新理念下的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的研究

1、新理念下的化學(xué)認(rèn)知水平新理念下的化學(xué)認(rèn)知水平 測量評價系統(tǒng)的研究測量評價系統(tǒng)的研究作作 者：汪者：汪 偉偉報告人：張國靜報告人：張國靜第一章 前言第二章 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)第三章 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的設(shè)計思想第四章 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)第五章 對系統(tǒng)的具體評價第六章 結(jié)論第一章 前言 本課題所開發(fā)的測試系統(tǒng)是通過提高測驗考試的效率、增強測驗考試的反饋效果、揭示學(xué)生知識能力的局部缺陷，從而使教與學(xué)都更有針對性；并且把計算機技術(shù)有效的應(yīng)用于教育測量評價，是教育評價手段與方法走向科學(xué)化和現(xiàn)代化的表現(xiàn)，也是對傳統(tǒng)教育評價方式的發(fā)展。1.1 課題提出的背景和研究意義

2、 1.1.1 1.1.1 全面實施素質(zhì)教育的需要全面實施素質(zhì)教育的需要 1.1.2 1.1.2 我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的需要我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的需要 1.1.3 1.1.3 化學(xué)教育測量與評價學(xué)發(fā)展的內(nèi)在需要化學(xué)教育測量與評價學(xué)發(fā)展的內(nèi)在需要 1.1.4 1.1.4 彌補傳統(tǒng)的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價不足彌補傳統(tǒng)的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價不足1.1.1 1.1.1 全面實施素質(zhì)教育的需要全面實施素質(zhì)教育的需要 現(xiàn)行的教育評價領(lǐng)域中存在很多問題。主要表現(xiàn)為： a.過分強調(diào)甄別與選拔功能； b.過分關(guān)注對結(jié)果的評價； c.過分關(guān)注評價的結(jié)果； d.評價方法單一； e.評價主體多為單一源； f.

3、學(xué)生基本處于被動地位； 當(dāng)前，教育評價的相對滯后，己經(jīng)成為制約全面實施素質(zhì)教育的瓶頸。這說明要想使素質(zhì)教育落到實處，就必須有與之配套的新的教育評價體系，那么客觀上就要求我們探索出更為科學(xué)合理的測量評價技術(shù)和方法與之相適應(yīng)。1.1.2 1.1.2 我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的需要我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的需要 建立符合素質(zhì)教育思想的評價與考試制度，是新一輪課程改革的一項重要內(nèi)容。因此，我們要在此領(lǐng)域展開研究，探索評價、考試制度的改革，為加快構(gòu)建符合素質(zhì)教育要求的新的基礎(chǔ)教育課程評價體系提供素材。 教育測量評價是關(guān)系到新課程改革實驗成功與否的一個非常重要的環(huán)節(jié)。在我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革過程中

4、，如果在評價模式上探索不出新的生長點，則無異于“穿新鞋、走老路”。所以，如何突破測量評價這一難關(guān)，是課改中面臨的一個重要課題，這就說明客觀上迫切需要構(gòu)建出一種科學(xué)合理、易于操作的評價方法。1.1.3 1.1.3 化學(xué)教育測量與評價學(xué)發(fā)展的內(nèi)在需要化學(xué)教育測量與評價學(xué)發(fā)展的內(nèi)在需要 化學(xué)教育測量和評價學(xué)是在運用教育測量和評價的研究成果中逐漸生發(fā)、凝聚而成的一門年輕學(xué)科，可以說是在借鑒或移植教育測量和評價的原理、規(guī)則來具體研究化學(xué)教育現(xiàn)象，以獲得定量化的認(rèn)識而逐漸成型的。 現(xiàn)階段，化學(xué)教育測量和評價的研究主要是將一般教育、心理測量和評價理論引入到化學(xué)教育中，結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點，在理論研究和實踐探索的

5、基礎(chǔ)上，逐步建立化學(xué)教育測量和評價的理論和方法體系。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，化學(xué)教育測量和評價的研究與化學(xué)教育的其他研究領(lǐng)域相比，仍處在資料不夠充分、理論上停留在經(jīng)驗性概括的階段。1.1.4 1.1.4 彌補傳統(tǒng)的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價不足彌補傳統(tǒng)的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價不足 首先，傳統(tǒng)的紙筆測量評價難以達(dá)到針對每個能力水平不同的學(xué)生提供不同等級問題或課題的要求。同時測試結(jié)束后，教師只能根據(jù)學(xué)生中存在的普遍性問題進(jìn)行講解，這就使得個別化測試和個別化學(xué)習(xí)的策略無法有效的實施。但是，今天我們可以利用計算機程序嘗試著設(shè)計一個學(xué)生個別化測試的平臺，發(fā)揮個別化測試和個別化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。 其次，傳統(tǒng)的評價中，往往只關(guān)注學(xué)生提

6、供的問題答案，而對學(xué)生是如何獲得答案的，卻無任何要求。這種不重視得出結(jié)論過程的測量評價方法，將會導(dǎo)致學(xué)生對思維過程的輕視和疏忽。同時只關(guān)注問題的結(jié)論，在客觀上也助長了學(xué)生猜題得分等不良現(xiàn)象的發(fā)生。 此外，傳統(tǒng)紙筆測試還存在教師出題、閱卷、統(tǒng)計工作量繁瑣、反饋周期長等缺點。 綜上：傳統(tǒng)化學(xué)測量與評價中存在諸多問題，對素質(zhì)教育的制約和產(chǎn)生的不良影響，正說明了開展化學(xué)認(rèn)知水平科學(xué)測量評價系統(tǒng)研究的必要性和針對性。1.2 1.2 計算應(yīng)用于測試的歷史及目前的研究發(fā)計算應(yīng)用于測試的歷史及目前的研究發(fā)展情況展情況1.2.1 1.2.1 計算應(yīng)用于測試的歷史概況計算應(yīng)用于測試的歷史概況1.2.2 1.2.2

7、 國內(nèi)外計算機輔助測試系統(tǒng)的研究發(fā)展情況國內(nèi)外計算機輔助測試系統(tǒng)的研究發(fā)展情況1.2 1.2 計算應(yīng)用于測試的歷史及目前的研究發(fā)展情況計算應(yīng)用于測試的歷史及目前的研究發(fā)展情況1.2.1 計算應(yīng)用于測試的歷史概況 這個時間軸反映的不僅僅是計算機的作用的增大，更多反映的是計算機的使用使教師和教育測量評價專家們的許多設(shè)想逐漸能夠得以實現(xiàn)。因此，也為本課題中基于新課程評定理念的化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)提供了有力的技術(shù)支持。1.2.2 1.2.2 國內(nèi)外計算機輔助測試系統(tǒng)的研究發(fā)展情況國內(nèi)外計算機輔助測試系統(tǒng)的研究發(fā)展情況 把計算機應(yīng)用于測量評價是近年來測試研究中引人注目并取得了重大發(fā)展的領(lǐng)

8、域。這種計算機輔助測試60年代初在美國誕生，歷經(jīng)40年，如今已在教育測驗、職業(yè)測量、人事測評等領(lǐng)域中大顯身手。 國外有許多專門的考試機構(gòu)采用計算機輔助測試對參加考核的對象進(jìn)行評價?？傮w來看，國外的考試都逐步采用了計算機輔助測試軟件來考核被試者。我國也逐漸的重視計算機輔助測試系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，但還屬于局部的小規(guī)模測試系統(tǒng)的研制。從目前國內(nèi)外計算機輔助測試系統(tǒng)的研究發(fā)展情況，可以看出這種測試方法將成為教育測量評價領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。第二章 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)2.1 2.1 對教育測量和評價及相關(guān)概念的認(rèn)識對教育測量和評價及相關(guān)概念的認(rèn)識2.1.1 2.1.1 什么是教育評價什么是教育評

9、價 各派學(xué)者有著不同的見解，目前尚無統(tǒng)一定義。但教育評價概念必須包括評價的依據(jù)、手段和作用三個組成部分： 教育評價是建立在事實判斷基礎(chǔ)上的價值判斷活動；是對教育過程及其結(jié)果的動態(tài)性的評價；是以教育目標(biāo)和教育定理為基本標(biāo)準(zhǔn)的評價；是一種主體性的活動，是評價者與被評價者的雙邊活動。2.1.2 2.1.2 什么是教育測量、教育測評什么是教育測量、教育測評 教育測量和評價被看作是兩個密切聯(lián)系、又相互區(qū)別的概念，是同一活動的兩個不同階段： 測量是一種事實描述過程，只對事物的屬性賦值； 評價是一種價值判斷過程，是在測量的基礎(chǔ)上對事物的好與差、對與錯、優(yōu)與劣的判斷。 測量只能是在評價需要的指導(dǎo)下的事實描述，

10、否則，測量沒有任何意義；評價必須是在測量基礎(chǔ)上的價值判斷，否則，評價結(jié)果就是空中樓閣，毫不可信。 正是由于教育測量與教育評價之間的密切聯(lián)系，我們將兩者合在一起，統(tǒng)稱為教育測量和評價，或簡稱為教育測評。2.1.3 2.1.3 考試與教育測量和評價的關(guān)系考試與教育測量和評價的關(guān)系 考試，是人們迄今為止創(chuàng)造的測量人的知識和能力的諸方法中，比較客觀公正，比較準(zhǔn)確、效率較高的一種方法，因而它的采用也最為廣泛。 考試或測驗作為一種測量的基本過程是：用一組標(biāo)準(zhǔn)刺激物(精心設(shè)計的測驗題）給學(xué)生提供一個問題情境，去激發(fā)學(xué)生的反應(yīng)，根據(jù)學(xué)生的答題情況對學(xué)生的反應(yīng)質(zhì)量賦值（評分）。在這一過程中收集各種測量信息和資料

11、，為評價提供依據(jù)。2.2 2.2 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的定位化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的定位 化學(xué)教育測評的標(biāo)準(zhǔn)及制定標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是化學(xué)教育目標(biāo)。所以化學(xué)教育測評包括對認(rèn)知領(lǐng)域、情感態(tài)度領(lǐng)域和動作技能領(lǐng)域的測評。 常規(guī)的化學(xué)測驗或考試，其測評目標(biāo)一般都屬于認(rèn)知領(lǐng)域。認(rèn)知領(lǐng)域化學(xué)教學(xué)測量的目標(biāo)是學(xué)生掌握知識的程度和能力發(fā)展水平兩個方面，這主要通過測量學(xué)生“能否在不同的學(xué)習(xí)水平上運用知識解決問題”這一屬性來實現(xiàn)。 因此，本課題研究的是在基礎(chǔ)教育改革中新評價理念和維果茨基最近發(fā)展區(qū)理論的指導(dǎo)下，針對化學(xué)認(rèn)知水平進(jìn)行測評的系統(tǒng)。它提供了一個更為科學(xué)合理的測量評價化學(xué)認(rèn)知水平的平臺。本系統(tǒng)經(jīng)擴展后也可為

12、其它學(xué)科服務(wù)。2.3 2.3 構(gòu)建系統(tǒng)的教育心理學(xué)理論構(gòu)建系統(tǒng)的教育心理學(xué)理論 2.3.1 2.3.1 維果茨基維果茨基“最近發(fā)展區(qū)最近發(fā)展區(qū)”理論理論 2.3.2 2.3.2 成就動機原則成就動機原則 2.3.3 2.3.3 教學(xué)信息反饋理論教學(xué)信息反饋理論 2.3.4 2.3.4 教育測量和評價激勵功能的意義教育測量和評價激勵功能的意義2.3 2.3 構(gòu)建系統(tǒng)的教育心理學(xué)理論構(gòu)建系統(tǒng)的教育心理學(xué)理論2.3.1 2.3.1 維果茨基維果茨基“最近發(fā)展區(qū)最近發(fā)展區(qū)”理論的啟示理論的啟示 最近發(fā)展區(qū)：是指“兒童獨立解決問題的實際發(fā)展水平與在成人指導(dǎo)下或在有能力的同伴合作中解決問題的潛在發(fā)展水平之

13、間的差距。 維果茨基之所以特別強調(diào)最近發(fā)展區(qū)的重要性，是因為他對現(xiàn)有的智力測驗的性質(zhì)與傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)成就評價方法不滿意，他認(rèn)為這種方法只能測量到認(rèn)知能力的一部分，而不能據(jù)以推知其全部。維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論正是針對傳統(tǒng)測試的缺點而提出的改進(jìn)建議。2.3.2 2.3.2 成就動機原則成就動機原則 成就動機:是想要很好的完成困難的工作，在競爭條件下獲得優(yōu)異成績，創(chuàng)造出優(yōu)異的業(yè)績的那種動機。成就動機是一種內(nèi)部動機，它來自于學(xué)生內(nèi)在的需要。成就動機高的人比成就動機低的人在學(xué)習(xí)上表現(xiàn)出來更為優(yōu)良的成績。 如何在測量評價中注意培養(yǎng)和保護(hù)學(xué)生的“成就動機感”是十分必要的。仔細(xì)分析一下傳統(tǒng)的化學(xué)考試，對于一道答

14、錯的客觀性試題，很多學(xué)生對它并非一無所知，也許只是一個化學(xué)方程式或化學(xué)基本原理等在考場緊張的情境中無法準(zhǔn)確的回憶，導(dǎo)致最終答案有誤。但對于這種在考試中經(jīng)常出現(xiàn)的情況我們都按零分來記，這無疑是對學(xué)生化學(xué)認(rèn)知水平的一種輕率否定，這與培養(yǎng)和保護(hù)學(xué)生的成就動機感顯然是背道而馳的。 所以，我們在這套測評系統(tǒng)中不僅給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了問題情境，還可以讓學(xué)生在“人機交互”中成功的解決難題。2.3.3 2.3.3 教學(xué)信息反饋理論教學(xué)信息反饋理論 教學(xué)過程是一個信息傳輸和控制過程，教學(xué)通過信息輸入 信息控制信息輸出信息反饋形成一個閉合的回路，沒有反饋信息的非閉合性回路是不可能實現(xiàn)有效控制的。要想實現(xiàn)對教學(xué)的有效調(diào)節(jié)和

15、控制，就必須掌握大量的反饋信息，并保持信息的交流和暢通。 化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)為學(xué)生和教師提供了一個及時全面獲得反饋信息的技術(shù)平臺:學(xué)生在線提交考卷后即刻就能得到系統(tǒng)的反饋信息，從而可以及時了解自己學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié);計算機閱卷，省去收發(fā)試卷的中間環(huán)節(jié),減輕教師閱卷的工作量，提高了閱卷的準(zhǔn)確性,從而大大提高了反饋的及時有效性。 本系統(tǒng)除了給出分?jǐn)?shù)的反饋信息之外，還會把每個考生在每一化學(xué)試題中存在的問題都詳細(xì)的反饋給教師和學(xué)生。這樣學(xué)生明確了努力方向，教師獲得了因材施教的寶貴信息，必將促進(jìn)教與學(xué)的共同改進(jìn)。2.3.4 2.3.4 教育測量和評價激勵功能的意義教育測量和評價激勵功能的意義 教育測評是對

16、教師的勞動成果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果的一種鑒定和評價，能夠給人帶來精神上的滿足，也會對人產(chǎn)生壓力或動力，提高教師和學(xué)生教與學(xué)的熱情，激勵他們以更多的精力投入教育活動。 化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)在給出分?jǐn)?shù)的同時，針對每道化學(xué)題目給出了詳細(xì)的測試信息，使教師和學(xué)生可以關(guān)注知識和能力相對前期的進(jìn)步量。另外，本系統(tǒng)不再僅以考生給出結(jié)果的對錯記分，而是在每道化學(xué)題目中考慮學(xué)生作答的具體心理過程，使認(rèn)知水平處于不同層次的學(xué)生可以得到不同等級的分?jǐn)?shù)，積極的發(fā)揮測量和評價的激勵功能。第三章化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的設(shè)計思想3.1 3.1 系統(tǒng)設(shè)計的總體方案系統(tǒng)設(shè)計的總體方案該系統(tǒng)預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)主要是：(1) 系統(tǒng)的通用

17、性和可擴展性強；(2) 易維護(hù)性； (3) 安全性能高；(4) 可推廣性；3.2 3.2 系統(tǒng)測量內(nèi)容的設(shè)計系統(tǒng)測量內(nèi)容的設(shè)計在編制測試題目時的原則：（1）明確測驗的目的。（2）試題內(nèi)容的取樣要有代表性（3）題意要清楚，文字要簡明。（4）應(yīng)有不至于引起爭論的正確答案或?qū)Υ鸢阜秶星宄恼J(rèn)識和把握。3.3 測試系統(tǒng)在題型上的設(shè)計 上圖顯示：選擇題（或判斷題）的優(yōu)點明顯多于其它題型。選擇題答題方式最簡便，便于在短時間內(nèi)對較多的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行測量，取樣教廣泛，評分客觀，可用機器代替人工閱卷等明顯的優(yōu)點。但這種試題在其提高測量質(zhì)量的向度里也寓含著種種弊端。3.3.1 3.3.1 各種測試題型的優(yōu)缺點比較

18、各種測試題型的優(yōu)缺點比較 表 3-1 各種測驗題型的優(yōu)缺點一覽表3.3.2 3.3.2 我國化學(xué)高考的題型分析我國化學(xué)高考的題型分析 表 3-2 19781992 年高考化學(xué)試題三類題型分?jǐn)?shù)表上圖顯示：選擇題在我國化學(xué)和其他學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)化考試中被如此廣泛采用，這也是我們對這一題型在測評方式做進(jìn)一步深入研究的重要原因。3.3.33.3.3計算機測試時基于題型的幾點實際考慮計算機測試時基于題型的幾點實際考慮 首先，學(xué)生用鍵盤輸入一些復(fù)雜答案時，如果輸入的方式不當(dāng)，必然影響學(xué)生做題的有效性。 其次，對于一些計算機鍵盤操作不熟練的學(xué)生來說，輸入過于繁瑣的答案則浪費答題的時間，必然減弱學(xué)生做題的積極性。

19、再次，采用選擇題可以避免其它題型帶來的對學(xué)生答案的難以控制性。 最后，測量評價系統(tǒng)應(yīng)該在充分發(fā)揮選擇題所具有優(yōu)點的基礎(chǔ)上，較好的避免了其在傳統(tǒng)紙筆測試中存在的缺點。 基于以上的種種考慮，我們課題組通過研究發(fā)現(xiàn)，把傳統(tǒng)測試中的化學(xué)推斷題、實驗題等編制成選擇題用本測試系統(tǒng)進(jìn)行測量，同樣可以達(dá)到原有的測評目的。所以，我們把單選題和多選題作為本次測量評價系統(tǒng)開發(fā)和研究的基本題型。 教育測評具有定向、鑒定、診斷、激勵功能、教學(xué)等基本功能。評定實施的成功與否將直接關(guān)系到學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的好壞，是不容忽視的重要一環(huán)。作為對學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知水平進(jìn)行測試的平臺，該系統(tǒng)在新課程評價理念指導(dǎo)下來設(shè)計其評定功能。這是本課題

20、的一大特點，也是課題研究的重點。3.4 3.4 測試系統(tǒng)在評價功能上的設(shè)計測試系統(tǒng)在評價功能上的設(shè)計3.4.1 3.4.1 人機互動下的個別化評定人機互動下的個別化評定 為適應(yīng)不同能力水平學(xué)生的需要，我們針對每一道題目預(yù)先設(shè)置了幾個權(quán)重值不同的求助關(guān)鍵項目（包含解題的知識點和思維關(guān)鍵過程），讓每道題目自動地適應(yīng)被試的具體情況，尊重了學(xué)生的個體差異，使不同水平被試都能接受一組跟自己特質(zhì)水平相適應(yīng)的試題。并且每一道題目都根據(jù)學(xué)生的個體差異自動給出了合理的分?jǐn)?shù)，使不同層次學(xué)生的自尊心得到了很好的保護(hù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對自我能力的肯定?！叭藱C互動評定”法像“因材施教”那樣“因人施測”，提高了測評工

21、作的效度與信度。3.4.2 3.4.2 重視學(xué)生得出結(jié)論過程的評定重視學(xué)生得出結(jié)論過程的評定 新的評定要求不僅重視學(xué)生解決問題的結(jié)論，而且重視得出結(jié)論的過程.化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)為學(xué)生提供了“人機互動”的答題方式，并由計算機動態(tài)的跟蹤學(xué)生的答題過程。充分展現(xiàn)學(xué)生知道了什么，理解了什么，能做些什么，思維的障礙在哪里等等，使教師的教學(xué)工作可以更加有的放矢。3.4.3 3.4.3 由側(cè)重甄別轉(zhuǎn)向側(cè)重發(fā)展的評定由側(cè)重甄別轉(zhuǎn)向側(cè)重發(fā)展的評定 我們設(shè)計了“人機互動”的測評模式，由計算機來充當(dāng)“成人指導(dǎo)者或有能力的合作同伴”的角色，使學(xué)生在充分發(fā)揮自己所知所能的基礎(chǔ)上，不斷跨越思維障礙，逐步形成正確解決問題

22、的思維方式。 這種全新的測試過程有利于學(xué)生內(nèi)化知識、培養(yǎng)能力，進(jìn)而推動學(xué)生的認(rèn)知水平不斷提高，促進(jìn)教育教學(xué)中對學(xué)生的培養(yǎng)向著認(rèn)知水平的可能發(fā)展區(qū)拓展。3.4.4 3.4.4 質(zhì)性和量化相結(jié)合的評定質(zhì)性和量化相結(jié)合的評定 化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)動態(tài)跟蹤學(xué)生答題的全過程，學(xué)生考試結(jié)束后，系統(tǒng)會針對每個學(xué)生自動生成一個“record”文件，該文件詳細(xì)記錄考生所用的考試時間、較合理的量化分?jǐn)?shù)、錯誤的答案、每道題所使用過的求助項目等。教師可以一目了然的了解到學(xué)生解決哪類問題困難、是知識掌握不牢固還是解題能力有欠缺等。第四章第四章 化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)4.

23、1 4.1 認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的總體設(shè)計認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的總體設(shè)計4.1.1 4.1.1 認(rèn)知水平科學(xué)測量評價系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)認(rèn)知水平科學(xué)測量評價系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)4.1.24.1.2認(rèn)知水平科學(xué)測量評價系統(tǒng)的一般流程認(rèn)知水平科學(xué)測量評價系統(tǒng)的一般流程 整個考試系統(tǒng)幾乎包含了從考試前對考試整體規(guī)劃到考試結(jié)束后為教師提供統(tǒng)計信息的所有內(nèi)容的支持。系統(tǒng)的設(shè)計思路和各個模塊的使用均與考試的時間順序相同?？荚囅到y(tǒng)的一般流程如圖 4-2 所示：4.2 4.2 系統(tǒng)的環(huán)境和工具概述系統(tǒng)的環(huán)境和工具概述4.2.1 4.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的軟硬件環(huán)境系統(tǒng)實現(xiàn)的軟硬件環(huán)境 服務(wù)器端：操作系統(tǒng)：Windows98/ME

24、/2000（推薦）/NT/XPWeb 服務(wù)器：PWS 或 IIS 或 Apache (推薦)數(shù)據(jù)庫：MSAccess2000、MySQL、SQL Server 2000內(nèi)存容量：64M 以上硬盤容量：30M 以上 客戶端：操作系統(tǒng)：Windows98/ME/2000 Personal（推薦）/NT/XP瀏覽器：IE4.O 以上版本（推薦使用 6.0） 硬件平臺：CUP 主頻 800MHz 以上、64MB RAM 以上，100M 硬盤(單機)CUP 主頻 800MHz 以上、128 RAM 以上、150M 硬盤(網(wǎng)絡(luò))4.2.2 4.2.2 系統(tǒng)的開發(fā)工具介紹系統(tǒng)的開發(fā)工具介紹 在設(shè)計化學(xué)認(rèn)知水

25、平測評系統(tǒng)時，為了提高系統(tǒng)的可移植性、健壯性和方便以后對系統(tǒng)的改進(jìn)和升級，采用了 MicrosoftAccess 2000 作為后臺數(shù)據(jù)庫，對整個認(rèn)知水平測試各個階段的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行存儲和管理。 我們在設(shè)計系統(tǒng)時把所有的數(shù)據(jù)都存儲在一個數(shù)據(jù)庫中，對系統(tǒng)的前端開發(fā)，主要則采用了 Power Builder 8.0 和Visual C+ 6.0，并配合使用 Front Page 2000 等工具軟件開發(fā)系統(tǒng)。4.3 4.3 考試流程功能模塊設(shè)計與實現(xiàn)考試流程功能模塊設(shè)計與實現(xiàn) 在設(shè)計化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)時充分考慮了各個模塊的內(nèi)聚性和偶合性，將整個軟件系統(tǒng)分成相互獨立又緊密聯(lián)系的九個部分： 考試設(shè)置

26、模塊： 試題編制模塊： 考生管理模塊： 考生成績統(tǒng)計和分析模塊： 身份確認(rèn)模塊： 考試過程控制模塊： 答題與提示模塊： 錯誤檢測與恢復(fù)模塊： 成績提交模塊：4.4 4.4 系統(tǒng)在測評功能上的設(shè)計系統(tǒng)在測評功能上的設(shè)計 如何對學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知水平實施更公平、更準(zhǔn)確的測評，是我們在該系統(tǒng)開發(fā)過程中重點考慮的問題，也是系統(tǒng)的核心部分。主要做了如下設(shè)計：4.4.1 4.4.1 科學(xué)評分方法的設(shè)計科學(xué)評分方法的設(shè)計 從 4-3 的流程圖可清楚地看出：這種評分方法，突破了傳統(tǒng)化學(xué)考試中選擇題僅以結(jié)果對錯記分的種種弊端，為那些認(rèn)知水平尚處于一知半解的學(xué)生提供了展示自己所知所能的平臺，使該系統(tǒng)中的每一道化學(xué)試題

27、都能區(qū)分考生完全了解、一知半解、一無所知等不同情況，該系統(tǒng)在對學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知水平測評方面實現(xiàn)了科學(xué)合理、快捷方便的計算機化評分功能。4.4.2 4.4.2 提示項目的設(shè)計提示項目的設(shè)計圖 4-4 考試界面 圖 4-5 點擊“幫助”鍵后的界面 本測試系統(tǒng)提示項目的設(shè)計與目前某些系統(tǒng)所設(shè)計的“分層提示”流程有著截然不同的區(qū)別：圖 4-6“分層提示”流程圖 4-7 點擊某“提示項目”后的界面4.4.3 4.4.3 試題呈現(xiàn)方式的設(shè)計試題呈現(xiàn)方式的設(shè)計 我們在系統(tǒng)開發(fā)的整個過程中，在試題呈現(xiàn)方式的設(shè)計上采用了與傳統(tǒng)紙筆型測試相類似的方案。當(dāng)考生身份的合法性通過驗證后，系統(tǒng)會把試題全部顯示出來，考生可拉

28、動滾動條瀏覽試卷，便于考生根據(jù)自身的實際情況作答試題。另外，我們在系統(tǒng)中設(shè)計了“待定”鍵。圖圖 4-8 點擊點擊 “待定待定”鍵后的界面鍵后的界面4.4.4 4.4.4 針對個體的質(zhì)性和量化評定相結(jié)合的設(shè)計針對個體的質(zhì)性和量化評定相結(jié)合的設(shè)計 認(rèn)知水平高的學(xué)生，所需解題時間短；反之，認(rèn)知水平低的學(xué)生，所需的解題時間就長。據(jù)此，學(xué)生在解題時間上表現(xiàn)出的差異，為我們更有效地發(fā)現(xiàn)學(xué)生間的差異提供了一個可用的方法。 所以，我們在系統(tǒng)開發(fā)過程中把解題時間作為測評學(xué)生化學(xué)認(rèn)知水平時更為細(xì)致、具體的指標(biāo)。計算機跟蹤考生答題過程，當(dāng)考生正確提交考卷后，系統(tǒng)會針對每個考生自動生成一個“record”文件夾，其中

29、又包括“kssys.txt”和“times.txt”分別記錄考生答題的詳細(xì)情況和答題所用時間。 圖 4-9 系統(tǒng)記錄考生答題時間的“times.txt”界面 圖 4-10 系統(tǒng)記錄考生答題詳細(xì)信息的“kssys.txt”界面 “kssys.txt”和“times.txt”使教師能針對每個學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知水平做出更公平、恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)性評定。另外，通過這些詳盡的反饋信息，教師能更準(zhǔn)確地把握教學(xué)中的得與失，有的放矢地調(diào)整教學(xué)策略。4.4.5 4.4.5 針對考生全體的統(tǒng)計分析功能的設(shè)計針對考生全體的統(tǒng)計分析功能的設(shè)計 在化學(xué)認(rèn)知水平測評系統(tǒng)中設(shè)計了統(tǒng)計模塊?？荚嚱Y(jié)束后，系統(tǒng)會自動對所有參加測試學(xué)生的量化分

30、數(shù)和其它反饋信息進(jìn)行統(tǒng)計。教師則不需要輸入任何數(shù)據(jù)，便可輕松的在系統(tǒng)中提取到統(tǒng)計結(jié)果的圖表。圖 4-11 成績統(tǒng)計圖表界面系統(tǒng)設(shè)計了自動的提示項目統(tǒng)計功能: 提示項目被使用的次數(shù)越多，則說明越多的考生在該方面存在化學(xué)認(rèn)知上的缺陷。當(dāng)然更應(yīng)引起教師的重視，以便在今后的教學(xué)工作中有針對性地幫助學(xué)生提高化學(xué)認(rèn)知水平。圖 4-12 提示項目統(tǒng)計表界面 教師查看完提示項目統(tǒng)計表后，點擊其右下角的“查看柱狀圖”按鈕，系統(tǒng)便立刻輸出如圖 4-13 所示的提示項目統(tǒng)計圖。該圖可使教師更為直觀地看到每個提示項目被使用的情況。圖 4-13 提示項目統(tǒng)計柱狀圖界面系統(tǒng)設(shè)計了答錯題目人數(shù)統(tǒng)計功能：圖 4-14 答錯題

31、目人數(shù)統(tǒng)計界面綜上： 本測試系統(tǒng)閱卷準(zhǔn)確快速、成績分析統(tǒng)計科學(xué)直觀，大大減輕教師閱卷、試卷分析的工作量，從根本上提高了評價效率。 另外，系統(tǒng)對測量結(jié)果的統(tǒng)計不是為了給出每個考生在測試群體中的位置，而是為了找出蘊含在數(shù)據(jù)和信息中的規(guī)律，并向教師進(jìn)行及時有效地反饋，促進(jìn)教師有的放矢地改進(jìn)教學(xué)策略，推動學(xué)生化學(xué)認(rèn)知水平的提高。第五章第五章 對系統(tǒng)的具體評價對系統(tǒng)的具體評價 為了確保化學(xué)認(rèn)知水平測量評價系統(tǒng)的實用性，我們在軟件開發(fā)過程中始終本著邊測試邊整改的原則，先后在吉林省通化市幾所高中、貴州師大附屬中學(xué)、師范類大學(xué)化學(xué)專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行了規(guī)模大小不同的多次測試。廣泛的征集教師和學(xué)生提出的修改意見，先后

32、開發(fā)了三套版本不同的測評系統(tǒng)，有單機版和網(wǎng)絡(luò)版兩種，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況不同的城市和鄉(xiāng)村學(xué)校的需要均可得到滿足。 另外，為保證測量評價系統(tǒng)的質(zhì)量，我們對應(yīng)用該系統(tǒng)測試考生的結(jié)果進(jìn)行必要的分析和評價，并且配合問卷調(diào)查法收集信息，旨在逐步探索更為理想的整改方案。5.1 5.1 使用系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行實驗性測試的一個范例使用系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行實驗性測試的一個范例 實驗時間：2005 年 3 月 實驗地點：吉林省通化市某重點中學(xué)計算機房 實驗對象：高一.八班學(xué)生（原有學(xué)生 66 人，有 2 名轉(zhuǎn)學(xué)，1 名缺考） 實驗過程簡介：為了避免被試由于不熟悉考試系統(tǒng)而影響考試情緒或操作錯誤等無關(guān)因素的影響，我們針對系統(tǒng)的使用

33、方法對學(xué)生進(jìn)行了培訓(xùn)和指導(dǎo)，并給學(xué)生一定的時間在試答題系統(tǒng)上操作練習(xí)。隔日才進(jìn)行了正式的實驗性測試。測試后向被試進(jìn)行了問卷調(diào)查，收集學(xué)生對使用該系統(tǒng)的反饋信息。5.2 5.2 測評分?jǐn)?shù)的正態(tài)分布檢驗測評分?jǐn)?shù)的正態(tài)分布檢驗 由圖可知：本次測量樣本的有效樣本容量（N=63）；樣本均值（Mean=61.6）；樣本標(biāo)準(zhǔn)差（Std.Dev=15.41）。 把測評分?jǐn)?shù)分布直方圖與標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線相對照，可以比較直觀而初步地估計應(yīng)用該軟件進(jìn)行測量所得到的分?jǐn)?shù)是基本服從正態(tài)分布的。圖 5-1 軟件測評成績直方圖 為了進(jìn)一步求證測評分?jǐn)?shù)分布的正態(tài)性，我們利用 SPSS 軟件所提供的Kolmogorov-Smirno

34、v 法進(jìn)行較精確的統(tǒng)計和驗證工作。KS 檢驗是利用（N=63）的測評成績樣本來推斷總體是否符合正態(tài)分布的方法。由表 5-1 可知：使用我們所開發(fā)的系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行實驗性測評的分?jǐn)?shù)是服從正態(tài)分布的。表 5-1 用 Kolmogorov-Smirnov 法對測評分?jǐn)?shù)的正態(tài)分布檢驗結(jié)果5.3 5.3 效度的檢驗效度的檢驗 效度是指測驗的有效性，即一個測驗?zāi)軌驕y出其所要測量的特性或功能的程度。預(yù)說明測驗是否正確有效，一個重要辦法是提供使用結(jié)果的有力的客觀資料。因此，進(jìn)行效標(biāo)關(guān)聯(lián)效度驗證，是考察測驗效度的廣為采用的辦法。效標(biāo)效度是指測驗分?jǐn)?shù)與效標(biāo)的相關(guān)程度。所謂效標(biāo)，就是檢驗測驗有效性的一種參照標(biāo)準(zhǔn)。圖 5-2 測評成績與平均成績對比圖由圖可知，兩條曲線有著較為類似的波動。進(jìn)一步求證測評分?jǐn)?shù)與效標(biāo)（平均分?jǐn)?shù)）的相關(guān)性進(jìn)一步求證測評分?jǐn)?shù)與效標(biāo)（平均分?jǐn)?shù)）的相關(guān)性由此，我們用科學(xué)的計算機統(tǒng)計方法證實了本次的實驗性測