第3章教学软件设计方法 31教学软件设计结构 32教学软件设计流程 33脚本编制 34整合型应用的设计模型 35屏幕设计
第3章 教学软件设计方法 3.1 教学软件设计结构 3.2教学软件设计流程 3.3脚本编制 3.4整合型应用的设计模型 3.5屏幕设计
3.1教学软件设计结构 从软件的设计结构来看,ITAI应用中的软件 大体上可分为:固定结构,生成型结构,智 能型结构,数据库型结构和超连接结构 3.1.1固定结构 3.1.2生成型结构 3.1.3智能型结构 3.1.4数据库型结构 3.1.5超连接结构
3.1 教学软件设计结构 从软件的设计结构来看，ITAI 应用中的软件 大体上可分为：固定结构，生成型结构，智 能型结构，数据库型结构和超连接结构。 3.1.1 固定结构 3.1.2 生成型结构 3.1.3 智能型结构 3.1.4 数据库型结构 3.1.5超连接结构
311固定结构 它是按照教学设计人员设定的教学内容及教学内 容间的转移方式而形成的一种ITAI软件结构 这种结构是由教学设计人员精心安排设计的,学生 的学习能够达到预先的要求。加上在这种结构中的 分支转移简单,程序容易实现,所以它是目前普遍 使用的一种基本结构。 这种结构的不足是:软件虽然体现了自定步调 及时反馈和主动学习等特点,但个别化的特点还不 够突出;其次是结构变化不大,激起学习的兴趣不 浓;第三是屏幕内容固定之后,为了达到预定要求, 使屏幕数量增加,因而使课件的长度也大幅度增加, 这样会占用更多的内存
3.1.1 固定结构 它是按照教学设计人员设定的教学内容及教学内 容间的转移方式而形成的一种ITAI软件结构。 这种结构是由教学设计人员精心安排设计的,学生 的学习能够达到预先的要求。加上在这种结构中的 分支转移简单，程序容易实现，所以它是目前普遍 使用的一种基本结构。 这种结构的不足是：软件虽然体现了自定步调、 及时反馈和主动学习等特点，但个别化的特点还不 够突出；其次是结构变化不大，激起学习的兴趣不 浓；第三是屏幕内容固定之后，为了达到预定要求， 使屏幕数量增加，因而使课件的长度也大幅度增加， 这样会占用更多的内存
3.12生成型结构 1.教学内容的生成 在这种结构中,教学内容的生成是利用某种数据结构 和预先安排的算法,产生的内容多变和富有趣味性, 展示的知识、问题和示例等能较好地与学生的原有知 识水平相适应。 2.分支路径的生成 教学内容之间的连结路径即分支路径,也可以用某种 算法生成,其中最简单的是通过对行为目标的评价来 选择一个教学单元。较复杂的分支路径算法是采用适 应式生成方式,即不但根据当前学生执行情况,还要 根据学生的学习历史情况来调节教学单元的顺序 般需要建立教学单元网状结构。这种根据学生的整个 学习状况而引出下一个教学单元的算法,对执行好的 生能较快地通过整个软件,而对执行情况较差的学 生则经过较多的教学单元,使其从各方面更多地接受 教学内容,以弥补原来的不是
3.1.2 生成型结构 1．教学内容的生成 在这种结构中，教学内容的生成是利用某种数据结构 和预先安排的算法，产生的内容多变和富有趣味性， 展示的知识、问题和示例等能较好地与学生的原有知 识水平相适应。 2．分支路径的生成 教学内容之间的连结路径即分支路径，也可以用某种 算法生成，其中最简单的是通过对行为目标的评价来 选择一个教学单元。较复杂的分支路径算法是采用适 应式生成方式，即不但根据当前学生执行情况，还要 根据学生的学习历史情况来调节教学单元的顺序，一 般需要建立教学单元网状结构。这种根据学生的整个 学习状况而引出下一个教学单元的算法，对执行好的 学生能较快地通过整个软件，而对执行情况较差的学 生则经过较多的教学单元，使其从各方面更多地接受 教学内容，以弥补原来的不足
这种算法能更好地适应学生的学习情况, 发挥个别化的教学特点 适应式生成方式的算法比较复杂。对每 个教学单元的执行效果,学生执行后的作用 及其对总目标的影响等,要通过多次观察统 计得到数据,然后由这些数据按一定模型产 生教学单元的网状结构。因此,根据这种算 法进行程序设计也比较复杂
这种算法能更好地适应学生的学习情况， 发挥个别化的教学特点。 适应式生成方式的算法比较复杂。对每 个教学单元的执行效果，学生执行后的作用 及其对总目标的影响等，要通过多次观察统 计得到数据，然后由这些数据按一定模型产 生教学单元的网状结构。因此，根据这种算 法进行程序设计也比较复杂
3.13智能型结构 智能型结构是利用人工智能技术实现IAI软件的 功能,如智能导师系统,它是在传统CA的基础上 发展起来的 人工智能的研究领域 2.人工智能教学系统的基本结构 3.一个具体的智能教学系统
3.1.3 智能型结构 智能型结构是利用人工智能技术实现 ITAI软件的 功能，如智能导师系统，它是在传统 CAI的基础上 发展起来的。 1．人工智能的研究领域 2．人工智能教学系统的基本结构 3．一个具体的智能教学系统
1.人工智能的研究领域 (1)专家系统( Expert System) (2)自然语言处理( Natural Language Processing) (3)机器学习( Machine Learning) (4)自动定理证明( Automatic Theorem Proving) (5)分布式人工智能( Distributed Artificial Intelligence) (6)机器人( Robots) (7)模式识别( Pattern Recognition) (8)博弈( Game Playing) (9)计算机视觉( ComputerⅤ ISion)
1．人工智能的研究领域 （1）专家系统（Expert System） (2)自然语言处理（Natural Language Processing ） （3）机器学习（Machine Learning） (4)自动定理证明（Automatic Theorem Proving） (5)分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence） （6）机器人（ Robots） （7）模式识别（Pattern Recognition） （8）博弈（Game Playing） （9）计算机视觉（Computer Vision）
2.人工智能教学系统的基本结构 根据人工智能原理设计的ICAI系统的基本结构如图所示: 专家模块 学生 学生模块 教师模块
2．人工智能教学系统的基本结构 根据人工智能原理设计的ICAI系统的基本结构如图所示: 专家模块 学生模块 教 师 模 块 学 生
专家模块 专家模块存放着全部的课程知识,它 包括二方面:一是有关课程的内容;二 是有关应用这些知识解决问题的知识, 即过程知识。专家模块的任务是生成问 题和回答学生的问题
专家模块 专家模块存放着全部的课程知识，它 包括二方面：——是有关课程的内容；二 是有关应用这些知识解决问题的知识， 即过程知识。专家模块的任务是生成问 题和回答学生的问题
学生模块 学生模块存放关于学生的学习历史、 当前的知识水平、解题行为等方面的信 息,这些信息为教师模块提供教学决策 的依据,使得系统能够正确地评价学生 的理解程度、诊断错误、分析错误原因、 提供适当的补救材料
学生模块 学生模块存放关于学生的学习历史、 当前的知识水平、解题行为等方面的信 息，这些信息为教师模块提供教学决策 的依据，使得系统能够正确地评价学生 的理解程度、诊断错误、分析错误原因、 提供适当的补救材料