一体化智能教学网络平台 ——知识遗忘曲线的数学模型与算法设计

论文摘要

随着21世纪信息技术的不断发展、教育改革的进一步深入，现代教育技术要求不仅仅把计算机技术和网络技术作为辅助教学的工具，更需要利用计算机网络来营造一种新型的教学环境，运用人工智能技术来指导和辅助学习过程。当前，高校对于网络化课程的建设正在兴起，但在教学内容的呈现方式、学习者的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式方面并未产生根本的变革。因此，网络教学软件的应用研究显得较为紧迫。目前在网络教学方面主要向智能化方向发展。着眼于上述问题，我们必须从整体着眼，建立一个完整的乃至一体化的智能教学网络平台，应用各种智能化技术，提升教学网络平台中各部分的智能化程度。在这种背景和思路之下，作者介绍了“一体化智能教学网络平台”总体设计思想，用软件工程的方法进行了关键需求的分析与架构设计，总体描述一体化智能教学网络平台的框架。提出以体现了“三向”智能评估策略的学习管理系统(LMS：Learning Manage System)为各子系统的“神经中枢”。在学习管理系统中，本文采用可重用的敏捷架构和大量的智能化技术，如智能代理Agent技术与基于知识遗忘曲线的数学模型与算法的智能知识复习管理。接下来，作者对“一体化智能教学网络平台”的核心之一——学习管理系统用到的基于知识遗忘曲线的数学模型与算法进行了研究，通过对当前“知识遗忘曲线”数学建模及运用现状的分析，采用了模糊数学知识与微分建模的方法，提出了新“知识遗忘曲线”的数学模型与算法设计，旨在提升软件智能化程度，为“一体化智能教学网络平台”带来一种全新的学习体验。最后，为了对该算法进行测试和功能展示，作者还设计了一个具有实用价值的、利用该算法的测试程序(英语单词复习程序)，其结果表明使用该程序能明显克服对单词的遗忘。可见，“一体化智能教学网络平台”项目中一系列的研究将促进教育改革和教育信息化发展，有较大的应用前景和潜在的效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 教育信息化的发展
• 1.1.2 研究现状
• 1.2 课题的价值
• 1.3 论文组织
• 1.4 本人主要工作
• 第二章 一体化智能教学网络平台的总体设计
• 2.1 “三向”智能评估策略
• 2.2 智能化是教育信息化平台的发展方向
• 2.2.1 人工智能与ICAI
• 2.2.2 Agent技术
• 2.2.3 智能化网络技术与学习管理智能
• 2.3 一体化智能教学网络平台的总体设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 知识遗忘规律的数学模型
• 3.1 个性化学习环境
• 3.2 记忆规律概述
• 3.2.1 记忆与遗忘
• 3.2.2 艾宾浩斯记忆规律曲线数学模型研究现状
• 3.3 本章小结
• 第四章 数学模型方法
• 4.1 数学模型概述
• 4.2 数学模型方法
• 4.2.1 数学模型方法
• 4.2.2 数学建模的思维方法
• 4.2.3 建立数学模型的步骤
• 4.3 模糊数学与智能控制
• 4.3.1 模糊数学概述
• 4.3.2 模糊控制
• 4.3.3 隶属函数
• 4.4 本章小结
• 第五章 知识遗忘规律的建模
• 5.1 模型准备
• 5.1.1 问题背景分析
• 5.1.2 模型假设
• 5.2 模型检验
• 5.3 模型再假设
• 5.4 本章小结
• 第六章 知识遗忘曲线的算法设计
• 6.1 基于知识遗忘模型的记忆管理系统结构
• 6.2 知识遗忘曲线的算法设计
• 6.2.1 元数据说明
• 6.2.2 算法设计
• 6.3 算法的测试及说明
• 6.4 记忆规律测试软件的功能展示
• 6.5 记忆规律公共函数源代码
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 附件1 部分测试原始数据
• 附件2 智能学习系统源代码