發(fā)布時(shí)間：2021-06-07 12:05

　　信息技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變。作為21世紀(jì)學(xué)習(xí)的基本特征之一的個(gè)性化學(xué)習(xí),是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代推動(dòng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的一種新的學(xué)習(xí)趨勢。實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的主要手段是利用計(jì)算機(jī)輔助測驗(yàn)來診斷學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),然后根據(jù)診斷結(jié)果開展有針對性的補(bǔ)救教學(xué)活動(dòng),如資源推送和路徑規(guī)劃。如何準(zhǔn)確診斷出學(xué)生的知識狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。分組是合作學(xué)習(xí)的重要組成部分,它可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,提高學(xué)生合作學(xué)習(xí)的效率。然而,目前合作學(xué)習(xí)常采用人工方式進(jìn)行分組,無法確保組內(nèi)成員在知識結(jié)構(gòu)上具有較高的互補(bǔ)性。因此,文章提出一種基于認(rèn)知診斷的分組方法。該方法首先使用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對學(xué)生知識狀態(tài)進(jìn)行診斷,在診斷結(jié)果支持下通過獲取知識點(diǎn)間的依賴關(guān)系生成知識狀態(tài)遷移圖并對其進(jìn)行拓?fù)渑判?最后按知識狀態(tài)拓?fù)湫驅(qū)W(xué)生進(jìn)行自動(dòng)分組,使分組內(nèi)成員在知識結(jié)構(gòu)上具有較高的互補(bǔ)性。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用該分組方法進(jìn)行合作學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì),并將其應(yīng)用于《C程序設(shè)計(jì)》課程中開展教學(xué)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:該方法能夠有效提高小組成員在知識結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ)性,從而提高問題解決率,改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果。問卷調(diào)查結(jié)果顯示:參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生對基于互補(bǔ)分組的... 

【文章來源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

期刊發(fā)表年份分布

23第三章認(rèn)知診斷支持下的合作學(xué)習(xí)互補(bǔ)分組方法本章首先闡述認(rèn)知診斷過程，然后提出互補(bǔ)分組方法，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出認(rèn)知診斷支持下的合作學(xué)習(xí)互補(bǔ)分組方法，詳細(xì)說明了分組方法的設(shè)計(jì)過程，及其在課堂教學(xué)中的具體實(shí)施方法。3.1認(rèn)知診斷過程為實(shí)現(xiàn)在合作學(xué)習(xí)中根據(jù)知識結(jié)構(gòu)對學(xué)生進(jìn)行自動(dòng)分組，形成知識結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的合理分組方案，需要在分組前對學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知診斷，以獲得每個(gè)學(xué)生的知識掌握狀態(tài)。本文使用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知診斷方法開展知識狀態(tài)診斷，主要有四個(gè)步驟：構(gòu)建知識依賴關(guān)系圖、理想屬性模式、期望反應(yīng)模式和應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模式匹配。3.1.1知識關(guān)系依賴圖構(gòu)建為了在教學(xué)中實(shí)施認(rèn)知診斷，需要先構(gòu)建知識依賴關(guān)系圖。圖3-1給出了一個(gè)知識依賴關(guān)系圖實(shí)例，其中頂點(diǎn)為測驗(yàn)涉及的知識點(diǎn)（在認(rèn)知診斷中稱為屬性），有向邊表示知識點(diǎn)間的依賴關(guān)系。這種知識間的先序依賴關(guān)系能夠有效排除不合理的知識模式，為認(rèn)知診斷消除學(xué)生作答誤差提供依據(jù)。例如在測驗(yàn)中學(xué)生僅答對了和知識點(diǎn)A5相關(guān)的測試題，則由圖3-1中知識依賴關(guān)系可斷定該學(xué)生在A5相關(guān)試題上的作答是猜對的。圖3-1知識依賴關(guān)系圖3.1.2理想屬性模式構(gòu)建認(rèn)知屬性模式是一組認(rèn)知處理策略，借此反映學(xué)生的潛在知識結(jié)構(gòu)，即學(xué)生對認(rèn)知屬性集中所有知識的掌握狀態(tài)[43]。由于每個(gè)屬性僅存在掌握和未被掌握兩種狀態(tài)，以圖3-1為例，分別用5個(gè)二進(jìn)制位表示知識狀態(tài)，對于各知識點(diǎn)對應(yīng)的屬性，掌握為“1”，未掌握為“0”。所以圖中頂點(diǎn)集對應(yīng)的可能屬性模式有25種。因?yàn)橹R關(guān)系依賴圖

25表3-2期望反應(yīng)模式及其與理想屬性模式間的對應(yīng)關(guān)系編號理想屬性模式期望反應(yīng)模式1000000000002100001000003110001100004101001010015111001110016110101100007111101111018111111111113.1.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式匹配學(xué)生的實(shí)際答題過程可能會(huì)出現(xiàn)失誤或猜測的情況，導(dǎo)致答題結(jié)果包含誤差。這種包含誤差的答題模式稱為實(shí)際反應(yīng)模式。認(rèn)知診斷的核心步驟就是建立實(shí)際反應(yīng)模式到期望反應(yīng)模式的映射，從而確定學(xué)生的理想屬性模式。本文使用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)際反應(yīng)模式到理想屬性模式的模式識別，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集為全部期望反應(yīng)模式與理想屬性模式對。訓(xùn)練完成后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可直接把學(xué)生實(shí)際反應(yīng)模式映射到理想屬性模式，從而消除學(xué)生作答誤差，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識狀態(tài)的精確診斷。圖3-2給出了表3-2對應(yīng)的多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。圖3-2多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2互補(bǔ)分組方法有了認(rèn)知診斷結(jié)果的支持，可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的自動(dòng)互補(bǔ)分組，從而增加組內(nèi)成員的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]校企協(xié)同下高職實(shí)踐教學(xué)模式探究[J]. 馬國勤.  武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]合作學(xué)習(xí)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐探討[J]. 馬艷慧.  教育教學(xué)論壇. 2018(46)
[3]面向智慧教育的學(xué)習(xí)分析與智能導(dǎo)學(xué)研究——基于RSM的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源推送方法[J]. 馬玉慧,王珠珠,王碩爍,郭炯.  電化教育研究. 2018(10)
[4]基于近似子圖的實(shí)時(shí)教學(xué)認(rèn)知診斷模型設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 黃宏濤,張若,李海龍,葉海智.  現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究. 2018(04)
[5]分類視角下認(rèn)知診斷測驗(yàn)項(xiàng)目區(qū)分度指標(biāo)及應(yīng)用[J]. 汪文義,宋麗紅,丁樹良.  心理科學(xué). 2018(02)
[6]基于分組學(xué)習(xí)的思維對話式小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究[J]. 支紅霞.  數(shù)學(xué)大世界(中旬). 2017(09)
[7]論合作學(xué)習(xí)實(shí)踐中的情感缺失[J]. 劉燕飛,王坦.  中國教育學(xué)刊. 2016(02)
[8]基于分組學(xué)習(xí)的思維對話式小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究[J]. 安文獻(xiàn).  中國校外教育. 2015(35)
[9]認(rèn)知診斷中基于條件期望的距離判別方法[J]. 汪文義,丁樹良,宋麗紅.  心理學(xué)報(bào). 2015(12)
[10]基于分組學(xué)習(xí)的思維對話式小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)[J]. 陸文旬.  內(nèi)蒙古教育. 2015(26)

博士論文
[1]小學(xué)生數(shù)學(xué)語言能力發(fā)展的教學(xué)模型研究[D]. 張文超.西南大學(xué) 2017
[2]圖論與符號模式矩陣的性質(zhì)及其在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 劉衛(wèi)華.中北大學(xué) 2013

碩士論文
[1]RSM和聚類分析相結(jié)合的認(rèn)知診斷方法及個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑推送研究[D]. 王碩爍.渤海大學(xué) 2018
[2]碩士研究生學(xué)術(shù)道德現(xiàn)狀調(diào)查與對策研究[D]. 周玉霞.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2017
[3]基于規(guī)則空間的教學(xué)認(rèn)知診斷模型研究[D]. 梅歌.河南師范大學(xué) 2017
[4]中小學(xué)教師課堂教學(xué)診斷能力評價(jià)指標(biāo)體系研究[D]. 魏城梅.華中師范大學(xué) 2017
[5]基于認(rèn)知診斷的高考生能力掌握模式診斷研究[D]. 朱玉玲.杭州師范大學(xué) 2012
[6]3G手機(jī)購買偏好的聯(lián)合分析[D]. 包睿.上海交通大學(xué) 2010



本文編號：3216542