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研究生:洪英伸
研究生(外文):Ying-Shen Hung
論文名稱:一個將小學加減法與網路遊戲結合的CAL環境
論文名稱(外文):A Web-based Gaming Environment That Supports CAL In Addition And Subtraction
指導教授:夏延德夏延德引用關係
指導教授(外文):Yen-Teh Hsia
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:資訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:網路遊戲平台適性學習學習階層
外文關鍵詞:web gaming platformlearning hierarchyadaptive learning
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網際網路的崛起,使得資訊教育更趨多元化。由於網際網路是極佳的學習環境,許多學校、教育學者、教育專業團體等,皆致力於發展網路的教學資源與教學環境。本論文探討:在網際網路下,針對小學數學加減法,設計與製作一套電腦輔助學習系統。系統對於每位學生進行程度分析,適時的輔助學生學習;並以遊戲的方式來呈現,兼具多媒體生動活潑的特性,來增加學習的興趣。
下面為三個主要的工作與目的:
1.建置網路遊戲平台:建置一個網路遊戲平台,而這個網路遊戲平台必須獲得使用者(老師與學生)的接受。
2.適性學習:本系統以「教學遊戲式」進行輔助學習,在遊戲與學習的過程中,系統儲存了每位學生的學習進度,並給予適時的引導,以達到適性學習的目的。
3.收集完整的解題資訊:在學生使用系統的過程中,系統動態地收集學生的解題資訊,包括題目、答案、時間等等。利用這些解題的資訊,系統在未來的發展中,可以進行錯誤類型的診斷等功能。
本系統建置在World Wide Web的技術上,是一個Web-Base Client-Server的架構。在教材知識庫中,包含了小學一、二年級的所有數學教材內容、這些教材的學習階層、以及依據教材內容所製作的許多學習元件。在系統中,利用學生的學習資訊、學習元件、學習階層,實作了兩項導引機制。對於學生:在學習與遊戲的情節上,做了適當的結合,提高了學生的學習動機;對於老師:製作了一個查詢介面,讓老師了解學生的學習狀態。
Today, the computer and Internet technologies become more mature. Because Internet is a superior learning environment, many educational applications are now available on the Internet. This thesis discusses how to design and implement a web-based, computer assisted learning environment for elementary arithmetic. The system analyzes the level of competence of the student and assists him/her in learning. It also increases the student’s interest of learning by playing games with multimedia characteristic.
Three are three main objectives:
1.Building a web gaming platform: We must build a platform for playing games on the web, and this platform must win the general acceptance of the end-users.
2.Adaptive learning: The system should assist students in problem solving. During the gaming process, the system analyzes the level of competence of the student. The analyzed result is then passed on to the instructor of the student as a reference for teaching.
3.Collecting student knowledge: The system dynamically collects the knowledge of each student. This includes questions, answers, time-to-answer, et al. In the future, the system can use this information to analyze the source of bugs in the student’s answers.
The system is based on the current Internet technology, and uses Web-Based Client-Server framework. The knowledge base of the teaching materials includes the following (1) the concepts of the first and second grade primary school arithmetic, (2) the learning hierarchies related to addition and subtraction, and (3) learning components. We use the knowledge base and the knowledge of students to guide the students in their problem solving activities. According to these guiding rules, the students will be led to solve easier problems whenever they can not solve a problem that is comparatively more difficult.
圖表目錄
第一章、導論
1-1.背景
1-2.問題描述
1-3.論文章節介紹
第二章、CAL環境
2-1.教育學習理論探討
2-1-1.行為主義
2-1-2.認知心理學
2-1-3.建構主義
2-1-4.情境學習
2-2.CAL的發展歷史與著名的系統
2-3.CAL的呈現方式
2-4.ICAL組成要素
第三章、導引學習
3-1.教材的呈現方式
3-2.對學生的知識
3-3.「簡單」導引
3-4.建議「學習的順序」
3-5.類比學習
第四章、知識庫─教材內容
4-1.基本教材分類
4-2.減法目標階層
4-3.加法目標階層
4-4.文字題
4-4-1.十四種不同的敘述
4-4-2.困難度
第五章、學習環境
5-1.一個發現
5-2.遊戲與學習歷程
5-2-1.神奇寶貝的故事結構
5-2-2.「神奇寶貝」與「引導式數學解題」的對應
5-3.使用者介面的需求
5-4.遊戲流程
5-4-1.登入系統首頁與註冊
5-4-2.到各地尋找神奇寶貝
5-4-3.挑戰神奇寶貝、請教大木博士
5-4-4.小提示
5-4-5.排行榜
5-4-6.神奇寶貝與訓練家
5-4-7.我的小檔案
5-4-8.公佈欄
5-5.神奇寶貝與題目的對應
5-6.學習成效查詢
第六章、系統架構
6-1系統主架構
6-2.執行平台與開發工具
6-3.用戶端(Client)
6-3-1.提高執行效率
6-3-2.多媒體製作
6-3-3.教學元件
6-4.伺服端 (Server)
6-4-1.知識庫 (knowledge base)
6-4-1-1.教材知識庫
6-4-1-2.學生知識庫
6-4-1-3.遊戲劇情
6-4-2.導引機制 (PMKernel)
6-4-2-1.小地圖的架構
6-4-2-2.神奇寶貝的速度
6-4-2-3.大木博士的提示
6-4-2-4.小提示
6-4-3.學習成效統計
第七章、輔助學習實驗
7-1.第一次實驗
7-1-1.目的
7-1-2.受測者的背景
7-1-3.測試時間與過程
7-1-4.實驗結果與討論
7-2.第二次實驗
7-2-1.目的
7-2-2.受測者的背景
7-2-3.實驗時間
7-2-4.實驗過程
7-2-5.實驗結果
7-2-5-1.練習題數與內容的分布情形
7-2-5-2.接受度
7-2-6.問卷調查
7-2-6-1.學生部分
7-2-6-1.老師部分
7-3.討論
7-3-1.系統執行效率
7-3-2.待解決的問題
第八章、結論與未來展望
8-1.結論
8-2.未來的發展
8-2-1.「數學解題」技巧的形成
8-2-2.社會性學習
8-2-2-1.合作學習
8-2-2-2.競爭學習
8-2-3.錯誤診斷
8-2-4.文字問題
8-2-4-1.自然語言與數學符號
8-2-4-2.更複雜的加減法文字題
8-2-4-3.包含倍數概念的文字題
8-2-5.以類比推理輔助解題
8-2-5-1.類比的類型
8-2-5-2.兒童類比推理的能力
8-2-5-3.加減法的類比解題
8-2-6.依據學生的認知風格導引學習
8-2-7.會與不會的定義
8-2-8.提供更多學習狀況的分析介面
參考文獻
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