中心的教学模式—教师中心模式、基于建构主义的以学生为中心的教学模式—学生中心模式和既发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式—双主模式。
基于建构主义的学生中心模式可以概括为：以学生为中心，在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
双主模式则既不完全以教师为中心，也不完全以学生为中心，而是既发挥教师的主导作用又充分体现学生的认知主体作用，它吸收了“教师中心模式”和“学生中心模式”两者的长处。要求在基本保留“传递—接受”教学活动进程的条件下，对这种进程加以认真改造，即利用以计算机为核心的教育技术，在建构主义理论指导下通过人机交互让学生去主动思考、探索和发现，从而形成一种新的教学活动进程的稳定结构形式：在整个进程中，学生处于中心地位或处于传递—接受学习状态，但更多的时候是在教师帮助下进行主动思考与探索；教学媒体既可作为辅助教学的工具，又可作为学生自主学习的认知工具；教材要素也各自有不同的作用，彼此之间有不同的联系。
学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者，教师则是教学过程的组织者、指导者，教师要对学生的意义建构过程起促进和帮助作用。以“学”为中心的教学设计的每一个环节，若想要取得较理想的学习效果，离不开认真组织和精心指导。以“学”为中心，并不意味着教师责任的减轻和降低，而是恰恰相反，这是对教师提出了更高的要求
（作者单位：佳木斯大学公共计算机教研部）