感知学生情感和适应教学是教师的特长,教师可以成功地缓解学生在一对一导学过程的退避或沮丧等,为了将教师的能力赋能于智能教育产品,智能导学系统（Intelligent Tutoring System,ITS）需要感知学生情感而且需要通过选择恰当的教学策略来改善学生成绩。但是,目前ITS这方面实现不足,大多数的研究是关注虚拟角色的情感模型,而不是评价学生情感,导致ITS很难适应学生个性化的认知情感,而心理学、脑科学和信息技术发展为促进一对一个性化的辅导带来新的契机,特别是元认知感知与情绪智能成为一对一导学过程精准教学的突破口。本研究的意义在于从理论上透视ITS中元认知与情绪调节的关联,将丰富后的机理研究成果应用于将情绪调节赋能到元认知感知倾向的导学系统,再设计和实现满足学生元认知与情绪调节的系统来辅助学生真实的问题解决。本研究深入ITS支撑学生个性化学习的元认知与情绪的研究现状,着眼于“从理论视角探索ITS中学生元认知与情绪有怎样的关联”“基于ITS中的学生元认知与情绪的关系,怎样设计和实现具体的导学策略”“设计系统的效果如何,以及怎样利用实验结果来改进和优化系统,进而促进学生学习”等三个问题,按照理论与实践相结合的思路展开研究。首先,利用文献研究法回顾元认知、ITS、情绪等文献,分析ITS中元认知与情绪有什么关系,不仅为提取反映ITS环境下元认知感知与情绪调节的成分和要素及其关键关联点提供理论基础,也为归纳和分析适用于情绪调节的策略提供理论支撑;其次,梳理ITS环境下学生的元认知与情绪调节的过程和机理,采用解释结构模型法,构建ITS中元认知感知与情绪调节的模型;然后,基于前面的文献梳理和理论基础等,采用模型分析和策略设计的方式,提出ITS中初中数学问题解决的认知与元认知活动的元认知感知及其情绪调节策略;之后,以初中数学“二次函数”为例,采用系统设计与开发方法,设计关于ITS中的元认知感知的活动与情绪调节的策略,实现学生在元认知感知功能和情绪调节策略选择功能的ITS环境下进行学习;最后,采用ITS中有无元认知感知与有无情绪调节策略的2*2对比实验,对比分析各组导学环境下学生学习的元认知和情绪的过程,验证了模型、感知和策略在系统中的应用效果。基于以上的理论与实践的探索,本研究得出如下结论:（1）基于元认知理论、情绪转变框架和控制价值理论等相关文献,能将元认知感知和情绪调节引入ITS个性化教学,构建了ITS中既能诱导学生元认知和表征学生元认知,也能从情绪的内源与外源来调节学生情绪的模型,这个模型揭示了ITS中以学生认知活动为中心的元认知与情绪发展的动态循环的过程。（2）利用结论一的模型和相关的数学问题解决的文献,总结了相关的认知与元认知的活动框架,而且,ITS中的学生元认知判断与学生认知情绪的映射关联,支撑本研究设计了诱导元认知和表征元认知的活动以及情绪调节策略,实现了ITS为学生进行实时的指导和提示的过程,满足学生元认知感知和情绪调节。（3）在教育教学实践中,以“二次函数”为例,通过学生的实际操作,发现ITS元认知感知与情绪调节功能都可以正向影响学生的学习表现和系统接受性,ITS中元认知感知和情绪调节互相关联和影响,在辅助学生解决问题中提升学生学习效果。本研究是在ITS中探究元认知感知与情绪调节的研究,创新之处主要体现在两个方面:（1）从学生真实的认知出发,回归到学生对问题的认识和态度,丰富了ITS中协调元认知与情绪调节之间的理论关联的机理,提出ITS中学生元认知感知和情绪调节策略,以ITS中元认知感知和情绪调节互相联结,能够协调增强学生认知效果。（2）利用Auto Tutor和Python实现了ITS从学生认知与元认知活动中,诱导学生判断和监视自己的元认知,也实现了ITS利用适合的对话提示和策略选择,帮助学生调节数学问题解决过程的困惑、沮丧等情绪,而且利用多模态数据,分析和对比ITS中元认知感知与情绪调节策略对学生解决问题的效益。