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，無論是培訓(xùn)機構(gòu)還是在課堂授課都可以利用該系統(tǒng)的題庫進行練習(xí)、考試及完成作業(yè)。登錄系統(tǒng)后學(xué)生通過課堂考核、練習(xí)等可以考察其掌握知識的能力與水平，作業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)上傳，在練習(xí)與考核完成后自動進行試卷測評與試卷分析，幫助使用者達到自學(xué)的目的。近年來，隨著我國信息化建設(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)如何對數(shù)據(jù)庫進行更新以及利用推理機進行測評的推理算法。

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

中圖分類號：TP39 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

計算機課程在教學(xué)上缺少先進的教學(xué)管理，隨著人工智能的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)應(yīng)用上對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)有了進一步的提高?！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，在培養(yǎng)人才方面將會有新發(fā)展。

1 研究的重點

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

（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)進行劃分“作業(yè)、考試、練習(xí)”等不同選擇項，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力。

（3）在練習(xí)過程中強化思維訓(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)，開發(fā)基于人工智能的計算機信息系統(tǒng)，無論在培養(yǎng)技能型人才方面還是提高操作者的動手能力方面，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)生營造一個適合個體特征的學(xué)習(xí)環(huán)境。

與此同時，有些智能化軟件針對性不強的問題也得到了解決，這個軟件的開發(fā)在提高計算機信息系統(tǒng)“智能化”水平方面達到了一定的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有的知識水平分為初級、中級和高級，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)，緩解教師個性化輔導(dǎo)的壓力。輔助教師完成各個教學(xué)環(huán)節(jié)，計算機輔助教學(xué)有利于發(fā)揮主體作用，它所提供的圖像、聲音、動畫等信息有利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識、鞏固知識，達到提高教學(xué)的目的。

3 研究難點

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“知識庫”是整個系統(tǒng)知識點應(yīng)用中心，因為構(gòu)建知識圖以及生成圖結(jié)點間的關(guān)系是知識提取的主要任務(wù)，選取簡單、有效、擴展性良好的方法是該系統(tǒng)開發(fā)的重點；在知識圖的結(jié)點和邊上添加邊的權(quán)值在系統(tǒng)開發(fā)時能夠做到簡單明了。

除此之外，設(shè)計推理機也是本課題的難點之一，解決問題的關(guān)鍵是找到一個切實有效的推理算法，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。實現(xiàn)推理機的設(shè)計需要構(gòu)建一種算法，然后采用某一編程開發(fā)工具和語言來進行編程。

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：

以上是對推理機的設(shè)計，將它應(yīng)用在試卷分析中，把學(xué)生練習(xí)的結(jié)果與答案進行匹配（如圖1所示），匹配過程就是通過程序來實現(xiàn)，通過反復(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進行匹配處理，如果沒有選擇初始條件或事實不足，就不能得出結(jié)論，系統(tǒng)會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

智能化實驗教學(xué)輔助系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)模塊如圖2所示。系統(tǒng)功能分析如下。

（1）題庫管理：一個輔助教學(xué)的智能信息系統(tǒng)最主要的是題庫建設(shè)，一個足夠大的題庫能幫助我們實現(xiàn)對多門學(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)維護方便、可實現(xiàn)跨平臺操作、具有良好的開放性和可擴充性等優(yōu)點，象將本專業(yè)的《計算機基礎(chǔ)》課程、《數(shù)據(jù)庫Access》課程、《計算機網(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)進行課堂考試、練習(xí)及完成作業(yè)時，需要對這部分內(nèi)容定義一個名字，稱為“方案”，系統(tǒng)自動或手動創(chuàng)建試卷，然后對試卷進行增、刪、改、查，同時將試卷導(dǎo)入或?qū)С觥?/p>

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

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

（5）監(jiān)控管理：對學(xué)生完成考試或作業(yè)的情況進行監(jiān)控，如控制完成的時間。

人工智能的推理機只能對主觀題進行判斷，如診斷學(xué)生錯誤、分析原因并采取糾正措施，對于客觀題可以通過人工的方式進行測評；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，提高操作能力；在不同的情況下，可以合理地進行操作，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。

說明：

“ 【W(wǎng)indows】第13題 ”是抽取試卷中的第13道題。

“題號：316” 是題庫中第316題。

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

該點最終得到點數(shù)：1，“1”表示這題測試結(jié)果是正確的，反之“0”是錯誤的。

5 知識庫更新

知識庫更新的目的是向知識庫中補充新知識，使其正確地反映當(dāng)前領(lǐng)域的知識。更新知識庫是為了加快信息的流動，促進知識的共享和交流，保持知識內(nèi)容的先進性，同時讓學(xué)生掌握更多解決問題的方法。更新知識庫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）將需要更新題庫內(nèi)容保存為.wtd文件，然后通過題庫管理工具進行更新（如圖4所示）。

（2）打開已經(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）考點設(shè)置：將需要的內(nèi)容添加完畢后，進行考點設(shè)置，以Excel為例，設(shè)置工作表、單元格等，即對最基本的單元進行設(shè)置（如圖7所示）。設(shè)置結(jié)果如圖8所示。

6 結(jié)語

“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)合的一個新事物，它不但解決了本地性工作，同時還利用互聯(lián)網(wǎng)解決異地操作，可以將結(jié)果共享。

參考文獻

[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)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用教學(xué)研究，2010（14）：145-147.