智能辅导系统:学习数学6^th级小学的学生

文摘

提出了一种基于web的应用程序旨在帮助小学独立网络学习有困难的学生以及他们的父母目前有困难在网上教他们的孩子在家学习,特别是在这个时候困难大流行爆发像COVID-19;这时间不允许物理会议在小学学习的过程。在本文中,我们只关注数学因为基于其他几个研究,非常困难的,重要的是学习数学的教育活动,如在小学水平。本文系统使用统一建模语言(UML)建模工具的形式用例图是用来描述该业务流程和使用类图来描述数据库模型图。在这种情况下,类图是用来描述数据在每个类的类图是指数据库中的一个表。末尾的基于web的应用程序的用户界面显示给用户和应用程序之间的通信,实现的基于web的应用程序使用个人主页(PHP)服务器编程和使用MySQL存储数据库模型的设计。此外,智能辅导系统(ITS),使用认知导师创建的内容创作工具(CTAT)这是一个创作工具由卡内基梅隆大学学习数学。最后,这将使用基于web的应用程序和支持教师在线数学学习的补充,特别是在困难时期,比如在COVID-19大流行。

1。介绍

叫COVID-19病毒爆发发生在印尼在2020年3月。这影响许多行业在印尼,一个最明显的影响是在印尼的教育。政府决定减少全国的教育活动通过改变学习方法到在线学习系统或大胆希望预防或减少COVID-19[的传播1]。调查发现,这个高度会影响教育机构还没准备好接受新的学习系统。一些问题需要预期不仅教育机构,同时政府实施新的学习系统等网络连接,设备需要和更多的(2]。

学生成为新的学习系统的主要受害者。研究发现COVID-19极大地影响学生的心理。一些学生展示有焦虑症的症状或体征。这项研究还表明,知识并不是最优,没有一个专家的指导。在这种情况下,学生唯一的目标是保持在出席。学生缺乏自主学习的一个最大的原因,使学生在学习过程(使失去动力3]。与学生网络学习的必要性,父母通常会参与其中。这可能导致一个积极或消极的影响,和高水平的研究表明,父母教育大多是更有信心参与孩子的教育比父母与低水平的教育4]。根据研究,学生的先验知识,在这种情况下,小学,是重要的,因为它有助于决定应该考虑学生的知识在未来,将会影响学生的成绩。

尤其是数学故事或词问题案例、研究和比较一个高中学生,更多本机在英语的阅读或写作主要学生英语还在学习阶段。此外,当英语单词或与数学操作相结合,学生从两边故事表现比较差的情况下更多的文本(5]。

面对之前提到的问题,本研究提出了一个的教学方法将集中在小学数学是最难的科目是缺乏理解造成的相关概念和数学术语的使用(6]。本研究提出的的教学方法,可以通过一个智能辅导系统的实现。教学应该考虑的另一种方法,因为它将有助于提高学生的参与和学习进步,成为印尼老师面临的主要困难而教学在线(7]。这项研究是进行测量使用智能辅导系统的有效性,得出了一个惊人的结果显示接受这种学习方法的学生要比其他的学生(8]。老师也显示出兴趣的迹象智能辅导系统的使用,因为它不仅有助于保持学生的动机也有助于提高学生解决问题的能力。此外,分步解决问题的智能辅导系统可以很容易地进行师生(9]。

2。当前和先前的研究

在本节中,我们将精心收集到的论文,我们已经为我们的引用来完成这篇论文;正如我们所知,我们的标题是关于数学的智能辅导系统;一些学生说学习数学更容易在智能辅导系统,因为现在的材料和效率的教学条件(10),许多学生发现学习数学是困难,但所有这些依赖工作记忆(WM)学生自己;在这种背景下,学生工作记忆被确认为重要的学习性能,所以数学解决问题也是一个重要组成部分的学生工作记忆(11]。

实现的在线学习系统,学习的一种新方法的出现是不可避免的。学习的方法之一是通过实现一个智能辅导系统,并被证明是更有效地帮助学生开发更多的学习方法,与此同时,变成了另一种解决方案,学生面临的问题,在使用传统的学习方法(12]。实现一个智能辅导系统多年来一直在表面和被调查约55到2017年底,不关闭的可能性超过(13]。

有一些积极的心理影响使用它作为一个学习系统。研究基于网络的智能辅导系统表示,它不会明显影响学生保留水平给定的主题,但它确实帮助学生得到更大的学术成就14]。另一个研究也指出,除了更高的学术成就,使用它也提高了学生的动机,从他们的调查得出结论15]。

一篇论文中对其调查从2000年到2018年底,大多数ITSs通常有四个部分,即知识模型用于模型知识,学生模型用于模型的学生,教师模型用于模型教育学,最后,用户界面模型用于模型的用户界面(UI)作为应用程序显示用于用户和应用程序之间的通信。知识模型作为一个地方,所有实际的教材。节省了学生模型,收集数据对学生的习惯和行为,为每个学生个人数据。教学模式将使用教材和收集的数据对每个学生控制教学经验,包括,但不限于,调整速度,选择正确的辅导策略,给学生的反馈。最后,用户界面模型,或者有时被称为通信模型,作为学生和系统之间的联络(16]。

做一个最初只有程序员。然而,不时地,研究出现了缓解它的制作。非编程人员现在还可以创建自己的使用可用的创作工具。人们不需要代码的;他们只需要执行一个模型跟踪或跟踪一个例子创作工具(17]。最近的一项研究甚至在今年推动一种放宽,说人们可以创建它的更快,而不是使用模型跟踪或跟踪一个例子,在机器的帮助下教学(18]。

当利益建立在所有使用智能辅导系统的积极作用,负面的似乎是不可否认的。一些影响实现人员的成本,用户成为社会孤立,缺乏沟通技巧的用户,用户的接触有害的内容,和更多19]。这也是由其他研究指出,开发一个智能辅导系统不是一项容易的任务,只能是可能的编辑方针,反馈,和一个好的团队人员和开发者围绕智能辅导系统的创建和作为其主要资源(20.]。

3所示。提出的想法

3.1。的创建方法

这个想法是创建一个使用认知其导师创作工具(CTAT)这是一个创作工具在6年级小学学数学。原因是有一个快速的发展时间和缓解的。同时,CTAT是免费使用的研究和学术目的。

建造它的第一步是让学生一个HTML界面。一开始,本文利用拖放方法使HTML使用CTAT HTML编辑器从卡内基梅隆大学网上。我们还有些组件指定为变量使多个类似的问题有轻微差异数字或文本,将电子表格中指定的值编辑器(Microsoft Excel)。文件应该保存在一个Google Drive文件夹同步到我们的个人电脑之一。之后,我们想要手工修改HTML编码额外的美学,添加一些CSS和JavaScript。

在创作工具安装在我们的电脑中,我们指定一个example-tracing家教作为我们选择的类型建立导师。example-tracing导师工作通过定义一个初始状态(创建第一个节点行为图),然后,我们使用一个行为记录仪有CTAT记录每一步,而我们的行动展示解决问题在学生界面。我们也可以证明替代措施来解决这个问题,这也是有效的但不是首选。然后,我们设置组的步骤,使学生做的一些步骤有序或无序被认为是真实的。

演示正确的步骤来解决这个问题后,然后我们展示一些不正确的步骤。引擎定义所有自动识别输入的学生错误的答案。原因我们展示一些不正确的步骤将在一些特定的错误提示信息步骤由学生完成,文本将提示提示CTAT HTML组件的部件。我们也写一些提示正确的一步。

要做的最后一件事在创作工具是创建技能标签。我们高度图,然后,它将使用对知识的系统跟踪。技能名称或标签也会看到学生当我们把一个熟练的窗口(CTAT HTML组件)的HTML。一切创作工具中设置保存为BRD文件。因为我们不使用任何学习管理系统(LMS),我们所做的硬编码连接各自BRD每个HTML文件。所有项目文件将被保存在一个文件夹在服务器内部,我们将HTML文件路径保存在数据库中。

3.2。图

我们使用统一建模语言(UML)的工具,如用例图和类图,用例图是用来设计提出业务流程而使用类图模型的数据库模型设计类图中的每个类都被表示为一个表在数据库中。用例图如图1显示了业务流程提出了包括三演员作为一个客人,管理员和用户。

客人可以访问查看模块部分,可以分别查看论坛和查看反馈,管理演员有特权添加模块,编辑一个教训,和编辑任务,管理演员必须访问视图查看论坛模块部分,查看反馈。此外,第三个演员是用户,用户也可以访问视图模块部分和用户可以自由查看论坛和反馈;用户可以注册他们的帐户,可以登录会员有更多的特权,比如加入一个模块和查看进度。加入这个模块后,用户可以查看教训,做作业,并添加一个论坛;做作业后,用户可以添加反馈任务。

图2显示了它的类图六年级数学。这个图表包含11类相互关联的方式。第一节课是客人类,作为一个父类继承属性,如电子邮件、密码和rememberStatus。所有属性都是私有的。这个类还将公共方法如verifyLogin()查看用户状态,viewModule (), viewForum(),和viewFeedbacks()所获得的特权,可以作为一个客人的用户。

下一个类的成员,这是一个客人的孩子类并将客人类中所有可用的属性和方法。在这个类中,有私人属性,如memberId和memberName。也有公共方法,如登录()和()。这个类将包含零个或任何交易(s)和零个或多个历史。

下节课是管理类,这是一个客人的孩子类并将客人班上所有可用属性和方法。在这个类中,有私人属性,如adminId和adminName。还有公共方法,管理员可以登录(),addModule (), editModule (), deleteModule (), addLesson (), editLesson (), deleteLesson (), addAsg () (Asg =赋值),editAsg(),和deleteAsg ()。

下节课是事务类包含私有属性,如transactionId moduleId。memberId、memberName startDate可以。在这个类中,有公共方法如joinModule()和saveProgress ()。这类属于一个类和成员可以给每个事务的一个反馈。

下节课是历史课,包含私有属性,如historyId memberId, transactionId, feedbackId startDate可以,endDate。在这个类中,有公共方法如viewProgress()和goToModule ()。这类属于一个成员和零或多个模块。

下节课是反馈类包含私有属性,如feedbackId memberId, memberName feedbackContent, feedbackDate。在这个类中,有一个公共方法addFeedback ()。本课程属于一个事务。

下节课是模块类包含私有属性,如moduleId progressId, lessonId, assignmentId, forumId moduleName, moduleDesc。在这个类中,有一个公共方法verifyUser()来看看用户登录。这个班至少有一个教训,一个任务。这类属于一个历史和有一个进程和一个论坛。

下节课是经验类包含私有属性,如lessonId lessonName lessonVideo, lessonStatus。在这个类中,有一个公共方法watchLesson ()。本课程属于一个模块。

下节课是作业类包含私有属性,如assignmentId totalQuestion,问题,answerStatus, asgStatus。在这个类中,有公共方法是doAssignment()和countScore ()。本课程属于一个模块。

下节课是论坛类包含私有属性,如forumId memberId, memberName forumContent, forumDate。在这个类中,有一个公共方法addForum ()。本课程属于一个模块。

上节课是进步类包含私有属性,如moduleId progressInfo, scoreInfo。在这个类中,有公共方法是countProgress (), countTotalScore(),和goToModule ()。本课程属于一个模块。

3.3。用户界面

在图3(一个),页面显示,用户可以登录到他们的观点。如果作为一个管理员用户登录,那么用户将得到管理员的权限和访问。管理员帐号已经创建的数据库开发人员。如果用户登录为会员,那么用户将获得特权和访问的成员。登录时,用户必须填写一些强制性的信息,如电子邮件和密码。记得我的用户给出一个选项,如果用户同意,他们的账户将被保存在一个cookie。按登录按钮后,系统将验证帐户是否存在于数据库中。用户可以访问改变他们的旧密码忘记密码。验证将被发送到他们的电子邮件。如果用户没有现有的帐户,然后用户可以访问不是一个成员吗? Sign up now! link. The user will then be redirected to the register page.

如图3 (b),用户可以创建和注册新会员账户。能够创建一个新的帐户,用户必须首先填写一些强制性的信息,如姓名,电子邮件,密码和确认密码。验证链接将被发送到用户的电子邮件帐户。验证帐户后,用户将被重定向到登录页面,登录到他们现有的帐户。用户还可以访问已经有一个帐户吗?现在登录!链接重定向到登录页面。

当用户第一次访问这个网站,主页将显示出来。在这个页面,如图4(一),有三个菜单,用户可以访问。第一个菜单模块,将用户重定向到模块页面。第二个菜单是历史,将用户重定向到历史页面。最后一个菜单,登录,将用户重定向到登录页面。用户还可以有一个预览什么期望在我们的模块和模块是可用的。页脚包含信息,允许用户连接与我们也将显示在我们的网站。

图4 (b)显示,用户可以查看所有可用模块。在每个模块将规定模块的标题和简要描述的模块。如果用户想要查看完整信息的模块,用户可以按wiew模块按钮,用户将被重定向到模块的页面。

图5(一个)将显示如果用户认证管理,用户拥有的所有特性具有一些额外的成员只有特权。管理员可以删除现有的模块并添加一个新的模块。如果管理员添加一个模块,管理员将被重定向到管理模块详细页面。如图5 (b),该网站将显示模块由用户以前访问的详细信息页面。用户将能够看到和有多少教训这个模块,这个模块的总运行时间,多少个问题任务是给用户,这个模块的所有讨论的参与者在一个论坛,和所有参与者的反馈,完成了这个模块。用户只能加入这个模块,如果他们已经成功地登录到他们现有的账户和经过身份验证的成员。特性,比如看课,做作业,回复论坛,给反馈如果用户只能访问模块连接起来了。用户加入了模块的进展将被保存,并且可以访问历史上菜单。

这个页面,如图6(一),只能由管理员访问管理员想要添加一个新的模块。之前有一些信息需要管理员可以添加一个新的模块。首先,管理需要上传一张照片,标题和描述,用于显示模块的新模块页面启用以外的其他用户管理视图或加入模块。接下来,管理员可以添加课程,用户将学习在加入这个模块。教训也可以编辑或删除根据管理的愿望。管理员还可以添加任务管理将被重定向到CTAT智能辅导系统,开始构建问题。额外的信息模块的细节也可以编辑视频的数量等管理,整体运行时,用户将不得不做的问题。

此外,在用户加入模块和已分配部分,这个页面,如图6 (b),将会显示。用户将有限的时间去做所有可用的问题。这个功能的智能辅导系统应用于帮助用户学习在做他们的作业。时间和数量根据不同模块的问题。完成作业后,用户将被重定向到历史页面和结果将被保存,可以访问这个页面上备查。

在这个页面,如图7(一),用户将能够看到所有的模块,他们加入了。在每个模块中,有两个按钮可用。首先查看进度,用户将被重定向到页面视图进展。第二个是去模块,用户将被重定向到模块详细信息页面。

在这个页面,如图7 (b),用户将能够看到所有模块,用户目前的进展。模块的进度将显示课程的比例,用户所做的。如果它不是100%,那么一个按钮将立即可用的用户被重定向到相应的模块细节。任务的进展将显示总体得分比例所获得的用户。用户还可以查看他们的分数在每个任务。

我们没有执行一个完整的实验对本文的写作。我们尝试的某些方面CTAT(使用CTAT HTML编辑器)和概念写这篇论文。没有实现的功能。只在这篇文章中,我们应用分析、设计和实现过程中一个阶段在软件开发阶段,即测试阶段,没有考虑到其应用进行建造仍在细化阶段。希望它的实现不会停止在这里,但是将扩大应用人工智能(AI)技术如推荐系统(RS) RS可以帮助演员如教师或教师包括学生和他们的父母的建议系统根据他们的需求。

与此同时,其他扩展实现将实现,例如,处理论坛数据作为非结构化演员之间的通讯数据,可用于其他应用人工智能技术,如情绪分析或意见挖掘包括主题或主题分类挖掘。情绪分析或意见挖掘应用于捕捉演员的情绪或情感,可以从演员参与论坛的通信设施在他们的应用程序和分类的情绪积极、中性或负面的。

同时,现在,学生评估过程仍然使用多项选择题,因为它很简单和自动评估学生的答案,但它不同于论文问题非结构化数据,有必要评估论文的问题,是由学生完成手动完成的。在克服评估这个测试的问题,一个自动的文章可以应用评估系统将自动评估论文问题由学生完成。此外,完成应用系统或代理或聊天的对话聊天机器人将被执行,系统将自动处理用户问题,机器和系统将继续学习当有新的问题和标记过程将为这些新问题。

我们将所有这些人工智能的实现测试的目的,我们将测试所有的已经完成的应用程序,和测试过程将通过实现用户验收测试作为一个例子。这个测试过程是一个宝贵的阶段可以看到它正在建设的缺陷,并从用户希望通过捕获信号,应用用户将满足和成功应用软件工程的概念成功地构建软件根据用户的意愿。在未来,将会创建一个单独的研究论文,解释了方法被用来执行测试并显示数据从测试阶段的结果和图表。

4所示。结论

在所有的研究,本文提出了COVID-19流行严重影响教育的结论。学生很难学习和理解使用这个新的在线学习方法。在这个新的在线学习方法,父母的存在和指导是必要的,可以有正面和负面影响。

在解决这一问题,研究人员想出了一个主意,成功地设计了一个基于网络的在线学习课程,侧重于六年级小学数学与智能辅导系统的实现使用认知导师创作工具(CTAT),加速和简化了制造它。同时,它的使用是提高学生自学和理解经验证明根据以往和当前的研究。本文实现的,研究人员希望在全球范围内带来一个巨大的和积极的影响。

本文不关闭的可能性在未来进一步的研究和改进。有许多可能性有待研究这个主题。进行的研究可以进一步增强用户体验从学生的角度来看,影响学校的教师和学生之间的关系,以及更多。

数据可用性

都包含在本文的数据。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

引用

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