什么是“数学实验室”

“数学实验室” (http://www.mymathlab.cn)是自适应学习系统(adaptive learning), 系统通过智能引擎精确分析、诊断每个学生的学习状况,根据每个学生各自的条件、有的放矢地指导学生进行个性化学习。 系统会自动“适应”学生。这个“适应”是通过自适应学习系统的三个子系统,即专家系统、学生系统和学习系统之间的交互实现的。 自适应学习是人工智能理论在教育领域的最新应用。

“数学实验室”包括以下四个子系统(模块):
  1. 专家系统 (Expert Model)
    1. 知识点
    2. 解题方法
    3. 题库
    4. 相似题
  2. 学生系统 (Student Model): 诊断每个学生的学习状况,已掌握、不熟练、未掌握的知识。
    1. 即时测评(综合测评和专项测评)
    2. 组卷和测试
    3. 个性化作业
    4. 学生成长记录
  3. 学习系统 (Instructor Model): 根据专家系统和学生系统的差距,指导学生该如何学习。
    1. 即时测评(综合测评和专项测评) & 学习方案
    2. 系统分析 & 复习
    3. 电子错题本、相似题
    4. 考前冲刺
  4. 交互系统 (Interface Model): 生动、有趣地将学习内容展现给学生。
    1. 视频展现难题解题过程

“数学实验室”具有以下功能:
  1. 授人以渔,专注解题方法的学习。
  2. 因材施教和个性化学习。
    1. 精确分析和诊断每个学生的学习情况, 实现个性化学习和教学。手段有个性化教材和作业, 针对每个学生的系统分析及复习方案,即时测评, 个性化的学习计划,考前冲刺等。
    2. 学生成长记录。
    3. 美国著名教育家Benjamin Bloom在1984就发现接受一对一教学的孩子要比传统大班上课的孩子表现要好两个标准偏差(2 Sigma), 即接受一对一教学的孩子在班上属于前5%的学生。这就是著名的Benjamin Bloom 2 Sigma problem, “Students who receive one-on-one instruction perform two standard deviations better than students who receive traditional classroom instruction.” (An improvement of two standard deviations means that the average tutored student performed as well as the top 5 percent of those receiving classroom instruction.)
  3. 自适应学习系统结合课堂教学就是计算机智能辅助教学系统 (ITS, Intelligent Tutoring System)。“数学实验室”具有以下班级学习功能:
    1. 班级个性化教材和学生个性化作业。
    2. 互动学习,学生、家长、老师互动的平台, 促进家长对学生学习的介入 。 (家长对学生学习的介入是学生积极学习和进步非常关键的因素。)
    3. 激发主动性。系统采用各种方法调动学生的学习兴趣和积极性, 比如:班级积分排名、兑奖、成长值、阳光值、勋章等。
    4. 线上、线下学习结合。

“数学实验室”上线以来获得众多教育专家及一线教师的共同推荐,同时经由北京市“数学解题能力展示”组委会审查批准, 现认证为“数学解题能力展示”活动指定学习系统。

“数学实验室”的理论基础来源于美国纽约州立大学计算机科学家、 数学家、软件工程师二十多年的科研成果 (www.cs.sunysb.edu), 科研基金来自于美国国家自然科学基金会 (National Science Foundation, www.nsf.gov)、山西省回国留学人员科研资助项目。