模糊理論與不確定推理在教學系統中之應用 吳德仁、包冬意
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摘 要
在傳統的教學方法上，一般都以「懂」或「不懂」來評量學生在學習效果的程度。但是一個學習單元所包含的學習概念，
通常不只一個，而每個學習概念對於要瞭解的學習單元所佔有的影響程度也都不同。因此，一個教學系統應該要能夠依照 學生在每一個學習概念其了解程度上之差異，而採用適當的教學內容。 本研究探討如何將模糊理論及人工智慧的技術應用 在教學系統領域上，並以國中數學「畢氏定理」之教學課程為例，說明如何使得系統擁有類似專家般的能力。所提出之教 學系統能依據學習者對於教材的反應及評量題目作答之結果，分析出學生對於每一個學習概念目前的認知程度及觀念形成 的模式，藉以建立學生的學習狀態模式及適時提供學習者真正需要的學習教材，以促使智慧型教學系統顯現出較為合理地 策略性的教導及個人化的行為。透過學習記錄的剖析，以診斷出學習概念上迷思之現象及關鍵學習概念點，並結合模糊邏 輯理論，建立學習成效分析解釋介面，以提供學習者更具助益的建議。藉此研究結果，本智慧型教學系統能在學生的學習 成效上有更好的效益及更創新的突破。
關鍵詞 : 模糊理論、人工智慧、智慧型教學系統、畢氏定理 目錄
第一章 緒論 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 3 第三節 研究範圍與限制 4 第四節 研究流程 5 第五節 論文架構 6 第二章 文獻探討 第一節 概念空間 7 第二節 模糊理論 10 第三節 丹柏斯特─雪佛理論 15 第四節 教學暨評量系統 17 第五節 畢氏定理 20 第三章 研究方法 第一節 概念階層圖的構建 29 第二節 概念節點的隸屬權重 31 第三節 信念參數與門檻值的訂定 36 第四節 學習程序的設計 38 第五節 教學策略及原則的訂定 41 第六節 學習分析診斷之原則 44 第七節 模擬推導 46 第四章 系統開發與設計 第一節 系統開發設計環 境 50 第二節 系統架構與功能 50 第三節 教學評量模擬系統介 面 53 第五章 結論 第一節 專家使用系統後之意見 66 第二節 結論 67 第三節 未來研究方向 68 第四節 研究貢獻 69
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