[發明專利]一種基于錯題的數學認知結構圖的完善方法及系統

在審

• 申請號: 202011200747.3
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112331306A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張玉孔;張曉萌;鄭麗華
• 申請（專利權）人: 濰坊學院
• 主分類號: G16H20/70
• 分類號: G16H20/70;G16H50/20;G06F16/35;G06F16/36
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 曲洋

本發明提供了一種基于錯題的數學認知結構圖的完善方法和系統，用以解決現有技術中學生學習時對錯題利用率不高的問題。所述基于錯題的數學認知結構圖的完善方法在標準知識結構的基礎上生成學生個性化知識結構，通過對錯題分析和改正、知識結構的二次梳理、針對性練習等環節的多次循環重復，實現數學認知結構圖的完善。本發明通過完善所生成的數學認知結構圖，反映出學生數學學習的狀態，不僅包括對識點和知識體系的理解和把握程度，也包括學習意識與態度以及元認知能力；本發明能有效提高學生數學學習的意識水平，改變低耗型的學習方式，并使學生體驗到自主學習的樂趣，從而提高學習數學的興趣。

技術領域

本發明屬于教育領域，具體涉及一種基于錯題的數學認知結構圖的完善方法及系統。

背景技術

認知結構是個體過去對事物進行感知、歸類的方式或經驗所組成的觀念結構，而數學認知結構是通過數學學習所形成的高層認知目標，直接影響學生的問題解決能力。數學認知結構具有個性化、層次性、發展性和動態性的特征，在數學學習中，要通過各種方式不斷完善學生的數學認知結構，才能從根本上提高學生的數學思考及應用能力。

認知結構圖是對認知結構的圖示化表達，描述學生對知識結構的主觀掌握情況。當前已有多種實現認知結構圖的方法。如專利申請號為201811251970.3 的中國專利，公開了一種基于交互的認知分析方法及系統，通過與用戶的交互，獲得用戶的交互輸入信息，并進行內容識別與分析，獲得認知分析數據，從而構建用戶的個人認知結構模型。

數學學習中，錯題是一種寶貴的認知資源，它反映了學生對知識點和知識結構把握的不足，引導學生深入挖掘錯題形成的原因，使學生認識到自身思維及學習態度的偏差，能有效提高反思能力，調動學習動機。

當前，中小學生數學學習中普遍存在“過度練習”的問題，大量重復被動的練習，使學生無暇反思學習過程和方法，不能有效利用練習中的錯題，導致學習處于一種低耗狀態。而現有關于數學認知的方法和系統主要有三點不足：一是單純從知識層面剖析學習，缺乏對非智力因素的關注，原理欠深入，效果不徹底；二是未能對學生把握知識的情況進行可視化呈現，影響學生對學習結果的覺察和判斷；三是缺乏對錯題重要性的認識，缺少借助錯題資源完善學生數學認知能力的應用。

發明內容

為了提高錯題資源的利用效率，完善數學認知結構，本發明實施例提出了一種基于錯題的數學認知結構圖的完善方法和系統，該系統能幫助學生分析錯題原因，培養學生對所學知識、學習意識與態度的反思能力，并通過反復持續的導向性行為，完善學生的數學認知結構，提高學生學習的自主性。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種基于錯題的數學認知結構圖的完善方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1，生成當前學習內容的標準知識結構并存儲在標準化知識結構模塊中；

步驟S2，生成學生對當前學習內容的個性化知識結構并存儲在知識結構初始化模塊中；

步驟S3，學生對當前錯題進行錯因分析和改正，并將當前錯題、錯因分析結果及改正標簽存儲在錯題模塊中；

步驟S4，根據所述錯題模塊中的錯題信息，與知識結構初始化模塊中的個性化知識結構相對應，生成當前狀態的數學認知結構圖；當所生成的當前數學認知結構圖符合預設標準時，結束當前學習；否則，進入步驟S5；

步驟S5，讀取所述數學認知結構圖，并根據所述認知結構圖分配練習題，并將學生完成的練習題中的錯題發送給所述錯題模塊，轉入步驟S3。

作為本發明的一個優選實施例，所述標準化知識結構的數據表字段包括知識點id、知識點名稱、子知識點id、子知識點名稱、先修知識點id、先修知識點名稱。