数据结构智能CAI系统的设计与实现(附答辩)

数据结构智能CAI系统的设计与实现(附答辩)(含选题审批表,任务书,开题报告,毕业论文说明书15000字,中期检查报告,答辩记录,答辩ppt)
摘 要：随着计算机网络、微机、多媒体与现代软件开发等现代计算机技术的不断发展和成熟，并随着人工智能技术的引入，智能计算机辅助教学(Intelligent Computer Assisted Instruction)已成为现代计算机教育发展的一大趋势，符合目前所提倡的教育理念。过去的计算机辅助教学不能根据学生的具体情况，自动调整教学策略，以更好地适应不同情况的学生。而智能计算机辅助教学（ICAI）不但克服了传统计算机辅助教学的许多弱点，而且大大地提高争改善了教学的效果和效率，它将教学内容与教学策略分开，根据学生资料库提供的学生模型，通过智能系统的搜索与推理，动态生成适合于个别化教学的内容与策略；通过智能诊断机制判断学生的学习水平，分析学生产生错误的原因，提供合理的改进方案，同时修改原来的学习策略；对于全体学生在学习过程中经常出现的错误或具有共同性的问题，ICAI能进行分布统计分析，形成教学指导方案，为教师对教学内容的调整改进提供依据，为教务人员提供对任课教师教学业绩评价的参考意见。本文首先对智能计算机辅助教学的结构和特点进行阐述，然后结合数据结构课程的特点，设计了其智能辅助教学系统，该系统在实际教学环节应用中取得了较好的学习效果。
关键词：ICAI；数据结构；人工智能；知识库

5.1.2  系统设计目标,
《数据结构》课程辅助教学系统主要实现以下目标：
(1)  构建课程学习资源网站
课程学习资源网站的主要内容包括：
    课程教学大纲(包括理论教学和实验教学)规定内容的电子版本，方便学生在网络直接查阅。
    老师的课堂讲稿。课堂讲稿包含了课程的精华，公开提供给学生，有利于学生正确把握课程内容。
    教学案例及素材。案例及素材可以使学生形象、直观地理解和掌握相关的知识和技术，利于他们自己模仿和操作，对于提高实际技能有很好的作用。这些内容既有文字、图片，也有视频和动画演示。
(2)  网络答疑
在网上学习过程中，学生可将学习中碰到的问题，以留言的形式存入留言板中。教师定时查看留言，解答学生的提问。
(3)  在线作业
对于《数据结构》课程而言，由于课程的实验、作业最终都要通过电子文件形式上交给老师，传统的软盘或U盘递交作业已经不能满足要求，而由于作业中包含的文件数比较多，通过Email方式递交也是不方便的，所以很有必要为学生提供网络存储空间，使得学生可以通过辅助教学系统递交作业。
(4)  网络化的自动测评
由于《数据结构》课程考核的主要是实践编程，所以其网络化自动测评系统和其他非课程的系统相比，有其特殊性，必须建设一个《数据结构》课程的自动测评系统。这个系统除了用于考试外，还可以用于学生平时的自我练习，以检查自己的学习情况。
5.1.3  系统总体结构
该系统用户主要分为三类： 管理员、教师、学生， 在整个系统中他们具
有不同的功能和权限。辅助教学系统主要用户功能模块如下：
从用户角度：分为教师模块、学生模块、管理员模块，其中前两个是辅助教
学系统的主要功能模块部分，如图2所示：
按实现功能模块：分为用户管理子系统、课程教学子系统、课程资源管理子
系统、网络考试子系统、系统维护及一些辅助功能子系统，如：聊天室、公告栏
等。

研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）
目的：
1.        1.  设计一个智能化的数据结构计算机辅助教学系统满足该课程的教学需求。
2.  在认知主义教学思想的指导下，深入分析数据结构教学的特点，把人工智能(AI)技术引入ICAI系统,在一定程度上代替老师以达到最佳的教学效果。
内容：本设计主要是介绍目前智能CAI技术，然后根据现在CAI、人工智能技术的发展状况和数据结构课程特点设计一个满足现行教学需求的智能化的计算机辅助教学系统。
主要分为四大部分：
第一部分关于协作式教学模式的研究、学生认知模型的研究；
第二部分是了解研究CAI、ICAI、人工智能的发展现状及最新技术；
第三部分关于课程特点和教学策略适应的特点的研究，把一些主流的教学思想运用到该系统中；
第四部分主要研究如何把人工智能技术应用到CAI系统中。
方法：
1、讨论法：同老师和同学进行讨论。
2、文献资料法：查阅比较成功的ICAI系统的设计与开发技术的相关资料。
3、参考法：参照、学习当前的人工智能及智能CAI相关书籍学习，汲取好的解决方法。
4、实践法：亲自尝试一些计算机辅助教学系统的学习，总结好的地方与不足，找出解决不足的方式方法。
预期成果：基本实现一个具有一定智能化的数据结构课程的计算机辅助教学系统
条件保障：图书馆、网上数据库、电子阅览室、专业指导老师
 

目    录
摘要    1
关键词    1
1 前言    2
2 ICAI理论基础    3
    2.1 智能计算机辅助教学的概念    3
    2.2 智能计算机辅助教学的特征    3
    2.3 ICAI系统体系结构及主要特点    3
3 数据结构课程特点    5
4 关键技术    6
    4.1知识库    6
    4.2认知模型的建立    6
    4.3智能化教学过程的实现    6
5系统设计    8
    5.1 系统的总体设计    8
        5.1.1 系统的设计原则    8
        5.1.2 系统的设计目标    9
        5.1.3 系统的总体结构    9
        5.1.4 开发工具    12
        5.1.5 数据库设计    12
        5.1.6 数据库的实现    17
    5.2 系统的详细设计    19
        5.2.1 系统数据流图    19
        5.2.2 模块设计    19
        5.2.3 部分功能实现    28
5.3 系统测试    35
5.3.1系统测试的环境    35
5.3.2系统功能测试方法    35
6 总结    36
参考文献    37
致谢    38