教育创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。新的教学理念也必须有相应的教学手段给予支持。随着现代信息技术与计算机技术的飞速发展，许多新的技术都应用到教育领域，促进着教育技术的进步，为现代教育技术注入了新的内容。人工智能是信息技术发展的重要方向之一。世界各国都在开展智能教具的研究工作，智能型教学仪器的发展方向是智能化和小型化。我国教学用具的特点主要表现为：智能化程度低、系统尺寸庞大，现行教具只能为学习者提供进行验证型实践活动的支持，对学习者创造力和想象力的培养作用十分有限。目前，世界上只有美国德州仪器公司开发成功了手持式的具有知识发现能力的智能教具——图形化计算器。但是，它在公式发现上仍然采用的是传统的数据拟合技术，存在着当行列式元素微小变化引起解的显著变化的问题，即线性方程组系数行列式存在“病态问题”。并且，图形化计算器发掘出来的公式只有多项式一种类型，知识形式单一、可理解性、可用性差。为了解决这个问题，本文采用人工智能理论、数据挖掘、知识发现与嵌入式系统设计技术相结合，研究新型智能教具系统。在本文中，我们对FDD(Formula Discovery from Data)公式发现的基本理论做了深入的研究，对FDD基本理论中的误差计算、函数库(原型库)功能、搜索标准、以及误差比较做了改进和优化，并在此基础上，围绕FDD的基本思想，在PC机上实现了改进型FDD公式发现系统。改进型FDD公式发现系统可以对学习者所输入的实验数据进行公式挖掘，以初等函数的形式表示出实验数据之间的公式，并且通过大量实验证明其公式发现的效果比单纯按照FDD基本理论所设计的系统有明显提高。另外，此系统具备强大的图形显示功能，能够将公式发现过程与结果以图形形式直观地呈现给学习者。改进型FDD公式发现系统的实现为嵌入式智能教具系统的研究提供了算法原型，形成了整个项目中具有开创性的研究成果。