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研究生: 許金葉
Chin-Yeh,Hsu
論文名稱: 以派翠西網路為基礎的數學解題診斷矯正模式
A Diagnostic and Corrective Model for a Petri-Net-Based Mathematical Problem-Solving System
指導教授: 林美娟
Lin, Mei-Chuen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊教育研究所
Graduate Institute of Information and Computer Education
畢業學年度: 87
語文別: 中文
論文頁數: 106
中文關鍵詞: 派翠西網路問題解決診斷矯正坡里雅
英文關鍵詞: Petri-nets, problem-solving, diagnostic, corrective, polya
論文種類: 學術論文
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  • 摘 要
    以派翠西網路為基礎的數學解題診斷矯正模式
    許金葉
    本研究嘗試設計一套個別化的診斷矯正學習系統模式,由系統協助解題知識架構薄弱的學生在「做中學」的思考情境中,建構其解題知識,以達到解決問題的目標。本模式借助派翠西網路理論來表示數學解題知識,並且利用它動態記錄學習者的解題歷程,使系統可以經由派翠西網路建立的解題路徑來分析、評估學生對於數學題目的解題狀況。在問題導向的情境中,不僅可診斷出學生使用解題策略知識不足的種類所在,更可進一步推導出適應學生個別差異的矯正學習路徑。本模式分成「診斷子系統」以及「矯正子系統」兩階段。在「矯正子系統」階段,系統利用生手解題模式的「僵局-修正」原則以及「坡里雅的有效解題歷程模式」當作矯正程序的藍本;並且依據「坡里雅的怎樣解題提示表」中的一般性建議幫助學生縮短在問題空間中搜尋解題方法的時間。

    Abstract
    A Diagnostic and Corrective Model for a Petri-net-Based Mathematical Problem-Solving System
    By
    Chin-Yeh Hsu
    The objective of this research is to design a diagnostic and corrective model for a computer-assisted learning system which will be able to provide individualized guidance while students learn mathematical problem-solving by doing. Math knowledge is pre-analyzed to derive a set of functions for use in problem solving. Each function typically represents a math concept which may be used to transform a math problem from a state into the next. Learners select problems to work on from a set of built-in problems and proceed with problem solving step by step. A specially designed user interface provides the set of functions to be chosen from as well as the mechanism for entering the required data in order to apply a function. By mapping the set of functions into transitions and input data into places,the kernel of the system uses the Petri-net theory to keep track of a learner’s problem-solving activities dynamically and to determine appropriateness of his/her application of functions in each step. Our model is divided into two stages, the diagnostic stage and the corrective stage. At the diagnostic stage we use a variety of strategies to determine possible causes of a learner’s misconceptions. The model then attempts to deduce the corrective learning path for the learner at the corrective stage. The corrective procedure in our model is based on Jansweijer’s impasses-revised principle and Polya’s four phases of How to Solve it .

    目 錄 附表目錄 附圖目錄 第一章 緒論 第一節 研究背景 第二節 研究目的 第三節 研究範圍與限制 第四節 研究方法 第二章 理論探討 第一節 派翠西網路理論 第二節 診斷回饋理論 第三節 坡里雅的有效解題模式 第四節 生手解題模式理論 第五節 診斷系統相關研究與一般教學軟體的主要缺失 第三章 教材內容分析 第一節 課程架構與解題概念知識分析 第二節 數值三角及應用解題策略與坡里雅怎樣解題策略之分析比較 第四章 派翠西診斷矯正系統模式 第一節 派翠西診斷矯正模式的整體架構 第二節 數學解題知識與派翠西網路之關係 第五章 診斷子系統流程設計分析 第一節 診斷子系統流程設計 第二節 診斷演算法 第三節 診斷演算法建立矩陣的優點與方式 第六章 矯正子系統模式的建構 第一節 矯正子系統架構 第二節 矯正控制模組 第三節 系統管理資料庫的建立 第四節 矯正演算法 第五節 矯正子系統的分析比較 第六節 派翠西診斷矯正模式與傳統教學模式的比較 第七章 結論與未來工作 第一節 結論 第二節 未來工作

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