[发明专利]一种基于思维过程的教学系统

摘要

本发明揭示了一种基于思维过程的教学系统，包括条件数据库、推导过程数据库、结论数据库、标准解题过程获取模块、用户解题过程获取模块、解题过程比对模块；条件数据库用以存储各个题目的条件数据；推导过程数据库用以存储各个题目的推导过程数据；结论数据库用以存储各个题目的结论数据；标准解题过程获取模块用以获取各个题目的各个解题过程；用户解题过程获取模块用以获取用户的解题过程；解题过程比对模块用以将用户的解题过程与各个标准解题过程进行比对；判断该用户的解题正确与否，在用户判断错误时找到用户解题存在问题的步骤。本发明提出的基于思维过程的教学系统，可根据用户的行为自动获取其思维，并从中分析存在问题的原因。

主权项

一种基于思维过程的教学系统，其特征在于，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；所述习题图示图像库用以存储经过特征编码和数据压缩的平面几何图形及添加完辅助线的数据；其主要功能为：将图形数据的矢量记录格式转换为二进制记录格式，并以压缩编码方式存储图形/图像；能对图形/图像数据进行各种数学变换和数字图像处理；进行图形/图像数据的各种统计分析；以及辅助线添加步骤时的输出模板及推导性质条件；所述平面几何习题数据库用以存储平面几何习题及用到的图形；平面几何问题的存储包含“已知条件”、“求证条件”和图形三个部分，“已知条件”、“求证条件”自于“平面几何条件性质库”，图形来自于“辅助线图像库”；使得每个条件性质都能成为能进行推导判断的应用条件，每一个图形也成为能动态点击和操作的图形图像；所述解题路径数据库用以存储所有“平面几何习题数据库”中预存习题的解题思维路径模板；此数据库为专家知识数据库，由专家事先定义后输入；每一道平面几何问题含有多少种解法，则全部输入进入数据库作为思维推导的判断依据；所述解题路径数据库还存储各个标准解题过程中对应步骤所涉及的知识点，该知识点所涉及的题目；所述用户解题过程获取模块用以获取并记录用户的解题过程；所述解题过程比对模块用以将用户的解题过程与各个标准解题过程分别进行比对；如果用户解题过程与任一标准解题过程相同，则判断该用户的解题正确；如果用户解题过程与任一标准解题过程均不相同，将用户解题过程与若干标准解题过程进行匹配，获取相似度最高的至少一个特定标准解题过程，将用户解题过程与该特定标准解题过程进行比对；用户解题过程包括若干数据项，特定标准解题过程包括若干数据项，将用户解题过程的各个数据项与特定标准解题过程的各个数据项进行依次比对，若发现不同的数据项，则认为用户解题的该步骤存在问题；所述未掌握知识点获取模块用以根据所述解题过程比对模块找到用户存在问题的步骤，并从所述解题路径数据库获取该步骤所涉及的知识点，将该知识点作为对应用户未掌握的知识点；所述技能能力数据库用以在用户解题完成后，按照系统自定义的算法计算评价该用户在解题过程中反映出来的一系列的知识技能和正确的解题步骤的掌握情况，并结合系统记录的该用户针对同类型的题目的历史解题情况动态生成并保存系统对于该用户对于技能能力评测。技能能力用以对用户在解题过程中反映出来的技能能力高低进行一个直观和量化的描述。