نظام خبره مبتنی بر قانون برای حمایت و راهنمایی گام به گام در حل مسئله جبری: زمینه آموزش PAT2Math

قیمت: 42,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

نظام خبره مبتنی بر قانون برای حمایت و راهنمایی گام به گام در حل مسئله جبری: زمینه آموزش PAT2Math

عنوان لاتین

Rule-based expert systems to support step-by-step guidance in algebraic problem solving: The case of the tutor PAT2Math

برای نظام آموزش هوشمند (ITS) و برای اصلاح تمرینات موجود برای دانش آموزان، باید چگونگی حل نوع یکسانی از مسئله ها و ارتباط آن با اجزای دانش درک شود. در نتیجه با این کار می توان با حل مسئله به پاسخ مطلوب دانش آموزان رسید و نکات بیشتری را کسب کرد. این کار بر اساس نظام خبره انجام می پذیرد. اگرچه، این کار با پاره ای مشکلات همراه است که با زمان پیچیده و بالقوه سبب اختلال در پاسخ قابل قبول در زمان واقعی می شود. در این مقاله نظام خبره (ES) بخشی از ITS جبری است که با نام PAT2Math توضیح داده می شود. ES می تواند بر اساس اصلاح مراحل و مدل سازی دانش آموزان با دانش آنها در مورد حل موضوعات معادل روبرو باشد. عملکرد مهم دیگر این بخش نشان دهنده حل مسئله توسط دانش آموزان است. در این مقاله، اساساً به پیاده سازی بخشی از نظام خبره مبتنی بر قانون می پردازیم. ما همچنین به چگونگی توصیف کاهش پیچیدگی بخشی از می پردازیم، در اینجا n شمار قوانین بر اساس دانش است که پیاده سازی بعضی قوانین متا را به همراه دارد و هدف از آن درک عملکرد دانشج آموزان و عملیات برای تولید در هر مرحله است. ما این رویکرد را با مطالعه بر روی چهل و سه دانش آموز کلاس هفتم بررسی کردیم. دانش آموزان در تعامل با ابزار ما نمرات آماری بالایی را در حل آزمون نشان دادند و پس از حل تمرین های جبری در یک جلسه دو ساعته با PAT2Math ، از دانش آموزان خواستند که تمرین های مشابه را با استفاده از کاغذ و مداد نشان دهند.

In order for an Intelligent Tutoring System (ITS) to correct students’ exercises, it must know how to solve the same type of problems that students do and the related knowledge components. It can, thereby, compare the desirable solution with the student’s answer. This task can be accomplished by an expert system. However, it has some drawbacks, such as an exponential complexity time, which impairs the desirable real-time response. In this paper we describe the expert system (ES) module of an Algebra ITS, called PAT2Math. The ES is responsible for correcting student steps and modeling student knowledge components during equations problem solving. Another important function of this module is to demonstrate to students how to solve a problem. In this paper, we focus mainly on the implementation of this module as a rule-based expert system. We also describe how we reduced the complexity of this module from O(nd) to O(d), where n is the number of rules in the knowledge base, by implementing some meta-rules that aim at inferring the operations students applied in order to produce a step. We evaluated our approach through a user study with forty-three seventh grade students. The students who interacted with our tool showed statistically higher scores on equation solving tests, after solving algebra exercises with PAT2Math during an approximately two-hour session, than students who solved the same exercises using only paper and pencil