专利名称：学习分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可在电脑上执行的学习分析系统，尤其涉及一种可以分析使用者的学习成绩并针对不熟悉之处加以反覆学习的学习分析系统。
在已知的电脑学习系统中，学习内容与进度是预先设定好的，因此无法依据使用者的学习状况来设计不同的学习进度与内容，而且教学的进度与内容也不能依据个人学习状况的差异来做调整。另外，已知教学系统只能依据已知的答案来改分数而无法依据使用者的答案来分析使用者的学习成绩，因此使用者无法充分了解自己的优点以及特别需要加强的弱点在那里，这种情形使使用者在学习的过程中因为没有适当的分析数据做为指引而导致学习的效率无法提高。
因此本发明的主要目的在于提供一种学习分析系统，其可分析使用者的学习成绩，并且针对使用者的需求及学习状况来提供不同的学习内容与进度。
图1为本发明学习分析系统及电脑的功能方块图。
图2为图1学习分析系统所述的学习要点之一范例。
图3为图2所示的学习要点的学习要点表。
图4为图1所示的使用者学习记录数据表之一范例。
图5为图1学习分析系统的题目数据库。
图6为图1学习分析系统的操作流程图。
图7为修改过后的使用者学习记录数据表。
请参考图1。图1为本发明学习分析系统12及电脑10的功能方块图。本发明学习分析系统12在电脑10上执行，其可用来分析使用者的学习成绩。电脑10包含有存储器14，用来存储数据及程序；一处理器16，用来执行存储于存储器14内的程序；一输入装置18，电连接至处理器16，用来接收使用者的输入数据，以及一显示装置20，电连接于处理器16，用来对使用者显示影像数据。学习分析系统18包含有一数据库22，一介面程序24，一学习分析程序26，一学习要点表28，以及一使用者学习记录数据表30，都存储在电脑10的存储器14中。
数据库22包含有多个问题及各个问题的答案，其中每一问题均对应于至少一种学习要点。介面程序24是用来依据一预定的选择方式在数据库22中选出一个或一个以上的问题作为问题组并将其显示于显示装置20上，然后再利用输入装置18来接收使用者对各个问题所做的输入。学习分析程序26是用来将使用者对各个问题所做的输入与各个问题的答案做比较，并依据各个问题的比较结果以及各个问题所相对应的学习要点来分析使用者对于各个学习要点的学习成绩。学习要点表28是用来存储各个学习要点的数据。使用者学习记录数据表30则是用来记录使用者对于各个学习要点的学习成绩。
数据库22内所存的问题是依据不同的学习要点来分类，以使介面程序24或使用者可依据不同的学习要点来选择所欲测试的问题。每一问题可为一是非题或选择题，也可为其他多种不同的题型，如填空、改错等，而每一问题的可能答案均对应于至少一个学习要点。学习分析程序26则依据每一问题的可能答案及各答案相对应之学习要点来分析使用者对各个问题所做的输入，其中并包含一权值统计模给27，以依据一组预定的要点指标来统计该使用者对于各个学习要点的要点权值计算量，并对不同学习要点的要点权值计算量加以排序，以供使用者可针对不熟悉的学习要点加以反复学习，以达到较佳的学习效果。
请参考图2及图3。图2为图1学习分析系统12中所述的学习要点之一范例，在此范例显示出英文文法中的名词以及与名词有关的各个学习要点。图3为图2所示的学习要点所组成的学习要点表28，在电脑10的存储器14中各个学习要点的相关数据是以学习要点表28的型式来存储。图2显示每一学习要点都包含有一个要点识别码32以及要点名称34。例如文法中的学习要点“名词”的要点识别码为P08，而其要点名称即为“名词”。一个学习要点可以有多数个相关的子学习要点，例如学习要点“名词”有八个子学习要点31，即P081至P088，而学习要点“名词片语的句法功能”则有五个子学习要点33，即P0831至P0835。
图3显示了学习要点表28包含有多数个项目(entry)35、37等，每一个项目35或37是用来记录一个学习要点的各个相关数据，这些相关数据包含有每一学习要点的要点识别码32、上一要点识别码36、要点名称34以及要点注解38。上一要点识别码36是用来记录每一个学习要点在图2的树状结构中的上一层学习要点，例如学习要点“名词片语”的要点识别码32是P082，而它上一层学习要点的要点识别码32则是P08，而要点注解38则是此一项目35或37的要点的具体注解，可包含此一学习要点的一般用法、特殊用法或容易出错之处答应注意事项。
请参考图4，图4为图1所示的使用者学习记录数据表30之一范例。使用者学习记录数据表30是使用者在操作本发明学习分析系统12的相关学习历史数据，不同的使用者即对应有不同的使用者学习记录数据表30。此一学习记录数据表30是由图3的学习要点表28演化而来，其亦包含有多数个项目39、40等，每一个项目39或40代表此一使用者曾经练习过的学习要点，每一个项目包含有多数个栏位，以记录此一使用者针对此一学习要点的学习成绩的相关数据。前四个栏位和图3的学习要点表28相似，分别为要点识别码41、上一要点识别码42、要点名称43以及要点注解44；此外还有用来计算要点权值计算量50之一组要点指标，也就是将每一学习要点对使用者的难易程度做一量化的计算，进而可对不同的学习要点进行分类和排序。本实施例中，要点权值计算量50则包含了五个部分来依据某一比例计算此一项目的要点权值。
以下则将图4的要点权值计算量50的作用做进一步的说明。要点权值计算量50包含了标示45、第一计数器46、第二计数器47、时间48和累计49等五个部分。标示45用来表示当此一要点出错后，使用者事后是否利用介面程序24叫出存储于要点注解44中有关此一要点的详细具体说明，如果使用者看过了要点注解44，则此一标示62被设定为0，否则为1；第一计数器46则是计算此一要点在使用者使用本学习分析系统12的过程中共出现或已被练习的次数；第二计数器47则用来计算此一过程中此一要点出错的次数，利用第二计数器47除以第一计数器46则可表示此一要点的出错率；时间48是用来记录此一要点最近一次出错的时间，此一时间48可与使用者目前操作本系统12的上机时间作一比较，两者愈接近则表示使用者在短时间内对同一要点已发生至少两次出错的现象，也就表示对此一要点的了解掌握较差；累计49是用来记录使用者到目前为止对此一要点练习的过程中连续出错的次数，每连续做错一次其值就增加一，有一次做对就设回为零，此一值愈大也同样表示使用者对此一要点的了解掌握愈差。利用上述的各部分并依据某一比例即可计算出此一项目的要点权值。若使用者练习不只一个学习要点，则可能会有多个类似上述针对不同项目的要点权值被统计出来，于是就可以依据其权值大小加以排序，将其较不熟悉的学习要点显示出来，或在下次练习时再度加强练习。
请参考图5。图5为图1学习分析系统12的题目数据库22的数据结构。数据库22包含有不同的问题型态，可以是是非题、选择题、填空题、改错题题型等，以不同的题型识别码58加以区别。每一种题型之下可以有多数个问题，以不同的问题识别码53加以区别。每一个问题识别码53均相对应于一个问题，其内包含有每个问题的题目内容54，问题相对应的学习要点数据55，以及问题的答案数据56。学习要点数据55内含有该问题所有相关的学习要点的要点识别码，而答案数据55则包含正确及每一个可能的错误答案及各个答案相对应的学习要点的要点识别码。学习要点数据55内所含的要点识别码是答案数据56所有学习要点的要点识别码的集合。答案数据56是用来分析使用者在回答一个问题时，其是否了解与该问题相关的各个学习要点。使用者所回答的所有答案，包括正确及错误的答案，都可以用来分析使用者对各个学习要点的了解程度。
当使用者利用学习分析系统12进行测验时，介面程序24会依据一个预定的选择方式在数据库22中选出一个问题组，并将其显示于显示装置20上。介面程序24可依据使用者的输入数据或是使用者学习记录数据表30内的记录来由数据库22中选出问题纽；介面程序24亦可将学习要点表28内的各个学习要点显示在显示装置20上，然后由使用者来选出所欲测试的学习要点，此时介面程序24即可依选出的学习要点来选择问题组。当问题组被显示于显示装置20后，使用者会由输入装置18输入各个问题的答案。
当使用者输入各个问题的答案后，介面程序24会启动学习分析程序26并将问题组以及答案交给学习分析程序26以进行分析。学习分析程序26会利用问题组内各个问题的识别码53来搜索数据库22以找出各个问题的答案数据56，然后再将使用者对各个问题所输入的答案与各题的答案数据56相比对以了解使用者的答案是否正确，而使用者所输入的所有正确或错误的答案都可以依据答案数据56的内容来分析使用者对于各个相关的学习要点的了解程度。最后学习分析程序26会依据这些相关的学习要点并启动权值统计模组27来做统计，就可以得到使用者对于各个相关的学习要点的学习成绩，并由介面程序24显示一份学习成绩分析报告在显示装置20上，而这些统计出来的学习成绩则会被记录在使用者学习记录数据表30中。
请参考图6。图6为图1学习分析系统12的操作流程图，学习分析系统12的操作流程60包含有下列步骤步骤61学习分析系统12开始操作；步骤62介面程序24选出问题组并将其显示在显示装置20上；步骤63输入装置18接收各个问题的答案；步骤64介面程序24启动学习分析程序26并将问题组以及答案交给学习分析程序26以进行分析；步骤65学习分析程序26启动权值统计模组27，以依据相关学习要点进行统计，并得到对于各个相关的学习要点的学习成绩；步骤66将学习成绩记录于使用者学习记录数据表30中；
步骤67介面程序24在显示装置20上显示一份学习成绩分析报告；步骤68是否继续操作学习分析系统12以进一步练习？若是，则跳回步骤62；步骤69结束并退出学习分析系统12。
学习分析程序26不但可以依据使用者所输入的答案正确与否，来分析出使用者对于各个相关的学习要点的了解程度，也可以依据每一学习要点的学习时间，以及每一学习要点的出错频率，来加以分析、统计，以得到使用者对于各个相关的学习要点的学习成绩。
以下的范例是说明使用者学习记录数据表30的修改和学习要点权值的计算方法首先介面程序24从数据库22取出问题给显示于显示装置20上，使用者由输入装置18输入答案后，即记录其答案与相关学习要点码至存储器14中，并交由学习分析程序26以进行分析。例如题目为Mary is()I speakto.
当使用者练习此一“名词片语作受词”的文法练习题，并决定输入答案为“who”时，表示使用者此题出错，因正确答案为“whom”，于是学习分析程序26会寻找此一使用者的使用者学习记录数据表30，并检查其中是否有“名词片语作受词”之项目40，如果已存在则表示此一使用者曾对此一学习要点加以练习，便可直接对此项目40的不同栏位进行更新，以记录使用者最新的学习成绩；如果此一项目40不存在便会新加入“名词片语作受询”的项目40，以显示使用者对此一学习要点已经加以练习，同时也对相关栏位进行记录。当然，使用者练习要点识别码为P0832“名词片语作受词”的文法时，也就表示其同时在练习P083“名词片语的句法功能”及P03“名词”」等部分，如果在使用者学习记录数据表30中原本没有这些项目存在，就会被增加进去，图4为说明方便起见仅列出项目39、40，并未列出使用者学习记录数据表30中所有的项目。
请参考图7并配合图4。图7为图4的使用者学习记录数据表30经过使用者练习上述题目后加以修改的结果。假设图4为使用者练习之前的学习成绩，与图7的相对应拦位做一比较，由于使用者对于P0832“名词片语作受语”此一学习要点的问题答错，因此在图7所示项目40及其上一层学习要点项目39的相关栏位必须加以更新，栏位71、76都被设为1，直到使用者利用介面程序24将相关要点注解44阅读过后才会被设为0，栏位72、77中数值都增加一以显示相关学习要点披练习的总次数，栏位73、78中数值也都增加一以显示相关学习要点被练习时答错的总次数，栏位74、79同时更新为使用者练习的最新时间，栏位75、80则依据此一学习要点被连续答错的最大次数而加以更新，因此比较图4及图7相关栏即可得知使用者对某一学习要点在学习历史过程中的变化，同时也就可以就这些要点指标的变化情形将学习要点0832“名词片语作受词”的要点权值计算量50作一计算。就上述使用者学习记录数据表30中所呈现的相关栏位，人们可以定出决定要点权值计算量50大小的相关因素，某一学习要点的要点权值计算量50愈大，则表示使用者对此一学习要点愈不熟悉，其可包含下列部分(1)出错处是否加以复习，已复习表示会增加熟悉度，相反地未复习表示较不熟悉，可从标示45显示的状态(0或1)看出；(2)总出错率，总出错率低表示对此一学习要点较熟悉，反之则表示较不熟悉，可利用第二计数器47除以第一计数器46表示出其大小；(3)出错频率，可设定由目前往前算起某一时间范围内出错的次数，或如本实施例的做法记录下某一要点最近一次出错的时间，此一时间可与使用者目前出错的时间作一比较，两者愈接近则表示使用者在短时间内对同一要点再度出错，也就是显示其出错频率较高或对此一要点较不熟悉，反之则较熟悉。计算出错频率高低所需要的数据可从时间48栏位中得知，当然时间48栏位所记录的数据也可以视需要以小时或分、秒为时间计算的最小单位，不一定以本实施例举例的年、月、日为限；以及(4)连续出错次数累计，到目前为止对某一学习要点连续出错的次数越多，则表示使用者对此一要点一直不了解，熟悉度也较差，反之则较熟悉，其和总出错率或出错频率所代表的含意有所不同，出错不一定代表不会，可能只是粗心大意所致，不过一旦是连续出错时，则表示是真正不懂而非粗心，故此一值愈大则表示使用者对此一要点愈不熟悉。
权值统计模组27利用上述四部分加上不同比重可得出某一要点的要点权值计算量50。此一比重的分配可视使用者需要而加以不同变化，但由于本发明学习分析系统12的设计目的，是希望藉由分析使用者在学习某一项知识或技艺的过程中，特别搞出其不熟悉或较难掌握的部分加以反复练习，直到其融会贯通，因此在订定权值的比重时，建议由大到小依次为(4)连续出错次数累计，(3)出错频率，(2)总出错率，(1)出错处是否加以复习，例如可分别配以35％、30％、20％、15％。连续出错表示始终还未弄懂，是最需要加强练习的部分；最近以来出错的频率较高或距离上次出错的时间间隔很短，也可能表示此一学习要点难度较高需要多加练习；总出错率较高则表示相较于其他学习要点而言，对此一学习要点较无法掌握或较不熟悉；出错处如果未加以复习当然下次还有可能出错，但是比起前述几项和使用者是否真正了解的关联度就小了很多。
如果要点权值计算量50以1与0作为评估使用者完全不了解与完全了解的标准，则不同学习要点即可依其相对应的要点权值计算量50由大到小做一排序，愈大者表示愈需加强练习。在实际上操作时，可以设定某一学习要点的要点权值计算量50如果大于一指标值K时，就会显示一应该再加强训练的讯息给使用者，使使用者知道自己在这一个学习要点上相较于其他学习要点而言学习成绩较差，需要再加强训练，指标值K的设定取值范围在0与1之间，K设定越接近于1，符合需要再加强的学习要点数目越少，表示标准越宽松，而K设定越接近于0，符合需要再加强的学习要点数目越多，也就表示标准越严谨，当然此一指标值K是可因需要而异，或可依据经验法则加以归纳得出，一般建议是介于0.2与0.4之间。就如同本实施例对于计算要点权值计算量50所提出的四个部分只是一种建议，其他设计者实可就本发明的精神找出其他相关的因素加以量化加入要点权值计算量50的计算中。
另外，本发明学习分析系统12可置于网络上，让使用者可以上网学习，而每一使用者的学习成绩可以经由网络来互相交流。其中，数据库22及学习要点表28可为网络型数据库，并且可从网上更新。
相较于已知学习系统，本发明学习分析系统12可藉由学习分析程序26来分析出使用者对各个相关的学习要点的学习成绩，因此可以清楚地知道自己的学习成绩如何，以及需要加强练习的学习要点在哪里。此外，记录在使用者学习记录数据表30内的学习成绩也可以被用来做为下一次测验时选择问题组的参考。因此，本发明学习分析系统12可针对使用者的学习状况来安排适合的学习进度与内容，提高使用者的学习效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做等效变化与修饰，皆应属本发明专利的保护范围。
权利要求
1.一种可在电脑执行的学习分析系统，用来分析使用者的学习成绩，所述电脑包含有存储器，用来存储数据及程序；一处理器，用来执行存储于所述存储器内的程序；一输入装置，电连接所述处理器，用来接收所述使用者的输入数据，以及一显示装置，电连接于所述处理器，用来对所述使用者显示影像数据；该学习分析系统包含有数据库，存储于所述存储器中，其包含有多个问题及各个问题和答案，每一问题均对应于至少一种学习要点；介面程序，存储于所述存储器中，用来依据一预定的选择方式在所述数据库中选出至少一个问题，将各个选出的问题显示于该显示装置上以便该使用者得以进行测验，以及由所述输入装置来接收所述使用者对各个问题所做的输入；学习分析程序，存储于所述存储器中，用来将该使用者对各个问题所做的输入与各个问题的答案做比较，并依据各个问题的比较结果以及各个问题相对应的学习要点来分析该使用者对于各个学习要点的学习成绩；以及使用者学习记录数据表，存储于所述存储器中，用来记录使用者对于各个学习要点的学习成绩。
2.如权利要求1的学习分析系统，其特征在于，每一问题可为一是非题或选择题，而每一问题的可能答案均对应于至少一个学习要点，而所述学习分析程序即依据每一问题的可能答案及各答案相对应的学习要点来分析所述使用者对各个问题所做的输入，并统计该使用者对于各个学习要点的学习成绩。
3.如权利要求2的学习分析系统，其特征在于，所述学习分析程序包含权值统计模组，以依据一组预定的要点指标来统计该使用者对于各个学习要点的要点权值计算量，并对不同学习要点的要点权值计算量加以排序，以便使用者可针对不熟悉的学习要点加以反复学习。
4.如权利要求1的学习分析系统，其特征在于，所述数据库内所存的问题依据不同的学习要点来分类，以使所述介面程序或使用者可依据不同的学习要点来选择所欲测试的问题。
5.如权利要求4的学习分析系统，其特征在于，某些学习要点具有多个子学习要点，而且每一子学习要点均包含有至少一个相对应的问题。
6.如权利要求1的学习分析系统，其特征在于，还包含有学习要点表，用来存储每一学习要点的要点识别码及要点名称，而在所述数据库中，每一问题相对应的各个学习要点是以其要点识别码的形式来存储。
7.如权利要求1的学习分析系统，其特征在于，所述学习分析系统依据下列步骤进行分析(1)启动所述介面程序，依据一预定的选择方式在所述数据库中选出至少一个问题显示于所述显示装置上；(2)由所述输入装置来接收该使用者对各个问题所做的输入；(3)启动所述学习分析程序，用来将该使用者对各个问题所做的输入与各个问题的答案做比较，并依据各个问题的比较结果以及各个问题相对应的学习要点来分析该使用者对于各个学习要点的学习成绩；以及(4)将学习成绩记录在该使用者学习记录数据表中。
全文摘要
本发明涉及一种可在电脑上执行的学习分析系统,分析使用者的学习成绩。电脑包含有存储器、处理器、输入装置和显示装置。学习分析系统包含有数据库,其包含有多个问题及各个问题的答案,每一问题均对应于至少一种学习要点,介面程序用来于数据库中选择出至少一个问题并接收使用者对各个问题的输入,学习要点表用来存储学习要点,学习分析程序用来分析使用者对各个学习要点的学习成绩,以及使用者学习记录数据表,用来记录学习成绩。
文档编号G06F17/00GK1268707SQ9910418
公开日2000年10月4日 申请日期1999年3月24日 优先权日1999年3月24日
发明者邱全成, 韩军, 高杨 申请人:英业达集团(上海)电子技术有限公司