[发明专利]一种基于思维过程的教学系统

说明书

技术领域

本发明属于智能教学技术领域，涉及一种教学系统，尤其涉及一种自动获取用户思维的教学系统。

背景技术

平面几何是一门教师难教，学生难学的学科。学生在学习该门课程的过程中难以掌握平面几何问题思考方法、分析方法的规律性以及平面几何问题解题过程中添加辅助线的方法。而教师在传统的平面几何教学中无法对学生的这些问题给出准确的解答，究其原因就是无法对学生的解题思维过程进行准确地定位，更没有有效的手段对每一个学生的思维过程进行梳理和引导，针对不同学生不同思维过程的问题给予个性化的针对性训练来帮助每一个学生掌握平面几何问题的思考方法及其规律性。这也就是平面几何难教、难学之根本所在。

目前市面上所有的教育软件，特别是在平面几何领域的教育软件，主要可以分为三大类：

1、视频型：即把老师讲课的视频刻录成DVD或者软件的形式

2、习题集型：即把教学参考书，复习资料或者课外习题集上的题目，复制到电脑里做成题库

3、工具型：比如像《几何画板》这样的软件，帮助老师做成课件或者画几何图形

但是这三大类教育软件都只是传统的教师课堂教育以及教辅材料阅读和学习利用现代信息技术产生的衍生，没有从根本上解决教育的本质，即思维过程的展现、分析和评价，以及与之相对应的正确思维过程的培训和传递。

对于学生来说，已有的这三大类教育软件：

1、只介绍解题结果，没有解题思维过程

已有教育软件都是以传授知识为主要目的，都只介绍了知识点，然后围绕知识点给出应用的题目，并介绍题目解题的结果，没有解题的思维过程。比如一个平面几何问题在这类软件的解题方案上只有一个添加完辅助线的图形以及解题的证明过程，却没有给出思考该问题的思维过程。学生看了以后只能说知其然，不知其所以然，知道这道题是怎么解答的，但是不明白这个解答过程是怎么想出来的。

2、无法让解题思维过程具象化

已有教育软件无法帮助学生清晰的描述自己解题的思维过程；无法让学生对自己思维过 程当中的困难进行诊断；也无法帮助学生在思维过程走上歧路的时候，意识到思维出了问题，并引导学生的思维过程重新纳入到正确的轨道上。

3、难以帮助掌握思考方法和规律性

已有教育软件难以帮助学生掌握平面几何问题思考方法、分析方法的规律性以及平面几何问题中添加辅助线的科学方法。

对教师来说，已有的这三大类教育软件存在如下缺陷：

1、不能从思维过程层面引导学生

已有教育软件不能帮助教师从思维过程的层面给予学生引导，也不能帮助教师采用针对性的教学手段来提升学生的学习效果。

2、不能普及到每个学生

在教学过程中，已有教育软件不能帮助教师从宏观的角度及微观的角度来掌握每一位学生的思维过程，并与之形成课堂互动交流。

3、不能进行准确的教学质量分析

已有教育软件只能给出学生对于某道平面几何题目回答情况的一个统计和汇总，并不能就学生在思考过程中的碰到的问题和错误，对于知识点的掌握和实际应用情况做出汇总和评价。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的教学方式，以便克服现有教学方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于思维过程的教学系统，可根据用户的行为获取其思维，并从中分析存在问题的原因。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于思维过程的教学系统，所述教学系统包括：基本图形信息库、平面几何条件性质库、问题及推导性质数据库、习题图示图像库、平面几何习题数据库、解题路径数据库、技能能力数据库、用户解题过程获取模块、解题过程比对模块、未掌握知识点获取模块；

所述基本图形信息库用以存储包含基本图形的描述、基本图形的性质、位置特征、应用程序、应用方法，以及预缓存基本图形的图示；所述应用方法包括添线方法；

所述平面几何条件性质库用以存储整个平面几何条件性质；采用继承的方式存储，父节点中具有该条件性质的通用属性；最顶层的基类为“条件性质”类，包含了已知求证条件中 通用的属性和原始方法；

所述问题及推导性质数据库用以存储问题及推导性质；问题及推导性质数据库是系统向用户进行提问时交互的语言规范及特征，包含基本图形特征、问题内容、问题的选择项、问题选择项的注释、前置步骤、后续步骤、问题形式；