中學(xué)物理個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文將ICAI的優(yōu)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了物理個(gè)性化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，意在為基礎(chǔ)教育階段的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)為素質(zhì)教育實(shí)現(xiàn)因材施教，提供一條新途徑。 為達(dá)到個(gè)性化教學(xué)的目的，以布魯姆的認(rèn)知能力目標(biāo)等級(jí)來評(píng)價(jià)學(xué)生的認(rèn)知能力，并以此作為個(gè)性化教學(xué)的推導(dǎo)依據(jù)。系統(tǒng)由領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)、學(xué)生模型和教師模型三個(gè)部分組成。分別對(duì)這三個(gè)組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，并應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)，取得較好的效果。所做的工作如下： 1、通過分析

2、知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和個(gè)性化教學(xué)的需求，生成表達(dá)領(lǐng)域知識(shí)的元知識(shí)。由于領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)的類型、重要度和難度不同，對(duì)學(xué)生認(rèn)知能力各方面的要求則不同，為尊重學(xué)生個(gè)體差別，對(duì)元知識(shí)屬性進(jìn)行了拓展，不僅具有反映領(lǐng)域知識(shí)自身的屬性(章、節(jié)、關(guān)鍵字等)外，還有反映學(xué)生認(rèn)知能力的屬性(記憶，理解等)，使得系統(tǒng)易于對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知過程進(jìn)行個(gè)性化診斷。 2、確定學(xué)生模型的選型。學(xué)生模型反映了學(xué)生基本信息和學(xué)習(xí)認(rèn)知過程，是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的前提。采用認(rèn)知型學(xué)生模型，根

3、據(jù)布魯姆的認(rèn)知理論可知，學(xué)生的認(rèn)知能力包括多方面的能力，各種能力高低具有一定的模糊性，為了綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的認(rèn)知能力，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)學(xué)生綜合認(rèn)知能力進(jìn)行評(píng)判。系統(tǒng)包含學(xué)生靜態(tài)模型和學(xué)生動(dòng)態(tài)模型，動(dòng)態(tài)模型記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷，是系統(tǒng)對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)不斷進(jìn)行修正的依據(jù)。為體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求，不以分?jǐn)?shù)作為評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的唯一方法，本系統(tǒng)通過學(xué)生的認(rèn)知能力與智商的比值，來對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，使通過努力學(xué)習(xí)卻不能取得理想成績(jī)的學(xué)生不會(huì)喪失學(xué)習(xí)的信心

4、，從而提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)造力。通常在學(xué)習(xí)后遺忘會(huì)立刻發(fā)生，而網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的時(shí)間間隔具有隨意性，為了能夠客觀地反映各個(gè)學(xué)生的認(rèn)知能力隨時(shí)間的變化，建立了學(xué)生記憶保持狀態(tài)模型。 3、建立個(gè)性化推理機(jī)—教師模型。建立基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的教學(xué)策略庫(kù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)。根據(jù)知識(shí)點(diǎn)難度和重要性確定知識(shí)點(diǎn)等級(jí)，并與學(xué)生的認(rèn)知能力等級(jí)相匹配來確定相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容；為避免網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的“迷航”現(xiàn)象，根據(jù)領(lǐng)域知識(shí)體系中知識(shí)點(diǎn)之間的支持關(guān)系，生成帶權(quán)有向圖并

5、通過鄰接矩陣來表達(dá)，經(jīng)過拓?fù)渑判虼_定最佳教學(xué)序列，克服wEB編程中不能使用指針的缺點(diǎn)；根據(jù)學(xué)習(xí)狀況及時(shí)調(diào)整學(xué)生認(rèn)知能力等級(jí)，重新制定學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)序列，并適時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救學(xué)習(xí)；為防止學(xué)生對(duì)知識(shí)的遺忘，根據(jù)學(xué)生的記憶模型，對(duì)學(xué)生已學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)回憶。 4、以高中物理第一冊(cè)為例，應(yīng)用此系統(tǒng)模型，建立高中物理個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，運(yùn)用教育測(cè)量評(píng)估方法，對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的可靠性，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)在提高學(xué)生認(rèn)知能力