计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction ,简称CAI) 是利用计算机模拟教师的行为,通过学生和计算机之间的交互活动来达到教学目的。CAI可以用来代替教师进行整门课程的教学, 也可作为常规课堂教学的补充手段。随着人工智能技术加入，计算机辅助教学（CAI）已无法满足教师和学习者的要求，而朝着智能计算机辅助教学（ICAI）发展。即赋予计算机系统以智能，由计算机系统在一定程度上代替教师实现最佳教学。
    人工智能（Artificial  lnielligence简称AI）是一门以研究用计算机来模拟，延伸和扩展人的智能，以实现“机器思维”或脑力劳动自动化的学科。其主要的研究内容是“知识的表示方法”／问题求解方法”和“机器学习”（知识的自动获取）。智能计算机辅助教学一1CAI  （IntelligenceComputer－Assisted  lnstrnction）属于人工智能的一个分支领域，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教育的一门新的教育技术。其目的在于通过研究人类学习思维的特征和过程，寻求学习知识的模式，使学生获得个别化自适应性学习的获取知识方法，从而使学生学得更快。更有效。

   二.ICAI的主要特点

   1）能自动生成适合学习者程度的问题和练习。
   2）能根据学生的不同水平与学习情况选择学习内容和调整教学进度。
   3）能理解教学内容并对其具有解释咨询的能力。
   4）具有自然语言的生成与理解能力，以便实现比较自由的教学问题系统，以提高课件在人机交互作用中的主动性。
   5）能诊断学生错误，分析错误发生的原因并采取相应的纠正措施。
   6）能不断地在教学中改善教学策略。
   7)能够评价学生的学习行为

    二、ICAI系统的基本结构

    ICAI系统的构成一般为三个基本模块。一是知识库模块（亦称专家模块），即问题解决专家系统，它包括了系统企图传授给学生的知识，代表了专家的智能活动；二是学生模型块，它指明学生知道什么和不知道什么，代表了学生的智能活动；三是教师模型模块（亦称辅导模块），主要是一些辅导策略，它负责指明系统如何向学生呈现教材，代表了教师的智能活动。除了这三个基本模块外，ICAI系统还包括一个自然语言的智能人机接口模块，它是教学对话的自然语言处理系统，即ICAI系统的用户界面

    1．知识库模块

    由某领域的专家按选定的知识表示将领域知识。教学规则转换成计算机系统可以理解的表达形式，建立包括领域知识和教学规则在内的知识库，领域知识就是有关教学内容的专业知识与技能，它既包括说明事物概念的陈述性知识，又包括利用这概念解决问题的过程性知识，ICAI特别强调后者的训练。此外，领域知识还包括知识形成或技能运用过程的元知识。教学规则汇集了适用在特定环境和条件下有效的教学方法。由以上领域知识和教学规则构成的知识库，包括了教学所需要的全部事实。

    ICAI中，除了像一般的专家系统的知识库所要求的内容外（比如知识的表达方式要易于理解、规划、存取和扩充等），还要特别注意以下四个方面：
    1）必须要有明确的教学目标和教学范围。
    2）要形成比较连贯的关系或基础体系。
    3）要形成一个实用的思维或推理模型。
    4）要考虑学生接受能力的限制。

    2.学生模块

    所谓学生模块，是指生成一种可靠的表达方式来展示学生的实际水平状况。其过程就是根据学生的表现来估测他的学习要求，他对知识与技能的掌握情况以及他的能力，这种对学生表现的估测结果就是学生模型。

    学生模型是通过智能化交互接口跟踪学习过程，对每个课程建立独立的单元，建立各单元水平的判定规则。当学生完成一课的学习时，给出水平判定值；进行错误诊断时，能够用不同的方法。在跟踪学习时给出错误的原因，如概念性错误用扰动法，方法性错误用过程协议分析法和解题过程网络分类分析法等。查出原因后再给出改正的提示，同时记录下来作为学习辅导的依据；学习跟踪是学习过程的记录，记下学生的学习历史和进步情况；模型更新是随学生学习深入而改变的，它可以用复盖法或差错法来说明学生具有的知识与计算机系统中存储的知识的差距，进一步更新学生模型、继续进行教授内容和方法的决策。

    3．教师模型模块

    该模块亦称辅导模块。所谓教师模型，就是模拟人类教师，使ICAI能像人类教师一样，按照自己教材内容的理解（如概念的难易、教学的顺序、概念间的关系等），根据学生的状况（包括知识水平和学习背景，如爱好，总体水平、性格、智力等），选择对该生最为有效的教学方法，监督和评价学生的学习行为，选择提出问题并根据学生的要求适时地为其提供帮助和选择补充知识。

    ICAI的教师模块能够控制学生的学习，掌握学生的学习水平并做出适时反馈，决定下一步的教学内容和应该采取的教学方法、策略。因此，教师模块必须有完整的关于自然语言对话、教学方法、教学策略和教学题材的知识，能够决策采用什么样的方式顺序以及教学模式等。

    从以上ICAI的讨论中可看出，完善的ICAI系统能够充分调动学生的主动性，并能通过分析推理，对某具体学生做出适合的教学决策。实现个别化教学，达到因材施教的目的。在实际设计时，由于需要考虑的因素较多，系统比较庞大，同时也依赖于人工智能等技术的发展，因而要建立完善的ICAI还是比较困难的，这也正是未来计算机辅助教学的努力目标，可以预计未来的计算机辅助教学研究，将朝着集超媒体网络化和智能化于一体的方向发展。