1.智能计算机辅助教学的含义
智能计算机辅助教学（Itelligent Computer Assisted Instruction，简称ICAI）是以认知科学和思维科学为理论基础，综合人工智能技术、教育心理学等多门学科的知识，对学生实施有效的教育的一门新的教育技术，是智能化的计算机辅助教学。
1970年美国卡博奈尔开发的SCHOLAR系统，是世界上第一个人工智能与计算机辅助教学结合的案例。这是一个用于南美洲地理课程的教学系统，SCHOLAR系统以大量的信息单元和描写事实组成数据库，并按照这些信息单元的含义及其相互关系构成语义网络，系统可以根据这些网络自主生成教学信息，该系统具有较强的自然语言能力和逻辑推理能力，学生与该教学系统可以进行较为自由的交互，系统在一定程度上理解并回答学生的提问。智能计算机辅助教学是一个基于知识教学的专家系统，它能对教学相关的知识进行推理分析，在此基础上进行教学内容的修改和调整教学策略，对课件进行自动化制作，并根据学生的认知能力和掌握程度对教学成果进行评价。
2.智能计算机辅助教学的特征
智能计算机辅助教学系统可以克服传统计算机辅助教学系统的缺陷，其具备以下特点。
（1）能自动形成各种问题与练习。
（2）根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习内容和进度。
（3）在了解教学内容的基础上自动解决问题，生成解答。
（4）具有自然语言生成与理解能力，能实现比较自由的教学问答系统，提高人机交互的主动性。
（5）对教学内容有理解咨询能力。
（6）能诊断学生错误，分析原因并采取纠错措施。
（7）能评价学生的学习行为。
（8）能评价教师的教学行为。
以现有的科技水平，无法实现具有上述全部特点的智能计算机辅助教学系统，但是一般情况下，只要具备上述一个或几个特点的计算机辅助教学系统就可以称为智能计算机辅助教学系统。(www.xing528.com)
3.智能计算机辅助教学的类型
目前，智能计算机辅助教学系统可以分为两类：智能导师系统（ITS）和人工智能化的学习环境（AIBLE）。智能导师系统是一个具有教师的智能行为的计算机辅助教学系统；人工智能化的学习环境是一个允许学生自由学习，并能帮助学生解决问题的计算机辅助教学系统。下面主要介绍智能导师系统的智能计算机辅助教学实现原理。
智能计算机辅助教学具有教师进行导学的特点，即教师根据学生的学习轨迹指导学生，也可以将导学工作交由智能计算机辅助教学系统来完成，系统根据学生的学习行为来决定学习内容。
智能计算机辅助教学强调，要按学生不同的认知能力，为水平不同的学生准备不同的教学内容，以实现启发式教学和个别化教学。因此，智能计算机辅助教学系统由知识库、专家系统和学生的认知模型等部分组成。各部分功能的具体内容如下：
（1）知识库
知识库用于存储所要教授的学科领域内的知识，主要包括元知识、陈述知识和过程性知识。其中，元知识是指有关知识使用方法的内容；陈述性知识是指课程的基础内容；过程性知识是指如何使用知识解决问题的内容，如实验中的操作步骤等。
知识库的内容可以随教学系统所用时间的增加来逐渐积累、整理。其中，主要任务是根据要求检索出有关的知识，生成问题并评价学生的解答。
（2）专家系统
专家系统可以根据学生的认知情况和知识库的内容，做出智能化的教学决策，即在学习过程中，决定下一步采取哪种学习方法、学习哪方面的内容，还能评价学习的效果，并据此提出改进策略和意见。
专家系统主要包括用于指导学习的各种策略和相应的逻辑推理，其中学习策略是用于逐步决定教学过程的控制目标、控制手段的方法和规则的集合。
（3）学生的认知模型
学生的认知模型用于记录学生的知识水平和认知能力，始终依据学生的实际知识水平来指导学生学习，并根据其学习情况进行动态调整。当学生学习新的教学内容时，系统可以根据学生以前的学习记录来建议新的学习内容。学生认知模型的信息被专家系统作为教学决策的依据，使系统能正确评价学生对所学知识的理解程度，并能针对学生的不同特点和差异，实行与该学生相适应的教学活动。
知识库包含学科知识和教学知识两部分；学生模型指明学生知道什么和不知道什么，代表了学生的智能活动；教师模型提供了教学策略，负责指导系统如何向学生呈现教材，代表了教师的智能活动。此外，智能计算机辅助教学系统通常还包含一个具有自然语言处理的智能人机接口。
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