新近智能导引系统的特点、实效与开发机制——对美国“认知导引代数Ⅰ”的个案研究

摘要

信息技术的发展为革新传统教育带来了希望，但我国在信息技术与教学整合的研究尚处在起步阶段，尤其智能导引系统领域的研究较少。本文以智能导引系统研究主题，探讨智能教学系统的研究与发展。从美国“认知导引代数I”项目的发展、现状及其理论基础中分析智能导引系统的研究方式，同时，通过认知导引项目评估多方面了解“认知导引代数I”在教学中使用经验。在此基础上，通过比较我国的“Z+Z”智能平台与“认知导引代数I”的差异，进一步探讨我国智能导引系统与世界水平的差距，从比较中发现研发智能导引系统的科学方法。本研究分为四个部分： 第一章介绍了“认知导引代数I”发展的一个整体背景。美国基础教育质量问题引发了美国社会各界的担心，其中数学更是人们关注的焦点，各方学者为了提高教学质量共同协作寻求教育革新，其中运用信息技术提高教育质量受到了各方的关注。同时，信息技术、人工智能及学习科学的发展为智能导引系统的研究奠定了技术及理论基础 第二章介绍了我国智能教学辅助工具“Z+Z”的结构及功能，并分析了其特点。介绍了“认知导引代数I”课程主题及课程组成，并通过在“认知导引代数I”中学习分数加减法的学习为例说明该智能导引系统的使用模式，其中包括三个部分：对所学知识的说明、课程学习、问题解决。在此基础上，“Z+Z”智能教育平台相比，说明“认知导引代数I”的优势。 第三章根据美国两个学区使用“认知导引代数I”后进行的评估报告分别从学生和教师的角度对“认知导引代数I”的使用效果进行分析，讨论“认知导引代数I”的实效及可能存在的问题。 第四章对“认知导引代数I”的心理学基础ACT-R理论进行了简单的说明，从而明确该智能导引系统的理论性。同时针对“认知导引代数I”研究方法-基于设计的研究，进行分析，说明该研究方法的特点及作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

前 言

(一)论文拟解决的中心问题与基本假设

(二)概念界定

(三)文献综述

(四)研究方法

第一章“认知导引代数Ⅰ”出台的背景

第一节重视运用信息技术：美国提高基础教育质量的重要举措

一、中小学生学业成绩低下：美国当代教育长期面临的挑战

二、当代美国运用信息技术提高教育质量概述

第二节新近美国教育信息技术发展的一个亮点：认知导引代数I

一、现实背景：数学是美国基础教育的长久心痛

二、认知导引代数Ⅰ：解决美国学生数学问题的“模范”课程

第二章“认知导引代数Ⅰ”特点

第一节我国案例： “Z+Z”智能教育平台简述

一、“Z+Z”智能教育平台的结构与功能

二、“Z+Z”智能教育平台的特点

第二节美国案例分析：认知导引代数Ⅰ

一、“认知导引代数Ⅰ”概述

二、“认知l导引代数Ⅰ”的使用：以分数加减法单元学习为例

第三节“认知导引代数Ⅰ”的优势：与“Z+Z”智能教育平台比较

第三章“认知导引代数Ⅰ”的实际使用效果

第一节学生视角：迈阿密L学区“认知导引代数Ⅰ”使用的评估

一、评估设计

二、评估结果

第二节教师视角：丹佛地区认知导引代数I使用评估结果

一、调查方法

二、调查结果

第四章“认知导引代数Ⅰ”的开发

第一节“认知导引代数Ⅰ”研发机构与过程

一、“认知导引代数Ⅰ”的研发机构

二、“认知导引代数Ⅰ”的研发历程

第二节“认知导引代数Ⅰ”的开发原理

一、学习科学视角基础：认知学徒制理论

二、认知心理学基础：ACT-R理论

第三节“认知导引代数Ⅰ”的研究方法：基于设计的研究

一、认知导引代数Ⅰ研发的方法：基于设计的研究

二、基于设计的研究的特点

三、基于设计的研究的价值

结论与建议

一、当今智能导引系统的基本特点

二、高效智能导引系统的开发机制

三、对我国研发智能导引系统的初步建议

四、对本研究的反思

参考文献

后 记

攻读学位期间发表的学术论文目录