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第三章 情境感知無所不在學習導引方法

3.2 啟發式學習導引演算法

3.2.2 MOLGA 學習導引範例

步驟二:找尋是否有尚未學習過的點(以下簡稱“未學點”),若沒有則直接返回終點,完 成學習歷程。

步驟三:找尋未學點中可在時限內回到終點的,若沒有則直接返回終點,完成學習歷程。

步驟四:計算全部候選未學點的評估函數值。

步驟五:以循序漸進的方式找出最適合的未學點。

步驟六:推薦學習者前往此學習點。

步驟七:此點學習完畢後,跳回步驟二。

假設尋找最佳學習路徑演算法為 MOLGA,也就是在所有學習點 Cj中,選擇最小 評分數值者作為導引的目標。若學習點總共有 n 個,則找出學習點 Cj則須計算 n-1 次,

而每執行評分函數一次所花費時間複雜度為 O(1),整個演算法的時間複雜度則為 O((n-1)*1)=O(n-1)=O(n)。

鐘的學習時間,與「斑蝶區」、「蔭蝶區」、「蛺蝶區」有路可通,且移動所花費時間 分別為 1 分鐘、7 分鐘、4 分鐘。

(2) 「斑蝶區」:代號 C2,最大容納學習人數為 3,學習點目標權重值為 3,需要 2 分 鐘的學習時間,與「斑蝶區」、「灰蝶區」、「蔭蝶區」、「蛺蝶區」有路可通,且移動 所花費時間分別為 1 分鐘、2 分鐘、6 分鐘、5 分鐘。

(3) 「灰蝶區」:代號 C3,最大容納學習人數為 3,學習點目標權重值為 4,需要 2 分 鐘的學習時間,與「斑蝶區」、「蔭蝶區」有路可通,且移動所花費時間分別為 2 分鐘、5 分鐘。

(4) 「蛺蝶區」:代號 C4,最大容納學習人數為 5,學習點目標權重值為 5,需要 2 分 鐘的學習時間,與「鳳蝶區」、「斑蝶區」、「蔭蝶區」有路可通,花費時間為 4 分鐘、

5 分鐘、3 分鐘。

(5) 「蔭蝶區」:代號 C5,最大容納學習人數為 3,學習點目標權重值為 1,需要 2 分 鐘的學習時間,與「斑蝶區」、「灰蝶區」、「蛺蝶區」有路可通,花費時間為 6 分鐘、

5 分鐘、3 分鐘。

表 3.2 最短路徑距離紀錄表

C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6

C0 0 4 5 7 3 6 10

C1 4 0 1 3 4 7 6

C2 5 1 0 2 5 6 5

C3 7 3 2 0 7 5 3

C4 3 4 5 7 0 3 8

C5 6 7 6 5 3 0 5

C6 10 6 5 3 8 5 0

除了五個生態區之外,特別設定「起點」C0「終點」C6。終點與起點容納學習人 數不限,學習點目標權重值為 0,學習時間為 0 。起點與「鳳蝶區」、「蛺蝶區」有路可 通,且移動所花費時間分別為 4 分鐘、3 分鐘。終點與「灰蝶區」、「蔭蝶區」有路可通,

且移動所花費時間分別為 3 分鐘、5 分鐘。本蝴蝶園學習環境之參數設定如圖 3.3 所示,

而各學習點之最短路徑如表 3.2 所示。

假設在某一個時間點,同時有 3 個學習者進入蝴蝶園,令學生代號為:S1、S2、S3學習點代號為:C0(起點)、C1(鳳蝶區)、C2(斑蝶區)、C3(灰蝶區)、C4(蛺蝶區)、C5(蔭蝶 區)、C6(終點)。假設總學習時間限制為 LT = 18 分鐘,起始點為 C0,終點為 C6,每個 學習點限制飽和率 S = 60。如某點已學習過則僅路過不停留學習,最後當剩餘時間不足 以學完任何學習點則導引學習者回到 C6終點。

以 MOLGA 選擇分數最低的學習點進行導引,其步驟如下:

Step 0 :S1、S2、S3皆在起點 C0

Step 1 :已花費時間 CT = 0,S1、S2、S3同時出發開始學習,系統選擇下一個學習 點,而依照評分函數計算 S1前往各學習點之分數如下:

Score(0,1)

1]

0 6 . 0 ln[

* 2

2 4 1]

ln[

* 1  

 

 

R S G

T t

1

1

0,1 =6.383

Score(0,2)

1]

0 6 . 0 ln[

* 3

2 5 1]

ln[

* 2

2

 

 

R S G

T t

2

0,2 =4.965

Score(0,3)

1]

0 6 . 0 ln[

* 4

2 7 1]

ln[

* 3  

 

 

R S G

T t

3

3

0,3 =4.787

Score(0,4)

1]

0 6 . 0 ln[

* 5

2 3 1]

ln[

* 4  

 

 

R S G

T t

4

4

0,4 =2.128

Score(0,5)

1]

0 60 ln[

* 1

2 6 1]

ln[

* 5  

 

 

R S G

T t

5

5

0,5 =17.021

因學習點 C4之分數最低,因此導引 S1前往學習點 C4。在 S1預約前往 C4的狀況下,

S2前往評分數值最小的 C4,S3選擇前往 C3

Step 2 :已花費時間 CT = 5 時,S1、S2同時完成蛺蝶區的學習,系統選擇下一個 學習點,而依照評分函數計算結果,導引 S1前往評分數值最小的學習點 C2,S2往評分數值最小的 C1

Step 3 :已花費時間 CT = 9 時,S3到達學習點 C3灰蝶區且已學習完畢,因為 C1

C4學習完畢後剩餘時間不足以回到終點,系統推薦下一學習點 C2斑蝶區。

Step 4 :已花費時間 CT = 11 時,S2已學習完畢學習點 C1鳳蝶區,因為學習完 C2C3、C5後皆無法在時間限制內回到終點,系統推薦 S2回到終點 C6,此時 S2之學習 路徑為「C4-> C1-> C6」。

Step 5 :已花費時間 CT = 12 時, S1學習 C2完畢,因為學習完 C1、C3、C5後皆 無法在時間限制內回到終點,推薦 S3前往終點 C6。此時 S1之學習路徑「C4-> C2->

C6」。

Step 6 :已花費時間 CT = 13 時,S3學習 C2完畢,因為學習完 C1、C4、C5後皆無 法在時間限制內回到終點,系統推薦前往終點 C6,此時 S3之學習路徑為「C3-> C2

-> C6」。

在以上範例中,學習者 S1之學習路徑為 C4 -> C2 -> C6,總學習效益值為 8;學習 者 S2之學習路徑為 C4-> C1-> C6,總學習效益值為 7;學習者 S3之學習路徑為 C3-> C2

-> C6,總學習效益值為 7。三位學習者之平均學習效益值為 7.33。在 Step 1 中 S1選擇 前往 C4後,S2也選擇前往 C4,原因為 C4學習效益遠大於其他學習點,在 S1預約位置 後預設飽和仍在限制內,於是 MOLGA 計算出來的評分數值仍為最小,故 S2選擇 C4。 由以上的執行範例可以知道,MOLGA 十分的簡單快速,也同時將學習效益與時間 花費納入考慮,在往後的研究中將與其他演算法比較,調整學習評估函數,達到最佳的 學習效益。

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