人工智能与教育概要课件

1、第五讲 人工智能与教育第1页，共24页。第一节 人工智能概述 人类总是在不断深入地研究世界，最复杂的研究对象便是人类本身。人工智能在20世纪50年代诞生并随之兴起，它引起众多学科的日益重视，成为一门广泛的交叉和前沿学科。第2页，共24页。第一节 人工智能概述一、什么是人工智能人工智能（Artificial Intelligence）是关于人造物的智能行为。是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科。换言之，它研究如何用计算机模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考、规划以及问题求解等思维活动，来解决需要人类专家才能处理的复杂问题。单一神经元 -32个Intel 386芯

2、片组成的 超立方计算机系统1011-1012个神经元 第3页，共24页。第一节 人工智能概述 现在，人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个系统，可以模仿由上百亿个神经元组成的人脑的行为, 去思考宇宙中最复杂的问题。 或许衡量机器智能程度的最好的标准是英国计算机科学家阿兰图灵的试验。第4页，共24页。第一节 人工智能概述1、图灵测试 该实验把被提问的一个人和一台计算机分别隔离在两间屋子，让提问者用人和计算机都能接受的方式来进行问答测试。如果提问者分不清回答者是人还是机器，那就证明计算机已具备人的智能。 第5页，共24页。第一节 人工智能概述2、人类智能与人工智能 思维策略初级信息处理生理

3、过程计算机程序计算机语言计算机硬件（a）人类（b）计算机第6页，共24页。第一节 人工智能概述二、人工智能简史 第7页，共24页。第二节 人工智能的研究领域 人工智能的研究领域包括问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言理解、博弈、自动程序设计、专家系统、机器学习以及机器人学、人工神经网络、智能控制、智能检索、系统与语言工具等。 第8页，共24页。一、人工神经网络第9页，共24页。1、专家系统的定义与类型 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。 MACSYMA 聋哑人语言训练专家系统二、专家系统第10页，共24页。2、专家系统的结构知识库推理机专家知识输入或提问 答案第11页，

4、共24页。3、新一代专家系统（1）新一代专家系统的特征：（2）分布式专家系统；（3）协同式专家系统；第12页，共24页。三、 机器学习1、机器学习定义 机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的人工智能分支领域，是一门研究机器获取新知识和新技能，并识别现有知识的学问。第13页，共24页。三、 机器学习2、机器学习的策略 （1）机械学习； （2）传授学习； （3）类比学习； （4）事例学习；第14页，共24页。四、 智能代理1、Agent概念广义：人类、物理世界的机器人和信息世界的软件机器人。狭义：信息世界中的软件机器人或称软件Agent，它是代表用户或其它程序，以主动服务的方式完成一组操作

5、的机动计算机实体。第15页，共24页。四、 智能代理2、多智能代理系统 第16页，共24页。四、 智能代理3、基于MAS的信息检索系统（1）接口代理；（2）任务代理；（3）信息代理；（4）代理的组织与协调； 第17页，共24页。第三节 人工智能教育应用一、人工智能教育应用概述第18页，共24页。 了解每个学生的学习能力、学习基础和当前的知识水平； 能够根据学生的不同特点作出最佳的教学决策，能对学生进行有针对性的个别指导； 允许学生用自然的语言与“计算机导师”进行人机对话 ； 按这种思想建造的CAI系统就称为智能计算机辅助教学系统(Intelligent Computer Assisted In

6、struction System)，简称ICAI系统，或称智能教学系统(Intelligent Turoting System)简称ITS。第19页，共24页。二、智能导师系统第20页，共24页。 “学生模型”模块记录每个学生原有的知识水平、学习能力和认知特点； “教师模型”模块根据学生模型和知识库(其中保存所要教的学科领域知识)的内容作出智能化的教学决策，即为不同学生选择不同的教学内容和教学方法，提供有针对性的个别辅导和适当的补习材料，评判学生的成绩，帮助学生分析错误的原因，提出改进学习的方法和意见等； 智能接口理解自然语言；第21页，共24页。三、范例介绍1、南加利福尼亚大学信息科学学院的ADELE智能导师(Agent for Distance EducationLight Edition) 是一个用于临床医学诊断的一个典型ICAI系统，ADELE由模拟角色、解释引擎、会话管理器三部分组成，可以利用因特网进行远程教学。在基于病例的临床诊断应用中，ADELE系统向学生提供某一特殊的医学条件和病例，