معرفی ماهر: سیستم آموزشگر هوشمند مبتنی بر هستان شناسی

مهرنوش شمس فرد، زهره دهداری

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،

دانشگاه شهید بهشتی، تهران

 

چکیده: سیستمهای آموزشگر هوشمند "ITS "بـا بهـرهگیـری از تکنیـکهـای هـوش مـصنوعی باتوجـه بـه  ویژگیهای فردی یادگیرنده موضوع مورد آموزش را به صورت اختـصاصی بـرای یادگیرنـده تنظـیم بـه روش مناسب به وی ارائه میکنند. این مقاله به معرفی سیستم "ماهر" رویکرد مورد استفاده در آن میپردازد. ماهر آموزشگر هوشمندی اسـت کـه به آموزش ریاضی دوم دبستان اختصاص دارد. این سیستم متشکل از مدل یادگیرنده "دانش آموز" پایگاه دانـشی حاوی دانش قلمرو دانش آموزشی، پیمانه آموختار، پیمانه ارزیاب، پیمانه پاسخگو واسـط کـاربر اسـت . دانـش قلمرو در این سیستم در قالب هستان شناسی دانش آموزشی به صورت پایگاه قواعد ارائه میگردند. ماهر قـادر به تعیین تغییر روش آموزش محتوای آموزشی با توجه به مدل دانش آموز همچنین تغییر مدل دانش آموز بر اساس ارزیابیهای دور ای وی میباشد. در این سیستم بخشی از تولید سـوال تمـرین همچنـین ارزیـابی پاسخ دانش آموز به صورت خودکار صورت میگیرد. ارائه تنظیم منعطـف حجـم درس، نـوع تعـداد مثالهـا تمرینات بطور اختصاصی برای هر دانش آموز ارزیابی خودکار پاسخ دانش آموز به سوالات چندگزینـ ای برخـی سوالات حل کردنی با بررسی جواب آخر پروسه حل، پاسخگویی خودکا به دست ای از سوالات دانش آموز بـه شکل حل مسئله توضیح در مورد فرامسئله، تعیین زمان لازم برای حل تمرین بر اسـاس ویژگـی هـا فـردی دانش آموز میزان پیچیدگی مسئله انتخاب پیشنهادی مدت زمان هر جلسه بر اساس مشخصات دانش آموز ویژگیها محتوای آموزشی مطروحه در هر جلسه از دیگر ویژگیها برحسته ماهر هستند. در این مقاله پس از ارائه توضیحاتی در مورد سیستمها آموزشگر هوشمند، اجزاء سازنده آنهـا نمونـه هـایی از این سیستمها به معرفی سیستم ماهر، اجزاء آن نحوه عملکرد آن خواهیم پرداخت.

1 .مقدمه

در یک تعریف کلی آموزش از را دور به شکلی از آموزش اطلاق میشود که یاددهنـده ویادگیرنـده بـه لحـاظ فیزیکی از هم فاصله دارند فاقد ارتباط نزدیک رو در رو میباشند، بنابراین یاددهنده به ابزارهایی جهت ارائـه دانش به یادگیرنده نیازمند است. براین اساس سیستمها آموزشگر هوشمند با ترکیب تکنیـ هـای ارتبـاط انتقال دانش مهارت به دانش آموز ابزاری مناسب بـرای آمـوزش الکترونیکـی فـراهم مـیکننـد. هـدف ایـن سیستمها فراهم کردن آموختاری است که به صورت اختصاصی انفرادی به دانش آموز آموزش دهـد . بـه عبارت دیگر سیستمها آموزشگر هوشمند با بهرهگیری از روشها هوش مصنوعی باتوجه به ویژگـیهـا فردی یادگیرنده، موضوع مورد آموزش را به صورت اختصاصی برای یادگیرنده تنظیم به روش مناسب بـه وی ارائه میکنند.

برای سیستمها آموزشگر هوشمند با توجه به تعابیر مختلف از مفهوم هوشـمند سـازی حـوز هـای کـاربردی متفاوت، معماریها اجزاء گوناگونی پیشنهاد شده است. با وجود تفاوتها اغلب این سیستمها در داشتن اجـزاء زیر مشترکند. : مدل دانش آموز حاوی اطلاعاتی دربـاره کـاربر یادگیرنـده اسـت. ایـن 5 . مدل دانش آموز ا مدل یادگیرنده اطلاعات در سیستمها مختلف متفاوت است. شیوه آموزش مناسب برای کـاربر، میـزان دانـشی کـه در مورد موضوع دارد، سطح علمی کاربر، روند پیشرفت او مسائلی از این قبیل از جمله مواردی اسـت کـه معمولا در مدل یادگیرنده حفظ میشود. این اطلاعات ممکن است بصورت مستقیم یا غیر مستقیم از خود کاربر دریافت شود یا در طی تعامل کاربر با سیستم به صورت "نیمه" خودکار استخراج ثبت گردد. کار اصلی این مدل فراهم کردن داده هایی در مورد دانش آموز اسـت کـه در نهایـت بـرای انتخـاب محتـوای آموزشی رویه آموزش مناسب در اختیار یاددهنده قرار میگیرد.

: اطلاعاتی که در مدل دانش آموز جمعآوری ونگهداری میشود توسط ایـن پیمانـه مـورد 6 . مدل آموزشی استفاده قرار میگیرد. پیمانه آموزشی یا آموختار بر اساس مدل دانش آموز روش محتـوای آموزشـی را برای ارائه به کاربر تعیین مینماید. معمولا تعیین موضوع مورد آموزش، نحـوه آمـوزش، سـطح آمـوزش، استفاده از ابزارهای کمک آموزشی تعیین نحوه ارزیابی برعهده این پیمانه است. : این بخش، حاوی دانش سیستم در مورد موضـوع مـورد آمـوزش اسـت . محتـوای دروس،

7 . دانش قلمرو

مثالها تمرینات امتحانات میتوانند در این پایگاه دانش در اشکال مختلـف بـا رویـ هـای بازنمـایی   متفاوت "متناسب با روش آموزش" ذخیره شوند. انتخاب ساختار نحوه بازنمایی دانش در این پایگاه بایـد به گون ای باشد که علاوه بر دسترسی بخشها آموزش دهنده به آن، امکان گسترش آسان این پایگـاه در حوز های وسیعتر فراهم شود. : وظیفه واسط کاربر که در همه انواع سیستمها آموزشـگر هوشـمند وجـود دارد، برقـراری

8 . واسط کاربر

ارتباط میان یادگیرنده یاددهنده است. هیچ ارتباطی بدون این مؤلفه برقرار نمی شود. هدف اصـلی ایـن پیمانه استفاده از دستگا های در دسترس مانند صـفحه کلیـد، مـاوس،و صـفحه نمـایش جهـت نمـایش اطلاعات لازم به دانش آموز گرفتن پاسخها دانش آموز است. در ادامه مقاله ابتدا مروری بر نمونه هایی از سیستمها ITS موجود خواهیم داشت سپس به بررسی ساختار اجزاء سیستم آموزشگر هوشمند ماهر خواهیم پرداخت.

2 .بررسی عملکرد چند سیستم آموزشگر هوشمند

در دو ده ه اخیر محققان بسیاری بر روی ساخت بکارگیری سیستم ها آموزشگر هوشمند فعالیت داشت اند. در این بخش از میان سیستمها ITS موجـود بـه بررسـی اجمـالی مشخـصات چهـار مـورد از نمونـه هـا کـه از ویژگیها متفاوتی برخوردارند میپردازیم.

الف" Andes :سیستم Andes  به آموزش فیزیک پایه پیش از دانشگاه میپردازد. این سیستم از روش حل مسئله هدایت شده استفاده میکن . در این روش آغازگر تعامل میتواند بسته به مرحله جاری تغییـر کند. تا زمانی که دانش آموز در حال حل صحیح مسئله است آموزشگر تنها به تایید کار او بسنده میکند هنگامی که دچار اشتباه شد با ایجاد تذکراتی دانش آموز را به سمت تصحیح خطای خود هدایت میکنـد. برای مدلسازی دانش آموز در این سیستم، اطلاعات حالت جاری مسئل ای که در حال حل شدن است بـا ارزیابی بلند مدت دانش فیزیک دانش آموز در یک شبکه بیزین ترکیـب مـیشـود. همچنـین هـر مـسئله فیزیک نیز با یک شبکه بیزین بازنمایی میشود که ترکیبی از گرافها راه حلها مختلف "درست یـا غلط" مسئله است. Andes با استفاده از ایـن دو شـبکه صـحت مـسیر حـل را تـشخیص بـه کمـک بازخوردهای سبز قرمز به دانش آموز اعلام میکند. همچنین بر اساس طرح سوالات از طرف دانش آموز توضیحات راهنماییها لازم در طول حل مسئله را به وی ارائه میکند در نهایت حاصل ارزیـابی را برای بهنگامسازی مدل دانش آموز مورد استفاده قرار میدهد. : سیستم MFD  به آموزش ریاضیات برای کلاسهـای پـنجم شـشم مـیپـردازد. ایـن ب" 10MFD سیستم برای تطبیق خود با نیازهای یادگیرنده، از انتخاب هوشمندانه موضوعی که دانش آموز بایـد بـر آن کار کند، ایجاد ذکراتی در سطح توانایی دانش آموز ساخت پویای مـسائل تمرینـات بهـره مـیگیـرد.

 

دانش قلمرو در این سیستم یک شبکه موضوعی است که در آن هر موضوع بـه واحـد بزرگـی از دانـش "مثلا تفریق کسرها" ارجاع میکند دارای پیش نیازها زیر مراحلی بـرای حـل مـسئله در آن موضـوع است. MFD برای پیش بینی مدت زمان لازم برای حل مسئله از تکنیکهای یادگیری ماشینی اسـتفاده میکند. برای این منظور سطح مهارت دانش آموز پیچیدگی مسئله تفاوتهـای فـردی کـه در سـرعت دانش آموز مؤثر است در نظر گرفته میشود.

ج" AnimalWatch :سیستم Animalwatch  یک آموختارهوشمند است که با هدف بهبود اعتماد به نفس دختران در توانایی انجام ریاضیات دوره متوسطه طراحی شده است بـه نتـایج مطلـوبی دسـت یافته است. آنچه که دانش آموز در مورد موضوع خاصی انجام میدهد توسط آموختار در مدل دانش آموز نگهداری میشود از آن برای ایجاد مسائلی با درجه سختی متناسب با دانش آموز بازخوردهـای بجـا استفاده میگردد. در این سیستم برای نگاشت تواناییهـا دانش آموز بـه روش تـدریس "کـنشهـا آموزشی" از یادگیری ماشینی استفاده شده است به این ترتیب مثلا سیستم مـیتوانـد احتمـال درسـتی پاسخ بعدی دانش آموز مدتی که طول خواهد کشید تا دانش آموز بـه جـواب برسـد، را پیـشگویی کنـد . مزیت این روش در تاکید آموختار بر استدلال برهان است. : در BITS-Get  تمرکز بر طراحی کلاسها سلسله مراتب آنهـا بـرای بازنمـایی 11 د" BITS-GET دانش تربیتی آموزشی دانش کنترلی است. BITS-GET مدلی برای سیستمها آموزشگر هوشمند با رویه شی گرایی است که انواع دانشها مانند دانش قلمرو، کنترل توضیحات انواع نمایش دانشهـا مانند قوانین، قابها منطق را در یک مفهوم کلی به نام عنصر دانش جای داده تکنیکها، استراتژی ها حل مسئله، مفاهیم عاملهای سطح بالاتر را در نصر دانش تعریف مـیکنـد. یکـی از اهـداف مـدل BITS-GETپشتیبانی از طراحی سیستمها آموزشگر هوشمند بر پایه مؤلفه با قابلیت اسـتفاده مجـدد است. مؤلفه قسمتی از سیستم بزرگی است که میتواند در کنار مؤلف های دیگر در رفتار سراسری سیستم شرکت کند. از این مدل در ساخت سیستمها آموزشگر مختلـف در قلمروهـای متفـاوت اسـتفاده شـده است.

 

12 3 .معرفی سیستم آموزشگر ماهر

 

ج" AnimalWatch :سیستم Animalwatch  یک آموختارهوشمند است که با هدف بهبود اعتماد به نفس دختران در توانایی انجام ریاضیات دوره متوسطه طراحی شده است بـه نتـایج مطلـوبی دسـت یافته است. آنچه که دانش آموز در مورد موضوع خاصی انجام میدهد توسط آموختار در مدل دانش آموز نگهداری میشود از آن برای ایجاد مسائلی با درجه سختی متناسب با دانش آموز بازخوردهـای بجـا استفاده میگردد. در این سیستم برای نگاشت تواناییهـا دانش آموز بـه روش تـدریس "کـنشهـا آموزشی" از یادگیری ماشینی استفاده شده است به این ترتیب مثلا سیستم مـیتوانـد احتمـال درسـتی پاسخ بعدی دانش آموز مدتی که طول خواهد کشید تا دانش آموز بـه جـواب برسـد، را پیـشگویی کنـد . مزیت این روش در تاکید آموختار بر استدلال برهان است. : در BITS-Get  تمرکز بر طراحی کلاسها سلسله مراتب آنهـا بـرای بازنمـایی 11 د" BITS-GET دانش تربیتی آموزشی دانش کنترلی است. BITS-GET مدلی برای سیستمها آموزشگر هوشمند با رویه شی گرایی است که انواع دانشها مانند دانش قلمرو، کنترل توضیحات انواع نمایش دانشهـا مانند قوانین، قابها منطق را در یک مفهوم کلی به نام عنصر دانش جای داده تکنیکها، استراتژی ها حل مسئله، مفاهیم عاملهای سطح بالاتر را در نصر دانش تعریف مـیکنـد. یکـی از اهـداف مـدل BITS-GETپشتیبانی از طراحی سیستمها آموزشگر هوشمند بر پایه مؤلفه با قابلیت اسـتفاده مجـدد است. مؤلفه قسمتی از سیستم بزرگی است که میتواند در کنار مؤلف های دیگر در رفتار سراسری سیستم شرکت کند. از این مدل در ساخت سیستمها آموزشگر مختلـف در قلمروهـای متفـاوت اسـتفاده شـده است.

3?1 ویژگیهای ماهر

هدف اصلی ماهر مانند هر ITS دیگر ارائه اختصاصی درس برای هر دانش آموز اسـت. بـرای رسـیدن بـه ایـن هدف سیستم مدلی برای هر دانش آموز میسازد. در ساخت اولیه این مـدل بخـشی از اطلاعـات، از خـود کـاربر دریافت میشود ولی از آنجا که عمدتا مخاطب این سیستم کودکان هستند، نمی توان انتظار داشـت کـه قـادر بـه تعیین مدل مناسب آموزشی برای خود باشند. لذا مدل آموزشی بر اساس پیش فرضهایی تعیین سپس به مرور با تعامل با کاربر ارزیابی وی اصلاح میگردد. در هر مرحله سیستم بر اساس مدل دانش آموز حاصل ارزیـابی وی تصمیم به ادامه درس جاری، تغیی مفهوم در حال ارائه "بازگشت به پیش نیاز یا ارائه یـک مفهـوم مـرتبط " تغییر روش ارائه "متنی یا تصویری" تغییر درس جاری "بازگشت به پیش نیاز این درس" یا تعیین نوع موضـوع ارائه "تمرین، مثال، درس" میگیرد. ویژگیهای برجسته ماهر را میتوان به صورت زیر خلاصه نمود.

* ساخت مدل دانش آموز در اولین ورود دانش آموز به سیستم،

* تعیین تغییر روش آموزش محتوای آموزشی با توجه به مدل دانش آموز

* ارائه تنظیم منعطف حجم درس، نوع تعداد مثالها تمرینات بطور اختصاصی برای هر دانش آموز

* تغییر بهنگامسازی مدل دانش آموز بر اساس رزیابیها دور ای وی،

* ارائه دانش قلمرو در قالب هستان شناسی موضوعات آموزشی روابط میان آنها،

* انجام خودکار بخشی از تولید سوال آزمون،

* ارزیابی خودکار پاسخ دانش آموز به سوالات چندگزین ای برخی سوالات حل کردنی با بررسی جواب آخر

فرآیند حل،

* پاسخگویی خودکار به دست ای از سوالات دانش آموز به شکل حل مسئله توضیح در مورد فرامسئله،

* تعیین زمان لازم برای حل تمرین بر اساس ویژگیها فردی دانش آموز میزان پیچیدگی مسئله،

* انتخاب پیشنهادی مدت زمان هر جلسه بر اساس مشخصات دانش آموز ویژگیها محتـوای آموزشـی

مطروحه در جلسه

3?2 ساختار سیستم ماهر

ساختار کلی ماهر در شکل " " نشان داده شده است. همانطور که در شکل دیده میشود، اجـزاء اصـلی سیـستم ماهر عبارتند از: پایگاه دانش، مدل دانش آموز پیمانه آموختار، پیمانه ارزیاب، پیمانه پاسخگو واسط کاربری. در این بخش در مورد هریک از این اجزاء عملکرد آنها به اختصار توضیحاتی ارائه شده است.

 دانش پایگاه 1?2?3

پایگاه دانش سیستم شامل مجموعه دانش آموزشی دانش قلمرو "زمینه" میباشـد. دانش آموزشـی متـشکل از مدلها تربیتی آموزشی، روشها انتقال مفاهیم به یادگیرنده معیارهای انتخـاب ایـن روشـها بـر اسـاس ارائه شـده اسـت. 14 ویژگیها دانش آموز است. این بخش از دانش به صورت یک پایگاه دانش مبتنی بر قاعده دانش زمینه یا قلمرو در این سیستم دانش ریاضی ابتدایی است . اگرچه ماهر بـه آمـوزش ریاضـی دوم دبـستان اختصاص دارد ولی از آنجا که ممکن است با ارزیابی دانش آموز دریابد، پایه ریاضی وی مربوط به اول دبـستان مفاهیم پای ای ضعیف است مجبور به عقبگرد به این مفاهیم باشد، لذا مفاهیمی از کلاس اول دبستان نیـز در این پایگاه دانش گنجانده شده است. دانش قلمرو در ماهر به شکل یک هستان شناسی از مفاهیم ریاضـی ارائـ شده که در آن اجزاء آموزشی گره ها روابط میان آنها لبه ها را میسازند. هر جزء آموزشی میتواند برای انتقـال یک مفهوم، ارائه یک "مجموعه" مثال یا یک "مجموعه" تمرین یا آزمون بکار رود. ارتباطات میان این گره هـا میتوانند از نوع سلسله مراتبی "زیر مجموعه یا عضویت" پـیش نیـازی، هـم زمـانی، تـوالی در ارائـه، ارتبـاط مفهومی، خلاصه یا یادآوری باشد. برای هر گره محتوای آموزشی بـه روشهـا مختلـف آموزشـی "متنـی گرافیکی" ارائه میشود. در هر مورد درجه پیچیدگی یا سختی موضوع ارتباط بامثال هـا تمرینـات مـرتبط در هستان شناسی ثب میشود.

14 Rule based

پایگاه دانش

آموختار

مدل دانش آموز

پاسخگو ارزیاب

واسط کاربر

دانش آموز

شکل"1 "ساختار کلی سیستم ماهر

 

شکل " " بخشی از هستان شناسی قلمرو که تنها حاوی مفاهیم ارتباطات توالی پیش نیازی اسـت را نـشان میدهد.

 دانش آموز مدل 2?2?3

ماهر در ابتدای ورود هر کاربر مدلی از دانش آموز بر اساس دو دسته از مشخصات وی میسـازد: " " مشخـصات ردی ثابت مانند نام، سن، جنسیت وضعیت سلامتی جسمی "مانند معلولیت، کم بینی، مشکلات کفتاری یـا حرکتی ..." " " مشخصات علمی سطح دانش وی مانند نمره درس پیش نیـاز، فرصـت اتمـام درس، توانـایی ذهنی "باهوش، کندذهن یا متوسط" روش آموزشی مناسب برای این دانش آموز. اطلاعات دسته اخیـر در طـی تعامل با کاربر قابل تغییر است. همچنین اطلاعاتی مانند میزان پیشرفت دانش آموز در درس نتایج ارزیـابی وی بعد از اولین جلسه درس به مدل افزوده شده مرتبا بهنگام میشود. مسئول فراهم کردن اطلاعات حدید بـرای بهنگامسازی مدل دانش آموز پیمانه آموختار است که در ادامه در مورد آن توضیح داده خواهد شد.

 آموختار 3?2?3

آموختار پیمانه اصلی ماهر اسـت کـه تعیـین تغییـر محتـوای آموزشـی روش آمـوزش همچنـین ارزیـابی دانش آموز بهنگامسازی مدل او بر اساس این ارزیابی از وظایف اصلی آن میباشد. این پیمانه بر اساس حالـت جاری تصمیم میگیرد که چه مفهومی در چه قالبی "توضیح یا مثال" با چه روشی یا چه تمرین آزمونی بـه دانش آموز ارائه شود. این تصمیم گیری بر اساس مدل دانش آموز استراتژی آموزشـی هـستان شناسـی قلمـرو اتخاز میگردد.

مفهوم عدد

معرفی

رقم"6"

نوشتن و خواندن

اعداد دو رقمی

"3"

پیدا کردن قبل و

بعد یک عدد"5"

ترتیب اعداد

" 4" 99 تا 1

ارزش مکانی

رابطه توالی در ارائه

رابطه ازی

شکل "2 "بعضی ارتباطات بین مفاهیم در هستان شناسی

 

ارائه محتوای آموزشی با توجه به زمان باقیمانده کلاس وضعیتها مختلفی که دانش آموز در مـدل آمـوزش دارد "شروع درس جدید یا ادامه درس قبل" انجام میشود. با عبور دانش آموز از هر وضعیت، آموختار وضـعیت او را به وضعیت جدید بهنگام میکند. سیستم پس از ارائه درس مثالها کافی به ارائه تمرین مـیپـردازد. اگـر رویه تمرین قابل قبول نباشد دوباره به مرحله آموزش بر میگردد. در ایـن زمـان بـسته بـه نمـر ای کـه از تمرین کسب شده نوع تمرین انجام شده آموختار ممکن است تصمیم به تکرار درس با روش آموزشـی جدیـد، ارائه مثالها بیشتر یا حتی بازگشت به مفاهیم پیش نیاز موضوع جاری بگیـرد . اگـر حاصـل ارزیـابی بعـد از تکرار درس با روش جدید بهتر از روش قبل باشد، امتیازی برای روش دوم در نظر گرفته مـیشـود. زمـانی کـه امتیاز یک روش آموزشی تفاوت آن با روش دیگر از حد آستان ای بالاتر رود، پیش فرض برای این دانش آموز به این روش آموزشی تغییر مییابد. ارزیابی دانش آموز را از روی اطلاعاتی که ارزیاب به این پیمانه برمی گرداند انجام میشود. به این منظور، آموختار نتایج حل تمرینات توسط دانش آموز مدت زمان صرف شده جهت حل را بررسی میکند، نمره کسب شده دانش آموز را محاسـبه در نتیجـه گیـری نهـایی خـود سـطح علمـی کنـونی انشآموز را تعیین مدل دانش آموز را بهنگام میکند. آموختار همچنین پارامترهایی از جمله موارد زیر را بصورت پویا برای آموزش کاراتر تعیین مینماید.

* تعداد مثالها لازم برای هر دانش آموز در هر مبحث این تعداد تابعی از سـطح پیچیـدگی موضـوع سطح ذهنی دانش آموز اس . البته دانش آموز در هر زمان میتواند ارائه مثال را متوقف درخواست انجـام تمرین "آزمون" کند.

* زمان لازم برای حل هر تمرین توسط هر دانش آموز این زمان تابعی از سطح پیچیدگی موضـوع، سـطح تمرین، تعداد تمرینات خوانده شده توسط دانش آموز،توانایی جسمی ذهنی سطح دانش آموز اسـت. در نظر گرفتن وضعیت جسمی ذهنی دانش آموز در بسیاری سیستمها کـم رنـگ هـستند امـا در خـصوص تعیین مدت زمان حل بسیار مؤثرند. فرض کنید دانش آموز چپ دست اسـت ولـی دچـار عارضـ ای در دست چپ میباشد پس برای کار با سیستم میبایست با دست راست با ماوس صفحه کلیـ کـار کنـد، واضح است این دانش آموز از دانش آموز که قادر است به راحتی ماوس را تکان دهد بـا صـفحه کلیـد کار کند،کندتر خواهد بود. فاکتور دیگری که در تعیین مدت زمان حل غیر قابل چشم پوشی اسـت تکـرار در تمرینات است، دانش آموز که برای دفعه اول تمرینات این موضوع را حل میکند به زمـان بیـشتری نیازمند است تا حالتی که مکرراً تمرینات مشابه را انجام داده است.

* مدت پیش فرض یک جلسه "پیشنهادی" – این مدت تابعی از حجم کل درس، زمـان مـورد نظـر کـاربر برای اتمام درس "در صورت وجود" توانایی جسمی ذهنی سطح دانش آموز است. همچنین بسته به تعامل انجام شده در هر جلسه برای نیمه کاره رها نشدن یک مبحث یکپارچه این زمـان ممکـن اسـت برای هر جلسه "بطور خاص" با تایید کاربر تغییراتی داشته باشد.

 

ارزیاب 4?2?3

هدف این پیمانه راهنمایی دانش آموز در حین حل مسئله جلوگیری از اتلاف وقت قـرار دادن دانش آموز در مسیر درست حل میباشد. دانش آموز در زمینه حل تمرین پاسخ آن با این پیمانه در ارتباط اسـت، جـواب هـای دانش آموز با جواب درست تمرین مقایسه میشود چراغ سبز قرمز نتیجه را به دانش آموز انتقال میدهـد او را از صحت یا عدم صحت جوابش مطلع میسازد. این پیمانه عداد نوع بازخوردهای سـبز قرمـز را کنتـرل امتیازدهی میکند. اما تصمیم گیری را به عهده پیمانه آموختار قرار میدهد. برای جلوگیری از تصمیم گیری زود بی موقع سیستم از نحوه پاسخگویی به تمرینات، سعی شده است برای نتیجه گیری نهـایی میـانگین نمـرات دانش آموز مد نظر باشد اولین نمره دانش آموز دلیلی بر یاد گرفتن یا یاد نگـرفتن او نباشـد . بنـابراین در تعیـین نمره جاری دانش آموز میانگین نمره فعلی نمره قبلی دانش آموز محاسبه میشود. از طرفی برای هر کار دانش آموز نمر ای در نظر گرفته شده است با هر قدم درست به نمره دانش آموز افزوده با هر قدم اشتباه از نمره او کاسته میشود. به همـین دلیـل در راسـتای هـدف انعطـاف پـذبری سیـستم، هـر دانش آموز دو امتیاز حداکثر صد حداقل صفر دارد اگر در روند حـل مـسئله اشـتباهی کنـد بـازخورد قرمـز دریافت نماید از صد نمره او کاسته میشود اگر به مرحل درستی از حل مسئله برسد بـازخورد سـبز دریافـت کند به نمره صفر او افزوده میشود، همچنین سیستم زمانی که طول کشیده تا دانش آموز مسئله را حل کنـد بـا زمانی که سیستم تعیین کرده است مقایسه میکند چنانچه دانش آموز در زمان تعیین شده یا کمتر تمرین را حـل کند به امتیاز او افزوده میشود اگر هیچ بازخورد سبزی دریافت نکند یعنی اصلاً نتوانسته مسئله یا تمرین را تا حدودی حل کند پس در این حالت زمان در نظر گرفته نمی شود.

 پاسخگو 5?2?3

این پیمانه جهت پاسخ به پرسشهای دانش آموز ارائه توضیحات لازم به او در نظر گرفته شده است . در مـاه راهنمایی دانش آموز به دو صورت انجام میشود: " " هنگامی که دانش آموز در حال حل مسئله میباشد ارزیاب در هر قدم با بازخوردهای سبز قرمز صحت سقم مسیر حل را به دانش آموز گوشزد میکند، " " هنگامی کـه دانش آموز در حال حل مسئله نیست ولی چه در حالت مطالعه درس یا مثال، چه اتمام مسئله چه در شروع کـار در فرم اصلی میتواند با انتخاب گزینه پرسش/پاسخ از سیـستم کمـک بگیـرد. در ایـن حالـت پاسـخگو سـوال دانش آموز را تحلیل با اولویتهایی که در جمله دانش آموز قرار دارد مورد سؤال را تشخیص میدهد. از آنجا که در این پیمانه تحلی زبانی صورت نمی گیرد، نوع سوالاتی که سیستم بطورخودکار قادر بـه پاسـخگویی اسـت، محدودند. اگر در سوال یکی از مفاهیم درسی دیده شود، با تایید کاربر خلاصه متناظر با آن مفهوم بعنوان پاسـخ ارائه میشود. اگر یک فرمول محاسباتی در سوال موجود باشد سیستم علاوه بر محاسبه نتیجه، ابر مفهوم متناظر با موضوع سوال را استخراج در مورد آن پس از تایید کـاربر توضـیحاتی ارائـه مـیکنـد. بـرای مثـال چنانچـه دانش آموز در ورودی سؤال 14+53 را نوشت علاوه بر اینکه جواب 67 را به دانش آموز برمـی گردانـد مـیتوانـد نتیجه بگیرد دانش آموز در جمع عدد دو رقمی مشکلی دارد پس با تأیید دانش آموز در پاسخ توضیحاتی درباره  جمع دو عدد دو رقمی ارائه مینماید. همچنین در این پیمانه تعدادی سوال جواب از پیش تعیین شده نیز وجود دارد که کاربر میتواند پرسش خود را از میان آنها انتخاب نماید.

4 .نتیجه گیری و پیشنهادات

در این مقاله به معرفی سیستم آموزشگر هوشمندی برای تدریس خـصوصی مفـاهیم ریاضـی دوم دبـستان بـه دانش آموزان پرداختیم. در این سیستم امکان انتخاب تغییر درس، مثـال تمـرین، تغییـر شـیوه ارائـه مـدل آموزشی تغییر مدل دانش آموز به صورت پویا فراهم شده است. همچنین ساخت خودکار مثال تمرین، تحلیل پاسخگویی به سوالات کاربر ارزیابی پاسخها وی از نکات برجسته این سیستم هستند. دانش قلمرو در این سیستم در قالب هستان شناسی از موضوعات آموزشی ارائه میشود که انتخاب محتوای آموزشی قابـل ارائـه بـا پیمایش گره ها در این شبکه مقدور میگردد. یستم جاری دارای محدودیتهایی است که برای کـاهش آنهـا بهبود عملکرد سیستم گسترشها زیر پیشنهاد میگردد:

* گسترش پایگاه دانش آموزشی تربیتی جهت دربرگیری روشها آموزش متفاوت،

* افزودن امکانات پردازش زبان طبیعی برای تحلیل سوالات پاسخها دانش آموز

* امکان برچسب زنی مستندات آموزشی جهت پاسخگویی کاراتر به سوالات کاربر،

* گسترش سیستم برای پوشاندن انواع متنوع تری از تمرینات هم در تولید هم در ارزیابی پاسخ،

* تست سیستم در محیطها واقعی جهت تنظیم پارامترهـای محاسـباتی ماننـد ضـرایب مورداسـتفاده در

فرمولهای تعداد مثال، زمان نمره حل تمرین یا زمان جلسه،

* گسترش سیستم برای تولید خلاصه دروس یادداشتها یادآوری بصورت خودکار.

مراجع

[1] Hegarty C "1996" Statutor: Intelligent Tutoring System?| BILETA 96

Conference Proceedings| The Journal of Information| Law and Technology

"JILT".

[2] Gender|Abigails.and Vanlehn kurt. A coached problem solving environment

for physics. th International Conference ITS 2000|Montral-Canada-June 12?

13 2000،131?142

[3] Albacete|Patricial.and Vanlehn Kurt.The conceptual helper: An intelligent

tutoring system for teaching fundamental physics concepts. th International

Conference ITS 2000|Montral-Canada-June 12?13 2000،564?573.

[4] Beck|Joseph E.and Parkwoolf|Beverly.Using a learning agent with a student

model. th International Conference ITS 98|Santiago|Texas|USA|August 16?19

1998،6?15

 

[5] Beck|Joseph E.and Parkwoolf|Beverly.High-level student modeling with

machine learning. th International Conference ITS 2000|Montral-CanadaJune 12?13 2000،584?593

[6] Devadzig|Vladan. And Jermic|Ljvbomr. and Radovi| Davela.The GET-BITS

of Intelligent Tutoring System. Journal of Interactive learning research

"2000"11" / "|411?434