عنوان انگلیسی مقاله:

An adaptive and innovative question-driven competition based intelligent tutoring system for learning

ترجمه عنوان مقاله: یک سیستم آموزشی هوشمند مبتنی بر رقابت، پرسش محور، انطباقی و نوآورانه برای یادگیری

$$$: فقط 25500 تومان

سال انتشار: 2012

تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 17 صفحه

تعداد صفحات ترجمه مقاله: 42 صفحه

منبع: الزویر و ساینس دایرکت

نوع فایل: word

http://modir123.com/photo%20site/D-modir123.com%20_2_.png دانلود اصل مقاله

 

فهرست مطالب
  • چکیده
  • مقدمه
  • پژوهش های مرتبط و نوآوری سیستم ISCARE
  • معماری ISCARE
  • شکل 1- زیرسیستم های ISCARE
  • شکل 2. نمودار مدل داده
  • مدیریت کاربران و مسابقات
  • حساب های کاربری
  • شکل 3. صفحه اولیه لاگین کاربر
  • شکل 4. صفحه ثبت نام کاربر
  • شکل 5. منوی اولیه دانش آموزان
  • شکل 6. منوی اولیه معلمان/ مدیران
  • شکل 7. ویرایش و حذف حساب شخصی
  • ایجاد مسابقات و درخواست مسابقات از سوی دانش آموزان
  • شکل 8. صفحه مربوط به ایجاد یک مسابقه جدید
  • جدول 1. مقایسه میان الگوریتم های تخصیص زوج های مختلف
  • چرخه عمر مسابقه
  • شکل 9. درخواست عضویت دانش آموزان در صفحه مسابقات
  • شکل 10. صفحه متغیرهای برنامه کاربردی
  • شکل 11. فهرست صفحه مسابقات آغاز نشده
  • توصیف یک دور مسابقه در سیستم
  • مدیریت مسائل
  • شکل 12. صفحه مربوط به تأیید و رد درخواست دانش آموزان برای مسابقات
  • شکل 13. فهرست مسابقات آغاز نشده برای یک دانش آموز
  • شکل 14. صفحه مربوط به اضافه کردن مسائل به یک مسابقه
  • شکل 15. جستجوی مخزن مسائل برای اضافه کردن مسائل به یک مسابقه
  • ویرایش و مصور سازی اطلاعات دورها
  • ایجاد زوج های دور و تخصیص مسائل به زوج ها
  • شکل 16. فهرست مسائل آپلود شده در یک مسابقه
  • شکل 17. مدیریت یک مسابقه آغاز شده
  • شکل 18. تخصیص زوج هایدانش آموز و مسائل مربوط به هر مسابقه در یک دور
  • شکل 19. ویرایش اطلاعات یک دور
  • رقابت در دور بین زوج ها
  • شکل 20. داده های مسابقه فعلی
  • شکل 21. چرخه عمر دور
  • اطلاعات مربوط به کاربران و مسائل در سیستم
  • شکل 22. نمای یک مسأله در طول رقابت در یک دور
  • شکل 23. نتایج یک دور به ازای هر زوج
  • نتیجه گیری
  • تقدیر و تشکر
  • منابع

ترجمه چکیده مقاله

ISCARE (سیستم اطلاعاتی برای رقابت بر اساس حل مسأله در آموزش) یک سیستم آموزشی هوشمند جدید و نوآورانه است که آن را طراحی و پیاده سازی کرده ایم. این ابزار امکان رقابت دانش آموزان را برای بهبود فرایند یادگیری خود در یک دوره آموزشی فراهم می کند. این ابزار ایده های مختلفی را از سیستم سوئیسی که به طور گسترده در شطرنج استفاده شده است، می گیرد و آن ها را با حوزه آموزشی منطبق می کند. رقابت بر اساس مسابقات و دورهای مختلف است. در هر دور، دانش آموزان به زوج های دوتایی تخصیص داده می شوند که با یکدیگر رقابت می کنند و هر زوج سوالات مختلفی را دریافت می کند که دانش آموزان باید در مدت زمان محدودی آن ها را حل کنند. دانش آموزان می توانند رتبه مقطعی خود را پس از هر دور و رتبه نهایی خود را پس از یک مسابقه مشاهده کنند. دانش بسیار زیادی از رشته های مختلف برای طراحی و پیاده سازی این سیستم استفاده شده است زیرا ISCARE شامل کارکردهای مختلفی نظیر ثبت نام دانش آموزان در سیستم، ایجاد مسابقات، ثبت نام و تخصیص دانش آموزان به مسابقات، مدیریت چرخه عمر هر مسابقه (شروع شده، در حال اجرا، پایان یافته و غیره)،  افزودن تمرینات مختلف به مسابقات، محاسبه زوج های دانش آموز برای هر دور با الگوریتم های مختلف، تخصیص تمرینات بر اساس هر دور و زوج، امتیازات دانش آموزان در هر دور و مسابقه، مدیریت رتبه بندی دانش آموزان یا مصور سازی اطلاعات است. این مقاله، سیستم آموزش هوشمند ISCARE را ارائه می کند و گزینه ها، منوها یا کارکردهای مختلف آن و نیز معماری و مدلسازی خاصآن برای دستیابی به ویژگی های مورد نظر را توضیح می دهد.

واژگان کلیدی: رقابت، آموزش، سیستم آموزش هوشمند، ابزار نرم افزاری

ترجمه قسمتی از مقدمه مقاله

استفاده از سیستم های آموزش هوشمند (ITS ها) در آموزش در طول سال های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. ITS یک سیستم خبره است که به دانش آموزان و معلمان در فرایند یادگیری کمک می کند. معلمان و دانش آموزان می توانند از طریق وب یا یک برنامه کاربردی مستقل به ITS ها دسترسی پیدا کنند. ITS معمولاً به چهار ماژول تقسیم می شود (ونگر، 1987): ماژول واسط (آنچه معلمان و دانش آموزان در سیستم با آن تعامل دارند)، ماژول خبره (محتویات خاص)، ماژول آموزشی (استراتژی های آموزشی مختلف) و ماژول کاربر (داده هایی برای نشان دادن دانش آموزان و معلمان در سیستم به طوری که محتویات و استراتژی های مختلف را بتوان با پروفایل های مختلف منطبق کرد). ITS ها برنامه های کاربردی نرم افزاری هستند که باید فرایندهای یادگیری مورد نظر را فراهم و مدیریت کنند و تصمیمات مناسبی درباره مسائل مختلف نظیر محتویاتی که در هر لحظه برای پروفایل های مختلف نشان داده می شود یا جنبه های انگیزشی و احساسی،اتخاذ کنند.

یکی از انواع ITS بر اساس رقابت در میان دانش آموزان در فرایند یادگیری آن ها است اما فقط تعداد اندکی از این ITS های مبتنی بر رقابت وجود دارد. شاید این تعداد کمITS های مبتنی بر رقابت، نتیجه بحث های مختلف درباره رقابت است که توسط نویسندگان مختلف مثل (کوهن، 1986) توضیح داده شده است. اما مطالعات دیگری وجود دارد که درباره مزایای رقابت در آموزش بحث می کند مثل (یو، 2001). از دیدگاه ما موفقیت ارائه ابزارهای رقابتی در فرایند یادگیری به استراتژی های رقابتی خاص به کار گرفته شده بستگی دارد، همان گونه که در پژوهش ادیگر (1996) بیان شده است.

بنابراین، سیستمی را برای رقابت دانش آموزان در آموزش ایجاد و پیاده سازی کرده ایم که تلاش می کند برخی از تجارب برتر را به منظور افزایش یادگیری دانش آموزان در فرایند در نظر بگیرد. این سیستم مبتنی بر رقابت طراحی و پیاده سازی شده ISCARE (سیستم اطلاعاتی برای رقابت بر اساس حل مسأله در آموزش) نامیده می شود و شامل مجموعه ای از ویژگی های جدید و نوآورانه نسبت به سیستم های موجود مبتنی بر رقابت برای یادگیری است که در بخش 2 تحلیل شده است.

یکی از اولین ایده های استفاده شده برای طراحی ISCARE به کارگیری سیستم سوئیسی مورد استفاده در مسابقات شطرنج بود. سیستم سوئیسی، مسابقه را به دورهای مختلف تقسیم می کند. در هر دور، شرکت کنندگان به صورت یک زوج در می آیند و مسابقات تک به تک را ایجاد می کنند. دانش آموزان با همکلاسی های دارای سطح دانش مشابه در آن لحظهجفت می شوند. شرکت کنندگان می توانند در هر دور برنده (1 امتیاز)، بازنده (0 امتیاز) یا مساوی (0.5 امتیاز) شوند. تمام شرکت کنندگان تعداد بازی های یکسانی (یک بازی در هر دور) را انجام می دهند حتی اگر در چند بازی ببازند. پس از هر دور، رتبه بندی های مقطعیکه در آن دانش آموزان بر اساس عملکرد خود تا آن دور رتبه بندی می شوند و یک رتبه بندی نهایی مسابقه وجود دارد. سیستم سوئیسی در ISCAREتغییریافته و یک دیدگاه رقابت آموزشی را در نظر گرفته است. ISCARE از دورهای مختلفی که دانش آموزاندر آنشرکت می کنند پشتیبانی می کند و مسابقات بر اساس امتیاز دانش آموزان تا آن دور تخصیص داده می شود به طوری که دانش آموزان دارای سطح دانش مشابه بتوانند با یکدیگر مسابقه بدهند. علاوه بر این، افزایش امتیاز دانش آموزان نه تنها به مقایسه با رقبای آن ها بلکه به عملکرد حل مسأله آن ها در آن دور نیز بستگی دارد.

ترجمه قسمتی از نتیجه گیری مقاله

این مقاله توضیحات دقیقی درباره ابزار ISCARE ما را نشان می دهد که یک ITS است که امکان رقابت در میان دانش آموزان در یک محیط آموزشی را فراهم می کند. این مقاله ویژگی های مختلف ابزار و نوآوری آن نسبت به سیستم های رقابتی آموزشی قبلی را نشان می دهد. با این توضیحات، این مقاله مدلسازی نوآورانه خاص ابزار از جمله ویژگی های مختلف آن، میزان سهولت استفاده از آن، الگوریتم انتخاب یا معماری انتخابی را نشان می دهد.

ابزار ISCARE دارای قابلیت های حل مسأله با یک محاسبه امتیازی خاص، قابلیت های هوش مصنوعی (برای انطباق زوج های مختلف برای هر دور، انطباق مسائل بسته به سطح دانش دانش آموزان، مصورسازی زنده بازی ها یا رتبه بندی های مختلف) و قابلیت های مدیریتی (با چرخه های عمر تعریف شده برای مسابقات یا دورها) است.

به عنوان پژوهش آتی، قصد داریم تا تجربیاتی را در کلاس درس با این ابزارانجام دهیم تا منافع آموزشی به دست آمده استفاده از این ابزار را با سایر وضعیت ها مقایسه کنیم، تأثیر انگیزشی ابزار را آزمایش کنیم یا لذت ثبت نام در ISCARE را اندازه گیری کنیم.

مدل مقاله

زیر سیستم های ISCARE

http://modir3-3.ir/article-english/article258-1.png

چرخه عمر دور

http://modir3-3.ir/article-english/article258-2.png

ترجمه مدل در فایل ترجمه آمده است

چکیده انگلیسی مقاله

ISCARE (Information System for Competition based on pRoblem solving in Education) is a new and innovative intelligent tutoring system that we have designed and implemented. This tool allows the competition among students for improving their learning process in a course. The tool takes some ideas from the Swiss-system widely used in chess and adapts them to the educational area. The competition is based on different tournaments and rounds. In each round, students are assigned in pairs of two, which compete one against another, and each pair receives different questions that students have to solve in a limit of time. Students can see their partial ratings after each round and their final rating after a tournament.A lot of knowledge from different disciplines was used to design, and implement this system, as ISCARE includes different functionality such as the students’ registration into the system, the creation of tournaments, the registration and assignment of students to tournaments, the management of each tournament life cycle (started, in execution, finished, etc.), the addition of the different exercises to tournaments, the calculation of pairs of students for each round with different algorithms, the assignment of exercises per round and pair, the scorings of the students per round and tournament, the management of the students’ ratings, or the visualization of information. This paper presents the ISCARE intelligent tutoring system, describing its different options, menus, or functionality as well as its architecture and the specific modeling to achieve the desired features.

Keywords: Competition, Education, Intelligent tutoring system, Software tool

مقدمه انگلیسی مقاله

The use of Intelligent Tutoring Systems (ITSs) in education hasincreased considerably over the last years. An ITS is an expert system that helps students and teachers in the learning process.ITSs can be accessed by teachers and students through the Web or as a stand-alone application. An ITS is usually divided into four modules (Wenger, 1987): the interface module (what teachers and students interacts with in the system), the expert module (the specific contents), the pedagogical module (the different strategiesof teaching), and the user model (some data to represent studentsand teachers in the system, so that different contents and strategiescan be adapted to the different profiles). ITSs are software applications that must enable and manage the desired learning processes, and make convenient decisions about different issues such as the materials that are shown at each moment for differentprofiles, or motivational and emotional aspects. One type of ITS is based on the competition among students in their learning process, but there are only a few of these competition-based ITSs. Maybe, this limited number of competition based ITSs is a consequence of the different arguments against competition, which are described by different authors, e.g. (Kohn, 1986). But there are other studies that argue about the benefits of competition in education, e.g. (Yu, 2001). From our point of view, the success of the introduction of competitive tools in the learning process depends on the specific competitive strategies applied, as stated in Ediger (1996). In this direction, we have developed and implemented a systemfor students’ competition in education that tries to include some of the best practices to increase student learning in the process. The designed and implemented competition-based system is called ISCARE (Information System for Competition based on pRoblemsolving in Education), and it includes a couple of new and innovativefeatures with respect to existing competition-based systems for learning, as it is analyzed in Section 2. One of the first ideas taken for the design of ISCARE was the application of the Swiss-system used e.g. in chess tournaments. The Swiss-system divides a tournament in different rounds. In eachround, participants are paired, forming matches of one against one. Students are paired with classmates of their similar knowledge level in that moment. Participants can win (1 point), lose (0 points), or draw (0.5 points) in each round. All participants play the same number of games (one per round) even if they lose in several games. There are partial ratings after each round in which students are rated according to their performance up to that round, and a final tournament rating. The Swiss-system has been adapted in ISCARE taken into account an educational competition perspective. ISCARE supports different rounds in which students participate, and matches are assigned according to the students scorings up to that round, so that students with a similar knowledge level can compete one against another. In addition, students cannot only receive points to increase their scoring depending on the comparison with their opponents, but also depending on their problem solving performance in that round. ISCARE has to take care of a lot of tasks for implementing the desired competition that can produce a learning benefit for students. For example, ISCARE has to make the student pair assignments for each round (trying to pair students with a similar scoring up to that moment), select the different possible problems for each round, adapt the different problems to the different pairs (trying to assign problems with a difficulty level according to the students pairs knowledge levels), track the different students’ progress during the tournament and their statistics (such as topics in which a student failed more), show the different problems to the students in a synchronized way, show the opponents and own information during the round competition, manage a tournament life cycle (start, execution, finished, etc.), manage the different tournaments (creation, deletion, assignment of students to different tournaments, etc.), or enabling teachers to upload different types of problems for students before a tournament starts and making possible their reuse. Several of the presented tasks in the ISCARE system cannot be done efficiently by human teachers, without the intervention of computers. Teachers would have to devote a lot of time to execute the algorithms to pair the different students, adapt the different problems for different pairs, give different pieces of papers for every student which are adaptive depending on previous round results, make the different scoring calculations, manage the differentrounds and tournaments, etc. In addition, these are complex operations that can usually lead to teachers’ mistakes because ofthe high number of algorithmic operations to perform. Nevertheless,an intelligent system such as ISCARE can make it quickly, efficiently and without errors because of the high computing capacity of ITSs. In order to achieve it properly, a lot of considerations fromdifferent expertise areas must be taken into account, which includes: a useful interface for teachers and students, a complete and proper modeling for all the educational and management functionality, selection of the proper algorithms (for adaptation of problems, adaptation of pairs, scoring calculations, etc.), or the selection of the architecture. This paper shows a detailed description of the implemented ISCARE system to show all their features and the differences with respect to existing systems. Furthermore, the paper shows how the functionality is implemented as a specific modeling. Section 2 explains related works and compares existing competition-based ITSs for education with respect to our solution, emphasizing the novelties of our ISCARE system. Section 3 explains the architecture of ISCARE. Sections 4–6 are devoted to the explanation and description of the different features of ISCARE: Section 4 is about the management of users and tournaments in the system, Section 5 is about the description of a specific round, while Section 6 isabout the different ratings and information of the users in the system. Finally, Section 7 summarizes our conclusions and directions of future work regarding the ISCARE tool.

نتیجه گیری انگلیسی مقاله

This work presents a detailed description of our ISCARE tool, which is an ITS that enables competition among students in an educational environment. The paper shows the different features of the tool and how they are innovative with respect to previous educational competitive systems. With the description, it is shownthe specific innovative modeling of the tool, including its differentfeatures, how they are easy to use, the algorithm selection or theselected architecture. The ISCARE tool includes problem solving capabilities with as pecific scoring calculation, artificial intelligence capabilities (for the adaptation of the different pairings for each round, the adaptationof problems depending on the students knowledge level, the on-live visualization of matches, or the different ratings), and management capabilities (with the defined life cycles for tournament or rounds). As future work, we are planning to perform experiences in the classroom with this tool in order to compare learning gains obtained when using this tool with other situations, test the motivational impact of the tool or measure the enjoyment enrollment produced by ISCARE.