A Step-Based Tutoring System to Teach Underachieving Students How to Construct Algebraic Models
A Step-Based Tutoring System to Teach Underachieving Students How to Construct Algebraic Models
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循序渐进的辅导系统，教成绩不佳的学生如何构建代数模型
DOI：
10.1007/s40593-023-00328-3
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发表时间：
2023
影响因子：
4.9
通讯作者：
Wetzel, Jon
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
VanLehn, Kurt;Milner, Fabio;Banerjee, Chandrani;Wetzel, Jon
代数模型使用一组代数方程来描述情况。构建这样的模型是一项基本技能，但许多学生仍然缺乏这项技能，即使在高中和大学学习了几门代数课程后也是如此。对于这样的学生，我们开发了教学方法，教会学生将待建模的情况分解为图式应用程序，其中图式表示一种简单的关系，如距离-速度-时间或部分-整体。然而，当一个模型由多个模式应用程序组成时，它需要它们之间的某种联系，通常通过让相同的变量出现在两个或多个模式的槽中来表示。在我们的研究中，学生在识别模式应用程序之间的联系方面似乎比识别模式应用程序本身更困难。我们开发了几个辅导系统，并在大学课堂上对它们进行了评估。其中一个是基于步骤的辅导系统，称为OMRaaT(一次一个数学关系)，既可靠地优于基线(p= 0.02，d = 0.67)，也明显优于仅使用商业软件(Matlab Grader)的基于答案的辅导系统(p<； 0.001，d = 0.84)。
An algebraic model uses a set of algebraic equations to describe a situation. Constructing such models is a fundamental skill, but many students still lack the skill, even after taking several algebra courses in high school and college. For such students, we developed instruction that taught students to decompose the to-be-modelled situation into schema applications, where a schema represents a simple relationship such as distance-rate-time or part-whole. However, when a model consists of multiple schema applications, it needs some connection among them, usually represented by letting the same variable appear in the slots of two or more schemas. Students in our studies seemed to have more trouble identifying connections among schema applications than identifying the schema applications themselves. We developed several tutoring systems and evaluated them in university classes. One of them, a step-based tutoring system called OMRaaT (One Mathematical Relationship at a Time), was both reliably superior (p= 0.02, d = 0.67) to baseline and markedly superior (p< 0.001, d = 0.84) to an answer-based tutoring system using only commercially available software (MATLAB Grader).
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