金艷

摘 要：智能化信息系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，為使用者提供了極大的便利，無(wú)論是培訓(xùn)機(jī)構(gòu)還是在課堂授課都可以利用該系統(tǒng)的題庫(kù)進(jìn)行練習(xí)、考試及完成作業(yè)。登錄系統(tǒng)后學(xué)生通過(guò)課堂考核、練習(xí)等可以考察其掌握知識(shí)的能力與水平，作業(yè)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳，在練習(xí)與考核完成后自動(dòng)進(jìn)行試卷測(cè)評(píng)與試卷分析，幫助使用者達(dá)到自學(xué)的目的。近年來(lái)，隨著我國(guó)信息化建設(shè)的深入發(fā)展和信息化水平的不斷提高，如何提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，成了當(dāng)前信息化建設(shè)中迫切需要解決的課題。該文論述了智能化系統(tǒng)如何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新以及利用推理機(jī)進(jìn)行測(cè)評(píng)的推理算法。

關(guān)鍵詞：信息輔助系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)；智能數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

計(jì)算機(jī)課程在教學(xué)上缺少先進(jìn)的教學(xué)管理，隨著人工智能的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)應(yīng)用上對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)有了進(jìn)一步的提高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”人工智能是人類從互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向人工智能的一個(gè)標(biāo)志性事件。尤其在信息技術(shù)處理中利用人工智能技術(shù)可以提高工作和學(xué)習(xí)效率。如果互聯(lián)網(wǎng)和人工智能疊加起來(lái)，在培養(yǎng)人才方面將會(huì)有新發(fā)展。

1 研究的重點(diǎn)

智能化實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助系統(tǒng)是人工智能的應(yīng)用，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的智能化及管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所受到的限制，還可以從知識(shí)內(nèi)容的難易程度、訓(xùn)練時(shí)間以及測(cè)試中出現(xiàn)的錯(cuò)誤等方面進(jìn)行分析，相當(dāng)于一個(gè)助教老師在幫助學(xué)生解決問(wèn)題?；诖?，我們確定以下幾方面作為研究的重點(diǎn)。

（1）利用該系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（2）利用系統(tǒng)進(jìn)行劃分“作業(yè)、考試、練習(xí)”等不同選擇項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。

（3）在練習(xí)過(guò)程中強(qiáng)化思維訓(xùn)練體系。

2 研究目的

人工智能在決策支持技術(shù)的支持下結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)發(fā)基于人工智能的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，無(wú)論在培養(yǎng)技能型人才方面還是提高操作者的動(dòng)手能力方面，這種模式的學(xué)習(xí)都能使學(xué)生獲得自適應(yīng)學(xué)習(xí)的方法，真正做到學(xué)以致用，提高學(xué)習(xí)效率，從而使學(xué)生學(xué)得更快，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)適合個(gè)體特征的學(xué)習(xí)環(huán)境。

與此同時(shí)，有些智能化軟件針對(duì)性不強(qiáng)的問(wèn)題也得到了解決，這個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)在提高計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)“智能化”水平方面達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有的知識(shí)水平分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)，提供合適的學(xué)習(xí)方法和訓(xùn)練策略，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，緩解教師個(gè)性化輔導(dǎo)的壓力。輔助教師完成各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有利于發(fā)揮主體作用，它所提供的圖像、聲音、動(dòng)畫等信息有利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、鞏固知識(shí)，達(dá)到提高教學(xué)的目的。

3 研究難點(diǎn)

智能化信息系統(tǒng)研究的關(guān)鍵是利用了人工智能的專家系統(tǒng)和決策支持，其中人工智能“知識(shí)庫(kù)”是整個(gè)系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用中心，因?yàn)闃?gòu)建知識(shí)圖以及生成圖結(jié)點(diǎn)間的關(guān)系是知識(shí)提取的主要任務(wù)，選取簡(jiǎn)單、有效、擴(kuò)展性良好的方法是該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)；在知識(shí)圖的結(jié)點(diǎn)和邊上添加邊的權(quán)值在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)能夠做到簡(jiǎn)單明了。

除此之外，設(shè)計(jì)推理機(jī)也是本課題的難點(diǎn)之一，解決問(wèn)題的關(guān)鍵是找到一個(gè)切實(shí)有效的推理算法，本系統(tǒng)采用加權(quán)不確定性推理，所有證據(jù)用加權(quán)因子表示結(jié)論的高度可信性，通過(guò)修改證據(jù)的可靠性可以提高不確定性推理的準(zhǔn)確度。

解決方案：

專家系統(tǒng)智能體現(xiàn)在知識(shí)推理，也是區(qū)別于其他軟件的標(biāo)志。推理分正向和反向推理，在這里我們采用正向推理，即由已知條件推出結(jié)論。實(shí)現(xiàn)推理機(jī)的設(shè)計(jì)需要構(gòu)建一種算法，然后采用某一編程開(kāi)發(fā)工具和語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程。

基于加權(quán)的不確定性推理算法，在加權(quán)的不確定性推理中，規(guī)則用下述形式表示：

以上是對(duì)推理機(jī)的設(shè)計(jì)，將它應(yīng)用在試卷分析中，把學(xué)生練習(xí)的結(jié)果與答案進(jìn)行匹配（如圖1所示），匹配過(guò)程就是通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)反復(fù)地匹配最后得出結(jié)論，即練習(xí)的結(jié)果是否正確，其中的解釋模塊以及結(jié)果處理都依賴于它的執(zhí)行結(jié)果。本系統(tǒng)采用正向推理，首先列出符合條例的事實(shí)進(jìn)行匹配處理，如果沒(méi)有選擇初始條件或事實(shí)不足，就不能得出結(jié)論，系統(tǒng)會(huì)提示用戶提供其他相關(guān)信息，重新選擇或修改條件，給出解釋。

4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

智能化實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模塊如圖2所示。系統(tǒng)功能分析如下。

（1）題庫(kù)管理：一個(gè)輔助教學(xué)的智能信息系統(tǒng)最主要的是題庫(kù)建設(shè)，一個(gè)足夠大的題庫(kù)能幫助我們實(shí)現(xiàn)對(duì)多門學(xué)科試題的錄入、管理和組卷；而智能則主要體現(xiàn)在系統(tǒng)可根據(jù)用戶選擇的相關(guān)信息，自動(dòng)組成若干套同等難度、相同題量的平行試卷。由于采用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，B/S結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)維護(hù)方便、可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)操作、具有良好的開(kāi)放性和可擴(kuò)充性等優(yōu)點(diǎn)，象將本專業(yè)的《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程、《數(shù)據(jù)庫(kù)Access》課程、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程等錄入系統(tǒng)等功能。

（2）方案管理：使用本系統(tǒng)進(jìn)行課堂考試、練習(xí)及完成作業(yè)時(shí)，需要對(duì)這部分內(nèi)容定義一個(gè)名字，稱為“方案”，系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)創(chuàng)建試卷，然后對(duì)試卷進(jìn)行增、刪、改、查，同時(shí)將試卷導(dǎo)入或?qū)С觥?/p>

（3）學(xué)生管理：對(duì)系統(tǒng)錄入的學(xué)生信息以班級(jí)為單位插入、刪除、修改和查詢。

（4）任務(wù)管理：以班級(jí)為單位將一節(jié)課的作業(yè)下發(fā)至學(xué)生手中進(jìn)行考試，下課后將作業(yè)上傳，考試成績(jī)可以導(dǎo)出，同時(shí)學(xué)生可以查看成績(jī)或者通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)下載資料和素材。

（5）監(jiān)控管理：對(duì)學(xué)生完成考試或作業(yè)的情況進(jìn)行監(jiān)控，如控制完成的時(shí)間。

人工智能的推理機(jī)只能對(duì)主觀題進(jìn)行判斷，如診斷學(xué)生錯(cuò)誤、分析原因并采取糾正措施，對(duì)于客觀題可以通過(guò)人工的方式進(jìn)行測(cè)評(píng)；總之，智能系統(tǒng)是充分利用了現(xiàn)有的教學(xué)資源，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中更加靈活地掌握知識(shí)，提高操作能力；在不同的情況下，可以合理地進(jìn)行操作，比較人性化。

增加教學(xué)輔助系統(tǒng)的功能：試卷分析如圖3所示。

說(shuō)明：

“ 【W(wǎng)indows】第13題 ”是抽取試卷中的第13道題。

“題號(hào)：316” 是題庫(kù)中第316題。

“標(biāo)準(zhǔn)答案考察名稱_＼test_文件夾_+D-A+H-R-S”：測(cè)試內(nèi)容是test文件夾中文件名是DAHRS的屬性。

該點(diǎn)最終得到點(diǎn)數(shù)：1，“1”表示這題測(cè)試結(jié)果是正確的，反之“0”是錯(cuò)誤的。

5 知識(shí)庫(kù)更新

知識(shí)庫(kù)更新的目的是向知識(shí)庫(kù)中補(bǔ)充新知識(shí)，使其正確地反映當(dāng)前領(lǐng)域的知識(shí)。更新知識(shí)庫(kù)是為了加快信息的流動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)的共享和交流，保持知識(shí)內(nèi)容的先進(jìn)性，同時(shí)讓學(xué)生掌握更多解決問(wèn)題的方法。更新知識(shí)庫(kù)選擇需要更新的科目，將添加的題干放入窗口。具體更新如下。

（1）將需要更新題庫(kù)內(nèi)容保存為.wtd文件，然后通過(guò)題庫(kù)管理工具進(jìn)行更新（如圖4所示）。

（2）打開(kāi)已經(jīng)存在的文件.wtd文件，將題干添加到系統(tǒng)中（如圖5所示），如果有素材和結(jié)果文檔，可以將其添加到“考試素材”和“結(jié)果文檔”中，同樣可以相繼添加一些圖片等內(nèi)容（如圖6所示）。

（3）考點(diǎn)設(shè)置：將需要的內(nèi)容添加完畢后，進(jìn)行考點(diǎn)設(shè)置，以Excel為例，設(shè)置工作表、單元格等，即對(duì)最基本的單元進(jìn)行設(shè)置（如圖7所示）。設(shè)置結(jié)果如圖8所示。

6 結(jié)語(yǔ)

“互聯(lián)網(wǎng)+”智能化系統(tǒng)是局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的一個(gè)新事物，它不但解決了本地性工作，同時(shí)還利用互聯(lián)網(wǎng)解決異地操作，可以將結(jié)果共享。

參考文獻(xiàn)

[1]羊牧.基于人工智能的專家系統(tǒng)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)研究，2010（14）：145-147.